JPH05226624A - Solid-state image pick-up device and its manufacture - Google Patents

Solid-state image pick-up device and its manufacture

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Publication number
JPH05226624A
JPH05226624A JP4058751A JP5875192A JPH05226624A JP H05226624 A JPH05226624 A JP H05226624A JP 4058751 A JP4058751 A JP 4058751A JP 5875192 A JP5875192 A JP 5875192A JP H05226624 A JPH05226624 A JP H05226624A
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JP
Japan
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film
light
passivation film
color filter
solid
Prior art date
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Pending
Application number
JP4058751A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Enomoto
匡志 榎本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP4058751A priority Critical patent/JPH05226624A/en
Publication of JPH05226624A publication Critical patent/JPH05226624A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Color Television Image Signal Generators (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a stable solid image pick-up device and its manufacturing method which do not induce deterioration of characteristics even if the cell size of a picture element is miniaturized. CONSTITUTION:The surface of a passivation film 31 in the title device is flattened. Then, a light-absorbing film 32 is formed on a light-screening film 3 which is formed on the surface of a transfer part 5 so that light for exposure which is used for exposure process used when forming a film of a color filter 4 does not induce unneeded reflection, thus improving the edge cutting property of colored regions 41-43 of the film, eliminating horizontal streaks and color mixing.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、微細化傾向に適した構
造の固体撮像装置およびその製造方法に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image pickup device having a structure suitable for miniaturization and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】固体撮像装置は、光電変換、蓄積、走査
の3機能を満たすLSIであり、走査には、撮像管にお
ける電子ビ−ムを使わず、回路的にパルスを送ってモザ
イク状に独立した画素から順次信号を取出す。この装置
は、各種監視用テレビジョンや高品位テレビジョンのカ
メラとして有望視されている。これは、前記撮像管では
得ることができない、画像歪みがない、低電圧、低消費
電力、小型軽量、残像が少ない、直射日光による焼付け
がない、衝撃に強い等の特徴が有るためであり、高画
質、高感度、低コストへ向けて開発が進んでいる。撮像
装置の画素となる撮像素子に必要な機能は、基本的に光
電変換および走査をあげることができる。固体撮像素子
では、これらの機能を1つのチップ上に作ることが可能
なために、数ある光電変換方式や走査方式の組み合わせ
により様々な特徴を有するデバイスの開発が進められて
いる。とくに、カラ−化するためのカラ−フィルタを受
光部である光電変換部の上に形成したり、各受光部の上
にマイクロレンズなどを取付けて受光する光量を増やす
などの工夫を行っているのが現状である。
2. Description of the Related Art A solid-state image pickup device is an LSI that fulfills three functions of photoelectric conversion, storage, and scanning. For scanning, an electronic beam in an image pickup tube is not used, and pulses are sent in a circuit to form a mosaic pattern. Signals are taken out sequentially from independent pixels. This device is promising as a camera for various monitoring televisions and high-definition televisions. This is because it cannot be obtained with the image pickup tube, there is no image distortion, low voltage, low power consumption, small size and light weight, little afterimage, no burning due to direct sunlight, and strong against shock, etc. Development is progressing toward high image quality, high sensitivity, and low cost. The photoelectric conversion and scanning can basically be mentioned as the functions required for the image pickup device which becomes the pixel of the image pickup device. In a solid-state imaging device, these functions can be created on one chip, and therefore, devices having various characteristics are being developed by combining various photoelectric conversion methods and scanning methods. In particular, a color filter for colorization is formed on the photoelectric conversion unit, which is a light receiving unit, and a microlens or the like is attached on each light receiving unit to increase the amount of light received. is the current situation.

【0003】とくに、例えば、CCD(Charge Coupled
Device)などの電荷結合素子を転送部に用いる固体撮像
装置には、大別して、フレ−ム転送方式とインタ−ライ
ン転送方式とが実用化されている。インタ−ライン転送
方式では、図13に示すように、受光素子21を含む受
光部2が相互に分離され、それぞれの受光部ごとに信号
電荷のかたまりが転送ゲ−トを通して転送部5である遮
光した垂直CCDに一度移される。そして、出力側の水
平CCDには、各ラインの信号電荷のかたまりが、垂直
CCDから順次送り出され、時系列信号として読み出さ
れる。前述の様なカラ−フィルタを光電変換部上に形成
したものは、単板式カラ−固体撮像装置として知られて
いる。
In particular, for example, CCD (Charge Coupled
A solid-state imaging device using a charge-coupled device such as a device) in a transfer unit is roughly divided into a frame transfer system and an interline transfer system. In the inter-line transfer method, as shown in FIG. 13, the light receiving portions 2 including the light receiving elements 21 are separated from each other, and a block of the signal charges for each of the light receiving portions is the transfer portion 5 through the transfer gate. Once transferred to the vertical CCD. Then, a group of signal charges of each line is sequentially sent out from the vertical CCD to the horizontal CCD on the output side and read out as a time series signal. The above-described color filter formed on the photoelectric conversion portion is known as a single-plate color solid-state imaging device.

【0004】図14は、従来の単板カラ−式固体撮像装
置の1例を示したものであり、半導体基板に形成された
受光部と転送部の断面図を部分的に示している。半導体
基板1上には、受光部と転送部が交互に形成されてい
る。1つの固体撮像素子は、この受光部と転送部とを備
えて画素を構成している。これら固体撮像素子は、図1
3に示すように、半導体基板1の表面領域に縦横に整列
して形成される。まず、所定の間隔に高不純物濃度の不
純物拡散層が形成されており、これらを受光部となるホ
トダイオ−ド2としている。図示のように、このホトダ
イオ−ド2の間には、転送部5があり、受光した光を電
荷に変換し、発生した電荷をこの転送部を通して出力す
る。この転送部5は、例えば、CCD構造を有してい
る。転送部の酸化膜−シリコン界面にある表面準位によ
る電荷の発生および再結合が雑音の発生原因となるため
に、埋込みチャネルCCD(BCCD:Buried channel
CCD)を用いることが多い。このタイプでは、半導体基
板上に薄い反対導電型層が形成されており、この層の中
を空乏層により分離された多数キャリアが転送され、高
速動作が可能である。このBCCDの利用によってこの
種の雑音が低減すると同時に転送効率も改善されるよう
になっている。
FIG. 14 shows an example of a conventional single-plate color solid-state image pickup device, and partially shows a sectional view of a light receiving portion and a transfer portion formed on a semiconductor substrate. Light receiving portions and transfer portions are formed alternately on the semiconductor substrate 1. One solid-state image sensor includes the light receiving section and the transfer section to form a pixel. These solid-state imaging devices are shown in FIG.
As shown in FIG. 3, it is formed in the surface region of the semiconductor substrate 1 aligned vertically and horizontally. First, an impurity diffusion layer having a high impurity concentration is formed at predetermined intervals, and these are used as a photo diode 2 serving as a light receiving portion. As shown in the figure, a transfer unit 5 is provided between the photodiodes 2, converts the received light into electric charges, and outputs the generated electric charges through the transfer unit. The transfer unit 5 has, for example, a CCD structure. Since the generation and recombination of charges due to the surface states at the oxide film-silicon interface of the transfer portion causes noise, a buried channel CCD (BCCD: Buried channel) is generated.
CCD) is often used. In this type, a thin opposite conductivity type layer is formed on a semiconductor substrate, and majority carriers separated by a depletion layer are transferred in this layer, which enables high speed operation. By using this BCCD, noise of this kind is reduced and at the same time transfer efficiency is improved.

【0005】受光部周辺の主として転送部5の上には、
光遮蔽膜3が形成されていて、外からの光の漏れ込みを
防いでいる。この光遮蔽膜3には、通常Alもしくはそ
の合金などからなるAl膜が使われている。Al膜以外
にはCrやWなどが用いられる。これら受光部2、転送
部5、光遮蔽膜3などを被覆するようにパッシベ−ショ
ン膜31が施されている。パッシベ−ション膜の材料に
は、通常アクリル系の膜の様な受光される光に対して透
明な材料が用いられる。このパッシベ−ション膜31の
上にカラ−フィルタ4を形成する。カラ−フィルタ4
は、例えば、ゼラチン、カゼイン等の着色膜で構成し、
この着色膜の各領域41、42、43は所定の色に染色
されている。例えば、着色膜41は、赤、着色膜42
は、緑、着色膜43は、青に染色されている。
Above the transfer unit 5, mainly around the light receiving unit,
The light shielding film 3 is formed to prevent light from leaking from the outside. As the light shielding film 3, an Al film made of Al or its alloy is usually used. Other than the Al film, Cr, W or the like is used. A passivation film 31 is provided so as to cover the light receiving portion 2, the transfer portion 5, the light shielding film 3, and the like. As the material of the passivation film, a material transparent to the received light such as an acrylic film is usually used. The color filter 4 is formed on the passivation film 31. Color filter 4
Is composed of a colored film such as gelatin or casein,
Each region 41, 42, 43 of this colored film is dyed with a predetermined color. For example, the colored film 41 is red and the colored film 42 is
Is dyed in green, and the colored film 43 is dyed in blue.

【0006】この従来の固体撮像装置の製造方法の1例
を、図14および図15を参照して説明する。例えば、
n型シリコン半導体基板1にp型ウエル領域(図示せ
ず)を形成し、その表面の所定領域に複数のn拡散層
をイオン注入法などにより形成してホトダイオ−ドと
し、これらを受光素子21とする受光部2を構成する。
受光素子21の間には、転送部5が形成されており、こ
れは、例えば、CCD構造(垂直CCD)になってい
る。この転送部には、その表面にAl膜からなる光遮蔽
膜3を形成する(図15(a))。次に、半導体基板1
の表面にパッシベ−ション膜31を形成する。その材料
は受光される光に対して透明なアクリル系の膜などを用
いる。このパッシベ−ション膜31の上にカゼインやゼ
ラチンなどのフィルタ材料からなる被染色膜40を塗布
し、通常のリソグラフィ技術を用いて、まず、ホトマス
ク6を通して、この被染色膜40を露光する(図15
(b))。次に、これを現像し、染色してパッシベ−シ
ョン膜31の上に着色膜41を形成する(図15
(c))。さらに、パッシベ−ション膜31の露出部分
には、第2および第3の着色膜42、43を堆積して、
これらの着色膜41〜43からなるカラ−フィルタ4を
形成する(図14)。
An example of the conventional method of manufacturing the solid-state image pickup device will be described with reference to FIGS. 14 and 15. For example,
A p-type well region (not shown) is formed on the n-type silicon semiconductor substrate 1, and a plurality of n + diffusion layers are formed in a predetermined region on the surface thereof by an ion implantation method or the like to form a photo diode. 21 to constitute the light receiving section 2.
A transfer unit 5 is formed between the light receiving elements 21, and has a CCD structure (vertical CCD), for example. The light shielding film 3 made of an Al film is formed on the surface of the transfer portion (FIG. 15A). Next, the semiconductor substrate 1
A passivation film 31 is formed on the surface of the. As the material, an acrylic film or the like which is transparent to the received light is used. A film to be dyed 40 made of a filter material such as casein or gelatin is applied on the passivation film 31, and the film to be dyed 40 is first exposed through a photomask 6 by using a normal lithography technique (see FIG. 15
(B)). Next, this is developed and dyed to form a colored film 41 on the passivation film 31 (FIG. 15).
(C)). Further, second and third colored films 42 and 43 are deposited on the exposed portion of the passivation film 31,
A color filter 4 including these colored films 41 to 43 is formed (FIG. 14).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
固体撮像装置においては、カラ−フィルタの着色膜41
等は、リソグラフィ技術でパタ−ニングする。しかし、
図14に示すように、各着色膜のエッジの側面は、垂直
には形成されず、長く裾をひいたような形状となって他
の着色膜の下へ潜り込んでいる。この原因は、カラ−フ
ィルタが乗っている下地層にある。すなわち、受光部2
と転送部5には段差があるので、その上のパッシベ−シ
ョン膜31にも段差が生じているので、半導体基板1と
ホトマスク6との合わせ精度が見掛け上悪化し、さら
に、図15(b)に示すように、露光時における照射光
が、光遮蔽膜3や配線(図示せず)に用いられるAl系
の膜に反射されるので、被染色膜40の所定の位置をパ
タ−ニングすることが困難になる。この様に、着色膜同
志が重なるように形成されると、フリッカ、横すじ、混
色等が発生して、撮像装置としての特性が劣化するの
で、固体撮像装置の微細化も困難であった。以上は、カ
ラ−フィルタに関する問題点であるが、マイクロレンズ
の場合でも同様の問題がある。1つのレンズを形成する
にもレンズ材料の膜をホトリソグラフィ技術を用いて処
理しており、その露光工程において、この膜の下地層か
らの反射光があると、これに影響されて正確なレンズの
形状が得られなくなる。本発明はこの様な事情により成
されたものであり、画素のセルサイズが微細化しても特
性劣化のない安定した固体撮像装置およびその製造方法
を提供することを目的にしている。
As described above, in the conventional solid-state image pickup device, the colored film 41 of the color filter is used.
Etc. are patterned by a lithographic technique. But,
As shown in FIG. 14, the side surface of the edge of each colored film is not formed vertically, but has a shape with a long skirt and sunk under another colored film. This is due to the underlying layer on which the color filter is mounted. That is, the light receiving unit 2
Since the transfer portion 5 has a step, and the passivation film 31 thereabove also has a step, the alignment accuracy between the semiconductor substrate 1 and the photomask 6 apparently deteriorates. ), The irradiation light at the time of exposure is reflected by the Al-based film used for the light shielding film 3 and the wiring (not shown), so that the predetermined position of the film to be dyed 40 is patterned. Becomes difficult. As described above, when the colored films are formed so as to overlap with each other, flicker, horizontal stripes, color mixing, and the like occur, and the characteristics of the imaging device are deteriorated. Therefore, it is difficult to miniaturize the solid-state imaging device. The above is the problem regarding the color filter, but the same problem occurs in the case of the microlens. In order to form one lens, the film of the lens material is processed using the photolithography technique, and if there is reflected light from the underlayer of this film in the exposure process, it is affected by this and the accurate lens The shape of will not be obtained. The present invention has been made under such circumstances, and an object of the present invention is to provide a stable solid-state imaging device that does not deteriorate in characteristics even if the cell size of a pixel is miniaturized, and a manufacturing method thereof.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、受光部と転送
部とを備えた複数の画素領域を有する固体撮像装置の表
面が平坦化されたパッシベ−ション膜を設けると共に、
少なくとも転送部上に形成した光遮蔽膜上に、光吸収層
を形成することを特徴としている。すなわち、本発明の
固体撮像装置は、半導体基板と、前記半導体基板に形成
され、受光部と転送部を有する複数の画素領域と、前記
画素領域の転送部上に形成した光遮蔽膜と、前記画素領
域と前記光遮蔽膜とを被覆し、表面が平坦化されている
パッシベ−ション膜と、前記平坦化されたパッシベ−シ
ョン膜の上に形成したカラ−フィルタ又はマイクロレン
ズを表面に形成したカラ−フィルタとを備えていること
を第1の特徴としている。また、半導体基板と、前記半
導体基板に形成され、受光部と転送部を有する複数の画
素領域と、前記画素領域の転送部上に形成した光遮蔽膜
と、前記画素領域と前記光遮蔽膜とを被覆し、表面が平
坦化されているパッシベ−ション膜と、前記平坦化され
たパッシベ−ション膜の上に形成したマイクロレンズと
を備えていることを第2の特徴としている。前記光遮蔽
膜の上には光吸収膜を形成することができ、前記パッシ
ベ−ション膜は、前記カラ−フィルタ又はマイクロレン
ズを形成するための露光工程において使用される露光光
に対して光吸収性を備えるようにすることができる。さ
らに、半導体基板と、前記半導体基板に形成され、受光
部と転送部を有する複数の画素領域と、前記画素領域の
転送部上に形成した光遮蔽膜と、前記画素領域と前記光
遮蔽膜とを被覆するパッシベ−ション膜と、前記光遮蔽
膜の上に形成した光吸収膜と、前記パッシベ−ション膜
の上に形成されたカラ−フィルタ又はマイクロレンズを
表面に形成したカラ−フィルタとを備えていることを第
3の特徴としている。半導体基板と、前記半導体基板に
形成され、ホトダイオ−ドからなる受光部と電荷結合素
子からなる転送部を有する複数の画素領域と、前記画素
領域の転送部上に形成した光遮蔽膜と、前記画素領域と
前記光遮蔽膜とを被覆し、表面が平坦化されているパッ
シベ−ション膜と、前記光遮蔽膜の上に形成した光吸収
膜と、前記表面が平坦化されているパッシベ−ション膜
の上に形成したカラ−フィルタとを備えていることを第
4の特徴としている。
The present invention provides a passivation film having a planarized surface of a solid-state image pickup device having a plurality of pixel regions having a light receiving portion and a transfer portion, and
It is characterized in that the light absorption layer is formed at least on the light shielding film formed on the transfer portion. That is, the solid-state imaging device of the present invention includes a semiconductor substrate, a plurality of pixel regions formed on the semiconductor substrate and having a light receiving portion and a transfer portion, a light shielding film formed on the transfer portion of the pixel region, A passivation film which covers the pixel region and the light shielding film and has a flattened surface, and a color filter or a microlens formed on the flattened passivation film are formed on the surface. The first feature is that the color filter is provided. Further, a semiconductor substrate, a plurality of pixel regions formed on the semiconductor substrate and having a light receiving portion and a transfer portion, a light shielding film formed on the transfer portion of the pixel region, the pixel region and the light shielding film. The second feature is that it has a passivation film that covers the surface and has a flattened surface, and a microlens formed on the flattened passivation film. A light absorption film may be formed on the light shielding film, and the passivation film absorbs the exposure light used in the exposure process for forming the color filter or the microlens. Can be provided with sex. Further, a semiconductor substrate, a plurality of pixel regions formed on the semiconductor substrate and having a light receiving portion and a transfer portion, a light shielding film formed on the transfer portion of the pixel region, the pixel region and the light shielding film. A passivation film, a light absorbing film formed on the light shielding film, and a color filter formed on the passivation film or a color filter formed on the surface of a microlens. The third feature is the provision. A semiconductor substrate; a plurality of pixel regions formed on the semiconductor substrate, each having a light receiving part made of a photodiode and a transfer part made of a charge-coupled device; a light shielding film formed on the transfer part of the pixel region; A passivation film that covers the pixel region and the light shielding film and has a flattened surface, a light absorption film formed on the light shielding film, and a passivation film that has the flattened surface. The fourth feature is that the color filter is provided on the film.

【0009】本発明の固体撮像装置の製造方法は、受光
部と転送部を有する複数の画素領域を半導体基板に形成
する工程と、前記画素領域の転送部上に光遮蔽膜を形成
する工程と、前記画素領域と前記光遮蔽膜をパッシベ−
ション膜で被覆する工程と、前記パッシベ−ション膜を
加熱して軟化させることにより、その表面を平坦化させ
る工程と、前記パッシベ−ション膜の平坦化された表面
にカラ−フィルタまたはマイクロレンズもしくは表面に
マイクロレンズを形成したカラ−フィルタを形成する工
程とを備えていることを第1の特徴としている。また、
受光部と転送部を有する複数の画素領域を半導体基板に
形成する工程と、少なくとも前記画素領域の転送部上に
光遮蔽膜を形成する工程と、前記画素領域と前記光遮蔽
膜とをパッシベ−ション膜で被覆する工程と、前記パッ
シベ−ション膜の前記受光部上の領域に光を当てて、そ
の領域を透明化する工程と、前記パッシベ−ション膜を
加熱することにより、その表面を平坦化させるとともに
前記パッシベ−ション膜の前記受光部上の領域を、カラ
−フィルタもしくはマイクロレンズを形成する際の露光
に対して吸収する分光になっている光吸収膜にする工程
と、前記パッシベ−ション膜の平坦化された表面に前記
カラ−フィルタまたはマイクロレンズもしくは表面にマ
イクロレンズを形成したカラ−フィルタを形成する工程
とを備えていることを第2の特徴としている。前記パッ
シベ−ション膜には、予め感光剤を添加しておくことが
できる。
The solid-state imaging device manufacturing method of the present invention comprises the steps of forming a plurality of pixel regions having a light receiving portion and a transfer portion on a semiconductor substrate, and forming a light shielding film on the transfer portion of the pixel region. , Passivate the pixel region and the light shielding film.
A passivation film, a step of flattening the surface of the passivation film by heating and softening the passivation film, and a color filter or a microlens on the flattened surface of the passivation film. The first feature is that it includes a step of forming a color filter having a microlens formed on the surface. Also,
Forming a plurality of pixel regions having a light receiving portion and a transfer portion on a semiconductor substrate; forming a light shielding film on at least the transfer portion of the pixel region; and passivating the pixel region and the light shielding film. Of the passivation film, irradiating the region on the light receiving portion of the passivation film with light to make the region transparent, and heating the passivation film to flatten its surface. And a region of the passivation film on the light receiving portion is formed into a light absorbing film having a spectrum that absorbs exposure to light when forming a color filter or a microlens, and the passivation film. Forming a color filter or a microlens or a color filter having a microlens formed on the surface thereof on the flattened surface of the application film. The is a second feature. A photosensitizer may be added to the passivation film in advance.

【0010】[0010]

【作用】パッシベ−ション膜が平坦化され、光吸収層が
形成されることにより、段差や光の反射により着色膜同
志が重なり合ったり、ホトマスクの合せずれによるパタ
−ン寸法のばらつきが大きくなるといった悪影響が無く
なる。
[Function] The passivation film is flattened and the light absorption layer is formed, so that the colored films overlap with each other due to a step or light reflection, and the pattern size variation due to misalignment of the photomask becomes large. There is no adverse effect.

【0011】[0011]

【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。
まず、第1の実施例を図1乃至図4を参照して説明す
る。図1は、固体撮像装置の部分断面図であり、図2乃
至図4は、その製造工程断面図である。この図のもの
は、カラ−フィルタを取付けた単板式カラ−固体撮像装
置であり、例えば、図13に示すようなインタ−ライン
転送方式の構造を有している。受光素子21を含む受光
部2が相互に分離され、それぞれの受光部ごとに信号電
荷のかたまりが転送ゲ−トを通して転送部5である遮光
した垂直CCDに一度移される。そして、水平CCDに
は、各ラインの信号電荷のかたまりが、垂直CCDから
順次送り出され、時系列信号として読み出される。半導
体基板1上には、受光部2と転送部5が交互に形成され
ている。1つの固体撮像素子は、この受光部と転送部を
各1つ備えて画素を構成している。これら固体撮像素子
は、図13に示すように、半導体基板1の表面領域に縦
横に整列して形成される。まず、所定の間隔に高不純物
濃度の不純物拡散層が形成されており、これらを受光部
2となるホトダイオ−ド21としている。図示のよう
に、このホトダイオ−ド21の間には、転送部5があ
り、受光した光を電荷に変換し、発生した電荷をこの転
送部を通して出力する。この転送部5は、例えば、CC
D構造を有している。転送部の酸化膜−シリコン界面に
ある表面準位による電荷の発生および再結合が雑音の発
生原因となるために、BCCDを用いることが有るが、
この利用によって雑音が低減すると同時に転送効率も改
善される。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, a first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a partial cross-sectional view of the solid-state imaging device, and FIGS. 2 to 4 are cross-sectional views of the manufacturing process thereof. The one shown in this figure is a single-plate color solid-state image pickup device having a color filter attached, and has, for example, an interline transfer system structure as shown in FIG. The light receiving section 2 including the light receiving element 21 is separated from each other, and a block of signal charges is transferred once to each light receiving section through the transfer gate to the shielded vertical CCD which is the transfer section 5. Then, a group of signal charges of each line is sequentially sent out from the vertical CCD to the horizontal CCD and read out as a time series signal. The light receiving portions 2 and the transfer portions 5 are alternately formed on the semiconductor substrate 1. One solid-state image pickup device is provided with one light receiving unit and one transfer unit to form a pixel. As shown in FIG. 13, these solid-state imaging devices are formed in a surface region of the semiconductor substrate 1 aligned vertically and horizontally. First, an impurity diffusion layer having a high impurity concentration is formed at predetermined intervals, and these are used as a photo diode 21 which becomes the light receiving portion 2. As shown in the figure, a transfer unit 5 is provided between the photodiodes 21, converts the received light into electric charges, and outputs the generated electric charges through the transfer unit. This transfer unit 5 is, for example, CC
It has a D structure. Since the generation and recombination of charges due to the surface states at the oxide film-silicon interface of the transfer part causes noise generation, the BCCD may be used.
This use reduces noise and at the same time improves transfer efficiency.

【0012】受光部2周辺の、主として転送部5の上に
は、光遮蔽膜3が形成されていて、外からの光の漏れ込
みを防いでいる。この光遮蔽膜3には、通常Alもしく
はその合金などからなるAl膜が使われている。Al膜
以外には、CrやWなどを用いることができる。これら
受光部2や転送部5などを被覆するようにパッシベ−シ
ョン膜31が施されている。そして、光遮蔽膜3の主要
部分には、別のパッシベ−ション膜32が形成されてい
る。このパッシベ−ション膜32は、カラ−フィルタを
リソグラフィ技術で形成する際の露光工程に使われる光
を吸収する作用を有するので、光吸収膜32とすること
もできる。パッシベ−ション膜には、通常ポジ型ホトレ
ジストの様な受光される光に対して透明な材料が用いら
れる。このパッシベ−ション膜31、32の上にカラ−
フィルタ4を形成する。カラ−フィルタ4は、例えば、
ゼラチン、カゼイン等の被染色膜で構成し、この被染色
膜は、所定の領域に分けられ各領域は、所定の色に染色
され着色膜41〜43を形成している。例えば、着色膜
41は、赤、着色膜42は、緑、着色膜43は、青に対
応している。このパッシベ−ション膜32は、着色膜4
1〜43の各領域の境界の下に形成されている。この部
分は、露光時における光吸収が十分行われるので、光遮
蔽膜3の反射は防止され、着色膜のパタ−ンエッジ変形
は無くなる。この両パッシベ−ション膜31、32は、
共通した平坦な面を形成するので、その上に形成される
着色膜41〜43は、ホトマスクと半導体基板1の位置
合せが正確に行われる。その結果、所定のパタ−ンでカ
ラ−フィルタ4となる着色膜41〜43が形成され、フ
リッカ、混色、横筋等が著しく減少する。パッシベ−シ
ョン膜31は、固体撮像装置として利用する大体400
〜700nmの波長の可視光に対しては透明であり、一
方、光遮蔽膜3上のパッシベ−ション膜32は、カラ−
フィルタ作成時におけるリソグラフィの露光工程におけ
る照射光を吸収する分光になっている。例えば、i線を
用いる場合には、365nmの波長で吸収をもつ例え
ば、ポジ型ホトレジストをパッシベ−ション膜32の材
料にする。この様に、露光工程に使用する光の波長によ
ってパッシベ−ション膜の材料を適宜選択すれば、本発
明は、容易に実施することができる。
A light shielding film 3 is formed around the light receiving portion 2 and mainly on the transfer portion 5 to prevent light from leaking from the outside. As the light shielding film 3, an Al film made of Al or its alloy is usually used. Other than the Al film, Cr or W can be used. A passivation film 31 is provided so as to cover the light receiving portion 2 and the transfer portion 5. Then, another passivation film 32 is formed on the main part of the light shielding film 3. The passivation film 32 has a function of absorbing light used in an exposure process when forming a color filter by a lithographic technique, and thus can be used as the light absorbing film 32. For the passivation film, a material transparent to the received light, such as a positive photoresist, is usually used. A color is formed on the passivation films 31 and 32.
The filter 4 is formed. The color filter 4 is, for example,
It is composed of a film to be dyed such as gelatin or casein, and this film to be dyed is divided into predetermined regions, and each region is dyed with a predetermined color to form colored films 41 to 43. For example, the colored film 41 corresponds to red, the colored film 42 corresponds to green, and the colored film 43 corresponds to blue. The passivation film 32 is the colored film 4.
It is formed under the boundary of each region of 1 to 43. Since light absorption at this portion is sufficiently performed during exposure, reflection of the light shielding film 3 is prevented, and pattern edge deformation of the colored film is eliminated. Both the passivation films 31 and 32 are
Since the common flat surface is formed, the photomask and the semiconductor substrate 1 are accurately aligned with the colored films 41 to 43 formed thereon. As a result, the colored films 41 to 43 serving as the color filter 4 are formed by a predetermined pattern, and flicker, color mixing, horizontal stripes, etc. are significantly reduced. The passivation film 31 is generally used as a solid-state image pickup device 400.
It is transparent to visible light with a wavelength of up to 700 nm, while the passivation film 32 on the light shielding film 3 is colored.
It is a spectrum that absorbs the irradiation light in the exposure process of lithography at the time of making the filter. For example, when the i-line is used, for example, a positive photoresist having absorption at a wavelength of 365 nm is used as the material of the passivation film 32. Thus, the present invention can be easily implemented by appropriately selecting the material of the passivation film according to the wavelength of light used in the exposure step.

【0013】次に、図2乃至図4に示す固体撮像装置の
製造工程断面図を参照して第1の実施例の製造方法を説
明する。半導体基板として用いるn型シリコン半導体基
板1にp型ウエル領域(図示せず)を形成し、その表面
の所定領域に複数のn拡散層をイオン注入法などによ
り形成してホトダイオ−ドとし、これらを受光素子21
とする受光部2を構成する。この受光素子が形成されて
いる表面は、シリコン酸化膜(SiO2 )で被覆されて
いるが、このシリコン酸化膜とn拡散層との間に、両
者を隔てるようにp型高不純物濃度領域を形成し、ホト
ダイオ−ドを埋込み型にして雑音の発生を減少させるこ
とが可能である。受光素子21間には、転送部5が形成
されており、これは、例えば、CCD構造(垂直CC
D)になっている。この転送部には、その表面に光遮蔽
膜となるAl膜3を蒸着法などにより形成する(図
2)。次に、半導体基板1の表面にパッシベ−ション膜
32を形成する。その材料は、受光される光に対して透
明なポリスチレンやポリメタクリル酸メチルなどのポジ
型ホトレジストの様な膜を用いる。このパッシベ−ショ
ン膜32を堆積して受光部2と転送部5および転送部上
の光遮蔽膜3を被覆する。次に、パッシベ−ション膜3
2に光を当て、当てた部分を透明化する(図2)。図の
ように、光を当てるときにホトマスク6を介在させ、光
遮蔽膜3の上の部分には光が当たらないようにする。こ
の光遮蔽膜3の部分のパッシベ−ション膜32は、光が
当たらず、透明化しないで、i線(波長365nm)で
吸収する分光をもつ光吸収膜32となる。光の当たった
部分、すなわち、受光部2上のパッシベ−ション膜の部
分は、透明になってパッシベ−ション膜31となる(図
3)。次に、パッシベ−ション膜31、32の熱処理を
行う。パッシベ−ション膜(光吸収膜)32は、この熱
工程によって固定化され、その後の光によっても変化し
ないようになる。それと同時にこの熱工程によってパッ
シベ−ション膜は、軟化して流動的になりその表面は平
坦化される(図3)。
Next, a manufacturing method of the first embodiment will be described with reference to sectional views of manufacturing steps of the solid-state image pickup device shown in FIGS. A p-type well region (not shown) is formed in an n-type silicon semiconductor substrate 1 used as a semiconductor substrate, and a plurality of n + diffusion layers are formed in a predetermined region on the surface thereof by an ion implantation method or the like to obtain a photo diode, These are the light receiving elements 21
To form the light receiving unit 2. The surface on which the light receiving element is formed is covered with a silicon oxide film (SiO 2 ), and a p-type high impurity concentration region is provided between the silicon oxide film and the n + diffusion layer so as to separate the two. Can be formed and the photodiode can be embedded to reduce noise generation. A transfer unit 5 is formed between the light receiving elements 21, which has, for example, a CCD structure (vertical CC).
D). An Al film 3 serving as a light-shielding film is formed on the surface of this transfer portion by a vapor deposition method or the like (FIG. 2). Next, the passivation film 32 is formed on the surface of the semiconductor substrate 1. As the material, a film such as a positive photoresist such as polystyrene or polymethylmethacrylate that is transparent to received light is used. The passivation film 32 is deposited to cover the light receiving portion 2, the transfer portion 5, and the light shielding film 3 on the transfer portion. Next, the passivation film 3
2 is exposed to light and the exposed part is made transparent (FIG. 2). As shown in the figure, a photomask 6 is interposed when light is applied to prevent the light from hitting the portion above the light shielding film 3. The passivation film 32 in the portion of the light shielding film 3 does not become transparent because it is not exposed to light and becomes a light absorption film 32 having a spectrum that absorbs i-line (wavelength 365 nm). The portion exposed to light, that is, the portion of the passivation film on the light receiving portion 2 becomes transparent and becomes the passivation film 31 (FIG. 3). Next, heat treatment of the passivation films 31 and 32 is performed. The passivation film (light-absorbing film) 32 is fixed by this heat step and is not changed by the subsequent light. At the same time, the heat treatment softens and fluidizes the passivation film to flatten its surface (FIG. 3).

【0014】また、この熱工程により、硬化が進行する
ように硬化剤を添加しておき、その後の工程で反応しな
いよう固定化することができる。さらに、ここでは、熱
により固定化しているが、化学的反応によって固定化し
ても良い。光吸収膜32となるパッシベ−ション膜はパ
ッシベ−ション膜31と一体的に形成されているが、光
吸収膜32を形成してから別の材料をパッシベ−ション
膜31として形成する事ができる。逆に、パッシベ−シ
ョン膜31を形成してから光吸収膜32を形成すること
も可能である。次に、このパッシベ−ション膜31、3
2の上にカゼインやゼラチンなどのフィルタ材料からな
る被染色膜40を塗布し、通常のリソグラフィ技術を用
いて、まず、ホトマスク6を通して被染色膜40を露光
し、ついで、これを現像し、染色して着色膜41を形成
する(図4)。さらにつづけて、パッシベ−ション膜3
1の露出部分に第2および第3の着色膜42、43を堆
積して、これらの着色膜からなるカラ−フィルタ4を形
成する(図1)。平坦なパッシベ−ション膜31、32
の上に形成され、しかも、光吸収膜32が形成されてい
るので、光遮蔽膜3による光の反射はなくて各着色膜4
1〜43のエッジがほぼ垂直に形成されるようになる。
By this heat step, it is possible to add a curing agent so that the curing proceeds, and immobilize it so as not to react in the subsequent steps. Further, here, although it is immobilized by heat, it may be immobilized by a chemical reaction. Although the passivation film serving as the light absorption film 32 is formed integrally with the passivation film 31, another material can be formed as the passivation film 31 after the light absorption film 32 is formed. .. Conversely, it is also possible to form the passivation film 31 and then form the light absorption film 32. Next, this passivation film 31, 3
2 is coated with a dyed film 40 made of a filter material such as casein or gelatin, and the dyed film 40 is first exposed through the photomask 6 using a normal lithographic technique, and then developed and dyed. Then, the colored film 41 is formed (FIG. 4). Continuing, passivation film 3
The second and third colored films 42 and 43 are deposited on the exposed portion of No. 1 to form the color filter 4 made of these colored films (FIG. 1). Flat passivation films 31, 32
Since the light absorption film 32 is formed on the above, the light shielding film 3 does not reflect the light and each colored film 4 is formed.
The edges 1 to 43 are formed almost vertically.

【0015】ついで、図5を参照して第2の実施例につ
いて説明する。第5図は、固体撮像装置の部分断面図で
ある。この実施例が前記実施例と相違している点は、パ
ッシベ−ション膜がすべて図1に示す光吸収膜32から
構成されていることである。このパッシベ−ション膜3
2には、前述の熱により固定化したポジ型ホトレジスト
の様な膜を用いる。これを用いるならば、パッシベ−シ
ョン膜を形成する工程において、透明化する工程は必要
とせず、熱工程が必要なだけである。この材料の光の透
過率Tと波長との関係を示す特性図(図12)によれ
ば、波長が約400〜700nmの可視領域では、透明
であり、前述のカラ−フィルタ4を形成するリソグラフ
ィ技術の露光に用いられる光の代表例であるi線の波長
365nmを吸収する分光になっている。しかも、受光
部2および転送部5を被覆するパッシベ−ション膜32
が、前記実施例の固体撮像装置と同じように平坦化され
た表面を持っているので、カラ−フィルタの特性を劣化
させること無く、良好なカラ−フィルタのパタ−ン形状
を提供することができる。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a partial cross-sectional view of the solid-state imaging device. The difference of this embodiment from the above-mentioned embodiments is that the passivation film is entirely composed of the light absorption film 32 shown in FIG. This passivation film 3
As the film 2, a film such as a positive photoresist fixed by the above-mentioned heat is used. If this is used, in the step of forming the passivation film, the step of making transparent is not necessary, and only the heat step is necessary. According to the characteristic diagram (FIG. 12) showing the relationship between the light transmittance T of this material and the wavelength, it is transparent in the visible region having a wavelength of about 400 to 700 nm, and the lithography forming the color filter 4 is performed. It is a spectrum that absorbs a wavelength of 365 nm of i-line, which is a typical example of light used for exposure of the technology. Moreover, the passivation film 32 covering the light receiving portion 2 and the transfer portion 5
However, since it has a flattened surface like the solid-state imaging device of the above-mentioned embodiment, it is possible to provide a good color filter pattern shape without degrading the characteristics of the color filter. it can.

【0016】ついで、図6を参照して第3の実施例を説
明する。図は、固体撮像装置の部分断面図である。この
例では、パッシベ−ション膜には、光吸収膜32を設け
ず、可視光に透明なパッシベ−ション膜31のみ形成さ
れており、その表面は、平坦化されている。これは、第
1の実施例における光による透明化処理および熱による
平坦化処理を行う。しかし、透明化処理には、マスクを
用いないので、光吸収膜は形成されず、透明なパッシベ
−ション膜31のみが形成される。この平坦なパッシベ
−ション膜31の上にカラ−フィルタ4を構成する着色
膜41、42、43を形成する。光吸収膜が形成されて
いないので、着色膜の形成時における露光処理の光が光
遮蔽膜3によって反射され、着色膜のエッジ形成に影響
を与えるが、パッシベ−ション膜31は、平坦化されて
いるので、これら着色膜のパタ−ンエッジの変形が改善
される。また、透明化処理においてマスクを必要としな
いので、製造工程が簡略になる。
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. The figure is a partial cross-sectional view of the solid-state imaging device. In this example, the passivation film is not provided with the light absorption film 32, only the passivation film 31 transparent to visible light is formed, and the surface thereof is flattened. This is the same as the first embodiment in which light is used for transparency and heat is used for flattening. However, since a mask is not used for the transparentization process, the light absorption film is not formed and only the transparent passivation film 31 is formed. On the flat passivation film 31, colored films 41, 42 and 43 which form the color filter 4 are formed. Since the light absorbing film is not formed, the light of the exposure process at the time of forming the colored film is reflected by the light shielding film 3 and affects the edge formation of the colored film, but the passivation film 31 is flattened. Therefore, the deformation of the pattern edges of these colored films is improved. Moreover, since a mask is not required in the transparentization process, the manufacturing process is simplified.

【0017】ついで、図7、図8を参照して第4の実施
例を説明する。図7は、固体撮像装置の部分断面図であ
り、図8は、その製造工程断面図である。この例では、
平坦化されたパッシベ−ション膜31、32の上に着色
膜41、42、43から構成されるカラ−フィルタ4を
形成し、その上に、受光部2と転送部5とで構成される
各画素の上に配置されるように、凸レンズからなるマイ
クロレンズ7を形成している。この凸レンズの作用によ
って光量が増えるので、固体撮像装置の感度が改善され
る。また、マイクロレンズ7とカラ−フィルタ4の間に
もパッシベ−ション膜31を介在させて良い。後述する
エッチングによるレンズ形成では、レンズ材料をパッシ
ベ−ション膜に用いても良い。
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 7 is a partial cross-sectional view of the solid-state imaging device, and FIG. 8 is a cross-sectional view of the manufacturing process thereof. In this example,
The color filter 4 composed of the colored films 41, 42 and 43 is formed on the flattened passivation films 31 and 32, and each of the light receiving portion 2 and the transfer portion 5 is formed thereon. The microlens 7 made of a convex lens is formed so as to be arranged above the pixel. Since the amount of light is increased by the action of this convex lens, the sensitivity of the solid-state imaging device is improved. Further, the passivation film 31 may be interposed between the microlens 7 and the color filter 4. In forming a lens by etching, which will be described later, a lens material may be used for the passivation film.

【0018】このマイクロレンズ7の形成方法には、図
8及び図9に示すように3つの方法が考えられる。ま
ず、第1は、エッチングによるレンズ形成法である。図
8のように、レンズ材料の膜(レンズ膜)70をカラ−
フィルタ4の上に堆積させる。その材料は、通常アクリ
ル系やポリスチレン系などの膜を用いる。その上にノボ
ラック系のポジ型ホトレジストなどを用いて、適宜エッ
チング処理をして複数の凸部を有する表面領域を形成す
る。その表面を熱処理して凸部を凸レンズ状にする。つ
いで、全表面に酸素プラズマエッチングなどのエッチン
グ処理を行って、その凸部がある状態を保ってこの膜の
厚みを減じていき、最終的に凸部をレンズとするマイク
ロレンズを形成する。この方法では、熱の影響を受けに
くいレンズ材料を選択することができる(図9
(a))。第2は、リソグラフィ技術による方法であ
る。レンズ膜70をカラ−フィルタ4に堆積後に凸部を
複数形成し、さらに、熱処理を行って表面を凸レンズ状
にする(図8)。この方法では、レンズ材料が限定され
るが、半導体装置の微細化には適している。第3は、ネ
ガ型ホトレジストによる複数の凸部71を形成し、その
上にレンズ膜70を堆積させる方法である。凸部の上に
凸レンズ状の凸部が形成されるので、これをマイクロレ
ンズ7とする(図9(b))。この方法では、容易にマ
イクロレンズが形成されるが、光の集光性の自由度は、
第1および第2の方法によるレンズ形状より劣る。
There are three possible methods for forming the microlens 7, as shown in FIGS. 8 and 9. First, the first is a lens forming method by etching. As shown in FIG. 8, a lens material film (lens film) 70 is colored.
It is deposited on the filter 4. As the material, an acrylic or polystyrene film is usually used. Then, a novolac-based positive photoresist or the like is used, and an appropriate etching process is performed to form a surface region having a plurality of convex portions. The surface is heat-treated to form the convex portion into a convex lens shape. Then, the entire surface is subjected to etching treatment such as oxygen plasma etching to reduce the thickness of this film while maintaining the state where the convex portion is present, and finally a microlens having the convex portion as a lens is formed. With this method, it is possible to select a lens material that is not easily affected by heat (FIG. 9).
(A)). The second is a method using a lithographic technique. After depositing the lens film 70 on the color filter 4, a plurality of convex portions are formed, and then heat treatment is performed to form the surface into a convex lens shape (FIG. 8). Although this method limits the lens material, it is suitable for miniaturization of semiconductor devices. A third method is to form a plurality of convex portions 71 made of a negative photoresist and deposit the lens film 70 on the convex portions 71. Since a convex lens-shaped convex portion is formed on the convex portion, this is referred to as a microlens 7 (FIG. 9B). In this method, microlenses are easily formed, but the degree of freedom of light converging property is
It is inferior to the lens shape obtained by the first and second methods.

【0019】ついで、図10を参照して第5の実施例を
説明する。図は、固体撮像装置の部分断面図である。こ
の撮像装置には、カラ−フィルタが形成されておらず、
パッシベ−ション膜31の上に直接マイクロレンズ7が
形成されている。レンズの形成は、前実施例に示した方
法の中の1つ、例えば、第3の方法を利用する。
Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIG. The figure is a partial cross-sectional view of the solid-state imaging device. No color filter is formed in this image pickup device,
The microlens 7 is directly formed on the passivation film 31. The lens is formed by using one of the methods shown in the previous embodiment, for example, the third method.

【0020】ついで、図11を参照して第6の実施例を
説明する。図は、固体撮像装置の部分断面図である。こ
の固体撮像装置では、パッシベ−ション膜31の表面が
平坦化されていない。しかし、光遮蔽膜3の上には、例
えば、アクリル系などのポジ型ホトレジストからなるカ
ラ−フィルタ4を形成する際の露光工程における露光光
を吸収する光吸収膜32を設けているので、従来よりも
光遮蔽膜3からの反射光の影響が無くなり、カラ−フィ
ルタなどのパタ−ンが高精度に形成される。この光吸収
膜32を形成するには、パッシベ−ション膜31を透明
化する露光工程において、この部分だけマスクをして光
を当てないようにして透明化を防ぐようにする。すなわ
ち、パッシベ−ション膜31の一部を光吸収膜とするの
である。
Next, a sixth embodiment will be described with reference to FIG. The figure is a partial cross-sectional view of the solid-state imaging device. In this solid-state imaging device, the surface of the passivation film 31 is not flattened. However, since the light absorption film 32 that absorbs the exposure light in the exposure process in forming the color filter 4 made of, for example, a positive photoresist such as acrylic resin is provided on the light shielding film 3, The influence of reflected light from the light shielding film 3 is eliminated, and patterns such as color filters are formed with high accuracy. In order to form the light absorption film 32, in the exposure step of making the passivation film 31 transparent, only this portion is masked so that light is not applied to prevent the passivation film 31 from becoming transparent. That is, a part of the passivation film 31 is used as a light absorbing film.

【0021】以上のように、前述した実施例では、パッ
シベ−ション膜やマイクロレンズの材料にアクリル系や
ポリスチレン系などポジ型ホトレジストのような膜を用
いている。これは、露光により容易に可視光領域におい
て透明化し、現在の半導体装置の製造工程における露光
工程に用いられるi線(波長365nm)を吸収する分
光になっているので利用しているのであり、本発明は、
この材料に限定されるものではなく、このような特性を
有する材料ならどの様なものでも用いることができる。
また、この露光工程に用いる光をエキシマレ−ザ光やさ
らには、X線を用いる場合においても本発明は、適用す
ることができる。つまり、これらの光を吸収し、可視光
領域において透明な材料ならどの様な材料でも適用可能
である。
As described above, in the above-described embodiments, the passivation film and the microlenses are made of a positive photoresist such as acrylic or polystyrene. This is used because it is a spectrum that easily becomes transparent in the visible light region by exposure and absorbs the i-line (wavelength 365 nm) used in the exposure process in the current semiconductor device manufacturing process. The invention is
The material is not limited to this material, and any material having such characteristics can be used.
The present invention can also be applied to the case where excimer laser light or X-rays is used as the light used in this exposure step. That is, any material that absorbs these lights and is transparent in the visible light region can be applied.

【0022】図12は、このポジ型ホトレジストの光透
過率Tの波長λ依存性を説明する特性図である。ポジ型
ホトレジストは、露光すると、この材料は、ほぼ100
%の光透過率を示す。しかし、露光しないで熱処理し、
固定化すると、図の曲線Aに示すように、波長λが36
5nmのi線をほぼ吸収し、可視光領域(400〜70
0nm)の端の400nmにおいて50%程度の吸収を
示すので、透明化しない。そこで、本発明では、このポ
ジ型ホトレジストを利用するために、例えば、ジアゾ系
の感光剤であるナフトキシジアジドをこのホトレジスト
に混入させ、露光して図の曲線Bで表される様な光透過
率−波長特性を備えた材料を得ている。この感光剤を適
宜の割合で調合すれば、所望の光透過率−波長特性を有
する材料が得られる。この材料は、可視光領域において
ほぼ透明であり、i線を吸収する分光になっている。本
発明では、このような特性を有する材料をパッシベ−シ
ョン膜やマイクロレンズに用いる。
FIG. 12 is a characteristic diagram for explaining the wavelength λ dependence of the light transmittance T of this positive photoresist. When exposed to positive photoresist, this material yields nearly 100
The light transmittance of% is shown. However, heat treatment without exposure,
When fixed, the wavelength λ becomes 36 as shown by the curve A in the figure.
It absorbs i-rays of 5 nm and absorbs visible light (400-70
Since it exhibits about 50% absorption at 400 nm at the edge of (0 nm), it does not become transparent. Therefore, in the present invention, in order to utilize the positive photoresist, for example, naphthoxydiazide, which is a diazo-based photosensitizer, is mixed in the photoresist, and the photoresist is exposed to light such as represented by a curve B in the figure. A material having transmittance-wavelength characteristics is obtained. By blending this photosensitizer at an appropriate ratio, a material having a desired light transmittance-wavelength characteristic can be obtained. This material is almost transparent in the visible light region and has a spectrum that absorbs i-rays. In the present invention, a material having such characteristics is used for the passivation film and the microlens.

【0023】また、前述の実施例では、受光部にホトダ
イオ−ド、転送部にCCDを例に説明しているが、本発
明は、これらの素子に限定されるものではない。固体撮
像素子は、基本的に光電変換および走査の機能を備えて
おり、これらの機能には、数多の光電変換方式や走査方
式があるので、本発明では、これらを様々に組合わせる
ことが可能である。光電変換方式では、ホトダイオ−ド
型の他に、MOSキャパシタ型や光導電膜積層型などが
ある。走査方式には、CCDを用いる方式の他に、ブロ
ッキングダイオ−ド、MOSスイッチ、MOSスイッチ
−CCD、CID(Charge Injection Device)などを用
いる方式があり、これらを適宜組合わせることができ
る。さらに、これら実施例では、n型シリコン半導体基
板を用いたが、半導体基板の導電型は本発明では任意で
ある。例えば、p型シリコン半導体基板を利用すること
ができるが、その場合には、p型ウエル領域を形成する
必要はない。
In the above embodiment, the photodiode is used as the light receiving portion and the CCD is used as the transfer portion. However, the present invention is not limited to these elements. The solid-state image sensor basically has photoelectric conversion and scanning functions. Since these functions have many photoelectric conversion methods and scanning methods, these can be combined in various ways in the present invention. It is possible. In the photoelectric conversion method, there are a MOS capacitor type, a photoconductive film laminated type, etc. in addition to the photodiode type. The scanning system includes a system using a CCD, a system using a blocking diode, a MOS switch, a MOS switch-CCD, a CID (Charge Injection Device) and the like, and these can be appropriately combined. Furthermore, although the n-type silicon semiconductor substrate is used in these examples, the conductivity type of the semiconductor substrate is arbitrary in the present invention. For example, a p-type silicon semiconductor substrate can be used, but in that case, it is not necessary to form the p-type well region.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
固体撮像装置に使われるカラ−フィルタのパタ−ン形状
が、その下に形成されるパッシベ−ション膜の段差や光
遮蔽膜等の反射により、ばらつきが大きくなったり、マ
スクの合わせずれが発生するようなことがなくなり、そ
の結果、フリッカ、横すじ、混色等の特性劣化を起こさ
ずにその集積度を上げることができるようになった。
As described above, according to the present invention,
The pattern shape of the color filter used in the solid-state imaging device may be greatly varied or the mask may be misaligned due to the step difference of the passivation film formed thereunder or the reflection of the light shielding film. As a result, it is possible to increase the degree of integration without causing characteristic deterioration such as flicker, horizontal stripes, and color mixing.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例の固体撮像装置の断面
図。
FIG. 1 is a sectional view of a solid-state imaging device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の固体撮像装置の製造工程断面図。FIG. 2 is a sectional view of a manufacturing process of the solid-state imaging device of FIG.

【図3】図1の固体撮像装置の製造工程断面図。3A and 3B are cross-sectional views of manufacturing steps of the solid-state imaging device of FIG.

【図4】図1の固体撮像装置の製造工程断面図。4A to 4C are cross-sectional views of manufacturing steps of the solid-state imaging device in FIG.

【図5】本発明の第2の実施例の固体撮像装置の断面
図。
FIG. 5 is a sectional view of a solid-state imaging device according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3の実施例の固体撮像装置の断面
図。
FIG. 6 is a sectional view of a solid-state imaging device according to a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第4の実施例の固体撮像装置の断面
図。
FIG. 7 is a sectional view of a solid-state imaging device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】図7の固体撮像装置の製造工程断面図。FIG. 8 is a sectional view of a manufacturing process of the solid-state imaging device of FIG.

【図9】本発明の固体撮像装置の製造方法を説明する断
面図。
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating the method of manufacturing the solid-state imaging device of the present invention.

【図10】本発明の第5の実施例の固体撮像装置の断面
図。
FIG. 10 is a sectional view of a solid-state imaging device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第6の実施例の固体撮像装置の断面
図。
FIG. 11 is a sectional view of a solid-state imaging device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図12】パッシベ−ション膜の光透過率の波長依存性
を示す特性図。
FIG. 12 is a characteristic diagram showing wavelength dependency of light transmittance of a passivation film.

【図13】固体撮像装置の要部を示す平面図。FIG. 13 is a plan view showing a main part of the solid-state imaging device.

【図14】従来の固体撮像装置の断面図。FIG. 14 is a sectional view of a conventional solid-state imaging device.

【図15】従来の固体撮像装置の製造工程断面図。FIG. 15 is a sectional view of a manufacturing process of a conventional solid-state imaging device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板 2 受光部 21 受光素子 3 光遮蔽膜 31 パッシベ−ション膜 32 光吸収膜 4 カラ−フィルタ 40 被染色膜 41 着色膜 42 着色膜 43 着色膜 5 転送部 51 垂直CCD 52 水平CCD 6 ホトマスク 7 マイクロレンズ 70 レンズ膜 71 レンズ膜中の凸部 1 semiconductor substrate 2 light receiving part 21 light receiving element 3 light shielding film 31 passivation film 32 light absorbing film 4 color filter 40 film to be dyed 41 colored film 42 colored film 43 colored film 5 transfer part 51 vertical CCD 52 horizontal CCD 6 photomask 7 Microlens 70 Lens film 71 Convex portion in lens film

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板と、 前記半導体基板に形成され、受光部と転送部を有する複
数の画素領域と、 前記画素領域の転送部上に形成した光遮蔽膜と、 前記画素領域と前記光遮蔽膜とを被覆し、表面が平坦化
されているパッシベ−ション膜と、 前記平坦化されたパッシベ−ション膜の上に形成したカ
ラ−フィルタ又はマイクロレンズを表面に形成したカラ
−フィルタとを備えていることを特徴とする固体撮像装
置。
1. A semiconductor substrate, a plurality of pixel regions formed on the semiconductor substrate and having a light receiving portion and a transfer portion, a light shielding film formed on the transfer portion of the pixel region, the pixel region and the light. A passivation film that covers the shielding film and has a flattened surface; and a color filter formed on the flattened passivation film or a color filter formed on the surface of the microlens. A solid-state image pickup device comprising.
【請求項2】 半導体基板と、 前記半導体基板に形成され、受光部と転送部を有する複
数の画素領域と、 前記画素領域の転送部上に形成した光遮蔽膜と、 前記画素領域と前記光遮蔽膜とを被覆し、表面が平坦化
されているパッシベ−ション膜と、 前記平坦化されたパッシベ−ション膜の上に形成したマ
イクロレンズとを備えていることを特徴とする固体撮像
装置。
2. A semiconductor substrate, a plurality of pixel regions formed on the semiconductor substrate and having a light receiving portion and a transfer portion, a light shielding film formed on the transfer portion of the pixel region, the pixel region and the light. A solid-state imaging device comprising: a passivation film that covers a shielding film and has a flattened surface; and a microlens formed on the flattened passivation film.
【請求項3】 前記光遮蔽膜の上には光吸収膜が形成さ
れていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載
の固体撮像装置。
3. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein a light absorption film is formed on the light shielding film.
【請求項4】 前記パッシベ−ション膜は、前記カラ−
フィルタ又はマイクロレンズを形成するための露光工程
において使用される露光光に対して光吸収性を備えてい
ることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の固体
撮像装置。
4. The passivation film is the color film.
The solid-state imaging device according to claim 1 or 2, wherein the solid-state imaging device has a light absorbing property with respect to exposure light used in an exposure process for forming a filter or a microlens.
【請求項5】 半導体基板と、 前記半導体基板に形成され、受光部と転送部を有する複
数の画素領域と、 前記画素領域の転送部上に形成した光遮蔽膜と、 前記画素領域と前記光遮蔽膜とを被覆するパッシベ−シ
ョン膜と、 前記光遮蔽膜の上に形成した光吸収膜と、 前記パッシベ−ション膜の上に形成されたカラ−フィル
タ又は前記パッシベ−ション膜の上に形成され、マイク
ロレンズを表面に形成したカラ−フィルタとを備えてい
ることを特徴とする固体撮像装置。
5. A semiconductor substrate, a plurality of pixel regions formed on the semiconductor substrate and having a light receiving portion and a transfer portion, a light shielding film formed on the transfer portion of the pixel region, the pixel region and the light. A passivation film covering the shielding film; a light absorbing film formed on the light shielding film; a color filter formed on the passivation film or formed on the passivation film. And a color filter having a microlens formed on the surface thereof.
【請求項6】 半導体基板と、 前記半導体基板に形成され、ホトダイオ−ドからなる受
光部と電荷結合素子からなる転送部を有する複数の画素
領域と、 前記画素領域の転送部上に形成した光遮蔽膜と、 前記画素領域と前記光遮蔽膜とを被覆し、表面が平坦化
されているパッシベ−ション膜と、 前記光遮蔽膜の上に形成した光吸収膜と、 前記表面が平坦化されているパッシベ−ション膜の上に
形成したカラ−フィルタとを備えていることを特徴とす
る固体撮像装置。
6. A semiconductor substrate, a plurality of pixel regions formed on the semiconductor substrate, each pixel region having a light receiving part made of a photodiode and a transfer part made of a charge-coupled device, and a light formed on the transfer part of the pixel region. A light-shielding film, a passivation film covering the pixel region and the light-shielding film and having a flattened surface, a light-absorbing film formed on the light-shielding film, and the surface being flattened. And a color filter formed on the passivation film.
【請求項7】 受光部と転送部を有する複数の画素領域
を半導体基板に形成する工程と、 前記画素領域の転送部上に光遮蔽膜を形成する工程と、 前記画素領域と前記光遮蔽膜とをパッシベ−ション膜で
被覆する工程と、 前記パッシベ−ション膜を加熱して軟化させることによ
り、その表面を平坦化させる工程と、 前記パッシベ−ション膜の平坦化された表面にカラ−フ
ィルタまたはマイクロレンズもしくは表面にマイクロレ
ンズを形成したカラ−フィルタを形成する工程とを備え
ていることを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
7. A step of forming a plurality of pixel regions having a light receiving part and a transfer part on a semiconductor substrate, a step of forming a light shielding film on the transfer part of the pixel region, the pixel region and the light shielding film. With a passivation film, a step of flattening the surface by heating and softening the passivation film, and a color filter on the flattened surface of the passivation film. Or a step of forming a microlens or a color filter having a microlens formed on the surface thereof.
【請求項8】 受光部と転送部を有する複数の画素領域
を半導体基板に形成する工程と、 少なくとも前記画素領域の転送部上に光遮蔽膜を形成す
る工程と、 前記画素領域と前記光遮蔽膜とをパッシベ−ション膜で
被覆する工程と、 前記パッシベ−ション膜の前記受光部上の領域に光を当
てて、その領域を透明化する工程と、 前記パッシベ−ション膜を加熱することにより、その表
面を平坦化させるとともに前記パッシベ−ション膜の前
記受光部上の領域を、カラ−フィルタもしくはマイクロ
レンズを形成する際の露光に対して吸収する分光になっ
ている光吸収膜にする工程と、 前記パッシベ−ション膜の平坦化された表面に前記カラ
−フィルタまたはマイクロレンズもしくは表面にマイク
ロレンズを形成したカラ−フィルタを形成する工程とを
備えていることを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
8. A step of forming a plurality of pixel regions having a light receiving portion and a transfer portion on a semiconductor substrate, a step of forming a light shielding film on at least the transfer portion of the pixel region, the pixel region and the light shielding A step of covering the film with a passivation film, a step of applying light to an area on the light receiving portion of the passivation film to make the area transparent, and heating the passivation film. A step of flattening the surface of the passivation film and forming a region on the light receiving portion of the passivation film into a light absorption film having a spectrum that absorbs exposure to light when forming a color filter or a microlens. And a step of forming the color filter or the microlens on the flattened surface of the passivation film or the color filter having the microlens formed on the surface. Method for manufacturing a solid-state imaging device characterized in that it comprises a.
【請求項9】 前記パッシベ−ション膜には、予め感光
剤を添加しておくことを特徴とする請求項7又は請求項
8に記載の固体撮像装置の製造方法。
9. The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 7, wherein a photosensitizer is added to the passivation film in advance.
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