JPH0541962B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、カラー化固体撮像装置およびその製
造方法に関し、詳しくは、固体撮像素子上へ色フ
イルタを直接形成した後、その色フイルタの分光
特性を容易に、かつ精度よく測定できる構造およ
び製造方法を提供するものである。

従来の構成とその問題点 一般に、固体撮像素子（以下素子と称する）を
カラー化するためには、素子の画素部全面に複数
色の色フイルタを装着する必要がある。近年、色
フイルタを接着する方法に代わり素子上へ直接色
フイルタを形成する方法が実用化されようとして
いるが、この方法では色フイルタの位置合わせ精
度は向上するが分光特性の測定が難しく、色フイ
ルタの分光特性の制御は容易ではなかつた。従
来、素子上に形成された色フイルタの分光特性を
測定する方法としては、素子が形成されたシリコ
ン基板と同一工程でガラス板の上にも色フイルタ
を形成し、このガラス板上に形成された色フイル
タを色モニタとして測定し、素子上に形成された
色フイルタの分光特性を間接的に求める方法が用
いられている。

ところが、同一工程で色フイルタを形成したと
しても素子上とガラス板上とではその表面の凹凸
形状が異なるため色フイルタの膜厚の違いが大き
く有効な分光特性データが得られなかつた。

一方、素子上に形成された色フイルタを測定す
る方法では、第１図に示すような装置が用いら
れ、画素部を構成するホトダイオード上の色フイ
ルタの分光特性を反射光で測定し、計算により必
要とする透過分光特性を得る方法が用いられてい
た。なお第１図において、１はシリコン基板、２
はホトダイオード、３はアルミ配線、４はパツシ
ベーシヨン膜、５はシアン（Cy）フイルタ、６
はイエロー(Y)７は色分離透明膜、８はボンデイン
グパツドで、これらによりカラー化固体撮像装置
Ａが構成される。また９は対物レンズ、１０はフ
イルタ、１１は光源、１２はコリメータ、１３は
スリツト、１４は反射鏡、１５は接眼レンズ、１
６はスリツト、１７は検知器、１８は凹面回折格
子で、これらにより分光器Ｂを構成している。

この方法ではホトダイオード２の表面から反射
してくる光の分光測定を行うことになるが、素子
がシリコン基板１上に形成されている場合、シリ
コンの可視光反射率が低いために生じる色フイル
タ（シアンフイルタ５、イエローフイルタ６）を
構成する膜による干渉や、またシリコン自体によ
る光吸収のために正確な反射分光測定ができなか
つた。例えば第２図に反射分光測定データの一例
を示したが、このデータから第３図に示す色フイ
ルタ単独の透過分光特性を求めることは極めて困
難である。

発明の目的 本発明は以上述べたきた従来の色フイルタの分
光特性測定に関する問題点を解決し、固体撮像素
子上へ直接色フイルタを形成した場合でも、色フ
イルタを構成する膜による干渉をできるだけ低減
し、より高精度な色フイルタの分光特性が測定で
きる構造を有するカラー化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とする。

発明の構成 本発明のカラー化固体撮像装置は、少なくとも
シリコン基板に画素部および駆動部を有する固体
撮像素子の画素部の周縁の画素上または画素部の
外側に金属反射膜パターンを形成し、金属反射膜
パターン上を含んで色フイルタを形成してなる構
成を有しており、金属反射膜パターンの上に形成
された色フイルタの上方から光を入射し、反射し
てきた光により色フイルタの分光特性を測定する
ことができるようになつている。そして本発明の
カラー化固体撮像装置の製造方法は、少なくとも
シリコン基板に画素部および駆動部を有する固体
撮像素子の画素部の周縁の画素上または画素部の
外側に金属反射膜パターンを形成する工程と、金
属反射膜パターン上および画素部上に色フイルタ
を形成する工程と、金属反射膜パターン上に形成
された色フイルタの上方より光を入射し、金属反
射膜パターンから反射してきた光による色フイル
タの分光特性を測定する工程とを有するものであ
る。

実施例の説明 第４図は本発明の一実施例の素子構造を説明す
るための画素部の周縁の色モニタおよび金属反射
膜パターンを示す素子断面図であり、この第４図
において、２０は金属反射膜パターンである。な
お第１図に示す従来例と同一箇所には同一符号を
付し、説明を省略する。

固体撮像素子上へ色フイルタ５，６を直接形成
する際、予め色フイルタ５，６の形成前に第４図
に示すように金属反射膜パターン２０を画素部の
周縁の撮像に使用しない画素を構成するホトダイ
オード２の上に形成しておき、この金属反射膜パ
ターン２０上に形成された色フイルタ５，６（以
下金属反射膜パターン２０の上に形成された色フ
イルタ５，６を色モニタと称する）の反射分光特
性を測定する。第４図では、色フイルタ５，６を
画素部の周縁のホトダイオード２の上にアルミニ
ウム薄膜からなる金属反射膜パターン２０を介し
て形成し色モニタとしているが、これは撮像に使
用する有効画素部の色フイルタ５，６の分光特性
をより高精度に得るためになされたものであり、
それほど精度を必要としない場合には、画素部の
周縁のホトダイオード２をつぶすことなく、画素
部の外側の空いた場所に色モニタを形成してもよ
い。本実施例のカラー化固体撮像装置では、色モ
ニタの上方から入射した光は色フイルタ５または
６を透過し、金属反射膜パターン２０の表面で反
射し、再び色フイルタ５または６を透過して表面
から出射されるが、この反射光は金属反射膜パタ
ーン２０からの反射光であり、シリコン基板１の
影響は全く受けない。

第５図は本発明のカラー化固体撮像装置で測定
した反射分光特性であり、第２図に比べて色フイ
ルタ５，６を構成する膜による干渉が大幅に減少
していることが明らかである。これは従来の構成
では反射光がシリコン基板１の表面によるもので
あるのに対して、本実施例では金属反射膜パター
ン２０からのものであり、本実施例の方が圧倒的
に反射光量が多いことによる。

本発明の製造方法で、色フイルタを形成する工
程と、金属反射膜パターンの上に形成された色フ
イルタ（色モニタ）の分光特性を測定する工程と
を必要回数繰り返すことにより多色の色フイルタ
を固体撮像素子の上に形成することができる。

なお色モニタの分光特性測定は、１色の色フイ
ルタ５を形成した後次の色フイルタ６の形成工程
へ進むための工程検査として用いてもよいし、ま
た第４図に示すように全ての色フイルタ５および
６を形成した後次の工程すなわちカラー化固体撮
像装置の組立工程に良品チツプのみを提供するた
めの検査として用いてもよい。

発明の効果 本発明のカラー化固体撮像装置により、色フイ
ルタを直接固体撮像素子上へ形成した場合にも色
フイルタの反射分光特性を高精度にしかも再現性
よく求めることができ、その結果を色フイルタの
製造工程にフイードバツクすることによりカラー
化固体撮像装置の色特性を大幅に向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来より用いられている色フイルタの
分光特性の反射測光方式の概念を示す図であり、
Ａ部はカラー化固体撮像装置の画素部の拡大断面
図、Ｂ部は測定系の模式図、第２図は従来法によ
り得られた色フイルタの反射分光特性図、第３図
は色フイルタの透過分光特性図、第４図は本発明
の一実施例の素子構造を説明するための画素部の
周縁の色フイルタおよび金属反射膜パターンを示
す素子断面図、第５図は本発明のカラー化固体撮
像装置で測定した反射分光特性図である。 ５，６…色フイルタ、２０…金属反射膜パター
ン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくともシリコン基板に画素部および駆動
   部を有する固体撮像素子の前記画素部の周縁の画
   素上または画素部の外側に金属反射膜パターンを
   形成し、前記金属反射膜パターン上を含んで色フ
   イルタを形成してなるカラー化固体撮像装置。 ２ 少なくともシリコン基板に画素部および駆動
   部を有する固体撮像素子の前記画素部の周縁の画
   素上または画素部の外側に金属反射膜パターンを
   形成する工程と、前記金属反射膜パターン上およ
   び画素部上に色フイルタを形成する工程と、前記
   金属反射膜パターン上に形成された色フイルタの
   上方より光を入射し、前記金属反射膜パターンか
   ら反射してきた光により色フイルタの分光特性を
   測定する工程とを有するカラー化固体撮像装置の
   製造方法。 ３ 色フイルタを形成する工程と、色フイルタの
   分光特性を測定する工程とを繰り返して複数の色
   フイルタを順次形成する特許請求の範囲第２項記
   載のカラー化固体撮像装置の製造方法。