JPH0745804A - Solid-state image pickup device - Google Patents

Solid-state image pickup device

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Publication number
JPH0745804A
JPH0745804A JP19119393A JP19119393A JPH0745804A JP H0745804 A JPH0745804 A JP H0745804A JP 19119393 A JP19119393 A JP 19119393A JP 19119393 A JP19119393 A JP 19119393A JP H0745804 A JPH0745804 A JP H0745804A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
color filter
solid
film
exposure
light
Prior art date
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Pending
Application number
JP19119393A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuaki Omori
光明 大森
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.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp 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 Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP19119393A priority Critical patent/JPH0745804A/en
Publication of JPH0745804A publication Critical patent/JPH0745804A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To suppress the influence of the reflection from a shading film by the exposure for forming a pattern so as to prevent the disturbance of patterns or mixing of colors by forming a color filter low in transmittance to exposure wavelength so that it may cover a desired light receiving part and all the shading films, as the first layer. CONSTITUTION:A yellow cover filter 7a lowest in transmittance to exposure wavelength covers the flattening film 5b above an photo-electric conversion region 3 where the yellow color filter 7a is to be made and the shading film 6 provided on all the charge transfer region 2. Hereby, the influence of the reflection at the shading film in exposure in the subsequent state of a conventional process without forming the film for preventing the reflection at the shading film, and a solid image pickup device where the disturbance of patterns of the color filter and the mixing of colors are less than before can be gotten.

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、カラーフィルターを有
する固体撮像装置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 color filter.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3(a)は、第1の従来のカラーフィ
ルターを有する固体撮像装置の断面図を示す。図3
(a)に示すように、従来のカラーフィルターを用いた
固体撮像装置において、半導体基板1に形成された電荷
転送領域2上部には金属等から形成された遮光膜6が形
成されている。この遮光膜6は、入射光が光電変換領域
3ではなく、電荷転送領域2に直接入射してスミア等の
偽信号が発生することを防止するためのものである。
2. Description of the Related Art FIG. 3A is a sectional view of a solid-state image pickup device having a first conventional color filter. Figure 3
As shown in (a), in a conventional solid-state imaging device using a color filter, a light-shielding film 6 made of metal or the like is formed above the charge transfer region 2 formed in the semiconductor substrate 1. The light-shielding film 6 is for preventing incident light from directly entering the charge transfer region 2 instead of the photoelectric conversion region 3 and generating a false signal such as smear.

【0003】しかし、固体撮像素子の高画素化及びチッ
プサイズ小型化に伴うセルサイズの縮小化が進むにつ
れ、図4に示すように、カラーフィルター形成の露光
時、遮光膜からの反射光によって、カラーフィルターの
パターン形状の乱れや混色9等が生じる。尚、図4は従
来の固体撮像装置の問題点の説明に供する図である。
However, as the size of the solid-state image pickup device and the size of the chip have been reduced and the cell size has been reduced, as shown in FIG. 4, during the exposure for forming the color filter, the light reflected by the light-shielding film causes Distortion of the pattern shape of the color filter, color mixing 9, etc. occur. FIG. 4 is a diagram for explaining the problems of the conventional solid-state imaging device.

【0004】このため、図3(b)の第2の従来のカラ
ーフィルターを用いた固体撮像装置の断面図に示すよう
に、カラーフィルター形成前にカラーフィルター形成と
同じ方法で遮光膜6上を覆うように、ブラック等の露光
波長に対して透過率の低い染料で染色した遮光膜反射防
止膜8を形成し、遮光膜6からの反射を押え、パターン
形状の乱れを防止していた。
Therefore, as shown in the sectional view of the solid-state image pickup device using the second conventional color filter of FIG. 3B, the light shielding film 6 is formed on the light-shielding film 6 by the same method as the color filter formation before the color filter formation. The light-shielding film antireflection film 8 dyed with a dye having a low transmittance with respect to the exposure wavelength such as black is formed so as to cover, and the reflection from the light-shielding film 6 is suppressed to prevent the pattern shape from being disturbed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の第2
の従来の固体撮像装置を用いた場合、遮光膜反射防止膜
8を形成する工程が増え、また、遮光膜反射防止膜8上
にカラーフィルター7を形成するために、平坦化が損な
われるという問題点があった。
However, the above-mentioned second problem
When the conventional solid-state image pickup device is used, the number of steps for forming the light-shielding film antireflection film 8 increases, and the flatness is impaired because the color filter 7 is formed on the light-shielding film antireflection film 8. There was a point.

【0006】本発明は、工程数を増やさず、平坦化を維
持しながら、遮光膜からの反射光によるカラーフィルタ
ーのパターン形状の乱れ等を防止する、カラーフィルタ
ーを用いた固体撮像装置を提供することを目的とする。
The present invention provides a solid-state image pickup device using a color filter, which can prevent the pattern shape of the color filter from being disturbed by the reflected light from the light-shielding film while maintaining the flatness without increasing the number of steps. The purpose is to

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の本発明
の固体撮像装置は、半導体基板表面に、光電変換部及び
電荷転送部が形成され、該電荷転送部上方に遮光膜が形
成され、且つ、複数種類の単色カラーフィルターが積層
形成された固体撮像装置において、上記単色カラーフィ
ルターのうち、露光波長に対する透過率が所定の値以下
の単色カラーフィルターが最下層に形成され、且つ、該
最下層に形成された単色カラーフィルターが上記遮光膜
上方にも形成されていることを特徴とするものである。
According to another aspect of the present invention, there is provided a solid-state image pickup device in which a photoelectric conversion portion and a charge transfer portion are formed on a surface of a semiconductor substrate, and a light shielding film is formed above the charge transfer portion. In the solid-state imaging device in which a plurality of types of monochromatic color filters are stacked and formed, among the monochromatic color filters, a monochromatic color filter having a transmittance for an exposure wavelength of a predetermined value or less is formed in the lowermost layer, and It is characterized in that the monochromatic color filter formed in the lowermost layer is also formed above the light shielding film.

【0008】また、請求項2に記載の本発明の固体撮像
装置は、上記最下層に形成される単色カラーフィルター
の露光波長に対する透過率が20%以下であることを特
徴とする請求項1記載の固体撮像装置である。
The solid-state image pickup device of the present invention according to claim 2 is characterized in that the transmittance of the monochromatic color filter formed in the lowermost layer with respect to the exposure wavelength is 20% or less. The solid-state imaging device of.

【0009】[0009]

【作用】上記本発明は、パターン形成の際の露光による
遮光膜からの反射の影響を抑制し、パターンの乱れや混
色を防止する。
The present invention suppresses the influence of reflection from the light-shielding film due to exposure during pattern formation, and prevents pattern disturbance and color mixing.

【0010】[0010]

【実施例】以下、一実施例に基づいて、本発明を詳細に
説明する。
The present invention will be described in detail below based on an example.

【0011】図1(a)は、本発明の一実施例のカラー
フィルターを有する固体撮像装置の平面図であり、図1
(b)は同固体撮像装置の図1(a)におけるA−A’
断面図であり、図1(c)は同固体撮像装置の図1
(a)におけるB−B’断面図であり、図2(a)は露
光波長に対するイエロー、マゼンダ及びシアンの透過率
を示し、図2(b)は露光波長に対するブルー、グリー
ン及びレッドの透過率を示す。
FIG. 1A is a plan view of a solid-state image pickup device having a color filter according to an embodiment of the present invention.
(B) is AA 'in FIG. 1 (a) of the solid-state imaging device.
FIG. 1C is a cross-sectional view, and FIG.
FIG. 2B is a sectional view taken along line BB ′ in FIG. 2A, in which FIG. 2A shows the transmittances of yellow, magenta, and cyan with respect to the exposure wavelength, and FIG. 2B shows the transmittances of blue, green, and red with respect to the exposure wavelength. Indicates.

【0012】図1において、1は半導体基板、2は電荷
転送領域、3は光電変換領域、4aは第1ゲート電極、
4bは第2ゲート電極、5aは第1平坦化膜、5bは第
2平坦化膜、6は遮光膜を示す。
In FIG. 1, 1 is a semiconductor substrate, 2 is a charge transfer region, 3 is a photoelectric conversion region, 4a is a first gate electrode,
4b is a second gate electrode, 5a is a first flattening film, 5b is a second flattening film, and 6 is a light shielding film.

【0013】また、露光波長に対して一番透過率の低い
イエローのカラーフィルター7aは、該イエローのカラ
ーフィルター7aが形成されるべき光電変換領域3上方
及び全ての電荷転送領域2上に設けられた遮光膜6上方
の、平坦化膜5b上面を覆っている。
The yellow color filter 7a, which has the lowest transmittance for the exposure wavelength, is provided above the photoelectric conversion area 3 where the yellow color filter 7a is to be formed and on all the charge transfer areas 2. The upper surface of the flattening film 5b above the light shielding film 6 is covered.

【0014】また、7bはマゼンダのカラーフィルタ
ー、7cはシアンのカラーフィルターを示す。
Further, 7b is a magenta color filter, and 7c is a cyan color filter.

【0015】尚、図1(a)におけるG(グリーン)の
領域に用いるカラーフィルターは、図1(b)に示す様
に、イエローのカラーフィルター7aとシアンのカラー
フィルター7cとを重ねることによって形成される。
The color filter used in the G (green) region in FIG. 1A is formed by stacking a yellow color filter 7a and a cyan color filter 7c as shown in FIG. 1B. To be done.

【0016】次に、本発明の一実施例のカラーフィルタ
ーを有する固体撮像装置の製造工程を説明する。尚、実
施例では、補色(イエロー、マゼンダ、シアン)カラー
フィルターをG線(波長436nm)で露光し、カラー
フィルターのパターン形成を行う場合について述べる。
Next, a manufacturing process of a solid-state image pickup device having a color filter according to an embodiment of the present invention will be described. In the examples, a case will be described in which complementary color (yellow, magenta, cyan) color filters are exposed with G line (wavelength 436 nm) to form a pattern of the color filters.

【0017】まず、半導体基板1上に、電荷転送部(図
示せず。)及び光電変換部(図示せず。)を形成する。
続いて、第1ゲート電極4a、第2ゲート電極4b、第
1平坦化膜5a及び第2平坦化膜5bを形成する。
First, a charge transfer section (not shown) and a photoelectric conversion section (not shown) are formed on the semiconductor substrate 1.
Subsequently, the first gate electrode 4a, the second gate electrode 4b, the first flattening film 5a, and the second flattening film 5b are formed.

【0018】次に、補色のカラーフィルターを用いる場
合、図2(a)に示す様にイエローのG線波長に対して
透過率が、10%前後と一番低いため、イエローのカラ
ーフィルター7aを第1層目に形成する。まず、第2平
坦化膜5b上に、G線に対して感光性を有するカラーフ
ィルター材料を0.5〜0.8μm程度塗布し、図1
(a)に示す様に、イエロー及びグリーンのカラーフィ
ルターが形成される領域に加え、全遮光膜6上方を覆う
パターンを露光し、形成する。露光に関しては、遮光膜
6からの反射による影響を極力抑えるため、従来のカラ
ーフィルターのパターン形成時の露光量(900〜12
00mJ/cm2)より少ない500〜700mJ/c
2 のドーズ量で行う。ドーズ量が500mJ/cm2
以下では、露光不足からパターンの密着性が低下し、パ
ターンの膜荒れや剥がれが発生し、また、700mJ/
cm2以上では、露光過剰から下方の遮光膜6からの反
射等によりパターン形状の乱れや混色等が発生する。
Next, in the case of using a complementary color filter, as shown in FIG. 2A, the transmittance for yellow G line wavelength is about 10%, which is the lowest. Formed on the first layer. First, on the second flattening film 5b, a color filter material having photosensitivity to the G line is applied in an amount of about 0.5 to 0.8 μm.
As shown in (a), in addition to the regions where the yellow and green color filters are formed, a pattern covering the entire light-shielding film 6 is exposed and formed. Regarding the exposure, in order to suppress the influence of the reflection from the light-shielding film 6 as much as possible, the exposure amount (900 to 12
00mJ / cm 2) less than 500~700mJ / c
The dose amount is m 2 . Dose amount is 500mJ / cm 2
In the following, the adhesion of the pattern is deteriorated due to insufficient exposure, and the film of the pattern is roughened or peeled off.
At cm 2 or more, disturbance of the pattern shape or color mixture occurs due to reflection from the light shielding film 6 below due to overexposure.

【0019】次に、従来より露光量を小さく設定した
分、パターンの密着性を補うため、露光後、オーブン約
90℃で20分間程度のベータ処理を行った後で、現像
処理を行う。
Next, in order to supplement the adhesion of the pattern by the amount of exposure that is set smaller than in the prior art, after exposure, a beta treatment is performed in an oven at about 90 ° C. for about 20 minutes, and then a development treatment is performed.

【0020】次に、G線波長に対し、透過率が10%前
後と低いイエローの染料で染色することで露光時の遮光
膜6からの反射防止効果のあるイエローのカラーフィル
ター7aが形成される。このイエローのカラーフィルタ
ー7aによって以降のカラーフィルター7b及び7cや
マイクロレンズ(図示せず。)等の形成に際し、露光時
の遮光膜6からの反射を抑え、パターンの乱れを防止す
ることができる。
Next, a yellow color filter 7a having an antireflection effect from the light-shielding film 6 at the time of exposure is formed by dyeing with a yellow dye having a low transmittance of about 10% with respect to the G line wavelength. . The yellow color filter 7a can suppress the reflection from the light-shielding film 6 at the time of exposure when forming the subsequent color filters 7b and 7c, a microlens (not shown), etc., and prevent the pattern from being disturbed.

【0021】その後、従来と同様の工程によってマゼン
ダのカラーフィルター7b、シアンのカラーフィルター
7c及びマイクロレンズ(図示せず。)等を形成する。
Thereafter, the magenta color filter 7b, the cyan color filter 7c, the microlens (not shown) and the like are formed by the same steps as in the prior art.

【0022】また、補色フィルターをI線(波長365
nm)で露光する場合は、図2(a)に示すようにシア
ンのカラーフィルター7cがI線波長に対して透過率が
10%前後と低いので第1層に形成するのが望ましい
が、透過率が20%以下であれば、遮光膜6からの反射
防止には効果を奏するので、イエローのカラーフィルタ
ー7aを第1層に形成してもよい。透過率が20%を越
えると、反射防止効果が半減し、カラーフィルター等の
パターンの形状の乱れや混色等が発生しやすくなる。
The complementary color filter is connected to the I line (wavelength 365
2), the cyan color filter 7c has a low transmittance of about 10% with respect to the I-line wavelength as shown in FIG. 2A, so it is preferable to form it in the first layer. If the ratio is 20% or less, it is effective in preventing reflection from the light-shielding film 6, so that the yellow color filter 7a may be formed in the first layer. If the transmittance exceeds 20%, the antireflection effect is halved, and the pattern shape of the color filter or the like is likely to be disturbed or color mixture occurs.

【0023】更に、原色(ブルー、グリーン、レッド)
のカラーフィルターのパターン形成をする場合には、図
2(b)に示す様に、G線及びI線波長それぞれに対
し、レッドのカラーフィルター及びグリーンのカラーフ
ィルターの透過率が10%前後と低いので、レッド又は
グリーンのカラーフィルターを第1層に形成するのが望
ましい。
Furthermore, primary colors (blue, green, red)
2B, the transmittance of the red color filter and the green color filter is as low as about 10% for the G line wavelength and the I line wavelength, respectively. Therefore, it is desirable to form a red or green color filter in the first layer.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上、詳細に説明した様に本発明を用
い、露光波長に対して透過率の低いカラーフィルターを
所望の受光部及び全ての遮光膜を覆う様に第1層目に形
成することによって、新たに遮光膜からの反射防止膜を
形成することなく、従来の工程で次工程以降の露光時の
遮光膜からの反射による影響を抑えることができ、従来
よりカラーフィルターのパターンの乱れ及び混色の少な
い固体撮像装置を得ることができる。
As described above in detail, according to the present invention, a color filter having a low transmittance for an exposure wavelength is formed on the first layer so as to cover a desired light receiving portion and all light shielding films. By doing so, it is possible to suppress the influence of reflection from the light-shielding film at the time of the exposure in the subsequent process in the conventional process without newly forming an anti-reflection film from the light-shielding film, and the pattern of the color filter is disturbed more than before. Also, a solid-state imaging device with less color mixture can be obtained.

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

【図1】(a)は、本発明の一実施例のカラーフィルタ
ーを有する固体撮像装置の平面図であり、(b)は同
(a)のA−A’における断面図であり、(c)は同
(a)のB−B’における断面図である。
1A is a plan view of a solid-state imaging device having a color filter according to an embodiment of the present invention, FIG. 1B is a sectional view taken along line AA ′ of FIG. 1A, and FIG. 4A is a sectional view taken along line BB ′ of FIG.

【図2】(a)は補色カラーフィルターの露光波長と透
過率との関係を示す図であり、(b)は原色カラーフィ
ルターの露光波長と透過率との関係を示す図である。
FIG. 2A is a diagram showing a relationship between an exposure wavelength and a transmittance of a complementary color filter, and FIG. 2B is a diagram showing a relationship between an exposure wavelength and a transmittance of a primary color filter.

【図3】(a)は第1の従来のカラーフィルターを有す
る固体撮像装置の断面図であり、(b)は第2の従来の
カラーフィルターを有する固体撮像装置の断面図であ
る。
3A is a cross-sectional view of a solid-state imaging device having a first conventional color filter, and FIG. 3B is a cross-sectional view of a solid-state imaging device having a second conventional color filter.

【図4】従来の技術の問題点の説明に供する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining problems of the conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板 2 電荷転送領域 3 光電変換領域 4a 第1ゲート電極 4b 第2ゲート電極 5a 第1平坦化膜 5b 第2平坦化膜 6 遮光膜 7a イエローのカラーフィルター 7b マゼンダのカラーフィルター 7c シアンのカラーフィルター 1 semiconductor substrate 2 charge transfer region 3 photoelectric conversion region 4a first gate electrode 4b second gate electrode 5a first flattening film 5b second flattening film 6 light-shielding film 7a yellow color filter 7b magenta color filter 7c cyan color filter

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板表面に、光電変換部及び電荷
転送部が形成され、該電荷転送部上方に遮光膜が形成さ
れ、且つ、複数種類の単色カラーフィルターが積層形成
された固体撮像装置において、上記単色カラーフィルタ
ーのうち、露光波長に対する透過率が所定の値以下の単
色カラーフィルターが最下層に形成され、且つ、該最下
層に形成された単色カラーフィルターが上記遮光膜上方
にも形成されていることを特徴とする固体撮像装置。
1. A solid-state imaging device comprising: a photoelectric conversion section and a charge transfer section formed on a surface of a semiconductor substrate; a light-shielding film formed above the charge transfer section; and a plurality of types of monochromatic color filters formed in layers. Among the monochromatic color filters, a monochromatic color filter having a transmittance for an exposure wavelength of a predetermined value or less is formed in the lowermost layer, and the monochromatic color filter formed in the lowermost layer is also formed above the light shielding film. The solid-state imaging device is characterized by being.
【請求項2】 上記最下層に形成される単色カラーフィ
ルターの露光波長に対する透過率が20%以下であるこ
とを特徴とする、請求項1記載の固体撮像装置。
2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the monochromatic color filter formed in the lowermost layer has a transmittance of 20% or less for an exposure wavelength.
JP19119393A 1993-08-02 1993-08-02 Solid-state image pickup device Pending JPH0745804A (en)

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