JPH11125712A - カラーフィルタおよびその製造方法 - Google Patents
カラーフィルタおよびその製造方法Info
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- JPH11125712A JPH11125712A JP28976697A JP28976697A JPH11125712A JP H11125712 A JPH11125712 A JP H11125712A JP 28976697 A JP28976697 A JP 28976697A JP 28976697 A JP28976697 A JP 28976697A JP H11125712 A JPH11125712 A JP H11125712A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、顔料分散レジストを用いて形成され
る原色系のカラーフィルタにおいて、平坦性の良好なカ
ラーフィルタを形成できるようにすることを最も主要な
特徴とする。 【解決手段】たとえば、最も膜厚が薄くなるＢのフィル
タ層２３を基準として、Ｒの色画素に対応する凹部１２
内に、Ｂのフィルタ層２３とＲのフィルタ層２１との膜
厚差に応じた膜厚によりＲパターン２１ａを形成する。
同様に、Ｇの色画素に対応する凹部１２内に、Ｂのフィ
ルタ層２３とＧのフィルタ層２２との膜厚差に応じた膜
厚によりＧパターン２２ａを形成する。そして、ベース
平坦化層１７を形成した後、各色画素に対応するそれぞ
れの部位に、Ｒ，Ｇ，Ｂのフィルタ層２１，２２，２３
をほぼ同一の膜厚により形成する。これにより、各フィ
ルタ層２１，２２，２３の表面の平坦性を高めることが
可能な構成となっている。
る原色系のカラーフィルタにおいて、平坦性の良好なカ
ラーフィルタを形成できるようにすることを最も主要な
特徴とする。 【解決手段】たとえば、最も膜厚が薄くなるＢのフィル
タ層２３を基準として、Ｒの色画素に対応する凹部１２
内に、Ｂのフィルタ層２３とＲのフィルタ層２１との膜
厚差に応じた膜厚によりＲパターン２１ａを形成する。
同様に、Ｇの色画素に対応する凹部１２内に、Ｂのフィ
ルタ層２３とＧのフィルタ層２２との膜厚差に応じた膜
厚によりＧパターン２２ａを形成する。そして、ベース
平坦化層１７を形成した後、各色画素に対応するそれぞ
れの部位に、Ｒ，Ｇ，Ｂのフィルタ層２１，２２，２３
をほぼ同一の膜厚により形成する。これにより、各フィ
ルタ層２１，２２，２３の表面の平坦性を高めることが
可能な構成となっている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、カラーフィルタ
およびその製造方法に関するもので、特に、カラー固体
撮像素子やカラー液晶表示素子などで用いられるもので
ある。
およびその製造方法に関するもので、特に、カラー固体
撮像素子やカラー液晶表示素子などで用いられるもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】一般に、カラーフィルタは、着色層の膜
厚が分光特性を決定する重要な因子の一つとなってい
る。このため、所望の分光特性を得ようとする場合に
は、色画素ごとに、着色層の膜厚がまちまちになること
が多い。
厚が分光特性を決定する重要な因子の一つとなってい
る。このため、所望の分光特性を得ようとする場合に
は、色画素ごとに、着色層の膜厚がまちまちになること
が多い。
【０００３】カラー固体撮像素子においては、通常、カ
ラーフィルタの上部にマイクロレンズが形成されるの
で、着色層を形成した後の、表面の平坦性の確保は特に
重要となる。しかし、色画素ごとの、着色層の膜厚差が
大きい場合、ある程度の平坦性を確保するためには、着
色層上に厚く保護膜を形成しなければならない。
ラーフィルタの上部にマイクロレンズが形成されるの
で、着色層を形成した後の、表面の平坦性の確保は特に
重要となる。しかし、色画素ごとの、着色層の膜厚差が
大きい場合、ある程度の平坦性を確保するためには、着
色層上に厚く保護膜を形成しなければならない。
【０００４】図９は、従来の、カラーフィルタを固体撮
像素子に適用した場合の例を示すものである。すなわ
ち、このカラー固体撮像素子は、たとえば、シリコン基
板１０１の表面部に、凹部１０２に入射した光を光電変
換し、その光の強さに応じた電荷を生じさせるための、
受光部（光電変換部）１０３が選択的に設けられてい
る。
像素子に適用した場合の例を示すものである。すなわ
ち、このカラー固体撮像素子は、たとえば、シリコン基
板１０１の表面部に、凹部１０２に入射した光を光電変
換し、その光の強さに応じた電荷を生じさせるための、
受光部（光電変換部）１０３が選択的に設けられてい
る。
【０００５】そして、上記凹部１０２の相互間には、そ
れぞれ、受光部１０３において生じた電荷を転送するた
めの電荷転送部１０４が設けられている。また、上記凹
部１０２を除く、上記電荷転送部１０４に対応する部分
には、それぞれ、受光部１０３以外の部分に入射する光
を遮るための遮光膜１０５が設けられている。なお、こ
の遮光膜１０５と上記電荷転送部１０４の周囲、およ
び、上記受光部１０３上には、それぞれ、透明な絶縁膜
１０６が形成されている。
れぞれ、受光部１０３において生じた電荷を転送するた
めの電荷転送部１０４が設けられている。また、上記凹
部１０２を除く、上記電荷転送部１０４に対応する部分
には、それぞれ、受光部１０３以外の部分に入射する光
を遮るための遮光膜１０５が設けられている。なお、こ
の遮光膜１０５と上記電荷転送部１０４の周囲、およ
び、上記受光部１０３上には、それぞれ、透明な絶縁膜
１０６が形成されている。
【０００６】さらに、上記絶縁膜１０６上には、上記凹
部１０２内を埋め込むようにして、熱硬化性のアクリル
系透明樹脂からなるベース平坦化層１０７が設けられて
いる。そして、このベース平坦化層１０７上に、上記凹
部１０２にそれぞれ対応する各受光部１０３ごとに、顔
料分散レジストからなるＲ，Ｇ，Ｂのフィルタ層（着色
層）１０８，１０９，１１０が設けられて、カラーフィ
ルタが形成されている。
部１０２内を埋め込むようにして、熱硬化性のアクリル
系透明樹脂からなるベース平坦化層１０７が設けられて
いる。そして、このベース平坦化層１０７上に、上記凹
部１０２にそれぞれ対応する各受光部１０３ごとに、顔
料分散レジストからなるＲ，Ｇ，Ｂのフィルタ層（着色
層）１０８，１０９，１１０が設けられて、カラーフィ
ルタが形成されている。
【０００７】各フィルタ層１０８，１０９，１１０の上
面は、素子の表面ができるだけ平坦となるように、透明
な厚い保護膜１１１によって覆われている。また、この
保護膜１１１上には、上記受光部１０３にそれぞれ対応
して、ポジ型の感光性透明樹脂からなるマイクロレンズ
１１２が形成されている。
面は、素子の表面ができるだけ平坦となるように、透明
な厚い保護膜１１１によって覆われている。また、この
保護膜１１１上には、上記受光部１０３にそれぞれ対応
して、ポジ型の感光性透明樹脂からなるマイクロレンズ
１１２が形成されている。
【０００８】さて、このような構造のカラー固体撮像素
子においては、特性（感度）の向上とともに、小型化、
特に、薄型化したいという要求が強い。そのためには、
素子の特性への影響が小さい、保護膜１１１をできるだ
け薄く形成することが重要となる。
子においては、特性（感度）の向上とともに、小型化、
特に、薄型化したいという要求が強い。そのためには、
素子の特性への影響が小さい、保護膜１１１をできるだ
け薄く形成することが重要となる。
【０００９】しかしながら、各フィルタ層１０８，１０
９，１１０の膜厚差が大きい場合には、平坦化などの余
計な工程を増やしたりすることなしに、薄い膜厚の保護
膜１１１によって、素子の表面を平坦化するのは難しい
という問題があった。
９，１１０の膜厚差が大きい場合には、平坦化などの余
計な工程を増やしたりすることなしに、薄い膜厚の保護
膜１１１によって、素子の表面を平坦化するのは難しい
という問題があった。
【００１０】特に、カラーフィルタの形成に顔料分散レ
ジストを使用する場合、レジストの色の成分の濃度を決
めた後においては、分光特性の調整（合わせ込み）は膜
厚のみの制御となる。このため、色によって各フィルタ
層１０８，１０９，１１０の厚さが異なり、各色ごとの
膜厚差が大きくなることが多い。
ジストを使用する場合、レジストの色の成分の濃度を決
めた後においては、分光特性の調整（合わせ込み）は膜
厚のみの制御となる。このため、色によって各フィルタ
層１０８，１０９，１１０の厚さが異なり、各色ごとの
膜厚差が大きくなることが多い。
【００１１】だからといって、膜厚をそろえるために、
各色ごとにレジストの濃度を調整していたのでは、多様
な分光仕様に対応するためには、レジストの種類が増え
ることになり、コスト高を招くなど、量産には適さな
い。
各色ごとにレジストの濃度を調整していたのでは、多様
な分光仕様に対応するためには、レジストの種類が増え
ることになり、コスト高を招くなど、量産には適さな
い。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
においては、分光特性の調整をフィルタ層の膜厚により
制御するようにした場合、色によって膜厚差が大きくな
るため、薄い膜厚の保護膜によって、素子の表面を平坦
化するのは難しいという問題があった。
においては、分光特性の調整をフィルタ層の膜厚により
制御するようにした場合、色によって膜厚差が大きくな
るため、薄い膜厚の保護膜によって、素子の表面を平坦
化するのは難しいという問題があった。
【００１３】そこで、この発明は、薄い膜厚の保護膜に
よって、素子の表面を容易に平坦化でき、しかも、分光
特性の良好なカラーフィルタおよびその製造方法を提供
することを目的としている。
よって、素子の表面を容易に平坦化でき、しかも、分光
特性の良好なカラーフィルタおよびその製造方法を提供
することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明のカラーフィルタにあっては、各色画素
に対応する基板上の凹部に、最も膜厚が薄くなる色を基
準とするフィルタ層の、その膜厚との差分に応じてそれ
ぞれ埋め込まれた着色パターンと、平坦化膜を介して、
前記各色画素ごとに設けられたフィルタ層とから構成さ
れている。
めに、この発明のカラーフィルタにあっては、各色画素
に対応する基板上の凹部に、最も膜厚が薄くなる色を基
準とするフィルタ層の、その膜厚との差分に応じてそれ
ぞれ埋め込まれた着色パターンと、平坦化膜を介して、
前記各色画素ごとに設けられたフィルタ層とから構成さ
れている。
【００１５】また、この発明のカラーフィルタの製造方
法にあっては、各色画素に対応する基板上の凹部に、最
も膜厚が薄くなる色を基準とするフィルタ層の、その膜
厚との差分に応じてそれぞれ着色パターンを埋め込む工
程と、平坦化膜を全面に設けた後、この平坦化膜を介し
て、前記各色画素ごとにフィルタ層を形成する工程とか
らなっている。
法にあっては、各色画素に対応する基板上の凹部に、最
も膜厚が薄くなる色を基準とするフィルタ層の、その膜
厚との差分に応じてそれぞれ着色パターンを埋め込む工
程と、平坦化膜を全面に設けた後、この平坦化膜を介し
て、前記各色画素ごとにフィルタ層を形成する工程とか
らなっている。
【００１６】この発明のカラーフィルタおよびその製造
方法によれば、最も膜厚が薄い色のフィルタ層との膜厚
差に応じて、膜厚が厚い色のフィルタ層を二層化するよ
うにしている。これにより、フィルタ層を形成した後の
平坦性を維持しつつ、所望の分光特性を満足することが
容易に可能となるものである。
方法によれば、最も膜厚が薄い色のフィルタ層との膜厚
差に応じて、膜厚が厚い色のフィルタ層を二層化するよ
うにしている。これにより、フィルタ層を形成した後の
平坦性を維持しつつ、所望の分光特性を満足することが
容易に可能となるものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の
一形態にかかる、カラーフィルタを備える固体撮像素子
の概略構成を示すものである。
いて図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の
一形態にかかる、カラーフィルタを備える固体撮像素子
の概略構成を示すものである。
【００１８】すなわち、このカラー固体撮像素子は、た
とえば、シリコン基板１１の表面部に、凹部１２に入射
した光を光電変換し、その光の強さに応じた電荷を生じ
させるための、受光部（光電変換部）１３が選択的（マ
トリクス状）に設けられている。
とえば、シリコン基板１１の表面部に、凹部１２に入射
した光を光電変換し、その光の強さに応じた電荷を生じ
させるための、受光部（光電変換部）１３が選択的（マ
トリクス状）に設けられている。
【００１９】そして、上記凹部１２の相互間には、それ
ぞれ、受光部１３において生じた電荷を転送させるため
の電荷転送部１４が設けられている。また、上記凹部１
２を除く、上記転送部１４に対応する部分には、それぞ
れ、受光部１３以外の部分に入射する光を遮るための遮
光膜１５が設けられている。なお、この遮光膜１５と上
記電荷転送部１４の周囲、および、上記受光部１３上に
は、それぞれ、透明な絶縁膜１６が形成されている。
ぞれ、受光部１３において生じた電荷を転送させるため
の電荷転送部１４が設けられている。また、上記凹部１
２を除く、上記転送部１４に対応する部分には、それぞ
れ、受光部１３以外の部分に入射する光を遮るための遮
光膜１５が設けられている。なお、この遮光膜１５と上
記電荷転送部１４の周囲、および、上記受光部１３上に
は、それぞれ、透明な絶縁膜１６が形成されている。
【００２０】さらに、上記絶縁膜１６上の、レッド
（Ｒ）およびグリーン（Ｇ）の各色画素に対応する上記
凹部１２内には、それぞれ、ブルー（Ｂ）のフィルタ層
２３とＲのフィルタ層２１との膜厚差に応じた、着色パ
ターンとしてのＲパターン２１ａ、および、Ｂのフィル
タ層２３とＧのフィルタ層２２との膜厚差に応じた、着
色パターンとしてのＧパターン２２ａが埋め込まれてい
る。
（Ｒ）およびグリーン（Ｇ）の各色画素に対応する上記
凹部１２内には、それぞれ、ブルー（Ｂ）のフィルタ層
２３とＲのフィルタ層２１との膜厚差に応じた、着色パ
ターンとしてのＲパターン２１ａ、および、Ｂのフィル
タ層２３とＧのフィルタ層２２との膜厚差に応じた、着
色パターンとしてのＧパターン２２ａが埋め込まれてい
る。
【００２１】ここで、Ｒ，Ｇ，Ｂから構成される原色系
のカラーフィルタを、たとえば、ネガ型の顔料分散レジ
ストを用いて形成する場合、所望の分光特性を満足させ
るためには、各色のフィルタ（着色層）の膜厚はそれぞ
れ、Ｒ＝１．８μｍ，Ｇ＝２．１μｍ，Ｂ＝１．５μｍ
となる。このとき、最も膜厚が薄いＢのフィルタとの膜
厚差は、それぞれ、Ｒ＝＋０．３μｍ，Ｇ＝＋０．６μ
ｍである。
のカラーフィルタを、たとえば、ネガ型の顔料分散レジ
ストを用いて形成する場合、所望の分光特性を満足させ
るためには、各色のフィルタ（着色層）の膜厚はそれぞ
れ、Ｒ＝１．８μｍ，Ｇ＝２．１μｍ，Ｂ＝１．５μｍ
となる。このとき、最も膜厚が薄いＢのフィルタとの膜
厚差は、それぞれ、Ｒ＝＋０．３μｍ，Ｇ＝＋０．６μ
ｍである。
【００２２】そこで、Ｒの色画素に対応する、上記Ｒパ
ターン２１ａとしては０．３μｍの厚さで、また、Ｇの
色画素に対応する、上記Ｇパターン２２ａとしては０．
６μｍの厚さで、それぞれに形成する。
ターン２１ａとしては０．３μｍの厚さで、また、Ｇの
色画素に対応する、上記Ｇパターン２２ａとしては０．
６μｍの厚さで、それぞれに形成する。
【００２３】これにより、後述するように、Ｒ，Ｇ，Ｂ
の各フィルタ層２１，２２，２３をほぼ同一の膜厚によ
って形成できるようになるため、各フィルタ層２１，２
２，２３を形成した後の、表面の平坦性に優れる。しか
も、各色のフィルタの総膜厚は、所望の分光特性を満足
するのに必要な膜厚となるため、分光特性が損われるよ
うなこともない。
の各フィルタ層２１，２２，２３をほぼ同一の膜厚によ
って形成できるようになるため、各フィルタ層２１，２
２，２３を形成した後の、表面の平坦性に優れる。しか
も、各色のフィルタの総膜厚は、所望の分光特性を満足
するのに必要な膜厚となるため、分光特性が損われるよ
うなこともない。
【００２４】また、上記Ｒパターン２１ａおよび上記Ｇ
パターン２２ａ上を含む、上記絶縁膜１６上には、上記
凹部１２内をそれぞれ埋め込むようにして、熱硬化性の
アクリル系透明樹脂からなるベース平坦化層１７が設け
られている。
パターン２２ａ上を含む、上記絶縁膜１６上には、上記
凹部１２内をそれぞれ埋め込むようにして、熱硬化性の
アクリル系透明樹脂からなるベース平坦化層１７が設け
られている。
【００２５】そして、このベース平坦化層１７上に、上
記受光部１３にそれぞれ対応する各色画素ごとに、顔料
分散レジストからなるＲ，Ｇ，Ｂのフィルタ層２１，２
２，２３がほぼ同一の膜厚により設けられて、原色系の
カラーフィルタが形成されている。
記受光部１３にそれぞれ対応する各色画素ごとに、顔料
分散レジストからなるＲ，Ｇ，Ｂのフィルタ層２１，２
２，２３がほぼ同一の膜厚により設けられて、原色系の
カラーフィルタが形成されている。
【００２６】各フィルタ層２１，２２，２３の上面は、
素子の表面が平坦となるように、透明な薄い保護膜１８
によって覆われている。また、この保護膜１８上には、
上記受光部１３にそれぞれ対応して、ポジ型の感光性透
明樹脂からなるマイクロレンズ１９が形成されている。
素子の表面が平坦となるように、透明な薄い保護膜１８
によって覆われている。また、この保護膜１８上には、
上記受光部１３にそれぞれ対応して、ポジ型の感光性透
明樹脂からなるマイクロレンズ１９が形成されている。
【００２７】さて、このような構成のカラー固体撮像素
子におけるカラーフィルタは、以下のようにして形成さ
れる。図２〜図８は、上記した構成のカラー固体撮像素
子を例に、ネガ型の顔料分散レジストを用いて原色系の
カラーフィルタを形成するための方法を概略的に示すも
のである。
子におけるカラーフィルタは、以下のようにして形成さ
れる。図２〜図８は、上記した構成のカラー固体撮像素
子を例に、ネガ型の顔料分散レジストを用いて原色系の
カラーフィルタを形成するための方法を概略的に示すも
のである。
【００２８】まず、固体撮像素子が形成されたシリコン
基板１１上の、上記絶縁膜１６の上部に、たとえば、Ｒ
の顔料分散レジストを塗布する。その際、少なくともＲ
の画素となる受光部１３に対応する凹部１２内に、Ｒの
顔料分散レジストが０．３μｍの膜厚で形成されるよう
に、あらかじめ顔料分散レジストの塗布量をコントロー
ルする。
基板１１上の、上記絶縁膜１６の上部に、たとえば、Ｒ
の顔料分散レジストを塗布する。その際、少なくともＲ
の画素となる受光部１３に対応する凹部１２内に、Ｒの
顔料分散レジストが０．３μｍの膜厚で形成されるよう
に、あらかじめ顔料分散レジストの塗布量をコントロー
ルする。
【００２９】そして、そのＲの顔料分散レジストをプリ
ベーク後、図示していないフォトマスクを介してパター
ニングする。さらに、ポストベーク処理を行って、Ｒの
画素に対応する凹部１２内にのみＲパターン２１ａを形
成する（図２参照）。
ベーク後、図示していないフォトマスクを介してパター
ニングする。さらに、ポストベーク処理を行って、Ｒの
画素に対応する凹部１２内にのみＲパターン２１ａを形
成する（図２参照）。
【００３０】同様にして、今度は、上記絶縁膜１６の上
部に、たとえば、Ｇの顔料分散レジストを０．６μｍの
厚さとなるように塗布する。そして、そのＧの顔料分散
レジストをプリベーク後、図示していないフォトマスク
を介してパターニングする。さらに、ポストベーク処理
を行って、Ｇの画素となる受光部１３に対応する凹部１
２内にのみＧパターン２２ａを形成する（図３参照）。
部に、たとえば、Ｇの顔料分散レジストを０．６μｍの
厚さとなるように塗布する。そして、そのＧの顔料分散
レジストをプリベーク後、図示していないフォトマスク
を介してパターニングする。さらに、ポストベーク処理
を行って、Ｇの画素となる受光部１３に対応する凹部１
２内にのみＧパターン２２ａを形成する（図３参照）。
【００３１】続いて、シリコン基板１１上の凹部１２が
完全に埋まるように、たとえば、熱硬化性のアクリル系
透明樹脂を塗布する。そして、ベーク処理を行って表面
を平坦化し、ベース平坦化層１７を形成する（図４参
照）。
完全に埋まるように、たとえば、熱硬化性のアクリル系
透明樹脂を塗布する。そして、ベーク処理を行って表面
を平坦化し、ベース平坦化層１７を形成する（図４参
照）。
【００３２】この後、上記ベース平坦化層１７の上部
に、たとえば、Ｒの顔料分散レジストを再び塗布する。
その際、少なくともＲの画素となる受光部１３に対応す
る部位に、Ｒの顔料分散レジストが１．５μｍの膜厚で
形成されるように、あらかじめ顔料分散レジストの塗布
量をコントロールする。
に、たとえば、Ｒの顔料分散レジストを再び塗布する。
その際、少なくともＲの画素となる受光部１３に対応す
る部位に、Ｒの顔料分散レジストが１．５μｍの膜厚で
形成されるように、あらかじめ顔料分散レジストの塗布
量をコントロールする。
【００３３】そして、そのＲの顔料分散レジストを、前
述と同様の方法により処理し、Ｒの画素となる受光部１
３に対応する、上記ベース平坦化層１７上にのみＲのフ
ィルタ層２１をそれぞれ形成する（図５参照）。
述と同様の方法により処理し、Ｒの画素となる受光部１
３に対応する、上記ベース平坦化層１７上にのみＲのフ
ィルタ層２１をそれぞれ形成する（図５参照）。
【００３４】以上のようにして、Ｒのフィルタ層２１の
形成が終了すると、同様にして、上記したプロセスを繰
り返し、たとえば、Ｇの顔料を分散させたレジストによ
り、Ｇの画素となる受光部１３に対応する、上記ベース
平坦化層１７上にのみＧのフィルタ層２２をそれぞれ
１．５μｍの膜厚で形成する（図６参照）。
形成が終了すると、同様にして、上記したプロセスを繰
り返し、たとえば、Ｇの顔料を分散させたレジストによ
り、Ｇの画素となる受光部１３に対応する、上記ベース
平坦化層１７上にのみＧのフィルタ層２２をそれぞれ
１．５μｍの膜厚で形成する（図６参照）。
【００３５】同様にして、Ｒ，Ｇのフィルタ層２１，２
２の形成が終了すると、今度は、たとえばＢの顔料を分
散させたレジストにより、Ｂの画素となる受光部１３に
対応する、上記ベース平坦化層１７上にのみＢのフィル
タ層２３をそれぞれ１．５μｍの膜厚で形成する（図７
参照）。
２の形成が終了すると、今度は、たとえばＢの顔料を分
散させたレジストにより、Ｂの画素となる受光部１３に
対応する、上記ベース平坦化層１７上にのみＢのフィル
タ層２３をそれぞれ１．５μｍの膜厚で形成する（図７
参照）。
【００３６】このようにして、Ｒ，Ｇ，Ｂのフィルタ層
２１，２２，２３の形成が順に行われることにより、ネ
ガ型の顔料分散レジストを用いた原色系のカラーフィル
タが良好な平坦性を有して構築される。
２１，２２，２３の形成が順に行われることにより、ネ
ガ型の顔料分散レジストを用いた原色系のカラーフィル
タが良好な平坦性を有して構築される。
【００３７】すなわち、最も膜厚が薄くなるＢを基準と
するフィルタ層２３の、その膜厚との差分に応じて、あ
らかじめＲパターン２１ａおよびＧパターン２２ａを凹
部１２内にそれぞれ埋め込むようにしているため、Ｒ，
Ｇ，Ｂのフィルタ層２１，２２，２３をほぼ同一の膜厚
により形成することが可能となる。したがって、Ｒ，
Ｇ，Ｂのフィルタ層２１，２２，２３を形成した後の、
表面の平坦性を良好に維持できるものである。
するフィルタ層２３の、その膜厚との差分に応じて、あ
らかじめＲパターン２１ａおよびＧパターン２２ａを凹
部１２内にそれぞれ埋め込むようにしているため、Ｒ，
Ｇ，Ｂのフィルタ層２１，２２，２３をほぼ同一の膜厚
により形成することが可能となる。したがって、Ｒ，
Ｇ，Ｂのフィルタ層２１，２２，２３を形成した後の、
表面の平坦性を良好に維持できるものである。
【００３８】こうして、カラーフィルタの形成が終了す
ると、次いで、その上部にＲ，Ｇ，Ｂの各フィルタ層２
１，２２，２３をそれぞれ覆うようにして、アクリル系
の透明樹脂からなる保護膜１８を形成する（図８参
照）。この場合、カラーフィルタの上面は平坦性が高い
ため、薄い保護膜１８によって、素子の表面を容易に平
坦化できる。
ると、次いで、その上部にＲ，Ｇ，Ｂの各フィルタ層２
１，２２，２３をそれぞれ覆うようにして、アクリル系
の透明樹脂からなる保護膜１８を形成する（図８参
照）。この場合、カラーフィルタの上面は平坦性が高い
ため、薄い保護膜１８によって、素子の表面を容易に平
坦化できる。
【００３９】しかる後、この保護膜１８上にポジ型の感
光性透明樹脂を塗布し、パターニング後に熱メルト処理
を行って、上記各受光部１３にそれぞれ対応させてマイ
クロレンズ１９を形成することで、図１に示した構造の
カラー固体撮像素子が構成される。
光性透明樹脂を塗布し、パターニング後に熱メルト処理
を行って、上記各受光部１３にそれぞれ対応させてマイ
クロレンズ１９を形成することで、図１に示した構造の
カラー固体撮像素子が構成される。
【００４０】このようなプロセスにより形成されるカラ
ーフィルタは、Ｒ，Ｇの各フィルタが二層構造になって
はいるが、単層で形成した場合とトータルの膜厚は同じ
になる。したがって、すべてのフィルタを単層で形成し
た場合と同様の分光特性を得ることができる。
ーフィルタは、Ｒ，Ｇの各フィルタが二層構造になって
はいるが、単層で形成した場合とトータルの膜厚は同じ
になる。したがって、すべてのフィルタを単層で形成し
た場合と同様の分光特性を得ることができる。
【００４１】上記したように、最も膜厚が薄いＢのフィ
ルタ層との膜厚差に応じて、膜厚が厚いＲ，Ｇのフィル
タを二層化するようにしている。すなわち、最も膜厚が
薄くなるＢのフィルタ層を基準として、それよりも厚く
なるＲ，Ｇのフィルタについては、Ｂのフィルタ層との
膜厚差に応じて、各色画素に対応する凹部内をＲ，Ｇの
顔料分散レジストによりそれぞれ埋め込むとともに、ベ
ース平坦化層をそれぞれに介して、Ｒ，Ｇの各フィルタ
層を積層させるようにしている。
ルタ層との膜厚差に応じて、膜厚が厚いＲ，Ｇのフィル
タを二層化するようにしている。すなわち、最も膜厚が
薄くなるＢのフィルタ層を基準として、それよりも厚く
なるＲ，Ｇのフィルタについては、Ｂのフィルタ層との
膜厚差に応じて、各色画素に対応する凹部内をＲ，Ｇの
顔料分散レジストによりそれぞれ埋め込むとともに、ベ
ース平坦化層をそれぞれに介して、Ｒ，Ｇの各フィルタ
層を積層させるようにしている。
【００４２】これにより、分光特性を損うことなしに、
Ｒ，Ｇ，Ｂの各フィルタ層をほぼ同一の膜厚により形成
できるようになるため、フィルタ層を形成した後の平坦
性を維持しつつ、所望の分光特性を満足することが容易
に可能となる。
Ｒ，Ｇ，Ｂの各フィルタ層をほぼ同一の膜厚により形成
できるようになるため、フィルタ層を形成した後の平坦
性を維持しつつ、所望の分光特性を満足することが容易
に可能となる。
【００４３】したがって、薄い膜厚の保護膜による表面
の平坦化が容易に可能となって、カラー固体撮像素子の
感度のばらつきや感度のＦ値依存性をも低減できるよう
になるものである。
の平坦化が容易に可能となって、カラー固体撮像素子の
感度のばらつきや感度のＦ値依存性をも低減できるよう
になるものである。
【００４４】しかも、保護膜の薄膜化により、カラー固
体撮像素子としての厚さも大幅に削減できるようになる
ものである。また、レジストの濃度を調整する従来に比
べ、コストの大幅な削減が可能となるとともに、量産に
も容易に対応できる。
体撮像素子としての厚さも大幅に削減できるようになる
ものである。また、レジストの濃度を調整する従来に比
べ、コストの大幅な削減が可能となるとともに、量産に
も容易に対応できる。
【００４５】なお、上記した本発明の実施の一形態にお
いては、カラー固体撮像素子に適用した場合を例に説明
したが、これに限らず、たとえばカラー液晶表示素子に
も同様に適用できる。
いては、カラー固体撮像素子に適用した場合を例に説明
したが、これに限らず、たとえばカラー液晶表示素子に
も同様に適用できる。
【００４６】また、カラーフィルタとしての各フィルタ
層をＲ、Ｇ、Ｂの順で形成するようにしたが、その形成
の順序や配列には何ら制限を受けるものではない。ま
た、ネガ型の顔料分散レジストを用いて原色系のカラー
フィルタを形成する場合に限らず、たとえば、補色系の
顔料分散方式のカラーフィルタや染色方式のカラーフィ
ルタにも同様に適用できる。
層をＲ、Ｇ、Ｂの順で形成するようにしたが、その形成
の順序や配列には何ら制限を受けるものではない。ま
た、ネガ型の顔料分散レジストを用いて原色系のカラー
フィルタを形成する場合に限らず、たとえば、補色系の
顔料分散方式のカラーフィルタや染色方式のカラーフィ
ルタにも同様に適用できる。
【００４７】また、必ずしも、基準となる色のフィルタ
層を除く、他のすべての色のフィルタを二層構造に形成
する必要はなく、たとえば、基準となる色のフィルタ層
との膜厚差が最も大きい色のフィルタのみを二層構造に
形成するようにしても良い。
層を除く、他のすべての色のフィルタを二層構造に形成
する必要はなく、たとえば、基準となる色のフィルタ層
との膜厚差が最も大きい色のフィルタのみを二層構造に
形成するようにしても良い。
【００４８】さらに、着色パターンとしては、凹部内に
完全に埋め込まれる厚さである必要はなく、たとえば、
基準となる色のフィルタ層との膜厚差が凹部の深さより
も大きい場合には、一部が凹部より突出するようにして
埋め込むようにすれば良い。この場合、完全には素子の
表面を平坦化することができなくなる場合があるかもし
れないが、各色のフィルタ層の形成によって生じる凹凸
の軽減に対しては十分な効果が期待できる。その他、こ
の発明の要旨を変えない範囲において、種々変形実施可
能なことは勿論である。
完全に埋め込まれる厚さである必要はなく、たとえば、
基準となる色のフィルタ層との膜厚差が凹部の深さより
も大きい場合には、一部が凹部より突出するようにして
埋め込むようにすれば良い。この場合、完全には素子の
表面を平坦化することができなくなる場合があるかもし
れないが、各色のフィルタ層の形成によって生じる凹凸
の軽減に対しては十分な効果が期待できる。その他、こ
の発明の要旨を変えない範囲において、種々変形実施可
能なことは勿論である。
【００４９】
【発明の効果】以上、詳述したようにこの発明によれ
ば、薄い膜厚の保護膜によって、素子の表面を容易に平
坦化でき、しかも、分光特性の良好なカラーフィルタお
よびその製造方法を提供できる。
ば、薄い膜厚の保護膜によって、素子の表面を容易に平
坦化でき、しかも、分光特性の良好なカラーフィルタお
よびその製造方法を提供できる。
【図１】この発明の実施の一形態にかかる、カラーフィ
ルタを備える固体撮像素子の構成の要部を示す概略断面
図。
ルタを備える固体撮像素子の構成の要部を示す概略断面
図。
【図２】同じく、かかるカラーフィルタの製造方法につ
いて説明するために示す概略断面図。
いて説明するために示す概略断面図。
【図３】同じく、かかるカラーフィルタの製造方法につ
いて説明するために示す概略断面図。
いて説明するために示す概略断面図。
【図４】同じく、かかるカラーフィルタの製造方法につ
いて説明するために示す概略断面図。
いて説明するために示す概略断面図。
【図５】同じく、かかるカラーフィルタの製造方法につ
いて説明するために示す概略断面図。
いて説明するために示す概略断面図。
【図６】同じく、かかるカラーフィルタの製造方法につ
いて説明するために示す概略断面図。
いて説明するために示す概略断面図。
【図７】同じく、かかるカラーフィルタの製造方法につ
いて説明するために示す概略断面図。
いて説明するために示す概略断面図。
【図８】同じく、かかるカラーフィルタの製造方法につ
いて説明するために示す概略断面図。
いて説明するために示す概略断面図。
【図９】従来技術とその問題点を説明するために示す、
カラー固体撮像素子の概略断面図。
カラー固体撮像素子の概略断面図。
１１…シリコン基板 １２…凹部 １３…受光部 １４…電荷転送部 １５…遮光膜 １６…絶縁膜 １７…ベース平坦化層 １８…保護膜 １９…マイクロレンズ ２１…フィルタ層（Ｒ） ２１ａ…Ｒパターン ２２…フィルタ層（Ｇ） ２２ａ…Ｇパターン ２３…フィルタ層（Ｂ）
Claims (10)
- 【請求項１】 各色画素に対応する基板上の凹部に、最
も膜厚が薄くなる色を基準とするフィルタ層の、その膜
厚との差分に応じて埋め込まれた着色パターンと、 平坦化膜を介して、前記各色画素ごとに設けられたフィ
ルタ層とを具備したことを特徴とするカラーフィルタ。 - 【請求項２】 前記着色パターンは、前記基板上の凹部
の深さを限界として埋め込まれることを特徴とする請求
項１に記載のカラーフィルタ。 - 【請求項３】 前記フィルタ層は、それぞれ、ほぼ同一
の膜厚を有して形成されることを特徴とする請求項１に
記載のカラーフィルタ。 - 【請求項４】 前記基準となる色のフィルタ層を除く、
少なくとも１つの色のフィルタ層は、前記平坦化膜を介
して、その垂直方向に同色の着色パターンが積層された
積層構造を有してなることを特徴とする請求項１に記載
のカラーフィルタ。 - 【請求項５】 前記着色パターンおよび前記フィルタ層
は、それぞれ、顔料分散レジストを用いて形成されるこ
とを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ。 - 【請求項６】 各色画素に対応する基板上の凹部に、最
も膜厚が薄くなる色を基準とするフィルタ層の、その膜
厚との差分に応じて着色パターンを埋め込む工程と、 平坦化膜を全面に設けた後、この平坦化膜を介して、前
記各色画素ごとにフィルタ層を形成する工程とからなる
ことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。 - 【請求項７】 前記着色パターンの埋め込みは、前記基
板上の凹部の深さを限界として行われることを特徴とす
る請求項６に記載のカラーフィルタの製造方法。 - 【請求項８】 前記フィルタ層は、それぞれ、ほぼ同一
の膜厚により形成されることを特徴とする請求項６に記
載のカラーフィルタの製造方法。 - 【請求項９】 前記基準となる色のフィルタ層を除く、
少なくとも１つの色のフィルタ層は、前記平坦化膜を介
して、その垂直方向に同色の着色パターンが積層された
積層構造を有して形成されることを特徴とする請求項６
に記載のカラーフィルタの製造方法。 - 【請求項１０】 前記着色パターンおよび前記フィルタ
層は、それぞれ、顔料分散レジストを用いて形成される
ことを特徴とする請求項６に記載のカラーフィルタの製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28976697A JPH11125712A (ja) | 1997-10-22 | 1997-10-22 | カラーフィルタおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28976697A JPH11125712A (ja) | 1997-10-22 | 1997-10-22 | カラーフィルタおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11125712A true JPH11125712A (ja) | 1999-05-11 |
Family
ID=17747490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28976697A Pending JPH11125712A (ja) | 1997-10-22 | 1997-10-22 | カラーフィルタおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11125712A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005005419A (ja) * | 2003-06-11 | 2005-01-06 | Toppan Printing Co Ltd | 固体撮像素子 |
-
1997
- 1997-10-22 JP JP28976697A patent/JPH11125712A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005005419A (ja) * | 2003-06-11 | 2005-01-06 | Toppan Printing Co Ltd | 固体撮像素子 |
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