JPS5942516B2 - カラ−固体撮像装置の製造方法 - Google Patents
カラ−固体撮像装置の製造方法Info
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- JPS5942516B2 JPS5942516B2 JP58057597A JP5759783A JPS5942516B2 JP S5942516 B2 JPS5942516 B2 JP S5942516B2 JP 58057597 A JP58057597 A JP 58057597A JP 5759783 A JP5759783 A JP 5759783A JP S5942516 B2 JPS5942516 B2 JP S5942516B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0216—Coatings
- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02162—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for filtering or shielding light, e.g. multicolour filters for photodetectors
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、カラー信号を発生させるカラー固体撮像装置
の製造方法に関するものである。
の製造方法に関するものである。
近年、ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃ
ｅ）、ＢＢＤ（ＢｕｃｋｅをＢｒｉｇａｄｅＤｅｖｉｃ
ｅ）、フォトダイオードアレイ等を用いた固体撮像装置
の開発が進められ、既に２次元の白黒撮像装置が発表さ
れ、そのカラー化についてもいくつかの提案がなされて
いる。
ｅ）、ＢＢＤ（ＢｕｃｋｅをＢｒｉｇａｄｅＤｅｖｉｃ
ｅ）、フォトダイオードアレイ等を用いた固体撮像装置
の開発が進められ、既に２次元の白黒撮像装置が発表さ
れ、そのカラー化についてもいくつかの提案がなされて
いる。
一般に固体撮像板を用いた撮像装置は、読出し時に生ず
るクロックノイズ、集積度、ブルー感度等の解決すべき
課題を含みながらも、撮像管を使用したものに比し、小
形軽量化でき、低電圧、低電力動作可能、残像、焼付が
ない等の長所があり、産業上への巾広い用途が期待され
ている。この固体撮像装置のカラー化に関する１つの提
案は被写体からの光を３つの光路に分け、それぞれ異な
るカラーフィルタを通して白黒用撮像板上に結像させ、
蓄積されたカラー成分信号を独立に取出しエンコードし
てカラーテレビジョン信号を得るものである。
るクロックノイズ、集積度、ブルー感度等の解決すべき
課題を含みながらも、撮像管を使用したものに比し、小
形軽量化でき、低電圧、低電力動作可能、残像、焼付が
ない等の長所があり、産業上への巾広い用途が期待され
ている。この固体撮像装置のカラー化に関する１つの提
案は被写体からの光を３つの光路に分け、それぞれ異な
るカラーフィルタを通して白黒用撮像板上に結像させ、
蓄積されたカラー成分信号を独立に取出しエンコードし
てカラーテレビジョン信号を得るものである。
この種のカラー撮像装置では、３つのカラー成分用の撮
像板の位置合わせおよび撮像板間の特性上のバラツキが
問題になり、後述の単板式のもの等に比較して光学系が
大きくなり小形軽量化の点で不利となる問題等はあるが
、現在の白黒撮像板とカラーフィルタの技術レベルで実
現できる利点がある。次に、固体撮像板のもつ特長を生
かす意味で、単一の撮像板を用い、カラーフィルタでカ
ラー成分に分離された像をその撮像板上に形成し、蓄積
された対応する信号電荷を読出し、得られた出力を信号
処理することによつてカラー信号を得るようにした単板
式カラー撮像装置についても提案がなされている。
像板の位置合わせおよび撮像板間の特性上のバラツキが
問題になり、後述の単板式のもの等に比較して光学系が
大きくなり小形軽量化の点で不利となる問題等はあるが
、現在の白黒撮像板とカラーフィルタの技術レベルで実
現できる利点がある。次に、固体撮像板のもつ特長を生
かす意味で、単一の撮像板を用い、カラーフィルタでカ
ラー成分に分離された像をその撮像板上に形成し、蓄積
された対応する信号電荷を読出し、得られた出力を信号
処理することによつてカラー信号を得るようにした単板
式カラー撮像装置についても提案がなされている。
この場合には、白黒撮像板におけると同等の解像度を得
るためには同等の集積度で３倍の撮像画を要するか或い
は３倍の集積密度を必要とする。以上の提案の他、例え
ば解像度向上に寄与するグリーン成分と他のブルーおよ
びレッド成分とを異なる２つの撮像板より取出す、所謂
２板式のものもその変形として考えられる。
るためには同等の集積度で３倍の撮像画を要するか或い
は３倍の集積密度を必要とする。以上の提案の他、例え
ば解像度向上に寄与するグリーン成分と他のブルーおよ
びレッド成分とを異なる２つの撮像板より取出す、所謂
２板式のものもその変形として考えられる。
以上のカラー固体撮像装置に使用するカラーフイルタは
、半導体固体撮像板とは別に作成し、半導体固体撮像板
の上に重ねて貼着する方法で作成されるが、特に前述の
高密度集積化が要請される単板式のように、半導体固体
撮像板上に配置された多数の感光素子とカラーフイルタ
エレメントの位置の厳密な対応関係が要求される場合位
置合せが容易でなく極めて不都合である。
、半導体固体撮像板とは別に作成し、半導体固体撮像板
の上に重ねて貼着する方法で作成されるが、特に前述の
高密度集積化が要請される単板式のように、半導体固体
撮像板上に配置された多数の感光素子とカラーフイルタ
エレメントの位置の厳密な対応関係が要求される場合位
置合せが容易でなく極めて不都合である。
カラー撮像管は平担なガラス板上にフイルターパターン
を形成後、全面に光導電膜を形成することにより製造で
きるが、撮像管では個々の感光素子という概念はなくフ
イルタエレメントと感光素子との位置合せは必要でない
ため、上記製造方法でも光導電基板とフイルタ一基板と
を貼り合せる方法でも位置合せの問題は本質的に生じな
い。しかるに、前述したごとく、カラー固体撮像装置の
場合、フイルターエレメントと感光素子との位置合せは
決定的な意味を有している。また、カラー固体撮像の場
合、貼合せ方式では素子チツプ毎に色フイルタをアライ
メントしつつ接着するため、作業性が悪く、生産性も悪
い。そこで、本発明は以上の問題点を解決し、感光素子
とカラーフイルタエレメントとの高精度の位置合わせを
容易に実現し、作業性、生産性のすぐれた高性能なカラ
ー固体撮像装置の製造方法を提供することを目的とする
ものである。
を形成後、全面に光導電膜を形成することにより製造で
きるが、撮像管では個々の感光素子という概念はなくフ
イルタエレメントと感光素子との位置合せは必要でない
ため、上記製造方法でも光導電基板とフイルタ一基板と
を貼り合せる方法でも位置合せの問題は本質的に生じな
い。しかるに、前述したごとく、カラー固体撮像装置の
場合、フイルターエレメントと感光素子との位置合せは
決定的な意味を有している。また、カラー固体撮像の場
合、貼合せ方式では素子チツプ毎に色フイルタをアライ
メントしつつ接着するため、作業性が悪く、生産性も悪
い。そこで、本発明は以上の問題点を解決し、感光素子
とカラーフイルタエレメントとの高精度の位置合わせを
容易に実現し、作業性、生産性のすぐれた高性能なカラ
ー固体撮像装置の製造方法を提供することを目的とする
ものである。
第１図は本発明が適用されたカラー固体撮像装置の構成
例を示すもので、簡単のためいずれも２相タロツクパル
スで動作するＣＣＤで構成された光センサ部１と、一時
蓄積部２および水平転送部３からなるフレーム・トラン
スフア方式に適用された場合を示している。
例を示すもので、簡単のためいずれも２相タロツクパル
スで動作するＣＣＤで構成された光センサ部１と、一時
蓄積部２および水平転送部３からなるフレーム・トラン
スフア方式に適用された場合を示している。
ここで４は被写体からの光を各カラー成分光に分解し、
光センサ部１に配列された転送電極５の列の下に１つお
きに形成された電位ウエルに対応するカラー成分信号電
荷を蓄積させるストライブ状カラーフイルタであり、６
はフレーム周期で前記電位ウエルを形成するために一つ
おきの電極に加えられる一定の電位と一時蓄積部２へ信
号電荷を転送するための転送パルスを発生させるクロツ
ク発生部、７は水平ブランキング期間に光センサ部から
転送された信号を順次水平転送段３へ転送させるための
転送パルスを発生させるクロツクパルス発生器、８は水
平走査期間に１ライン分の信号を読出すための水平転送
用クロツク発生器である。転送電極５は透明電極とする
ことによつて光の利用率を大きくすることができる。光
センサ部１の（ａ−０−ｂ）断面斜視図を第２図に示す
。
光センサ部１に配列された転送電極５の列の下に１つお
きに形成された電位ウエルに対応するカラー成分信号電
荷を蓄積させるストライブ状カラーフイルタであり、６
はフレーム周期で前記電位ウエルを形成するために一つ
おきの電極に加えられる一定の電位と一時蓄積部２へ信
号電荷を転送するための転送パルスを発生させるクロツ
ク発生部、７は水平ブランキング期間に光センサ部から
転送された信号を順次水平転送段３へ転送させるための
転送パルスを発生させるクロツクパルス発生器、８は水
平走査期間に１ライン分の信号を読出すための水平転送
用クロツク発生器である。転送電極５は透明電極とする
ことによつて光の利用率を大きくすることができる。光
センサ部１の（ａ−０−ｂ）断面斜視図を第２図に示す
。
第２図において１０はｎタイプ（又はｐタイプ）半導体
基板、１１はＳｌＯ２よりなる絶縁層で、段差を有する
転送電極上には表面が平担な絶縁層１１が形成され、そ
れぞれにクロツク発生器６からのパルスφＶｌ，φＶ２
が加えられている。ストライプ状カラーフイルタ４は、
それぞれレツド、ブルーおよびグリーン光通過エレメン
トＲ，ＢおよびＧが対応する光センサ部の感光素子を完
全におおうように絶縁層１１上に直接形成されている。
転送電極５上に絶縁層１１を形成する方法は公知の技術
による。即ち、たとえば半導体基板１０上に第一層の絶
縁層を形成し、その上に転送電極を形成し、それにその
上に表面がほぼ平担になるよう第二層の絶縁層を形成す
る。次に本発明の一実施例にかかるカラーフイルタ４の
形成方法を説明する。ほぼ平担な絶縁層１１上にたとえ
ばマスクを位置決めし、マスクを通してＺｎｓ，ｃｅＯ
２あるいはＭｇＦ２等の膜を真空蒸着法によつて順次積
層し、多層干渉膜から成るダイクロイツクフイルタを形
成する。固体撮像素子では、その構造故に感度向上が一
つの大きな課題であるが、ダイクロイツク、フイルタ一
を直接形成することによつて高感度化を可能とできる。
このようにすれば、被写体像の結像面上に配置された感
光素子とフイルタエレメントの位置はすべての素子、エ
レメントにおいて完全に対応させることができるので、
両者のずれによつて生ずるクロストークは生じなくなる
。第２図は一つの感光素子列とストライブ状フイルタエ
レメントとの対応さえ考えればよい例であるが、例えば
フイルタエレメントをモザイク状に配置し、対応する感
光素子から信号電荷を読出し、出力を処理することによ
つてカラー信号を得る場合には、個々についても厳密な
対応関係をもたせることができ、大きな効果をもたらす
ものである。ここではＣＣＤを例に説明したが、他の感
光素子を用いた場合でも同様に考えることができる。
基板、１１はＳｌＯ２よりなる絶縁層で、段差を有する
転送電極上には表面が平担な絶縁層１１が形成され、そ
れぞれにクロツク発生器６からのパルスφＶｌ，φＶ２
が加えられている。ストライプ状カラーフイルタ４は、
それぞれレツド、ブルーおよびグリーン光通過エレメン
トＲ，ＢおよびＧが対応する光センサ部の感光素子を完
全におおうように絶縁層１１上に直接形成されている。
転送電極５上に絶縁層１１を形成する方法は公知の技術
による。即ち、たとえば半導体基板１０上に第一層の絶
縁層を形成し、その上に転送電極を形成し、それにその
上に表面がほぼ平担になるよう第二層の絶縁層を形成す
る。次に本発明の一実施例にかかるカラーフイルタ４の
形成方法を説明する。ほぼ平担な絶縁層１１上にたとえ
ばマスクを位置決めし、マスクを通してＺｎｓ，ｃｅＯ
２あるいはＭｇＦ２等の膜を真空蒸着法によつて順次積
層し、多層干渉膜から成るダイクロイツクフイルタを形
成する。固体撮像素子では、その構造故に感度向上が一
つの大きな課題であるが、ダイクロイツク、フイルタ一
を直接形成することによつて高感度化を可能とできる。
このようにすれば、被写体像の結像面上に配置された感
光素子とフイルタエレメントの位置はすべての素子、エ
レメントにおいて完全に対応させることができるので、
両者のずれによつて生ずるクロストークは生じなくなる
。第２図は一つの感光素子列とストライブ状フイルタエ
レメントとの対応さえ考えればよい例であるが、例えば
フイルタエレメントをモザイク状に配置し、対応する感
光素子から信号電荷を読出し、出力を処理することによ
つてカラー信号を得る場合には、個々についても厳密な
対応関係をもたせることができ、大きな効果をもたらす
ものである。ここではＣＣＤを例に説明したが、他の感
光素子を用いた場合でも同様に考えることができる。
さらに光利用率のよいダイクロイツクフイルタを直接形
成する方法を用いると、感度を高くでき、平担度に対す
る裕度があり、比較的高熱の素子形成処理に強く、分光
感度特性を正確に与えることができる等の効果がある。
以上のように、本発明は、転送電極上に表面がほぼ平担
化された絶縁層を有する固体撮像半導体基板上に、カラ
ーフイルタを直接形成しており、表面段差の緩和された
状態ののち、フイルタエレメントを形成するため、フイ
ルタエレメントの厚さのバラツキが少ない。
成する方法を用いると、感度を高くでき、平担度に対す
る裕度があり、比較的高熱の素子形成処理に強く、分光
感度特性を正確に与えることができる等の効果がある。
以上のように、本発明は、転送電極上に表面がほぼ平担
化された絶縁層を有する固体撮像半導体基板上に、カラ
ーフイルタを直接形成しており、表面段差の緩和された
状態ののち、フイルタエレメントを形成するため、フイ
ルタエレメントの厚さのバラツキが少ない。
したがつて、分光特性のバラツキが少ない高性能なフイ
ルタ一の直接形成が可能となる。急峻な段差の存在は、
フイルタ一の特性に極めて不都合であつて本来平担な撮
像管と異なり、表面がほぼ平担化された固体撮像板上に
フイルタ一を直接形成することは極めて有意義である。
さらに、本発明の方法では撮像管では問題とならずカラ
ー固体撮像装置にとつて決定的に重要な多数の感光素子
とフイルタエレメントを個個にすべて完全に対応させる
ことが容易に可能となり、高密度集積が要求される場合
でもクロストークのない忠実なカラー再生が可能になる
。また、半導体固体撮像板は、その形成過程の熱処理等
で反りを生じ、その上に接着剤でカラーフイルタを貼り
つけた場合に、接着剤の厚さ、硬化時のひずみ、接着条
件、反りの大きさ等によつて、異なるフイルタエレメン
トを通過した光間でクロストークが発生し、高精度カラ
ー固体撮像装置を実現する上での障害となるが、カラー
フイルタの直接形成技術により、このような問題を解消
することができる。そして、本発明は、固体撮像板のす
べての感光素子群上の絶縁層上に直接カラーフイルタを
順次膜として一体形成する方法であるため、個々の固体
撮像装置となる多くのチツプが形成された撮像板を、チ
ツプに分割する前のいわゆるウエハ一段階でフイルタを
順次一体形成することができる。
ルタ一の直接形成が可能となる。急峻な段差の存在は、
フイルタ一の特性に極めて不都合であつて本来平担な撮
像管と異なり、表面がほぼ平担化された固体撮像板上に
フイルタ一を直接形成することは極めて有意義である。
さらに、本発明の方法では撮像管では問題とならずカラ
ー固体撮像装置にとつて決定的に重要な多数の感光素子
とフイルタエレメントを個個にすべて完全に対応させる
ことが容易に可能となり、高密度集積が要求される場合
でもクロストークのない忠実なカラー再生が可能になる
。また、半導体固体撮像板は、その形成過程の熱処理等
で反りを生じ、その上に接着剤でカラーフイルタを貼り
つけた場合に、接着剤の厚さ、硬化時のひずみ、接着条
件、反りの大きさ等によつて、異なるフイルタエレメン
トを通過した光間でクロストークが発生し、高精度カラ
ー固体撮像装置を実現する上での障害となるが、カラー
フイルタの直接形成技術により、このような問題を解消
することができる。そして、本発明は、固体撮像板のす
べての感光素子群上の絶縁層上に直接カラーフイルタを
順次膜として一体形成する方法であるため、個々の固体
撮像装置となる多くのチツプが形成された撮像板を、チ
ツプに分割する前のいわゆるウエハ一段階でフイルタを
順次一体形成することができる。
したがつて、感光素子とフイルタの位置合せを半導体プ
ロセスの高精度さを用いて行うことができる。さらに、
本発明は、いわゆる半導体のウエハープロセスの後に、
このプロセスと類似したプロセスで各チツプ上すべてに
連続的にすべてのフイルターエレメントを順次膜として
一体形成し、そしてチツプに分割することによりカラー
固体撮像装置を製造できるため、この装置の生産性は従
来に比べ格段に向上すると共に、フイルタ形成工程にお
ける作業性も極めて良好となり、カラー固体撮像装置の
大量製造にとつて工業的にすぐれた効果を発揮するもの
である。
ロセスの高精度さを用いて行うことができる。さらに、
本発明は、いわゆる半導体のウエハープロセスの後に、
このプロセスと類似したプロセスで各チツプ上すべてに
連続的にすべてのフイルターエレメントを順次膜として
一体形成し、そしてチツプに分割することによりカラー
固体撮像装置を製造できるため、この装置の生産性は従
来に比べ格段に向上すると共に、フイルタ形成工程にお
ける作業性も極めて良好となり、カラー固体撮像装置の
大量製造にとつて工業的にすぐれた効果を発揮するもの
である。
第１図は本発明の一実施例におけるカラー固体撮像装置
の製造方法により製造したカラー固体撮像装置の構成例
を示すプロツク図、第２図はその要部断面斜視図である
。 ４・・・・・・カラーフイルタ、５・・・・・・転送電
極、１０・・・・・・半導体基板、１１・・・・・・絶
縁層。
の製造方法により製造したカラー固体撮像装置の構成例
を示すプロツク図、第２図はその要部断面斜視図である
。 ４・・・・・・カラーフイルタ、５・・・・・・転送電
極、１０・・・・・・半導体基板、１１・・・・・・絶
縁層。
Claims (1)
- １ 半導体基板上に、被写体からの光に応じた信号電荷
を蓄積する感光素子群と前記信号電荷の転送電極とを有
する固体撮像板を形成する工程と、前記固体撮像板のす
べての前記感光素子群上に、表面がほぼ平担になるよう
に絶縁層を形成する工程と、前記ほぼ平担化された絶縁
層上に、前記被写体からの光を特定のカラー成分に分解
するカラーフィルタの複数のエレメントを、前記感光素
子群を覆うとともに前記各エレメントと感光素子との位
置を対応させて直接順次膜として一体形成する工程とを
備えたことを特徴とするカラー固体撮像装置の製造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58057597A JPS5942516B2 (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | カラ−固体撮像装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58057597A JPS5942516B2 (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | カラ−固体撮像装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58188985A JPS58188985A (ja) | 1983-11-04 |
| JPS5942516B2 true JPS5942516B2 (ja) | 1984-10-15 |
Family
ID=13060256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58057597A Expired JPS5942516B2 (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | カラ−固体撮像装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5942516B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1959276B1 (en) * | 2007-02-14 | 2014-11-12 | FUJIFILM Corporation | Color Filter and Method of Manufacturing the same, and Solid-State Image Pickup Element |
-
1983
- 1983-03-31 JP JP58057597A patent/JPS5942516B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58188985A (ja) | 1983-11-04 |
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