JPS60263458A - カラ−固体撮像素子の製造方法 - Google Patents
カラ−固体撮像素子の製造方法Info
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- JPS60263458A JPS60263458A JP59120543A JP12054384A JPS60263458A JP S60263458 A JPS60263458 A JP S60263458A JP 59120543 A JP59120543 A JP 59120543A JP 12054384 A JP12054384 A JP 12054384A JP S60263458 A JPS60263458 A JP S60263458A
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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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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は新規なカラー固体撮像素子の製造方法に関する
ものであり、色分解フィルターに集光機能を備えさせる
ことにより感度を高めることのできる新規なカラー固体
撮像素子の製造方法を提供しようとするものである。
ものであり、色分解フィルターに集光機能を備えさせる
ことにより感度を高めることのできる新規なカラー固体
撮像素子の製造方法を提供しようとするものである。
背景技術とその問題点
カラー固体撮像素子はカラーでない固体撮像素子とは異
なり各光センサの開口部上に色分解フィルターを形成す
る必要がある。一方、カラー用であるか否かを問わず固
体撮像素子は受光セル全体の面積に占める光センサの開
口の面積の割合、即ち、開口率が低く、実効的な開口率
を高くする必要性がある。そして、その実効的な開口率
を高める方法として光センサの上方にマイクロレンズを
形成し、該マイクロレンズの働きにより光センサから少
しずれた領域に向う光も光センサに集光して光センサの
感度を良くし、実効的な開口率を高めることが考えられ
る。しかしながら、カラー固体撮像素子においてマイク
ロレンズを形成しようとする場合、色分解フィルターの
上部に形成する必要性から色分解フィルターの形成後に
マイクロレンズを形成しなければならなくなる。その結
果、マイクロレンズの形成過程において色分解フィルタ
ーが熱により劣化する等の問題が生じる。というのは色
分解フィルターは一般に有機材料からなり、熱に弱い等
の特性を有しているので、マイクロレンズ形成工程にお
いて色分解フィルターが熱により劣化する等の問題が発
生する惧れがあるのである。
なり各光センサの開口部上に色分解フィルターを形成す
る必要がある。一方、カラー用であるか否かを問わず固
体撮像素子は受光セル全体の面積に占める光センサの開
口の面積の割合、即ち、開口率が低く、実効的な開口率
を高くする必要性がある。そして、その実効的な開口率
を高める方法として光センサの上方にマイクロレンズを
形成し、該マイクロレンズの働きにより光センサから少
しずれた領域に向う光も光センサに集光して光センサの
感度を良くし、実効的な開口率を高めることが考えられ
る。しかしながら、カラー固体撮像素子においてマイク
ロレンズを形成しようとする場合、色分解フィルターの
上部に形成する必要性から色分解フィルターの形成後に
マイクロレンズを形成しなければならなくなる。その結
果、マイクロレンズの形成過程において色分解フィルタ
ーが熱により劣化する等の問題が生じる。というのは色
分解フィルターは一般に有機材料からなり、熱に弱い等
の特性を有しているので、マイクロレンズ形成工程にお
いて色分解フィルターが熱により劣化する等の問題が発
生する惧れがあるのである。
そして、この問題は三原色の特定の色、一般に青色の光
の検知に関して特に深刻な問題となる。
の検知に関して特に深刻な問題となる。
というのは、カラー固体撮像素子においては波長の短か
い青色の光がより多く吸収されるので赤色、緑色の光に
対する感度に比して青色の光の感１ 度が低い場合が多
く、従って、ダイナミックレンジを大きくするためには
青色の光に対する感度を赤色、緑色の光に対する感度に
近づける必要性があるからである。
い青色の光がより多く吸収されるので赤色、緑色の光に
対する感度に比して青色の光の感１ 度が低い場合が多
く、従って、ダイナミックレンジを大きくするためには
青色の光に対する感度を赤色、緑色の光に対する感度に
近づける必要性があるからである。
発明の目的
しかして、本発明は、色分解フィルターに集光機能を備
えさせることにより感度を高めることのできる新規なカ
ラー固体撮像素子の製造方法を提供しようとするもので
ある。
えさせることにより感度を高めることのできる新規なカ
ラー固体撮像素子の製造方法を提供しようとするもので
ある。
発明の概要
上記目的を達成するため木考案カラー固体撮像素子の製
造方法は、撮像素子が形成された半導体基板の表面に第
１の色の光のみを通す熱可塑性の樹脂層を形成し、該樹
脂層を選択的に除去することにより第１の色の光のみを
検知する第１の光センサと対応する位置にのみ該樹脂層
が残存するようにし、その後半導体基板に対する加熱処
理により上記樹脂層を一旦溶融状態にすることにより上
記各第１の光センサ上に位置する上記各樹脂層をそれぞ
れレンズ状にし、その後、半導体基板表面の第２の色の
光を検知する第２の光センサと対応する位置に第２の色
の光のみを通す色分解フィルターを形成し、半導体基板
表面の第３の色の光を検知する第３の光センサと対応す
る位置に第３の色の光のみを通す色分解フィルターを形
成することを特徴とするものである。
造方法は、撮像素子が形成された半導体基板の表面に第
１の色の光のみを通す熱可塑性の樹脂層を形成し、該樹
脂層を選択的に除去することにより第１の色の光のみを
検知する第１の光センサと対応する位置にのみ該樹脂層
が残存するようにし、その後半導体基板に対する加熱処
理により上記樹脂層を一旦溶融状態にすることにより上
記各第１の光センサ上に位置する上記各樹脂層をそれぞ
れレンズ状にし、その後、半導体基板表面の第２の色の
光を検知する第２の光センサと対応する位置に第２の色
の光のみを通す色分解フィルターを形成し、半導体基板
表面の第３の色の光を検知する第３の光センサと対応す
る位置に第３の色の光のみを通す色分解フィルターを形
成することを特徴とするものである。
実施例
以下に１本発明カラー固体撮像素子の製造方法を添付図
面に従って詳細に説明する。
面に従って詳細に説明する。
第１図（Ａ）乃至（Ｇ）は本発明カラー固体撮像素子の
製造方法を製造工程順に示すものである。
製造方法を製造工程順に示すものである。
（Ａ）同図（Ａ）に示すように、半導体基板ｌの表面部
に光センサ２．２、・・・その他必要な領域を形成する
等して撮像素子を形成した後、半導体基板１表面上に透
明な樹脂層３を塗布形成する。この樹脂層３は凹凸のあ
る半導体基板１表面を平担化するために形成するもので
あり、半導体基板ｌが充分に平担であるならば樹脂層３
の形成工程は必要ではない。
に光センサ２．２、・・・その他必要な領域を形成する
等して撮像素子を形成した後、半導体基板１表面上に透
明な樹脂層３を塗布形成する。この樹脂層３は凹凸のあ
る半導体基板１表面を平担化するために形成するもので
あり、半導体基板ｌが充分に平担であるならば樹脂層３
の形成工程は必要ではない。
尚、２ｂは青色の光を受光するための光センサ、２ｇは
緑色の光を受光するための光センサ、２ｒは赤色の光を
受光するための光センサである。
緑色の光を受光するための光センサ、２ｒは赤色の光を
受光するための光センサである。
（Ｂ）次に、同図（Ｂ）に示すように、樹脂層３表面上
に青の染料を含んだアクリル系の樹脂層４を塗布形成す
る。該樹脂層４は青用の色分解フィルターとなるもので
ある。
に青の染料を含んだアクリル系の樹脂層４を塗布形成す
る。該樹脂層４は青用の色分解フィルターとなるもので
ある。
（Ｃ）孜に、同図（Ｃ）に示すように、樹脂層４の表面
上に低温でシリコン酸化膜（Ｓｉ０２）５を成長させる
。
上に低温でシリコン酸化膜（Ｓｉ０２）５を成長させる
。
（Ｄ）次に、同図（Ｄ）に示すように、シリコン酸化膜
５の表面上にレジスト膜６を形成し、写真処理技術を駆
使してレジスト膜６を青色の色分解フィルターを形成す
べき部分」二にのみ、換言すれば青色の光を受光するた
めの光センサ２ｂの上方にのみレジスト膜６を残存させ
る。
５の表面上にレジスト膜６を形成し、写真処理技術を駆
使してレジスト膜６を青色の色分解フィルターを形成す
べき部分」二にのみ、換言すれば青色の光を受光するた
めの光センサ２ｂの上方にのみレジスト膜６を残存させ
る。
（Ｅ）次に、レジスト膜６をマスクとしてシリコン酸化
膜５に対するエツチングを施す。エツチング液として例
えばＨＦ 、！−Ｎ Ｈ４Ｆとの混合液（体積比１２：
１００）を用い、半導体基板（ウェハ）１をこのエツチ
ング液中に浸漬することにより行う。
膜５に対するエツチングを施す。エツチング液として例
えばＨＦ 、！−Ｎ Ｈ４Ｆとの混合液（体積比１２：
１００）を用い、半導体基板（ウェハ）１をこのエツチ
ング液中に浸漬することにより行う。
次に、このエツチング後に残存するレジスト膜４をマス
クとして樹脂層４をドライエツチングする。第１図（Ｅ
）はそのドライエツチング後のカラー固体撮像素子の状
態を示す。
クとして樹脂層４をドライエツチングする。第１図（Ｅ
）はそのドライエツチング後のカラー固体撮像素子の状
態を示す。
（Ｆ）その後、レジスト膜６及びシリコン酸化膜５を除
去すると、青色の光を検知するための各光センサ２ｂ上
に断面矩形の樹脂層３が形成された状態になる。この状
態で半導体基板（ウエノ＼）１を青の染料を含んだアク
リル系の樹脂層４の軟化温度以上の温度になるように加
熱する。すると。
去すると、青色の光を検知するための各光センサ２ｂ上
に断面矩形の樹脂層３が形成された状態になる。この状
態で半導体基板（ウエノ＼）１を青の染料を含んだアク
リル系の樹脂層４の軟化温度以上の温度になるように加
熱する。すると。
樹脂層４が溶融してレンズ状になり、マイクロレンズ４
′が得られる。第１図（Ｆ）はそのマイクロレンズ４′
ができた状態のカラー固体撮像素子ヲ示ス。このマイク
ロレンズ４′は青色に着色さ１ れており、青の色分解
フィルターとしても機能する。
′が得られる。第１図（Ｆ）はそのマイクロレンズ４′
ができた状態のカラー固体撮像素子ヲ示ス。このマイク
ロレンズ４′は青色に着色さ１ れており、青の色分解
フィルターとしても機能する。
（Ｇ）その後、通常の色分解フィルター形成技術により
緑の色分解フィルターとして機能する樹脂層７を緑色の
光を検知するための各光センサ２ｇ上方に形成し、更に
赤の色分解フィルターとして機能する樹脂層８を赤色の
光を検知する光センサ２ｒ上方に形成する。これによっ
て、第１図（Ｇ）に示すような青、赤、緑の色分解フィ
ルター付カラー固体撮像素子が得られる。
緑の色分解フィルターとして機能する樹脂層７を緑色の
光を検知するための各光センサ２ｇ上方に形成し、更に
赤の色分解フィルターとして機能する樹脂層８を赤色の
光を検知する光センサ２ｒ上方に形成する。これによっ
て、第１図（Ｇ）に示すような青、赤、緑の色分解フィ
ルター付カラー固体撮像素子が得られる。
このようなカラー固体撮像素子は、青の色分解フィルタ
ーとして機能する樹脂層４′がレンズ状になっているの
で集光機能を有し、光センサ２ｂの周辺に向う光も光セ
ンサ２ｂに入射される。
ーとして機能する樹脂層４′がレンズ状になっているの
で集光機能を有し、光センサ２ｂの周辺に向う光も光セ
ンサ２ｂに入射される。
従って、青色の光に対する感度を樹脂層４′の持つ集光
機能により高め、緑色及び赤色の光に対する感度と同じ
値にすることが可能となる。
機能により高め、緑色及び赤色の光に対する感度と同じ
値にすることが可能となる。
第２図（Ａ）乃至（Ｄ）は本発明カラー固体撮像素子の
製造方法の三原色のうちの二色の色分解フィルターをレ
ンズ状に形成する実施例を工程順に示すものである。
製造方法の三原色のうちの二色の色分解フィルターをレ
ンズ状に形成する実施例を工程順に示すものである。
（Ａ）第１図に示すカラー固体撮像素子の製造方法の（
Ａ）乃至（Ｆ）の工程と同じ工程で青色の色分解フィル
ターとして機能する樹脂層４′が半導体基板ｌ上に形成
された状態にする。第２図（Ａ）はその状態を示す。
Ａ）乃至（Ｆ）の工程と同じ工程で青色の色分解フィル
ターとして機能する樹脂層４′が半導体基板ｌ上に形成
された状態にする。第２図（Ａ）はその状態を示す。
（Ｂ）次に、第２図（Ｂ）に示すように、例えば緑色の
色分解フィルターとして機能する樹脂層７を通常の色分
解フィルター形成技術により光センサ２ｇ上に形成する
。この樹脂層７は樹脂層４（４′）よりも軟化温度の低
い樹脂材料により形成することが好ましい。
色分解フィルターとして機能する樹脂層７を通常の色分
解フィルター形成技術により光センサ２ｇ上に形成する
。この樹脂層７は樹脂層４（４′）よりも軟化温度の低
い樹脂材料により形成することが好ましい。
（Ｃ）次に、半導体基板（ウニ／＼）ｌを樹脂層７の軟
化温度よりも高く樹脂層４（４’）の軟化温度を越えな
い温度になるように加熱する。すると、樹脂層７が溶融
してレンズ状になり、マイクロレンズ７′が得られる。
化温度よりも高く樹脂層４（４’）の軟化温度を越えな
い温度になるように加熱する。すると、樹脂層７が溶融
してレンズ状になり、マイクロレンズ７′が得られる。
第２図（Ｃ）はそのマイクロレンズ７′が形成された状
態を示す。
態を示す。
（Ｄ）その後、第２図（Ｄ）に示すように、通常の色分
解フィルター形成技術に上り赤の色分解フィルターとし
て機能する樹脂層８を光センサ２ｒ上に形成する。
解フィルター形成技術に上り赤の色分解フィルターとし
て機能する樹脂層８を光センサ２ｒ上に形成する。
このようにすれば、色分解フィルターによって青色のみ
ならず緑色の光に対する感度も高めることができる。即
ち、三原色のうちの二色の色分解フィルターをレンズ状
にすることによって二色の光に対する感度を高めること
ができる。
ならず緑色の光に対する感度も高めることができる。即
ち、三原色のうちの二色の色分解フィルターをレンズ状
にすることによって二色の光に対する感度を高めること
ができる。
尚、三色とも色分解フィルターをレンズ状にすることに
より感度を高める場合は、第２図（Ｄ）に示す工程の終
了後、更に半導体基板ｌに対する加熱処理を施して赤色
の色分解フィルターとして機能する樹脂層８を溶融させ
、それをマイクロレンズ８′にする。第３図はマイクロ
レンズ８′を形成した後の状態を示す。このようにする
場合は、樹脂層８は樹脂層７（７′）の軟化温度よりも
低い軟化温度を有する樹脂材料により形成することが好
ましい。そして、樹脂層８を溶融させる温度は樹脂層７
（７”）の軟化温度よりも適宜低くする。
より感度を高める場合は、第２図（Ｄ）に示す工程の終
了後、更に半導体基板ｌに対する加熱処理を施して赤色
の色分解フィルターとして機能する樹脂層８を溶融させ
、それをマイクロレンズ８′にする。第３図はマイクロ
レンズ８′を形成した後の状態を示す。このようにする
場合は、樹脂層８は樹脂層７（７′）の軟化温度よりも
低い軟化温度を有する樹脂材料により形成することが好
ましい。そして、樹脂層８を溶融させる温度は樹脂層７
（７”）の軟化温度よりも適宜低くする。
尚、第２図に示すように二色の光に対する感度を高める
場合、あるいは第３図に示すように三原色すべてについ
て感度を高める場合、第２色目（上記実施例では緑）、
第３色目（上記実施例では赤）の樹脂層の軟化温度を第
１色目（上記実施例では青）の樹脂層の軟化温度と略等
しくなるようにしても良い。そのようにした場合は第１
色目の樹脂層が第２色目、第３色目の樹脂層の形成工程
により、あるいは第２色目の樹脂層が第３色の樹脂層の
形成工程により溶融されるようにする。
場合、あるいは第３図に示すように三原色すべてについ
て感度を高める場合、第２色目（上記実施例では緑）、
第３色目（上記実施例では赤）の樹脂層の軟化温度を第
１色目（上記実施例では青）の樹脂層の軟化温度と略等
しくなるようにしても良い。そのようにした場合は第１
色目の樹脂層が第２色目、第３色目の樹脂層の形成工程
により、あるいは第２色目の樹脂層が第３色の樹脂層の
形成工程により溶融されるようにする。
発明の効果
以上に述べたように、本発明カラー固体撮像素子の製造
方法は、撮像素子が形成された半導体基板の表面に第１
の色の光のみを通す熱可塑性の樹脂層を形成し、該樹脂
層を選択的に除去することにより第１の色の光のみを検
知する第１の光センサと対応する位置にのみ該樹脂層が
残存するようにし、その後半導体基板に対する加熱処理
により上記樹脂層を一旦溶融状態にすることにより上記
１ 各第１の光ゞ′す上に位置する上記各樹脂層をそれ
ぞれレンズ状にし、その後、半導体基板表面の第２の色
の光を検知する第２の光センサと対応する位置に第２の
色の光のみを通す色分解フィルターを形成し、半導体基
板表面の第３の色の光を検知する第３の光センサと対応
する位置に第３の色の光のみを通す色分解フィルターを
形成することを特徴とするものである。従って、色分解
フィルターを成す樹脂層がマイクロレンズとなるので集
光機能を持つに至る。従って、その樹脂層によってそれ
を通る色に対する感度を高めることができる。
方法は、撮像素子が形成された半導体基板の表面に第１
の色の光のみを通す熱可塑性の樹脂層を形成し、該樹脂
層を選択的に除去することにより第１の色の光のみを検
知する第１の光センサと対応する位置にのみ該樹脂層が
残存するようにし、その後半導体基板に対する加熱処理
により上記樹脂層を一旦溶融状態にすることにより上記
１ 各第１の光ゞ′す上に位置する上記各樹脂層をそれ
ぞれレンズ状にし、その後、半導体基板表面の第２の色
の光を検知する第２の光センサと対応する位置に第２の
色の光のみを通す色分解フィルターを形成し、半導体基
板表面の第３の色の光を検知する第３の光センサと対応
する位置に第３の色の光のみを通す色分解フィルターを
形成することを特徴とするものである。従って、色分解
フィルターを成す樹脂層がマイクロレンズとなるので集
光機能を持つに至る。従って、その樹脂層によってそれ
を通る色に対する感度を高めることができる。
第１図（Ａ）乃至ＣＧ）は本発明カラー固体撮像素子の
製造方法の実施の一例を工程順に示す断面図、第２図（
Ａ）乃至（Ｄ）は本発明カラー固体撮像素子の製造方法
の別の実施例を工程順に示す断面図、第３図は本発明カ
ラー固体撮像素子の製造方法の更に別の実施例を説明す
るための断面図である。 符号の説明 ｌ・・・半導体基板、 １ ２ｂ・・・第１の色の光を検知する光センサ、２ｇ・・
・第２の色の光を検知する光センサ、２ｒ・争赤第３の
色の光を検知する光センサ、４・・拳第１の色の光のみ
を通す熱可塑性の樹脂層、 ７．７′拳・・第２の色の
光のみを通す色分解フィルター、８．８′・・Φ第３の
色の光のみを通す色分解フィルター ２ １［１図 （，４） ） （Ｂ） （Ｄ）１ 第１図 （Ｅ） ］ （Ｆ） ］ （Ｇ） １１２図 第２図 （Ｂ） ＜Ｃ＞ （Ｄ） ＩＩＢ図 （Ａ）
製造方法の実施の一例を工程順に示す断面図、第２図（
Ａ）乃至（Ｄ）は本発明カラー固体撮像素子の製造方法
の別の実施例を工程順に示す断面図、第３図は本発明カ
ラー固体撮像素子の製造方法の更に別の実施例を説明す
るための断面図である。 符号の説明 ｌ・・・半導体基板、 １ ２ｂ・・・第１の色の光を検知する光センサ、２ｇ・・
・第２の色の光を検知する光センサ、２ｒ・争赤第３の
色の光を検知する光センサ、４・・拳第１の色の光のみ
を通す熱可塑性の樹脂層、 ７．７′拳・・第２の色の
光のみを通す色分解フィルター、８．８′・・Φ第３の
色の光のみを通す色分解フィルター ２ １［１図 （，４） ） （Ｂ） （Ｄ）１ 第１図 （Ｅ） ］ （Ｆ） ］ （Ｇ） １１２図 第２図 （Ｂ） ＜Ｃ＞ （Ｄ） ＩＩＢ図 （Ａ）
Claims (1)
- （１）撮像素子が形成された半導体基板の表面に第１の
色の光のみを通す熱可塑性の樹脂層を形成し、該樹脂層
を選択的に除去することにより第１の色の光のみを検知
する第１の光センサと対応する位置にのみ該樹脂層が残
存するようにし、その後半導体基板に対する加熱処理に
より上記樹脂層を一旦溶融状態にすることにより上記各
第１の光センサ上に位置する上記各樹脂層をそれぞれレ
ンズ状にし、その後、半導体基板表面の第２の色の光を
検知する第２の光センサと対応する位置に第２の色の光
のみを通す色分解フィルターを形成し、半導体基板表面
の第３の色の光を検知する第３の光センサと対応する位
置に第３の色の光のみを通す色分解フィルターを形成す
ることを特徴とするカラー固体撮像素子の製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59120543A JPS60263458A (ja) | 1984-06-12 | 1984-06-12 | カラ−固体撮像素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59120543A JPS60263458A (ja) | 1984-06-12 | 1984-06-12 | カラ−固体撮像素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60263458A true JPS60263458A (ja) | 1985-12-26 |
Family
ID=14788896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59120543A Pending JPS60263458A (ja) | 1984-06-12 | 1984-06-12 | カラ−固体撮像素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60263458A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5677200A (en) * | 1995-05-12 | 1997-10-14 | Lg Semicond Co., Ltd. | Color charge-coupled device and method of manufacturing the same |
| US5691116A (en) * | 1995-01-06 | 1997-11-25 | Eastman Kodak Company | Pattern transfer techniques for fabrication of lenslet arrays for solid state imagers |
| US5895943A (en) * | 1995-05-17 | 1999-04-20 | Lg Semicon Co., Ltd. | Color charge-coupled device |
| US6043001A (en) * | 1998-02-20 | 2000-03-28 | Eastman Kodak Company | Dual mask pattern transfer techniques for fabrication of lenslet arrays |
| JP2006066931A (ja) * | 2005-10-14 | 2006-03-09 | Toppan Printing Co Ltd | 固体撮像素子及びその製造方法 |
-
1984
- 1984-06-12 JP JP59120543A patent/JPS60263458A/ja active Pending
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