JPS63217305A - 固体カラ−撮像素子及びその製造方法 - Google Patents
固体カラ−撮像素子及びその製造方法Info
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- JPS63217305A JPS63217305A JP62051417A JP5141787A JPS63217305A JP S63217305 A JPS63217305 A JP S63217305A JP 62051417 A JP62051417 A JP 62051417A JP 5141787 A JP5141787 A JP 5141787A JP S63217305 A JPS63217305 A JP S63217305A
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Landscapes
- Optical Filters (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
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】
〔概 要〕
ＰＧＭＡの如き遠紫外線に感光するネガ型レジストに三
原色或いはその補色中の１つの色素材料を溶解したもの
を、固体撮像素子が形成された半導体基板に塗布し、露
光処理によって必要な位置のみに残留固着させる。他の
色についても同様の処理を行うことにより、三原色或い
はその補色のフィルタが受光素子の前方に配置された固
体カラー撮像素子を形成する： 該方法によって形成された固体カラー撮像素子は、マト
リックス状に配置された受光素子前方の同−面上に各色
のフィルタが配列された構造を有する。
原色或いはその補色中の１つの色素材料を溶解したもの
を、固体撮像素子が形成された半導体基板に塗布し、露
光処理によって必要な位置のみに残留固着させる。他の
色についても同様の処理を行うことにより、三原色或い
はその補色のフィルタが受光素子の前方に配置された固
体カラー撮像素子を形成する： 該方法によって形成された固体カラー撮像素子は、マト
リックス状に配置された受光素子前方の同−面上に各色
のフィルタが配列された構造を有する。
本発明は固体カラー撮像素子の構造及び製造方法に関わ
り、特に、遠紫外線（Ｆ Ｕ Ｖ）或いはそれ以上の高
エネルギ線に感光し且つ色素材料を溶解含有するレジス
トを使用し、リソグラフィ処理を行って同一平面上に三
色のフィルタを配列形成する技術に関わる。
り、特に、遠紫外線（Ｆ Ｕ Ｖ）或いはそれ以上の高
エネルギ線に感光し且つ色素材料を溶解含有するレジス
トを使用し、リソグラフィ処理を行って同一平面上に三
色のフィルタを配列形成する技術に関わる。
テレビジョン等のビデオ画像を撮影するビデオカメラの
充電変換部は、以前の電子管式のものに代わって、半導
体基板に集積形成した固体撮像素子が用いられるように
なっている。
充電変換部は、以前の電子管式のものに代わって、半導
体基板に集積形成した固体撮像素子が用いられるように
なっている。
カラー用の撮像装置は、入射光を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、
青（Ｂ）の三原色或いはその補色であるシアン（Ｃ）、
マゼンタ（Ｍ）、黄（Ｙ）に分解し、夫々の色の電気信
号を取り出すが、この分光にはカラーフィルタが用いら
れる。電子管式の場合は入射光の全体をカラーフィルタ
で分光し、それを盪像管で撮影していたが、固体撮像素
子はＲ，Ｇ、Ｂ（或いはＣ，Ｍ、Ｙ）の夫々専用の受光
素子が半導体基板にマトリックス状に配列形成され、個
々の受光素子の前方に所定の濾波特性を持つフィルタが
設けられた構造となっており、各受光素子は自己の担当
する色の映像信号のみを出力するようになっている。受
光素子としてはフォトダイオードやＣＯＤのようなＭＯ
Ｓ型の素子が用いられる。
青（Ｂ）の三原色或いはその補色であるシアン（Ｃ）、
マゼンタ（Ｍ）、黄（Ｙ）に分解し、夫々の色の電気信
号を取り出すが、この分光にはカラーフィルタが用いら
れる。電子管式の場合は入射光の全体をカラーフィルタ
で分光し、それを盪像管で撮影していたが、固体撮像素
子はＲ，Ｇ、Ｂ（或いはＣ，Ｍ、Ｙ）の夫々専用の受光
素子が半導体基板にマトリックス状に配列形成され、個
々の受光素子の前方に所定の濾波特性を持つフィルタが
設けられた構造となっており、各受光素子は自己の担当
する色の映像信号のみを出力するようになっている。受
光素子としてはフォトダイオードやＣＯＤのようなＭＯ
Ｓ型の素子が用いられる。
従来の固体カラー撮像素子は、ガラスのような透明基板
に所定の濾波特性を持つ皮膜を配列したフィルタを固体
撮像素子の表面に貼付して形成されていた。このガラス
フィルタは、感光性を持たせたゼラチンをフォトリソグ
ラフィによって選択的にガラス板に被着し、それにＲ，
Ｇ、或いはＢの色素を含浸させて製造される。
に所定の濾波特性を持つ皮膜を配列したフィルタを固体
撮像素子の表面に貼付して形成されていた。このガラス
フィルタは、感光性を持たせたゼラチンをフォトリソグ
ラフィによって選択的にガラス板に被着し、それにＲ，
Ｇ、或いはＢの色素を含浸させて製造される。
近年、このガラス基板型のフィルタに代わるものとして
、オン・チップ型のものが提案されている。このフィル
タも、Ｒ，Ｇ、或いはＢの色素をゼラチンに混じたもの
の微小片を受光素子上に配置したものであるが、第３図
に示されるように、各色のフィルタは別々な層として形
成され、ＰＣＭ八等の樹脂で平坦化したものをが層積み
重ねられている０図で、３０はＳｉ基板、３１は受光素
子、３２は５ｉｆｔ膜、３３はＲフィルタ、３４はＧフ
ィルタ、３５はＢフィルタ、３６はＰＭＭＡ等の保護膜
である。
、オン・チップ型のものが提案されている。このフィル
タも、Ｒ，Ｇ、或いはＢの色素をゼラチンに混じたもの
の微小片を受光素子上に配置したものであるが、第３図
に示されるように、各色のフィルタは別々な層として形
成され、ＰＣＭ八等の樹脂で平坦化したものをが層積み
重ねられている０図で、３０はＳｉ基板、３１は受光素
子、３２は５ｉｆｔ膜、３３はＲフィルタ、３４はＧフ
ィルタ、３５はＢフィルタ、３６はＰＭＭＡ等の保護膜
である。
このオン・チップ型のフィルタでは、各色の層の厚みは
ＰＧＭＡ樹脂層も含めて２〜３μｍあり、フィルタ全体
の厚みはｌＯμｍ程になる。なお、前記ガラスフィルタ
も各色のフィルタ層は積層されており、第３図と類似の
構造を有している。
ＰＧＭＡ樹脂層も含めて２〜３μｍあり、フィルタ全体
の厚みはｌＯμｍ程になる。なお、前記ガラスフィルタ
も各色のフィルタ層は積層されており、第３図と類似の
構造を有している。
前記コーティング型フィルタを持つカラー固体撮像素子
は位置ずれが少なく、コンパクトに形成することも可能
であるが、半導体基板から最も遠いフィルタ層と受光素
子との間の距離は数μｍになり、フィルタ片を通過した
光がＰＧＭＡ層内で散乱して隣の受光素子に入射するこ
とが起こる。
は位置ずれが少なく、コンパクトに形成することも可能
であるが、半導体基板から最も遠いフィルタ層と受光素
子との間の距離は数μｍになり、フィルタ片を通過した
光がＰＧＭＡ層内で散乱して隣の受光素子に入射するこ
とが起こる。
これは色にじみの原因になる。
固体カラー撮像素子に於ける色にじみを解消するため、
本発明の装置では、 面配列された受光素子を有する固体撮像素子の表面に、
三原色或いはその補色の色素材料を含有す、るネガ型感
光性透明レジストの微小片が、互いに重なり合うことな
く配置された構造が採られ、該構造の固体カラー撮像素
子を形成する方法とし、て、 各色の色素材料を含有したネガ型の透明レジストをリソ
グラフィ処理して所定の受光素子上に選択的に被着する
処理を、三原色或いはその補色について繰り返し行う工
程が採られる。該透明レジストはＤＵＶ或いはそれ以上
の高エネルギ線に感光するものが使用される。
本発明の装置では、 面配列された受光素子を有する固体撮像素子の表面に、
三原色或いはその補色の色素材料を含有す、るネガ型感
光性透明レジストの微小片が、互いに重なり合うことな
く配置された構造が採られ、該構造の固体カラー撮像素
子を形成する方法とし、て、 各色の色素材料を含有したネガ型の透明レジストをリソ
グラフィ処理して所定の受光素子上に選択的に被着する
処理を、三原色或いはその補色について繰り返し行う工
程が採られる。該透明レジストはＤＵＶ或いはそれ以上
の高エネルギ線に感光するものが使用される。
半導体基板上に第１の色素を含有するネガ型しシストを
塗布し、露光して現像するとレジストの感光した部分だ
けが残る。これに再露光やベーキング等の処理を施して
フィルタ本体であるレジストを強固に固着せしめておけ
ば、その上に第２の色素を含有する同種レジストを塗布
して露光、現像処理を、行っても、初めのレジストが侵
食されることはない。
塗布し、露光して現像するとレジストの感光した部分だ
けが残る。これに再露光やベーキング等の処理を施して
フィルタ本体であるレジストを強固に固着せしめておけ
ば、その上に第２の色素を含有する同種レジストを塗布
して露光、現像処理を、行っても、初めのレジストが侵
食されることはない。
更に言えば、第１のレジスト上に第２のレジストが残ら
ないよう、十分な現像処理を行った上で第１のレジスト
をはｙ完全に残すことは可能である。レジストはネガ型
であるから、後続工程の露光処理によってもその強度は
低下しない。
ないよう、十分な現像処理を行った上で第１のレジスト
をはｙ完全に残すことは可能である。レジストはネガ型
であるから、後続工程の露光処理によってもその強度は
低下しない。
従って、各色のフィルタ本体は形成済みの他のフィルタ
に影響されることなく所定の位置に形成されるので、リ
ソグラフィに於けるアライメントさえ正確に行えば、互
いに重なり合うことなく、受光素子に近い一つの面上に
配列形成することが出来る。
に影響されることなく所定の位置に形成されるので、リ
ソグラフィに於けるアライメントさえ正確に行えば、互
いに重なり合うことなく、受光素子に近い一つの面上に
配列形成することが出来る。
このように受光素子から距離を置くことなくフィルタが
形成された固体カラー撮像素子では、色にじみは大幅に
抑制されたものとなる。
形成された固体カラー撮像素子では、色にじみは大幅に
抑制されたものとなる。
第１図は本発明の固体カラー撮像素子の構造を示す模式
断面図である。
断面図である。
実施例に於いて、図の１０はＳｉ基板、１１は例えばフ
ォトダイオードである受光素子、１２は５ｉＯ７膜、１
３はＰＧＭＡ樹脂であるネガ型レジストに有機錯塩型或
いはその他の樹脂着色剤であるＲ色素を溶解したＲフィ
ルタ、１４は同じレジストに同種着色剤であるＧ色素を
溶解したＧフィルタ、１５は同じレジストに同種着色剤
であるＢ色素を溶解したＢフィルタ、１６はＰＭＭＡ樹
脂等の保護膜である。
ォトダイオードである受光素子、１２は５ｉＯ７膜、１
３はＰＧＭＡ樹脂であるネガ型レジストに有機錯塩型或
いはその他の樹脂着色剤であるＲ色素を溶解したＲフィ
ルタ、１４は同じレジストに同種着色剤であるＧ色素を
溶解したＧフィルタ、１５は同じレジストに同種着色剤
であるＢ色素を溶解したＢフィルタ、１６はＰＭＭＡ樹
脂等の保護膜である。
かかる構造の撮像素子では、各色のフィルタは受光素子
に近接して設けられているので、フィルタで濾波された
光が散乱して他の受光素子に入射することはない。
に近接して設けられているので、フィルタで濾波された
光が散乱して他の受光素子に入射することはない。
第２図に本発明の製造工程の模式断面図を示す。
以下、該図面を参照しながら本発明の製造工程を説明す
るが、単に＋８１図、ｆｂ１図等とあるのは全て第２図
である。
るが、単に＋８１図、ｆｂ１図等とあるのは全て第２図
である。
先ず、＋８１図に示すように、受光素子２１の配列が形
成され、Ｓ ｉ ＯｔＨ２２が被覆されたＳｉ基板２０
の表面に、上記Ｒ色素を溶解したＰＧＭＡ系のネガ型レ
ジスト２３′を塗布し、所定の部位にＦＵＶを照射する
。
成され、Ｓ ｉ ＯｔＨ２２が被覆されたＳｉ基板２０
の表面に、上記Ｒ色素を溶解したＰＧＭＡ系のネガ型レ
ジスト２３′を塗布し、所定の部位にＦＵＶを照射する
。
照射光量は、通常のレジストのパターニングでは残膜率
６０％程度に設定されるが、ここでは残膜率が８０％程
度になるように設定する。これを現像処理すると、Ｒフ
ィルタ２３が形成される（山）図）。周知のようにＰＧ
ＭＡ系のレジストはＦＵＶのはかＸ線や電子線にも感光
するので、これ等の高エネルギ線を用いてパターニング
することも可能である。
６０％程度に設定されるが、ここでは残膜率が８０％程
度になるように設定する。これを現像処理すると、Ｒフ
ィルタ２３が形成される（山）図）。周知のようにＰＧ
ＭＡ系のレジストはＦＵＶのはかＸ線や電子線にも感光
するので、これ等の高エネルギ線を用いてパターニング
することも可能である。
パターニングされたレジストは、そのままでは後続の処
理で侵食されるおそれがあるので、全面を再度露光し、
ベーキング処理して十分に不溶化する。電子線、Ｘ線に
被曝させるのも有効である。
理で侵食されるおそれがあるので、全面を再度露光し、
ベーキング処理して十分に不溶化する。電子線、Ｘ線に
被曝させるのも有効である。
次に、＋０１図に示す、如く上記Ｇ色素を溶解したＰＧ
ＭＡ系のネガ型レジスト２４′を塗布し、同様の露光、
現像処理を行ってＧフィルタ２４を形成する（（ｄ）図
）。
ＭＡ系のネガ型レジスト２４′を塗布し、同様の露光、
現像処理を行ってＧフィルタ２４を形成する（（ｄ）図
）。
この時、形成済みのＲフィルタはネガ型レジストで構成
されているから該工程の露光処理によって可溶化するこ
とはなく、また、強化処理されているのでレジストの溶
剤や現像液に溶解することもなく、その形状、厚さを維
持する。
されているから該工程の露光処理によって可溶化するこ
とはなく、また、強化処理されているのでレジストの溶
剤や現像液に溶解することもなく、その形状、厚さを維
持する。
Ｇフィルタ２４に対してもＲフィルタと同様の強化処理
を施した後、＋８１図に示す如く、上記Ｂ色素を溶解し
たＰＧＭＡ系のネガ型レジスト２５′を塗布し、上記と
同様の露光、現像処理を行ってＢフ＋ イルタ２５を形成する（（樹園）、ここでも形成済みの
Ｒフィルタ、Ｇフィルタが侵食されることはない。
を施した後、＋８１図に示す如く、上記Ｂ色素を溶解し
たＰＧＭＡ系のネガ型レジスト２５′を塗布し、上記と
同様の露光、現像処理を行ってＢフ＋ イルタ２５を形成する（（樹園）、ここでも形成済みの
Ｒフィルタ、Ｇフィルタが侵食されることはない。
Ｂフィルタにも同様の強化処理を施し、全面にＰＭＭＡ
樹脂の保護膜２６をコーティングする。
樹脂の保護膜２６をコーティングする。
上記工程で、Ｒ，Ｇ、Ｂ各フィルタの形成順序は自由に
選択して良く、使用し得るネガ型レジストには商品名０
ＥＢＲ−１００，０ＤＵＲ−１００くいずれも東京応化
）、ＣＭＳ−ＥＸ（東洋ソーダ）。
選択して良く、使用し得るネガ型レジストには商品名０
ＥＢＲ−１００，０ＤＵＲ−１００くいずれも東京応化
）、ＣＭＳ−ＥＸ（東洋ソーダ）。
５ＥＬ−Ｎ（ソマール）などがあり、後二者は電子線レ
ジストである。
ジストである。
また、本発明の固体カラー撮像素子はＣ，Ｍ、Ｙフィル
タを用いても構成し得るものであり、その製造方法はＲ
，Ｇ、Ｂフィルタと同様である。
タを用いても構成し得るものであり、その製造方法はＲ
，Ｇ、Ｂフィルタと同様である。
本発明の固体カラー撮像素子は、フィルタ部分が約１μ
ｍの薄さであり且つ受光素子に近接して設けられている
ので、色にじみが無く、固体化に伴う高倍転性、長寿命
等の特長と相俟って高性能の撮像素子となっている。
ｍの薄さであり且つ受光素子に近接して設けられている
ので、色にじみが無く、固体化に伴う高倍転性、長寿命
等の特長と相俟って高性能の撮像素子となっている。
また本発明の製造方法はフィルタの形成に於ける歩留ま
りを高めるものである。
りを高めるものである。
第１図は本発明の撮像素子の模式断面図、第２図は本発
明の製造工程を示す模式断面図、第３図は従来技術の撮
像素子を示す模式断面図である。 図に於いて、 １０．２０．３０はＳｔ基板、 １１．２１．３１は受光素子、 １２．２２．３２はＳｉＯ□膜、 １３．２３．３３はＲフィルタ、 １４．２４．３４はＧフィルタ、 １５．２５．３５はＢフィルタ、 １６．２６．３６は保護膜、 ２３′はＲ色素含有レジスト、 ２４′はＧ色素含有レジスト、 ２５′はＢ色素含有レジストである。 本発明の撮像素子を示す模式断面図 第１図 従来技術の撮像素子を示す模式断面図 第３図 本発明の製造工程を示す模式断面図 第２図
明の製造工程を示す模式断面図、第３図は従来技術の撮
像素子を示す模式断面図である。 図に於いて、 １０．２０．３０はＳｔ基板、 １１．２１．３１は受光素子、 １２．２２．３２はＳｉＯ□膜、 １３．２３．３３はＲフィルタ、 １４．２４．３４はＧフィルタ、 １５．２５．３５はＢフィルタ、 １６．２６．３６は保護膜、 ２３′はＲ色素含有レジスト、 ２４′はＧ色素含有レジスト、 ２５′はＢ色素含有レジストである。 本発明の撮像素子を示す模式断面図 第１図 従来技術の撮像素子を示す模式断面図 第３図 本発明の製造工程を示す模式断面図 第２図
Claims (2)
- （１）面配列された受光素子を有する固体撮像素子の表
面に、三原色或いはその補色の色素材料を含有するネガ
型感光性透明レジストの微細パターンが、互いに重なり
合うことなく配置されて成ることを特徴とする固体カラ
ー撮像素子。 - （２）三原色或いはその補色の色素である第１の色素材
料を含有し、遠紫外線或いはそれ以上の高エネルギ線に
感光するネガ型の透明レジストを感光させて、固体撮像
素子の一部の受光素子の前方に選択的に被着する工程と
、 三原色或いはその補色の色素である第２の色素材料を含
有し、遠紫外線或いはそれ以上の高エネルギ線に感光す
るネガ型の透明レジストを感光させて、前記固体撮像素
子の他の一部の受光素子の前方に選択的に被着する工程
と、 三原色或いはその補色の色素である第３の色素材料を含
有し、遠紫外線或いはそれ以上の高エネルギ線に感光す
るネガ型の透明レジストを感光させて、前記固体撮像素
子の更に他の一部の受光素子の前方に選択的に被着する
工程 を包含することを特徴とする固体カラー撮像素子の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62051417A JPS63217305A (ja) | 1987-03-06 | 1987-03-06 | 固体カラ−撮像素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62051417A JPS63217305A (ja) | 1987-03-06 | 1987-03-06 | 固体カラ−撮像素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63217305A true JPS63217305A (ja) | 1988-09-09 |
Family
ID=12886353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62051417A Pending JPS63217305A (ja) | 1987-03-06 | 1987-03-06 | 固体カラ−撮像素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63217305A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58100108A (ja) * | 1981-12-10 | 1983-06-14 | Victor Co Of Japan Ltd | 色フイルタ素子 |
| JPS59113404A (ja) * | 1982-12-20 | 1984-06-30 | Sanyo Electric Co Ltd | カラ−固体撮像素子用カラ−フイルタの製造方法 |
| JPS63155104A (ja) * | 1986-12-19 | 1988-06-28 | Canon Inc | カラーフィルターおよびこれを用いた素子 |
-
1987
- 1987-03-06 JP JP62051417A patent/JPS63217305A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58100108A (ja) * | 1981-12-10 | 1983-06-14 | Victor Co Of Japan Ltd | 色フイルタ素子 |
| JPS59113404A (ja) * | 1982-12-20 | 1984-06-30 | Sanyo Electric Co Ltd | カラ−固体撮像素子用カラ−フイルタの製造方法 |
| JPS63155104A (ja) * | 1986-12-19 | 1988-06-28 | Canon Inc | カラーフィルターおよびこれを用いた素子 |
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