JPS63276002A - カラ−固体撮像装置及びその製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の目的】 （産業上の利用分野） 本発明は、カラー固体撮像装置及びその製造方法に関す
る。 （従来技術） カラー固体撮像装置は、光学系を介して入射された光を
、赤１　ｆ！ｉｌ緑あるいはこれらの補色等のカラー信
号に分離して、それぞれ電気信号として取り出すもので
ある。このカラー撮像装置は、撮像管に比較して、小型
軽量、低消費電力、高信頼性及び長寿命などの優れた特
徴を有し、幅広い用途が考えられている。 第６図は、従来のカラー固体撮像装置における色フィル
タの平面的位置関係を示す平面図である。 同図に示すように、従来のカラー固体撮像装置において
は、イエロー（Ｙｅ）、シアン（Ｃｙ）、グリーン（Ｇ
）及びマゼンタ（Ｍｇ）の４色の色フィルタが、色差線
順次方式で配列されている。 （発明が解決しようとする問題点） ト述の第６図の色差線順次方式の色配列パターンの色フ
ィルタを宵するカラー固体撮像装置には以下のような難
点がある。即ち、上記カラー固体撮像装置により画像を
出す場合においては、光源の色温度が約５０００″に以
上になると、高くなるほど青色の信号量が多くなると共
に、第７図に示すように、偽信号が大きくなって色再現
性が悪くなるという開力がある。 また、上記色差線順次方式のものを含めて、補色型色フ
ィルターのものには、グリーンの彩度が小さく、そのた
めグリーンがくすんで見え、色再現性が悪いという問題
がある。 本発明は、上記各種の問題に鑑みてなされたもので、そ
の目的は、色再現性の改善されたカラー固体撮像装置及
びその製造方法を提供することにある。 〔発明の構成〕 （問題点を解決するための手段） 本発明のカラー固体撮像装置は、半導体基板の表面に形
成された光電変換機能を有する複数の感光画素部と、前
記感光画素部間での電荷転送を司る電荷転送部と、前記
感光画素部上にそれぞれ形成された複数種の色の色フィ
ルタと、を備えたカラー固体撮像装置において、前記感
光画素部のうちの特定のものを除いた残りのものの上方
に形成された色再現性補償用の色フィルタを備えるもの
として構成される。 本発明のカラー固体撮像装置の製造方法は、半導体基板
の表面に光電変換機能を冑する複数の感光画素部を形成
する工程と、前記感光画素部間での電荷転送を司る電荷
転送部を形成する工程と、前記感光画素部上に複数種の
色の色フィルタをそれぞれ形成する工程と、を備えたカ
ラー固体撮像装置の製造方法において、色再現性補償用
の色フィルタを形成するための層を前記複数の感光画素
部の上方全面に形成するための工程と、前記層における
前記感光画素部のうちの特定のものの上方部分を除去す
る工程と、を含むものとして構成される。 （作　用） 本発明のカラー固体撮像装置においては、入射光は感光
画素部で電気信号に光電変換される。変換された電気信
号は電荷転送部によって転送される。 上記感光画素部上には種々の色フィルタが形成されてい
る。そのため、各感光画素部においては、その上方に形
成された色フィルタに応じたカラーの電気信号が変換さ
れる。しかも、感光画素部のうち特定のものを除いた残
りのものの上方に、色再現性補償用の色フィルタが形成
されている。このため、感光画素部のうち特定のものを
除いた残りのもので変換される色電気信号が補償される
。 即ち、ある特定の色についての電気信号はそのまま得ら
れ、その他の色についての電気信号は補償された状態で
得られる。これにより、装置全体としての色再現性が向
上する。 本発明のカラー固体撮像装置の製造方法においては、上
述の機能を有するカラー固体撮像装置が、従来の装置の
製造方法に僅かに他の工程を付加した方法によって、容
品に得られる。 （実施例） 第１図（ａ）〜（ｆ）を参照して、本発明のカラー固体
撮像装置の製造方法の一実施例を説明する。なお、同図
（ａ）〜（ｆ）は、第６図のｌ−１線での断面に対応す
るものである。 第１図（ａ）において、半導体基板１上の画素領域に、
光電変換素子として機能するフォトダイオード２を所定
のピッチで形成する。フォトダイオード２間に、フォト
ダイオード２間での電荷転送を司る電荷転送部（図示せ
ず）を形成する。この半導体基板１及びフォトダイオー
ド２上に、酸化膜から成る絶縁膜３を形成する。この絶
縁膜３上に、パシベーション膜として機能するＰＳＧ（
ｐｈｏｓｐｈｏ−ｓｉｌｉｃａｔｅ　ｇｌａｓｓ）膜４
を形成する。 ＰＳＧ膜４」二にアルミニウム遮光膜５を介してシリコ
ン窒化膜６を形成する。半導体基板１上のフォトダイオ
ード２が形成された部分は、感光部となる部分であり、
従って、アルミニウム遮光膜５にはこの感光部に対応す
る領域に開口部が形設される。 次に、第１図（ａ）に示す中間段階の装置（ＣＣＤ基板
）をカラー化するために、この装置上に色フィルタ層を
形成する。即ち、第１図（ｂ）に示すように、シリコン
窒化膜６上に、ＣＣＤ基板を回転させるスピン塗布技術
により、アクリル系レジストを用いて平滑層７を２μｍ
の膜厚に形成する。平滑層７上にして、且つ所定の感光
画素の１一方位置に、イエロー染色層８を形成する。即
ち、平滑層７上に、重クロム酸アンモニウムを含んだカ
ゼインレジストを１μｍの膜厚となるようにスピン塗布
する。これをプリベークした後、所定のマスクを介して
高圧水銀ランプを用いて露光し、純水にて現像した後ベ
ークする。これにより、上記マスクの形状に対応して、
ガゼインレ、シスト膜のうち所定のシアン感光画素部と
なる部分のみが残存する。このようにして構成した中間
段階の装置を、基板ごと、６０℃に保持されたシアン染
色液に浸漬して染色する。これを乾燥することにより、
第１図（ｂ）に示すイエロー染色層８が形成される。 次に、第１図（Ｃ）に示すように、イエロー染色層８及
び平滑層７上に、混色防＋１＝のためにアクリル系レジ
ストを用いて第１中間層９を０．５μｍの膜厚に形成す
る。 次に、第１図（ｄ）に示すように、′：ｊ４１中間層９
上にして、且つ所定の感光画素の上方に、シアン染色層
１０を形成する。シアン染色層１０及び第１中間層９上
に、上記と同様に、混色防止のためにアクリル系レジス
トにより第２中間層１１を形成する。 次に、第１図（ｅｘ）に示すように、第２中間層１１上
にして、且つ所定の感光画素の上方に、マゼンタ染色層
１２を形成する。マゼンタ染色層１２及び第２中間層１
１上に、第２中間層１１と同様に、アクリル系レジスト
により保護層１３を形成する。 上述のシアン染色層１０及びマゼンタ染色層１２は、前
記イエロー染色層８とほぼ同様の工程によって形成され
る。即ち、基板のほぼ全面にカゼインレジスト層を形成
し、マスクを用いて露光、現像することによりイエロー
又はマゼンタ感光部となる部分」−にのみカゼインレジ
スト層を残存させ、６０℃に保持されたイエロー又はマ
ゼンタ染色液に基板ごと浸漬して染色、乾燥する。 このようにして、第１図（ｅｔ）に示す中間段階の装置
が得られる。 なお、上述したように、平滑層７、第１中間層９、第２
中間層１１及び保護層１３は、それぞれアクリル系レジ
ストからなり、Ｐ　Ｅ　Ｐ　（ｐｈｏｔ。 ｌＥｎｇｒａｖｉｎｇ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　）法によりボ
ンディングパット部を除くチップ全体に形成される。 次に、保護層１３上に、重クロム酸アンモニウムを含ん
だカゼインレジストを１μｍの膜厚でスピン塗布する。 これを、プリベークした後、第４図に示すように、グリ
ーン感光画素部に対応する部分のみが遮光部２１ａとさ
れたマスク２１を介して露光し、純水にて現像した後乾
燥する。これを、４０℃に保持されたイエロー染色液に
基板ごと浸漬し、第５図に示す色濃度になるまで薄く染
色した後、乾燥する。これにより、第１図（ｆ）に示す
ように、色再現性補償用のイエロ一層１４が得られる。 イエロ一層１４は、グリーン感光画素部のみが除去され
ている。次に、イエロ一層１４及び保護層１３上に、保
護層１５を形成する。 保護層１５は、平滑層７と同様にして形成される。 これにより、第１図（ｔ”）に示すカラー固体撮像装置
が得られる。 次に、第１図（ｆ）に示した半導体装置の他の製造方法
を説明する。 第１図（ｅｌ）に示した中間段階の装置を製造後、第２
図（ｅ２）に示すように、保護層１３上の全面にイエロ
ーガラス２１を蒸若する。そのイエローガラス２１の上
面にレジストを塗布した後ＰＥＰ法により所定の感光画
素部上のレジストを除去し、第２図（ｅ２）に示すレジ
スト層２２を形成する。これにより、第２図（ｅ２）に
示す中間段階の装置が得られる。この後、レジスト層２
２をマスクとしてドライエツチングすることにより、イ
エローガラス２１のグリーン感光画素部の上方部分を除
去する。これにより、第１図（ｆ）のイエロ一層１４が
得られる。こののちの、レジスト層２２を取り除いて、
保護層１３及びイエロ一層１４上に保護層１５を形成す
ることにより、第１図（ｆ）に示す半導体装置が得られ
る。 次に、上述の方法とさらに異なる製造方法を説明する。 第１図（ｅ）に示した中間段階の装置を製造後、第３図
（ｅ２’）に示すように、保護層１３上にレジストを塗
布後エツチングして、グリーン感光画素部のＦ方部分に
のみレジスト層３１を形成する。この後、保護層１３及
びレジスト層３１上に、昇華性の染料、顔料等のイエロ
ー色素層３２を蒸着する。この後、レジスト層３１をリ
フトオフにより除去する。この際、レジスト層３１と共
にそのｌ）ｉのイエロー色素も取り除かれる。これによ
り、第３図（ｅａ’）に示す中間段階の装置が得られる
。そして、保護層１３及びイエロ一層１４上に保護層１
５を形成する。これにより、第１図（ｆ）に示す半導体
装置が得られる。 第１図（ｆ）に示すカラー固体撮像装置においては、第
６図に示すＹｅ、Ｃｙ％Ｇ及びＭｇの各色フィルタが形
成された感光画素部のうち、Ｇの色フィルタが形成され
た感光画素部を除いた感光画素部の上方に、イエロ一層
１４が形成されている。 上記実施例においては、本発明の製造方法をＣＣＤ基板
に適用した場合について説明したが、ＣＣＤ基板以外に
、ＭＯＳ型撮像素子、ＢＢＤ（パケットリレー型撮像素
子）及びＣＩＤ（電荷注入型撮像素子）等にも適用可能
なのは勿論である。 上記実施例のカラー固体撮像装置においては、シアン、
イエロー及びマゼンタからなる通常の色フィルタを形成
した後、グリーン感光画素部に対応する領域を除いた他
の全部の感光画素部上に、薄染めのイエローフィルタを
形成するようにしたので、光源の色温度が高くなっても
、青色の出力信号が抑制され、且つ偽信号も小さくなり
、色再現性が改善される。 さらに、上記カラー固体撮像装置においては、上述した
ように、グリーン感光画素部上には上記薄染めイエロー
フィルタを形成しないようにしたので、グリーンの出力
信号は従来のものからの信号と変・化なく、相対的にグ
リーンの彩度が増大して色再現性は改濤され、性能は大
きく向ｌ−する。 〔発明の効果〕 本発明のカラー固体撮像装置によれば、光源の色温度が
高くなってもある特定の色の出力信号の増大及び偽信号
の増大をそれぞれ押えることができ、且つ他の特定の色
の彩度も向上させることができ、装置全体としての色再
現性を改善することができる。 本発明のカラー固体撮像装置の製造方法によれば、上記
特定のカラー固体撮像装置を、従来のカラー固体撮像装
置の製造工程を大幅に改変することなく、新たな工程を
僅かに付加するだけという簡単な工程改変により容易に
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｆ）は本発明のカラー固体撮像装置の
製造方法の一実施例を示す工程断面図、第２図（ｅ２）
はその製造方法の他の実施例を説明するための工程断面
図、第３図（ｅ２′）、（ｅａ’）はその製造方法のさ
らに異なる実施例を説明するための工程断面図、第４図
はその製造方法の実施に使用するマスクの一例の一部を
示す１１也面図、第５図はその製造方法の実施によって
得られる色再現性補償用のイエロー染色層（イエローフ
ィルタ）の特性を示す線図、第６図は従来及び本発明の
カラー固体撮像装置の色フィルタの配列を示す平面図、
第７図は従来のカラー固体撮像装置による偽信号特性を
示す線図である。 １・・・半導体基板、２・・・フォトダイオード、８・
・・イエロー染色層、１０・・・シアン染色層、１２・
・・マゼンタ染色層、１４・・・色１１工現性補償用の
イエロ一層。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 第１図 第１図 図面の浄さ 第１図 第２図 図面の浄書 ｔＬ長（ｎｍ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体基板の表面に形成された光電変換機能を有す
   る複数の感光画素部と、前記感光画素部間での電荷転送
   を司る電荷転送部と、前記感光画素部上にそれぞれ形成
   された複数種の色の色フィルタと、を備えたカラー固体
   撮像装置において、前記感光画素部のうちの特定のもの
   を除いた残りのものの上方に形成された色再現性補償用
   の色フィルタを備えることを特徴とするカラー固体撮像
   装置。 ２、半導体基板の表面に光電変換機能を有する複数の感
   光画素部を形成する工程と、前記感光画素部間での電荷
   転送を司る電荷転送部を形成する工程と、前記感光画素
   部上に複数種の色の色フィルタをそれぞれ形成する工程
   と、を備えたカラー固体撮像装置の製造方法において、
   色再現性補償用の色フィルタを形成するための層を前記
   複数の感光画素部の上方全面に形成するための工程と、
   前記層における前記感光画素部のうちの特定のものの上
   方部分を除去する工程と、を含むことを特徴とするカラ
   ー固体撮像装置の製造方法。