KR101282566B1

KR101282566B1 - 고체 촬상 장치 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101282566B1
Application number: KR1020120066203A
Authority: KR
Inventors: 이꾸꼬 이노우에; 하지메 오오따께; 히로미찌 세끼
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 2011-06-20
Filing date: 2012-06-20
Publication date: 2013-07-04
Also published as: CN102842589A; TW201316499A; US20120318962A1; JP2013004859A; KR20120140221A

Abstract

일 실시 형태에 따르면, 제1 주면과 상기 제1 주면에 대향하는 제2 주면을 갖는 반도체 기판과, 상기 반도체 기판 내에 형성되고, 입사광을 전기 신호로 변환하는 제1, 제2 광전 변환층과, 상기 제1 주면에 형성되고, 상기 제1, 제2 광전 변환층으로부터 출력된 전기 신호를 처리하는 회로와, 상기 제2 주면 위에 상기 제1 광전 변환층에 대응하도록 배치되고, 상기 제2 주면측의 제1 하면과 상기 제1 하면에 대향하는 제1 상면을 갖는 제1 색 필터와, 상기 제2 주면 위에 상기 제2 광전 변환층에 대응하도록 배치되고, 상기 제2 주면측의 제2 하면과 상기 제2 하면에 대향하는 제2 상면을 갖는 제2 색 필터를 구비하고, 상기 제1 색 필터는, 상기 반도체 기판을 통과한 광을 투과하는 분광 필터이며, 상기 제2 주면에 대하여 수직인 단면에 있어서, 상기 제1 하면의 길이는 상기 제1 상면의 길이보다 길고, 상기 제2 하면의 길이는 상기 제2 상면의 길이보다 짧다.

Description

고체 촬상 장치 및 그 제조 방법{SOLID-STATE IMAGE PICKUP DEVICE AND MANUFACTURING THEREOF}

본 출원은, 2011년 6월 20일에 출원된 일본 특허 출원 번호 제2011-136353의 우선권의 이익을 향수하고, 그 일본 특허 출원의 전체 내용은 본 출원에 있어서 원용된다.

본 실시 형태는, 일반적으로, 이면 조사형의 고체 촬상 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 이면 조사형의 고체 촬상 장치가 연구되고 있다. 이면 조사형의 촬상 장치는, 실리콘 기판의 표면측에 로직 회로/아날로그 회로/화소 주사 회로 등의 신호 처리 회로를 형성하고, 이면측에는 광전 변환 영역과 색 필터나 마이크로 렌즈등을 형성한다.

실리콘 기판의 이면에 조사된 광은 실리콘 기판 내에서 광전 변환되고, 광전 변환된 신호는 기판의 표면측에서 신호 처리되어 출력된다. 종래, 화소에 배치되어 있었던 주사 트랜지스터나 배선이 이면측에는 없기 때문에, 1 화소당의 개구율은 100％ 취득할 수 있다. 또한, 색 필터나 마이크로 렌즈도 저배화할 수 있으므로, 집광성이 향상되고, 혼색도 저감된다.

한편, 색 필터 및 마이크로 렌즈의 위치 정렬에 있어서는, 종래의 기판의 표면으로부터 광이 입사하는 고체 촬상 장치에서는, 광이 입사하는 개구부를 배선에 의해 규정하고 있었기 때문에, 색 필터는 배선에 맞추어 형성하고 있었다. 배선은 금속이므로, RGB, 즉 적, 녹, 청 등의 색이 어떤 색 필터로도 용이하게 맞출 수 있었다.

그러나, 이면 조사형의 고체 촬상 장치에 있어서는, 다음과 같은 문제가 있었다.

광이 입사하는 개구부는, 실리콘 기판 표면에 형성된 소자 분리층으로 구획된 액티브 에어리어이다. 액티브 에어리어는 광전 변환층을 포함한다. 따라서, 색 필터의 위치를 광전 변환층에 맞추기 위해서는, 실리콘 기판 표면에 형성된 소자 분리층의 단차에 맞출 필요가 있다.

그런데, 이면 조사형의 고체 촬상 장치의 경우, 실리콘 기판의 두께 3 내지 7㎛ 너머로 단차를 검지하지 않으면 안 되므로, 통위의 스테퍼의 파장으로는, 실리콘 기판 표면의 소자 분리층(또는 액티브 에어리어)에 맞출 수 없다. 그로 인해, 실리콘 기판을 관통시킨 마크를 사전에 형성하거나, 소자 분리층의 단차 부분의 실리콘을 절삭하여, 단차를 노출시키는 등의 방법에 의해 색 필터를 맞추고 있었다.

그러나, 실리콘 기판을 관통시킨 마크에 대해서는, 공정이 늘어나는 데다가, 소자 분리층과의 간접 맞춤으로 되어 버린다. 또한, 소자 분리층의 단차 부분의 실리콘을 파내는 방법에 대해서는, 색 필터 형성시에 스트리에이션이 발생하여 유효한 화상을 취득하기가 어려웠다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 광전 변환층에 대하여 위치 정렬 어긋남이 작은 색 필터를 구비한 고체 촬상 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

실시 형태의 고체 촬상 장치는, 제1 주면과 상기 제1 주면에 대향하는 제2 주면을 갖는 반도체 기판과,

상기 반도체 기판 내에 형성되고, 입사광을 전기 신호로 변환하는 제1, 제2 광전 변환층과,

상기 제1 주면에 형성되고, 상기 제1, 제2 광전 변환층으로부터 출력된 전기 신호를 처리하는 회로와,

상기 제2 주면 위에 상기 제1 광전 변환층에 대응하도록 배치되고, 상기 제2 주면측의 제1 하면과 상기 제1 하면에 대향하는 제1 상면을 갖는 제1 색 필터와,

상기 제2 주면 위에 상기 제2 광전 변환층에 대응하도록 배치되고, 상기 제2 주면측의 제2 하면과 상기 제2 하면에 대향하는 제2 상면을 갖는 제2 색 필터

를 구비하고,

상기 제1 색 필터는, 상기 반도체 기판을 통과한 광을 투과하는 분광 필터이며,

상기 제2 주면에 대하여 수직인 단면에 있어서, 상기 제1 하면의 길이는 상기 제1 상면의 길이보다 길고, 상기 제2 하면의 길이는 상기 제2 상면의 길이보다 짧은 것을 특징으로 한다.

다른 실시 형태의 고체 촬상 장치의 제조 방법은,

입사광을 전기 신호로 변환하는 광전 변환층을 갖는 반도체 기판의 제1 주면에, 상기 광전 변환층으로부터 출력된 전기 신호를 처리하는 회로를 형성하는 공정과,

상기 반도체 기판의 상기 제1 주면에 대향하는 제2 주면 위에 상기 광전 변환층의 위치에 맞추어 제1 색 필터를 형성함과 함께, 상기 제2 주면 위에 제1 얼라이먼트 마크를 형성하는 공정과,

상기 제1 얼라이먼트 마크를 위치 정렬로서 사용하여, 상기 제2 주면 위에 제2 색 필터와 제2 얼라이먼트 마크를 형성하는 공정

을 구비하고,

상기 제1 색 필터와 상기 제1 얼라이먼트 마크를 형성하는 공정에서는, 제1 색 필터를 투과하고 상기 반도체 기판을 통과하는 광을 사용하여, 상기 광전 변환층에의 위치 정렬이 행해지는 것을 특징으로 한다.

상기 구성의 고체 촬상 장치 및 그 제조 방법에 따르면, 광전 변환층에 대하여 위치 정렬 어긋남이 작은 색 필터를 구비한 고체 촬상 장치 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 실시 형태의 고체 촬상 장치의 구조를 도시하는 단면도이다.
도 2a는 상기 실시 형태의 고체 촬상 장치에 있어서의 색 필터의 평면도이다.
도 2b는 도 2a 중의 2B-2B선을 따른 단면도이다.
도 2c는 도 2a 중의 2C-2C선을 따른 단면도이다.
도 3a, 도 3b는 상기 실시 형태의 고체 촬상 장치에 있어서의 색 필터의 제조 방법을 도시하는 단면도이다.
도 4a, 도 4b는 상기 실시 형태의 고체 촬상 장치에 있어서의 색 필터의 제조 방법을 도시하는 평면도이다.
도 4c는 도 4a 중의 4C-4C선을 따른 단면도이다.
도 4d는 도 4b 중의 4D-4D선을 따른 단면도이다.
도 5a, 도 5b는 상기 실시 형태의 고체 촬상 장치에 있어서의 색 필터의 제조 방법을 도시하는 단면도이다.
도 6a, 도 6b는 상기 실시 형태의 고체 촬상 장치에 있어서의 색 필터의 제조 방법을 도시하는 평면도이다.
도 6c는 도 6a 중의 6C-6C선을 따른 단면도이다.
도 6d는 도 6b 중의 6D-6D선을 따른 단면도이다.
도 7은 상기 실시 형태의 고체 촬상 장치에 있어서의 색 필터의 제조 방법을 도시하는 단면도이다.
도 8a, 도 8b는 상기 실시 형태의 고체 촬상 장치에 있어서의 색 필터의 제조 방법을 도시하는 평면도이다.
도 8c는 도 8a 중의 8C-8C선을 따른 단면도이다.
도 8d는 도 8b 중의 8D-8D선을 따른 단면도이다.

이하, 도면을 참조하여 실시 형태의 고체 촬상 장치에 대해서 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 동일한 기능 및 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고, 중복 설명은 필요한 경우에만 행한다.

[제1 실시 형태]

[1] 고체 촬상 장치의 구조

도 1은, 제1 실시 형태의 고체 촬상 장치의 구조를 도시하는 단면도이다.

도시하는 바와 같이, 고체 촬상 장치 위에는, 화소 영역 A, 아날로그 영역 B, 로직 영역 C 및 칩 종단부의 다이싱 라인 영역 D가 존재한다.

에피택셜층을 갖는 반도체 기판(예를 들어, 실리콘 단결정 기판)(10)의 아날로그 영역 B에는 P웰층(11)이 형성되고, 로직 영역 C에는 N웰층(12)이 형성되어 있다. 각각의 웰층에는, 예를 들어 N 채널 트랜지스터(13) 및 P 채널 트랜지스터(14)가 형성되어 있다. 트랜지스터(13, 14)가 형성된 반도체 기판(10)의 제1 주면을 표면이라 하고, 이 표면에 대향하는 제2 주면을 이면이라 한다.

화소 영역 A에는, 포토다이오드를 포함하는 광전 변환층(15)과, 광전 변환층(15)을 분리하는 광전 변환 분리층(16)이 형성되어 있다.

반도체 기판(10)의 표면 위, 즉 트랜지스터(13, 14) 위, 광전 변환층(15) 위 및 광전 변환 분리층(16) 위에는, 층간 절연막(17)과 금속 배선(18)이 형성되어 있다. 금속 배선(18)은, 층간 절연막(17) 중에 절연막을 개재하여 다층으로 적층되어 있다.

층간 절연막(17) 위에는, 접착재층(19)을 개재하여 지지 기판(20)이 형성되어 있다. 바꿔 말하면, 층간 절연막(17)은 접착재층(19)에 의해 지지 기판(20)과 접합되어 있다. 이렇게 하여, 반도체 기판(10)은 지지 기판(20)으로 고정되어 있다.

반도체 기판(10)의 이면은 절삭되어 있고, 절삭된 반도체 기판(10)의 이면 위의 아날로그 영역 B 및 로직 영역 C에는, 금속 스퍼터층(21)이 형성되어 있다. 반도체 기판(10)의 이면 위 및 금속 스퍼터층(21) 위에는, 평탄화층(22)이 형성되어 있다.

평탄화층(22) 위의 화소 영역 A에는, 광전 변환층(15)에 대응하도록 색 필터(23)가 각각 형성되어 있다. 평탄화층(22) 위 및 색 필터(23) 위에는, 보호층(24)이 형성되어 있다. 또한, 보호층(24) 위에는, 색 필터(23)에 대응하도록 마이크로 렌즈(25)가 각각 형성되어 있다.

색 필터(23)는, 각각 적, 녹, 청의 색 필터로 형성된다. 이후, 적색 필터를 적 필터, 녹색 필터를 녹 필터 및 청색 필터를 청 필터라고 기재한다. 적 필터는, 적색의 광을 투과하는 필터이다. 녹 필터는, 녹색의 광을 투과하는 필터이다. 청 필터는, 청색의 광을 투과하는 필터이다. 색 필터(23)의 구조는, 후에 상세하게 설명한다.

마이크로 렌즈(25)에 입사한 광은, 마이크로 렌즈(25), 색 필터(23)를 통과하고, 광전 변환층(15)에 입사한다. 광전 변환층(15)은 입사광을 전기 신호로 변환한다. 아날로그 영역 B 및 로직 영역 C에 형성된 회로는, 광전 변환층(15)으로부터 출력된 전기 신호를 처리한다.

또한, 칩 종단부의 다이싱 라인 영역 D에 있어서의 구조는 이하와 같이 이루어져 있다.

반도체 기판(10)의 표면 위에는, 층간 절연막(17)이 형성되어 있다. 층간 절연막(17) 위에는, 접착재층(19)을 개재하여 지지 기판(20)이 형성되어 있다. 반도체 기판(10)의 이면 위에는, 색 필터로 형성된 위치 얼라이먼트 마크(26)가 형성되어 있다. 위치 얼라이먼트 마크(26)는, 각각 적 필터로 형성된 적 필터 마크, 녹 필터로 형성된 녹 필터 마크, 청 필터로 형성된 청 필터 마크를 포함한다.

또한, 반도체 기판(10)의 이면 위 및 위치 얼라이먼트 마크(26) 위에는 보호층(24)이 형성되어 있다.

다음으로, 도 2a, 도 2b, 도 2c를 사용하여, 반도체 기판(10)의 이면 위에 형성된 색 필터(23)의 구조를 설명한다.

도 2a는 실시 형태에 있어서의 색 필터의 평면도이다. 도 2b는 도 2a 중의 2B-2B선을 따른 단면도, 도 2c는 도 2a 중의 2C-2C선을 따른 단면도이다.

도 2a의 평면도에 도시하는 바와 같이, 적 필터(23R), 녹 필터(23G) 및 청 필터(23B)가 매트릭스 형상으로 배열되어 있다. 또한 여기서는, 도 2a에 도시하는 바와 같은 배열을 나타내었지만, 이에 한정되는 것이 아니라 그 밖의 배열이어도 된다. 또한, 도면 중에 있어서, 적 필터를 R, 녹 필터를 G, 청 필터를 B로 각각 나타낸다. 이후의 도면도 마찬가지이다.

색 필터의 단면 구조는 이하와 같이 이루어져 있다.

도 2b에 도시하는 바와 같이, 반도체 기판(10)의 이면 위에는, 적 필터(23R)가 배치되고, 적 필터(23R)의 사이에는 녹 필터(23G)가 배치되어 있다. 적 필터(23R)의 측면과, 녹 필터(23G)의 측면은 접촉되어 있다. 도 2b에 도시한 단면에 있어서, 적 필터(23R)의 하면의 길이는, 그 상면의 길이보다 길다. 한편, 녹 필터(23G)의 하면의 길이는, 그 상면의 길이보다 짧다.

또한, 도 2c에 도시하는 바와 같이, 반도체 기판(10)의 이면 위에는, 녹 필터(23G)가 배치되고, 녹 필터(23G)의 사이에는 청 필터(23B)가 배치되어 있다. 녹 필터(23G)의 측면과, 청 필터(23B)의 측면은 접촉되어 있다. 도 2c에 도시한 단면에 있어서, 녹 필터(23G)의 하면의 길이는, 그 상면의 길이보다 길다. 한편, 청 필터(23B)의 하면의 길이는, 그 상면의 길이보다 짧다.

도 2b 및 도 2c에 도시한 이와 같은 구조로부터, 녹 필터(23G)보다 적 필터(23R)가 먼저 형성되고, 청 필터(23B)보다 녹 필터(23G)가 먼저 형성된 것을 알 수 있다. 즉, 반도체 기판(10)의 이면 위의 색 필터(23)는 적 필터(23R), 녹 필터(23G) 및 청 필터(23B)의 순서로 제조된 것이다. 또한, 여기서는, 적 필터(23R)를 형성한 후에 녹 필터(23G)를 형성하였지만, 이에 한정되는 것이 아니라, 적 필터(23R)를 형성한 후에 청 필터(23B), 녹 필터(23G)의 순서로 형성해도 된다.

제1 실시 형태에서는, 포토다이오드를 포함하는 광전 변환층에 대하여 정렬 어긋남(위치 어긋남)이 작은 색 필터를 형성할 수 있다. 이에 의해, 색 필터의 정렬 어긋남에 의해 발생하는 혼색을 저감할 수 있어, 색채 재현이 양호한 화상을 얻을 수 있다.

[2] 고체 촬상 장치의 제조 방법

실시 형태의 고체 촬상 장치의 제조 방법으로서, 이하에 특징 부분인 색 필터의 제조 방법에 대해서 설명한다.

도 3a, 도 3b 내지 도 8a, 도 8b, 도 8c, 도 8d는, 제1 실시 형태의 고체 촬상 장치에 있어서의 색 필터의 제조 방법을 도시하는 도면이다. 도 3a, 도 4c, 도 5a, 도 6c, 도 7a, 도 8c는 색 필터가 형성되는 영역의 단면이다. 도 4a, 도 6a, 도 8a는 색 필터의 평면도이다. 도 3b, 도 4d, 도 5b, 도 6d, 도 7b, 도 8d는 다이싱 라인 영역에 형성되는 얼라이먼트 마크의 단면이다. 도 4b, 도 6b, 도 8b는 얼라이먼트 마크의 평면도이다. 또한, 도 3b, 도 4b, 도 4d에 도시한 얼라이먼트 마크, 도 5b, 도 6b, 도 6d에 도시한 얼라이먼트 마크 및 도 7b, 도 8b, 도 8d에 도시한 얼라이먼트 마크의 3개의 얼라이먼트 마크는, 동일한 장소에 형성되는 동일한 얼라이먼트 마크가 아니라, 각각 다른 장소에 형성되는 것이다.

우선, 도 3a 및 도 3b에 도시하는 바와 같이, 광전 변환층(15)을 갖는 반도체 기판(10)의 이면 위의 전체면에 적 필터가 되는 막(23RR)을 형성한다. 계속해서, 리소그래피법에 의해 노광과 현상을 행하고, 도 4a 내지 도 4d에 도시하는 바와 같이, 반도체 기판(10)의 이면 위에 적 필터(23R)를 형성한다. 이때, 적 필터(23R)는 반도체 기판(10)에 형성된, 포토다이오드를 포함하는 광전 변환층(15)의 위치에 맞추어 형성된다. 즉, 다이싱 라인 영역에 얼라이먼트 마크로 형성된 액티브 에어리어(15A)를 위치 정렬의 기준으로 하여 노광을 행하고, 적 필터(23R)의 위치를 결정한다. 또한, 액티브 에어리어(15A)는 광전 변환층(15)과 동일한 공정에 의해 형성된 것이다.

또한, 적 필터(23R)를 액티브 에어리어(15A)에 맞추어 형성하는 것과 동시에, 적 필터가 되는 막(23RR)을 패터닝하여, 도 4b 및 도 4d에 도시하는 바와 같이 적 필터 마크(26R)를 형성함과 함께, 다이싱 라인 영역의 다른 장소에 도 5b 및 도 7b에 도시하는 바와 같이 적 필터 마크(26R)를 각각 형성한다.

적 필터(23R)를 형성하는 공정에서는, 적색과 같은 장파장의 광(R광)으로 얼라인먼트하기 때문에, 반도체 기판(10)의 표면측의 액티브 에어리어(15A)를 검지할 수 있어, 액티브 에어리어(15A)에 맞추어 적 필터(23R)의 위치를 정렬할 수 있다. 또한, 적색의 광은 반도체 기판(10)을 통과하고, 반도체 기판(10)의 표면측의 액티브 에어리어(15A)를 검지할 수 있지만, 녹색이나 청색과 같은 단파장의 광으로는, 표면측의 액티브 에어리어(15A)를 검지할 수 없다.

다음에, 도 5a 및 도 5b에 도시하는 바와 같이, 반도체 기판(10)의 이면 위의 전체면에 녹 필터가 되는 막(23GG)을 형성한다. 계속해서, 리소그래피법에 의해 노광과 현상을 행하고, 도 6a 내지 도 6d에 도시하는 바와 같이, 반도체 기판(10)의 이면 위에 녹 필터(23G)를 형성한다. 이때, 녹 필터(23G)는 반도체 기판(10) 위에 형성된 적 필터(23R)의 위치에 맞추어 형성된다. 즉, 다이싱 라인 영역에 얼라이먼트 마크로 형성된 적 필터 마크(26R)를 위치 정렬의 기준으로 하여 노광을 행하고, 녹 필터(23G)의 위치를 결정한다.

또한, 녹 필터(23G)를 적 필터(23R)에 맞추어 형성하는 것과 동시에, 녹 필터가 되는 막(23GG)을 패터닝하여, 도 6b 및 도 6d에 도시하는 바와 같이, 녹 필터 마크(26G)를 형성한다.

또한, 녹 필터(23G)를 형성하는 공정에서는, 녹색과 같은 단파장의 광(G 광)을 사용하기 때문에, 반도체 기판(10)의 표면측의 액티브 에어리어(15A)를 검지할 수 없다. 이로 인해, 반도체 기판(10)의 이면 위에 형성된 적 필터 마크(26R)에 맞추어 녹 필터(23G)를 형성한다.

다음에, 도 7a 및 도 7b에 도시하는 바와 같이, 반도체 기판(10)의 이면 위의 전체면에 청 필터가 되는 막(23BB)을 형성한다. 계속해서, 리소그래피법에 의해 노광과 현상을 행하고, 도 8a 내지 도 8d에 도시하는 바와 같이, 반도체 기판(10)의 이면 위에 청 필터(23B)를 형성한다. 이때, 청 필터(23B)는 반도체 기판(10) 위에 형성된 적 필터(23R)의 위치에 맞추어 형성된다. 즉, 다이싱 라인 영역에 얼라이먼트 마크로 형성된 적 필터 마크(26R)를 위치 정렬의 기준으로 하여 노광을 행하고, 청 필터(23B)의 위치를 결정한다.

또한, 청 필터(23B)를 적 필터(23R)에 맞추어 형성하는 것과 동시에, 청 필터가 되는 막(23BB)을 패터닝하여, 도 8b 및 도 8d에 도시하는 바와 같이, 청 필터 마크(26B)를 형성한다.

또한, 청 필터(23B)를 형성하는 공정에서는, 청색과 같은 단파장의 광(B광)을 사용하기 때문에, 반도체 기판(10)의 표면측의 액티브 에어리어(15A)를 검지할 수 없다. 이로 인해, 반도체 기판(10)의 이면 위에 형성된 적 필터 마크(26R)에 맞추어 청 필터(23B)를 형성한다.

그 후, 반도체 기판(10)의 이면 위에 형성된 적 필터(23R)의 위치에 맞추어, 도 1에 도시하는 바와 같이, 마이크로 렌즈(25)를 형성한다. 즉, 다이싱 라인 영역에 얼라이먼트 마크로 형성된 적 필터 마크(26R)를 위치 정렬의 기준으로 하여 마이크로 렌즈(25) 위치를 결정한다.

본 실시 형태에 따르면, 복수의 색 필터를 형성할 때, 최초에 형성하는 색 필터를, 장파장의 적색의 광을 투과하는 적 필터로 하고 있으므로, 리소그래피를 행할 때, 이면 계면보다 깊은 위치에 있는 액티브 에어리어를 검출할 수 있다. 이에 의해, 포토다이오드를 포함하는 액티브 에어리어에 색 필터의 위치를 정렬할 수 있다.

또한, 전술한 제조 방법이면, 반도체 기판의 이면에 전용의 마크를 형성할 필요가 없다. 예를 들어, 반도체 기판의 이면에 트렌치를 형성하거나, 액티브 에어리어가 형성된 영역의 실리콘 기판을 파낼 필요가 없다. 이에 의해, 이면 조사형의 고체 촬상 장치에 있어서도, 공정수를 늘리는 일 없이, 포토다이오드를 포함하는 액티브 에어리어에 색 필터를 높은 정밀도로 위치 정렬하는 것이 가능하다.

[제2 실시 형태]

제2 실시 형태에서는, 적 필터를 형성한 후, 청 필터를 적 필터에 맞추어 형성하고, 마지막에 녹 필터를 적 필터에 맞추어 형성한다. 또한, 적 필터와 청 필터의 면적은, 녹 필터의 면적에 대하여 8할이나 9할 정도의 크기로 한다. 즉, 녹 필터의 면적을, 적 필터 및 청 필터의 면적과 비교하여 조금 크게 한다. 또한, 제조 공정은, 예를 들어 제1 실시 형태에 있어서의 녹 필터와 청 필터의 형성 공정을 교체하면 된다.

본 실시 형태에서는, 녹 필터의 면적을, 적 필터 및 청 필터의 면적보다 크게 하고 있다. 이에 의해, 녹 필터는 광의 감도 특성에 가장 영향을 미치는 광을 투과하기 때문에, 광전 변환층에 있어서의 광의 감도 특성을 향상시킬 수 있다. 그 밖의 구성 및 효과는 제1 실시 형태와 마찬가지이다.

또한, 녹 필터보다 청 필터를 먼저 형성하였지만, 적 필터를 형성한 후, 녹 필터를 적 필터보다 1할이나 2할 크게 형성하고, 그 후에 청 필터를 형성해도 된다. 이와 같이 형성해도, 광전 변환층에 있어서의 광의 감도 특성을 마찬가지로 향상시킬 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 실시 형태에 따르면, 이면 조사형의 고체 촬상 장치 전용의 특수한 공정이나 마크를 형성하는 일 없이, 포토다이오드에 대하여, 위치 정렬 어긋남이 작은 색 필터와 마이크로 렌즈를 형성할 수 있다. 이에 의해, 색 필터의 정렬 어긋남에 의해 발생하는 혼색을 저감할 수 있어, 색채 재현이 양호한 화상을 얻을 수 있다.

본 발명의 몇 개의 실시 형태를 설명하였지만, 이들의 실시 형태는, 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하지 않는다. 이들 신규의 실시 형태는, 그 밖의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 여러 가지의 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시 형태나 그 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함되는 동시에, 특허청구의 범위에 기재된 발명과 그 균등한 범위에 포함된다.

Claims

제1 주면과 상기 제1 주면에 대향하는 제2 주면을 갖는 반도체 기판과,
상기 반도체 기판 내에 형성되고, 입사광을 전기 신호로 변환하는 제1, 제2 광전 변환층과,
상기 제1 주면에 형성되고, 상기 제1, 제2 광전 변환층으로부터 출력된 전기 신호를 처리하는 회로와,
상기 제2 주면 위에 상기 제1 광전 변환층에 대응하도록 배치되고, 상기 제2 주면측의 제1 하면과 상기 제1 하면에 대향하는 제1 상면을 갖는 제1 색 필터와,
상기 제2 주면 위에 상기 제2 광전 변환층에 대응하도록 배치되고, 상기 제2 주면측의 제2 하면과 상기 제2 하면에 대향하는 제2 상면을 갖는 제2 색 필터
를 구비하고,
상기 제1 색 필터는, 상기 반도체 기판을 통과한 광을 투과하는 분광 필터이며,
상기 제2 주면에 대하여 수직인 단면에 있어서, 상기 제1 하면의 길이는 상기 제1 상면의 길이보다 길고, 상기 제2 하면의 길이는 상기 제2 상면의 길이보다 짧은 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 색 필터는, 적색의 광을 투과하는 필터인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 색 필터는, 광의 감도 특성에 가장 영향을 미치는 광을 투과하는 필터인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
제3항에 있어서,
상기 제2 색 필터는, 녹색의 광을 투과하는 필터인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
제3항에 있어서,
상기 제2 색 필터는, 상기 제1 색 필터보다 큰 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
제1항에 있어서,
상기 반도체 기판 내에 형성되고, 입사광을 전기 신호로 변환하는 제3 광전 변환층과,
상기 제2 주면 위에 상기 제3 광전 변환층에 대응하도록 배치되고, 상기 제1, 제2 색 필터에 인접하는 제3 색 필터
를 더 구비하고,
상기 제3 색 필터는, 상기 제2 주면측의 제3 하면과 상기 제3 하면에 대향하는 제3 상면을 갖는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
제6항에 있어서,
상기 제2 주면에 대하여 수직인 단면에 있어서, 상기 제3 하면의 길이는 상기 제3 상면의 길이보다 짧은 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
제6항에 있어서,
상기 제2 색 필터는, 상기 제3 색 필터보다 큰 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
제6항에 있어서,
상기 제1, 제2, 제3 색 필터에 각각 대응하도록 배치된 마이크로 렌즈를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
입사광을 전기 신호로 변환하는 광전 변환층을 갖는 반도체 기판의 제1 주면에, 상기 광전 변환층으로부터 출력된 전기 신호를 처리하는 회로를 형성하는 공정과,
상기 반도체 기판의 상기 제1 주면에 대향하는 제2 주면 위에 상기 광전 변환층의 위치에 맞추어 제1 색 필터를 형성함과 함께, 상기 제2 주면 위에 제1 얼라이먼트 마크를 형성하는 공정과,
상기 제1 얼라이먼트 마크를 위치 정렬로서 사용하여, 상기 제2 주면 위에 제2 색 필터와 제2 얼라이먼트 마크를 형성하는 공정
을 구비하고,
상기 제1 색 필터와 상기 제1 얼라이먼트 마크를 형성하는 공정에서는, 제1 색 필터를 투과하고 상기 반도체 기판을 통과하는 광을 사용하여, 상기 광전 변환층에의 위치 정렬이 행해지는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
제10항에 있어서,
상기 제1 색 필터는, 상기 제2 색 필터보다 파장이 긴 광을 투과하는 분광 필터인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
제10항에 있어서,
상기 제1 색 필터는, 상기 반도체 기판을 통과하는 적색의 광을 투과하는 분광 필터이며, 상기 제2 색 필터는 녹색 또는 청색의 광을 투과하는 분광 필터인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
제10항에 있어서,
상기 제1 얼라이먼트 마크를 위치 정렬로서 사용하여, 상기 제2 주면 위에 제3 색 필터와 제3 얼라이먼트 마크를 형성하는 공정을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
제13항에 있어서,
상기 제1 색 필터는, 상기 제2, 제3 색 필터보다 파장이 긴 광을 투과하는 분광 필터인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
제13항에 있어서,
상기 제1 색 필터는, 상기 반도체 기판을 통과하는 적색의 광을 투과하는 분광 필터이며, 상기 제2 색 필터는 녹색의 광을 투과하는 분광 필터이며, 상기 제3 색 필터는 청색의 광을 투과하는 분광 필터인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.