KR920008072B1 - 칼라필터의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
제1도는 종래의 칼라필터의 평면도.
제2도는 제1도를 XX'선으로 절단한 수직단면도.
제3도는 본 발명에 따른 칼라필터의 평면도.
제4도는 제3도를 YY'선으로 전단한 수직단면도.
제5a∼c도는 본 발명에 따른 칼라필터의 제조공정을 나타내는 수직단면도들.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 기판 2, 3 및 4 : 제1, 제2 및 제3포토다이오드
5 : 도전막 6 : 패드
7 : 절연막 10 : 전하전송소자(CCD)
31 : 평탄화층 33 : 제1염색층
35 : 제1중간층 37 : 제2염색층
39 : 제2중간층 41 : 제3염색층
43 : 보호막층 47 : 스크라이브선
본 발명은 고체촬상소자 및 표시장치에 사용하는 칼라필터의 제조방법에 관한 것이다.
최근 촬상용 전자관을 대체할 차세대의 촬상소자로서 전하결합소자(Charge Coupled Device; 이하 CCD라 칭함)등의 고체촬상소자가 각광받고 있는데, 이 고체촬성소자의 칼라화는 광전 변환 영역의 상부에 칼라필터를 형성함으로써 행하여지고 있다. 또한, 액정표시소자등의 표시소자는 전광변환영역의 상부에 칼라필터를 형성함으로써 칼라화를 할 수 있다. 상기 칼라필터는 젤라틴(Gelatin)등의 유기물질을 염색하여 형성하는 유기칼라필터와, 광학간섭을 이용한 무기칼라필터로 대별된다.
제1도는 종래의 일반적인 칼라필터의 평면도이다. 제1도에 도시된 칼라필터는 셀영역(L1)과 패드영역(L2)로 구분될 수 있는 CCD에 적용된 것이다. 상기 셀영역(L1)에는 입사광을 각각 마젠타(Magenta), 시안(Cyan) 및 옐로우(Yellow)의 색광으로 분광하는 제1,제2 및 제3염색층들(13)(17)(21)이 매트릭스(Matrix)형상으로 배치되어 있다. 이때 상기 제1, 제2 및 제3염색층들(13)(17)(21)은 순차배열되어 반복된다. 또한 상기 패드영역(L2)에는 패드(6)가 노출되어 있으며, 또한 상기 패드(6)를 제외한 영역들(L1)(L2)상에 보호막층(23)이 형성되어 있다.
제2도는 상기 제1도를 XX'선으로 자른 수직단면도로서, 구조를 설명한다.
셀영역(L1)의 표면이 요철(凹凸)구조로 이루어진 반도체기판(1)의 요부분에 제1,제2 및 제3포토다이오드들(2)(3)(4)이 형성되어 있고, 철부분에 도전막(5)과 절연막(7)이 형성된 CCD(10)가 있다. 또한 상기 CCD(10)는 패드영역(L2)에 상기 절연막(7)이 제거되어 패드(6)가 노출되어 있다. 상기 CCD(10)의 상부에 상기 패드(6)부분을 제외한 나머지 부분에 폴리이미드(Polyimide)등의 투명한 물질로 평탄화층(11), 제1 및 제2중간층들 (15)(19)과 보호막층(23)의 적층되어 있다. 상기 평탄화층(11)과 제1 및 제2중간층들(15)(19)의 각 표면상에 제1, 제2 및 제3염색층들(13)(17)(21)이 상기 제1,제2 및 제3포토다이오드들(2)(3)(4)과 대응하도록 형성되어 있다.
상술한 구조를 실현하는 제조공정을 간단히 설명한다.
상기 CCD(10)의 전면에 폴리이미드등의 투명한 물질을 도포하여 평탄화층(11)을 형성한다. 그 다음 상기 평탄화층(11)의 표면에 카세인(Casein)또는 젤라틴등의 감광물질을 도포하고, 사진방법에 의해 상기 제1포토다이오드(2)와 대응하도록 패턴을 형성한다. 그 다음 상기 평탄화층(11)과 패턴에 염료를 도포한다. 이때 상기 패턴은 상기 염료들과 반응하여 제1염색층(13)이 된다.
그 다음 상기 평탄화층(11)의 표면에 있는 염료를 탈이온수에 의해 제거한다. 그후 상기 평탄화층(11)과 제1염색층(13)의 표면상에 상기 폴리이미드등의 투명한 물질로 제1중간층(15)을 형성한다. 계속해서 전술한 제1염색층(13) 및 제1중간층(15)을 형성하는 방법으로 제2염색층(17), 제2중간층(19) 및 제3염색층(21)을 순차적으로 형성한다. 이때 상기 제2 및 제3염색층들(17)(21)은 상기 제2 및 제3포토다이오드들 (3)(4)과 대응되어 형성된다. 또한 입사광에서 상기 제1 및 제2 및 제3염색층들(13)(17)(21)이 마젠타, 시안 및 옐로우의 색광들 중 어느 하나씩을 분광하기 위해서는 염료로 마젠타, 시안 및 옐로우 중 어느 하나를 각각 이용한다. 그 다음 상기 제2중간층(19)과 제3염색층(21)의 표면에 폴리이미드등의 투명한 물질을 도포하여 보호막층(23)을 형성하고 개구(25)를 형성하여 상기 패드(6)를 노출시킨다.
상술한 종래의 칼라필터는 전극을 형성하기 위하여 패드만이 노출되도록 개구를 형성하므로 노광시 마스크의 오정렬(misalign)에 의해 수율이 저하되며, 후속 공정인 패드에 와이어본딩(wire bonding)을 할 때 어려웠다. 또한 소자들을 분리하기 위해 절단할 때 발생되는 폴리이미드등의 입자로 인하여 소자특성이 나빠지는 문제점이 있었다. 따라서 본 발명의 목적은 소자특성이 양호하고 수율을 향상시킬 수 있는 칼라필터의 제조방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 셀영역에 복수의 화소들이 매트릭스형상으로 배치되고 패드영역의 소정부분에 패드가 노출된 모재에 적어도 한 개의 분광특성을 가진 칼라필터의 제조방법에 있어서, 상기 모재의 전표면에 투광체인 평탄화층을 형성하는 제1공정; 상기 평탄화층의 상부에 각 화소와 대응하고 적어도 한 개의 서로 다른 색광을 선택적으로 분광하는 염색층들과, 중간층들을 형성하는 제2공정 ; 상기 제2공정에 있어서 전면에 보호막층을 형성하는 제3공정; 그리고, 상기 패드영역의 모재를 노출하는 제4공정으로 형성함을 특징으로 한다.
이하 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제3도는 본 발명에 따른 칼라필터의 평면도이다. 상기 제3도에서 칼라필터는 CCD에 적용된 것이나 다른 촬상소자 및 표시소자에 적용될 수 있음을 유의하여야 한다. 상기 CCD는 경계선(45)에 의해 셀영역(L1)과 패드영역(L2)으로 구분될 수 있으며, 상기 셀영역(L1)에는 입사광을 각각 마젠타, 시안 및 옐로우의 색광으로 분광하는 제1, 제2 및 제3염색층들(33)(37)(41)이 매트릭스 형상으로 배치되어 있다. 이때 상기 제1, 제2 및 제3염색층들(33)(37)(41)은 순차 배열로 반복되며, 또한 상기 셀영역(L1)의 전면에는 보호막층(43)이 형성되고, 상기 패드영역(L2)은 노출된다.
제4도는 상기 제3도를 Y-Y'선으로 자른 수직단면도로서, 구조를 설명한다.
표면이 요철구조로 이루어진 반도체기판(1)의 요부분에 제1, 제2 및 제3포토다이오드들(2)(3)(4)이 형성되어 있고, 철부분에 도전막(5)과 절연막(7)이 형성된 CCD(10)가 있다. 또한 상기 CCD(10)는 패드영역(L2)의 소정부분에 상기 절연막(7)이 제거되어 패드(6)가 노출되어 있다. 상기 CCD(10)의 셀영역(L1)상에 폴리이미드등의 투명한 물질으로 평탄화층(31), 제1 및 제2중간층들(35)(39)과 보호막층(43)이 적층된다. 상기 평탄화층(31), 제1 및 제2중간층들(35)(39)의 표면에 상기 제1, 제2 및 제3포토다이오드들(2)(3)(4)과 각각 대응하는 제1, 제2 및 제3염색층들(33)(37)(41)이 형성된다. 그리고 상기 패드영역(L2)은 노출되어 상기 패드(6)와 절연막(7)이 노출된다.
제5a도∼5c도는 본 발명에 따른 칼라필터를 제조방법을 나타내는 수직단면도들이다.
제5a도를 참조하면, CCD(10)의 상부에 파장이 400∼700nm인 빛을 90% 이상 투과할 수 있는 폴리이미드등의 물질을 도포하여 평탄화층(31)을 형성한다. 상기 평탄화층(31)은 상기 절연막(7)을 기준으로 3000 Å 정도의 두께가 되도록 한다. 그 다음 상기 평탄화층(31)의 표면에 중크롬산이 함유된 카세인 또는 젤라틴등의 감광물질을 도포한 후 사진공정에 의해 염색층패턴을 형성한다. 이때 상기 염색층 패턴은 상기 제1포토다이오드(2)와 대응하여 형성된다. 그 다음 상기 평탄화층(31)과 염색층패턴에 염료를 도포한다.
이때 상기 염색층패턴은 상기 염료와 반응하여 제1염색층(33)이 된다. 그 후 상기 평탄화층(31)에 도포된 염료를 탈이온수에 의해 제거한다.
다음 제5b도를 참조하면, 상기 평탄화층(31)과 제1염색층(33)의 표면에 상기 폴리이미드등의 투명한 물질을 7000Å 정도로 도포하여 제1중간층(35)을 형성한다. 그 다음 전술한 상기 제1염색층(33)과 제1중간층(35)의 형성방법과 동일한 방법으로 제2염색층(37), 제2중간층(39) 및 제3염색층(41)을 순차적으로 형성한다. 상기 제2 및 제3염색층들(37)(41)은 상기 제2 및 제3포토다이오드들(3)(4)과 대응하여 형성된다. 또한, 상기 제1,제2 및 제3염색층들(33)(37)(41)이 입사광에서 마젠타, 시안 및 옐로우의 색광들중 각각 어느 하나의 색광을 분광하기 위해서는 각각 마젠타, 시안 및 옐로우 중 어느 하나의 염료로 염색된다. 또한 상기 제1 및 제2중간층들(35)(39)은 상기 제2 및 제3염색층들(37)(41)을 형성할 때 염료들이 상기 제1 및 2염색층들(33)(37)에 접촉되는 것을 방지하여 혼색을 방지한다.
다음 제5c도를 참조하면, 상기 제2중간층(39)과 제3염색층(41)의 표면에 상기 폴리이미드등의 투명한 물질을 1μm 정도로 도포하여 보호막층(43)을 형성한다. 그 다음 상기 패드영역(L2)상의 평탄화층(31), 제1 및 제2중간층(35)(39)과 보호막층(43)을 사진공정으로 제거하여 절연막(7)을 노출시킨다. 이때 상기 패드(6)도 노출된다.
상술한 칼라필터는 와이어본딩을 하기 위하여 패드(6)를 노출시킬 때 패드영역(L2)을 노출시키므로 마스크의 오정렬 마진(misalign margin)을 높일 수 있으며, 또한 와이어 본딩 공정이 용이해진다. 또한 소자들을 분리하기 위해 스크라이브선(47)을 따라 절단할 때 상기 평탄화층(31), 제1 및 제2중간층들(35)(39)과 보호막층(43)을 이루는 투광물질의 입자들이 발생되지 않으므로 소자의 특성이 향상된다.
따라서 본 발명은 패드 노출시 마스크의 오정렬 마진을 크게 할 수 있으므로 수율이 향상되고 와이어 본딩을 용이하게 할 수 있다. 또한 소자 분리시 투광물질의 입자들이 발생되지 않으므로 소자의 특성을 향상시킬 수 있는 잇점이 있다.
Claims (1)
- 셀영역에 복수의 화소들이 매트릭스형상으로 배치되고 패드영역의 소정부분에 패드가 노출된 모재에 적어도 한 개의 분광특성을 가진 칼라필터의 제조방법에 있어서, 상기 모재의 전표면에 투광체인 평탄화층을 형성하는 제1공정; 상기 평탄층의 상부에 각 화소와 대응하고 적어도 한 개의 서로 다른 색광을 선택적으로 분광하는 염색층들과, 중간층들을 형성하는 제2공정; 상기 제2공정에 있어서 전면에 보호막층을 형성하는 제3공정; 그리고 상기 패드영역의 모재를 노출하는 제4공정으로 형상함을 특징으로 하는 칼라필터의 제조방법.
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