KR920008073B1 - 칼라필터의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
제1a도∼1d도는 종래의 칼라필터의 제조방법.
제2a도∼2d도는 본 발명에 따른 칼라필터의 제조방법.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
31 : 기판 32, 33 및 34 : 제1, 제2 및 제3포토다이오드
35 : 절연막 37 : 금속도전막
38 : 평탄화물질층 39 :평탄화층
40 : 마스크 41 : 평탄화층패턴
42 : 투광영역 43 : 부식방지층
45 : 제1염색층 47 : 제1중간층
49 : 제2염색층 51 : 제2중간층
52 : 제3염색층 55 : 보호막층
57 : 개구
본 발명은 칼라필터의 제조방법에 관한 것으로, 특히 고체촬상소자 및 표시장치에 사용되는 칼라필터의 제조방법에 관한 것이다.
최근 촬상용전자관이나 전자관을 대신할 차세대의 촬상소자로써 각광받고 있는 고체촬상소자의 칼라화는 광전변환영역의 상부에 칼라필터를 형성함으로써 행해지고 있다. 또한 액정표시소자(Liquid Crystal Display; LCD)등의 표시소자의 칼라화는 전광변환영역의 상부에 칼라필터를 형성함으로써 행해지고 있다. 칼라필터의 종류에는 카세인(Casein) 또는 젤라틴(Gelatin)등의 유기물을 염색하여 형성하는 유기필터와, 광학간섭을 이용하는 무기필터가 있다. 그러나 상기 필터등의 종류중 유기필터의 가격이 저렴하여 더 많이 이용되고 있다.
제1a도∼1d도는 종래의 전하결합소자(Charge Coupled Device : 이하 CCD라 칭함)용 칼라필터의 제조공정을 나타내는 수직단면도로서, 제조공정을 간단히 서술한다.
제1a도를 참조하면 기판(1)의 표면이 요철(凹凸)구조로 이루어져 요(凹)부분의 표면에 포토다이오드 어레이(2)(3)(4)가 형성되어 있고, 철(凸) 부분의 표면에 금속 도전막(7) 및 절연막(5)이 형성되어 있으며, 또한 패드 영역에는 절연막(5)이 제거되어 금속도전막(7)이 노출된 CCD가 있다. 상기 CCD의 전표면상에 폴리이미드(Polyimide)등의 투명한 물질을 도포한다. 이때 상기 폴리이미드등의 투명한 물질은 점성에 의해 패드영역이 요부분보다 두껍게 도포된다. 그 다음 상기 폴리이미드등의 투명한 물질을 통상의 사진방법에 의해 상기 포토다이오드어레이(2)(3)(4)의 상부에만 남기고 나머지는 제거한다. 이때 상기 패드영역의 금속도전막(7)은 노출되며, 상기 포토다이오드어레이(2)(3)(4)의 상부에 남는 폴리이미드등의 투명한 물질은 평탄화층(9)이 된다.
제1b도를 참조하면, 전술한 구조의 전표면에 상기 평탄화층(9)들을 형성하는 물질과 동일한 폴리이미드등의 투명한 물질을 도포한다. 그후 상기 폴리이미드등의 투명한 물질을 통상의 사진방법에 의해 상기 패드영역에 형성되어 있는 금속도전막(7)의 상부에만 남기고 나머지 영역상에 있는 것을 제거한다. 이때 상기 패드영역의 금속도전막(7)상부에 남는 폴리이미드등의 투명물질은 부식방지층(13)이 된다.
제1c도를 참조하면, 전술한 구조의 전표면에 중크롬산이 함유된 카세인(Casein) 또는 젤라틴(Gelatin)등의 감광물질을 도포한 후, 사진방법에 의해 상기 포토다이오드(2)상부를 제외한 나머지영역의 감광물질을 제거한다. 그 다음 상기 감광물질을 염색하여 염색층(15)을 형성한다. 상기 염색층(15)은 상기 감광물질을 염색물질로 염색하여 형성하는데, 이때 상기 감광물질이 도포되어 있지 않는 나머지 영역, 즉 절연막(5)과 부식방지막(13)상의 염색물질은 탈이온수에 의해 제거한다. 또한 상기에서 부식방지층(13)은 상기 염색층(15)을 형성할 때 이 염색층(15)을 이루는 물질이나 염색물질에 의해 패드영역의 금속도전막(7)이 부식되는 것을 방지한다. 상기 염색층(15)이 입사하는 광에서 마젠타(Magenta), 시안(Cyan) 및 옐로우(Yellow)등의 색광들 중 어느 하나를 분광하기 위해서는 염색물질로 각각 마젠타, 시안 또는 옐로우 등의 물질중 어느 하나로 염색한다.
제1d도를 참조하면 전술한 구조의 표면에 폴리이미드를 도포하여 염색시 색분리를 하는 중간층(17)을 형성한다. 그 다음 상기 중간층(17)의 상부에 포토다이오드(3)와 대응하도록 상기와 동일한 방법에 의해 염색층(19)을 형성한다. 계속해서 상기와 동일한 방법으로 중간층(21)과 염색층(23)을 형성한 후 전면에 폴리이미드를 도포하여 보호막층(25)을 형성하고 전극을 형성하기 위한 개구(27)를 형성하여 패드영역의 금속도 전막(7)을 노출시킨다.
상술한 종래의 칼라필터는 광전소자어레이 또는 전광소자어레이와 대응하는 평탄화층들과 염색층을 이루는 물질과 염색물질에 의해 패드영역의 금속도전막의 부식을 방지하기 위한 부식방지막을 각기 별도의 공정에 의해 형성하므로 공정이 복잡해지고 수율이 저하되었다. 또한 부식방지막을 형성할 때 각 평탄화층들의 표면특성이 나빠지게 되어 광특성이 저하되는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 평탄화층들과 부식방지층을 동일공정에 의해 형성하므로 공정이 간단하고 수율을 향상시킬 수 있는 칼라필터의 제조방법을 제공함에 있다.
또, 본 발명의 다른 목적은 평탄화층들의 표면특성을 개선시켜 광특성을 향상시킬 수 있는 칼라필터의 제조 방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 반도체기판상에 매트릭스형상으로 배치된 복수의 포토다이오드들에 대응하여 서로 다른 분광특성을 가진 염색층들을 적어도 두 개를 구비한 전하결합소자용 칼라필터의 제조방법에 있어서, 상기 포토다이오드를 상에 투광체인 평탄화층들을 형성함과 동시에 패드영역의 금속도전막상에 부식방지층을 형성하는 제1공정과, 상기 평탄화층들 상에 적어도 두 개의 서로 다른 염색층들과 중간층들을 형성하는 제2공정과, 보호막층을 형성하고 상기 패드영역에 개구를 형성하는 제3공정으로 이루어짐을 특징으로 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
제2a도∼2d도는 본 발명에 따른 칼라필터를 제조하기 위한 바람직한 일 실시예를 나타낸 수직단면도로써, 칼라필터가 CCD에 적용되어 실현되는 것을 나타낸다. 그러나 본 발명에 따른 칼라필터가 다른 고체촬상소자 및 표시소자에 적용될 수 있음을 유의하여야 한다.
제2a도를 참조하면 실리콘기판(31)은 표면이 요철구조로 이루어져 요부분의 표면에 포토다이오드어레이(32)(33)(34)가, 철부분의 표면에 금속도전막(37) 및 절연막(35)이 형성되어 있으며, 또한 패드영역에는 절연막(35)이 제거되어 금속도전막(37)이 노출된 CCD가 있다. 상기 CCD의 전표면상에 폴리이미드등의 투명한 물질을 도포하여 평탄화물질층(38)을 형성한다. 이때 상기 평탄화물질층(38)은 폴리이미드등 물질의 점성에 의해 요부분의 상부보다도 패드영역에 두껍게 도포된다. 즉, 상기 폴리이미드등의 투명물질이 요부분의 상부에 t1의 두께로 패드영역에 t2의 두께로 도포된다면 t1은 3000 Å 정도이고 t2는 4μm 정도가 된다. 그 다음 상기 폴리이미드등의 투명한 평탄화물질층(38)에 마스크(40)를 통하여 자외선(Ultraviolet) 또는 원자외선(Deep Ultraviolet)을 선택적으로 조사한다. 이때 상기 평탄화물질층(38)의 두께가 t1인 요부분이 과잉노출(Over Expourse)되고, 두께가 t2인 패드영역에서 과소노출(Under Expourse)되도록 한다.
상기에서 상기 평탄화물질층(38)은 철부분에서의 두께 t1가 매우 얇으므로 마스크(40)의 평탄화막패턴(41)들의 크기에 따라 상기 패드영역의 노출깊이 t3가 제어된다. 또한 부식방지층을 형성하기 위한 상기 마스크(40)의 투광영역(42)은 상기 평탄화물질(38)의 해상력(Resolution) 및 마스크정렬에 따라 제한된다. 즉, 상기 평탄화물질층(38)이 양성감광물질(Postive Photoresist)로 형성되었을 때 마스크(40)의 평탄화막패턴(41)들은 형성하고자 할 평탄화층들 보다 크며, 마스크(40)의 자외선 또는 원자외선을 투과시키는 투광영역(42)은 형성하고자 하는 부식방지층보다 큰 것이 바람직하다. 또한 평탄화물질층(38)이 음성감광물질(Negative Photoresist)로 형성되었을 때 평탄화층들을 형성하기 위하여 자외선 또는 원자외선을 투과시키는 마스크(40)의 투광영역은 형성하고자 하는 평탄화층보다 작으며, 부식방지층을 형성하기 위한 부식방지층패턴은 형성하고자하는 부식방지층보다 큰 것이 바람직하다.
다음 제2b도를 참조하면, 상기 자외선 또는 원자외선에 노출된 상기 평탄화물질을 제거한다. 따라서 상기 철부분의 평탄화물질은 제거되어 요부분들에는 평탄화층(39)들이, 패드부분에는 평탄화층(39)과 부식방지층(43)이 형성된다. 상기 부식방지층(43)은 금속도전막(37)의 부식을 방지하기 위한 것으로 얇게 형성하는 것이 바람직하다.
다음 제2c도를 참조하면, 전술한 구조의 전면에 카세인 혹은 젤라틴등의 감광물질을 두껍게 도포한 후 사진방법에 의해 상기 제1포토다이오드(32)의 상부를 제외한 나머지영역의 감광물질을 제거한다. 그 다음 상기 감광물질을 염색하여 제1염색층(45)을 형성한다. 상기 제1염색층(45)은 상기 감광물질을 염색물질로 염색하여 형성하는데, 이때 상기 감광물질이 도포되어 있지 않는 나머지 영역상의 염색물질을 탈이온수에 의해 제거한다. 상기 제1염색층(45)이 입사하는 광에서 마젠타, 시안 및 옐로우등의 색광들 중 어느 하나를 분광하기 위해서는 염색물질로 마젠타, 시안 또는 옐로우등의 물질중 어느 하나로 염색하여 형성한다. 즉, 제1염색층(45)이 마젠타색의 광을 분광하기 위해서는 염색물질으로 마젠타를 사용한다. 그후 감광성 수지인 폴리이미드 도포하여 제1중간층(47)을 형성한다.
제2d도를 참조하면, 상기 제1중간층(47)의 상부에 상기 제2포토다이오드(33)에 대응하도록 제2염색층(49)을 상기 제1염색층(45)과 동일한 방법으로 형성한 후 제2중간층(51)을 형성한다. 상기 제2염색층(49)이 입사하는 광에서 시안 및 옐로우등의 색광중 어느 하나를 분광하기 위해서는 염색물질로 시안 또는 옐로우등의 물질중 어느 하나를 이용한다. 즉, 제2염색층(49)이 시안색의 광을 분광하기 위해서는 염색물질로 시안을 사용한다. 이때 상기 제1중간층(47)은 제2염색층(49)을 형성하기 위한 염색물질이 제1염색층(45)에 염색되어 색이 혼색되는 것을 방지한다.
계속해서 상기 제1염색층(45)과 제1중간층(47)의 표면상에 상기 제2중간층(51)을 형성한 후, 이 제2중간층(51)의 상부에 상기 제3포토다이오드(34)와 대응하도록 제3염색층(53)을 형성한다. 상기 제3염색층(53)이 옐로우색의 광을 분광하기 위해서는 염색물질로 옐로우를 사용한다. 그 다음 상기 제2중간층(51)과 제3염색층(53)상에 폴리이미드를 도포하여 보호막층(55)를 형성한 후 전극을 형성하기 위한 개구(57)을 형성하여 상기 패드영역의 도전막(37)을 노출시킨다.
상술한 바와 같이 본 발명은 염색층을 이루는 중크롬산이 함유된 카세인 또는 젤라틴등의 물질과 염색물질에 의해 패드영역의 금속도전막이 부식되는 것을 방지하기 위한 부식방지막을 평탄화막과 동일한 공정에 의해 형성하므로 제조공정이 단순해지고, 또한 상기 평탄화막의 표면에 결함이 발생되는 것을 억제하게되므로 광특성이 개선되고 수율이 향상되는 이점이 있다.
Claims (8)
- 반도체기판상에 매트릭스형상으로 배치된 복수의 포토다이오드들에 대응하여 서로 다른 분광특성을 가진 염색층들을 적어도 두 개를 구비한 전하결합소자용 칼라필터의 제조방법에 있어서, 상기 포토다이오드들상에 투광체인 평탄화층들을 형성함과 동시에 패드영역의 금속도전막상에 부식방지층을 형성하는 제1공정과, 상기 평탄화층들 상에 적어도 두 개의 서로 다른 염색층들과 중간층들을 형성하는 제2공정과, 보호막층을 형성하고 상기 패드영역에 개구를 형성하는 제3공정으로 이루어짐을 특징으로 하는 칼라필터의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 부식방지층 형성시 상기 평탄화층을 형성하기 위한 마스크상의 평탄화층 패턴 또는 투광영역의 크기에 의해 패드영역의 평탄화물질의 노출두께를 제어함을 특징으로 하는 칼라필터의 제조방법.
- 제2항에 있어서, 상기 부식방지층이 양성감광물질로 이루어질 때 상기 마스크상의 평탄화층 패턴이 상기 평탄화층보다 큼을 특징으로 하는 칼라필터의 제조방법.
- 제2항에 있어서, 상기 부식방지층이 음성감광물질로 이루어질 때 상기 마스크상의 투광면적이 상기 평탄화층보다 작음을 특징으로 하는 칼라필터의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 부식방지층 형성시 마스크정렬 및 물질의 해상력에 의하여 마스크상의 부식방지층 패턴 또는 투광영역의 크기를 제어함을 특징으로 하는 칼라필터의 제조방법.
- 제5항에 있어서, 상기 부식방지층이 양성감광물질로 이루어질 때 상기 마스크상의 투광영역이 부식방지층보다 큼을 특징으로 하는 칼라필터의 제조방법.
- 제5항에 있어서, 상기 부식방지층이 음성감광물질로 이루어질 때 상기 마스크상의 부식방지층 패턴이 부식방지층보다 큼을 특징으로 하는 칼라필터의 제조방법.
- 모제에 매트릭스형상으로 배치된 복수의 화소들에 각각 대응하여 서로 다른 분광특성을 가진 염색층들을 적어도 두 개를 구비한 칼라필터의 제조방법에 있어서, 상기 화소들상에 투광체인 평탄화층들을 형성함과 동시에 패드영역에 부식방지층을 형성하는 제1공정과, 상기 평탄화층 상에 적어도 두 개의 서로 다른 염색층들과 중간층들을 형성하는 제2공정과, 투광체인 보호막층을 형성하는 제3공정으로 이루어짐을 특징으로 하는 칼라필터의 제조방법.
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1990
- 1990-02-28 KR KR1019900002609A patent/KR920008073B1/ko not_active IP Right Cessation
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| KR910016086A (ko) | 1991-09-30 |
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