TW200539436A - Solid-state imaging device, method for manufacturing the same and camera - Google Patents

Solid-state imaging device, method for manufacturing the same and camera Download PDF

Info

Publication number
TW200539436A
TW200539436A TW094116488A TW94116488A TW200539436A TW 200539436 A TW200539436 A TW 200539436A TW 094116488 A TW094116488 A TW 094116488A TW 94116488 A TW94116488 A TW 94116488A TW 200539436 A TW200539436 A TW 200539436A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
color filter
solid
color
light
state imaging
Prior art date
Application number
TW094116488A
Other languages
English (en)
Inventor
Masato Kobayashi
Original Assignee
Matsushita Electric Ind Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Ind Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Ind Co Ltd
Publication of TW200539436A publication Critical patent/TW200539436A/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/148Charge coupled imagers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/1462Coatings
    • H01L27/14621Colour filter arrangements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14683Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14685Process for coatings or optical elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/14625Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L27/14627Microlenses
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/10Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming different wavelengths into image signals
    • H04N25/11Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics
    • H04N25/13Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements
    • H04N25/134Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements based on three different wavelength filter elements
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/10Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming different wavelengths into image signals
    • H04N25/11Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics
    • H04N25/13Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements
    • H04N25/135Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements based on four or more different wavelength filter elements
    • H04N25/136Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements based on four or more different wavelength filter elements using complementary colours
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0216Coatings
    • H01L31/02161Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02162Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for filtering or shielding light, e.g. multicolour filters for photodetectors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Description

200539436 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於具備晶片上滤色器(on询肋er) 以及具備該固態攝影裝置 之固態攝影裝置及其製造方法, 之攝影機。 【先前技術】 以往’具有將光線轉換成電荷之光電轉換部之CCD固 態攝影裝置及刪固態攝影裝置等之固態攝影裝置,係 用於攝影機及數㈣目機、或是傳真機等各式各樣之 入機器。 另外,就此等之固態攝影褒置而言,具備滤色器之彩 色固態攝影裝置乃眾所皆知。習知之彩色固態攝影裝置, 係例如於二維排列於固態攝影元件之受光元件之受光面, 以-個受光元件對應一色之既定圖案積層由紅色⑻、藍色 (B)、綠色⑹所組合之原色濾色器,或是由青藍色、 洋紅色(M)、黃色⑺、綠色(G)所組合成之補色遽色器。 如此,一般而言將積層於受光元件 之為晶片上濾色器。 之…上之慮色器稱 但是,朝彩色固態攝影裝置之受光面之入射光, 必會對受光面呈垂直且彼此相互平行。由傾斜方向朝受光 面射入之光線,係斜向透過1片濾色器而射入於相鄰之受 光凡件,如此會產生混色之問題。 又 為了解決如此之混色問題,眾所皆知之彩色固態攝影 200539436 ' .裝置91係例如第19圖所示,於藉由光二極體(PD)形成 之受光像素區域之邊界部(像素邊界部),設置黑色遮光膜 〜96c。(例如,參照特公平8_8344號公報(第3〜4頁, 第1〜3圖))。第19圖所示之彩色固態攝影裝置係透過以下 之步驟而製得。 , 首先,於固態攝影元件91攝影面上之像素邊界部,將 一可染性樹脂圖案化成既定膜厚後用黑色染料加以染色,藉 •此形成第1遮光膜96a。其次,於此遮光膜96a所區隔區 域中之既疋區域,將可染性樹脂圖案化後加以染色,藉此 形成第1濾色器(r)93。 其次’於形成有第1遮光膜96a及第1濾色器93之受 光面上形成透明之防染膜97,接著在該像素邊界部,將可 染性樹脂圖案化成既定膜厚後用黑色染料加以染色,藉此 形成第2遮光膜96b。其次,於此遮光膜9以所劃分區域 中之既定區域,將可染性樹脂圖案化後加以染色,藉此形 φ 成第2濾色器(G)94。 再者’與上述步驟同樣地,形成透明之防染膜98、第 3遮光膜96c、第3濾色器(B)95,最後形成透明之防染膜 99來作為保護層。 如此般’藉由於像素邊界部形成黑色遮光膜96a〜96c, 例如朝B之濾、色器95傾斜射入而透過之光線,能被遮光 膜96a〜96c遮住,而不會往相鄰之受光像素區域(pD部)92 入射。藉此’可防止傾斜光所產生之混色。 然而’上述習知構造之問題在於,其製造過程必須經 200539436 ,由(1)形成黑色遮光膜、(2)形成第丨濾色器、(3)形成 防染膜、(4)形成黑色遮光膜、(5)形成第2濾色器、(6)形 成防染膜、(7)形成黑色遮光膜、(8)形成第3渡色器、 以及(9)形成保護層等眾多的步驟。 1 【發明内容】 . 本發明有鑒於此問題,其目的乃藉由更簡單之製造過 Φ程來提供一種固態攝影裝置,其具有可防止傾斜光所造成 之相鄰像素混色之晶片上濾色器。 為了達成上述目的,本發明之固態攝影裝置,具有: 半導體基板;受光元件,於該半導體基板上形成矩陣狀; 以及濾色器層,形成於該受光元件之上層,由3色以上之 濾色器所構成;其特徵在於:於該濾色器層中,在2相異 色之濾色器相鄰接之像素邊界部之至少一部分,具有不同 於該2色之濾色器壁。 • ”又,本發明之固態攝影裝置之製造方法,其特徵包含: 於半導體基板上將受光元件形成為矩陣狀之步驟;以及於 §亥党光元件之上層依序形成至少第1至第3色之濾色器之 =驟;而於形成該第i至第3色濾、色器之步驟之至少任— =驟中’係將與該步驟形成之濾色器同色之渡色器壁,形 界^該^器不同色之2相異色渡色器相鄰接之像素邊 至少一部分。 依據本發明’能以更低成本提供具有可防止傾斜光所 、相鄰像素混色之晶片上濾色器之固態攝影裝置。 200539436 【實施方式】 本發明之固態攝影裝置,係具有:半導體基板;受光 元件,於该半導體基板上形成矩陣狀;以及濾色器層,形 成於該受光元件之上層,由3色以上之濾色器所構成;於 ’ 该濾色裔層中,在2相異色濾色器相鄰接之像素邊界部之 ^ 至少一部分,具有不同於該2色之濾色器壁。 _ 依據此構成,當透過某一像素濾色器之傾斜光射入濾 色器壁時,由於濾色器和濾色器壁之顏色彼此不同,故會 產生去除傾斜光之效果。藉此,可防止傾斜光所造成之混 色。由於不需要習知之黑色遮光膜,故可簡化製造過程, 且可提供更低成本之固態攝影裝置。 於上述構成之固態攝影裝置中,該濾色器層例如可由 原色拜爾(bayer)排列之濾色器、原色條狀(stripe)排列之濾 色器、或是補色之濾色器所構成。 • 於上述構成之固態攝影裝置中,若該濾色器層係由著 色之光阻劑所形成,由於無需染色步驟即可製造,可更加 降低製造成本。 在上述構造之固態攝影裝置,該濾色器壁具有大致相 同於該濾色器層之高度,且該濾色器壁之寬度亦可形成大 致均-型悲。或者,該濾色器壁亦可形成比該濾色器層較 低之型態。或是,該濾色器壁亦可形成越靠近該濾色器層 之入射光側其寬度越小的型態。依據後二個型態,不但可 確保廣大的像素開口面積、同時可防止傾斜光所造成之混 200539436 色。 本毛月亦包含具備上述任何一構造之固態攝影裝 置之攝影機。 、一再者,本發明之固態攝影裝置之製造方法,包含··於 半導體基板上形成矩陣狀受光元件之步驟;以及於該受光 ,元件之上層依序形成至少第1至第3色之濾色器之步驟; ‘而於形成w亥第i至第3色之濾色器之步驟至少任一步驟 鲁巾係、將與4步驟形成之濾色器同色之遽色器壁,形成於 與該遽色器不同色之2相異色遽色器相鄰接之像素邊界部 之至少一部分。 依據此製造方法,可製造能防止傾斜光所造成之相鄰 像素此色之固態攝影裝置。亦即,於此固態攝影裝置中, 當透過某一像素濾色器之傾斜光射入於濾色器壁時,由於 濾色器和濾色器壁之顏色互相不$,故會產生去除傾斜光 之效果。藉此,可防止傾斜光所造成之混色。而且,濾色 馨器壁係藉由與同色濾色器相同的步驟所形成,且無需習知 之黑色遮光膜形成步驟,故能簡化製造步驟,可提供更低 成本之固態攝影裝置。 於上述製造方法中,該濾色器和濾色器壁係可藉由光 微影來形成。此種情況,最好係使用著色光阻劑來作為該 濾色器及濾色器壁之材料。由於無需染色步驟,故可更加 簡化製造步驟。再者,當形成該濾色器壁時,藉由使用半 色調(half-tone)光罩或灰階色調(gray t〇ne)光罩,可 形成比该濾色器層較低之濾色器壁,或是,可形成越接近 200539436 濾色器層之入射光側其寬度越小之濾色器壁。 又上述之製w方法亦可包含:使用可染 該滤色器及滤色器壁之材料、並將該可染性: 步驟,及將圖案化之可染性樹脂予以 一化之 木巴疋步驟。此種情 況,敢好係於該可染性樹脂之染色步驟後,進一歩包含产 潤固定液之步驟。由於不需要防染膜,故可謀㈣化= 過程,並達成晶片上濾色器之薄膜化。 以下,參照圖式說明本發明固態攝影裝置之更具體之 實施型態。 (實施型態1 ) 以下說明本發明之一實施型態之固態攝影裝置。此外, 於此雖然舉出CCD固態攝影裝置來作為一實施型態例子, 但是本發明並非限定於CCD固態攝影裝置,亦可適用於 MOS型固態攝影裝置等。 本實施型態之固態攝影裝置如第1圖所示,於縱2χ橫 2之4像素中對角線上2像素配置〇濾色器4,於剩下2 像素其中1晝素配置R濾色器6,而於最後丨像素設置β 濾、色器5。具有基本上呈拜爾排列之濾色器層。但是,於 G濾、色器4和R濾色器6之邊界(像素邊界區域)具有B 濾色器壁5w,而於G濾色器4和B濾色器5之邊界(像 素邊界區域)具有R濾色器壁6w。 第2a圖係第1圖之a-a,線之剖面圖,而第2b圖係第 1圖之b-b’線之剖面圖。此外,於第2a圖及第2b圖中, 為了易於明白相鄰像素間之關係,而表示成列方向有3像 200539436 素的構造。 如弟2 a圖及笛1 k τ-ι ^ w 1Π . a b圖所示,本發明實施型態之固態攝 影t置10係具有丰道触甘 y 體基板1;複數光二極體2,於半導 體基板上1形成為祐_ ^ . 車狀;以及傳送電極9。傳送電極9 以鄰接於光二極體2沾士 ▲ 2的方式,透過絕緣膜12而設置於半 導體基板1上。而日你彳志w > ;傳迗電極9及絕緣膜12上面設置 遮光膜11,以阻止氺私& 先射射入傳送電極9。且於形成有光二 極體2及傳运電極9等 τ、干导體基扳1上層,例如設有由 透明丙烯酸S旨樹脂所形成之第1平坦膜3。 =於第1平坦臈3之上層形成有濾色 層由第2a圖可知,μ从& ^ ^ 35 關於拜爾排列之Gb列,於第丨平坦膜 3上層,分別對應於氺- 、 先—極體2而交互設置G濾色器4和 B滤色态5。再者,於士楚^ 丹有於此專G滤色器4和B滤色器5之 界設置有R濾色器壁6 壁…之高度係相同於 ,慮色益4和B遽色器5之厚度,且其寬度為均一的。 而且,由第2b圖可知,關於拜爾排列Gr列,於第 平坦膜3上層,分別對應於光二極體2而交互設置G 器4和R遽色器6。再者,於此等g遽色器*和r滤⑽ 6之邊界設置有b濾色器壁5"濾色器壁^之:: 相同於G濾色器4和R瀹耷聚 又係 , 慮色裔6之厚度,且其寬度為均一 的0 7 再者,於由上述G濾色器4、B濾色器5、R濾色器6、 R濾色器壁6w、以及B濾色器壁5w所形成之濾色器層之 上層,例如設置著由透明丙烯酸酯樹脂所形成之第^ I坦 11 200539436 膜7。而且,於第2单to Η替1 \ 乐J十坦膜7上層,分別對應於光二極體 2而設置微透鏡8,以使入射光聚光於各光二極體2。 ; 使用第3圖及第4圖來說明關於傾斜光射入上 述構造之固態攝影裝置1G情況。例如第3圖所示,透過r 濾色為6之光線係朝位於G濾色器*正下方之光二極體2 射入之It况此種情況,透過R渡色器6之傾斜光亦會透 過設置於此濾色器6旁之B濾色器壁5w。第4圖表示rgb 各色之光透過率。如帛4目所示,R光線於波長550nm以 下之透過率約〇%,相對之B光線於波長550nm以上之透 過率約0%。當混合不同色光線時,所混合光線之分光特 性乃為單色光線透過率之乘積。因此,透過如第3圖所示 之R濾色器6和B濾色器壁5w後之傾斜光透過率於全部 波長區域中大致為0〇/〇。因此,於G濾色器4正下方之光 極體2成乎不會產生起因於前述傾斜光之混色。 而且’於第3圖中,例如透過g濾色器4而朝R濾色 器6正下方之光一極體2射入之傾斜光透過率,如第4圖 所不’因G光線和R光線之透過率曲線重疊處較小,故除 一部分之波長區域(550〜600nm及650〜800nm)以外均成為 大致〇 /〇 °且’即使於550〜60Onm及650〜80Onm之波長區 域’其混色透過率亦變為極小。 相同地,如第2圖所示,透過G濾色器4和相鄰於此 之B渡色器壁5w之傾斜光透過率,由第4圖可知將大幅 降低。 田 如上述所言,於固態攝影裝置1 〇中,可有效防止傾斜 12 200539436 光所造成之相* 郇像素之混色。而且,固態攝影裝置1 〇之R、 G、B濾色哭 ^ °° 、5、6及濾色器壁5w以及6w,係形成具 有均一 1¾声> 、 層’慮色器層。因此’與第1 9圖所示之R、
Cjt λ I 、 曰 〆複數層所形成之習知構造相較下,可達成 曰曰其=色器之薄膜化,具有提昇感度之優點。 其—人,說明本實施型態之固態攝影裝置丨〇之製造方 法。 、’如第5圖所示’於半導體基板1上藉由公知手 法开y成光—極體2、絕緣膜12、傳送電極9、遮光膜11之 2,藉由旋轉塗布法整面塗布丙烯酸酯樹脂並加熱乾燥, 朴 成第1平坦膜3。其次,於第1平坦膜3表面形成 G濾、色器4。此時,相對於半導體基i上形成矩陣狀之 光二極體2,於行方向、列方向各空1個配置G濾色器4。 亦即’G濾色器4於受光面上配置形成交錯格子狀。此外, G遽色器4 ’例如於第1平坦膜3表面’將著色成綠色之 正型光阻缝布成均-厚度,以曝光於it色H 4形成部位 以外區:的方式配置光罩後,經照射光線、顯影來形成。 其次,以覆蓋G濾色器4和第1平坦膜3整體的方式, 藉由鉍轉塗布法塗布著色成藍色之正型光阻劑。而且,將 如第6圖所示之圖案光罩設置於前述藍色正型光阻劑上 方。此柃,將光罩配置成,使光罩中無圖案之區域(於第6 圖以虛線表不之區域61)對準於g濾色器4位置。 於此狀態,若從光罩上方照射光線,第6圖所示之c_ c’剖面上,如第7a圖所示,於光罩中無圖案區域6i之正 13 200539436 下方光阻齊丨,你# 係错由透過區域6 1後之光線而曝光。另外, 於弟 6圖之本宏丄 尤罩中’相當於光罩區域62部分之光阻劑, 二藉由光罩區土或62而遮光,故未曝光。因此,經顯影步 驟後,於第& 圖所示之c-c’剖面中,如第7b圖所示,僅相 當於光罩區祕 3 62部位殘留藍色光阻劑,藉此來形成B濾 • 色器5。 、、,又’於第6圖所示之d-d,剖面中,如第8a圖所示,於 •光罩中無圖案區域61及區域64(茲參照第6圖)正下方之 光阻劑’係藉由各個透過區域61及區域64後之光線而進 I [光另外’於第6圖之光罩中,相當於光罩區域63 部分之光阻劑,係藉由光罩區域63遮光,故未曝光。因 此,經顯影步驟後,於第6圖所示之d-d,剖面中,如第8B 圖所不,僅相當於光罩區域63部位殘留藍色光阻劑,藉 此以鄰接G濾、色器4之狀態來形成精色器壁5〜。 其次,以覆蓋第7b圖及第8b圖所示之G濾色器4及 • B濾色器:5以及濾色器5壁w整體的方式,藉由旋轉塗布 法塗布著色成紅色之正型光阻劑。而且,將如第9圖所示 之圖案光罩配置於前述紅色正型光阻劑之上方。此時,將 光罩配置成’使光罩中無圖案之區域(於第9圖以虛 之區域71)對準G濾色器4之位置。 、 於此狀態,若由光罩上方照射光,於第9圖所示之卜 e,剖面中,如帛10a圖所示,於光罩中無圖案區域η及區 域74(兹參照第9圖)正下方之光阻劑係藉由各個透過區域 71及區域74後之光線而曝光。另外,於第9圖之光罩中, 14 200539436 相當於光罩區域73部分之光阻劑由於係藉由光罩區域73 而遮光,故未曝光。因此,經顯影步驟後,於第9圖所示 之e-e,剖面中,如第1〇B圖所示,僅相當於光罩區域Μ 處部位殘留紅色之光阻劑,藉此於G渡色器4以及B滤色 為5之邊界形成r濾色器壁6w。 ^ 又,於第9圖所示之f_f,剖面中,如第11A圖所示, •於光罩中無圖案區域71正下方之光阻劑係藉由透過區域71 φ後之光線而曝光。另外,於第9圖之光罩中,相當於光罩 區域72部分之光阻劑係藉由光罩區域72而遮光,故未曝 光。因此,經顯影步驟後,於第9圖所示之e_e,剖面中, 囷所示,僅相當於光罩區域7 2部位殘留^L色光 阻劑,藉此來形成R渡色器6壁。 其:’於形成為第10b圖以及第Ub圖所示之濾色器 層上,藉由旋轉塗布法塗布丙烯酸酯樹脂並加熱乾燥,藉 此形成第2平坦膜7。再者,於第2平坦膜7之表面,藉 籲由形成微透鏡8來完成第2a圖以及第2b圖所示之固態攝 影裝置1 0。 依據以上製造方法’利用⑴形成G濾色器、⑺形成 B濾色器以及濾色器壁、(3)形成R濾色器以及濾色器壁之 v驟即可$成濾色器層。因此,如上述所言,相較於像 素邊界區域具有黑色遮光膜之習知構造,可簡化製造步 驟。 卜上述製造方法只不過係一例子,可進行各種變 • 於此,雖然係舉出依G、B、R的順序形成濾色
15 200539436 器之例子’但是形成濾色器之順序並非限定於此,任意順 序排列亦可。而且,亦可使用負型光阻劑來取代正型光阻 劑。此種情況,透過光線之區域和遮住之區域係與第6圖 以及第9圖相反,只要變更光罩圖案即可。 又’;慮色器層之材料亦可使用可染性樹脂等來代替上 • 述之著色光阻劑。此種情況,首先,將透明可染性樹脂圖 • 案化成任一色(例如G)之濾色器形狀後,再使用染料進行 參 染色。接著,於其上面形成防染膜後,再將透明可染性樹 脂圖案化成濾色器以及濾色器壁之形狀,並染色成下一色 (例如B)。再者,於其上面形成防染膜後,將透明可染性 樹脂圖案化成濾色器以及濾色器壁之形狀,並染色成下一 色(例如R)。 使用可染性樹脂之情況,可取代上述之使用防染膜, 而於染色步驟後追加浸潤固定液之步驟。此種情況,浸潤 固定液後之可染性樹脂,之後即使浸於其他染料亦不會染 φ 色,故無需防染膜,故具有不會增厚濾色器層之優點。 另外’於第2a圖以及第2b圖所不之R或是b濾色$ 壁6w、5w之高度係相同於濾色器層厚度,且其寬度約為 均一。但是,本發明之濾色器壁並非僅限定於此具體例子。 濾色器壁只要形成於像素邊界部之至少一部分即可。例如 即使藉由如第12a圖,第12b圖,第13a圖,第i3b圖所 示之構造,亦可達成防止相鄰像素之傾斜光所造成混色之 效果。 第12a圖所示之濾色器壁6w其高度係形成為濾色器 16 200539436 層厚度之1/2程度。如此之濾色器壁例如帛…圖所干, 可藉由制半色調光罩73H㈣為形錢色器壁部位^光 罩。此外,第14&圖所示之光罩,係在第9圖所示光罩的 73部分使料色調光罩73H。所謂半色調光罩係光透過率 約=50%程度之光罩。使用此光罩進行曝光後藉由顯影, 如第14b圖所示,可去除丰多嘴止$ f牛以以73H t蓋區域之光阻 劑上面約-半,形成約滤色器層1/2高度之遽色器壁一 此外,遽色器壁之高度不限於約滤色器層之Μ。藉由, 整光罩之透過率或調整曝光時間,可將滤色器壁形‘任意 之南度。 另二’如帛12b圖所示’亦可將比滤色器層厚度較低之滤 色益壁6w’ ’形成跨越像素邊界而重疊於^之濾色器4和 B之濾色器5兩者。 另外,於第Ua圖中,濾色器壁6w,於G之遽色器* 和B之:慮色器5之像素邊界部中,雖然係配置成重疊於B 之濾色器5,但是反之,亦可配置成重疊於〇之濾色器斗。
一 濾色器壁之寬度亦可為不均一。例如第1 3 a圖 所示,濾色器1 6w,,之寬度越靠近渡色器層之上層(光線 入=側寬度越小。依據此構造,不但可確保廣大的遽 色開Π,同日夺可有效防止射人於相鄰像素之傾斜光所造 成之混色。 第1 3 a圖所示之滤色器壁6 w,,,如第丨$圖所示, 可使用,階色調光罩73G㈣為濾、色器壁形成部位之光 罩 藉此來形成。另外,第15圖所示之光罩,係將第9 17 200539436 圖所示光罩中73部分作成灰階色調光罩73G。所謂灰階色 調光罩乃為光透過率為局部不同之光罩。為了形成第i3a 圖所示之濾色器壁6w,,,只要使用透過率朝第15圖中箭 頭A方向漸漸變高之光罩來作為灰階色調光罩73(}即可。 另外’滤色器壁6w,,之斜面角度較佳為,不致使垂直 射入受Μ而藉由微透鏡8朝光二極體2聚光之光線射入 此濾色器壁6w,,。 丹有,於第 闺τ,濾色器壁0〜,,於u之源邑器4 和…慮色器5之像素邊界部中,雖然配置成重疊於8之 濾色益5,但是反之,亦可配置成重疊於 另外,如第13b圖所示,亦可將越a ^ ° W J將越罪近濾色器層之上層(光 線入射側)側寬度越小之滹声 疚a田 /愿色益壁6w,,’形成跨越像素邊 '豐於G之濾色器4和B之濾色器5兩者。 另外,於上述說明中,濾芦哭 拜爾Μ & β ^色裔之基本排列雖然以原色 拜爾排列為例子,但是本發 之、清多哭 j j適用於二原色條狀排列 之濾色态。此種情況只要於R盥 :0 a 51 ^ 一 G之像素邊界部配置B之 慮色^,於R與B之像素邊界部 G B ^ ^ 愿色為壁’於 ,、之像素邊界部配置R之渡色器壁即可。 再者,藉由補色之濾色器亦可會 色之分央# ^ j j貫施本發明。CMYG各 巴之刀忐特性如第16圖所示。 分 辛邊取却;w; ’最好於Y和C之像 素邊界部配置Μ,γ和 c之像 和Μ之像辛、#只#邮w r 像素邊界部配置G,於c 豕京邊界部配置G,於γ矛 M’於…之像素邊界部配置JG之像素邊界部配置 之像素邊界部設置遽色器壁又,無須於G和Μ 例如第17a圖〜第17c圖 18 200539436 所示,只要設置濾色器和濾色器壁即可。 (實施型態2) 關於本發明之其他實施型態,將藉由第18圖詳加說 明。 將實施型態1所說明之固態攝影裝置適用於數位攝影 機時,可藉由防止混色而以低成本實現出畫質佳之數位攝 影機。第18圖為表示本實施型態之攝影機概略構造方塊 圖。本實施型態之攝影機,如第18圖所示具備有:固態 攝〜波置1 〇、為將來自被照體之入射光成像於固態攝影裝 置」γ攝影面之包含透鏡等之光學系統31、控制驅動固態 攝影裝置10之驅動部32、對來自固態攝影裝置1〇之輸^ 立〜進行各種信號處理之影像處理部33、顯示以影像處理 =王所處理過之影像信號之顯示器34、以及儲存以影像 处里4 33所處理過之影像信號之影像記憶體35等。又, ^機;亦可為僅攝影靜止畫面之靜態相機、可旦彡 之攝影拖 〜動旦 —知钱、以及可兼具攝影靜止晝面與動畫之攝影機之 第1圖表示於本發明一實施型態之固態攝影襞置 器構造之俯視圖。 第2a圖表示於第1圖之a_a,線剖面圖。 第2b圖表示於第1圖之b_b,線剖面圖。 第3圖表示傾斜光射入本發明一實施型態之固態攝影 200539436 裝置樣子之示意圖。 第4圖表示RGB各色光之分光特性。 第5圖I示本發明一實施型態之固態冑影裳置之製造 方法一少騍之剖面圖。 ^ 第6圖表示本發明一實施型態之固態攝影裝置之製造 方法一夕驟所使用之光罩俯視圖。 化 第7a圖表示本發明一實施型態之固態攝影袭置之製造 方法一少驟剖面圖。 第7b圖表示本發明一實施型態之固態攝影襞置之製造 方法一梦驟剖面圖。 第8a圖表示本發明一實施型態之固態攝影裝置之製1 方法'^步*驟剖面圖。 第8b圖表示本發明一實施型態之固態攝影裝置之製造 方法一少驟剖面圖。 第9圖表示本發明一實施型態之固態攝影裴置之製造 方法一少驟所使用之光罩俯視圖。 & 第10a圖表示本發明一實施型態之固態攝影裝置之製 造方法一步驟剖面圖。 第10b圖表示本發明一實施型態之固態攝影裝置之製 造方法一步驟剖面圖。 第11a圖表示本發明一實施型態之固態攝影裝置之製 造方法一步驟剖面圖。 第11 b圖表示本發明一實施型態之固態攝影裝置之製 造方法一步驟剖面圖。 20 200539436 第12a圖表示本發明之 子之剖面圖。 固態攝影裝置之其他濾色器例 第12b圖表示於本發明之固態攝影裝置之其他渡色器 例子之剖面圖。 器例 第1“圖表示本發明之固態攝影裝置之其他 子之剖面圖。 & (他濾色器例 第13b圖表示本發明之固態攝影裝置之其 子之剖面圖。 驟剖面圖 第14a圖表示形成第12a 圖之濾色器之製造方法一步 第圖表示形成第12a圖之濾色器之 驟剖面圖。 y 驟 表示幵> 成第1 3 a圖之渡色器之製造方法一步 剖面圖。 第16圖表示GMYG各色光之分光特性。 第17a圖表示本發明一實施型態之固態攝影裝置 色裔之其他例剖面圖。 第 17b pi 表示本發明一實施型態之固態攝影裝置之渡 色益之其他例剖面圖。 第 17c 圖| 一士人丄 表不於本發明一實施型態之固態攝影裝置之 、裔之其他例剖面圖。 第18圖矣-μ匕 1 不於本發明其中一實施型態之攝影機概略構 乂方塊圖。 第 1 Q pj ψ 一 圖 闺表示習知彩色固態攝影裝置之構造例剖面 21 200539436 【主要元件符號說明】 1 ................半導體基板 2 ................光二極體 3 ................第1平坦膜 4 ................濾色器(G) 5 ................濾色器(B) 5w..............濾色器壁(G)
6 ................濾色器(B) 6w..............濾色器壁(R) 7 ................第2平坦膜 8 ................微透鏡 9 ................傳送電極 10 ..............固態攝影裝置 12..............絕緣膜 11 ..............遮光膜 31 ..............光學系統 32 ..............控制部 33 ..............影像處理部 34 ..............顯示器 35 ..............影像記憶體 22

Claims (1)

  1. 200539436 十、申請專利範圍: 1 · 一種固態攝影裝置,具有:半導體基板; 义光元件,於該半導體基板上形成矩陣狀;以及 濾色器層,形成於該受光元件之上層,由3色以上之 渡色器所構成;其特徵在於: 於該濾色器層中,於2相異色之濾色器相鄰接之像素 邊界邛之至少一部分,具有不同於該2色之濾色器壁。 2_如申請專利範圍第1項之固態攝影裝置,其中,該 渡色器層係由原色拜爾排列之濾色器所構成。 3 ·如申請專利範圍第1項之固態攝影裝置,其中,該 渡色器層係由原色條狀排列之濾色器所構成。 4.如申請專利範圍第1項之固態攝影裝置,其中,該 據色器層係由補色之濾色器所構成。 5·如申請專利範圍第1項之固態攝影裝置,其中,該 渡色器層係由著色之光阻劑所形成。 6. 如申請專利範圍第1項之固態攝影裝置,其中,該 渡色器壁係具有大致相同於該濾色器層高度,且形成大致 均一之寬度。 7. 如申請專利範圍第1項之固態攝影裝置,其中,該 濾色器壁係比該濾色器層低。 8·如申請專利範圍第1項之固態攝影裝置,其中,該 ;慮色器壁係形成越靠近該遽色器層之入射光側其寬度越 /J、〇 9· 一種固態攝影裝置之製造方法,其特徵在於包含: 23 200539436 於半導體基板上形成矩陣狀受光元件之步驟 於該受光元件之上層依序形成 器之步驟; 弟3色癔色 於形成該第i至第3色據色器之步驟之 中’係將與該步驟形成之遽色器同色之遽色器帛、 與該遽色器不同色…異色滤色器相鄰接之像幸:成在 之至少一部分 素邊界部 二如申請專利範圍第9項之固態攝影裝 & 、中,藉由光微影來形成該滤色器及遽色器壁。"方 二如申請專利範圍第i。項之固態攝影裝 材料其[使用著色光阻劑來作為該濾色器及遽色器:: 法,== 圍第“項之固態攝影裝置之製造方 階色調光罩成该據色器壁時,係使用半色調光罩或灰 1:如:請專利範圍第9項之固態攝影裝置之製造方 材料:、:二使用可染性樹脂作為該滤色器及滤色器壁之 Π该可染性樹脂予以圖案化之步驟,以及 將圖案化之可染性樹脂予以染色之步驟。 法,::申二專利範圍第U項之固態攝影裝置之製造方 去’其中,於該可染 潤固定液之步驟。*色步驟後,進一步包含浸 第i1至5·第一 裝置,其特徵在於,係具備申請專利範圍 W至第8項中任—項之固態攝影裝置。 24
TW094116488A 2004-05-24 2005-05-20 Solid-state imaging device, method for manufacturing the same and camera TW200539436A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004153726A JP2005340299A (ja) 2004-05-24 2004-05-24 固体撮像装置およびその製造方法並びにカメラ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW200539436A true TW200539436A (en) 2005-12-01

Family

ID=35448576

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW094116488A TW200539436A (en) 2004-05-24 2005-05-20 Solid-state imaging device, method for manufacturing the same and camera

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20050270594A1 (zh)
JP (1) JP2005340299A (zh)
KR (1) KR20060048083A (zh)
CN (1) CN1702873A (zh)
TW (1) TW200539436A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI449161B (zh) * 2009-06-02 2014-08-11 Sony Corp 固態影像拾取裝置,其製造方法及電子設備
US10063816B2 (en) 2014-06-26 2018-08-28 Sony Corporation Solid state imaging device, electronic apparatus, and method for manufacturing solid state imaging device

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100760142B1 (ko) * 2005-07-27 2007-09-18 매그나칩 반도체 유한회사 고해상도 cmos 이미지 센서를 위한 스택형 픽셀
JP4771466B2 (ja) * 2005-11-10 2011-09-14 パナソニック株式会社 固体撮像装置及びその製造方法
US20070238035A1 (en) * 2006-04-07 2007-10-11 Micron Technology, Inc. Method and apparatus defining a color filter array for an image sensor
JP4984719B2 (ja) * 2006-07-27 2012-07-25 凸版印刷株式会社 カラー固体撮像素子の製造方法
JP5162976B2 (ja) * 2007-06-25 2013-03-13 凸版印刷株式会社 オンチップカラーフィルタ用フォトマスク及びそれを用いたオンチップカラーフィルタの製造方法
US8350952B2 (en) * 2008-06-04 2013-01-08 Omnivision Technologies, Inc. Image sensors with improved angle response
JP2010034141A (ja) * 2008-07-25 2010-02-12 Panasonic Corp 固体撮像装置とその製造方法
JP2010034426A (ja) * 2008-07-31 2010-02-12 Panasonic Corp 固体撮像装置およびその製造方法ならびにカメラ
JP2011258728A (ja) * 2010-06-08 2011-12-22 Sharp Corp 固体撮像素子および電子情報機器
JPWO2012073402A1 (ja) * 2010-12-01 2014-05-19 パナソニック株式会社 固体撮像装置およびその製造方法
JP2013165216A (ja) * 2012-02-13 2013-08-22 Fujifilm Corp 撮像素子
JP6003316B2 (ja) * 2012-07-12 2016-10-05 ソニー株式会社 固体撮像装置、電子機器
CN102891159B (zh) * 2012-10-25 2018-10-16 上海集成电路研发中心有限公司 Cmos影像传感器的像元结构及其制造方法
JP6103947B2 (ja) * 2013-01-16 2017-03-29 キヤノン株式会社 固体撮像装置及びその製造方法
JP6929511B2 (ja) * 2017-04-04 2021-09-01 株式会社ニコン 撮像素子、及び、撮像装置
JP2018133575A (ja) * 2018-03-08 2018-08-23 ソニー株式会社 固体撮像装置、電子機器、及び、固体撮像装置の製造方法
JP7238306B2 (ja) * 2018-09-19 2023-03-14 株式会社ニコン 撮像素子および撮像装置
WO2020137259A1 (ja) * 2018-12-28 2020-07-02 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像装置及び電子機器
TW202138848A (zh) * 2019-11-07 2021-10-16 日商索尼半導體解決方案公司 攝像裝置及電子機器
JP7103385B2 (ja) * 2020-05-21 2022-07-20 ソニーグループ株式会社 固体撮像装置及び電子機器

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3939407B2 (ja) * 1997-09-29 2007-07-04 株式会社半導体エネルギー研究所 投射型表示装置
US6995800B2 (en) * 2000-01-27 2006-02-07 Canon Kabushiki Kaisha Image pickup apparatus utilizing a plurality of converging lenses
EP1341235A3 (en) * 2002-02-28 2006-05-10 Canon Kabushiki Kaisha Image pickup apparatus
US7295772B2 (en) * 2002-10-24 2007-11-13 Sony Corporation Optical unit and imaging device comprising optical unit
KR100805519B1 (ko) * 2003-03-28 2008-02-20 세이코 엡슨 가부시키가이샤 미세 구조 소자의 제조 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI449161B (zh) * 2009-06-02 2014-08-11 Sony Corp 固態影像拾取裝置,其製造方法及電子設備
US10063816B2 (en) 2014-06-26 2018-08-28 Sony Corporation Solid state imaging device, electronic apparatus, and method for manufacturing solid state imaging device

Also Published As

Publication number Publication date
CN1702873A (zh) 2005-11-30
US20050270594A1 (en) 2005-12-08
JP2005340299A (ja) 2005-12-08
KR20060048083A (ko) 2006-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW200539436A (en) Solid-state imaging device, method for manufacturing the same and camera
EP0124025B1 (en) Solid-state color imaging device and process for fabricating the same
JP4598680B2 (ja) 固体撮像装置及びカメラ
US8139131B2 (en) Solid state imaging device and fabrication method thereof, and camera incorporating the solid state imaging device
TWI253170B (en) Solid-state image sensor, manufacturing method for solid-state image sensor, and camera
US7535043B2 (en) Solid-state image sensor, method of manufacturing the same, and camera
US20110074991A1 (en) Solid-state image device and method of manufacturing the same
JP2009063777A (ja) 着色マイクロレンズアレイおよびその製造方法、カラー固体撮像素子およびその製造方法、カラー表示装置およびその製造方法、電子情報機器
JPH05134109A (ja) カラーフイルタの製造方法
TWI449161B (zh) 固態影像拾取裝置,其製造方法及電子設備
JPH03181904A (ja) カラーフィルター及びその製造方法
KR20080058549A (ko) 이미지 센서 및 이미지 센서의 제조 방법
JPH09148549A (ja) オンチップレンズ付カラー固体撮像素子
CN100459139C (zh) 固体摄像装置和其制造方法
JP2006003869A (ja) イメージセンサのマイクロレンズ形成方法
JP2802733B2 (ja) カラー固体撮像素子及びその製造方法
JP2006196626A (ja) 固体撮像装置、及びその製造方法、並びにカメラ
JP3391980B2 (ja) 固体撮像素子及びその製造方法
JP4513273B2 (ja) リニアセンサー用固体撮像素子
KR100282455B1 (ko) 고체촬상소자및그제조방법
JP2000012814A (ja) オンチップレンズ付カラー固体撮像素子とその製造方法
KR20080051541A (ko) 이미지 센서 및 그의 제조방법
JP4272392B2 (ja) 固体撮像素子および該素子の製造方法
KR940002314B1 (ko) 컬러필터상의 마이크로 렌즈 제조방법
TW533589B (en) Manufacturing method of color filter