JPH03280576A - Manufacture of color solid-state image sensing device - Google Patents
Manufacture of color solid-state image sensing deviceInfo
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Landscapes
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、固体撮像素子の形成された半導体基板上に色
分解用のカラーフィルタを直接形成するカラー固体撮像
装置の製造方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a color solid-state imaging device, in which a color filter for color separation is directly formed on a semiconductor substrate on which a solid-state imaging device is formed.
従来の技術
近年、固体撮像素子をカラー化する方法としては、固体
撮像素子上に直接カラーフィルタを形成する方法が主流
となってきている。従来のカラー固体撮像装置の製造方
法を図面を参照しながら説明する。第2図(a)〜(g
)は従来のカラー固体撮像装置の製造方法を工程順に示
した図である。図において、1は固体撮像素子の形成さ
れた半導体基板、2は受光部、3は透明高分子樹脂、4
はマゼンタカラーフィルタ、5はイエローカラーフィル
タ、6はシアンカラーフィルタをそれぞれ示している。2. Description of the Related Art In recent years, as a method for colorizing a solid-state image sensor, a method of directly forming a color filter on the solid-state image sensor has become mainstream. A method of manufacturing a conventional color solid-state imaging device will be described with reference to the drawings. Figure 2 (a)-(g
) is a diagram showing a conventional method for manufacturing a color solid-state imaging device in order of steps. In the figure, 1 is a semiconductor substrate on which a solid-state image sensor is formed, 2 is a light receiving section, 3 is a transparent polymer resin, and 4 is a semiconductor substrate on which a solid-state image sensor is formed.
5 indicates a magenta color filter, 5 a yellow color filter, and 6 a cyan color filter.
以上のように構成されたカラー固体撮像装置の製造方法
について、以下に説明する。A method of manufacturing the color solid-state imaging device configured as described above will be described below.
まず第2図(a)において、固体撮像素子の形成された
半導体基板l上に透明高分子樹脂3を塗布し、素子表面
を平坦化する。続いて感光性を持たせ、かつ粘度調整さ
れたゼラチン、カゼイン、グリユー、PVAなどの材料
を塗布し、露光、現像リンス処理により所望のパターン
を形成し、さらにマゼンタ染料で染色することにより、
同図(b)に示すようにマゼンタカラーフィルタ4が形
成される。そして次の染色工程での混色を防止する目的
から、素子表面の平坦化に使用した透明高分子樹脂を塗
布して中間層31を形成した状態が同図(C)である。First, in FIG. 2(a), a transparent polymer resin 3 is applied onto a semiconductor substrate l on which a solid-state image pickup device is formed, and the surface of the device is flattened. Next, a photosensitive and viscosity-adjusted material such as gelatin, casein, grue, or PVA is applied, and the desired pattern is formed by exposure, development, and rinsing, and then dyed with magenta dye.
A magenta color filter 4 is formed as shown in FIG. 4(b). In order to prevent color mixing in the next dyeing step, the intermediate layer 31 is formed by applying the transparent polymer resin used to flatten the surface of the element, as shown in FIG. 3(C).
以下、染料を変えて同図(b) 、 (c)と同様な工
程を行なうことにより、同図げ)に示すようにマゼンタ
カラーフィルタ4.イエローカラーフィルタ5.第2の
中間層32.シアンカラーフィルタ6の各カラーフィル
タが形成され、最後に表面保護膜33として、素子表面
の平坦化および中間層に用いているものと同じ透明高分
子樹脂を形成して、同図(g)に示すようなカラー固体
撮像装置とする。Thereafter, by changing the dye and performing the same steps as in Figures (b) and (c), a magenta color filter 4. Yellow color filter 5. Second intermediate layer 32. Each color filter of the cyan color filter 6 is formed, and finally, the same transparent polymer resin as that used for flattening the element surface and for the intermediate layer is formed as a surface protective film 33, as shown in FIG. A color solid-state imaging device as shown is used.
上記従来の方法では、例えばマゼンタ、イエロー、シア
ンの各カラーフィルタを形成する場合、通常マゼンタ、
イエロー、シアンの染色ベース層の形成が必要となり、
それに伴い、混色防止のための少なくとも2層の中間膜
が必要である。In the above conventional method, for example, when forming magenta, yellow, and cyan color filters, magenta,
It is necessary to form yellow and cyan dyed base layers,
Accordingly, at least two interlayer films are required to prevent color mixture.
この構成では、カラーフィルタ層の全厚みが厚くなるだ
けでなく、各色の染色ベース層が高さ方向で段違い構造
となるため、パターンサイズ、中間膜の厚みいかんによ
っては光が漏れて受光部に入射する場合があり、フリッ
カ等画質に悪影響を及ぼす。With this configuration, not only does the total thickness of the color filter layer become thicker, but also the dyed base layer of each color has a structure with different levels in the height direction, so depending on the pattern size and the thickness of the interlayer, light may leak and reach the light receiving area. This may adversely affect image quality such as flicker.
各カラーフィルタを通過した光が隣接した受光部に入射
し、混色等の障害となるのを防止するために第3図に示
すように各色のカラーフィルタ4.5.6を互いに重な
り合わないように隙間を隔てて形成し、隣接するカラー
フィルタ間の隙間を通る光の光路内の位置に光を反射を
断するアルミニウム遮光膜13を設けるという提案があ
る(実開平1−100461号公報参照)。In order to prevent the light that has passed through each color filter from entering the adjacent light-receiving section and causing problems such as color mixing, the color filters 4, 5, and 6 of each color are arranged so that they do not overlap each other as shown in Figure 3. There is a proposal to form an aluminum light shielding film 13 at a position in the optical path of light passing through the gap between adjacent color filters to block reflection of light (see Japanese Utility Model Application Publication No. 1-100461). .
発明が解決しようとする課題
しかしながら光を反射するアルミニウム遮光膜では、遮
光膜からの反射光が隣接フィルタに入射し、その光がさ
らにカラーフィルタその他の層の界面で反射して受光部
に入射して、光混入の原因となることがある。Problems to be Solved by the Invention However, with an aluminum light-shielding film that reflects light, the reflected light from the light-shielding film enters an adjacent filter, and the light is further reflected at the interface between the color filter and other layers and enters the light receiving section. This may cause light contamination.
フィルタ層の全厚みが厚くなると、受光部とそれに対応
するフィルタまでの距離が太き(なり、フィルタを通過
した光が隣接した受光部に入射し、混色するという問題
はいぜんとして解決することができなかった。When the total thickness of the filter layer becomes thicker, the distance between the light receiving part and the corresponding filter increases (this means that the problem of light passing through the filter entering the adjacent light receiving part and causing color mixing can no longer be solved). There wasn't.
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、従来に
比較し薄膜でかつ隣接画素間で光の混入のないカラーフ
ィルタを具備したカラー固体撮像装置の製造方法を提供
することを目的としている。The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and aims to provide a method for manufacturing a color solid-state imaging device equipped with a color filter that is thinner than the conventional one and prevents light from mixing between adjacent pixels. .
課題を解決するための手段
本発明は上記目的を達成するために、固体撮像素子の形
成された半導体基板上に染色ベース材を塗布し、各画素
に対応する分離独立した染色ベースパターンを形成する
工程と5レジストマスクを用いて染色ベースパターンを
選択的に染色する工程および各分光特性を有したカラー
フィルタ間に光を吸収する層を形成する工程よりなる製
造方法としたものである。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present invention coats a dyed base material on a semiconductor substrate on which a solid-state image sensor is formed, and forms a separate and independent dyed base pattern corresponding to each pixel. The manufacturing method includes the steps of selectively dyeing a dyed base pattern using a resist mask, and forming a light-absorbing layer between color filters having various spectral characteristics.
作用
本発明は上記した方法により、染色ベース層を分離独立
した本位としているため、隣接しているフィルタ画素間
で混色のないカラーフィルタを形成することができて、
また分lll挿立したカラーフィルタ間に光を吸収する
層を設けているため、フィルタを通過した光が隣接した
受光部に入射することがなく、混色およびフリッカ等の
障害を防止できるカラー固体撮像装置を提供することが
できる。Function The present invention employs the above-described method in which the dyed base layer is separated and independent, so that it is possible to form a color filter without color mixture between adjacent filter pixels.
In addition, since a light-absorbing layer is provided between the inserted color filters, the light that has passed through the filters does not enter the adjacent light-receiving area, and color solid-state imaging can prevent problems such as color mixing and flickering. equipment can be provided.
実施例
以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する
第1図(a)〜(いにおいて、lは固体撮像素子の形成
された半導体基板、2は受光部、3は透明高分子樹脂、
4はマゼンタカラーフィルタ、5はイエローカラーフィ
ルタ、6はシアンカラーフィルタ、7は染色ベース層、
8はポジ型透明樹脂、9はグリーンカラーフィルタ、1
0は露光マスク、11は遠紫外線光、12は光吸収層で
ある。EXAMPLE Hereinafter, an example of the present invention will be explained with reference to the drawings. In FIGS. molecular resin,
4 is a magenta color filter, 5 is a yellow color filter, 6 is a cyan color filter, 7 is a dyed base layer,
8 is positive transparent resin, 9 is green color filter, 1
0 is an exposure mask, 11 is a deep ultraviolet light, and 12 is a light absorption layer.
以上のような構成のカラー固体撮像装置の製造方法につ
いて、以下に説明する。A method of manufacturing a color solid-state imaging device having the above configuration will be described below.
まず、第1図(a)において、固体撮像素子の形成され
た半導体基板1上に透明高分子樹脂3を塗布し、素子表
面を平坦化する。続いて感光性を持たせ、かつ粘度調整
された、ゼラチン、カゼイン。First, in FIG. 1(a), a transparent polymer resin 3 is applied onto a semiconductor substrate 1 on which a solid-state image pickup device is formed, and the surface of the device is flattened. Next is gelatin and casein, which have been made photosensitive and have their viscosity adjusted.
グリユー、PVAなどの材料を塗布し、露光、現像、リ
ンス処理により同図(b)に示すように隣り合ったもの
同士が接触しないように分離独立した状態に染色ベース
層7が形成される。続いてポジ型透明樹脂8をレジスト
マスクとして用いて、必要箇所のみ窓あけし、マゼンタ
染料で染色することにより、同図(C)に示すようなマ
ゼンタカラーフィルタ4が形成される。以下、同様の工
程を染料を変えて繰り返し行なう様子を示しているのが
同図(d)〜(「)である。そしてマゼンタカラーフィ
ルタ4.イエローカラーフィルタ5.シアンカラーフィ
ルタ6、グリーンカラーフィルタ9の形成が終了し、カ
ラーフィルタ表面にポジ型透明樹脂8を塗布して平坦化
した状態が同図(K)である。次に同図(〜において、
露光マスク10を用いて、カラーフィルタ間のみに遠紫
外線光11を照射する。そして現像、リンス処理を施し
た状態が同図(i)である。続いて染色ベース層7を形
成したのと同じ材料を用いて、塗布、露光、現像、リン
ス処理を施し、黒染料を用いて染色し、光吸収層12を
形成した状態が同図(j)である。そして同図(k)に
おいてカラーフィルタ表面保護のために透明高分子樹脂
3を塗布し、カラーフィルタ形成が完了する。A dyed base layer 7 is formed by applying a material such as GREEU or PVA, exposing it to light, developing it, and rinsing it so that it is separated and independent so that adjacent layers do not come into contact with each other, as shown in FIG. 3(b). Subsequently, using the positive type transparent resin 8 as a resist mask, windows are opened only at necessary locations and dyed with magenta dye, thereby forming a magenta color filter 4 as shown in FIG. 2C. Figures (d) to (') below show how the same process is repeated with different dyes.Magenta color filter 4.Yellow color filter 5.Cyan color filter 6.Green color filter Figure 9 (K) shows the state in which the color filter surface has been flattened by applying positive type transparent resin 8 after the formation of color filter 9 has been completed.
Using an exposure mask 10, far ultraviolet light 11 is irradiated only between the color filters. The state after development and rinsing treatment is shown in FIG. 2(i). Subsequently, using the same material used to form the dyed base layer 7, coating, exposure, development, and rinsing were performed, followed by dyeing with black dye to form the light absorption layer 12, as shown in Figure (j). It is. Then, in FIG. 6(k), a transparent polymer resin 3 is applied to protect the surface of the color filter, and the formation of the color filter is completed.
なお、本実施例において染色をマゼンタ、イエロー、シ
アン、グリーンの順で行なったが、染色順序を変更して
もよいことはいうまでもない。In this example, dyeing was performed in the order of magenta, yellow, cyan, and green, but it goes without saying that the dyeing order may be changed.
発明の効果
以上の実施例から明らかなように、本発明によれば、隣
接フィルタ画素間で混色のないカラーフィルタ群を重層
の染色ベース層中に形成することができ、カラーフィル
タの薄膜化、構造の単純化が可能となるものである。ま
た各カラーフィルタ間にゼラチンなどを用いた、黒色光
吸収層を設けているため、従来のアルミ膜のように光を
反射することがなく、カラーフィルタを通過した光が隣
接した受光部に入射することを完全に防止することがで
きて、フリッカ等の悪影響がな(なり、画質においても
優れたカラー固体撮像装置を提供することができる。ま
た従来のアルミ反射膜は通常真空中の蒸着によって形成
されるが、本発明はゼラチン塗布によって黒色吸収膜を
形成しているから高価な蒸着装置は必要としない。Effects of the Invention As is clear from the above embodiments, according to the present invention, a group of color filters without color mixing between adjacent filter pixels can be formed in a multilayer dyed base layer, and the color filter can be made thinner, This makes it possible to simplify the structure. In addition, since a black light absorption layer made of gelatin or the like is provided between each color filter, it does not reflect light like a conventional aluminum film, and the light that has passed through the color filter enters the adjacent light receiving area. It is possible to completely prevent the occurrence of negative effects such as flicker, and to provide a color solid-state imaging device with excellent image quality.Furthermore, conventional aluminum reflective films are usually formed by vapor deposition in a vacuum. However, since the present invention forms a black absorbing film by applying gelatin, an expensive vapor deposition apparatus is not required.
第1図(a)〜(齢は本発明の一実施例におけるカラー
固体撮像装置の製造方法を示す工程断面図、第2図(a
)〜(g)は従来のカラー固体撮像装置の製造方法を示
す工程断面図、第3図は従来の他の例を示すカラー固体
撮像装置の要部断面図である。
l・・・・・・半導体基板、2・・・・・・受光部、4
・・・・・・マゼンタカラーフィルタ、5・旧・・イエ
ローカラーフィルタ、6・・・・・・シアンカラーフィ
ルタ、7・・・・・・染色ベース層、9・・・・・・グ
リーンカラーフィルタ、12・・・・・・光吸収層。FIGS. 1(a) to 2(a) are process cross-sectional views showing a method for manufacturing a color solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2(a)
) to (g) are process sectional views showing a conventional method of manufacturing a color solid-state imaging device, and FIG. 3 is a sectional view of a main part of a color solid-state imaging device showing another example of the conventional method. l... Semiconductor substrate, 2... Light receiving section, 4
...Magenta color filter, 5.Old...Yellow color filter, 6..Cyan color filter, 7..Dyeing base layer, 9..Green color Filter, 12... Light absorption layer.
Claims (1)
タを形成するカラー固体撮像装置の製造方法において、
前記有機カラーフィルタを構成する染色ベース層の各画
素に対応した箇所に、各々隣り合った画素同士接触しな
いように分離独立した染色ベース層を形成する工程と、
前記分離形成された染色ベース層の各々の画素パターン
に対応した色を着色する工程を繰り返すことにより、一
層中に複数の分光特性を有するカラーフィルタを形成し
、その後前記分離形成された各々の分光特性を有するカ
ラーフィルタ間に光吸収層を形成するカラー固体撮像装
置の製造方法。In a method of manufacturing a color solid-state imaging device in which an organic color filter consisting of a plurality of color groups is formed on a semiconductor substrate,
forming separate and independent dyed base layers at locations corresponding to each pixel of the dyed base layer constituting the organic color filter so that adjacent pixels do not come into contact with each other;
By repeating the step of coloring the separately formed dyed base layer with a color corresponding to each pixel pattern, a color filter having a plurality of spectral characteristics is formed in one layer, and then each of the separately formed spectral characteristics A method for manufacturing a color solid-state imaging device in which a light absorption layer is formed between color filters having characteristics.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2082443A JPH03280576A (en) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | Manufacture of color solid-state image sensing device |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2082443A JPH03280576A (en) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | Manufacture of color solid-state image sensing device |
Publications (1)
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|---|---|
| JPH03280576A true JPH03280576A (en) | 1991-12-11 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2082443A Pending JPH03280576A (en) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | Manufacture of color solid-state image sensing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03280576A (en) |
-
1990
- 1990-03-29 JP JP2082443A patent/JPH03280576A/en active Pending
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