JPH03280576A - カラー固体撮像装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

【図面の簡単な説明】

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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　半導体基板上に複数の色群よりなる有機カラーフィル
   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。