JPH0465163A

JPH0465163A - 固体撮像素子の製造方法

Info

Publication number: JPH0465163A
Application number: JP2180110A
Authority: JP
Inventors: Yasutaka Nishioka; 康隆西岡
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-07-05
Filing date: 1990-07-05
Publication date: 1992-03-02

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に関し、特に受光面に入射光量に
応して光透過率の変化するフィルタ層を設けた固体撮像
素子の製造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

固体撮像素子において、受光面の一部の画素に強い光か
入り、そこで発生する信号電荷量か、例えばフォトダイ
オードの電荷蓄積能力以上になると、その過剰な電荷は
周りのフォトダイオードに流れ込む。この結果、周囲の
画素には光かあたらないにもかかわらず電荷か溜り、そ
れぞれの画素か選択されるタイミングで偽信号を発生す
る。この現象をブルーミングと呼び、固体撮像素子の大
きな問題となっている。このブルーミング現象を除去す
るための工夫は数多く提案されているか、それらの内の
１つに、固体撮像素子の受光面に入射光量に応して光透
過率の変化するフィルタ層を設ける方法かある。このフ
ィルタ層に用いる材料としては一般にフォトクロミック
ガラスと呼ばれる銀ハライド微結晶を含むガラスや、色
中心となる元素を含むガラスか用いられている。

次に動作について説明する。例えは特開昭５３７３９１
６にあるように、フォトクロミックガラスとは照射され
た光の強度に比例して透過率の低下するガラスのことを
言う。このようなガラスを固体撮像素子の受光面にとり
つけた場合、受光面の一部に強烈な光か入射したときハ
ックの光情報を乱すことなく部分的、可逆的に入射光量
を抑えることかてき、これによりブルーミング現象を除
去することかできる。

〔発明か解決しようとする課題〕

これらのフォトクロミックガラスは一般（二よく知られ
ているガラスと同しくケイ酸（ＳｉＯ２）を主成分とす
るものであり、その製造には原料酸化物を混合し、高温
（千成前後）で融解、反応させる必要かある。このため
、フィルタ層の形成方法としては合成されたガラスの平
板を素子の受光面に張り合わせる方法か簡便であるか、
接着剤の吸収による全体的な感度の低下や、接着剤の塗
布むらによる感度むらを引き起こすことか考えられてい
た。また、直接ウェハ上で合成することも考えられるか
、ウェハをこのような高温にさらすことは半導体製造プ
ロセス上から考えると、素子そのものの性能を著しく悪
化させることか十分に考えられるし、フィルタ層の膜厚
を制御することか困難となる。一方つエバをダイシング
するさいにガラスか割れることかあることも考え合わせ
ると、その製造はダイシング後に１チツプずつ張り合わ
せる必要かあるため、複雑な工程をともなうとともに、
コストの増加か避けられない。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、前記フィルタ層の形成をより単純かつ容易
に行える固体撮像素子の製造方法を提供すること目的と
している。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、半導体基板に光電変換素子と、この光電変
換素子に入射された光に対してフォトクロミズムを示す
層が設けられた固体撮像素子の製造方法において、上記
のフォトクロミズムを示す層を塗布する工程を含むもの
である。

〔作用〕

本発明の方法に依れば、固体撮像素子の受光面に入射光
量に応して透過率の変化するフィルタ層を形成する場合
に、通常の半導体プロセスでよく用いられているスピン
コード法等か流用できるため、目的とするフィルタ層の
膜厚も制御しやすく半導体基盤に悪影響を及はすような
高温も必要としない。また、枚葉処理か可能となるので
従来の方法よりも容易にかつ大量に早く製造することか
可能である。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を示す第１図について説明する
。第１図は色分解機能のあるカラー用固体撮像素子に本
発明を適用した一例であり、光電変換部（２）の形成さ
れた半導体基板（１）の上面にカラーフィルタ層（６）
を有する。このフィルタ層（６）は、赤色光透過層（３
）と、緑色光透過層（４）と、青色光透過層（５）と、
透明樹脂保護層（７）とからなり、写真製版の手法を用
いて各充電変換部２ごとに一色ずつ対応させて形成され
ている。また、各透過層（３）。

ｆ４）、　（５）は、形成するごとに透明樹脂保護層（
７）で被覆している。こうして形成したカラーフィルタ
層（６）の上に、フォトクロミズム特性を示すような材
料（８）を塗布している。この材料（８）は、具体的に
は一例として透明で可視光の透過率の高い高分子材料に
フォトクロミズムを示すような有機化合物を分散させた
物である。例えば、高分子材料としてはアクリル系、エ
ステル系等の高分子化合物の他に、ポリエチレンやポリ
スチレンなと透明で可視光の透過率の高い高分子材料な
ら有機・無機を問わず何でもよい。また、分散させる有
機物としては緑から赤色にかけての吸収帯をもつスピロ
ピラン系や、近紫外から青色にかけての吸収帯を持つチ
オインジゴ系やフルギド系の化合物を適当な割合で混合
した物を用いるとよい。このときの混合比としては、光
の各波長域において等しく均一に透過率を低下させるこ
とを考慮して決定する方法もあるか、固体撮像素子の各
波長域における感度に合わせて透過率を調節することを
考慮して決定することもてきる。また、特殊な用途を想
定して、可視光の内の一部の波長帯域たけ調光する事も
可能である。一方、スピンコード法を用いる場合には、
塗布後の膜厚や均一性に関して塗布する材料の粘度か問
題となるが、溶媒としては例えば一般のフすトレジスト
と同しエチルセロソルブアセテート等を用いることかで
きるので粘度の調整が容易であり、また、必要とする膜
厚を得ることや膜厚の均一性を得るために、粘度に応し
て塗布回転数や回転時間を変えることも可能である。例
えば、具体的な製造条件の一例としては、２μｍ−３μ
ｍの膜厚を得る場合、２５°Ｃ−３０°Ｃ程度の温度て
、粘度１００ｃｐ−２００ｃｐの材料を２００Ｏｒｐｍ
　−２５０Ｏｒｐｍ程度の回転数で塗布すればよい。

以上、本発明を例示したか、上述の例はその技術的思想
に基づいてさらに変形か可能である。例えば、（３）、
　（４）、　（５）にはシアン、マセンダ、グリーンの
３色で構成される補色系カラーフィルタを用いることも
てきるし、色分解能か必要でなければ、カラーフィルタ
層（６）は無くてよい。

また、照射した光か強くなるに従い光透過率の低下する
特性を有する有機・無機材料のうちで適当な条件を満た
すものてあれば、（８）にはとのようなものでも用いる
ことはできるし、例えば、側鎖に前述のようなフォトク
ロミズムを示す化合物を導入したような高分子を合成し
て用いるようなこともてきる。そのうえ、必ずしもスピ
ンコード法による必要はなく、浸せき法なと他の塗布方
法や薄膜形成法なとの適用か可能であることは言うまて
もない。

〔発明の効果〕

本発明によれは、上述のようにフォトクロミズムを示す
材料を塗布することにより、特殊な装置や工程を増やす
ことな〈従来の手段よりもはるかに単純、簡便にブルー
ミング防止法をとることかできる。また、従来よりも容
易にかつ大量に早く製造できるのて、低コスト化と工期
の短縮、品質の向上・安定化、それに伴う歩留まりの向
上か期待てきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す固体撮像素子の断面
図、第２図は従来例の固体撮像素子の断面図である。図において、（１）・・・半導体基板、（２）・・光電
変換部、（３）、　（４）、　（５）・・・赤色、緑色
、青色フィルタ層、（６）・・・オン・チップ方式カラ
ーフィルタ層、（７）・透明樹脂保護層、（８）・・・
高分子系フォトクロミンク材料、（９）・フォトクロミ
ックガラス、α０）・・接着剤。なお、各図中同一符号は同一部分、または相当部分を示
す。

Claims

【特許請求の範囲】

半導体基板に、光電変換素子と、この光電変換素子に入
射された光に対してフォトクロミズムを示す層が設けら
れた固体撮像素子の製造方法において、上記のフォトク
ロミズムを示す層を塗布する工程を含むことを特徴とす
る固体撮像素子の製造方法。