JPH1127588A - 固体撮像装置とその製造方法 - Google Patents
固体撮像装置とその製造方法Info
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- JPH1127588A JPH1127588A JP9176006A JP17600697A JPH1127588A JP H1127588 A JPH1127588 A JP H1127588A JP 9176006 A JP9176006 A JP 9176006A JP 17600697 A JP17600697 A JP 17600697A JP H1127588 A JPH1127588 A JP H1127588A
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- JP
- Japan
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- color filter
- filter layer
- light
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- Pending
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- Color Television Image Signal Generators (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 マイクロレンズと受光部との距離が小さくて
セルの縮小化に好適な固体撮像装置の構造とその製造方
法を提供することを課題とする。 【解決手段】 本発明による固体撮像装置は、複数個の
受光部と該受光部が受光する光に相当する信号を読み出
す読み出し部とを含む固体撮像素子を形成した撮像素子
層（２）と、撮像素子層の上に直接形成されたカラーフ
ィルタ層（６，７）と、各受光部に光を集光するように
該カラーフィルタ層の上に形成されたマイクロレンズ層
（８）とを有する。
セルの縮小化に好適な固体撮像装置の構造とその製造方
法を提供することを課題とする。 【解決手段】 本発明による固体撮像装置は、複数個の
受光部と該受光部が受光する光に相当する信号を読み出
す読み出し部とを含む固体撮像素子を形成した撮像素子
層（２）と、撮像素子層の上に直接形成されたカラーフ
ィルタ層（６，７）と、各受光部に光を集光するように
該カラーフィルタ層の上に形成されたマイクロレンズ層
（８）とを有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電荷結合素子（Ｃ
ＣＤ）やＭＯＳ型撮像デバイス等の固体撮像装置の構造
とその製造方法に関する。
ＣＤ）やＭＯＳ型撮像デバイス等の固体撮像装置の構造
とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２に従来のＣＣＤ形撮像装置の一部の
拡大断面図を示す。シリコン等の半導体基板１の上に撮
像素子層２が形成されている。撮像素子層２は、受光素
子領域となる例えばｐｎ接合構造のフォトダイオード３
と、フォトダイオード３で光電変換作用により発生した
信号電荷を読み出して外部へ転送するＣＣＤ（電荷転送
領域）部４とを含むセルを画素数分有する。ＣＣＤ部４
は、多結晶シリコン等の電極４１とＡｌ（アルミニュウ
ム）等からなる遮光膜４２を有する。撮像素子層２の表
面は透明なＳｉＮ等の絶縁膜２１で覆われている。
拡大断面図を示す。シリコン等の半導体基板１の上に撮
像素子層２が形成されている。撮像素子層２は、受光素
子領域となる例えばｐｎ接合構造のフォトダイオード３
と、フォトダイオード３で光電変換作用により発生した
信号電荷を読み出して外部へ転送するＣＣＤ（電荷転送
領域）部４とを含むセルを画素数分有する。ＣＣＤ部４
は、多結晶シリコン等の電極４１とＡｌ（アルミニュウ
ム）等からなる遮光膜４２を有する。撮像素子層２の表
面は透明なＳｉＮ等の絶縁膜２１で覆われている。
【０００３】撮像素子層２の上に、有機塗布材による平
坦化層５が形成されている。これは撮像素子層２の表面
の凹凸をならして表面を平坦化して、その上に形成され
る層が平坦に形成されるようにするものである。
坦化層５が形成されている。これは撮像素子層２の表面
の凹凸をならして表面を平坦化して、その上に形成され
る層が平坦に形成されるようにするものである。
【０００４】平坦化層５の上にカラーフィルタ層６が形
成される。カラーフィルタ層６は例えばＲ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）の三種類の色のフィルターで構成され
る。各色のカラーフィルタはフォトリソグラフィー工程
により、一色ずつ順次形成される。
成される。カラーフィルタ層６は例えばＲ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）の三種類の色のフィルターで構成され
る。各色のカラーフィルタはフォトリソグラフィー工程
により、一色ずつ順次形成される。
【０００５】カラーフィルタ層６の上に透明な樹脂層７
が形成され、さらに樹脂層７の上にマイクロレンズ層８
が形成される。マイクロレンズを透過した光１０は図示
のようにフォトダイオード３の受光面に集光する。マイ
クロレンズ層８は、透明な樹脂材料でフォトリソグラフ
ィと熱処理およびドライエッチング等の方法を利用して
形成される。
が形成され、さらに樹脂層７の上にマイクロレンズ層８
が形成される。マイクロレンズを透過した光１０は図示
のようにフォトダイオード３の受光面に集光する。マイ
クロレンズ層８は、透明な樹脂材料でフォトリソグラフ
ィと熱処理およびドライエッチング等の方法を利用して
形成される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】最近は、撮影装置の小
型化や、撮像素子の画素数の高密度化の要求により、固
体撮像素子も小型化の必要があり、一つの画素のセルサ
イズがたとえば従来１１〜１２μｍであったものが５μ
ｍ以下にすることも要請されている。セルサイズの縮小
化をする場合、マイクロレンズの光学的特性を維持する
ためにはフォトダイオードの受光窓からマイクロレンズ
までの高さ及びマイクロレンズの曲率も同様に比例縮小
する必要がある。
型化や、撮像素子の画素数の高密度化の要求により、固
体撮像素子も小型化の必要があり、一つの画素のセルサ
イズがたとえば従来１１〜１２μｍであったものが５μ
ｍ以下にすることも要請されている。セルサイズの縮小
化をする場合、マイクロレンズの光学的特性を維持する
ためにはフォトダイオードの受光窓からマイクロレンズ
までの高さ及びマイクロレンズの曲率も同様に比例縮小
する必要がある。
【０００７】しかし、撮像素子の表面段差やカラーフィ
ルタ層の厚さは電気的、光学的特性を維持するためには
容易に縮小することはできず、セルサイズを小さくして
もマイクロレンズとフォトダイオードとの距離を比例縮
小することはできない。マイクロレンズとフォトダイオ
ードとの距離が相対的に大きいままでは、比例縮小によ
る所望の性能が得られない。
ルタ層の厚さは電気的、光学的特性を維持するためには
容易に縮小することはできず、セルサイズを小さくして
もマイクロレンズとフォトダイオードとの距離を比例縮
小することはできない。マイクロレンズとフォトダイオ
ードとの距離が相対的に大きいままでは、比例縮小によ
る所望の性能が得られない。
【０００８】本発明の目的は、マイクロレンズと受光部
との距離が小さくてセルの縮小化に好適な固体撮像装置
の構造又はその製造方法を提供することにある。
との距離が小さくてセルの縮小化に好適な固体撮像装置
の構造又はその製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明による固体撮像装
置は、複数個の受光部と該受光部が受光する光に相当す
る信号を読み出す読み出し部とを含む固体撮像素子を形
成した撮像素子層と、前記撮像素子層の上に直接形成さ
れたカラーフィルタ層と、前記各受光部に光を集光する
ように該カラーフィルタ層の上に形成されたマイクロレ
ンズ層とを有する。
置は、複数個の受光部と該受光部が受光する光に相当す
る信号を読み出す読み出し部とを含む固体撮像素子を形
成した撮像素子層と、前記撮像素子層の上に直接形成さ
れたカラーフィルタ層と、前記各受光部に光を集光する
ように該カラーフィルタ層の上に形成されたマイクロレ
ンズ層とを有する。
【００１０】本発明による固体撮像装置の製造方法にお
いては、複数個の受光素子領域と、該受光素子領域が受
光する光に相当する信号を転送する転送領域とを含む撮
像素子層を形成する工程と、前記撮像素子層の上に直接
カラーフィルタ層を形成する工程と、該カラーフィルタ
層の上にマイクロレンズ層を形成する工程とを有する。
いては、複数個の受光素子領域と、該受光素子領域が受
光する光に相当する信号を転送する転送領域とを含む撮
像素子層を形成する工程と、前記撮像素子層の上に直接
カラーフィルタ層を形成する工程と、該カラーフィルタ
層の上にマイクロレンズ層を形成する工程とを有する。
【００１１】固体撮像素子層の上にカラーフィルタ層が
直接形成されるので、マイクロレンズと受光部との距離
が小さくなる。
直接形成されるので、マイクロレンズと受光部との距離
が小さくなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１に本発明の実施例によるＣＣ
Ｄ形撮像装置の一部の拡大断面図を示す。なお、図２の
参照番号と同じ番号のものは実質的に同じ部材を示す。
シリコン等の半導体基板１の上に撮像素子層２が形成さ
れている。撮像素子層２は、受光素子領域となる例えば
ｐｎ接合構造のフォトダイオード３と、フォトダイオー
ド３で光電変換作用により発生した信号電荷を読み出し
て外部へ転送するＣＣＤ（電荷転送領域）部４とを含む
セルを画素数分有する。ＣＣＤ部４は、多結晶シリコン
等の電極４１とＡｌ（アルミニュウム）等からなる遮光
膜４２を有する。撮像素子層２の表面は透明なＳｉＮ等
の絶縁膜２１で覆われている。
Ｄ形撮像装置の一部の拡大断面図を示す。なお、図２の
参照番号と同じ番号のものは実質的に同じ部材を示す。
シリコン等の半導体基板１の上に撮像素子層２が形成さ
れている。撮像素子層２は、受光素子領域となる例えば
ｐｎ接合構造のフォトダイオード３と、フォトダイオー
ド３で光電変換作用により発生した信号電荷を読み出し
て外部へ転送するＣＣＤ（電荷転送領域）部４とを含む
セルを画素数分有する。ＣＣＤ部４は、多結晶シリコン
等の電極４１とＡｌ（アルミニュウム）等からなる遮光
膜４２を有する。撮像素子層２の表面は透明なＳｉＮ等
の絶縁膜２１で覆われている。
【００１３】本実施例では、撮像素子層２の上には直接
カラーフィルタ層６が形成され、従来技術のような平坦
化層は形成されない。撮像素子層２とカラーフィルタ層
６との間に平坦層がないことによりカラーフィルタ層６
の表面の平坦度は多少わるくなるが実用上問題とはなら
ない程度のものが得られる。
カラーフィルタ層６が形成され、従来技術のような平坦
化層は形成されない。撮像素子層２とカラーフィルタ層
６との間に平坦層がないことによりカラーフィルタ層６
の表面の平坦度は多少わるくなるが実用上問題とはなら
ない程度のものが得られる。
【００１４】従来は、撮像素子層２の上に平坦化層５を
形成することが当然であった。すなわち、撮像素子層２
の表面は凹凸を有するため、その上に平坦化層５を形成
して表面を平坦にしてから、その上にカラーフィルタ層
６を形成しなければならないとの固定観念があった。
形成することが当然であった。すなわち、撮像素子層２
の表面は凹凸を有するため、その上に平坦化層５を形成
して表面を平坦にしてから、その上にカラーフィルタ層
６を形成しなければならないとの固定観念があった。
【００１５】しかし、本発明者が実際に撮像素子層２の
上に直接カラーフィルタ層６を形成してみたところ、カ
ラーフィルタ層６の表面は許容できる程度の平坦度にな
ることを発見した。本実施例による構成をとっても、実
用上問題のない固体撮像素子が得られる。
上に直接カラーフィルタ層６を形成してみたところ、カ
ラーフィルタ層６の表面は許容できる程度の平坦度にな
ることを発見した。本実施例による構成をとっても、実
用上問題のない固体撮像素子が得られる。
【００１６】カラーフィルタ層６は例えばＲ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）の三種類の色のフィルターで構成され
る。各色のカラーフィルタはフォトリソグラフィー工程
により、一色ずつ順次形成される。カラーフィルタは、
水溶性高分子例えばゼラチン、カゼインあるいはポリビ
ニルアルコール（ＰＶＡ）などの透明材料を各種染料で
染色して作られる。また、透明感光性樹脂に顔料を分散
した材料で作られることもある。
（緑）、Ｂ（青）の三種類の色のフィルターで構成され
る。各色のカラーフィルタはフォトリソグラフィー工程
により、一色ずつ順次形成される。カラーフィルタは、
水溶性高分子例えばゼラチン、カゼインあるいはポリビ
ニルアルコール（ＰＶＡ）などの透明材料を各種染料で
染色して作られる。また、透明感光性樹脂に顔料を分散
した材料で作られることもある。
【００１７】カラーフィルタ層６の上に透明な樹脂層７
が形成される。樹脂層７は、例えばカラーフィルタで使
用したものと同じ透明樹脂材料を回転塗布工程で形成し
て作られる。さらに樹脂層７の上にマイクロレンズ層８
が形成される。マイクロレンズを透過した光１０は図示
のようにフォトダイオード３の受光面に集光する。マイ
クロレンズ層８は、透明な樹脂材料でフォトリソグラフ
ィと熱処理およびドライエッチング等の方法を利用して
形成される。
が形成される。樹脂層７は、例えばカラーフィルタで使
用したものと同じ透明樹脂材料を回転塗布工程で形成し
て作られる。さらに樹脂層７の上にマイクロレンズ層８
が形成される。マイクロレンズを透過した光１０は図示
のようにフォトダイオード３の受光面に集光する。マイ
クロレンズ層８は、透明な樹脂材料でフォトリソグラフ
ィと熱処理およびドライエッチング等の方法を利用して
形成される。
【００１８】図１の実施例と図２の従来のものを比較し
た場合、実施例では平坦化層５がないために、その厚み
分だけ、マイクロレンズから受光領域までの距離が小さ
くなり、セルの比例縮小に対応できる。
た場合、実施例では平坦化層５がないために、その厚み
分だけ、マイクロレンズから受光領域までの距離が小さ
くなり、セルの比例縮小に対応できる。
【００１９】なお、本発明は実施例で説明したＣＣＤ形
撮像装置以外にもＭＯＳ形撮像デバイスにも適用できる
ことは言うまでもない。本発明は以上説明した実施例の
ものに限るものではなく、実施例の開示にもとづき様々
な変更や改良が当業者であれば可能であることは自明で
あろう。
撮像装置以外にもＭＯＳ形撮像デバイスにも適用できる
ことは言うまでもない。本発明は以上説明した実施例の
ものに限るものではなく、実施例の開示にもとづき様々
な変更や改良が当業者であれば可能であることは自明で
あろう。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、固体撮像素子層の上に
カラーフィルタ層が直接形成されるので、マイクロレン
ズと受光部との距離が小さくなるため、セルを小型化す
ることが可能となり、高密度な画素の固体撮像装置が得
られる。
カラーフィルタ層が直接形成されるので、マイクロレン
ズと受光部との距離が小さくなるため、セルを小型化す
ることが可能となり、高密度な画素の固体撮像装置が得
られる。
【００２１】また、平坦化層の形成工程がなくなるため
に、工程が簡単になり、その分の製造コストを低減する
こともできる。
に、工程が簡単になり、その分の製造コストを低減する
こともできる。
【図１】本発明の実施例によるＣＣＤ形撮像装置の一部
断面図である。
断面図である。
【図２】従来の技術によるＣＣＤ形撮像装置の一部断面
図である。
図である。
１ 基板 ２ 撮像素子層 ３ フォトダイオード ４ ＣＣＤ部 ５ 平坦化層 ６ カラーフィルタ層 ７ 樹脂層 ８ マイクロレンズ １０ 光 ２１ 絶縁膜 ４１ 電極 ４２ 遮光膜
Claims (5)
- 【請求項１】 複数個の受光部と該受光部が受光する光
に相当する信号を読み出す読み出し部とを含む固体撮像
素子を形成した撮像素子層と、 前記撮像素子層の上に直接形成されたカラーフィルタ層
と、 前記各受光部に光を集光するように該カラーフィルタ層
の上に形成されたマイクロレンズ層とを有することを特
徴とする固体撮像装置。 - 【請求項２】 前記カラーフィルタ層は、赤と緑と青の
それぞれの色の光を透過する３種類の膜が前記撮像素子
層の表面上に平面内方向に一定の順序で配置されている
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。 - 【請求項３】 前記撮像素子層はその表面にコンフォー
マルな絶縁層を有することを特徴とする請求項１又は２
記載の固体撮像装置。 - 【請求項４】 複数個の受光素子領域と、該受光素子領
域が受光する光に相当する信号を転送する転送領域とを
含む撮像素子層を形成する工程と、 前記撮像素子層の上に直接カラーフィルタ層を形成する
工程と、 該カラーフィルタ層の上にマイクロレンズ層を形成する
工程とを有することを特徴とする固体撮像装置の製造方
法。 - 【請求項５】 前記カラーフィルタ層の形成工程では、
赤と緑と青のそれぞれの色の光を透過する３種類の膜を
前記撮像素子層の表面に直接形成することを特徴とする
請求項４記載の固体撮像装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9176006A JPH1127588A (ja) | 1997-07-01 | 1997-07-01 | 固体撮像装置とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9176006A JPH1127588A (ja) | 1997-07-01 | 1997-07-01 | 固体撮像装置とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1127588A true JPH1127588A (ja) | 1999-01-29 |
Family
ID=16006076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9176006A Pending JPH1127588A (ja) | 1997-07-01 | 1997-07-01 | 固体撮像装置とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1127588A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6630722B1 (en) | 1999-05-26 | 2003-10-07 | Sharp Kabushiki Kaisha | Solid state image sensing device having high image quality and fabricating method thereof |
| KR100486756B1 (ko) * | 2001-11-01 | 2005-05-03 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 이미지센서 제조 방법 |
| KR100817060B1 (ko) | 2006-09-22 | 2008-03-27 | 삼성전자주식회사 | 카메라 모듈 및 그 제조 방법 |
| US7986018B2 (en) | 2006-10-23 | 2011-07-26 | Sony Corporation | Solid-state imaging device |
-
1997
- 1997-07-01 JP JP9176006A patent/JPH1127588A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6630722B1 (en) | 1999-05-26 | 2003-10-07 | Sharp Kabushiki Kaisha | Solid state image sensing device having high image quality and fabricating method thereof |
| KR100486756B1 (ko) * | 2001-11-01 | 2005-05-03 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 이미지센서 제조 방법 |
| KR100817060B1 (ko) | 2006-09-22 | 2008-03-27 | 삼성전자주식회사 | 카메라 모듈 및 그 제조 방법 |
| US7986018B2 (en) | 2006-10-23 | 2011-07-26 | Sony Corporation | Solid-state imaging device |
| US8969987B2 (en) | 2006-10-23 | 2015-03-03 | Sony Corporation | Solid-state imaging device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030415 |