JPS6041004A - 固体撮像素子 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は固体撮像素子に関する０ 〔発明の背景〕 従来、固体撮像素子と色分解フィルタを個別に製造して
おき１両者を位置合せしつつ光学用接着剤等で貼合せる
のが一般的な製造方法である（特公昭５２−１７３７５
）。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、固体撮像素子の光検知部上に直接色分
解フィルタを搭載し、素子製造の作業性を向上させるこ
とにある。

本発明の第２の目的はこの場合の色分解フィルタを十分
精度良く、高品位になすことにある。

〔発明の概要〕

本発明は色分解フィルタを構成するいわゆる中間層や保
護層をポジ型の放射線感応性有機高分子材料を用いるも
ので、その加工を２層を越えない積層数銀行なうことに
より、フィルタの加工を容易ならしめ、加工精度を向上
せしめる。

本発明に用いるに有用な放射線感応性有機高分子材料は
次の如きものが掲げられる。

ノン （１）　ポリ・アルキメ・メタクリレート又はその共重
合体 ＣＨ３ 但し、Ｒ＋はアルキキ基１例えば、ＣＨ３゜Ｃ，Ｈ。

（２）　ポリグリシジル・メタクリレート又はその共重
合体 ＣＨ３ １ （３）　ポリメタクリルアミド ＣＨ３ モＣＨ２−Ｃ＋。

０ＮＨ２ （４）ポリメチルインプロペニルケトンＨ３ モＣＨ２−Ｃ→０ ＯＣＨ３ ＣＨ２ ＣＩ（３ （６）　ポリイソブチレン ＣＨ３ ■ そＣＨ２−Ｃ＋。

ＣＨ３ これらの例以外のポジ型の放射線感応性有機高分子材料
を使用し得ることはいうまでもない。

もちろん、紫外線、電子線、Ｘ線に感応性のものも使用
し得るものであ９１本明細書でこれらを「放射線感応性
」なる用語を用いる。

前述した放射線感応性材料のなかで、たとえばポリグリ
シジルメタクリレート、ポリメチルメタクリルアミドお
よびポリメチルメタクリレートとの共重合体に属するポ
リメチルメタクリレ−）−メタクリロイルクロリド共重
合体は熱架橋性の拐料である。

この様な材料の場合、たとえば中間層を塗布した後、熱
架橋を生ずる程度の温度で加熱することによって、中間
層の耐水性は向上し、耐染色層としてよシ有効に作用す
る。

加熱温度および時間は各々２００°０１５分間程度行な
えば架橋による高分子化は相当程度進行し、前記の耐水
性等の向上が生じる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を具体例に従って詳細に説明する。

第１図から第４図までは本発明のカラー用固体撮廉累子
の製一工程を示す。いずれも素子の主要部の断面図であ
る。第５図はその平面図である。

カラー用固体撮像累子基板１には多数の光検知部１０お
よびこれらを駆動する駆動回路部１１が少なくとも形成
されている。一般に基板１はシリコンで作製されている
。光検昶部は、これを動作させるだめの周辺回路を形づ
くる半導体集積回路と同一基材で作られる場合と、刈株
の半導体材料を用いる場合などがある。

こうしたカラー用固体撮像素子基板上に色分解フィルタ
の母材の層を厚さ０．５〜２．５μｍ程度形成する。こ
の母材は一般にゼラチン、卵白、グルー、カゼイン、ア
ラビアゴムおよびポバール等に感光性を与えた材料が用
いられる。感光特性としてはネガ型を用い３６５ｎｍな
いし４３５　ｎｍに感度を持たせるのが一般的である。

この層にマスク露光法で第１色目の部分１７だけ光硬化
させ現像することによって１色分解フィルタ母材の部分
１７だけが残される。この部分に所定の分光特性を有す
る染色で染色する。なお、染色法を従来から行なわれて
いる染料水溶液を用いる方法で良い。

なお、この第１色目のフィルタ母料の層を形成する際、
基板１の表面に約０．５〜１μｍの厚さに有機高分子材
料の保護層１６を形成しておくのが好ましい。この有機
高分子材料の被膜によって基板表面がより平坦化される
。これによって次の様な利点を生ずる。

（１）基板１中に設けられた半導体装置部分に対し、不
純物等の汚染の保護効果が生ずる。

（２）　基板１の光面が平坦化され、この上部に形成さ
れる中間層１８、フィルタ母材の層等の形成が容易にな
ると共に、特に中間層の変形に伴ない生ずる染色時の混
色を防止することが出来る０ （３）色フィルタの加工工程で、不純物の付着面積が小
さくなり、基板中の半導体装置の汚染防止に有用である
。

なお、この有機高分子材料も前述の中間層等を形成する
ための放射線感応性有機高分子材料を用いるのが、後の
加工に有利である。

なお、本件ではポリグリシジルメタクリレートを用いた
。

次いで透明な耐染色性の中間層１８を厚さ０．５〜１５
μｍに被覆する。第１図がこの状態である０この中間層
に前述の放射線感応性有機高分子材料を用いる０この場
合、色分解フィルタ母材の感光特性と異なる放射線感応
特性を有する如く選択するのが良いことは前述した。

この２層の保護層（１６，１８）をボンデインある。露
光時間は３ｋＷ水銀ランプを約１０　ａｍの距離で約５
分間とした。

次に１色フィルタ母材の層を形成し、マスク露光法で露
光し、現像を施こし、第２色目のフィルタ部分１９を形
成、所定の分光特性を有する染料で染色する。更に透明
な中間層２０を被膜する。

次いで保＠膜２０を前述と同様に所望部分除去の加工を
施こす。露光時間は約３０秒である。

なお、中間層、保護膜もポジ型の放射線感応性有機高分
子材料を用いる。

以上の工程で色分解フィルタが形成される。

なお１色フィルタ形成のための染色は従来法に従って、
染料の調合、コンテント、染色液の温度染色時間を決め
れば良い。

本件で第１色目にはシアンとし、たとえばチパ・クロム
ターキシプル（商品名）で染色、第２色目はカヤノール
イエローＮｓＧで黄色に染色した。こうしてボンディン
グ・バット部等が開孔される。第５図はカラー用固体撮
像素子の平面図である。シリコンチップ基板内に図のよ
うに光検知部１４と光検知部を駆動する回路１５および
ボンディング部１１が配置されている０光検知部には前
記の方法によシモザイク状等の色フィルタが形成されて
いる。ボンディング部のフィルタ材は前記の方法で除去
し、ボンディング・バットは４出させである。次にＡｕ
、又はＡｌ−８ｉ（Ｓｉ含有量０．５〜１ｗｔ％）をボ
ンディング・バットに超音波ボンドする。あるいはＡｕ
−８ｎ（Ａｕ含有量１０ｗｔ％）をＡｕ製ボンディング
・バットに熱圧着でも良い。

こうしてカラー用固体盪像系子が完成する。

本例の如く、フィルタの中間層、保護膜としてポジ型の
放射線有機高分子材料を用い、且２層を越えない積層数
でこれを加工することによって次の如き欠点を除き得る
。

例えば（１）色フィルタ層を形成するときにフィルタの
母材となっているゼラチンがごく薄く通常単分子膜位と
薄い被膜が保護層間に介在して露光時の吸収層となって
露光を防害したり現像時では現像液の下層への浸透防害
層となるため加工困難となってくる。また（２）ゼラチ
ンと保護層との接着性を改善したり、保護層の表面の水
に対するぬれ住改善を行うと保護層の表面が変質し、変
質層がゼラチンの薄い膜と同様に防害する。色フイルタ
加工にともなって、次第に保護膜は加工困難となってく
る。（３）３〜５層となると露光時間が長くなり。

通常の経済的な露光時間内におさまらなくなる。

露光光源強度を大入くシたり、現像中に超音波を作用し
たりする方法があるが、超音波の方法ではフィルタにク
ラック等の欠陥が発生する。光源強度ｕｐではランプの
容量ｕｐをはかる必要があるが、遠紫外成分の割合が小
さいので熱線放出等が問題となシ、光源強度のｕｐはむ
ずかしい。

本発明は保護層の変質に対処し、ポジ型の放射線感応性
の保護層の特性を生かし、経済的である。

本実施例は補色型で２色タイプのため、保護膜は３層で
あり、２層重ね露光と単層の露光加工の組合せによって
、ボンディング部分の保護膜の除去を行った例である。

本実施例以外では、はじめに保護膜１６を加工し、Ｃｙ
ａｎ、Ｙｅｌｌｏｗ等の色フィルタを形成し。

最終保護膜２０を形成して、保護膜１８．２０の２層を
同時に加工する方法もある。

またＲＧＢ型やＣｙａｎ、Ｙｅｌｌｏｗ、　Ｂｌａｃｋ
型などのよシ多層色フィルタの場合には保護膜の層数も
多くなり１色々の組合せの加工が考えられ、また組合せ
によって加工が可能となる。

また保護膜１６のような撮像素子の表面の保護層を省略
する場合もあるが、このような場合にも組合せによって
保護層の加工が容易となってくる。

第１表にフィルタ母材および中間層および保護層の他の
具体例を示す。

なお、保護膜はポジ型がよい。これは加工において強い
紫外線によって色フィルタが変質する材料のものがあり
、紫外線を照射しないポジ型はその点心配がない〇 〔発明の効果〕 以上の如く１本発明の固体撮像素子は、作業性に優れた
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図より第４図は本発明のカラー用固体撮像素子の製
造方法を示す素子断飢図、第５図はカラー用固体撮像素
子の平面図である。 １・・・・・・固体撮像素子基板、１６・・・・・・保
護膜、１７．１９・・・・・・色フイルタ部、１８・・
・・・・中間層、２０・・・・・保護膜。 第　１　図 ／ｉ 第　３　図 第　５　図 ／　／

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の光検知要素が配置された光検知部を有する半導体
   基体の上部に、この光検知要素に対応して色分解用フィ
   ルター部が設けられ、前記色分解用フィルター部は所望
   形状且所定の分光特性を有するフィルター層および透光
   性のポジ型放射線感応性有機高分子材料層が所定の数だ
   け順次積層されてなることを特徴とする固体撮像素子０