JPS6046401B2 - 固体撮像素子の製造方法 - Google Patents
固体撮像素子の製造方法Info
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- JPS6046401B2 JPS6046401B2 JP54020801A JP2080179A JPS6046401B2 JP S6046401 B2 JPS6046401 B2 JP S6046401B2 JP 54020801 A JP54020801 A JP 54020801A JP 2080179 A JP2080179 A JP 2080179A JP S6046401 B2 JPS6046401 B2 JP S6046401B2
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- Japan
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- radiation
- organic polymer
- polymer material
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- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/10—Integrated devices
- H10F39/12—Image sensors
- H10F39/18—Complementary metal-oxide-semiconductor [CMOS] image sensors; Photodiode array image sensors
- H10F39/182—Colour image sensors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
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- H10F39/80—Constructional details of image sensors
- H10F39/803—Pixels having integrated switching, control, storage or amplification elements
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
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- H10F39/8053—Colour filters
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- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Optical Filters (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は固体撮像素子およびその製造方法に関する。
本発明は特に光検知部上に直接色分解フィルターを搭
載するカラー用固体撮像素子に有用であ”る。 従来、
固体撮像素子と色分解フィルターを個別に製造しておき
、両者を位置合せしつつ光学用接着剤等で詰合せるのが
一般的な製造方法である。
載するカラー用固体撮像素子に有用であ”る。 従来、
固体撮像素子と色分解フィルターを個別に製造しておき
、両者を位置合せしつつ光学用接着剤等で詰合せるのが
一般的な製造方法である。
また光学用接着剤のかわりに光学用マッチング・オイル
を用いる例も報告されている。本発明の第１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ーを搭
載し、素子製造の作業性を向上させることにある。
を用いる例も報告されている。本発明の第１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ーを搭
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ーを十
分精度良く、高品位になすことにある。
分精度良く、高品位になすことにある。
本発明の色分解フィルターを構成するいわゆる中間層や
保護層を放射線感応性有機高分子材料を用い、固体撮像
素子のその後の製造工程に有利ならしめることに第１の
要点がある。第２は、更に前述の有機高分子材料が熱架
橋性なる特性を有することがより好ましい。
保護層を放射線感応性有機高分子材料を用い、固体撮像
素子のその後の製造工程に有利ならしめることに第１の
要点がある。第２は、更に前述の有機高分子材料が熱架
橋性なる特性を有することがより好ましい。
これは色分解フィルターの積層構造に用いる中間層等の
強化に有用である。第３に、前記放射線感応性有機高分
子材料がいわゆるポジ型であることが、工程簡略化の点
から極めて有利である。
強化に有用である。第３に、前記放射線感応性有機高分
子材料がいわゆるポジ型であることが、工程簡略化の点
から極めて有利である。
ネガ型の放射線感応性を有していてもフィルター部の加
工にこの特性を使用し得る。しかし、各中間層を形成と
共に、所定の放射線を露光し架橋を施こす必要が生じ、
工程数が多くなる。勿論ポジ型の放射線感応性有機高分
子材料を用いても、上記各中間層を形成と共に所定の放
射線を露光し、次いて現像して所望の加工を施して良い
し、又複数層毎上述の加工を施して良いことは当然であ
る。各層毎に加工を行なつた場２合、工程数としてはネ
ガ型の場合と同じ工程数となる。しかし、この場合でも
ポジ型の方が次の如き利点を有する。即ち、ポジ型の場
合、有機高分子材料の層を除去する部位に放射線を露光
するが、一方、ネガ型の場合、残存させる部位に放射３
線を露光する。色分解フィルター母材を有するのは当然
前記有機高分子材料の層が残存せしめられる部位となる
。従つて、ネガの場合、色分解フィルター母材にも何度
か露光用の放射線が照射されることとなり、フィルター
特性の劣化に影響をお３よぼす。ポジ型においてはこの
様な悪影響は全くない。また、多くの場合、フィルター
母材にも感光性を付与して用いるが、この場合フィルタ
ー母材の感光特性と、中間層および保護層の材料の分光
特４，性が異なつているのが好ましい。
工にこの特性を使用し得る。しかし、各中間層を形成と
共に、所定の放射線を露光し架橋を施こす必要が生じ、
工程数が多くなる。勿論ポジ型の放射線感応性有機高分
子材料を用いても、上記各中間層を形成と共に所定の放
射線を露光し、次いて現像して所望の加工を施して良い
し、又複数層毎上述の加工を施して良いことは当然であ
る。各層毎に加工を行なつた場２合、工程数としてはネ
ガ型の場合と同じ工程数となる。しかし、この場合でも
ポジ型の方が次の如き利点を有する。即ち、ポジ型の場
合、有機高分子材料の層を除去する部位に放射線を露光
するが、一方、ネガ型の場合、残存させる部位に放射３
線を露光する。色分解フィルター母材を有するのは当然
前記有機高分子材料の層が残存せしめられる部位となる
。従つて、ネガの場合、色分解フィルター母材にも何度
か露光用の放射線が照射されることとなり、フィルター
特性の劣化に影響をお３よぼす。ポジ型においてはこの
様な悪影響は全くない。また、多くの場合、フィルター
母材にも感光性を付与して用いるが、この場合フィルタ
ー母材の感光特性と、中間層および保護層の材料の分光
特４，性が異なつているのが好ましい。
フィルター母材の加工時に、その下部に存在する中間層
および保護層の材料に影響を及ぼさない必要がある。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。（１）ポリ・アルキル・メタ
クリレート又はその共重合体但し、Ｒはアルキル基、例
えば、ＣＨ３、Ｃ４Ｈ９ ２）ポリグリシジル・メタクリレート又はその共重合体
３）ポリメタクリルアミド４）ポリメチルイソプロペニ
ルケトン ））ポリ（ブテンー１スルホン） ；）ポリイソブチレン これらの例以外の放射線感応性有機高分子材料一使用し
得ることはいうまでもない。
および保護層の材料に影響を及ぼさない必要がある。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。（１）ポリ・アルキル・メタ
クリレート又はその共重合体但し、Ｒはアルキル基、例
えば、ＣＨ３、Ｃ４Ｈ９ ２）ポリグリシジル・メタクリレート又はその共重合体
３）ポリメタクリルアミド４）ポリメチルイソプロペニ
ルケトン ））ポリ（ブテンー１スルホン） ；）ポリイソブチレン これらの例以外の放射線感応性有機高分子材料一使用し
得ることはいうまでもない。
勿論、放射線感応性有機高分子材料として紫外線感応性
、電子感応性、Ｘ線感応性等のものを使用し得る。本明
細書の「放射線惑応性」なる用語はこれら各種のものを
含むものである。以下、本発明を具体例に従つて詳細に
説明する。
、電子感応性、Ｘ線感応性等のものを使用し得る。本明
細書の「放射線惑応性」なる用語はこれら各種のものを
含むものである。以下、本発明を具体例に従つて詳細に
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像素子
の製造工程を示す。
の製造工程を示す。
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。カラー用固体撮像素子基板１には多数の光
検知２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。なお、半導体基体１中の詳
細な構造は省略されている。一般に基板１はシリコンで
作製されている。光検知部は、これを動作させるための
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、別種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
ーの母材の層の厚さ０．５〜２．５μｍ程度形成する。
面図である。カラー用固体撮像素子基板１には多数の光
検知２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。なお、半導体基体１中の詳
細な構造は省略されている。一般に基板１はシリコンで
作製されている。光検知部は、これを動作させるための
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、別種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
ーの母材の層の厚さ０．５〜２．５μｍ程度形成する。
この母材は一般にゼラチン、卵白、グリーー、力ティン
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３６５ｎ７Ｔ１．ないし
４３５１１ｍに感度が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２だけ光硬化させ現
像することによつて、色分解フィルター母材の部分２だ
けが残される。
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３６５ｎ７Ｔ１．ないし
４３５１１ｍに感度が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２だけ光硬化させ現
像することによつて、色分解フィルター母材の部分２だ
けが残される。
この部分に所定の分光特性を有する染料で染色する。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色目のフィルター母材の
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被膜を形成しておくのが好ましい
。
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色目のフィルター母材の
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被膜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つて基板表面がより平坦
化される。これによつて次の様な利３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。
化される。これによつて次の様な利３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の表面が平坦化され、この上部に形成され
る中間層、フィルター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。
る中間層、フィルター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。
（３） 色フィルターの加工工程で、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。
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。
次いで透明な耐染色性の中間層５を厚さ０．５〜１．５
μｍに被覆する。
μｍに被覆する。
第１図がこの状態である。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。この場合、色分解フィル
ター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。次に、同様に第２
図に示す様に色フィルター母材の層を形成し、マスク露
光法で露光し、現像を施こし、第２色目のフィルター部
分３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６を被覆する。さらに同様に第３図に
示すように色フィルター４を形成し、染色し、次いて保
護膜７を形成する。
応性有機高分子材料を用いる。この場合、色分解フィル
ター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。次に、同様に第２
図に示す様に色フィルター母材の層を形成し、マスク露
光法で露光し、現像を施こし、第２色目のフィルター部
分３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６を被覆する。さらに同様に第３図に
示すように色フィルター４を形成し、染色し、次いて保
護膜７を形成する。
なお、中間層６、保護膜７も中間層５と同様の放射線感
応性有機高分子材料を用いる。
応性有機高分子材料を用いる。
′ 以上の工程で３色の色分解フィルターが形成される
。
。
なお、色フィルター形成のための染色は従来法に従つて
、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。
、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。
夕
第１表にフ名Ｊ９ｊｉ材および中間層および保護層の具
体例を示す。
体例を示す。
また、染色条件の例を次に示す。
（１）染料配合
縁色
シリユースイエローＧＣ（Ｓｉｒｉｕｓ
ＹｅｌｌＯｗＧＣ） ０．８ｗｔ％リサ
ミングリーン■（ＬｉｓｓａｍｉｎｅＧｒｅｅｎＶ）
０．４ｗｔ％ 酢酸 ２Ｗｔ
％ 水 青色 メチルブルー（ＭｅｔｈｙｌＢｌｕｅ） １ｗｔ％
酢酸 ２Ｗｔ％ 水 赤色 ポンソーＳ（ＰＯｎｃｅａｎＳ） ０．３ｗｔ％
カヤノールイエローＮ５Ｇ（ＫａｙａｎＯｌＹｅｌｌＯ
ｗＮ５Ｇ） ０．０８Ｗｔ％ 酢
酸 ２Ｗｔ％ 水 （２）染色温度、時間 緑色４０℃、２分 青色４０゜Ｃ１１分 赤色４０℃、２分 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
メチルメタクリレートーメタクリロイルクロリド共重合
体は熱架橋性の材料である。
ミングリーン■（ＬｉｓｓａｍｉｎｅＧｒｅｅｎＶ）
０．４ｗｔ％ 酢酸 ２Ｗｔ
％ 水 青色 メチルブルー（ＭｅｔｈｙｌＢｌｕｅ） １ｗｔ％
酢酸 ２Ｗｔ％ 水 赤色 ポンソーＳ（ＰＯｎｃｅａｎＳ） ０．３ｗｔ％
カヤノールイエローＮ５Ｇ（ＫａｙａｎＯｌＹｅｌｌＯ
ｗＮ５Ｇ） ０．０８Ｗｔ％ 酢
酸 ２Ｗｔ％ 水 （２）染色温度、時間 緑色４０℃、２分 青色４０゜Ｃ１１分 赤色４０℃、２分 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
メチルメタクリレートーメタクリロイルクロリド共重合
体は熱架橋性の材料である。
このような材料の場合、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つて、中間層の耐
水性は向上し、耐染色層としてより有効に作用する。
生ずる程度の温度で加熱することによつて、中間層の耐
水性は向上し、耐染色層としてより有効に作用する。
５ 加熱温度および時間は各々２００℃１紛間程度行な
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。
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。
この加熱処理は各中間層等の形成後行なわれるのが通常
である。
である。
カラー用固体撮像素子基板１のボンディング・パット部
分１２等の所望部分を残してマスクを施こし、紫外線を
露光する。
分１２等の所望部分を残してマスクを施こし、紫外線を
露光する。
露光条件は第１表に示した通りである。光源として遠紫
外用の場合、Ｘｅ−Ｈｇランプ（１ＫＷ）が適当である
。次いでフイルター形成用の３層の積層材料を現像する
ことによつて、所望部分を除去する。こうしてボンディ
ング・パット部等所望部分が開孔される。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１２が配置されている。光検
知部には前記の方法によりモザイク状等の色フィルター
が形成されている。ボンディング部のフィルター材は前
記の方法で除去し、ボンディング・パットは露出させて
ある。次にＡＵｌ又はＡｌ−Ｓｉ（Ｓ】含有量０．５〜
１Ｗｔ％）をボンディング・パットに超音波ボンドする
。あるいはＡｕ−Ｓｎ（Ａｕ含有量１０Ｗｔ％）をＡｕ
製ボンディング◆パットに熱圧着でも良い。こうしてカ
ラー用固体撮像素子が完成する。以上の具体例では、放
射線感応性材料層に対するボンディング・パット部１２
等の加工は、（１）半導体基板１表面に形成した被膜、
（２）各中間層、および（３）保護膜等を積層して後加
工処理を施しているが、勿論各層毎行なつても良いし、
又たとえば二層毎に加工しても良いことはいうまでもな
い。
外用の場合、Ｘｅ−Ｈｇランプ（１ＫＷ）が適当である
。次いでフイルター形成用の３層の積層材料を現像する
ことによつて、所望部分を除去する。こうしてボンディ
ング・パット部等所望部分が開孔される。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１２が配置されている。光検
知部には前記の方法によりモザイク状等の色フィルター
が形成されている。ボンディング部のフィルター材は前
記の方法で除去し、ボンディング・パットは露出させて
ある。次にＡＵｌ又はＡｌ−Ｓｉ（Ｓ】含有量０．５〜
１Ｗｔ％）をボンディング・パットに超音波ボンドする
。あるいはＡｕ−Ｓｎ（Ａｕ含有量１０Ｗｔ％）をＡｕ
製ボンディング◆パットに熱圧着でも良い。こうしてカ
ラー用固体撮像素子が完成する。以上の具体例では、放
射線感応性材料層に対するボンディング・パット部１２
等の加工は、（１）半導体基板１表面に形成した被膜、
（２）各中間層、および（３）保護膜等を積層して後加
工処理を施しているが、勿論各層毎行なつても良いし、
又たとえば二層毎に加工しても良いことはいうまでもな
い。
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面図、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、２，３，４・・・・
・・色フィルター部、５，６・・・・・・中間層、７・
・・・・・保護膜。
造方法を示す素子断面図、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、２，３，４・・・・
・・色フィルター部、５，６・・・・・・中間層、７・
・・・・・保護膜。
Claims (1)
- １ 複数の光検知要素が配置された光検知部を少なくと
も有する半導体基体の上部に、透光性の放射線感応性有
機高分子材料層を形成する工程、所望形状且所定の分光
特性を有する色分解フィルター層を設ける工程および透
光性の放射線感応性有機高分子材料の層を形成する工程
を所望積層数だけ順次繰返して所望の色分解用フィルタ
ー部を形成する工程を有し、且所望の前記透光性の放射
線感応性有機高分子材料の層の加工に際し、所定の放射
線を前記放射線感応性有機高分子材料の層に照射し次い
で現像を施こして加工せしむる工程を有する固体撮像素
子の製造方法において、前記放射線感応性有機高分子材
料がポジ型感応性かつ、熱硬化性材料であり、更にこの
放射線感応性有機高分子材料の層の形成は、この材料の
溶液を塗布して後加熱して層の形成をなすことを特徴と
する固体撮像素子の製造方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54020801A JPS6046401B2 (ja) | 1979-02-26 | 1979-02-26 | 固体撮像素子の製造方法 |
| US06/123,085 US4285007A (en) | 1979-02-26 | 1980-02-20 | Color solid-state imager and method of making the same |
| GB8006331A GB2043998B (en) | 1979-02-26 | 1980-02-25 | Colour solidstate imaging device and method of making such a device |
| DE3006919A DE3006919C2 (de) | 1979-02-26 | 1980-02-25 | Festkörper-Farbbildaufnahmevorrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| NL8001159A NL8001159A (nl) | 1979-02-26 | 1980-02-26 | Halfgeleider kleurenbeeldopnemer en werkwijze ter vervaardiging daarvan. |
| CA346,435A CA1133614A (en) | 1979-02-26 | 1980-02-26 | Color solid-state imager and method of making the same |
| FR8004179A FR2449974A1 (fr) | 1979-02-26 | 1980-02-26 | Dispositif de formation d'image couleur a semi-conducteurs et methode de fabrication de ce dernier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54020801A JPS6046401B2 (ja) | 1979-02-26 | 1979-02-26 | 固体撮像素子の製造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60082351A Division JPS60258962A (ja) | 1985-04-19 | 1985-04-19 | 固体撮像素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55115371A JPS55115371A (en) | 1980-09-05 |
| JPS6046401B2 true JPS6046401B2 (ja) | 1985-10-16 |
Family
ID=12037151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54020801A Expired JPS6046401B2 (ja) | 1979-02-26 | 1979-02-26 | 固体撮像素子の製造方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4285007A (ja) |
| JP (1) | JPS6046401B2 (ja) |
| CA (1) | CA1133614A (ja) |
| DE (1) | DE3006919C2 (ja) |
| FR (1) | FR2449974A1 (ja) |
| GB (1) | GB2043998B (ja) |
| NL (1) | NL8001159A (ja) |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5687782U (ja) * | 1979-12-10 | 1981-07-14 | ||
| US4315978A (en) * | 1980-03-06 | 1982-02-16 | Eastman Kodak Company | Solid-state color imaging device having a color filter array using a photocrosslinkable barrier |
| JPS56165362A (en) * | 1980-05-26 | 1981-12-18 | Hitachi Ltd | Manufacture of solid state color image pickup element |
| JPS5754905A (en) | 1980-09-19 | 1982-04-01 | Hitachi Ltd | Manufacture of color filter |
| US4430666A (en) | 1981-02-27 | 1984-02-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric converting device |
| JPS57148367A (en) * | 1981-03-09 | 1982-09-13 | Nec Corp | Manufacture of solid state color image pickup element |
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