JPS6063502A - カラ−固体撮像素子の製造方法 - Google Patents
カラ−固体撮像素子の製造方法Info
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- JPS6063502A JPS6063502A JP59114566A JP11456684A JPS6063502A JP S6063502 A JPS6063502 A JP S6063502A JP 59114566 A JP59114566 A JP 59114566A JP 11456684 A JP11456684 A JP 11456684A JP S6063502 A JPS6063502 A JP S6063502A
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/201—Filters in the form of arrays
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Filters (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
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。
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の製造方法に関し、特に固体撮像
素子に使用するカラーフィルタの製造方法に関するもの
である。
素子に使用するカラーフィルタの製造方法に関するもの
である。
撮像用電子管、あるいは電子管に代わる次世代の撮像デ
バイスとして近年精力的な開発が行われている固体撮像
素子（エレクトロニクス、昭和５１年４月号Ｐ３６８〜
３７２．テレビジョン学会誌第３３巻、第７号（１９７
９）Ｐ５４８〜Ｐ５６６等に詳述）のカラー化は、光電
変換領域の上部にカラーフィルタを形成することにより
行われている。カラーフィルタの種類には、ゼラチン等
有機物を染色する有機フィルタと、光学干渉を利用する
無機フィルタがある。しかし、安価であるという観点か
ら、既にテレビジョン放送に使用されている電子管の場
合には、前者の有機フィルタが使用されており、さらに
、有機フィルタは固体撮像素子の場合にも不可欠なもの
となっている。
バイスとして近年精力的な開発が行われている固体撮像
素子（エレクトロニクス、昭和５１年４月号Ｐ３６８〜
３７２．テレビジョン学会誌第３３巻、第７号（１９７
９）Ｐ５４８〜Ｐ５６６等に詳述）のカラー化は、光電
変換領域の上部にカラーフィルタを形成することにより
行われている。カラーフィルタの種類には、ゼラチン等
有機物を染色する有機フィルタと、光学干渉を利用する
無機フィルタがある。しかし、安価であるという観点か
ら、既にテレビジョン放送に使用されている電子管の場
合には、前者の有機フィルタが使用されており、さらに
、有機フィルタは固体撮像素子の場合にも不可欠なもの
となっている。
このような、カラーフィルタを直接撮像素子に設けた技
術は、特開昭５５−１９８８５号公報に見られる。しか
しながら、本公報に掲載されている技術は、カラー固体
撮像素子板に関するものであり、かつ、それにとどまる
。
術は、特開昭５５−１９８８５号公報に見られる。しか
しながら、本公報に掲載されている技術は、カラー固体
撮像素子板に関するものであり、かつ、それにとどまる
。
すなわち、固体撮像素子上に、カラーフィルタを載置し
た構成が開示されているものである。
た構成が開示されているものである。
これに対し発明者らは、カラー固体撮像素子の製造方法
において、カラーフィルタを形成する基板となる固体撮
像ＬＳＩ （Ｌ ａｒｇｅ旦ｃａｌｅ Ｉ ｒ＋ｔｅｇｒａｔｉｏ
ｎ）は撮像用電子管の基板となる光学的平坦なガラス面
板に較べて、カラーフィルタを積層する上で下記の様に
極めて不都合な問題を抱えていることを見出した。
において、カラーフィルタを形成する基板となる固体撮
像ＬＳＩ （Ｌ ａｒｇｅ旦ｃａｌｅ Ｉ ｒ＋ｔｅｇｒａｔｉｏ
ｎ）は撮像用電子管の基板となる光学的平坦なガラス面
板に較べて、カラーフィルタを積層する上で下記の様に
極めて不都合な問題を抱えていることを見出した。
まず固体撮像素子の特徴を述べる。
（１） 固体撮像ＬＳＩは、’ＩＣ製作技術を用いて作
られるため（ＭＯ８型撮像ＬＳＩ、ＣＣＤ型撮像ＬＳＩ
ともにＭＯ８・ｒｃ技術を用いて作られる）、シリコン
基板上に形成された電気絶縁用酸化膜および配線用導電
性膜から成る１、５〜２．５μｍの凹凸を有している。
られるため（ＭＯ８型撮像ＬＳＩ、ＣＣＤ型撮像ＬＳＩ
ともにＭＯ８・ｒｃ技術を用いて作られる）、シリコン
基板上に形成された電気絶縁用酸化膜および配線用導電
性膜から成る１、５〜２．５μｍの凹凸を有している。
（ＩＩ） 配線には、導電率の高い金属（例えばＡＱ。
ＭＯなど）が使用されるが、金属は光学反射率が高い。
（ＩＩＩ） −絵素のサイズは解像度を上げるため製作
技術の向上とともに縮小され、最近の３μｍ技術を用い
た場合は〜２０μｍと小さく、将来１μｍ技術を用いた
場合には１０μｍ前後まで縮小される見込みである。
技術の向上とともに縮小され、最近の３μｍ技術を用い
た場合は〜２０μｍと小さく、将来１μｍ技術を用いた
場合には１０μｍ前後まで縮小される見込みである。
（ＩＶ） 電子管の場合は、フィルタの配列方式はイン
デックス（カラー信号を取り出すための同＝３− 期信号）を持たないためストライプ状であるが、固体撮
像素子の場合には、素子を駆動するクロックパルスがイ
ンデックスに利用できるため、少ない絵素数で高い解像
度が得られるドツト状が使用される（勿論、固体素子に
おいてもストライプ方式を使用できるが、例えば３原色
である赤、青、緑をストライプで繰り返すとカラー解像
度は１／３に低下することになるので、一般には使用さ
れない。）カラーフィルタは、光電変換素子アレーおよ
び走査回路等の配線まで完了した固体撮像ＬＳＩの上部
にフィルタ材料を乗せ、下地であるＬＳＩの製作技術と
同様のホトエツチング技術（露光、現像）によって光電
変換素子の上部にフィルタ材料を残し、所定の色に染色
することにより各色毎に順次形成される（３原色の場合
は３工程を必要とする）。ここで、前述の４項が原因と
なって以下に示す問題が発生する。
デックス（カラー信号を取り出すための同＝３− 期信号）を持たないためストライプ状であるが、固体撮
像素子の場合には、素子を駆動するクロックパルスがイ
ンデックスに利用できるため、少ない絵素数で高い解像
度が得られるドツト状が使用される（勿論、固体素子に
おいてもストライプ方式を使用できるが、例えば３原色
である赤、青、緑をストライプで繰り返すとカラー解像
度は１／３に低下することになるので、一般には使用さ
れない。）カラーフィルタは、光電変換素子アレーおよ
び走査回路等の配線まで完了した固体撮像ＬＳＩの上部
にフィルタ材料を乗せ、下地であるＬＳＩの製作技術と
同様のホトエツチング技術（露光、現像）によって光電
変換素子の上部にフィルタ材料を残し、所定の色に染色
することにより各色毎に順次形成される（３原色の場合
は３工程を必要とする）。ここで、前述の４項が原因と
なって以下に示す問題が発生する。
（１）で述べた凹凸は露光の際、凹凸の境の領域で光が
散乱するのでホトマスクによって決まる所４一 定の領域よりフィルタが細ったり、逆に太ったりする。
散乱するのでホトマスクによって決まる所４一 定の領域よりフィルタが細ったり、逆に太ったりする。
（ＩＩ）で述べた反射の問題はやはり露光の散乱を発生
しフィルタの細り、太りを生ずる。（ｍ）項は露光の際
、光の隣接効果現象（一種の千＃）を発生し、ホトマス
クにより、露光を防止している領域まで光が囲り込むの
で、フィルタが太る。
しフィルタの細り、太りを生ずる。（ｍ）項は露光の際
、光の隣接効果現象（一種の千＃）を発生し、ホトマス
クにより、露光を防止している領域まで光が囲り込むの
で、フィルタが太る。
さらに、（ＩＶ）項によりフィルタはドツト状に配列さ
れるパターンなので、エツチング量が一様ではなく場所
によって不均一になる。また、前述の隣接効果によって
フィルタの配列に依存して、位置の周期性を持ったエツ
チング量の不均一性を発生する。即ち、細り、太りが場
所によってばらつき、さらに各パターン内にもパターン
切れの悪い凹凸を発生する。これらの問題の内、特に、
太りは各色フイルタ間の重なり、即ち混色を発生し、画
質を低下させる大きな問題となっている。
れるパターンなので、エツチング量が一様ではなく場所
によって不均一になる。また、前述の隣接効果によって
フィルタの配列に依存して、位置の周期性を持ったエツ
チング量の不均一性を発生する。即ち、細り、太りが場
所によってばらつき、さらに各パターン内にもパターン
切れの悪い凹凸を発生する。これらの問題の内、特に、
太りは各色フイルタ間の重なり、即ち混色を発生し、画
質を低下させる大きな問題となっている。
本発明の目的は、上記の問題点を解決し、良好な画質の
得られるカラー固体撮像素子の製造方法を提供すること
である。
得られるカラー固体撮像素子の製造方法を提供すること
である。
本発明は上記目的を達成するため、カラーフィルタを製
造する際に使用する露光マスク上の各フィルタパターン
のパターン寸法を、固体撮像ＩＣの上に集積化されてい
る絵素の寸法より縮小しく即ち、フィルタパターン形状
と絵素形状間に間隙を設け）、さらに、この縮小寸法（
間隙）が各仏間で同一あるいは異なる値を取り得るよう
にしたものである。
造する際に使用する露光マスク上の各フィルタパターン
のパターン寸法を、固体撮像ＩＣの上に集積化されてい
る絵素の寸法より縮小しく即ち、フィルタパターン形状
と絵素形状間に間隙を設け）、さらに、この縮小寸法（
間隙）が各仏間で同一あるいは異なる値を取り得るよう
にしたものである。
なお、上記フィルタの細りは、入射光量のばらつき、す
なわち、感度が各光電変換素子によって異なるため、一
種の雑音となる。したがって、このフィルタの細りが問
題となるときは、上記太りの場合とは逆に、露光マスク
上のフィルタパターンの寸法を、絵素寸法より拡大して
おけば良い。
なわち、感度が各光電変換素子によって異なるため、一
種の雑音となる。したがって、このフィルタの細りが問
題となるときは、上記太りの場合とは逆に、露光マスク
上のフィルタパターンの寸法を、絵素寸法より拡大して
おけば良い。
以下、本発明を実施例を用いて詳細に説明する。
発明者らの実験では、前述した問題点である太りは、フ
ィルタ材料の膜厚、フィルタの配列（各色の幾何学的配
置）に依存して変化することが判明している。したがっ
て、実施例を上記項目別に説明する。
ィルタ材料の膜厚、フィルタの配列（各色の幾何学的配
置）に依存して変化することが判明している。したがっ
て、実施例を上記項目別に説明する。
カラーフィルタの分光特性は、フィルタ材料の膜厚およ
び染色の材料によって決まるので、先ず適した染色材料
を選び、所定の特性を得るための調整はフィルタ材料の
膜厚制御によって行われる。
び染色の材料によって決まるので、先ず適した染色材料
を選び、所定の特性を得るための調整はフィルタ材料の
膜厚制御によって行われる。
したがって、原色フィルタ（例えば赤、緑、青）および
補色フィルタ（例えばシアン、マゼンタ、緑、赤）のい
ずれの場合に於ても、フィルタ材料の膜厚は、３あるい
は４色間で全く異なる、あるいは２色がほぼ同じで他の
１ないし２色は異なる場合が生じてくる。
補色フィルタ（例えばシアン、マゼンタ、緑、赤）のい
ずれの場合に於ても、フィルタ材料の膜厚は、３あるい
は４色間で全く異なる、あるいは２色がほぼ同じで他の
１ないし２色は異なる場合が生じてくる。
本発明の説明を分り易くするため、第１図に３色を使用
した場合のカラーフィルタを積層した固体撮像素子の構
造を示す。１は光電変換素子、走査素子、および走査素
子を走査する走査回路等を集積化したシリコン基板（例
えばＰ型）である。
した場合のカラーフィルタを積層した固体撮像素子の構
造を示す。１は光電変換素子、走査素子、および走査素
子を走査する走査回路等を集積化したシリコン基板（例
えばＰ型）である。
光電変換素子は、ＭＯ８型撮像素子の場合は光ダイオー
ド、ＣＣＤ型撮像素子の場合は電極下の空乏層が利用さ
れるが、ここでは簡単のため光ダイ−７＝ オード２−１．２−２．２−３ （例えばｎ型拡散層）
で示す。また、３は光電変換素子の分離、保護膜等の役
割を果す絶縁膜（例えば５ｉＯｚ ）である。ここで、
基板１、光ダイオード２および絶縁膜３は前述の撮像Ｌ
ＳＩを構成している。走査素子および走査回路は第１図
では省略しである。４−１．４−２．４−３はフィルタ
材料（一般にゼラチンが使用される）であり、４−１は
膜厚の薄い（例えば０．８μｍ）第１色用のフィルタ、
４−２は膜厚の厚い（例えば２．０μｍ）の第２色用の
フィルタ、４−３は中程度の膜厚（例えば１．５μｍ）
の第３色用のフィルタである。各フィルタの間は各色分
離と保護のための高分子樹脂中間層５−１゜５−２．５
−３で覆われている。６は入射光で。
ド、ＣＣＤ型撮像素子の場合は電極下の空乏層が利用さ
れるが、ここでは簡単のため光ダイ−７＝ オード２−１．２−２．２−３ （例えばｎ型拡散層）
で示す。また、３は光電変換素子の分離、保護膜等の役
割を果す絶縁膜（例えば５ｉＯｚ ）である。ここで、
基板１、光ダイオード２および絶縁膜３は前述の撮像Ｌ
ＳＩを構成している。走査素子および走査回路は第１図
では省略しである。４−１．４−２．４−３はフィルタ
材料（一般にゼラチンが使用される）であり、４−１は
膜厚の薄い（例えば０．８μｍ）第１色用のフィルタ、
４−２は膜厚の厚い（例えば２．０μｍ）の第２色用の
フィルタ、４−３は中程度の膜厚（例えば１．５μｍ）
の第３色用のフィルタである。各フィルタの間は各色分
離と保護のための高分子樹脂中間層５−１゜５−２．５
−３で覆われている。６は入射光で。
カラーフィルタを通過することにより、光ダイオード２
−１には第１色の光、２−２には第２色の光、２−３に
は第３色の光が入射することになる。
−１には第１色の光、２−２には第２色の光、２−３に
は第３色の光が入射することになる。
第２図は本発明のカラーフィルタ製造用ホトマスク上の
フィルタパターンの平面レイアウトを示す図である。同
図（ａ）は固体撮像素子で一般に使８− 用されている３原色（赤、緑、青）市松フィルタの配列
方式を採用した場合の例であり、同図（ｂ）は補色方式
シアン、黄、緑、白を採用した場合の例である。
フィルタパターンの平面レイアウトを示す図である。同
図（ａ）は固体撮像素子で一般に使８− 用されている３原色（赤、緑、青）市松フィルタの配列
方式を採用した場合の例であり、同図（ｂ）は補色方式
シアン、黄、緑、白を採用した場合の例である。
同図（ａ）において、７−１（点線）色第１図で示した
第１色（４−１）に、７−２（実線）は第２色（４−２
）に、７−３（鎖線）は第３色（４−３）に相当してい
る。具体的には、７−１．７−２．７−３はホトエツチ
ングの際使用するホトマスクめレイアウトパターンを示
しているが、ここでは各色フイルタ間の相対位置を示す
ため３つのパターンが重ね合せた形で表わされているが
、７−１のパターン配列群が第１色フィルタを製作する
際に使用するホトマスクに相当し、７−２のパターン配
列群、７−３のパターン配列群が第２色、第３色フィル
タを製作するホトマスクに相当している。一方、８は固
体撮像ＬＳＩを構成する一絵素の領域に相当する境界線
を示しており（但し、ホトマスクには現れない線である
）、本例では一絵素はｄｘｘｄＹの面積を有している（
ここでは、テレビ画面のアスペクト比４：３に応じてｄ
〉Ｘ ｄＹなる長方形で記載したが、工業計測用など用途によ
って正方形ｄ、＝ｄＹの場合もある）。発明者らの実験
では、フィルタの膜厚が厚い程、ホ１〜エツチング後（
パターン加工後）の太りは大きくなる。したがって、膜
厚の薄い第１色は、マスク上レイアウトパターンの境界
線８からの縮少量ΔＸｌ （＝へＹｌ ）は小さく、膜
厚の厚い第２色は、８からの縮少量ΔＸ２ （＝ΔＹ２
）は大きく、中間膜厚の第３色では、ΔＸ３ （ΔＹ３
）は中低度となる。すなわち、各色フィルタにおける縮
少量は各色フィルタの膜厚に依存して、本例ではΔＸ、
＝ΔＹｔ＜Δｘ３ ＝ΔＹ３＜Δｘ２ ＝ΔＹ２なる関
係が成立している。この縮少量は、加工後の太り寸法Δ
ｆにホトマスクのマスク合せ精度Δａ１を加えた量で決
めることができる。（ΔＸ＝ΔＹ＝Δｆ十Δａｌ）。し
たがって、ホトマスク上に配列するフィルタパターンを
予め絵素寸法よりＡＸ＝ΔＹだけ縮少しておけば、加工
後には絵素の境界８まで埋め尽したフィルタパターンが
得られることになる。換言すれば、本発明のカラーフィ
ルタでは、カラーフィルタを製作するホトマスクのパタ
ーン寸法は、ｄ −ΔＸ、ｄＹ−ΔＹとなり、マスク内
では隣接パターンの間に２ΔＸ＝２ΔＹの間隙が設けら
れることになる。
第１色（４−１）に、７−２（実線）は第２色（４−２
）に、７−３（鎖線）は第３色（４−３）に相当してい
る。具体的には、７−１．７−２．７−３はホトエツチ
ングの際使用するホトマスクめレイアウトパターンを示
しているが、ここでは各色フイルタ間の相対位置を示す
ため３つのパターンが重ね合せた形で表わされているが
、７−１のパターン配列群が第１色フィルタを製作する
際に使用するホトマスクに相当し、７−２のパターン配
列群、７−３のパターン配列群が第２色、第３色フィル
タを製作するホトマスクに相当している。一方、８は固
体撮像ＬＳＩを構成する一絵素の領域に相当する境界線
を示しており（但し、ホトマスクには現れない線である
）、本例では一絵素はｄｘｘｄＹの面積を有している（
ここでは、テレビ画面のアスペクト比４：３に応じてｄ
〉Ｘ ｄＹなる長方形で記載したが、工業計測用など用途によ
って正方形ｄ、＝ｄＹの場合もある）。発明者らの実験
では、フィルタの膜厚が厚い程、ホ１〜エツチング後（
パターン加工後）の太りは大きくなる。したがって、膜
厚の薄い第１色は、マスク上レイアウトパターンの境界
線８からの縮少量ΔＸｌ （＝へＹｌ ）は小さく、膜
厚の厚い第２色は、８からの縮少量ΔＸ２ （＝ΔＹ２
）は大きく、中間膜厚の第３色では、ΔＸ３ （ΔＹ３
）は中低度となる。すなわち、各色フィルタにおける縮
少量は各色フィルタの膜厚に依存して、本例ではΔＸ、
＝ΔＹｔ＜Δｘ３ ＝ΔＹ３＜Δｘ２ ＝ΔＹ２なる関
係が成立している。この縮少量は、加工後の太り寸法Δ
ｆにホトマスクのマスク合せ精度Δａ１を加えた量で決
めることができる。（ΔＸ＝ΔＹ＝Δｆ十Δａｌ）。し
たがって、ホトマスク上に配列するフィルタパターンを
予め絵素寸法よりＡＸ＝ΔＹだけ縮少しておけば、加工
後には絵素の境界８まで埋め尽したフィルタパターンが
得られることになる。換言すれば、本発明のカラーフィ
ルタでは、カラーフィルタを製作するホトマスクのパタ
ーン寸法は、ｄ −ΔＸ、ｄＹ−ΔＹとなり、マスク内
では隣接パターンの間に２ΔＸ＝２ΔＹの間隙が設けら
れることになる。
同図（ｂ）は、カラーフィルタの補色配列方式を例にと
った場合の、ホトマスク上のフィルタパターンの平面レ
イアウト図である。９−１（点線）は第１色、９−２（
実線）は第２色のレイアウトパターンである。第３色は
、ここではカラーフィルタの製作工程数を１つ減らすた
め、第１色と第２色の重ね合せで製作することを仮定し
ている。したがって、第３色領域１０は９−１と９−２
のパターンの積層で形成されている。この結果、第１色
のパターン９−１は、−絵素にとどまらず、同列の絵素
全体にまたがったパターンとなる。また、領域１１は第
４色を形成しているが、第４色は白色を仮定しているた
め、実際には第１色〜第３色のようにパターンは存在し
ない。具体的には、第４色に相当する光ダイオードの上
部にはフィルタ１１− は形成されず、第１図に示した保護用中間層だけが光ダ
イオードの上部に形成されることになる。
った場合の、ホトマスク上のフィルタパターンの平面レ
イアウト図である。９−１（点線）は第１色、９−２（
実線）は第２色のレイアウトパターンである。第３色は
、ここではカラーフィルタの製作工程数を１つ減らすた
め、第１色と第２色の重ね合せで製作することを仮定し
ている。したがって、第３色領域１０は９−１と９−２
のパターンの積層で形成されている。この結果、第１色
のパターン９−１は、−絵素にとどまらず、同列の絵素
全体にまたがったパターンとなる。また、領域１１は第
４色を形成しているが、第４色は白色を仮定しているた
め、実際には第１色〜第３色のようにパターンは存在し
ない。具体的には、第４色に相当する光ダイオードの上
部にはフィルタ１１− は形成されず、第１図に示した保護用中間層だけが光ダ
イオードの上部に形成されることになる。
本実施例においても、第１色を形成するフィルタの膜厚
が薄く、第２色用フィルタの膜厚が厚いものとすると、
ΔＹ１〈ΔＸ２ ＝ΔＹ２なる関係が存在することにな
る。この不等式においてΔＸｌが省略されているのは９
−１が同列の全絵素にまたがっており考慮する必要がな
いためである。
が薄く、第２色用フィルタの膜厚が厚いものとすると、
ΔＹ１〈ΔＸ２ ＝ΔＹ２なる関係が存在することにな
る。この不等式においてΔＸｌが省略されているのは９
−１が同列の全絵素にまたがっており考慮する必要がな
いためである。
また、第３色は前述のようにカラーフィルタ２層の重ね
合せでなく、勿論単独のフィルタで形成してもよい。こ
の場合、各フィルタの膜厚を第２図（ａ）の実施例と同
様とすれば、やはりΔＸｉ ＝ΔＹｌ〈Δｘ２ ＝ΔＹ
２＜ΔＸ３ ＝ΔＹ３なる関係が存在することになる。
合せでなく、勿論単独のフィルタで形成してもよい。こ
の場合、各フィルタの膜厚を第２図（ａ）の実施例と同
様とすれば、やはりΔＸｉ ＝ΔＹｌ〈Δｘ２ ＝ΔＹ
２＜ΔＸ３ ＝ΔＹ３なる関係が存在することになる。
以上の実施例においては、縮少量をＸ方向、Ｙ方向とも
同一にしたが、現実には次に述べる理由によりＸ方向と
Ｙ方向で光の隣接効果が異なるため、ΔＸとΔＹは同一
に出来ない場合も生じてくる。
同一にしたが、現実には次に述べる理由によりＸ方向と
Ｙ方向で光の隣接効果が異なるため、ΔＸとΔＹは同一
に出来ない場合も生じてくる。
カラーフィルタを乗せる下地となる固体撮像１２−
ＬＳＩ基板の上には、各絵素（光電変換素子および走査
素子からなる）の信号電荷を取り出す信号出力線および
絵素の位置を選択する選択線が絵素と同一ピッチで縦横
に走る。ここで、出力線は例えばＡｆｌ、選択線は例え
ば多結晶シリコンが使われるとすると、各々の材料の反
射率が異なるため、隣接効果量がＸ方向とＹ方向で異な
ってくる。さらに、これらの線の幅は同一ではない場合
が多く、配線幅の差によっても隣接効果量が異なってく
る。
素子からなる）の信号電荷を取り出す信号出力線および
絵素の位置を選択する選択線が絵素と同一ピッチで縦横
に走る。ここで、出力線は例えばＡｆｌ、選択線は例え
ば多結晶シリコンが使われるとすると、各々の材料の反
射率が異なるため、隣接効果量がＸ方向とＹ方向で異な
ってくる。さらに、これらの線の幅は同一ではない場合
が多く、配線幅の差によっても隣接効果量が異なってく
る。
固体撮像ＬＳＩ上での絵素の形状は、テレビ画面のアス
ペクト比によって、前述のようにｄｘ〉ｄＹなる長方形
の場合が多い、この場合にも隣接効果量はＸ方向とＹ方
向で異なってくる。
ペクト比によって、前述のようにｄｘ〉ｄＹなる長方形
の場合が多い、この場合にも隣接効果量はＸ方向とＹ方
向で異なってくる。
これら２つの場合においては、縮少量の間にはΔＸ１＜
ΔＸ３＜ΔＸ２およびΔＹｔ ＜ΔＹ３＜ΔＹ２が成立
することになる。但し、ΔＸとΔＹの間の関係は撮像Ｌ
’ＳＩ基板を形成する配線の材料、配線幅等に依存し、
ΔＸ＝ΔＹ、ΔＸ〉ΔＹとΔＸ〈ΔＹの３つの場合が存
在することになる。
ΔＸ３＜ΔＸ２およびΔＹｔ ＜ΔＹ３＜ΔＹ２が成立
することになる。但し、ΔＸとΔＹの間の関係は撮像Ｌ
’ＳＩ基板を形成する配線の材料、配線幅等に依存し、
ΔＸ＝ΔＹ、ΔＸ〉ΔＹとΔＸ〈ΔＹの３つの場合が存
在することになる。
第２図（ａ）において、第１色（すなわち、フィルタパ
ターン７−１で製作されるカラーフィルタ）を赤色、第
２色（すなわちフィルタパターン７−２で製作されるカ
ラーフィルタ）を緑色、第３色（すなわちフィルタパタ
ーン７−３で製作されるカラーフィルタ）を青色とし、
さらに固体撮像ＬＳＩはＭＯ３型撮像ＬＳＩとし、光電
変換素子（光ダイオード）を含む絵素の配列ピッチ寸法
を、ｄ ＝２３μｍ、ｄＹ＝１３．５μｍとし、固体× 撮像ＬＳＩ上で縦方向に走る垂直信号出力線を巾４．５
μｍのＡＱで形成し、固体撮像ＬＳＩ上で横方向に走る
垂直走査選択線を巾３．５μｍの多結晶シリコンで形成
した場合、 ΔＸｔ ＝ΔＹ、＝０．５μｍ（フィルタ膜厚０．８μ
ｍ）ΔＸ２ ＝へＹ２ ＝１．５μｍ（フィルタ膜厚２
．０μｌ１１）ΔＸ３ ＝ΔＹ３＝１．．Ｏμｍ（フィ
ルタ膜厚１．５μｌ１１）とすることにより、固体撮像
ＬＳＩ上に重なりのない三原色ドツト状フィルタを形成
できた。
ターン７−１で製作されるカラーフィルタ）を赤色、第
２色（すなわちフィルタパターン７−２で製作されるカ
ラーフィルタ）を緑色、第３色（すなわちフィルタパタ
ーン７−３で製作されるカラーフィルタ）を青色とし、
さらに固体撮像ＬＳＩはＭＯ３型撮像ＬＳＩとし、光電
変換素子（光ダイオード）を含む絵素の配列ピッチ寸法
を、ｄ ＝２３μｍ、ｄＹ＝１３．５μｍとし、固体× 撮像ＬＳＩ上で縦方向に走る垂直信号出力線を巾４．５
μｍのＡＱで形成し、固体撮像ＬＳＩ上で横方向に走る
垂直走査選択線を巾３．５μｍの多結晶シリコンで形成
した場合、 ΔＸｔ ＝ΔＹ、＝０．５μｍ（フィルタ膜厚０．８μ
ｍ）ΔＸ２ ＝へＹ２ ＝１．５μｍ（フィルタ膜厚２
．０μｌ１１）ΔＸ３ ＝ΔＹ３＝１．．Ｏμｍ（フィ
ルタ膜厚１．５μｌ１１）とすることにより、固体撮像
ＬＳＩ上に重なりのない三原色ドツト状フィルタを形成
できた。
第２図（ｂ）において、固体撮像ＬＳＩを上記と同一の
ものとし、第１色（すなわちフィルタパターン９−１で
製作されるカラーフィルタ）を黄色、第２色（すなわち
、フィルタパターン９−２で製作されるカラーフィルタ
）をシアン、第３色（フィルタパターン９−１．９−２
の重なり領域）を緑色、第４色（フィルタのない領域）
を白色とし、ΔＹｌ＝０．５μｍ （フィルタ膜厚０．
８μｍ）ΔＸ２＝２μｍ ΔＹ２ ＝ １ ｐｍ （フィルタ膜厚２．０μｍ）と
することにより固体撮像ＬＳＩ上に、互いに重なりのな
い補色方式ドツト状フィルタを形成できた。
ものとし、第１色（すなわちフィルタパターン９−１で
製作されるカラーフィルタ）を黄色、第２色（すなわち
、フィルタパターン９−２で製作されるカラーフィルタ
）をシアン、第３色（フィルタパターン９−１．９−２
の重なり領域）を緑色、第４色（フィルタのない領域）
を白色とし、ΔＹｌ＝０．５μｍ （フィルタ膜厚０．
８μｍ）ΔＸ２＝２μｍ ΔＹ２ ＝ １ ｐｍ （フィルタ膜厚２．０μｍ）と
することにより固体撮像ＬＳＩ上に、互いに重なりのな
い補色方式ドツト状フィルタを形成できた。
なお、以上において、固体撮像ＬＳＩはＭＯ８型撮像素
子とし、各絵素な光ダイオードと垂直走査用ＭＯＳトラ
ンジスタからなるものとする。
子とし、各絵素な光ダイオードと垂直走査用ＭＯＳトラ
ンジスタからなるものとする。
第２図の実施例においては、フィルタパターン自体によ
って発生する光の隣接効果は考慮しない単純な場合を考
えたが、フィルタの配列方式によってはある色の配列数
が他の色に較べて多い場合がある。これらの場合におい
て、今後集積化技術の進歩により絵素寸法が小さくなり
、これに従ってフィルタパターンの寸法も小さくなると
、パタ１５− −ン間の相互干渉による光の隣接効果は前にも述べたよ
うに無視することができなくなる。第３図は光の隣接効
果が存在する場合（但し、フィルタの膜厚は各カラーフ
ィルタとも同一であると仮定）のフィルタパターンを示
した実施例である。１２−１ （点線）は配列数の少な
い第１色のカラーフィルタを形成するフィルタパターン
、１２−２（実線）は配列数の多い第２色のカラーフィ
ルタを形成するフィルタパターン、１２−３（一点鎖線
）は配列数が第１色と同一である場合を仮定した第３色
のカラーフィルタを形成するフィルタパターンである。
って発生する光の隣接効果は考慮しない単純な場合を考
えたが、フィルタの配列方式によってはある色の配列数
が他の色に較べて多い場合がある。これらの場合におい
て、今後集積化技術の進歩により絵素寸法が小さくなり
、これに従ってフィルタパターンの寸法も小さくなると
、パタ１５− −ン間の相互干渉による光の隣接効果は前にも述べたよ
うに無視することができなくなる。第３図は光の隣接効
果が存在する場合（但し、フィルタの膜厚は各カラーフ
ィルタとも同一であると仮定）のフィルタパターンを示
した実施例である。１２−１ （点線）は配列数の少な
い第１色のカラーフィルタを形成するフィルタパターン
、１２−２（実線）は配列数の多い第２色のカラーフィ
ルタを形成するフィルタパターン、１２−３（一点鎖線
）は配列数が第１色と同一である場合を仮定した第３色
のカラーフィルタを形成するフィルタパターンである。
ここで、第１色と第３色は配列数が同一であり、さらに
配列数自体も少ないため、パターン間のピッチは大きく
、そのため隣接効果は小さいものと考えられる。一方、
第２色は配列数が多く、ここでは、■方向におけるパタ
ーン間のピッチは小さくなり、また、Ｘ方向のパターン
については一列はＸ方向につながっており、他方の列の
ピッチは第１色および第２色の場合と同一になっている
。したがって、縮少量ΔＸ、ΔＹの１６− 間にはΔＸ、＝ΔＸ２ ＝ΔＸ３＋ΔＹ、−ΔＹ３〈Δ
Ｙ２なる関係が成立することになる。
配列数自体も少ないため、パターン間のピッチは大きく
、そのため隣接効果は小さいものと考えられる。一方、
第２色は配列数が多く、ここでは、■方向におけるパタ
ーン間のピッチは小さくなり、また、Ｘ方向のパターン
については一列はＸ方向につながっており、他方の列の
ピッチは第１色および第２色の場合と同一になっている
。したがって、縮少量ΔＸ、ΔＹの１６− 間にはΔＸ、＝ΔＸ２ ＝ΔＸ３＋ΔＹ、−ΔＹ３〈Δ
Ｙ２なる関係が成立することになる。
発明者らは本発明のホトエツチング用マスクを用いるこ
とにより、太すのないカラーフィルタパターンを固体撮
像ＩＣ上に製作できるようになった。この結果、従来マ
スクで製作した素子に出現した混色は無くなり、さらに
絵素間で均一な感度を得ることができるようになったた
め、カラー再生像の画質を著しく改善できることを確認
した。
とにより、太すのないカラーフィルタパターンを固体撮
像ＩＣ上に製作できるようになった。この結果、従来マ
スクで製作した素子に出現した混色は無くなり、さらに
絵素間で均一な感度を得ることができるようになったた
め、カラー再生像の画質を著しく改善できることを確認
した。
したがって、本発明は実用上極めて大きい価値を有して
いる。
いる。
第１図は本発明の説明を分り易くするために記載した固
体撮像素子用ＬＳＩおよびその上に積層されたカラーフ
ィルタの構造を示す図、第２図（ａ）。 （ｂ）および第３図は本発明の固体撮像素子の製造方法
に使用するカラーフィルタ製造用ホトマスクのレイアウ
トパターンを示す図である。 ■・・・固体撮像ＬＳＩ基板、２−１．２−２．２−３
・・・光ダイオード、３・・・絵素間分離用絶縁膜（Ｓ
ｉ０２等）、４−１．４−２．４−３−＝カラーフィル
タ （ゼラチン等）、５−１．５−２．５−３・・・高
分子樹脂中間層（ポリグリシジメタクリレート（ＰＧＭ
Ａ）等）、６・・・入射光、７−１．７−２．７−３．
９−１．９−２．１２−１．１２−２．１２−３・・・
カラーフィルタ製造用ホトマスク上のフィルタパターン
、８・・・絵素間境界線。 四 １９− 娼Ｊ／１４ｆ１ オ ２ 図 （α→ 第 ２ 図 （ｂ） 第１頁の続き ０発 明 者 中 野 正 和 国分寺市東恋ケ窪央研
究所内 ０発 明 者 物本 −へ男 国分寺市東恋ケ窪央研究
所内
体撮像素子用ＬＳＩおよびその上に積層されたカラーフ
ィルタの構造を示す図、第２図（ａ）。 （ｂ）および第３図は本発明の固体撮像素子の製造方法
に使用するカラーフィルタ製造用ホトマスクのレイアウ
トパターンを示す図である。 ■・・・固体撮像ＬＳＩ基板、２−１．２−２．２−３
・・・光ダイオード、３・・・絵素間分離用絶縁膜（Ｓ
ｉ０２等）、４−１．４−２．４−３−＝カラーフィル
タ （ゼラチン等）、５−１．５−２．５−３・・・高
分子樹脂中間層（ポリグリシジメタクリレート（ＰＧＭ
Ａ）等）、６・・・入射光、７−１．７−２．７−３．
９−１．９−２．１２−１．１２−２．１２−３・・・
カラーフィルタ製造用ホトマスク上のフィルタパターン
、８・・・絵素間境界線。 四 １９− 娼Ｊ／１４ｆ１ オ ２ 図 （α→ 第 ２ 図 （ｂ） 第１頁の続き ０発 明 者 中 野 正 和 国分寺市東恋ケ窪央研
究所内 ０発 明 者 物本 −へ男 国分寺市東恋ケ窪央研究
所内
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 同一半導体基板上に光電変換素子および該素子を
選択する走査素子からなる絵素をマトリックス状に多数
集積化し、かつ該絵素の上部にドツト状カラーフィルタ
を積層した集積化カラー固体撮像素子の製造方法におい
て、該カラーフィルタの製作に使用されるホトエツチン
グ用マスク上にマトリックス状に配列されたフィルタパ
ターンが、絵素寸法より縮小されて設けられたマスクを
使用して、前記カラーフィルタを加工形成することを特
徴とするカラー固体撮像素子の製造方法。 ２、特許請求の範囲第１項記載のカラー固体撮像素子の
製造方法において、上記マスク上のフィルタパターンの
寸法がカラーフィルタを構成する各色によって異なる上
記マスクを使用してカラーフィルタを加工形成すること
を特徴とするカラー固体撮像素子の製造方法。 ３、 特許請求の範囲第２項記載のカラー固体撮像素子
の製造方法において、厚い膜厚を要する色のカラーフィ
ルタはど、マスク上のフィルタパターンが絵素寸法に比
べて縮小されていることを特徴とするカラー固体撮像素
子の製造方法。 ４、特許請求の範囲第２項記載のカラー固体撮像素子の
製造方法において、配列数の多い色のカラーフィルタは
ど、マスク上のフィルタパターンが絵素寸法に比べて縮
小されていることを特徴とするカラー固体撮像素子の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59114566A JPS6063502A (ja) | 1984-06-06 | 1984-06-06 | カラ−固体撮像素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59114566A JPS6063502A (ja) | 1984-06-06 | 1984-06-06 | カラ−固体撮像素子の製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6896880A Division JPS56165362A (en) | 1980-05-26 | 1980-05-26 | Manufacture of solid state color image pickup element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6063502A true JPS6063502A (ja) | 1985-04-11 |
Family
ID=14641019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59114566A Pending JPS6063502A (ja) | 1984-06-06 | 1984-06-06 | カラ−固体撮像素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6063502A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01200303A (ja) * | 1988-02-05 | 1989-08-11 | Matsushita Electron Corp | カラーフィルタ |
| JPH02287401A (ja) * | 1989-04-28 | 1990-11-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | カラーフィルタの製造法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56165362A (en) * | 1980-05-26 | 1981-12-18 | Hitachi Ltd | Manufacture of solid state color image pickup element |
-
1984
- 1984-06-06 JP JP59114566A patent/JPS6063502A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56165362A (en) * | 1980-05-26 | 1981-12-18 | Hitachi Ltd | Manufacture of solid state color image pickup element |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01200303A (ja) * | 1988-02-05 | 1989-08-11 | Matsushita Electron Corp | カラーフィルタ |
| JPH02287401A (ja) * | 1989-04-28 | 1990-11-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | カラーフィルタの製造法 |
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