JP2002217394A - 固体撮像装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光電素子に到達する光量または光強度の向
上、構造および製造工程の簡易化、低コスト化、製造に
要する時間の短縮化、スループットや製造歩留りのさら
なる向上を、達成する。 【解決手段】 光電素子１０が各撮像画素ごとに形成さ
れた半導体基板１と、光電素子１０に接続するように半
導体基板１の表面上に形成された電極２と、半導体基板
１および電極２の表面を覆うように形成された層間絶縁
膜３と、その表面上に所定の開口を設けて形成された遮
光膜４と、その遮光膜４の表面およびその遮光膜４の開
口から露出している層間絶縁膜３の表面を覆うように形
成された保護膜５と、その表面上にその保護膜５の凹凸
に沿って褶曲するように形成されたカラーフィルタ７１
とを備えて、従来の平坦化膜やＯＶＰ膜を省略してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は各撮像画素ごとに光
電素子が配設された半導体基板上にカラーフィルタを備
えた固体撮像装置およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】固体撮像装置は、いわゆるＣＣＤ（Char
ge Coupled Device ）とも呼ばれ、ビデオカメラ、デジ
タルカメラ、工業用カメラ、光学的入力装置など、多様
な用途に広く利用されている。特に近年では、動画また
は静止画のカラー画像を撮像するための撮像装置とし
て、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）のような３原色に対
応する色セルを配列形成してなるカラーフィルタを備え
た固体撮像装置が盛んに用いられている。

【０００３】そのようなカラー画像の撮像が可能な固体
撮像装置は、その開発の歴史上、まず、ガラス基板のよ
うな透明基板上に色セルを配列形成したカラーフィルタ
を、各撮像画素ごとに光電素子が配列形成されたＣＣＤ
チップに貼り合わせた構造を採用していた。このような
構造によれば、カラーフィルタとＣＣＤチップとは別個
に製造されるので、いずれか一方に欠陥等が発生して
も、その欠陥が生じたものだけが無駄になるだけであ
る。また、平坦な基板の表面上にカラーフィルタを形成
することができる。従って、ＣＣＤチップやカラーフィ
ルタの製造技術等が開発途上にあった頃には、上記のよ
うな構造やその製造方法が実用性の高いものであった。

【０００４】しかし、ＣＣＤチップとカラーフィルタと
の両方の構造や製造技術が向上すると共に、撮像画素の
高密度化や多画素化が進に従って、カラーフィルタとＣ
ＣＤチップとを別個に製造することのメリットよりも、
それらを高精度にアライメント（位置合せ）することの
困難さの方が上回るようになって来た。そこで、ＣＣＤ
チップとカラーフィルタとを上記のように別個に製造し
てその後に両者を貼り合せたりするのではなく、半導体
基板に形成されたＣＣＤチップの上にカラーフィルタを
直接に作り込む技術が提案され、実用されるに至ってい
る。

【０００５】図６は、そのようなカラーフィルタを半導
体基板上に直接に形成した従来の固体撮像装置の概要構
成の一例を示した断面図である。

【０００６】半導体基板１０１には、受光量に応じた電
荷を読み出し可能に蓄積する光電素子１１０が各撮像画
素ごとに形成されている。その半導体基板１０１の表面
上には、光電素子１１０から所定の読み出しタイミング
ごとに蓄積電荷を読み出すための電極１０２が、光電素
子１１０に接続されるように形成されている。それら半
導体基板１０１および電極１０２の表面ほぼ全面を覆う
ように、層間絶縁膜１０３が形成されている。層間絶縁
膜１０３の表面上の所定位置には、各撮像画素の領域の
上は光学的に被覆しないように開口が設けられた遮光膜
１０４が形成されている。この遮光膜１０４によって、
隣り合う撮像画素どうしの間での光学的なクロストーク
あるいは迷光等を防ぐようにしている。その遮光膜１０
４の表面および開口から露出している層間絶縁膜１０３
の表面を覆うように保護膜１０５が形成されている。そ
の保護膜１０５の表面上には、その保護膜１０５の凹凸
を埋めるように平坦化膜１０６が形成されていおり、平
坦化１０６膜の表面は保護膜１０５の凹凸と比較して平
坦性の高いものとなっている。その平坦化膜１０６の表
面上に、所定のパターンのカラーフィルタ１０７が形成
されている。そのカラーフィルタ１０７の表面上ほぼ全
面を覆うように、カラーフィルタ１０６やその下層全体
を保護するためのＯＰＶ膜（オーバーパッシベーション
膜）１０８が形成されている。

【０００７】このように、従来のカラーフィルタを半導
体基板上に直接に作り込んだ固体撮像装置では、保護膜
１０５の凹凸を埋めて表面が平坦化された平坦化膜１０
６の表面上にカラーフィルタ１０７を形成して、カラー
フィルタ１０７の光入射側の表面を平坦なものとしてい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような半導体基板１０１上にカラーフィルタ１０７を形
成した構造の固体撮像装置およびその製造方法では、平
坦化膜１０６を形成する工程やＯＰＶ膜１０８を形成し
ているので、その構造および製造方法が繁雑なものとな
り、また製造工程に長い時間が必要となって、スループ
ット向上や低コスト化の妨げとなるという問題がある。

【０００９】また、そのような構造や工程の繁雑化を引
き起こすというデメリットが生じる割には、平坦化膜１
０６やＯＰＶ膜１０８の形成工程で、それらの膜の塗布
むらが生じやすく、それら自体の欠陥の発生に起因し
て、出来上がった固体撮像装置の欠陥発生率が高くなっ
たり製造歩留りが低下するなどの問題がある。

【００１０】しかも、被写体からの光は必ず平坦化膜１
０６やＯＰＶ膜１０８を通って光電素子１１０に到達す
るので、その平坦化膜１０６やＯＰＶ膜１０８で被写体
からの光が減衰してしまい、光電素子１１０に到達する
光量または光強度が少なくなるという問題がある。

【００１１】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、構造および製造工程の簡易化、低コ
スト化、製造に要する時間の短縮化、スループットや製
造歩留りのさらなる向上を達成することを可能とする固
体撮像装置およびその製造方法を提供することにある。
また、平坦化膜やＯＰＶ膜に起因した欠陥や不良の発生
を解消することを可能とする固体撮像装置およびその製
造方法を提供することにある。また、被写体から光電素
子へと到達するまでの間での光の減衰量を軽減して、光
電素子に到達する光量または光強度のさらなる向上を達
成することを可能とする固体撮像装置およびその製造方
法を提供することにある。

【００１２】

【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、受光量に応じた電荷を読み出し可能に蓄積する光
電素子が各撮像画素ごとに形成された半導体基板と、光
電素子に接続するように半導体基板の表面上に形成され
た電極と、半導体基板および電極の表面を覆うように形
成された層間絶縁膜と、層間絶縁膜の表面上の所定位置
に、撮像画素の上は光学的に被覆しない開口を設けて形
成された遮光膜と、その遮光膜の表面およびその遮光膜
の開口から露出している層間絶縁膜の表面を覆うように
形成された保護膜と、その保護膜の表面上にその保護膜
の凹凸に沿って褶曲するように形成されたカラーフィル
タとを備えたものである。

【００１３】また、本発明による他の固体撮像装置は、
受光量に応じた電荷を読み出し可能に蓄積する光電素子
が各撮像画素ごとに形成された半導体基板と、光電素子
に接続するように半導体基板の表面上に形成された電極
と、半導体基板および電極の表面を覆うように形成され
た層間絶縁膜と、層間絶縁膜の表面上の所定位置に、撮
像画素の上は光学的に被覆しない開口を設けて形成され
た遮光膜と、その遮光膜の表面およびその遮光膜の開口
から露出している層間絶縁膜の表面を覆うように形成さ
れた保護膜と、その保護膜の表面上に形成されており、
保護膜の表面の凹凸よりも表面が平坦化されているカラ
ーフィルタとを備えたものである。

【００１４】また、本発明によるさらに他の固体撮像装
置は、受光量に応じた電荷を読み出し可能に蓄積する光
電素子が各撮像画素ごとに形成された半導体基板と、光
電素子に接続するように半導体基板の表面上に形成され
た電極と、半導体基板および電極の表面を覆うように形
成された層間絶縁膜と、その層間絶縁膜の表面上の所定
位置に、撮像画素の上は光学的に被覆しない開口を設け
て形成された遮光膜と、その遮光膜の表面およびその遮
光膜の開口から露出している層間絶縁膜の表面上にその
凹凸に沿って褶曲するように形成されたカラーフィルタ
とを備えたものである。

【００１５】また、本発明によるさらに他の固体撮像装
置は、受光量に応じた電荷を読み出し可能に蓄積する光
電素子が各撮像画素ごとに形成された半導体基板と、光
電素子に接続するように半導体基板の表面上に形成され
た電極と、半導体基板および電極の表面を覆うように形
成された層間絶縁膜と、その層間絶縁膜の表面上の所定
位置に、撮像画素の上は光学的に被覆しない開口を設け
て形成された遮光膜と、その遮光膜の表面およびその遮
光膜の開口から露出している層間絶縁膜の表面上に形成
されており、遮光膜およびその遮光膜の開口から露出し
た層間絶縁膜の凹凸よりも表面が平坦化されているカラ
ーフィルタとを備えたものである。

【００１６】本発明による固体撮像装置の製造方法は、
受光量に応じた電荷を読み出し可能に蓄積する光電素子
が各撮像画素ごとに形成された半導体基板上に電極を光
電素子に接続するように形成する工程と、半導体基板お
よび電極の表面を覆うように層間絶縁膜を形成する工程
と、その層間絶縁膜の表面上の所定位置に撮像画素の上
は光学的に被覆しないように開口を有する遮光膜を形成
する工程と、その遮光膜の表面およびその遮光膜の開口
から露出している層間絶縁膜の表面を覆うように保護膜
を形成する工程と、保護膜の表面上に直接にその保護膜
の凹凸に沿って褶曲するようにカラーフィルタを形成す
る工程とを含んだものである。

【００１７】また、本発明による他の固体撮像装置の製
造方法は、受光量に応じた電荷を読み出し可能に蓄積す
る光電素子が各撮像画素ごとに形成された半導体基板の
表面上に電極を光電素子に接続するように形成する工程
と、その半導体基板および電極の表面を覆うように層間
絶縁膜を形成する工程と、その層間絶縁膜の表面上の所
定位置に撮像画素の上は光学的に被覆しない開口を有す
る遮光膜を形成する工程と、遮光膜の表面およびその遮
光膜の開口から露出している層間絶縁膜の表面を覆うよ
うに保護膜を形成する工程と、その保護膜の表面上に直
接に、保護膜の表面の凹凸よりも表面が平坦なカラーフ
ィルタを形成する工程とを含んだものである。

【００１８】また、本発明によるさらに他の固体撮像装
置の製造方法は、受光量に応じた電荷を読み出し可能に
蓄積する光電素子が各撮像画素ごとに形成された半導体
基板の表面上に電極を光電素子に接続するように形成す
る工程と、半導体基板および電極の表面を覆うように層
間絶縁膜を形成する工程と、その層間絶縁膜の表面上の
所定位置に、撮像画素の上は光学的に被覆しない開口を
有する遮光膜を形成する工程と、遮光膜の表面およびそ
の遮光膜の開口から露出している層間絶縁膜の表面上の
凹凸に沿って褶曲するようにカラーフィルタを形成する
工程とを含んだものである。

【００１９】また、本発明によるさらに他の固体撮像装
置の製造方法は、受光量に応じた電荷を読み出し可能に
蓄積する光電素子が各撮像画素ごとに形成された半導体
基板の表面上に電極を光電素子に接続するように形成す
る工程と、半導体基板および電極の表面を覆うように層
間絶縁膜を形成する工程と、その層間絶縁膜の表面上の
所定位置に撮像画素の上は光学的に被覆しない開口を有
する遮光膜を形成する工程と、遮光膜の表面およびその
遮光膜の開口から露出している層間絶縁膜の表面上に、
遮光膜およびその遮光膜の開口から露出している層間絶
縁膜の凹凸よりも表面が平坦なカラーフィルタを形成す
る工程とを含んだものである。

【００２０】本発明による固体撮像装置およびその製造
方法では、上記のような構成を採用することで、従来の
固体撮像装置およびその製造方法で採用されていた平坦
化膜およびＯＰＶ膜ならびにそれらを形成するための工
程を省略している。

【００２１】なお、上記のカラーフィルタを形成する工
程を、遮光膜の表面およびその遮光膜の開口から露出し
ている層間絶縁膜の表面上に、それらの表面の凹凸より
も表面が平坦となるような粘性を有する材料膜を塗布成
膜し、その材料膜をパターニングするものとすることに
より、光入射側の表面が平坦化されたカラーフィルタを
形成するようにしてもよい。

【００２２】あるいは、上記のカラーフィルタを形成す
る工程を、遮光膜の表面およびその遮光膜の開口から露
出している層間絶縁膜の表面上に、カラーフィルタの材
料膜を成膜しその表面を研磨加工するものとすることに
より、保護膜の表面の凹凸よりも表面を平坦化して、光
入射側の表面が平坦なカラーフィルタを形成するように
してもよい。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００２４】［第１の実施の形態］図１は、本発明の第
１の実施の形態に係る固体撮像装置の概要構成を、また
図５はその平面的な概要構成を、それぞれ示したもので
ある。なお、以下の説明では、図示および説明の簡潔化
を図るために、本実施の形態に係る固体撮像装置の製造
方法についても、その概要構成と併せて説明する（以下
の各実施の形態についても同様）。

【００２５】この第１の実施の形態に係る固体撮像装置
は、半導体基板１と、電極２と、層間絶縁膜３と、遮光
膜４と、保護膜５と、カラーフィルタ７１とから、その
各撮像画素の主要部が構成されている。

【００２６】半導体基板１は、受光量に応じた電荷を読
み出し可能に蓄積する光電素子１０が各撮像画素ごとに
形成されている。その光電素子１０は、図５に模式的に
示したように各センサ部５０１に列設されており、半導
体基板１に設けられた配線を介して各水平転送レジスタ
５０２に接続されている。この半導体基板１としては、
Ｓｉウェハなどを好適に用いて、それに対してＬＳＩ
（大規模集積回路）の製造などに用いられるような、い
わゆるフォトファブリーション技術によって、各撮像画
素ごとにフォトダイオードのような光電素子１０を作り
込むようにすることなどが可能である。

【００２７】その半導体基板１上に、電極２が光電素子
１０に接続するように形成されている。この電極２は、
例えばアルミニウム薄膜などを形成し、それをドライエ
ッチング法あるいはウェットエッチング法などによりパ
ターニングして、光電素子１０に対して接続されたパタ
ーンに形成することが可能である。

【００２８】層間絶縁膜３は、半導体基板１および電極
２の表面全面を覆うように、例えばＣＶＤ（化学的気相
成長）法などによって形成されている透明な絶縁膜であ
る。この層間絶縁膜３としては、例えば窒化シリコン膜
（ＳｉＮx ）などを好適に用いることが可能である。

【００２９】その層間絶縁膜３の表面上には、撮像画素
の上を光学的に被覆しないように開口を有すると共にそ
れ以外の所定の部分を光学的に被覆する遮光膜４が形成
されている。この遮光膜４は、層間絶縁膜３によって、
その下層の各撮像画素ごとの光電素子１０や電極２に対
して電気的に絶縁されている。この遮光膜４の材質とし
ては、例えば、酸化クロム（ＣｒＯ2 ）のような遮光性
の高い金属膜あるいは透明レジストのような樹脂バイン
ダにカーボンブラックのような黒色系顔料を分散してな
る被覆性の高い感光性材料などを好適に用いて形成する
ことが可能である。

【００３０】その遮光膜４の表面およびその遮光膜４の
開口から露出している層間絶縁膜３の表面全面を覆うよ
うに、保護膜５が形成されている。この保護膜５は一般
的な材料および成膜方法によって形成することが可能で
ある。

【００３１】その保護膜５の表面上には、従来の固体撮
像装置で用いられていたような平坦化膜は形成されてお
らず、直接に、その保護膜５の凹凸に沿って褶曲するよ
うにカラーフィルタ７１が形成されている。また、この
カラーフィルタ７１の表面上には、従来の固体撮像装置
で用いられていたようなＯＶＰ膜に該当するパッシベー
ション膜は形成されていない。

【００３２】このように、従来の固体撮像装置で用いら
れていたような、カラーフィルタ７１の下層を平坦にす
る平坦化膜およびカラーフィルタ７１上を覆うＯＶＰ膜
は全く省略されている。

【００３３】本発明者は、上記のような概要構成を採用
することにより、固体撮像装置におけるカラーフィルタ
７１やその他の主要部の生産性、光学的機能、耐久性等
を損うことなく平坦化膜およびＯＶＰ膜を全く省略する
ことが可能であることを、種々の実験および考察等によ
り確認した。すなわち、上記のような概要構成の固体撮
像装置を製造し、連続使用耐久試験、耐候性試験などの
一般的な試験を行って、撮像機能の変化等を確認したと
ころ、撮像機能の低下や素子の破損等が生じることな
く、評価基準をすべて満たすものとなっているという結
果が得られた。

【００３４】ここで、従来のカラーフィルタの開発史上
の流れを概観すると、初期のカラー撮像装置では、ＣＣ
Ｄチップとは別個に、ガラス基板などの表面上にカラー
フィルタを形成していたが、そのようなカラーフィルタ
がＣＣＤチップと別個であった時代の固定観念を引き摺
って、オンチップ型のカラーフィルタになっても、平坦
化膜を形成して平坦な表面を用意し、その上にカラーフ
ィルタを形成し、さらにそのカラーフィルタの上をＯＶ
Ｐ膜で被覆していた。

【００３５】しかし、オンチップ型のカラーフィルタで
は、平坦化膜を用いてカラーフィルタを形成するための
表面を平坦にしなくとも、カラーフィルタの形成材料を
凹凸のある表面に塗布してそれをパターニングすること
などにより、カラーフィルタを実用上支障なく形成する
ことができ、さらには、そのカラーフィルタの上をＯＶ
Ｐ膜で被覆しなくとも、カラーフィルタ自体に実用上十
分な耐候性を持たせることもできることを、本発明者は
上記のような実験により確認した。

【００３６】このように、カラーフィルタ７１やその他
の主要部の生産性、光学的機能、耐久性等を損うことな
く、従来の固体撮像装置で用いられていたような平坦化
膜およびＯＶＰ膜を全く省略することが可能となり、固
体撮像装置の全体的な構造および製造工程の簡易化、低
コスト化、製造に要する時間の短縮化、スループットや
製造歩留りのさらなる向上を達成することができる。ま
た、平坦化膜およびＯＰＶ膜の欠陥や不良の発生に起因
した歩留りの低下や材料コストの無駄等を完全に解消す
ることができる。また、被写体から光電素子１０へと到
達するまでの途中での平坦化膜およびＯＰＶ膜間におけ
る光の減衰を解消して、光電素子１０に到達する光量ま
たは光強度のさらなる向上を達成することができる。

【００３７】［第２の実施の形態］図２は、本発明の第
２の実施の形態に係る固体撮像装置の概要構成を表した
ものである。

【００３８】この第２の実施の形態に係る固体撮像装置
では、半導体基板１、電極２、層間絶縁膜３、遮光膜
４、保護膜５については、第１の実施の形態で説明した
ものと同様に形成されているが、カラーフィルタ７２の
表面が、保護膜５の表面の凹凸よりも平坦で、ほとんど
凹凸が生じないように形成されている。

【００３９】そのような表面が平坦なカラーフィルタ７
２を形成するには２通りの手法が適用可能である。

【００４０】第１には、保護膜５の表面の凹凸よりも表
面が平坦となるような粘性の低い材質の着色レジスト膜
あるいは被着色性の良好な樹脂膜などをカラーフィルタ
７２の材料膜として例えばスピンコート法などによって
塗布し、その材料膜をパターニングして、カラーフィル
タ７２を形成するという手法が可能である。

【００４１】第２には、保護膜５の表面上にカラーフィ
ルタ７２の材料膜を成膜し、その表面を研磨加工して、
表面に凹凸のほとんどない平坦なカラーフィルタ７２を
形成するという手法が可能である。

【００４２】［第３の実施の形態］図３は、本発明の第
３の実施の形態に係る固体撮像装置の概要構成を表した
ものである。

【００４３】この第３の実施の形態に係る固体撮像装置
は、半導体基板１と、電極２と、層間絶縁膜３と、遮光
膜４と、カラーフィルタ７３とから、その各撮像画素に
おける主要部が構成されており、上記の第１の実施の形
態で説明した固体撮像装置における保護膜５が省略され
て、第１の実施の形態に係る固体撮像装置よりもさらに
簡易な構成となっている。カラーフィルタ７３は、第１
の実施の形態と同様に、その下層の構造による凹凸に沿
って褶曲したものとなっている。

【００４４】ここで、省略された保護膜５の機能を代替
するためにカラーフィルタ７３の材質を保護膜５と近似
したものにすることが望ましいが、これのみには限定さ
れない。耐候性が良好で被覆性が高い材質のものであれ
ば、その他にも種々のものを用いることが可能である。

【００４５】このような第３の実施の形態に係る固体撮
像装置を製造し、連続使用耐久試験、耐候性試験などの
一般的な試験を行って、撮像機能の変化等を確認したと
ころ、撮像機能の低下や素子の破損等が生じることな
く、評価基準をすべて満たすものとなっているという結
果が得られた。

【００４６】［第４の実施の形態］図４は、本発明の第
４の実施の形態に係る固体撮像装置の概要構成を表した
ものである。

【００４７】この第４の実施の形態に係る固体撮像装置
では、半導体基板１、電極２、層間絶縁膜３、遮光膜４
については、第３の実施の形態で説明したものと同様に
形成されているが、カラーフィルタ７４の表面が、ほと
んど凹凸なく平坦に形成されている。

【００４８】そのような表面が平坦なカラーフィルタ７
４を形成するには、２通りの手法が適用可能である。

【００４９】第１には、遮光膜４の表面および層間絶縁
膜３の表面の凹凸よりも表面が平坦となるような粘性の
低い材質の着色レジスト膜あるいは被着色性の良好な樹
脂膜などを、カラーフィルタ７４の材料膜として例えば
スピンコート法などによって塗布し、その材料膜をパタ
ーニングして、カラーフィルタ７４を形成するという手
法が可能である。

【００５０】第２には、保護膜５の表面上にカラーフィ
ルタ７４の材料膜を成膜し、その表面を研磨加工して、
表面に凹凸のほとんどない平坦なカラーフィルタ７４を
形成するという手法が可能である。そのようなカラーフ
ィルタ７４の材料膜の表面の研磨加工方法としては、例
えばＬＳＩなどで一般的に用いられるような、いわゆる
ＣＭＰ研磨加工法などを適用することなども可能であ
る。ただし、このようなＣＭＰ研磨加工法のみには限定
されないことは言うまでもない。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし４
のいずれかに記載の固体撮像装置または請求項５ないし
１２のいずれかに記載の固体撮像装置の製造方法によれ
ば、保護膜や遮光膜や層間絶縁膜などの表面上に、それ
らの凹凸に沿って褶曲するようにカラーフィルタを形成
するか、あるいはそれらの凹凸よりも表面が平坦なもの
となるようにカラーフィルタを形成するようにしたの
で、従来の固体撮像装置およびその製造方法で採用され
ていた平坦化膜およびＯＰＶ膜ならびにそれらを形成す
るための工程を全く省略することが可能となり、構造お
よび製造工程の簡易化、低コスト化、製造に要する時間
の短縮化、スループットや製造歩留りのさらなる向上を
達成することができるという効果を奏する。

【００５２】また、平坦化膜およびＯＰＶ膜を省略する
ようにしたのであるから、それらの欠陥や不良の発生に
起因した、固体撮像装置全体としての歩留りの低下や材
料コストの無駄等を、完全に解消することができるとい
う効果を奏する。

【００５３】また、被写体から光電素子へと到達するま
での途中の平坦化膜およびＯＰＶ膜での光の減衰を完全
に解消して、光電素子に到達する光量または光強度のさ
らな向上を達成することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る固体撮像装置
の概要構成を表した断面図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態に係る固体撮像装置
の概要構成を表した断面図である。

【図３】本発明の第３の実施の形態に係る固体撮像装置
の概要構成を表した断面図である。

【図４】本発明の第４の実施の形態に係る固体撮像装置
の概要構成を表した断面図である。

【図５】本発明の第１の実施の形態に係る固体撮像装置
の平面的な概要構成を示した図である。

【図６】カラーフィルタを半導体基板上に直接に形成し
た従来の固体撮像装置の概要構成の一例を示した断面図
である。

【符号の説明】

１…半導体基板、２…電極、３…層間絶縁膜、４…遮光
膜、５…保護膜、７１，７２，７３，７４…カラーフィ
ルタ

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受光量に応じた電荷を読み出し可能に蓄
   積する光電素子が各撮像画素ごとに形成された半導体基
   板と、 前記光電素子に接続するように前記半導体基板の表面上
   に形成された電極と、 前記半導体基板および前記電極の表面を覆うように形成
   された層間絶縁膜と、 前記層間絶縁膜の表面上の所定位置に、前記撮像画素の
   上は光学的に被覆しない開口を設けて形成された遮光膜
   と、 前記遮光膜の表面およびその遮光膜の開口から露出して
   いる層間絶縁膜の表面を覆うように形成された保護膜
   と、 前記保護膜の表面上に、その保護膜の凹凸に沿って褶曲
   するように形成されたカラーフィルタとを備えたことを
   特徴とする固体撮像装置。
2. 【請求項２】 受光量に応じた電荷を読み出し可能に蓄
   積する光電素子が各撮像画素ごとに形成された半導体基
   板と、 前記光電素子に接続するように前記半導体基板の表面上
   に形成された電極と、 前記半導体基板および前記電極の表面を覆うように形成
   された層間絶縁膜と、 前記層間絶縁膜の表面上の所定位置に、前記撮像画素の
   上は光学的に被覆しない開口を設けて形成された遮光膜
   と、 前記遮光膜の表面およびその遮光膜の開口から露出して
   いる層間絶縁膜の表面を覆うように形成された保護膜
   と、 前記保護膜の表面上に形成されており、前記保護膜の表
   面の凹凸よりも表面が平坦化されたカラーフィルタとを
   備えたことを特徴とする固体撮像装置。
3. 【請求項３】 受光量に応じた電荷を読み出し可能に蓄
   積する光電素子が各撮像画素ごとに形成された半導体基
   板と、 前記光電素子に接続するように前記半導体基板の表面上
   に形成された電極と、 前記半導体基板および前記電極の表面を覆うように形成
   された層間絶縁膜と、 前記層間絶縁膜の表面上の所定位置に、前記撮像画素の
   上は光学的に被覆しない開口を設けて形成された遮光膜
   と、 前記遮光膜の表面およびその遮光膜の開口から露出して
   いる層間絶縁膜の表面上に、その凹凸に沿って褶曲する
   ように形成されたカラーフィルタとを備えたことを特徴
   とする固体撮像装置。
4. 【請求項４】 受光量に応じた電荷を読み出し可能に蓄
   積する光電素子が各撮像画素ごとに形成された半導体基
   板と、 前記光電素子に接続するように前記半導体基板の表面上
   に形成された電極と、 前記半導体基板および前記電極の表面を覆うように形成
   された層間絶縁膜と、 前記層間絶縁膜の表面上の所定位置に、前記撮像画素の
   上は光学的に被覆しない開口を設けて形成された遮光膜
   と、 前記遮光膜の表面およびその遮光膜の開口から露出して
   いる層間絶縁膜の表面上に形成されており、前記遮光膜
   およびその遮光膜の開口から露出している層間絶縁膜の
   凹凸よりも表面が平坦化されたカラーフィルタとを備え
   たことを特徴とする固体撮像装置。
5. 【請求項５】 受光量に応じた電荷を読み出し可能に蓄
   積する光電素子が各撮像画素ごとに形成された半導体基
   板上に、前記光電素子に接続するように電極を形成する
   工程と、 前記半導体基板および前記電極の表面を覆うように層間
   絶縁膜を形成する工程と、 前記層間絶縁膜の表面上の所定位置に、前記撮像画素の
   上は光学的に被覆しない開口を有する遮光膜を形成する
   工程と、 前記遮光膜の表面およびその遮光膜の開口から露出して
   いる層間絶縁膜の表面を覆うように保護膜を形成する工
   程と、 前記保護膜の表面上に直接に、その保護膜の凹凸に沿っ
   て褶曲するようにカラーフィルタを形成する工程とを含
   むことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
6. 【請求項６】 受光量に応じた電荷を読み出し可能に蓄
   積する光電素子が各撮像画素ごとに形成された半導体基
   板の表面上に、前記光電素子に接続するように電極を形
   成する工程と、 前記半導体基板および前記電極の表面を覆うように層間
   絶縁膜を形成する工程と、 前記層間絶縁膜の表面上の所定位置に、前記撮像画素の
   上は光学的に被覆しない開口を有する遮光膜を形成する
   工程と、 前記遮光膜の表面およびその遮光膜の開口から露出して
   いる層間絶縁膜の表面を覆うように保護膜を形成する工
   程と、 前記保護膜の表面上に直接に、前記保護膜の表面の凹凸
   よりも表面が平坦なカラーフィルタを形成する工程とを
   含むことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
7. 【請求項７】 前記カラーフィルタを形成する工程が、
   前記保護膜の表面上に、前記保護膜の表面の凹凸よりも
   表面が平坦となるような粘性を有する材料膜を塗布成膜
   し、その材料膜をパターニングして前記カラーフィルタ
   を形成するものであることを特徴とする請求項６記載の
   固体撮像装置の製造方法。
8. 【請求項８】 前記カラーフィルタを形成する工程が、
   前記保護膜の表面上にカラーフィルタの材料膜を成膜
   し、その表面を研磨加工して、前記保護膜の表面の凹凸
   よりも表面が平坦なカラーフィルタを形成するものであ
   ることを特徴とする請求項６記載の固体撮像装置の製造
   方法。
9. 【請求項９】 受光量に応じた電荷を読み出し可能に蓄
   積する光電素子が各撮像画素ごとに形成された半導体基
   板の表面上に、前記光電素子に接続するように電極を形
   成する工程と、 前記半導体基板および前記電極の表面を覆うように層間
   絶縁膜を形成する工程と、 前記層間絶縁膜の表面上の所定位置に、前記撮像画素の
   上は光学的に被覆しない開口を有する遮光膜を形成する
   工程と、 前記遮光膜の表面およびその遮光膜の開口から露出して
   いる層間絶縁膜の表面上に、その凹凸に沿って褶曲する
   ようにカラーフィルタを形成する工程とを含むことを特
   徴とする固体撮像装置の製造方法。
10. 【請求項１０】 受光量に応じた電荷を読み出し可能に
    蓄積する光電素子が各撮像画素ごとに形成された半導体
    基板の表面上に、前記光電素子に接続するように電極を
    形成する工程と、 前記半導体基板および前記電極の表面を覆うように層間
    絶縁膜を形成する工程と、 前記層間絶縁膜の表面上の所定位置に、前記撮像画素の
    上は光学的に被覆しない開口を有する遮光膜を形成する
    工程と、 前記遮光膜の表面およびその遮光膜の開口から露出して
    いる層間絶縁膜の表面上に、前記遮光膜およびその遮光
    膜の開口から露出している層間絶縁膜の凹凸よりも表面
    が平坦なカラーフィルタを形成する工程とを含むことを
    特徴とする固体撮像装置の製造方法。
11. 【請求項１１】 前記カラーフィルタを形成する工程
    が、前記遮光膜の表面およびその遮光膜の開口から露出
    している層間絶縁膜の表面上に、それらの表面の凹凸よ
    りも表面が平坦となるような粘性を有する材料膜を塗布
    成膜し、その材料膜をパターニングして前記カラーフィ
    ルタを形成するものであることを特徴とする請求項１０
    記載の固体撮像装置の製造方法。
12. 【請求項１２】 前記カラーフィルタを形成する工程
    が、前記遮光膜の表面およびその遮光膜の開口から露出
    している層間絶縁膜の表面上に、カラーフィルタの材料
    膜を成膜し、その表面を研磨加工して、前記保護膜の表
    面の凹凸よりも表面が平坦なカラーフィルタを形成する
    ものであることを特徴とする請求項１０記載の固体撮像
    装置の製造方法。