JP2007048774A - Method of manufacturing image sensor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing an image sensor with which color balance, color reproductivity and image quality can be improved. <P>SOLUTION: The method is provided with a step for forming a high ratio color filter with the highest color material content ratio among the color filters by dry etching, and a step for forming a color filter of a low ratio other than the high ratio color filter by a photolithography method. The image sensor having a plurality of color filters different in the color material content ratio is manufactured by the method. To put it concretely, the image sensor is manufactured with a transparent filter 2W, a yellow filter 2Y, a red filter 2R and a correction filter 2Blk. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、受光素子を具備する撮像素子を製造する撮像素子の製造方法に関し、特に、受光素子の光入射側にカラーフィルタを配置し、観測対象の色成分の観測を可能とした撮像素子を製造する撮像素子の製造方法に関する。   The present invention relates to an image pickup device manufacturing method for manufacturing an image pickup device including a light receiving device, and in particular, an image pickup device in which a color filter is disposed on a light incident side of a light receiving device and an observation target color component can be observed. The present invention relates to a manufacturing method of an imaging element to be manufactured.

近年、デジタルカメラやビデオカメラなどでは２次元イメージセンサが用いられている。また、ファクシミリや複写機などではリニアセンサ（一次元イメージセンサ）などが用いられている。   In recent years, two-dimensional image sensors are used in digital cameras and video cameras. Also, linear sensors (one-dimensional image sensors) are used in facsimiles and copiers.

このようなイメージセンサ（撮像素子）は受光素子（光電変換素子）を具備し、この具備した受光素子によりイメージセンサに入射された入射光を検出する。入射光は、光電変換素子により電気信号に変換された後に検出される。   Such an image sensor (imaging element) includes a light receiving element (photoelectric conversion element), and detects incident light incident on the image sensor by the light receiving element. Incident light is detected after being converted into an electrical signal by the photoelectric conversion element.

なお、ＣＭＯＳやＣＣＤなどの受光素子は、人間の視覚感度域である可視光波長域（例えば、４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長域）外の領域でも高い感度を有するものである。また、可視光波長域より長波長側の波長域（以下、「赤外域」という。例えば、７００ｎｍ〜１１００ｎｍの波長域である。）についても高い感度を有する。   Note that a light receiving element such as a CMOS or CCD has high sensitivity even in a region outside the visible light wavelength region (for example, a wavelength region of 400 nm to 700 nm) which is a human visual sensitivity region. Moreover, it has a high sensitivity also about the wavelength range (henceforth "infrared region". For example, it is a wavelength range of 700 nm-1100 nm) on the wavelength side longer than a visible light wavelength range.

受光素子は、入射光を有機カラーフィルタ経由で受光する。すなわち、各受光素子の光の入射側には、入射光から特定の色成分を抽出して色分離を行うために、光の３原色の有機カラーフィルタが設置される。この有機カラーフィルタにより入射光は色分離され、観測対象とされている色成分が受光素子によって観測される。   The light receiving element receives incident light via the organic color filter. That is, on the light incident side of each light receiving element, organic color filters for the three primary colors of light are installed in order to extract a specific color component from the incident light and perform color separation. Incident light is color-separated by the organic color filter, and the color component to be observed is observed by the light receiving element.

なお、受光素子は、入射光の強さに応じて電気信号に変換するものである。換言すると、入射光の明るさのみを検知するものであり、入射光の色の判別は行わない。そこで、受光素子の光入射側に、光の三原色である赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）の有機カラーフィルタを備えることにより、撮影対象からの光を色分離して特定の光を取り出している。   In addition, a light receiving element converts into an electrical signal according to the intensity of incident light. In other words, only the brightness of the incident light is detected, and the color of the incident light is not determined. Therefore, the light incident side of the light receiving element is provided with organic color filters of red (R), green (G), and blue (B), which are the three primary colors of light, so that the light from the subject is color-separated and specified. Taking out the light.

具体的には、赤・緑・青の各カラーフィルタを通過した光は、各カラーフィルタに対向する受光素子に入射されて、各受光素子により電気信号に変換される。そして、光電変換により得られた出力値（通常、電圧値が出力される。）が合成されて、撮影対象がカラー画像として再現される。   Specifically, light that has passed through each color filter of red, green, and blue is incident on a light receiving element that faces each color filter, and is converted into an electrical signal by each light receiving element. Then, an output value (usually a voltage value is output) obtained by photoelectric conversion is synthesized, and the photographing target is reproduced as a color image.

しかしながら、有機カラーフィルタには赤外域の光（赤外光）をカットする機能がないため、人間の視覚感度域外（例えば７００ｎｍより長波長側）の光が受光素子に入射される場合がある。このため、撮像素子で得られる撮影対象の色は、人間が目視で観察した撮影対象の色と異なる場合がある。   However, since the organic color filter does not have a function of cutting light in the infrared region (infrared light), light outside the human visual sensitivity region (for example, longer wavelength than 700 nm) may be incident on the light receiving element. For this reason, the color of the photographing target obtained by the image sensor may be different from the color of the photographing target observed by human eyes.

そこで、赤外線カットフィルタが用いられる。この赤外線カットフィルタを用いれば、赤外光がカットされた光が各カラーフィルタに入射されるので、赤外光の影響を軽減することができる。具体的な人間の視覚感度と、受光素子の感度（ＳＰＤ感度）と、受光素子の感度に対して好ましい赤外線カットフィルタの透過率との関係の例は、図３５のように示される。   Therefore, an infrared cut filter is used. By using this infrared cut filter, the light from which the infrared light is cut is incident on each color filter, so that the influence of the infrared light can be reduced. A specific example of the relationship between the human visual sensitivity, the sensitivity of the light receiving element (SPD sensitivity), and the transmittance of the infrared cut filter that is preferable for the sensitivity of the light receiving element is shown in FIG.

この図３５の例に示されるように、受光素子は赤外域にも感度を有するものである。そこで、赤外線カットフィルタにより受光素子の赤外の観測を抑制すれば、人間の視覚感度に近い測定が可能となる。すなわち、赤外線カットフィルタで図３５中の斜線部の光をカットすれば、受光素子は人間の視覚感度に近い測定が可能となる。   As shown in the example of FIG. 35, the light receiving element has sensitivity also in the infrared region. Therefore, if infrared observation of the light receiving element is suppressed by the infrared cut filter, measurement close to human visual sensitivity becomes possible. That is, if the light of the hatched portion in FIG. 35 is cut by the infrared cut filter, the light receiving element can measure close to human visual sensitivity.

ところで、赤外線カットフィルタには、反射型と吸収型の２種類がある。反射型の赤外線カットフィルタと吸収型の赤外線カットフィルタにおける光の波長と透過率との関係は、例えば図３６のように示される。   By the way, there are two types of infrared cut filters, a reflection type and an absorption type. The relationship between the wavelength of light and the transmittance in the reflection type infrared cut filter and the absorption type infrared cut filter is shown in FIG. 36, for example.

反射型の赤外線カットフィルタは、例えば、ガラス板上に無機多層膜を形成して構成される。無機多層膜による反射型の赤外線カットフィルタは、フィルタ面に垂直な方向の入射光に対しては高い赤外線のカット機能を持つ。しかし、斜め入射などの角度のついた赤外線に対しては十分なカット機能を持っておらず、これを実現することは困難である。   The reflective infrared cut filter is configured by forming an inorganic multilayer film on a glass plate, for example. A reflective infrared cut filter using an inorganic multilayer film has a high infrared cut function for incident light in a direction perpendicular to the filter surface. However, it does not have a sufficient cutting function for infrared rays with an angle such as oblique incidence, and it is difficult to realize this.

一方、吸収型の赤外線カットフィルタは、染料又は銅イオンによる光の吸収を利用して赤外線を吸収する。なお、一般的な吸収型の赤外線カットフィルタは、無機ガラス等の基材に銅イオンなどの金属イオンや有機顔料を入れて構成される。   On the other hand, an absorption type infrared cut filter absorbs infrared rays by utilizing absorption of light by dyes or copper ions. A general absorption-type infrared cut filter is configured by putting a metal ion such as copper ion or an organic pigment in a base material such as inorganic glass.

また、反射型の赤外線カットフィルタと吸収型の赤外線カットフィルタとを比較すると、吸収型の赤外線カットフィルタの方が反射型の赤外線カットフィルタよりも安価である。さらに、吸収型の赤外線カットフィルタの方が反射型の赤外線カットフィルタよりも角度のついた入射光の赤外線カット機能の性能がよい。このため、一般的に、吸収型の赤外線カットフィルタの方が反射型の赤外線カットフィルタよりも使用される傾向にある。   Further, when comparing the reflection type infrared cut filter and the absorption type infrared cut filter, the absorption type infrared cut filter is less expensive than the reflection type infrared cut filter. Further, the absorption type infrared cut filter has better performance of the infrared ray cut function of incident light having an angle than the reflection type infrared cut filter. Therefore, in general, the absorption type infrared cut filter tends to be used more than the reflection type infrared cut filter.

なお、無機多層膜による反射型の赤外線カットフィルタのカット機能を補い、赤外線の斜め入射又は再入射の影響を低減させる目的で、吸収型の赤外線カットフィルタと無機多層膜による反射型の赤外線カットフィルタとが併用される場合があるが、一般的ではない。吸収型の赤外線カットフィルタと反射型の赤外線カットフィルタとを併用すると構造が複雑になるからである。   In addition, in order to supplement the cut function of the reflective infrared cut filter by the inorganic multilayer film and reduce the influence of oblique incidence or re-incidence of infrared rays, the absorption type infrared cut filter and the reflective infrared cut filter by the inorganic multilayer film are used. May be used together, but it is not common. This is because the structure becomes complicated when an absorption type infrared cut filter and a reflection type infrared cut filter are used in combination.

また、一般的な撮像素子においては、撮影対象からの光を観測するために、受光素子の光入射側にレンズ等からなる光学系を具備する。このような撮像素子の光学系には、赤外線により観測結果が影響を受けることを防止するために、赤外線カットフィルタが挿入される場合がある（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。   In general image pickup devices, an optical system including a lens or the like is provided on the light incident side of the light receiving device in order to observe light from the subject. In order to prevent the observation result from being affected by infrared rays, an infrared cut filter may be inserted into the optical system of such an image sensor (see, for example, Patent Literature 1 and Patent Literature 2).

特許文献１では、赤色光と緑色光との境界および／または緑色光と青色光との境界における特定の波長域の光を選択的にカットすることによって色純度を補正する機能を有し、さらに赤外線をカットする機能を有する色純度補正フィルタを具備する固体撮像素子について説明されている。   Patent Document 1 has a function of correcting color purity by selectively cutting light in a specific wavelength region at a boundary between red light and green light and / or a boundary between green light and blue light, and A solid-state imaging device including a color purity correction filter having a function of cutting infrared rays is described.

また、特許文献２では、赤外光域の透過率を大幅に減少させ可視光波長域の光を透過させる赤外線吸収剤が配合されて赤外カット能力が付与され、撮像素子本体前面に分光フィルタが配設されているカラー撮像素子について説明されている。   Further, in Patent Document 2, an infrared absorber capable of significantly reducing the transmittance in the infrared light region and transmitting the light in the visible light wavelength region is added to provide an infrared cut capability, and a spectral filter is provided on the front surface of the image sensor body. A color image pickup device in which is arranged is described.

上述したように、この特許文献１及び特許文献２では、ＣＭＯＳやＣＣＤなどのような受光素子の全体を覆う形で、赤外線カットフィルタが光学系に挿入されている。
特開２０００−１９３２２号公報 特開昭６３−７３２０４号公報 As described above, in Patent Documents 1 and 2, the infrared cut filter is inserted into the optical system so as to cover the entire light receiving element such as a CMOS or CCD.
JP 2000-19322 A JP-A-63-73204

しかしながら、吸収型の赤外線カットフィルタを撮像素子の光学系に含めると、撮像素子の小型化が困難になる。吸収型の赤外線カットフィルタにおいては、赤外線の吸収性を充分に持たせるために、１〜３ｍｍ程度の厚みが必要となるからである。   However, if an absorption type infrared cut filter is included in the optical system of the image sensor, it is difficult to reduce the size of the image sensor. This is because the absorption-type infrared cut filter requires a thickness of about 1 to 3 mm in order to sufficiently absorb infrared rays.

また、吸収型の赤外線カットフィルタを用いてカメラ部材を製造する場合、レンズ系に赤外線カットフィルタを組み込む工程が必要となり、製造コストの削減が困難となる。   Moreover, when manufacturing a camera member using an absorption-type infrared cut filter, a process for incorporating the infrared cut filter into the lens system is required, making it difficult to reduce manufacturing costs.

さらに、上記特許文献１及び特許文献２の撮像素子は、撮像素子本体の前面全体を覆う赤外線カットフィルタを備える。このため、撮像素子に備えられている全ての受光素子に対して赤外線がカットされる。この結果、受光素子による観測と人間の視覚感度とで差が生じてしまう場合もある。   Furthermore, the image sensor of Patent Document 1 and Patent Document 2 includes an infrared cut filter that covers the entire front surface of the image sensor body. For this reason, infrared rays are cut with respect to all the light receiving elements provided in the imaging element. As a result, there may be a difference between observation by the light receiving element and human visual sensitivity.

また、例えば特許文献２では、この特許文献２の図２及び図１０に示すように、赤外線カットフィルタが人間の可視光波長域５５０ｎｍ〜７００ｎｍの光も吸収してしまう。このため、撮像素子に備えられている全ての受光素子に対して赤外線をカットすると、赤及び緑の感度が低下する場合があり、特に赤の感度が低下する場合がある。   Further, for example, in Patent Document 2, as shown in FIGS. 2 and 10 of Patent Document 2, the infrared cut filter absorbs light in a human visible light wavelength region of 550 nm to 700 nm. For this reason, if infrared rays are cut with respect to all the light receiving elements provided in the image sensor, the red and green sensitivities may decrease, and in particular, the red sensitivity may decrease.

ところで、カラーフィルタの透過率が低いと、受光素子に到達する光量が減り、画質が低下（暗い画像）することとなる。例えば、図３７は赤・緑・青の光の３原色におけるカラーフィルタの分光透過率の一例を示すグラフであるが、緑や青の透過率の頂点部は８０％前後しかない。   By the way, when the transmittance of the color filter is low, the amount of light reaching the light receiving element is reduced, and the image quality is deteriorated (dark image). For example, FIG. 37 is a graph showing an example of the spectral transmittance of the color filter in the three primary colors of red, green, and blue light, but the vertex of the transmittance of green and blue is only about 80%.

また、近年、撮像素子についての多画素化の要求が高まっており、画素の微細化が進んでいる。具体的には、画素ピッチ（画素間の距離）は３μｍを下回り、２μｍ前後になりつつある。このように、画素ピッチが２μｍ近傍の微細画素になると、一画素当たりの面積が小さくなるので、受光素子への入射光量が減少する。このため、カラーフィルタの透過率が低いことは、受光素子の感度の低下を意味し、画質の低下（暗い画像となる）を引き起こす原因となる。   In recent years, the demand for increasing the number of pixels in an image sensor has increased, and the pixels have been miniaturized. Specifically, the pixel pitch (distance between pixels) is below 3 μm and is becoming around 2 μm. As described above, when the pixel pitch is a fine pixel in the vicinity of 2 μm, the area per pixel is reduced, so that the amount of light incident on the light receiving element is reduced. For this reason, the low transmittance of the color filter means a decrease in sensitivity of the light receiving element, which causes a decrease in image quality (a dark image).

また、図３５に示すように、受光素子のＳＰＤ感度は、７００ｎｍ付近の波長域で高い値を示すが、短波長域にいくにつれて低下する。特に、青の波長域（４００ｎｍ〜５００ｎｍ）付近では、赤の半分程度の感度となる。   In addition, as shown in FIG. 35, the SPD sensitivity of the light receiving element shows a high value in the wavelength region near 700 nm, but decreases as it goes to the short wavelength region. In particular, in the vicinity of the blue wavelength range (400 nm to 500 nm), the sensitivity is about half that of red.

さらに、図３７に示すように、青のカラーフィルタの透過率は、赤や緑のカラーフィルタの透過率より低い値を示す。   Furthermore, as shown in FIG. 37, the transmittance of the blue color filter is lower than the transmittance of the red and green color filters.

以上の観点から、赤・緑・青の３原色のカラーフィルタを有する撮像素子では、青領域において受光素子の感度が低く、かつ、赤や緑のカラーフィルタの透過率よりも、青のカラーフィルタの透過率の方が低いことが分かる。   From the above viewpoint, in an image sensor having color filters of the three primary colors of red, green, and blue, the sensitivity of the light receiving element is low in the blue region, and the blue color filter is lower than the transmittance of the red and green color filters. It can be seen that the transmittance is lower.

このため、従来の撮像素子では、赤や緑よりも青の感度が低くなり、色のバランスを厳密に再現することが難しい。   For this reason, in the conventional imaging device, the sensitivity of blue is lower than that of red or green, and it is difficult to accurately reproduce the color balance.

なお、図３６の吸収型の赤外線カットフィルタの分光透過率に示すように、吸収型の赤外線カットフィルタは、およそ５５０ｎｍ〜７００ｎｍの可視光波長域においても光を吸収する領域を持つ。この５５０ｎｍ〜７００ｎｍの可視光波長域は、赤や緑の光の波長域に相当する。したがって、吸収型の赤外線カットフィルタを撮像素子に用いた場合、特に赤の感度が低下するという問題がある。すなわち、吸収型の赤外線カットフィルタにより赤外線のカットを行う撮像素子では、青のみではなく赤の色再現性も損なわれる場合がある。   Note that, as shown in the spectral transmittance of the absorption-type infrared cut filter in FIG. 36, the absorption-type infrared cut filter has a region that absorbs light even in the visible light wavelength region of approximately 550 nm to 700 nm. This visible light wavelength range of 550 nm to 700 nm corresponds to the wavelength range of red or green light. Therefore, when an absorption type infrared cut filter is used for the image sensor, there is a problem that the sensitivity of red particularly decreases. That is, in an imaging device that cuts infrared rays with an absorption-type infrared cut filter, not only blue but also red color reproducibility may be impaired.

そこで、入射光量の低下による受光素子の感度低下に対応するため、黄（Ｙ）・マゼンタ（Ｍ）・シアン（Ｃ）からなる補色系のカラーフィルタを用いる技術が提案されている。この技術では、黄（Ｙ）のカラーフィルタを用いることで、赤と緑との合成光を取り出すことができる。マゼンタ（Ｍ）のカラーフィルタを用いることで、赤と青との合成光を取り出すことができる。シアン（Ｃ）のカラーフィルタを用いることで、緑と青との合成光を取り出すことができる。   Therefore, a technique using a complementary color filter composed of yellow (Y), magenta (M), and cyan (C) has been proposed to cope with a decrease in sensitivity of the light receiving element due to a decrease in the amount of incident light. In this technique, the combined light of red and green can be extracted by using a yellow (Y) color filter. By using a magenta (M) color filter, the combined light of red and blue can be extracted. By using a cyan (C) color filter, combined light of green and blue can be extracted.

すなわち、補色系のカラーフィルタでは２色ずつの光を透過するため透過率を高くすることができ、入射光の光量の低下を抑えることができる。   In other words, since the complementary color filter transmits light of two colors, the transmittance can be increased, and a decrease in the amount of incident light can be suppressed.

しかしながら、黄・マゼンタ・シアンの補色系のカラーフィルタを透過した光から赤・緑・青赤の３原色の光を取り出すには、例えば青＝（シアン＋マゼンタ−黄）／２、緑＝（シアン＋黄−マゼンタ）／２、赤＝（マゼンタ＋黄−シアン）／２などのように、補色系のカラーフィルタを経由し、受光素子で観測された各値から赤・緑・青の３原色に相当する値を算出するための煩雑な計算を行う必要がある。   However, in order to extract light of the three primary colors of red, green, and blue red from the light that has passed through the color filters of the complementary colors of yellow, magenta, and cyan, for example, blue = (cyan + magenta-yellow) / 2, green = ( Cyan + yellow-magenta) / 2, red = (magenta + yellow-cyan) / 2, etc. It is necessary to perform a complicated calculation for calculating a value corresponding to the primary color.

そのため、原色に近い鮮やかな色を表現することが困難な場合がある。   Therefore, it may be difficult to express a vivid color close to the primary color.

本発明は、以上のような実情に鑑みてなされたもので、色バランス、色再現性および画質がよく、薄い撮像素子を製造する製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a manufacturing method for manufacturing a thin imaging device having good color balance, color reproducibility, and image quality.

上記の目的を達成するために、本発明では、以下のような手段を講じる。   In order to achieve the above object, the present invention takes the following measures.

なお、本発明において、「現像液を用いたフォトリソグラフィ法（以下、フォトリソグラフィ法ともいう）」とは、感光性樹脂層にパターン露光後、アルカリ液等の現像液で現像を行い所定のパターン形成をし、必要により硬膜処理を行う工程のことをいう。   In the present invention, “a photolithography method using a developer (hereinafter also referred to as a photolithography method)” means that a photosensitive resin layer is subjected to pattern exposure and then developed with a developer such as an alkaline solution to form a predetermined pattern. It refers to the process of forming and, if necessary, performing a hardening process.

また、本発明において、「ドライエッチング」とは、耐エッチング層を有する被加工物を装置内に置き、装置内で生成したイオンやラジカルで耐エッチング層より露出した被加工物部位をエッチングする手法をいう。   In the present invention, “dry etching” is a technique in which a workpiece having an etching resistant layer is placed in the apparatus, and a portion of the workpiece exposed from the etching resistant layer is etched by ions or radicals generated in the apparatus. Say.

すなわち、「現像液を用いたフォトリソグラフィ法」によるカラーフィルタの形成では、カラーレジストを塗布し、パターン露光し、現像することによりカラーフィルタを形成する。一方、「ドライエッチング」によるカラーフィルタの形成では、カラーレジスト上にフォトレジストを塗布し、パターン露光し、現像した後、ドライエッチングすることによりカラーフィルタを形成する。   That is, in the formation of a color filter by “a photolithography method using a developer”, a color resist is applied, pattern exposure is performed, and development is performed to form a color filter. On the other hand, in the formation of a color filter by “dry etching”, a color filter is formed by applying a photoresist on a color resist, pattern exposure, developing, and then dry etching.

請求項１に対応する発明は、半導体基板上に設けられた複数の光電変換素子と、前記複数の光電変換素子上に個別に形成され、互いに色材含有比率の異なる複数種類のカラーフィルタとを備えた撮像素子を製造する撮像素子の製造方法であって、前記カラーフィルタのうち最も色材含有比率の高い高比率カラーフィルタを、ドライエッチングにより形成する工程と、前記高比率カラーフィルタ以外の低比率のカラーフィルタを、現像液を用いたフォトリソグラフィ法により形成する工程とを備えた撮像素子の製造方法である。   The invention corresponding to claim 1 includes a plurality of photoelectric conversion elements provided on a semiconductor substrate, and a plurality of types of color filters individually formed on the plurality of photoelectric conversion elements and having different colorant content ratios. An image pickup device manufacturing method for manufacturing an image pickup device, comprising: a step of forming a high ratio color filter having the highest colorant content ratio among the color filters by dry etching; and a low ratio other than the high ratio color filter. And a step of forming a ratio color filter by a photolithography method using a developer.

請求項２に対応する発明は、半導体基板上に設けられた複数の光電変換素子と、前記複数の光電変換素子上に個別に形成され、互いに色材含有比率の異なる複数種類のカラーフィルタ及び透明フィルタとを備えた撮像素子を製造する撮像素子の製造方法であって、前記カラーフィルタのうち相対的に色材含有比率の高い１以上の種類の高比率カラーフィルタを、ドライエッチングにより形成する工程と、前記高比率カラーフィルタ以外の低比率カラーフィルタを、現像液を用いたフォトリソグラフィ法により形成する工程と、前記高比率カラーフィルタ及び低比率カラーフィルタを被覆するように透明樹脂層を形成して、透明フィルタを形成する工程とを備えた撮像素子の製造方法である。   According to a second aspect of the present invention, there are provided a plurality of photoelectric conversion elements provided on a semiconductor substrate, a plurality of types of color filters individually formed on the plurality of photoelectric conversion elements and having different color material content ratios, and transparent An image pickup device manufacturing method for manufacturing an image pickup device including a filter, the step of forming, by dry etching, one or more types of high-rate color filters having a relatively high color material content ratio among the color filters And forming a low ratio color filter other than the high ratio color filter by a photolithography method using a developer, and forming a transparent resin layer so as to cover the high ratio color filter and the low ratio color filter. And a process for forming a transparent filter.

請求項３に対応する発明は、半導体基板上に設けられた複数の光電変換素子と、前記複数の光電変換素子上に個別に形成され、互いに色材含有比率の異なる複数種類のカラーフィルタ及び透明フィルタとを備えた撮像素子を製造する撮像素子の製造方法であって、前記カラーフィルタのうち最も色材含有比率の高い高比率カラーフィルタを、ドライエッチングにより形成する工程と、前記高比率カラーフィルタ以外の低比率カラーフィルタを、現像液を用いたフォトリソグラフィ法により形成する工程と、前記高比率カラーフィルタ及び低比率カラーフィルタを被覆するように透明樹脂層を形成して、透明フィルタを形成する工程とを備えた撮像素子の製造方法である。   According to a third aspect of the present invention, there are provided a plurality of photoelectric conversion elements provided on a semiconductor substrate, a plurality of types of color filters formed individually on the plurality of photoelectric conversion elements and having different color material content ratios, and transparent An image pickup device manufacturing method for manufacturing an image pickup device including a filter, the step of forming, by dry etching, a high ratio color filter having the highest color material content ratio among the color filters, and the high ratio color filter And forming a transparent filter by forming a transparent resin layer so as to cover the high ratio color filter and the low ratio color filter, and a step of forming a low ratio color filter other than the above by a photolithography method using a developer. An image pickup device manufacturing method including a process.

請求項４に対応する発明は、半導体基板上に設けられた複数の光電変換素子と、前記複数の光電変換素子上に個別に形成され、互いに色材含有比率の異なる複数種類のカラーフィルタ及び透明フィルタとを備えた撮像素子を製造する撮像素子の製造方法であって、前記カラーフィルタのうち最も色材含有比率の高い高比率カラーフィルタとなる着色樹脂層を形成する工程と、前記着色樹脂層上に、フォトレジスト層を形成する工程と、前記フォトレジスト層をパターニングして、前記高比率カラーフィルタのパターンに着色樹脂層を露出させる工程と、前記フォトレジスト層のパターンから露出した着色樹脂層をドライエッチングする工程と、前記高比率カラーフィルタ形成後、前記半導体基板上の高比率カラーフィルタとは異なる領域に、前記高比率カラーフィルタ以外の低比率カラーフィルタを現像液を用いたフォトリソグラフィ法により形成する工程と、前記半導体基板上に、前記高比率カラーフィルタ及び低比率カラーフィルタを被覆するように透明樹脂層をスピンコートして塗布する工程と、前記透明樹脂層を熱硬化して、透明フィルタを含む平坦化層を形成する工程と、前記光電変換素子上の平坦化層をドライエッチングしてマイクロレンズを形成する工程とを備えた撮像素子の製造方法である。   According to a fourth aspect of the present invention, there are provided a plurality of photoelectric conversion elements provided on a semiconductor substrate, a plurality of types of color filters individually formed on the plurality of photoelectric conversion elements and having different color material content ratios, and transparent An image pickup device manufacturing method for manufacturing an image pickup device provided with a filter, the step of forming a colored resin layer to be a high ratio color filter having the highest color material content ratio among the color filters, and the colored resin layer A step of forming a photoresist layer; a step of patterning the photoresist layer to expose a colored resin layer in the pattern of the high-ratio color filter; and a colored resin layer exposed from the pattern of the photoresist layer In the region different from the high ratio color filter on the semiconductor substrate after the dry etching step and the formation of the high ratio color filter, A step of forming a low ratio color filter other than the high ratio color filter by a photolithography method using a developer; and a transparent resin layer so as to cover the high ratio color filter and the low ratio color filter on the semiconductor substrate. A step of spin-coating and applying, a step of thermally curing the transparent resin layer to form a planarization layer including a transparent filter, and dry etching the planarization layer on the photoelectric conversion element to form a microlens. And a forming process.

請求項５に対応する発明は、前記高比率カラーフィルタは、４００ｎｍ〜６００ｎｍの波長域で１０％以下の透過率を有し、７５０ｎｍ〜１１００ｎｍの波長域で９０％以上の透過率を有する請求項１乃至請求項４のいずれか１項に対応する撮像素子の製造方法である。   The invention corresponding to claim 5 is characterized in that the high-ratio color filter has a transmittance of 10% or less in a wavelength region of 400 nm to 600 nm and a transmittance of 90% or more in a wavelength region of 750 nm to 1100 nm. An imaging device manufacturing method corresponding to any one of claims 1 to 4.

請求項６に対応する発明は、前記高比率カラーフィルタ及び低比率カラーフィルタは、４００ｎｍ〜６００ｎｍの波長域で１０％以下の透過率を示す第１波長域を有し、かつ、該第１波長域より長波長域であって４５０ｎｍ〜１１００ｎｍの波長域で９０％以上の透過率である波長域を有する請求項１乃至請求項５のいずれか１項に対応する撮像素子の製造方法である。   The invention corresponding to claim 6 is characterized in that the high-ratio color filter and the low-ratio color filter have a first wavelength region exhibiting a transmittance of 10% or less in a wavelength region of 400 nm to 600 nm, and the first wavelength. It is a manufacturing method of the image pick-up element corresponding to any one of Claim 1 thru | or 5 which has a wavelength range which is 90% or more in the wavelength range longer than an area | region and 450 nm-1100 nm.

請求項７に対応する発明は、前記高比率カラーフィルタ及び低比率カラーフィルタは、光の黄成分を抽出するために用いられる黄フィルタと、光の赤成分を抽出するために用いられる赤フィルタと、可視光波長域において透過抑制特性を有し、可視光波長域より長波長側において透過特性を有する補正フィルタとを含む請求項１乃至請求項６のいずれか１項に対応する撮像素子の製造方法である。   The invention corresponding to claim 7 is characterized in that the high ratio color filter and the low ratio color filter are a yellow filter used for extracting a yellow component of light, and a red filter used for extracting a red component of light. And a correction filter having a transmission suppression characteristic in the visible light wavelength range and having a transmission characteristic on the longer wavelength side than the visible light wavelength range, and manufacturing an imaging device corresponding to any one of claims 1 to 6 Is the method.

請求項８に対応する発明は、前記透明フィルタは、４００ｎｍ〜１１００ｎｍの波長域で９０％以上の透過率を有する請求項２乃至請求項７のいずれか１項に対応する撮像素子の製造方法である。   The invention corresponding to claim 8 is the method of manufacturing an image sensor according to any one of claims 2 to 7, wherein the transparent filter has a transmittance of 90% or more in a wavelength range of 400 nm to 1100 nm. is there.

請求項９に対応する発明は、前記透明フィルタは、４００ｎｍより短波長域で紫外線を吸収する請求項２乃至請求項８のいずれか１項に対応する撮像素子の製造方法である。   The invention corresponding to claim 9 is the method of manufacturing an image pickup device corresponding to any one of claims 2 to 8, wherein the transparent filter absorbs ultraviolet rays in a wavelength region shorter than 400 nm.

＜作用＞
公知のフォトリソグラフィ法は、感光性樹脂層へのパターン露光・アルカリ液などからなる現像液による現像及び、必要によりホットプレートなどによる加熱などの硬膜処理を行うという工程をとり、所定の部位にパターンを形成する。しかし、この方法は、感光性樹脂が除去されるべき部位に渣が残りやすいものであった。特に、感光性樹脂への顔料の含有率が高い場合、残渣が生じやすいものであった。また、顔料の含有率が高いと、パターン形状も輪郭の崩れたものとなっていた。残渣は異物となり、光を遮るため、黒欠陥を生じ、画質を低下させていた。また、パターン形状の崩れも画質の低下をもたらしていた。 <Action>
The known photolithography method takes a process of pattern exposure to a photosensitive resin layer, development with a developer composed of an alkaline solution, and a hardening process such as heating with a hot plate if necessary. Form a pattern. However, this method tends to leave a residue at the site where the photosensitive resin is to be removed. In particular, when the content of the pigment in the photosensitive resin is high, a residue is likely to occur. Moreover, when the content rate of the pigment was high, the pattern shape was also broken. The residue becomes a foreign substance and blocks light, resulting in black defects and lowering the image quality. Further, the collapse of the pattern shape has also caused a decrease in image quality.

従って、請求項１〜４に対応する発明は以上のような手段を講じたことにより、カラーフィルタのうち色材含有比率の高い高比率カラーフィルタをドライエッチングにより形成する工程と、高比率カラーフィルタ以外の低比率のカラーフィルタをフォトリソグラフィ法により形成する工程とを備えているので、高比率カラーフィルタをフォトリソグラフィ法により形成する場合に比べ、着色樹脂の残渣を除去することができる。また、高比率カラーフィルタの形を崩さずに形成することができる。これにより、半導体基板上に設けられた複数の光電変換素子と、その光電変換素子上に個別に形成される複数種類のカラーフィルタとを備えた撮像素子であって、色バランスと色再現性と画質とが良く、薄い撮像素子を製造する撮像素子の製造方法を提供できる。   Accordingly, the invention corresponding to the first to fourth aspects of the present invention provides a step of forming a high ratio color filter having a high color material content ratio by dry etching among the color filters, and a high ratio color filter. And a step of forming a color filter with a low ratio other than the above by a photolithography method, so that the residue of the colored resin can be removed as compared with the case of forming the high ratio color filter with a photolithography method. Moreover, it can form without destroying the shape of a high ratio color filter. Thus, an image pickup device including a plurality of photoelectric conversion elements provided on a semiconductor substrate and a plurality of types of color filters individually formed on the photoelectric conversion elements, the color balance and color reproducibility It is possible to provide a method for manufacturing an image pickup device that produces a thin image pickup device with good image quality.

請求項５に対応する発明は、請求項１〜４に対応する作用に加え、４００ｎｍ〜６００ｎｍの波長域で１０％以下の透過率を有し、７５０ｎｍ〜１１００ｎｍの波長域で９０％以上の透過率を有する高比率カラーフィルタを備えた撮像素子を製造する撮像素子の製造方法を提供できる。   The invention corresponding to claim 5 has the effect corresponding to claims 1 to 4 and has a transmittance of 10% or less in the wavelength region of 400 nm to 600 nm, and a transmittance of 90% or more in the wavelength region of 750 nm to 1100 nm. An image pickup device manufacturing method for manufacturing an image pickup device including a high-ratio color filter having a rate can be provided.

請求項６に対応する発明は、請求項１〜５に対応する作用に加え、４００ｎｍ〜６００ｎｍの波長域で１０％以下の透過率を示す第１波長域を有し、かつ、該第１波長域より長波長域であって４５０ｎｍ〜１１００ｎｍの波長域で９０％以上の透過率である波長域を有する高比率カラーフィルタ及び低比率カラーフィルタを備えた撮像素子を製造する撮像素子の製造方法を提供できる。   The invention corresponding to claim 6 has the first wavelength region exhibiting a transmittance of 10% or less in the wavelength region of 400 nm to 600 nm in addition to the operation corresponding to claims 1 to 5, and the first wavelength A method for manufacturing an image pickup device for manufacturing an image pickup device including a high ratio color filter having a wavelength range longer than that of the region and having a wavelength range of 90% or more in a wavelength range of 450 nm to 1100 nm and a low ratio color filter Can be provided.

請求項７に対応する発明は、請求項１〜６に対応する作用に加え、光の黄成分を抽出するために用いられる黄フィルタと、光の赤成分を抽出するために用いられる赤フィルタと、可視光波長域において透過抑制特性を有し、可視光波長域より長波長側において透過特性を有する補正フィルタとを含む高比率カラーフィルタ及び低比率カラーフィルタを備えた撮像素子を製造する撮像素子の製造方法を提供できる。   The invention corresponding to claim 7 is the yellow filter used for extracting the yellow component of light in addition to the operation corresponding to claims 1 to 6, and the red filter used for extracting the red component of light. An image pickup device for manufacturing an image pickup device having a high-ratio color filter and a low-ratio color filter including a correction filter having a transmission suppression characteristic in the visible light wavelength region and having a transmission property on a longer wavelength side than the visible light wavelength region Can be provided.

請求項８に対応する発明は、請求項２〜７に対応する作用に加え、４００ｎｍ〜１１００ｎｍの波長域で９０％以上の透過率を有する透明フィルタを備えた撮像素子を製造する撮像素子の製造方法を提供できる。   The invention corresponding to claim 8 manufactures an image pickup device for manufacturing an image pickup device including a transparent filter having a transmittance of 90% or more in a wavelength range of 400 nm to 1100 nm in addition to the operations corresponding to claims 2 to 7. Can provide a method.

請求項９に対応する発明は、請求項２〜８に対応する作用に加え、４００ｎｍより短波長域で紫外線を吸収する透明フィルタを備えた撮像素子を製造する撮像素子の製造方法を提供できる。   The invention corresponding to claim 9 can provide an image pickup device manufacturing method for manufacturing an image pickup device including a transparent filter that absorbs ultraviolet rays in a wavelength region shorter than 400 nm in addition to the operations corresponding to claims 2 to 8.

本発明によれば、色バランスと色再現性と画質とが良く、薄い撮像素子を製造する撮像素子の製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the color balance, color reproducibility, and image quality are favorable, and the manufacturing method of the image pick-up element which manufactures a thin image pick-up element can be provided.

特に、本発明による製造方法によれば、青の感度の低下を抑制し、色バランスを向上させた撮像素子を提供できる。また、赤外線カットフィルタを配設した場合に発生する赤の感度低下を抑制し、赤の色再現性を向上させた撮像素子を提供できる。さらに、レンズなどを含む光学系厚みが増すことを防止することができ、小型化させた撮像素子を提供できる。   In particular, according to the manufacturing method of the present invention, it is possible to provide an imaging device that suppresses a decrease in blue sensitivity and improves color balance. In addition, it is possible to provide an imaging device that suppresses a reduction in red sensitivity that occurs when an infrared cut filter is provided, and improves red color reproducibility. Furthermore, an increase in the thickness of an optical system including a lens can be prevented, and a downsized imaging device can be provided.

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の説明において同一の要素については同一の符号を付してその説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same elements are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

＜第１の実施形態＞
本実施形態では、ＣＭＯＳやＣＣＤなどの受光素子を具備し、特に、受光素子の光入射側にフィルタ層を設け、観測対象の色成分を観測する撮像素子について説明する。 <First Embodiment>
In the present embodiment, an image sensor that includes a light receiving element such as a CMOS or a CCD, and that provides a filter layer on the light incident side of the light receiving element to observe a color component to be observed will be described.

図１は本実施形態に係る撮像素子におけるフィルタの配列状態の一例を示す平面図である。この図１では、光入射側からみたフィルタの状態の例が表されている。   FIG. 1 is a plan view illustrating an example of an arrangement state of filters in the image sensor according to the present embodiment. In FIG. 1, an example of the state of the filter viewed from the light incident side is shown.

図２は本実施形態に係る撮像素子の一例を示す断面図である。この図２では、図１のＩ−Ｉ’断面が表されている。なお、この図２では、受光素子がＣＭＯＳの場合を例として図示しているが、受光素子がＣＣＤの場合も同様である。以下、撮像素子の他の断面図においても同様である。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of an image sensor according to the present embodiment. FIG. 2 shows a cross section taken along the line I-I ′ of FIG. 1. In FIG. 2, the case where the light receiving element is a CMOS is shown as an example, but the same applies to the case where the light receiving element is a CCD. Hereinafter, the same applies to other cross-sectional views of the imaging device.

本実施形態に係る撮像素子１は、入射光のうち特定の色成分の光の抽出に用いられるフィルタ層２と、入射光をフィルタ層２経由で観測する受光素子３Ｗ・３Ｙ・３Ｒ・３Ｂｌｋと、演算部４を具備する。   The imaging device 1 according to the present embodiment includes a filter layer 2 used for extracting light of a specific color component from incident light, and light receiving elements 3W, 3Y, 3R, and 3Blk that observe the incident light via the filter layer 2. And an arithmetic unit 4.

フィルタ層２は、透明フィルタ２Ｗ・黄フィルタ２Ｙ・赤フィルタ２Ｒ・補正フィルタ２Ｂｌｋを含むものである。ここでは、透明フィルタ２Ｗ・黄フィルタ２Ｙ・赤フィルタ２Ｒ・補正フィルタ２Ｂｌｋをそれぞれ一つずつ組合せた構成により色分離の一単位が形成される。また、透明フィルタ２Ｗ・黄フィルタ２Ｙ・赤フィルタ２Ｒ・補正フィルタ２Ｂｌｋは、適切に配置されて、マス目状に隣接配列された面を形成する。なお、透明フィルタ２Ｗ・黄フィルタ２Ｙ・赤フィルタ２Ｒ・補正フィルタ２Ｂｌｋの４つのフィルタは、それぞれ隣接されて配列されていれば良いので、図１の配列に限られるものではない。   The filter layer 2 includes a transparent filter 2W, a yellow filter 2Y, a red filter 2R, and a correction filter 2Blk. Here, one unit of color separation is formed by a configuration in which each of the transparent filter 2W, the yellow filter 2Y, the red filter 2R, and the correction filter 2Blk is combined. Further, the transparent filter 2W, the yellow filter 2Y, the red filter 2R, and the correction filter 2Blk are appropriately arranged to form a surface that is adjacently arranged in a grid pattern. The four filters of the transparent filter 2W, the yellow filter 2Y, the red filter 2R, and the correction filter 2Blk need only be arranged adjacent to each other, and are not limited to the arrangement shown in FIG.

透明フィルタ２Ｗは、主に４００ｎｍ以降の長波長の光を吸収することなく、透過することが望ましい。例えば、透明フィルタ２Ｗとしては、屈折率ｎが１．５前後の透明ガラスをリファレンスとして、４００ｎｍ以降の波長の光の透過率が９５％以上のフィルタが望ましい。このような透明フィルタ２Ｗは、フェノール系・ポリスチレン系・アクリル系などの樹脂により形成されるが、ポリスチレン系、望むらくはアクリル系により形成されるのが耐熱性などの観点から好ましい。   The transparent filter 2W is preferably transmitted without absorbing light having a long wavelength of 400 nm or longer. For example, the transparent filter 2W is desirably a filter having a transmittance of 95% or more for light having a wavelength of 400 nm or more with reference to transparent glass having a refractive index n of about 1.5. Such a transparent filter 2W is formed of a phenol-based, polystyrene-based, acrylic-based resin or the like, but is preferably formed of a polystyrene-based resin, preferably an acrylic-based resin, from the viewpoint of heat resistance.

黄フィルタ２Ｙは、入射光のうち黄成分（赤成分と緑成分が合成された光）の抽出に用いられるフィルタである。この黄フィルタ２Ｙは補色系のフィルタである。一般的に、補色系のフィルタは、赤・緑・青の３原色系のカラーフィルタよりも光の透過率が高い。   The yellow filter 2Y is a filter used for extracting a yellow component (light obtained by combining a red component and a green component) from incident light. The yellow filter 2Y is a complementary color filter. In general, a complementary color filter has a higher light transmittance than a color filter of three primary colors of red, green, and blue.

赤フィルタ２Ｒは、入射光のうち赤成分の抽出に用いられる赤のカラーフィルタである。一般的に、赤のカラーフィルタは、３原色系の他のカラーフィルタである緑のカラーフィルタや青のカラーフィルタよりも透過率が高い。   The red filter 2R is a red color filter used for extracting a red component of incident light. In general, a red color filter has higher transmittance than a green color filter or a blue color filter, which are other color filters of the three primary colors.

補正フィルタ２Ｂｌｋは、可視光波長域において透過抑制特性を有し、可視光波長域より長波長側において透過特性を有するフィルタであり、赤外域の透過率の方が可視光波長域の透過率よりも高い特性を持つ。補正フィルタ２Ｂｌｋは、可視光波長域で透過抑制特性（低透過特性）を有しているため、目視では黒に見える。   The correction filter 2Blk is a filter that has transmission suppression characteristics in the visible light wavelength range and has transmission characteristics on the longer wavelength side than the visible light wavelength range, and the transmittance in the infrared range is higher than the transmittance in the visible wavelength range. Also has high characteristics. Since the correction filter 2Blk has a transmission suppression characteristic (low transmission characteristic) in the visible light wavelength region, it looks black.

本実施形態において、補正フィルタ２Ｂｌｋは、バイオレットの色材と赤の色材とを混合した色材にて一片のフィルタに形成されるが、バイオレットのフィルタと赤のフィルタとを積層することにより、光学的に重畳して形成してもよい。   In the present embodiment, the correction filter 2Blk is formed as a single filter with a color material obtained by mixing a violet color material and a red color material, but by stacking the violet filter and the red filter, You may form it superposed optically.

受光素子である入射光受光素子３Ｗ・黄受光素子３Ｙ・赤受光素子３Ｒ・補正受光素子３Ｂｌｋは、フィルタ層２の光入射側の反対側に配置され、受けた光を電気信号に変換し、観測データ値を求めるものである。なお、受光素子とフィルタとの一対一の組合せが画素に相当する。   The incident light receiving element 3W, the yellow light receiving element 3Y, the red light receiving element 3R, and the correction light receiving element 3Blk, which are light receiving elements, are arranged on the side opposite to the light incident side of the filter layer 2, and convert received light into an electrical signal. The observation data value is obtained. A one-to-one combination of a light receiving element and a filter corresponds to a pixel.

入射光受光素子３Ｗは、透明フィルタ２Ｗに対応付けされており、入射光を透明フィルタ２Ｗ経由で観測する。   The incident light receiving element 3W is associated with the transparent filter 2W, and observes incident light via the transparent filter 2W.

黄受光素子３Ｙは、黄フィルタ２Ｙに対応付けされており、入射光を黄フィルタ２Ｙ経由で観測する。   The yellow light receiving element 3Y is associated with the yellow filter 2Y and observes incident light via the yellow filter 2Y.

赤受光素子３Ｒは、赤フィルタ２Ｒに対応付けされており、入射光を赤フィルタ２Ｒ経由で観測する。   The red light receiving element 3R is associated with the red filter 2R and observes incident light via the red filter 2R.

補正受光素子３Ｂｌｋは、補正フィルタ２Ｂｌｋに対応付けされており、入射光を補正フィルタ２Ｂｌｋ経由で観測する。   The correction light receiving element 3Blk is associated with the correction filter 2Blk, and observes incident light via the correction filter 2Blk.

演算部４は、青演算部４Ｂ・緑演算部４Ｇ・赤演算部４Ｒを具備する。この演算部４は入射光受光素子３Ｗ・黄受光素子３Ｙ・赤受光素子３Ｒ・補正受光素子３Ｂｌｋによる観測データ値Ｄｗ・Ｄｙ・Ｄｒ・Ｄｂｌｋに基づいて、青の観測データ値Ｄｂ・緑の観測データ値Ｄｇ・補正された赤の観測データ値ＨＤｒを求める機能を持つ。   The computing unit 4 includes a blue computing unit 4B, a green computing unit 4G, and a red computing unit 4R. Based on the observation data values Dw, Dy, Dr, and Dblk by the incident light receiving element 3W, the yellow light receiving element 3Y, the red light receiving element 3R, and the corrected light receiving element 3Blk, the calculation unit 4 observes the blue observation data value Db and green. It has a function of obtaining the data value Dg and the corrected red observation data value HDr.

すなわち、透明フィルタ２W・黄フィルタ２Y・赤フィルタ２R・補正フィルタ２Blkに対応する色が、それぞれ白（Ｗ）・黄（Ｙ）・赤（Ｒ’）・黒（Ｂｌｋ）とすれば、後述する式（１）〜式（３）に基づいて、青（Ｂ）・緑（Ｇ）・赤（Ｒ）の光の３原色のデータ値を得ることができる。   That is, if the colors corresponding to the transparent filter 2W, yellow filter 2Y, red filter 2R, and correction filter 2Blk are white (W), yellow (Y), red (R '), and black (Blk), respectively, they will be described later. Based on Expressions (1) to (3), data values of the three primary colors of blue (B), green (G), and red (R) light can be obtained.

青（Ｂ）＝白（Ｗ）−黄（Ｙ） …（１）
緑（Ｇ）＝黄（Ｙ）−赤（Ｒ’） …（２）
赤（Ｒ）＝赤（Ｒ’）−黒（Ｂｌｋ）…（３）
青演算部４Ｂは、入射光受光素子３Ｗで観測された観測データ値Ｄｗから、黄受光素子３Ｙで観測された観測データ値Ｄｙを引き算処理し、青の観測データ値Ｄｂ（＝Ｄｗ−Ｄｙ）を求める。 Blue (B) = White (W) -Yellow (Y) (1)
Green (G) = Yellow (Y) -Red (R ′) (2)
Red (R) = Red (R ′) − Black (Blk) (3)
The blue calculation unit 4B subtracts the observation data value Dy observed by the yellow light receiving element 3Y from the observation data value Dw observed by the incident light receiving element 3W to obtain a blue observation data value Db (= Dw−Dy). Ask for.

緑演算部４Ｇは、黄受光素子３Ｙで観測された観測データ値Ｄｙから、赤受光素子３Ｒで観測された観測データ値Ｄｒを引き算処理し、緑の観測データ値Ｄｇ（＝Ｄｙ−Ｄｒ）を求める。   The green calculation unit 4G subtracts the observation data value Dr observed by the red light receiving element 3R from the observation data value Dy observed by the yellow light receiving element 3Y, and obtains the green observation data value Dg (= Dy−Dr). Ask.

赤演算部４Ｒは、赤受光素子３Ｒで観測された観測データ値Ｄｒから、補正受光素子３Ｂｉｋで観測された観測データ値Ｄｂｌｋを引き算処理し、補正された赤の観測データ値ＨＤｒ（＝Ｄｒ−Ｄｂｌｋ）を求める。   The red calculation unit 4R subtracts the observation data value Dblk observed by the corrected light receiving element 3Bik from the observation data value Dr observed by the red light receiving element 3R, and corrects the corrected red observation data value HDr (= Dr− Dblk).

なお、図２では、赤フィルタ２Ｒと補正フィルタ２Ｂｌｋとを横断するとともに、赤受光素子３Ｒと補正受光素子３Ｂｌｋとを横断する断面が表されているが、他のフィルタ及び他の受光素子を横断する断面についても同様の構成となる。   FIG. 2 shows a cross section that crosses the red filter 2R and the correction filter 2Blk and also crosses the red light receiving element 3R and the correction light receiving element 3Blk, but crosses the other filters and the other light receiving elements. The same structure is applied to the cross section.

半導体基板５は、入射光受光素子３Ｗ・黄受光素子３Ｙ・赤受光素子３Ｒ・補正受光素子３Ｂｌｋが光入射側に形成及び配設されるものである。   The semiconductor substrate 5 has an incident light receiving element 3W, a yellow light receiving element 3Y, a red light receiving element 3R, and a correction light receiving element 3Blk formed and arranged on the light incident side.

平坦化層６は、入射光受光素子３Ｗ・黄受光素子３Ｙ・赤受光素子３Ｒ・補正受光素子３Ｂｌｋの形成された半導体基板５の光入射側の面に積層される。これにより、透明フィルタ２Ｗ・黄フィルタ２Ｙ・赤フィルタ２Ｒ・補正フィルタ２Ｂｌｋを平坦な設置面に形成できる。なお、撮像素子１を薄くするために、平坦化層６は省略されてもよい。この平坦化層６の光入射側には、入射光受光素子３Ｗ・黄受光素子３Ｙ・赤受光素子３Ｒ・補正受光素子３Ｂｌｋにそれぞれ対応する透明フィルタ２Ｗ・黄フィルタ２Ｙ・赤フィルタ２Ｒ・補正フィルタ２Ｂｌｋが配置され、フィルタ層２が形成される。フィルタ層２の光入射側には、樹脂層（透明平化層）７が積層される。 The planarizing layer 6 is laminated on the light incident side surface of the semiconductor substrate 5 on which the incident light receiving element 3W, the yellow light receiving element 3Y, the red light receiving element 3R, and the correction light receiving element 3Blk are formed. Thereby, the transparent filter 2W, the yellow filter 2Y, the red filter 2R, and the correction filter 2Blk can be formed on a flat installation surface. Note that the planarization layer 6 may be omitted in order to make the imaging device 1 thin. On the light incident side of the flattening layer 6, a transparent filter 2W, a yellow filter 2Y, a red filter 2R, and a correction filter respectively corresponding to the incident light receiving element 3W, the yellow light receiving element 3Y, the red light receiving element 3R, and the correction light receiving element 3Blk. 2Blk is disposed, and the filter layer 2 is formed. A resin layer (transparent flattening layer) 7 is laminated on the light incident side of the filter layer 2.

なお、平坦化層６は、紫外線吸収剤が添加された熱硬化型アクリル樹脂により形成されている。平坦化層６に対して紫外線吸収剤が添加されるとしたのは、フォトリソグラフィによりカラーフィルタを形成する際に、下地となる半導体基板５からのハレーションを防止することにより、形状の良いフィルタを形成するためである。   The planarizing layer 6 is formed of a thermosetting acrylic resin to which an ultraviolet absorber is added. The reason why the ultraviolet absorber is added to the planarizing layer 6 is that when a color filter is formed by photolithography, a good shape filter is formed by preventing halation from the underlying semiconductor substrate 5. It is for forming.

また、平坦化層６の材料としては、アクリル系やエポキシ系・ポリイミド系・ウレタン系・メラミン系・ポリエステル系・尿素系・スチレン系などの樹脂を一つもしくは複数含んだ樹脂を用いることができる。   Further, as the material of the planarizing layer 6, a resin containing one or a plurality of resins such as acrylic, epoxy, polyimide, urethane, melamine, polyester, urea, and styrene can be used. .

樹脂層７は、フィルタ層２の光入射側に積層される。樹脂層７の光入射側には、入射光受光素子３Ｗ・黄受光素子３Ｙ・赤受光素子３Ｒ・補正受光素子３Ｂｌｋに対応するマイクロレンズ８が備えられる。   The resin layer 7 is laminated on the light incident side of the filter layer 2. On the light incident side of the resin layer 7, microlenses 8 corresponding to the incident light receiving element 3W, the yellow light receiving element 3Y, the red light receiving element 3R, and the correction light receiving element 3Blk are provided.

マイクロレンズ８は、各透明フィルタ２Ｗ・黄フィルタ２Ｙ・赤フィルタ２Ｒ・補正フィルタ２Ｂｌｋと対をなすように、各透明フィルタ２Ｗ・黄フィルタ２Ｙ・赤フィルタ２Ｒ・補正フィルタ２Ｂｌｋの上方に配置されている。マイクロレンズ８は、アクリル樹脂などにより形成され、入射光受光素子３Ｗ・黄受光素子３Ｙ・赤受光素子３Ｒ・補正受光素子３Ｂｌｋへの集光性を高める。   The microlens 8 is disposed above each transparent filter 2W, yellow filter 2Y, red filter 2R, and correction filter 2Blk so as to make a pair with each transparent filter 2W, yellow filter 2Y, red filter 2R, and correction filter 2Blk. Yes. The microlens 8 is formed of an acrylic resin or the like, and improves the light condensing property to the incident light receiving element 3W, the yellow light receiving element 3Y, the red light receiving element 3R, and the correction light receiving element 3Blk.

なお、上述したように、補正フィルタ２Ｂｌｋは、赤の顔料とバイオレットの顔料とを透明樹脂に混合した単層の樹脂により形成される。しかしながら、補正フィルタ２Ｂｌｋは、図２に示す構造に限らず光学的重畳により実現されていればよい。   As described above, the correction filter 2Blk is formed of a single layer resin in which a red pigment and a violet pigment are mixed with a transparent resin. However, the correction filter 2Blk is not limited to the structure shown in FIG.

ここでいう光学的重畳は、図２のように異なる複数の色のカラーフィルタを構成する色材（顔料・色素）を混合した着色樹脂により単層で実現されるとしてもよく、図３に示すように２色以上の異なる色のカラーフィルタの積層構造により実現してもよい。また、色や透過率調整のために、２色以上の色材を用いるとしてもよい。   The optical superposition here may be realized in a single layer by a colored resin in which color materials (pigments / pigments) constituting color filters of different colors as shown in FIG. 2 are mixed, as shown in FIG. As described above, it may be realized by a laminated structure of color filters of two or more different colors. Further, two or more color materials may be used for color and transmittance adjustment.

このように、２色以上のカラーフィルタを光学的に重畳することにより、補正フィルタ２Ｂｌｋの透過率は、重畳されることになる各カラーフィルタの透過率の積となる。したがって、本実施形態のように、補正フィルタ２Ｂｌｋを光学的な重畳によって形成することで、可視光波長域において透過抑制特性を持ち、可視光波長域より長波長側において透過特性を持つ補正フィルタ２Ｂｌｋを作成することができる。図３では、２種以上のフィルタとして、バイオレットのフィルタ２Ｖと赤フィルタ２Ｒとを積層して補正フィルタ２Ｂｌｋが構成されている。   Thus, by optically superimposing two or more color filters, the transmittance of the correction filter 2Blk is the product of the transmittances of the respective color filters to be superimposed. Therefore, as in the present embodiment, the correction filter 2Blk is formed by optical superposition so that the correction filter 2Blk has transmission suppression characteristics in the visible light wavelength range and transmission characteristics in the longer wavelength side than the visible light wavelength range. Can be created. In FIG. 3, a correction filter 2Blk is configured by stacking a violet filter 2V and a red filter 2R as two or more types of filters.

なお、本実施形態において、各フィルタの膜厚はそれぞれ１．４μｍであり、画素ピッチ（透明フィルタ２Ｗ・黄フィルタ２Ｙ・赤フィルタ２Ｒ・補正フィルタ２Ｂｌｋのピッチ）は２．６μｍである。平坦化層６は、紫外線吸収剤を添加した熱硬化型のアクリル樹脂によって形成され、膜厚は、０．３μｍに形成されている。   In this embodiment, the film thickness of each filter is 1.4 μm, and the pixel pitch (the pitch of the transparent filter 2W, the yellow filter 2Y, the red filter 2R, and the correction filter 2Blk) is 2.6 μm. The planarization layer 6 is formed of a thermosetting acrylic resin to which an ultraviolet absorber is added, and has a film thickness of 0.3 μm.

また、本実施形態において、透明フィルタ２Ｗは、アルカリ可溶型の感光性アクリル樹脂（屈折率ｎ＝１．５５）にて、膜厚約１μｍに形成されている。   In the present embodiment, the transparent filter 2W is formed of an alkali-soluble photosensitive acrylic resin (refractive index n = 1.55) to a thickness of about 1 μm.

また、本実施形態において、色フィルタである黄フィルタ２Ｙ・赤フィルタ２Ｒ・補正フィルタ２Ｂｌｋは、透明フィルタ２Ｗの形成に用いられた透明樹脂（感光性アクリル樹脂）に、所定の有機顔料を添加し、分散させた着色感光性樹脂を用いて形成される。   In this embodiment, the yellow filter 2Y, the red filter 2R, and the correction filter 2Blk, which are color filters, add a predetermined organic pigment to the transparent resin (photosensitive acrylic resin) used for forming the transparent filter 2W. It is formed using a dispersed colored photosensitive resin.

なお、黄フィルタ２Ｙの形成に用いられる有機顔料としては、例えば、C.I. Pigment Yellow150が用いられる。あるいは、C.I. Pigment Yellow 150 に C.I. Pigment Yellow 139 を混合した混合顔料でも構わない。   In addition, as an organic pigment used for formation of the yellow filter 2Y, for example, C.I. Pigment Yellow150 is used. Alternatively, a mixed pigment obtained by mixing C.I. Pigment Yellow 139 with C.I. Pigment Yellow 150 may be used.

また、赤フィルタ２Ｒの形成に用いられる有機顔料としては、例えば、C.I. Pigment Red177と、C.I. Pigment Red48:1と、C.I. PigmentYellow139との混合が用いられる。
また、補正フィルタ２Ｂｌｋの形成に用いられる有機顔料としては、例えば、C.I. PigmentViolet23と、赤フィルタ2Rに用いた有機顔料(例えば、C.I. Pigment Red177と、C.I. Pigment Red48:1と、C.I. PigmentYellow139との混合)との混合が用いられる。
図４は透明フィルタ２Ｗ・黄フィルタ２Ｙ・赤フィルタ２Ｒ・補正フィルタ２Ｂｌｋについての分光透過率の一例を示すグラフである。 Moreover, as an organic pigment used for formation of the red filter 2R, for example, a mixture of CI Pigment Red177, CI Pigment Red48: 1, and CI Pigment Yellow139 is used.
The organic pigment used for forming the correction filter 2Blk is, for example, CI PigmentViolet23 and the organic pigment used for the red filter 2R (for example, a mixture of CI Pigment Red177, CI Pigment Red48: 1, and CI Pigment Yellow139). A mixture with is used.
FIG. 4 is a graph showing an example of the spectral transmittance of the transparent filter 2W, the yellow filter 2Y, the red filter 2R, and the correction filter 2Blk.

撮像素子１は、各受光素子による観測データ値Ｄｗ・Ｄｙ・Ｄｒ・Ｄｂｌｋに基づいて演算（引き算）を行い、青・緑・補正された赤の３原色の観測データ値Ｄｂ・Ｄｇ・ＨＤｒを得る。すなわち、撮像素子１は、この演算を行うことにより、見かけ上（仮想的に）、青フィルタ・緑フィルタ・赤フィルタを具備していると考えることができる。   The image sensor 1 calculates (subtracts) based on the observation data values Dw, Dy, Dr, and Dblk from the respective light receiving elements, and obtains the observation data values Db, Dg, and HDr of the three primary colors of blue, green, and corrected red. obtain. That is, it can be considered that the imaging device 1 includes a blue filter, a green filter, and a red filter in appearance (virtually) by performing this calculation.

図５は撮像素子１の演算によって得られる見かけ上の青フィルタ・緑フィルタ・赤フィルタについての分光透過率の一例を示すグラフである。   FIG. 5 is a graph illustrating an example of the spectral transmittance of the apparent blue filter, green filter, and red filter obtained by the calculation of the image sensor 1.

この図５に示す撮像素子１の見かけ上の青フィルタ・緑フィルタ・赤フィルタの分光透過率と、図３７に示す従来の青のカラーフィルタ・緑のカラーフィルタ・赤のカラーフィルタの分光透過率とを比較すると、撮像素子１の見かけ上の青フィルタ・緑フィルタ・赤フィルタの分光透過率には以下の特徴がある。   Spectral transmittances of the apparent blue filter, green filter, and red filter of the image sensor 1 shown in FIG. 5, and spectral transmittances of the conventional blue color filter, green color filter, and red color filter shown in FIG. The spectral transmittance of the apparent blue filter, green filter, and red filter of the image sensor 1 has the following characteristics.

すなわち、撮像素子１の見かけ上の青フィルタ・緑フィルタの透過率は、それぞれの色の波長域において、従来の青のカラーフィルタ・緑のカラーフィルタよりも透過率が高いという特徴を持つ。   That is, the apparent transmittance of the blue filter and the green filter of the image pickup device 1 is characterized in that the transmittance is higher than that of the conventional blue color filter and green color filter in the wavelength range of each color.

特に、見かけ上の青フィルタの透過率は、青の波長域において、従来の青のカラーフィルタより透過率が高くなる。   In particular, the apparent blue filter has a higher transmittance in the blue wavelength region than the conventional blue color filter.

このため、撮像素子１では、青の感度が向上し、色バランスが改善される。   For this reason, in the image sensor 1, the sensitivity of blue is improved and the color balance is improved.

また、撮像素子１により得られる青の観測データ値Ｄｂ・緑の観測データ値Ｄｇ・補正された赤の観測データ値ＨＤｒは、それぞれ赤外域における観測データ値が引かれて算出される。   The blue observation data value Db, the green observation data value Dg, and the corrected red observation data value HDr obtained by the image sensor 1 are calculated by subtracting the observation data values in the infrared region.

このため、見かけ上の青フィルタ・緑フィルタ・赤フィルタにおける分光透過率の曲線は、従来の青のカラーフィルタ・緑のカラーフィルタ・赤のカラーフィルタの分光透過率の曲線において、赤外域が抑制（カット）された状態となる。   For this reason, the spectral transmittance curves of the apparent blue filter, green filter, and red filter are suppressed in the infrared region compared to the spectral transmittance curves of the conventional blue color filter, green color filter, and red color filter. (Cut).

したがって、本実施の形態に係る撮像素子１においては、赤外線カットフィルタを省略でき、薄くすることができる。   Therefore, in the image sensor 1 according to the present embodiment, the infrared cut filter can be omitted and can be thinned.

また、吸収型の赤外線カットフィルタを配設した場合に生じる赤の感度低下を防止することができ、赤の色再現性を向上させることができる。   In addition, it is possible to prevent a reduction in red sensitivity that occurs when an absorption type infrared cut filter is provided, and it is possible to improve red color reproducibility.

以下、本実施形態に係る撮像素子１と従来の撮像素子とを比較して説明する。   Hereinafter, the imaging device 1 according to the present embodiment and a conventional imaging device will be described in comparison.

まず、「見かけ上のカラーフィルタ」について説明する。   First, the “apparent color filter” will be described.

図６は従来の撮像素子の実際の分光特性の例を示すグラフである。   FIG. 6 is a graph showing an example of actual spectral characteristics of a conventional image sensor.

従来の撮像素子の分光特性は、受光素子の感度（図６（Ａ））と、この受光素子の光入射側に配置されているフィルタの透過率（図６（Ｂ））とを掛け合わせた積の値と等価と考えられ、図６（Ｃ）に示すように表される。   The spectral characteristics of the conventional image sensor are obtained by multiplying the sensitivity of the light receiving element (FIG. 6A) and the transmittance of the filter disposed on the light incident side of the light receiving element (FIG. 6B). It is considered equivalent to the product value, and is expressed as shown in FIG.

この図６（Ｃ）に示すように、従来の撮像素子における青のカラーフィルタは、透過率が他の緑及び赤のカラーフィルタよりも低く、また、青の波長域における受光素子の感度は他の緑及び赤の波長域における感度よりも低い。このため、従来の撮像素子においては感度比を求めると、青／緑は赤／緑より小さくなりすぎる。すなわち、色再現性が低いという問題がある。   As shown in FIG. 6C, the blue color filter in the conventional image sensor has a lower transmittance than the other green and red color filters, and the sensitivity of the light receiving element in the blue wavelength region is other than that. Lower than the sensitivity in the green and red wavelength regions. For this reason, in the conventional image sensor, when the sensitivity ratio is obtained, blue / green is too smaller than red / green. That is, there is a problem that color reproducibility is low.

これに対して、本実施形態における撮像素子１は、３原色である赤・緑・青のカラーフィルタに代えて、透明フィルタ２Ｗ・黄フィルタ２Ｙ・赤フィルタ２Ｒ・補正フィルタ２Ｂｌｋを備えている。   On the other hand, the imaging device 1 in the present embodiment includes a transparent filter 2W, a yellow filter 2Y, a red filter 2R, and a correction filter 2Blk instead of the three primary colors of red, green, and blue color filters.

このため、本実施形態における撮像素子１の分光特性は、受光素子の感度と、この受光素子の光入射側に配置されている透明フィルタ２Ｗ・黄フィルタ２Ｙ・赤フィルタ２Ｒ、補正フィルタ２Ｂｌｋの透過率とを掛け合わせた積の値と等価と考えられる。   Therefore, the spectral characteristics of the image sensor 1 in the present embodiment are the sensitivity of the light receiving element and the transmission of the transparent filter 2W, yellow filter 2Y, red filter 2R, and correction filter 2Blk disposed on the light incident side of the light receiving element. It is considered equivalent to the product value multiplied by the rate.

透明フィルタ２Ｗ・黄フィルタ２Ｙ・赤フィルタ２Ｒの透過率は、青のカラーフィルタや緑のカラーフィルタよりも高い。   The transmittances of the transparent filter 2W, the yellow filter 2Y, and the red filter 2R are higher than those of the blue color filter and the green color filter.

したがって、この透明フィルタ２Ｗ・黄フィルタ２Ｙ・赤フィルタ２Ｒ・補正フィルタ２Ｂｌｋ経由で入射光受光素子３Ｗ・黄受光素子３Ｙ・赤受光素子３Ｒ・補正受光素子３Ｂｌｋにより観測された場合、その観測データ値Ｄｗ・Ｄｙ・Ｄｒ・Ｄｂｌｋに基づいて算出された観測データ値Ｄｂ・Ｄｇ・ＨＤｒは、高い透過率により得られた観測結果といえる。   Therefore, when observed by the incident light receiving element 3W, the yellow light receiving element 3Y, the red light receiving element 3R, and the correction light receiving element 3Blk via the transparent filter 2W, the yellow filter 2Y, the red filter 2R, and the correction filter 2Blk, the observed data value The observation data values Db, Dg, and HDr calculated based on Dw, Dy, Dr, and Dblk can be said to be observation results obtained with high transmittance.

特に、青の観測データ値Ｄｂについては、高い光強度で観測されたことと同等となり、青／緑の感度比を大きくすることができ、色再現性を向上させることができる。   In particular, the blue observation data value Db is equivalent to that observed at a high light intensity, the blue / green sensitivity ratio can be increased, and the color reproducibility can be improved.

さらに、本実施形態では、青の観測データ値Ｄｂ・緑の観測データ値Ｄｇ・補正された赤の観測データ値ＨＤｒを、引き算という簡単な演算を一回行うのみで求めることができる。   Furthermore, in the present embodiment, the blue observation data value Db, the green observation data value Dg, and the corrected red observation data value HDr can be obtained by performing a simple operation of subtraction once.

したがって、従来の補色系のカラーフィルタを用いた撮像素子よりも演算を簡略化することができ、原色に近い鮮やかな色を表現できる。   Therefore, the calculation can be simplified as compared with an image pickup device using a conventional complementary color filter, and a vivid color close to the primary color can be expressed.

次に、「赤外線カットフィルタの除去」について説明する。   Next, “removing the infrared cut filter” will be described.

従来の撮像素子においては、赤外域の光まで受光素子が観測し、観測結果の精度が低下する場合があった。   In the conventional imaging device, the light receiving device observes light in the infrared region, and the accuracy of the observation result may be reduced.

これに対して、本実施形態では、入射光受光素子３Ｗの観測データ値Ｄｗ・黄受光素子３Ｙの観測データ値Ｄｙ・赤受光素子３Ｒの観測データ値Ｄｒから、黄受光素子３Ｙの観測データ値Ｄｙ・赤受光素子３Ｒの観測データ値Ｄｒ・補正受光素子３Ｂｌｋの観測データ値Ｄｂｌｋを引き算するため、各受光素子における赤外域の観測結果が相殺（除去）され、赤外域における観測結果の影響を軽減した青の観測データ値Ｄｂ・緑の観測データ値Ｄｇ・補正された赤の観測データ値ＨＤｒを得ることができる。すなわち、撮像素子の構成から赤外線カットフィルタを削除することができ、薄型化を図ることができる。   On the other hand, in the present embodiment, the observation data value of the yellow light receiving element 3Y is calculated from the observation data value Dw of the incident light receiving element 3W, the observation data value Dy of the yellow light receiving element 3Y, and the observation data value Dr of the red light receiving element 3R. In order to subtract the observed data value Dr of Dy / red light receiving element 3R and the observed data value Dblk of corrected light receiving element 3Blk, the observation results in the infrared region of each light receiving element are canceled (removed), and the influence of the observation results in the infrared region is affected. The reduced blue observation data value Db, green observation data value Dg, and corrected red observation data value HDr can be obtained. That is, the infrared cut filter can be deleted from the configuration of the image sensor, and the thickness can be reduced.

次に、「暗電流によるノイズ」について説明する。   Next, “noise due to dark current” will be described.

図６（Ｃ）に示すように、受光素子は、光が入射していない場合であっても、僅かに電流を発生させている。このような光が入射していないにもかかわらず受光素子から流れる電流は、暗電流（darkcurrent）と呼ばれ、ノイズの原因となる。従来の赤・緑・青の３原色のカラーフィルタは、分光特性上、所定の波長域の光を透過させるものであるので、光が遮断される波長域も存在する。   As shown in FIG. 6C, the light receiving element generates a slight current even when light is not incident. The current that flows from the light receiving element even though such light is not incident is called dark current, and causes noise. Since the conventional color filters of the three primary colors of red, green, and blue transmit light in a predetermined wavelength region in terms of spectral characteristics, there are also wavelength regions where light is blocked.

しかしながら、受光素子は、光が遮断される波長域についても暗電流を発生させる。   However, the light receiving element generates dark current even in a wavelength region where light is blocked.

このため、従来の撮像素子の観測結果には、光を透過する波長域における光の観測結果に加えて、暗電流によるノイズも含まれており、このノイズにより色再現性が低下する場合がある。   For this reason, the observation result of the conventional image sensor includes noise due to dark current in addition to the observation result of light in the wavelength range where light is transmitted, and this noise may reduce the color reproducibility. .

これに対して、本実施形態に係る撮像素子１は、上述したように、入射光受光素子３Ｗの観測データ値Ｄｗと黄受光素子３Ｙの観測データ値Ｄｙと赤受光素子３Ｒの観測データ値Ｄｒとから、黄受光素子３Ｙの観測データ値Ｄｙと赤受光素子３Ｒの観測データ値Ｄｒと補正受光素子３Ｂｌｋの観測データ値Ｄｂｌｋとを引き算するため、暗電流の値が相殺される。これにより、観測結果からノイズを除去できるので、色再現性を向上させることができる。   On the other hand, as described above, the imaging element 1 according to the present embodiment has the observation data value Dw of the incident light receiving element 3W, the observation data value Dy of the yellow light receiving element 3Y, and the observation data value Dr of the red light receiving element 3R. Therefore, the observed data value Dy of the yellow light receiving element 3Y, the observed data value Dr of the red light receiving element 3R, and the observed data value Dblk of the corrected light receiving element 3Blk are subtracted, so that the dark current value is canceled out. Thereby, noise can be removed from the observation result, so that color reproducibility can be improved.

次に、「分光の浮き」ついて説明する。   Next, “spectral float” will be described.

図６（Ｃ）に示すように、従来の赤・緑・青のカラーフィルタの分光透過率において、赤や青のカラーフィルタの分光曲線の裾部の透過率は数％と低いが、緑のカラーフィルタの分光曲線の裾部の透過率は１０％程度と高くなっている。このように、裾部の透過率が高いことを分光の浮きが大きいという。   As shown in FIG. 6C, in the spectral transmittance of the conventional red, green, and blue color filters, the transmittance at the bottom of the spectral curve of the red and blue color filters is as low as several percent, The transmittance at the bottom of the spectral curve of the color filter is as high as about 10%. Thus, it is said that the float of a spectrum is large that the transmittance | permeability of a bottom part is high.

従来の撮像素子においては、緑のカラーフィルタの分光曲線の裾部が赤や青の波長域に存在し、かつ、緑の裾部の分光は大きい。そのため、緑の観測結果に赤や青が混色することになり、緑の再現性が低下するという問題があった。   In the conventional imaging device, the base of the spectral curve of the green color filter exists in the red and blue wavelength regions, and the spectrum of the green base is large. For this reason, red and blue are mixed with the observation result of green, and there is a problem that the reproducibility of green deteriorates.

これに対して、本実施の形態に係る撮像素子１では、上述したように、入射光受光素子３Ｗの観測データ値Ｄｗと黄受光素子３Ｙの観測データ値Ｄｙと赤受光素子３Ｒの観測データ値Ｄｒとから、黄受光素子３Ｙの観測データ値Ｄｙと赤受光素子３Ｒの観測データ値Ｄｒと補正受光素子３Ｂｌｋの観測データ値Ｄｂｌｋとを引き算する。そのため、分光の浮きを小さくすることができ、色再現性を向上させることができる。   On the other hand, in the imaging device 1 according to the present embodiment, as described above, the observation data value Dw of the incident light receiving element 3W, the observation data value Dy of the yellow light receiving element 3Y, and the observation data value of the red light receiving element 3R. From Dr, the observation data value Dy of the yellow light receiving element 3Y, the observation data value Dr of the red light receiving element 3R, and the observation data value Dblk of the correction light receiving element 3Blk are subtracted. Therefore, the float of the spectrum can be reduced and the color reproducibility can be improved.

次に、「補正フィルタ２Ｂｌｋの赤外線カット機能」について説明する。   Next, the “infrared cut function of the correction filter 2Blk” will be described.

図７は補正フィルタ２Ｂｌｋの分光特性の一例を示すグラフである。   FIG. 7 is a graph showing an example of the spectral characteristics of the correction filter 2Blk.

補正フィルタ２Ｂｌｋの透過率は、可視光波長域より長波長側において、図４の赤フィルタ２Ｒの透過率とほぼ同レベル（同じ又は近似）となる。   The transmittance of the correction filter 2Blk is substantially the same level (same or approximate) as the transmittance of the red filter 2R in FIG. 4 on the longer wavelength side than the visible light wavelength region.

この図７は、バイオレットの顔料（例えば、C.I. PigmentViolet23）と、赤フィルタ２Ｒの形成に用いられる顔料とを混合分散して膜厚１．４μｍのアクリル樹脂膜を用いて形成された補正フィルタ２Ｂｌｋの分光特性を表している。   FIG. 7 shows a correction filter 2Blk formed by mixing and dispersing a violet pigment (for example, CI PigmentViolet23) and a pigment used for forming the red filter 2R and using an acrylic resin film having a thickness of 1.4 μm. Represents the spectral characteristics.

なお、補正フィルタ２Ｂｌｋは、バイオレットに黄フィルタに用いる黄色の顔料を混合する組み合わせ、あるいは、さらに、これに赤の顔料を添加する組み合わせでも良い。   The correction filter 2Blk may be a combination in which a yellow pigment used for a yellow filter is mixed with violet, or a combination in which a red pigment is further added thereto.

赤受光素子３Ｒで観測された観測データ値Ｄｒから、補正受光素子３Ｂｌｋで観測された観測データ値Ｄｂｌｋを引き算することにより、赤受光素子３Ｒで観測された観測データ値Ｄｒから赤外域の観測結果を削除することができる。そのため、補正フィルタ２Ｂｌｋは、赤の観測データ値に対する赤外線カットフィルタとしての役割を果たす。   By subtracting the observation data value Dblk observed by the correction light receiving element 3Blk from the observation data value Dr observed by the red light receiving element 3R, the observation result in the infrared region from the observation data value Dr observed by the red light receiving element 3R Can be deleted. Therefore, the correction filter 2Blk serves as an infrared cut filter for the red observation data value.

この図７に示す補正フィルタ２Ｂｌｋは、図３６に示す一般的な吸収型の赤外線カットフィルタと異なり、およそ６００ｎｍ〜６５０ｎｍ付近の透過率（赤外線カットフィルタとしての実効的な透過率）が低い。そのため、演算（引き算）後に得られる赤の演色性をさらに向上させることができる。   The correction filter 2Blk shown in FIG. 7 is low in transmittance around 600 nm to 650 nm (effective transmittance as an infrared cut filter), unlike the general absorption type infrared cut filter shown in FIG. Therefore, it is possible to further improve the color rendering properties of red obtained after calculation (subtraction).

なお、本実施形態では、補正フィルタ２Ｂｌｋの透過率は、およそ４００ｎｍ〜５５０ｎｍの光の波長域及び７５０ｎｍ以降の波長域において、図３７に示す赤のカラーフィルタの透過率と５％以内の差となるようにする。   In the present embodiment, the transmittance of the correction filter 2Blk is a difference within 5% from the transmittance of the red color filter shown in FIG. 37 in the light wavelength range of approximately 400 nm to 550 nm and in the wavelength range of 750 nm and later. To be.

これにより、赤外線や他の色の影響のない補正された赤の観測データ値ＨＤｒを得ることができ、赤の色再現性が向上する。   As a result, it is possible to obtain a corrected red observation data value HDr that is not affected by infrared rays or other colors, and the red color reproducibility is improved.

また、補正フィルタ２Ｂｌｋの透過率は、４００ｎｍから８００ｎｍまで波長が変化する場合に、およそ４００ｎｍ〜６３０ｎｍまでは低い値を維持する。そして、６３０ｎｍ〜７５０ｎｍまでの間で急激に立ち上がり、７５０ｎｍを超えると高い値を維持する。   Further, the transmittance of the correction filter 2Blk maintains a low value from approximately 400 nm to 630 nm when the wavelength changes from 400 nm to 800 nm. And it rises rapidly between 630 nm and 750 nm, and when it exceeds 750 nm, a high value is maintained.

この点に関し補足すると、従来の吸収型の赤外線カットフィルタにおいて、透過率が半値（５０％）となる波長は、およそ６３０ｎｍ付近となる。従来の無機多層膜の赤外線カットフィルタにおいて、透過率が半値となる波長は、およそ７００ｎｍである。なお、バイオレットと赤の光学的重畳による補正フィルタにおいて、透過率が半値となる波長は、およそ６５０ｎｍ〜６６０ｎｍの間である。また、シアンと赤の光学的重畳による補正において、透過率が半値となる波長は、およそ７４０ｎｍ〜７５０ｎｍの間である。   Supplementing this point, in the conventional absorption-type infrared cut filter, the wavelength at which the transmittance becomes a half value (50%) is about 630 nm. In the conventional infrared cut filter of an inorganic multilayer film, the wavelength at which the transmittance becomes half value is approximately 700 nm. In addition, in the correction filter by optical superimposition of violet and red, the wavelength at which the transmittance becomes half value is approximately between 650 nm and 660 nm. In addition, in the correction by optical superimposition of cyan and red, the wavelength at which the transmittance becomes half value is between about 740 nm and 750 nm.

以上の観点から、補正フィルタ２Ｂｌｋにおいて、透過値が半値となるポイントＰの波長は、６３０ｎｍ〜７５０ｎｍまでの間の波長域に含まれるとすることが望ましい。   From the above viewpoint, in the correction filter 2Blk, it is desirable that the wavelength of the point P at which the transmission value becomes a half value is included in the wavelength region between 630 nm and 750 nm.

本実施形態に係る撮像素子１において、補正された赤の観測データ値ＨＤｒは、（赤の観測データ値Ｄｒ）−（補正用の観測データ値Ｄｂｌｋ）によって求められる。したがって、補正フィルタ２Ｂｌｋの光透過率を図７のようにすることにより、補正された赤の観測データ値ＨＤｒは、赤外線及び他の色の光から影響を受けることを防止することができる。また、赤の感度が高く、赤の色再現性のよい撮像素子１を得ることができる。   In the imaging device 1 according to the present embodiment, the corrected red observation data value HDr is obtained by (red observation data value Dr) − (correction observation data value Dblk). Therefore, by making the light transmittance of the correction filter 2Blk as shown in FIG. 7, the corrected red observation data value HDr can be prevented from being influenced by infrared rays and other colors of light. In addition, it is possible to obtain the image sensor 1 having high red sensitivity and good red color reproducibility.

なお、本実施形態において、補正フィルタ２Ｂｌｋは、上述したように、例えばバイオレットと赤の２色の光学的重畳で構成されてもよく、シアンと赤の２色の光学的重畳で構成されるとしてもよい。   In the present embodiment, as described above, the correction filter 2Blk may be configured by optical superimposition of two colors of violet and red, for example, and may be configured by optical superimposition of two colors of cyan and red. Also good.

このような２色を組合わせて補正フィルタ２Ｂｌｋを形成することにより、補正フィルタ２Ｂｌｋの光透過率が半値となる波長位置を、色材の比率で調整することができ、さらに補正された赤の観測データ値ＨＤｒについて色調整を行うことができる。   By forming the correction filter 2Blk by combining these two colors, the wavelength position at which the light transmittance of the correction filter 2Blk becomes half value can be adjusted by the ratio of the color material, and the corrected red color Color adjustment can be performed on the observed data value HDr.

また、補正フィルタ２Ｂｌｋの可視光波長域での色調整（例えばグレーレベルの調整）や、補正フィルタ２Ｂｌｋの７００ｎｍあるいは７００ｎｍ以降の近赤外透過分光での透過率曲線の立ち上がりや、透過率が半値となる波長位置の調整は、他の色材あるいは他色の有機顔料、例えばバイオレット・青・緑などの有機顔料を添加して調整してもよい。   Further, color adjustment (for example, gray level adjustment) in the visible light wavelength range of the correction filter 2Blk, the rise of the transmission curve in the near-infrared transmission spectrum of 700 nm or 700 nm or later of the correction filter 2Blk, and the transmittance at half value. The wavelength position to be adjusted may be adjusted by adding other colorants or organic pigments of other colors, for example, organic pigments such as violet, blue, and green.

次に、「紫外線吸収剤及び赤外線吸収剤」について説明する。   Next, the “ultraviolet absorber and infrared absorber” will be described.

ＣＭＯＳ、ＣＣＤなどの受光素子は、人間の感じない紫外線域にも若干の感度を有する。   Photosensitive elements such as CMOS and CCD have some sensitivity even in the ultraviolet region that humans do not feel.

そのため、本実施形態に係る透明フィルタ２Ｗは、４００ｎｍ以下の光を不透過とし、主に４００ｎｍ以降の波長の光を吸収することなく通すことが望ましい。そこで、本実施形態に係る透明フィルタ２Ｗに紫外線吸収剤や、樹脂の硬化に用いる光開始剤や硬化剤を添付し、透明フィルタ２Ｗに紫外線吸収機能を付加してもよい。   Therefore, it is desirable that the transparent filter 2W according to the present embodiment does not transmit light of 400 nm or less and allows light having a wavelength of 400 nm or less to pass through without being absorbed. Therefore, an ultraviolet absorber or a photoinitiator or curing agent used for curing the resin may be attached to the transparent filter 2W according to this embodiment, and an ultraviolet absorbing function may be added to the transparent filter 2W.

紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系化合物・ペンゾフェノン系化合物・サルチル酸系化学物・クマリン系化合物を用いることができる。また、紫外線吸収剤に、例えばヒンダードミン系化合物などの光安定化剤、クエンチャーなどを添加して用いてもよい。   As the ultraviolet absorber, for example, benzotriazole compounds, benzophenone compounds, salicylic acid chemicals, and coumarin compounds can be used. Further, for example, a light stabilizer such as a hindered amine compound, a quencher or the like may be added to the ultraviolet absorber.

さらに、透明フィルタ２Wの形成に用いる樹脂のポリマーやモノマーあるいは硬化剤に、紫外線吸収機能を有する官能基をペンダントしたり、ポリマーに取り込まれるような基を持たせて重合したりしても良い。例えば、キノン類やアントラセンをポリマーに導入しても良いし、紫外線吸収性の基を持つモノマーを添加しても良い。なお、ペンダントとは、反応型吸収剤などの形で樹脂分子鎖に組み込むことをいう。   Furthermore, the polymer, monomer, or curing agent of the resin used for forming the transparent filter 2W may be pendant with a functional group having an ultraviolet absorption function, or may be polymerized with a group that can be incorporated into the polymer. For example, quinones or anthracene may be introduced into the polymer, or a monomer having an ultraviolet absorbing group may be added. The pendant refers to incorporation into a resin molecular chain in the form of a reactive absorbent or the like.

また、赤外線吸収性化合物や赤外線吸収剤を、透明フィルタ２Ｗを構成する樹脂に添加してもよい。具体的には、ペンダント方式により透明フィルタ２Ｗを構成する樹脂に添加することができる。   Moreover, you may add an infrared absorptive compound and an infrared absorber to resin which comprises the transparent filter 2W. Specifically, it can be added to the resin constituting the transparent filter 2W by a pendant method.

以上説明した本実施形態に係る撮像素子１においては、見かけ上、高透過の赤・緑・青のフィルタを具備した場合と同等の効果を得ることができ、特に従来の撮像素子よりも赤と青の観測精度を向上させることができる。   In the image pickup device 1 according to the present embodiment described above, it is possible to obtain the same effect as the case of having a high-transmission red, green, and blue filter. Blue observation accuracy can be improved.

また、本実施形態に係る撮像素子１においては、人間の可視域ではない赤外域の光の観測結果を削除することができ、人間の視覚に近い撮影結果を得ることができる。   In the imaging device 1 according to the present embodiment, the observation result of the light in the infrared region that is not the human visible region can be deleted, and the photographing result close to human vision can be obtained.

また、本実施形態に係る撮像素子１においては、図３６に示す透過特性を持つ一般的な吸収型の赤外線カットフィルタを用いる場合と異なり、５５０ｎｍから６５０ｎｍの波長領域の光の吸収を緩和させることができるため、赤の演色性を向上させることができる。   Further, in the imaging device 1 according to this embodiment, unlike the case of using a general absorption type infrared cut filter having the transmission characteristics shown in FIG. 36, the absorption of light in the wavelength region of 550 nm to 650 nm is reduced. Therefore, the color rendering properties of red can be improved.

また、本実施形態においては、撮像素子の補正用画素で赤外域の光を観測し、赤の画素の観測結果から、この補正用画素の観測結果を差し引くことで、赤外線吸収機能を実現している。   In this embodiment, the infrared absorption function is realized by observing infrared light at the correction pixel of the image sensor and subtracting the correction pixel observation result from the red pixel observation result. Yes.

また、他の色（青・緑）については、それぞれ赤外域の引かれた観測結果が得られる。この結果、従来のカメラモジュールの光学系に備えられていた赤外線吸収型の赤外線カットフィルタを省略することができ、カメラを薄くすることができる。   In addition, for other colors (blue and green), observation results in which the infrared region is drawn are obtained. As a result, the infrared absorption type infrared cut filter provided in the optical system of the conventional camera module can be omitted, and the camera can be thinned.

また、赤・緑・青のカラーフィルタではなく透明・黄・赤のカラーフィルタを用いているので、補正フィルタを用いて撮像素子を小型化しても、入射光量の減少による感度の低下を抑えることができる。   In addition, since transparent, yellow, and red color filters are used instead of red, green, and blue color filters, even if the image sensor is miniaturized using a correction filter, the decrease in sensitivity due to a decrease in the amount of incident light is suppressed. Can do.

＜第２の実施形態＞
本実施形態においては、第１の実施形態に係る撮像素子の変形例について説明する。 <Second Embodiment>
In the present embodiment, a modified example of the image sensor according to the first embodiment will be described.

なお、本実施形態に係る撮像素子は、第１の実施形態に係る撮像素子１において、透明フィルタ２Ｗと樹脂層７とを一体構成としている。   Note that the imaging element according to the present embodiment has a configuration in which the transparent filter 2W and the resin layer 7 are integrated in the imaging element 1 according to the first embodiment.

図８は本実施形態に係る撮像素子におけるフィルタの配列状態の一例を示す平面図である。この図８では、光入射側からみたフィルタ層部の状態の例が表されている。   FIG. 8 is a plan view illustrating an example of an arrangement state of filters in the image sensor according to the present embodiment. In FIG. 8, an example of the state of the filter layer portion viewed from the light incident side is shown.

図９は本実施形態に係る撮像素子の一例を示す断面図である。この図９では、上記図８のＩＩ−ＩＩ’断面が表されている。   FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating an example of an image sensor according to the present embodiment. In FIG. 9, the II-II 'cross section of FIG. 8 is shown.

本実施形態に係る撮像素子９の透明フィルタ１０Ｗは、第１の実施形態の透明フィルタ２Ｗ及び樹脂層７に相当する。具体的には、第１の実施形態に係る透明フィルタ２Ｗの位置に、透明フィルタ１０Ｗの一部を記置している。   The transparent filter 10W of the image sensor 9 according to the present embodiment corresponds to the transparent filter 2W and the resin layer 7 of the first embodiment. Specifically, a part of the transparent filter 10W is placed at the position of the transparent filter 2W according to the first embodiment.

透明フィルタ１０Ｗの他の部分は、黄フィルタ２Ｙ・赤フィルタ２Ｒ・補正フィルタ２Ｂｌｋの光入射側の面を覆う。すなわち、本実施形態に係る透明フィルタ１０Ｗは、第１の実施形態に係る透明フィルタ２Ｗと樹脂層７とを一体とした構成を持ち、透明平坦化層としての役割も果たす。   The other part of the transparent filter 10W covers the light incident side surfaces of the yellow filter 2Y, the red filter 2R, and the correction filter 2Blk. That is, the transparent filter 10W according to the present embodiment has a configuration in which the transparent filter 2W according to the first embodiment and the resin layer 7 are integrated, and also serves as a transparent flattening layer.

撮像素子９は、透明フィルタ１０Ｗ・黄フィルタ２Ｙ・赤フィルタ２Ｒ・補正フィルタ２Ｂｌｋを具備する。   The image sensor 9 includes a transparent filter 10W, a yellow filter 2Y, a red filter 2R, and a correction filter 2Blk.

補正フィルタ２Ｂｌｋは、図９において、バイオレットの顔料と赤の顔料とを混合した着色樹脂の単層により形成されている。   In FIG. 9, the correction filter 2Blk is formed of a single layer of a colored resin obtained by mixing a violet pigment and a red pigment.

入射光受光素子３Ｗ・黄受光素子３Ｙ・赤受光素子３Ｒ・補正受光素子３Ｂｌｋは、それぞれ透明フィルタ１０Ｗ・黄フィルタ２Ｙ・赤フィルタ２Ｒ・補正フィルタ２Ｂｌｋを通過した光を受けて、電気信号に変換する。   The incident light receiving element 3W, the yellow light receiving element 3Y, the red light receiving element 3R, and the correction light receiving element 3Blk receive light that has passed through the transparent filter 10W, the yellow filter 2Y, the red filter 2R, and the correction filter 2Blk, respectively, and convert them into electrical signals. To do.

撮像素子９は、第１の実施形態と同様に、各受光素子による観測データ値Ｄｗ・Ｄｙ・Ｄｒ・Ｄｂｌｋに基づいて演算（引き算）を行い、青・緑・補正された赤の３原色の観測データ値Ｄｂ・Ｄｇ・ＨＤｒを得る。   Similar to the first embodiment, the image sensor 9 performs an operation (subtraction) on the basis of the observation data values Dw, Dy, Dr, and Dblk by the respective light receiving elements, and performs the three primary colors of blue, green, and corrected red. Observation data values Db, Dg, and HDr are obtained.

すなわち、撮像素子９は、各受光素子による観測データ値に基づいて演算（引き算）を行うことにより、見かけ上（仮想的に）、青フィルタ・緑フィルタ・赤フィルタを具備していると考えることが可能である。   That is, the image pickup device 9 is assumed to have a blue filter, a green filter, and a red filter in appearance (virtually) by performing calculation (subtraction) based on the observation data value by each light receiving element. Is possible.

撮像素子９の演算によって得られる見かけ上の青フィルタ・緑フィルタ・赤フィルタについての波長４００ｎｍ〜８００ｎｍの分光透過率の一例は、図５と同様である。   An example of the spectral transmittance of wavelengths 400 nm to 800 nm for the apparent blue filter, green filter, and red filter obtained by the calculation of the image sensor 9 is the same as in FIG.

撮像素子９の見かけ上の青フィルタや緑フィルタの透過率は、それぞれの色の波長域において、従来の青のカラーフィルタや緑のカラーフィルタよりも透過率が高くなるという特徴を持つ。   The apparent transmittance of the blue filter and the green filter of the image pickup device 9 is characterized in that the transmittance is higher than that of the conventional blue color filter and green color filter in the wavelength range of each color.

以上説明した本実施形態においては、黄フィルタ２Ｙ・赤フィルタ２Ｒ・補正フィルタ２Ｂｌｋの光入射側の面を透明フィルタ１０Ｗで覆い、透明フィルタ１０Ｗと透明平坦化層とを一体化した構成としている。   In the present embodiment described above, the light incident side surfaces of the yellow filter 2Y, the red filter 2R, and the correction filter 2Blk are covered with the transparent filter 10W, and the transparent filter 10W and the transparent flattening layer are integrated.

これにより、透明フィルタ１０Ｗと透明平坦化層との形成工程とを一体化することができ、フィルタの形成において、透明フィルタのパターン形成工程を独自に設ける必要がなく、撮像素子９の製造プロセスを簡略化させることができる。   Thereby, the formation process of the transparent filter 10W and the transparent planarization layer can be integrated, and in the formation of the filter, it is not necessary to provide the pattern formation process of the transparent filter independently, and the manufacturing process of the imaging device 9 can be performed. It can be simplified.

すなわち、本実施形態では、黄フィルタ２Ｙ・赤フィルタ２Ｒ・補正フィルタ２Ｂｌｋを形成した後に、この各フィルタを被覆するように透明平坦化層である透明フィルタ１０Ｗが形成される。   That is, in the present embodiment, after forming the yellow filter 2Y, the red filter 2R, and the correction filter 2Blk, the transparent filter 10W that is a transparent flattening layer is formed so as to cover these filters.

本実施形態では、第１の実施形態において透明フィルタ２Ｗが形成されていた部分に、透明平坦化層である透明フィルタ１０Ｗの一部が配置され、透明フィルタ１０Ｗが透明平坦化層としての役割を果たす。   In the present embodiment, a part of the transparent filter 10W, which is a transparent flattening layer, is disposed in the portion where the transparent filter 2W is formed in the first embodiment, and the transparent filter 10W serves as a transparent flattening layer. Fulfill.

これにより、本実施形態においては、例えばフォトリソグラフィなどの手法によって透明フィルタを独自に形成する工程を省略でき、３色分のフィルタ形成の労力で４色分のフィルタを構成でき、１色分のフィルタ形成工程を削減できる。   Thereby, in this embodiment, the process of forming a transparent filter uniquely by a technique such as photolithography, for example, can be omitted, and a filter for four colors can be configured with the effort of forming a filter for three colors. The filter forming process can be reduced.

＜第３の実施形態＞
本実施形態においては、第１及び第２の実施形態に係る撮像素子の変形例について説明する。なお、本実施形態に係る撮像素子は、第２の実施形態に係る撮像素子９において、透明フィルタ１０Ｗとマイクロレンズ８とを一体構成としている。 <Third Embodiment>
In the present embodiment, modifications of the image sensor according to the first and second embodiments will be described. Note that the imaging element according to the present embodiment includes the transparent filter 10 </ b> W and the microlens 8 in an integrated configuration in the imaging element 9 according to the second embodiment.

図１０は、本実施の形態に係る撮像素子の一例を示す断面図である。   FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating an example of an image sensor according to the present embodiment.

本実施の形態に係る撮像素子１１は、第２の実施形態に係る撮像素子９のマイクロレンズ８と透明フィルタ１０Ｗとを一体構造とした透明フィルタ１２Ｗを具備する。すなわち、透明フィルタ１２Ｗは、入射光受光素子３Ｗ・黄受光素子３Ｙ・赤受光素子３Ｒ・補正受光素子３Ｂｌｋへの集光性を高める機能を持つものである。   The image sensor 11 according to the present embodiment includes a transparent filter 12W in which the microlens 8 of the image sensor 9 according to the second embodiment and the transparent filter 10W are integrated. That is, the transparent filter 12W has a function of improving the light condensing property to the incident light receiving element 3W, the yellow light receiving element 3Y, the red light receiving element 3R, and the correction light receiving element 3Blk.

以下に、この撮像素子１１の製造工程を図１１〜図１５を用いて説明する。   Below, the manufacturing process of this image pick-up element 11 is demonstrated using FIGS.

まず、入射光受光素子３Ｗ・黄受光素子３Ｙ・赤受光素子３Ｒ・補正受光素子３Ｂｌｋが形成された半導体基板５上に、透明樹脂からなる平坦化層６を塗布形成する（図１１）。   First, the planarizing layer 6 made of a transparent resin is applied and formed on the semiconductor substrate 5 on which the incident light receiving element 3W, the yellow light receiving element 3Y, the red light receiving element 3R, and the correction light receiving element 3Blk are formed (FIG. 11).

なお、感光性樹脂からなるカラーフィルタの形成において、感光性樹脂へのパターン露光に紫外線を用いるため、パターン露光時のハレーションを防止するために、平坦化層６に紫外線吸収剤を添加するとしてもよい。   In forming a color filter made of a photosensitive resin, since ultraviolet rays are used for pattern exposure to the photosensitive resin, an ultraviolet absorber may be added to the planarizing layer 6 in order to prevent halation during pattern exposure. Good.

次に、平坦化層６上に、黄フィルタ２Ｙ・赤フィルタ２Ｒ（図示せず）・バイオレットと赤とを光学的に重畳した補正フィルタ２Ｂｌｋ（図示せず）を、この順に、フォトリソグラフィにより形成する（図１２）。   Next, a correction filter 2Blk (not shown) in which a yellow filter 2Y, a red filter 2R (not shown), and violet and red are optically superimposed is formed on the planarizing layer 6 in this order by photolithography. (FIG. 12).

各フィルタの膜厚は１．４μｍに形成し、各フィルタの画素ピッチは２．６μｍに形成する。また、平坦化層６の平均膜厚は０．１μｍに形成する。ただし、撮像素子１１を薄くするために、平坦化層６は省略されてもよい。   The film thickness of each filter is formed to 1.4 μm, and the pixel pitch of each filter is formed to 2.6 μm. The average film thickness of the planarizing layer 6 is formed to 0.1 μm. However, the planarization layer 6 may be omitted in order to make the imaging device 11 thinner.

続いて、黄フィルタ２Ｙ・赤フィルタ２Ｒ・補正フィルタ２Ｂｌｋを形成した半導体基板５上に、クマリン系の紫外線吸収剤が２％含有された熱硬化タイプのアクリル樹脂を平均膜厚２μｍで塗布する。そして、１８０℃で３分間の加熱を行い、塗布した樹脂層を硬化して、平坦化した透明フィルタ１２Ｗを形成する（図１３）。   Subsequently, a thermosetting acrylic resin containing 2% of a coumarin ultraviolet absorber is applied to the semiconductor substrate 5 on which the yellow filter 2Y, the red filter 2R, and the correction filter 2Blk are formed with an average film thickness of 2 μm. Then, heating is performed at 180 ° C. for 3 minutes, the applied resin layer is cured, and a flattened transparent filter 12W is formed (FIG. 13).

さらに、透明フィルタ１２Ｗの上に、熱リフロー性（熱処理により流動化して丸くなる性質）を有し、かつ、アルカリ現象可能な感光性フェノール樹脂１３を塗布する。   Further, on the transparent filter 12W, a photosensitive phenol resin 13 having a thermal reflow property (a property of being fluidized and rounded by heat treatment) and capable of an alkaline phenomenon is applied.

次に、感光性フェノール樹脂１３を、フォトリソグラフィにより所定のパターン（例えば、矩形状パターン）にする。そして、２００℃の加熱を行い、所定パターンの感光性フェノール樹脂１３を流動化させて、約０．６μｍの厚さの半球状のレンズ母型１３ａを形成する（図１４）。   Next, the photosensitive phenol resin 13 is formed into a predetermined pattern (for example, a rectangular pattern) by photolithography. Then, heating is performed at 200 ° C. to fluidize the photosensitive phenol resin 13 having a predetermined pattern to form a hemispherical lens matrix 13a having a thickness of about 0.6 μm (FIG. 14).

続いて、ドライエッチング装置内で透明フィルタ１２Ｗに対する異方性のエッチングを行う（図１５）。このエッチングによりレンズ母系１３ａはなくなるが、このレンズ母系１３ａが透明フィルタ１２Ｗへのマスクとなり、レンズ母系１３ａの半球状の形状が透明フィルタ１２Ｗに転写される。これにより、マイクロレンズとして機能し、各フィルタ上にも備えられている透明フィルタ１２Ｗを具備する撮像素子１１を得ることができる。   Subsequently, anisotropic etching is performed on the transparent filter 12W in a dry etching apparatus (FIG. 15). This etching eliminates the lens matrix 13a, but this lens matrix 13a serves as a mask for the transparent filter 12W, and the hemispherical shape of the lens matrix 13a is transferred to the transparent filter 12W. Thereby, it is possible to obtain the imaging device 11 that functions as a microlens and includes the transparent filter 12 </ b> W provided on each filter.

以上説明したように、本実施形態に係る透明フィルタ１２Ｗは、マイクロレンズと一体化している。これにより撮像素子１１を薄くすることができる。   As described above, the transparent filter 12W according to the present embodiment is integrated with the microlens. Thereby, the image pick-up element 11 can be made thin.

なお、本実施形態においては、透明平坦化層としての役割を持つ透明フィルタ１２Ｗをマイクロレンズ形状としているが、マイクロレンズを形成することなく透明平坦化層としての役割を持つ透明フィルタ１２Ｗのままでもよい。この場合、図１３の第３工程において、透明フィルタ１２Ｗを形成した後は、感光性フェノール樹脂１３の形成以降の工程を行うことなく撮像素子を得ることができる。   In the present embodiment, the transparent filter 12W serving as a transparent flattening layer has a microlens shape, but the transparent filter 12W serving as a transparent flattening layer can be used without forming a microlens. Good. In this case, after forming the transparent filter 12W in the third step of FIG. 13, the imaging element can be obtained without performing the steps after the formation of the photosensitive phenol resin 13.

また、上述したように、平坦化層６には、感光性樹脂へのパターン露光の際のハレーション防止のために、紫外線吸収剤が添加されていることが好ましい。さらに、受光素子が紫外線域に感度を有することに基づく紫外線によるノイズの発生を防止するために、透明フィルタ１２Ｗに、紫外線吸収剤を添加することが好ましい。紫外線吸収剤としては、酸化セリウムや酸化チタンなどの金属酸化物からなる微粒子を使用可能である。   Further, as described above, it is preferable that an ultraviolet absorber is added to the planarizing layer 6 in order to prevent halation during pattern exposure of the photosensitive resin. Furthermore, it is preferable to add an ultraviolet absorber to the transparent filter 12W in order to prevent generation of noise due to ultraviolet rays based on the sensitivity of the light receiving element in the ultraviolet region. As the ultraviolet absorber, fine particles made of a metal oxide such as cerium oxide or titanium oxide can be used.

ただし、上述したように、透明フィルタ１２Ｗにレンズ形状が転写され、透明フィルタ１２Ｗが転写型のマイクロレンズとなる場合において、紫外線吸収剤が無添加の場合には、転写レンズの樹脂中で無機材料が光学的な異物となり、光が遮断される場合がある。この場合、撮像素子１１で得られた画像に黒い部分（黒欠陥）が生じることになる。   However, as described above, when the lens shape is transferred to the transparent filter 12W, and the transparent filter 12W is a transfer type microlens, when an ultraviolet absorber is not added, an inorganic material is contained in the resin of the transfer lens. May become an optical foreign matter and light may be blocked. In this case, a black portion (black defect) is generated in the image obtained by the image sensor 11.

したがって、染料系の紫外線吸収剤を使用することが好ましい。例えば、紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール系やベンゾフェノン系・トリアジン系・サリシレート系・クマリン系・キサンテン系・メトキシケイ皮酸系有機化合物などが用いられる。   Therefore, it is preferable to use a dye-based ultraviolet absorber. For example, benzotriazole, benzophenone, triazine, salicylate, coumarin, xanthene, and methoxycinnamic acid organic compounds are used as the ultraviolet absorber.

なお、上記各実施形態において、黄色については、赤色及び補正用色の共通色としてもよい。すなわち、透明部を除き、黄色は赤色部及び補正用色部に共通に含まれるものとし、透明部を除き、他の色部の下引きの色として用いてもよい。この場合、例えば、黄色の樹脂により黄の形成位置に黄フィルタ２Ｙを形成すると同時に、赤の形成位置及び補正用色の形成位置にも黄フィルタ２Ｙを形成する。そして、赤の形成位置に赤フィルタ２Ｒを形成するとともに補正用色の形成位置に補正フィルタ２Ｂｌｋを積層して撮像素子を形成する。   In each of the above embodiments, yellow may be a common color of red and correction color. That is, except for the transparent portion, yellow may be included in common in the red portion and the correction color portion, and may be used as a subtracting color for other color portions except for the transparent portion. In this case, for example, the yellow filter 2Y is formed at the yellow formation position with a yellow resin, and at the same time, the yellow filter 2Y is formed at the red formation position and the correction color formation position. Then, the red filter 2R is formed at the red formation position, and the correction filter 2Blk is stacked at the correction color formation position to form an image sensor.

＜第４の実施形態＞
本実施形態では、入射光のうち受光素子に入射する光を除く他の光の反射や光の拡散、回り込みを抑制する反射抑制フィルタを、基板の入射光の入射側であり受光素子に入射光を入射させる領域を除く他の領域に設けた撮像素子について説明する。 <Fourth Embodiment>
In the present embodiment, a reflection suppression filter that suppresses reflection, diffusion, and wraparound of light other than light incident on the light receiving element out of incident light is provided on the incident light incident side of the substrate and incident light on the light receiving element. An image sensor provided in other regions excluding the region where the light is incident will be described.

図１６は本実施形態に係る撮像素子の遮光膜の配置位置の第１例を示す平面図である。   FIG. 16 is a plan view showing a first example of the arrangement position of the light shielding film of the image sensor according to the present embodiment.

この図１６に示す撮像素子１７は、受光素子の光入射側であり、分光フィルタの設置されている有効画素部１８の外周部に、光の反射や透過を抑制する遮光膜１９を具備する。また、撮像素子１７は、外部との電気的接続をとるためのアルミニウム等からなる電極部２０を有している。なお、電極部２０には遮光膜１９は形成しない。   The imaging element 17 shown in FIG. 16 is provided with a light-shielding film 19 that suppresses reflection and transmission of light on the outer peripheral portion of the effective pixel portion 18 where the spectral filter is provided, on the light incident side of the light receiving element. The image sensor 17 has an electrode portion 20 made of aluminum or the like for electrical connection with the outside. The light shielding film 19 is not formed on the electrode portion 20.

この遮光膜１９には、上記各実施形態で説明した補正フィルタを用いることができる。   The light-shielding film 19 can be the correction filter described in the above embodiments.

遮光膜１９を、撮像素子１７の有効画素部１８の外周部に配設することは、撮像素子１７の観測結果がノイズの影響を受けることを防ぐことができ、画質を高める点で有効である。特に、遮光膜１９として上記各種の補正フィルタを用いることで、可視光波長の光をカットすることができ、撮像素子１７周辺の迷光を減少させることができる。   Arranging the light shielding film 19 on the outer peripheral portion of the effective pixel portion 18 of the image sensor 17 can prevent the observation result of the image sensor 17 from being affected by noise, and is effective in improving the image quality. . In particular, by using the above-described various correction filters as the light shielding film 19, it is possible to cut light having a visible light wavelength and reduce stray light around the image sensor 17.

図１７は本実施形態に係る撮像素子の遮光膜の配置位置の第２例を示す断面図である。   FIG. 17 is a cross-sectional view illustrating a second example of the arrangement position of the light shielding film of the image sensor according to the present embodiment.

この図１７に示す撮像素子１４は、第１の実施形態に係る撮像素子１と同様の構成であるが、半導体基板５の光入射側の面のうち、入射光受光素子３Ｗ・黄受光嚢子３Ｙ・赤受光素子３Ｒ・補正受光素子３Ｂｌｋに光を取り入れる領域を除く他の領域に、遮光膜１５と膜１６とを積層した特徴を持つ。   The imaging element 14 shown in FIG. 17 has the same configuration as that of the imaging element 1 according to the first embodiment, but the incident light receiving element 3 </ b> W / yellow light receiving sac among the light incident side surfaces of the semiconductor substrate 5. The light-shielding film 15 and the film 16 are stacked in a region other than a region where light is taken into the 3Y / red light receiving element 3R / corrected light receiving element 3Blk.

この遮光膜１５としては、例えば補正フィルタ２Ｂｌｋを用いることができる。すなわち、遮光膜１５は、補正フィルタ２Ｂｌｋの形成手法と同じ手法により、補正フィルタ２Ｂｌｋと同じ材質と構成にて形成することができる。   As the light shielding film 15, for example, a correction filter 2Blk can be used. That is, the light shielding film 15 can be formed with the same material and configuration as the correction filter 2Blk by the same method as the method of forming the correction filter 2Blk.

撮像素子１４は、半導体基板５上であって受光素子の開口部外に、可視光波長域において透過抑制特性を持つ遮光膜１５（補正フィルタ２Ｗ）を配設している。   The imaging element 14 is provided with a light shielding film 15 (correction filter 2W) having transmission suppression characteristics in the visible light wavelength region on the semiconductor substrate 5 and outside the opening of the light receiving element.

補足すると、従来の撮像素子においては、受光素子以外の部分に入射した光が撮像素子内で迷走し、迷光となる場合がある。この迷光は、受光素子に入射するとノイズとなる。また、受光素子の周辺領域に不要な光が入射するとノイズの原因となる。しかし、本実施形態においては、受光素子の有効開口部周辺や、半導体基板５の一部（例えば半導体基板５の外周）に、可視光波長域において透過抑制特性を持つ遮光膜１５を配置している。そのため、この遮光膜１５により、受光素子を除く他の部分に入射した光が吸収される。   Supplementally, in a conventional image sensor, light incident on a portion other than the light receiving element may stray in the image sensor and become stray light. This stray light becomes noise when entering the light receiving element. Further, when unnecessary light is incident on the peripheral area of the light receiving element, it causes noise. However, in the present embodiment, a light shielding film 15 having transmission suppression characteristics in the visible light wavelength region is disposed around the effective opening of the light receiving element and part of the semiconductor substrate 5 (for example, the outer periphery of the semiconductor substrate 5). Yes. For this reason, the light incident on the other portions except the light receiving element is absorbed by the light shielding film 15.

これにより、迷光及び不要な光によるノイズを低減させることができ、撮像素子１４によって得られる画質を向上させることができる。特に、遮光膜１５として補正フィルタ２Ｗを用いた場合、可視光波長域の光をカットでき、撮像素子１４の周辺で発生する迷光を減少させることができ、受光素子周辺からのノイズ発生を軽減できる。   Thereby, noise due to stray light and unnecessary light can be reduced, and the image quality obtained by the image sensor 14 can be improved. In particular, when the correction filter 2W is used as the light shielding film 15, light in the visible light wavelength region can be cut, stray light generated around the imaging element 14 can be reduced, and noise generation from the periphery of the light receiving element can be reduced. .

また、遮光膜１５として補正フィルタ２Ｗを用いた場合、赤外域の光及び紫外域の光は、遮光膜１５を透過する。そこで、本実施形態では、受光素子の有効開口部ではない部分の半導体基板５上にカーボンブラック等の黒色顔料を用いた遮光膜１５を配置し、遮光膜１５に赤外線カット機能をもたせている。しかし、遮光膜１５の赤外線、紫外線吸収性能が不足する場合は、さらにこの遮光膜１５に対して赤外線及び紫外線を吸収する膜１６を積層している。これにより、受光素子ではない部分に入射した赤外線及び紫外線が迷走し、迷光となり、ノイズが発生することを防止することができる。なお、この膜１６に、マイクロレンズ８の形成に用いる透明樹脂に赤外線吸収剤及び紫外線吸収剤を添加した樹脂を用いれば、材料費を軽減させることもできる。   When the correction filter 2 </ b> W is used as the light shielding film 15, infrared light and ultraviolet light pass through the light shielding film 15. Therefore, in the present embodiment, a light shielding film 15 using a black pigment such as carbon black is disposed on a portion of the semiconductor substrate 5 that is not an effective opening of the light receiving element, and the light shielding film 15 has an infrared cut function. However, when the infrared ray and ultraviolet ray absorbing performance of the light shielding film 15 is insufficient, a film 16 that absorbs infrared rays and ultraviolet rays is further laminated on the light shielding film 15. As a result, it is possible to prevent infrared rays and ultraviolet rays incident on a portion that is not a light receiving element from straying, becoming stray light, and generating noise. If the film 16 is made of a transparent resin used for forming the microlens 8 and a resin obtained by adding an infrared absorber and an ultraviolet absorber, the material cost can be reduced.

なお、本実施形態においては、第１の実施の形態に係る撮像素子１に、遮光膜１５と膜１６とを備えた場合を例として説明しているが、他の実施形態に係る撮像素子に対して、遮光膜１５と膜１６とを備えるとしてもよい。また、撮像素子に対して、遮光膜１５のみを備えるとしてもよい。   In the present embodiment, the case where the image pickup device 1 according to the first embodiment includes the light shielding film 15 and the film 16 is described as an example. However, the image pickup device according to another embodiment is described as an example. On the other hand, the light shielding film 15 and the film 16 may be provided. Further, only the light shielding film 15 may be provided for the imaging device.

＜第５の実施形態＞
本実施形態では、撮像素子１１Ｓの製造の際、ドライエッチングにより補正フィルタ２Ｂｌｋを形成し、フォトリソグラフィ法により黄フィルタ２Ｙ及び赤フィルタ２Ｒを形成する。 <Fifth Embodiment>
In the present embodiment, when manufacturing the image sensor 11S, the correction filter 2Blk is formed by dry etching, and the yellow filter 2Y and the red filter 2R are formed by photolithography.

図１８は本実施形態に係る撮像素子１１Ｓにおけるフィルタの配列状態の一例を示す正面図である。   FIG. 18 is a front view illustrating an example of a filter arrangement state in the image sensor 11S according to the present embodiment.

図１９は本実施形態に係る撮像素子１１Ｓの一例を示す断面図である。図１９（Ａ）には図１８のＩＩＩ−ＩＩＩ’断面が表されており、図１９（Ｂ）には図１８のＩＶ−ＩＶ’断面が表されている。   FIG. 19 is a cross-sectional view showing an example of the image sensor 11S according to the present embodiment. FIG. 19A shows a III-III ′ cross section of FIG. 18, and FIG. 19B shows a IV-IV ′ cross section of FIG. 18.

撮像素子１１Ｓは、赤フィルタ２Ｒ及び補正フィルタ２Ｂｌｋの配列が第１〜第３の実施形態のものと異なるが、性能の異なるものではない。すなわち、撮像素子１１Ｓが有するカラーフィルタの分光透過率の特性は、図４に示されるものと同一である。また、これらの分光特性のカラーフィルタ用いて、色演算（引き算）処理をした後の見かけ上の青フィルタ・緑フィルタ・赤フィルタの分光透過率の特性は、それぞれ図５に示されるものと同一である。   The image sensor 11S is different from the first to third embodiments in the arrangement of the red filter 2R and the correction filter 2Blk, but is not different in performance. That is, the spectral transmittance characteristics of the color filter included in the image sensor 11S are the same as those shown in FIG. In addition, the spectral transmittance characteristics of the apparent blue filter, green filter, and red filter after color calculation (subtraction) processing using the color filters having these spectral characteristics are the same as those shown in FIG. It is.

次に、本実施形態に係る撮像素子１１Ｓの製造方法について図２０〜図２３を用いて説明する。   Next, a manufacturing method of the image sensor 11S according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

まず、入射光受光素子３Ｗ・黄受光素子３Ｙ・赤受光素子３Ｒ・補正受光素子３Ｂｌｋが形成された半導体基板５上に、透明樹脂からなる平坦化層６を形成する（図２０（Ａ）（Ｂ））。詳しくは、受光素子が二次元的に配設された半導体基板上に、アクリル樹脂を主成分とする塗布液を、２０００ｒｐｍの回転数でスピンコートする。そして、２００℃の熱処理をして硬膜させることにより、膜厚０．２μｍの平坦化層６を形成する。なお、アクリル樹脂の塗布液には、固形比が約３％のクマリン系紫外線吸収剤を添加したものを使用することができる。   First, the planarizing layer 6 made of a transparent resin is formed on the semiconductor substrate 5 on which the incident light receiving element 3W, the yellow light receiving element 3Y, the red light receiving element 3R, and the correction light receiving element 3Blk are formed (FIG. 20A). B)). Specifically, a coating liquid mainly composed of an acrylic resin is spin-coated at a rotational speed of 2000 rpm on a semiconductor substrate on which light receiving elements are two-dimensionally arranged. Then, a planarization layer 6 having a thickness of 0.2 μm is formed by performing a heat treatment at 200 ° C. to form a hard film. In addition, what added the coumarin type ultraviolet absorber whose solid ratio is about 3% can be used for the coating liquid of an acrylic resin.

次に、透明フィルタ１２Ｗ・赤フィルタ２Ｒ・黄フィルタ２Ｙ・補正フィルタ（黒色）２Ｂｌｋのカラーフィルタのうち最も色材含有比率の高い補正フィルタとなる黒色樹脂層ＢＬを形成する。（図２０（Ｃ））。具体的には、有機顔料（C.I. Pigment Violet23 および C.I. Pigment Red177、C.I. Pigment Red48:1、C.I. Pigment Yellow139の混合）を、熱硬化タイプのアクリル樹脂に分散混合した樹脂液を塗布して硬膜する。これにより、約１．６μｍ膜厚の黒色樹脂層ＢＬが形成される。なお、黒色樹脂層ＢＬは、色材（有機顔料）の固形比が約５８％のものを使用することができる。   Next, a black resin layer BL that is a correction filter having the highest color material content ratio among the color filters of the transparent filter 12W, the red filter 2R, the yellow filter 2Y, and the correction filter (black) 2Blk is formed. (FIG. 20C). Specifically, an organic pigment (mixture of C.I. Pigment Violet 23 and C.I. Pigment Red177, C.I. Pigment Red48: 1, C.I. Pigment Yellow139) is dispersed and mixed in a thermosetting acrylic resin to form a hard film. Thereby, a black resin layer BL having a thickness of about 1.6 μm is formed. The black resin layer BL having a color material (organic pigment) solid ratio of about 58% can be used.

次に、黒色樹脂層ＢＬ上に、フォトレジスト層ＰＬを形成する（図２１（Ａ））。フォトレジスト層ＰＬはアルカリ可溶性かつ感光性を有し、１．２μｍ膜厚に形成する。   Next, a photoresist layer PL is formed over the black resin layer BL (FIG. 21A). The photoresist layer PL is alkali-soluble and photosensitive, and is formed to a thickness of 1.2 μm.

次に、フォトレジスト層ＰＬをパターニングして、補正フィルタ２Ｂｌｋとなる部位の黒色樹脂層ＢＬを露出させる。具体的には、パターン露光用マスクＭにより、フォトレジスト層ＰＬにパターン露光する（図２１（Ｂ））。   Next, the photoresist layer PL is patterned to expose the black resin layer BL at a site to be the correction filter 2Blk. Specifically, pattern exposure is performed on the photoresist layer PL by using a pattern exposure mask M (FIG. 21B).

続いて、フォトレジスト層ＰＬのうち光が照射された部分以外の部分をアルカリ溶液にて溶かす現像を行い、必要により硬膜を行う。これにより、補正フィルタ２Ｂｌｋとする部位以外の黒色樹脂層ＢＬを露出させることができる（図２１（Ｃ））。   Subsequently, development is performed by dissolving a portion of the photoresist layer PL other than the portion irradiated with light with an alkaline solution, and if necessary, hardening is performed. Thereby, the black resin layer BL other than the portion to be the correction filter 2Blk can be exposed (FIG. 21C).

次に、フォトレジスト層ＰＬ及びフォトレジスト層ＰＬから露出した黒色樹脂層ＢＬをドライエッチングする。これにより、補正フィルタ２Ｂｌｋとなる部位を除く黒色樹脂層ＢＬが除去されるとともに、フォトレジスト層ＰＬも除去され、補正フィルタ２Ｂｌｋが形成される（図２１（Ｄ））。なお、補正フィルタ２Ｂｌｋは、図４に示すように、光の波長４００ｎｍ〜６００ｎｍの範囲で１０％以下の低い透過率を示し、７５０ｎｍより長波長の範囲で９０％以上の高い透過率を示すものである。   Next, the photoresist layer PL and the black resin layer BL exposed from the photoresist layer PL are dry-etched. As a result, the black resin layer BL excluding the portion to be the correction filter 2Blk is removed, and the photoresist layer PL is also removed, thereby forming the correction filter 2Blk (FIG. 21D). As shown in FIG. 4, the correction filter 2Blk exhibits a low transmittance of 10% or less in the light wavelength range of 400 nm to 600 nm, and a high transmittance of 90% or more in the wavelength range longer than 750 nm. It is.

次に、補正フィルタ２Ｂｌｋ形成後、半導体基板上の補正フィルタ２Ｂｌｋとは異なる領域（図１８のＩＶ−ＩＶ’断面の示す領域）に、補正フィルタ２Ｂｌｋ以外の黄フィルタ２Ｙと赤フィルタ２Ｒを公知のフォトリソグラフィ法により形成する（図２２）。   Next, after the formation of the correction filter 2Blk, a yellow filter 2Y and a red filter 2R other than the correction filter 2Blk are formed in a region different from the correction filter 2Blk on the semiconductor substrate (a region indicated by the IV-IV ′ cross section in FIG. 18). It forms by the photolithographic method (FIG. 22).

詳しくは、露光・現像可能な感光性アクリル樹脂に色材を混合する２種のカラーレジスト（黄・赤）を用い、パターン露光・アルカリ液などの現像液による現像・硬膜処理というフォトリソグラフィの手法により、約１．２μｍ膜厚の黄色フィルタ２Ｙと赤色フィルタ２Ｒとをそれぞれ形成する。なお、黄色フィルタ２Ｙの色材には、有機顔料C.I. PigmentYellow150を用いることができる。この黄色フィルタ２Ｙは、色材（有機顔料）の固形比が約３０％となる。また、赤色フィルタ２Ｒの色材には、C.I. PigmentRed177、C.I. Pigment Red48:1とC.I. PigmentYellow139との混合顔料を使用することができる。この赤色フィルタ２Ｒは、色材（有機顔料）の固形比が約４５％となる。   Specifically, two types of color resists (yellow and red), which are mixed with a photosensitive acrylic resin that can be exposed and developed, are used for pattern exposure, development with a developer such as an alkaline solution, and hardening in photolithography. The yellow filter 2Y and the red filter 2R having a film thickness of about 1.2 μm are formed by the method. An organic pigment C.I. Pigment Yellow 150 can be used as the color material of the yellow filter 2Y. The yellow filter 2Y has a solid ratio of the color material (organic pigment) of about 30%. In addition, a mixed pigment of C.I. PigmentRed177, C.I. Pigment Red48: 1 and C.I. Pigment Yellow139 can be used for the color material of the red filter 2R. In the red filter 2R, the solid ratio of the color material (organic pigment) is about 45%.

次に、半導体基板５上に、補正フィルタ２Ｂｌｋ・黄フィルタ２Ｙ・赤フィルタ２Ｒを被覆するように透明樹脂層をスピンコートして塗布する。そして、この透明樹脂層を熱硬化して、透明フィルタ１２Ｗを含む平坦化層１２を形成する（図２３（Ａ））。平坦化層１２は、平坦化層６とほぼ同じ材料が用いられ、厚膜用に固形比を高くした熱硬化タイプのアクリル樹脂の塗布液により形成される。なお、平坦化膜１２は、およそ２μｍの膜厚にする。   Next, a transparent resin layer is spin-coated on the semiconductor substrate 5 so as to cover the correction filter 2Blk, the yellow filter 2Y, and the red filter 2R. Then, the transparent resin layer is thermally cured to form the planarization layer 12 including the transparent filter 12W (FIG. 23A). The flattening layer 12 is formed of a thermosetting acrylic resin coating liquid which is made of substantially the same material as the flattening layer 6 and has a high solid ratio for thick films. The planarizing film 12 has a thickness of about 2 μm.

次に、平坦化層１２上に、レンズ母型１３ａを形成する（図２３（Ｂ））。ここで、レンズ母型１３ａは、露光・現像可能な感光性フェノール樹脂により形成する。なお、感光性フェノール樹脂は、熱リフロー性、すなわち熱処理で溶融して表面張力でレンズ状に丸くなる特性を有する樹脂である。   Next, a lens matrix 13a is formed on the planarizing layer 12 (FIG. 23B). Here, the lens matrix 13a is formed of a photosensitive phenol resin that can be exposed and developed. The photosensitive phenol resin is a resin having a thermal reflow property, that is, a characteristic of melting by heat treatment and rounding into a lens shape by surface tension.

次に、レンズ母型１３ａをマスクとして異方性のドライエッチングをすることにより、レンズ母型１３ａの形状を平坦化層１２に転写して、マイクロレンズを形成する（図２３（Ｃ））。すなわち、マイクロレンズ８及び透明フィルタ１２Ｗは同時に形成されることとなる。   Next, anisotropic dry etching is performed using the lens matrix 13a as a mask to transfer the shape of the lens matrix 13a to the planarization layer 12 to form a microlens (FIG. 23C). That is, the microlens 8 and the transparent filter 12W are formed simultaneously.

なお、ドライエッチング量（エッチング深さ）は、約１μｍとして、補正フィルタ２Ｂｌｋは、実質的に補正フィルタ２Ｂｌｋの一部がマイクロレンズ８の役割を果たすように、その膜厚方向に０．４μｍ深くエッチングする。   Note that the dry etching amount (etching depth) is about 1 μm, and the correction filter 2Blk is 0.4 μm deeper in the film thickness direction so that a part of the correction filter 2Blk substantially serves as the microlens 8. Etch.

また、黄フィルタ２Ｙと赤フィルタ２Ｒは、その表面までのエッチング深さとして実質的に１．２μｍ膜厚となるようにする。   Further, the yellow filter 2Y and the red filter 2R are substantially 1.2 μm thick as etching depths to the surfaces thereof.

以上説明した方法により撮像素子１１Ｓを製造することができる。   The image sensor 11S can be manufactured by the method described above.

ここで、本実施形態によれば、カラーフィルタのうち色材含有比率の高い高比率カラーフィルタをドライエッチングにより形成する工程と、高比率カラーフィルタ以外の低比率のカラーフィルタをフォトリソグラフィ法により形成する工程とを備えているので、高比率カラーフィルタをフォトリソグラフィ法により形成する場合に比べ、着色樹脂の残渣を除去することができる。また、高比率カラーフィルタの形を崩さずに形成することができる。   Here, according to the present embodiment, a step of forming a high ratio color filter having a high color material content ratio among the color filters by dry etching and a low ratio color filter other than the high ratio color filter are formed by a photolithography method. Therefore, the colored resin residue can be removed as compared with the case where the high ratio color filter is formed by a photolithography method. Moreover, it can form without destroying the shape of a high ratio color filter.

補足すると、フォトリソグラフィ法だけでフィルタを形成すると、図２４（Ａ）に示すように、有機顔料が残り残渣が生じやすく、またフィルタの形状も崩れやすい。例えば2μｍ正方のパターニングをする場合には、エッジに凹凸が生じて四角い形状になりにくい。一方、ドライエッチングによれば、図２４（Ｂ）に示すように、残渣を解消することができ、フィルタの形状も崩さずに所望する正方の形状に形成できる。さらに具体的には、ドライエッチングで形成した２μｍ正方の補正フィルタ２Ｂｌｋ（図２５（Ａ））と、フォトリソグラフィ法で形成した２μｍ正方の補正フィルタ２Ｂｌｋ（図２５（Ｂ））とのＳＥＭ写真（電子顕微鏡写真）を比較すると、フォトリソグラフィ法で形成した補正フィルタの辺の方が凹凸の形状となる。また、カラーフィルタが、例えば１．８μｍ正方以下となり、さらに微細パターンになると、フォトリソグラフィ法では、パターン露光後の現像時にカラーフィルタの剥がれが生じてパターン形成が不可能になることもある。一方、ドライエッチングでは、このような問題も生じず、微細なカラーフィルタを形状良く形成することができる。   Supplementally, when a filter is formed only by a photolithography method, as shown in FIG. 24A, the organic pigment remains and a residue is easily generated, and the shape of the filter is easily broken. For example, when 2 μm square patterning is performed, unevenness is generated at the edge, and it is difficult to form a square shape. On the other hand, according to dry etching, as shown in FIG. 24B, the residue can be eliminated, and the filter can be formed into a desired square shape without breaking the shape. More specifically, an SEM photograph of a 2 μm square correction filter 2Blk (FIG. 25A) formed by dry etching and a 2 μm square correction filter 2Blk formed by photolithography (FIG. 25B) (FIG. 25B). When the electron micrograph is compared, the side of the correction filter formed by the photolithography method has an uneven shape. In addition, when the color filter becomes, for example, 1.8 μm square or less and becomes a fine pattern, the photolithography method may cause the color filter to peel off during development after pattern exposure, making the pattern formation impossible. On the other hand, such a problem does not occur in dry etching, and a fine color filter can be formed with a good shape.

しかし、カラーフィルタの製造の際、ドライエッチングはフォトリソグラフィ法に比して手間がかかる場合が多く、全てのフィルタをドライエッチングにより形成することは製造コスト等の増加を招くなどの問題を生じさせる。そこで、有機顔料の含有比率が高い補正フィルタ２Ｂｌｋをドライエッチングにより形成し、黄フィルタ２Ｙ及び赤フィルタ２Ｒをフォトリソグラフィ法で形成することにより、残渣を解消して、形状が整ったカラーフィルタを容易に形成することができる。   However, when manufacturing color filters, dry etching is often more laborious than photolithography, and forming all filters by dry etching causes problems such as increased manufacturing costs. . Therefore, the correction filter 2Blk having a high organic pigment content ratio is formed by dry etching, and the yellow filter 2Y and the red filter 2R are formed by a photolithography method, so that a residue can be eliminated and a color filter having a uniform shape can be easily obtained. Can be formed.

結果として、半導体基板５上に設けられた複数の受光素子３Ｗ・３Ｙ・３Ｒ・３Ｂｌｋと、その受光素子上に個別に形成される複数種類のカラーフィルタ２Ｗ・２Ｙ・２Ｒ・2Ｂｌｋとを備えた撮像素子１１Ｓであって、色バランスと色再現性とがよく、画質の向上した薄い撮像素子１１Ｓを製造することができる。   As a result, a plurality of light receiving elements 3W, 3Y, 3R, and 3Blk provided on the semiconductor substrate 5 and a plurality of types of color filters 2W, 2Y, 2R, and 2Blk individually formed on the light receiving elements are provided. It is possible to manufacture the image pickup device 11S that has a good color balance and color reproducibility and has improved image quality.

また、本実施形態によれば、４００ｎｍ〜６００ｎｍの波長域で１０％以下の透過率を有し、７５０ｎｍ〜１１００ｎｍの波長域で９０％以上の透過率を有する補正フィルタ２Ｂｌｋを備えた撮像素子１１Ｓを製造できる。   In addition, according to the present embodiment, the imaging device 11S including the correction filter 2Blk having a transmittance of 10% or less in the wavelength region of 400 nm to 600 nm and a transmittance of 90% or more in the wavelength region of 750 nm to 1100 nm. Can be manufactured.

さらに、４００ｎｍ〜１１００ｎｍの波長域で９０％以上の透過率を有する透明フィルタ１２Ｗを備えた撮像素子１１Ｓを製造できる。   Furthermore, it is possible to manufacture the image sensor 11S including the transparent filter 12W having a transmittance of 90% or more in the wavelength range of 400 nm to 1100 nm.

また、４００ｎｍより短波長域で紫外線を吸収する透明フィルタを備えた撮像素子１１Ｓを製造できる。   Further, it is possible to manufacture the image sensor 11S including a transparent filter that absorbs ultraviolet rays in a wavelength region shorter than 400 nm.

また、４００ｎｍ〜６００ｎｍの波長域で１０％以下の透過率を示す第１波長域を有し、かつ、当該第１波長域より長波長域であって４５０ｎｍ〜１１００ｎｍの波長域で９０％以上の透過率である波長域を有するカラーフィルタ（黄フィルタ及び赤フィルタ）を備えた撮像素子１１Ｓを製造できる。   Moreover, it has the 1st wavelength range which shows the transmittance | permeability of 10% or less in the wavelength range of 400 nm-600 nm, and is 90% or more in the wavelength range longer than the said 1st wavelength range and 450 nm-1100 nm. An image sensor 11S including a color filter (yellow filter and red filter) having a wavelength range that is transmittance can be manufactured.

さらに、光の黄成分を抽出するために用いられる黄フィルタ２Ｙと、光の赤成分を抽出するために用いられる赤フィルタ２Ｒと、可視光波長域において透過抑制特性を有し、可視光波長域より長波長側において透過特性を有する補正フィルタ２Ｂｌｋとを含む撮像素子１１Ｓを製造できる。   Furthermore, the yellow filter 2Y used for extracting the yellow component of light, the red filter 2R used for extracting the red component of light, and transmission suppression characteristics in the visible light wavelength region, The image sensor 11S including the correction filter 2Blk having transmission characteristics on the longer wavelength side can be manufactured.

すなわち、本実施形態によれば、特に青（Ｂ）・緑（Ｇ）において高透過率を示すＲＧＢ原色のフィルタを有する撮像素子１１Ｓを提供できる。また、光センサーに不可欠であった赤外線カットフィルタを補正フィルタ２Ｂｌｋにより省略した撮像素子１１Ｓを提供できる。これにより、赤外線カットフィルタに要する厚さの分、カメラ等の光学系を薄くできる。   That is, according to the present embodiment, it is possible to provide an image sensor 11S having RGB primary color filters exhibiting high transmittance particularly in blue (B) and green (G). Further, it is possible to provide the image pickup device 11S in which the infrared cut filter that is indispensable for the optical sensor is omitted by the correction filter 2Blk. Thereby, an optical system such as a camera can be made thinner by the thickness required for the infrared cut filter.

また、顔料比率が高く、膜厚が厚く、残渣（有機顔料の残り）や画素剥がれなど問題の多い画素を、ドライエッチングの手法により、残渣を解消するとともに形状よく加工できる。これにより、画質の向上を得ることができる。   In addition, a pixel having a high pigment ratio, a large film thickness, and a problem such as a residue (residual organic pigment residue) or pixel peeling can be processed with good shape while eliminating the residue by a dry etching technique. Thereby, an improvement in image quality can be obtained.

＜第６の実施形態＞
本実施形態では、撮像素子１１Ｔの製造の際、バイオレットのフィルタ２Ｖと赤のフィルタ２Ｒとを積層することにより、補正フィルタ２Ｂｌｋを形成する。 <Sixth Embodiment>
In the present embodiment, the correction filter 2Blk is formed by stacking the violet filter 2V and the red filter 2R when the imaging device 11T is manufactured.

すなわち、本実施形態では、バイオレットの色材と赤の色材とを混合した色材により補正フィルタ２Ｂｌｋを形成するのではなく、バイオレットのフィルタ２Ｖと赤のフィルタ２Ｒとを積層することにより、光学的に重畳して補正フィルタ２Ｂｌｋを形成する。   That is, in this embodiment, the correction filter 2Blk is not formed by a color material obtained by mixing a violet color material and a red color material, but the optical filter is formed by stacking the violet filter 2V and the red filter 2R. Are superimposed on each other to form the correction filter 2Blk.

図２６は本実施形態に係る撮像素子１１Ｔにおけるフィルタの配列状態の一例を示す正面図である。   FIG. 26 is a front view illustrating an example of an arrangement state of filters in the image sensor 11T according to the present embodiment.

図２７は本実施形態に係る撮像素子１１Ｔの一例を示す断面図である。図２７（Ａ）には図２６のＶ−Ｖ’断面が表されており、図２７（Ｂ）には図２６のＶＩ−ＶＩ’断面が表されている。   FIG. 27 is a cross-sectional view showing an example of the image sensor 11T according to the present embodiment. 27A shows the V-V ′ cross section of FIG. 26, and FIG. 27B shows the VI-VI ′ cross section of FIG. 26.

撮像素子１１Ｔは、赤フィルタ２Ｒ及び補正フィルタ２Ｂｌｋの配列状態が第１〜第３の実施形態のものと異なるが、性能の異なるものではない。すなわち、撮像素子１１Ｔの分光特性は、図４に示されるものと同一である。また、これらの分光特性のカラーフィルタ用いて、色演算（引き算）処理をした後の見かけ上の青フィルタ・緑フィルタ・赤フィルタの分光透過率の特性は、それぞれ図５に示されるものと同一である。   The image pickup device 11T is different from the first to third embodiments in the arrangement state of the red filter 2R and the correction filter 2Blk, but is not different in performance. That is, the spectral characteristics of the image sensor 11T are the same as those shown in FIG. In addition, the spectral transmittance characteristics of the apparent blue filter, green filter, and red filter after color calculation (subtraction) processing using the color filters having these spectral characteristics are the same as those shown in FIG. It is.

次に、本実施形態に係る撮像素子１１Ｔの製造方法について図２８〜図３２を用いて説明する。   Next, a manufacturing method of the image sensor 11T according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

まず、入射光受光素子３Ｗ・黄受光素子３Ｙ・赤受光素子３Ｒ・補正受光素子３Ｂｌｋが形成された半導体基板５上に、透明樹脂からなる平坦化層６を形成する（図２８（Ａ），（Ｂ））。具体的には、受光素子が二次元的に配設された半導体基板上に、アクリル樹脂を主成分とする塗布液を、２０００ｒｐｍの回転数でスピンコートする。そして、２００℃の熱処理をして硬膜させることにより、膜厚０．２μｍの平坦化層６を形成する。なお、アクリル樹脂の塗布液には、固形比が約５％のクマリン系紫外線吸収剤を添加したものを使用することができる。   First, the planarizing layer 6 made of a transparent resin is formed on the semiconductor substrate 5 on which the incident light receiving element 3W, the yellow light receiving element 3Y, the red light receiving element 3R, and the correction light receiving element 3Blk are formed (FIG. 28A, (B)). Specifically, a coating solution containing acrylic resin as a main component is spin-coated at a rotational speed of 2000 rpm on a semiconductor substrate on which light receiving elements are two-dimensionally arranged. Then, a planarization layer 6 having a thickness of 0.2 μm is formed by performing a heat treatment at 200 ° C. to form a hard film. In addition, what added the coumarin type | system | group ultraviolet absorber whose solid ratio is about 5% can be used for the coating liquid of an acrylic resin.

続いて、透明フィルタ１２Ｗ・赤フィルタ２Ｒ・黄フィルタ２Ｙのうち最も色材含有比率の高い赤フィルタ２Ｒとなる赤色樹脂層ＲＬを形成する。（図２８（Ｃ））。具体的には、有機顔料（C.I. Pigment Red177、C.I. Pigment Red48:1、C.I. Pigment Yellow139の混合）を、熱硬化タイプのアクリル樹脂に分散混合した樹脂液を塗布して硬膜する。これにより、約１μｍ膜厚の赤色樹脂層ＲＬが形成される。   Subsequently, a red resin layer RL that becomes the red filter 2R having the highest color material content ratio among the transparent filter 12W, the red filter 2R, and the yellow filter 2Y is formed. (FIG. 28C). Specifically, an organic pigment (mixture of C.I. Pigment Red177, C.I. Pigment Red48: 1, C.I. Pigment Yellow139) is dispersed and mixed in a thermosetting acrylic resin to form a film. Thereby, a red resin layer RL having a thickness of about 1 μm is formed.

次に、赤色樹脂層ＲＬ上に、フォトレジスト層ＰＬを形成する（図２９（Ａ））。フォトレジスト層ＰＬはアルカリ可溶性かつ感光性を有し、０．８μｍの膜厚に形成される。   Next, a photoresist layer PL is formed over the red resin layer RL (FIG. 29A). The photoresist layer PL is alkali-soluble and photosensitive, and is formed to a thickness of 0.8 μm.

次に、フォトレジスト層ＰＬをパターニングして、赤フィルタ２Ｒと補正フィルタ２Ｂｌｋのパターンに赤色樹脂層ＲＬを露出させる。   Next, the photoresist layer PL is patterned to expose the red resin layer RL in the pattern of the red filter 2R and the correction filter 2Blk.

具体的には、パターン露光用マスクＭにより、赤フィルタ２Ｒと補正フィルタ２Ｂｌｋを形成する部位のフォトレジスト層ＰＬにパターン露光する（図２９（Ｂ））。そして、フォトレジスト層ＰＬのうち光が照射された部分以外の部分をアルカリ溶液にて溶かす現像を行う。これにより、赤フィルタ２Ｒ及び補正フィルタ２Ｂｌｋとなる部位を除く赤色樹脂層ＲＬを露出させることができる（図２９（Ｃ））。   Specifically, pattern exposure is performed on the photoresist layer PL at a portion where the red filter 2R and the correction filter 2Blk are to be formed using the pattern exposure mask M (FIG. 29B). Then, development is performed in which a portion of the photoresist layer PL other than the portion irradiated with light is dissolved in an alkaline solution. Thereby, the red resin layer RL excluding the portions to be the red filter 2R and the correction filter 2Blk can be exposed (FIG. 29C).

次に、フォトレジスト層ＰＬのパターンから露出した赤色樹脂層ＲＬをドライエッチングする（図２９（Ｄ））。これにより、赤フィルタ２Ｒ及び補正フィルタ２Ｂｌｋとなる部位を除く赤色樹脂層ＲＬが除去されるとともに、フォトレジスト層ＰＬも除去され、赤フィルタ２Ｒ及び補正フィルタ２Ｂｌｋが形成される。（図２９（Ｄ））。なお、赤フィルタ２Ｒは、色材（有機顔料）の濃度が、硬膜後換算の重量比率で約４５％となる。   Next, the red resin layer RL exposed from the pattern of the photoresist layer PL is dry-etched (FIG. 29D). As a result, the red resin layer RL excluding the portions to be the red filter 2R and the correction filter 2Blk is removed, and the photoresist layer PL is also removed, so that the red filter 2R and the correction filter 2Blk are formed. (FIG. 29D). In the red filter 2R, the concentration of the color material (organic pigment) is about 45% in terms of the weight ratio after film hardening.

次に、赤フィルタ２Ｒの形成後、半導体基板５上の赤フィルタ２Ｒとは異なる領域（図２６のＶＩ−ＶＩ’断面の示す位置）に、黄フィルタ２Ｙをフォトリソグラフィ法により形成する（図３０）。   Next, after the formation of the red filter 2R, the yellow filter 2Y is formed by photolithography in a region different from the red filter 2R on the semiconductor substrate 5 (the position shown in the VI-VI ′ cross section in FIG. 26) (FIG. 30). ).

詳しくは、露光・現像可能な感光性アクリル樹脂に色材を混合するカラーレジスト（黄）を塗布した後、パターン露光・アルカリ液による現像等のフォトリソグラフィの手法により、約１μｍ膜厚の黄色フィルタ２Ｙを形成する。なお、黄色フィルタ２Ｙの色材には、有機顔料C.I. Pigment Yellow150を用いることができる。また、黄色フィルタ２Ｙは、色材（有機顔料）の固形比が約３０％となる。   Specifically, after applying a color resist (yellow) mixed with a color material to a photosensitive acrylic resin that can be exposed and developed, a yellow filter having a film thickness of about 1 μm is obtained by photolithography techniques such as pattern exposure and development with an alkaline solution. 2Y is formed. An organic pigment C.I. Pigment Yellow 150 can be used as the color material of the yellow filter 2Y. The yellow filter 2Y has a solid ratio of the color material (organic pigment) of about 30%.

次に、黄色フィルタ２Ｙ及び赤フィルタ２Ｒを被覆するように、紫色樹脂層ＶＬを形成する（図３１（Ａ））。続いて、パターン露光・現像等を行うフォトリソグラフィ法を用い、この紫色樹脂層ＶＬから、バイオレットのフィルタ２Ｖを赤フィルタ２Ｒ上の一部に形成する（図３１（Ｂ），（Ｃ））。これにより、バイオレットのフィルタ２Ｖと赤フィルタ２Ｒとは光学的に重畳し、補正フィルタ２Ｂｌｋを形成する。   Next, a purple resin layer VL is formed so as to cover the yellow filter 2Y and the red filter 2R (FIG. 31A). Subsequently, a violet filter 2V is formed on a part of the red filter 2R from the purple resin layer VL by using a photolithography method that performs pattern exposure / development and the like (FIGS. 31B and 31C). Thus, the violet filter 2V and the red filter 2R are optically superimposed to form a correction filter 2Blk.

なお、紫色樹脂層ＶＬは、顔料濃度４０％のC.I. Pigment Violet23により形成することができる。   The purple resin layer VL can be formed of C.I. Pigment Violet 23 having a pigment concentration of 40%.

次に、補正フィルタ２Ｂｌｋ（バイオレットのフィルタ２Ｖ及び赤フィルタ２Ｒが一体化したもの）・黄フィルタ２Ｙ・赤フィルタ２Ｒを被覆するように、半導体基板５上に透明樹脂層をスピンコートして塗布する。そして、この透明樹脂層を熱硬化して、透明フィルタ１２Ｗを含む平坦化層１２を形成する（図３２（Ａ））。平坦化層１２は、平坦化層６とほぼ同じ材料が用いられ、厚膜用に固形比を高くした熱硬化タイプのアクリル樹脂の塗布液により形成される。なお、平坦化膜１２は、およそ２μｍ膜厚である。   Next, a transparent resin layer is spin-coated on the semiconductor substrate 5 so as to cover the correction filter 2Blk (integrated of the violet filter 2V and the red filter 2R), the yellow filter 2Y, and the red filter 2R. . Then, the transparent resin layer is thermally cured to form the planarizing layer 12 including the transparent filter 12W (FIG. 32A). The flattening layer 12 is formed of a thermosetting acrylic resin coating liquid which is made of substantially the same material as the flattening layer 6 and has a high solid ratio for thick films. The planarizing film 12 has a thickness of about 2 μm.

次に、平坦化層１２上に、レンズ母型１3ａを形成する（図３２（Ｂ））。ここで、レンズ母型１３ａは、露光・現像可能な感光性フェノール樹脂により形成する。なお、感光性フェノール樹脂は熱リフロー性を有し、熱処理で溶融して表面張力でレンズ状に丸くなる樹脂である。   Next, a lens matrix 13a is formed on the planarizing layer 12 (FIG. 32B). Here, the lens matrix 13a is formed of a photosensitive phenol resin that can be exposed and developed. The photosensitive phenol resin is a resin that has thermal reflow properties and melts by heat treatment and rounds into a lens shape by surface tension.

続いて、レンズ母型１３ａをマスクとして異方性のドライエッチングをすることにより、レンズ母型１３ａの形状を平坦化層１２に転写して、マイクロレンズ８を形成する（図３２（Ｃ））。ここでは、マイクロレンズ８及び透明フィルタ１２Ｗは同時に形成されることとなる。   Subsequently, anisotropic dry etching is performed using the lens matrix 13a as a mask to transfer the shape of the lens matrix 13a to the planarizing layer 12 to form the microlens 8 (FIG. 32C). . Here, the microlens 8 and the transparent filter 12W are formed simultaneously.

なお、ドライエッチング量（エッチング深さ）は、約１μｍとして、補正フィルタ２Ｂｌｋは、実質的に補正フィルタ２Ｂｌｋの一部であるバイオレットのフィルタ２Ｖがマイクロレンズ８の役割を果たすように、その膜厚方向に０．４μｍ深くエッチングする。   The dry etching amount (etching depth) is about 1 μm, and the correction filter 2Blk has a film thickness such that the violet filter 2V, which is substantially part of the correction filter 2Blk, plays the role of the microlens 8. Etch deeply 0.4 μm in the direction.

以上説明した製造方法により撮像素子１１Ｔを製造することができる。   The imaging element 11T can be manufactured by the manufacturing method described above.

ここで、本実施形態によれば、赤フィルタ２Ｒ及び黄フィルタ２Ｙのうち色材含有比率の高い赤フィルタ２Ｒをドライエッチングにより形成する工程と、黄フィルタ２Ｙをフォトリソグラフィ法により形成する工程とを備えているので、赤フィルタをフォトリソグラフィ法により形成する場合に比べ、着色樹脂（赤色樹脂層ＲＬ）の残渣を除去することができる。また、赤フィルタ２Ｒの形を崩さずに形成することができる。   Here, according to the present embodiment, the step of forming the red filter 2R having a high color material content ratio among the red filter 2R and the yellow filter 2Y by dry etching and the step of forming the yellow filter 2Y by photolithography are performed. Since it is provided, the residue of the colored resin (red resin layer RL) can be removed as compared with the case where the red filter is formed by photolithography. Further, the red filter 2R can be formed without breaking the shape.

結果として、半導体基板５上に設けられた複数の光電変換素子と、その光電変換素子上に個別に形成される複数種類のカラーフィルタとを備えた撮像素子１１Ｔであって、色バランスと色再現性とがよく、薄い撮像素子１１Ｔを製造することができる。   As a result, the image pickup device 11T includes a plurality of photoelectric conversion elements provided on the semiconductor substrate 5 and a plurality of types of color filters individually formed on the photoelectric conversion elements, and has color balance and color reproduction. Therefore, the thin image sensor 11T can be manufactured.

また、本実施形態によれば、赤フィルタ２Ｒとバイオレットフィルタ２Ｖの２色の光学的重畳により補正フィルタ２Ｂｌｋを形成した撮像素子１１Ｔを製造することができるので、補正フィルタ２Ｂｌｋの光透過率が半値となる波長位置を、色材の比率で調整することができる。これにより、補正された赤の観測データ値ＨＤｒについて色調整を行うことができる。   In addition, according to the present embodiment, since the image sensor 11T in which the correction filter 2Blk is formed by optical superimposition of the two colors of the red filter 2R and the violet filter 2V can be manufactured, the light transmittance of the correction filter 2Blk is half value. Can be adjusted by the ratio of the color material. Thereby, the color adjustment can be performed for the corrected red observation data value HDr.

＜第７の実施形態＞
本実施形態における撮像素子１Ｕは、少なくとも２以上のフィルタを備え、第１の波長より短波長側の光について透過抑制特性を持ち、第１の波長より長波長側の光について透過特性を持つ第１フィルタと、第１の波長より長波長側で第２の波長より短波長側の光について透過抑制特性を持ち、第２の波長より長波長側の光について透過特性を持つ第２のフィルタとを備える。 <Seventh Embodiment>
The imaging device 1U in the present embodiment includes at least two or more filters, has transmission suppression characteristics for light on the shorter wavelength side than the first wavelength, and has transmission characteristics for light on the longer wavelength side than the first wavelength. A second filter having transmission suppression characteristics for light having a wavelength longer than the first wavelength and shorter than the second wavelength, and having transmission characteristics for light having a longer wavelength than the second wavelength; Is provided.

なお、第１フィルタ及び第２フィルタ経由で入射された光は、それぞれ第１受光素子及び第２受光素子により受光され、電気信号に変換される。   Note that light incident through the first filter and the second filter is received by the first light receiving element and the second light receiving element, respectively, and converted into an electrical signal.

具体的には、撮像素子１Ｕは４００ｎｍ〜６００ｎｍの波長域で１０％以下の透過率を示す第１波長域を有し、かつ、当該第１波長域より長波長域であって４５０ｎｍ〜１１００ｎｍの波長域で９０％以上の透過率である波長域を有するフィルタＦ１〜フィルタＦ７を備える。補足すると、第１フィルタ及び第２フィルタは相対的な関係を表す名称であり、フィルタＦ１〜フィルタＦ７のそれぞれが第１フィルタ及び第２フィルタになりうる。   Specifically, the imaging device 1U has a first wavelength range that exhibits a transmittance of 10% or less in a wavelength range of 400 nm to 600 nm, and is longer than the first wavelength range and is 450 nm to 1100 nm. The filter F1-the filter F7 which has a wavelength range which is the transmittance | permeability of 90% or more in a wavelength range are provided. Supplementally, the first filter and the second filter are names representing relative relationships, and each of the filters F1 to F7 can be the first filter and the second filter.

フィルタＦ１〜フィルタＦ７は、それぞれ、白色光（透明）、緑みの青色光、黄緑色光、黄色光、橙色光、赤色光、赤外光（便宜上、黒と表す）を捉えるためのものである。詳しくは、各フィルタＦ１〜Ｆ７の分光特性は、それぞれ図３３のＬ１〜Ｌ７に示される。   The filters F1 to F7 are for capturing white light (transparent), greenish blue light, yellow-green light, yellow light, orange light, red light, and infrared light (represented as black for convenience), respectively. is there. Specifically, the spectral characteristics of the filters F1 to F7 are shown by L1 to L7 in FIG. 33, respectively.

なお、本実施形態ではフィルタＦ１・Ｆ４・Ｆ６・Ｆ７は、それぞれ透明フィルタ２Ｗ・黄フィルタ２Ｙ・赤フィルタ２Ｒ・補正フィルタ２Ｂｌｋに該当する。   In the present embodiment, the filters F1, F4, F6, and F7 correspond to the transparent filter 2W, the yellow filter 2Y, the red filter 2R, and the correction filter 2Blk, respectively.

次に、各フィルタＦ１〜フィルタＦ７において受光した入射光を再現するためのデータ値を求める方法を説明する。   Next, a method for obtaining a data value for reproducing the incident light received in each of the filters F1 to F7 will be described.

まず、光が撮像素子１Ｕに入射されると、フィルタＦ１〜フィルタＦ７のいずれかである第１フィルタ及び第２フィルタを経由して対応する第１受光素子及び第２受光素子により入射光が受光される。そして、受光された光は電気信号に変換される。   First, when light is incident on the image sensor 1U, the incident light is received by the corresponding first light receiving element and second light receiving element via the first filter and the second filter which are any one of the filters F1 to F7. Is done. The received light is converted into an electrical signal.

続いて、図３４に概念を示すように、第１フィルタにより受光された光のデータ値Ｄ１と、第２フィルタにより受光された光のデータ値Ｄ２とから第１フィルタ及び第２フィルタが受光する光の波長域の差に対応した波長のデータ値ＤＣを求める。   Subsequently, as shown in FIG. 34, the first filter and the second filter receive light from the data value D1 of light received by the first filter and the data value D2 of light received by the second filter. A wavelength data value DC corresponding to the difference in the wavelength range of light is obtained.

換言すれば、第１フィルタと第２フィルタとは、それぞれの波長域の差に対応した色の見かけ上のカラーフィルタを構成する。   In other words, the first filter and the second filter constitute an apparent color filter of a color corresponding to the difference between the respective wavelength ranges.

例えば、フィルタＦ１（白）とフィルタＦ４（黄）とに基づいて青色のデータ値を得ることができる。フィルタＦ４（黄）とフィルタＦ６（赤）とに基づいて緑色のデータ値を得ることができる。フィルタＦ６（赤）とフィルタＦ７（黒）とから赤外線の影響を受けない赤色のデータ値を得ることができる。   For example, a blue data value can be obtained based on the filter F1 (white) and the filter F4 (yellow). A green data value can be obtained based on the filter F4 (yellow) and the filter F6 (red). Red data values that are not affected by infrared rays can be obtained from the filter F6 (red) and the filter F7 (black).

これにより、光の３原色のデータ値を得ることができるので、受光した入射光を再現することができる。   Thereby, since the data values of the three primary colors of light can be obtained, the received incident light can be reproduced.

さらに、例えばフィルタＦ２（緑みの青）とフィルタＦ３（黄緑）とを引き算処理することにより、緑みの青色（緑かがった青色）のデータ値を得ることができる。フィルタＦ３（黄緑）とフィルタＦ４（黄）との引き算処理により、黄緑色のデータ値が得られる。フィルタＦ４（黄）とフィルタＦ５（橙）との引き算処理により、黄色のデータ値が得られる。フィルタＦ５（橙）とフィルタＦ６（赤）との引き算処理により、橙色のデータ値が得られる。   Further, for example, by subtracting the filter F2 (greenish blue) and the filter F3 (yellowish green), a greenish blue (greenish blue) data value can be obtained. By the subtraction process between the filter F3 (yellowish green) and the filter F4 (yellow), a yellowish green data value is obtained. By subtracting the filter F4 (yellow) and the filter F5 (orange), a yellow data value is obtained. By subtracting the filter F5 (orange) and the filter F6 (red), an orange data value is obtained.

すなわち、上述した方法によれば、フィルタＦ１〜フィルタＦ７のうち第１フィルタと第２フィルタとを構成する２つのフィルタを用いることにより、受光した入射光を再現するだけでなく、よりきめの細かい色の抽出ができる。   That is, according to the method described above, by using two filters constituting the first filter and the second filter among the filters F1 to F7, not only the received incident light is reproduced, but also finer detail. Color extraction is possible.

なお、本実施形態においてはフィルタＦ１〜Ｆ７の７種類を例示したが、これに限られるものではないことは言うまでもない。すなわち、４００ｎｍ〜６００ｎｍの波長域で１０％以下の透過率を示す第１波長域を有し、かつ、当該第１波長域より長波長域であって４５０ｎｍ〜１１００ｎｍの波長域で９０％以上の透過率である波長域を有するカラーフィルタであれば、本実施形態はこれを除外するものではない。   In addition, in this embodiment, although seven types of filters F1-F7 were illustrated, it cannot be overemphasized that it is not restricted to this. That is, it has the 1st wavelength range which shows the transmittance | permeability of 10% or less in the wavelength range of 400 nm-600 nm, and is 90% or more in the wavelength range longer than the said 1st wavelength range and 450 nm-1100 nm. The present embodiment does not exclude the color filter having a wavelength region that is a transmittance.

また、本実施形態に係る撮像素子１Uは、第５又は第６の実施形態に係る方法で製造することができる。すなわち、色材含有比率の異なる複数種類のカラーフィルタを備えた撮像素子１Uを製造する際、カラーフィルタのうち最も色材含有比率の高い高比率カラーフィルタをドライエッチングにより形成し、高比率カラーフィルタ以外の低比率のカラーフィルタをフォトリソグラフィ法により形成することにより製造することができる。   Further, the image pickup device 1U according to the present embodiment can be manufactured by the method according to the fifth or sixth embodiment. That is, when manufacturing the image pickup device 1U including a plurality of types of color filters having different color material content ratios, a high ratio color filter having the highest color material content ratio among the color filters is formed by dry etching. It can be manufactured by forming a low ratio color filter other than the above by a photolithography method.

なお、第１色目のカラーフィルタをドライエッチングで形成すれば、第1色目のカラーフィルタの形状が良くなる。また、第1色目のカラーフィルタの他の部位には残渣が生じない。そのため、続いて残りのカラーフィルタをフォトリソグラフィ法で形成しても残りのカラーフィルタの形状も良好に形成できる。これにより、撮像素子の画質が向上するという効果を有する。それゆえに、高比率のカラーフィルタを第1色目のカラーフィルタとしてドライエッチングで形成することが望ましい。また、高比率でなくても、Yellow，Green等の視感度の高いカラーフィルタや、ベイヤー配列で画素数の多い色のフィルタを第1色目のカラーフィルタとしてドライエッチングで形成することが望ましい。   If the first color filter is formed by dry etching, the shape of the first color filter is improved. Further, no residue is generated in other portions of the first color filter. Therefore, even if the remaining color filters are subsequently formed by photolithography, the shape of the remaining color filters can be formed well. This has the effect of improving the image quality of the image sensor. Therefore, it is desirable to form a high ratio color filter as the first color filter by dry etching. Even if the ratio is not high, it is desirable to form a color filter with high visibility such as Yellow or Green, or a filter with a large number of pixels in a Bayer array by dry etching as the first color filter.

なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に構成要素を適宜組合せてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine a component suitably in different embodiment.

本発明の第１の実施の形態に係る撮像素子におけるフィルタの配列状態の一例を示す正面図。FIG. 3 is a front view illustrating an example of an arrangement state of filters in the image sensor according to the first embodiment of the present invention. 第１の実施の形態に係る撮像素子の一例を示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an example of an image sensor according to the first embodiment. 第１の実施の形態に係る撮像素子の他の例を示す断面図。Sectional drawing which shows the other example of the image pick-up element which concerns on 1st Embodiment. 透明フィルタ、黄フィルタ、赤フィルタ、補正フィルタについての分光透過率の一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the spectral transmittance about a transparent filter, a yellow filter, a red filter, and a correction filter. 第１の実施の形態に係る撮像素子の演算によって得られる見かけ上の青フィルタ、緑フィルタ、赤フィルタについての分光透過率の一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the spectral transmittance about the apparent blue filter, green filter, and red filter obtained by the calculation of the image sensor according to the first embodiment. 従来の撮像素子の実際の分光特性の例を示すグラフ。The graph which shows the example of the actual spectral characteristic of the conventional image pick-up element. 第１の実施の形態に係る撮像素子の補正フィルタの分光特性の一例を示すグラフ。3 is a graph illustrating an example of spectral characteristics of a correction filter of the image sensor according to the first embodiment. 本発明の第２の実施の形態に係る撮像素子におけるフィルタの配列状態の一例を示す正面図。The front view which shows an example of the arrangement state of the filter in the image pick-up element which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 第２の実施の形態に係る撮像素子の一例を示す断面図。Sectional drawing which shows an example of the image pick-up element which concerns on 2nd Embodiment. 本発明の第３の実施の形態に係る撮像素子の一例を示す断面図。Sectional drawing which shows an example of the image pick-up element which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 第３の実施の形態に係る撮像素子の製造プロセスの第１工程の例を示す断面図。Sectional drawing which shows the example of the 1st process of the manufacturing process of the image pick-up element which concerns on 3rd Embodiment. 第３の実施の形態に係る撮像素子の製造プロセスの第２工程の例を示す断面図。Sectional drawing which shows the example of the 2nd process of the manufacturing process of the image pick-up element which concerns on 3rd Embodiment. 第３の実施の形態に係る撮像素子の製造プロセスの第３工程の例を示す断面図。Sectional drawing which shows the example of the 3rd process of the manufacturing process of the image pick-up element which concerns on 3rd Embodiment. 第３の実施の形態に係る撮像素子の製造プロセスの第４工程の例を示す断面図。Sectional drawing which shows the example of the 4th process of the manufacturing process of the image pick-up element which concerns on 3rd Embodiment. 第３の実施の形態に係る撮像素子の製造プロセスの第５工程の例を示す断面図。Sectional drawing which shows the example of the 5th process of the manufacturing process of the image pick-up element which concerns on 3rd Embodiment. 本発明の第４の実施の形態に係る撮像素子の遮光膜の配置位置の第１例を示す正面図。The front view which shows the 1st example of the arrangement position of the light shielding film of the image pick-up element which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 第４の実施の形態に係る撮像素子の遮光膜の記置位置の第２例を示す断面図。Sectional drawing which shows the 2nd example of the installation position of the light shielding film of the image pick-up element which concerns on 4th Embodiment. 本発明の第５の実施の形態に係る撮像素子１１Ｓにおけるフィルタの配列状態の一例を示す正面図である。It is a front view which shows an example of the arrangement state of the filter in the image pick-up element 11S which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 第５の実施の形態に係る撮像素子１１Ｓの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the image pick-up element 11S which concerns on 5th Embodiment. 第５の実施の形態に係る撮像素子１１Ｓの製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the image pick-up element 11S which concerns on 5th Embodiment. 第５の実施の形態に係る撮像素子１１Ｓの製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the image pick-up element 11S which concerns on 5th Embodiment. 第５の実施の形態に係る撮像素子１１Ｓの製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the image pick-up element 11S which concerns on 5th Embodiment. 第５の実施の形態に係る撮像素子１１Ｓの製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the image pick-up element 11S which concerns on 5th Embodiment. 第５の実施の形態における撮像素子の製造方法の効果をするための図である。It is a figure for making the effect of the manufacturing method of the image sensor in a 5th embodiment. 第５の実施形態における製造方法により製造した撮像素子を写真印刷して示す図である。It is a figure which prints and shows the image pick-up element manufactured with the manufacturing method in 5th Embodiment. 本発明の第６の実施の形態に係る撮像素子１１Ｔにおけるフィルタの配列状態の一例を示す正面図である。It is a front view which shows an example of the arrangement state of the filter in the image pick-up element 11T which concerns on the 6th Embodiment of this invention. 第６の実施の形態に係る撮像素子１１Ｔの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the image pick-up element 11T which concerns on 6th Embodiment. 第６の実施の形態に係る撮像素子１１Ｔの製造方法について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the image pick-up element 11T which concerns on 6th Embodiment. 第６の実施の形態に係る撮像素子１１Ｔの製造方法について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the image pick-up element 11T which concerns on 6th Embodiment. 第６の実施の形態に係る撮像素子１１Ｔの製造方法について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the image pick-up element 11T which concerns on 6th Embodiment. 第６の実施の形態に係る撮像素子１１Ｔの製造方法について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the image pick-up element 11T which concerns on 6th Embodiment. 第６の実施の形態に係る撮像素子１１Ｔの製造方法について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the image pick-up element 11T which concerns on 6th Embodiment. 本発明の第７の実施の形態に係るフィルタＦ１〜フィルタＦ７の分光特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the spectral characteristic of the filter F1-filter F7 which concerns on the 7th Embodiment of this invention. 第７の実施の形態に係る見かけ上のカラーフィルタの概念を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the concept of the apparent color filter which concerns on 7th Embodiment. 人間の視覚感度、受光素子の感度、受光素子の感度に対して好ましい近赤外域カットフィルタの透過率の関係の例を示すグラフ。The graph which shows the example of the relationship of the transmittance | permeability of a preferable near-infrared cut filter with respect to human visual sensitivity, the sensitivity of a light receiving element, and the sensitivity of a light receiving element. 反射型の赤外線カットフィルタと赤外線吸収型の赤外線カットフィルタにおける光の波長と透過率との関係の例を示すグラフ。The graph which shows the example of the relationship between the wavelength of light and the transmittance | permeability in a reflection type infrared cut filter and an infrared absorption type infrared cut filter. 赤・緑・青の３原色のカラーフィルタの分光透過率の一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the spectral transmittance of the color filter of three primary colors of red, green, and blue.

符号の説明Explanation of symbols

１，１Ｕ，９，１１，１１Ｓ，１１Ｔ，１４，１７…撮像素子、２…フィルタ層、２Ｗ，１０Ｗ，１２Ｗ…透明フィルタ、２Ｙ…黄フィルタ、２Ｒ…赤フィルタ、２Ｂｌｋ…補正フィルタ、２Ｖ…バイオレットのフィルタ、３Ｗ…入射光受光素子３Ｗ、３Ｙ…黄受光素子、３Ｒ…赤受光素子、３Ｂｌｋ…補正受光素子、４…演算部、４Ｂ…青演算部、４Ｇ…緑演算部、４Ｒ…赤演算部、５…半導体基板、６…平坦化層、７…樹脂層、８…マイクロレンズ、１２…平坦化層、１３…感光性フェノール樹脂、１３ａ…レンズ母型、１５，１９…遮光膜、１６…膜、１８…撮像素子の有効画素部、ＢＬ…黒色樹脂層、ＲＬ…赤色樹脂層、ＶＬ…紫色樹脂層、ＰＬ…フォトレジスト層、Ｍ…マスク、Ｆ１〜Ｆ７…フィルタ。   1, 1U, 9, 11, 11S, 11T, 14, 17 ... imaging device, 2 ... filter layer, 2W, 10W, 12W ... transparent filter, 2Y ... yellow filter, 2R ... red filter, 2Blk ... correction filter, 2V ... Violet filter, 3W ... incident light receiving element 3W, 3Y ... yellow light receiving element, 3R ... red light receiving element, 3Blk ... corrected light receiving element, 4 ... calculating unit, 4B ... blue calculating unit, 4G ... green calculating unit, 4R ... red Arithmetic unit, 5 ... semiconductor substrate, 6 ... planarization layer, 7 ... resin layer, 8 ... microlens, 12 ... planarization layer, 13 ... photosensitive phenol resin, 13a ... lens matrix, 15, 19 ... light shielding film, DESCRIPTION OF SYMBOLS 16 ... Film | membrane, 18 ... Effective pixel part of an image pick-up element, BL ... Black resin layer, RL ... Red resin layer, VL ... Purple resin layer, PL ... Photoresist layer, M ... Mask, F1-F7 ... Filter.

Claims (9)

半導体基板上に設けられた複数の光電変換素子と、
前記複数の光電変換素子上に個別に形成され、互いに色材含有比率の異なる複数種類のカラーフィルタと
を備えた撮像素子を製造する撮像素子の製造方法であって、
前記カラーフィルタのうち最も色材含有比率の高い高比率カラーフィルタを、ドライエッチングにより形成する工程と、
前記高比率カラーフィルタ以外の低比率のカラーフィルタを、現像液を用いたフォトリソグラフィ法により形成する工程と
を備えたことを特徴とする撮像素子の製造方法。 A plurality of photoelectric conversion elements provided on a semiconductor substrate;
An image pickup device manufacturing method for manufacturing an image pickup device that is individually formed on the plurality of photoelectric conversion elements and includes a plurality of types of color filters having different color material content ratios,
Forming a high ratio color filter having the highest color material content ratio among the color filters by dry etching;
And a step of forming a low ratio color filter other than the high ratio color filter by a photolithography method using a developer. 半導体基板上に設けられた複数の光電変換素子と、
前記複数の光電変換素子上に個別に形成され、互いに色材含有比率の異なる複数種類のカラーフィルタ及び透明フィルタと
を備えた撮像素子を製造する撮像素子の製造方法であって、
前記カラーフィルタのうち相対的に色材含有比率の高い１以上の種類の高比率カラーフィルタを、ドライエッチングにより形成する工程と、
前記高比率カラーフィルタ以外の低比率カラーフィルタを、現像液を用いたフォトリソグラフィ法により形成する工程と、
前記高比率カラーフィルタ及び低比率カラーフィルタを被覆するように透明樹脂層を形成して、透明フィルタを形成する工程と
を備えたことを特徴とする撮像素子の製造方法。 A plurality of photoelectric conversion elements provided on a semiconductor substrate;
An image pickup device manufacturing method for manufacturing an image pickup device that is individually formed on the plurality of photoelectric conversion elements and includes a plurality of types of color filters and transparent filters having different color material content ratios,
A step of forming one or more kinds of high ratio color filters having a relatively high colorant content ratio among the color filters by dry etching;
Forming a low ratio color filter other than the high ratio color filter by a photolithography method using a developer; and
Forming a transparent resin layer so as to cover the high ratio color filter and the low ratio color filter, and forming a transparent filter. 半導体基板上に設けられた複数の光電変換素子と、
前記複数の光電変換素子上に個別に形成され、互いに色材含有比率の異なる複数種類のカラーフィルタ及び透明フィルタと
を備えた撮像素子を製造する撮像素子の製造方法であって、
前記カラーフィルタのうち最も色材含有比率の高い高比率カラーフィルタを、ドライエッチングにより形成する工程と、
前記高比率カラーフィルタ以外の低比率カラーフィルタを、現像液を用いたフォトリソグラフィ法により形成する工程と、
前記高比率カラーフィルタ及び低比率カラーフィルタを被覆するように透明樹脂層を形成して、透明フィルタを形成する工程と
を備えたことを特徴とする撮像素子の製造方法。 A plurality of photoelectric conversion elements provided on a semiconductor substrate;
An image pickup device manufacturing method for manufacturing an image pickup device that is individually formed on the plurality of photoelectric conversion elements and includes a plurality of types of color filters and transparent filters having different color material content ratios,
Forming a high ratio color filter having the highest color material content ratio among the color filters by dry etching;
Forming a low ratio color filter other than the high ratio color filter by a photolithography method using a developer; and
Forming a transparent resin layer so as to cover the high ratio color filter and the low ratio color filter, and forming a transparent filter. 半導体基板上に設けられた複数の光電変換素子と、
前記複数の光電変換素子上に個別に形成され、互いに色材含有比率の異なる複数種類のカラーフィルタ及び透明フィルタと
を備えた撮像素子を製造する撮像素子の製造方法であって、
前記カラーフィルタのうち最も色材含有比率の高い高比率カラーフィルタとなる着色樹脂層を形成する工程と、
前記着色樹脂層上にフォトレジスト層を形成する工程と、
前記フォトレジスト層をパターニングして、前記高比率カラーフィルタのパターンに着色樹脂層を露出させる工程と、
前記フォトレジスト層のパターンから露出した着色樹脂層をドライエッチングする工程と、
前記高比率カラーフィルタ形成後、前記半導体基板上の高比率カラーフィルタとは異なる領域に前記高比率カラーフィルタ以外の低比率カラーフィルタを、現像液を用いたフォトリソグラフィ法により形成する工程と、
前記半導体基板上に前記高比率カラーフィルタ及び低比率カラーフィルタを被覆するように透明樹脂層をスピンコートして塗布する工程と、
前記透明樹脂層を熱硬化して、透明フィルタを含む平坦化層を形成する工程と、
前記光電変換素子上の平坦化層をドライエッチングしてマイクロレンズを形成する工程と
を備えたことを特徴とする撮像素子の製造方法。 A plurality of photoelectric conversion elements provided on a semiconductor substrate;
An image pickup device manufacturing method for manufacturing an image pickup device that is individually formed on the plurality of photoelectric conversion elements and includes a plurality of types of color filters and transparent filters having different color material content ratios,
Forming a colored resin layer to be a high ratio color filter having the highest color material content ratio among the color filters;
Forming a photoresist layer on the colored resin layer;
Patterning the photoresist layer to expose a colored resin layer in the pattern of the high-ratio color filter;
Dry etching the colored resin layer exposed from the pattern of the photoresist layer;
A step of forming a low ratio color filter other than the high ratio color filter in a region different from the high ratio color filter on the semiconductor substrate by photolithography using a developer after the high ratio color filter is formed;
Applying a transparent resin layer by spin coating so as to cover the high-ratio color filter and low-ratio color filter on the semiconductor substrate;
Thermosetting the transparent resin layer to form a planarization layer including a transparent filter;
And a step of dry-etching the planarizing layer on the photoelectric conversion element to form a microlens. 前記高比率カラーフィルタは、４００ｎｍ〜６００ｎｍの波長域で１０％以下の透過率を有し、７５０ｎｍ〜１１００ｎｍの波長域で９０％以上の透過率を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の撮像素子の製造方法。   The high ratio color filter has a transmittance of 10% or less in a wavelength region of 400 nm to 600 nm, and a transmittance of 90% or more in a wavelength region of 750 nm to 1100 nm. 5. A method for manufacturing an image pickup device according to any one of 4 above. 前記高比率カラーフィルタ及び低比率カラーフィルタは、４００ｎｍ〜６００ｎｍの波長域で１０％以下の透過率を示す第１波長域を有し、かつ、該第１波長域より長波長域であって４５０ｎｍ〜１１００ｎｍの波長域で９０％以上の透過率である波長域を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の撮像素子の製造方法。   The high-ratio color filter and the low-ratio color filter have a first wavelength range that exhibits a transmittance of 10% or less in a wavelength range of 400 nm to 600 nm, and are longer than the first wavelength range and have a wavelength range of 450 nm. 6. The method of manufacturing an image pickup device according to claim 1, wherein the image pickup device has a wavelength region having a transmittance of 90% or more in a wavelength region of ˜1100 nm. 前記高比率カラーフィルタ及び低比率カラーフィルタは、
光の黄成分を抽出するために用いられる黄フィルタと、
光の赤成分を抽出するために用いられる赤フィルタと、
可視光波長域において透過抑制特性を有し、可視光波長域より長波長側において透過特性を有する補正フィルタと
を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の撮像素子の製造方法。 The high ratio color filter and the low ratio color filter are:
A yellow filter used to extract the yellow component of light;
A red filter used to extract the red component of the light;
The correction filter which has a transmission suppression characteristic in a visible light wavelength range, and has a transmission characteristic in the long wavelength side from a visible light wavelength range is included, The any one of Claim 1 thru | or 6 characterized by the above-mentioned. Manufacturing method of imaging device. 前記透明フィルタは、４００ｎｍ〜１１００ｎｍの波長域で９０％以上の透過率を有することを特徴とする請求項２乃至請求項７のいずれか１項に記載の撮像素子の製造方法。   The method for manufacturing an image pickup device according to any one of claims 2 to 7, wherein the transparent filter has a transmittance of 90% or more in a wavelength range of 400 nm to 1100 nm. 前記透明フィルタは、４００ｎｍより短波長域で紫外線を吸収することを特徴とする請求項２乃至請求項８のいずれか１項に記載の撮像素子の製造方法。   The method for manufacturing an image pickup device according to claim 2, wherein the transparent filter absorbs ultraviolet rays in a wavelength region shorter than 400 nm.
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