JPS6394670A - 固体撮像素子及びその製造方法 - Google Patents

固体撮像素子及びその製造方法

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JPS6394670A
JPS6394670A JP61240507A JP24050786A JPS6394670A JP S6394670 A JPS6394670 A JP S6394670A JP 61240507 A JP61240507 A JP 61240507A JP 24050786 A JP24050786 A JP 24050786A JP S6394670 A JPS6394670 A JP S6394670A
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JP
Japan
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film
color
solid
region
pmma
Prior art date
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JP61240507A
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English (en)
Inventor
Akira Morishige
明 森重
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0216Coatings
    • H01L31/02161Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02162Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for filtering or shielding light, e.g. multicolour filters for photodetectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
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    • H01L21/02107Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02205Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being characterised by the precursor material for deposition
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 色彩画像を撮像する固体撮像素子とその製造方法との改
良である。
各色に対応する受光素子上に、その色の色素を含有する
PMMA −PGMA等の高分子化合物の膜を形成し、
この高分子化合物の膜をカラーフィルタとして機能させ
ることにした固体撮像素子と、固体撮像素子の各画素を
構成する受光素子のそれぞれの上にリフトオフ法、また
は、レジストのアッシングレートとPMMAのアッシン
グレートとの相違を利用するエツチング法を使用して色
素を含有するPMMA −PGMA等の高分子化合物の
膜を形成して固体撮像素子を製造する方法とである。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、色彩画像を撮像する固体撮像素子とその製造
方法との改良に関する。特に、固体撮像素子の解像度を
向上し、厚さを減少するとともに、固体撮像素子の製造
方法においては、毒性物質を使用する必要をなくし、製
造歩留りを向上する改良に関する。
(従来の技術〕 COD等を使用する固体撮像素子をもって色彩固体撮像
素子を実現するには、複数の受光素子をもって各画素を
構成しておき、その受光素子のそれぞれをもって、加色
混合方式または減色混合方式における三原色のそれぞれ
の画像を撮像することが必要である。
これを可能にするため、各画素の構成要素である複数の
受光素子のそれぞれにはカラーフィルタが設けられる必
要があるが、カラーフィルタ配置の例を、原色系と補色
系とについて、それぞれ、第1θ図と第11図とに図示
する0図において、Rは赤を、Gは緑を、Bは青を、Y
は黄を、Cはシアンを、Mはマジェンタを、それぞれ示
す。
ところで、従来、上記のカラーフィルタはCCD等の上
に貼り付けられるガラスフィルタをもって構成される場
合と、COD等の上に直接形成される染色されたゼラチ
ン膜をもって構成される場合とがあり、本発明は後者の
改良である。後者すなわち、COD等の上に直接ゼラチ
ン膜を形成しこれを染色してカラーフィルタを形成する
従来技術に係る固体撮像素子の製造方法について説明す
る。
第12図参照 COD$1上にPSGS簿膜を形成し、分離層としての
PMMA膜またはPGMAl193を形成し、選択され
た受光素子上に重クロム酸カリウムとゼラチン感材との
膜4を形成し、紫外線露光し、その後現像により目的の
パターン形成されたゼラチン膜4を選択された色に染色
し、再び分離層としてのPMMA膜またはPGMA膜3
を形成し、他の選択された受光素子上に重クロム酸カリ
ウムとゼラチン感材との膜4を形成し、紫外線露光し、
その後現像により目的のパターン形成されたゼラチン膜
4を他の選択された色に染色し、さらに、分離層として
のPMMA膜またはPGMA I’?23を形成し、第
3の選択された受光素子上に重クロム酸カリウムとゼラ
チン感材との膜4を形成し、紫外線露光し、その後現像
により目的のパターン形成されたゼラチンllI24を
第3の選択された色に染色し、その上に保護膜としての
PMMA膜またはPGMA膜3を形成していた。この例
は原色系にもとづき示されているが、補色系でも可能で
ある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
この従来技術に係る色彩固体撮像素子においては、カラ
ーフィルタとしてゼラチン膜を使用しているため解像限
界が5〜6終麿と低く、また。
分離層が必要であるからカラーフィルタの膜厚が全体と
して厚くなり色彩固体撮像素子の膜厚が全体として厚く
なるという欠点があった。
また、従来技術に係る固体撮像素子の製造方法において
は、発癌物質である重クロム酸カリウムを使用するため
、管理上特別な配慮を必要とする欠点があり、ゼラチン
膜の染色時に塵等が付着しやすく欠陥発生の原因となり
やすく製造歩留りが低下し、さらに、ゼラチンは250
℃程度の温度をもって分解するので400℃程度の温度
を必要とするガラス封止法等の使用が制限される簿の欠
点があった。
本発明の目的は、これらの欠点を解消することにあり、
解像度が高く、厚さが薄い色彩固体撮像素子と毒性物質
の使用を必要とせず、製造歩留りが高く、制限温度が高
くガラス封止法等の使用が制限されない固体撮像素子の
製造方法を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記の目的を達成するために本発明が採った第1の手段
は、各画素の構成要素である複数の受光素子のそれぞれ
の上に、色素があらかじめ添加されている高分子化合物
例えばPMMA。
PGMA等の膜を形成し、この色素を含有する高分子化
合物の膜をカラーフィルタとして機能させることにある
上記の色は、加色混合方式における三原色(赤、緑、青
)の組か、減色混合方式におけるE原色(黄、シアン、
マジェンタ)の組であることが望ましい。
受光素子はCODをもって構成していることが現実的で
ある。
上記の目的を達成するために本発明が採った第2の手段
は、各画素を構成する複数の受光素子のそれぞれの上に
、リフトオフ法を使用して、色素を含有しカラーフィル
タをなす高分子化合物の膜を、順次、形成して固体撮像
素子を製造する方法にある。
上記の目的を達成するために本発明が採った第3の手段
は、各画素を構成する複数の受光素子の上に、色素を含
有しカラーフィルタをなす高分子化合物の膜と二酸化シ
リコン等の中間層とレジスト膜との三重層を形成し、こ
の三重層を構成する二酸化シリコン等の中間層とレジス
ト膜とを、一部領域から除去し、露出した領域から色素
を含有しカラーフィルタをなす高分子化合物の膜をアッ
シングして除去する工程を、各色に対応する受光素子の
上に繰り返えして固体撮像素子を製造する方法にある。
〔作用〕
本発明の第1の手段は、PMMA、PGMA等の高分子
化合物が安定に色素を含有することができ、しかも、こ
れらの高分子化合物の膜はパターニングしやすい点に着
目して、染色されたゼラチン膜に代えて、色素を含む高
分子化合物の膜をカラーフィルタの要素として使用した
ものであり1本発明の第2の手段は、上記と同様の着想
にもとづき、重クロム酸ゼラチンの膜をパターニングし
てから染色する工程に代えて、あらかじめ色素を含有す
る高分子化合物の膜をリフトオフ法を使用してパターニ
ングする工程を使用するものであり、本発明の第3の手
段は、第2の手段の改良であり、二酸化シリコン、Pt
O2,ARC等の中間層とレジスト膜を重ねて使用する
多層レジスト法とレジストと高分子化合物とのアッシン
グ速度の差を利用するパターニング法との組み合わせを
利用し、高分子化合物膜をより均一にするものである。
〔実施例〕
以下、図面を参照しつ\、本発明の第2の手段と第3の
手段とに係る固体撮像素子の製造方法を説明し、本発明
に係る固体撮像素子の構成と特有の効果とをさらに説明
する。
l1j(第2の手段に対応) 第2図参照 CCD′:gl上にPSG膜等膜上2成し、レジスト膜
5を形成した後、第1の色(本例においてはシアン)の
カラーフィルタが形成される受光素子上の領域Aのみま
たはその反対の領域のみを露光し、領域Aのみからレジ
スト膜5を除去する。
この工程に対応する工程では、従来技術においては、ゼ
ラチン膜のパターニングがなされていたが、この実施例
の工程では、フォトリソグラフィー法を使用してなされ
るので、高精度のパターニングが可能である。
第1の色(本例においてはシアン)が添加されたPMM
Aを塗布して、シアン色のPMMA膜6を形成する。
第3図参照 リフトオフ法を使用してシアン色のPMMA膜6を望城
A上のみに残留する。すなわち、レジスト膜5を溶解し
て、シアン色のPMMAM6を領域A上のみに残留する
。その後、ベーキングをなしてシアン色のPMMAJI
Q6を硬化する。
第4図参照 レジスト膜7を形成した後、上記のシアン色のPMMA
膜6の領域Aと一方に隣接する領域Bまたはその反対領
域のみを露光し、上記の領域(上記のシアン色のPMM
A膜6の領域Aと一方に隣接する領域B)のみからレジ
スト膜7を除去する。
上記せる理由と同一の理由により、このパターニングも
高精度になしうる。
第2の色(本例においては黄)が添加されたPMMAを
塗布して、黄色のPMMAM8を形成する。
第5図参照 レジスト膜7を溶解(リフトオフ法)して、黄色のPM
MA膜8を領域A、B上のみに残留し、ベーキングをな
して黄色のPMMA膜8を硬化する。
領域Aは黄色とシアンとが重なるので緑色となる。その
結果、緑色・黄色や白色をもって構成される画素が形成
される。
第1a図参照 保護膜としての二酸化シリコン膜またはPLO3W29
を形成する。
以上の工程のおいては、毒性の重クロム酸カリウムは使
用されておらず管理玉有利であり、染色工程を含まない
ので欠陥発生の機会が少なく、カラーフィルタ材として
ゼラチンを使用しないので温度制限もない。
また、以上の工程をもって製造した色彩固体撮像素子の
カラーフィルタは色素を含有するPMMAであり、パタ
ーニングが正確になされており、色ずれやにじみがなく
、分離層が不必要なため、厚さが■くなっている。
l1j(第3の手段に対応) 第6図参照 CCD等l上に230111g等2を形成し、第1の色
(本例においてはシアン)が添加されたPMMAを塗布
して、シアン色のPMMA膜6を形成し、二酸化シリコ
ン、PLO3等の中間層10を形成し、その後、レジス
ト膜5を形成する。シアン層が形成されない領域Cのみ
からレジスト膜5と中間層10とを除去する。
この工程に対応する工程は、従来技術においては、ゼラ
チン膜のパターニングをなされていたが、この工程はフ
ォトリソグラフィー法を使用してなされるので、高精度
にパターニングが可能である。
第7図参照 酸素プラズマを使用してなすアッシングをなして、領域
C上からシアン色のPMMA膜6を除去し、使用済みの
レジスト膜5と中間層10とを除去し、ベーキングをな
してシアン色のPMMAII!6を硬化する。
第8図参照 7fS2の色(本例においては員)が添加されたPMM
Aを塗布して、黄色のPMMA膜8を形成し、二酸化シ
リコン、PLO3等の中間810を形成し、レジスト膜
5を形成する。黄色のψ域と緑色の領域(シアン上に黄
色が重ねられる領域)上のみに、レジスト膜5と中間層
lOとを残留して、その他の領域からレジストll95
と中間層10とを除去する。
第9図参照 酸素プラズマを使用してなすアッシングをなして、上記
黄色の領域と緑色の領域(シアン上に黄色が重ねられる
領域)上のみに黄色のPMMA膜8を残留し、ベーキン
グをなして黄色のPMMA膜8を硬化する。その結果、
緑色・黄色・白色・シアンを構成される画素が形成され
る。
第1b図参照 保護膜としての二酸化シリコン膜またはPLOS膜9を
形成する。
以上の工程においては、毒性の重クロム酸カリウムは使
用されておらず管理上有利であり、染色工程を含まない
ので欠陥発生の機会が少なく、カラーフィルタ材として
ゼラチンを使用しないので温度制限もない。
また、以上の工程をもって製造した色彩固体撮像素子の
カラーフィルタは色素を含有するPMMAであり、パタ
ーニングが正確になされており、色ずれやにじみがなく
、分離層が不必要なため、厚さが薄くなっている。第1
例に加えて、この第2例にあっては、製造工程において
中間層が使用されているので、平坦化がより容易である
以上の例のいづれも補色系をもって説明されているが、
原色系でも製造可能である。
〔発明の効果〕
以上説明せるとおり、本発明に係る色彩固体撮像素子に
は、色素を含有するPMMA、PGMA、シリコン樹脂
、エポキシ樹脂、ポリシロキサン樹脂、ポリメタクリル
酸エステル共重合体。
ポリメタクリアミド、ポリメチルイソプロペニルケトン
等の高分子化合物の膜がカラーフィルタとして使用され
ており、この高分子化合物の膜は高精度にパターニング
できるので、高い分解能を実現することができ、また1
色ずれやにじみもなく、画素を微細化することができ、
厚さも薄くできる。
また1本発明に係る色彩固体撮像素子の製造方法には、
発癌物質である重クロム酸カリウムが使用されていない
ので管理上有利であり、ゼラチンのようにパターン精度
を期待しえない材料でなく、高いパターン精度を期待し
うる高分子化合物をもってフォトリソグラフィー法を使
用してカラーパターンが形成されることとされているの
で、高解像度が実現し、製造工程中に染色の必要がない
ので欠陥発生のおそれが少なく、温度制限もない。
【図面の簡単な説明】
第1a図は、本発明の一実施例に係る固体撮像素子の断
面図である。 第1b図は、本発明の他の実施例に係る固体撮像素子の
断面図である。 第2〜5図は、本発明の一実施例に係る固体撮像素子の
製造方法の主要工程完了後の断面図である。 第6〜9図は、本発明の他の実施例に係る固体撮像素子
の製造方法の主要工程完了後の断面図である。 第10図は、原色系のカラーフィルタ配数例を示す図で
ある。 第11図は、補色系のカラーフィルタ配置例を示す図で
ある。 第12図は、従来技術に係る固体撮像素子の断面図であ
る。 l・・拳CCD、 2ΦΦ・PSGII12. 3争・・分離層(PGMA膜)、 4轡・・ゼラチン感材の膜、 5・・・レジスト膜、 6・拳Φシアン色のPMMAIt!、 70φ・レジスト膜、 8I111・黄色のPMMA、 9・・・保護膜(PuO3膜)、 10@命・中間Pf!!(二酸化シリコン、PuO2等
のl1r2)。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 [1]各画素は複数の受光素子をもって構成されてなり
    、前記複数の受光素子のそれぞれの上には、色素を含有
    しカラーフィルタをなす高分子化合物の膜が形成されて
    なることを特徴とする固体撮像素子。 [2]前記色素の色は、加色混合方式または減色混合方
    式における基本色であることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の固体撮像素子。 [3]前記複数の受光素子はチャージカプルドデバイス
    であることを特徴とする特許請求の範囲第1項または第
    2項記載の固体撮像素子。 [4]前記高分子化合物は、PMMA、PGMA、シリ
    コン樹脂、エポキシ樹脂、ポリシロキサン樹脂、ポリメ
    タクリル酸エステル共重合体、ポリメタクリアミド、ま
    たは、ポリメチルイソプロペニルケトンであることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項、第2項、または、第3
    項記載の固体撮像素子。 [5]各画素を構成する複数の受光素子のそれぞれの上
    に、リフトオフ法を使用して、色素を含有しカラーフィ
    ルタをなす高分子化合物の膜を、順次、形成することを
    特徴とする固体撮像素子の製造方法。 [6]各画素を構成する複数の受光素子の上に、色素を
    含有しカラーフィルタをなす高分子化合物の膜と二酸化
    シリコン等の中間層とレジスト膜との三重層を形成し、
    該三重層を構成する二酸化シリコン等の中間層とレジス
    ト膜とを、一部領域から除去し、該露出した領域から前
    記色素を含有しカラーフィルタをなす高分子化合物の膜
    をアッシングして除去する工程を、各色に対応する受光
    素子の上に繰り返すことを特徴とする固体撮像素子の製
    造方法。
JP61240507A 1986-10-09 1986-10-09 固体撮像素子及びその製造方法 Pending JPS6394670A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2655501A1 (fr) * 1989-12-02 1991-06-07 Samsung Electronics Co Ltd Filtre couleur et son procede de fabrication.

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61105506A (ja) * 1984-10-30 1986-05-23 Canon Inc カラ−フイルタ−の製造方法

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