TWI397175B - 固體攝像裝置、攝相機、電子機器、及固體攝像裝置之製造方法 - Google Patents

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Description

固體攝像裝置、攝相機、電子機器、及固體攝像裝置之製造方法
本發明係有關於固體攝像裝置、攝相機、電子機器、及固體攝像裝置之製造方法。
數位視訊攝影機、數位靜態相機等之攝相機,係含有固體攝像裝置。例如,作為固體攝像裝置,係有CCD(Charge Coupled Device)型影像感測器。
例如,CCD型影像感測器中,複數像素被在水平方向和垂直方向上配置成矩陣狀的攝像領域,是被設在基板的面。該攝像領域中,將被攝體像的光線加以受光而生成訊號電荷用的光電轉換部,是以對應於複數像素的方式而被複數形成。例如,光二極體係被形成來作為該光電轉換部。在光電轉換部的上方,設有微透鏡,而被構成為,透過該微透鏡而入射的光是被光電轉換部所受光。
然後,在攝像領域中在垂直方向上排列的複數光電轉換部的列之間,設有垂直傳輸暫存器部。垂直傳輸暫存器部,係對垂直傳輸通道領域隔著閘極絕緣膜而面對地設置複數傳輸電極,藉由電荷讀出部而被從光電轉換部中所讀出之訊號電荷,是往垂直方向傳輸。然後,藉由該垂直傳輸暫存器部而每1水平掃描線(1行像素)地所被傳輸的訊號電荷,是被水平傳輸暫存器部逐次往水平方向傳輸,由輸出部加以輸出之構成(例如參照專利文獻1)。
又,為了防止漏光(smear)等不良情形的發生,在攝像領域中係設置有金屬遮光膜,以將入射至垂直傳輸暫存器部的光予以遮光。
於上記的固體攝像裝置中,有時會產生一種被稱作曜光(flare)或鬼影(ghost)的假訊號。例如,藉由金屬遮光膜等之反射膜,入射光會被亂反射,而入射至光電轉換部時,就會產生假訊號。
為了防止該假訊號的產生,而提出了在金屬遮光膜的上方,再設置了一種稱作OCB(On Chip Black)的黑色之彩色光阻圖案層,當作遮光膜(例如參照專利文獻2、專利文獻3)。
又,在上記光電轉換部的上方,設有彩色濾光片,而構成為,被該彩色濾光片所著色的光,是被光電轉換部所受光。彩色濾光片係例如含有3原色的著色層,3原色的著色層係以Bayer排列的方式而被排列。又,在彩色濾光片的上方,設有微透鏡,而構成為,被該微透鏡所聚光的光,是透過彩色濾光片,入射至光電轉換部(例如參照專利文獻1)。
除此之外,還有提出在光電轉換部和微透鏡之間,配置層內透鏡。層內透鏡,係為了有效將透過On Chip Lenz所入射的光,照射至光電轉換部,而被設置(例如參照專利文獻2、專利文獻3)。
又,在上記的固體攝像裝置中,為了將入射光中的可見光以外的紅外線加以遮斷,而設有紅外線截斷濾光片。
紅外線截斷濾光片,係大致分成彩色玻璃濾鏡等之光吸收型、和使用無機干涉多層膜的光反射型。
圖2係紅外線截斷濾光片的分光穿透特性之圖示。於圖2中,虛線係表示光吸收型的情形,實線係表示光反射型的情形。
如圖2的虛線所示,在光吸收型的情形中,係吸收紅外線,藉此而截斷紅外線,但對於該紅外線所對應之截斷波長範圍以外之波長範圍的光,仍會吸收甚多。相對於此,如圖2的實線所示,在使用了無機干涉多層膜的光反射型中,截斷波長範圍以外之波長範圍的光,是幾乎不會穿透。具體而言,相較於光吸收型,光反射型的紅色成分的光是較多地透過。
因此,在固體攝像裝置中,為了提升感度,使用無機干涉多層膜的光反射型紅外線截斷濾光片,是可被理想適用(例如參照專利文獻4)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2002-359363號公報
[專利文獻2]日本特開2007-324481號公報
[專利文獻3]日本特開2004-356503號公報
[專利文獻1]日本特開2001-267543號公報
[專利文獻2]日本特開2004-304148號公報
[專利文獻3]日本特開平11-103037號公報
[專利文獻4]日本特開2005-109196號公報
然而,在上記中,會因為線寬的參差之發生等,導致OCB膜難以形成所望形狀之情形。因此,有可能會因為此種OCB膜,導致入射至光電轉換部的光被散亂,導致攝像影像的影像品質降低。
圖1係固體攝像裝置1J的要部剖面圖。
如圖1所示,在固體攝像裝置1J中,OCB膜43J是被圖案加工成順錐狀之情形。
這是因為,將含有黑色色素的負片型光阻膜進行圖案加工成OCB膜43J的曝光處理的實施之際,有時候曝光光線會被位於其下層的金屬遮光膜41J所反射。因此,圖案加工成順錐狀的情況下,在OCB膜43J中有時會發生線寬的參差,所以如上記的不良情況有時候會明顯化。
如此,因為難以將OCB膜43J這類光阻圖案層形成為所望的圖案,所以有時會發生影像品質的降低。
因此,本發明係提供一種,可將光阻圖案層形成為所望的圖案,並且可提升影像品質的固體攝像裝置、攝相機、及其製造方法。
固體攝像裝置,係被要求了胞格尺寸(像素尺寸)的微細化。因此,當胞格尺寸微細化時,隨著顏色而輸出(分光輸出)會有所不同,而會有彩色攝像影像的影像品質降低之情形。
圖3係圖示了,針對入射至固體攝像裝置的平行光,透過微透鏡、彩色濾光片、層內透鏡而傳達的樣子,實施波動模擬的結果圖。於圖3中,(a)係為綠色光的情形,(b)係為紅色光的情形。圖3中,越明亮表示光的強度越高。
如圖3所示,在微細之胞格尺寸的固體攝像裝置中,長波長的紅色光(圖3(b)),係比波長短於紅色光的綠色光(圖3(a)),容易受到繞射或散射的影響。因此,紅色光係比綠色光更難以確實聚光在光二極體的受光面,而有感度特性劣化之情形。這對於藍色光而言,因此是比紅色光更短波長,所以可說是同樣會如此。
為了改善該不良情形,考慮將上述的層內透鏡之構造,作適宜地調整而設置。
圖4係表示,於固體攝像裝置中的分光輸出。於圖4中係圖示了,紅色成分的輸出Vr、綠色成分之分光輸出Vg、藍色成分之分光輸出Vb。
此處,各色的像素係分別設置同一形狀的層內透鏡,可提升紅色的分光輸出Vr。然而,如圖4所示,紅色成分的輸出Vr,相較於其他顏色的分光輸出Vg、Vb,是顯著較高。
此情況下,於相機系統中,必須要進行調整以取得白平衡,但如上述當紅色感度顯著較高時,該調整會有困難。因此,會有攝像影像的影像品質降低的情形。
又,起因於上述使用無機干涉多層膜之光反射型的紅外線截斷濾光片,有時候會在彩色攝像影像中發生鬼影,導致影像品質降低。具體而言,透過各部的入射光會反射,而回到光反射型的紅外線截斷濾光片時,有時候該光線會再度被紅外線截斷濾光片反射,入射至別的像素,因此會在攝像影像中產生鬼影。
尤其是,3原色的著色光當中,波長較長的紅色光是與其他著色光不同,會被光反射型的紅外線截斷濾光片所反射,因此該不良情形的發生會顯在化。
又,至於紅色光以外的綠色光或藍色光,也有時候會被紅外線截斷濾光片以外的構件所反射,入射至別的像素,因此同樣會有在攝像影像中產生鬼影之情形。
如此,在固體攝像元件、及含固體攝像元件的攝相機等之電子機器中,隨著像素的微細化,有時會有攝像影像的影像品質降低之情形。
因此,本發明係提供一種,可提升攝像影像之影像品質的固體攝像裝置、電子機器、固體攝像裝置之製造方法。
本發明之固體攝像裝置之製造方法,係具有:固體攝像裝置製造工程,係製造固體攝像裝置,其係為,將光線於受光面進行受光以生成訊號電荷的光電轉換部,是被設置在基板上;前記固體攝像裝置製造工程係含有:金屬遮光膜形成工程,係於前記基板之上方,在前記受光面所對應之領域以外的領域,形成金屬遮光膜;和光反射膜形成工程,係在前記金屬遮光膜的上方,形成用來反射光線的光反射膜;和光阻圖案層形成工程,係針對被成膜在前記光反射膜之上方的負片型光阻膜,實施曝光處理後,實施現像處理,以從前記光阻膜來形成光阻圖案層;於前記光反射膜形成工程中,係形成前記光反射膜,以使得:前記光反射膜是含有對應於前記光阻圖案層之圖案形狀的形狀,並在前記光阻圖案層形成工程中的前記曝光處理之實施時,會使曝光光線反射至前記光阻膜。
本發明之攝相機之製造方法,係具有:固體攝像裝置製造工程,係製造固體攝像裝置,其係為,將光線於受光面進行受光以生成訊號電荷的光電轉換部,是被設置在基板上;前記固體攝像裝置製造工程係含有:金屬遮光膜形成工程,係於前記基板之上方,在前記受光面所對應之領域以外的領域,形成金屬遮光膜;和光反射膜形成工程,係在前記金屬遮光膜的上方,形成用來反射光線的光反射膜;和光阻圖案層形成工程,係針對被成膜在前記光反射膜之上方的負片型光阻膜,實施曝光處理後,實施現像處理,以從前記光阻膜來形成光阻圖案層;於前記光反射膜形成工程中,係形成前記光反射膜,以使得:前記光反射膜是含有對應於前記光阻圖案層之圖案形狀的形狀,並在前記光阻圖案層形成工程中的前記曝光處理之實施時,會使曝光光線反射至前記光阻膜。
本發明之固體攝像裝置,係含有:光電轉換部,係被設在基板,以受光面將光線予以受光而生成訊號電荷;和金屬遮光膜,係被形成在前記基板之上方而在前記受光面所對應之領域以外的領域;和光反射膜,係被形成在前記金屬遮光膜的上方;和光阻圖案層,係被形成在前記光反射膜的上方;前記光阻圖案層,係藉由針對被成膜在前記光反射膜之上方的負片型光阻膜,實施曝光處理後,實施現像處理,而被形成;前記光反射膜係含有對應於前記光阻圖案層之圖案形狀的形狀,並且是被形成為,在前記曝光處理的實施時,該當光反射膜會使曝光光線反射至前記光阻膜。
本發明之攝相機,係含有:光電轉換部,係被設在基板,以受光面將光線予以受光而生成訊號電荷;和金屬遮光膜,係被形成在前記基板之上方而在前記受光面所對應之領域以外的領域;和光反射膜,係被形成在前記金屬遮光膜的上方;和光阻圖案層,係被形成在前記光反射膜的上方;前記光阻圖案層,係藉由針對被成膜在前記光反射膜之上方的負片型光阻膜,實施曝光處理後,實施現像處理,而被形成;前記光反射膜係含有對應於前記光阻圖案層之圖案形狀的形狀,並且是被形成為,在前記曝光處理的實施時,該當光反射膜會使曝光光線反射至前記光阻膜。
於本發明中,係形成光反射膜,使其含有對應於所形成之光阻圖案層之圖案形狀的形狀。在光阻圖案層形成工程中的曝光處理實施之際,曝光光線係藉由光反射膜而被反射至負片型光阻膜。因此,在顯影處理後,光阻圖案層就會形成所望之圖案。
本發明之固體攝像裝置,係具有:光電轉換部,係被設在基板的攝像領域中,以受光面將入射光予以受光而生成訊號電荷;和彩色濾光片,係於前記基板的攝像領域中被設在前記受光面的上方,被構成為,將前記入射光予以著色而透射至前記受光面;前記彩色濾光片,係含有黑色色素。
本發明之固體攝像裝置,係具有:光電轉換部,係被設在基板的攝像領域中,以受光面將入射光予以受光而生成訊號電荷;和彩色濾光片,係被設在前記基板的攝像領域中,被構成為,將前記入射光予以著色而透射至前記受光面;和黑色色素含有層,係被設在前記基板的攝像領域中,含有黑色色素;前記黑色色素含有層係被設在前記受光面的上方,且被構成為,讓前記入射光往前記受光面透射。
本發明之電子機器,係具有:光電轉換部,係被設在基板的攝像領域中,以受光面將入射光予以受光而生成訊號電荷;和彩色濾光片,係於前記基板的攝像領域中被設在前記受光面的上方,被構成為,將前記入射光予以著色而透射至前記受光面;前記彩色濾光片,係含有黑色色素。
本發明之電子機器,係具有:光電轉換部,係被設在基板的攝像領域中,以受光面將入射光予以受光而生成訊號電荷;和彩色濾光片,係於前記基板的攝像領域中被設在前記受光面的上方,被構成為,將前記入射光予以著色而透射至前記受光面;前記彩色濾光片,係與前記受光面之間,設置有含有黑色色素的黑色色素含有層。
本發明之固體攝像裝置之製造方法,係具有:光電轉換部形成工程,係將以受光面將入射光予以受光而生成訊號電荷用的光電轉換部,設置在基板的攝像領域中;和彩色濾光片形成工程,係將用以把前記入射光予以著色而往前記受光面透射用的彩色濾光片,設在在前記基板的攝像領域中的前記受光面的上方;於前記彩色濾光片形成工程中,係以含有黑色色素的方式,來形成前記彩色濾光片。
本發明之固體攝像裝置之製造方法,係具有:光電轉換部形成工程,係將以受光面將入射光予以受光而生成訊號電荷用的光電轉換部,設置在基板的攝像領域中;和彩色濾光片形成工程,係將用以把前記入射光予以著色而往前記受光面透射用的彩色濾光片,設在在前記基板的攝像領域中的前記受光面的上方;和黑色色素含有層形成工程,係在前記受光面的上方,形成含有黑色色素的黑色色素含有層。
於本發明中,是在受光面的上方設置含黑色色素的層,以調整入射至受光面的光量。
若依據本發明,則可提供一種,可將光阻圖案層形成為所望的圖案,並且可提升影像品質的固體攝像裝置、攝相機、及其製造方法。
若依據本發明,則可提供一種,可提升攝像影像之影像品質的固體攝像裝置、電子機器、固體攝像裝置之製造方法。
以下,參照圖面來說明本發明的實施形態。
此外,說明是按照以下順序來進行。
1.實施形態1
2.實施形態2(有設置曝光光線吸收膜之情形)
3.實施形態3(在光反射膜上直接設置OCB膜之情形)
4.其他
<1.實施形態1> [裝置構成] (1)全體構成
圖5係本發明所述之實施形態1中,固體攝像裝置1的全體構造之概略的平面圖。
1,1b,1c係固體攝像裝置、21係光二極體、22係電荷讀出通道領域、23係電荷傳輸通道領域、24係通道截止領域、31係第1傳輸電極、32係第2傳輸電極、41係金屬遮光膜、42係光反射膜、43係OCB膜、45係層內透鏡、51係曝光光線吸收層、151係彩色濾光片、151B,151Bc係藍色濾光片層、151G,151Gc係綠色濾光片層、151K係黑色色素含有層、151R,151Rb係紅色濾光片層、61係微透鏡、101係基板、200係相機、201係光學系、202係紅外線截斷濾光片、203係驅動電路、204係訊號處理電路、FT係平坦化膜、Gx係閘極絕緣膜、H係曝光光線、HT係水平傳輸暫存器部、JA係受光領域、JS係受光面、KK係開口、OUT係輸出部、P係光電轉換部、PA係攝像領域、PM係光罩、PR係光阻膜、RO係電荷讀出部、SB係遮光部、SS係元件分離部、VT係垂直傳輸暫存器部、HT1係平坦化膜、HT2係平坦化膜、JS係受光面、PA係攝像領域、Sz係絕緣膜。
如圖5所示,固體攝像裝置1係例如為交錯線方式的CCD型影像感測器,係於攝像領域PA中進行攝像。
該攝像領域PA中,係如圖5所示,形成有光電轉換部P、電荷讀出部RO、垂直傳輸暫存器部VT。
光電轉換部P,係如圖5所示,是在攝像領域PA中複數設置,分別於水平方向x和垂直方向y上,排列成矩陣狀而配置。然後,在該複數光電轉換部P的周圍,為了使各光電轉換部P之間作分離,而設置有元件分離部SS。然後,光電轉換部P係被構成為,於受光領域JA中,將被攝體像的光予以受光而進行光電轉換,以生成訊號電荷。
電荷讀出部RO是被構成為,如圖5所示,於攝像領域PA中,對應於複數光電轉換部P而複數設置,並將該光電轉換部P所生成的訊號電荷,讀出至垂直傳輸暫存器部VT。
垂直傳輸暫存器部VT,係如圖5所示,於攝像領域PA中,對應於垂直方向y上排列之複數光電轉換部P,而在垂直方向y上延展。又,垂直傳輸暫存器部VT係被配置在,在垂直方向y上複數排列之光電轉換部P的列之間。垂直傳輸暫存器部VT,係在攝像領域PA中被複數設置,複數垂直傳輸暫存器部VT,係對應於在水平方向x上排列之複數光電轉換部P的每一者,而排列在水平方向x上。該垂直傳輸暫存器部VT,係為所謂的垂直傳輸CCD,係透過電荷讀出部RO,從光電轉換部P讀出訊號電荷,並將該訊號電荷往垂直方向y依序傳輸。關於細節將於後述,但垂直傳輸暫存器部VT,係有複數傳輸電極(未圖示)在垂直方向y上排列設置,對該垂直方向上排列的傳輸電極,依序供給例如4相的驅動脈衝訊號,藉此而實施該訊號電荷的傳輸。
遮光部SB,係如圖5所示,於攝像領域PA中,以覆蓋住攝像領域PA全體的方式而被設置,但光電轉換部P的受光領域JA所對應之部分,係設有開口KK。此外,關於遮光部SB,係為了圖示上的方便,在圖5中係用虛線表示。
然後,在攝像領域PA的下端部中,如圖5所示,配置有水平傳輸暫存器部HT。該水平傳輸暫存器部HT,係朝水平方向x延展,複數垂直傳輸暫存器部VT之每一者,係將已經往垂直方向y傳輸的訊號電荷,逐次朝水平方向x加以傳輸。亦即,水平傳輸暫存器部HT,係為所謂的水平傳輸CCD,是藉由例如2相的驅動脈衝訊號而被驅動,會實施每1水平掃描線(1行像素)被傳輸來的訊號電荷之傳輸。
然後,如圖5所示,在水平傳輸暫存器部HT的左端部,係形成有輸出部OUT,該輸出部OUT,係藉由水平傳輸暫存器部HT,將水平傳輸過來的訊號電荷轉換成電壓,成為類比影像訊號而輸出。
(2)詳細構成
說明上記固體攝像裝置1的詳細構成。
圖6、圖7係本發明所述之實施形態1中,固體攝像裝置1之要部的圖示。此處,圖6和圖7係分別表示主要部之剖面。圖6係圖5的X1-X2部分的放大圖示,圖7係圖5的Y1-Y2部分的放大圖示。
固體攝像裝置1,係如圖6及圖7所示,含有基板101。基板101係例如是n型的矽半導體基板,在基板101的內部,係設置有光二極體21、電荷讀出通道領域22、電荷傳輸通道領域23、通道截止領域24。
然後,在基板101的表面中,如圖6及圖7所示,設置有第1傳輸電極31、第2傳輸電極32、金屬遮光膜41、光反射膜42、OCB膜43。
依序說明構成固體攝像裝置1的各部。
光二極體21,係如圖6、圖7所示,是以對應於光電轉換部P的方式,被設置在基板101。該光二極體21係被構成為,如圖6、圖7所示,將光以受光面JS進行受光,進行光電轉換以生成訊號電荷。
具體而言,光二極體21,係於基板101之內部,被設在位於表面側的部分。雖然圖示省略,但光二極體21,係例如在形成在基板101內的p型半導體阱領域(p)(未圖示)上,依序形成n型半導體領域(n)(未圖示)和p型半導體領域(p+)(未圖示),而被構成。
此處,n型半導體領域(n),係作為訊號電荷累積領域而發揮機能。然後,p型半導體領域(p+),係作為電洞累積領域而發揮機能,是被構成為,用來在屬於訊號電荷累積領域的n型半導體領域(n)中抑制暗電流的產生。
此外,在光二極體21上,係還隔著層間絕緣膜Sz2,Sz3而設置有平坦化膜FT,雖然圖示省略,但在該平坦化膜FT上,係配置有彩色濾光片(未圖示)和微透鏡(未圖示)。因此,光二極體21係將依序透過微透鏡(未圖示)和彩色濾光片(未圖示)而入射的光,於受光面JS上進行受光。
電荷讀出通道領域22,係如圖6所示,是對應於電荷讀出部RO而被設置,是被構成為,將光二極體21中所生成的訊號電荷予以讀出。
具體而言,電荷讀出通道領域22,係如圖6所示,在位於基板101之內部表面側的部分,相鄰於光二極體21而被設置。
此處,電荷讀出通道領域22,係於水平方向x上,被配置在光二極體21的左側。例如,電荷讀出通道領域22,係以p型半導體領域而被構成。
電荷傳輸通道領域23,係如圖6所示,是對應於垂直傳輸暫存器部VT而設置,是被構成為,將已被電荷讀出部RO從光二極體21所讀出之訊號電荷,以電荷傳輸通道領域23加以傳輸。
具體而言,電荷傳輸通道領域23,係如圖6所示,在位於基板101之內部表面側的部分,相鄰於電荷讀出通道領域22而設置。
此處,電荷傳輸通道領域23,係於水平方向x上,被配置在電荷讀出通道領域22的左側。例如,電荷傳輸通道領域23,係藉由在基板101內部的p型半導體阱領域(p)(未圖示)上,設置n型半導體領域(n)(未圖示)而被構成。
通道截止領域24,係如圖6及圖7所示,是以對應於光電轉換部SS的方式而被設置。
具體而言,通道截止領域24,係如圖6及圖7所示,被設置在位於基板101之內部表面側的部分。
此處,通道截止領域24,係於水平方向x上,如圖6所示,位在電荷讀出通道領域22的左側,且介隔在電荷讀出通道領域22、和配置在相鄰列的光二極體21之間而設置。然後,於垂直方向y上,如圖7所示,通道截止領域24係被設置在,在垂直方向y上排列的2個光二極體21之間。
該通道截止領域24,係例如,在基板101內部的p型半導體阱領域(p)(未圖示)上,設置p型半導體領域(p+)(未圖示)而被構成,係形成電位障壁以防止訊號電位的進出。
第1傳輸電極31、第2傳輸電極32係分別如圖6及圖7所示,在基板101的表面,隔著閘極絕緣膜Gx而面對設置。第1傳輸電極31、第2傳輸電極32係均由導電性材料所形成。例如,第1傳輸電極31、第2傳輸電極32係分別使用多晶矽等之導電材料所構成,例如被設置在,由矽氧化膜所形成的閘極絕緣膜Gx上。
雖然圖示省略,但第1傳輸電極31、第2傳輸電極32係分別在基板101的上面,含有朝x方向延展的部分,且於垂直方向y上複數交互排列配置。
此處,如圖6所示,於x方向上排列的像素之間,例如,僅設置第1傳輸電極31。然後,如圖7所示,於y方向上排列的像素之間,例如,在第2傳輸電極32上,第1傳輸電極31是隔著絕緣膜Sz1而層積般地設置。
金屬遮光膜41,係如圖6所示,在基板101的表面上,被形成在電荷讀出通道領域22及電荷傳輸通道領域23之上方,係將入射至電荷讀出通道領域22及電荷傳輸通道領域23的光,予以遮光。又,金屬遮光膜41,係如圖6及圖7所示,以覆蓋第1傳輸電極31和第2傳輸電極32之至少一方的方式而被設置。
此處,金屬遮光膜41係被形成在,於基板101之上方,受光面JS對應領域以外的領域。金屬遮光膜41,係均由會將光線予以遮光的遮光材料所形成。例如,金屬遮光膜41係使用鎢、鋁等金屬材料所形成。
此外,藉由金屬遮光膜41,構成了圖5所示的遮光部SB。
光反射膜42,係如圖6及圖7所示,是在基板101的表面上,被形成在金屬遮光膜41之上方。該光反射膜42,係對應於OCB膜43的圖案形狀而被形成。
關於細節將於後述,但光反射膜42,係在從含有黑色色素之負片型光阻膜(未圖示)進行圖案加工成OCB膜43的曝光處理之實施時,被形成為會使曝光光線反射至光阻膜。例如,金屬遮光膜41係使用鎢、鋁等金屬材料所形成。
OCB膜43,係為黑色的彩色光阻圖案層,如圖6及圖7所示,是被形成在光反射膜42的上方。
細節雖然於後述,但該OCB膜43,係藉由針對被成膜在光反射膜42之上方的負片型光阻膜(未圖示),實施曝光處理後,實施顯影處理,而被形成。
(3)相機
圖8係本發明所述之實施形態1中,相機200之構成的構成圖。
如圖8所示,相機200,係含有上述的固體攝像裝置1以外,還具有光學系201、驅動電路203、訊號處理電路204。
光學系201,係例如含有光學透鏡,係使被攝體像被成像至固體攝像裝置1的攝像面。
驅動電路203,係將各種驅動訊號,輸出至固體攝像裝置1和訊號處理電路204,以驅動固體攝像裝置1和訊號處理電路204。
訊號處理電路204,係針對從固體攝像裝置1所輸出的原始資料(Raw Data),實施訊號處理,以生成關於被攝體像的數位影像。
[製造方法]
以下說明,製造上記固體攝像裝置1的製造方法。
圖9~圖14係本發明所述之實施形態1中,固體攝像裝置1之製造方法之各工程中所被設置之要部的圖示。
此處,圖9、圖11、圖13,係和圖6同樣地,是圖5的X1-X2部分的對應部分之放大的剖面圖。然後,圖10、圖12、圖14,係和圖3同樣地,是圖5的Y1-Y2部分的對應部分之放大的剖面圖。
(1)光反射膜42之形成
首先,如圖9和圖10所示,形成光反射膜42。
此處,在早於光反射膜42的形成之前,如圖9及圖10所示,將光二極體21、電荷讀出通道領域22、電荷傳輸通道領域23、通道截止領域24,設在基板101。例如,使用離子佈植法,將雜質導入至基板101,以形成各部。其後,例如,藉由熱氧化法,在基板101的全面設置矽氧化膜,以形成閘極絕緣膜Gx。
然後,如圖9及圖10所示,將第1傳輸電極31、和第2傳輸電極32,形成在基板101的表面上。具體而言,是在基板101的表面,隔著閘極絕緣膜Gx而面對的方式,以導電性材料來形成第1傳輸電極31、第2傳輸電極32。例如,將以CVD法將多晶矽膜(未圖示)成膜後,藉由光微影技術,將該多晶矽膜進行圖案加工,以形成第1傳輸電極31和第2傳輸電極32。
然後,如圖9及圖10所示,將金屬遮光膜41,設在基板101的表面上。具體而言,在第1傳輸電極31和第2傳輸電極32之至少一方的上方,在受光面JS對應領域以外的領域,形成金屬遮光膜41。例如,藉由濺鍍法,將鎢膜予以成膜後,將該鎢膜藉由光微影技術而進行圖案加工,以形成金屬遮光膜41。其後,以覆蓋住金屬遮光膜41的方式,用會讓光線穿透的穿透材料,形成層間絕緣膜Sz2。
在如上記形成各部後,如圖9及圖10所示,實施光反射膜42的形成。
此處,係於基板101的表面上,以位於金屬遮光膜41之上方的方式,形成光反射膜42。
於本實施形態中,是以對應於在本工程之後所實施的工程中所形成的OCB膜43的圖案形狀,來形成光反射膜42。然後,在後面的工程中,在從含有黑色色素之負片型光阻膜(未圖示)進行圖案加工成OCB膜43的曝光處理之實施時,以使得該曝光光線會反射至光阻膜的方式,形成光反射膜42。
在該光反射膜42的形成時,是以使得上述曝光處理實施時所使用的紫外線等之非可見光,能夠以高於可見光的比率而被反射的方式,來形成光反射膜42,較為理想。
例如,藉由濺鍍法,將鎢膜予以成膜後,將該鎢膜藉由光微影技術而進行圖案加工,以形成光反射膜42。
例如,使得膜厚係為50nm~200nm,而形成該光反射膜42。
(2)光阻膜PR之形成
接著,如圖11和圖12所示,形成光阻膜PR。
此處,係如圖11及圖12所示,是以將覆蓋光反射膜42而以透光材料所形成之層間絕緣膜Sz3的表面加以覆蓋的方式,形成光阻膜PR。
於本實施形態中,是將含有黑色色素和負片型光阻樹脂的塗佈液,塗佈在層間絕緣膜Sz3之表面,以形成光阻膜PR。
(3)曝光處理的實施
接著,如圖13和圖14所示,實施曝光處理。
此處,如圖13和圖14所示,是使用了,曝光光線H所穿透的透光口是對應於上述OCB膜43(參照圖6、圖7)的圖案形狀的方式而被形成,為遮罩圖案的光罩PM,來實施該曝光處理。亦即,在光阻膜PR中形成OCB膜43的部分,照射曝光光線。例如,使用紫外線來作為曝光光線。此外,在圖13、圖14中,於光罩PM中將曝光光線予以遮光的部分,是以黑色表示。
(4)OCB膜43之形成
接著,如圖6和圖7所示,形成OCB膜43。
此處,係如圖6及圖7所示,在光反射膜42的上方,形成OCB膜43。
具體而言,藉由針對如上記實施曝光處理過的光阻膜PR,實施顯影處理,以從光阻膜PR形成OCB膜43。亦即,藉由顯影處理的實施,將光阻膜PR中未被照射曝光光線的部分加以去除,以形成OCB膜43。
然後,將平坦化膜FT形成在基板101之表面後,設置其他的部分,就完成了固體攝像裝置1。
[總結]
如以上,在本實施形態中,係於光阻膜PR,在OCB膜43形成部分的下方,設置有光反射膜42。在上記的曝光處理實施時,被位於光阻膜PR下方之金屬遮光膜41所反射的曝光光線,係被光反射膜42的下面所遮光(參照圖13、圖14)。
因此,可防止被形成為如圖19所示的順錐狀的OCB膜43。
又,在本實施形態中,係如上述,光反射膜42是對應於OCB膜43的圖案形狀而被形成。從光阻膜PR之上方所入射的曝光光線,係被光反射膜42的上面所反射(參照圖13、圖14)。
因此,可減少曝光量,因此可抑制金屬遮光膜41所造成的曝光光線之反射所致之不良情形的發生。
因此,本實施形態,係可將OCB膜43以所望線寬的圖案來加以形成,可防止攝像之際所入射之光線發生散亂。
因此,本實施形態,係可將像是OCB膜43的光阻圖案層,形成為所望的圖案,因此可提升攝像影像的影像品質。
<2.實施形態2> [裝置構成等]
圖15、圖16係本發明所述之實施形態2中,固體攝像裝置1b之要部的圖示。
此處,圖15和圖16係分別表示主要部之剖面。圖15係相當於圖5的X1-X2部分的部分放大圖示,圖16係相當於圖5的Y1-Y2部分的部分放大圖示。
如圖15、圖16所示,在本實施形態中,固體攝像裝置1b係被形成有曝光光線吸收層51。除了這點以及其關連的點以外,本實施形態係和實施形態1同樣。因此,關於重複部分則是省略記載。
曝光光線吸收層51,係如圖15、圖16所示,是在基板101的上方,介隔在金屬遮光膜41與光反射膜42之間而被設置。亦即,雖然省略圖示,但曝光光線吸收層51的形成,係在金屬遮光膜41的形成實施之後,且在光反射膜42的形成實施之前,會被實施。
該曝光光線吸收層51,係被形成用來吸收,上述OCB膜43形成時的曝光處理之實施中所使用的曝光光線。例如,有TiO粒子分散其中的聚醯亞胺膜,是被形成來作為曝光光線吸收層51。本實施形態中,曝光光線吸收層51係也是在基板101的上方,以覆蓋著受光面JS對應領域的方式,而被形成。
然後,以覆蓋該曝光光線吸收層51的方式設置層間絕緣膜Sz,在該層間絕緣膜Sz上,和實施形態1同樣地,形成光反射膜42等之各部。
[總結]
如以上,於本實施形態中,曝光光線吸收層51是以介隔在金屬遮光膜41和光反射膜42之間的方式而被設置。將光阻膜PR予以圖案加工成OCB膜43所需的曝光處理之實施中,曝光光線,係在光阻膜PR的下方,被曝光光線吸收層51所吸收。
因此,因為可以抑制曝光光線入射至金屬遮光膜41側,所以可理想防止形成順錐形狀的OCB膜43。
因此,本實施形態,係可將像是OCB膜43的光阻圖案層,形成為所望的圖案,因此可提升攝像影像的影像品質。
<3.實施形態3> [裝置構成等]
圖17、圖18係本發明所述之實施形態3中,固體攝像裝置1c之要部的圖示。
此處,圖17和圖18係分別表示主要部之剖面。圖17係相當於圖5的X1-X2部分的部分放大圖示,圖18係相當於圖5的Y1-Y2部分的部分放大圖示。
如圖17、圖18所示,在本實施形態中,固體攝像裝置1c係在光反射膜42和OCB膜43之間,未形成有層間絕緣膜Sz3。除了這點以及其關連的點以外,本實施形態係和實施形態1同樣。因此,關於重複部分則是省略記載。
如圖17、圖18所示,OCB膜43,係以直接接觸於光反射膜42之上面的方式而被形成。
亦即,雖然圖示省略,但被圖案加工成OCB膜43的光阻膜(未圖示)的形成時,是以直接接觸於光反射膜42的方式,而將負片型光阻膜予以成膜。然後,和實施形態1的情況同樣地,跟對該光阻膜依序實施曝光處理和顯影處理,以形成OCB膜43。
[總結]
如以上,在本實施形態中,係將OCB膜43以直接接觸於光反射膜42之上面的方式而形成。從被圖案加工成OCB膜43的光阻膜(未圖示)的上方所入射的曝光光線,係藉由光反射膜42的上面,沒有其他膜介隔存在地,直接被反射。
因此,本實施形態,係藉由位於其下方的金屬遮光膜41,就可有效抑制因為曝光光線反射所造成的不良情形。
因此,本實施形態,係可將像是OCB膜43的光阻圖案層,形成為所望的圖案,因此可提升攝像影像的影像品質。
<4.其他>
本發明的實施之際,並非限定於上記實施形態,可採用各種的變形例。
例如,在上記的實施形態中,雖然針對適用於CCD型影像感測器的情形加以說明,但並非限定於此。例如,可適用於CMOS型影像感測器等各種影像感測器。
又,在上記的實施形態中,雖然針對屬於光阻圖案層的OCB膜的圖案形狀、和光反射膜是完全對應的方式來設置光反射膜的情形加以說明,但並非限定於此。例如,亦可僅對應其一部分,來構成各部。
具體而言,亦可為,例如,於CMOS型影像感測器中,係將以會反射光線的金屬材料所形成的「配線」的一部分,當作本發明的「光反射膜」來使用。
如此,亦可將影像感測器中使用光反射材料所形成的部分,兼用作為本發明的「光反射膜」。
又,於上記的實施形態中,雖然針對將OCB膜當作光阻圖案層而設在金屬反射膜上的情形加以說明,但並非限定於此。在形成其他的光阻圖案層時,也能適用本發明。
此外,在上記的實施形態中,固體攝像裝置1,1b,1c,係相當於本發明的固體攝像裝置。又,在上記的實施形態中,電荷讀出通道領域22,係相當於本發明的電荷讀出通道領域。又,在上記的實施形態中,電荷傳輸通道領域23,係相當於本發明的電荷傳輸通道領域。又,在上記的實施形態中,金屬遮光膜41,係相當於本發明的金屬遮光膜。又,在上記的實施形態中,光反射膜42,係相當於本發明的光反射膜。又,在上記的實施形態中,OCB膜43,係相當於本發明的光阻圖案層。又,在上記的實施形態中,曝光光線吸收層51,係相當於本發明的曝光光線吸收層。又,在上記的實施形態中,基板101,係相當於本發明的基板。又,在上記的實施形態中,相機200,係相當於本發明的攝相機。又,在上記的實施形態中,曝光光線H,係相當於本發明的曝光光線。又,在上記的實施形態中,受光面JS,係相當於本發明的受光面。又,在上記的實施形態中,光電轉換部P,係相當於本發明的光電轉換部。又,在上記的實施形態中,光阻膜PR,係相當於本發明的光阻膜。又,在上記的實施形態中,電荷讀出部RO,係相當於本發明的電荷讀出部。又,在上記的實施形態中,垂直傳輸暫存器部VT,係相當於本發明的傳輸暫存器部。
[實施方式]
以下,參照圖面來說明本發明的實施形態。
此外,說明是按照以下順序來進行。
1.實施形態4(使紅色濾光片中含有黑色色素之情形)
2.實施形態5(在紅色濾光片之下設置黑色色素含有層之情形)
3.實施形態6(使3原色的濾光片各自含有黑色色素之情形)
4.其他
<1.實施形態4> [裝置構成] (1)相機全體構成
圖8係本發明所述之實施形態4中,相機200之構成的構成圖。
如圖8所示,相機200,係具有固體攝像裝置1、光學系201、紅外線截斷濾鏡202,驅動電路203、訊號處理電路204。
固體攝像裝置1係被構成為,將透過光學系201及紅外線截斷濾鏡202而入射的入射光(被攝體像)H,以攝像面PS進行受光,生成訊號電荷。關於固體攝像裝置1的詳細構成,將於後述。
光學系201,係例如含有複數光學透鏡,係使入射光H成像至固體攝像裝置1的攝像面PS。
紅外線截斷濾鏡202,係被配置在光學系201和固體攝像裝置1之間,會將入射光H中所含之紅外線成分予以截斷,然後往固體攝像裝置1的攝像面PS出射。
於本實施形態中,紅外線截斷濾鏡202係為所謂的干涉濾鏡,是由反射型的無機干涉多層膜所構成。
驅動電路203,係將各種驅動訊號,輸出至固體攝像裝置1和訊號處理電路204,以驅動固體攝像裝置1和訊號處理電路204。
訊號處理電路204,係針對從固體攝像裝置1所輸出的原始資料(Raw Data),實施訊號處理,以生成關於被攝體像的數位影像。
(2)固體攝像裝置的全體構造
圖19係本發明所述之實施形態4中,固體攝像裝置1的全體構造之概略的平面圖。
如圖19所示,固體攝像裝置1係例如為交錯線方式的CCD型影像感測器,係於攝像領域PA中,針對被攝體像,進行攝像。該攝像領域PA中,係如圖2所示,形成有光電轉換部P,電荷讀出部RO、垂直傳輸暫存器部VT。
光電轉換部P,係如圖19所示,是在攝像領域PA中複數設置,分別於水平方向x和垂直方向y上分別排列。亦即,將被攝體像予以攝像的複數像素,是被排列成矩陣狀而配置。然後,在該複數光電轉換部P的周圍,為了使各光電轉換部P之間作分離,而設置有元件分離部SS。然後,光電轉換部P係被構成為,於受光面JS中,將被攝體像的光予以受光而進行光電轉換,以生成訊號電荷。
電荷讀出部RO是被構成為,如圖19所示,於攝像領域PA中,對應於複數光電轉換部P而複數設置,並將該光電轉換部P所生成的訊號電荷,讀出至垂直傳輸暫存器部VT。
垂直傳輸暫存器部VT,係如圖19所示,於攝像領域PA中,對應於垂直方向y上排列之複數光電轉換部P,而在垂直方向y上延展。又,垂直傳輸暫存器部VT係被配置在,在垂直方向y上複數排列之光電轉換部P的列之間。垂直傳輸暫存器部VT,係在攝像領域PA中被複數設置,複數垂直傳輸暫存器部VT,係對應於在水平方向x上排列之複數光電轉換部P的每一者,而排列在水平方向x上。該垂直傳輸暫存器部VT,係為所謂的垂直傳輸CCD,係將已被電荷讀出部RO從光電轉換部P中所讀出之訊號電荷,往垂直方向y依序傳輸。關於細節將於後述,但垂直傳輸暫存器部VT,係有複數傳輸電極(未圖示)在垂直方向y上排列設置,對該垂直y方向上排列的傳輸電極,供給例如4相的驅動脈衝訊號,藉此而實施該訊號電荷的傳輸。
然後,在攝像領域PA的下端部中,如圖19所示,配置有水平傳輸暫存器部HT。該水平傳輸暫存器部HT,係朝水平方向x延展,複數垂直傳輸暫存器部VT之每一者,係將已經往垂直方向y傳輸的訊號電荷,逐次朝水平方向x加以傳輸。亦即,水平傳輸暫存器部HT,係為所謂的水平傳輸CCD,是藉由例如2相的驅動脈衝訊號而被驅動,會實施每1水平掃描線(1行像素)被傳輸來的訊號電荷之傳輸。
然後,如圖19所示,在水平傳輸暫存器部HT的左端部,係形成有輸出部OUT,該輸出部OUT,係藉由水平傳輸暫存器部HT,將水平傳輸過來的訊號電荷轉換成電壓,成為影像訊號而輸出。
此外,上記的攝像領域PA,係相當於圖8所示的攝像面PS。
(3)固體攝像裝置的詳細構成
說明上記固體攝像裝置1的詳細構成。
圖20係本發明所述之實施形態4中,固體攝像裝置1之要部的圖示。此處,圖20係圖示了主要部的剖面,是將圖19的X11-X21部分予以放大圖示。
固體攝像裝置1,係如圖20所示,含有基板101。基板101係例如是n型的矽半導體基板,在該基板101的內部,係設置有光二極體21,電荷讀出通道領域22、電荷傳輸通道領域23、通道截止領域24。
然後,在基板101的表面中,如圖20所示,設置有31、金屬遮光膜41、層內透鏡45、彩色濾光片151、微透鏡61。
依序說明構成固體攝像裝置1的各部。
光二極體21,係如圖20所示,是以對應於光電轉換部P的方式,被設置在基板101。該光二極體21係被構成為,以受光面JS將光線進行受光,並進行光電轉換以生成訊號電荷。
具體而言,光二極體21,係於基板101之內部,被設在位於表面側的部分。雖然圖示省略,但光二極體21,係例如在形成在基板101內的p型半導體阱領域(p)(未圖示)上,依序形成n型半導體領域(n)(未圖示)和p型半導體領域(p+)(未圖示),而被構成。
此處,n型半導體領域(n),係作為訊號電荷累積領域而發揮機能。然後,p型半導體領域(p+),係作為電洞累積領域而發揮機能,是被構成為,用來在屬於訊號電荷累積領域的n型半導體領域(n)中抑制暗電流的產生。
於光二極體21中,在受光面JS的上方,係以透光性材料,設置了層內透鏡45、彩色濾光片151、微透鏡61等。因此,光二極體21,係將依序透過這些各部而入射的光H,於受光面JS上進行受光,並生成訊號電荷。
電荷讀出通道領域22,係如圖20所示,是對應於電荷讀出部RO而被設置,是被構成為,將光二極體21中所生成的訊號電荷予以讀出。
具體而言,電荷讀出通道領域22,係如圖20所示,在位於基板101之內部表面側的部分,相鄰於光二極體21而被設置。
此處,電荷讀出通道領域22,係於水平方向x上,被配置在光二極體21的左側。例如,電荷讀出通道領域22,係以p型半導體領域而被構成。
電荷傳輸通道領域23,係如圖20所示,是對應於垂直傳輸暫存器部VT而設置,是被構成為,將已被電荷讀出部RO從光二極體21所讀出之訊號電荷,以電荷傳輸通道領域23加以傳輸。
具體而言,電荷傳輸通道領域23,係如圖20所示,在位於基板101之內部表面側的部分,相鄰於電荷讀出通道領域22而設置。
此處,電荷傳輸通道領域23,係於水平方向x上,被配置在電荷讀出通道領域22的左側。例如,電荷傳輸通道領域23,係藉由在基板101內部的p型半導體阱領域(p)(未圖示)上,設置n型半導體領域(n)(未圖示)而被構成。
通道截止領域24,係如圖20所示,是以對應於元件分離部SS的方式而被設置。
具體而言,通道截止領域24,係如圖20所示,被設置在位於基板101之內部表面側的部分。
此處,通道截止領域24,係於水平方向x上,如圖19所示,位在電荷讀出通道領域22的左側,且介隔在電荷讀出通道領域22、和配置在相鄰列的光二極體21之間而設置。除此之外,還以對應於垂直方向y上排列的2個光二極體21之間的元件分離部SS的方式,設置了通道截止領域24(參照圖19)。
該通道截止領域24,係例如,在基板101內部的p型半導體阱領域(p)(未圖示)上,設置p型半導體領域(p+)(未圖示)而被構成,係形成電位障壁以防止訊號電位的進出。
傳輸電極31,係如圖20所示,是在基板101的表面,隔著閘極絕緣膜Gx而面對設置。傳輸電極31,係由導電性材料所形成。例如,傳輸電極31係使用多晶矽等之導電材料所構成,例如被設置在,由矽氧化膜所形成的閘極絕緣膜Gx上。
金屬遮光膜41,係如圖20所示,在基板101的表面上,被形成在電荷讀出通道領域22及電荷傳輸通道領域23之上方,係將入射至電荷讀出通道領域22及電荷傳輸通道領域23的光,予以遮光。又,金屬遮光膜41,係如圖20所示,是隔著絕緣膜Sz,以覆蓋著傳輸電極31的方式而被設置。
此處,金屬遮光膜41係被形成在,於基板101之上方,受光面JS對應領域以外的領域。金屬遮光膜41,係均由會將光線予以遮光的遮光材料所形成。例如,金屬遮光膜41係使用鎢、鋁等金屬材料所形成。
層內透鏡45,係如圖20所示,是在基板101的面的上方,對應於受光面JS而設置。層內透鏡45,係以對應於攝像領域PA中所被排列的複數光電轉換部P的方式,而以複數、同一形狀而被排列。
此處,層內透鏡45係為,從受光面JS往彩色濾光片151側的方向上,中心形成得比邊緣還厚的凸型透鏡,被構成為,會使入射光H往受光面JS的中心聚光。例如,層內透鏡45係被形成為,平面形狀是呈矩形。
彩色濾光片151,係如圖20所示,是在基板101的面的上方,隔著層內透鏡45,面對於受光面JS而設置。彩色濾光片151係被設在,用來使層內透鏡45之表面平坦化的平坦化膜HT1的上面。該彩色濾光片151,係以對應於攝像領域PA中所被排列的複數光電轉換部P的方式,而被複數排列。
此處,彩色濾光片151係被構成為,將入射光H予以著色然後往受光面JS透過。
圖21係本發明所述之實施形態4中,彩色濾光片151的圖示。此處,圖21係圖示了平面圖。
如圖21所示,彩色濾光片151,係除了含有圖20所示的綠色濾光片層151G和紅色濾光片層151R以外,還含有藍色濾光片層151B,分別是對應於各光電轉換部P而設置。
具體而言,如圖21所示,構成彩色濾光片151的綠色濾光片層151G和紅色濾光片層151R和藍色濾光片層151B,分別是例如以Bayer排列的方式作排列配置。
於彩色濾光片151中,綠色濾光片層151G,係將入射光H著色成綠色。亦即,綠色濾光片層151G係被構成為,會將光線著色成,比紅色濾光片層151R所著色的紅色光還要短波長的綠色光。具體而言,綠色濾光片層151G,係使用綠色的著色色素和光阻樹脂而形成,是被構成為,在綠色(例如波長500~565nm)的波長帶中具有高透光率。
於彩色濾光片151中,紅色濾光片層151R,係將入射光H著色成紅色。亦即,紅色濾光片層151R係被構成為,會將光線著色成,比綠色濾光片層151G所著色的綠色光還要長波長的紅色光。具體而言,紅色濾光片層151R,係使用紅色的著色色素和光阻樹脂而形成,是被構成為,在紅色(例如波長625~740nm)的波長帶中具有高透光率。
於彩色濾光片151中,藍色濾光片層151B,係將入射光H著色成藍色。亦即,藍色濾光片層151B係被構成為,會將光線著色成,比紅色濾光片層151R所著色的紅色光及綠色濾光片層151G所著色的綠色光還要短波長的藍色光。具體而言,藍色濾光片層151B,係使用藍色的著色色素和光阻樹脂而形成,是被構成為,在藍色(例如波長450~485nm)的波長帶中具有高透光率。
各層151R,151G,151B,係例如,使用含有相應於各色的色素、分散樹脂、光聚合起始劑、多官能基光聚合性化合物、溶劑、其他添加劑的塗佈液來進行塗佈並乾燥後,藉由光微影技術進行圖案加工而形成。
於本實施形態中,紅色濾光片層151R係為,含有比其他綠色濾光片層151G及藍色濾光片層151B還多的黑色色素,以調整往受光面JS投下的光量。具體而言,紅色濾光片層151R係含有黑色色素,其他的綠色濾光片層151G及藍色濾光片層151B則是不含有黑色色素而被形成。
於上記中,作為黑色色素,係可使用例如下記的黑色顏料(Carbon Black)。該黑色色素,係於全體固形分中,含有1~10質量%,較為理想。
Cancarb公司製:Carbon Black Thermax N990、N991、N907、N908、N990、N991、N90b8等。
ASAHI CARBON CO.,LTD.製:Carbon Black旭#80、旭#70、旭#70L、旭F-200、旭#66、旭#66HN、旭#60H、旭#60U、旭#60、旭#55、旭#50H、旭#51、旭#50U、旭#50、旭#35、旭#15、Asahi Thermal。
Degussa公司製:ColorBlack Fw200、ColorBlack Fw2、ColorBlack Fw2V、ColorBlack Fw1、ColorBlack Fw18、ColorBlack S170、ColorBlack S160、SpecialBlack6、SpecialBlack5、SpecialBlack4、SpecialBlack4A、PrintexU、PrintexV、Printex140U、Printex140V等
三菱化學製:Carbon Black#2700B、#2650、#2600、#2450B、#2400、#2350、#2300、#2200、#1000、#990、#980、#970、#960、#950、#900、#850、#750B、#650B、MCF88、#650、MA600、MA7、MA8、MA11、MA100、MA220、IL30B、IL31B、IL7B、IL11B、IL52B、#4000、#4010、#55、#52、#50、#47、#45、#44、#40、#33、#32、#30、#20、#10、#5、CF9、#3050、#3150、#3250、#3750、#3950、DIABLACK A、DIABLACK N220M、DIABLACK N234、DIABLACK I、DIABLACK LI、DIABLACK II、DIABLACK N339、DIABLACK SH、DIABLACK SHA、DIABLACK LH、DIABLACK H、DIABLACK HA、DIABLACK SF、DIABLACK N550M、DIABLACK E、DIABLACK G、DIABLACK R、DIABLACK N760M、DIABLACK LP等
又,紅色濾光片層151R所使用的色素,例如,可使用蒽醌(anthraquinone)系顏料、苝(perylene)系顏料、diketopyrrolopyrrole系顏料。具體而言,蒽醌系顏料係可使用例如C. I. Pigment red 177。又,苝系顏料係可使用例如C. I. Pigment red 155、C. I. Pigment red 224。又,diketopyrrolopyrrole系顏料係可使用例如C. I. Pigment red 254。又,亦可使用這些和雙偶氮(disazo)系黃色顏料、異吲哚(isoindoline)系黃色顏料、喹諾酞酮(quinophthalone)系黃色顏料、或苝系紅色顏料的混合物。該色素,係於全體固形分中,含有30質量%以上,較為理想。
又,作為分散樹脂係可使用,例如,使含有羧基的樹脂和含有縮水基的不飽和化合物所反應而成的樹脂。其他還可使用,含羥基的(甲基)丙烯酸酯系化合物所聚合而成的樹脂、(甲基)丙烯酸-2-乙基異氰酸酯等之樹脂。該分散樹脂,係當假設上記色素為100質量部時,則在分散時使用20質量部以上,較為理想。
又,作為光聚合起始劑係可使用,例如,三嗪(triazine)系化合物、烷胺(alkylamino)化合物,肟(oxime)系化合物、並咪唑(biimidazole)化合物。該光聚合起始劑,係於全體固形分中,含有5~25質量%,較為理想。
又,作為多官能基光聚合性化合物係可使用,例如,具有酸性官能基、及/或alkyleneoxy鏈的多官能基光聚合性化合物。該多官能基光聚合性化合物,係於全體固形分中,含有2~15質量%,較為理想。
又,作為溶劑,例如,係可將下記化合物單獨或是混合使用。該溶劑,係於全體中,含有25~95質量%,較為理想。
3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙酸甘醇酯、乳酸乙酯、二乙二醇二甲醚、醋酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、2-庚酮、環己酮、乙基卡必醇醋酸酯、丁基卡必醇醋酸酯、丙二醇甲醚和丙二醇單醚醋酸酯
又,作為其他的添加劑,係亦可添加增感劑,以提升光聚合起始劑的自由基產生效率。又,亦可添加矽系或氟系的界面活性劑等,以提升塗佈特性。
微透鏡61,係如圖20所示,是在基板101的面的上方,隔著平坦化膜HT2,而被設置在彩色濾光片151的上方。微透鏡61,係以對應於攝像領域PA中所被排列的複數光電轉換部P的方式,而以複數、同一形狀而被配置。
此處,微透鏡61係為,從受光面JS往彩色濾光片151側的方向上,中心形成得比邊緣還厚的凸型透鏡,被構成為,會使入射光H往受光面JS的中心聚光而透過。
例如,微透鏡61係被形成為,平面形狀是呈矩形。然後,於本實施形態中,微透鏡61係被構成為,將穿透過上述由反射型無機干涉多層膜所構成之紅外線截斷濾鏡202(參照圖8)的入射光H,往受光面JS的中心聚光而透射。
[製造方法]
以下說明,製造上記固體攝像裝置1的製造方法。
圖22~圖26係本發明所述之實施形態4中,固體攝像裝置1之製造方法之各工程中所被設置之要部的圖示。此處,圖22~圖26,係和圖20同樣地,是圖19的X11-X21部分的對應部分之放大圖示。
(1)層內透鏡45之形成
首先,如圖22所示,形成層內透鏡45。
在早於層內透鏡45的形成之前,如圖22所示,將光二極體21、電荷讀出通道領域22、電荷傳輸通道領域23、通道截止領域24,設在基板101。例如,使用離子佈植法,將雜質導入至基板101,以形成各部。其後,例如,藉由熱氧化法,在基板101的全面設置矽氧化膜,以形成閘極絕緣膜Gx。
然後,如圖22所示,將傳輸電極31等各部,形成在基板101的表面上。例如,將以CVD法將多晶矽膜(未圖示)成膜後,藉由光微影技術,將該多晶矽膜進行圖案加工,以形成傳輸電極31。然後,以覆蓋傳輸電極31的方式,例如以PSG膜來形成絕緣膜Sz。然後,例如,藉由濺鍍法,將鎢膜予以成膜後,將該鎢膜藉由光微影技術而進行圖案加工,以形成金屬遮光膜41。
此後,如圖22所示,以覆蓋上述各部的方式,在基板101的表面,設置層內透鏡45。
此處,如圖22所示,是將層內透鏡45形成為,從受光面JS往彩色濾光片151側的方向上,中心比邊緣還厚的凸型透鏡。
例如,以CVD(Chemical Vapor Deposition)法,將電漿氮化矽膜(折射率1.9~2.0)進行成膜後,將該電漿氮化矽膜予以加工,以形成層內透鏡45。
(2)平坦化膜HT1之形成
接著,如圖23所示,形成平坦化膜HT1。
此處,為了使層內透鏡45所形成的表面凹凸平坦化,而設置平坦化膜HT1。
具體而言,是將熱硬化性樹脂,在層內透鏡45的上面藉由旋塗法進行成膜後,實施熱硬化處理,以形成平坦化膜HT1。
例如,可以使用折射率低於層內透鏡45材料的熱硬化性丙烯酸系樹脂(折射率1.5~1.55左右)。其他,在丙烯酸系樹脂中含有氟的材料、或在矽氧烷系樹脂中含有氟的材料、在丙烯酸系樹脂中含有氟然後將中空氧化矽微粒作為添加物而分散在其中的材料、甚至在矽氧烷系樹脂中含有氟然後再將中空氧化矽微粒作為添加物而分散在其中的材料,都可理想採用。藉由在矽氧烷樹脂中含有氟,或是在樹脂中分散有中空氧化矽,就可使該材料的折射率降低(1.3~1.45程度),可獲得光焦度較強的層內透鏡構造。
(3)綠色濾光片層151G之形成
接著,如圖24所示,形成用來構成彩色濾光片151的綠色濾光片層151G。
此處,如圖24所示,在平坦化膜HT1的表面上,設置綠色濾光片層151G。
具體而言,將含有為了獲得綠色分光特性的色素和感光性樹脂的塗佈液,以旋塗法進行塗佈,將光阻膜(未圖示)予以成膜。
其後,在實施了預烤處理後,對該光阻膜進行圖案加工,以形成綠色濾光片層151G。
例如,使用i線縮小曝光機,對光阻膜轉印圖案像而實施圖案曝光處理。其後,將有機鹼水溶液(四甲基氫氧化銨中添加非離子系界面活性劑而成者等)當作顯影液使用,針對實施過圖案曝光處理的光阻膜,實施顯影處理。然後,進行後烤處理,形成綠色濾光片層151G。
(4)紅色濾光片層151R之形成
接著,如圖25所示,形成用來構成彩色濾光片151的紅色濾光片層151R。
此處,如圖25所示,在平坦化膜HT1的表面上,設置紅色濾光片層151R。
具體而言,將含有紅色色素和感光性樹脂的塗佈液,以旋塗法進行塗佈,將光阻膜(未圖示)予以成膜。
於本實施形態中,如上述,除了紅色色素以外,還更在上記塗佈液中,含有黑色色素,來形成該光阻膜(未圖示)。
其後,在實施了預烤處理後,對該光阻膜進行圖案加工,以形成紅色濾光片層151R。
例如,使用i線縮小曝光機,對光阻膜轉印圖案像而實施圖案曝光處理。其後,將有機鹼水溶液(四甲基氫氧化銨中添加非離子系界面活性劑而成者等)當作顯影液使用,針對實施過圖案曝光處理的光阻膜,實施顯影處理。然後,進行後烤處理,形成紅色濾光片層151R。
其後,雖然省略圖示,但將藍色濾光片層151B設在平坦化膜HT1的表面上,完成由3原色所成之彩色濾光片151。
(5)平坦化膜HT2之形成
接著,如圖26所示,在彩色濾光片151上,形成平坦化膜HT2。
此處,是以覆蓋於彩色濾光片151的上面而使其平坦化的方式,而設置平坦化膜HT2。
具體而言,是將熱硬化性樹脂,在彩色濾光片151的上面藉由旋塗法進行成膜後,實施熱硬化處理,以形成平坦化膜HT2。
(6)微透鏡61之形成
接著,如圖20所示,在平坦化膜HT2的上面,形成微透鏡61。
此處,如圖20所示,是將微透鏡61設置成,從受光面JS往彩色濾光片151側的方向上,中心被形成得比邊緣還厚的凸型透鏡。
例如,將正片型的光阻膜(未圖示)成膜在平坦化膜HT2的上面後,進行加工,以形成微透鏡61。
具體而言,使用聚苯乙烯作為基底樹脂,使用鄰疊氮萘醌(diazonaphthoquinone)作為感光劑,將正片型的光阻膜,以旋塗法而成膜之,實施預烤處理。然後,使用i線縮小曝光機,將圖案像照射至該正片型光阻膜,實施曝光處理。其後,針對實施過曝光處理的光阻膜,實施顯影處理。在此顯影處理中,例如,是將有機鹼水溶液(在四甲基氫氧化銨中添加非離子系界面活性劑而成者等)作為顯影液使用。然後,進行脫色以消除可見光中短波長領域之光吸收,而全面照射紫外線。其後,以熱軟化點以上的溫度,對光阻膜實施熱處理。藉此,完成了微透鏡61。
[總結]
如以上所述,在本實施形態中,將入射光H予以著色而往受光面透射用的彩色濾光片151,是被設置在受光面JS的上方(參照圖20)。此處,於彩色濾光片151中,紅色濾光片層151R係為,將入射光H著色成波長比綠和藍還長之色彩的紅色用的濾光片,且含有黑色色素。另一方面,綠色濾光片層151G及藍色濾光片層151B係不含有黑色色素。因此,本實施形態係因為降低紅色成分的輸出,使各色的分光輸出同等,所以色彩重現性佳,可提升攝像影像的影像品質。
關於該作用、效果,以下係具體說明。
圖27係本發明所述之實施形態4中,紅色濾光片層151R之分光穿透特性的圖示。於圖27中,橫軸係為波長(nm),縱軸係為穿透率(%)。此處係圖示了,像素尺寸係為1.55μm□的交錯線型CCD的分光特性。又,圖27中,實線係表示本實施形態的情形,是含有黑色色素的情形。另一方面,虛線係表示異於本實施形態,是不含黑色色素的情形。具體而言,以實線所表示的分光特性,係相對於虛線所示,在為了獲得分光特性所需之全體固形分,添加了5.1重量%的黑色色素(碳黑)時的情形。因此,膜厚,在實線時係為0.735μm,在虛線時係為0.7μm。
圖28係本發明所述之實施形態4中,固體攝像裝置1之分光輸出的圖示。於圖28中係圖示了,紅色成分的輸出Vr、綠色成分之分光輸出Vg、藍色成分之分光輸出Vb。
如圖27所示,因為紅色濾光片層151R係含有黑色色素(實線),所以相較於不含有黑色色素的情形(虛線),穿透率是較為降低。
具體而言,不含有黑色色素的情形(虛線),紅色波長範圍中的平均穿透率是97.5%。相對於此,如本實施形態,含有黑色色素的紅色濾光片層151R(實線),紅色波長範圍中的平均穿透率是80.2%。
因此,如圖28所示,可降低紅色成分的輸出Vr。亦即,本實施形態是在彩色濾光片中含有黑色色素,以使各色的分光輸出成為同等。
藉此,於本實施形態中,上述白平衡的調整可變得容易,可提升紅色的色分離性,因此色彩重現性佳。
因此,本實施形態係可提升攝像影像的影像品質。
又,於本實施形態中,是為了截斷入射光H的紅外線成分然後才往微透鏡61透射,而設置了由反射型的無機干涉多層膜所構成之紅外線截斷濾鏡202(參照圖8)。
此情況下,如上述,有時會產生鬼影現象,降低攝像影像的影像品質。
圖29至圖32係用來說明鬼影現象的圖。圖29係於固體攝像裝置中,和本實施形態不同,對不含有黑色色素的紅色濾光片層151Rc的部分所入射的入射光H的舉動,以模式性加以圖示。又,圖30、圖32係圖示了入射至固體攝像裝置1的光的分光特性。又,圖31係圖示了紅外線截斷濾鏡202的反射特性。
如圖29所示,入射光H係首先入射至紅外線截斷濾鏡202。然後,藉由紅外線截斷濾鏡202,長波長成分的光IR係被反射,紅外線係被截斷。
接著,如圖29所示,穿透過紅外線截斷濾鏡202的穿透光Ha,係透過微透鏡61、紅色濾光片層151Rc等之構件,而入射至光二極體21。然後,在光二極體21中,進行光電轉換。
此時,會有未進行光電轉換而反射的成分存在,該反射光Hb,係如圖29所示,會返回至紅色濾光片層151Rc、微透鏡61等。
接著,該反射光Hb,係如圖29所示,成為像素之排列間隙所致之繞射光,而返回至紅外線截斷濾鏡202。此處,反射光Hb,係具備如圖30所示的分光特性,而入射至紅外線截斷濾鏡202。
接著,反射光Hb,係如圖29所示,被紅外線截斷濾鏡202所反射。紅外線截斷濾鏡202,係具備如圖31所示的反射特性。因此,被紅外線截斷濾鏡202所反射的反射光Hc,係具備如圖32所示的分光特性,而會再度入射至紅色濾光片層151Rc、微透鏡61等構件。
然後,如圖32所示,含紅色成分的反射光Hc,會入射至光二極體21,進行光電轉換。
在圖32中雖然沒有圖示,但綠色成分的光,係幾乎沒有被紅外線截斷濾鏡202所反射,而是穿透過紅外線截斷濾鏡202(參照圖31)。又,藍色成分的光,係如圖31所示,其一部分(400~420nm之範圍)的光是被反射,但因為成組透鏡等,導致入射的時點上就有許多衰減。
因此,有時會因為紅色成分的光而導致鬼影現象發生,降低攝像影像的影像品質。
可是,在本實施形態中,如上述,紅色濾光片層151R係含有黑色色素。因此,可抑制鬼影的發生。
圖33係本發明所述之實施形態4中,用來說明鬼影現象的發生受到抑制的圖。於圖33中,和圖32相同地,圖示已被紅外線截斷濾鏡202所反射的反射光(在圖29中係為Hc)的分光特性。在圖33中,虛線係表示本實施形態的情形,實線是表示在本實施形態的紅色濾光片層151R中不含黑色色素的情形。
如圖33所示,在本實施形態中,因為使紅色濾光片層151R中含有黑色顏料,所以被紅外線截斷濾鏡202所反射的反射光(圖29的Hc),係被紅色濾光片層151R所吸收,其光量係降低。具體而言,由圖形的積分值可知,可降低40%左右的光量。
因此,本實施形態係可抑制鬼影的發生,可提升攝像影像的影像品質。
<2.實施形態5> [裝置構成]
圖34係本發明所述之實施形態5中,固體攝像裝置1b之要部的圖示。此處,圖34係圖示了主要部的剖面,是將圖19的X11-X21部分予以放大圖示。
如圖34所示,在本實施形態中,固體攝像裝置1b係為,紅色濾光片層151Rb是和實施形態4不同。又,相對於實施形態1,而還又設置了黑色色素含有層151K。除了這點以及其關連的點以外,本實施形態係和實施形態4同樣。因此,關於重複部分則是省略記載。
紅色濾光片層151Rb,係和實施形態4的情況不同,是不含有黑色顏料。除了這點以外,其餘均和實施形態4的情況相同地而被形成。
黑色色素含有層151K,係如圖34所示,被設在平坦化膜HT1的上面。黑色色素含有層151K,係於基板101的攝像領域PA中,介隔在光二極體21的受光面、和紅色濾光片層151Rb之間,而被設置。黑色色素含有層151K,係含有黑色色素。然後,黑色色素含有層151K,係被設在受光面JS的上方,是被構成為,讓入射光H往受光面JS透射。
圖35係本發明所述之實施形態5中,黑色色素含有層151K的放大圖。此處,圖35係表示黑色色素含有層151K的上面。
如圖35(a)所示,黑色色素含有層151K,係在沿著基板101的面(xy面)的方向上,被形成為平面形狀是呈正方形,且其邊是沿著水平方向x與垂直方向y而配置。
其他,亦可為,如圖35(b)~(d)所示,將黑色色素含有層151K,形成各種平面形狀。
例如,如圖35(b)所示,亦可將黑色色素含有層151K形成為,圖35(a)所示正方形的平面形狀之一半的矩形形狀。又,如圖35(c)所示,亦可將黑色色素含有層151K形成為,在正方形的平面形狀中,在其4角配置等腰三角形,其內部是開口的形狀。又,如圖35(d)所示,亦可將黑色色素含有層151K形成為,平面形狀是正方形,其邊是沿著對水平方向x和垂直方向y分別傾斜45°角度之方向而配置。又,黑色色素含有層151K的形狀亦可是圖35所示以外的形狀,只要讓被微透鏡所聚光之光束的一部分能夠通過黑色色素含有層151K即可。
[製造方法]
以下說明,製造上記固體攝像裝置1b的製造方法。
圖36~圖39係本發明所述之實施形態5中,固體攝像裝置1b之製造方法之各工程中所被設置之要部的圖示。此處,圖36~圖39,係和圖34同樣地,是圖19的X11-X21部分的對應部分的剖面之放大圖示,將各工程中所設置的要部,依照圖36~圖39的順序而圖示。
(1)黑色色素含有層151K之形成
首先,如圖36所示,形成黑色色素含有層151K。
在早於該黑色色素含有層151K的形成之前,如上述的實施形態4中所示,形成層內透鏡45、平坦化膜HT1(參照圖22、圖23)。
其後,如圖36所示,在平坦化膜HT1的上面,設置黑色色素含有層151K。
此處,於平坦化膜HT1上,以對應於紅色濾光片層151R之形成領域的方式,設置黑色色素含有層151K。
具體而言,將含有黑色色素和感光性樹脂的塗佈液,以旋塗法進行塗佈,將光阻膜(未圖示)予以成膜。
其後,在實施了預烤處理後,對該光阻膜進行圖案加工,以形成黑色色素含有層151K。
例如,使用SK-9000C(FUJIFILM Electronic Materials Co.,Ltd.製),將光阻膜予以成膜。例如,使得膜厚為0.04μm而實施該成膜。此處,針對SK-9000C,是將丙二醇甲醚醋酸酯、和丙二醇單甲醚以9:1的比率作稀釋,調整成能獲得相同膜厚。然後,例如,使用i線縮小曝光機,針對該光阻膜,實施用來轉印圖案像的圖案曝光處理。其後,將有機鹼水溶液(四甲基氫氧化銨中添加非離子系界面活性劑而成者等)當作顯影液使用,針對實施過圖案曝光處理的光阻膜,實施顯影處理。然後,進行後烤處理,形成黑色色素含有層151K。
此外,黑色色素含有層151K的膜厚,理想係為0.2μm以下,更理想係為0.1μm以下。又,亦可適宜調整黑色色素的含有量,使膜厚最佳化。
(2)綠色濾光片層151G之形成
接著,如圖37所示,形成用來構成彩色濾光片151的綠色濾光片層151G。
此處,如圖37所示,在平坦化膜HT1的表面上,設置綠色濾光片層151G。
具體而言,和實施形態4同樣地,將含有綠色色素和感光性樹脂的塗佈液,以旋塗法進行塗佈,將光阻膜(末圖示)予以成膜。其後,在實施了預烤處理後,對該光阻膜進行圖案加工,以形成綠色濾光片層151G。
(3)紅色濾光片層151Rb之形成
接著,如圖38所示,形成用來構成彩色濾光片151的紅色濾光片層151Rb。
此處,如圖38所示,在平坦化膜HT1上所被設置之黑色色素含有層151K的表面上,設置紅色濾光片層151Rb。
具體而言,和實施形態4同樣地,將含有紅色色素和感光性樹脂的塗佈液,以旋塗法進行塗佈,將光阻膜(未圖示)予以成膜。於本實施形態中,係除了紅色色素以外,在上記塗佈液中是不含有黑色色素,來形成該光阻膜(未圖示)。
其後,在實施了預烤處理後,對該光阻膜進行圖案加工,以形成紅色濾光片層151Rb。
其後,雖然省略圖示,但和實施形態4同樣地,將藍色濾光片層151B設在平坦化膜HT1的表面上,完成由3原色所成之彩色濾光片151。
(4)平坦化膜HT2之形成
接著,如圖39所示,在彩色濾光片151上,形成平坦化膜HT2。
此處,是以覆蓋於彩色濾光片151的上面而使其平坦化的方式,而設置平坦化膜HT2。
具體而言,是將熱硬化性樹脂,在彩色濾光片151的上面藉由旋塗法進行成膜後,實施熱硬化處理,以形成平坦化膜HT2。
(5)微透鏡61之形成
接著,如圖34所示,在平坦化膜HT2的上面,形成微透鏡61。
此處,如圖34所示,和實施形態4同樣地,將微透鏡61設置成凸型透鏡。
[總結]
如以上,在本實施形態中,係設置了含有黑色色素的黑色色素含有層151K。黑色色素含有層151K,係於受光面JS的上方,介隔在紅色濾光片層151Rb和受光面JS之間,是被構成為,讓從紅色濾光片層151Rb所入射的入射光H,往受光面JS透射。
圖40係本發明所述之實施形態5中,黑色色素含有層151K之分光特性的圖示。於圖40中,橫軸係為波長(nm),縱軸係為穿透率(%)。
如圖40所示,黑色色素含有層151K,係含有可見光線的波長領域,係被形成為,在400~750nm左右的波長範圍中,透光率係為75~88%。又,黑色色素含有層151K係被形成為,隨著波長越長,透光率會越大。
因此,於本實施形態中,不含黑色色素的紅色濾光片層151Rb,和黑色色素含有層151K兩者重疊時的分光特性,係和實施形態4中以圖27所圖示者為相同的分光特性。
藉此,本實施形態係和實施形態4同樣地,上述白平衡的調整可變得容易,可提升紅色的色分離性,因此色彩重現性佳。
又,本實施形態,係可抑制鬼影的發生。
因此,本實施形態係可提升攝像影像的影像品質。
<3.實施形態6> [裝置構成等]
圖41係本發明所述之實施形態6中,固體攝像裝置1c之要部的圖示。圖41係為彩色濾光片151的平面圖。
如圖41所示,在本實施形態中,固體攝像裝置1c係為,構成彩色濾光片151的綠色濾光片層151Gc和藍色濾光片層151Bc,是和實施形態4不同。除了這點以及其關連的點以外,本實施形態係和實施形態4同樣。因此,關於重複部分則是省略記載。
如圖41所示,彩色濾光片151,係和實施形態4同樣地,含有紅色濾光片層151R,綠色濾光片層151Gc、藍色濾光片層151Bc的3原色之著色濾光片。
然後,紅色濾光片層151R、綠色濾光片層151Gc、藍色濾光片層151Bc,係分別如圖41所示,例如以Bayer排列的方式作排列配置。
構成彩色濾光片151的紅色濾光片層151R,係和實施形態4同樣地形成,是被形成為含有黑色色素。
除此以外,構成彩色濾光片151的綠色濾光片層151Gc、藍色濾光片層151Bc,係分別和實施形態4不同,是被形成為含有黑色色素。
在本實施形態中,紅色濾光片層151R、綠色濾光片層151Gc、藍色濾光片層151Bc之每一者係被形成為,黑色色素是含有相同的量。
於上記中,作為黑色色素,係可使用實施形態4所列出的黑色顏料(Carbon Black)。該黑色色素,係於全體固形分中,含有1~10質量%,較為理想。
[總結]
如以上,在本實施形態的彩色濾光片151中,除了紅色濾光片層151R以外,綠色濾光片層151Gc和藍色濾光片層151Bc也分別含有黑色色素。因此,除了實施形態4的效果外,當像素尺寸是比較大時(例如2.0 μm□以上),則如下記所示,可抑制綠色成分及藍色成分的光所造成的鬼影現象之發生。
圖42係用來說明本發明所述之實施形態6中,起因於綠色成分光的鬼影現象的發生受到抑制之樣子的圖。
如圖42所示,入射光H係首先入射至紅外線截斷濾鏡202。然後,藉由紅外線截斷濾鏡202,長波長成分的光IR係被反射,紅外線係被截斷。
接著,如圖42所示,穿透過紅外線截斷濾鏡202的穿透光Ha,係透過微透鏡61、綠色濾光片層151Gc等之構件,而入射至光二極體21。然後,在光二極體21中,進行光電轉換。
此時,會有未進行光電轉換而反射的成分存在,該反射光Hb,係如圖42所示,會返回至綠色濾光片層151Gc、微透鏡61等。
接著,該反射光Hb,係如圖42所示,朝各個方向前進,而返回至紅外線截斷濾鏡202。
接著,反射光Hb,係如圖42所示,穿透過紅外線截斷濾鏡202。亦即,因為紅外線截斷濾鏡202是具備圖31所示的反射特性,所以反射光Hb係不被紅外線截斷濾鏡202反射,大多穿透,而入射至光學系201。
接著,反射光Hb,係如圖42所示,被光學系201的表面所反射。然後,光學系201的表面所反射的反射光Hc,係再度入射至綠色濾光片層151Gc、微透鏡61等構件。
然後,如圖42所示,含綠色成分的反射光Hc,會入射至光二極體21,進行光電轉換。
雖然未圖示,但與含綠色成分的反射光Hc同樣地,有時候,藍色成分的光也是其中一部分會被光學系201所反射,該反射光會入射至光二極體21,而被進行光電轉換。
因此,有時會因為綠色成分及藍色成分的光而導致鬼影現象發生,降低攝像影像的影像品質。
可是,在本實施形態中,係如上述,和實施形態4的紅色濾光片層151R同樣地,綠色濾光片層151Gc和藍色濾光片層151Bc也分別含有黑色色素。因此,在本實施形態中,分別藉由綠色濾光片層151Gc和藍色濾光片層151Bc,被光學系201所反射的反射光(圖42的Hc),其光量就會降低。
因此,本實施形態係可抑制起因於綠色成分及藍色成分之光的鬼影現象之發生,可提升攝像影像的影像品質。
又,同時,在本實施形態中,因為綠色濾光片層151Gc和藍色濾光片層151Bc分別都含有黑色色素,所以可降低應抑制之波長領域(若是藍色則為485nm以上,若是綠色則為400~500nm、565nm以上)的「分光浮動」。藉此,可提升色彩分離性等,因此可提升攝像影像的影像品質。
此外,在本實施形態中雖然例示了,關於紅色濾光片層151R、綠色濾光片層151Gc、藍色濾光片層151Bc分別含有相同比例的相同黑色色素,但並非限定於此。紅色濾光片層151R、綠色濾光片層151Gc、藍色濾光片層151Bc之間,亦可以彼此不同的比例來含有黑色色素。例如,當紅色成分的輸出是比其他顏色成分之輸出還大時,或當紅色所致之鬼影的發生較為顯著時,則使紅色濾光片層151R的黑色色素含有比率多過綠色濾光片層151Gc及藍色濾光片層151Bc,較為理想。
又,將實施形態5所示的黑色色素含有層151K,分別對應於紅色濾光片層、綠色濾光片層、藍色濾光片層的方式而設置的情況下,仍可獲得和本實施形態同樣的作用‧效果。
<4.其他>
本發明的實施之際,並非限定於上記實施形態,可採用各種的變形例。
例如,在上記的實施形態中,雖然針對在平坦化膜HT2上形成微透鏡61的情形加以說明,但並非限定於此。例如,除了上記以外,亦可不在彩色濾光片151上設置平坦化膜HT2,而形成微透鏡61。此情況下,係可對彩色濾光片151的表面,直接地平坦地塗佈微透鏡材質膜。然後,在該微透鏡材質膜上,將光阻膜圖案加工成矩形形狀而設置之。其後,針對該光阻膜,進行熱軟化點以上的熱處理,成為透鏡形狀。然後,使用該透鏡形狀的光阻遮罩,針對基底的微透鏡材質膜,實施乾式蝕刻處理,以形成微透鏡61即可。
又,例如,在上記的實施形態中,雖然針對適用於CCD型影像感測器的情形加以說明,但並非限定於此。例如,可適用於CMOS型影像感測器等各種影像感測器。
又,關於層內透鏡45的構造,係不限定於上記的實施形態所示之構造。除了上凸透鏡以外,亦可設計成凹透鏡等各式各樣的透鏡形狀。
又,於上記實施形態中,雖然例示了,將黑色色素含有層151K設置在受光面JS、和紅色濾光片層151Rb等彩色濾光片151之間的情形,但並非限定於此。亦可在彩色濾光片151的上方,設置黑色色素含有層151K。此情況下,亦可構成為,例如,藉由使微透鏡中含有黑色色素,就可使該微透鏡成為黑色色素含有層而發揮機能。
又,亦可以覆蓋微透鏡之表面的方式,來設置黑色色素含有層。此情況下,亦可為,例如,使折射率低於微透鏡的樹脂材料(例如含氟樹脂)中含有黑色色素,將所如此構成的黑色色素含有層,以使得微透鏡61之表面變成平坦的方式而加以設置。
又,除此以外,亦可將含有鈦黑或石墨黑的層,當作黑色色素含有層而設置。若為石墨黑,則例如藉由公知的微影法,就可形成圖案。
又,在上記的實施形態中,雖然對攝相機適用本發明來說明,但並非限定於此。亦可對於掃描器、複印機等這類具備固體攝像裝置的其他電子機器,適用本發明。
此外,在上記的實施形態中,固體攝像裝置1,1b,1c,係相當於本發明的固體攝像裝置。又,在上記的實施形態中,層內透鏡45,係相當於本發明的層內透鏡。又,在上記的實施形態中,彩色濾光片151,係相當於本發明的彩色濾光片。又,在上記的實施形態中,藍色濾光片層151B、151Bc,係相當於本發明的第3之著色層。又,在上記的實施形態中,綠色濾光片層151G、151Gc,係相當於本發明的第2之著色層。又,在上記的實施形態中,紅色濾光片層151R、151Rb,係相當於本發明的第1之著色層。又,在上記的實施形態中,黑色色素含有層151K,係相當於本發明的黑色色素含有層。又,在上記的實施形態中,微透鏡61,係相當於本發明的微透鏡。又,在上記的實施形態中,基板101,係相當於本發明的基板。又,在上記的實施形態中,相機200,係相當於本發明的電子機器。又,在上記的實施形態中,紅外線截斷濾光片202,係相當於本發明的截斷濾光片。又,在上記的實施形態中,受光面JS,係相當於本發明的受光面。又,在上記的實施形態中,光電轉換部P,係相當於本發明的光電轉換部。又,在上記的實施形態中,攝像領域PA,係相當於本發明的攝像領域。
1,1b,1c,1J...固體攝像裝置
21...光二極體
22...電荷讀出通道領域
23...電荷傳輸通道領域
24...通道截止領域
31...第1傳輸電極
32...第2傳輸電極
41,41J...金屬遮光膜
42...光反射膜
43,43J...OCB膜
45...層內透鏡
51...曝光光線吸收層
61...微透鏡
101...基板
151...彩色濾光片
151B,151Bc...藍色濾光片層
151G,151Gc...綠色濾光片層
151K...黑色色素含有層
151R,151Rb,151Rc...紅色濾光片層
200...相機
201...光學系
202...紅外線截斷濾鏡
203...驅動電路
204...訊號處理電路
FT...平坦化膜
Gx...閘極絕緣膜
H...曝光光線
HT...水平傳輸暫存器部
HT1,HT2...平坦化膜
JA...受光領域
JS...受光面
KK...開口
OUT...輸出部
P...光電轉換部
PA...攝像領域
PM...光罩
PR...光阻膜
RO...電荷讀出部
SB...遮光部
SS...元件分離部
Sz,Sz1,Sz2,Sz3...層間絕緣膜
Vb...藍色成分之分光輸出
Vg...綠色成分之分光輸出
Vr...紅色成分之分光輸出
VT...垂直傳輸暫存器部
[圖1]圖1係固體攝像裝置1J的要部剖面圖。
[圖2]圖2係紅外線截斷濾光片的分光特性之圖示。
[圖3]圖3係圖示了,針對入射至固體攝像裝置的平行光,透過微透鏡、彩色濾光片、層內透鏡而傳達的樣子,實施波動模擬的結果圖。
[圖4]圖4係表示,於固體攝像裝置中的分光輸出。
[圖5]圖5係本發明所述之實施形態1中,固體攝像裝置1的全體構造之概略的平面圖。
[圖6]圖6係本發明所述之實施形態1中,固體攝像裝置1之要部的圖示。
[圖7]圖7係本發明所述之實施形態1中,固體攝像裝置1之要部的圖示。
[圖8]圖8係本發明所述之實施形態1、4中,相機200之構成的構成圖。
[圖9]圖9係本發明所述之實施形態1中,固體攝像裝置1之製造方法之各工程中所被設置之要部的圖示。
[圖10]圖10係本發明所述之實施形態1中,固體攝像裝置1之製造方法之各工程中所被設置之要部的圖示。
[圖11]圖11係本發明所述之實施形態1中,固體攝像裝置1之製造方法之各工程中所被設置之要部的圖示。
[圖12]圖12係本發明所述之實施形態1中,固體攝像裝置1之製造方法之各工程中所被設置之要部的圖示。
[圖13]圖13係本發明所述之實施形態1中,固體攝像裝置1之製造方法之各工程中所被設置之要部的圖示。
[圖14]圖14係本發明所述之實施形態1中,固體攝像裝置1之製造方法之各工程中所被設置之要部的圖示。
[圖15]圖15係本發明所述之實施形態2中,固體攝像裝置1b之要部的圖示。
[圖16]圖16係本發明所述之實施形態2中,固體攝像裝置1b之要部的圖示。
[圖17]圖17係本發明所述之實施形態3中,固體攝像裝置1c之要部的圖示。
[圖18]圖18係本發明所述之實施形態3中,固體攝像裝置1c之要部的圖示。
[圖19]圖19係本發明所述之實施形態4中,固體攝像裝置1的全體構造之概略的平面圖。
[圖20]圖20係本發明所述之實施形態4中,固體攝像裝置1之要部的圖示。
[圖21]圖21係本發明所述之實施形態4中,彩色濾光片51的圖示。
[圖22]圖22係本發明所述之實施形態4中,固體攝像裝置1之製造方法之各工程中所被設置之要部的圖示。
[圖23]圖23係本發明所述之實施形態4中,固體攝像裝置1之製造方法之各工程中所被設置之要部的圖示。
[圖24]圖24係本發明所述之實施形態4中,固體攝像裝置1之製造方法之各工程中所被設置之要部的圖示。
[圖25]圖25係本發明所述之實施形態4中,固體攝像裝置1之製造方法之各工程中所被設置之要部的圖示。
[圖26]圖26係本發明所述之實施形態4中,固體攝像裝置1之製造方法之各工程中所被設置之要部的圖示。
[圖27]圖27係本發明所述之實施形態4中,紅色濾光片層51R之分光穿透特性的圖示。
[圖28]圖28係本發明所述之實施形態4中,固體攝像裝置1之分光輸出的圖示。
[圖29]圖29係用來說明鬼影現象的圖。
[圖30]圖30係用來說明鬼影現象的圖。
[圖31]圖31係用來說明鬼影現象的圖。
[圖32]圖32係用來說明鬼影現象的圖。
[圖33]圖33係本發明所述之實施形態4中,用來說明鬼影現象的發生受到抑制的圖。
[圖34]圖34係本發明所述之實施形態5中,固體攝像裝置1b之要部的圖示。
[圖35]圖35係本發明所述之實施形態5中,黑色色素含有層51K的放大圖。
[圖36]圖36係本發明所述之實施形態5中,固體攝像裝置1b之製造方法之各工程中所被設置之要部的圖示。
[圖37]圖37係本發明所述之實施形態5中,固體攝像裝置1b之製造方法之各工程中所被設置之要部的圖示。
[圖38]圖38係本發明所述之實施形態5中,固體攝像裝置1b之製造方法之各工程中所被設置之要部的圖示。
[圖39]圖39係本發明所述之實施形態5中,固體攝像裝置1b之製造方法之各工程中所被設置之要部的圖示。
[圖40]圖40係本發明所述之實施形態4中,黑色色素含有層51K的分光特性的圖示。
[圖41]圖41係本發明所述之實施形態6中,固體攝像裝置1c之要部的圖示。
[圖42]圖42係本發明所述之實施形態6中,用來說明鬼影現象的發生受到抑制之樣子的圖。
1...固體攝像裝置
21...光二極體
24...通道截止領域
31...第1傳輸電極
32...第2傳輸電極
41...金屬遮光膜
42...光反射膜
43...OCB膜
101...基板
Gx...閘極絕緣膜
FT...平坦化膜
JS...受光面
KK...開口
P...光電轉換部
SS...元件分離部
Sz1,Sz2,Sz3...層間絕緣膜

Claims (10)

  1. 一種固體攝像裝置之製造方法,其特徵為,具有:固體攝像裝置製造工程,係製造固體攝像裝置,其係為,將光線於受光面進行受光以生成訊號電荷的光電轉換部,是被設置在基板上;前記固體攝像裝置製造工程係含有:金屬遮光膜形成工程,係於前記基板之上方,在前記受光面所對應之領域以外的領域,形成金屬遮光膜;和光反射膜形成工程,係在前記金屬遮光膜的上方,形成用來反射光線的光反射膜;和光阻圖案層形成工程,係針對被成膜在前記光反射膜之上方的負片型光阻膜,實施曝光處理後,實施現像處理,以從前記光阻膜來形成光阻圖案層;於前記光反射膜形成工程中,係形成前記光反射膜,以使得:前記光反射膜是與前記光阻圖案層相同之圖案形狀且剖面形狀係為矩形,並在前記光阻圖案層形成工程中的前記曝光處理之實施時,會使曝光光線反射至前記光阻膜。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之固體攝像裝置之製造方法,其中,前記固體攝像裝置製造工程係含有:電荷讀出部形成工程,係在前記基板形成電荷讀出部,其係以電荷讀出通道領域,將前記光電轉換部所生成之訊號電荷予以讀出;和 傳輸暫存器部形成工程,係在前記基板形成傳輸暫存器部,其係以電荷傳輸通道領域,來傳輸已經藉由前記電荷讀出部而從前記光電轉換部中所讀出之訊號電荷;於前記金屬遮光膜形成工程中,係在前記電荷讀出通道領域及前記電荷傳輸通道領域之上方,形成前記金屬遮光膜,以將入射至前記電荷讀出通道領域及前記電荷傳輸通道領域的光線予以遮光。
  3. 如申請專利範圍第2項所記載之固體攝像裝置之製造方法,其中,於前記光阻圖案層形成工程中,係形成黑色的彩色光阻圖案層,來作為前記光阻圖案層。
  4. 如申請專利範圍第3項所記載之固體攝像裝置之製造方法,其中,於前記光阻圖案層形成工程中,係以直接接觸於前記光反射膜的方式,而將前記負片型光阻膜予以成膜。
  5. 如申請專利範圍第3項所記載之固體攝像裝置之製造方法,其中,前記固體攝像裝置製造工程係具有:曝光光線吸收層形成工程,係形成曝光光線吸收層,其係用以吸收,前記光阻圖案層形成工程中的前記曝光處理之實施時的曝光光線;前記曝光光線吸收層形成工程,係在前記金屬遮光膜形成工程的實施後,且前記光反射膜形成工程的實施前,以在前記基板之上方而介隔存在於前記金屬遮光膜與前記 光反射膜之間的方式,形成前記曝光光線吸收層。
  6. 如申請專利範圍第5項所記載之固體攝像裝置之製造方法,其中,於前記曝光光線吸收層形成工程中,在前記基板的上方,以包含前記受光面所對應之領域的方式,形成前記曝光光線吸收層。
  7. 如申請專利範圍第1項至第6項之任一項所記載之固體攝像裝置之製造方法,其中,於前記光阻圖案層形成工程中,將可見光以外的非可見光當作曝光光線使用而實施前記曝光處理;於前記光反射膜形成工程中,係形成前記光反射膜,使得前記光阻圖案層形成工程中的前記曝光處理之實施時所使用的非可見光,以高於可見光之比率而被反射。
  8. 一種攝相機之製造方法,其特徵為,具有:固體攝像裝置製造工程,係製造固體攝像裝置,其係為,將光線於受光面進行受光以生成訊號電荷的光電轉換部,是被設置在基板上;前記固體攝像裝置製造工程係含有:金屬遮光膜形成工程,係於前記基板之上方,在前記受光面所對應之領域以外的領域,形成金屬遮光膜;和光反射膜形成工程,係在前記金屬遮光膜的上方,形成用來反射光線的光反射膜;和光阻圖案層形成工程,係針對被成膜在前記光反射膜之上方的負片型光阻膜,實施曝光處理後,實施現像處理 ,以從前記光阻膜來形成光阻圖案層;於前記光反射膜形成工程中,係形成前記光反射膜,以使得:前記光反射膜是與前記光阻圖案層相同之圖案形狀且剖面形狀係為矩形,並在前記光阻圖案層形成工程中的前記曝光處理之實施時,會使曝光光線反射至前記光阻膜。
  9. 一種固體攝像裝置,其特徵為,含有:光電轉換部,係被設在基板,以受光面將光線予以受光而生成訊號電荷;和金屬遮光膜,係被形成在前記基板之上方而在前記受光面所對應之領域以外的領域;和光反射膜,係被形成在前記金屬遮光膜的上方;和光阻圖案層,係被形成在前記光反射膜的上方;前記光阻圖案層,係藉由針對被成膜在前記光反射膜之上方的負片型光阻膜,實施曝光處理後,實施現像處理,而被形成;前記光反射膜係與前記光阻圖案層相同之圖案形狀且剖面形狀係為矩形,並且是被形成為,在前記曝光處理的實施時,該當光反射膜會使曝光光線反射至前記光阻膜。
  10. 一種攝相機,其特徵為,含有:光電轉換部,係被設在基板,以受光面將光線予以受光而生成訊號電荷;和 金屬遮光膜,係被形成在前記基板之上方而在前記受光面所對應之領域以外的領域;和光反射膜,係被形成在前記金屬遮光膜的上方;和光阻圖案層,係被形成在前記光反射膜的上方;前記光阻圖案層,係藉由針對被成膜在前記光反射膜之上方的負片型光阻膜,實施曝光處理後,實施現像處理,而被形成;前記光反射膜係與前記光阻圖案層相同之圖案形狀且剖面形狀係為矩形,並且是被形成為,在前記曝光處理的實施時,該當光反射膜會使曝光光線反射至前記光阻膜。
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