JP2003298034A - Solid-state imaging device and method of manufacturing the same - Google Patents
Solid-state imaging device and method of manufacturing the sameInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 感度を向上することができると共に、安価に
かつ安定して製造することができる構造の固体撮像素子
及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 各画素において受光センサ部2よりも上
方に形成された透明膜9の受光センサ部2の直上の位置
に孔部13が形成され、透明膜9よりも屈折率の高い有
機ポリマー10が孔部に埋め込まれて導波管が構成され
ている固体撮像素子を構成する。また、色素を添加した
有機ポリマー10によりカラーフィルタを構成する。そ
して、透明膜9の受光センサ部2の直上の部分に孔部1
3を形成する工程と、この孔部13を埋めて有機ポリマ
ー10を形成する工程と、この有機ポリマー10に対し
てエッチバックを行って表面を平坦化する工程とを少な
くとも有して上記固体撮像素子を製造する。
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid-state imaging device having a structure capable of improving sensitivity and being inexpensively and stably manufactured, and a method of manufacturing the same. In each pixel, a hole is formed in a transparent film formed above a light receiving sensor portion in each pixel, at a position directly above the light receiving sensor portion, and an organic polymer having a higher refractive index than the transparent film is formed. Are embedded in the holes to form a solid-state imaging device. In addition, a color filter is constituted by the organic polymer 10 to which a dye is added. The hole 1 is formed in a portion of the transparent film 9 immediately above the light receiving sensor 2.
3; a step of filling the holes 13 to form the organic polymer 10; and a step of performing etch-back on the organic polymer 10 to flatten the surface. The device is manufactured.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、受光センサ部の直
上に高屈折率材料が内部に埋め込まれた孔部を有する構
造の固体撮像素子及びその製造方法に係わる。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image pickup device having a structure in which a hole having a high refractive index material embedded therein is provided immediately above a light receiving sensor unit, and a method for manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から、固体撮像素子における感度特
性の向上を目的として、様々な提案がなされている。2. Description of the Related Art Conventionally, various proposals have been made for the purpose of improving the sensitivity characteristics of solid-state image pickup devices.
【0003】その1つとして、例えば特開平10−32
6885号、特開平11−121725号等において、
受光センサ部の直上の位置に孔部を形成し、この孔部内
に高屈折率材料を充填して導波管構造とした構成が提案
されている。As one of them, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-32
6885, JP-A-11-121725, etc.,
There has been proposed a structure in which a hole is formed immediately above the light receiving sensor unit and a high refractive index material is filled in the hole to form a waveguide structure.
【0004】このような構成を作製する場合には、受光
センサ部の上方に形成されている低屈折率の透明膜(層
間絶縁膜やパッシベーション膜等)に対して、その受光
センサ部の直上の位置に孔部を形成し、その後孔部に高
屈折率材料として例えばプラズマSiN膜を埋め込む方
法が採られる。In the case of manufacturing such a structure, a transparent film (interlayer insulating film, passivation film, etc.) having a low refractive index formed above the light receiving sensor section is directly above the light receiving sensor section. A method is employed in which a hole is formed at a position and then a plasma SiN film, for example, as a high refractive index material is embedded in the hole.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、固体撮
像素子の微細化に伴い、受光センサ部の面積が狭くなる
ため、孔部のアスペクト比(幅と深さの比)が大きくな
る。このように孔部のアスペクト比が大きくなることに
より、孔部を埋めるプラズマSiN膜のカバレッジが悪
化し、ボイドが発生する等の問題があった。However, as the solid-state image pickup device is miniaturized, the area of the light receiving sensor portion becomes smaller, and the aspect ratio (ratio of width to depth) of the hole portion becomes larger. Since the aspect ratio of the hole becomes large in this manner, the coverage of the plasma SiN film filling the hole is deteriorated, and there is a problem that a void is generated.
【0006】また、上述した構成の固体撮像素子に対し
て、さらにカラーフィルタ膜を設ける構成とした場合に
おいては、導波管構造を形成した後にさらにカラーフィ
ルタ膜を形成する工程が別途必要となることから、工程
数が多くなり、製造コストが増大する問題があった。Further, in the case where a color filter film is further provided to the solid-state image pickup device having the above-mentioned structure, an additional step of forming the color filter film after forming the waveguide structure is required. Therefore, there is a problem that the number of steps increases and the manufacturing cost increases.
【0007】上述した問題の解決のために、本発明にお
いては、感度を向上することができると共に、安価にか
つ安定して製造することができる構造の固体撮像素子及
びその製造方法を提供するものである。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a solid-state image pickup device having a structure capable of improving sensitivity and being manufactured inexpensively and stably, and a manufacturing method thereof. Is.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像素子
は、画素を構成する受光センサ部が多数形成され、各画
素において受光センサ部よりも上方に透明膜が形成され
て成り、透明膜の受光センサ部の直上の位置に孔部が形
成され、透明膜よりも屈折率の高い有機ポリマーが孔部
に埋め込まれて導波管が構成されているものである。A solid-state image sensor according to the present invention comprises a large number of light-receiving sensor portions forming pixels, and a transparent film is formed above each light-receiving sensor portion in each pixel. A hole is formed immediately above the light receiving sensor unit, and an organic polymer having a higher refractive index than the transparent film is embedded in the hole to form a waveguide.
【0009】本発明の固体撮像素子の製造方法は、画素
を構成する受光センサ部が多数形成され、各画素におい
て受光センサ部よりも上方に透明膜が形成されて成る固
体撮像素子を製造する際に、透明膜を形成し、その後こ
の透明膜の受光センサ部の直上の部分に孔部を形成する
工程と、この孔部を埋めて全面的に透明膜よりも屈折率
の高い有機ポリマーを形成する工程と、この有機ポリマ
ーに対してエッチバックを行って表面を平坦化する工程
とを少なくとも有するものである。According to the method of manufacturing a solid-state image pickup device of the present invention, a large number of light-receiving sensor parts forming pixels are formed, and a transparent film is formed above each light-receiving sensor part in each pixel. , A step of forming a transparent film, and then forming a hole in the transparent film immediately above the light receiving sensor section, and filling the hole with an organic polymer having a higher refractive index than the transparent film. And a step of flattening the surface by etching back the organic polymer.
【0010】上述の本発明の固体撮像素子の構成によれ
ば、透明膜の受光センサ部の直上の位置に形成された孔
部に、透明膜よりも屈折率の高い有機ポリマーが埋め込
まれて導波管が構成されていることにより、透明膜より
孔部内の有機ポリマーの方が屈折率が高いため孔部の壁
面に入射した光を反射させて受光センサ部に向かわせる
ことができ、感度を向上することが可能になる。また、
有機ポリマーにより導波管を構成する孔部を埋め込んで
いることにより、孔部に埋め込む際の埋め込み性やカバ
レージが良好となるので、容易に高い信頼性で製造する
ことが可能な構造となっている。According to the above-mentioned structure of the solid-state image pickup device of the present invention, an organic polymer having a refractive index higher than that of the transparent film is embedded in the hole formed in the transparent film immediately above the light receiving sensor part. Due to the construction of the wave tube, the organic polymer in the hole has a higher refractive index than the transparent film, so that the light incident on the wall surface of the hole can be reflected and directed to the light-receiving sensor section, and the sensitivity can be improved. It will be possible to improve. Also,
By embedding the hole that constitutes the waveguide with an organic polymer, the embedding property and coverage when embedding in the hole are improved, so that a structure that can be easily and highly reliable manufactured is obtained. There is.
【0011】上述の本発明の固体撮像素子の製造方法に
よれば、透明膜の受光センサ部の直上の部分に孔部を形
成し、この孔部を埋めて全面的に透明膜よりも屈折率の
高い有機ポリマーを形成することにより、孔部の壁面に
入射した光を反射させて受光センサ部に向かわせること
ができ、感度を向上することが可能になる上述の導波管
の構造を作製することができる。このとき、孔部を埋め
て有機ポリマーを形成するので、孔部への埋め込み性や
カバレージが良好となるので、容易に高い信頼性で製造
することが可能になる。さらに、有機ポリマーに対して
エッチバックを行って表面を平坦化することにより透明
膜の孔部を有機ポリマーで埋めて、かつ透明膜と有機ポ
リマーの表面を平坦化した構造を形成することができ
る。According to the above-described method for manufacturing a solid-state image sensor of the present invention, a hole is formed in a portion of the transparent film immediately above the light receiving sensor portion, and the hole is filled to have a refractive index higher than that of the transparent film. By forming an organic polymer with high efficiency, it is possible to reflect the light incident on the wall surface of the hole and direct it toward the light receiving sensor part, and to manufacture the above-mentioned waveguide structure that can improve the sensitivity. can do. At this time, since the organic polymer is formed by filling the pores, the filling property into the pores and the coverage are improved, and therefore, the manufacturing can be easily performed with high reliability. Further, by performing etch back on the organic polymer to flatten the surface, it is possible to fill the pores of the transparent film with the organic polymer and form a structure in which the transparent film and the organic polymer have a flat surface. .
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】本発明は、画素を構成する受光セ
ンサ部が多数形成され、各画素において受光センサ部よ
りも上方に透明膜が形成されて成り、透明膜の受光セン
サ部の直上の位置に孔部が形成され、透明膜よりも屈折
率の高い有機ポリマーが孔部に埋め込まれて導波管が構
成されている固体撮像素子である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION According to the present invention, a large number of light receiving sensor portions forming pixels are formed, and a transparent film is formed above each light receiving sensor portion in each pixel. The solid-state imaging device has a hole formed at a position, and an organic polymer having a higher refractive index than the transparent film is embedded in the hole to form a waveguide.
【0013】また本発明は、上記固体撮像素子におい
て、有機ポリマーに色素が添加されて着色膜が形成さ
れ、この着色膜により各画素の受光センサ部に対してカ
ラーフィルタが形成されている構成とする。Further, according to the present invention, in the above solid-state image pickup device, a coloring film is formed by adding a dye to an organic polymer, and the coloring film forms a color filter for a light receiving sensor portion of each pixel. To do.
【0014】また本発明は、上記固体撮像素子におい
て、有機ポリマーの屈折率が1.5以上である構成とす
る。Further, according to the present invention, in the above solid-state image pickup device, the organic polymer has a refractive index of 1.5 or more.
【0015】また本発明は、上記固体撮像素子におい
て、透明膜が有機膜上に無機系透明膜が形成されて成る
構成とする。Further, according to the present invention, in the above solid-state image pickup device, the transparent film is formed by forming an inorganic transparent film on an organic film.
【0016】本発明は、画素を構成する受光センサ部が
多数形成され、各画素において受光センサ部よりも上方
に透明膜が形成されて成る固体撮像素子を製造する方法
であって、透明膜を形成し、その後この透明膜の受光セ
ンサ部の直上の部分に孔部を形成する工程と、この孔部
を埋めて全面的に透明膜よりも屈折率の高い有機ポリマ
ーを形成する工程と、この有機ポリマーに対してエッチ
バックを行って表面を平坦化する工程とを少なくとも有
する固体撮像素子の製造方法である。The present invention is a method for manufacturing a solid-state image pickup device in which a large number of light receiving sensor portions forming pixels are formed and a transparent film is formed above the light receiving sensor portion in each pixel. Forming, and then forming a hole in a portion of the transparent film immediately above the light receiving sensor section; and a step of filling the hole and forming an organic polymer having a higher refractive index than the transparent film over the entire surface, And a step of flattening the surface by performing etch back on the organic polymer.
【0017】また本発明は、上記固体撮像素子の製造方
法において、有機ポリマーに色素が添加されている構成
とする。Further, according to the present invention, in the method for manufacturing a solid-state image pickup device, a dye is added to an organic polymer.
【0018】また本発明は、上記固体撮像素子の製造方
法において、透明膜を形成する工程において、有機膜を
形成し、その上に無機系透明膜を形成する。According to the present invention, in the method for manufacturing a solid-state image pickup device, in the step of forming a transparent film, an organic film is formed and an inorganic transparent film is formed thereon.
【0019】まず、本発明の具体的な実施の形態の説明
に先立ち、本発明の概要を説明する。本発明において
は、固体撮像素子の各画素を構成する受光センサ部の直
上の位置の透明膜に孔部を形成し、この孔部を埋めて有
機ポリマーから成る高屈折率材料層を形成して導波管を
構成する。高屈折率材料層は、孔部の周囲の透明膜(低
屈折率材料層)よりも屈折率の高い材料により形成す
る。First, an outline of the present invention will be described prior to the description of specific embodiments of the present invention. In the present invention, a hole is formed in the transparent film at a position directly above the light-receiving sensor part that constitutes each pixel of the solid-state image sensor, and the hole is filled to form a high refractive index material layer made of an organic polymer. Configure a waveguide. The high refractive index material layer is formed of a material having a higher refractive index than the transparent film (low refractive index material layer) around the hole.
【0020】そして、図11に模式図を示すように、透
明膜(低屈折率材料層)52に形成した孔部を埋めて、
有機ポリマーから成る高屈折率材料層53を形成する。
これにより、オンチップレンズ54により集束した入射
光55を、透明膜(低屈折率材料層)52と高屈折率材
料層53との界面、即ち孔部の壁面において全反射させ
ることができ、孔部の壁面に入射した入射光55も受光
センサ部51に向かわせることができる。従って、固体
撮像素子の感度特性を向上させることができるものであ
る。Then, as shown in the schematic view of FIG. 11, the holes formed in the transparent film (low refractive index material layer) 52 are filled,
A high refractive index material layer 53 made of an organic polymer is formed.
As a result, the incident light 55 focused by the on-chip lens 54 can be totally reflected at the interface between the transparent film (low refractive index material layer) 52 and the high refractive index material layer 53, that is, the wall surface of the hole. The incident light 55 incident on the wall surface of the part can also be directed to the light receiving sensor part 51. Therefore, the sensitivity characteristic of the solid-state image sensor can be improved.
【0021】透明膜(低屈折率材料層)を構成する低屈
折率の材料としては、SiO2 (酸化シリコン)系材料
(屈折率:約1.45)、或いはフッ素系透明樹脂(屈
折率:約1.35)を使用することができる。SiO2
系材料としては、SiO2 系酸化膜、例えばPSG,B
−PSG,プラズマSiO,SOG等を用いることがで
きる。フッ素系透明樹脂は、例えば旭化成工業株式会社
製CYTOP(商品名)等を用いることができる。As a material having a low refractive index which constitutes the transparent film (low refractive index material layer), a SiO 2 (silicon oxide) -based material (refractive index: about 1.45) or a fluorine-based transparent resin (refractive index: About 1.35) can be used. SiO 2
As the system material, SiO 2 system oxide film such as PSG, B
-PSG, plasma SiO, SOG, etc. can be used. As the fluorine-based transparent resin, for example, CYTOP (trade name) manufactured by Asahi Kasei Corporation can be used.
【0022】導波管を構成する高屈折率材料層の有機ポ
リマーとしては、例えばポリイミド系樹脂(屈折率:約
1.75)を用いることができる。Polyimide resin (refractive index: about 1.75) can be used as the organic polymer of the high refractive index material layer forming the waveguide.
【0023】高屈折率材料として用いられる有機ポリマ
ーとしては、上述のポリイミド系樹脂の他にも、例えば
次のようなポリマーが使用可能である。
ポリベンジルメタクリレート(屈折率1.568)
ポリフェニルメタクリレート(屈折率1.5706)
ポリジアリルフタレート(屈折率1.572)
ポリスチレン(屈折率1.59)
ポリ−p−ブロモフェニルメタクリレート(屈折率1.
5904)
ポリペンタクロロフェニルメタクリレート(屈折率1.
608)
ポリ−o−クロロスチレン(屈折率1.6098)
ポリ−α−ナフチルメタクリレート(屈折率1.641
0)
ポリビニルナフタレン(屈折率1.6818)
ポリビニルカルバゾール(屈折率1.683)
ポリペンタブロモフェニルメタクリレート(屈折率1.
71)As the organic polymer used as the high refractive index material, for example, the following polymers can be used in addition to the above polyimide resin. Polybenzyl methacrylate (refractive index 1.568) Polyphenyl methacrylate (refractive index 1.5706) Polydiallyl phthalate (refractive index 1.572) Polystyrene (refractive index 1.59) Poly-p-bromophenyl methacrylate (refractive index 1.59)
5904) Polypentachlorophenyl methacrylate (refractive index 1.
608) Poly-o-chlorostyrene (refractive index 1.6098) Poly-α-naphthyl methacrylate (refractive index 1.641
0) Polyvinylnaphthalene (refractive index 1.6818) Polyvinylcarbazole (refractive index 1.683) Polypentabromophenyl methacrylate (refractive index 1.83)
71)
【0024】このように、孔部の周囲の低屈折率材料層
よりも屈折率の高い有機ポリマー、好ましくは屈折率
1.5以上の有機ポリマーを用いて、孔部を埋める高屈
折率材料層を形成する。As described above, an organic polymer having a refractive index higher than that of the low refractive index material layer around the hole, preferably an organic polymer having a refractive index of 1.5 or more is used to fill the hole with a high refractive index material layer. To form.
【0025】上述した各有機ポリマーは、スピンコート
により塗布することができ、かつ孔部に対して良好な埋
め込み性及びカバレッジを有する。従って、固体撮像素
子の微細化を図ったときに、孔部におけるボイドの発生
を抑制することができるため、微細化された固体撮像素
子を高い信頼性で製造することが可能になる。Each of the above-mentioned organic polymers can be applied by spin coating, and has good embedding properties and coverage for the pores. Therefore, when the solid-state imaging device is miniaturized, it is possible to suppress the generation of voids in the holes, so that the miniaturized solid-state imaging device can be manufactured with high reliability.
【0026】さらに、ポリイミド系樹脂や上述した有機
ポリマーに、色素を添加して着色膜とすることにより、
この着色膜により各画素の受光センサ部に対応してカラ
ーフィルタを設けることも可能になる。即ち着色膜によ
り導波管とカラーフィルタとを兼用することが可能にな
る。Furthermore, by adding a dye to the polyimide resin or the above-mentioned organic polymer to form a colored film,
With this colored film, it is possible to provide a color filter corresponding to the light receiving sensor section of each pixel. That is, the colored film can serve as both the waveguide and the color filter.
【0027】この有機ポリマーに添加される色素は、イ
エロー、シアン、マゼンタ、グリーン、レッド、ブルー
等の色素から、カラーフィルタアレイの構成に応じて適
宜選択される。そして、例えば原色系のカラーフィルタ
アレイを形成する場合には、グリーン、レッド、ブルー
のパターンを形成し、補色系のカラーフィルタアレイを
形成する場合には、イエロー、シアン、マゼンタ、グリ
ーンのパターンを形成する。The dye added to the organic polymer is appropriately selected from dyes such as yellow, cyan, magenta, green, red and blue depending on the constitution of the color filter array. Then, for example, when forming a primary color filter array, green, red, and blue patterns are formed, and when forming a complementary color filter array, yellow, cyan, magenta, and green patterns are formed. Form.
【0028】そして、カラーフィルタの分光特性の調整
は、有機ポリマー例えばポリイミド系樹脂中の色素の濃
度、並びに着色膜のドライエッチング工程におけるエッ
チバックの量によって調整する。The spectral characteristics of the color filter are adjusted by the concentration of the dye in the organic polymer such as the polyimide resin and the amount of etch back in the dry etching process of the colored film.
【0029】上述のように、有機ポリマーに色素を添加
して成る着色膜を形成することによって、導波管を構成
する高屈折率材料層とカラーフィルタとを兼用し、これ
らを同時に形成することが可能になるため、工程数の削
減を図ることができる。従って、カラーフィルタと導波
管を有する固体撮像素子を安価に実現することが可能に
なる。As described above, by forming a colored film formed by adding a dye to an organic polymer, the high refractive index material layer constituting the waveguide is also used as a color filter, and these are simultaneously formed. Therefore, the number of steps can be reduced. Therefore, it is possible to inexpensively realize a solid-state imaging device having a color filter and a waveguide.
【0030】また、有機ポリマーから成る着色膜が埋め
込まれる孔部の周囲の透明膜(低屈折率材料層)に、フ
ッ素系透明樹脂等の有機膜を採用した場合には、この有
機膜上に無機系透明膜を設けて、孔部内の着色膜をエッ
チングして除去する際のエッチングストッパーとするこ
とが望ましい。When an organic film such as a fluorine-based transparent resin is used as the transparent film (low refractive index material layer) around the hole where the colored film made of an organic polymer is embedded, the organic film is formed on the organic film. It is desirable to provide an inorganic transparent film to serve as an etching stopper when the colored film in the hole is etched and removed.
【0031】続いて、本発明の具体的な実施の形態を説
明する。Next, specific embodiments of the present invention will be described.
【0032】図1は、本発明の一実施の形態として、固
体撮像素子の概略構成図(断面図)を示す。本実施の形
態は、本発明をCCD固体撮像素子に適用し、また低屈
折率材料としてSiO2 系材料を用いた場合である。こ
の固体撮像素子は、半導体基体1内に受光センサ部2
と、転送チャネル3がそれぞれ形成され、これら受光セ
ンサ部2と転送チャネル3の間には、図示しないが読み
出しゲート或いはチャネルストップ領域が形成される。
転送チャネル3の上方にはゲート絶縁膜4を介して転送
電極5が形成されている。転送電極5を覆って薄い絶縁
膜6が形成され、その上を覆って層間絶縁膜7が受光セ
ンサ部2上にもわたって形成されている。さらに、層間
絶縁膜7には転送電極5への光の入射を防止するための
遮光膜8が形成されている。この遮光膜8には受光セン
サ部2上に開口が設けられており、受光センサ部2に光
が入射するようにしている。FIG. 1 shows a schematic configuration diagram (cross-sectional view) of a solid-state image pickup device as an embodiment of the present invention. The present embodiment is a case where the present invention is applied to a CCD solid-state image pickup device and a SiO 2 based material is used as a low refractive index material. This solid-state image sensor has a semiconductor substrate 1 and a light receiving sensor section 2
And transfer channels 3 are formed respectively, and a read gate or a channel stop region (not shown) is formed between the light receiving sensor unit 2 and the transfer channel 3.
A transfer electrode 5 is formed above the transfer channel 3 via a gate insulating film 4. A thin insulating film 6 is formed so as to cover the transfer electrode 5, and an interlayer insulating film 7 is formed so as to cover the transfer electrode 5 and extend over the light receiving sensor portion 2. Further, a light-shielding film 8 is formed on the interlayer insulating film 7 to prevent light from entering the transfer electrode 5. The light-shielding film 8 is provided with an opening on the light-receiving sensor unit 2 so that light is incident on the light-receiving sensor unit 2.
【0033】遮光膜8の上には、厚い透明膜9が形成さ
れている。この透明膜9は、低屈折率材料のSiO2 系
材料を用いて形成されている。A thick transparent film 9 is formed on the light shielding film 8. The transparent film 9 is formed of a low refractive index material such as SiO 2 material.
【0034】また、転送チャネル3及び転送電極5によ
ってCCD構造の電荷転送部が構成される。Further, the transfer channel 3 and the transfer electrode 5 constitute a charge transfer section having a CCD structure.
【0035】本実施の形態では、特に低屈折率材料から
成る透明膜9の受光センサ部2の直上の部分に孔部13
が形成され、この孔部13を高屈折率材料で埋めて導波
管が構成されている。さらに、この導波管を構成する高
屈折率材料として、画素に形成するカラーフィルタの色
に対応する色素が添加された有機ポリマー(前述した高
屈折率の有機ポリマー例えばポリイミド樹脂)から成る
着色膜10が用いられている。そして、この着色膜10
が孔部13に埋め込まれて導波管が形成されている。In this embodiment, the hole 13 is formed in the portion of the transparent film 9 made of a material having a low refractive index directly above the light receiving sensor 2.
Is formed, and the hole 13 is filled with a high refractive index material to form a waveguide. Further, as a high refractive index material forming the waveguide, a colored film made of an organic polymer (a high refractive index organic polymer such as the polyimide resin described above) to which a dye corresponding to the color of a color filter formed in a pixel is added. 10 is used. Then, this colored film 10
Is embedded in the hole 13 to form a waveguide.
【0036】この場合、着色膜10の屈折率が、透明膜
9の屈折率より高くなっており、図11に示したと同様
に、孔部13の壁面に入射した光は、この壁面で反射し
て受光センサ部2へ向かう。In this case, the refractive index of the colored film 10 is higher than that of the transparent film 9, and the light incident on the wall surface of the hole 13 is reflected by this wall surface as in the case shown in FIG. Toward the light receiving sensor unit 2.
【0037】透明膜9及び着色膜10の上には、透明平
坦化膜11が形成されて表面が平坦化され、その上にオ
ンチップレンズ12が形成されている。A transparent flattening film 11 is formed on the transparent film 9 and the colored film 10 to flatten the surface, and an on-chip lens 12 is formed thereon.
【0038】上述の本実施の形態の固体撮像素子によれ
ば、孔部13に埋め込まれ、色素が添加された有機ポリ
マー(例えばポリイミド樹脂)から成る着色膜10を、
固体撮像素子におけるカラーフィルタ及び導波管として
機能させることができる。即ち従来の構成において、孔
部へのプラズマSiN膜の埋め込み性悪化が生じたり、
導波管構造を形成した後にカラーフィルタ層を形成する
ために工程数が必然的に多くなり製造コストが高くなっ
たのに対して、本実施の形態では、着色膜10を安価に
かつ孔部13への埋め込み性やカバレッジを良好に形成
することが可能になる。According to the above-described solid-state image pickup device of the present embodiment, the colored film 10 embedded in the hole 13 and made of an organic polymer (for example, polyimide resin) to which a dye is added,
It can function as a color filter and a waveguide in a solid-state image sensor. That is, in the conventional structure, the embedding property of the plasma SiN film in the hole is deteriorated,
Although the number of steps is inevitably increased to form the color filter layer after forming the waveguide structure and the manufacturing cost is increased, in the present embodiment, the colored film 10 is inexpensive and the hole portion is formed. It becomes possible to form the embedding property in 13 and the coverage well.
【0039】従って、本実施の形態によれば、製造コス
トを抑制すると共に、信頼性の高い固体撮像素子を実現
することができる。Therefore, according to this embodiment, it is possible to suppress the manufacturing cost and realize a highly reliable solid-state image pickup device.
【0040】次に、上述の本実施の形態の固体撮像素子
の製造方法を説明する。まず、半導体基体11内の受光
センサ2部及び転送チャネル3等の各領域、並びに転送
電極5から遮光膜8までの各層、並びにその他パッシベ
ーション膜等必要な層を形成する。Next, a method of manufacturing the above-described solid-state image pickup device of the present embodiment will be described. First, each region such as the light receiving sensor 2 portion and the transfer channel 3 in the semiconductor substrate 11, each layer from the transfer electrode 5 to the light shielding film 8, and other necessary layers such as a passivation film are formed.
【0041】次に、図2Aに示すように、下層(例えば
基板から遮光膜までの各層を含む)21の表面を覆って
SiO2 系材料から成る透明膜22を全面的に形成す
る。尚、図2A以降では、各画素の転送電極5や遮光膜
8等の細部については記載を省略して3画素分の領域を
表示した模式的断面図を示す。続いて、図2Bに示すよ
うに、透明膜22上に、所定のパターンのフォトレジス
ト23を形成する。次に、図2Cに示すように、フォト
レジスト23をマスクとして、透明膜22に対してドラ
イエッチングを行う。そして、図2Dに示すように、フ
ォトレジスト23を除去して、受光センサ部(図示せ
ず)上に導波管となる孔部24を形成する。Next, as shown in FIG. 2A, a transparent film 22 made of a SiO 2 material is entirely formed so as to cover the surface of the lower layer (including each layer from the substrate to the light shielding film) 21. 2A and the subsequent figures, the details of the transfer electrode 5 and the light-shielding film 8 of each pixel are omitted, and a schematic cross-sectional view showing a region for three pixels is shown. Subsequently, as shown in FIG. 2B, a photoresist 23 having a predetermined pattern is formed on the transparent film 22. Next, as shown in FIG. 2C, the transparent film 22 is dry-etched using the photoresist 23 as a mask. Then, as shown in FIG. 2D, the photoresist 23 is removed to form a hole portion 24 serving as a waveguide on the light receiving sensor portion (not shown).
【0042】この図2Dに示す状態から、所定のカラー
フィルタアレイを形成するために、カラーフィルタアレ
イを構成する各色に対応した色素が添加された有機ポリ
マーから成る各色の着色膜を孔部24内に形成する。以
下、図示した3つの画素に3色(例えばレッド、グリー
ン、ブルー)のカラーフィルタを形成する場合で説明す
る。From the state shown in FIG. 2D, in order to form a predetermined color filter array, a colored film of each color made of an organic polymer to which a dye corresponding to each color forming the color filter array is added is formed in the hole 24. To form. Hereinafter, a case of forming color filters of three colors (for example, red, green, and blue) in the illustrated three pixels will be described.
【0043】次に、図2Eに示すように、スピンコート
法により、孔部24を覆って全面的に、第1色の色素
(例えばレッド)が添加された有機ポリマー例えばポリ
イミド樹脂から成る第1の着色膜25を形成する。続い
て、図3Fに示すように、第1の着色膜25を、上面が
ほぼ平坦面となるように、ドライエッチングにより全面
エッチバックを行う。これにより、各孔部24に第1の
着色膜25が埋め込まれた状態で残る。Next, as shown in FIG. 2E, a first coating made of an organic polymer such as a polyimide resin to which the dye of the first color (for example, red) has been added by spin coating to cover the hole 24. The colored film 25 is formed. Subsequently, as shown in FIG. 3F, the entire surface of the first colored film 25 is dry-etched by dry etching so that the upper surface becomes a substantially flat surface. As a result, the first colored film 25 remains in each hole 24 in a buried state.
【0044】次に、図3Gに示すように、孔部24に埋
め込まれた第1の着色膜25のうち、一部の画素、図3
Gでは一番左の画素を覆い、かつその周辺の透明膜22
とオーバーラップするパターンにフォトレジスト26を
形成する。続いて、図3Hに示すように、フォトレジス
ト26をマスクとして、残りの画素即ち図3Hでは中央
の画素及び一番右の画素の孔部24に埋め込まれた第1
の着色膜25に対してドライエッチングを行う。このと
き、ドライエッチング後もフォトレジスト26が膜厚T
´(<T)程度残るように、図3Gで示したフォトレジ
スト26の膜厚Tを選定する。その後、図3Iに示すよ
うに、フォトレジスト26を除去する。Next, as shown in FIG. 3G, some of the pixels in the first colored film 25 embedded in the holes 24, as shown in FIG.
In G, the transparent film 22 covering the leftmost pixel and surrounding it
A photoresist 26 is formed in a pattern that overlaps with. Subsequently, as shown in FIG. 3H, using the photoresist 26 as a mask, the first pixels embedded in the holes 24 of the remaining pixels, that is, the central pixel and the rightmost pixel in FIG. 3H.
The colored film 25 is subjected to dry etching. At this time, the photoresist 26 has a film thickness T even after dry etching.
The film thickness T of the photoresist 26 shown in FIG. 3G is selected so that about '(<T) remains. Then, as shown in FIG. 3I, the photoresist 26 is removed.
【0045】次に、図3Jに示すように、スピンコート
法により、表面を覆って全面的に、第2の色素(例えば
グリーン)が添加された有機ポリマー例えばポリイミド
樹脂から成る第2の着色膜27を形成する。続いて、図
4Kに示すように、第2の着色膜27を、上面がほぼ平
坦面となるように、ドライエッチングにより全面エッチ
バックを行う。これにより、中央の画素及び一番右の画
素の孔部24内に第2の着色膜27が残る。Next, as shown in FIG. 3J, a second colored film made of an organic polymer such as a polyimide resin to which the second dye (for example, green) is added so as to cover the entire surface by spin coating. 27 is formed. Subsequently, as shown in FIG. 4K, the entire surface of the second colored film 27 is dry-etched by dry etching so that the upper surface becomes a substantially flat surface. As a result, the second colored film 27 remains in the holes 24 of the central pixel and the rightmost pixel.
【0046】次に、図4Lに示すように、孔部24に埋
め込まれた第1の着色膜25と、孔部24に埋め込まれ
た第2の着色膜27のうち一部の画素、図4Lでは中央
の画素を覆い、かつその周辺の透明膜22とオーバーラ
ップするパターンにフォトレジスト28を形成する。続
いて、図4Mに示すように、フォトレジスト28をマス
クとして、残りの画素、図4Mでは一番右の画素の孔部
24に埋め込まれた第2の着色膜27に対してドライエ
ッチングを行う。このときも、ドライエッチング後もフ
ォトレジスト28が残るように、フォトレジスト28を
形成する際の膜厚を選定する。その後、図4Nに示すよ
うに、フォトレジスト28を除去する。Next, as shown in FIG. 4L, a part of pixels of the first colored film 25 embedded in the hole 24 and the second colored film 27 embedded in the hole 24, as shown in FIG. 4L. Then, a photoresist 28 is formed in a pattern covering the central pixel and overlapping the transparent film 22 around the central pixel. Subsequently, as shown in FIG. 4M, using the photoresist 28 as a mask, dry etching is performed on the remaining pixel, that is, the second colored film 27 embedded in the hole 24 of the rightmost pixel in FIG. 4M. . At this time as well, the film thickness at the time of forming the photoresist 28 is selected so that the photoresist 28 remains after the dry etching. Then, as shown in FIG. 4N, the photoresist 28 is removed.
【0047】次に、図4Oに示すように、スピンコート
法により表面を覆って全面的に、第3の色素(例えばブ
ルー)が添加された有機ポリマー例えばポリイミド樹脂
から成る第3の着色膜29を形成する。続いて、図5P
に示すように、第3の着色膜29を、上面がほぼ平坦面
となるように、ドライエッチングにより全面エッチバッ
クを行う。これにより、一番右の画素の孔部24内に第
3の着色膜29が残り、3つの画素にそれぞれ3色の着
色膜25,27,29が埋められて、カラーフィルタを
兼ねた導波管が形成される。Next, as shown in FIG. 4O, a third colored film 29 made of an organic polymer such as a polyimide resin to which a third dye (for example, blue) has been added to cover the entire surface by spin coating. To form. Then, FIG. 5P
As shown in FIG. 7, the third colored film 29 is etched back by dry etching so that the upper surface becomes a substantially flat surface. As a result, the third colored film 29 remains in the hole portion 24 of the rightmost pixel, and the colored films 25, 27, and 29 of three colors are filled in the three pixels, respectively, and the waveguide also serving as a color filter is provided. A tube is formed.
【0048】その後、図5Qに示すように、表面を覆っ
て樹脂から成る透明平坦化膜30を成膜する。続いて、
図5Rに示すように、オンチップレンズ31を形成す
る。尚、図5Rにおいて()内の符号は図1の同じ符号
9,11,12,13と対応する。このようにして、図
1に示した本実施の形態の固体撮像素子を製造すること
ができる。Thereafter, as shown in FIG. 5Q, a transparent flattening film 30 made of resin is formed so as to cover the surface. continue,
As shown in FIG. 5R, the on-chip lens 31 is formed. In FIG. 5R, the reference numerals in parentheses correspond to the same reference numerals 9, 11, 12, and 13 in FIG. In this way, the solid-state image sensor of this embodiment shown in FIG. 1 can be manufactured.
【0049】続いて、本発明の他の実施の形態として、
固体撮像素子の概略構成図(断面図)を図6に示す。上
述した実施の形態では低屈折率の透明膜にSiO2 系材
を用いた場合であったが、本実施の形態では低屈折率の
透明膜にフッ素系樹脂を用いた場合である。Subsequently, as another embodiment of the present invention,
FIG. 6 shows a schematic configuration diagram (cross-sectional view) of the solid-state imaging device. In the above-mentioned embodiment, the SiO 2 material is used for the low refractive index transparent film, but in this embodiment, the fluorine resin is used for the low refractive index transparent film.
【0050】本実施の形態の固体撮像素子は、特に導波
管の孔部13の外壁を構成する透明膜を、フッ素系樹脂
から成る第1の透明膜15と、その上の無機系材料膜
(例えばプラズマSiO膜等)から成る第2の透明膜1
6との積層膜により構成している。その他の構成は図1
に示した先の実施の形態の固体撮像素子と同様となって
いるので、同一符号を付して重複説明を省略する。In the solid-state imaging device of this embodiment, the transparent film forming the outer wall of the hole 13 of the waveguide is the first transparent film 15 made of fluorine resin and the inorganic material film thereon. Second transparent film 1 made of (for example, plasma SiO film)
6 and a laminated film. Other configurations are shown in FIG.
Since it is the same as the solid-state image pickup device of the previous embodiment shown in, the same reference numerals are given and duplicate description is omitted.
【0051】本実施の形態の固体撮像素子によれば、先
の実施の形態の固体撮像素子と同様に、色素が添加され
た有機ポリマー(例えばポリイミド樹脂)から成る着色
膜10を、固体撮像素子におけるカラーフィルタ及び導
波管として機能させることができ、着色膜10を安価に
かつ孔部13への埋め込み性やカバレッジを良好に形成
することが可能になる。従って、製造コストを抑制する
と共に、信頼性の高い固体撮像素子を実現することがで
きる。According to the solid-state image pickup device of the present embodiment, as in the solid-state image pickup device of the previous embodiment, the coloring film 10 made of a dye-added organic polymer (for example, polyimide resin) is used for the solid-state image pickup device. It is possible to function as a color filter and a waveguide in the above, and it is possible to form the colored film 10 at low cost and to have good embeddability and coverage in the hole 13. Therefore, it is possible to suppress the manufacturing cost and realize a highly reliable solid-state imaging device.
【0052】本実施の形態の固体撮像素子は、次のよう
に製造することができる。まず、半導体基体内の受光セ
ンサ部及び転送チャネル等の各領域、並びに転送電極、
遮光膜、その他パッシベーション膜までの各層を形成す
る。次に、図7Aに示すように、下層(例えば基板から
遮光膜までの各層を含む)21の表面を覆ってフッ素系
樹脂から成る第1の透明膜41を全面的に形成し、さら
に第1の透明膜41上に無機系材料膜(例えばプラズマ
SiO膜等)から成る第2の透明膜42を全面に成膜す
る。尚、図7A以降では、各画素の転送電極や遮光膜等
の細部については記載を省略して3画素分の領域を表示
した模式的断面図を示す。続いて、図7Bに示すよう
に、第2の透明膜42上に所定のパターンのフォトレジ
スト23を形成する。さらに、図7Cに示すように、フ
ッ素系樹脂から成る第1の透明膜41と無機系材料から
成る第2の透明膜42とを同時にドライエッチングで加
工する。そして、図7Dに示すように、フォトレジスト
23を除去する。The solid-state image sensor according to this embodiment can be manufactured as follows. First, each region such as the light receiving sensor section and the transfer channel in the semiconductor substrate, the transfer electrode,
Each layer up to the light-shielding film and other passivation film is formed. Next, as shown in FIG. 7A, a first transparent film 41 made of a fluorinated resin is formed over the entire surface so as to cover the surface of the lower layer (including each layer from the substrate to the light shielding film) 21. A second transparent film 42 made of an inorganic material film (for example, a plasma SiO film) is formed on the entire surface of the transparent film 41. 7A and the subsequent figures, a schematic cross-sectional view showing a region for three pixels is shown by omitting the details of the transfer electrodes and the light-shielding film of each pixel. Subsequently, as shown in FIG. 7B, a photoresist 23 having a predetermined pattern is formed on the second transparent film 42. Further, as shown in FIG. 7C, the first transparent film 41 made of a fluororesin and the second transparent film 42 made of an inorganic material are simultaneously processed by dry etching. Then, as shown in FIG. 7D, the photoresist 23 is removed.
【0053】本実施の形態においては、2層の透明膜4
1(15),42(16)を積層させた構成としてい
る。これは、有機ポリマー例えばポリイミド樹脂から成
る着色膜のドライエッチング工程において、第1の透明
膜41(15)を構成するフッ素系樹脂のエッチング特
性が着色膜の有機ポリマーに近いため、エッチング選択
比を確保して第2の透明膜42(16)をエッチングス
トッパーとして作用させるためである。In this embodiment, the two-layer transparent film 4 is used.
1 (15) and 42 (16) are laminated. This is because the etching characteristics of the fluorine-based resin forming the first transparent film 41 (15) are close to those of the organic polymer of the colored film in the dry etching process of the colored film made of an organic polymer such as a polyimide resin. This is for ensuring and making the second transparent film 42 (16) act as an etching stopper.
【0054】その後は、図7E〜図10Rに示すよう
に、図2E〜図5Rに示した先の実施の形態と同様にし
て、孔部24内を埋めるようにそれぞれ3色の色素が添
加された着色膜25,27,29を形成して導波管を構
成し、固体撮像素子を製造することができる。尚、図1
0Rにおいて()内の符号は図6の同じ符号11,1
2,13,15,16と対応する。Thereafter, as shown in FIGS. 7E to 10R, in the same manner as the previous embodiment shown in FIGS. 2E to 5R, three color pigments are added so as to fill the inside of the hole 24. By forming the colored films 25, 27, and 29 described above to form a waveguide, a solid-state imaging device can be manufactured. Incidentally, FIG.
In 0R, the code in parentheses is the same code 11, 1 in FIG.
It corresponds to 2, 13, 15, and 16.
【0055】尚、上述の各実施の形態において、受光セ
ンサ部2が形成された半導体基体1の表面と、導波管の
孔部13の底との間には、ゲート絶縁膜4及び層間絶縁
膜7があるが、基体の表面と孔部の底との間の層の構成
はこの限りではない。例えばゲート絶縁膜4のみとした
構成や、エッチングストッパー膜(例えばSiN膜)が
設けられた構成も可能である。また、遮光膜8の受光セ
ンサ部2上の開口が孔部13の壁面と一致しているが、
これに限定されず、遮光膜の開口が孔部の壁面より外側
にあってもよい。遮光膜の開口が孔部の壁面と一致して
いると、同じマスクを用いてエッチングすることにより
開口と孔部を形成することが可能になる利点を有する。In each of the above embodiments, the gate insulating film 4 and the interlayer insulating film are provided between the surface of the semiconductor substrate 1 on which the light receiving sensor portion 2 is formed and the bottom of the hole 13 of the waveguide. Although there is the film 7, the layer configuration between the surface of the substrate and the bottom of the hole is not limited to this. For example, a structure having only the gate insulating film 4 or a structure provided with an etching stopper film (for example, SiN film) is possible. Further, although the opening of the light-shielding film 8 on the light-receiving sensor unit 2 coincides with the wall surface of the hole 13,
The invention is not limited to this, and the opening of the light shielding film may be outside the wall surface of the hole. If the opening of the light shielding film is aligned with the wall surface of the hole, there is an advantage that the opening and the hole can be formed by etching using the same mask.
【0056】さらに、上述の各実施の形態では、CCD
固体撮像素子に本発明を適用しているが、その他の構成
の固体撮像素子にも本発明を適用することができる。例
えばCCD構造以外の電荷転送部を有する構成の固体撮
像素子や、CMOS型の固体撮像素子又はMOS型の固
体撮像素子においても、同様に本発明を適用することが
できる。このような構成の固体撮像素子でも、本発明を
適用して受光センサ部の直上に孔部を形成すると共に孔
部を埋める高屈折率材料として有機ポリマーを用いるこ
とにより、感度の向上及び固体撮像素子の微細化を実現
することができる。そして、これら他の構成の個体撮像
素子においても、有機ポリマーにさらに色素を添加して
着色膜とした構成とすれば、着色膜によりカラーフィル
タを兼用して工程数を削減し、製造コストを低減するこ
とが可能になる。Further, in each of the above embodiments, the CCD
Although the present invention is applied to the solid-state imaging device, the present invention can also be applied to solid-state imaging devices having other configurations. For example, the present invention can be similarly applied to a solid-state image pickup device having a charge transfer section other than the CCD structure, a CMOS type solid-state image pickup device, or a MOS type solid-state image pickup device. Even in the solid-state imaging device having such a configuration, by applying the present invention to form a hole directly above the light receiving sensor unit and using an organic polymer as a high refractive index material filling the hole, the sensitivity is improved and the solid-state imaging is performed. The device can be miniaturized. Even in solid-state image pickup devices having other configurations, if a dye is further added to the organic polymer to form a colored film, the colored film also serves as a color filter to reduce the number of steps and reduce the manufacturing cost. It becomes possible to do.
【0057】さらに、本発明においては、導波管の孔部
を埋める高屈折率材料として、上述した各実施の形態の
ように色素を添加した着色膜を用いた構成に限らず、色
素を含まない有機ポリマーを用いた構成も含むものであ
る。このような構成とすれば、カラーフィルタアレイを
設けない固体撮像素子にも本発明を適用することができ
る。そして、孔部の埋め込み性とカバレッジを改善する
ことができ、感度の向上と信頼性の向上を実現すること
ができ、素子の微細化を図っても信頼性の高い固体撮像
素子を構成することができる。この場合には、従来と同
様にカラーフィルタを導波管とは別に形成することも可
能であるため、例えば従来の製造工程をそのまま利用す
ることができ、その上で固体撮像素子の信頼性の向上を
図ることもできる。Further, in the present invention, the high refractive index material for filling the hole of the waveguide is not limited to the structure using the coloring film to which the dye is added as in each of the above-described embodiments, but the dye is included. It also includes a configuration using a non-organic polymer. With such a configuration, the present invention can be applied to a solid-state image pickup device without a color filter array. In addition, it is possible to improve the embeddability and coverage of holes, improve sensitivity and reliability, and configure a solid-state imaging device that is highly reliable even when the device is miniaturized. You can In this case, since the color filter can be formed separately from the waveguide as in the conventional case, the conventional manufacturing process can be used as it is, and the reliability of the solid-state imaging device can be improved. It can also be improved.
【0058】尚、上述した有機ポリマーが色素を含まな
い場合や、カラーフィルタが単色の場合(例えばカラー
用ラインセンサの各色のラインを形成する場合)には、
孔部内の有機ポリマー又は着色膜をエッチングで除去す
る工程(図3G〜図3Hに相当する工程)が不要とな
り、図2Fに相当する最初のエッチバック工程で導波管
が完成するため、孔部の外側の透明膜を有機膜により形
成してもエッチングストッパー用の透明膜を必要としな
い。When the above-mentioned organic polymer does not contain a dye or when the color filter has a single color (for example, when forming a line of each color of the color line sensor),
Since the step of removing the organic polymer or the colored film in the hole by etching (the step corresponding to FIG. 3G to FIG. 3H) is unnecessary, the waveguide is completed in the first etchback step corresponding to FIG. 2F. Even if the transparent film on the outer side of is formed of an organic film, a transparent film for an etching stopper is not required.
【0059】本発明は、上述の実施の形態に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他
様々な構成が取り得る。The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various other configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.
【0060】[0060]
【発明の効果】上述の本発明によれば、導波管として機
能させる高屈折率材料層に有機ポリマーを用いることに
より、感度を向上することができると共に、固体撮像素
子を信頼性よく製造することが可能になる。According to the present invention described above, by using an organic polymer in the high refractive index material layer functioning as a waveguide, the sensitivity can be improved and the solid-state image sensor can be manufactured with high reliability. It will be possible.
【0061】さらに、有機ポリマーに色素を添加して着
色膜とした構成とすれば、着色膜により導波管とカラー
フィルタとを兼用する構成として、カラーフィルタを有
する固体撮像素子を安価に製造することが可能になる。Further, if a coloring film is formed by adding a dye to the organic polymer, a solid-state image pickup device having a color filter can be manufactured at a low cost because the coloring film serves as both the waveguide and the color filter. It will be possible.
【図1】本発明の一実施の形態の固体撮像素子の概略構
成図(断面図)である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram (cross-sectional view) of a solid-state image sensor according to an embodiment of the present invention.
【図2】A〜E 図1の固体撮像素子の製造工程を示す
工程図である。2A to 2E are process drawings showing a manufacturing process of the solid-state imaging device of FIG.
【図3】F〜J 図1の固体撮像素子の製造工程を示す
工程図である。FIG. 3 is a process diagram showing a manufacturing process of the solid-state imaging device of FIGS.
【図4】K〜O 図1の固体撮像素子の製造工程を示す
工程図である。4A to 4C are process drawings showing a manufacturing process of the solid-state imaging device of FIG.
【図5】P〜R 図1の固体撮像素子の製造工程を示す
工程図である。5A to 5D are process drawings showing a manufacturing process of the solid-state imaging device of FIGS.
【図6】本発明の他の実施の形態の固体撮像素子の概略
構成図(断面図)である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram (cross-sectional view) of a solid-state image sensor according to another embodiment of the present invention.
【図7】A〜E 図6の固体撮像素子の製造工程を示す
工程図である。7A to 7E are process drawings showing a manufacturing process of the solid-state imaging device of FIGS.
【図8】F〜J 図6の固体撮像素子の製造工程を示す
工程図である。8A to 8J are process drawings showing manufacturing processes of the solid-state imaging device of FIGS.
【図9】K〜O 図6の固体撮像素子の製造工程を示す
工程図である。9A to 9C are process diagrams showing a manufacturing process of the solid-state imaging device of FIG.
【図10】P〜R 図6の固体撮像素子の製造工程を示
す工程図である。10A to 10C are process charts showing the manufacturing process of the solid-state imaging device of FIGS.
【図11】導波管の作用を説明する図である。FIG. 11 is a diagram illustrating the operation of the waveguide.
【符号の説明】
2 受光センサ部、3 転送チャネル、5 転送電極、
7 層間絶縁膜、8 遮光膜、9,22 透明膜、10
着色膜、11,30 透明平坦化膜、12,31 オ
ンチップレンズ、13,24 孔部、15,41 第1
の透明膜、16,42 第2の透明膜、25 第1の着
色膜、27 第2の着色膜、29 第3の着色膜[Explanation of reference numerals] 2 light receiving sensor section, 3 transfer channels, 5 transfer electrodes,
7 Interlayer insulating film, 8 Light-shielding film, 9,22 Transparent film, 10
Colored film, 11,30 Transparent flattening film, 12,31 On-chip lens, 13,24 Hole, 15,41 First
Transparent film, 16, 42 second transparent film, 25 first colored film, 27 second colored film, 29 third colored film
Claims (7)
され、各画素において受光センサ部よりも上方に透明膜
が形成されて成り、 上記透明膜の上記受光センサ部の直上の位置に孔部が形
成され、 上記透明膜よりも屈折率の高い有機ポリマーが、上記孔
部に埋め込まれて、導波管が構成されていることを特徴
とする固体撮像素子。1. A plurality of light receiving sensor portions forming a pixel are formed, and a transparent film is formed above each light receiving sensor portion in each pixel, and a hole is formed at a position directly above the light receiving sensor portion of the transparent film. Is formed, and an organic polymer having a refractive index higher than that of the transparent film is embedded in the hole to form a waveguide.
色膜が形成され、該着色膜により各画素の上記受光セン
サ部に対してカラーフィルタが形成されていることを特
徴とする請求項1に記載の固体撮像素子。2. A coloring film is formed by adding a pigment to the organic polymer, and the coloring film forms a color filter for the light-receiving sensor portion of each pixel. The solid-state image sensor according to claim 1.
であることを特徴とする請求項1に記載の固体撮像素
子。3. The solid-state image sensor according to claim 1, wherein the organic polymer has a refractive index of 1.5 or more.
が形成されて成ることを特徴とする請求項1に記載の固
体撮像素子。4. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the transparent film is formed by forming an inorganic transparent film on an organic film.
され、各画素において受光センサ部よりも上方に透明膜
が形成されて成る固体撮像素子を製造する方法であっ
て、 上記透明膜を形成し、その後該透明膜の上記受光センサ
部の直上の部分に孔部を形成する工程と、 上記孔部を埋めて全面的に、上記透明膜よりも屈折率の
高い有機ポリマーを形成する工程と、 上記有機ポリマーに対してエッチバックを行って、表面
を平坦化する工程とを少なくとも有することを特徴とす
る固体撮像素子の製造方法。5. A method for manufacturing a solid-state imaging device, comprising a plurality of light receiving sensor portions forming pixels, and a transparent film being formed above the light receiving sensor portion in each pixel, wherein the transparent film is formed. Then, a step of forming a hole in a portion of the transparent film immediately above the light receiving sensor section, and a step of filling the hole and forming an organic polymer having a higher refractive index than the transparent film over the entire surface. And a step of flattening the surface by performing etch back on the organic polymer.
ることを特徴とする請求項5に記載の固体撮像素子の製
造方法。6. The method for manufacturing a solid-state image sensor according to claim 5, wherein a dye is added to the organic polymer.
機膜を形成し、該有機膜上に無機系透明膜を形成するこ
とを特徴とする請求項5に記載の固体撮像素子の製造方
法。7. The method for manufacturing a solid-state image sensor according to claim 5, wherein in the step of forming the transparent film, an organic film is formed and an inorganic transparent film is formed on the organic film.
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