JP2010062417A - 固体撮像装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】フレアやゴーストの発生を抑制できる安価なカラー固体撮像装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】二次元状に配列された複数の受光部を有する撮像領域1と、撮像領域1の周辺に設けられ、遮光膜により被覆された受光部を有するオプティカルブラック領域2と、オプティカルブラック領域2の周辺に設けられ、周辺回路およびボンディングパッドを有する周辺領域3とを基板上に備える固体撮像装置において、光吸収層31と側壁9とを備える。光吸収層31は、互いに分光特性が異なる少なくとも2種以上のカラーフィルタが積層された構造を有し、オプティカルブラック領域2上と、ボンディングパッド6を除く周辺領域3上とに配置される。側壁9は、非金属材料のみを含むカラーフィルタからなり、光吸収層31の外周側面を被覆する。
【選択図】図3
【解決手段】二次元状に配列された複数の受光部を有する撮像領域1と、撮像領域1の周辺に設けられ、遮光膜により被覆された受光部を有するオプティカルブラック領域2と、オプティカルブラック領域2の周辺に設けられ、周辺回路およびボンディングパッドを有する周辺領域3とを基板上に備える固体撮像装置において、光吸収層31と側壁9とを備える。光吸収層31は、互いに分光特性が異なる少なくとも2種以上のカラーフィルタが積層された構造を有し、オプティカルブラック領域2上と、ボンディングパッド6を除く周辺領域3上とに配置される。側壁9は、非金属材料のみを含むカラーフィルタからなり、光吸収層31の外周側面を被覆する。
【選択図】図3
Description
本発明は、固体撮像装置およびその製造方法に関し、特に、オンチップカラーフィルタを備えた固体撮像装置およびその製造方法に関する。
近年、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラおよびファクシミリ等の様々な画像入力機器に固体撮像装置が使用されている。固体撮像装置は、入射光量に応じて信号電荷を生成する複数の受光部(画素)がマトリクス状に配置された撮像領域を有し、各受光部で生成された信号電荷を画像信号として外部へ出力する。
図17は、従来の固体撮像装置の構成を示す概略平面図である。図17に示すように、固体撮像装置100の平面構造は、撮像領域101と、撮像領域101の周囲を囲むオプティカルブラック領域102(以下、OB領域102と称する。)と、OB領域102の周囲を囲む周辺領域103とに大別できる。撮像領域101およびOB領域102には、フォトダイオード等からなる受光部がマトリクス状に配置されている。また、各受光部において生成された信号電荷を転送するための垂直転送部が形成されている。撮像領域101とOB領域102との構造上の差異は、撮像領域101では遮光膜が受光部以外の領域への光の入射を防止する状態で形成されているのに対し、OB領域102では遮光膜が受光部を含む全域を被覆している点にある。また、周辺領域103には、撮像領域101およびOB領域102の垂直転送部を通じて転送された各受光部の信号電荷を水平方向(図17では左右方向)に転送する水平転送部107やアンプ部108等の周辺回路、固体撮像装置100と外部との接続に使用される複数のボンディングパッド106、周辺回路と、チップ内部あるいはボンディングパッド106とを接続する複数のアルミ配線等が設けられている。
なお、固体撮像装置100により、カラー画像を取得する場合、撮像領域101に入射する光を色成分に分光した後、分光された各色成分の光を受光部に入射させる必要がある。このような分光手段として用いられるカラーフィルタとして、原色カラーフィルタや補色カラーフィルタが広く使用されている。原色カラーフィルタは、赤(Red)、緑(Green)、青(Blue)の各フィルタより構成され、発色性が良く再現性に優れるという特徴を有している。また、補色カラーフィルタは、シアン(Cyan)、マゼンタ(Magenta)、イエロー(Yellow)、緑(Green)の各フィルタにより構成され、感度が高く落ち着いた色合いになりやすいという特徴を有している。また、撮像領域101に入射する光をより効率的に受光部へ集光するための手法として、カラーフィルタの上層にさらにマイクロレンズを設けることもよく知られている。
撮像領域101の受光部に入射する光は、OB領域102や周辺領域103にも入射する。当該入射光はOB領域102の遮光膜の表面、周辺領域103のアルミ配線やボンディングパッド106の表面で反射される。その反射光が特定の入射条件を満足すると、上記カラーフィルタの底面やマイクロレンズの底面等で全反射する。そして、このような反射光が撮像領域101の受光部に到達すると、フレアやゴーストといった不具合が発生する。そのため、このようなフレアやゴーストの発生を抑制する技術が提案されている。
例えば、後掲の特許文献1には、OB領域102の遮光膜上に染色層からなる反射防止膜を設ける技術が提案されている(以下、「第1の反射防止技術」という)。この第1の反射防止技術では、OB領域102上のマイクロレンズを介して入射した光を反射防止膜により吸収させる。具体的には、OB領域102の遮光膜上の全面に反射防止膜を形成する構造、OB領域102の遮光膜上において、マイクロレンズにより光が集光される位置に反射防止膜を設ける構造、OB領域102上でのマイクロレンズの配列を撮像領域101上でのマイクロレンズの配列に比べて半画素分ずらした構造が提案されている。これらの構造を採用することにより、OB領域102に入射した光を反射防止膜に吸収させることができ、フレアやゴーストの発生を大幅に低減できるとしている。
また、後掲の特許文献2には、周辺領域103の段差を、黒色に染色された有機化合物よりなる反射防止膜の形成によって平坦化する技術が提案されている(以下、「第2の反射防止技術」という。)。この第2の反射防止技術では、1つの反射防止膜によって、周辺領域103での反射防止と平坦化とを実現できるので、フレアやゴーストの発生を低減できるとともに、後続の工程で、上層にカラーフィルタ等の他の層を形成する際に、層形成材料の塗布むらに起因する感度低下や製造歩留まり低下も防止することができるとされている。
特開平4−34977号公報
特開平5−299625号公報
しかしながら、前記従来の固体撮像装置には次のような問題がある。上述のように、固体撮像装置において発生するフレアやゴーストなどの不具合は、OB領域102に入射した光の反射だけでなく、周辺領域103にある複数のアルミ配線や周辺回路に入射した光の反射にも起因して発生する。そのため、仮に、第1の反射防止技術を適用して、OB領域102上のみに反射防止膜を形成しても、周辺領域103には反射防止膜が形成されていないため、周辺領域103で発生した反射光に起因するフレアやゴーストを完全に防止することはできない。例えば、周辺領域103において反射された光が、固体撮像装置100の上面に配置されている封止ガラスや、撮像領域へ像を結像させるカメラレンズにおいて再度反射され、当該反射光が撮像領域へ入射するとフレアやゴーストが発生することになる。
また、当該技術では、遮光膜上に反射防止膜を形成した後に平坦化がなされ、その平坦面上にカラーフィルタが形成されることになる。しかしながら、周辺領域103には、カラーフィルタが形成されないため、カラーフィルタ形成後には、撮像領域101およびOB領域102と、周辺領域103との間に、カラーフィルタの厚みに起因する1ミクロン程度の段差が生じてしまう。その結果、カラーフィルタの上層にマイクロレンズを形成する工程では、カラーフィルタ表面にマイクロレンズ形成用の感光性樹脂をスピンコートする際に、上記カラーフィルタに起因する段差によって、感光性樹脂のハケシミ(塗布むら)が発生してしまう。このような塗布むらは、固体撮像装置の製造歩留まりの低下や画質の低下の原因になる。
この対策として、第2の反射防止技術を適用して、周辺領域103に黒色の反射防止膜を形成することにより平坦化をすることも考えられる。しかしながら、当該反射防止膜は、段差の凹部、すなわち、周辺領域103のアルミ配線や周辺回路部上を除いた部分に形成されるので、大幅な反射防止効果は期待できない。また、原色フィルタや補色フィルタが形成される撮像領域101のカラーフィルタとは異なる材料を使用して黒色の反射防止膜を形成する必要があるため、固体撮像装置の製造コストが増大することになる。
本発明は、上記従来の事情を鑑みて提案されたものであって、フレアやゴーストの発生を抑制できる安価なカラー固体撮像装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明は、以下の技術的手段を採用している。まず、本発明は、二次元状に配列された複数の受光部を有する撮像領域と、前記撮像領域の周辺に設けられ、遮光膜により被覆された受光部を有するオプティカルブラック領域と、前記オプティカルブラック領域の周辺に設けられ、周辺回路およびボンディングパッドを有する周辺領域とを基板上に備える固体撮像装置を前提としている。オプティカルブラック領域は、いわゆる暗電流検出用の受光部(画素)が配列された領域である。また、周辺回路には、例えば、水平CCDやアンプ部等が含まれる。そして、本発明に係る固体撮像装置は、オプティカルブラック領域上と、ボンディングパッドを除く周辺領域上とに配置された光吸収層と、光吸収層の側面を被覆する、非金属材料のみを含むカラーフィルタからなる側壁とを備える。ここで、光吸収層は、互いに分光特性が異なる少なくとも2種以上のカラーフィルタが積層された構造を有している。なお、非金属材料のみを含むカラーフィルタとは、ドライエッチング等によるパターニングの際に、固体撮像装置の金属汚染の原因となる金属原子を実質的に放出することがない組成物からなるカラーフィルタを指す。
この固体撮像装置によれば、オプティカルブラック領域上とボンディングパッドを除く周辺領域上とに光吸収層が配置されているため、撮像領域以外のオプティカルブラック領域と周辺領域に入射する光を吸収することができる。そのため、周辺領域やオプティカルブラック領域に含まれるアルミ配線等による光の反射を抑制することができ、フレアやゴーストなど大幅に低減することができる。また、光吸収層の側面が非金属材料のみを含むカラーフィルタからなる側壁により被覆された構成であるため、光吸収層を構成するカラーフィルタが金属原子を含む場合であっても、固体撮像装置に金属汚染が生じることがない。
上記固体撮像装置において、光吸収層および側壁を構成する各カラーフィルタの材料は、撮像領域上で各受光部に対応して配置される複数種のカラーフィルタのいずれかと同一材料にすることができる。このような構成とすることにより、工数を増やすことなく光吸収層を形成することができる。また、撮像領域の各受光部の色配列は、全体として原色ベイヤ配列となる構成や、全体として原色ストライプ配列となる構成とすることができる。さらに、上記光吸収層を構成するカラーフィルタのうち、少なくとも1種が非金属材料のみを含む材料により構成されてもよく、少なくとも1種が顔料を含む材料により構成されていてもよい。
また、光吸収層および側壁を構成する各カラーフィルタは、400nmから700nmまでの波長範囲内に含まれる一部の波長範囲の光を吸収する材料からなることが好ましく、特に、赤色、緑色および青色のいずれかの色を有することが好ましい。例えば、赤色を有するカラーフィルタとは、600〜700nm程度の波長範囲の光を透過するカラーフィルタを指す。緑色を有するカラーフィルタとは、500〜600nm程度の波長範囲の光を透過するカラーフィルタを指す。青色を有するカラーフィルタとは、400〜500nm程度の波長範囲の光を透過するカラーフィルタを指す。
さらに、基板表面から光吸収層の上面までの高さおよび基板表面から側壁の上面までの高さは、基板表面から、撮像領域の各受光部上に配置されるカラーフィルタの上面までの高さと実質的に同一であることが好ましい。ここで、実質的に同一とは、カラーフィルタ上に、マイクロレンズ形成用の感光性樹脂を塗布した際に、塗布むらの発生を防止できる状態を意味する。これにより、高画質の固体撮像装置を実現することができる。
一方、他の観点では、本発明は、二次元状に配列された複数の受光部を有する撮像領域と、前記撮像領域の周辺に設けられ、遮光膜により被覆された受光部を有するオプティカルブラック領域と、前記オプティカルブラック領域の周辺に設けられ、周辺回路およびボンディングパッドを有する周辺領域とを基板上に備える固体撮像装置の製造方法を提供することもできる。すなわち、本発明に係る固体撮像装置の製造方法では、オプティカルブラック領域上と、ボンディングパッドを除く周辺領域上とに、互いに分光特性が異なる少なくとも2種以上のカラーフィルタが積層された光吸収層が形成される。また、光吸収層の側面を被覆する、非金属材料のみを含むカラーフィルタからなる側壁が形成される。
この固体撮像装置の製造方法において、光吸収層および側壁を構成する各カラーフィルタの材料は、撮像領域上で各受光部に対応して配置される複数種のカラーフィルタのいずれかと同一材料にすることができる。また、撮像領域上で各受光部に対応して配置される複数種のカラーフィルタの全ては、上記光吸収層を形成する工程が有する、光吸収層を構成するいずれか1種のカラーフィルタを形成する工程または側壁を形成する工程において同時に形成されてもよい。
また、光吸収層および側壁を構成する各カラーフィルタと、撮像領域上で各受光部に対応して配置される複数種のカラーフィルタは、フォトリソグラフィにより形成することができる。この場合、光吸収層および側壁を構成する各カラーフィルタは、グレースケールマスクを介した露光により形成することができる。
本発明によれば、撮像領域の周囲に存在するオプティカルブラック領域上と周辺領域上に、撮像領域で使用するカラーフィルタ材料からなる光吸収層を設けるため、オプティカルブラック領域および周辺領域での反射光の発生を防止することができ、高画質のカラー固体撮像装置を安価に実現することができる。また、光吸収層の側面が非金属材料のみを含むカラーフィルタからなる側壁により被覆された構成であるため、光吸収層を構成するカラーフィルタが金属原子を含む場合であっても、固体撮像装置に金属汚染が生じることがない
以下、本発明の各実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下の各実施形態では、シリコン単結晶基板上に形成されたCCD(Charge Coupled Device)型固体撮像装置の事例により本発明を具体化している。まず、以下の各実施形体において説明する固体撮像装置の概略構成について説明する。図1は、以下の各実施形体で説明する固体撮像装置の構造を示す平面図である。
図1に示すように、以下の各実施形態において説明する固体撮像装置は、上述の従来の固体撮像装置100と同様に、撮像領域1、オプティカルブラック領域2(以下、OB領域2と称する。)、周辺領域3を備える。撮像領域1およびOB領域2には、フォトダイオード等からなる受光部(画素)が二次元のマトリクス状に配置されている。また、各受光部において生成された信号電荷を転送するための垂直転送部(垂直CCD)が垂直方向(図1では、上下方向)に配列された受光部群ごとに形成されている。なお、ここでは、OB領域2は、マトリクス状に受光部が配列された領域のうち、最外周から複数個(10個程度)分の受光部により構成される。上述のように、撮像領域1とOB領域2との構造上の差異は、撮像領域1では遮光膜が受光部以外の領域への光の入射を防止する状態で形成されているのに対し、OB領域2では遮光膜が受光部を含む全域を被覆している点にある。
また、周辺領域3には、撮像領域1およびOB領域2の、垂直転送部を通じて転送された各受光部の信号電荷を水平方向(図1では左右方向)に転送する水平転送部7(水平CCD)や水平転送部7によって水平方向に転送された電荷を電圧(画像信号)に変換する、フローティング・ディフュージョン・アンプ等からなるアンプ部8等の周辺回路、固体撮像装置を駆動するための電源、制御信号の入力や、固体撮像装置から外部への信号出力に使用される複数のボンディングパッド6、上記周辺回路と、チップ内部あるいはボンディングパッド6とを接続する複数のアルミ配線等が設けられている。
また、図2は、撮像領域1に形成される受光部(画素)の配列を示す平面図である。図2に示すように、各受光部には、その受光部が受光する光の色を決定するカラーフィルタが配置される。図2は、カラーフィルタが、各受光部が原色ベイヤ配列となる状態に配置されていることを示している。すなわち、緑色(G)の光を受光する受光部(緑画素)1aが市松状に配列され、カラーフィルタの繰り返し単位である4画素(図2中で太線で囲んだ画素)のうち、他の2画素にそれぞれ青色(B)の光を受光する受光部(青画素)1bおよび赤色(R)の光を受光する受光部(赤画素)1cが配列されている。なお、以下では、便宜上、緑画素1a上に配置される緑色の光(波長500〜600nm程度)を透過するカラーフィルタを緑色フィルタと称し、青画素1b上に配置される青色の光(波長400〜500nm程度)を透過するカラーフィルタを青色フィルタと称し、赤画素1c上に配置される赤色の光(波長600〜700nm程度)を透過するカラーフィルタを赤色フィルタと称する。
以下、上述の平面構造を有する固体撮像装置に本発明を適用した各実施形態について順に説明する。
(第1の実施形態)
図3は、本発明に係る第1の実施形態における固体撮像装置61の構造を示す平面図である。また、図4は、本実施形態の固体撮像装置61の撮像領域1、OB領域2、周辺領域3の構造を示す断面図である。図4(a)、図4(b)は撮像領域1の断面図であり、それぞれは、赤色フィルタが配置された赤画素1cと、青色フィルタが配置された青画素1bとに対応する。なお、図4(a)、図4(b)では、赤画素1c、青画素1bに隣接して配置された緑画素1aの一部も図示している。図4(c)は、OB領域2の断面図である。図4(d)、図4(e)は、周辺領域3の断面図であり、それぞれが、水平転送部7やアンプ部8等の周辺回路が形成された領域と、ボンディングパッド6が形成された領域とに対応する。なお、説明の便宜上、図4(a)、図4(b)、図4(c)、図4(e)は、図3に示す垂直方向(図面において上下方向)の断面構造を示し、図4(d)は、図3に示す水平方向(図面において左右方向)の断面構造を示している。
図3は、本発明に係る第1の実施形態における固体撮像装置61の構造を示す平面図である。また、図4は、本実施形態の固体撮像装置61の撮像領域1、OB領域2、周辺領域3の構造を示す断面図である。図4(a)、図4(b)は撮像領域1の断面図であり、それぞれは、赤色フィルタが配置された赤画素1cと、青色フィルタが配置された青画素1bとに対応する。なお、図4(a)、図4(b)では、赤画素1c、青画素1bに隣接して配置された緑画素1aの一部も図示している。図4(c)は、OB領域2の断面図である。図4(d)、図4(e)は、周辺領域3の断面図であり、それぞれが、水平転送部7やアンプ部8等の周辺回路が形成された領域と、ボンディングパッド6が形成された領域とに対応する。なお、説明の便宜上、図4(a)、図4(b)、図4(c)、図4(e)は、図3に示す垂直方向(図面において上下方向)の断面構造を示し、図4(d)は、図3に示す水平方向(図面において左右方向)の断面構造を示している。
図4(a)〜図4(c)に示すように、撮像領域1およびOB領域2は、シリコン単結晶基板等からなる半導体基板11の表面部にフォトダイオードからなる受光部12を備える。また、受光部12に隣接して垂直転送部を構成する、ポリシリコン等からなる垂直転送電極20、21を備えている。タングステン等からなる遮光膜25は、撮像領域1では、図4(a)、図4(b)に示すように、受光部12上を除く領域上に形成されており、OB領域2では、図4(c)に示すように、受光部12上を含む全領域上に形成されている。なお、各垂直転送電極20、21の間や、垂直転送電極20、21と遮光膜25との間は、シリコン酸化膜等の絶縁膜27により絶縁されている。撮像領域1およびOB領域2の、垂直転送電極20、21や遮光膜25により形成される凹凸は、ホウ素リンシリケートガラス(BPSG)等からなる第1平坦化膜13により平坦化されている。また、受光部12上には第1平坦化膜13を介して層内レンズ14が形成されている。層内レンズ14上面の凹凸は第3平坦化膜16によって平坦化されている。
一方、図4(d)、図4(e)に示すように、周辺領域3には、上述の周辺回路とボンディングパッド6とが形成されている。周辺回路は、垂直転送部により周辺領域3まで転送された各受光部12の信号電荷を水平方向に転送する水平転送部7を構成する、ポリシリコン等からなる水平転送電極22、23を備える。当該水平転送電極22、23の間は、上記絶縁膜27により絶縁されている。上記第1平坦化膜13は、周辺領域3では、水平転送電極22、23により形成される凹凸を平坦化している。当該第1平坦化膜13上には、水平転送電極22、23への光の入射を防止する遮光膜、アンプ部8等の回路配線およびボンディングパッド6を構成する金属パターン26が形成されている。
図3および図4(a)〜図4(e)に示すように、本実施形態の固体撮像装置61は、OB領域2と、ボンディングパッド6を除く周辺領域3上とに、光吸収層31を備えることを特徴とする。当該光吸収層31は、撮像領域1上に形成される緑色フィルタ30a、青色フィルタ30b、赤色フィルタ30cのそれぞれを構成する材料からなる膜が積層された積層構造を有している。ここでは、下層から、緑色フィルタ30a、青色フィルタ30b、赤色フィルタ30cが順に積層されている。また、固体撮像装置61は、光吸収層31の側面を被覆する、非金属材料のみを含むカラーフィルタからなる側壁9を備える。本実施形態では、光吸収層31の最上層を構成する赤色フィルタ30cからなる側壁9が、ボンディングパッド6に面する側面を含む光吸収層31の全外周側面に設けられている(図3参照)。なお、図3では、ボンディングパッド6を固体撮像装置61の端部に配置した構成を例示しているが、ボンディングパッド6は固体撮像装置61の端部以外に配置されてもよい。ボンディングパッド6を固体撮像装置61の端部以外に配置し、ボンディングパッド6の周囲に光吸収層31する場合には、ボンディングパッド6に面する光吸収層31の側面にも側壁9が設けられる。
図4(c)に示すように、OB領域2の光吸収層31を構成する各カラーフィルタ30a〜30cの膜厚は、それぞれ、撮像領域1に形成される各カラーフィルタ30a〜30cの膜厚(例えば、1μm程度)の、3分の1の膜厚になっている。したがって、OB領域2における、半導体基板11の表面から光吸収層31の上面までの高さは、撮像領域1における、半導体基板11の表面から各カラーフィルタの上面までの高さと同等である。また、図4(d)に示すように、光吸収層31の最下層を構成する緑色フィルタ30aは、ボンディングパッド6を除く周辺領域3では、下地構造の凹凸を平坦化する平坦化膜として機能するため、その上面の高さはOB領域2の緑色フィルタ30aと同一であるが、その膜厚は、撮像領域1に形成される緑色フィルタ30aの、3分の1の膜厚よりも厚くなっている。さらに、図4(e)に示すように、ボンディングパッド6に面する光吸収層31の外周部では、最上層の赤色フィルタ30cが、下層の緑色フィルタ30aおよび青色フィルタ30bの側面を被覆する側壁9を構成している。
本実施形態の固体撮像装置61では、OB領域2上と、ボンディングパッド6を除く周辺領域3上とに緑色フィルタ30a、青色フィルタ30b、赤色フィルタ30cが積層された光吸収層31を備えるため、撮像領域1以外のOB領域2と周辺領域3に入射する可視光を吸収することができる。そのため、OB領域2や周辺回路やアルミ配線に到達する光を低減でき、反射光の発生を抑制することができる。その結果、フレアやゴーストの発生を大幅に低減することができる。なお、側壁9の作用効果については後述する。
以下、本実施形態の固体撮像装置の製造方法について図面を参照して説明する。図5〜図11は、本実施形態の固体撮像装置の製造過程を示す断面図である。図5〜図11では、図4と同様に、撮像領域1、OB領域2および周辺領域3の断面図を示している。すなわち、各図(a)に示す断面図は、赤色フィルタが配置された赤画素1cであり、各図(b)に示す断面図は、青色フィルタが配置された青画素1bである。各図(c)に示す断面図は、OB領域2の断面図である。各図(d)に示す断面図は、水平転送部7やアンプ部8等の周辺回路が形成された領域であり、各図(e)に示す断面図は、ボンディングパッド6が形成された領域である。
まず、図5に示すように、半導体基板11上に、リソグラフィ技術、不純物領域形成技術、エッチング技術、成膜技術等の公知の微細加工技術を適用することにより、撮像領域1、OB領域2、周辺領域3が形成される。当該撮像領域1、OB領域2、周辺領域3の詳細な構造は、本願発明に直接関係するものではないが、一構成例を簡単に説明する。
図5(a)、(b)に示すように、撮像領域1およびOB領域2には、半導体基板11上に行列状に配列された複数の受光部12がイオン注入法等により形成される。また、当該受光部12に隣接して、垂直転送部(垂直CCD)を構成する垂直転送路となる不純物領域(図示せず)がイオン注入法により形成される。また、図5(d)に示す周辺領域3の周辺回路が形成される領域には、水平転送部7を構成する水平転送路となる不純物領域(図示せず)がイオン注入法により形成される。なお、周知のように、水平転送部7は、垂直転送部により転送された信号電荷を順に水平方向に転送する機能を有する。また、当該周辺回路が形成される領域には、当該水平転送部7の端部に接続されるフローティングディフュージョンアンプ等のアンプ部8を構成する素子の不純物領域(図示せず)がイオン注入法により形成される。
以上のようにして、各不純物領域が半導体基板11の表面部に形成されると、撮像領域1およびOB領域2には、上記垂直転送路上および水平転送路上にポリシリコン等からなる転送電極が形成される。図5では、撮像領域1およびOB領域2に形成された垂直転送電極20、21と、周辺領域3の周辺回路形成領域に形成された水平転送電極22、23とを示している。各垂直転送電極20、21および各水平転送電極22、23が積層された部分では、各電極間にシリコン酸化膜等からなる絶縁膜27が形成されており、各転送電極は電気的に分離されている。
また、図5(a)に示すように、撮像領域1では、各垂直転送電極20、21上に、タングステン等からなる遮光膜25が形成される。OB領域2では、当該遮光膜25は、受光部12上を含む全領域に形成される。また、撮像領域1には、垂直転送電極20、21や遮光膜25等により形成された表面の凹凸を平坦化するため、ホウ素リンシリケートガラス(BPSG)等からなる第1平坦化膜13が形成される。当該第1平坦化膜13は、周辺領域3にわたって形成されており、周辺回路を構成する水平転送電極22、23等により形成された凹凸も平坦化している。撮像領域1およびOB領域2では、受光部12上方の第1平坦化膜13上に、窒化シリコン等からなる層内レンズ14が形成される。当該層内レンズ14は、受光部12に入射光を集光する機能を有している。また、周辺領域3では、第1平坦化膜13上に、アルミニウムや銅等からなる金属パターン26が形成される。金属パターン26は、周辺回路の回路配線、ボンディングパッド6、並びに、水平転送部7への光の入射を防止する遮光膜を構成する。当該金属パターン26上には、シリコン酸化膜等からなる絶縁膜28およびシリコン窒化膜等からなる絶縁膜29が形成される。さらに、周辺領域3上には、金属パターン26等に起因する凹凸を平坦化するためのBPSG等からなる第2平坦化膜15が形成され、撮像領域1およびOB領域2上には、層内レンズ14上面の凹凸を平坦化するために、BPSG等からなる第3平坦化膜16が形成される。なお、本実施形態では、第2平坦化膜15の最上面の高さは、撮像領域1およびOB領域2の第3平坦化膜16の高さより低くなっている。なお、図5に示す固体撮像装置61の下地構造(カラーフィルタより下層の構造)は、一例を示すものであり、撮像領域1、OB領域2および周辺領域3の構造および製造方法は、特に限定されるものではない。
次いで、以上のようにして構成された撮像領域1、OB領域2、周辺領域3上に、カラーフィルタが形成される。上述のように、本実施形態では、撮像領域1およびOB領域2のカラーフィルタが、各画素が原色ベイヤ配列となる状態に配置される。このため、カラーフィルタを形成する工程では、緑色フィルタ、青色フィルタ、赤色フィルタが形成される。ここでは、緑色フィルタ、青色フィルタ、赤色フィルタの順で各カラーフィルタを形成する事例を説明する。
まず、表面が平坦化された撮像領域1、OB領域2、周辺領域3上に、緑色フィルタの形成材料(カラーレジスト)がスピンコート法により塗布される。当該緑色フィルタ形成材料は、緑色の光(波長500〜600nm程度)を透過する分光特性を有するとともに紫外光に対して感光性を有する樹脂であり、リソグラフィ技術を適用することにより任意の平面形状を有するパターンを形成することができる。ここでは、撮像領域1に市松状パターンに対応するマスクパターンを有し、ボンディグパッド6を除く周辺領域3およびOB領域2に一様なグレースケールマスクパターンを有するフォトマスクを使用して紫外光により露光が行われる。グレースケールマスクパターンは、露光光を完全に遮断することなく、一部のみを透過させる機能を有するマスクパターンである。露光光の透過量は、撮像領域1のマスクパターンの露光光透過部に比べて小さく設定されており、所定の現像時間で現像を行った際に、表面から所定厚の緑色フィルタ形成材料が除去される状態に設計されている。ここでは、撮像領域1に形成される緑色フィルタが有する膜厚の、3分の2の膜厚の緑色フィルタ形成材料が除去される設計になっている。なお、本実施形態では、緑色フィルタ形成材料として、緑色有機顔料を含むカラーレジストを使用し、撮像領域1の緑色フィルタ形成領域での塗布膜厚が1μm程度となるように緑色フィルタ形成材料を塗布している。
当該フォトマスクを使用した露光の後、現像を行うことにより、図6(a)、図6(b)に示すように、撮像領域1上の緑色フィルタ形成領域に緑色フィルタ30aが形成される。また、同時に、図6(c)〜図6(e)に示すように、ボンディングパッド6を除く周辺領域3およびOB領域2上には、撮像領域1上に形成される緑色フィルタ30aの膜厚を、最上面から3分の2の膜厚分だけ減じた膜厚を有する緑色フィルタ30aが形成される。すなわち、OB領域2上に形成された緑色フィルタ30aの最上面と、ボンディングパッド6を除く周辺領域3に形成された緑色フィルタ30aの最上面とは同一高さになる。また、本実施形態では、撮像領域1とOB領域2とは、緑色フィルタ30a形成前の最上面の高さが同一になっている。したがって、OB領域2には、撮像領域1内の緑色フィルタ30aの膜厚に対して3分の1の膜厚を有する緑色フィルタ30aが形成される。また、緑色フィルタ30a形成前の、周辺領域3の最上面の高さ(第2平坦化膜15の最上面の高さ)は、撮像領域1およびOB領域2の最上面の高さと完全に同一にはなっておらず、わずかに低くなっている。このため、ボンディングパッド6を除く周辺領域3上では、緑色フィルタ30aは平坦化膜としての機能も有し、撮像領域1上の緑色フィルタ30aの膜厚に対して3分の1の膜厚より大きな膜厚を有する緑色フィルタ30aが形成される。なお、市松状に形成された各緑色フィルタ30aの矩形パターンは、受光部12上に配列される(図6(a)、図6(b)および図2参照)。
次に、緑色フィルタ30aが形成された撮像領域1、OB領域2、周辺領域3上に、青色フィルタの形成材料(カラーレジスト)がスピンコート法により塗布される。このとき、撮像領域1、OB領域2、周辺領域3上には緑色フィルタ30aが形成されているが、青色フィルタ形成材料は、緑色フィルタ30aによる段差を完全に被覆し、半導体基板11の全面にわたってその上面が平坦になる状態で塗布される。青色フィルタ形成材料は、青色の光(波長400〜500nm程度)を透過する分光特性を有するとともに紫外光に対して感光性を有する樹脂であり、リソグラフィ技術を適用することにより任意の平面形状を有するパターンを形成することができる。ここでは、撮像領域1において、図2に示す青色フィルタ形成領域に対応するマスクパターンを有し、ボンディグパッド6を除く周辺領域3およびOB領域2に一様なグレースケールマスクパターンを有するフォトマスクを使用して紫外光により露光が行われる。当該フォトマスクでは、グレースケールマスクパターンの露光光透過量は、撮像領域1のマスクパターンの露光光透過部に比べて小さく設定されており、所定の現像時間で現像を行った際に、所定厚の青色フィルタ形成材料が除去される状態に設計されている。ここでは、所定厚の青色フィルタ形成材料が除去された結果、撮像領域1に形成される青色フィルタが有する膜厚の、3分の1の膜厚を有する青色フィルタ形成材料が、ボンディグパッド6を除く周辺領域3およびOB領域2に残留する設計になっている。なお、本実施形態では、青色フィルタ形成材料として、青色有機顔料を含むカラーレジストを使用し、撮像領域1の青色フィルタ形成領域での塗布膜厚が1μm程度となるように青色フィルタ形成材料を塗布している。
当該フォトマスクを使用した露光の後、現像を行うことにより、図7(a)、図7(b)に示すように、撮像領域1上の青色フィルタ形成領域に青色フィルタ30bが形成される。また、同時に、図7(c)〜図7(e)に示すように、ボンディングパッド6を除く周辺領域3およびOB領域2上には、撮像領域1の青色フィルタ30bの膜厚に対して3分の1の膜厚を有する青色フィルタ30bが形成される。なお、上述のように、青色フィルタ形成材料は、半導体基板11の全面にわたってその上面が平坦になる状態で塗布されるため、厳密には撮像領域1の青色フィルタ30bの膜厚は撮像領域1の緑色フィルタ30aよりもわずかに厚くなるが、図中では同一の厚さで示している。
続いて、緑色フィルタ30aおよび青色フィルタ30bが形成された、撮像領域1、OB領域2、周辺領域3上に、赤色フィルタの形成材料(カラーレジスト)がスピンコート法により塗布される。このとき、撮像領域1、OB領域2、周辺領域3上には緑色フィルタ30aおよび青色フィルタ30bが形成されているが、赤色フィルタ形成材料は、緑色フィルタ30aおよび青色フィルタ30bによる段差を完全に被覆し、半導体基板11の全面にわたってその上面が平坦になる状態で塗布される。当該赤色フィルタ形成材料は、赤色の光(波長600〜700nm程度)を透過する分光特性を有するとともに、紫外光に対して感光性を有する樹脂であり、リソグラフィ技術を適用することにより任意の平面形状を有するパターンを形成することができる。ここでは、撮像領域1に、図2に示す赤色フィルタ形成領域に対応するマスクパターンを有し、周辺領域3およびOB領域2に、一様なグレースケールマスクパターンを有するフォトマスクを使用して紫外光により露光が行われる。当該フォトマスクでは、グレースケールマスクパターンの露光光透過量は、撮像領域1のマスクパターンの露光光透過部に比べて小さく設定されており、所定の現像時間で現像を行った際に、所定厚の赤色フィルタ形成材料が除去される状態に設計されている。ここでは、所定厚の赤色フィルタ形成材料が除去された結果、撮像領域1に形成される赤色フィルタが有する膜厚の、3分の1の膜厚を有する赤色フィルタ形成材料がボンディグパッド6を除く周辺領域3およびOB領域2に残留し、ボンディングパッド6上に、ボンディグパッド6を除く周辺領域3およびOB領域2と同一高さの最上面を有する赤色フィルタ形成材料が残留する設計になっている。なお、本実施形態では、赤色フィルタ形成材料として、赤色有機顔料を含み、かつ非金属材料のみを含むカラーレジストを使用し、撮像領域1の赤色フィルタ形成領域での塗布膜厚が1μm程度となるように赤色フィルタ形成材料を塗布している。このような赤色フィルタ形成材料が含む顔料としては、例えば、アゾ系有機顔料、アンスラキノン系有機顔料、キナクリドン系有機顔料あるいはジケトピロロピロール系有機顔料等のうち、金属原子を含有しない有機顔料を使用することができる。
当該フォトマスクを使用した露光の後、現像を行うことにより、図8(a)、図8(b)に示すように、撮像領域1上の赤色フィルタ形成領域に赤色フィルタ30cが形成される。また、同時に、図8(c)〜図8(e)に示すように、ボンディングパッド6を除く周辺領域3およびOB領域2上には、撮像領域1の赤色フィルタ30cの膜厚に対して3分の1の膜厚を有する赤色フィルタ30cが形成される。また、当該赤色フィルタ30cの形成工程では、緑色フィルタ30aの形成工程および青色フィルタ30bの形成工程と異なり、図8(e)に示すように、ボンディングパッド6上の赤色フィルタ形成材料は除去されない。当該ボンディングパッド6上の赤色フィルタ30cの最上面は、OB領域2上、およびボンディングパッド6を除く周辺領域3上の赤色フィルタ30cの最上面と同一高さになっている。なお、上述のように、赤色フィルタ形成材料は、半導体基板11の全面にわたってその上面が平坦になる状態で塗布されるため、厳密には撮像領域1の赤色フィルタ30cの膜厚は撮像領域1の青色フィルタ30bよりもわずかに厚くなるが、図中では同一の厚さで示している。
以上のようにして、各カラーフィルタ30a〜30cが形成された撮像領域1、OB領域2上には、図9に示すように、集光効率を向上するためのマイクロレンズ40が形成される。当該マイクロレンズ40は、例えば、以下のようにして形成することができる。まず、カラーフィルタ30a〜30cが形成された半導体基板11の表面に、メラニンをバインダーとするアクリル系樹脂からなる感光性樹脂がスピンコート法によって塗布される。当該感光性樹脂に対してリソグラフィ技術を適用することにより、撮像領域1およびOB領域2の各受光部12上に、アクリル系樹脂からなるマイクロレンズ形成用矩形パターンが形成される。次いで、撮像領域1およびOB領域2の各受光部12上に形成されたマイクロレンズ形成用矩形パターンに対して熱リフロー処理が行われる。これにより、マイクロレンズ形成用矩形パターンがレンズ形状に加工され、撮像領域1およびOB領域2のカラーフィルタ30a〜30c上にそれぞれマイクロレンズ40が形成される。
マイクロレンズ40の形成が完了すると、図10に示すように、半導体基板11の全面に感光性レジストがスピンコート法により塗布され、当該感光性レジストにリソグラフィ技術を適用することにより、撮像領域1、OB領域2、ボンディングパッド6を除く周辺領域3を被覆するレジストパターン50が形成される。次いで、当該レジストパターン50をエッチングマスクとして、赤色フィルタ30cおよび第2平坦化膜15がCF系のガスによりドライエッチングされる。これにより、底部にボンディングパッド6が露出する開口が形成される。なお、図10および図11に示すように、レジストパターン50の端部は、平面視において、周辺領域3に形成された緑色フィルタ30aおよび青色フィルタ30bの外周を包含する状態で配置される。したがって、当該ドライエッチング後においても、周辺領域3に形成された緑色フィルタ30aおよび青色フィルタ30bの外周側面は、赤色フィルタ30cからなる側壁9により被覆されている。
ドライエッチングが完了した後、レジストパターン50を除去することにより、図4に示す本実施形態の固体撮像装置61の構造が完成する。
以上、説明したように、本実施形態の固体撮像装置の製造方法では、撮像領域1上に各色のカラーフィルタを形成する工程において、OB領域2および周辺領域3上にもカラーフィルタが形成され、OB領域2および周辺領域3上に、緑色フィルタ30a、青色フィルタ30bおよび赤色フィルタ30cからなる光吸収層31が形成される。すなわち、撮像領域1への緑色フィルタ30aの形成と同時に、OB領域2およびボンディングパッド6を除く周辺領域3上にも光吸収層31を構成する緑色フィルタ30aが形成される(図6参照)。また、撮像領域1への青色フィルタ30bの形成と同時に、OB領域2およびボンディングパッド6を除く周辺領域3上にも光吸収層31を構成する青色フィルタ30bが形成される(図7参照)。さらに、撮像領域1への赤色フィルタ30cの形成と同時に、OB領域2および周辺領域3上にも光吸収層31を構成する赤色フィルタ30cが形成される(図8参照)。
本実施形態の固体撮像装置61によれば、図3および図7に示すように、OB領域2上とボンディングパッド6を除く周辺領域3上とに、緑色フィルタ30a、青色フィルタ30bおよび赤色フィルタ30cが積層された光吸収層31を備える。上述のように、緑色フィルタ30aは、緑色の光を透過するフィルタであるため、分光特性上、赤色等の長波長側と青色等の短波長側の光を吸収することができる。また、青色フィルタ30bは、青色の光を透過するフィルタであるため、分光特性上、緑色、赤色等の長波長側の光を吸収することができる。さらに、赤色フィルタ30cは、赤色の光を透過するフィルタであるため、分光特性上、緑色や青色等の短波長側の光を吸収することができる。したがって、本実施形態の固体撮像装置61では、OB領域2および周辺領域3への入射光のうち、広い周波数範囲の可視光がカラーフィルタからなる光吸収層31によって吸収される。その結果、OB領域2および周辺領域3における光の反射に起因するフレアやゴーストなどの発生を従来に比べて大幅に低減することが可能となる。
また、本実施形態の固体撮像装置61では、カラーフィルタ形成後における撮像領域1、OB領域2、周辺領域3の表面はほぼ平坦化されている。すなわち、カラーフィルタが撮像領域1上のみ形成され、周辺領域3上には形成されない従来構造のように、撮像領域1と、OB領域2および周辺領域3とで、カラーフィルタの厚みに起因する段差が生じることがない。したがって、後続のマイクロレンズ形成工程において、マイクロレンズ40を形成するために塗布される感光性樹脂の塗布むらの発生を防止することができ、製造歩留まりや画質を向上することができる。また、本実施形態の固体撮像装置の製造方法によれば、周辺領域3を平坦化するための特別な工程が不要であるため、製造コストの面でも経済的な製造方法を実現することができる。
さらに、本実施形態では、赤色フィルタ30cを、非金属材料のみを含む構成とし、当該赤色フィルタ30cにより、ボンディングパッド6に面する側面を含む光吸収層31の全外周側面を被覆する側壁9を構成している。これは、例えば、光吸収層31を構成する緑色フィルタ30aまたは青色フィルタ30bが金属原子を含む場合、ボンディグパッド6を表面に露出する工程(図11参照)において、絶縁膜28、29中に金属原子が侵入する可能性があるためである。絶縁膜28、29中に金属原子が絶縁膜28、29中に侵入すると、絶縁耐圧の劣化やリーク電流の増加を引き起こし、デバイスの特性や製造歩留まりを低下させることがある(いわゆる、金属汚染)。しかしながら、本実施形態のように、非金属材料のみを含む赤色フィルタからなる側壁9を設けることで金属汚染の発生を確実に防止することができる。
なお、撮像領域1上の各カラーフィルタと、OB領域2および周辺領域3上のカラーフィルタ(光吸収層31)との段差は、撮像領域1上の各カラーフィルタの膜厚に対してプラスマイナス10%以内であることが好ましい。当該条件で形成することにより、後続のマイクロレンズ形成工程において、マイクロレンズ形成用感光性樹脂を塗布する際の塗布むらの発生を確実に防止することいができ、塗布むらに起因するハケシミ不良の発生を抑制することができる。
(第2の実施形態)
第1の実施形態では、特に好ましい形態として、OB領域2上と、ボンディングパッド6を除く周辺領域3上とに、緑色フィルタ、青色フィルタ、赤色フィルタが積層された光吸収層31を備える固体撮像装置61を説明した。しかしながら、本発明の光吸収層が3種のカラーフィルタの積層体であることは必須ではなく、2種のカラーフィルタの積層体で構成した場合でも、フレアやゴーストなどを低減する効果を得ることは可能である。そこで、本実施形態では、光吸収層が2種のカラーフィルタの積層体からなる構成について説明する。光吸収層を構成する2種のカラーフィルタの組み合わせは特に限定されないが、ここでは、青色フィルタと赤色フィルタとにより光吸収層を構成した事例について説明する。
第1の実施形態では、特に好ましい形態として、OB領域2上と、ボンディングパッド6を除く周辺領域3上とに、緑色フィルタ、青色フィルタ、赤色フィルタが積層された光吸収層31を備える固体撮像装置61を説明した。しかしながら、本発明の光吸収層が3種のカラーフィルタの積層体であることは必須ではなく、2種のカラーフィルタの積層体で構成した場合でも、フレアやゴーストなどを低減する効果を得ることは可能である。そこで、本実施形態では、光吸収層が2種のカラーフィルタの積層体からなる構成について説明する。光吸収層を構成する2種のカラーフィルタの組み合わせは特に限定されないが、ここでは、青色フィルタと赤色フィルタとにより光吸収層を構成した事例について説明する。
図12は、本発明に係る第2の実施形態における固体撮像装置62の撮像領域1、OB領域2、周辺領域3の構造を示す断面図である。図4と同様に、図12は、撮像領域1、OB領域2および周辺領域3の断面図を示している。すなわち、図12(a)は赤色フィルタが配置された赤画素1cの断面図であり、図12(b)は青色フィルタが配置された青画素1bの断面図である。図12(c)はOB領域2の断面図である。図12(d)は水平転送部7やアンプ部8等の周辺回路が形成された周辺領域3の断面図であり、図12(e)はボンディングパッド6が形成された周辺領域3の断面図である。なお、本実施形態の固体撮像装置62は、第1の実施形態と光吸収層の積層構造が異なるだけであり、平面構造は図3に示す平面図と同様である。また、図12において、図4に示した固体撮像装置61と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。
図12に示すように、本実施形態の固体撮像装置62の光吸収層32は、撮像領域1の青色フィルタ30bの膜厚に対して2分の1の膜厚を有する青色フィルタ30bと、撮像領域1の赤色フィルタ30cの膜厚に対して2分の1の膜厚を有する赤色フィルタ30cとが下層から順に積層された構造を有する。また、周辺領域3に形成された青色フィルタ30bの、ボンディングパッド6に面する側面を含む全外周側面は、赤色フィルタ30cからなる側壁9により被覆されている。
以上のような固体撮像装置62の構造は、第1の実施形態で説明した製造方法を変更することにより容易に形成することができる。すなわち、第1の実施形態と同様に、緑色フィルタ30a、青色フィルタ30b、赤色フィルタ30cが順に形成される場合、緑色フィルタ30aの形成工程では、半導体基板11上に緑色フィルタ形成材料が塗布された後、撮像領域1に市松状パターンに対応するマスクパターンを有し、周辺領域3およびOB領域2に、現像時に緑色フィルタ形成材料が完全に除去されるマスクパターンを有するフォトマスクを使用して露光が行われる。また、青色フィルタ30bの形成工程では、半導体基板11上に青色フィルタ形成材料が塗布された後、第1の実施形態とグレースケールマスクパターンの露光光透過量のみが異なるマスクパターンを有するフォトマスクを使用して露光が行われる。当該フォトマスクのグレースケールマスクパターンの露光光透過量は、撮像領域1に形成される青色フィルタが有する膜厚の、2分の1の膜厚を有する青色フィルタ形成材料がボンディグパッド6を除く周辺領域3およびOB領域2に残留する設計になっている。さらに、赤色フィルタ30cの形成工程では、半導体基板11上に赤色フィルタ形成材料が塗布された後、第1の実施形態とグレースケールマスクパターンの露光光透過量のみが異なるマスクパターンを有するフォトマスクを使用して露光が行われる。当該フォトマスクのグレースケールマスクパターンの露光光透過量は、撮像領域1に形成される赤色フィルタが有する膜厚の、2分の1の膜厚の赤色フィルタ形成材料がボンディグパッド6を除く周辺領域3およびOB領域2に残留し、ボンディングパッド6上に、ボンディグパッド6を除く周辺領域3およびOB領域2と同一高さの最上面を有する赤色フィルタ形成材料が残留する設計になっている。
以上の工程を経ることにより、図12に示す固体撮像装置62の光吸収層32を形成することができる。本実施形態の固体撮像装置62では、OB領域2上および周辺領域3上の光吸収層32は、緑色、赤色等の長波長側の光を吸収する青色フィルタ30bと、緑色、青色等の短波長側の光を吸収する赤色フィルタ30cとからなる。また、本実施形態の構成では、第1の実施形態に比べて、青色フィルタ30bと赤色フィルタ30cの膜厚が大きくなる。この膜厚増大により、青色フィルタ30bおよび赤色フィルタ30cの分光特性を高めることができる。すなわち、本実施形態の構成では、OB領域2および周辺領域3に入射する光のうち、長波長側の光と短波長側の光の吸収効率を向上させることができる。その結果、第1の実施形態と同様に、OB領域2および周辺領域3における光の反射に起因するフレアやゴーストなどの発生を大幅に低減することができる。
(第3の実施形態)
図13は、本発明に係る第3の実施形態における固体撮像装置63の撮像領域1、OB領域2、周辺領域3の構造を示す断面図である。図4と同様に、図13は、撮像領域1、OB領域2および周辺領域3の断面図を示している。すなわち、図13(a)は赤色フィルタが配置された赤画素1cの断面図であり、図13(b)は青色フィルタが配置された青画素1bの断面図である。図13(c)はOB領域2の断面図である。図13(d)は水平転送部7やアンプ部8等の周辺回路が形成された周辺領域3の断面図であり、図13(e)はボンディングパッド6が形成された周辺領域3の断面図である。なお、本実施形態の固体撮像装置63は、第2の実施形態と同様に、第1の実施形態と光吸収層の積層構造が異なるだけであり、平面構造は図3に示す平面図と同様である。また、図13において、図4に示した固体撮像装置61と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。
図13は、本発明に係る第3の実施形態における固体撮像装置63の撮像領域1、OB領域2、周辺領域3の構造を示す断面図である。図4と同様に、図13は、撮像領域1、OB領域2および周辺領域3の断面図を示している。すなわち、図13(a)は赤色フィルタが配置された赤画素1cの断面図であり、図13(b)は青色フィルタが配置された青画素1bの断面図である。図13(c)はOB領域2の断面図である。図13(d)は水平転送部7やアンプ部8等の周辺回路が形成された周辺領域3の断面図であり、図13(e)はボンディングパッド6が形成された周辺領域3の断面図である。なお、本実施形態の固体撮像装置63は、第2の実施形態と同様に、第1の実施形態と光吸収層の積層構造が異なるだけであり、平面構造は図3に示す平面図と同様である。また、図13において、図4に示した固体撮像装置61と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。
図13に示すように、本実施形態の固体撮像装置63の光吸収層33は、第1の実施形態において説明した光吸収層31の構造に加えて、最下層に、さらに赤色フィルタ30dを備えている。すなわち、周辺領域3の金属パターン26に起因する段差と、OB領域2の層内レンズ14上の表面を平坦化するために形成された非金属材料のみを含む赤色フィルタ30dを備える。そして、当該最下層の赤色フィルタ30d上に、撮像領域1の緑色フィルタ30aの膜厚に対して5分の2の膜厚を有する緑色フィルタ30aと、撮像領域1の青色フィルタ30bの膜厚に対して5分の2の膜厚を有する青色フィルタ30bと、撮像領域1の赤色フィルタ30cの膜厚に対して5分の1の膜厚を有する赤色フィルタ30cとが下層から積層された構造を有している。また、ボンディングパッド6を除く周辺領域3に形成された緑色フィルタ30aと青色フィルタ30bのボンディングパッド6に面する側面を含む全外周側面は、赤色フィルタ30cからなる側壁9により被覆されている。
以上のような固体撮像装置63の構造は、以下のようにして形成することができる。ここでは、第1の実施形態で説明した製造方法と異なる点のみを説明する。
本実施形態の固体撮像装置の製造方法では、第1の実施形態において図5を用いて説明した下地構造の形成過程(図5)において、OB領域2に形成された層間レンズ14上面の凹凸を平坦化する第3平坦化膜16と、周辺領域3の凹凸を平坦化する第2平坦化膜15とに代えて、赤色フィルタ形成材料が使用される。すなわち、撮像領域1に形成された層間レンズ14上面の凹凸を平坦化する第3平坦化膜16が撮像領域1のみに形成された後、半導体基板11の全面に赤色フィルタ形成材料がスピンコート法により塗布される。次いで、当該赤色フィルタ形成材料に対して、撮像領域1に、現像時に赤色フィルタ形成材料が完全に除去されるマスクパターンを有し、OB領域2上および周辺領域3上に、一様なグレースケールマスクパターンを有するフォトマスクを使用して露光が行われる。当該フォトマスクでは、グレースケールマスクパターンの露光光透過量は、所定の現像時間で現像を行った際に、所定厚の赤色フィルタ形成材料が除去される状態に設計されている。ここでは、所定厚の赤色フィルタ形成材料が除去された結果、OB領域2に形成された層間レンズ14上面の凹凸と、周辺領域3の凹凸とを平坦化する膜厚を有する赤色フィルタ形成材料が、OB領域2および周辺領域3に残留する設計になっている。なお、本実施形態では、当該赤色フィルタ形成材料として、赤色有機顔料を含み、かつ非金属材料のみを含むカラーレジストを使用し、OB領域2に形成された層間レンズ14上面の凹凸が平坦化される状態で、赤色フィルタ形成材料が塗布される。このような赤色フィルタ形成材料が含む顔料としては、例えば、アゾ系有機顔料、アンスラキノン系有機顔料、キナクリドン系有機顔料あるいはジケトピロロピロール系有機顔料等のうち、金属原子を含有しない有機顔料を使用することができる。
当該フォトマスクを使用した露光の後、現像を行うことにより、OB領域2と周辺領域3に赤色フィルタ30dが形成され、当該赤色フィルタ30dにより、OB領域2および周辺領域3の表面が平坦化される。なお、本実施形態では、当該赤色フィルタ30dの上面と、撮像領域1に形成された第3平坦化膜16の上面とがほぼ同一高さになる状態に上記フォトマスクが設計されている。このようにして形成された赤色フィルタ30d上に、第1の実施形態において、図6〜図11を用いて説明した同様の工程を経ることにより、撮像領域1の緑色フィルタ30aの膜厚に対して5分の2の膜厚を有する緑色フィルタ30aと、撮像領域1の青色フィルタ30bの膜厚に対して5分の2の膜厚を有する青色フィルタ30bと、撮像領域1の赤色フィルタ30cの膜厚に対して5分の1の膜厚を有する赤色フィルタ30cとが下層から順に形成される。なお、本実施形態では、光吸収層33を構成する緑色フィルタ30a、青色フィルタ30bおよび赤色フィルタ30cの膜厚が第1の実施形態と異なっているが、このような膜厚の変更は、第2の実施形態で説明したように、残留させる膜厚に応じて、グレースケールマスクパターンの露光光透過量を適宜設計することで実現することができる。
本実施形態の固体撮像装置63では、OB領域2上および周辺領域3上の光吸収層33は、第1の実施形態と同様に、赤色等の長波長側と青色等の短波長側の光を吸収する緑色フィルタ30aと、緑色、赤色等の長波長側の光を吸収する青色フィルタ30bと、緑色や青色等の短波長側の光を吸収する赤色フィルタ30c、30dとからなる。このため、OB領域2および周辺領域3における光の反射に起因するフレアやゴーストなどの発生を従来に比べて大幅に低減することができる。
また、本実施形態では、最下層に平坦化膜を兼ねる赤色フィルタ30dを備えているため、光吸収層33の総膜厚は、第1の実施形態における光吸収層31の総膜厚に比べて大きくなる。このため、光吸収層33を構成する各色のカラーフィルタの膜厚をそれぞれ増大させることができる。すなわち、上述のように、光吸収層33において、撮像領域1と同時に形成される赤色フィルタ30aの膜厚を第1の実施形態に比べて減少させることができるとともに、緑色フィルタ30aおよび青色フィルタ30bの膜厚を第1の実施形態に比べて増大させることができる。この膜厚増大により、各カラーフィルタの分光特性を高めることができ、光吸収層33を構成する各カラーフィルタによる光の吸収効率を第1の実施形態に比べて向上させることができる。その結果、OB領域2および周辺領域3における光の反射に起因するフレアやゴーストなどの発生を第1の実施形態よりも低減することができる。
なお、本実施形態では、平坦膜を兼ねる最下層の赤色フィルタ30dを、非金属材料のみで構成している。これは、赤色フィルタ30dはボンディグパッド6上にも形成されることになるため(図7参照)、金属原子を含む材料で最下層の赤色フィルタ30dを形成すると、当該ボンディグパッド6上の膜を除去してボンディグパッド6を表面に露出する工程(図11参照)において、絶縁膜28、29中に金属原子が侵入する可能性があるためである。絶縁膜28、29中に金属原子が絶縁膜28、29中に侵入すると、絶縁耐圧の劣化やリーク電流の増加を引き起こし、デバイスの特性や製造歩留まりを低下させることがある(いわゆる、金属汚染)。しかしながら、本実施形態のように、最下層の赤色フィルタ30dを非金属材料のみで構成することで金属汚染の発生を確実に防止することができる。
(第4の実施形態)
図14は、本発明に係る第4の実施形態における固体撮像装置64の撮像領域1、OB領域2、周辺領域3の構造を示す断面図である。図4と同様に、図14は、撮像領域1、OB領域2および周辺領域3の断面図を示している。すなわち、図14(a)は赤色フィルタが配置された赤画素1cの断面図であり、図14(b)は青色フィルタが配置された青画素1bの断面図である。図14(c)はOB領域2の断面図である。図14(d)は水平転送部7やアンプ部8等の周辺回路が形成された周辺領域3の断面図であり、図14(e)はボンディングパッド6が形成された周辺領域3の断面図である。なお、本実施形態の固体撮像装置64は、第2の実施形態と同様に、第1の実施形態と光吸収層の積層構造が異なるだけであり、平面構造は図3に示す平面図と同様である。また、図14において、図4に示した固体撮像装置61と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。
図14は、本発明に係る第4の実施形態における固体撮像装置64の撮像領域1、OB領域2、周辺領域3の構造を示す断面図である。図4と同様に、図14は、撮像領域1、OB領域2および周辺領域3の断面図を示している。すなわち、図14(a)は赤色フィルタが配置された赤画素1cの断面図であり、図14(b)は青色フィルタが配置された青画素1bの断面図である。図14(c)はOB領域2の断面図である。図14(d)は水平転送部7やアンプ部8等の周辺回路が形成された周辺領域3の断面図であり、図14(e)はボンディングパッド6が形成された周辺領域3の断面図である。なお、本実施形態の固体撮像装置64は、第2の実施形態と同様に、第1の実施形態と光吸収層の積層構造が異なるだけであり、平面構造は図3に示す平面図と同様である。また、図14において、図4に示した固体撮像装置61と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。
図14に示すように、本実施形態の固体撮像装置64の光吸収層34は、第3の実施形態と同様に、最下層に、周辺領域3の金属パターン26に起因する段差と、OB領域2の層内レンズ14上の表面を平坦化するために形成された非金属材料のみを含む赤色フィルタ30dを備える。そして、当該最下層の赤色フィルタ30d上に、撮像領域1の緑色フィルタ30aの膜厚に対して2分の1の膜厚を有する緑色フィルタ30aと、撮像領域1の青色フィルタ30bの膜厚に対して2分の1の膜厚を有する青色フィルタ30bとが下層から積層された構造を有している。また、ボンディングパッド6を除く周辺領域3に形成された緑色フィルタ30aと青色フィルタ30bの、ボンディングパッド6に面する側面を含む全外周側面は、赤色フィルタ30cからなる側壁9により被覆されている。
以上のような固体撮像装置64の構造は、第3の実施形態で説明した製造方法と同様の手順により形成することができる。なお、本実施形態では、光吸収層34を構成する緑色フィルタ30aおよび青色フィルタ30bの膜厚が第3の実施形態と異なっているが、このような膜厚の変更は、第2の実施形態で説明したように、残留させる膜厚に応じて、グレースケールマスクパターンの露光光透過量を適宜設計することで実現することができる。また、本実施形態では、撮像領域1の赤色フィルタ30cを形成する工程において、撮像領域1に、図2に示す赤色フィルタ形成領域に対応するマスクパターンを有し、周辺領域3およびOB領域2に形成された青色フィルタ30b上に、現像時に赤色フィルタ形成材料が完全に除去されるマスクパターンを有するフォトマスクを使用して露光が行われる。
本実施形態の固体撮像装置64では、OB領域2上および周辺領域3上の光吸収層34は、第3の実施形態の光吸収層33に比べて、緑色フィルタ30aおよび青色フィルタ30bの膜厚を増大させることができる。この膜厚増大により、赤色等の長波長側と青色等の短波長側の光を吸収する緑色フィルタ30aと、緑色、赤色等の長波長側の光を吸収する青色フィルタ30bの分光特性を高めることができ、光の吸収効率を向上させることができる。その結果、OB領域2および周辺領域3における光の反射に起因するフレアやゴーストなどの発生を従来に比べて大幅に低減することができる。
(第5の実施形態)
図15は、本発明に係る第5の実施形態における固体撮像装置65の撮像領域1、OB領域2、周辺領域3の構造を示す断面図である。図4と同様に、図15は、撮像領域1、OB領域2および周辺領域3の断面図を示している。すなわち、図15(a)は赤色フィルタが配置された赤画素1cの断面図であり、図15(b)は青色フィルタが配置された青画素1bの断面図である。図15(c)はOB領域2の断面図である。図15(d)は水平転送部7やアンプ部8等の周辺回路が形成された周辺領域3の断面図であり、図15(e)はボンディングパッド6が形成された周辺領域3の断面図である。なお、本実施形態の固体撮像装置65は、第2の実施形態と同様に、第1の実施形態と光吸収層の積層構造が異なるだけであり、平面構造は図3に示す平面図と同様である。また、図15において、図4に示した固体撮像装置61と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。
図15は、本発明に係る第5の実施形態における固体撮像装置65の撮像領域1、OB領域2、周辺領域3の構造を示す断面図である。図4と同様に、図15は、撮像領域1、OB領域2および周辺領域3の断面図を示している。すなわち、図15(a)は赤色フィルタが配置された赤画素1cの断面図であり、図15(b)は青色フィルタが配置された青画素1bの断面図である。図15(c)はOB領域2の断面図である。図15(d)は水平転送部7やアンプ部8等の周辺回路が形成された周辺領域3の断面図であり、図15(e)はボンディングパッド6が形成された周辺領域3の断面図である。なお、本実施形態の固体撮像装置65は、第2の実施形態と同様に、第1の実施形態と光吸収層の積層構造が異なるだけであり、平面構造は図3に示す平面図と同様である。また、図15において、図4に示した固体撮像装置61と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。
図15に示すように、本実施形態の固体撮像装置65の光吸収層35は、第3の実施形態と同様に、最下層に、周辺領域3の金属パターン26に起因する段差と、OB領域2の層内レンズ14上の表面を平坦化するために形成された非金属材料のみを含む赤色フィルタ30dを備える。そして、当該最下層の赤色フィルタ30d上に、撮像領域1の青色フィルタ30bの膜厚に対して2分の1の膜厚を有する青色フィルタ30bと、撮像領域1の赤色フィルタ30cの膜厚に対して2分の1の膜厚を有する赤色フィルタ30cとが下層から積層された構造を有している。また、ボンディングパッド6を除く周辺領域3に形成された青色フィルタ30bの、ボンディングパッドに面する側面を含む全外周側面は、赤色フィルタ30cからなる側壁9により被覆されている。
以上のような固体撮像装置65の構造は、第3の実施形態で説明した製造方法と同様の手順により形成することができる。なお、本実施形態では、光吸収層35を構成する青色フィルタ30bおよび赤色フィルタ30aは、第2の実施形態で説明した手法により形成することができる。
本実施形態の固体撮像装置65では、OB領域2上および周辺領域3上の光吸収層35は、第2の実施形態と同様に、緑色、赤色等の長波長側の光を吸収する青色フィルタ30aと、緑色、青色等の短波長側の光を吸収する赤色フィルタ30c、30dとからなる。このため、第2に実施形態と同様に、OB領域2および周辺領域3における光の反射に起因するフレアやゴーストなどの発生を従来に比べて大幅に低減することができる。
なお、本実施形態では、最下層に平坦化膜を兼ねる赤色フィルタ30dを備えているため、光吸収層35の総膜厚は、第2の実施形態における光吸収層32の総膜厚に比べて大きくなる。このため、光吸収層35において、撮像領域1と同時に形成される赤色フィルタ30aの膜厚を第2の実施形態に比べて減少させた構成とし、青色フィルタ30bの膜厚を第2の実施形態に比べて増大させた構成とすることもできる。この膜厚増大により、各カラーフィルタの分光特性を高めることができ、光吸収層35を構成する各カラーフィルタによる光の吸収効率を第2の実施形態に比べて向上させることができる。その結果、OB領域2および周辺領域3における光の反射に起因するフレアやゴーストなどの発生を第2の実施形態よりも低減することができる。
(第6の実施形態)
図16は、本発明に係る第6の実施形態における固体撮像装置66の撮像領域1、OB領域2、周辺領域3の構造を示す断面図である。図4と同様に、図16は、撮像領域1、OB領域2および周辺領域3の断面図を示している。すなわち、図16(a)は赤色フィルタが配置された赤画素1cの断面図であり、図16(b)は青色フィルタが配置された青画素1bの断面図である。図16(c)はOB領域2の断面図である。図16(d)は水平転送部7やアンプ部8等の周辺回路が形成された周辺領域3の断面図であり、図16(e)はボンディングパッド6が形成された周辺領域3の断面図である。なお、本実施形態の固体撮像装置66は、第2の実施形態と同様に、第1の実施形態と光吸収層の積層構造が異なるだけであり、平面構造は図3に示す平面図と同様である。また、図16において、図4に示した固体撮像装置61と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。
図16は、本発明に係る第6の実施形態における固体撮像装置66の撮像領域1、OB領域2、周辺領域3の構造を示す断面図である。図4と同様に、図16は、撮像領域1、OB領域2および周辺領域3の断面図を示している。すなわち、図16(a)は赤色フィルタが配置された赤画素1cの断面図であり、図16(b)は青色フィルタが配置された青画素1bの断面図である。図16(c)はOB領域2の断面図である。図16(d)は水平転送部7やアンプ部8等の周辺回路が形成された周辺領域3の断面図であり、図16(e)はボンディングパッド6が形成された周辺領域3の断面図である。なお、本実施形態の固体撮像装置66は、第2の実施形態と同様に、第1の実施形態と光吸収層の積層構造が異なるだけであり、平面構造は図3に示す平面図と同様である。また、図16において、図4に示した固体撮像装置61と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。
図16に示すように、本実施形態の固体撮像装置66が備える光吸収層36は、第3の実施形態と同様に、最下層に、周辺領域3の金属パターン26に起因する段差と、OB領域2の層内レンズ14上の表面を平坦化するために形成された非金属材料のみを含む赤色フィルタ30dを備える。そして、当該最下層の赤色フィルタ30d上に、撮像領域1の青色フィルタ30bと同一の膜厚を有する青色フィルタ30bが形成された構造を有している。また、図16(e)に示すように、青色フィルタ30bの、ボンディングパッド6に面する側面を含む全外周側面は、赤色フィルタ30cからなる側壁9により被覆されている。
以上のような固体撮像装置66の構造は、第3の実施形態で説明した製造方法と同様の手順により形成することができる。なお、本実施形態では、光吸収層36を構成する青色フィルタ30bは、撮像領域1の青色フィルタ30bを形成する工程において、撮像領域1に、図2に示す青色フィルタ形成領域に対応するマスクパターンを有し、周辺領域3およびOB領域2の青色フィルタ形成領域(ここでは、OB領域2上とボンディングパッド6を除く周辺領域3上)に対応するマスクパターンを有するフォトマスクを使用して露光が行われる。また、撮像領域1の赤色フィルタ30cを形成する工程では、撮像領域1に、図2に示す赤色フィルタ形成領域に対応するマスクパターンを有し、周辺領域3およびOB領域2に形成された青色フィルタ30b上に、現像時に赤色フィルタ形成材料が完全に除去されるマスクパターンを有するフォトマスクを使用して露光が行われる。
本実施形態の固体撮像装置66では、OB領域2上および周辺領域3上の光吸収層36は、平坦化膜を兼ねる赤色フィルタ30dと青色フィルタ30bとで構成される。また、光吸収層36の青色フィルタ30bの膜厚は、撮像領域1の青色フィルタ30bと同一になっている。したがって、本実施形態では、緑色、赤色等の長波長側の光を吸収する青色フィルタ30bの分光特性を高めることができ、当該波長の光の吸収効率を向上させることができる。その結果、OB領域2および周辺領域3における赤色光の反射に起因するフレアやゴーストなどの発生を従来に比べて大幅に低減することができる。
以上説明したように、本発明によれば、オプティカルブラック領域および周辺領域での反射光の発生を防止することができ、高画質のカラー固体撮像装置を安価に実現することができる。
なお、以上で説明した実施形態は本発明の技術的範囲を制限するものではなく、既に記載したもの以外でも、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形や応用が可能である。例えば、上記実施形態では、緑色フィルタ、青色フィルタ、赤色フィルタの順でカラーフィルタを形成する事例について説明したが、各カラーフィルタの形成順序は任意に変更可能である。また、上述の各実施形態では、非金属材料のみを含むカラーフィルタからなる側壁を赤色フィルタにより構成したが、緑色フィルタや青色フィルタにより側壁を構成してもよい。この場合、緑色フィルタ形成材料や青色フィルタ形成材料が含む顔料としては、例えば、無金属フタロシアニン等の有機顔料を使用することができる。同様に、第3〜第6の実施形態において説明した平坦化膜を兼ねるカラーフィルタ(赤色フィルタ30d)を赤色フィルタにより形成したが、赤色フィルタに代えて無金属フタロシアニン等の有機顔料を含む緑色フィルタや青色フィルタを使用することもできる。さらに、撮像領域の画素の色配列が、緑画素、青画素および赤画素の3色からなる原色ベイヤ配列であることは必須ではなく、例えば、原色ストライプ配列や色差順次配列等、原色ベイヤ配列以外の任意の色配列であっても、同様の作用効果を奏することができる。また、本発明は、原色フィルタ以外の補色フィルタ等を備える固体撮像装置に対しても適用可能である。さらに、カラーフィルタの種類数は、3種に限られるものではなく、特に限定されない。加えて、側壁を構成するカラーフィルタを除く、撮像領域のカラーフィルタおよび光吸収層を構成するカラーフィルタは、有機顔料、無機顔料のいずれを含むカラーレジストを用いて形成してもよい。また、撮像領域のカラーフィルタと光吸収層を構成するカラーフィルタとが異なる材料で形成されてもよい。
また、上記各実施形態では、本発明をCCD型固体撮像装置に適用した事例について説明したが、本発明は、MOS型固体撮像装置に対しても同様に適用できる。
本発明によれば、高画質かつ安価な固体撮像装置を実現できるので、特にカラーフィルタを備える固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法として有用である。
1 撮像領域
2 オプティカルブラック領域(OB領域)
3 周辺領域
6 ボンディングパッド
9 側壁
11 半導体基板
12 受光部
13 第1の平坦化膜
14 層内レンズ
15 第2の平坦化膜
16 第3の平坦化膜
20、21、22、23 転送電極
25 遮光膜
26 金属パターン
27、28、29 絶縁膜
30a 緑色フィルタ
30b 青色フィルタ
30c 赤色フィルタ
31、32、33、34、35、36 光吸収層
40 マイクロレンズ
50 レジストパターン
61、62、63、64、65、66 固体撮像装置
2 オプティカルブラック領域(OB領域)
3 周辺領域
6 ボンディングパッド
9 側壁
11 半導体基板
12 受光部
13 第1の平坦化膜
14 層内レンズ
15 第2の平坦化膜
16 第3の平坦化膜
20、21、22、23 転送電極
25 遮光膜
26 金属パターン
27、28、29 絶縁膜
30a 緑色フィルタ
30b 青色フィルタ
30c 赤色フィルタ
31、32、33、34、35、36 光吸収層
40 マイクロレンズ
50 レジストパターン
61、62、63、64、65、66 固体撮像装置
Claims (14)
- 二次元状に配列された複数の受光部を有する撮像領域と、前記撮像領域の周辺に設けられ、遮光膜により被覆された受光部を有するオプティカルブラック領域と、前記オプティカルブラック領域の周辺に設けられ、周辺回路およびボンディングパッドを有する周辺領域と、を基板上に備える固体撮像装置において、
前記オプティカルブラック領域上と、ボンディングパッドを除く前記周辺領域上とに配置された、互いに分光特性が異なる少なくとも2種以上のカラーフィルタが積層された光吸収層と、
前記光吸収層の側面を被覆する、非金属材料のみを含むカラーフィルタからなる側壁と、
を備えたことを特徴とする固体撮像装置。 - 前記光吸収層および前記側壁を構成する各カラーフィルタが、前記撮像領域上で各受光部に対応して配置される複数種のカラーフィルタのいずれかと同一の材料からなる、請求項1記載の固体撮像装置。
- 前記撮像領域の各受光部の色配列が全体として原色ベイヤ配列を構成する、請求項1または2記載の固体撮像装置。
- 前記撮像領域の各受光部の色配列が全体として原色ストライプ配列を構成する、請求項1または2記載の固体撮像装置。
- 前記光吸収層を構成するカラーフィルタのうち、少なくとも1種が非金属材料のみを含む材料からなる、請求項1から4のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記光吸収層を構成するカラーフィルタのうち、少なくとも1種が顔料を含む材料からなる、請求項1から4のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記光吸収層および前記側壁を構成する各カラーフィルタが、400nmから700nmまでの波長範囲内に含まれる一部の波長範囲の光を吸収する材料からなる、請求項1から6のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記光吸収層および前記側壁を構成する各カラーフィルタが、赤色、緑色および青色のいずれかの色を有する、請求項1から7のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記基板表面から前記光吸収層の上面までの高さおよび前記基板表面から前記側壁の上面までの高さが、前記基板表面から、前記撮像領域の各受光部上に配置されるカラーフィルタの上面までの高さと実質的に同一である、請求項1から8のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 二次元状に配列された複数の受光部を有する撮像領域と、前記撮像領域の周辺に設けられ、遮光膜により被覆された受光部を有するオプティカルブラック領域と、前記オプティカルブラック領域の周辺に設けられ、周辺回路およびボンディングパッドを有する周辺領域と、を基板上に備える固体撮像装置の製造方法において、
前記オプティカルブラック領域上と、ボンディングパッドを除く前記周辺領域上とに、互いに分光特性が異なる少なくとも2種以上のカラーフィルタが積層された光吸収層を形成する工程と、
前記光吸収層の側面を被覆する、非金属材料のみを含むカラーフィルタからなる側壁を形成する工程と、
を有することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 - 前記光吸収層および前記側壁を構成する各カラーフィルタが、前記撮像領域上で各受光部に対応して配置される複数種のカラーフィルタのいずれかと同一の材料からなる、請求項10記載の固体撮像装置の製造方法。
- 前記撮像領域上で各受光部に対応して配置される複数種のカラーフィルタの全てが、前記光吸収層を形成する工程が有する、前記光吸収層を構成するいずれか1種のカラーフィルタを形成する工程または前記側壁を形成する工程において同時に形成される、請求項10または11記載の固体撮像装置の製造方法。
- 前記光吸収層および前記側壁を構成する各カラーフィルタと、前記撮像領域上で各受光部に対応して配置される複数種のカラーフィルタとが、フォトリソグラフィにより形成される、請求項10から12のいずれか1項に記載の固体撮像装置の製造方法。
- 前記光吸収層および前記側壁を構成する各カラーフィルタが、グレースケールマスクを介した露光により形成される、請求項13記載の固体撮像装置の製造方法。
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