(57)【要約】【課題】感度特性を維持しながら混色を抑制し、画像特性の劣化を防止することを目的とする。【解決手段】市松状に配置されたＧｒｅｅｎフィルタ１０６の対角部のＧｒｅｅｎフィルタ１０６間に混色防止用の遮光膜を配置することにより、Ｇｒｅｅｎフィルタ１０６の対角方向に隣接するＧｒｅｅｎフィルタ１０６間の無効領域部から入射される斜め入射光１１１による混色が防止できる。さらに、水平方向と垂直方向の隣接画素との境界部にも混色防止用の遮光膜を配置することにより、水平方向と垂直方向においても、転送電極１０２上に形成された遮光膜によってけられた入射光１１１が受光部１０１に入射することを回避して隣接画素からの混色を回避することができる。これにより、感度特性を維持しながら混色を抑制し、画像特性の劣化を防止することができる。【選択図】図２
2010034426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成される複数の受光部と、
前記受光部上に市松状配置となるように形成されるＧｒｅｅｎフィルタと、
前記Ｇｒｅｅｎフィルタ間に１列毎に交互に形成されるＢｌｕｅフィルタおよびＲｅｄフィルタと、
前記Ｇｒｅｅｎフィルタおよび前記Ｂｌｕｅフィルタならびに前記Ｒｅｄフィルタ毎の上部に形成されるマイクロレンズと、
対角方向に隣接する前記Ｇｒｅｅｎフィルタ間の隙間に形成される第１の混色防止用の遮光膜と
を有することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記Ｂｌｕｅフィルタおよび前記Ｒｅｄフィルタと前記Ｇｒｅｅｎフィルタとの境界部に形成される前記第１の混色防止用の遮光膜より膜厚の薄い第２の混色防止用の遮光膜と
をさらに有することを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記第１の混色防止用の遮光膜および前記第２の混色防止用の遮光膜がＢｌａｃｋフィルタであることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記第１の混色防止用の遮光膜および前記第２の混色防止用の遮光膜として前記Ｂｌｕｅフィルタおよび前記Ｒｅｄフィルタで形成された膜を用いることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記Ｂｌｕｅフィルタおよび前記Ｒｅｄフィルタが積層されることを特徴とする請求項４記載の固体撮像装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれかに記載の固体撮像装置を備えることを特徴とするカメラ。
【請求項７】
受光面を構成する複数の受光部と前記受光部に対応するカラーフィルタ、マイクロレンズとを有する固体撮像装置の前記カラーフィルタを形成する際に、
対角方向に隣接するＧｒｅｅｎフィルタ間の隙間に形成されるように第１のＢｌａｃｋフィルタを形成する工程と、
対角方向に隣接する前記Ｇｒｅｅｎフィルタ間の隙間に前記第１のＢｌａｃｋフィルタが配置されるように市松状配置で前記Ｇｒｅｅｎフィルタを形成する工程と、
ＢｌｕｅフィルタおよびＲｅｄフィルタを形成する工程と
を有することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項８】
受光面を構成する複数の受光部と前記受光部に対応するカラーフィルタ、マイクロレンズとを有する固体撮像装置の前記カラーフィルタを形成する際に、
市松状配置となるようにＧｒｅｅｎフィルタを形成する工程と、
対角方向に隣接する前記Ｇｒｅｅｎフィルタ間の隙間に形成されるように第１のＢｌａｃｋフィルタを形成する工程と、
ＢｌｕｅフィルタおよびＲｅｄフィルタを形成する工程と
を有することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項９】
前記第１のＢｌａｃｋフィルタを形成する工程と同時に、前記Ｂｌｕｅフィルタおよび前記Ｒｅｄフィルタと前記Ｇｒｅｅｎフィルタとの境界に前記第１のＢｌａｃｋフィルタより膜厚の薄い第２のＢｌａｃｋフィルタを形成することを特徴とする請求項７または請求項８のいずれかに記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第１のＢｌａｃｋフィルタおよび前記第２のＢｌａｃｋフィルタに替わり前記Ｂｌｕｅフィルタおよび前記Ｒｅｄフィルタの積層物を形成することを特徴とする請求項７〜請求項９のいずれかに記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１１】
受光面を構成する複数の受光部と前記受光部に対応するカラーフィルタ、マイクロレンズとを有する固体撮像装置のカラーフィルタを形成する際に、
Ｒｅｄフィルタと同時に対角方向に隣接するＧｒｅｅｎフィルタ間の隙間に形成されるように第１の混色防止用の遮光膜であるＲｅｄフィルタを形成する工程と、
Ｂｌｕｅフィルタと同時に対角方向に隣接するＧｒｅｅｎフィルタ間の隙間に形成されるように第１の混色防止用の遮光膜であるＢｌｕｅフィルタを形成する工程と、
対角方向に隣接する前記Ｇｒｅｅｎフィルタ間の隙間に前記第１の混色防止用の遮光膜が配置されるように市松状配置で前記Ｇｒｅｅｎフィルタを形成する工程と
を有し、前記第１の混色防止用の遮光膜が前記Ｂｌｕｅフィルタおよび前記Ｒｅｄフィルタを並列に並べてなることを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項１２】
前記Ｒｅｄフィルタを形成する工程で、前記Ｂｌｕｅフィルタと前記Ｇｒｅｅｎフィルタとの境界に第２の混色防止用の遮光膜であるＲｅｄフィルタを形成し、
前記Ｂｌｕｅフィルタを形成する工程で、前記Ｒｅｄフィルタと前記Ｇｒｅｅｎフィルタとの境界に第２の混色防止用の遮光膜であるＢｌｕｅフィルタを形成し、
前記第２の混色防止用の遮光膜が前記第１の混色防止用の遮光膜より膜厚が薄いことを特徴とする請求項１１記載の固体撮像装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板上に形成された複数の受光素子の各々にカラーフィルタとマイクロレンズを有する固体撮像装置およびその製造方法ならびにカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、固体撮像装置の画素数の増大とともに、デジタルスチルカメラやカメラ付き携帯電話機のカメラの小型化が進んでいる。
以下、従来の固体撮像装置について、図１３，図１４を用いて説明する。
【０００３】
図１３は従来の固体撮像装置におけるカラーフィルタ構成を示す図であり、図１３（ａ）はカラーフィルタの構成を示す図、図１３（ｂ）はカラーフィルタを形成するために用いるマスクのパターンを示す図である。図１４は従来の固体撮像装置における隣接画素からの混色を説明する断面図であり、図１４（ａ）は隣接する異色画素間を示し、図１４（ｂ）はＧｒｅｅｎ画素間を示す。
【０００４】
図１３（ａ）は、固体撮像装置のカラーフィルタを上面から観察した図である。従来の固体撮像装置では、Ｇｒｅｅｎフィルタ１０６が市松状に敷き詰められており、その間にＢｌｕｅフィルタ１０５、Ｒｅｄフィルタ１０７が交互に配置されている。また、市松状のＧｒｅｅｎフィルタ１０６を形成するためのマスクパターンは、図１３（ｂ）のように、フォーカスマージン拡大のために、マスク上の対角部に隙間を設け、四角のパターンの角を取った形を形成している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特公平８−８３４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術によれば、近年のデジタルスチルカメラやカメラ付き携帯電話機のカメラの小型化、高画素化により、セルサイズの微細化が進み、また、カメラレンズの短射出瞳化で隣接画素からの斜め光成分が増加し、隣接画素からの混色対策が必要となってきている。例えば、図１３（ａ）の固体撮像装置の有効画素部のＡ−Ａ’断面図、Ｂ−Ｂ’断面図を図１４（ａ）（ｂ）にそれぞれ示す。図１４（ｂ）に示すように、Ｇｒｅｅｎフィルタ１０６の対角部には隙間があるため、マイクロレンズ１１０で集光されたホワイト光のうち隣接するＧｒｅｅｎフィルタ１０６側から斜めに入射した入射光１１１が受光部１０１に達して混色が発生する。また、図１４（ａ）に示すように、水平方向と垂直方向についても、例えば、マイクロレンズ１１０で集光されたホワイト光のうち隣接するＢｌｕｅフィルタ１０５側からＧｒｅｅｎフィルタ１０６に斜めに入射した入射光１１１がＧｒｅｅｎフィルタ１０６の受光部１０１に達するように、隣接画素からの混色が発生している。このような混色現象から、ラインクロールなどの特性劣化が発生している。
【０００６】
上記問題を鑑み、本発明は感度特性を維持しながら混色を抑制し、画像特性の劣化を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の固体撮像装置は、基板上に形成される複数の受光部と、前記受光部上に市松状配置となるように形成されるＧｒｅｅｎフィルタと、前記Ｇｒｅｅｎフィルタ間に１列毎に交互に形成されるＢｌｕｅフィルタおよびＲｅｄフィルタと、前記Ｇｒｅｅｎフィルタおよび前記Ｂｌｕｅフィルタならびに前記Ｒｅｄフィルタ毎の上部に形成されるマイクロレンズと、対角方向に隣接する前記Ｇｒｅｅｎフィルタ間の隙間に形成される第１の混色防止用の遮光膜とを有することを特徴とする。
【０００８】
また、前記Ｂｌｕｅフィルタおよび前記Ｒｅｄフィルタと前記Ｇｒｅｅｎフィルタとの境界部に形成される前記第１の混色防止用の遮光膜より膜厚の薄い第２の混色防止用の遮光膜とを有することを特徴とする。
【０００９】
また、前記第１の混色防止用の遮光膜および前記第２の混色防止用の遮光膜がＢｌａｃｋフィルタであることを特徴とする。
また、前記第１の混色防止用の遮光膜および前記第２の混色防止用の遮光膜として前記Ｂｌｕｅフィルタおよび前記Ｒｅｄフィルタで形成された膜を用いることを特徴とする。
【００１０】
また、前記Ｂｌｕｅフィルタおよび前記Ｒｅｄフィルタが積層されることを特徴とする。
さらに、本発明のカメラは、前記固体撮像装置を備えることを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明の固体撮像装置の製造方法は、受光面を構成する複数の受光部と前記受光部に対応するカラーフィルタ、マイクロレンズとを有する固体撮像装置の前記カラーフィルタを形成する際に、対角方向に隣接するＧｒｅｅｎフィルタ間の隙間に形成されるように第１のＢｌａｃｋフィルタを形成する工程と、対角方向に隣接する前記Ｇｒｅｅｎフィルタ間の隙間に前記第１のＢｌａｃｋフィルタが配置されるように市松状配置で前記Ｇｒｅｅｎフィルタを形成する工程と、ＢｌｕｅフィルタおよびＲｅｄフィルタを形成する工程とを有することを特徴とする。
【００１２】
また、受光面を構成する複数の受光部と前記受光部に対応するカラーフィルタ、マイクロレンズとを有する固体撮像装置の前記カラーフィルタを形成する際に、市松状配置となるようにＧｒｅｅｎフィルタを形成する工程と、対角方向に隣接する前記Ｇｒｅｅｎフィルタ間の隙間に形成されるように第１のＢｌａｃｋフィルタを形成する工程と、ＢｌｕｅフィルタおよびＲｅｄフィルタを形成する工程とを有することを特徴とする。
【００１３】
また、前記第１のＢｌａｃｋフィルタを形成する工程と同時に、前記Ｂｌｕｅフィルタおよび前記Ｒｅｄフィルタと前記Ｇｒｅｅｎフィルタとの境界に前記第１のＢｌａｃｋフィルタより膜厚の薄い第２のＢｌａｃｋフィルタを形成することを特徴とする。
【００１４】
また、前記第１のＢｌａｃｋフィルタおよび前記第２のＢｌａｃｋフィルタに替わり前記Ｂｌｕｅフィルタおよび前記Ｒｅｄフィルタの積層物を形成することを特徴とする。
また、受光面を構成する複数の受光部と前記受光部に対応するカラーフィルタ、マイクロレンズとを有する固体撮像装置のカラーフィルタを形成する際に、Ｒｅｄフィルタと同時に対角方向に隣接するＧｒｅｅｎフィルタ間の隙間に形成されるように第１の混色防止用の遮光膜であるＲｅｄフィルタを形成する工程と、Ｂｌｕｅフィルタと同時に対角方向に隣接するＧｒｅｅｎフィルタ間の隙間に形成されるように第１の混色防止用の遮光膜であるＢｌｕｅフィルタを形成する工程と、対角方向に隣接する前記Ｇｒｅｅｎフィルタ間の隙間に前記第１の混色防止用の遮光膜が配置されるように市松状配置で前記Ｇｒｅｅｎフィルタを形成する工程とを有し、前記第１の混色防止用の遮光膜が前記Ｂｌｕｅフィルタおよび前記Ｒｅｄフィルタを並列に並べてなることを特徴とする。
【００１５】
また、前記Ｒｅｄフィルタを形成する工程で、前記Ｂｌｕｅフィルタと前記Ｇｒｅｅｎフィルタとの境界に第２の混色防止用の遮光膜であるＲｅｄフィルタを形成し、前記Ｂｌｕｅフィルタを形成する工程で、前記Ｒｅｄフィルタと前記Ｇｒｅｅｎフィルタとの境界に第２の混色防止用の遮光膜であるＢｌｕｅフィルタを形成し、前記第２の混色防止用の遮光膜が前記第１の混色防止用の遮光膜より膜厚が薄いことを特徴とする。
【００１６】
以上により、感度特性を維持しながら混色を抑制し、画像特性の劣化を防止することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、市松状に配置されたＧｒｅｅｎフィルタの対角部のＧｒｅｅｎフィルタ間に混色防止用の遮光膜を配置することにより、Ｇｒｅｅｎフィルタの対角方向に隣接するＧｒｅｅｎフィルタ間の無効領域部から入射される斜め入射光による混色が防止できる。さらに、水平方向と垂直方向の隣接画素との境界部にも混色防止用の遮光膜を配置することにより、水平方向と垂直方向においても、転送電極上に形成された遮光膜によってけられた入射光が受光部に入射することを回避して隣接画素からの混色を回避することができる。これにより、感度特性を維持しながら混色を抑制し、画像特性の劣化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
カメラに搭載される本発明の固体撮像装置としては、ＣＣＤイメージセンサ、ＭＯＳイメージセンサ等に適用できるが、以下に、ＣＣＤイメージセンサを例として説明する。
まず、図１〜図３を用いて固体撮像装置の構成の概略について説明する。
【００１９】
図１は本発明の固体撮像装置の構造を示す要部平面図であり、本発明の固体撮像装置の有効画素部を上面から観察した図である。また図２は実施の形態１の固体撮像装置の構造を示す断面図であり、図２（ａ），図２（ｂ）はそれぞれ図１のＡ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’の断面を示す図である。図３は実施の形態２の固体撮像装置の構造を示す断面図であり、図３（ａ），図３（ｂ）はそれぞれ図１のＡ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’の断面を示す図である。この固体撮像装置は、２次元で配置された受光素子（フォトダイオード）から構成される受光面を有する。図２では、受光面における中央部の受光素子２個分の断面を示している。また図中の太い実線は、光源からの入射光１１１を示している。
【００２０】
図１〜図３において本発明の固体撮像装置は、シリコン半導体基板１００上に形成された受光部１０１の上にＢＰＳＧ１０４（ホウ素リンシリケートガラス）等を材料とする平坦化された透明膜を形成し、透明膜上に染料または顔料を含有したカラーレジストを材料とするカラーフィルタと、アクリル系の透明樹脂を材料とする透明膜１０９とマイクロレンズ１１０とを積層して形成している。カラーフィルタは市松状に配置されたＧｒｅｅｎフィルタ１０６とＧｒｅｅｎフィルタ１０６間に１列毎に配置されたＲｅｄフィルタ１０７およびＢｌｕｅフィルタ１０５からなる。そして、混色低減を図るために、市松状に配置されたＧｒｅｅｎフィルタ１０６の対角部のＧｒｅｅｎフィルタ１０６間に有機遮光パターンであるＢｌａｃｋフィルタ１０８等の混色防止用の遮光膜を配置している。また、さらに、水平方向と垂直方向の隣接画素との境界部にもＧｒｅｅｎフィルタ１０６の対角部の遮光膜よりも膜厚の薄いＢｌａｃｋフィルタ１０８等の混色防止用の遮光膜を形成する。
【００２１】
このように、市松状に配置されたＧｒｅｅｎフィルタ１０６の対角部のＧｒｅｅｎフィルタ１０６間に混色防止用の遮光膜を配置することにより、Ｇｒｅｅｎフィルタ１０６の対角方向に隣接するＧｒｅｅｎフィルタ１０６間の無効領域部から入射される斜め入射光１１１による混色が防止できる。さらに、水平方向と垂直方向の隣接画素との境界部にも混色防止用の遮光膜を配置することにより、水平方向と垂直方向においても、転送電極上に形成された遮光膜によってけられた入射光１１１が受光部１０１に入射することを回避して隣接画素からの混色を回避することができる。
【００２２】
以下、図面を用いて各実施の形態について説明する。
（実施の形態１）
まず、図１，図２，図７，図８を用いて実施の形態１における固体撮像装置およびその製造方法について説明する。
【００２３】
図１，図２に示すように、本発明の固体撮像装置は、シリコン半導体基板１００上に遮光膜１０３に遮蔽された電荷転送電極１０２が形成され、電荷転送電極１０２間のシリコン半導体基板１００に受光部１０１が形成されている。電荷転送電極１０２および受光部１０１の上にＢＰＳＧ１０４（ホウ素リンシリケートガラス）等を材料とする平坦化された透明膜を形成され、透明膜上に染料または顔料を含有したカラーレジストを材料とするカラーフィルタと、アクリル系の透明樹脂を材料とする透明膜１０９とマイクロレンズ１１０とが積層されて形成されている。そして、混色低減を図るために、市松状に配置されたＧｒｅｅｎフィルタ１０６の対角部のＧｒｅｅｎフィルタ１０６間に混色防止用の遮光膜として有機遮光パターンによるＢｌａｃｋフィルタ１０８を配置している。
【００２４】
ここで、Ｇｒｅｅｎフィルタ１０６の対角方向の隙間は上面からの観察ではひし形もしくはそれに近い形状で、その一辺の寸法は一般的に０．３〜０．６μｍ程度であり、隙間に形成されたＢｌａｃｋフィルタ１０８はＧｒｅｅｎフィルタ１０６、Ｒｅｄフィルタ１０７、Ｂｌｕｅフィルタ１０５との隙間を埋める形状であり、その膜厚は、現状カラー顔料フィルタの最薄膜厚となる０．３〜最厚膜厚１．５μｍである。また、これらのフィルタの隙間を埋めるフィルタは、Ｇｒｅｅｎフィルタ１０６、Ｒｅｄフィルタ１０７、Ｂｌｕｅフィルタ１０５とオーバーラップさせてはならない。パターンの重なりにより、段差が発生し、以降の工程でフィルタや平坦化膜塗布時のムラを発生させる可能性があるからである。
【００２５】
以上のように、市松状に配置されたＧｒｅｅｎフィルタ１０６の対角部のＧｒｅｅｎフィルタ１０６間に混色防止用の遮光膜であるＢｌａｃｋフィルタ１０８を配置することにより、Ｇｒｅｅｎフィルタ１０６の対角方向に隣接するＧｒｅｅｎフィルタ１０６間の無効領域部から入射される斜め入射光１１１の受光部１０１への混色が防止でき、画像特性の劣化を防止することができる。
【００２６】
実施の形態１における固体撮像装置の製造方法として以下に２つの製造方法を説明する。
＜固体撮像装置の製造方法１＞
図７は実施の形態１における固体撮像装置の製造工程１を示す工程断面図であり、図７（ａ），図７（ｃ），図７（ｅ），図７（ｇ），図７（ｉ）は図１のＡ−Ａ’断面図、図７（ｂ），図７（ｄ），図７（ｆ），図７（ｈ），図７（ｊ）は図１のＢ−Ｂ’断面図である。
【００２７】
まず、図７（ａ），図７（ｂ）に示すように、シリコン半導体基板１００上に、受光部１０１、電荷転送電極１０２、遮光膜１０３、ＢＰＳＧ１０４まで形成する。
次に、図７（ｃ），図７（ｄ）に示すように、ＢＰＳＧ１０４上にＢｌａｃｋフィルタ１０８の形成材料を０．３〜１．５μｍ塗布し、Ｇｒｅｅｎフィルタ１０６対角部の隙間に相当する位置にパターンが残るようにフォトマスクを用いて露光、現像を行ない、Ｂｌａｃｋフィルタ１０８をパターニングする。
【００２８】
次に、図７（ｅ），図７（ｆ）に示すように、Ｇｒｅｅｎフィルタ１０６の形成材料を０．３〜１．５μｍ塗布し、Ｇｒｅｅｎフィルタ１０６が必要な受光部１０１上にパターンが残るようにフォトマスクを用いて露光、現像を行ない、Ｇｒｅｅｎフィルタ１０６をパターニングする。
【００２９】
次に、図７（ｇ），図７（ｈ）に示すように、Ｒｅｄフィルタ１０７、Ｂｌｕｅフィルタ１０５の形成材料もＧｒｅｅｎフィルタ１０６形成時と同様に０．３〜１．５μｍ塗布してフォトマスクで露光、現像し、Ｒｅｄフィルタ１０７、Ｂｌｕｅフィルタ１０５を形成する。
【００３０】
最後に、図７（ｇ），図７（ｈ）に示すように、マイクロレンズ下の透明膜１０９を０．１〜１．０μｍ塗布し、マイクロレンズ１１０の形成材料の０．５〜２．０μｍ塗布、露光、現像、ブリーチング、熱フロ−を行ない、マイクロレンズ１１０を形成する。
【００３１】
＜固体撮像装置の製造方法２＞
固体撮像装置の製造方法１に対して、図８の固体撮像装置の製造工程２に示すように、先にＧｒｅｅｎフィルタ１０６を形成してから、対角部にＢｌａｃｋフィルタ１０８を形成する方法もある。
【００３２】
図８は実施の形態１における固体撮像装置の製造工程２を示す工程断面図であり、図８（ａ），図８（ｃ），図８（ｅ），図８（ｇ），図８（ｉ）は図１のＡ−Ａ’断面図、図８（ｂ），図８（ｄ），図８（ｆ），図８（ｈ），図８（ｊ）は図１のＢ−Ｂ’断面図である。
【００３３】
まず、図８（ａ），図８（ｂ）に示すように、シリコン半導体基板１００上に、受光部１０１、電荷転送電極１０２、遮光膜１０３、ＢＰＳＧ１０４まで形成する。
次に、図８（ｃ），図８（ｄ）に示すように、ＢＰＳＧ１０４上にＧｒｅｅｎフィルタ１０６の形成材料を０．３〜１．５μｍ塗布し、Ｇｒｅｅｎフィルタ１０６が必要な受光部１０１上にパターンが残るようにフォトマスクを用いて露光、現像を行ない、Ｇｒｅｅｎフィルタ１０６をパターニングする。このとき、Ｇｒｅｅｎフィルタ１０６形成後、Ｂｌａｃｋフィルタ１０８を先に形成しても、Ｒｅｄフィルタ１０７、Ｂｌｕｅフィルタ１０５を先に形成してもかまわない。
【００３４】
本実施例では、Ｇｒｅｅｎフィルタ１０６形成後にＢｌａｃｋフィルタ１０８を形成する製造方法を例に説明する。
Ｇｒｅｅｎフィルタ１０６形成後、図８（ｅ），図８（ｆ）に示すようにＢｌａｃｋフィルタ１０８の形成材料を０．３〜１．５μｍ塗布し、Ｇｒｅｅｎフィルタ１０６対角部にできる隙間に相当する位置にパターンが残るようにフォトマスクを用いて露光、現像を行ない、Ｂｌａｃｋフィルタ１０８のパターンを形成する。
【００３５】
次に、Ｒｅｄフィルタ１０７、Ｂｌｕｅフィルタ１０５も同様な方法で形成する。つまり、図８（ｇ），図８（ｈ）に示すように、Ｒｅｄフィルタ１０７、Ｂｌｕｅフィルタ１０５の形成材料を０．３〜１．５μｍ塗布、露光、現像してＲｅｄフィルタ１０７、Ｂｌｕｅフィルタ１０５をそれぞれ形成する。
【００３６】
最後に、図８（ｇ），図８（ｈ）に示すように、マイクロレンズ下の透明膜１０９を０．１〜１．０μｍ塗布し、マイクロレンズ１１０の形成材料の０．５〜２．０μｍ塗布、露光、現像、ブリーチング、熱フロ−を行ない、マイクロレンズ１１０を形成する。
【００３７】
以上のような方法により、市松状に配置されたＧｒｅｅｎフィルタ１０６の対角部のＧｒｅｅｎフィルタ１０６間に混色防止用の遮光膜であるＢｌａｃｋフィルタ１０８を配置することができ、Ｇｒｅｅｎフィルタ１０６の対角方向に隣接するＧｒｅｅｎフィルタ１０６間の無効領域部から入射される斜め入射光１１１の受光部１０１への混色が防止でき、画像特性の劣化を防止することができる。
【００３８】
（実施の形態２）
次に、図１，図３，図９を用いて実施の形態２における固体撮像装置およびその製造方法について説明する。
【００３９】
Ｒｅｄフィルタ１０７やＢｌｕｅフィルタ１０５とＧｒｅｅｎフィルタ１０６との水平および垂直方向との境界において、隣接画素からの入射１１１が遮光膜１１３にけられ、感度が低下することもある。そのため、実施の形態２における固体撮像装置では、図３に示すように、実施の形態１における固体撮像装置に対して、さらに、各色のフィルタにおける水平方向と垂直方向の隣接画素との境界部にもＧｒｅｅｎフィルタ１０６の対角部のＢｌａｃｋフィルタ１０８よりも膜厚の薄いＢｌａｃｋフィルタ１１２を形成する構成とする。水平方向と垂直方向の境界部に形成されたＢｌａｃｋフィルタ１１２の平面寸法は０．２〜０．６μｍであり、膜厚は０．３〜１．３μｍである。
【００４０】
ここで、水平方向と垂直方向では、マイクロレンズ１１０で集光された境界近傍の入射光１１１が遮光用のＢｌａｃｋフィルタ１１２でけられが生じ、受光部１０１に入射することが妨げられることにより、感度の低下を招くため、Ｇｒｅｅｎフィルタ１０６対角部に配置したＢｌａｃｋフィルタ１０８よりもＢｌａｃｋフィルタ１１２の膜厚を薄くする必要がある。そのため、対角部のＢｌａｃｋフィルタ１０８の膜厚が０．３〜１．５μｍに対し、水平方向と垂直方向のＢｌａｃｋフィルタ１１２の膜厚を０．３〜１．３μｍとする。
【００４１】
以上のように、市松状に配置されたＧｒｅｅｎフィルタ１０６の対角部のＧｒｅｅｎフィルタ１０６間に混色防止用の遮光膜であるＢｌａｃｋフィルタ１０８を配置し、さらに、各色画素の水平および垂直方向に隣接する画素とのフィルタの境界部分にもＢｌａｃｋフィルタ１０８より高さの低いＢｌａｃｋフィルタ１１２を設けることにより、Ｇｒｅｅｎフィルタ１０６の対角方向に隣接するＧｒｅｅｎフィルタ１０６間の無効領域部から入射される斜め入射光１１１の受光部１０１への混色が防止できるとともに、各色画素の水平および垂直方向に隣接する画素からの入射光１１１が遮光膜１０３でけられて受光部１０１に入射することによる混色を防止することができ、画像特性の劣化を防止することができる。
【００４２】
実施の形態２における固体撮像装置の製造方法を説明する。
図９は実施の形態２における固体撮像装置の製造工程を示す工程断面図であり、図９（ａ），図９（ｃ），図９（ｅ），図９（ｇ），図９（ｉ）は図１のＡ−Ａ’断面図、図９（ｂ），図９（ｄ），図９（ｆ），図９（ｈ），図９（ｊ）は図１のＢ−Ｂ’断面図である。
【００４３】
基本は、図７と同様であるが、Ｇｒｅｅｎフィルタ１０６対角部に形成された遮光膜用のＢｌａｃｋフィルタ１０８の膜厚と水平方向と垂直方向に隣接するフィルタ間に形成された遮光膜用のＢｌａｃｋフィルタ１１２の膜厚が異なるため、その部分は、グレースケールマスク（ハーフトーンマスク）を使用して一括形成する。
【００４４】
まず、図９（ａ），図９（ｂ）に示すように、シリコン半導体基板１００上に、受光部１０１、電荷転送電極１０２、遮光膜１０３、ＢＰＳＧ１０４まで形成する。
次に、図９（ｃ），図９（ｄ）に示すように、ＢＰＳＧ１０４上に遮光用のＢｌａｃｋフィルタ１０８，Ｂｌａｃｋフィルタ１１２の形成材料を０．３〜１．５μｍ塗布し、水平方向と垂直方向の画素境界部の遮光膜の諧調をＧｒｅｅｎ対角部よりも変えて、露光時の照射量を調整するため、グレースケールマスクにて露光、現像を行ない、Ｇｒｅｅｎフィルタ１０６対角部に相当する位置と水平方向と垂直方向の画素境界部をパターニングして、Ｂｌａｃｋフィルタ１０８とＢｌａｃｋフィルタ１０８より高さの低いＢｌａｃｋフィルタ１１２を形成する。
【００４５】
次に、図９（ｅ），図９（ｆ）に示すように、Ｇｒｅｅｎフィルタ１０６の形成材料を０．３〜１．５μｍ塗布し、Ｇｒｅｅｎフィルタ１０６が必要な受光部１０１上にパターンが残るようにフォトマスクを用いて露光、現像を行ない、Ｇｒｅｅｎフィルタ１０６のパターニングを行う。
【００４６】
次に、図９（ｇ），図９（ｈ）に示すように、Ｒｅｄフィルタ１０７、Ｂｌｕｅフィルタ１０５もＧｒｅｅｎフィルタ１０６と同様に形成する。
最後に、図９（ｇ），図９（ｈ）に示すように、マイクロレンズの下透明膜１０９を０．１〜１．０μｍ塗布し、マイクロレンズ１１０の形成材料の０．５〜２．０μｍ塗布、露光、現像、ブリーチング、熱フロ−を行ない、マイクロレンズ１１０を形成する。
【００４７】
以上のような方法により、市松状に配置されたＧｒｅｅｎフィルタ１０６の対角部のＧｒｅｅｎフィルタ１０６間に混色防止用の遮光膜であるＢｌａｃｋフィルタ１０８を配置し、さらに、各色画素の水平および垂直方向に隣接する画素とのフィルタの境界部分にもＢｌａｃｋフィルタ１０８より高さの低いＢｌａｃｋフィルタ１１２を設けることができ、Ｇｒｅｅｎフィルタ１０６の対角方向に隣接するＧｒｅｅｎフィルタ１０６間の無効領域部から入射される斜め入射光１１１の受光部１０１への混色が防止できるとともに、各色画素の水平および垂直方向に隣接する画素からの入射光１１１が遮光膜１０３でけられて受光部１０１に入射することによる混色を防止することができ、画像特性の劣化を防止することができる。
【００４８】
（実施の形態３）
次に、図１，図４，図５，図１０，図１１を用いて実施の形態３における固体撮像装置およびその製造方法について説明する。
【００４９】
図４は実施の形態３のＢｌｕｅフィルタ上にＲｅｄフィルタを積層して遮光膜を形成した固体撮像装置の構造を示す断面図、図５は実施の形態３のＲｅｄフィルタ上にＢｌｕｅフィルタを積層して遮光膜を形成した固体撮像装置の構造を示す断面図である。図１０，図１１は実施の形態３における固体撮像装置の製造工程を示す工程断面図であり、図１０（ａ），図１０（ｃ），図１０（ｅ），図１１（ａ），図１１（ｃ），図１１（ｅ）は図１のＡ−Ａ’断面図、図１０（ｂ），図１０（ｄ），図１０（ｆ），図１１（ｂ），図１１（ｄ），図１１（ｆ）は図１のＢ−Ｂ’断面図である。
【００５０】
実施の形態１または実施の形態２におけるＢｌａｃｋフィルタ１０８およびＢｌａｃｋフィルタ１１２に替わり、実施の形態３ではＢｌｕｅフィルタ１０５とＲｅｄフィルタ１０７の積層物を混色防止用の遮光膜として用いる。ＢｌｕｅフィルタとＲｅｄフィルタを積層することで、それぞれが４００〜５００ｎｍ付近、６００〜７００ｎｍ付近の波長の光をカットすることができ、Ｂｌａｃｋと実質的に同様な効果が得られる。この場合、Ｇｒｅｅｎ対角部に形成される積層物の平面寸法は０．３〜０．６μｍ程度であり、Ｂｌｕｅフィルタ１０５とＲｅｄフィルタ１０７を重ねたトータル膜厚は０．３〜１．５μｍとする。また、水平方向と垂直方向の境界部に形成される積層物の平面寸法は０．３〜０．６μｍであり、膜厚は０．３〜１．３μｍである。Ｂｌｕｅフィルタ１０５とＲｅｄフィルタ１０７の形成順は特に問わない。
例えば、図４，図５に示すように、図２，図３においてＢｌａｃｋフィルタ１０８およびＢｌａｃｋフィルタ１１２で形成された混色防止用の遮光膜に替わりＢｌｕｅフィルタ１０５とＲｅｄフィルタ１０７との積層物で形成した構成である。図４，図５において、図２，図３で説明した構成要素については同じ符号を付し、説明を省略する。図４に示す積層物ではＢｌｕｅフィルタ１０５上にＲｅｄフィルタ１０７を積層した構成である。また、図５に示す積層物ではＲｅｄフィルタ１０７上にＢｌｕｅフィルタ１０５を積層した構成である。
【００５１】
実施の形態３における固体撮像装置の製造方法について、図４に示す固体撮像装置の製造方法を例に説明する。
まず、図１０（ａ），図１０（ｂ）に示すように、シリコン半導体基板１００上に、受光部１０１、電荷転送電極１０２、遮光膜１０３、ＢＰＳＧ１０４まで形成する。
【００５２】
次に、図１０（ｃ），図１０（ｄ）に示すように、ＢＰＳＧ１０４上にＢｌｕｅフィルタ１０５の形成材料を０．３〜１．５μｍ塗布し、グレースケールマスクにて露光、現像を行ない、Ｇｒｅｅｎフィルタ１０６対角部に相当する位置にパターニングする。このとき、水平方向と垂直方向の画素境界部のマスクの諧調を対角部よりも変えて、露光時の照射量を調整して水平方向と垂直方向に隣接する画素間のフィルタの膜厚をより薄くする。
【００５３】
次に、図１０（ｅ），図１０（ｆ）に示すように、Ｒｅｄフィルタ１０７の形成材料を０．３〜１．５μｍ塗布し、水平方向と垂直方向の画素境界部の遮光膜の諧調を対角部と変えて、露光時の照射量を調整したグレースケールマスクにて露光、現像を行ない、Ｂｌｕｅフィルタ１０５上にＲｅｄフィルタ１０７を積層した混色防止用の遮光膜をパターニングする。
【００５４】
次に、図１１（ａ），図１１（ｂ）に示すように、Ｇｒｅｅｎフィルタ１０６の形成材料を０．３〜１．５μｍ塗布し、Ｇｒｅｅｎフィルタ１０６が必要な受光部１０１上にパターンが残るようにフォトマスクを用い、露光、現像を行ない、Ｇｒｅｅｎフィルタ１０６をパターニングする。
【００５５】
次に、図１１（ｃ），図１１（ｄ）に示すように、Ｒｅｄフィルタ１０７、Ｂｌｕｅフィルタ１０５もＧｒｅｅｎフィルタ１０６と同様に形成する。
最後に、図１１（ｅ），図１１（ｆ）に示すように、マイクロレンズ下の透明膜１０９を０．１〜１．０μｍ塗布し、マイクロレンズ１１０の形成材料の０．５〜２．０μｍ塗布、露光、現像、ブリーチング、熱フロ−を行ない、マイクロレンズ１１０を形成する。
【００５６】
ここで、図５に示す固体撮像装置の製造の際には、図１０（ｃ）〜図１０（ｆ）に示す工程において、Ｂｌｕｅフィルタ１０５とＲｅｄフィルタ１０７の形成順を入れ替えるだけである。
【００５７】
以上のように、市松状に配置されたＧｒｅｅｎフィルタ１０６の対角部のＧｒｅｅｎフィルタ１０６間にＢｌｕｅフィルタ１０５上にＲｅｄフィルタ１０７を積層した混色防止用の遮光膜を配置し、あるいは、さらに、各色画素の水平および垂直方向に隣接する画素とのフィルタの境界部分にもＧｒｅｅｎフィルタ１０６の対角部に形成された混色防止用の遮光膜より高さの低いＢｌｕｅフィルタ１０５上にＲｅｄフィルタ１０７を積層した混色防止用の遮光膜を設けることにより、Ｇｒｅｅｎフィルタ１０６の対角方向に隣接するＧｒｅｅｎフィルタ１０６間の無効領域部から入射される斜め入射光１１１の受光部１０１への混色が防止でき、また、各色画素の水平および垂直方向に隣接する画素からの入射光１１１が遮光膜１０３でけられて受光部１０１に入射することによる混色を防止することができ、画像特性の劣化を防止することができる。
【００５８】
（実施の形態４）
次に、図１，図６，図１２を用いて実施の形態４における固体撮像装置およびその製造方法について説明する。
【００５９】
図６は実施の形態４の固体撮像装置の構造を示す断面図である。図１２は実施の形態４における固体撮像装置の製造工程を示す工程断面図であり、図１２（ａ），図１２（ｃ），図１２（ｅ），図１２（ｇ），図１２（ｉ）は図１のＡ−Ａ’断面図、図１２（ｂ），図１２（ｄ），図１２（ｆ），図１２（ｈ），図１２（ｊ）は図１のＢ−Ｂ’断面図である。
【００６０】
実施の形態４の固体撮像装置は、実施の形態３のように遮光用Ｒｅｄフィルタ１０７、Ｂｌｕｅフィルタ１０５を積層して形成するのではなく、図６に示すように並列に並べ、Ｂｌａｃｋフィルタ１０８，Ｂｌａｃｋフィルタ１１２と同様な効果を得る。ここで、Ｂｌｕｅフィルタ１０５およびＲｅｄフィルタ１０７のＧｒｅｅｎフィルタ１０６との垂直，水平方向の境界では、Ｂｌｕｅフィルタ１０５のＧｒｅｅｎフィルタ１０６との境界ではＲｅｄフィルタ１０７のみが、Ｒｅｄフィルタ１０７のＧｒｅｅｎフィルタ１０６との境界ではＢｌｕｅフィルタ１０５のみが形成される。
【００６１】
以下、実施の形態４における固体撮像装置の製造方法について説明する。
まず、図１２（ａ），図１２（ｂ）に示すように、シリコン半導体基板１００上に、受光部１０１、電荷転送電極１０２、遮光膜１０３、ＢＰＳＧ１０４まで形成する。
【００６２】
次に、図１２（ｃ），図１２（ｄ）に示すように、ＢＰＳＧ１０４上にＢｌｕｅフィルタ１０５およびＲｅｄフィルタ１０７の形成材料を０．３〜１．５μｍ塗布し、水平方向と垂直方向のマスクの諧調をＧｒｅｅｎ対角部とを変えて、露光時の照射量を調整したグレースケールマスクにて露光、現像を行ない、パターニングする。
【００６３】
次に、図１２（ｅ），図１２（ｆ）に示すように、Ｒｅｄフィルタ１０７（Ｂｌｕｅフィルタ１０５）の形成材料を０．３〜１．５μｍ塗布し、グレースケールマスクにて露光、現像を行ない、パターニングし、受光部１０１上とＧｒｅｅｎフィルタ１０６の対角部、水平方向と垂直方向の画素境界部の遮光膜を形成する。このとき、水平方向と垂直方向画素境界部のマスクの諧調を対角部よりも変えて、露光時の照射量を調整する。
【００６４】
Ｒｅｄフィルタ１０７（Ｂｌｕｅフィルタ１０５）形成後、Ｂｌｕｅフィルタ１０５（Ｒｅｄフィルタ１０７）も同様に形成する。
ここで、受光部１０１上とＧｒｅｅｎフィルタ１０６の対角部、水平方向と垂直方向の画素境界部のＲｅｄフィルタ１０７を露光時の照射量を調整して膜厚を調整することにより、一括して形成することも可能である。同様に、受光部１０１上とＧｒｅｅｎフィルタ１０６の対角部、水平方向と垂直方向の画素境界部のＢｌｕｅフィルタ１０５を露光時の照射量を調整して膜厚を調整することにより、一括して形成することも可能である。
【００６５】
次に、図１２（ｇ），図１２（ｈ）に示すように、Ｇｒｅｅｎフィルタ１０６の形成材料を０．３〜１．５μｍ塗布、Ｇｒｅｅｎフィルタ１０６が必要な受光部上にパターンが残るようにフォトマスクを用い、露光、現像を行ない、パターニングする。
【００６６】
最後に、図１２（ｉ），図１２（ｊ）に示すように、マイクロレンズ下の透明膜１０９を０．１〜１．０μｍ塗布し、マイクロレンズ１１０の形成材料を０．５〜２．０μｍ塗布、露光、現像、ブリーチング、熱フロ−を行ない、マイクロレンズ１１０を形成する。
【００６７】
以上のように、市松状に配置されたＧｒｅｅｎフィルタ１０６の対角部のＧｒｅｅｎフィルタ１０６間にＢｌｕｅフィルタ１０５およびＲｅｄフィルタ１０７よりなる混色防止用の遮光膜を配置し、あるいは、さらに、各色画素の水平および垂直方向に隣接する画素とのフィルタの境界部分にもＧｒｅｅｎフィルタ１０６の対角部に形成された混色防止用の遮光膜より高さの低いＢｌｕｅフィルタ１０５上あるいはＲｅｄフィルタ１０７よりなる混色防止用の遮光膜を設けることにより、Ｇｒｅｅｎフィルタ１０６の対角方向に隣接するＧｒｅｅｎフィルタ１０６間の無効領域部から入射される斜め入射光１１１の受光部１０１への混色が防止でき、また、各色画素の水平および垂直方向に隣接する画素からの入射光１１１が遮光膜１０３でけられて受光部１０１に入射することによる混色を防止することができ、画像特性の劣化を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、感度特性を維持しながら混色を抑制し、画像特性の劣化を防止することができ、半導体基板上に形成された複数の受光素子の各々にカラーフィルタとマイクロレンズを有する固体撮像装置およびその製造方法ならびにカメラ等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の固体撮像装置の構造を示す要部平面図
【図２】実施の形態１の固体撮像装置の構造を示す断面図
【図３】実施の形態２の固体撮像装置の構造を示す断面図
【図４】実施の形態３のＢｌｕｅフィルタ上にＲｅｄフィルタを積層して遮光膜を形成した固体撮像装置の構造を示す断面図
【図５】実施の形態３のＲｅｄフィルタ上にＢｌｕｅフィルタを積層して遮光膜を形成した固体撮像装置の構造を示す断面図
【図６】実施の形態４の固体撮像装置の構造を示す断面図
【図７】実施の形態１における固体撮像装置の製造工程１を示す工程断面図
【図８】実施の形態１における固体撮像装置の製造工程２を示す工程断面図
【図９】実施の形態２における固体撮像装置の製造工程を示す工程断面図
【図１０】実施の形態３における固体撮像装置の製造工程を示す工程断面図
【図１１】実施の形態３における固体撮像装置の製造工程を示す工程断面図
【図１２】実施の形態４における固体撮像装置の製造工程を示す工程断面図
【図１３】従来の固体撮像装置におけるカラーフィルタ構成を示す図
【図１４】従来の固体撮像装置における隣接画素からの混色を説明する断面図
【符号の説明】
【００７０】
１００    シリコン半導体基板
１０１    受光部
１０２    電荷転送電極
１０３    遮光膜
１０４    ＢＰＳＧ
１０５    Ｂｌｕｅフィルタ
１０６    Ｇｒｅｅｎフィルタ
１０７    Ｒｅｄフィルタ
１０８    Ｂｌａｃｋフィルタ
１０９    透明膜
１１０    マイクロレンズ
１１１    入射光
１１２    Ｂｌａｃｋフィルタ
【図１】
2010034426.tif 000003
【図２】
2010034426.tif 000004
【図３】
2010034426.tif 000005
【図４】
2010034426.tif 000006
【図５】
2010034426.tif 000007
【図６】
2010034426.tif 000008
【図７】
2010034426.tif 000009
【図８】
2010034426.tif 000010
【図９】
2010034426.tif 000011
【図１０】
2010034426.tif 000012
【図１１】
2010034426.tif 000013
【図１２】
2010034426.tif 000014
【図１３】
2010034426.tif 000015
【図１４】
2010034426.tif 000016