(57)【要約】【課題】  斜め光による隣接画素からの混色を防止可能なオンチップフィルタを有する固体撮像装置を、より低コストに提供する。【解決手段】  混色を防止するために、固体撮像装置１０は、半導体基板１にマトリクス状に形成されている複数のフォトダイオード２と、複数のフォトダイオード２の夫々に対応し、複数色の分光特性のうちのいずれかの分光特性を有するカラーフィルタ４〜６と、複数のフォトダイオード２の夫々に対応して、各フォトダイオード２の上方、且つ各カラーフィルタ４〜６の下方に形成されている層内レンズ１３と、少なくとも一部の光波長域を減衰し、層内レンズ１３と同一層内、且つ層内レンズ１３同士の間に形成されている減衰層１５を備える。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板にマトリクス状に形成されている複数の受光部と、
前記複数の受光部の夫々に対応し、複数色の分光特性のうちのいずれかの分光特性を有するカラーフィルタと、
前記複数の受光部の夫々に対応して、各受光部の上方、且つ各カラーフィルタの下方に形成されている層内レンズと、
少なくとも一部の光波長域を減衰し、前記層内レンズと同一層内、且つ前記層内レンズ同士の間に形成されている減衰層と
を備えることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記減衰層は、前記複数色の分光特性のうちのいずれかの分光特性を有する前記カラーフィルタと同一材料よりなる
ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記減衰層は、着色されたフォトレジスト材料により形成されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記減衰層は、緑色である
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記減衰層は、黒色である
ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記減衰層の高さは、前記層内レンズの高さよりも低い
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記減衰層は、前記層内レンズに接して、前記層内レンズ同士の間を埋めるように形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記カラーフィルタは、前記複数の層内レンズの上方に赤・緑・青の原色ベイヤ配列で形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記カラーフィルタは、前記複数の層内レンズの上方に赤・緑・青の原色ストライプ配列で形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記カラーフィルタは、前記複数の層内レンズの上方にシアン・マゼンタ・黄・緑の補色色差順次配列で形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
前記固体撮像装置は、さらに、前記複数のカラーフィルタの上方に、前記複数の受光部の夫々に対応し、複数のマイクロレンズが形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれかに記載の固体撮像装置を備えたカメラ。
【請求項１３】
半導体基板に複数の受光部をマトリクス状に形成する工程と、
前記複数の受光部の夫々に対応し、複数色の分光特性のうちのいずれかの分光特性を有するカラーフィルタを選択的に形成する工程と、
前記複数の受光部の夫々に対応して、各受光部の上方、且つ各カラーフィルタの下方に、層内レンズを形成する工程と、
少なくとも一部の光波長域を減衰し、前記層内レンズと同一層内、且つ前記層内レンズ同士の間に減衰層を形成する工程と
を含むことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項１４】
前記減衰層は、前記複数色の分光特性のうちのいずれかの分光特性を有する前記カラーフィルタと同一材料により形成される
ことを特徴とする請求項１３記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１５】
前記固体撮像装置の製造方法は、さらに、可染性樹脂を用いて前記減衰層を形成してから、前記カラーフィルタを選択的に形成するまでの間に、
前記可染性樹脂をパターニングする工程と、
パターニングされた前記可染性樹脂を染色する工程と
を含むことを特徴とする請求項１４記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１６】
前記固体撮像装置の製造方法は、さらに、前記可染性樹脂を染色した後に、固着液を浸潤させる工程を含むことを特徴とする請求項１５に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１７】
減衰層を形成する工程において、前記減衰層は、グレートーンマスクを用いたフォトリソグラフィにより形成される
ことを特徴とする請求項１３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、カラーのオンチップフィルタを備えた固体撮像装置、及びその製造方法、並びに固体撮像装置を備えたカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、固体撮像装置は、ビデオカメラ、及びデジタルスチルカメラ、又はファクシミリなどの、様々な画像入力機器に使用されている。
【０００３】
固体撮像装置は、光を電荷に変換する光電変換部を有し、大別して、ＣＣＤ（Charge-Coupled Devices）固体撮像装置、及びＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）固体撮像装置などがある。
【０００４】
また、これらの固体撮像装置として、カラーフィルタを備えたカラー固体撮像装置も知られている。例えば、従来のカラー固体撮像装置は、レッド（Ｒ）、ブルー（Ｂ）、グリーン（Ｇ）の組み合わせからなる原色カラーフィルタ、又はシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、グリーン（Ｇ）の組み合わせからなる補色カラーフィルタの二種類に分類される。そして、固体撮像素子に二次元配列された受光素子の受光面には、一受光素子に一色が対応するように所定のパターンで積層されている。このように、受光素子の受光面の上に積層されたカラーフィルタは、一般に、「オンチップフィルタ」と称されている。
【０００５】
ところが、カラー固体撮像装置の受光面への入射光は、必ずしも、受光面に対して垂直、かつ、互いに並行であるとは限らない。受光面に対して斜め方向から入射した光が、１つのカラーフィルタを斜めに透過し、隣接する受光素子に入射すると、混色が生じる。
【０００６】
これに対して、例えば、図１８に示されるように、フォトダイオード９２（ＰＤ）で形成された受光画素領域の境界部（画素境界部）に、黒色の遮光膜９６ａ〜９６ｃを設けたカラー固体撮像装置９１が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
図１８に示されるように、固体撮像装置９０は、以下の工程を経て製造される。
先ず、固体撮像素子９０の撮像面上の画素境界部に、可染性樹脂を所定の膜厚にパターニングして黒色染料で染色することにより、遮光膜９６ａを形成する。
【０００８】
続いて、この遮光膜９６ａで区画された領域のうち所定の領域に、可染性樹脂をパターニングして染色することにより、カラーフィルタ（Ｒ）９３を形成する。
【０００９】
続いて、遮光膜９６ａ、及びカラーフィルタ９３を形成した受光面上に、透明な防染膜９７を形成し、その上の前記画素境界部に、可染性樹脂を所定の膜厚にパターニングして黒色染料で染色することにより、遮光膜９６ｂを形成する。次に、この遮光膜９６ｂで区画された領域のうち所定の領域に、可染性樹脂をパターニングして染色することにより、カラーフィルタ（Ｇ）９４を形成する。
【００１０】
さらに、上記と同様にして、透明な防染膜９８、遮光膜９６ｃ、カラーフィルタ（Ｂ）９５を形成し、最後に透明な防染膜９９を保護層として形成する。
【００１１】
このように、画素境界部に黒色の遮光膜９６ａ〜９６ｃを形成することにより、例えば、Ｂのカラーフィルタ９５へ斜めに入射してこれを透過した光は、遮光膜９６ａ〜９６ｃによって遮られ、隣接するフォトダイオード９２へ入射することがない。これにより、斜め光による混色を防止することが可能となっている。
【特許文献１】特公平８−８３４４号公報（第３〜４頁、第１〜３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、前記従来の技術においては、（１）黒色の遮光膜の形成、（２）第１のカラーフィルタの形成、（３）防染膜の形成、（４）黒色の遮光膜の形成、（５）第２のカラーフィルタの形成、（６）防染膜の形成、（７）黒色の遮光膜の形成、（８）第３のカラーフィルタの形成、（９）保護層の形成、という多数の工程を必要とするという問題がある。
【００１３】
そこで、本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであり、斜め光による隣接画素からの混色を防止可能なオンチップフィルタを有する固体撮像装置を、より簡単な製造工程によって提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記目的を達成するために、本発明にかかる固体撮像装置は、（ａ）半導体基板にマトリクス状に形成されている複数の受光部と、（ｂ）前記複数の受光部の夫々に対応し、複数色の分光特性のうちのいずれかの分光特性を有するカラーフィルタと、（ｃ）前記複数の受光部の夫々に対応して、各受光部の上方、且つ各カラーフィルタの下方に形成されている層内レンズと、（ｄ）少なくとも一部の光波長域を減衰し、前記層内レンズと同一層内、且つ前記層内レンズ同士の間に形成されている減衰層とを備えることとする。
【００１５】
これによって、ある画素（例えばＲやＢ）のカラーフィルタを透過した斜め光が減衰層（例えばＧ）に入射すると、カラーフィルタと減衰層の色が互いに異なるので、斜め光が打ち消される効果が生じる。これにより、斜め光による隣接画素からの混色を激減することができる。従来のような黒色の遮光膜が不要であるため、製造工程が簡略化され、より低コストの固体撮像装置を提供できる。
【００１６】
さらに、前記減衰層は、前記複数色の分光特性のうちのいずれかの分光特性を有する前記カラーフィルタと同一材料よりなることとしてもよい。
【００１７】
これによって、減衰層は前記カラーフィルタ層の少なくともある同色のカラーフィルタで形成されること、および、従来のような黒色の遮光膜の形成工程が不要であることにより、製造工程が簡略化され、より低コストの固体撮像装置を提供できる。
【００１８】
さらに、着色されたフォトレジスト材料により形成されていることとしてもよい。
これによって、前記カラーフィルタ層が、着色されたフォトレジストで形成された構成とすれば、染色工程を要さずに製造可能であるので、製造コストをさらに削減できる。
【００１９】
また、前記減衰層は、黒色であることとしてもよい。
また、可視光帯域の全域に渡って入射光を減衰させるものであってもよい。
【００２０】
また、前記カラーフィルタは、前記層内レンズの上に赤・緑・青の原色ベイヤ配列、あるいは赤・緑・青の原色ストライプ配列、又はシアン・マゼンタ・黄・緑の補色色差順次配列で形成されることとしてもよい。ここで、前記減衰層は、緑色であることが好ましい。
【００２１】
また、前記減衰層の高さは、前記層内レンズの高さよりも低いとしてもよい。
また、前記減衰層は、前記層内レンズに接して、前記層内レンズ同士の間を埋めるように形成されているとしてもよい。さらに、前記カラーフィルタの上方に前記複数の受光部の夫々に対応して、複数のマイクロレンズが形成されているとしてもよい。
【００２２】
前記目的を達成するために、本発明にかかる固体撮像装置の製造方法は、（ａ）半導体基板に複数の受光部をマトリクス状に形成する工程と、（ｂ）前記複数の受光部の夫々に対応し、複数色の分光特性のうちのいずれかの分光特性を有するカラーフィルタを選択的に形成する工程と、（ｃ）前記複数の受光部の夫々に対応して、各受光部の上方、且つ各カラーフィルタの下方に、層内レンズを形成する工程と、（ｄ）少なくとも一部の光波長域を減衰し、前記層内レンズと同一層内、且つ前記層内レンズ同士の間に減衰層を形成する工程とを含むこととする。
【００２３】
これによって、斜め光による隣接画素からの混色を防止し得る固体撮像装置を製造できる。すなわち、この固体撮像装置では、ある画素のカラーフィルタを透過した斜め光が減衰層に入射すると、カラーフィルタと減衰層なるカラーフィルタの色が互いに異なるので、斜め光が打ち消される効果が生じる。これにより、斜め光による混色を激減できる。
【００２４】
さらに、前記減衰層は、前記複数色の分光特性のうちのいずれかの分光特性を有するカラーフィルタと同一材料により形成されるとしてもよい。
【００２５】
さらに、前記固体撮像の製造方法は、可染性樹脂を用いて前記減衰層を形成してから、前記カラーフィルタを選択的に形成するまでの間に、前記可染性樹脂をパターニングする工程と、パターニングされた前記可染性樹脂を染色する工程とを含むとしてもよい。
【００２６】
さらに、前記固体撮像装置の製造方法は、前記可染性樹脂を染色した後に、固着液を浸潤させる工程を含むことが好ましい。防染膜が不要なので、製造工程の簡略化が図れ、オンチップフィルタの薄膜化が可能となるからである。
【００２７】
また、減衰層を形成する工程において、前記減衰層は、グレートーンマスクを用いたフォトリソグラフィにより形成されるとしてもよい。
【発明の効果】
【００２８】
以上、本発明によれば、斜め光による隣接画素からの混色を防止可能なオンチップフィルタを有する固体撮像装置を、簡単な工程で低コストに提供することが可能となる。また、従来例のようにカラーフィルタ間にフォトリソグラフィ等により遮光膜を設ける必要が無いため、画素の微細化が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
（実施の形態１）
以下、本発明に係る実施の形態１について、図面を参照しながら説明する。
【００３０】
本発明に係る実施の形態１における固体撮像装置は、（ａ）半導体基板にマトリクス状に形成されている複数の受光部と、（ｂ）複数の受光部の夫々に対応し、複数色の分光特性のうちのいずれかの分光特性を有するカラーフィルタと、（ｃ）複数の受光部の夫々に対応して、各受光部の上方、且つ各カラーフィルタの下方に形成されている層内レンズと、（ｄ）少なくとも一部の光波長域を減衰し、前記層内レンズと同一層内、且つ前記層内レンズ同士の間に形成されている減衰層とを備えることを特徴とする。
【００３１】
以上の点を踏まえて、実施の形態１における固体撮像装置について、説明する。なお、ここでは、一例として、ＣＣＤ固体撮像装置に適用した場合ついて説明する。しかし、本発明は、ＣＣＤ固体撮像装置に限らず、ＭＯＳ型固体撮像装置等にも適用することができる。
【００３２】
先ず、実施の形態１における固体撮像装置の構成について説明する。
図１に示されるように、固体撮像装置１０は、ベイヤ配列を基本としたカラーフィルタ層を有する。一例として、縦２×横２の４画素のうち対角線上の２画素にＧ（緑）のカラーフィルタ４、残りの２画素のうち１画素にＲ（赤）のカラーフィルタ６、さらに残りの１画素にＢ（青）のカラーフィルタ５が配置されているとする。
【００３３】
図２に示されるように、固体撮像装置１０は、半導体基板１と、半導体基板１にマトリクス状に形成された複数のフォトダイオード２と、転送電極９とを有する。
【００３４】
なお、ここでは、隣接画素同士の関係が分かりやすいように、列方向の３画素分の構成を示している。
【００３５】
図２（ａ）は、図１に示される固体撮像装置をａ−ａ’線において切断した場合における矢視方向の断面図であり、図２（ｂ）は、ｂ−ｂ’線において切断した場合における矢視方向の断面図である。
【００３６】
転送電極９は、フォトダイオード２に隣接するように、絶縁膜１２を介して半導体基板１上に設けられている。
【００３７】
また、絶縁膜１２の上面、及び側面には、遮光膜１１が設けられている。これによって、転送電極９と転送電極９との下にある電荷転送部に光が入射することを阻止することができる。
【００３８】
さらに、フォトダイオード２、及び転送電極９等が形成された半導体基板１の上層に第１平坦膜３が設けられている。ここでは、一例として、第１平坦膜３は、透明アクリル樹脂からなるとする。
【００３９】
そして、図２に示されるように、第１平坦膜３の上層に、上に凸の層内レンズ１３をフォトダイオード２の上方に位置するように設け、互いに隣接する層内レンズ１３の間に減衰層１５が設けられている。さらに、これら層内レンズ１３および減衰層１５の上層に第２平坦膜１４が設けられており、その上層にはカラーフィルタ層が形成されている。ここでは、一例として、第２平坦膜１４は、アクリル樹脂からなるとする。また、減衰層１５は、複数色の分光特性のうちのいずれかの分光特性を有するカラーフィルタからなるとする。
【００４０】
このカラーフィルタ層は、図２（ａ）に示されるように、ベイヤ配列のＧＢ列では、第１平坦膜３の上層に、各フォトダイオード２に対応して、カラーフィルタ４、５の位置が合わされており、Ｇ（緑）のカラーフィルタ４とＢ（青）のカラーフィルタ５とが交互に設けられている。同様に、図２（ｂ）に示されるように、ベイヤ配列のＧＲ列では、第１平坦膜３の上層に、各フォトダイオード２に対応して、カラーフィルタ４、６の位置が合わされており、Ｇ（緑）のカラーフィルタ４とＲ（赤）のカラーフィルタ６とが交互に設けられている。
【００４１】
さらに、上記のＧ（緑）のカラーフィルタ４、Ｂ（青）のカラーフィルタ５、Ｒ（赤）のカラーフィルタ６からなるカラーフィルタ層の上層に第３平坦膜７が設けられている。そして、第３平坦膜７の上層に、フォトダイオード２のそれぞれに対応して位置合わせして、入射光を各フォトダイオード２に集光させるためのマイクロレンズ８が設けられている。ここでは、一例として、第３平坦膜７は、透明アクリル樹脂からなるとする。
【００４２】
続いて、固体撮像装置１０に斜め光が入射した場合について、説明する。
図３に示されるように、例えば、Ｒ（赤）のカラーフィルタ６を透過した光が、Ｇ（緑）のカラーフィルタ４の直下にあるフォトダイオード２へ入射する場合を考える。この場合、Ｒ（赤）のカラーフィルタ６を透過した斜め光は、層内レンズ１３の間に設けられた減衰層１５に入射する。
【００４３】
ここで、減衰層１５を無色透明とすれば、光の透過率が通常９０％である。これにより、Ｒ（赤）のカラーフィルタ６を透過した斜め光は、減衰層１５を透過して、Ｇ（緑）のカラーフィルタ４の下方に位置するフォトダイオード２に入射する。
【００４４】
これに対して、固体撮像装置１０の減衰層１５は、複数色の分光特性のうちのいずれかの分光特性を有するカラーフィルタからなる。例えば、減衰層１５を特にＲ（赤）色に対して透過率を３０％程度に抑えるカラーフィルタを用いれば、透過率を抑えることができる。さらに、減衰層１５を黒色のカラーフィルタを用いれば、透過率をほぼ０％にすることができる。
【００４５】
これにより、Ｒ（赤）のカラーフィルタ６を透過した斜め光は、減衰層１５で減衰され、Ｇ（緑）のカラーフィルタ４の下方に位置するフォトダイオード２へ斜め入射する光量を大幅に低減し、混色を防止して高画質な再生画像が実現できる。
【００４６】
一方、Ｇ（緑）のカラーフィルタ４を透過して層内レンズ１３を透過する垂直光は減衰することなくフォトダイオード２へ入射するため、透過光量を損なうことはない。
【００４７】
なお、Ｒ（赤）のカラーフィルタ６を透過した斜め光について説明したが、Ｇ（緑）のカラーフィルタ４を透過した斜め光についても同様である。
【００４８】
また、入射光を各フォトダイオード２に集光させるためのマイクロレンズ８を備える構成について説明したが、マイクロレンズ８を有さない場合においても同様の混色防止の効果を得ることができる。
【００４９】
（実施の形態２）
次に、本発明に係る実施の形態２について、図面を参照しながら説明する。
【００５０】
本発明に係る実施の形態２における固体撮像装置は、減衰層がＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のいずれかのカラーフィルタで構成されていることを特徴とする。
【００５１】
以上の点を踏まえて、実施の形態２における固体撮像装置について、説明する。なお、実施の形態１における構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５２】
先ず、実施の形態２における固体撮像装置の構成について説明する。
図４に示されるように、固体撮像装置２０は、固体撮像装置１０と比べて、減衰層１５の代わりに、減衰層２５から構成される点が異なる。
【００５３】
減衰層２５は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のいずれかのカラーフィルタからなる。
続いて、固体撮像装置２０に斜め光が入射した場合について、説明する。
【００５４】
図５に示されるように、例えば、Ｒ（赤）のカラーフィルタ６を透過した光が、Ｇ（緑）のカラーフィルタ４の直下にあるフォトダイオード２へ入射する場合を考える。この場合、Ｒのカラーフィルタ６を透過した斜め光は、層内レンズ１３の間に設けられた減衰層２５に入射する。
【００５５】
図６に示されるように、互いに異なるカラーフィルタを透過した場合の分光特性は、夫々のカラーフィルタの分光特性の積となる。
【００５６】
例えば、減衰層２５が、Ｇ（緑）のカラーフィルタで構成される場合には、Ｒ（赤）のカラーフィルタ６と減衰層２５を透過した斜め光の透過率は、Ｒ（赤）のカラーフィルタとＧ（緑）のカラーフィルタの分光特性の積となる。
【００５７】
これにより、本来有するＲ（赤）の透過率に比べ著しく低下し、Ｇ（緑）のカラーフィルタ４の下方に位置するフォトダイオード２へ斜め入射する光量を大幅に低減し、混色を防止して高画質な再生画像が実現できる。
【００５８】
また、Ｇ（緑）のカラーフィルタ４を透過して層内レンズ１３を透過する垂直光は減衰することなくフォトダイオード２へ入射する。さらに、Ｇ（緑）のカラーフィルタ４を透過し、減衰層２５を透過し、Ｇ（緑）のカラーフィルタ４の下方に位置するフォトダイオード２へ入射する垂直光の透過率は透過するカラーフィルタが同色Ｇ（緑）同士であるため、透過光はほとんど減衰することなくフォトダイオード２に入射され、透過光量を損なうことはない。
【００５９】
同様に、例えば、Ｒ（赤）のカラーフィルタ６（又はＢ（青）のカラーフィルタ５）を透過して、減衰層２５を透過し、Ｇ（緑）のカラーフィルタ４の下方にあるフォトダイオード２へ入射する垂直光を考えた場合に、上記層内レンズ１３の間に設けられた減衰層２５の厚みを適切な膜厚にしておくことで、マイクロレンズ８によって集光された透過光はＧ（緑）のカラーフィルタからなる減衰層２５の影響をほとんど受けることなく層内レンズ１３によってさらに集光され、Ｒ（赤）のカラーフィルタ６（又はＢ（青）のカラーフィルタ５）の下方に位置するフォトダイオード２に入射される。
【００６０】
以上のように、固体撮像装置２０では、斜め光による隣接画素からの混色を効果的に防止することができる。特にＧ（緑）の画素において隣接するＲ（赤）のカラーフィルタ６やＢ（青）のカラーフィルタ５を透過した斜め光に光量差があるため、斜め光がＧ（緑）のカラーフィルタ４の直下にあるフォトダイオード２に入射することで、もたらしていたＧＲ列のＧ（以下、Ｇｒと呼称する。）とＧＢ列のＧ（以下、Ｇｂと呼称する。）の感度差が、固体撮像装置２０では斜め光による隣接画素からの混色を効果的に防止するため、ＧｒとＧｂの感度差がなくなるという利点がある。
【００６１】
なお、人の視感度が最も高いＧ（緑）の感度をなるべく損なわないようにするため、また、ＧｒとＧｂの感度差を効果的になくすため、減衰層２５としてＧ（緑）のカラーフィルタを用いたが、減衰層２５として他の色Ｒ（赤）およびＢ（青）のカラーフィルタを用いても斜め光による隣接画素からの混色を防止することができる。この場合、Ｒ（赤）とＢ（青）のカラーフィルタを順不同で積層することにより、等価的に隣接画素からの斜め光による混色を防止し、ＧｒとＧｂの感度差をなくすことができる。
【００６２】
続いて、実施の形態２における固体撮像装置の製造方法について、説明する。ここでは、減衰層２５としてＧ（緑）のカラーフィルタを用いた場合について説明する。
【００６３】
先ず、図７に示されるように、半導体基板１に、公知の手法によりフォトダイオード２、絶縁膜１２、転送電極９、遮光膜１１、第１平坦膜３、層内レンズ１３を形成する。その後、図８に示されるように、Ｇ（緑）のフォトレジストをスピンコートし、層内レンズ１３と層内レンズ１３の間のみをマスクキングして露光し、さらに現像、過熱乾燥して減衰層２５を形成する。
【００６４】
続いて、減衰層２５を形成した後に、図９に示されるように、公知の手法を用いて第２平坦膜１４を形成し、平坦化されたその上面にＲ（赤）のカラーフィルタ６、Ｇ（緑）のカラーフィルタ４、Ｂ（青）のカラーフィルタ５を、各フォトダイオード２の位置に合わせて形成し、その上にカラーフィルタ４〜６の形成後の凹凸を緩和させるための第３平坦膜７を形成する。その後、各フォトダイオード２に対応したマイクロレンズ８を形成することにより、図４に示される固体撮像装置２０が完成する。
【００６５】
以上の製造方法によれば、（１）Ｇ（緑）のフォトレジストの塗布、（２）層内レンズ間のマスキング＋露光、（３）現像＋乾燥硬化、といった３工程で減衰層を形成することができる。従って、上述したように黒色の遮光膜を画素境界領域に有する従来の構成と比較して、製造工程を大幅に簡略化することが可能である。
【００６６】
（その他）
なお、上記の製造方法は、あくまでも一例に過ぎず、様々な変更が可能である。例えば、Ｇ（緑）のカラーフィルタ４ａからなる減衰層１５は、Ｂ（青）のカラーフィルタ５あるいはＲ（赤）のカラーフィルタ６あるいは黒色のカラーフィルタ、または単なる光の減衰作用を有する膜であっても構わない。
【００６７】
また、ここでは上凸の層内レンズ間に減衰層を形成する方法を記したが、図１０に示されるように、下に凸の層内レンズの場合も同様に形成することができる。先ず、図１１に示されるように、第１平坦膜３の上層に減衰層３５を形成した後、レジスト塗布、下凸層内レンズ部のパターニングを行い、図１２に示されるように、等方性エッチングにより下凸レンズ部を形成し、アクリル膜を塗布することで、図１３に示されるように、減衰層３５を有する下凸の層内レンズをもつ構造が得られる。
【００６８】
その後、公知の手法により平坦膜、カラーフィルタ、マイクロレンズを形成し図１０に示されるように、減衰層３５を有する下凸層内レンズ構造の固体撮像装置３０を製造することができる。
【００６９】
また、カラーフィルタ、及び減衰層の材料として、上述した着色レジストの代わりに、可染性樹脂等を用いても良い。可染性樹脂を用いる場合には、上述のように防染膜を用いる代わりに、染色工程の後に固着液を浸潤させる工程を加えても良い。この場合、固着液が浸潤した可染性樹脂は、その後に他の染料に浸しても染色されないので、防染膜が不要となり、カラーフィルタ層が厚くならないという利点がある。
【００７０】
また、図２に示されるように、Ｇ（緑）の減衰層１５は、層内レンズの高さより薄く形成されている。しかし、本発明の減衰層はこの具体例にのみ限定されるものではない。減衰層は、層内レンズ間の少なくとも一部に形成されていれば良い。例えば、図１４、図１５に示されるように、減衰層が形成されても、隣接画素からの斜め光による混色を激減するという効果を奏することができる。
【００７１】
図１４に示される減衰層４５は、その厚みが、層内レンズの高さより低くなるように形成されており、図１５に示される減衰層５５は、層内レンズの高さの１／４程度の厚みになるように形成されている。減衰層は、スピンコートで形成するのが代表的であるが、この回転数を制御することにより、減衰層を任意の厚みに形成できる。減衰層は感光性材料のレジストで、スチレン系、アクリル系、エポキシ系のものが好ましい。
【００７２】
また、上記の説明では、カラーフィルタの基本配列が原色ベイヤ配列である構成を例示したが、三原色のストライプ配列のカラーフィルタの場合にも、本発明を適用できる。
さらに、補色のカラーフィルタによって本発明を実施することも可能である。図１６に示されるように、ＣＭＹＧ（シアン・マゼンタ・黄・緑）の各色の分光特性のグラフ１１０から、斜め光による混色を低減させるためには、ＣＭＹ（シアン・マゼンタ・黄）に対してＧ（緑）の減衰層が有効であるが、同色Ｇに対し完全ではないため全色の透過光量を減衰させるべく黒色が配置されることが好ましい。
【００７３】
なお、上記実施例において、カラーフィルタ層、減衰層について、一般的な有機レジストを用いた場合について説明したが、無機、有機を問わず本発明の効果が得られることは明らかである。
【００７４】
なお、減衰層を形成する工程において、減衰層は、グレートーンマスクを用いたフォトリソグラフィにより形成されるとしてもよい。
【００７５】
なお、図１７に示されるように、実施の形態１における固体撮像装置１０をディジタルカメラに適用すれば、混色が防止されることにより画質に優れたディジタルカメラを低コストで実現できる。なお、減衰層２５、３５、４５、５５等を有する固体撮像装置についても同様である。
【００７６】
ここで、カメラは、固体撮像装置１０と、被写体からの入射光を固体撮像装置１０の撮像面に結像するためのレンズなどを含む光学系６１と、固体撮像装置１０の駆動を制御する制御部６２と、固体撮像装置１０からの出力信号に対して様々な信号処理を施す画像処理部６３と、画像処理部６３で処理された画像信号を表示するディスプレイ６４と、画像処理部６３で処理された画像信号を記憶する画像メモリ６５等を備えている。なお、このカメラは、静止画のみを撮影可能なスチルカメラ、動画を撮影可能なビデオカメラ、および、静止画と動画との両方を撮影可能なカメラ、のいずれであっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明は、固体撮像装置等として、特に、混色を防止して高画質な再生画像が得られる固体撮像装置等として、利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】実施の形態１における固体撮像装置の平面を示す図である。
【図２】（ａ）は、実施の形態１における固体撮像装置をａ−ａ’線において切断した場合における矢視方向の断面を示す図であり、（ｂ）は、ｂ−ｂ’線において切断した場合における矢視方向の断面を示す図である。
【図３】実施の形態１における固体撮像装置に斜め光が入射する様子を示す図である。
【図４】（ａ）は、実施の形態２における固体撮像装置をａ−ａ’線において切断した場合における矢視方向の断面を示す図であり、（ｂ）は、ｂ−ｂ’線において切断した場合における矢視方向の断面を示す図である。
【図５】実施の形態２における固体撮像装置に斜め光が入射する様子を示す図である。
【図６】ＲＧＢの各色の光の分光特性のグラフを示す図である。
【図７】実施の形態２における製造方法の一工程における固体撮像装置の断面を示す第１の図である。
【図８】実施の形態２における製造方法の一工程における固体撮像装置の断面を示す第２の図である。
【図９】実施の形態２における製造方法の一工程における固体撮像装置の断面を示す第３の図である。
【図１０】その他の実施の形態における固体撮像装置の断面を示す図である。
【図１１】その他の実施の形態における製造方法の一工程における固体撮像装置の断面を示す第１の図である。
【図１２】その他の実施の形態における製造方法の一工程における固体撮像装置の断面を示す第２の図である。
【図１３】その他の実施の形態における製造方法の一工程における固体撮像装置の断面を示す第３の図である。
【図１４】その他の実施の形態における減衰層を有する固体撮像装置の断面を示す図である。
【図１５】その他の実施の形態における減衰層を有する固体撮像装置の断面を示す図である。
【図１６】ＣＭＹＧの各色の光の分光特性のグラフを示す図である。
【図１７】本発明に係る固体撮像装置を備えるカメラの概略構成を示す図である。
【図１８】従来における固体撮像装置の断面を示す図である。
【符号の説明】
【００７９】
１  半導体基板
２  フォトダイオード
３  第１平坦膜
４  カラーフィルタ（Ｇ）
５  カラーフィルタ（Ｂ）
６  カラーフィルタ（Ｒ）
７  第３平坦膜
８  マイクロレンズ
９  転送電極
１０，２０，３０  固体撮像装置
１１  遮光膜
１２  絶縁膜
１３  層内レンズ
１４  第２平坦膜
１５，２５，３５，４５，５５  減衰層
６１  光学系
６２  制御部
６３  画像処理部
６４  ディスプレイ
６５  画像メモリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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