(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】  半導体基板にマトリクス状に形成された受光素子と、前記受光素子の上層に形成され、３色以上のカラーフィルタから構成されるカラーフィルタ層とを有する固体撮像装置の前記カラーフィルタ層において、２色のカラーフィルタが隣接する画素境界部の少なくとも一部に、当該２色とは異なる色のカラーフィルタ壁５ｗ、６ｗを有することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、
前記半導体基板にマトリクス状に形成された受光素子と、
前記受光素子の上層に形成され、３色以上のカラーフィルタから構成されるカラーフィルタ層とを有する固体撮像装置であって、
前記カラーフィルタ層において、２色のカラーフィルタが隣接する画素境界部の少なくとも一部に、当該２色とは異なる色のカラーフィルタ壁を有することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記カラーフィルタ層が、原色ベイヤ配列のカラーフィルタで構成された、請求項1記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記カラーフィルタ層が、原色ストライプ配列のカラーフィルタで構成された、請求項1記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記カラーフィルタ層が、補色のカラーフィルタで構成された、請求項1記載の固体撮像装置。
【請求項５】
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、請求項１〜４のいずれか一項に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記カラーフィルタ壁が、前記カラーフィルタ層とほぼ同じ高さを有し、かつ、ほぼ均一な幅に形成された、請求項１〜５のいずれか一項に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記カラーフィルタ壁が、前記カラーフィルタ層よりも低く形成された、請求項１〜５のいずれか一項に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記カラーフィルタ壁が、前記カラーフィルタ層の光入射側になるほど幅が小さくなるよう形成された、請求項１〜５のいずれか一項に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
半導体基板に受光素子をマトリクス状に形成する工程と、
前記受光素子の上層に、少なくとも第１〜第３の色のカラーフィルタを順次形成する工程とを含み、
前記第１〜第３の色のカラーフィルタを形成する工程の少なくともいずれか一工程において、当該工程で形成するカラーフィルタと同色のカラーフィルタ壁を、当該カラーフィルタとは異なる２色のカラーフィルタが隣接する画素境界部の少なくとも一部に形成することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項１０】
前記カラーフィルタおよびカラーフィルタ壁をフォトリソグラフィにより形成する、請求項９記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１１】
前記カラーフィルタおよびカラーフィルタ壁の材料として着色されたフォトレジストを用いる、請求項１０記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１２】
前記カラーフィルタ壁を形成する際に、ハーフトーンマスクまたはグレートーンマスクを用いる、請求項１０記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１３】
前記カラーフィルタおよびカラーフィルタ壁の材料として可染性樹脂を用い、
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可染性樹脂を染色する工程とを含む、請求項９記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１４】
前記可染性樹脂を染色する工程の後に、固着液を浸潤させる工程をさらに含む、請求項１３に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１５】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の固体撮像装置を備えたカメラ。
【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およびその製造方法並びに前記固体撮像装置を備えたカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光を電荷に変換する光電変換部を有するＣＣＤ固体撮像装置およびＭＯＳ固体撮像装置などの固体撮像装置は、ビデオカメラおよびデジタルスチルカメラ、あるい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】
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。従来のカラー固体撮像装置は、例えば、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、あるいはシアン（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を、固体撮像素子に二次元配列された受光素子の受光面に、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した構成を有する。このように、受光素子の受光面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。
【０００４】
ところで、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、混色が生じてしまうという問題がある。
【０００５】
このような混色の問題を解決するために、例えば図１９に示すように、フォトダイオード（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が知られている（例えば、特許文献１参照）。図１９に示すカラー固体撮像装置は、以下の工程を経て製造される。
【０００６】
まず、固体撮像素子９１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、第１の遮光膜９６ａを形成する。次に、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、第１のカラーフィルタ（Ｒ）９３を形成する。
【０００７】
次に、第１の遮光膜９６ａおよび第１のカラーフィルタ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、第２の遮光膜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、第２のカラーフィルタ（Ｇ）９４を形成する。
【０００８】
さらに、上記と同様にして、透明な防染膜９８、第３の遮光膜９６ｃ、第３のカラーフィルタ（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。
【０００９】
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、隣接する受光画素領域（ＰＤ部）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】
【００１０】
しかしながら、上記従来の構成は、（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。
【００１１】
本発明は、この問題に鑑み、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】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明にかかる固体撮像装置は、半導体基板と、前記半導体基板にマトリクス状に形成された受光素子と、前記受光素子の上層に形成され、３色以上のカラーフィルタから構成されるカラーフィルタ層とを有する固体撮像装置であって、前記カラーフィルタ層において、２色のカラーフィルタが隣接する画素境界部の少なくとも一部に、当該２色とは異なる色のカラーフィルタ壁を有することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明にかかる固体撮像装置の製造方法は、半導体基板に受光素子をマトリクス状に形成する工程と、前記受光素子の上層に、少なくとも第１〜第３の色のカラーフィルタを順次形成する工程とを含み、前記第１〜第３の色のカラーフィルタを形成する工程の少なくともいずれか一工程において、当該工程で形成するカラーフィルタと同色のカラーフィルタ壁を、当該カラーフィルタとは異なる２色のカラーフィルタが隣接する画素境界部の少なくとも一部に形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
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、より低コストに提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明にかかる固体撮像装置は、半導体基板と、前記半導体基板にマトリクス状に形成された受光素子と、前記受光素子の上層に形成され、３色以上のカラーフィルタから構成されるカラーフィルタ層とを有する固体撮像装置であって、前記カラーフィルタ層において、２色のカラーフィルタが隣接する画素境界部の少なくとも一部に、当該２色とは異なる色のカラーフィルタ壁を有する構成である。
【００１６】
この構成によれば、ある画素のカラーフィルタを透過した斜め光がカラーフィルタ壁に入射すると、カラーフィルタとカラーフィルタ壁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防止することができる。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、より低コストな固体撮像装置を提供できる。
【００１７】
上記の構成にかかる固体撮像装置において、前記カラーフィルタ層は、例えば、原色ベイヤ配列のカラーフィルタ、原色ストライプ配列のカラーフィルタ、あるいは、補色のカラーフィルタで構成することができる。
【００１８】
上記の構成にかかる固体撮像装置において、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】
上記の構成にかかる固体撮像装置は、前記カラーフィルタ壁が、前記カラーフィルタ層とほぼ同じ高さを有し、かつ、ほぼ均一な幅に形成された態様としても良い。または、前記カラーフィルタ壁が、前記カラーフィルタ層よりも低く形成された態様としても良い。あるいは、前記カラーフィルタ壁が、前記カラーフィルタ層の光入射側になるほど幅が小さくなるよう形成された態様としても良い。後者二つの態様によれば、画素開口面積を広く確保しつつ、斜め光による混色を防止できるという利点がある。
【００２０】
また、本発明は、上記したいずれかの構成にかかる固体装置を備えたカメラとしても実施可能である。
【００２１】
さらに、本発明にかかる固体撮像装置の製造方法は、半導体基板に受光素子をマトリクス状に形成する工程と、前記受光素子の上層に、少なくとも第１〜第３の色のカラーフィルタを順次形成する工程とを含み、前記第１〜第３の色のカラーフィルタを形成する工程の少なくともいずれか一工程において、当該工程で形成するカラーフィルタと同色のカラーフィルタ壁を、当該カラーフィルタとは異なる２色のカラーフィルタが隣接する画素境界部の少なくとも一部に形成する。
【００２２】
この製造方法によれば、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カラーフィルタ壁に入射すると、カラーフィルタとカラーフィルタ壁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防止できる。また、カラーフィルタ壁は同色のカラーフィルタと同じ工程で形成されること、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、より低コストな固体撮像装置を提供できる。
【００２３】
上記の製造方法において、前記カラーフィルタおよびカラーフィルタ壁は、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、前記カラーフィルタおよびカラーフィルタ壁の材料として着色されたフォトレジストを用いることが好ましい。染色工程が不要であるため、製造工程をさらに簡略化できるためである。さらに、前記カラーフィルタ壁を形成する際に、ハーフトーンマスクまたはグレートーンマスクを用いることにより、カラーフィルタ層よりも低いカラーフィルタ壁、あるいは、カラーフィルタ層の光入射側になるほど幅が小さくなるカラーフィルタ壁を形成することができる。
【００２４】
また、上記の製造方法は、前記カラーフィルタおよびカラーフィルタ壁の材料として可染性樹脂を用い、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可染性樹脂を染色する工程とを含んでも良い。この場合、前記可染性樹脂を染色する工程の後に、固着液を浸潤させる工程をさらに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。
【００２５】
（実施の形態１）
本発明の一実施形態にかかる固体撮像装置について以下に説明する。なお、ここでは、一実施形態としてＣＣＤ固体撮像装置を例示するが、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可能である。
【００２６】
本実施形態にかかる固体撮像装置は、図１に示すような、縦２×横２の４画素のうち対角線上の２画素にＧのカラーフィルタ４、残りの２画素のうち１画素にＲのカラーフィルタ６、さらに残りの１画素にＢのカラーフィルタ５を配置した、いわゆるベイヤ配列を基本としたカラーフィルタ層を有する。ただし、Ｇのカラーフィルタ４とＲのカラーフィルタ６との境界（画素境界領域）に、Ｂのカラーフィルタ壁５ｗを有し、Ｇのカラーフィルタ４とＢのカラーフィルタ５との境界（画素境界領域）にＲのカラーフィルタ壁６ｗを有する。
【００２７】
図２（ａ）は、図１のａ−ａ’線における断面図であり、図２（ｂ）は、図１のｂ−ｂ’線における断面図である。なお、図２（ａ）および図２（ｂ）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。
【００２８】
図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、本実施形態にかかる固体撮像装置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。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。また、転送電極９および絶縁膜１２の上面には、転送電極９へ光が入射することを阻止するための遮光膜１１が設けられている。そして、フォトダイオード２および転送電極９等が形成された半導体基板１の上層には、例えば透明アクリル樹脂からなる第１平坦膜３が設けられている。
【００２９】
そして、第１平坦膜３の上層に、カラーフィルタ層が形成されている。カラーフィルタ層は、図２（ａ）から分かるように、ベイヤ配列のＧｂ列では、第１平坦膜３の上層に、フォトダイオード２のそれぞれに位置合わせして、Ｇのカラーフィルタ４とＢのカラーフィルタ５とが交互に設けられている。さらに、これらＧのカラーフィルタ４とＢのカラーフィルタ５との境界に、Ｒのカラーフィルタ壁６ｗが設けられている。Ｒのカラーフィルタ壁６ｗは、Ｇのカラーフィルタ４およびＢのカラーフィルタ５の厚さと同じ高さを持ち、その幅は均一である。
【００３０】
また、図２（ｂ）から分かるように、ベイヤ配列のＧｒ列では、第１平坦膜３の上層に、フォトダイオード２のそれぞれに位置合わせして、Ｇのカラーフィルタ４とＲのカラーフィルタ６とが交互に設けられている。さらに、これらＧのカラーフィルタ４とＲのカラーフィルタ６との境界に、Ｂのカラーフィルタ壁５ｗが設けられている。Ｂのカラーフィルタ壁５ｗは、Ｇのカラーフィルタ４およびＲのカラーフィルタ６の厚さと同じ高さを持ち、その幅は均一である。
【００３１】
さらに、上記したＧのカラーフィルタ４、Ｂのカラーフィルタ５、Ｒのカラーフィルタ６、Ｒのカラーフィルタ壁６ｗ、および、Ｂのカラーフィルタ壁５ｗからなるカラーフィルタ層の上層に、例えば透明アクリル樹脂からなる第２平坦膜７が設けられている。そして、第２平坦膜７の上層に、フォトダイオード２のそれぞれに位置合わせして、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。
【００３２】
ここで、上記の構成にかかる固体撮像装置１０に斜め光が入射した場合について、図３および図４を用いて説明する。例えば、図３に示すように、Ｒのカラーフィルタ６を透過した光が、Ｇ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、このカラーフィルタ６の隣に設けられたＢのカラーフィルタ壁５ｗも透過することとなる。図４に、ＲＧＢの各色の光の透過率を示す。図４に示すように、Ｒの光は、波長５５０ｎｍ以下での透過率がほぼ０％であるのに対して、Ｂの光は、波長５５０ｎｍ以上での透過率がほぼ０％である。異色の光が混合された場合に、混合された光の分光特性は、単色の光の透過率の積となる。従って、図３に示されているような、Ｒのカラーフィルタ６とＢのカラーフィルタ壁５ｗを透過した斜め光の透過率は、全ての波長域においてほぼ０％となる。従って、Ｇのカラーフィルタ４の直下にあるフォトダイオード２において、前記の斜め光に起因する混色はほとんど生じない。
【００３３】
また、図３において、例えば、Ｇのカラーフィルタ４を透過してＲのカラーフィルタ６の直下にあるフォトダイオード２へ入射する斜め光の透過率も、図４に示すように、Ｇの光とＲの光との透過率曲線の重なりが小さいので、一部の波長域（５５０〜６００ｎｍおよび６５０〜８００ｎｍ）を除いてほぼ０％となる。しかも、５５０〜６００ｎｍおよび６５０〜８００ｎｍの波長域についても、混色の透過率は極めて小さくなる。
【００３４】
同様に、図２（ｂ）に示したように、Ｇのカラーフィルタ４と、これに隣接するＢのカラーフィルタ壁５ｗとを透過する斜め光の透過率も、図４から分かるように、かなり低減される。
【００３５】
以上のように、固体撮像装置１０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。また、固体撮像装置１０は、Ｒ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタ４，５，６およびカラーフィルタ壁５ｗおよび６ｗが、均一な高さを有する一層のカラーフィルタ層として形成されている。従って、図１９に示したように、Ｒ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタが複数層にわたって形成された従来の構成と比較して、オンチップフィルタの薄膜化が可能であり、感度が向上するという利点がある。
【００３６】
次に、本実施形態にかかる固体撮像装置１０の製造方法について説明する。
【００３７】
まず、図５に示すように、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を形成した後、アクリル樹脂をスピンコートにより全面に塗布し、加熱乾燥させることにより、第１平坦膜３を形成する。その後、第１平坦膜３の表面にＧのカラーフィルタ４を形成する。このとき、半導体基板１にマトリクス状に形成されたフォトダイオード２に対して、行方向に１つおき、列方向にも１つおきに、Ｇのカラーフィルタ４を配置する。すなわち、Ｇのカラーフィルタ４は、受光面上に市松模様を形成するように配置される。なお、Ｇのカラーフィルタ４は、例えば、緑色に着色されたポジ型フォトレジストを第１平坦膜３の表面に均一な厚みになるように塗布し、カラーフィルタ４を形成すべき箇所以外の領域が露光されるようなマスクを施して光を照射した後、現像することにより、形成することができる。
【００３８】
次に、Ｇのカラーフィルタ４と第１平坦膜３の全体を覆うように、青色に着色されたポジ型フォトレジストをスピンコートにより塗布する。そして、図６に示すようなパターンのマスクを、前記青色のポジ型フォトレジストの上方に配置する。このとき、マスクにおいてパターンが無い領域（図６に波線で示した領域６１）がＧのカラーフィルタ４の位置に合致するように、マスクを位置合わせする。
【００３９】
この状態で、マスク上方から光を照射すると、図６に示したｃ−ｃ’の断面では、図７（ａ）に示すように、マスクにおいてパターンが無い領域６１の直下のフォトレジストは、領域６１を透過した光によって露光される。一方、図６のマスクにおいてマスク領域６２に相当する部分のフォトレジストは、マスク領域６２によって光が遮られるため、露光されない。従って、現像工程を経ると、図６に示したｃ−ｃ’の断面では、図７（ｂ）に示すように、マスク領域６２に相当する箇所のみに青色のフォトレジストが残存することにより、Ｂのカラーフィルタ５が形成される。
【００４０】
また、図６に示したｄ−ｄ’の断面では、図８（ａ）に示すように、マスクにおいてパターンが無い領域６１および領域６４（図６参照）の直下のフォトレジストは、領域６１および領域６４をそれぞれ透過した光によって露光される。一方、図６のマスクにおいてマスク領域６３に相当する部分のフォトレジストは、マスク領域６３によって光が遮られるため露光されない。従って、現像工程を経ると、図６に示したｄ−ｄ’の断面では、図８（ｂ）に示すように、マスク領域６３に相当する箇所のみに青色のフォトレジストが残存することにより、Ｇのカラーフィルタ４に隣接した状態で、Ｂのカラーフィルタ壁５ｗが形成される。
【００４１】
次に、図７（ｂ）および図８（ｂ）に示したように形成されたＧのカラーフィルタ４およびＢのカラーフィルタ５並びにカラーフィルタ壁５ｗの全体を覆うように、赤色に着色されたポジ型フォトレジストをスピンコートにより塗布する。そして、図９に示すようなパターンのマスクを、前記赤色のポジ型フォトレジストの上方に配置する。このとき、マスクにおいてパターンが無い領域（図９に波線で示した領域７１）がＧのカラーフィルタ４の位置に合致するように、マスクを位置合わせする。
【００４２】
この状態で、マスク上方から光を照射すると、図９に示したｅ−ｅ’の断面では、図１０（ａ）に示すように、マスクにおいてパターンが無い領域７１および領域７４（図９参照）の直下のフォトレジストは、領域７１および領域７４をそれぞれ透過した光によって露光される。一方、図９のマスクにおいてマスク領域７３に相当する部分のフォトレジストは、マスク領域７３によって光が遮られるため、露光されない。従って、現像工程を経ると、図９示したｅ−ｅ’の断面では、図１０（ｂ）に示すように、マスク領域７３に相当する箇所のみに赤色のフォトレジストが残存することにより、Ｇのカラーフィルタ４およびＢのカラーフィルタ５の境界に、Ｒのカラーフィルタ壁６ｗが形成される。
【００４３】
また、図９に示したｆ−ｆ’の断面では、図１１（ａ）に示すように、マスクにおいてパターンが無い領域７１の直下のフォトレジストは、領域７１を透過した光によって露光される。一方、図９のマスクにおいてマスク領域７３に相当する部分のフォトレジストは、マスク領域７３によって光が遮られるため露光されない。従って、現像工程を経ると、図９に示したｆ−ｆ’の断面では、図１１（ｂ）に示すように、マスク領域７３に相当する箇所のみに赤色のフォトレジストが残存することにより、Ｒのカラーフィルタ６が形成される。
【００４４】
続いて、図１０（ｂ）および図１１（ｂ）に示すように形成されたカラーフィルタ層の上に、アクリル樹脂をスピンコートにより塗布し、加熱乾燥させることにより、第２平坦膜７を形成する。さらに、第２平坦膜７の表面にマイクロレンズ８を形成することにより、図２（ａ）および図２（ｂ）に示した構造の固体撮像装置１０が完成する。
【００４５】
以上の製造方法によれば、（１）Ｇのカラーフィルタの形成、（２）Ｂのカラーフィルタおよびカラーフィルタ壁の形成、（３）Ｒのカラーフィルタおよびカラーフィルタ壁の形成、の３工程により、カラーフィルタ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、製造工程を簡略化することが可能である。
【００４６】
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、ここではＧ、Ｂ、Ｒの順にカラーフィルタを形成する例を示したが、カラーフィルタを形成する順番はこれに限定されず、任意の順序で良い。また、ポジ型フォトレジストの代わりにネガ型フォトレジストを用いることも可能である。その場合は、光を透過させる領域と遮る領域が、図６および図９とは逆になるように、マスクのパターンを変更すれば良い。
【００４７】
また、カラーフィルタ層の材料として、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。この場合、透明な可染性樹脂を、まず、いずれかの色（例えばＧ）のカラーフィルタの形状にパターニングした後、染料を用いて染色する。そして、その上に防染膜を形成した後、再び透明な可染性樹脂をカラーフィルタおよびカラーフィルタ壁の形状にパターニングし、次の色（例えばＢ）に染色する。そしてさらに、その上に防染膜を形成した後、透明な可染性樹脂をカラーフィルタおよびカラーフィルタ壁の形状にパターニングし、次の色（例えばＲ）に染色する。
【００４８】
可染性樹脂を用いる場合は、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。
【００４９】
また、図２（ａ）および図２（ｂ）に示した、ＲまたはＢのカラーフィルタ壁６ｗ，５ｗは、カラーフィルタ層の厚さと同じ高さを有し、その幅はほぼ均一である。しかし、本発明のカラーフィルタ壁はこの具体例にのみ限定されるものではない。カラーフィルタ壁は、画素境界部の少なくとも一部に形成されていれば良い。例えば、図１２（ａ）、図１２（ｂ）、図１３（ａ）、図１３（ｂ）に示すような構成によっても、隣接画素からの斜め光による混色を防止する、という効果を達成することができる。
【００５０】
図１２（ａ）に示したカラーフィルタ壁６ｗ’は、その高さが、カラーフィルタ層の厚さの１／２程度となるように形成されている。このようなカラーフィルタ壁は、例えば、図１４（ａ）に示すように、カラーフィルタ壁を形成すべき箇所のマスクとして、ハーフトーンマスク７３Ｈを用いることによって、形成することができる。なお、図１４（ａ）に示したマスクは、図９に示したマスクにおいて７３の部分をハーフトーンマスク７３Ｈとしたものである。ハーフトーンマスクとは、光の透過率が約５０％程度であるマスクである。このマスクを用いて露光を行った後に現像することにより、図１４（ｂ）に示すように、ハーフトーンマスク７３Ｈに覆われた領域のレジストの上部約半分が除去され、カラーフィルタ層の約１／２の高さのカラーフィルタ壁６ｗ’が形成される。なお、カラーフィルタ壁の高さは、カラーフィルタ層の約１／２に限定されない。マスクの透過率を調整したり、露光時間を調整したりすることにより、カラーフィルタ壁を任意の高さに形成できる。
【００５１】
なお、図１２（ａ）では、カラーフィルタ壁６ｗ’は、Ｇのカラーフィルタ４とＢのカラーフィルタ５の画素境界部において、Ｂのカラーフィルタ５と重なるように配置されているが、この逆にＧのカラーフィルタ４と重なるように配置されていても良い。また、図１２（ｂ）に示すように、カラーフィルタ層の厚さよりも低いカラーフィルタ壁６ｗ’を、画素境界にまたがるように、Ｇのカラーフィルタ４とＢのカラーフィルタ５の両方と重なるように形成しても良い。
【００５２】
また、カラーフィルタ壁の幅は均一でなくても良い。例えば、図１３（ａ）に示すように、カラーフィルタ壁６ｗ”の幅が、カラーフィルタ層の上層（光が入射する側）へ行くほど、カラーフィルタ壁６ｗ”の幅が小さくなるようしても良い。この構成によれば、カラーフィルタの開口を広く確保しつつ、隣接画素へ入射する斜め光による混色を効果的に防止することができる。
【００５３】
なお、図１３（ａ）に示したカラーフィルタ壁６ｗ”は、図１５に示すように、カラーフィルタ壁を形成すべき箇所のマスクとして、グレートーンマスク７３Ｇを用いることによって、形成することができる。なお、図１５に示したマスクは、図９に示したマスクにおいて７３の部分をグレートーンマスク７３Ｇとしたものである。グレートーンマスクとは、光の透過率が部分的に異なるマスクである。図１３（ａ）に示すカラーフィルタ壁６ｗ”を形成するためには、グレートーンマスク７３Ｇとして、図１５中に示す矢印Ａの方向に向かって透過率が徐々に高くなるようなマスクを用いれば良い。
【００５４】
なお、カラーフィルタ壁６ｗ”の斜面は、受光面に垂直に入射してマイクロレンズ８によりフォトディテクタ２へ集光される光がこのカラーフィルタ壁６ｗ”に入射しない角度に形成することが好ましい。
【００５５】
また、図１３（ａ）では、カラーフィルタ壁６ｗ”は、Ｇのカラーフィルタ４とＢのカラーフィルタ５の画素境界部において、Ｂのカラーフィルタ５と重なるように配置されているが、この逆にＧのカラーフィルタ４と重なるように配置されていても良い。また、図１３（ｂ）に示すように、カラーフィルタ層の上層（光が入射する側）側ほど幅が小さくなるカラーフィルタ壁６ｗ”を、画素境界にまたがるように、Ｇのカラーフィルタ４とＢのカラーフィルタ５の両方と重なるように形成しても良い。
【００５６】
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。この場合も、ＲとＧとの画素境界部にはＢ、ＲとＢとの画素境界部にはＧ、ＧとＢとの画素境界部にはＲのカラーフィルタ壁を、それぞれ配置すれば良い。
【００５７】
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。ＣＭＹＧの各色の分光特性は、図１６に示すとおりである。従って、ＹとＣとの画素境界部にはＭ、ＹとＭとの画素境界部にはＧ、ＣとＭとの画素境界部にはＧ、ＹとＧとの画素境界部にはＭ、ＧとＣとの画素境界部にはＭ、がそれぞれ配置されることが好ましい。なお、ＧとＭとの画素境界部には、カラーフィルタ壁を設ける必要はない。従って、例えば図１７（ａ）〜図１７（ｃ）に示すように、カラーフィルタとカラーフィルタ壁を設ければ良い。
【００５８】
（実施の形態２）
本発明の他の実施形態について、図１８を用いて説明する。
【００５９】
実施の形態１で説明した固体撮像装置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。図１８は、本実施形態にかかるカメラの概略構成を示すブロック図である。本実施形態にかかるカメラは、図１８に示すように、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３１と、固体撮像装置１０の駆動を制御する制御部３２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３３と、画像処理部３３で処理された画像信号を表示するディスプレイ３４と、画像処理部３３で処理された画像信号を記憶する画像メモリ３５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。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施形態にかかる固体撮像装置におけるカラーフィルタの構成を示す平面図である。
【図２（ａ）】図１のａ−ａ’線における断面図である。
【図２（ｂ）】図１のｂ−ｂ’線における断面図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる固体撮像装置に斜め光が入射している様子を示す模式図である。
【図４】ＲＧＢの各色の光の分光特性を示すグラフである。
【図５】本発明の一実施形態にかかる固体撮像装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図６】本発明の一実施形態にかかる固体撮像装置の製造方法の一工程に用いるマスクの平面図である。
【図７（ａ）】本発明の一実施形態にかかる固体撮像装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図７（ｂ）】本発明の一実施形態にかかる固体撮像装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図８（ａ）】本発明の一実施形態にかかる固体撮像装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図８（ｂ）】本発明の一実施形態にかかる固体撮像装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図９】本発明の一実施形態にかかる固体撮像装置の製造方法の一工程に用いるマスクの平面図である。
【図１０（ａ）】本発明の一実施形態にかかる固体撮像装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１０（ｂ）】本発明の一実施形態にかかる固体撮像装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１１（ａ）】本発明の一実施形態にかかる固体撮像装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１１（ｂ）】本発明の一実施形態にかかる固体撮像装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１２（ａ）】本発明の固体撮像装置におけるカラーフィルタの他の例を示す断面図である。
【図１２（ｂ）】本発明の固体撮像装置におけるカラーフィルタの他の例を示す断面図である。
【図１３（ａ）】本発明の固体撮像装置におけるカラーフィルタの他の例を示す断面図である。
【図１３（ｂ）】本発明の固体撮像装置におけるカラーフィルタの他の例を示す断面図である。
【図１４（ａ）】図１２（ａ）のカラーフィルタを形成するための製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１４（ｂ）】図１２（ａ）のカラーフィルタを形成するための製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１５】図１３（ａ）のカラーフィルタを形成するための製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１６】ＣＭＹＧの各色の分光特性を示すグラフである。
【図１７（ａ）】本発明の一実施形態にかかる固体撮像装置におけるカラーフィルタの構成の他の例を示す平面図である。
【図１７（ｂ）】本発明の一実施形態にかかる固体撮像装置におけるカラーフィルタの構成の他の例を示す平面図である。
【図１７（ｃ）】本発明の一実施形態にかかる固体撮像装置におけるカラーフィルタの構成の他の例を示す平面図である。
【図１８】本発明の一実施形態にかかるカメラの概略構成を示すブロック図である。
【図１９】従来のカラー固体撮像装置の構成の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
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）
５ｗ  カラーフィルタ壁（Ｂ）
６  カラーフィルタ（Ｒ）
６ｗ  カラーフィルタ壁（Ｒ）
７  第２平坦膜
８  マイクロレンズ
９  転送電極
１０  固体撮像装置
１２  絶縁膜
１１  遮光膜
３１  光学系
３２  制御部
３３  画像処理部
３４  ディスプレイ
３５  画像メモリ
【図１】
2005340299.tif 000003
【図２（ａ）】
2005340299.tif 000004
【図２（ｂ）】
2005340299.tif 000005
【図３】
2005340299.tif 000006
【図４】
2005340299.tif 000007
【図５】
2005340299.tif 000008
【図６】
2005340299.tif 000009
【図７（ａ）】
2005340299.tif 000010
【図７（ｂ）】
2005340299.tif 000011
【図８（ａ）】
2005340299.tif 000012
【図８（ｂ）】
2005340299.tif 000013
【図９】
2005340299.tif 000014
【図１０（ａ）】
2005340299.tif 000015
【図１０（ｂ）】
2005340299.tif 000016
【図１１（ａ）】
2005340299.tif 000017
【図１１（ｂ）】
2005340299.tif 000018
【図１２（ａ）】
2005340299.tif 000019
【図１２（ｂ）】
2005340299.tif 000020
【図１３（ａ）】
2005340299.tif 000021
【図１３（ｂ）】
2005340299.tif 000022
【図１４（ａ）】
2005340299.tif 000023
【図１４（ｂ）】
2005340299.tif 000024
【図１５】
2005340299.tif 000025
【図１６】
2005340299.tif 000026
【図１７（ａ）】
2005340299.tif 000027
【図１７（ｂ）】
2005340299.tif 000028
【図１７（ｃ）】
2005340299.tif 000029
【図１８】
2005340299.tif 000030
【図１９】
2005340299.tif 000031