(57)【要約】【課題】  カラーフィルタ層で赤外光カット機能を実現できるようにすると共に、カラーフィルタ機能で要求される可視光の高透過率性に加えて、赤外光カット機能で要求される赤外光低透過率性を具備できるようにする。【解決手段】  シリコン基板１１と、受けた光を光電変換して信号電荷を出力するための複数の固体撮像素子ｐｉｊ及び電極を有してシリコン基板１１に設けられたセンサ部２０と、このセンサ部２０上に設けられたカラーフィルタ層２６とを備え、カラーフィルタ層は、赤外光吸収性の色素を含むものである。この構成によって、カラーフィルタ層２６に赤外光カット機能を持たせることができるので、カラーフィルタ機能で要求される可視光の高透過率性に加えて、赤外光カット機能で要求される赤外光低透過率性を合わせ持った半導体撮像装置１００を提供できるようになる。【選択図】    図１
2007141876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の基板と、
受けた光を光電変換して信号電荷を出力するための複数の半導体撮像素子及び電極を有して前記基板に設けられた撮像素子アレイと、
前記撮像素子アレイ上に設けられたカラーフィルタ層とを備え、
前記カラーフィルタ層は、赤外光吸収性の色素を含むことを特徴とする半導体撮像装置。
【請求項２】
前記赤外光吸収性の色素を含むカラーフィルタ層には、
所望のレジスト材料に可視光吸収色素材料及び赤外光吸収色素材料を所定の割合で分散させた混合物が使用されることを特徴とする請求項１に記載の半導体撮像装置。
【請求項３】
前記赤外光吸収色素材料には次式、
【化１】
2007141876.tif 000006
から構成されるシアニン系の色素が使用されることを特徴とする請求項２に記載の半導体撮像装置。
【請求項４】
前記赤外光吸収色素材料には次式、
【化２】
2007141876.tif 000007
から構成されるスクワリウム系の色素が使用されることを特徴とする請求項２に記載の半導体撮像装置。
【請求項５】
所定の基板に複数の半導体撮像素子及び電極を有する撮像素子アレイを形成する工程と、
前記基板に形成された撮像素子アレイ上に、赤外光吸収性の色素を含むカラーフィルタ層を形成する工程とを有することを特徴とする半導体撮像装置の製造方法。
【請求項６】
前記赤外光吸収性の色素を含むカラーフィルタ層を形成する際に、
所望のレジスト材料に可視光吸収色素材料及び赤外光吸収色素材料を所定の割合で分散させて得られる混合物を使用することを特徴とする請求項５に記載の半導体撮像装置の製造方法。
【請求項７】
前記赤外光吸収色素材料には次式、
【化３】
2007141876.tif 000008
から構成されるシアニン系の色素を使用することを特徴とする請求項６に記載の半導体撮像装置の製造方法。
【請求項８】
前記赤外光吸収色素材料には次式、
【化４】
2007141876.tif 000009
から構成されるスクワリウム系の色素を使用することを特徴とする請求項６に記載の半導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、可視光のみならず赤外光に対する受光感度を有する固体撮像素子や電界効果型の撮像素子を備えたデジタルカメラ等に適用して好適な半導体撮像装置及びその製造方法に関する。詳しくは、複数の半導体撮像素子及び電極を有した撮像素子アレイ上に、赤外光吸収性の色素を含んだカラーフィルタ層を備えて、このカラーフィルタ層で赤外光カット機能を実現できるようにすると共に、カラーフィルタ機能で要求される可視光の高透過率性に加えて、赤外光カット機能で要求される赤外光低透過率性を具備できるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、学校、家庭や放送局などにおいてビデオカメラ及びデジタルスチルカメラが使用される場合が多くなってきた。この種のカメラで不可欠なのが半導体撮像装置である。半導体撮像装置において固体撮像素子や電界効果型の撮像素子は、光電変換素子としてのＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）撮像素子を二次元状に配置し、マイクロレンズ等によって光を電荷結合素子へ導くようにしたものである。ここで、ＣＣＤ撮像素子とは、フォトダイオードやＭＯＳキャパシタなどからなる単位素子を規則正しく並べた構造の半導体デバイスをいう。半導体撮像装置は半導体基板表面に蓄積されたある電荷のひとかたまりをＭＯＳキャパシタの電極の並びに沿って移動する機能を有している。
【０００３】
この種のＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサー等の固体撮像素子は、赤外光領域に感度を有しており、当該固体撮像素子を用いたカメラでは、色を正確に分解するためにカメラ光学系に赤外光カット用のフィルタを搭載している場合が多い。
【０００４】
ところで、近頃、デジタルカメラの小型が進んできているが、赤外光カット用のフィルタの厚さが１〜３ｍｍ程度を有しており、デジタルカメラを薄型化する点で、フィルタの厚みが問題となっている。特に、携帯電話機や携帯端末装置等に搭載するカメラモジュールでは、光学系の薄型化が必須である。
【０００５】
このような赤外光カット用のフィルタに関連して、特許文献１には固体撮像素子及びその製造方法が開示されている。この固体撮像素子の製造方法によれば、所望の基板に形成された光電変換素子上に、赤外線吸収機能を持たせたマイクロレンズ及び平坦化層を形成するようになされる。このような製造方法を採ると、外付けの赤外光カット用のフィルタが不要となり、集光性を改善でき、しかも、Ｓ／Ｎ比を改善でき、画質を向上できるというものである。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２００３６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１では、固体撮像素子の形成工程の他に、赤外光カット用のフィルタ層を形成するための製造工程を追加しなければならない。従って、半導体ウエハ工程における作業時間及び使用材料が増えることで半導体撮像装置のコスト高を招くおそれがある。
【０００８】
そこで、この発明はこのような従来の課題を解決するものであって、カラーフィルタ層で赤外光カット機能を実現できるようにすると共に、カラーフィルタ機能で要求される可視光の高透過率性に加えて、赤外光カット機能で要求される赤外光低透過率性を具備できるようにした半導体撮像装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題は、所定の基板と、受けた光を光電変換して信号電荷を出力するための複数の半導体撮像素子及び電極を有して基板に設けられた撮像素子アレイと、この撮像素子アレイ上に設けられたカラーフィルタ層とを備え、カラーフィルタ層は、赤外光吸収性の色素を含むことを特徴とする半導体撮像装置によって解決される。
【００１０】
本発明に係る半導体撮像装置によれば、複数の半導体撮像素子及び電極を有した撮像素子アレイが所定の基板に設けられ、受けた光を光電変換して信号電荷を出力する。この撮像素子アレイ上には、赤外光吸収性の色素を含むカラーフィルタ層が設けられる。
【００１１】
従って、カラーフィルタ層に赤外光カット機能を持たせることができるので、カラーフィルタ機能で要求される可視光の高透過率性に加えて、赤外光カット機能で要求される赤外光低透過率性を合わせ持った半導体撮像装置を提供できるようになる。
【００１２】
本発明に係る半導体撮像装置の製造方法は、所定の基板に複数の半導体撮像素子及び電極を有する撮像素子アレイを形成する工程と、基板に形成された撮像素子アレイ上に、赤外光吸収性の色素を含むカラーフィルタ層を形成する工程とを有することを特徴とするものである。
【００１３】
本発明に係る半導体撮像装置の製造方法によれば、カラーフィルタ機能で要求される可視光の高透過率性に加えて、赤外光カット機能で要求される赤外光低透過率性を合わせ持ったカラーフィルタ機能付きの半導体撮像装置を製造できるようになる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る半導体撮像装置によれば、複数の半導体撮像素子及び電極を有して基板に設けられた撮像素子アレイ上にカラーフィルタ層を備え、このカラーフィルタ層は、赤外光吸収性の色素を含むものである。
【００１５】
この構成によって、カラーフィルタ層に赤外光カット機能を持たせることができるので、カラーフィルタ機能で要求される可視光の高透過率性に加えて、赤外光カット機能で要求される赤外光低透過率性を合わせ持った半導体撮像装置を提供できるようになる。これにより、カメラ部材としての厚さ１〜３ｍｍ程度を有する赤外線カットフィルタを使用せずに済むようになり、カメラの小型化に寄与するところが大きい。
【００１６】
本発明に係る半導体撮像装置の製造方法によれば、所定の基板に複数の半導体撮像素子及び電極を有する撮像素子アレイを形成した後に、その撮像素子アレイ上に、赤外光吸収性の色素を含むカラーフィルタ層を形成するようになされる。
【００１７】
この構成によって、カラーフィルタ機能で要求される可視光の高透過率性に加えて、赤外光カット機能で要求される赤外光低透過率性を合わせ持ったカラーフィルタ機能付きの半導体撮像装置を製造できるようになる。しかも、カラーフィルタ層とは別に形成されていた赤外光カットフィルタ層の形成工程を省略することができ、半導体ウエハ工程における作業時間の短縮化及び、使用材料の削減化が図られ、製造コストを低減できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
続いて、この発明に係る半導体撮像装置及びその製造方法の一実施の形態について、図面を参照しながら説明をする。
【００１９】
（１）半導体撮像装置
図１は本発明に係る実施形態としての半導体撮像装置１００の構造例を示す一部破砕の斜視図である。
【００２０】
この実施形態では、複数の半導体撮像素子及び電極を有した撮像素子アレイ上に、赤外光吸収性の色素を含んだカラーフィルタ層を備えて、このカラーフィルタ層で赤外光カット機能を実現できるようにすると共に、カラーフィルタ機能で要求される可視光の高透過率性に加えて、赤外光カット機能で要求される赤外光低透過率性を具備できるようにしたものである。
【００２１】
図１に示す半導体撮像装置１００は、可視光及び赤外光に対して受光感度を有する固体撮像素子や電界効果型の撮像素子に適用して好適なものである。この半導体撮像装置１００は所定の基板の一例となるシリコン基板１１を有している。このシリコン基板１１には撮像素子アレイの一例となるセンサ部２０が設けられている。センサ部２０は半導体撮像素子の一例となる複数の固体撮像素子ｐｉｊ（ｉ＝１〜Ｍ、ｊ＝１〜Ｎ）を有しており、受けた光を光電変換して信号電荷を出力するようになされる。固体撮像素子ｐｉｊはＭ×Ｎ画素個のフォトダイオードを有して行方向ｘにＭ画素及び列方向ｙにＮ画素のマトリクス状に配置されている。
【００２２】
このセンサ部２０の周辺領域には周辺回路用の配線部（以下、周辺配線部という）２３及び接続用の電極部（以下、ボンディングパッド部という）２４が設けられている。周辺配線部２３はボンディングパッド部２４に接続されている。この例で、上述のセンサ部２０とボンディングパッド部２４を除く部分には、図中、斜線で示すフレア防止膜２５が設けられ、フレアを防止するように機能する。
【００２３】
続いて、フレア防止膜２５で囲まれたセンサ部２０の１画素の固体撮像素子ｐｉｊについて説明する。図２は、半導体撮像装置１００の１画素の固体撮像素子ｐｉｊの構造例を示す断面図である。
【００２４】
図２に示す固体撮像素子ｐｉｊは、例えば、ｎ型のシリコン基板（ｎ−ｓｕｂ）１１を有している。このｎ型シリコン基板１１にはｐ型の埋め込み層（以下でｐ−ＷＥＬＬという）１２が設けられる。ｐ−ＷＥＬＬ１２はｎ型シリコン基板１１に広範囲にｐ型の不純物を拡散して形成したものである。
【００２５】
このｐ−ＷＥＬＬ１２にはチャネルストッパ１８が設けられている。この例でチャネルストッパ１８はｐ+型の不純物領域から構成されている。センサ部２０はｐｎｐｎ接合素子（フォトダイオードＰＤ）を構成するために、シリコン基板１１のｐ−ＷＥＬＬ１２にｎ型の不純物領域１３が設けられ、このｎ型の不純物領域１３上にｐ+型の不純物領域１４が接合される。このｐ+型の純物領域１４上が受光窓部１５となされている。
【００２６】
これらのセンサ部２０及び電荷転送領域が設けられたシリコン基板１１上にはゲート絶縁膜１６を介在して電荷転送用の電極１９が設けられている。電荷転送用の電極１９の上部及び側部はＳｉＯ2等の絶縁性の膜１７により絶縁される。電極１９下のシリコン基板１１にはｎ型の不純物領域２８が設けられ、垂直転送（ＣＣＤ）レジスタを構成するようになされている。
【００２７】
これらの電極１９上には絶縁性の膜１７が設けられ、この絶縁性の膜１７上にはアルミニウム等の遮光膜２２が覆われており、スミアと呼ばれるノイズ発生を防止するようになされている。この遮光膜２２上には絶縁性の平坦化層２１が設けられ、平坦化層２１及び遮光膜２２を開口した部分によって上述の受光窓部１５が画定されている。
【００２８】
また、平坦化層２１上には赤外光吸収性の色素を含んだカラーフィルタ層２６が設けられている。カラーフィルタ層２６では、例えば、受けた光のうち赤色（Ｒ）の光を透過するように機能する。他のカラーフィルタ層２６では、受けた光のうち緑色（Ｇ）の光を透過するように機能する。更に他のカラーフィルタ層２６では、受けた光のうち青色（Ｂ）の光を透過するように機能する。上述の赤外光吸収性の色素を含んだカラーフィルタ層２６上には、アクリル樹脂等から成る略半球状のオンチップレンズ（マイクロレンズ）が設けられ、受けた光を受光窓部１５に結像するようになされる。
【００２９】
この実施形態では、カラーフィルタ層２６は、赤外光吸収性の色素を含むものである。カラーフィルタ層２６には、所望のレジスト材料に可視光吸収色素材料及び赤外光吸収色素材料を所定の割合で分散させた混合物が使用される。可視光吸収色素材料としては、例えば、図３に示すような分光特性を有する顔料が使用される。この顔料は、従来から色素分散フォトレジストで使用されている。
【００３０】
この半導体撮像装置１００でカラーフィルタ層２６の赤外光の透過率を例えば、５％以下に抑える場合、その色素分散フォトレジストの材料組成比は次の通りである。もちろん、透過率が５％以下というのは効果が期待できる目安である。
【００３１】
ネガ型フォトレジスト      ５０ｗｔ％
可視光吸収色素            ２５ｗｔ％
赤外光吸収色素            ２５ｗｔ％
この例で色素分散フォトレジストは、上述の材料組成比により、ネガ型フォトレジスト中にこれらの色素を添加して形成される。赤外光吸収色素材料には（１）式、すなわち、
【００３２】
【化１】
2007141876.tif 000003
から構成されるシアニン系の色素が使用される。シアニン色素とは２個の含窒素複素環をメチン基−ＣＨ＝又はその連鎖で結合した陽イオン構造を持つ色素の総称をいう。複素環は（１）式のキノリンの他にベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、単環式のピリジンなどが対象となる。メチン基の結合位置は（１）式に限られない。なお、ｎ＝０でシアニン、ｎ＝１でカルボシアニン、ｎ＝２でジカルボシアニンとなる。
【００３３】
Ｒ，Ｒ’はアルキル又はアルコキシルである。この例ではＲ，Ｒ’＝（ＣＨ3）2である。Ｘ-はハロゲンの陰イオンであり、この例ではＸ-＝ＣｌＯ4-である。これを（１）式に当てはめると、（２）式、すなわち、
【００３４】
【化２】
2007141876.tif 000004
に示すようになる。
【００３５】
もちろん、これに限られることはなく、赤外光吸収色素材料には（３）式、すなわち
【００３６】
【化３】
2007141876.tif 000005
から構成されるスクワリウム系の色素を使用してもよい（文献：Ｄ．Ｊ．Ｇravesteijnetal：Ｏptical  Ｓtorage  Ｍedia  ＳＰＩＥ−４２０，ｐ３２７，１９８３参照）。なお、赤外光吸収剤が含まれている基材であれば、非感光性のものでも形成可能である。感光性樹脂の例としてポジ型のレジスト材料を使用してもよい。
【００３７】
続いて、カラーフィルタ層２６の分光特性について説明する。図３は、本発明のカラーフィルタ（層）及びその比較例の分光特性を各々示すグラフ図である。  
図３に示す横軸は、フィルタ透過光の波長λ［ｎｍ］である。縦軸は、カラーフィルタの透過率［％］である。図中、実線Ｉは本発明のカラーフィルタ（層）の分光特性である。波線IIは、比較例としての可視光吸収色素のみを適用したカラーフィルタの分光特性である。
【００３８】
赤外光吸収色素を適用したカラーフィルタの分光特性としては、波長４００〜７００ｎｍの可視光領域では、吸収を持たず、波長７００〜１０００ｎｍの赤外光領域で、吸収を持つことが理想的である。比較例IIとしての可視光吸収色素のみを適用したカラーフィルタによれば、波長７００〜１０００ｎｍの赤外光領域で赤外光が吸収されずに透過している。
【００３９】
これに対して、本発明Ｉにおける可視光吸収色素材料及び赤外光吸収色素材料を適用したカラーフィルタ層２６の分光特性によれば、図３に示すように波長７００〜１０００ｎｍの赤外光領域における透過率が５％以下となっている。
【００４０】
続いて、カラーフィルタ層２６を備えた半導体撮像装置１００の動作例について説明をする。半導体撮像装置１００によれば、受光窓部１５に光を照射すると、この光がカラーフィルタ層２６を透過し、センサ部２０のフォトダイオードＰＤによって受光される。このとき、カラーフィルタ層２６に入射した赤外光は、図３に示したように赤外光領域における透過率が５％以下に抑えられる。そして、フォトダイオードＰＤでは受けた可視光をｐ型の不純物領域１４からｎ型の不純物領域１３へ取り込んで不純物領域１３内で光電変換し、信号電荷ｑを発生するようになされる。信号電荷ｑはｎ型の不純物領域１３の浅い部分に集まる。
【００４１】
そして、電荷転送用の電極１９にパルス信号が印加されると、ｎ型の不純物領域１３から電荷転送領域（垂直転送レジスタ）へ信号電荷ｑが読み出される。余剰電荷はｎ型の不純物領域１３からＰ−ＷＥＬＬ１２を通過してシリコン基板１１に抜けるようになされる。これにより、カラー信号Ｒ，Ｇ，Ｂを取り出すことができる。
【００４２】
このように、本発明に係る実施形態としての半導体撮像装置１００によれば、Ｎ画素×Ｍ画素の固体撮像素子ｐｉｊ及び電荷転送用の電極１９を有したセンサ部２０がｎ型シリコン基板１１に設けられ、受けた光を光電変換して信号電荷ｑを出力する。この撮像素子アレイ上には、赤外光吸収性の色素を含むカラーフィルタ層２６が設けられる。
【００４３】
従って、カラーフィルタ層２６に赤外光カット機能を持たせることができるので、カラーフィルタ機能で要求される可視光の高透過率性に加えて、赤外光カット機能で要求される赤外光低透過率性を合わせ持った半導体撮像装置１００を提供できるようになる。これにより、カメラ部材としての厚さ１乃至３ｍｍ程度を有する赤外線カットフィルタを使用せずに済むようになり、携帯電話機や携帯端末装置等のカメラの小型化に寄与するところが大きい。
【００４４】
（２）半導体撮像装置の製造方法
この実施形態では、色素分散フォトレジストや色素分散樹脂に赤外吸収型色素を分散することにより、作業工程数や使用材料を増やすことなく、カラーフィルタ層２６に赤外光カット機能を持たせ、所望の光学特性を得られるようにした。カラーフィルタ層２６の形成方法としては、（１）色素分散フォトレジスト（顔料分散型、染料分散型）をフォトリソグラフィ技術により形成する、（２）色素分散樹脂（顔料分散型、染料分散型）をフォトリソグラフィ及びドライエッチング技術により形成する、及び、（３）透明樹脂をフォトリソグラフィで形成後、染色法で着色する等が挙げられる。
【００４５】
次に述べる実施例では赤外光に比べて可視光に対して高い受光感度を持つ半導体撮像装置１００を製造する場合を前提とする。センサ部２０についてはフォトダイオードＰＤを有する固体撮像素子ｐｉｊの場合を例に挙げる。赤外光吸収色素材料には（２）式に示したようなシアニン系の色素を使用して、色素分散フォトレジストによるカラーフィルタ層２６の形成する場合を例に採る。
【実施例】
【００４６】
図４〜図９は、本発明に係る実施例としての半導体撮像装置１００の形成例（その１〜６）を示す工程図である。
【００４７】
上述の製造条件を前提にして、まず、図４に示すシリコン基板１１に複数の固体撮像素子ｐｉｊから成るセンサ部２０を形成する。図４に示した例では、センサ部２０で隣接する３画素の固体撮像素子ｐｉｊがｎ型のシリコン基板（ｎ−ｓｕｂ）１１に形成されている場合である。このｎ型シリコン基板１１にはｐ型の埋め込み層（以下でｐ−ＷＥＬＬという）１２が形成される。ｐ−ＷＥＬＬ１２はｎ型シリコン基板１１に広範囲にｐ型の不純物を拡散して形成したものである。
【００４８】
このｐ−ＷＥＬＬ１２にはチャネルストッパ１８が形成されている。この例でチャネルストッパ１８はｐ+型の不純物領域から構成されている。センサ部２０はｐｎｐｎ接合素子（フォトダイオードＰＤ）を構成するために、シリコン基板１１のｐ−ＷＥＬＬ１２にｎ型の不純物領域１３が形成され、このｎ型の不純物領域１３上にｐ+型の不純物領域１４が接合される。このｐ+型の純物領域１４上が受光窓部１５となされる。
【００４９】
これらのセンサ部２０及び電荷転送領域が形成されたシリコン基板１１上にはゲート絶縁膜１６を介在して電荷転送用の電極１９が形成される。電荷転送用の電極１９の上部及び側部はＳｉＯ2等の絶縁性の膜１７により絶縁される。電極１９下のシリコン基板１１にはｎ型の不純物領域２８が形成され、垂直転送（ＣＣＤ）レジスタを構成するようになさる。
【００５０】
これらの電極１９上には絶縁性の膜１７が形成され、この膜１７上にはアルミニウム等の遮光膜２２で覆うようになされる。これは、スミアと呼ばれるノイズ発生を防止するためである。この遮光膜２２上には絶縁性かつ透明性の平坦化層２１を形成する。素子表面はＣＭＰ（Chemical  Mechanical  Polishing）法等により平坦化する。平坦化層２１及び遮光膜２２を開口した部分によって上述の受光窓部１５が画定される。これにより、シリコン基板１１にＭ画素×Ｎ画素の固体撮像素子ｐｉｊ及び電極１９を有し、素子上部全面が平坦化されたセンサ部２０（撮像素子アレイ）を形成することができる。
【００５１】
そして、図５に示すシリコン基板１１に形成され、かつ、平坦化されたセンサ部２０の所望の画素の上部に、例えば、緑色用のカラーフィルタ層２６を形成する。この際に、所望のレジスト材料に可視光吸収色素材料及び赤外光吸収色素材料を所定の割合で分散させて得られる混合物を使用する。例えば、カラーフィルタ層２６は可視光及び赤外光吸収用の色素を添加して形成したネガ型フォトレジスト液（混合物）を塗布し、このフォトレジスト層２６’をパターニングすることにより形成される。カラーフィルタ層２６の材料組成比はネガ型フォトレジストが５０ｗｔ％に対して、可視光吸収色素が２５ｗｔ％、赤外光吸収色素が２５ｗｔ％である。
【００５２】
そして、図６において、ステッパ等の露光装置を使用してシリコン基板１１上のネガ型のフォトレジスト層２６’を露光する。その時、センサ部２０とボンディングパッド部２４上にカラーフィルタ層２６が残らないようにレチクル（乾板）３０等によりマスクをする。この例ではｉ線ステッパを使用した。
【００５３】
その後、図７において、ネガ型のフォトレジスト層２６’を現像した後、所定の温度でベーク処理をする。これにより、図７に示すセンサ部２０の所定の画素上に赤外光吸収性の色素を含む緑色用のカラーフィルタ層２６を形成することができる。このような処理を他の色用のカラーフィルタ層についても同様な処理を繰り返して行う。
【００５４】
例えば、図５において、緑色用のカラーフィルタ層２６を挟んだ両側に、青色用のカラーフィルタ層２６”を形成する場合、青色用の可視光及び赤外光吸収用の色素を添加して形成したネガ型フォトレジスト液（混合物）を塗布し、このフォトレジスト層２６”を露光、現像及び熱処理してパターニングすることにより形成される。これにより、図８に示すように、図中、二重波線で示した緑色用のカラーフィルタ層２６の両側に二点鎖線で示す青色用のカラーフィルタ層２６”を形成することができる。赤色用のカラーフィルタ層の製造方法については、その説明を省略する。
【００５５】
その後の処理は、従来技術と同様にして、図９に示すように、カラーフィルタ層２６、２６”等の上に略半球状のオンチップレンズ２７を形成する。これにより、１画素が図２に示したような固体撮像素子ｐｉｊを有する半導体撮像装置１００を形成することができる。
【００５６】
このように、実施例としての半導体撮像装置の製造方法によれば、カラーフィルタ機能で要求される可視光の高透過率性に加えて、赤外光カット機能で要求される赤外光低透過率性を合わせ持ったカラーフィルタ機能付きの半導体撮像装置１００を製造できるようになった。
【００５７】
しかも、カラーフィルタ層２６とは別に形成されていた赤外光カット用のフィルタ層の形成工程を省略することができ、半導体ウエハ工程における作業時間の短縮化及び、使用材料の削減化が図られ、製造コストを低減できるようになった。また、カメラ光学系の小型化（１〜３ｍｍ薄膜化）を製造工程や使用材料を増やさずに達成できるようになった。
【００５８】
なお、上述の実施例で、赤外光吸収色素材料に関して、（２）式に示したようなシアニン系の色素を使用する場合について説明したが、これに限られることはなく、（３）式に示したようなスクワリウム系の色素を使用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
この発明は、可視光及び赤外光に対して受光感度を有する固体撮像素子や電界効果型の撮像素子を備えられた半導体撮像装置に適用して極めて好適である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明に係る実施形態としての半導体撮像装置１００の構造例を示す一部破砕の斜視図である。
【図２】半導体撮像装置１００の１画素の固体撮像素子ｐｉｊの構造例を示す断面図である。
【図３】本発明のカラーフィルタ（層）及びその比較例の分光特性を各々示すグラフ図である。
【図４】本発明に係る実施例としての半導体撮像装置１００の形成例（その１）を示す工程図である。
【図５】その半導体撮像装置１００の形成例（その２）を示す工程図である。
【図６】その半導体撮像装置１００の形成例（その３）を示す工程図である。
【図７】その半導体撮像装置１００の形成例（その４）を示す工程図である。
【図８】その半導体撮像装置１００の形成例（その５）を示す工程図である。
【図９】その半導体撮像装置１００の形成例（その６）を示す工程図である。
【符号の説明】
【００６１】
１１・・・シリコン基板（基板）、１２・・・ｐ−ＷＥＬＬ（半導体埋め込み層）、１３・・・ｎ型の不純物領域、１４・・・ｐ型の不純物領域、１５・・・受光窓部、１６・・・ゲート絶縁膜、１７・・・絶縁性の膜（ＳｉＯ2膜）、１８・・・チャネルストッパ、１９・・・電荷転送用の電極部、２０・・・センサ部（撮像素子アレイ）、２１・・・平坦化層、２２・・・遮光膜、２３・・・配線部、２４・・・ボンディングパッド部（接続用の電極部）、２５・・・フレア防止膜、２６’・・・レジスト膜、２６，２６”・・・カラーフィルタ層、２７・・・オンチップレンズ、１００・・・半導体撮像装置
【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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【手続補正書】
【提出日】平成18年12月22日(2006.12.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
また、平坦化層２１上には赤外光吸収性の色素を含んだカラーフィルタ層２６が設けられている。カラーフィルタ層２６では、例えば、受けた光のうち赤色（Ｒ）の光を透過するように機能する。他のカラーフィルタ層２６では、受けた光のうち緑色（Ｇ）の光を透過するように機能する。更に他のカラーフィルタ層２６では、受けた光のうち青色（Ｂ）の光を透過するように機能する。上述の赤外光吸収性の色素を含んだカラーフィルタ層２６上には、アクリル樹脂等から成る略半球状のオンチップレンズ２７（マイクロレンズ）が設けられ、受けた光を受光窓部１５に結像するようになされる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
このｐ−ＷＥＬＬ１２にはチャネルストッパ１８が形成されている。この例でチャネルストッパ１８はｐ+型の不純物領域１４から構成されている。センサ部２０はｐｎｐｎ接合素子（フォトダイオードＰＤ）を構成するために、シリコン基板１１のｐ−ＷＥＬＬ１２にｎ型の不純物領域１３が形成され、このｎ型の不純物領域１３上にｐ+型の不純物領域１４が接合される。このｐ+型の純物領域１４上が受光窓部１５となされる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
例えば、図８において、緑色用のカラーフィルタ層２６を挟んだ両側に、青色用のカラーフィルタ層２６”を形成する場合、青色用の可視光及び赤外光吸収用の色素を添加して形成したネガ型フォトレジスト液（混合物）を塗布し、このフォトレジスト層２６”を露光、現像及び熱処理してパターニングすることにより形成される。これにより、図８に示すように、図中、二重波線で示した緑色用のカラーフィルタ層２６の両側に二点鎖線で示す青色用のカラーフィルタ層２６”を形成することができる。赤色用のカラーフィルタ層の製造方法については、その説明を省略する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
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