專利名稱：固體攝像器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在半導(dǎo)體基片上形成的多個(gè)受光元件各自具有層內(nèi)透鏡和濾色片的固體攝像器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著固體攝像器件的單元的微細(xì)化發(fā)展、受光元件變小，而需要高靈敏度化技術(shù)。于是，在固體攝像器件中，在各受光元件之上形成微透鏡，將入射光聚光在受光元件上，實(shí)現(xiàn)接收靈敏度(感度)的提高。
圖1是表示現(xiàn)有的固體攝像器件的剖面的圖。在圖1中，示出了兩個(gè)光電二極管的剖面。如圖所示，固體攝像器件在硅半導(dǎo)體基片10上，形成進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的受光元件即光電二極管1、絕緣膜2、層內(nèi)透鏡3、層內(nèi)透鏡平坦膜4、濾色層5、透明膜6、及微透鏡7。包括二極管1的單元的尺寸被微細(xì)化，例如用縱橫3μm以下的單元尺寸，形成折射率(n＞1.8)的上凸形狀的折射率高的層內(nèi)透鏡3。
圖2(a)～(b)是按照制造工序的順序來表示現(xiàn)有的固體攝像器件的剖面的圖。也就是說，現(xiàn)有的制造方法首先在半導(dǎo)體基片10上形成光電二極管1、絕緣膜2和層內(nèi)透鏡3(圖2(a))。然后，涂敷丙烯等透明膜4(圖2(b))，通過回蝕(etchback)除去透明膜4直至層內(nèi)透鏡3的上表面附近(圖2(c))，而完全平坦化。另外，該平坦化，作為透明膜4涂敷具有流動(dòng)性的透明膜抗蝕劑(resist)，通過曝光、顯影、流動(dòng)處理形成透明膜4。另外，按照每個(gè)顏色，通過涂敷、曝光、顯影來形成濾色層5(圖(d))。
另外，根據(jù)日本特開2001-44406號(hào)公報(bào)等，揭示了固體攝像器件及其制造方法，如圖3所示，在受光部的基本正上方形成聚光透鏡20，在凸?fàn)畹钠教够?6之上形成平坦化膜17和濾色片18。
根據(jù)圖1和圖3的現(xiàn)有技術(shù)，為了向光電二極管中射入多一點(diǎn)入射光，而形成折射率高的層內(nèi)透鏡(聚光透鏡)，謀求靈敏度的提高。
但是，根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的固體攝像器件，存在開放靈敏度和廣入射角化困難的問題。
具體而言，圖1的光電二極管1與微透鏡7之間的距離、或圖3的受光部和濾色片之間的距離變長(zhǎng)，因入射光的衰減、反射和慢射等而存在開放靈敏度的提高和廣入射角化困難的問題。
另外，由于濾色片與受光部(光電二極管)之間的距離長(zhǎng)，所以存在容易與鄰接的濾色片發(fā)生混色的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供固體攝像器件及其制造方法，提高開放靈敏度且實(shí)現(xiàn)廣入射角化，防止混色容易。
為了解決上述課題，本發(fā)明固體攝像器件，在半導(dǎo)體基片上形成的多個(gè)受光元件各自具有層內(nèi)透鏡和濾色片，其中，上述濾色片直接設(shè)在上述層內(nèi)透鏡上(參照?qǐng)D4、圖8或圖12)。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，由于以蓋上層內(nèi)透鏡的方式直接設(shè)置濾色片，所以可以縮短現(xiàn)有的濾色片和光電二極管之間的距離(圖3)、或光電二極管與微透鏡之間的距離(圖1)，降低入射光的衰減、漫射及反射，可以實(shí)現(xiàn)開放靈敏度提高和廣入射角化。進(jìn)而，可以降低來自相鄰接的濾色片的混色。
在此，上述固體攝像器件也可以在上述濾色片和層內(nèi)透鏡之間具有透明薄膜的結(jié)構(gòu)，上述透明薄膜沿著層內(nèi)透鏡的凸?fàn)畹谋砻?參照?qǐng)D6)。
在此，上述固體攝像器件也可以是還具有透鏡間平坦膜的結(jié)構(gòu)，上述透鏡間平坦膜形成于比層內(nèi)透鏡的高度低的位置，使層內(nèi)透鏡的凸?fàn)畋砻嬷斜仍撐恢玫偷谋砻娌糠?、及層?nèi)透鏡之間平坦化(參照?qǐng)D8)。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，可以利用透鏡間平坦膜的膜厚來容易地進(jìn)行分光調(diào)整。
在此，也可以構(gòu)成為上述濾色片設(shè)在層內(nèi)透鏡之上的結(jié)構(gòu)(參照?qǐng)D12)。
在此，也可以構(gòu)成為上述濾色片的上表面是凸?fàn)畹?參照?qǐng)D12)。
另外，本發(fā)明的固體攝像器件的制造方法，上述固體攝像器件的在半導(dǎo)體基片上形成的多個(gè)受光元件各自具有層內(nèi)透鏡和濾色片，上述制造方法具有以下步驟第1步驟，在層內(nèi)透鏡之上涂敷第1顏色的濾色片用的抗蝕劑；第2步驟，利用第1顏色的濾色片用的掩模圖形對(duì)抗蝕劑進(jìn)行曝光；第3步驟，在曝光后，以殘留第1顏色的濾色片的方式對(duì)抗蝕劑進(jìn)行顯影；及第4步驟，對(duì)第1顏色以外的顏色的濾色片，進(jìn)行上述涂敷、曝光和顯影。
根據(jù)上述構(gòu)成，由于如圖4所示以蓋上層內(nèi)透鏡的方式直接設(shè)置濾色片，所以可以縮短現(xiàn)有的濾色片和光電二極管之間的距離(圖3)、以及光電二極管與微透鏡之間的距離(圖1)，所以可以實(shí)現(xiàn)開放靈敏度的提高和廣入射角化。進(jìn)而，可以降低來自相鄰接的濾色片的混色。
上述制造方法，也可以在上述第1步驟之前，有沿著層內(nèi)透鏡的凸?fàn)畋砻嫘纬赏该鞅∧さ牟襟E；在上述第1步驟和第4步驟，間隔著上述透明薄膜在層內(nèi)透鏡之上涂敷上述抗蝕劑。這樣，可以制造圖6所示的固體攝像器件。
上述制造方法，也可以在上述第1步驟之前具有如下步驟在層內(nèi)透鏡及該層內(nèi)透鏡之間，涂敷透明膜的步驟；及利用回蝕除去所涂敷的上述透明膜，直至比層內(nèi)透鏡的高度低的位置的步驟。這樣，可以制造圖8所示的固體攝像器件。
上述制造方法，也可以在上述第1步驟之前具有如下步驟在層內(nèi)透鏡及該層內(nèi)透鏡之間，涂敷能形成圖形的透明膜的步驟；使用在層內(nèi)透鏡之間的區(qū)域殘留上述透明膜用的掩模，對(duì)所涂敷的上述透明膜進(jìn)行曝光的步驟；在曝光后，進(jìn)行顯影以使得所涂敷的上述透明膜僅在層內(nèi)透鏡之間殘留的顯影步驟；及對(duì)利用顯影而殘留的透明膜進(jìn)行流動(dòng)處理，由此以蓋上層內(nèi)透鏡之間的區(qū)域和層內(nèi)透鏡周圍的表面部分的方式使上述透明膜平坦的步驟。這樣，可以制造圖8所示的固體攝像器件。
上述制造方法，也可以在上述第4步驟之后還具有以下步驟在上述濾色片之上涂敷具有流動(dòng)性的抗蝕劑的步驟；利用顯影在層內(nèi)透鏡上殘留抗蝕劑，利用流動(dòng)處理使殘留的抗蝕劑形成為凸?fàn)畹牟襟E；及對(duì)形成為凸?fàn)畹目刮g劑和濾色片進(jìn)行回蝕，由此使濾色片形成為凸?fàn)畹牟襟E。這樣，可以制造圖12所示的固體攝像器件。
根據(jù)上述制造方法，通過在層內(nèi)透鏡上直接設(shè)置濾色片(或通過透明膜使層內(nèi)透鏡上不完全平坦)的結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)開放靈敏度的提高和廣入射角化。
若采用如上說明過的本發(fā)明的固體攝像器件及其制造方法，則與現(xiàn)有固體攝像器件相比較，可以實(shí)現(xiàn)固體攝像器件的薄膜化、即縮短從頂部透鏡(微透鏡7)到受光面的距離，可以降低入射光的衰減、漫射和反射，可以實(shí)現(xiàn)開放靈敏度的提高和廣入射角化。
再者，還可以降低來自相鄰的濾色片的混色。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的固體攝像器件的剖面圖。
圖2是表示現(xiàn)有技術(shù)的固體攝像器件的制造工序的圖。
圖3是表示現(xiàn)有技術(shù)的固體攝像器件的剖面的圖。
圖4是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的固體攝像器件的剖面圖。
圖5是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的固體攝像器件的制造工序的說明圖。
圖6是表示本發(fā)明實(shí)施方式2的固體攝像器件的剖面圖。
圖7是表示本發(fā)明實(shí)施方式2的固體攝像器件的制造工序的圖。
圖8是表示本發(fā)明實(shí)施方式3的固體攝像器件的剖面圖。
圖9是表示本發(fā)明實(shí)施方式3的固體攝像器件的制造工序的圖。
圖10是表示本發(fā)明實(shí)施方式3的固體攝像器件的制造工序(前半)的圖。
圖11是表示本發(fā)明實(shí)施方式3的固體攝像器件的制造工序(后半)的圖。
圖12是表示本發(fā)明實(shí)施方式4的固體攝像器件的剖面圖。
圖13是表示本發(fā)明實(shí)施方式4的固體攝像器件的制造工序(前半)的圖。
圖14是表示本發(fā)明實(shí)施方式4的固體攝像器件的制造工序(后半)的圖。
具體實(shí)施例方式
(實(shí)施方式1)<固體攝像器件的結(jié)構(gòu)>
圖4是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的固體攝像器件的剖面的圖。該固體攝像器件具有二維排列的受光元件(光電二極管)。在圖4中，示出了兩個(gè)受光元件的剖面。
該固體攝像器件在硅半導(dǎo)體基片10上形成的光電二極管1上，疊層了BPSG(硼磷硅酸玻璃)等形成的被平坦化的透明的絕緣膜2，在其上層疊了凸形狀的折射率高(n＞1.8)的層內(nèi)透鏡3、由含有染料或顏料的濾色片形成的濾色層5、丙烯類透明樹脂形成的透明膜6、及微透鏡(或稱作頂部透鏡top lens)7。
濾色層5的顏色可根據(jù)固體攝像器件的色排列(例如Bayer排列)分別設(shè)定。該濾色層5直接設(shè)置于層內(nèi)透鏡3。從而，可以將從頂部透鏡(微透鏡7)到光電二極管1的距離，縮短與濾色層5和層內(nèi)透鏡3之間不夾設(shè)平坦膜相當(dāng)?shù)牟糠?。其結(jié)果，可以實(shí)現(xiàn)開放靈敏度的提高和廣入射角化。換而言之，由于與現(xiàn)有的固體攝像器件相比較，可縮短距頂部透鏡(微透鏡7)的距離，所以來自頂部透鏡7的入射光在到達(dá)光電二極管之前，衰減、漫射或反射的可能性降低，聚光率提高，靈敏度也提高。
而且，在本實(shí)施方式的固體攝像器件中，含有1個(gè)光電二極管1的各單元的尺寸例如縱橫分別約為3μm或3μm以下。
<固體攝像器件的制造方法>
圖5(a)～(d)是對(duì)圖4所示的本實(shí)施方式的固體攝像器件，按照制造工序的順序示出其剖面的圖。以下，在(11)～(16)中說明該制造工序。
(11)如圖5(a)所示，在層內(nèi)透鏡3上直接平坦地涂敷0.3～1.0μm的濾色片抗蝕劑(color filter resist)5。這里，濾色片抗蝕劑5的顏色例如為RGB三色中的R(紅色)。
(12)如圖5(b)所示，蓋上抗蝕劑掩模(resist mask)8對(duì)所涂敷的濾色片抗蝕劑5進(jìn)行曝光。例如在濾色片抗蝕劑5是正型時(shí)，抗蝕劑掩模8僅遮蔽預(yù)先決定的色排列(例如Bayer排列)中的紅色相對(duì)應(yīng)的光電二極管。也可以是負(fù)型。
(13)如圖5(c)所示，通過對(duì)被曝光的濾色片抗蝕劑進(jìn)行顯影，殘留與紅色相對(duì)應(yīng)的光電二極管1的濾色片抗蝕劑，除去這以外的濾色片抗蝕劑，從而在層內(nèi)透鏡3上形成紅色的濾色層5。
(14)與上述(11)～(13)一樣，通過圖形化(patterning)分別形成藍(lán)色的濾色層5、綠色的濾色層5。這樣，各色的濾色層5形成在遵照色排列的各自的位置上。
(15)如圖4所示，利用例如丙烯類的透明樹脂，在濾色層5上形成透明膜6。該丙烯類的透明樹脂層6如下形成在多次涂敷丙烯類樹脂之后，通過回蝕使其平坦化。而且，也可以代替丙烯類透明樹脂，而采用含有感光劑的酚醛類樹脂并利用公知的光刻技術(shù)進(jìn)行平坦化，來形成由酚醛類樹脂形成的透明膜6。
(16)接著，在透明膜6上形成微透鏡7。微透鏡7例如如下形成在酚醛類透明樹脂中調(diào)和感光劑，通過公知的光刻技術(shù)形成，再利用紫外線照射來提高透射率而形成。該工序的結(jié)果，制成具有圖4所示的剖面的固體攝像器件。
根據(jù)以上說明的本實(shí)施方式的固體攝像器件及其制造方法，由于在層內(nèi)透鏡3上直接形成濾色層5，所以可以縮短從光電二極管1的受光面到頂部透鏡(第1微透鏡7)的距離，開放靈敏度的提高及廣入射角化變得容易。再者，由于能夠縮短濾色層5和光電二極管1的受光面的距離，所以可以減低來自鄰接的濾色層5的混色。
(實(shí)施方式2)<固體攝像器件的結(jié)構(gòu)>
圖6是表示本發(fā)明實(shí)施方式2的固體攝像器件的剖面圖。圖6的固體攝像器件的結(jié)構(gòu)與圖4相比較，不同之處在于在層內(nèi)透鏡3和濾色層5之間夾設(shè)薄膜4。省略與圖4相同之處，以不同之處為中心進(jìn)行說明。
薄膜4是折射率n＝1.4～1.6左右的丙烯等透明膜，在層內(nèi)透鏡3的表面上是沿著該表面形成的0～0.4μm左右的薄膜，在層內(nèi)透鏡之間是0.2～0.5μm左右的薄膜。這樣，使濾色層5的形成工序簡(jiǎn)易化。也就是說，由于層內(nèi)透鏡3之間存在薄膜4，可以使自由地調(diào)整(分光調(diào)整)濾色層5的膜厚變得容易。
<固體攝像器件的制造方法>
圖7(a)～(e)是對(duì)圖6所示的實(shí)施方式2的固體攝像器件，按照制造工序的順序示出其剖面的圖。以下，在(21)～(27)中說明該制造工序。
(21)如圖7(a)所示，在層內(nèi)透鏡3上，涂敷1～2層0.1～0.5μm左右的、折射率為1.4～1.6左右的丙烯這樣的薄膜4。通過這樣，層內(nèi)透鏡3上的透明膜變成0～0.4μm左右的薄膜，而且，層內(nèi)透鏡3彼此間的透明膜為0.2～0.5μm左右。由于該薄膜4將絕緣膜2和層內(nèi)透鏡3的周邊部形成棱角的部分被埋入，所以與實(shí)施方式1比較，能簡(jiǎn)化后續(xù)的形成濾色層5的工序。
(22)如圖7(b)所示，在薄膜4上涂敷0.3～1.0μm的濾色片抗蝕劑5。這里，濾色片抗蝕劑5的顏色例如為RGB三色中的R(紅色)。
(23)如圖7(c)所示，蓋上抗蝕劑掩模8對(duì)所涂敷的濾色片抗蝕劑5進(jìn)行曝光。例如在濾色片抗蝕劑5是正型時(shí)，抗蝕劑掩模8僅遮蔽預(yù)先決定的色排列(例如Bayer排列)中的紅色相對(duì)應(yīng)的光電二極管。也可以是負(fù)型。
(24)如圖7(d)所示，通過對(duì)被曝光的濾色片抗蝕劑進(jìn)行顯影，殘留與紅色相對(duì)應(yīng)的光電二極管1的濾色片抗蝕劑，除去這以外的濾色片抗蝕劑，從而在薄膜4上形成紅色的濾色層5。這時(shí)，與其它顏色對(duì)應(yīng)的濾色片抗蝕劑被除去，但層內(nèi)透鏡3的周邊部沒有形成棱角，所以難以殘留該部分，能容易地除去。
(25)如圖7(e)所示，與上述(22)～(24)一樣，通過圖形化分別形成藍(lán)色的濾色層5和綠色的濾色層5。這樣，各色的濾色層5形成在遵照色排列的各自的位置上。
(26)如圖6所示，與上述(15)一樣，在濾色層5上形成透明膜6。
(27)如上述(16)一樣，在透明膜6上形成微透鏡7。這樣，制成具有圖6所示的剖面的固體攝像器件。
根據(jù)以上說明的本實(shí)施方式的固體攝像器件及其制造方法，除了具有在實(shí)施方式1中說明過的提高開放靈敏度和減少混色的效果之外，還由于用薄膜4埋住絕緣膜2上的層內(nèi)透鏡3的周邊部的棱角部分后形成濾色層5，所以可以容易地進(jìn)行濾色片形成工序。也就是說，與不存在薄膜4的情況相比較，可以容易進(jìn)行濾色層5的分光調(diào)整。
而且，在圖6中，雖然在層內(nèi)透鏡3的表面上存在薄膜4，但若存在于層內(nèi)透鏡3之間也能得到同樣的效果，所以也可以不存在于層內(nèi)透鏡3的上部的表面上。
(實(shí)施方式3)<固體攝像器件的結(jié)構(gòu)>
圖8是表示本發(fā)明實(shí)施方式3的固體攝像器件的剖面的圖。圖8的固體攝像器件的結(jié)構(gòu)與表示實(shí)施方式2的圖6相比較，不同之處在于薄膜4不存在于層內(nèi)透鏡3的上部的表面上。省略與圖4相同之處，以不同之處為中心進(jìn)行說明。
薄膜4形成至比層內(nèi)透鏡3的高度低的位置，使層內(nèi)透鏡3的凸?fàn)畋砻嬷斜仍撐恢玫偷谋砻娌糠帧⒓皩觾?nèi)透鏡之間平坦。也就是說，以埋住層內(nèi)透鏡3的周邊部和層內(nèi)透鏡之間的方式來使其平坦。如上所述，薄膜4是這樣一種平坦膜，其不存在于層內(nèi)透鏡3表面的上部，而存在于周邊部的表面和層內(nèi)透鏡3之間。若這樣，則能夠與實(shí)施方式2一樣容易地進(jìn)行濾色片形成工序。
另外，薄膜4可以是透明膜，由于若透射率小則切斷斜光，所以能起到防止混色的作用。
<固體攝像器件的制造方法>
圖9(a)～(f)是對(duì)圖8所示的本實(shí)施方式的固體攝像器件，按照制造工序的順序示出其剖面的圖。以下，在(31)～(37)中說明該制造工序。
(31)如圖9(a)所示，在層內(nèi)透鏡3及層內(nèi)透鏡3之間，涂敷0.5～1μm左右的丙烯這樣的透明膜。由此，形成比層內(nèi)透鏡3高的透明膜。
(32)如圖9(b)所示，通過回蝕透明膜而形成薄膜4。也就是說，在層內(nèi)透鏡3的上部表面不殘留透明膜，在層內(nèi)透鏡之間殘留0.1～0.5μm左右的薄膜4。
(33)如圖9(c)所示，在薄膜4上涂敷0.3～1.0μm的濾色片抗蝕劑5。該工序與上述(22)相同。
(34)如圖9(d)所示進(jìn)行曝光，該工序與上述(23)相同。
(35)如圖9(e)所示進(jìn)行顯影，該工序與上述(24)相同。
(36)如圖9(f)所示，反復(fù)進(jìn)行上述(33)～(35)，分別通過圖形化形成其他顏色的濾色層5。該工序與上述(25)相同。
(37)與上述(26)相同，在濾色層5上形成透明膜6。這樣，可以制成具有圖8所示剖面的固體攝像器件。
另外，薄膜4可以是透明膜，光透射率也可以小(例如黑)。若這樣，則遮斷斜光的入射，能減少混色。
(變形例)圖10(a)～(d)和圖11(e)～(h)是對(duì)圖9所示的本實(shí)施方式的變形例，按照制造工序的順序示出其剖面的圖。以下，在(41)～(49)中說明該制造工序。
(41)如圖10(a)所示，在層內(nèi)透鏡3及層內(nèi)透鏡3之間，涂敷0.1μm～0.9μm左右的能形成圖形的透明抗蝕劑。能形成圖形的透明抗蝕劑例如有酚醛類樹脂等。
(42)如圖10(b)所示，使用用于在層內(nèi)透鏡3之間殘留透明抗蝕劑的抗蝕劑掩模進(jìn)行曝光。
(43)如圖10(c)所示，通過顯影在層內(nèi)透鏡3間殘留透明抗蝕劑，從而形成薄膜4。
(44)如圖10(d)所示，通過熱流動(dòng)處理在層內(nèi)透鏡3的下部表面密接薄膜4。利用該薄膜4的膜厚，能進(jìn)行上述(32)中說明過的分光調(diào)整。
(45)如圖11(e)所示，在層內(nèi)透鏡3上涂敷0.3～1.0μm的濾色片抗蝕劑5。該工序與上述(22)相同。
(46)如圖11(f)所示進(jìn)行曝光，該工序與上述(23)相同。
(47)如圖11(g)所示進(jìn)行顯影，該工序與上述(24)相同。
(48)如圖11(h)所示，反復(fù)進(jìn)行上述(45)～(47)，分別通過圖形化形成其他顏色的濾色層5。該工序與上述(25)相同。
(49)與上述(26)相同，在濾色層5上形成透明膜6，再形成微透鏡7。
通過這樣的制造方法(變形例)，也可以制成具有圖8所示剖面的固體攝像器件。
根據(jù)以上說明的本實(shí)施方式的固體攝像器件及其制造方法，也可以與實(shí)施方式2一樣，可以容易地進(jìn)行分光靈敏度的調(diào)整。
(實(shí)施方式4)<固體攝像器件的結(jié)構(gòu)>
圖12是表示本發(fā)明實(shí)施方式4的固體攝像器件的剖面圖。圖12的固體攝像器件的結(jié)構(gòu)與表示實(shí)施方式1的圖4的結(jié)構(gòu)相比較，不同之處在于濾色層5不存在于層內(nèi)透鏡3之間的上方而形成在層內(nèi)透鏡之上這點(diǎn)、及濾色層5的形狀是通過轉(zhuǎn)印層內(nèi)透鏡3的形狀而形成的這點(diǎn)。
僅在層內(nèi)透鏡3上形成濾色層5。這樣，可以減少混色。另外，濾色層5的形狀通過轉(zhuǎn)印層內(nèi)透鏡3的形狀而形成，是為了使濾色層5具有透鏡效果。這樣可以圖謀聚光率的提高。
<固體攝像器件的制造方法>
圖13(a)～(d)和圖14(e)～(f)是對(duì)圖12所示的本實(shí)施方式的固體攝像器件，按照制造工序的順序示出其剖面的圖。以下，在(51)～(59)中說明該制造工序。
(51)如圖13(a)所示，在層內(nèi)透鏡3上涂敷0.3～1.0μm的濾色片抗蝕劑。這里，濾色片抗蝕劑5的顏色例如為RGB三色中的R(紅色)。
(52)如圖13(b)所示，蓋上抗蝕劑掩模8對(duì)所涂敷的濾色片抗蝕劑5進(jìn)行曝光。例如在濾色片抗蝕劑5是正型時(shí)，抗蝕劑掩模8僅遮蔽預(yù)先決定的色排列中的紅色相對(duì)應(yīng)的光電二極管。也可以是負(fù)型。
(53)如圖13(c)所示，通過對(duì)被曝光的濾色片抗蝕劑進(jìn)行顯影，殘留與紅色相對(duì)應(yīng)的光電二極管1的濾色片抗蝕劑，除去這以外的濾色片抗蝕劑，從而在層內(nèi)透鏡3上形成紅色的濾色層5。
(54)如圖13(d)所示，反復(fù)進(jìn)行上述(51)～(53)，通過圖形化分別形成藍(lán)色的濾色層5和綠色的濾色層5。這樣，各色的濾色層5形成在遵照色排列的各自的位置上。
(55)如圖14(e)所示，在濾色層5上形成具有流動(dòng)性的抗蝕劑11。
(56)如圖14(f)所示，對(duì)層內(nèi)透鏡3之間的上方部分進(jìn)行曝光。
(57)如圖14(g)所示，通過顯影除去層內(nèi)透鏡3之間的上方部分的抗蝕劑(也就是殘留層內(nèi)透鏡3上的抗蝕劑)，再通過流動(dòng)處理將抗蝕劑的形狀如圖14(g)那樣上部形成凸?fàn)?與微透鏡一樣的形狀)。
(58)如圖14(h)所示，通過回蝕抗蝕劑和濾色層5，在濾色層5上轉(zhuǎn)印抗蝕劑的凸形狀。
(59)如圖12所示，在濾色層5上形成透明膜6，再形成微透鏡7。
通過這樣的制造方法，可以制造具有圖12所示的固體攝像器件。
根據(jù)以上說明的本實(shí)施方式的固體攝像器件及其制造方法，由于濾色層5直接形成在層內(nèi)透鏡3上，還具有透鏡形狀，所以可以圖謀聚光率的進(jìn)一步提高。
而且，在本實(shí)施方式中，也可以是在絕緣膜2和層內(nèi)透鏡3上具有實(shí)施方式2的圖6所示的層內(nèi)透鏡平坦膜4的結(jié)構(gòu)，也可以是在在絕緣膜2上具有實(shí)施方式3的圖8所示的層內(nèi)透鏡平坦膜4的結(jié)構(gòu)。
而且，在上述各實(shí)施方式的固體攝像器件(特別是濾色層5具有透鏡效果的固體攝像器件(圖12))中，也可以構(gòu)成為不具備頂部透鏡(微透鏡7)。若這樣，則可以縮短至光電二極管1的距離(即使固體攝像器件薄膜化)，還可以圖謀廣入射角化。再有，也能縮短制造周期(訂貨至交貨的時(shí)間)。
而且，以濾色層5為例，雖然說明了在色調(diào)優(yōu)先的固體攝像器件中使用的原色方式，但也可以是分辨率、靈敏度優(yōu)先的固體攝像器件中使用的補(bǔ)色方式。補(bǔ)色方式的情況下，作為濾色層，形成在深紅色光用濾色層、綠色光用濾色層、黃色光用濾色層、藍(lán)綠光用濾色層的公知的色排列的各自決定的位置上。
另外，作為形成濾色層5的材料，有含有染料的有色抗蝕劑、含有顏料的有色抗蝕劑，但也可以任意選擇。而且，也可以對(duì)能染色的透明的抗蝕劑進(jìn)行染色。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明適用于照相機(jī)、攝像機(jī)等中使用的固體攝像器件，具體而言，適用于與便攜式電話機(jī)的內(nèi)置攝像頭、數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)、信息處理設(shè)備相連接的攝影單元。
權(quán)利要求
1.一種固體攝像器件，在半導(dǎo)體基片上形成的多個(gè)受光元件各自具有層內(nèi)透鏡和濾色片，其特征在于，上述濾色片直接設(shè)置于上述層內(nèi)透鏡。
2.如權(quán)利要求1記載的固體攝像器件，其特征在于，還具有透鏡間平坦膜，上述透鏡間平坦膜形成于比層內(nèi)透鏡的高度低的位置，使層內(nèi)透鏡的凸?fàn)畋砻嬷斜仍撐恢玫偷谋砻娌糠?、及層?nèi)透鏡之間平坦化。
3.如權(quán)利要求2記載的固體攝像器件，其特征在于，上述濾色片的上表面是凸?fàn)畹摹?br> 4.如權(quán)利要求2記載的固體攝像器件，其特征在于，上述濾色片設(shè)置在層內(nèi)透鏡之上。
5.如權(quán)利要求1記載的固體攝像器件，其特征在于，上述濾色片設(shè)置在層內(nèi)透鏡之上。
6.如權(quán)利要求1記載的固體攝像器件，其特征在于，上述濾色片的上表面是凸?fàn)畹摹?br> 7.一種固體攝像器件，在半導(dǎo)體基片上形成的多個(gè)受光元件各自具有層內(nèi)透鏡和濾色片，其特征在于，在上述濾色片和層內(nèi)透鏡之間具有透明薄膜，上述透明薄膜沿著層內(nèi)透鏡的凸?fàn)畹谋砻?，上述濾色片形成在上述層內(nèi)透鏡上。
8.如權(quán)利要求7記載的固體攝像器件，其特征在于，還具有透鏡間平坦膜，上述鏡間平坦膜形成于比層內(nèi)透鏡的高度低的位置，使層內(nèi)透鏡的凸?fàn)畋砻嬷斜仍撐恢玫偷谋砻娌糠?、及層?nèi)透鏡之間平坦化。
9.如權(quán)利要求8記載的固體攝像器件，其特征在于，上述濾色片的上表面是凸?fàn)畹摹?br> 10.如權(quán)利要求9記載的固體攝像器件，其特征在于，上述濾色片設(shè)置在層內(nèi)透鏡之上。
11.如權(quán)利要求7記載的固體攝像器件，其特征在于，上述濾色片設(shè)置在層內(nèi)透鏡之上。
12.如權(quán)利要求7記載的固體攝像器件，其特征在于，上述濾色片的上表面是凸?fàn)畹摹?br> 13.一種固體攝像器件的制造方法，上述固體攝像器件的在半導(dǎo)體基片上形成的多個(gè)受光元件各自具有層內(nèi)透鏡和濾色片，上述制造方法的特征在于具有以下步驟第1步驟，在層內(nèi)透鏡之上涂敷第1顏色的濾色片用的抗蝕劑；第2步驟，利用第1顏色的濾色片用的掩模圖形對(duì)抗蝕劑進(jìn)行曝光；第3步驟，在曝光后，以殘留第1顏色的濾色片的方式對(duì)抗蝕劑進(jìn)行顯影；及第4步驟，對(duì)第1顏色以外的顏色的濾色片，進(jìn)行上述涂敷、曝光和顯影。
14.如權(quán)利要求13記載的固體攝像器件的制造方法，其特征在于，在上述第1步驟之前，有沿著層內(nèi)透鏡的凸?fàn)畋砻嫘纬赏该鞅∧さ牟襟E；在上述第1步驟和第4步驟，間隔著上述透明薄膜在層內(nèi)透鏡之上涂敷上述抗蝕劑。
15.如權(quán)利要求13記載的固體攝像器件的制造方法，其特征在于，在上述第1步驟之前具有如下步驟在層內(nèi)透鏡及該層內(nèi)透鏡之間，涂敷透明膜的步驟；及利用回蝕除去所涂敷的上述透明膜，直至比層內(nèi)透鏡的高度低的位置的步驟。
16.如權(quán)利要求13記載的固體攝像器件的制造方法，其特征在于，在上述第1步驟之前具有如下步驟在層內(nèi)透鏡及該層內(nèi)透鏡之間，涂敷能形成圖形的透明膜的步驟；使用在層內(nèi)透鏡之間的區(qū)域殘留上述透明膜用的掩模，對(duì)所涂敷的上述透明膜進(jìn)行曝光的步驟；在曝光后，進(jìn)行顯影以使得所涂敷的上述透明膜僅在層內(nèi)透鏡之間殘留的顯影步驟；及對(duì)利用顯影而殘留的透明膜進(jìn)行流動(dòng)處理，由此以蓋上層內(nèi)透鏡之間的區(qū)域和層內(nèi)透鏡周圍的表面部分的方式使上述透明膜平坦的步驟。
17.如權(quán)利要求13記載的固體攝像器件的制造方法，其特征在于，在上述第4步驟之后還具有以下步驟在上述濾色片之上涂敷具有流動(dòng)性的抗蝕劑的步驟；利用顯影在層內(nèi)透鏡上殘留抗蝕劑，利用流動(dòng)處理使殘留的抗蝕劑形成為凸?fàn)畹牟襟E；及對(duì)形成為凸?fàn)畹目刮g劑和濾色片進(jìn)行回蝕，由此使濾色片形成為凸?fàn)畹牟襟E。
全文摘要
本發(fā)明的固體攝像器件，在硅半導(dǎo)體基片上形成的光電二極管上，疊層了BPSG(硼磷硅酸玻璃)等形成的被平坦化的透明的絕緣膜，之上層疊了凸?fàn)畹恼凵渎矢?n＞1.8)的層內(nèi)透鏡、由含有染料或顏料的濾色片形成的濾色層、丙烯類透明樹脂形成的透明膜、及微透鏡(或稱作頂部透鏡)，濾色層直接裝在層內(nèi)透鏡上。
文檔編號(hào)H04N5/369GK1591886SQ20041007482
公開日2005年3月9日 申請(qǐng)日期2004年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月29日
發(fā)明者酒勾宏, 市川美千代, 西嘉昭 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社