JP2000294758A

JP2000294758A - 固体撮像素子

Info

Publication number: JP2000294758A
Application number: JP11103304A
Authority: JP
Inventors: Hirotake Marumichi; 博毅円道; Taichi Natori; 太知名取; Atsushi Kuroiwa; 淳黒岩
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1999-04-09
Filing date: 1999-04-09
Publication date: 2000-10-20

Abstract

(57)【要約】【課題】固体撮像素子において、カラーレジスト法に
よる微細な原色（赤、緑、青）の色フィルタの形成を可
能にし、且つ色再現性の良好化を図る。【解決手段】色素含有ポジ型レジストを用いて赤、緑
及び青の３色からなる色フィルタが形成されてなる固体
撮像素子であって、緑色フィルタがイエロー系フィルタ
層とシアン系フィルタ層の積層で形成され、赤色フィル
タが単層若しくはイエロー系フィルタ層と赤系フィルタ
層の積層で形成され、青色フィルタが単層で形成されて
成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばＣＣＤ撮像
素子、ＭＯＳ又はＣＭＯＳ型撮像素子等の固体撮像素子
に関する。より詳しくは、固体撮像素子上の色フィルタ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、固体撮像素子においては、その受
光センサ部上に形成される色フィルタが染色法に代わっ
て、いわゆるカラーレジスト法と称される色素含有感光
性樹脂法で形成されるようになってきている。このカラ
ーレジスト法（色素含有感光性樹脂法）は、染色工程が
不要なため製造上のメリットが大きい方法である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】とろで、固体撮像素子
のように微細なカラーフィルタをカラーレジストで赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色で形成する場合に
は、フィルタをパターニングするのに必要な露光量が著
しく増加してしまい、結果として精度の良いパターニン
グが困難であるといった不都合を生じている。

【０００４】もともと、カラーレジストの場合は、レジ
スト中に色素を大量に含有させるためレジストの感度が
低いものとなっている。そこで、このようなレジスト感
度の低下を避けるために、感度の高いネガ型レジストを
使用するのが一般的である。例えば、赤、緑、青形成用
レジストとしては、バインダー樹脂に多感応アクリル系
モノマ、光重合開始剤、顔料を加えて形成された顔料分
散型アクリル系ネガ型レジストが広く普及している。こ
のレジストは、顔料を入れない場合、微細加工用に普及
しているノボラック系ポジ型レジスト（ノボラック樹脂
にナフトキノンジアジド系感光剤を加えて形成されたレ
ジスト）の１００倍以上の感度を有するものである。

【０００５】しかし、前記の顔料分散型のアクリル系ネ
ガ型レジストで固体撮像素子用の微細な色フィルタを形
成した場合は、レジストの解像度不足、得られるレジス
トパターンのレジストエッジ形状が逆テーパになるこ
と、さらに顔料の現像残渣の影響等で画素間の混色や感
度不均一性が起こることなどにより、固体撮像素子の画
質を著しく低下させる。従って、このような理由から、
解像度の良好なレジストで原色（赤、緑、青）の色フィ
ルタを形成することが望まれている。

【０００６】一方、本発明者等は、先にポジ型レジスト
に色素として染料を含有させた、いわゆるポジ型染料系
カラーレジストを用いて、赤、緑及び青の色フィルタの
形成方法を提案した。ポジ型染料系のカラーレジストで
原色（赤、緑、青）の色フィルタを形成する場合には、
カラーレジストをパターニングするのに必要な露光量が
著しく増加するとという問題が生ずる。そこで、上記提
案の方法では、ポジ型染料系の補色のカラーレジストで
形成したパターンの積層で、原色（赤、緑、青）の色フ
ィルタを形成するようにしている（特願平１０−８２３
６６号参照）。

【０００７】図１２は、この補色のカラーレジストを用
いて原色（赤、緑、青）の色フィルタを形成したＣＣＤ
固体撮像素子の例を示す。同図は、ＣＣＤ固体撮像素子
の撮像領域の要部の断面構造を示す。このＣＣＤ固体撮
像素子１は、半導体基板２の主面に複数の受光センサ部
３がマトリックス状に配列形成され、各受光センサ部列
の一側にＣＣＤ構造の垂直転送レジスタ４が形成され
る。垂直転送レジスタ４は、基板２に形成された転送チ
ャネル領域５と、その上のゲート絶縁膜６と、ゲート絶
縁膜６上に電荷転送方向に配列形成された例えば多結晶
シリコンからなる複数の転送電極７とによって構成され
る。

【０００８】垂直転送レジスタ４上には層間絶縁膜８を
介して例えばＡｌ等による遮光膜９が形成され、さらに
全面に層間絶縁膜１０及び平坦化膜１１が形成される。
この平坦化膜１１上に、各受光センサ部３に対応するよ
うにポジ型染料系の補色のカラーレジストによる色フィ
ルタ１２が形成され、さらにその上にオンチップマイク
ロレンズ１３が形成される。

【０００９】色フィルタ１２は、その緑色フィルタ１２
Ｇがイエロー（ＹＥ）フィルタ層１４とシアン（ＣＹ）
フィルタ層１５の積層で形成され、赤色フィルタ１２Ｒ
がイエローフィルタ層１４とマゼンタ（ＭＧ）フィルタ
層１６の積層で形成され、青色フィルタ層１２Ｂがシア
ンフィルタ層１５とマゼンタフィルタ層１６の積層で形
成される。この色フィルタ１２は、イエローフィルタ層
１４、シアンフィルタ層１５及びマゼンタフィルタ層１
６の３回のパターニングによって形成することができ
る。

【００１０】この色フィルタ１２の形成方法は、極めて
実用的な方法であるが、分光感度特性に対する自由度が
小さいため、固体撮像素子の色再現特性を十分に満足さ
せるものを得るが容易でない。

【００１１】図１１は、この色フィルタ１２を形成した
固体撮像素子１（比較例）の分光感度特性の例を示す。
曲線Ｉは赤（Ｒ）の感度、曲線IIは緑（Ｇ）の感度、曲
線III は青（Ｂ）の感度を夫々示す。この分光感度特性
によれば、赤の波長４８０ｎｍ付近Ｉａ、緑の波長６２
０ｎｍ付近IIｂ及び青の波長５８０ｎｍ付近 IIIｃが不
要な感度いわゆる感度の浮きを有しており、色再現性を
不利にしている。

【００１２】本発明は、上述の点に鑑み、カラーレジス
ト法による微細な原色（赤、緑、青）の色フィルタを有
し、色再現性の良好な固体撮像素子を提供するものであ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に係る固体撮像素
子は、色素含有ポジ型レジストを用いて赤、緑及び青の
３色からなる色フィルタが形成されてなる固体撮像素子
であって、緑色フィルタがイエロー系フィルタ層とシア
ン系フィルタ層の積層で形成され、赤色フィルタが単
層、又はイエロー系フィルタ層と赤系フィルタ層の積層
で形成され、青色フィルタが単層で形成されて成る。

【００１４】本発明では、原色（赤、緑、青）の色フィ
ルタを解像度の良好な色素含有ポジ型レジストを用いて
形成するので、微細パターンの色フィルタが得られる。
色再現性についてみたとき、緑画素の分光感度特性の６
２０ｎｍ付近の浮きの影響は小さい。少なくとも、緑色
フィルタをイエロー系フィルタ層とシアン系フィルタ層
の積層で形成し、青色フィルタを単層で形成することに
より、分光感度特性における所定波長付近の浮きの影響
が抑えられ良好な色再現性が得られる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の固体撮像素子の実
施の形態を説明する。

【００１６】前述の補色フィルタの積層による赤、緑及
び青の色フィルタにおいては、色素及びフィルタ膜厚の
自由度が小さいため、赤、緑及び青ともに良好な分光特
性を有する色フィルタが形成しにくい。すなわち、前述
したように、赤、緑及び青ともに、いずれかの波長で分
光感度特性の浮きを生じる。

【００１７】この点に関し、分光感度特性と色再現性と
の関係を詳細に検討した結果、赤、緑及び青の分光感度
特性の浮きのうち、赤の波長４８０ｎｍ付近及び青の波
長５８０ｎｍ付近の浮きの影響は大きいのに対し、緑の
波長６００ｎｍ付近の浮きの影響は比較的小さいことを
見出した。すなわち、色再現性を改善するには、青の波
長５８０ｎｍ付近及び赤の波長４８０ｎｍ付近の浮きを
抑えれば良いことが判明した。

【００１８】ところで、赤、緑及び青のカラーレジスト
においては、一般的な緑レジストの感度が最も低くな
る。これは緑レジストに添加されるシアン系の色素とイ
エロー系の色素が共にパターニングのために必要な近紫
外光を大きく吸収してしまうためである。これに対し、
赤レジスト及び青レジストに関しては、色素の選択によ
っては実用的な感度を有するカラーレジストを設計でき
る。

【００１９】以上の理由で、本発明においては、緑色フ
ィルタをイエロー系フィルタ層とシアン系フィルタ層の
積層で形成する。これにより、実用的な露光量でカラー
レジストをパターニングでき、良好な形状の微細な緑色
フィルタを形成できる。この際、緑画素の分光感度特性
が波長６２０ｎｍ付近で浮いていてもかまわない。具体
的には緑の最大感度で規格した場合、波長６２０ｎｍに
おける感度が０．１以上で０．５以下であれば良い。こ
れにより、一般的なイエロー系色素及びシアン系色素を
用いて、実用的な膜厚、例えば２．５μｍ以下の膜厚で
緑色フィルタの形成が可能となる。

【００２０】また、このことから緑色フィルタは、受光
センサ部の面を下にしてシアン系フィルタ層をイエロー
系フィルタ層の上層に形成することが好ましい。即ち、
上記分光感度特性を達成するためのシアン系フィルタ層
とイエロー系フィルタ層の膜厚は、より大きな吸収が必
要となるイエロー系フィルタ層の方が大きくなるが、レ
ジスト塗布時の特性からシアン系フィルタ層上にイエロ
ー系フィルタ層を形成しようとすると、シアン系フィル
タ層以外の部分に塗布されるイエロー系カラーレジスト
の膜厚はすでに存在するシアン系フィルタ層の段差のた
めに必要以上に厚くなってしまい、この結果、ただでさ
え露光量の大きいイエロー系フィルタ層をパターニング
するために必要な露光量が大きくなり過ぎてしまうから
である。

【００２１】本発明においては、青色フィルタは単層で
形成する。一般的な青色素は、レジストをパターニング
するために必要な露光波長域、即ち可視〜近紫外領域の
吸収が比較的小さく、実用的な露光量をもつ青レジスト
を設計できる。この目的のためにトリフェニルメタン
系、アントラキノン系、アゾ系等の色素を使用できる
が、良好な色再現を達成するためには、波長５８０ｎｍ
付近の吸光係数が大きく、かつ急峻な分光吸収特性を有
するトリフェニルメタン系の青色素が特に有用である。

【００２２】青画素の分光感度特性は、特に留意が必要
であり、緑の最大感度で規格化した場合、波長５８０ｎ
ｍにおける感度が０．０４以下であることが好ましい。

【００２３】本発明においては、赤色フィルタは単層で
形成してもよく、又は赤系（マゼンタ、オレンジ、スカ
ーレット、レッド等）フィルタ層とイエロー系フィルタ
層の積層で形成してもよい。

【００２４】即ち、赤色フィルタを積層構造で形成する
場合は、マゼンタ系フィルタ層とイエロー系フィルタ層
の積層、オレンジ系フィルタ層とイエロー系フィルタ層
の積層、スカーレット系フィルタ層とイエロー系フィル
タ層の積層、レッド系フィルタ層とイエロー系フィルタ
層の積層等によって形成される。マゼンタ系フィルタ層
とイエロー系フィルタ層の積層ではマゼンタ色素の量を
増し、又はマゼンタ系フィルタ層の膜厚を大きくするこ
とにより、分光感度特性の波長４８０ｎｍ付近の浮きを
小さく抑えることができる。他の赤系フィルタ層におい
ても、マゼンタ系フィルタ層と同様に色素の量、膜厚を
大きくするもの、或はこのような色素の量、膜厚を考慮
しなくても波長４８０ｎｍ付近の浮きを抑えることがで
きるものもある。

【００２５】赤色フィルタを単層で形成する場合は、ア
ゾ系、キサンテン系等の赤色素単独、アゾ系、キサンテ
ン系等のマゼンタ色素とオレンジ色素又は／及びイエロ
ー色素との混合、または、上記赤色素とアゾ系、アント
ラキノン系等のイエロー色素又は／及びオレンジ色素と
の混合を使用することができる。

【００２６】この際、レジスト感度を低下させないよう
にレジストの露光波長である近紫外光の吸収が比較的少
ない色素を選択することが好ましい。

【００２７】また、赤色フィルタを赤系フィルタ層とイ
エロー系フィルタ層との積層で形成する場合も、上記の
単層で形成する場合と同様な系統の色素を使用できる
が、この場合は上記露光波長の吸収の制約が小さくな
り、より色素の選択範囲が大きくなる。

【００２８】この場合のイエロー系フィルタ層を形成す
るためのイエロー系カラーレジストは、緑色フィルタを
形成するためのイエロー系カラーレジストと同一である
ことが好ましい。なぜなら、赤色フィルタを形成するイ
エロー系フィルタ層と、緑色フィルタを形成するための
イエロー系フィルタ層とを１回の塗布、露光、現像で形
成することにより、色フィルタ形成工程数が増えるのを
防ぐことができる。

【００２９】赤画像の分光感度特性は比較的重要であ
り、緑の最大感度で規格化した場合、波長４８０ｎｍに
おける感度が０．０６以下であることが好ましい。

【００３０】本発明に用いるカラーレジスト材料は、解
像度を重視する必要から、ポジ型レジストに染料を添加
した、色素含有ポジ型レジストを用いる。

【００３１】ポジ型レジストとしては、例えばノボラッ
ク系樹脂、ポリヒドロキシスチレン系樹脂、カルボン酸
基を導入したアクリル系樹脂等のアルカリ水溶液に可溶
な樹脂に、感光剤として例えばナフトキノンジアジドを
添加したものを好ましく使用することができる。

【００３２】上記ポジ型レジストに添加する色素は、上
記レジスト溶液と相溶性の良いものを選択する。油溶性
染料、分散染料、酸性染料等の中から適宜選択すること
ができるが、相溶性及び色素の耐熱性等の点で特に好ま
しく使用できるのは、−ＳＯ ₂ＮＨＲ基、又は、−ＳＯ
₂ＮＲＲ′基（Ｒ，Ｒ′はアルキル基またはアリル基及
びそれらから誘導される基）を有する色素であり、ま
た、耐光性の点では含金（金属錯塩型）の色素が好まし
く使用できる。

【００３３】なお、色フィルタ膜厚が必要以上に厚くな
ることを防ぐため、上記レジストに添加される色素のレ
ジスト固形分に対する添加量は、１０％〜５０％である
ことが好ましい。

【００３４】図１は、本発明をＣＣＤ固体撮像素子に適
用した場合の一実施の形態を示す。図１は、ＣＣＤ固体
撮像素子の撮像領域の要部の断面構造を示す。

【００３５】本実施の形態に係るＣＣＤ固体撮像素子２
１は、半導体基板２の主面に複数の受光センサ部３がマ
トリックス状に配列形成され、各受光センサ部列の一側
にＣＣＤ構造の垂直転送レジスタ４が形成される。垂直
転送レジスタ４は、基板２に形成された転送チャネル領
域５と、その上のゲート絶縁膜６と、ゲート絶縁膜６上
に電荷転送方向に配列形成された例えば多結晶シリコン
からなる複数の転送電極７とによって構成される。垂直
転送レジスタ４上には層間絶縁膜８を介して例えばＡｌ
等による遮光膜９が形成され、さらに全面に層間絶縁膜
１０及び平坦化膜１１が形成される。

【００３６】この平坦化膜１１上に前述した本発明の色
素含有ポジ型レジストによる赤、緑及び青の３色からな
る色フィルタ２３が形成され、さらに、色フィルタ２３
上に各画素に対応するようにオンチップマイクロレンズ
１３が形成されて成る。

【００３７】色フィルタ２３は、その緑色フィルタ２３
Ｇがイエロー系フィルタ層２４とシアン系フィルタ層２
５の積層で形成され、赤色フィルタ２３Ｒ及び青色フィ
ルタ２３Ｂが夫々単層で形成される。

【００３８】図２及び図３は、この色フィルタ２３の製
造プロセスを示す。先ず、図２Ａに示すように、平坦化
膜１１上にポジ型レジストに赤色素を含有させたポジ型
染料系の赤カラーレジスト膜３１を塗布し、所定パター
ンに露光、現像して、図２Ｂに示すように、赤画素に対
応する位置に単層の赤色フィルタ２３Ｒを形成する。次
に、図２Ｃに示すように、ポジ型レジストにイエロー色
素を含有させたポジ型染料系のイエローカラーレジスト
膜３４を塗布し、所定パターンに露光、現像して図２Ｄ
に示すように、緑画素に対応する位置にイエロー系フィ
ルタ層２４を形成する。

【００３９】次に、図２Ｅに示すように、ポジ型レジス
トにシアン色素を含有させたポジ型染料系のシアンカラ
ーレジスト膜３５を塗布し、所定パターンに露光、現像
して、図３Ｆに示すように、上記イエロー系フィルタ層
２４上にシアン系フィルタ層２５を形成し、イエロー系
フィルタ層２４とシアン系フィルタ層２５の積層による
緑色フィルタ２３Ｇを形成する。この緑色フィルタ２３
Ｇの形成に際しては、前述したように、イエロー系フィ
ルタ層２４を下層にし、上層にシアン系フィルタ層２５
を形成することにより、パターニングがし易くなると共
に、所望の分光感度特性が得られるものである。

【００４０】次に、図３Ｇに示すように、ポジ型レジス
トに青色素を含有させたポジ型染料系の青カラーレジス
ト膜３６を塗布し、所定パターンに露光、現像して、図
３Ｈに示すように青画素に対応する位置に単層の青色フ
ィルタ２３Ｂを形成する。このようにして、赤色フィル
タ２３Ｒ、緑色フィルタ２３Ｇ及び青色フィルタ２３Ｂ
からなる目的の色フィルタ２３を形成する。

【００４１】図４は、本発明をＣＣＤ固体撮像素子に適
用した場合の他の実施の形態を示す。図４は、ＣＣＤ固
体撮像素子の撮像領域の要部の断面構造を示す。

【００４２】本実施の形態に係るＣＣＤ固体撮像素子４
０は、特に、色素含有ポジ型レジストによる赤、緑及び
青の３色からなる色フィルタ４１が、その緑色フィルタ
４１Ｇを図１と同様にイエロー系フィルタ層４３とシア
ン系フィルタ層４４の積層で形成し、赤色フィルタ４１
Ｒをマゼンタ系フィルタ層４５とイエロー系フィルタ層
４３の積層で形成し、青色フィルタ４１Ｂを単層で形成
してなる色フィルタにて構成される。

【００４３】その他の受光センサ部２、垂直転送レジス
タ４、遮光膜９、層間絶縁膜８，１０、平坦化膜１１、
オンチップマイクロレンズ１３等の構成は、図１と同様
であるので、対応する部分に同一符号を付して重複説明
を省略する。

【００４４】図５及び図６は、この色フィルタ４１の製
造プロセスを示す。先ず、図５Ａに示すように、平坦化
膜１１上にポジ型レジストに赤系色素、例えばマゼンタ
色素を含有させたポジ型染料系のマゼンタカラーレジス
ト膜５１を塗布し、所定パターンに露光、現像して、図
５Ｂに示すように赤画素に対応する位置にマゼンタ系フ
ィルタ層４５を形成する。

【００４５】次に、図５Ｃに示すように、全面上にポジ
型レジストにイエロー色素を含有させたポジ型染料系の
イエローカラーレジスト膜５２を塗布し、所定パターン
に露光、現像して、図５Ｄに示すようにマゼンタ系フィ
ルタ層４５上と緑画素に対応する位置にわたって連続し
たイエロー系フィルタ層４３を形成する。これによっ
て、赤画素に対応する位置には、マゼンタ系フィルタ層
４５とイエロー系フィルタ４３との積層による赤色フィ
ルタ４１Ｒが形成される。

【００４６】次に、図５Ｅに示すように全面上にポジ型
レジストにシアン色素を含有させたポジ型染料系のシア
ンカラーレジスト膜５３を塗布し、所定パターンに露
光、現像して、図６Ｆに示すように緑画素に対応するイ
エロー系フィルタ層４３上にシアン系フィルタ層４４を
形成する。これによって、緑画素に対応する位置には、
イエロー系フィルタ層４３とシアン系フィルタ層４４と
の積層による緑色フィルタ４１Ｇが形成される。

【００４７】次に、図６Ｇに示すように全面上にポジ型
レジストに青色素を含有させたポジ型染料系の青カラー
レジスト膜５４を塗布し、所定パターンに露光、現像し
て、図６Ｈに示すように青画素に対応する位置に単層に
よる青色フィルタ４１Ｂを形成する。このようにして、
赤色フィルタ４１Ｒ、緑色フィルタ４１Ｇ及び青色フィ
ルタ４１Ｂからなる目的の色フィルタ４１を形成する。

【００４８】上述の実施の形態に係る固体撮像素子２１
及び４０によれば、素子上にカラーレジスト法による微
細な赤、緑及び青の３色からなる色フィルタ２３及び４
１を形成することが可能となる。形成された色フィルタ
２３，４１は、ポジ型染料系のカラーレジストを用いて
いるので、良好なパターン特性を有し、顔料分散型のア
クリル系ネガ型レジストを使用した場合に比べて欠陥の
少ない画質が得られる。

【００４９】また、赤、緑及び青の各色を補色レジスト
を積層して色フィルタを形成した図１２の固体撮像素子
１に比べて分光感度特性が改善される。即ち、色再現性
に影響されない緑の分光感度特性の波長６２０ｎｍ付近
の感度の浮きは同程度であるも、赤の分光感度特性の波
長４８０ｎｍ付近の感度の浮き及び青の分光感度特性の
波長５８０ｎｍ付近の感度の浮きが抑えられる。従っ
て、良好な色再現を与えることができる。

【００５０】〔実施例１〕図７Ｃに示す化学構造式のマ
ゼンタ色素（キサンテン系）と図８Ｄに示す化学構造式
のオレンジ色素（アゾ系）を１対１で配合してなる赤色
素を含有させた赤カラーレジスト、図７Ａに示す化学構
造式のイエロー色素（アゾ層）を含有させたイエローカ
ラーレジスト、図７Ｂに示す化学構造式のシアン色素
（フタロシアニン系）を含有させたシアンカラーレジス
ト、図８Ｅに示す化学構造式の青色素（トリフェニルメ
タン系）を含有させた青カラーレジストを夫々使用す
る。各カラーレジストの組成は後述する。色フィルタの
形成は、夫々のカラーレジストをスピン塗布し、プリベ
ークで溶剤を除去したのち、ｉ線（波長３６５ｎｍ）ス
テッパでパターン露光し、ＴＭＡＨ水溶液（Tetramethy
lammonium Hydroxide Solution ：水酸化テトラメチル
アンモニウム水溶液）で現像して不要部分を除去して行
う。また、パターンを硬化させるために現像後のウエハ
に紫外線を全面照射してレジストの感光剤を分解させた
のち、ポストベーク処理を行う。以上の処理を図２及び
図３に示すと同様に赤→イエロー→シアン→青の各カラ
ーレジストについて順次行い、ＣＣＤ固体撮像素子上
に、緑色フィルタ２３Ｇをイエロー系フィルタ層２４と
シアン系フィルタ層２５の積層で形成し、赤色フィルタ
２３Ｒ及び青色フィルタ２３Ｂを単層で形成してなる色
フィルタ２３を形成する（図１参照）。この後、必要に
応じて保護膜やオンチップマイクロレンズ１３を形成し
て、図１に示すＣＣＤ固体撮像素子２１を得る。実施例
１による固体撮像素子２１の分光感度特性を図９に示
す。曲線ＩＶは赤の感度、曲線Ｖは緑の感度、曲線VIは
青の感度である。

【００５１】〔実施例２〕図７Ｃに示す化学構造式のマ
ゼンタ色素を含有させたマゼンタカラーレジスト、図７
Ａに示す化学構造式のイエロー色素を含有させたイエロ
ーカラーレジスト、図７Ｂに示す化学構造式のシアン色
素を含有させたシアンカラーレジスト、図８Ｅに示す化
学構造式の青色素を含有させた青カラーレジストを夫々
使用する。

【００５２】色フィルタの形成は、実施例１と同様の方
法で各カラーレジストをパターニングして行うが、この
際、イエロー系フィルタ層は、緑色フィルタ及び赤色フ
ィルタとなる部分に同時に、即ち連続した同一層として
形成される。

【００５３】以上の処理を図５及び図６に示すと同様に
マゼンタ→イエロー→シアン→青の各カラーレジストに
ついて順次行い、ＣＣＤ固体撮像素子上に緑色フィルタ
４１Ｂをイエロー系フィルタ層４３とシアン系フィルタ
層４４の積層で形成し、赤色フィルタ４１Ｒをマゼンタ
系フィルタ層４５とイエロー系フィルタ層４３の積層で
形成し、青色フィルタ４１Ｂを単層で形成してなる色フ
ィルタ４１を形成する（図４参照）。この後、必要に応
じて保護膜やオンチップマイクロレンズ１３を形成し
て、図４に示すＣＣＤ固体撮像素子４０を得る。実施例
２によるＣＣＤ固体撮像素子の分光感度特性を図１０に
示す。曲線ＶＩＩは赤の感度、曲線ＶIII は緑の感度、
曲線ＩＸは青の感度を示す。

【００５４】〔比較例〕図７Ｃに示す化学構造式のマゼ
ンタ色素を含有させたマゼンタカラーレジスト、図７Ａ
に示す化学構造式のイエロー色素を含有させたイエロー
カラーレジスト、図７Ｂに示す化学構造式のシアン色素
を含有させたシアンカラーレジストを夫々使用する。色
フィルタの形成は、実施例１、２と同様の方法で各カラ
ーレジストをパターニングして行うが、この際、イエロ
ー系フィルタ層は緑色フィルタ及び赤色フィルタとなる
部分に形成され、シアン系フィルタ層は緑色フィルタ及
び青色フィルタとなる部分に形成され、マゼンタ系フィ
ルタ層は青色フィルタ及び赤色フィルタとなる部分に形
成される。

【００５５】以上の処理をマゼンタ→イエロー→シアン
の各カラーレジストについて順次行い、ＣＣＤ固体撮像
素子上に、赤色フィルタ１２Ｒをマゼンタ系フィルタ層
１６とイエロー系フィルタ層１４の積層で形成し、緑色
フィルタ１２Ｇをイエロー系フィルタ層１４とシアン系
フィルタ層１５の積層で形成し、青色フィルタ１２Ｂを
マゼンタ系フィルタ層１６とシアン系フィルタ層１５の
積層で形成してなる色フィルタ１２を形成する（図１２
参照）。この後、必要に応じて保護膜やオンチップマイ
クロレンズ１３を形成して図１２に示すＣＣＤ固定撮像
素子１を得る。比較例によるＣＣＤ固体撮像素子１の分
光感度特性を図１１に示す。

【００５６】次に、実施例１、２及び比較例で使用した
カラーレジスト組成を示す。組成ナフトキノンジアジド系ポジ型レジスト（商品名：ＨＰＲ２０４ＥＳ−Ｚ（２３ＣＰ）〔富士フィルムオーリン株式会社製〕）１００部熱硬化剤（ヘキサメトキシメチルメラミン）１部色素溶解助剤（ＤＭＦ）２０部色素８部但し、イエローカラーレジスト：イエロー色素使用シアンカラーレジスト：シアン色素使用マゼンタカラーレジスト：マゼンタ色素使用赤カラーレジスト：マゼンタ色素とオレンジ色素を１対
１で配合して使用青カラーレジスト：青色素使用

【００５７】そして、図９、図１０及び図１１の分光感
度特性の比較で明らかなように、本発明（実施例１、
２）においては、赤の波長４８０ｎｍ付近及び青の波長
５８０ｎｍ付近の感度の浮きが抑えられており（図９、
図１０）、比較例（図１１）に比べて良好な色再現を与
えることができる。

【００５８】上述の実施の形態では、本発明に係る色フ
ィルタをＣＣＤ固体撮像素子に適用したが、これに限ら
ず、ＭＯＳ又はＣＭＯＳ型固体撮像素子等、その他の固
体撮像素子にも適用できる。

【００５９】

【発明の効果】本発明によれば、固体撮像素子上にカラ
ーレジスト法による微細な赤、緑及び青の３色からなる
色フィルタを形成することができる。

【００６０】この色フィルタとしては、ポジ型染料系の
カラーレジストを用いるので、良好なパターン特性が得
られ、顔料分散型のアクリル系ネガ型レジストを使用し
た場合に比べて欠陥の少ない画質を与えることができ
る。

【００６１】また、本発明は、赤、緑及び青の各色を補
色レジストを積層して形成した場合に比べて分光感度特
性が改善され、固体撮像素子において、良好な色再現を
与えることができる。

【００６２】緑色画素の分光感度特性として、緑色の最
大感度で規格化したときの、波長６２０ｎｍにおける相
対感度を０．１以上で０．５以下にするときは、波長６
２０ｎｍ付近の感度の浮きがあっても色再現性に影響を
与えない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る固体撮像素子の一実施の形態を示
す要部の断面図である。

【図２】Ａ〜Ｅ上記一実施の形態に係る固体撮像素子
の色フィルタの製造工程図である。

【図３】Ｆ〜Ｈ上記一実施の形態に係る固体撮像素子
の色フィルタの製造工程図である。

【図４】本発明に係る固体撮像素子の他の実施の形態を
示す要部の断面図である。

【図５】Ａ〜Ｅ上記他の実施の形態に係る固体撮像素
子の色フィルタの製造工程図である。

【図６】Ｆ〜Ｈ上記他の実施の形態に係る固体撮像素
子の色フィルタの製造工程図である。

【図７】Ａ〜Ｃ本発明に係る実施例で用いるイエロー
色素、シアン色素、マゼンタ色素の化学構造式を示す。

【図８】Ｄ〜Ｄ本発明に係る実施例で用いるオレンジ
色素、青色素の化学構造式を示す。

【図９】本発明に係る実施例１の固体撮像素子の分光感
度特性図である。

【図１０】本発明に係る実施例２の固体撮像素子の分光
感度特性図である。

【図１１】比較例の固体撮像素子の分光感度特性図であ
る。

【図１２】比較例に係る固体撮像素子を示す要部の断面
図である。

【符号の説明】

２１，４０‥‥ＣＣＤ固体撮像素子、２‥‥半導体基
板、３‥‥受光センサ部、４‥‥垂直転送レジスタ、２
３，４１‥‥色フィルタ、２３Ｒ，４１Ｒ‥‥赤色フィ
ルタ、２３Ｇ，４１Ｇ‥‥緑色フィルタ、２３Ｂ，４１
Ｂ‥‥青色フィルタ、２４，４３‥‥イエロー系フィル
タ層、２５，４４‥‥シアン系フィルタ層、４５‥‥マ
ゼンタ系フィルタ層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者黒岩淳東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内Ｆターム(参考） 2H048 BA45 BB02 BB03 BB10 BB13 BB37 BB46 4M118 AA10 AB01 BA10 BA14 CA03 CA40 FA06 GB11 GC08 GC17 GD04 5C065 CC01 DD02 DD15 DD17 EE06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】色素含有ポジ型レジストを用いて赤、緑
及び青の３色からなる色フィルタが形成されてなる固体
撮像素子であって、緑色フィルタがイエロー系フィルタ層とシアン系フィル
タ層の積層で形成され、赤色フィルタ及び青色フィルタが単層で形成されて成る
ことを特徴とする固体撮像素子。
【請求項２】色素含有ポジ型レジストを用いて赤、緑
及び青の３色からなる色フィルタが形成されてなる固体
撮像素子であって、緑色フィルタがイエロー系フィルタ層とシアン系フィル
タ層の積層で形成され、赤色フィルタがイエロー系フィルタ層と赤系フィルタ層
の積層で形成され、青色フィルタが単層で形成されて成ることを特徴とする
固体撮像素子。
【請求項３】緑色画素の分光特性は、緑色の最大感度
で規格化したときの、波長６２０ｎｍにおける相対感度
が０．１以上で０．５以下であることを特徴とする請求
項１に記載の固体撮像素子。
【請求項４】緑色画素の分光特性は、緑色の最大感度
で規格化したときの、波長６２０ｎｍにおける相対感度
が０．１以上で０．５以下であることを特徴とする請求
項２に記載の固体撮像素子。