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JPS59198754A - カラ−用固体撮像デバイス - Google Patents

カラ−用固体撮像デバイス

Info

Publication number
JPS59198754A
JPS59198754A JP58072104A JP7210483A JPS59198754A JP S59198754 A JPS59198754 A JP S59198754A JP 58072104 A JP58072104 A JP 58072104A JP 7210483 A JP7210483 A JP 7210483A JP S59198754 A JPS59198754 A JP S59198754A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
color
dye
layer
solid
color filter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP58072104A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroo Takemura
裕夫 竹村
Masataka Miyamura
雅隆 宮村
Yoshiyori Takizawa
義順 瀧澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP58072104A priority Critical patent/JPS59198754A/ja
Priority to EP84104409A priority patent/EP0124025B1/en
Priority to DE8484104409T priority patent/DE3484828D1/de
Priority to US06/602,689 priority patent/US4721999A/en
Publication of JPS59198754A publication Critical patent/JPS59198754A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1462—Coatings
    • H01L27/14623—Optical shielding
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    • H—ELECTRICITY
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    • H04N25/10—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming different wavelengths into image signals
    • H04N25/11—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics
    • H04N25/13—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements
    • H04N25/133—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements including elements passing panchromatic light, e.g. filters passing white light
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、ＣＯＤ等の固体撮像素子の表面（二色フィル
タアレイを設けたカラー用固体撮像デバイスに係り、特
に色フイルタアレイの構造を変えることにより光利用効
率のよいカラー用の固体撮像デバイスに関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
従来、色フイルタアレイをＣＣＤの表面に形成した色フ
イルタアレイ内蔵の半抜式カラーカメラが注目を集めて
いる。この中で色フイルタアレイをＣＣＤの表面に直接
形成する試みが行ねたてきた。色フイルタアレイは通常
乳剤を塗布し、染料を用いてその一部を選択的に染色す
ることにより特定の波長を吸収する色フィルタを形成さ
せ、この工程を数回繰り返すとと（二よりＲ（赤）、Ｇ
（緑）。
Ｂ（青）を市松状（＝形成して製造される。
一方、固体撮像素子の有効感光部（二非常（１小さいた
め、撮像レンズを介してＣＣＤ表面に入射した光の中、
有効４二光電変換される′Ｍｋは極めて少なく光の有効
利用ができないという欠点があった。
即ちＣＯＤの画角は有効感光部、通常はホトダイオード
部とホトダイオードで光電変換された信号を転送する転
送部とから構成されている。通常ホトダイオード部分の
面積は全画角（二対し５〜３０％しかなく入射光音の中
７５〜７０％は光電変換に寄与せず無効な光となってい
た。
従来のカラー用固体撮像デバイスでは色フイルタアレイ
はこのＣＣＩ）の感光部上に平坦（−形成され、何ら集
光作用はなく光の有効利用には寄与していなかった。
更に一般にはＣＣＵの感光部は１〜３μの凹凸があり、
このため色フイルタアレイを平坦（二形成させることは
仲々困難で、凹凸をなくすために特別な処理をしたり色
フィルタの厚さを限定したりで対処してきた。従って工
程が複雑になったり歩留りが悪くなり製造が困難であっ
た。
また色フイルタアレイが一様に形成されないとカラ一方
式によっては色分離が確実にできず、色再現性のよいカ
ラーカメラが形成できないという欠点があった。
〔発明の目的〕
本発明は、上述のような問題点（二種みてなされたもの
で、同学な方法で色フイルタアレイの形状を変えること
（二より光の集光作用があり有効利用が図れる新規なカ
ラー用面体撮床デバイスを提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は、多数の両系が配列された固体撮像スく子の感
光面上（″−配没された色フィルタ層（−集光効果をも
たせるようにしだ色フイルタアレイを形成したカラー用
の固体撮像デバイスである。
〔発明の実施例〕
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
第１図（二本発明−実施ＫＯのカラー用固体撮像デバイ
スの断面構造を示す。早導体基＆αυ上に多数の両系、
ホトダイオ−１−’ｕＪが形成され、ホトダイオードｕ
２１の間に転送部０３）が各々形成されている。
転送部ａ〜は実際（二はＮ　、Ｎ　、、Ｐ　、Ｈの４種
の部分より構成されているが詳細は周知の技術であるの
で説明を省略する。
半導体基板０１）上に５ｎ０２等の絶縁膜０４１を介し
て２層の配線、第１のポリシリコン［１５）第２のポリ
シリコンａ■が形成されＣＣＤ撮像デバイスが作成され
る。
次に、この上に本発明の色フィルタアレイα印を形成す
るわけであるが、ＣＯＤ　（１，！Ｊの表面は第１図（
＝示したように凹凸の段差が著しいので表面（二ベース
層法′０を塗布し平滑化されている。この上（−例えば
３色の巴フィルタ、ｌ（、Ｇ、Ｂ　がホトダイオードａ
りに合イつせて形成される。この表面（二はオーイ（−
コート層（２０）が塗布される。３色の色フィルタの形
成方法は種々考えられるが、−例を第２図を用いて説明
する。
透明レジストを用い所定のホトダイオード（１冬上（１
第１の染色受答層を凸レンズ状に形成する。次（１赤の
染料を用いて第１の染色受容層を染色する。
次に混色を防ぐため薄い中間層を形成させた上再び透明
レジストを用いて所定のホトダイオード（１２上（１第
２の染色受容層を凸レンズ状に形成し、緑の染料を用い
第２の染色受容層を染色する。以下同様にして青の染色
を行いａ、　Ｇ、　Ｂ　の色フイルタアレイ（ｔ８がＣ
ＣＵ（１ｃＪの表面に形成されていく。
尚、このときの染色受容層の形状を凸レンズ状に形成す
ること（二よりレンズ効果が発生ず、４．が、この形状
は染色受容層の厚さとエツチング速度等の関係で決定さ
れ種々の集光効果が得られる。
第３図に色フイルタアレイ０８）の構成を示す。色フイ
ルタアレイ０（至）としてはｌ（、、Ｇ、Ｈの３色から
形成され、これらはストライブ状に同色が配列されてい
る。
第４図に、本発明の他の実施例に用いるσ５フィルタア
レイ（４８）を示す。ものである。ここでＹ　１１′ｉ
、黄色透過′ｃｌ（とＧの光を透過する。Ｃ！ｆｉシア
ン透過でＧとＢの光を透過する。Ｗは透明部分で１もと
ＧとＢの全色光を透過する。第５図に第４図の色フイル
タアレ・ｒ（４的のｗｃｗｃの部分の断面構造を示す。
ここで、Ｗ部分は本来透明部分であるからなんらレンズ
効果を必要としないが、Ｃ，Ｙと同様なパターンニング
を行い、染色をしない１・１６分を形成しレンズ効果を
もたせた点に特徴がある。
即ち、＄２図で示した工程と同様（１第１の染色受答層
をシアン（Ｃ）で染色し、第２の染色受容層を黄色（Ｙ
）で染色する。そして同様な方法で第３の染色受容層を
透明（Ｗ）の部分に形成し、ここは々んら染色せずにお
く。このようにすると透明（Ｗ）の部分にもＣ，Ｙと同
様なレンズ効果を持たせることができることになる。
尚、上述の実施例では複数の色フィルタを形成する場合
に、他の色フィルタ層との色分＋ａおよび平滑化を目的
として中間層を設けるように説明してきたが、色フィル
タの形成方法（−よっては中間層が含まれない構成にす
ることも可能である。これには染料の選択による方法、
染色受容ノイの表面処理等の方法で中間層を削除するこ
とができる。
才だ、色フィルタ層が第１図では各色毎に完全に分離独
立している如く説明してきたが、第５図に示すように隣
接するように形成してもよく、更に第６図のように一部
オーバーラップして形成するようにもできることは勿論
である。また断面図では色フイルタアレイの水平方向の
みにレンズ効果をもたせたように記載しであるが無直方
向を含む全方向にレンズ効果を持たせることができる。
一方、色フイルタアレイについては第３１凶、第４図に
実施例を示したが、これに限定されることなく、いわゆ
るベイヤー配列、インターライン配列を含む種々の変形
が考えられ色フイルタアレイの配列、色（″−制約され
ること々く不発明の要旨が適用されることは勿漁である
。
また撮像素子としてもＣＣＤ１：限定されることなく、
へ４０８形、　ＣＩ　Ｄ形、ＣＰＤ＃等有効画系がディ
スクリート（＝分散されているような撮像素子であれば
適用できることはいうまでもない。
〔発明の効果〕
以上説明した二うにこの発明のカラー用固体撮像デバイ
ス（二よれば、色フイルタアレイに集光効果があるため
、撮像レンズを介して入射される光を有効に光電変換（
＝寄与でき感度が著しく増加し、暗い複写体でも照にし
た撮像が可能に：りるとｂう大きな利点がある。埋ち、
入射し／こ光がホトダイオード部以外に投影されるのを
色フィルタのレンズ効果によりホトダイオード部に導く
ことができるので無効（＝なる光が少なく光電変換でき
る光量が工青刀ロラー　る。
入射光−献の中、従来部〜：３０多しか有効利用でき　
　ｌなか−っだのが、１００優近く（二改善できるとい
う効果がある。
更（二、動Ｉ’ｓ　４図のような芭フィルタアレイ（祷
の構成を用いた場合には、ｖｙ　、　Ｃ、ｙの各部分で
一持はレンズ効果が得られるため（二色分−が確実（二
でき色調がよいカラーカメラが冥現できるという勿来が
ある。即ち、第４図の色フィルタアレイＩ祷を用いｆｃ
色分離の方式としては垢と背信号が周波数イノターリー
ブの関係で多重して得られた信号をＩＨ透延線を介して
分離する方法が通富持用される。この際、ｖＶ部分だけ
し／ズ幼来がない場合にはＹ、Ｃの部分がＷ部分よりも
大きな一＋ｇ号が得られることがあり、色分離が確芙に
行えず、カラーカメラが形成できなくなる欠点があった
が、このようなことがなくなるという利点がある。
又、不発明でしま、色フイルタ自体が集光効果を有して
いるので、構造が簡単て信頼性の高い固体撮像デバイス
が得られ、しかも透過率が減少せず。
元の利用効率が良いという利点もある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明のカラー用固体撮像デバイスの断面図、 ＠２図は第１図のカラー用固体撮艮デバイスの製造方法
の略図、 第３図、第４図は色フィルタノルレイの色配列を説明す
る略図、 第５図、第６図は不発明の１ｍの実施例を示す断面図で
ある。 １７・・・ベースＭ　　　１８．４８　、Ｇ８・・・色
フイルタアレイ１９・・・ＣＣＤ　　　　　　　Ｒ・・
・加フィルタＧ・・・祿フィルタ　　　　Ｂ・・・Ｗフ
ィルタＣ・・・シアンフィルタ　Ｙ・・・＊色フィルタ
Ｗ・・・透明部 代理人　弁理士　　則近飯佑　　（他１名）第１図 第２図 第８図 第４図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）多数の両系が配列されてなる固体撮像素子と、 この固体撮像素子の両系上（＝配設された色フィルタ層
    とを有し、 この色フィルタ層に集光効果をもたせてなることを特徴
    とするカラー用固体撮像デバイス。
  2. （２）色フィルタ層は、多層（＝形成されてなることを
    特徴とする特許請求の範囲第１項記載のカラー用固体撮
    像デバイス。
  3. （３）色フィルタ層は、一部（１着色処理を施さない透
    明部分を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項
    記載のカラー用固体撮像デバイス。
JP58072104A 1983-04-26 1983-04-26 カラ−用固体撮像デバイス Pending JPS59198754A (ja)

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JP58072104A JPS59198754A (ja) 1983-04-26 1983-04-26 カラ−用固体撮像デバイス
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