JPS5952549B2 - Color solid-state image sensor - Google Patents
Color solid-state image sensorInfo
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- JPS5952549B2 JPS5952549B2 JP56125187A JP12518781A JPS5952549B2 JP S5952549 B2 JPS5952549 B2 JP S5952549B2 JP 56125187 A JP56125187 A JP 56125187A JP 12518781 A JP12518781 A JP 12518781A JP S5952549 B2 JPS5952549 B2 JP S5952549B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/30—Coatings
- H10F77/306—Coatings for devices having potential barriers
- H10F77/331—Coatings for devices having potential barriers for filtering or shielding light, e.g. multicolour filters for photodetectors
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- Optical Filters (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、カラー固体撮像素子に関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates to a color solid-state image sensor.
固体カラー撮像装置の撮像部は、多数の光検知部を持つ
た、たとえばシリコンで作製された半導体回路部(撮像
素子と略称する。The imaging section of a solid-state color imaging device has a large number of light detection sections, and is therefore a semiconductor circuit section (abbreviated as an image sensor) made of silicon, for example.
)、および光検知部に対応して設けられた三原色(或は
補色)フィルターより成る。当然、光検知部の各光検知
素子に三原色(或は補色)のモザイク状の色フィルター
を配置させる構造となつている。光検知部は、これを動
作させるための周辺回路を形つくる半導体集積回路と同
一基材で作られる場合、或は光検知部とこれ以外の半導
体回路部と別種の半導体材料を用いる場合などがある。
従来、これら固体カラー撮像素子の作り方としては固体
撮像素子と色フィルター等を別々に作り、両者を光学用
接着剤にて撮像素子の光検知部の微細パターンヘ位置を
合せつつモザイク状の色フィルターを貼合せる方法がと
られている。), and three primary color (or complementary color) filters provided corresponding to the light detection section. Naturally, the structure is such that a mosaic color filter of three primary colors (or complementary colors) is arranged on each photodetecting element of the photodetecting section. The photodetection section may be made of the same base material as the semiconductor integrated circuit that forms the peripheral circuitry for operating it, or the photodetection section and other semiconductor circuit sections may be made of different types of semiconductor materials. be.
Conventionally, the way to make these solid-state color image sensors is to make the solid-state image sensor and color filter separately, and then use optical adhesive to align them with the fine pattern of the light detection part of the image sensor, and then create a mosaic color filter. A bonding method is used.
また、P、L、P、Dillon等は上記光学用接着剤
のかわりに光学用マッチング・オイルを使つて同様に色
フィルターを固体撮像素子に配置する方法も提案してい
る。しかし、この様なカラー ・フィルターを接着する
タイプでは、色フィルターを別な透明な基板に作る必要
があるため材料費がかさむ。Additionally, P., L., P., Dillon et al. have proposed a method of similarly arranging a color filter on a solid-state image pickup device using an optical matching oil instead of the above-mentioned optical adhesive. However, with this type of adhesive color filter, the color filter needs to be made on a separate transparent substrate, which increases material costs.
あるいは接着工程に手数がかかる等種々問題点がある。
本発明は固体撮像素子の基板上に直接色フィルターを積
層するものである。この目的を達するためフイルタ一母
材(一般には、ゼラチン、カゼイン、卵白等タンパク質
系の有機材料を用いている。)に対する架橋剤として次
の如き水溶性のビスアジド化合物を用いるものである。
ビスアジド化合物の例としては次の如きものが掲げられ
る。In addition, there are various problems such as the fact that the bonding process is time-consuming.
In the present invention, color filters are directly stacked on the substrate of a solid-state image sensor. To achieve this purpose, the following water-soluble bisazide compound is used as a crosslinking agent for the filter base material (generally, protein-based organic materials such as gelatin, casein, and egg white are used).
Examples of bisazide compounds include the following.
そして、このビスアジド化合物中のアルカリ金属(上述
の具体例ではNa)あるいはアルカリ土類金属等不純物
となる元素をH+基もしくはNH↓基で置換する。Then, an element that becomes an impurity such as an alkali metal (Na in the above-mentioned specific example) or an alkaline earth metal in this bisazide compound is replaced with an H+ group or an NH↓ group.
この置換は陽イオン交換樹脂を作用させて脱イオンを行
なうことが出来る。架橋材としてスルフオン酸又はスル
フオン酸のアンモニウム塩を有する水溶性ビスアジド化
合物を用いたタンパク質系の有機高分子材料をフイルタ
母材に用いることは次の様な利点を有する。This substitution can be accomplished by deionization using a cation exchange resin. The use of a protein-based organic polymer material using a water-soluble bisazide compound having sulfonic acid or an ammonium salt of sulfonic acid as a crosslinking material for the filter base material has the following advantages.
(1)同じ飽和吸光度(一般に染色の深さと称している
)を得るに、これまで架橋材として用いられてきた重ク
ロム酸アンモニウム等を混合せしめるに比較しより薄い
膜厚で目的を達成出来る。第1表は同じ飽和吸光度を得
るために必要な膜厚を比較した結果を示すものである。(1) To obtain the same saturated absorbance (generally referred to as the depth of staining), the objective can be achieved with a thinner film thickness than when ammonium dichromate, etc., which have been used as a crosslinking material so far, is mixed. Table 1 shows the results of comparing the film thicknesses required to obtain the same saturated absorbance.
注.(1)膜厚は相対値
(2)本発明に使用のフイルタ母材は後述の実施例と同
一で゛ある。note. (1) The film thickness is a relative value. (2) The filter base material used in the present invention is the same as in the examples described below.
(3)比較例に使用のフイルタ母材形成のための溶液組
成は次の通り。(3) The solution composition for forming the filter base material used in the comparative example is as follows.
ゼラチン 12%,重クロム酸アンモニ
ウム 5%(対ゼラチン比),タートラ
ジン 1.5%(対ゼラチン比),水 残部この結果に
みられる様に、従来例に比較し約60%の膜厚で洞一目
的を達し得る。Gelatin 12%, ammonium dichromate 5% (relative to gelatin), tartrazine 1.5% (relative to gelatin), water Remainder As can be seen in these results, the film thickness is about 60% compared to the conventional example. One purpose can be achieved.
(2)従つて、より精密な色フイルタ・パターンを形成
することが出来、撮像装置として解像度を向上させるこ
とが出来る。(2) Therefore, a more precise color filter pattern can be formed, and the resolution of the imaging device can be improved.
第2表は線状のフイルタを加工した場合、各線状フイル
タ間の本来白色となるべき箇所の透過率の低下の程度を
示したものである。Table 2 shows the degree of decrease in transmittance between the linear filters, which should be white in nature, when linear filters are processed.
フイルタの幅13μm、 フイルタの間隔13μm の結果である。Filter width 13μm, Filter spacing 13μm This is the result.
Cy′Wは白色に対するシアン色の透過率を、Y/Wは
白色に対する黄色の透過率を示している。第2表より本
発明に係わる材料においては極めてかぶりの度合が小さ
いことが理解される。(3)固体撮像素子の基板には、
種々の半導体装置部が形成されているが、仮にこの上部
に有機高分子材料たる色フイルタ一が形成されても、フ
イルタ母材中に含まれるビスアジドの有するアルカリ金
属、或いはアルカリ土類金属をH+基,もしくはNH!
基で置換せしめているので半導体装置部への悪影響はな
い。Cy'W indicates the transmittance of cyan to white, and Y/W indicates the transmittance of yellow to white. It is understood from Table 2 that the degree of fogging is extremely small in the materials according to the present invention. (3) On the substrate of the solid-state image sensor,
Various semiconductor device parts are formed, but even if a color filter made of an organic polymer material is formed on top of the color filter, the alkali metal or alkaline earth metal contained in the bisazide contained in the filter base material cannot be converted to H+. Base, or NH!
Since it is substituted with a group, there is no adverse effect on the semiconductor device section.
実施例
ビスアジド化合物中のナトリウムおよび功リウムイオン
の除去は陽イオン交換樹脂,(DOwex5OW×2、
ダウケミカノレ社)カラムをイ吏用することによつて行
なつた。Example Removal of sodium and trichlorium ions in bisazide compounds was carried out using a cation exchange resin, (DOwex5OW x 2,
This was carried out by using a Dow Chemistry Co., Ltd. column.
すなわち上記陽イオン交換樹脂40m1をカラムに充填
し、まず、11のイオン交換水、2N一塩酸、イオン交
換水、塩化アンモニウム(あるいは硫酸アンモニウム、
5又は他の無機アンモニウム塩)水溶液、ついでイオン
交換水の順に流下してアンモニウム塩型イオン交換樹脂
カラムを調整する。これにアジドの水溶液(2.5%)
を流し、留出してくるアンモニウム塩をあつめる。又、
前述の処理でアンモニウム,塩水溶液を用いず(従つて
アンモニウム塩に変換せず)、イオン交換によつてH+
基を有する様にしても良い。水溶性の点からはアンモニ
ウム塩としたほうが好ましい。このようにしてナトリウ
ムおよびカリウムイオンを除去したビスアジド化合物よ
り成る架橋剤を使用して下記に示す感光成組成物を調合
した。第1図より第3図は固体撮像素子上に色フイルタ
一を形成する各工程を示す装置断面図である。That is, 40 ml of the above cation exchange resin was packed into a column, and first, 11 ion-exchanged water, 2N monohydrochloric acid, ion-exchanged water, ammonium chloride (or ammonium sulfate,
5 or other inorganic ammonium salts) and then ion-exchanged water to prepare an ammonium salt type ion-exchange resin column. Add to this an azide aqueous solution (2.5%)
, and collect the ammonium salt that distills out. or,
In the above treatment, ammonium, H +
It may have a group. From the viewpoint of water solubility, ammonium salts are preferred. A photosensitive composition shown below was prepared using a crosslinking agent made of a bisazide compound from which sodium and potassium ions had been removed in this manner. FIGS. 1 to 3 are cross-sectional views of the apparatus showing each step of forming a color filter on a solid-state image sensor.
上記に示す感光性組成物を、固体撮像素子基体上に回転
塗布機を用いて均一に乾燥させた感光膜を形成する。こ
の固体撮像素子基体に光電変換部8,9,10ならびに
付属的な周辺回路等が組み込まれている。そしてこの光
電変換部に対応して色フイルタが形成される。次いで、
マスク露光法で赤色を感じるべき光電変換部8上に1色
目のモザイクパターン部分2だけを70000Lx・2
0secで露光し、40℃の温水で2分間現像する。A photosensitive film is formed by uniformly drying the photosensitive composition shown above on a solid-state imaging device substrate using a spin coater. The photoelectric conversion units 8, 9, 10 and additional peripheral circuits are incorporated into this solid-state image sensor base. A color filter is formed corresponding to this photoelectric conversion section. Then,
Using the mask exposure method, only the mosaic pattern portion 2 of the first color is placed at 70,000Lx2 on the photoelectric conversion section 8 that should feel red.
Expose for 0 seconds and develop with warm water at 40° C. for 2 minutes.
その後水洗を2分間行ない該モザイクパターン部分2以
外の感光膜を除去する。所定の分光特性を有する染料で
該モザイクパターン部分2を染色しこの上部に透明な中
間層(ポリグリシジルメタアクリレート)3を被覆する
。第1図がこの状態を示す断面図である。染色法は従来
から行なわれている染料水溶液を用いる方法で良いまた
、染色条件は次の通りである。Thereafter, the photoresist film other than the mosaic pattern portion 2 is removed by washing with water for 2 minutes. The mosaic pattern portion 2 is dyed with a dye having predetermined spectral characteristics, and a transparent intermediate layer (polyglycidyl methacrylate) 3 is coated on top of the mosaic pattern portion 2. FIG. 1 is a sectional view showing this state. The dyeing method may be a conventional method using an aqueous dye solution, and the dyeing conditions are as follows.
(1)染料配合
縁色
次いで、同様に前記感光性組成物を均一に塗布し感光膜
を形成した後縁色を感じるべき光電変換部9上にマスク
露光法で露光し現像、水洗して2色目のモザイクパター
ン部分4を形成する。(1) Dye blended edge color Next, the photosensitive composition is similarly applied uniformly to form a photosensitive film, and the photoelectric conversion area 9 where the edge color is to be felt is exposed using a mask exposure method, developed, and washed with water. A colored mosaic pattern portion 4 is formed.
次いで所定の分光特性を有する染料で該ストライプ部分
4を染色し、この上部に透明な中間層5を被覆する。こ
の状態が第2図である。さらに同様にして前記感光性組
成物を均一に塗布し感光膜を形成した後青色を感じるべ
き光電変換部10上にマスク露光法で露光し現像して3
色目のモザイクパターン部分6を形成する。Next, the striped portion 4 is dyed with a dye having predetermined spectral characteristics, and a transparent intermediate layer 5 is coated on top of the striped portion 4. This state is shown in FIG. Further, in the same manner, the photosensitive composition is uniformly applied to form a photosensitive film, and then the photoelectric conversion portion 10 that should sense blue color is exposed to light using a mask exposure method and developed.
A colored mosaic pattern portion 6 is formed.
所定の分光特性を有する染料で該ストライプ部分6を染
色し、この上部に保護膜7を形成する。このようにして
、固体撮像素子基体上にモザイクカラーフ,イルタを直
接積層することができた。このように半導体素子に最も
悪影響を与えるナトリウムおよびカリウムを除去するこ
とによつて素子の寿命を大幅に延ばすことができると同
時に感光剤として重クロム酸アンモニウム使用の場合に
比べて安全,上(Cr塩は有害物質であるため安全取扱
い困難があつた。)のコストも低減することができた。
勿論、半導体基板に直接フイルタ一を形成し、工程簡略
化に極めて有用である。なお、シランを添加したのはア
ジド添加のゼラチンの感光剤の基板への接着性の増強の
ためである。The striped portion 6 is dyed with a dye having predetermined spectral characteristics, and a protective film 7 is formed on the striped portion 6. In this way, it was possible to directly stack the mosaic colors and tiles on the solid-state image sensor substrate. In this way, by removing sodium and potassium, which have the most adverse effect on semiconductor devices, the life of the device can be greatly extended, and at the same time, it is safer than using ammonium dichromate as a photosensitizer. It was also possible to reduce the cost of salt, which is difficult to handle safely because it is a hazardous substance.
Of course, forming the filter directly on the semiconductor substrate is extremely useful for simplifying the process. Note that silane was added to enhance the adhesion of the azide-added gelatin photosensitive agent to the substrate.
しかし、シランを添加することは必ずしも必要ではない
。However, it is not absolutely necessary to add silane.
第1図ないし第3図は本発明のカラー固体撮像素子の製
造工程の各段階を示す装置の断面図である。
図中1は固体撮像素子基板、2は第1色目のゼラチンカ
ラーパターン、3は中間層、4は第2色目および6は第
3色目のゼラチンカラーパターン、5は中間層、7は保
護膜層である。
8,9,10は、それぞれのカラーに対応した光検知部
である。1 to 3 are cross-sectional views of an apparatus showing each step of the manufacturing process of the color solid-state image sensing device of the present invention. In the figure, 1 is the solid-state image sensor substrate, 2 is the gelatin color pattern of the first color, 3 is the intermediate layer, 4 is the gelatin color pattern of the second color and 6 is the gelatin color pattern of the third color, 5 is the intermediate layer, and 7 is the protective film layer. It is. Reference numerals 8, 9, and 10 indicate light detection units corresponding to the respective colors.
Claims (1)
も組み込まれた半導体基板上に、有機高分子材料層を色
素受容層とする色フィルタが前記光検知部に対応して積
層されているカラー固体撮像素子において、前記有機高
分子材料層がスルフォン酸基又はスルフォン酸のアンモ
ニウム塩を有する水溶性ビスアジド化合物を架橋剤とし
て含有する有機高分子材料で形成されたことを特徴とす
るカラー固体撮像素子。 2 前記有機高分子材料が水溶性なることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載のカラー固体撮像素子。[Scope of Claims] 1. A color filter having an organic polymer material layer as a dye-receiving layer is provided on a semiconductor substrate incorporating at least a photodetecting section in which a plurality of photodetecting elements are arranged, and the color filter corresponds to the photodetecting section. In the color solid-state image sensing device, the organic polymer material layer is formed of an organic polymer material containing a water-soluble bisazide compound having a sulfonic acid group or an ammonium salt of sulfonic acid as a crosslinking agent. A color solid-state image sensor. 2. The color solid-state imaging device according to claim 1, wherein the organic polymer material is water-soluble.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56125187A JPS5952549B2 (en) | 1981-08-12 | 1981-08-12 | Color solid-state image sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56125187A JPS5952549B2 (en) | 1981-08-12 | 1981-08-12 | Color solid-state image sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5756978A JPS5756978A (en) | 1982-04-05 |
| JPS5952549B2 true JPS5952549B2 (en) | 1984-12-20 |
Family
ID=14904057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56125187A Expired JPS5952549B2 (en) | 1981-08-12 | 1981-08-12 | Color solid-state image sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5952549B2 (en) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS592039A (en) * | 1982-06-29 | 1984-01-07 | Toshiba Corp | Composition for forming dye receptive layer for color filter |
| JPS5970092A (en) * | 1982-10-14 | 1984-04-20 | Fuji Photo Film Co Ltd | Solid state color image pickup element |
| JPS5999761A (en) * | 1982-11-30 | 1984-06-08 | Fuji Photo Film Co Ltd | Manufacturing method of color solid-state image sensor |
| JPS59198754A (en) * | 1983-04-26 | 1984-11-10 | Toshiba Corp | Solid-state color image pickup device |
| JPH0644152B2 (en) * | 1986-11-26 | 1994-06-08 | 日本化薬株式会社 | Colored photosensitive resin composition |
| JPH0658533B2 (en) * | 1987-07-28 | 1994-08-03 | 日本化薬株式会社 | Photosensitive resin composition |
-
1981
- 1981-08-12 JP JP56125187A patent/JPS5952549B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5756978A (en) | 1982-04-05 |
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