Wie wird ein Bayer-Filter hergestellt?

Nach einer früheren Frage zu Bayer-Filtern frage ich mich:

Wie werden sie eigentlich hergestellt? Wie tragen sie eine so kleine Menge Farbstoff auf jedes Subpixel auf?

Meine beste Vermutung wäre eine Art chemisches Ätzen auf optischer Basis, gefolgt von einem Färbebad ... (pro Farbe)

en.wikipedia.org/wiki/Color_filter_array hat einen Abschnitt über den Herstellungsprozess
Oooh guter Platz! @ dav1dsm1th - seltsamerweise erwähnt das aktuelle Bayer-Filter-Wiki den Prozess nicht, ich werde es lesen ...

Antworten (1)

Aus der Zusammenfassung dieses Artikels Farbfilterarray für CCD- und CMOS-Bildsensoren unter Verwendung eines chemisch verstärkten, thermisch gehärteten, vorgefärbten Positiv-Fotolacks für die 365-nm-Lithographie

Zur Herstellung dieser Filter wird Diazonaphthochinon-Novolak-Photoresist verwendet, indem jede Farbschicht nacheinander abgeschieden und gemustert wird.

Mein Verständnis dieses Zitats ist, dass der Prozess wie folgt ist

  1. Der Fotoresist (ein Polymer und ein Sensibilisierungsmittel, das im sichtbaren Bereich relativ transparent ist, aber im UV-Bereich ab 450 nm stark absorbiert) mit einem hinzugefügten Farbstoff (rot, grün oder blau) wird über der Sensoroberfläche abgeschieden
  2. Eine gemusterte Metallmaske wird über dem Photoresist platziert
  3. Der unmaskierte Bereich des Photoresists wird einer UV-Lichtquelle ausgesetzt, woraufhin das Diazonaphthochinon umgewandelt wird
  4. Die Maske wird entfernt
  5. Der belichtete Fotolack wird mit einem wässrigen Lösungsmittel gelöst, der unbelichtete Bereich löst sich nicht so gut auf und bleibt daher bestehen
  6. 1-5 werden mit verschiedenen Farbstoffen und verschiedenen Masken wiederholt

Siehe en.wikipedia.org/wiki/Diazonaphthoquinone für eine Beschreibung, wie dieser Photoresist funktioniert.

Ich vermute, dass es einen Backschritt entweder zwischen 5 und 6 oder nach 6 geben sollte. Es könnte auch einen Backschritt zwischen 1 und 2 geben.
Netter Link - Der Artikel ist jedoch jetzt 16 Jahre alt. Angesichts der massiven Zunahme der CCD / CMOS-Chipdichte seither ist dies möglicherweise nicht die aktuelle Methode ... zum Beispiel ist es physikalisch möglich, eine Metallmaske zu erstellen, die fein genug ist dafür die Chips von heute?
Gab es einen massiven Anstieg? Ich denke, die Pixeldichte hat sich um etwa den Faktor 10 erhöht. Die lineare Strukturgröße hätte daher nur um den Faktor 3 abnehmen müssen. Sie haben jedoch wahrscheinlich Recht, wenn Sie darauf hinweisen, dass es wahrscheinlich ist, die Maske direkt über dem Fotolack zu platzieren nicht wie es gemacht wird. Vielmehr wird die Maske auf den Fotolack abgebildet und gleichzeitig verkleinert, wie es für die Strukturierung der elektronischen Bauelemente des Sensors notwendig wäre. Ich werde die Antwort bearbeiten, um dies widerzuspiegeln.
Nach weiterer Überlegung denke ich, dass eine Kontaktmaske, wie ich sie zuerst beschrieben habe, eher zum Mustern des Farbfilters verwendet wird. Die Auflösung der Metallmaske kann besser als 100nm sein. Die Pixelgröße liegt in der Größenordnung von 1 um.
Ein Problem, das ich nicht berücksichtigt habe, ist die Bildung des Mikrolinsen-Arrays, das, falls vorhanden, ein separater oder ein integrierter Teil des Farbfilters sein kann.
Wie wird ein Bayer-Filter hergestellt?
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