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CN104508819A - 固体摄像装置 - Google Patents

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CN104508819A
CN104508819A CN201380032343.XA CN201380032343A CN104508819A CN 104508819 A CN104508819 A CN 104508819A CN 201380032343 A CN201380032343 A CN 201380032343A CN 104508819 A CN104508819 A CN 104508819A
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semiconductor substrate
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solid
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米田康人
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Abstract

固体摄像装置(1)包括：半导体基板(20)，其具有相互相对的主面(20a)与主面(20b)，且在主面(20a)侧设置有多个光感应区域(3)；及绝缘膜(61)，其具有相互相对的主面(61a)与主面(61b)，且以主面(61a)与主面(20a)相对的方式配置于半导体基板(20)上。半导体基板(20)的主面(20a)中的与各光感应区域(3)对应的区域的、与半导体基板(20)的厚度方向平行的剖面为凹曲线与凸曲线交替地连续而成的波浪形状。绝缘膜(61)的主面(61a)中的与各光感应区域(3)对应的区域的、与绝缘膜(61)的厚度方向平行的剖面为凹曲线与凸曲线对应于主面(20a)而交替地连续而成的波浪形状。绝缘膜(61)的主面(61b)为平坦。

Description

固体摄像装置
技术领域
本发明涉及一种固体摄像装置。
背景技术
已知有包括半导体基板及绝缘膜的固体摄像装置，该半导体基板具有相互相对的第一主面与第二主面，且在第一主面侧设置有多个光感应区域，该绝缘膜具有相互相对的第三主面与第四主面，且以第三主面与第一主面相对的方式配置于半导体基板上(例如参照专利文献1)。专利文献1所记载的固体摄像装置中，半导体基板的第一主面在与光感应区域对应的区域具有凹凸面，绝缘膜的第三主面在与光感应区域对应的区域具有与第一主面的凹凸面对应的凹凸面。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-124522号公报
发明内容
发明所要解决的问题
本发明的目的在于提供一种可降低灵敏度的偏差且使灵敏度稳定化的固体摄像装置。
解决问题的技术手段
本发明人们经过调查研究，其结果新发现如下事实。
由于固体摄像装置的制造过程上的各种主要原因，难以遍及多个光感应区域地均匀地形成绝缘膜的厚度。即，存在绝缘膜的厚度在每个光感应区域中不同的担忧。若绝缘膜的厚度在每个光感应区域中不同，则入射至固体摄像装置的光的绝缘膜中的透过率在每个光感应区域中不同，灵敏度产生偏差。根据绝缘膜的膜厚，入射至固体摄像装置(绝缘膜)的光与由半导体基板的表面反射的光的干涉的影响会变强。若光的干涉的影响变强，则灵敏度特性的波动变大，灵敏度不易稳定。
首先，本发明人们对可降低灵敏度的偏差且使灵敏度稳定化的构成进行了努力研究。
其结果，本发明人们想到通过构成的采用而可降低灵敏度的偏差且使灵敏度稳定化。半导体基板的第一主面(半导体基板的光入射面)在与各光感应区域对应的区域具有凹凸面，绝缘膜的第三主面(与第一主面相对的面)具有与第一主面的凹凸面对应的凹凸面，绝缘膜的第四主面为平坦。其原因在于，通过绝缘膜的膜厚在与各光感应区域对应的区域内对应于凹凸面的形状而变化，从而吸收并抑制绝缘膜整体上的膜厚变化的影响。
本发明人们也发现了根据凹凸面的形状会产生新的问题。绝缘膜也起到作为反射防止膜的功能，但根据凹凸面的形状，会使反射率的波长特性产生偏差。在凹凸面由位于最深部的第一平坦面、位于顶部的第二平坦面、及连结第一平坦面与第二平坦面的倾斜面构成的情况下(在凹凸面的高度(深度)阶段性地变化的情况下)，通过将由第一平坦面与第二平坦面形成的阶差的高度设定为所期望的值，从而降低了规定波长的光的反射率。因此，在自规定波长偏离的波长的光入射的情况下，反射率的降低效果不易获得。
若自规定波长偏离的波长的光入射至倾斜面的规定的位置，则可获得反射率的降低效果。然而，由于成为倾斜面的区域受到限制，因而反射率的降低效果极其受限。
因此，本发明人们对可降低反射率的波长特性的偏差的构成进一步进行了努力研究，直至想到了本发明。即，通过采用凹凸面的高度(深度)连续地变化而非阶段性地变化的构成，从而半导体基板的第一主面上的反射光相对于幅宽的波长范围的光全部地相互抵消，从而可降低反射率的波长特性的偏差。
本发明是一种固体摄像装置，其包括：半导体基板，其具有相互相对的第一主面与第二主面，且在第一主面侧设置有多个光感应区域；及绝缘膜，其具有相互相对的第三主面与第四主面，且以第三主面与第一主面相对的方式配置于半导体基板上；半导体基板的第一主面中的与各光感应区域对应的区域的、与半导体基板的厚度方向平行的剖面是凹曲线与凸曲线交替地连续而成的波浪形状；绝缘膜的第三主面中的与各光感应区域对应的区域的、与绝缘膜的厚度方向平行的剖面是凹曲线与凸曲线对应于第一主面而交替地连续而成的波浪形状；绝缘膜的第四主面为平坦。
本发明中，绝缘膜的第四主面为平坦，与此相对，绝缘膜的第三主面中的与各光感应区域对应的区域的、与绝缘膜的厚度方向平行的剖面是凹曲线与凸曲线对应于第一主面而交替地连续而成的波浪形状。因此，绝缘膜的膜厚在与各光感应区域对应的区域内对应于绝缘膜的第三主面的形状而变化。由此，可吸收并抑制绝缘膜整体中的膜厚变化的影响，可降低灵敏度的偏差，并且可使灵敏度稳定化。
本发明中，半导体基板的第一主面中的与各光感应区域对应的区域的、与半导体基板的厚度方向平行的剖面是凹曲线与凸曲线交替地连续而成的波浪形状。因此，设为上述波浪形状的第一主面的高度(深度)遍及第一主面中的与各光感应区域对应的区域整体而连续地变化。因此，可在较宽的波长范围内降低反射率的波长特性的偏差。
绝缘膜也可以隔着氧化膜而配置于半导体基板上。也可以在半导体基板，具有与半导体基板不同的导电类型的多个半导体区域配置于第一主面侧，且各光感应区域通过由半导体基板与半导体区域形成的pn结构成。
发明的效果
根据本发明，可提供一种能够降低灵敏度的偏差且使灵敏度稳定化的固体摄像装置。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式所涉及的固体摄像装置的构成的图。
图2是用于说明沿图1中的II-II线的剖面构成的图。
图3是用于说明沿图2中的III-III线的剖面构成的图。
图4是仅选出半导体基板进行表示的说明图。
图5是仅选出层间绝缘膜进行表示的说明图。
图6是表示本实施方式所涉及的固体摄像装置的制造过程的图。
图7是表示本实施方式所涉及的固体摄像装置的制造过程的图。
图8是表示本实施方式所涉及的固体摄像装置的制造过程的图。
图9是表示本实施方式所涉及的固体摄像装置的制造过程的图。
图10是表示本实施方式所涉及的固体摄像装置的制造过程的图。
图11是表示本实施方式所涉及的固体摄像装置的制造过程的图。
图12是表示实施例1中的波长(nm)与量子效率(Q.E.)(％)的关系的图表。
图13是表示比较例1中的波长(nm)与量子效率(Q.E.)(％)的关系的图表。
图14是表示各波长下的量子效率的偏差的图表。
图15是用于说明比较例3中的凹凸面的形状的图。
图16是表示实施例2中的各样品1～3中的波长(nm)与反射率(％)的关系的图表。
图17是表示比较例2中的各样品4～6中的波长(nm)与反射率(％)的关系的图表。
图18是表示比较例3中的各样品7～9中的波长(nm)与反射率(％)的关系的图表。
图19是表示各波长下的反射率的偏差(最大值与最小值的差)的图表。
图20是用于说明本实施方式的变化例所涉及的固体摄像装置的图。
图21是用于说明本实施方式的变化例所涉及的固体摄像装置的图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的优选的实施方式进行详细的说明。再者，在说明中，对相同要素或具有相同功能的要素使用相同符号，并省略重复的说明。
首先，参照图1～图3，对本实施方式所涉及的固体摄像装置的构成进行说明。图1是表示本实施方式所涉及的固体摄像装置的构成的图。图2是用于说明沿图1中的II-II线的剖面构成的图。图3是用于说明沿图2中的III-III线的剖面构成的图。
如图1所示，固体摄像装置1包括多个光感应区域3、多个传送栅极部5、多个抗晕(anti blooming)栅极部7、多个抗晕漏极部9、及移位寄存器部11。本实施方式的固体摄像装置1为表面入射型的IL(Interline transfer，交错传送)-CCD影像传感器，一个光感应区域3构成一个像素。
各光感应区域3感应光的入射而产生与入射光强度相对应的电荷。即，光感应区域3起到作为光电转换部的功能。在本实施方式中，光感应区域3的平面形状形成为由两条长边与两条短边形成的大致矩形状。多个光感应区域3以沿与沿光感应区域3的长边方向的第一方向交叉的第二方向(沿光感应区域3的短边方向的方向)的方式并列设置。即，多个光感应区域3沿一维方向(上述第二方向)配置成阵列状。光感应区域3的形状并不限定于上述的大致矩形状。
对各光感应区域3，以在沿光感应区域3的短边方向的方向上夹着该光感应区域3的方式，配置有隔离区域13。隔离区域13邻接于光感应区域3的长边，且在沿光感应区域3的长边方向的方向上延伸。隔离区域13将夹着隔离区域13而相邻的一对光感应区域3电性分离。
各传送栅极部5分别对应于光感应区域3且配置于形成光感应区域3的平面形状的一个短边侧。即，多个传送栅极部5沿上述第二方向并列设置于形成光感应区域3的平面形状的一个短边侧。传送栅极部5取得光感应区域3中所产生的电荷，并将所取得的电荷作为信号电荷而沿第一方向传送。在相邻的传送栅极部5之间配置有隔离区域13，从而实现传送栅极部5间的电性分离。
各抗晕栅极部7分别对应于光感应区域3且配置于形成光感应区域3的平面形状的另一个短边侧。即，多个抗晕栅极部7沿上述第二方向并列设置于形成光感应区域3的平面形状的另一个短边侧。抗晕栅极部7取得光感应区域3中所产生的电荷，将所取得的电荷作为不需要电荷而沿第一方向传送。在相邻的抗晕栅极部7之间配置有隔离区域13，从而实现抗晕栅极部7间的电性分离。
各抗晕漏极部9分别对应于抗晕栅极部7且与抗晕栅极部7在第一方向上邻接配置。即，多个抗晕漏极部9在上述第二方向上并列设置于形成光感应区域3的平面形状的另一个短边侧。抗晕漏极部9连接于规定的固定电位，排出自对应的抗晕栅极部7传送的不需要电荷。
移位寄存器部11相对于多个传送栅极部5，与各传送栅极部5在第一方向上邻接配置。移位寄存器部11接收分别自传送栅极部5传送的信号电荷，将其在上述第二方向上传送，且依次输出至读取放大器部15。自移位寄存器部11输出的信号电荷由读取放大器部15转换为电压，并作为配置于第二方向的每个光感应区域3的电压而输出至固体摄像装置1的外部。
在除了多个光感应区域3的、多个传送栅极部5、多个抗晕栅极部7、多个抗晕漏极部9、及移位寄存器部11、的上方配置有遮光膜LS。遮光膜LS覆盖配置有传送栅极部5、抗晕栅极部7、抗晕漏极部9、及移位寄存器部11的区域，从而防止光入射至该区域。由此，可防止因入射至上述区域的光产生不需要电荷。
如图2及图3所示，多个光感应区域3、多个传送栅极部5、多个抗晕栅极部7、多个抗晕漏极部9、及移位寄存器部11形成于半导体基板20。
半导体基板20具有相互相对的主面20a与主面20b。在本实施方式中，主面20a为半导体基板20的光入射面。半导体基板20包括位于主面20b侧的p+型的第一基板区域21、及位于主面20a侧的p型的第二基板区域23。第二基板区域23的杂质浓度低于第一基板区域21。半导体基板20例如可通过在p型的半导体基板上使杂质浓度低于该半导体基板的p-型的磊晶层成长而获得。
半导体基板20包括设置于主面20a侧的、n型半导体区域31、n-型半导体区域33、35、p+型半导体区域37、39、及n+型半导体区域41。在本实施方式中，半导体基板20由Si构成。在半导体基板20由Si构成的情况下，使用B等的第3族元素作为p型杂质，使用N、P或As等的第5族元素作为n型杂质。n-型半导体区域33、35的杂质浓度低于n型半导体区域31，n+型半导体区域41的杂质浓度高于n型半导体区域31。p+型半导体区域37、39的杂质浓度高于第二基板区域23。
第二基板区域23与n型半导体区域31形成pn结，由n型半导体区域31，构成通过光的入射而产生电荷的光感应区域3。即，由第二基板区域23及n型半导体区域31构成埋入型的光电二极管。n型半导体区域31在平面视时形成由两条长边与两条短边形成的大致矩形状。多个n型半导体区域31以沿上述第二方向的方式并列设置，且沿一维方向配置成阵列状。各n型半导体区域31在沿n型半导体区域31的短边方向的方向上并列设置。
对n-型半导体区域33，配置有传送电极51、53。传送电极53与传送电极51在第一方向上邻接配置。传送电极51、53例如由多晶硅膜构成，且隔着氧化膜43而形成于n-型半导体区域33上。n-型半导体区域33配置于形成n型半导体区域31的平面形状的一个短边侧。氧化膜43例如由氧化硅膜构成。
自控制电路(未图示)对传送电极51、53分别赋予传送信号。由传送电极51及传送电极51下的n-型半导体区域33构成传送栅极部5。由传送电极53及传送电极53下的n-型半导体区域33构成移位寄存器部11。
对n-型半导体区域35，配置有传送电极55。传送电极55例如由多晶硅膜构成，且隔着氧化膜43而形成于n-型半导体区域35上。n-型半导体区域35配置于形成n型半导体区域31的平面形状的另一个短边侧。自控制电路(未图示)对传送电极55分别赋予传送信号。由传送电极55及传送电极55下的n-型半导体区域35构成抗晕栅极部7。
p+型半导体区域37配置于n型半导体区域31的长边侧。p+型半导体区域37邻接于n型半导体区域31，且在沿n型半导体区域31的长边方向的方向上延伸。由p+型半导体区域37构成隔离区域13。p+型半导体区域39配置于n型半导体区域31的表面侧。p+型半导体区域39例如连接于接地电位，且处于充满空穴的状态。因此，通过p+型半导体区域39，抑制了半导体基板20的表面(主面20a)附近的暗电流的产生。
n+型半导体区域41邻接于传送电极55下的n-型半导体区域35而配置。由n+型半导体区域41构成抗晕漏极部9。
如图2及图3所示，固体摄像装置1包括层间绝缘膜61、63及表面保护膜65。
层间绝缘膜61以覆盖传送电极51、53、55及氧化膜43的方式配置于半导体基板20上。层间绝缘膜61具有相互相对的主面61a与主面61b。层间绝缘膜61的主面61a隔着氧化膜43而与半导体基板20的主面20a相对。即，层间绝缘膜61以主面61a隔着氧化膜43而与半导体基板20的主面20a相对的方式配置于半导体基板20上。层间绝缘膜61例如由BPSG(Boro-phospho silicate glass，硼磷硅玻璃)构成。层间绝缘膜61也起到作为反射防止膜(AR膜)的功能。
在层间绝缘膜61形成有配线71。配线71通过形成于层间绝缘膜61的通孔而连接于传送电极51、53、55及n+型半导体区域41。
层间绝缘膜63以覆盖层间绝缘膜61及配线71的方式配置于层间绝缘膜61上。在层间绝缘膜61的与n型半导体区域31(光感应区域3)对应的区域，未形成层间绝缘膜63。因此，层间绝缘膜61的与n型半导体区域31(光感应区域3)对应的区域光学性地露出。层间绝缘膜63例如由氧化硅膜构成。
遮光膜LS以覆盖层间绝缘膜63的方式配置于层间绝缘膜63上。遮光膜LS例如由铝等的金属构成。表面保护膜65以覆盖遮光膜LS的方式配置于遮光膜LS上。表面保护膜65例如由氮化硅膜构成。
在固体摄像装置1中，也如图4所示，半导体基板20的主面20a的与各光感应区域3对应的区域R1具有凹凸面。图4是仅选出半导体基板20进行表示的说明图。区域R1的与半导体基板20的厚度方向平行的剖面为凹曲线与凸曲线交替地连续而成的波浪形状。本实施方式中，在平行于第二方向(沿光感应区域3的短边方向的方向)且平行于厚度方向的剖面上，区域R1为波浪形状。因此，凹凸面的凸部及凹部沿第一方向(沿光感应区域3的长边方向的方向)延伸。
区域R1的凹凸面的高度(深度)沿第二方向连续且周期性地变化。即，区域R1的凹凸面不具有平坦面。区域R1的凹凸面的凹凸图案在各光感应区域3中相同。此处，所谓相同，是指实质上的相同，而非数学意义上严格的相同，只要形状的尺寸误差或高度(深度)的误差等在±10％以内，则作为图案相同。在凹凸面的上述剖面，凸部的顶点与凹部的最深点的距离D1例如为0.03～1μm。邻接的顶点间的距离及邻接的最深点间的距离D2例如为1～10μm。
在固体摄像装置1中，也如图5所示，层间绝缘膜61的主面61a的与各光感应区域3对应的区域R2也具有凹凸面。图5是仅选出层间绝缘膜61进行表示的说明图。区域R2的与层间绝缘膜61的厚度方向平行的剖面为凹曲线与凸曲线对应于区域R1的凹凸面而交替地连续而成的波浪形状。本实施方式中，在平行于第二方向且平行于厚度方向的剖面，区域R2为波浪形状。因此，在区域R2，凹凸面的凸部及凹部也沿第一方向延伸。
区域R2的凹凸面的高度(深度)也与区域R2的凹凸面的高度(深度)相同，沿第二方向连续且周期性地变化。即，区域R2的凹凸面不具有平坦面。区域R2的凹凸面的凹凸图案在各光感应区域3中相同。此处，所谓相同，是指实质上的相同，而非数学意义上严格的相同，只要形状的尺寸误差或高度(深度)的误差等在±10％以内，则作为图案相同。在凹凸面的上述剖面，凸部的顶点与凹部的最深点的距离D3例如为0.03～1μm。邻接的顶点间的距离及邻接的最深点间的距离D4例如为1～10μm。
层间绝缘膜61的主面61b为平坦。因此，层间绝缘膜61的厚度在平行于第二方向且平行于厚度方向的剖面，沿第二方向连续且周期性地变化。层间绝缘膜61的最大厚度Tmax例如为0.1～5μm，层间绝缘膜61的最小厚度Tmin例如为0.1～5μm。层间绝缘膜61的平均厚度例如为0.01～5μm。最大厚度Tmax与最小厚度Tmin的距离为上述距离D3的范围。
继而，参照图6～图11说明上述固体摄像装置1的制造过程。图6～图11是表示本实施方式所涉及的固体摄像装置的制造过程的图。
首先，准备半导体基板20(参照图6(a))。接着，将半导体基板20的表面热氧化，形成由SiO2构成的绝缘膜81(参照图6(b))。继而，在绝缘膜81上，通过溅射法等形成由SiNX构成的绝缘膜83，其后，使用光致抗蚀剂，以具有多个开口的方式将绝缘膜83图案化(参照图6(b))。由此，开口正下方的绝缘膜81露出于外部。
其次，以绝缘膜83为掩膜，将绝缘膜81的表面选择氧化(参照图7(a))。在形成有绝缘膜83的区域不进行氧化，在未形成绝缘膜83的区域(形成有开口的区域)，选择性地进行氧化。由此，绝缘膜81的选择氧化了的部分的厚度增加。继而，通过蚀刻分别除去绝缘膜81及绝缘膜83(参照图7(b))。由此，成为半导体基板20的光入射面(主面20a)的区域具有凹凸面。
作为SiNX的蚀刻液，可使用高温的磷酸，作为SiO2的蚀刻液，可使用氢氟酸。SiNX也可通过使用了CF4等的干式蚀刻而除去。因为在基底侧使用SiO2，因而若预先在由SiNX构成的绝缘膜83形成多个开口，则在对绝缘膜81进行湿式蚀刻时，绝缘层83剥离(lift-off)而被除去。
其次，将半导体基板20的表面热氧化，形成氧化膜43(参照图8(a))。氧化膜43呈与半导体基板20的凹凸面对应的波浪形状。继而，在氧化膜43的与半导体基板20的凹凸面对应的区域上，形成绝缘膜85，且将其图案化(参照图8(a))。绝缘膜85例如由SiNX构成。其后，利用离子注入法或扩散法将p型的杂质添加至半导体基板20的表面，形成p+型半导体区域37(隔离区域13)(参照图8(b))。
其次，以绝缘膜85为掩膜，将氧化膜43选择氧化(参照图9(a))。由此，氧化膜43的自绝缘膜85露出的区域选择性地成长。继而，除去绝缘膜85(参照图9(b))。
其次，经由氧化膜43，利用离子注入法将n型的杂质添加至半导体基板20(第二基板区域23)而形成n-型半导体区域33、35(未图示)后，在氧化膜43上形成传送电极51、53、55等(未图示)。其后，利用离子注入法添加n型的杂质而形成n型半导体区域31，并且利用离子注入法添加p型的杂质而形成p+型半导体区域39(参照图10(a))。其后，在传送电极51、53、55等(未图示)上形成层间绝缘膜61(参照图10(b))。层间绝缘膜61的接触于氧化膜43的面具有氧化膜43的形状、即与半导体基板20的凹凸面对应的凹凸面。
如图10(b)所示，层间绝缘膜61，其表面对应于半导体基板20的凹凸面而具有凹凸面。因此，通过回焊或CMP(Chemical MechanicalPolishing，化学机械研磨)等，将层间绝缘膜61的表面平坦化(参照图11)。由此，层间绝缘膜61的主面61b变得平坦。其后，将配线71、层间绝缘膜63、遮光膜LS、及表面保护膜65形成于所期望的位置。
通过这些过程，可获得固体摄像装置1。
如以上所述，本实施方式中，层间绝缘膜61的主面61b为平坦，与此相对，层间绝缘膜61的主面61a在与各光感应区域3对应的区域R2，具有与半导体基板20的主面20a的区域R1所具有的凹凸面对应的凹凸面。区域R2的凹凸面在与层间绝缘膜61的厚度方向平行的剖面，为凹曲线与凸曲线交替地连续而成的波浪形状。因此，层间绝缘膜61的膜厚在上述区域R2内对应于区域R2的凹凸面的形状而变化。由此，可吸收并抑制层间绝缘膜61整体中的膜厚变化的影响，可降低灵敏度的偏差，并且可使灵敏度稳定化。
半导体基板20的主面20a中的区域R1所具有的凹凸面在与半导体基板20的厚度方向平行的剖面，为凹曲线与凸曲线交替地连续而成的波浪形状。因此，设为波浪形状的凹凸面的高度(深度)遍及区域R1整体而连续地变化。因此，可在较宽的波长范围内降低反射率的波长特性的偏差。
基于与比较例1的比较结果，说明在固体摄像装置1中可降低灵敏度的偏差且使灵敏度稳定化的效果。作为实施例1，使用上述实施方式的固体摄像装置1。作为比较例1，制作将实施例1(参照图3)中的半导体基板20的主面20a及层间绝缘膜61的主面61a设为平坦的固体摄像装置。比较例1所涉及的固体摄像装置除了半导体基板20的主面20a及层间绝缘膜61的主面61a为平坦的方面以外，其余与固体摄像装置1皆为相同的构成。
作为实施例1使用的固体摄像装置1中，层间绝缘膜61的最大厚度Tmax设定为630nm，层间绝缘膜61的最小厚度Tmin设定为530nm，层间绝缘膜61的平均厚度设定为580nm。即，区域R2的凹凸面中的凸部的顶点与凹部的最深点的距离D3为100nm。比较例1的固体摄像装置中，层间绝缘膜61的厚度设定为580nm。
测定实施例1及比较例1的灵敏度特性。此处，在实施例1及比较例1中，分别测定位于规定的位置的多个光感应区域中的量子效率的波长特性。具体而言，测定5个光感应区域各自的量子效率的波长特性。将测定结果表示于图12～图14。图12是表示实施例1中的波长(nm)与量子效率(Q.E.)(％)的关系的曲线。图13是表示比较例1中的波长(nm)与量子效率(Q.E.)(％)的关系的曲线。图14是表示各波长下的量子效率的偏差(最大值与最小值的差)的曲线。
根据图12～图14可知，实施例1与比较例1相比，灵敏度的偏差得以降低。具体而言，实施例1中的灵敏度的偏差的最大值为12％，与此相对，比较例1中的灵敏度的偏差的最大值为24％。根据图12与图13的对比，实施例1与比较例1相比，灵敏度特性的波动较少，可谋求灵敏度特性的稳定化。
其次，基于与比较例2及3的比较结果，说明在固体摄像装置1中可降低反射率的波长特性的偏差的效果。此处，通过模拟，求出实施例2以及比较例2及3的反射率的波长特性。实施例2的模拟中，采用与上述实施方式的固体摄像装置1相同的构成。比较例2的模拟中，采用实施例2(参照图3)中的半导体基板20的主面20a及层间绝缘膜61的主面61a设为平坦的构成。比较例3的模拟中，采用上述凹凸面的形状不同的构成。具体而言，比较例3的构成除了如图15所示凹凸面包括位于最深部的第一平坦面F1、位于顶部的第二平坦面F2、及连结第一平坦面F1与第二平坦面F2的倾斜面F3的方面以外，与实施例2的构成相同。
实施例2中采用样品1～3作为模拟样本，比较例3中采用样品7～9作为模拟样本。样品1及7中，层间绝缘膜61的最大厚度Tmax设定为545nm，层间绝缘膜61的最小厚度设定为455nm，层间绝缘膜61的平均厚度设定为500nm。样品2及8中，层间绝缘膜61的最大厚度Tmax设定为520nm，层间绝缘膜61的最小厚度设定为430nm，层间绝缘膜61的平均厚度设定为475nm。样品3及9中，层间绝缘膜61的最大厚度Tmax设定为570nm，层间绝缘膜61的最小厚度设定为480nm，层间绝缘膜61的平均厚度设定为525nm。样品1～3及7～9中，层间绝缘膜61的平均厚度在500nm±25nm(层间绝缘膜61的平均厚度的5％)的范围内有偏差。在样品1～3及7～9中，凹凸面的凸部的顶点与凹部的最深点的距离为90nm。
比较例2中采用样品4～6作为模拟样本。样品4中层间绝缘膜61的厚度设定为500nm。样品5中层间绝缘膜61的厚度设定为475nm。样品6中层间绝缘膜61的厚度设定为525nm。即，样品4～6中层间绝缘膜61的厚度在500nm±25nm(层间绝缘膜61的厚度的5％)的范围内有偏差。
将模拟结果表示于图16～图19。图16是表示实施例2中的各样品1～3的波长(nm)与反射率(％)的关系的曲线。图17是表示比较例2中的各样品4～6的波长(nm)与反射率(％)的关系的曲线。图18是表示比较例3中的各样品7～9的波长(nm)与反射率(％)的关系的曲线。图19是表示各波长下的反射率的偏差(最大值与最小值的差)的曲线。
根据图16～图19可知，实施例2与比较例2及3相比，反射率的波长特性的偏差得以降低。具体而言，实施例2中的反射率的偏差的最大值为11％，与此相对，比较例2中的反射率的偏差的最大值为28％，比较例3中的反射率的偏差的最大值为19％。
以上，对本发明的优选的实施方式进行了说明，但本发明并非必需限定于上述实施方式，可在不脱离其主旨的范围内进行各种变更。
区域R1及区域R2的凹凸面的形状并不限定于上述形状。也可如图20所示，区域R1及区域R2的凹凸面在平行于第一方向(沿光感应区域3的长边方向的方向)且平行于厚度方向的剖面为波浪形状。也可如图21所示，区域R1及区域R2的凹凸面在平行于第一方向且平行于厚度方向的剖面及平行于第二方向且平行于厚度方向的剖面为波浪形状。图20及图21是用于说明本实施方式的变化例所涉及的固体摄像装置的图，各(a)是仅选出半导体基板进行表示的说明图，各(b)是仅选出层间绝缘膜进行表示的说明图。
p型及n型的各导电类型也可以与上述情况相反的方式交换。
本发明也可应用于CMOS影像传感器等以光电二极管为受光部的影像传感器。
产业上的可利用性
本发明可利用于CCD影像传感器或CMOS影像传感器等的固体摄像装置中。
符号的说明
1…固体摄像装置、3…光感应区域、20…半导体基板、20a、20b…主面、31…n型半导体区域、43…氧化膜、61…层间绝缘膜、61a、61b…主面。

Claims (3)

1.一种固体摄像装置，其特征在于，
包括：
半导体基板，其具有相互相对的第一主面与第二主面，且在所述第一主面侧设置有多个光感应区域；及
绝缘膜，其具有相互相对的第三主面与第四主面，且以所述第三主面与所述第一主面相对的方式配置于所述半导体基板上，
所述半导体基板的所述第一主面中的与各所述光感应区域对应的区域的、与所述半导体基板的厚度方向平行的剖面为凹曲线与凸曲线交替地连续而成的波浪形状，
所述绝缘膜的所述第三主面中的与各所述光感应区域对应的区域的、与所述绝缘膜的厚度方向平行的剖面为凹曲线与凸曲线对应于所述第一主面而交替地连续而成的波浪形状，
所述绝缘膜的所述第四主面为平坦。
2.如权利要求1的固体摄像装置，其特征在于，
所述绝缘膜隔着氧化膜而配置于所述半导体基板上。
3.如权利要求1或2的固体摄像装置，其特征在于，
在所述半导体基板上，具有与所述半导体基板不同的导电类型的多个半导体区域配置于所述第一主面侧；
各所述光感应区域由pn结构成，该pn结由所述半导体基板与所述半导体区域形成。
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