固体摄像装置的制作方法

1.本发明涉及一种固体摄像装置。


背景技术：

2.在构成cmos等影像传感器的固体摄像装置中，例如有在包含紫外区域至近红外区域的宽的波长区域中具有灵敏度的装置。在紫外区域具有灵敏度的固体摄像装置中，为了抑制紫外光所致的元件的劣化，在光感应区域形成有称为bpsg(boro-phospho silicate glass(硼磷硅玻璃))膜之类的绝缘膜作为保护膜。为了使绝缘膜充分地发挥作为保护膜的功能，需要例如1μm左右的厚度。该情况下，认为在绝缘膜的上表面与半导体基板的主面之间产生入射光的干涉，分光灵敏度相对于入射光的波长会不均。对于这样的技术问题，在例如专利文献1所记载的固体摄像元件中，通过在受光元件的表面上形成由周期性的凸部形成的基底图案，从而在绝缘膜的表面形成具有入射光的约1波长以上的高低差的1个以上的凹凸。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开平6-125068号公报


技术实现要素：

6.发明所要解决的问题
7.在上述的专利文献1所记载的固体摄像元件中，通过在绝缘膜的表面形成凹凸，减少绝缘膜中的入射光的干涉，而谋求分光灵敏度相对于入射光的波长的不均的降低。然而，在该现有的固体摄像元件中，显现于绝缘膜的表面的凹凸图案均匀，因而减少绝缘膜中的入射光的干涉的效果有限。因此，为了在例如包含紫外区域至近红外区域的宽的波长区域中有效地减少分光灵敏度的不均，需要进一步下工夫。
8.本发明为了解决上述问题而完成，其目的在于，提供一种可在宽的波长区域中有效地减少分光灵敏度的不均的固体摄像装置。
9.解决问题的技术手段
10.本发明的一方面的固体摄像装置，具备：半导体基板，其具有设置有多个光感应区域的主面；及绝缘膜，其设置于半导体基板的主面。在绝缘膜中的半导体基板的主面的相反侧的面，形成有多个凹凸，在光感应区域中，存在多个凹凸的高低差。
11.在该固体摄像装置中，在光感应区域中，在设置于绝缘膜的多个凹凸存在多个高低差。通过存在这样的多个高低差，入射光入射至光感应区域时，在绝缘膜内产生光路长互不相同的多个干涉。由此，分光灵敏度相对于入射光的波长的不均的周期互相抵消，可减少例如包含紫外区域至近红外区域的宽的波长区域内的灵敏度不均。
12.在光感应区域中，在以0.01μm间隔测量凹凸的高低差的情况下，以绝缘膜的最顶部为基准的绝缘膜的表面高度的出现频率的最大值也可为5％以下。该情况下，存在多种绝
缘膜中的凹凸的高低差，提高了分光灵敏度相对于入射光的波长的不均的周期互相抵消的效果。因此，可更有效地减少例如包含紫外区域至近红外区域的宽的波长区域中的灵敏度不均。
13.在光感应区域中，在以0.01μm间隔测量凹凸的高低差的情况下，以绝缘膜的最顶部为基准的绝缘膜的表面高度的出现频率的标准偏差也可为1％以下。该情况下，存在多种绝缘膜中的凹凸的高低差，提高了分光灵敏度相对于入射光的波长的不均的周期互相抵消的效果。因此，可更有效地减少例如包含紫外区域至近红外区域的宽的波长区域中的灵敏度不均。
14.在光感应区域中，凹凸中的最顶部与最底部之间的高低差也可为0.5μm以上0.9μm以下。通过使高低差为0.5μm以上，绝缘膜内的入射光的光路长差充分变大，因而进一步充分提高分光灵敏度相对于入射光的波长的不均的周期互相抵消的效果。另外，由于该高低差为0.9μm以下，因而凹部的深度未过量，可抑制因绝缘膜的表面上的入射光的折射及反射引起的分光灵敏度的绝对值变化。
15.半导体基板的主面也可为平坦面。该情况下，半导体基板的主面的形状简化，因而可谋求固体摄像装置的低成本化。
16.发明的效果
17.根据本发明，可在宽的波长区域内有效地减少分光灵敏度的不均。
附图说明
18.图1是显示固体摄像装置的概略结构的俯视图。
19.图2是图1的ii-ii线截面图。
20.图3是显示绝缘膜的凹凸图案的俯视图。
21.图4是图3的主要部分放大图。
22.图5的(a)是图4的c1-c2线截面图，(b)是图4的c1-c3线截面图。
23.图6是显示绝缘层的凹凸的形成的情况的概略截面图。
24.图7是显示热处理与凹凸的间隔的关系的概略截面图。
25.图8是显示热处理与凹凸的间隔的关系的概略截面图。
26.图9是显示图4所示的图案的凹凸的高低差轮廓的坐标图。
27.图10是显示图4所示的图案的绝缘膜的表面高度的出现频率的坐标图。
28.图11是显示具有图4所示的图案的凹凸的固体摄像装置的紫外区域～近红外区域的分光灵敏度特性的坐标图。
29.图12是将具有图4所示的图案的凹凸的固体摄像装置的紫外区域的分光灵敏度特性放大显示的坐标图。
30.图13是显示比较例的绝缘膜的凹凸图案的俯视图。
31.图14是图13的主要部分放大图。
32.图15是图14的d1-d2线截面图。
33.图16是显示图14所示的图案的凹凸的高低差轮廓的坐标图。
34.图17是显示图14所示的图案的绝缘膜的表面高度的出现频率的坐标图。
35.图18是显示具有图14所示的图案的凹凸的固体摄像装置的紫外区域～近红外区
域的分光灵敏度特性的坐标图。
36.图19是将具有图14所示的图案的凹凸的固体摄像装置的紫外区域的分光灵敏度特性放大显示的坐标图。
37.图20是显示绝缘膜无凹凸的固体摄像装置的紫外区域～近红外区域的分光灵敏度特性的坐标图。
38.图21是将绝缘膜无凹凸的固体摄像装置的紫外区域的分光灵敏度特性放大显示的坐标图。
39.图22是显示绝缘膜的表面高度的出现频率的最大值与分光灵敏度的峰谷的关系的坐标图。
40.图23是显示分光灵敏度的峰谷位移的情况的坐标图。
41.图24是显示绝缘膜的表面高度的出现频率的标准偏差与分光灵敏度的峰谷的关系的坐标图。
42.图25是显示使凹凸的最顶部与最底部间的高低差变化时的分光灵敏度的峰谷的状态的图。
43.图26是显示热处理前后的凹凸的变化情况的概略截面图。
44.图27的是显示绝缘膜的凹凸图案的变形例的主要部分放大图。
45.图28的是显示绝缘膜的凹凸图案的另一变形例的主要部分放大图。
46.图29的是显示绝缘膜的凹凸图案的另一变形例的主要部分放大图。
47.图30是显示绝缘膜的凹凸图案的另一变形例的主要部分放大图。
48.图31是显示绝缘膜的凹凸图案的另一变形例的主要部分放大图。
具体实施方式
49.以下，一边参照附图，一边对本发明的一方面的固体摄像装置的优选的实施方式进行详细的说明。
50.[固体摄像装置的概略结构]
[0051]
图1是显示固体摄像装置的概略结构的俯视图。另外，图2是图1的ii-ii线截面图。固体摄像装置1如图1所示具备多个光感应区域3、多个传送栅极部5、多个抗晕光(antiblooming)栅极部7、多个抗晕光漏极部9、及移位寄存器部11。这些结构形成于半导体基板20的主面20a上。本实施方式的固体摄像装置1例如为表面入射型的影像传感器，一个光感应区域3构成一个像素。
[0052]
各光感应区域3感应光的入射，产生对应于入射光强度的电荷。即，光感应区域3作为光电转换部发挥功能。本实施方式中，光感应区域3的平面形状成为由二条长边与二条短边形成的长方形状。多个光感应区域3沿与沿光感应区域3的长边方向的第1方向正交的第2方向(沿光感应区域3的短边方向的方向)排列，并在一维方向上呈阵列状配置。光感应区域3的形状不限于上述的大致矩形状，可采用各种形状。
[0053]
各传送栅极部5分别与光感应区域3对应，且配置于形成光感应区域3的平面形状的一短边侧。即，多个传送栅极部5在形成光感应区域3的平面形状的一短边侧，在第2方向上排列。传送栅极部5取得光感应区域3中产生的电荷，将取得的电荷作为信号电荷沿第1方向传送。在相邻的传送栅极部5间，配置有隔离区域13。隔离区域13实现传送栅极部5间的电
性分离。
[0054]
各抗晕光栅极部7分别与光感应区域3对应，且配置于形成光感应区域3的平面形状的另一短边侧。即，多个抗晕光栅极部7在形成光感应区域3的平面形状的另一短边侧，沿上述第2方向排列。抗晕光栅极部7取得光感应区域3中产生的电荷，将取得的电荷作为无用电荷沿第1方向传送。在相邻的抗晕光栅极部7间，配置有上述隔离区域13。隔离区域13实现抗晕光栅极部7间的电性分离。
[0055]
各抗晕光漏极部9分别与多个抗晕光栅极部7对应，在第1方向上与抗晕光栅极部7相邻配置。即，多个抗晕光漏极部9在形成光感应区域3的平面形状的另一短边侧，沿上述第2方向排列。抗晕光漏极部9连接于规定的固定电位，将自对应的抗晕光栅极部7传送的无用电荷排出。
[0056]
移位寄存器部11分别与多个传送栅极部5对应，在第1方向上与传送栅极部5相邻配置。即，多个移位寄存器部11在形成光感应区域3的平面形状的另一短边侧，沿上述第2方向排列。移位寄存器部11接收自传送栅极部5分别传送的信号电荷，且沿上述第2方向传送并依次输出至读出放大器部15。将自移位寄存器部11输出的信号电荷通过读出放大器部15转换成电压，作为配置于第2方向的每个光感应区域3的电压输出至固体摄像装置1的外部。
[0057]
在除了多个光感应区域3的区域，配置有遮光膜ls。本实施方式中，以覆盖传送栅极部5、抗晕光栅极部7、抗晕光漏极部9、移位寄存器部11的方式配置有遮光膜ls。遮光膜ls可防止光入射至这些区域，且防止因入射至这些区域的光所致的无用电荷的产生。
[0058]
在光感应区域3中，如图2所示，在半导体基板20的主面20a上设置有绝缘膜30。半导体基板20具有互相相对的主面20a与主面20b。本实施方式中，主面20a及主面20b均为平坦面，主面20a成为半导体基板20的光入射面。半导体基板20构成为自主面20b侧起包含p型半导体区域21、p-型半导体区域22、n 型半导体区域23、p 型半导体区域24、及氧化膜25。本实施方式中，半导体基板20由si构成。半导体基板20由si构成的情况下，使用b等3族元素作为p型杂质，使用p、as等5族元素作为n型杂质。
[0059]
氧化膜25例如为硅氧化膜。该氧化膜25在传送栅极部5中作为mos晶体管的栅极氧化膜发挥功能。另外，氧化膜25在光感应区域3中，具有防止来自绝缘膜30的成分侵入半导体基板20的作用。例如如后面所述，绝缘膜30为bpsg膜的情况下，氧化膜25防止来自该bpsg膜的b(硼)或p(磷)侵入半导体基板20。
[0060]
另外，在半导体基板20设置氧化膜25的情况下，可将该氧化膜25的表面视为半导体基板20的主面20a。在半导体基板20未设置氧化膜25的情况下，p 型半导体区域24的表面成为半导体基板20的主面20a。构成半导体基板20的半导体区域不限于图2的结构。例如，也可不设置p 型半导体区域24，使n 型半导体区域23位于p-型半导体区域22上，且氧化膜25直接形成于n 型半导体区域23之上。
[0061]
绝缘膜30具有互相相对的主面30a与主面30b。主面30a为朝向半导体基板20的主面20a侧的面，主面30b为朝向半导体基板20的主面20a的相反侧的面。绝缘膜30可通过例如蒸镀等形成。主面30a追随半导体基板20的主面20a的形状，成为平坦面。另一方面，在主面30b形成有多个凹凸r。该凹凸r通过蚀刻或机械研磨形成矩形截面状的凹凸后，通过热处理使矩形截面状的凹凸的一部分流动，由此成为平滑连续的形状。绝缘膜30例如为bpsg(boro-phospho silicate glass)膜，也作为反射防止膜(ar膜)发挥功能。
[0062]
绝缘膜30的厚度根据多个凹凸r而按每个部位不同，例如为0.5μm～3μm。绝缘膜30的厚度的下限值是考虑作为保护膜的功能、即发挥充分的紫外光耐性而确定的值。另外，绝缘膜30的厚度的上限值是考虑工艺上的限制(例如接触孔的易形成性)等而确定的值。
[0063]
[绝缘膜的凹凸的详细结构]
[0064]
图3是显示绝缘膜的凹凸图案的俯视图。另外，图4是其主要部分放大图。图3中，显示3个像素量的光感应区域3，图1所示的第1方向对应于y方向，第2方向对应于x方向，图2所示的半导体基板20的厚度方向对应于z方向。图3及图4中，以纯色表示相当于凹凸r中的凸部31的区域，以点表示相当于凹部32的区域。将凸部31的顶部31a的高度位置设为1，将凹部32的底部32a的高度位置设为0的情况下，相当于凸部31的区域为高度位置为0.5以上1以下的区域，相当于凹部32的区域为高度位置0以上且小于0.5的区域。
[0065]
如图3及图4所示，在光感应区域3中，在绝缘膜30的主面30b侧，通过绝缘膜30的主面30b正弦波状地起伏，而形成多个凹凸r。在图3及图4的例子中，俯视时大致正方形状的凹部32在绝缘膜30的主面30b的面内方向呈矩阵状排列，其它的部分成为凸部31。对于x方向及y方向的各个，凹部32的一边约为3.0μm，凹部32、32间的间距约为3.0μm。
[0066]
在光感应区域3中，存在多个凹凸r的高低差。例如，观察一个凹部32的中心c1至在y方向上2个相邻的凹部32的中心c2的截面(参照图4)的情况下，如图5的(a)所示，凹部32的底部32a的绝缘膜30的厚度t1约为0.85μm，凹凸r的高低差(凹部32的底部32a至凸部31的顶部31a的厚度)t2约为0.7μm。绝缘膜30的最大厚度(＝t1 t2)约为1.55μm。
[0067]
另外，例如观察一个凹部32的中心c1至在x方向及y方向上2个相邻的凹部32的中心c3的截面(参照图4)的情况下，如图5的(b)所示，凹部32的底部32a的绝缘膜30的厚度t1约为0.85μm，凹凸r的高低差(凹部32的底部32a至凸部31的顶部31a的厚度)t2约为0.9μm。绝缘膜30的最大厚度(＝t1 t2)约为1.75μm。
[0068]
另外，凹凸r的最顶部与最底部间的高低差f(参照图9)为0.5μm以上0.9μm以下。最顶部是指多个凸部31的顶部31a中距半导体基板20的主面20a的高度最高的顶部31a，最底部是指多个凹部32的底部32a中距半导体基板20的主面20a的高度最低的底部32a。
[0069]
绝缘膜30的凹凸r通过例如干蚀刻及热处理形成。首先，如图6的(a)所示，在绝缘膜30的主面30b中，通过光刻形成与凸部31的形成位置对应的抗蚀剂33。接着，如图6的(b)所示，将绝缘膜30中未形成抗蚀剂33的部分干蚀刻，形成凹部32。形成凹部32后，将抗蚀剂33去除。然后，通过对绝缘膜30进行热处理，使截面矩形状的凹凸r的一部分流动，而如图6的(c)所示，在绝缘膜30的主面30b侧形成平滑连续的凹凸r。
[0070]
根据上述制法，由于热处理时的凹凸r的流动量固定，因而越增大热处理前的凹部32、32间的间距，凸部31的顶部31a的高度位置越高，越缩小热处理前的凹部32、32间的间距，凸部31的顶部31a的高度位置越低。即，凹部32的高低差t2可利用热处理前的凹部32、32间的间距调整。
[0071]
图7的(a)的例子中，在热处理前的状态下，将凸部31的宽度w1及凹部32的宽度w2均设为3.0μm，将凹部32的底部32a至凸部31的顶部31a的厚度t2设为1.4μm。该情况下，在热处理后的状态下，如图7的(b)所示，凸部31的宽度w1及凹部32的宽度w2均维持在3.0μm，凹部32的高低差t2为0.7μm。另一方面，图8的(a)的例子中，在热处理前的状态下，将凸部31的宽度w1及凹部32的宽度w2均设为4.2μm，将凹部32的底部32a至凸部31的顶部31a的厚度t2
设为1.4μm。该情况下，在热处理后的状态下，如图8的(b)所示，凸部31的宽度w1及凹部32的宽度w2均维持在4.2μm，凹部32的高低差t2为0.9μm。
[0072]
图9是显示图4所示的图案的凹凸的高低差轮廓的坐标图。该图的轮廓是将横轴设为x方向的位置，将纵轴设为绝缘膜30的高度位置。纵轴中，以凸部31的顶部31a的高度位置为基准(＝0μm)。该凹凸r的高低差轮廓通过沿设定于一个像素量的光感应区域3的对角线上的扫描线g1扫描深度计而取得。通过沿扫描线g1扫描深度计，获得与对一个凹部32及其周围的凸部31倾斜滑动扫描线进行深度测量的情况等效的高低差轮廓。
[0073]
如图9所示，图4所示的凹凸r的图案中，凸部31的顶部31a的高度位置在扫描方向的中央为0μm，自扫描方向的中央至端部逐渐变低，在扫描方向的两端为-0.2μm。另外，凹部32的底部32a的高度位置在扫描方向的中央为-0.2μm，自扫描方向的中央至端部逐渐变低，在扫描方向的两端为-0.9μm。由该图9的结果可知，高低差轮廓的1个振幅的顶部位置与底部位置的高度位置的差在扫描方向的中央较小，自中央至端部逐渐变大。即，可看作在光感应区域3中，存在多个绝缘膜30中的主面30b的凹凸r的高低差。
[0074]
另外，在光感应区域3中，以0.01μm间隔测量凹凸r的高低差的情况下，以绝缘膜30的最顶部为基准的绝缘膜30的表面高度的出现频率的最大值变为5％以下。图10是显示图4所示的图案的绝缘膜的表面高度的出现频率的坐标图。该图中，横轴表示绝缘膜的表面高度，纵轴表示出现频率。将算出出现频率时的深度的分辨率设为0.01μm。如该图所示，图4所示的凹凸r的图案中，绝缘膜的表面高度广泛分布于0μm至-0.9μm的范围内，出现频率的峰值位于-0.2μm附近。出现频率在峰值的位置即-0.2μm附近也为约4％左右，在-0.2μm至0μm及-0.2μm至-0.3μm的范围内，为1.5％～4％左右，在-0.4μm至-0.9μm的范围内，为1％以下。根据该结果可知，图4所示的图案的凹凸r中，凹凸的高低差不偏向特定值，某种程度均匀地包含各种值的高低差。
[0075]
[绝缘膜的凹凸的作用效果]
[0076]
具有如上结构的固体摄像装置1中，由于在光感应区域3中，在设置于绝缘膜30的主面30b侧的凹凸r存在多个高低差，因而入射光入射至光感应区域3时，在绝缘膜30内产生光路长互不相同的多个干涉。由此，分光灵敏度相对于入射光波长的不均的周期互相抵消，例如可减少包含紫外区域至近红外区域的宽的波长区域内的灵敏度不均。
[0077]
另外，固体摄像装置1中，在光感应区域3中，以0.01μm间隔测量凹凸r的高低差的情况下，以绝缘膜30的最顶部为基准的绝缘膜的表面高度的出现频率的最大值变为5％以下。由此，存在多种绝缘膜30中的凹凸r的高低差，提高了分光灵敏度相对于入射光波长的不均的周期互相抵消的效果。因此，例如可更有效地减少包含紫外区域至近红外区域的宽的波长区域内的灵敏度不均。
[0078]
另外，固体摄像装置1中，在光感应区域3中，凹凸r的最顶部与最底部间的高低差f为0.5μm以上0.9μm以下。由于高低差f为0.5μm以上，而绝缘膜30内的入射光的光路长差充分变大，因而进一步充分提高分光灵敏度相对于入射光波长的不均的周期互相抵消的效果。另外，由于该高低差f为0.9μm以下，因而凹部32的深度未过量，可抑制因绝缘膜30表面上的入射光的折射及反射引起的分光灵敏度的绝对值变化。
[0079]
另外，固体摄像装置1中，设置有绝缘膜30的半导体基板20的主面20a为平坦面。由此，简化半导体基板20的主面20a的形状，而谋求固体摄像装置1的低成本化。
[0080]
图11及图12是显示具有图4所示的图案的凹凸的固体摄像装置的分光灵敏度特性的坐标图。图11显示包含紫外区域至近红外区域的宽的波长区域内的分光灵敏度特性，图12将紫外区域的分光灵敏度特性放大显示。图11及图12中，横轴表示波长，纵轴表示灵敏度，且重叠绘制与具有与上述实施方式同等的结构的4个样本相关的分光灵敏度特性。如图11及图12所示，可确认在实施例中，通过分光灵敏度相对于入射光波长的不均的周期互相抵消，而不在分光灵敏度轮廓产生峰谷，可有效地减少包含紫外区域至近红外区域的宽的波长区域内分光灵敏度的不均。另外，可确认样本间的分光灵敏度特性的不均非常小。
[0081]
另一方面，图13是显示比较例的绝缘膜的凹凸的图案的俯视图。另外，图14是其主要部分放大图。图13及图14的例子中，凹凸r具有俯视时沿x方向呈带状延伸的凸部31、及沿y方向呈带状延伸的凹部32，凸部31与凹部32通过沿y方向交替排列而构成。y方向的凸部31的宽度及凹部32的宽度均为3.0μm。
[0082]
该比较例中，例如观察一个凹部32的中心d1至在y方向上2个相邻凹部32的中心d2的截面(参照图14)的情况下，如图15的(a)所示，凹部32的底部32a的绝缘膜30的厚度t1约为0.85μm，凹凸r的高低差(凹部32的底部32a至凸部31的顶部31a的厚度)t2约为0.9μm。绝缘膜30的最大厚度(＝t1 t2)约为1.75μm。
[0083]
图16是显示图14所示的图案的凹凸的高低差轮廓的坐标图。该凹凸r的高低差轮廓通过沿在一个像素量的光感应区域的y方向上设定的扫描线g2(参照图13)扫描深度计而取得。图14所示的凹凸r的图案中，凸部31的顶部31a的高度位置在凸部31的y方向的中央附近为0μm，凹部32的底部32a的高度位置在凹部32的y方向的中央附近为-1μm。由图16的结果可知，图14所示的图案中，凹凸r的高低差为单一。
[0084]
图17是显示图14所示的图案的绝缘膜的表面高度的出现频率的坐标图。该图中，与图10的情况同样，将算出出现频率时的深度的分辨率设为0.01μm。如该图所示，图14所示的凹凸r的图案中，绝缘膜的表面高度的出现频率集中于0μm至-0.1μm的范围内，位于0μm附近的出现频率的峰中，出现频率达到7％左右。由该结果可知，图14所示的图案的凹凸r中，凹凸的高低差偏向特定的值。
[0085]
图18及图19是显示具有图14所示的图案的凹凸的固体摄像装置的分光灵敏度特性的坐标图。图18显示包含紫外区域至近红外区域的宽的波长区域内的分光灵敏度特性，图19将紫外区域的分光灵敏度特性放大显示。图18及图19中，与图11及图12的情况同样，重叠绘制与具有与比较例同等的结构的4个样本相关的分光灵敏度特性。如图18及图19所示可知，在比较例中，不易产生分光灵敏度相对于入射光波长的不均的周期互相抵消的效果，与实施例相比，分光灵敏度轮廓产生峰谷。另外可知，与实施例相比，样本间的分光灵敏度特性的不均变大。
[0086]
另外，图20及图21是显示参考例的固体摄像装置的分光灵敏度特性的坐标图。该参考例中，重叠绘制与未在绝缘膜设置凹凸的结构的4个样本相关的分光灵敏度特性。如图20及图21所示可知，参考例中，未发挥分光灵敏度相对于入射光波长的不均的周期互相抵消的效果，与比较例相比，分光灵敏度轮廓产生较大峰谷，且样本间的分光灵敏度特性的不均进一步变大。
[0087]
[对于绝缘膜的凹凸的研究]
[0088]
上述实施方式中，以绝缘膜30的最顶部为基准的绝缘膜30的表面高度的出现频率
的最大值为5％以下。算出该绝缘膜30的表面高度的出现频率的最大值时，研究绝缘膜30的表面高度的出现频率的最大值与分光灵敏度的峰谷的关系性。此处，分光灵敏度的峰谷设为将每个波长的分光灵敏度的不均量的绝对值以全波长区域(200nm～1000nm)平均的值。每个波长的分光灵敏度的不均量的绝对值是将某波长下的分光灵敏度的平均值设为s，将某波长下的分光灵敏度的最大值或最小值与s的差设为δs的情况下，以δs/s
×
100(％)算出的值。
[0089]
图22是显示绝缘膜的表面高度的出现频率的最大值与分光灵敏度的峰谷的关系的坐标图。该图中，横轴表示绝缘膜的表面高度的出现频率的最大值，纵轴表示分光灵敏度的峰谷。如图22所示可知，绝缘膜的表面高度的出现频率的最大值与分光灵敏度的峰谷间存在一定的相关关系，绝缘膜的表面高度的出现频率的最大值越大，分光灵敏度的峰谷越小。根据图22的结果，绝缘膜的表面高度的出现频率的最大值为5％以下的范围内，分光灵敏度的峰谷抑制在1％以下。因此，可确认绝缘膜的表面高度的出现频率的最大值为5％以下是对于减少分光灵敏度不均有意义的条件。
[0090]
将算出绝缘膜的表面高度的出现频率时的深度的分辨率设为0.01μm的原因在于，通过改变凹凸的高低差，分光灵敏度的峰谷位移。图23是显示分光灵敏度的峰谷位移的情况的坐标图。如该图所示，分光灵敏度的峰谷在分光灵敏度的波形位移1/2周期的情况下反转。例如，波长200nm时，若凹凸的高低差变化0.04μm，则与其对应，分光灵敏度的波形位移1/2周期。因此，通过以0.04μm的1/4即0.01μm的分辨率测量凹凸的深度，而可算出分光灵敏度的峰谷反转的现象作为出现频率。
[0091]
波长200nm为一般的受光传感器的测定波段的下限值附近。在较其长波长侧，为使分光灵敏度的波形位移1/2周期所需的凹凸的高低差成为更大值。因此，若规定以波长200nm为基准算出出现频率时的深度的分辨率，则将波长更长侧的入射光作为目标的固体摄像装置中也具有充分的分辨率。
[0092]
另外，光感应区域3中，以0.01μm间隔测量凹凸r的高低差的情况下，以绝缘膜30的最顶部为基准的绝缘膜30的表面高度的出现频率的标准偏差也可为1％以下。该情况下，也存在多种绝缘膜30中的凹凸r的高低差，提高了分光灵敏度相对于入射光波长的不均的周期互相抵消的效果。因此，可更有效地减少例如包含紫外区域至近红外区域的宽的波长区域内的灵敏度不均。
[0093]
图24是显示绝缘膜的表面高度的出现频率的标准偏差与分光灵敏度的峰谷的关系的坐标图。该图中，横轴表示绝缘膜的表面高度的出现频率的标准偏差，纵轴表示分光灵敏度的峰谷。如图24所示可知，绝缘膜的表面高度的出现频率的标准偏差与分光灵敏度的峰谷间存在一定的相关关系，绝缘膜的表面高度的出现频率的标准偏差越小，分光灵敏度的峰谷越小。根据图24的结果，绝缘膜的表面高度的出现频率的标准偏差为1％以下的范围内，分光灵敏度的峰谷抑制在1％以下。因此，可确认绝缘膜的表面高度的出现频率的标准偏差为1％以下是对于减少分光灵敏度不均有意义的条件。
[0094]
另外，上述实施方式中，凹凸r的最顶部与最底部间的高低差f(参照图9)为0.5μm以上0.9μm以下。关于该点，在图25显示使高低差f变化时的分光灵敏度的峰谷的状态。如该图所示，高低差f为0.1μm的情况下，由于绝缘膜内的入射光的光路长差较小，因而基于各光路长差的分光灵敏度的位移量变小。因此，认为分光灵敏度不均的周期互相抵消的效果仅
在有限的波长区域中产生。相对于此，高低差f为0.5μm及0.9μm的情况下，由于绝缘膜内的入射光的光路长差充分大，因而基于各光路长差的分光灵敏度的位移量变大。因此，分光灵敏度相对于入射光波长的不均的周期互相抵消的效果提高，可更减小分光灵敏度的峰谷。
[0095]
如高低差f超出0.9μm的情况下，认为绝缘膜内的入射光的光路长差会进一步变大，但另一方面，凹部的深度会变得过量，绝缘膜表面的入射光的折射及反射会引起分光灵敏度的绝对值变化。因此，高低差f在0.5μm以上0.9μm以下的范围内时，不会产生这样的分光灵敏度的绝对值变化的问题，可减少例如包含紫外区域至近红外区域的宽的波长区域内的灵敏度不均。
[0096]
热处理前的状态下的凹凸r的间隔优选为2μm～4μm。如图26所示，热处理前的凹凸r的间隔为1.0μm(此处，凸部31的宽度及凹部32的宽度均为1.0μm)的情况下，热处理时绝缘膜30自凸部31向凹部32的流动量过量，结果有导致热处理后的绝缘膜30的主面30b平坦化的倾向。热处理前的凹凸r的间隔为3.0μm(此处，凸部31的宽度及凹部32的宽度均为3.0μm)的情况下，热处理时绝缘膜30自凸部31向凹部32的流动量适当，通过热处理后的绝缘膜30的主面30b呈正弦波状起伏，形成图3及图4所示的凹凸r。
[0097]
另一方面，热处理前的凹凸r的间隔为5.0μm(此处，凸部31的宽度及凹部32的宽度均为5.0μm)的情况下，热处理时绝缘膜30自凸部31向凹部32的流动量不足，结果虽在热处理后的绝缘膜30产生凹凸，但有在凸部31的顶部31a或凹部32的底部32a残留平坦部分的倾向。该情况下，认为凹凸r的各高低差的出现频率易偏向特定值。因此，如上所述，通过将热处理前的状态的凹凸r的间隔设为2μm～4μm，使绝缘膜30中的凹凸r易存在多种高低差。另外，认为热处理时的绝缘膜30自凸部31向凹部32的流动量也根据热处理时的温度或绝缘膜30中的杂质浓度而变化，但只要该热处理使用标准固体摄像装置的制造制程，上述凹凸r的间隔的适当范围即可一般化。
[0098]
[绝缘膜的凹凸的变形例]
[0099]
绝缘膜30的凹凸r可应用各种变化。例如，图3及图4中，俯视时大致正方形状的凹部32在绝缘膜30的主面30b的面内方向上呈矩阵状排列，但也可如图27的(a)所示，将俯视时大致圆形状的凹部32在绝缘膜30的主面30b的面内方向上呈矩阵状排列。另外，如图27的(b)所示，也可将俯视时大致正三角形状的凹部32在绝缘膜30的主面30b的面内方向上呈矩阵状排列，如图27的(c)所示，也可将俯视时大致正六边形状的凹部32在绝缘膜30的主面30b的面内方向上呈矩阵状排列。
[0100]
另外，如图28的(a)所示，也可相对于图3及图4的结构，使凸部31及凹部32的形状位置反转。即，也可将俯视时大致正方形状的凸部31在绝缘膜30的主面30b的面内方向上呈矩阵状排列。该情况下，也认为当凸部31、31间的间距较大时，热处理时的绝缘膜30的流动量不足。因此，如图28的(b)所示，优选为在维持凸部31的面积的状态下缩小凸部31、31的间距，充分确保凸部31相对于光感应区域3的面积。
[0101]
另外，绝缘膜30的凹凸r的图案未必为2维图案，也可采用1维图案的凹凸r。例如，图29的(a)的例子中，凹凸r具有俯视时沿x方向呈带状延伸的凸部31、及沿y方向呈带状延伸的凹部32，凸部31与凹部32通过沿y方向交替排列而构成。该图29的(a)的例子中，与图13及图14所示的比较例不同，y方向的宽度为3.0μm的凸部31及凹部32的对、与y方向的宽度为2.5μm的凸部31及凹部32的对沿y方向交替排列。
[0102]
再者，如图29的(b)所示，也可设为使1维图案的凹凸r中，凸部31及凹部32的y方向的宽度沿x方向变化的方式。该图29的(b)的例子中，凸部31的y方向的宽度在x方向上自2.5μm逐渐增加至3.5μm，相反，凹部32的y方向的宽度在x方向上自3.5μm逐渐减少至2.5μm。
[0103]
这些方式中，也在设置于绝缘膜30的主面30b侧的凹凸r存在多个高低差，因而入射光入射至光感应区域3时，在绝缘膜30内产生光路长互不相同的多个干涉。因此，分光灵敏度相对于入射光波长的不均的周期互相抵消，可减少例如包含紫外区域至近红外区域的宽的波长区域内的灵敏度不均。
[0104]
另外，如图30所示，1维图案的凹凸r中，凹部32的底部32a的高度位置也可不同。图30的例子中，凸部31及凹部32的y方向的宽度均为3.0μm。另外，底部32a的高度位置相对低的凹部a、及底部32a的高度位置相对高的凹部32b隔着凸部31交替排列。该情况下，由于凹部32的高度位置不均匀，因而即使凸部31及凹部32以均匀间距沿y方向排列，也可能在凹凸r存在多个高低差。底部32a的高度位置互不相同的凹部32a、32b可通过例如改变热处理前的绝缘膜30的干蚀刻量而容易制作。图29及图30的方式中，可抑制凸部31与凹部32的界面的折射引起的对相邻像素的串扰。另外，光感应区域3的x方向的间距变小的情况下，也容易形成凹凸r。
[0105]
图29及图30的例子中，沿y方向配置有1维图案的凹凸，也可如图31所示，沿x方向排列1维图案的凹凸r。图31的例子中，通过x方向的宽度为3.0μm的凸部31及凹部32沿x方向排列的凹凸行35a、x方向的宽度为2.5μm的凸部31及凹部32沿x方向排列的凹凸行35b、x方向的宽度为2.0μm的凸部31及凹部32沿x方向排列的凹凸行35c、及x方向的宽度为1.5μm的凸部31及凹部32沿x方向排列的凹凸行35d而形成凹凸r。对于y方向，自光感应区域3的两者的端部侧依次排列凹凸行35a～凹凸行35d，在中央，凹凸行35d彼此相邻。在各凹凸行35a～35d间，以1μm的宽度配置有凸部31。
[0106]
这些方式中，在设置于绝缘膜30的主面30b侧的凹凸r也存在多个高低差，因而入射光入射于光感应区域3时，在绝缘膜30内产生光路长互不相同的多个干涉。因此，分光灵敏度相对于入射光波长的不均的周期互相抵消，可减少例如包含紫外区域至近红外区域的宽的波长区域内的灵敏度不均。
[0107]
符号的说明
[0108]1…
固体摄像装置、3
…
光感应区域、20
…
半导体基板、20a
…
主面、30
…
绝缘膜、30b
…
主面、r
…
凹凸。