半导体装置以及半导体装置的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能够比以往准确地进行UV－A波与UV－B波的分离的半导体装置以及其制造方法。半导体装置包括一对光电变换元件，输出与接受到的光的强度对应的光电流；以及第一滤光膜，被设置在上述一对光电变换元件中的一方的光入射侧，并通过交替地层叠折射率彼此不同的高折射率层以及低折射率层而构成，且使紫外线所包含的UV－A波以及UV－B波中的任意一方以比另一方高的透过率透过。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置以及半导体装置的制造方法
本专利技术涉及半导体装置以及半导体装置的制造方法。
技术介绍
今日，伴随着臭氧层的破坏所造成的紫外线的照射量的增加，人们担心太阳光所包含的紫外线给人体、环境带来的影响。紫外线被分类为长波紫外线(UV－A波：波长约320～400nm)、中波紫外线(UV－B波：波长约280～320nm)、以及短波紫外线(UV－C波：波长约280nm以下)，根据这些波长区域，对人体、环境带来的影响不同。UV－A波成为使皮肤黑化，并到达真皮而成为老化的原因。UV－B波有可能使皮肤发炎，诱发皮肤癌。UV－C波有较强的杀菌作用，但UV－C波被臭氧层吸收，不会到达地上。保护人体并迅速地报告每天的紫外线的照射量是重要的课题，1995年导入了作为紫外线量的指标的UV指数。UV指数作为对人体造成影响的相对影响度，能够使用由CIE(CommissionInternationaledel’Eclairage：国际照明委员会)定义的CIE作用光谱来计算。专利文献1中，为了使UV指数的导出变得容易，提出一种能够分离UV－A波和UV－B波这2个波长区域的紫外线的量来进行检测的紫外线受光元件。该紫外线受光元件具备形成在绝缘层上的3nm以上且36nm以下的厚度的硅半导体层、形成在该硅半导体层的横型PN接合形式的第一光电二极管以及第二光电二极管、形成在硅半导体层上的层间绝缘膜、使形成在第一光电二极管上的层间绝缘膜上的UV－B波以上的波长区域的光透过的由氮化硅构成的第一过滤层、和使形成在第二光电二极管上的层间绝缘膜上的UV－A波以上的波长区域的光透过的由氮化硅构成的第二过滤层。专利文献2中记载了一种具备形成在一个光电二极管上的层间绝缘膜上的、使UV－A波以上的波长区域透过的由硅氮化膜构成的过滤膜、和覆盖另一个光电二极管上的层间绝缘膜以及过滤膜的使UV－B波以上的波长区域的光透过的密封层的紫外线传感器。专利文献3记载了一种在受光元件的受光面侧具有使UV－A波和UV－B波透过的滤光片，该滤光片由低折射率材料和高折射率材料交替地层叠的多层膜构成的紫外线传感器。专利文献1：日本特开2008－251709号公报专利文献2：日本特开2009－176835号公报专利文献3：国际公开第2012/137539号小册子在专利文献1和2中，由单层的硅氮化膜构成遮挡UV－A波和UV－B波中的UV－B波并使UV－A波透过的滤光片。此处，图1是表示在紫外线传感器上形成由单层的硅氮化膜构成的滤光片的情况下的该紫外线传感器的分光灵敏度特性的图表，是由本专利技术人获取的。图1示出将硅氮化膜(SiN)的厚度设为100nm以及200nm的情况以及不设置硅氮化膜的情况。如图1所示，通过设置由单层的硅氮化膜构成的过滤膜，不仅UV－B波(波长约280～320nm)，连UV－A波(波长约320～400nm)的灵敏度也降低。即，认为根据由单层的硅氮化膜构成的过滤膜不同，准确地进行UV－A波和UV－B波的分离较困难。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述的点而完成的，其目的在于提供一种能够比以往准确地进行UV－A波与UV－B波的分离的半导体装置及其制造方法。本专利技术所涉及的半导体装置包括：一对光电变换元件，输出与接受到的光的强度对应的光电流；以及第一滤光膜，被设置在上述一对光电变换元件中的一方的光入射侧，并通过交替地层叠折射率彼此不同的高折射率层以及低折射率层而构成，且使紫外线所包含的UV－A波以及UV－B波中的任意一方以比另一方高的透过率透过。本专利技术所涉及的半导体装置的制造方法包括：在半导体层形成一对光电变换元件的工序；以及形成第一过滤膜的工序，上述第一过滤膜通过在上述一对光电变换元件中的一方的光入射侧交替地层叠折射率彼此不同的高折射率层以及低折射率层而构成，并使UV－A波以及UV－B波中的任意一方以比另一方高的透过率透过。根据本专利技术所涉及的半导体装置以及其制造方法，能够比以往准确地进行UV－A波与UV－B波的分离。附图说明图1是表示在紫外线传感器上形成由硅氮化膜构成的滤光片的情况下的紫外线传感器的分光灵敏度特性的图表。图2是表示本专利技术的实施方式所涉及的半导体装置的结构的剖视图。图3是表示通过模拟求出本专利技术的实施方式所涉及的滤光片的透过率的波长特性的结果的图表。图4A是表示本专利技术的实施方式所涉及的半导体装置的制造方法的剖视图。图4B是表示本专利技术的实施方式所涉及的半导体装置的制造方法的剖视图。图4C是表示本专利技术的实施方式所涉及的半导体装置的制造方法的剖视图。图5A是表示本专利技术的实施方式所涉及的半导体装置的制造方法的剖视图。图5B是表示本专利技术的实施方式所涉及的半导体装置的制造方法的剖视图。图6A是表示本专利技术的实施方式所涉及的半导体装置的制造方法的剖视图。图6B是表示本专利技术的实施方式所涉及的半导体装置的制造方法的剖视图。图7是表示本专利技术的实施方式所涉及的信号处理系统的结构的一个例子的电路框图。图8是表示本专利技术的实施方式所涉及的MCU进行的UV指数的计算顺序的流程图。图9是表示本专利技术的实施方式所涉及的第一以及第二光电二极管的分光灵敏度特性的实测值的图表。图10是表示通过模拟求出本专利技术的实施方式所涉及的过滤膜中，使高折射率层以及低折射率层的层数变化的情况下的透过率的波长特性的结果的图表。图11是表示本专利技术的其它实施方式所涉及的半导体装置的结构的剖视图。图12是表示本专利技术的其它实施方式所涉及的半导体装置的结构的剖视图。图13是表示本专利技术的其它实施方式所涉及的MCU进行的UV指数的计算顺序的流程图。图14是表示本专利技术的其它实施方式所涉及的MCU进行的UV指数的计算顺序的流程图。图15是表示本专利技术的其它实施方式所涉及的半导体装置的结构的剖视图。图16A是表示通过模拟求出不具备厚膜层的本专利技术的第一实施方式所涉及的过滤膜的透过率以及反射率的波长特性的结果的图表。图16B是表示通过模拟求出具备厚膜层的本专利技术的第四实施方式所涉及的过滤膜的透过率以及反射率的波长特性的结果的图表。符号说明10…基板层；20…第一光电二极管；30…第二光电二极管；40、50…过滤膜；41、51…高折射率层；42、52…低折射率层；100、101、102…半导体装置具体实施方式以下，参照附图，对本专利技术的实施方式的一个例子进行说明。此外，在各附图中同一或者等效的构成要素以及部分附加同一参照符号，重复的说明适当省略。[第一实施方式]图2是表示构成本专利技术的实施方式所涉及的紫外线传感器的半导体装置100的结构的剖视图。半导体装置100包括形成在层叠基板层10、绝缘体层11以及半导体层12而成的SOI基板的半导体层12上的第一光电二极管20以及第二光电二极管30。第一光电二极管20以及第二光电二极管30是输出与照射的紫外线的强度对应的光电流的光电变换元件。第一光电二极管20以及第二光电二极管30通过包围这些的外周的由SiO2等绝缘体构成的元件分离部13而相互绝缘。第一光电二极管20以及第二光电二极管30中间夹着元件分离部13地邻接设置。第一光电二极管20包括由比较高的杂质浓度的n型半导体构成的阴极22、由比较高的杂质浓度的p型半导体构成的阳极23、以及设置在阴极22与阳极23之间的由比较低的杂质浓度的p型半导体构成的低浓度区域2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其特征在于，包括：一对光电变换元件，输出与接受到的光的强度对应的光电流；以及第一滤光膜，被设置在上述一对光电变换元件中的一方的光入射侧，通过交替地层叠折射率相互不同的高折射率层和低折射率层而构成，并使紫外线所包含的UV－A波和UV－B波中的任意一方以比另一方高的透过率透过。

【技术特征摘要】
2015.10.23 JP 2015-2092261.一种半导体装置，其特征在于，包括：一对光电变换元件，输出与接受到的光的强度对应的光电流；以及第一滤光膜，被设置在上述一对光电变换元件中的一方的光入射侧，通过交替地层叠折射率相互不同的高折射率层和低折射率层而构成，并使紫外线所包含的UV－A波和UV－B波中的任意一方以比另一方高的透过率透过。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，在将上述高折射率层的折射率设为n1，将上述高折射率层的层厚设为d1、将上述低折射率层的折射率设为n2，将上述低折射率层的层厚设为d2、将上述UV－A波以及上述UV－B波中的上述第一过滤膜的透过率较低的一方的波长λ的范围设为λ1≤λ≤λ2时，满足λ1/(4·n1)≤d1≤λ2/(4·n1)λ2/(4·n2)≤d2≤λ2/(4·n2)。3.根据权利要求1或者权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，上述低折射率层与上述高折射率层的折射率的差为0.4以上，上述高折射率层的折射率为2以下。4.根据权利要求1～权利要求3中的任意一项所述的半导体装置，其特征在于，上述第一过滤膜具有与上述高折射率层以及上述低折射率层中的任意一方相同的折射率，还包括比上述高折射率层以及上述低折射率层的层厚厚的厚膜层。5.根据权利要求4所述的半导体装置，其特征在于，上述厚膜层被配置在上述第一过滤膜的最上部。6.根据权利要求4或者权利要求5所述的半导体装置，其特征在于，上述厚膜层具有与上述低折射率层相同的折射率。7.根据权利要求1～权利要求6中的任意一项所述的半导体装置，其特征在于，上述低折射率层包括硅氧化膜，上述高折...

【专利技术属性】
技术研发人员：冲原将生，
申请(专利权)人：拉碧斯半导体株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP