CN104347647A - 固体摄像装置以及摄像机模块 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够降低暗电流的固体摄像装置以及摄像机模块。根据本发明的一个实施方式，提供固体摄像装置。固体摄像装置具备光电转换元件、第一绝缘膜、金属氧化膜、防反射膜和第二绝缘膜。光电转换元件将入射的光向与受光量相应的量的电荷光电转换并蓄积。第一绝缘膜设置在光电转换元件的受光面。金属氧化膜设置在第一绝缘膜的受光面。防反射膜设置在金属氧化膜的受光面侧，具有抑制光的反射的功能。第二绝缘膜设置在金属氧化膜与防反射膜之间，膜厚在1nm以上10nm以下。

Description

固体摄像装置以及摄像机模块
技术领域
本发明涉及固体摄像装置、固体摄像装置的制造方法以及摄像机模块。
背景技术
以往，在数码摄像机或带摄像机功能的便携终端等电子设备中，设有具备固体摄像装置的摄像机模块。固体摄像装置具备对应于摄像图像的各像素而二维排列的多个光电转换元件。各光电转换元件将入射光光电变化为与受光量相应的量的电荷（例如电子），作为表示各像素的亮度的信息来蓄积。
该固体摄像装置中，由于光电转换元件的受光面的晶体缺陷或热电变换等，存在无论有无入射光都在光电转换元件中蓄积电荷的情况。该电荷在输出摄像图像时可能作为暗电流而被检测出，在摄像图像中可能表现为白瑕疵（white blemish）。因此，在固体摄像装置中，需要降低暗电流。
发明内容
本发明要解决的课题在于，提供一种能够降低暗电流的固体摄像装置、固体摄像装置的制造方法以及摄像机模块。
一实施方式的固体摄像装置，具备：光电转换元件，将入射的光向与受光量相应的量的电荷光电转换并蓄积；第一绝缘膜，设置于上述光电转换元件的受光面；金属氧化膜，设置于上述第一绝缘膜的受光面；防反射膜，设置于上述金属氧化膜的受光面侧，具有抑制上述光的反射的功能；以及第二绝缘膜，设置在上述金属氧化膜与上述防反射膜之间，膜厚在1nm以上10nm以下。
其它实施方式的固体摄像装置的制造方法，包含以下工序：形成光电转换元件，该光电转换元件将入射的光向与受光量相应的量的电荷光电转换并蓄积；在上述光电转换元件的受光面形成第一绝缘膜，并在上述第一绝缘膜的受光面形成金属氧化膜；在上述金属氧化膜的受光面形成膜厚为1nm以上10nm以下的第二绝缘膜；上述第二绝缘膜的受光面形成具有抑制上述光的反射的功能的防反射膜。
进而，其它实施方式的摄像机模块，具备：摄像光学系统，将来自被摄体的光取入，使被摄体像成像；以及固体摄像装置，对通过上述摄像光学系统成像的上述被摄体像进行摄像，上述固体摄像装置具备：光电转换元件，将入射的光向与受光量相应的量的电荷光电转换并蓄积；第一绝缘膜，设置于上述光电转换元件的受光面；金属氧化膜，设置于上述第一绝缘膜的受光面；防反射膜，设置于上述金属氧化膜的受光面侧，具有抑制上述光的反射的功能；以及第二绝缘膜，设置在上述金属氧化膜与上述防反射膜之间，膜厚在1nm以上10nm以下。
发明效果
根据上述结构的固体摄像装置、固体摄像装置的制造方法以及摄像机模块，能够降低暗电流。
附图说明
图1是表示实施方式的具备固体摄像装置的数码摄像机的概略结构的框图。
图2是表示实施方式的固体摄像装置的概略结构的框图。
图3是表示实施方式的图像传感器的一部分的剖视的说明图。
图4A是实施方式的未设有第二Si氧化膜的情况的说明图。
图4B是实施方式的设有第二Si氧化膜的情况的说明图。
图5是表示实施方式的与第二Si氧化膜的膜厚和暗电流的关系有关的实验结果的图。
图6是表示实施方式的与第二Si氧化膜的膜厚和平带电压的关系有关的实验结果的图。
图7是表示实施方式的与第二Si氧化膜的膜厚和入射光量的关系有关的实验结果的图。
图8是表示实施方式的固体摄像装置的制造工序的剖面示意图。
图9是表示实施方式的固体摄像装置的制造工序的剖面示意图。
图10是表示实施方式的固体摄像装置的制造工序的剖面示意图。
具体实施方式
下面，参照附图详细说明实施方式的固体摄像装置、摄像机模块以及固体摄像装置的制造方法。另外，该实施方式不限定本发明。
图1是表示具备实施方式的固体摄像装置14的数码摄像机1的概略结构的框图。如图1所示，数码摄像机1具备摄像机模块11和后级处理部12。
摄像机模块11具备摄像光学系统13和固体摄像装置14。摄像光学系统13取入来自被摄体的光，使被摄体像成像。固体摄像装置14对通过摄像光学系统13成像的被摄体像进行摄像，将通过摄像得到的图像信号向后级处理部12输出。该摄像机模块11除了数码摄像机1以外，例如还应用于带摄像机的便携终端等电子设备。
后级处理部12具备ISP（Image Signal Processor：图像信号处理器）15、存储部16以及显示部17。ISP15进行从固体摄像装置14输入的图像信号的信号处理。该ISP15例如进行噪声除去处理、缺陷像素校正处理、分辨率变换处理等高画质化处理。
并且，ISP15将信号处理后的图像信号向存储部16、显示部17以及摄像机模块11内的固体摄像装置14具备的后述的信号处理电路21（参照图2）输出。从ISP15向摄像机模块11反馈的图像信号被用于固体摄像装置14的调整及控制。
存储部16将从ISP15输入的图像信号作为图像进行存储。此外，存储部16根据用户的操作等将存储的图像的图像信号向显示部17输出。显示部17根据从ISP15或存储部16输入的图像信号来显示图像。该显示部17例如是液晶显示器。
接着，参照图2对摄像机模块11具备的固体摄像装置14进行说明。图2是表示实施方式的固体摄像装置14的概略结构的框图。如图2所示，固体摄像装置14具备图像传感器20和信号处理电路21。
这里，对图像传感器20是在与将入射光进行光电转换的光电转换元件的入射光入射的面相反的面侧形成布线层的所谓背面照射型CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）图像传感器的情况进行说明。
另外，本实施方式的图像传感器20不限于背面照射型CMOS图像传感器，也可以是表面照射型CMOS图像传感器、CCD（Charge CoupledDevice）图像传感器等任意的图像传感器。
图像传感器20具备周边电路22和像素阵列23。此外，周边电路22具备垂直移位寄存器24、定时控制部25、CDS（相关二重采样部）26、ADC（模拟数字变换部）27以及行存储器（line memory）28。
像素阵列23设置在图像传感器20的摄像区域。该像素阵列23中，与摄像图像的各像素对应的多个光电转换元件即光电二极管沿水平方向（行方向）及垂直方向（列方向）配置成二维阵列状。并且，像素阵列23的与各像素对应的各光电转换元件生成与入射光量相应的信号电荷（例如电子）。
定时控制部25是对垂直移位寄存器24输出成为动作定时的基准的脉冲信号的处理部。垂直移位寄存器24是将选择信号向像素阵列23输出的处理部，该选择信号用于从以阵列（矩阵）状配置的多个光电转换元件中按行单位依次选择将信号电荷读出的光电转换元件。
像素阵列23将在利用从垂直移位寄存器24输入的选择信号按行单位选择的各光电转换元件中蓄积的信号电荷，作为表示各像素的亮度的像素信号从光电转换元件向CDS26输出。
CDS26是从由像素阵列23输入的像素信号中通过相关二重采样将噪声除去后向ADC27输出的处理部。ADC27是将从CDS26输入的模拟像素信号变换为数字像素信号并向行存储器28输出的处理部。行存储器28是将从ADC27输入的像素信号暂时保持、并按像素阵列23中的光电转换元件的每行向信号处理电路21输出的处理部。
信号处理电路21是对从行存储器28输入的像素信号进行规定的信号处理并向后级处理部12输出的处理部。信号处理电路21对像素信号进行例如，镜头阴影校正（lens shading correction）、缺陷校正（defect correction）、噪声降低处理等信号处理。
这样，在图像传感器20中，像素阵列23中配置的多个光电转换元件将入射光光电转换为与受光量相应的量的信号电荷并蓄积，周边电路22将各光电转换元件中蓄积的信号电荷作为像素信号读出，由此，进行摄像。
该图像传感器20中，由于在光电转换元件的使入射光入射的一侧的端面（以下记载为“受光面”）因晶体缺陷引起的界面态（interface state）、或污染物质的附着、热电变换等，可能会引起在未接收入射光的光电转换元件中蓄积电荷的情况。
在通过周边电路22读出像素信号时，该电荷有时会成为暗电流而从像素阵列23流入周边电路22，在摄像图像中表现为白瑕疵。因此，实施方式的固体摄像装置14中，以能抑制暗电流的方式构成图像传感器20。接着，对于该图像传感器20的剖面构造，参照图3进行说明。
图3是表示实施方式的图像传感器20的一部分的剖视说明图。另外，图3中，示意地示出了图像传感器20中的像素阵列23与周边电路22之间的边界部分的剖面。
如图3所示，图像传感器20具备在支撑基板31上依次层叠的粘接层32、多层布线层33、光电转换元件34、第一Si（硅）氧化膜41、固定电荷层42以及第二Si氧化膜43。
此外，图像传感器20在第二Si氧化膜43上的成为像素阵列23的区域中具备Si氮化膜44，在第二Si氧化膜43上的成为周边电路22的区域中具备遮光膜45。
这些Si氮化膜44及遮光膜45的上表面被由氮化Si形成的保护膜46覆盖。在该保护膜46上与各光电转换元件34对置的位置，设有滤色器R、G、B，在各滤色器R、G、B上，设有微透镜47。
支撑基板31例如是Si晶片，是在将形成有光电转换元件34及多层布线层33的半导体基板5（参照图8）研削、薄化从而使光电转换元件34的受光面露出的工序中对半导体基板5进行支撑的基板。粘接层32是将支撑基板31与半导体基板5粘接的粘接剂层。
多层布线层33例如具备：由氧化Si形成的层间绝缘膜33a，以及在层间绝缘膜33a的内部设置的、用于读出光电转换后的信号电荷及向周边电路22中的各电路元件传送驱动信号等的多层布线33b。
光电转换元件34包括例如掺杂了P（磷）等N型杂质的N型Si区域35、和掺杂了B（硼）等P型杂质的P型Si区域36。这里，P型Si区域36被设置成在俯视下将N型Si区域35包围，作为将各光电转换元件34电分离的元件分离区域发挥功能。
该P型Si区域36形成为，越是接近与N型Si区域35之间的边界的部位，P型杂质浓度越低。并且，光电转换元件34中，通过P型Si区域36与N型Si区域35之间的边界产生的PN结形成光电二极管。光电二极管将从微透镜47入射的光光电转换为与受光量相应的信号电荷（电子）并蓄积在N型Si区域35中。
此外，在N型Si区域35的受光面附近，由于后述的固定电荷层42所保持的负的固定电荷的影响，电气性质反转而形成蓄积正的固定电荷（空穴）的空穴蓄积区域37。另外，对于因形成空穴蓄积区域37而带来的作用效果，参照图4A及图4B进行详述。
第一Si氧化膜41是膜厚1nm～10nm的薄膜，设置该第一Si氧化膜41以用于通过降低在N型Si区域35的受光面产生的悬挂键（danglingbond），来抑制N型Si区域35的受光面的界面态的增加。
通过设置该第一Si氧化膜41，能够抑制由于N型Si区域35的受光面的界面态而引起的、与入射光的有无无关地产生电子的情况，因此能够降低暗电流。
固定电荷层42是保持作为负的固定电荷的电子的膜厚10nm以下的层，是为了在N型Si区域35的受光面附近形成空穴蓄积区域37而设置的层。
该固定电荷层42是由例如Hf（铪）、Al（铝）、Zr（锆）、Ti（钛）、Ta（钽）、Ru（钌）的氧化物的任一个形成的金属氧化膜。
另外，固定电荷层42也可以是从Hf、Al、Zr、Ti、Ta、Ru的氧化物中选择出的膜的层叠构造体，也可以是从具有硅酸盐结构的Hf、Al、Zr、Ti、Ta、Ru的氧化物中选择出的膜、或这些膜的层叠构造。
第二Si氧化膜43是用于抑制由于在第二Si氧化膜43上设置的Si氮化膜44而引起的、固定电荷层42中保持的电子减少的情况而设置的薄膜，膜厚1nm～10nm，更优选的是膜厚2nm～5nm的薄膜。
图像传感器20中，通过在固定电荷层42上设置第二Si氧化膜43，能够进一步降低暗电流。另外，对于因设置第二Si氧化膜43而带来的作用效果，参照图4A及图4B进行详述。
Si氮化膜44是作为对从微透镜47向光电转换元件34入射的光的反射进行抑制的防反射膜而发挥功能的薄膜。此外，遮光膜45是将从周边电路22的上表面向像素阵列23的光的入射截断的薄膜，例如是Al或Ti等的金属膜。
滤色器R、G、B使例如红、绿、蓝3原色中的某一色的入射光透过。微透镜47是平凸透镜，将向像素阵列23入射的入射光向光电转换元件34聚光。
接着，参照图4A及图4B，对空穴蓄积区域37及第二Si氧化膜43带来的作用效果进行说明。另外，这里，为了明确设置第二Si氧化膜43的效果，在对未设置第二Si氧化膜43的情况进行说明之后，对设有第二Si氧化膜43的情况进行说明。
图4A是实施方式的未设有第二Si氧化膜43的情况的说明图，图4B是实施方式的设有第二Si氧化膜43的情况的说明图。如图4A所示，在未设有第二Si氧化膜43的情况下，在固定电荷层42上直接设置Si氮化膜44。
该情况下，由于使P型Si区域36与N型Si区域35之间的PN结部分作为光电二极管发挥功能，当向N型Si区域35施加正的偏置时，在固定电荷层42的内部引起极化。由此，电子蓄积在固定电荷层42中的与第一Si氧化膜41之间的界面。
并且，N型Si区域35中，内部存在的空穴被固定电荷层42中蓄积的电子所吸引，在受光面附近形成空穴蓄积的空穴蓄积区域37。由此，N型Si区域35中，由于界面态及热电变换而与入射光的有无无关地产生的电子的一部分与在空穴蓄积区域37中蓄积的空穴再结合，所以能够降低暗电流。
但是，如图4A所示，在固定电荷层42的紧上方设置的Si氮化膜44保持有空穴。因此，在固定电荷层42上直接设置Si氮化膜44的情况下，由于Si氮化膜44保持的空穴的影响，固定电荷层42保持的电子的一部分被抵消，固定电荷层42内的电子减少。
由此，N型Si区域35中的空穴蓄积区域37中蓄积的空穴也减少。因而，在固定电荷层42上直接设置Si氮化膜44的情况下，暗电流的降低性能下降。
因此，实施方式的固体摄像装置14中，如图4B所示，在固定电荷层42与Si氮化膜44之间，设置第二Si氧化膜43，使固定电荷层42与Si氮化膜44在物理上隔离。
由此，在设有图4B所示的第二Si氧化膜43的情况下，Si氮化膜44内的空穴对固定电荷层42内的电子造成的影响降低，在固定电荷层42中的与第一Si氧化膜41之间的界面上，保持与图4A所示的情况相比更多的电子。
结果，N型Si区域35中的空穴蓄积区域37中，也与图4A所示的情况相比蓄积更多的空穴。因而，通过设置第二Si氧化膜43，使N型Si区域35中存在的与入射光的有无无关的更多的电子与空穴蓄积区域37内的空穴再结合，从而能够进一步提高暗电流的降低特性。
这里，第二Si氧化膜43的膜厚越厚，越能降低Si氮化膜44内的空穴对固定电荷层42内的电子造成的影响。但是，在使第二Si氧化膜43的膜厚不必要地增厚的情况下，可能会降低向光电转换元件34入射的光的光量。
因此，本实施方式中，在固定电荷层42的上表面设置将膜厚形成得能够抑制向光电转换元件34的入射光量的降低、并且能够降低暗电流的第二Si氧化膜43。关于该能够降低暗电流的膜厚，根据接下来说明的实验结果来决定。
接着，参照图5～图7，对与第二Si氧化膜43的膜厚有关的实验结果进行说明。图5是表示实施方式的与第二Si氧化膜43的膜厚和暗电流的关系有关的实验结果的图。
此外，图6是表示实施方式的与第二Si氧化膜43的膜厚和平带电压的关系有关的实验结果的图。另外，这里的平带电压例如是将通过光电转换元件34光电转换后的信号电荷向浮置扩散部（floating diffusion）传输的传输晶体管的平带电压。此外，图7是表示实施方式的与第二Si氧化膜43的膜厚和入射光量的关系有关的实验结果的图。
如图5所示，进行了使第二Si氧化膜43的膜厚从0nm（不设置第二Si氧化膜43的状态）到11nm进行变化来计测暗电流的实验。结果，得到如下实验结果：随着第二Si氧化膜43的膜厚的增加，暗电流缓慢减少，膜厚在4nm以上时暗电流趋于最小值。
这里，图5所示的暗电流的值Ia是暗电流的允许值的上限值，值Ib是暗电流的理想值的上限值。从该图5可知，第二Si氧化膜43的膜厚优选在1nm以上，更优选在2nm以上。
此外，如图6所示，进行了使第二Si氧化膜43的膜厚从0nm（不设置第二Si氧化膜43的状态）到11nm进行变化来计测平带电压的实验。结果，得到如下实验结果：随着第二Si氧化膜43的膜厚的增加，平带电压缓慢增大，膜厚在5nm以上时平带电压趋于最大值。另外，该实验所计测的平带电压，表示电压越高则固定电荷层42所保持的电子数越多。
这里，图6所示的平带电压的值Va是平带电压的允许值的下限值，值Vb是平带电压的理想值的下限值。从该图5可知，第二Si氧化膜43的膜厚优选在1nm以上，更优选在2nm以上。
此外，如图7所示，进行了使第二Si氧化膜43的膜厚从0nm（不设置第二Si氧化膜43的状态）到11nm进行变化来计测向光电转换元件34入射的光的入射光量的实验。这里，图7所示的入射光量的值La是入射光量的允许值的下限值，值Lb是入射光量的理想值的下限值。
结果，得到如下实验结果：在第二Si氧化膜43的膜厚是2nm的情况下入射光量为最大值。也就是说，入射光量随着第二Si氧化膜43的膜厚变得比2nm更薄而减少，并且随着膜厚变得比2nm更厚而减少。
但是，若第二Si氧化膜43的膜厚在1nm以上10nm以下的范围内，则入射光在不设置第二Si氧化膜43的情况下的入射光量以上。因此，可知：第二Si氧化膜43的膜厚优选在1nm以上10nm以下，更优选在2nm以上5nm以下。
这里，本实施方式中，根据这3种实验结果，将第二Si氧化膜43的膜厚设在1nm以上10nm以下，进而更理想地设在2nm以上5nm以下，由此，能够同时实现向光电转换元件34的入射光量的降低的抑制和暗电流的降低。
以下，参照图8～图10，对该固体摄像装置14的制造方法进行说明。另外，固体摄像装置14的像素阵列23以外的部分的制造方法与一般的CMOS图像传感器相同。因此，以下，对固体摄像装置14的像素阵列23部分的制造方法进行说明。
图8～图10是表示实施方式的固体摄像装置14的制造工序的剖面示意图。另外，图8～图10中，选择性地示出了像素阵列23中的与1像素对应的部分的制造工序。
如图8的（a）所示，在制造像素阵列23的情况下，在Si晶片等半导体基板5上形成N型Si区域35。这时，例如，通过在半导体基板5上使掺杂有P（磷）等N型杂质的Si层外延生长，来形成N型Si区域35。另外，该N型Si区域35也可以通过向Si晶片的内部将N型杂质进行离子注入并进行退火处理而形成。
接着，如图8的（b）所示，在N型Si区域35中的元件分离的形成位置，从上表面向半导体基板5的内部将例如B（硼）等P型杂质进行离子注入并进行退火处理，从而形成P型Si区域36。
另外，该P型Si区域36也可以通过在N型Si区域35中的元件分离的形成位置形成开口、然后在开口的内部使掺杂有P等杂质的Si层外延生长来形成。由此，像素阵列23中，利用P型Si区域36将元件电分离的多个光电转换元件34以俯视矩阵状形成多个。
接着，在光电转换元件34的上表面形成多层布线层33（参照图3）。此时，如图8的（c）所示，例如，通过反复进行使Si氧化膜等层间绝缘膜33a成膜的工序、在层间绝缘膜33a中形成规定的布线图案的工序、和在布线图案内埋入Cu等形成多层布线33b的工序，来形成多层布线层33。然后，如图8的（d）所示，在多层布线层33的上表面涂敷粘接剂而设置粘接层32，在粘接层32的上表面粘贴例如Si晶片等支撑基板31。
接着，如图9的（a）所示，在将图8的（d）所示的构造体上下翻转后，通过研磨机（grinder）等研磨装置6将半导体基板5从背面侧（这里是上表面侧）开始研磨，使半导体基板5变薄成规定的厚度。
然后，例如，通过CMP（Chemical Mechanical Polishing：化学机械抛光）进一步将半导体基板5的背面侧研磨，如图9的（b）所示，使N型Si区域35的背面（这里是上表面）露出。此时，在N型Si区域35的作为研磨面的上表面发生悬挂键而产生界面态。
这里，如上述那样，该N型Si区域35是光电转换后的电子蓄积的空穴蓄积区域37，其露出的上表面成为光电转换元件34的受光面。并且，若光电转换元件34的受光面产生界面态，则由于界面态，与入射光的有无无关地产生的电子蓄积在N型Si区域35中，成为暗电流的原因从而是不优选的。
因此，实施方式的固体摄像装置14的制造方法中，如图9的（c）所示，在光电转换元件34的受光面上形成厚度3nm以下的第一Si氧化膜41。
这里，第一Si氧化膜41的形成采用ALD（Atomic Layer Deposition：原子层沉积）法。ALD法例如具有如下优点而适于第一Si氧化膜41的形成，即：能够在400℃左右成膜，因此在第一Si氧化膜41成膜时已形成的多层布线33b采用Cu的情况下也能够避免溶出（elution）这样的问题；与等离子CVD（Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积）法等其他低温成膜法相比能够形成更稳定的Si界面；薄膜形成时的膜厚控制性良好。
这样，通过在光电转换元件34的受光面上设置第一Si氧化膜41，能够抑制N型Si区域35的上表面产生界面态，因此能够降低暗电流。此外，由于第一Si氧化膜41的膜厚在3nm以下，因此能够将入射光的反射及折射控制在可忽视的程度。
另外，这里，对于在N型Si区域35的上表面、以及P型Si区域36的上表面形成第一Si氧化膜41的情况进行了说明，但第一Si氧化膜41只要至少设置在N型Si区域35的上表面，就能够抑制成为暗电流的原因的负电荷的发生。
接着，如图10的（a）所示，在第一Si氧化膜41的上表面形成对负的固定电荷（电子）进行保持的固定电荷层42。该固定电荷层42形成例如厚度10nm以下的HfO（氧化铪）膜。
这里，固定电荷层42的形成采用ALD法。ALD法例如具有如下优点而适于固定电荷层42的形成，即：能够在400℃以下成膜，因此在固定电荷层42成膜时已形成的多层布线33b采用Cu的情况下也能避免溶出这样的问题；薄膜形成时的膜厚控制性良好。
进而，通过成膜中的处理温度或之后的形成工序的处理温度，使HfO的至少一部分硅酸盐结晶化，由此，使负的固定电荷产生，被其吸引而在N型Si区域35的受光面附近形成空穴蓄积区域37。
由此，由于成为暗电流的原因的在界面附近存在的晶体缺陷或重金属元素而产生的电子与空穴再结合。因而，根据固体摄像装置14，能够使暗电流进一步降低。另外，这里，对固定电荷层42的材料是HfO的情况进行了说明，但固定电荷层42的材料可以是含有Hf、Ti、Al、Zr、Mg中的1种以上的材料。
然后，如图10的（b）所示，在固定电荷层42的使入射光入射的面（受光面）形成第二Si氧化膜43。此时，利用ALD法，将第二Si氧化膜43的膜厚形成在1nm～10nm的范围内，更优选在2nm～5nm的范围内。
这样，与第一Si氧化膜41同样地利用ALD法形成第二Si氧化膜43，由此，能够抑制第二Si氧化膜43与固定电荷层42以及Si氮化膜44之间的界面处的悬挂键的发生。因而，能够使由于通过悬挂键产生的界面态而产生的电子成为暗电流而被检测出的情况得到抑制。
接着，如图10的（c）所示，在第二Si氧化膜43的使入射光入射的面（受光面）形成作为防反射膜的Si氮化膜44。该Si氮化膜44利用一般的CVD法形成。
另外，作为固定电荷层42的HfO等由于是高折射率膜，所以单体也能实现防反射膜的功能，然而为了产生稳定的固定电荷而需要用ALD法成膜。但是，采用ALD法使固定电荷层42成膜耗费时间，且形成厚膜时对生产性的负担增大。
因此，本实施方式中，通过用成膜时间较短的CVD法形成Si氮化膜44，来降低与用ALD法形成固定电荷层42相应地增大的对生产性的负荷。
然后，在Si氮化膜44的上表面，依次形成滤色器R、G、B以及微透镜47，制造具备图3所示的图像传感器20的固体摄像装置14。
这样，根据实施方式的固体摄像装置14的制造方法，通过在固定电荷层42与Si氮化膜44之间形成第二Si氧化膜43，能够抑制因Si氮化膜44的影响而导致的固定电荷层42的组成变化，形成稳定的固定电荷层42。
由此，根据固体摄像装置14的制造方法，N型Si区域35中的空穴蓄积区域37内蓄积的空穴降低能够得到抑制，因此，能够制造可使暗电流进一步大幅降低的固体摄像装置14。
此外，若以膜厚相同的方式形成第一Si氧化膜41和第二Si氧化膜43，则能够实现完全相同的成膜条件下的成膜，因此成膜装置的工作效率提高，并且能够进一步降低生产性的负荷。
另外，本实施方式中，说明了第一Si氧化膜41、固定电荷层42、第二Si氧化膜43都利用ALD法形成的情况，但也可以使它们中的至少某一个利用ALD法形成。
如上述那样，实施方式的固体摄像装置，利用在固定电荷层与防反射膜之间设置的膜厚为1nm～10nm、更优选为2nm～5nm的硅氧化膜，使固定电荷层与防反射膜在物理上隔离。
由此，固体摄像装置中，通过抑制由于防反射膜内的正电荷而引起的固定电荷层内的负电荷的减少，能够抑制光电转换元件的受光面的正电荷的减少，因此能够进一步降低暗源流。
并且，实施方式的固体摄像装置中，在固定电荷层与防反射膜之间设置的硅氧化膜的膜厚是1nm～10nm，更优选的是2nm～5nm，因此，能够抑制入射光量的降低并降低暗电流。
此外，实施方式的固体摄像装置还具备在光电转换元件的受光面设置的硅氧化膜。由此，实施方式的固体摄像装置通过抑制在光电转换元件的受光面产生的界面态的增加，能够进一步降低暗电流。
此外，实施方式的硅氧化膜以及固定电荷层采用ALD法形成。根据该ALD法，例如，能够以比固体摄像装置的多层布线中采用的金属的融点更低的处理温度来形成硅氧化膜以及固定电荷层。因而，根据实施方式的固体摄像装置，能够防止由于硅氧化膜以及固定电荷层的形成而对多层布线带来不良影响。
说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式是作为例而提示的，并不意欲限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种形态实施，在不脱离发明主旨的范围内，能够进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围及主旨中，并包含在权利要求记载的发明及其等同范围内。
符号说明
1数码摄像机
11摄像机模块
12后级处理部
13摄像光学系统
14固体摄像装置
15ISP
16存储部
17显示部
20图像传感器
21信号处理电路
22周边电路
23像素阵列
24垂直移位寄存器
25定时控制部
26CDS
27ADC
28行存储器
31支撑基板
32粘接层
33多层布线层
33a层间绝缘膜
33b多层布线
34光电转换元件
35N型Si区域
36P型Si区域
37空穴蓄积区域
41第一Si氧化膜
42固定电荷层
43第二Si氧化膜
44Si氮化膜
45遮光膜
46保护膜
47微透镜
5半导体基板
6研磨装置
R，G，B滤色器

Claims (20)

1.一种固体摄像装置，具备：
光电转换元件，将入射的光向与受光量相应的量的电荷光电转换并蓄积；
第一绝缘膜，设置于上述光电转换元件的受光面；
金属氧化膜，设置于上述第一绝缘膜的受光面；
防反射膜，设置于上述金属氧化膜的受光面侧，具有抑制上述光的反射的功能；以及
第二绝缘膜，设置在上述金属氧化膜与上述防反射膜之间，膜厚在1nm以上10nm以下。
2.如权利要求1记载的固体摄像装置，
上述第一绝缘膜及上述第二绝缘膜是组成及膜厚相同的薄膜。
3.如权利要求1记载的固体摄像装置，
上述第一绝缘膜及上述第二绝缘膜是硅氧化膜。
4.如权利要求1记载的固体摄像装置，
上述防反射膜是硅氮化膜。
5.如权利要求1记载的固体摄像装置，
上述第二绝缘膜的膜厚在2nm以上5nm以下。
6.如权利要求1记载的固体摄像装置，
上述第一绝缘膜及上述第二绝缘膜是利用ALD法即原子层沉积法而形成的薄膜。
7.如权利要求1记载的固体摄像装置，
上述防反射膜是利用等离子CVD法即等离子化学气相沉积法而形成的薄膜。
8.如权利要求1记载的固体摄像装置，
上述金属氧化膜是氧化铪膜、氧化铝膜、氧化锆膜，氧化钛膜、氧化钽膜、氧化钌膜中的任一个。
9.如权利要求1记载的固体摄像装置，
上述金属氧化膜是从氧化铪膜、氧化铝膜、氧化锆膜、氧化钛膜、氧化钽膜、氧化钌膜中选择的薄膜的层叠构造体。
10.如权利要求1记载的固体摄像装置，
上述金属氧化膜具有硅酸盐结构。
11.一种固体摄像装置的制造方法，包含以下工序：
形成光电转换元件，该光电转换元件将入射的光向与受光量相应的量的电荷光电转换并蓄积；
在上述光电转换元件的受光面形成第一绝缘膜，在上述第一绝缘膜的受光面形成金属氧化膜；
在上述金属氧化膜的受光面形成膜厚为1nm以上10nm以下的第二绝缘膜；
在上述第二绝缘膜的受光面形成具有抑制上述光的反射的功能的防反射膜。
12.如权利要求11记载的固体摄像装置的制造方法，
包含形成组成及膜厚与上述第一绝缘膜相同的上述第二绝缘膜的工序。
13.如权利要求11记载的固体摄像装置的制造方法，
包含由氧化硅形成上述第一绝缘膜、并由氧化硅形成上述第二绝缘膜的工序。
14.如权利要求11记载的固体摄像装置的制造方法，
包含由氮化硅形成上述防反射膜的工序。
15.如权利要求11记载的固体摄像装置的制造方法，
包含由ALD法即原子层沉积法形成上述第一绝缘膜、并由ALD法即原子层沉积法形成上述第二绝缘膜的工序。
16.如权利要求11记载的固体摄像装置的制造方法，
包含由等离子CVD法即等离子化学气相沉积法形成上述防反射膜的工序。
17.如权利要求11记载的固体摄像装置的制造方法，
包含用氧化铪、氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化钽、氧化钌中的任一个形成上述金属氧化膜的工序。
18.如权利要求11记载的固体摄像装置的制造方法，
包含将从氧化铪膜、氧化铝膜、氧化锆膜、氧化钛膜、氧化钽膜、氧化钌膜中选择的薄膜层叠来形成上述金属氧化膜的工序。
19.如权利要求11记载的固体摄像装置的制造方法，
包含将上述金属氧化膜硅酸盐结构化的工序。
20.一种摄像机模块，具备：
摄像光学系统，将来自被摄体的光取入，使被摄体像成像；以及
固体摄像装置，对通过上述摄像光学系统成像的上述被摄体像进行摄像；
上述固体摄像装置具备：
光电转换元件，将入射的光向与受光量相应的量的电荷光电转换并蓄积；
第一绝缘膜，设置于上述光电转换元件的受光面；
金属氧化膜，设置于上述第一绝缘膜的受光面；
防反射膜，设置于上述金属氧化膜的受光面侧，具有抑制上述光的反射的功能；以及
第二绝缘膜，设置在上述金属氧化膜与上述防反射膜之间，膜厚在1nm以上10nm以下。
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