WO2022249678A1

WO2022249678A1 - 固体撮像装置およびその製造方法

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Publication number: WO2022249678A1
Application number: PCT/JP2022/012319
Authority: WO
Inventors: 進舍川; 博章安茂; 亮子本庄
Original assignee: ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
Priority date: 2021-05-27
Filing date: 2022-03-17
Publication date: 2022-12-01
Also published as: US20240258344A1; JPWO2022249678A1

Abstract

［課題］光電変換部や浮遊拡散部を半導体基板内に形成し、トランジスタのチャネル半導体層をこの半導体基板とは別の半導体層内に形成する場合に、好適なトランジスタを形成することが可能な固体撮像装置およびその製造方法を提供する。［解決手段］本開示の固体撮像装置は、光電変換部および浮遊拡散部を含む第１半導体基板と、前記第１半導体基板の上方に設けられた第１半導体層と、前記第１半導体層の下面、上面、および側面に設けられた第１絶縁膜と、前記第１絶縁膜の下面、上面、および側面に設けられた第１電極とを含む第１トランジスタとを備え、前記第１半導体層の下面の前記第１絶縁膜の厚さは、前記第１半導体層の上面または側面の前記第１絶縁膜の厚さよりも厚い。

Description

固体撮像装置およびその製造方法

　本開示は、固体撮像装置およびその製造方法に関する。

　固体撮像装置を製造する際に、光電変換部や浮遊拡散部を半導体基板内に形成し、画素トランジスタのチャネル半導体層を、この半導体基板とは別の半導体層内に形成する場合がある。例えば、光電変換部、浮遊拡散部、配線などを第１半導体基板側に形成し、画素トランジスタのチャネル半導体層を第２半導体基板側に形成し、第１半導体基板と第２半導体基板とを貼り合わせることで、固体撮像装置を製造する場合がある。この場合、第１半導体基板上に配線が配置されることから、第２半導体基板上に画素トランジスタをスペースの余裕をもって配置することが可能となり、固体撮像装置を微細化することが可能となる。

　このような固体撮像装置では、画素トランジスタの実効チャネル長を長くするために、第２半導体基板内に溝を形成し、画素トランジスタのゲート絶縁膜およびゲート電極を溝内に形成する場合がある。これにより、画素トランジスタのノイズ特性を改善することが可能となる。

　この場合、溝を深くすることで、画素トランジスタのノイズ特性をさらに改善することが考えられる。しかしながら、溝が深くなると、画素トランジスタのチャネル半導体層やソース／ドレイン領域内に不純物原子を注入しにくくなり、これらの場所での不純物濃度が低くなる。その結果、上記配線に電圧が印加されると、上記配線からのノイズが画素トランジスタに影響しやすくなり、画素トランジスタのノイズ特性が悪化してしまう。そのため、固体撮像装置の微細化を進めることが困難になる。

国際特許出願公開ＷＯ２０２０／０７５５８３号公報

　そこで、画素トランジスタのチャネル半導体層の周囲にＧＡＡ（Gate All Around）構造のゲート絶縁膜およびゲート電極を形成し、チャネル半導体層をＧＡＡ構造によりノイズから保護することが考えられる。上記固体撮像装置にＧＡＡ構造を適用する場合、ゲート絶縁膜およびゲート電極は例えば、第１半導体基板側の絶縁膜および電極と、第２半導体基板側の絶縁膜および電極とを組み合わせることで形成される。しかしながら、第１半導体基板と第２半導体基板とを貼り合わせる際に、貼り合わせ時のプラズマダメージが第１半導体基板側の絶縁膜に加わることなどが原因で、高性能のゲート絶縁膜を形成できないおそれがある。その結果、画素トランジスタのノイズ特性をＧＡＡ構造により十分に改善できないおそれがある。

　そこで、本開示は、光電変換部や浮遊拡散部を半導体基板内に形成し、トランジスタのチャネル半導体層をこの半導体基板とは別の半導体層内に形成する場合に、好適なトランジスタを形成することが可能な固体撮像装置およびその製造方法を提供する。

　本開示の第１の側面の固体撮像装置は、光電変換部および浮遊拡散部を含む第１半導体基板と、前記第１半導体基板の上方に設けられた第１半導体層と、前記第１半導体層の下面、上面、および側面に設けられた第１絶縁膜と、前記第１絶縁膜の下面、上面、および側面に設けられた第１電極とを含む第１トランジスタとを備え、前記第１半導体層の下面の前記第１絶縁膜の厚さは、前記第１半導体層の上面または側面の前記第１絶縁膜の厚さよりも厚い。これにより例えば、第１半導体層の下面の厚い第１絶縁膜により第１半導体層を好適に保護することが可能となり、好適な第１トランジスタを実現することが可能となる。

　また、この第１の側面において、前記第１半導体層の下面の前記第１絶縁膜の厚さは、前記第１半導体層の上面または側面の前記第１絶縁膜の厚さの２倍以上でもよい。これにより例えば、第１半導体層の下面の十分に厚い第１絶縁膜により第１半導体層をさらに好適に保護することが可能となり、さらに好適な第１トランジスタを実現することが可能となる。

　また、この第１の側面において、前記第１半導体層、前記第１絶縁膜、および前記第１電極は、前記第１半導体基板の表面に平行な第１方向に延びており、前記第１絶縁膜および前記第１電極は、前記第１半導体層を包囲する管状の形状を有していてもよい。これにより例えば、ＧＡＡ構造または疑似的なＧＡＡ構造を実現することが可能となる。

　また、この第１の側面において、前記第１半導体層は、前記第１半導体基板の上方に設けられた第２半導体基板の一部でもよい。これにより例えば、第１半導体基板と第２半導体基板とを貼り合わせることで固体撮像装置を製造することが可能となる。

　また、この第１の側面において、前記第１トランジスタは、増幅トランジスタ、選択トランジスタ、リセットトランジスタ、またはスイッチトランジスタでもよい。これにより例えば、好適な画素トランジスタを実現することが可能となる。

　また、この第１の側面において、前記第１絶縁膜は、前記第１半導体層の下面に設けられた第１膜と、前記第１半導体層の上面および側面に設けられた第２膜とを含んでいてもよい。これにより例えば、第１半導体層の下面の第１絶縁膜（第１膜）と、第１半導体層の上面および側面の第１絶縁膜（第２膜）とを、別々の工程により形成することが可能となる。

　また、この第１の側面において、前記第１絶縁膜はさらに、前記第１膜の下面に設けられた第３膜を含んでいてもよい。これにより例えば、第１半導体基板側の第３膜と、第１半導体層（例えば第２半導体基板）側の第１膜とを組み合わせることで、第１絶縁膜を形成することが可能となる。

　また、この第１の側面において、前記第１電極は、前記第１絶縁膜の下面に設けられた第１層と、前記第１絶縁膜の上面および側面に設けられた第２層とを含んでいてもよい。これにより例えば、第１絶縁膜の下面の第１電極（第１層）と、第１絶縁膜の上面および側面の第１電極（第２層）とを、別々の工程により形成することが可能となる。

　また、この第１の側面の固体撮像装置は、前記第１絶縁膜の下面の前記第１電極と同じ厚さを有し、前記第１絶縁膜の下面の前記第１電極の側方に設けられた第２絶縁膜をさらに備えていてもよい。これにより例えば、第１半導体基板上に第２絶縁膜を介して第１絶縁膜を形成し、その後に第２絶縁膜の一部を除去し、その後に第１半導体基板と第１絶縁膜との間に第１電極の一部を形成することが可能となる。

　また、この第１の側面の固体撮像装置は、前記第１電極の上面に設けられ、前記第１電極と前記浮遊拡散部とを電気的に接続する第１配線をさらに備えていてもよい。これにより例えば、第１トランジスタの形成後に第１配線を形成することが可能となる。

　また、この第１の側面の固体撮像装置は、前記第１半導体基板の上方に設けられた第２半導体層と、前記第１半導体基板と前記第２半導体層とを電気的に接続する第２配線と、をさらに備えていてもよい。これにより例えば、第２半導体層の電位がフローティングになることを回避することが可能となる。

　また、この第１の側面において、前記第２半導体層は、前記第１半導体基板の上方に設けられた第２半導体基板の一部でもよい。これにより例えば、第１半導体基板上の第２トランジスタを、第１半導体基板と異なる第２半導体基板と電気的に接続することが可能となる。

　また、この第１の側面の固体撮像装置は、前記第１電極の下面に設けられ、前記第１電極と前記浮遊拡散部とを電気的に接続する第３配線をさらに備えていてもよい。これにより例えば、第１トランジスタの形成前に第１配線を形成することが可能となる。

　また、この第１の側面の固体撮像装置は、前記第１電極の側面に設けられ、前記第１電極と前記浮遊拡散部とを電気的に接続する第４配線をさらに備えていてもよい。これにより例えば、第１トランジスタの形成後に第１配線を形成することが可能となる。

　本開示の第２の側面の固体撮像装置の製造方法は、第１半導体基板内に光電変換部および浮遊拡散部を形成し、前記第１半導体基板の上方に設けられた第１半導体層と、前記第１半導体層の下面、上面、および側面に設けられた第１絶縁膜と、前記第１絶縁膜の下面、上面、および側面に設けられた第１電極とを含む第１トランジスタを形成する、ことを含み、前記第１半導体層の下面の前記第１絶縁膜の厚さは、前記第１半導体層の上面または側面の前記第１絶縁膜の厚さよりも厚く設定される。これにより例えば、第１半導体層の下面の厚い第１絶縁膜により第１半導体層を好適に保護することが可能となり、好適な第１トランジスタを実現することが可能となる。

　また、この第２の側面において、前記第１半導体層は、前記第１半導体基板と第２半導体基板とを貼り合わせ、前記第２半導体基板を前記第１半導体層を加工することで形成されてもよい。これにより例えば、第１半導体基板と第２半導体基板とを貼り合わせることで固体撮像装置を製造することが可能となる。

　また、この第２の側面において、前記第１絶縁膜は、前記第１半導体層の下面に設けられた第１膜と、前記第１半導体層の上面および側面に設けられた第２膜とを含み、前記第１半導体基板と前記第２半導体基板は、前記第２半導体基板の下面に設けられた前記第１膜を介して貼り合わされてもよい。これにより例えば、第１半導体層の下面の第１絶縁膜（第１膜）と、第１半導体層の上面および側面の第１絶縁膜（第２膜）とを、別々の工程により形成することが可能となる。

　また、この第２の側面において、前記第１絶縁膜はさらに、前記第１膜の下面に設けられた第３膜を含み、前記第１半導体基板と前記第２半導体基板はさらに、前記第１半導体基板の上面に設けられた前記第３膜を介して貼り合わされてもよい。これにより例えば、第１半導体基板側の第３膜と、第２半導体基板側の第１膜とを組み合わせることで、第１絶縁膜を形成することが可能となる。

　また、この第２の側面において、前記第１電極は、前記第１絶縁膜の下面に設けられた第１層と、前記第１絶縁膜の上面および側面に設けられた第２層とを含み、前記第１半導体基板と前記第２半導体基板は、前記第１半導体基板の上面に設けられた前記第１層を介して貼り合わされてもよい。これにより例えば、第１絶縁膜の下面の第１電極（第１層）と、第１絶縁膜の上面および側面の第１電極（第２層）とを、別々の工程により形成することが可能となる。

　また、この第２の側面において、前記第１半導体基板と前記第２半導体基板はさらに、前記第１膜の下面に設けられた第２絶縁膜を介して貼り合わされ、前記第１電極は、前記貼り合わせの後に前記第１半導体基板と前記第２半導体基板との間から前記第２絶縁膜の一部を除去し、前記除去の後に前記第１半導体基板と前記第２半導体基板との間に前記第１電極の一部を形成することで形成されてもよい。これにより例えば、第１絶縁膜の下面の第１電極と、第１絶縁膜の上面および側面の第１電極とを、同じ工程により形成することが可能となる。

第１実施形態の固体撮像装置の構成を示すブロック図である。第１実施形態の固体撮像装置の構造を示す平面図である。第１実施形態の固体撮像装置の構成を示す回路図である。第１実施形態の固体撮像装置の構造を示す断面図である。第１実施形態の増幅トランジスタの構造を示す断面図である。第１実施形態の増幅トランジスタの構造を示す斜視図である。第１実施形態の比較例の固体撮像装置の問題を説明するための断面図である。第１実施形態の固体撮像装置の製造方法を示す断面図(1/6)である。第１実施形態の固体撮像装置の製造方法を示す断面図(2/6)である。第１実施形態の固体撮像装置の製造方法を示す断面図(3/6)である。第１実施形態の固体撮像装置の製造方法を示す断面図(4/6)である。第１実施形態の固体撮像装置の製造方法を示す断面図(5/6)である。第１実施形態の固体撮像装置の製造方法を示す断面図(6/6)である。第１実施形態の第１変形例の固体撮像装置の構造を示す断面図である。上記第１変形例の増幅トランジスタの構造を示す断面図である。上記第１変形例の固体撮像装置の製造方法を示す断面図(1/3)である。上記第１変形例の固体撮像装置の製造方法を示す断面図(2/3)である。上記第１変形例の固体撮像装置の製造方法を示す断面図(3/3)である。第１実施形態の第２変形例の固体撮像装置の構造を示す断面図である。上記第２変形例の固体撮像装置の製造方法を示す断面図(1/2)である。上記第２変形例の固体撮像装置の製造方法を示す断面図(2/2)である。第１実施形態の第３変形例の固体撮像装置の構造を示す断面図である。上記第３変形例の固体撮像装置の製造方法を示す断面図(1/2)である。上記第３変形例の固体撮像装置の製造方法を示す断面図(1/2)である。第２実施形態の固体撮像装置の構造を示す断面図である。第２実施形態の増幅トランジスタの構造を示す断面図である。第２実施形態の固体撮像装置の製造方法を示す断面図(1/5)である。第２実施形態の固体撮像装置の製造方法を示す断面図(2/5)である。第２実施形態の固体撮像装置の製造方法を示す断面図(3/5)である。第２実施形態の固体撮像装置の製造方法を示す断面図(4/5)である。第２実施形態の固体撮像装置の製造方法を示す断面図(5/5)である。第２実施形態の変形例の固体撮像装置の構造を示す断面図である。上記変形例の固体撮像装置の製造方法を示す断面図(1/2)である。上記変形例の固体撮像装置の製造方法を示す断面図(2/2)である。電子機器の構成例を示すブロック図である。移動体制御システムの構成例を示すブロック図である。図３６の撮像部の設定位置の具体例を示す平面図である。内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。カメラヘッド及びＣＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。

　以下、本開示の実施形態を、図面を参照して説明する。

　（第１実施形態）
　図１は、第１実施形態の固体撮像装置の構成を示すブロック図である。

　図１の固体撮像装置は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型のイメージセンサであり、複数の画素１を有する画素アレイ領域２と、制御回路３と、垂直駆動回路４と、複数のカラム信号処理回路５と、水平駆動回路６と、出力回路７と、複数の垂直信号線８と、水平信号線９とを備えている。

　各画素１は、光電変換部として機能するフォトダイオードと、画素トランジスタとして機能するＭＯＳトランジスタとを備えている。画素トランジスタの例は、転送トランジスタ、増幅トランジスタ、選択トランジスタ、リセットトランジスタ、スイッチトランジスタなどである。これらの画素トランジスタは、いくつかの画素１により共有されていてもよい。

　画素アレイ領域２は、２次元アレイ状に配置された複数の画素１を有している。画素アレイ領域２は、光を受光して光電変換を行い、光電変換により生成された信号電荷を出力する有効画素領域と、黒レベルの基準となる光学的黒を出力する黒基準画素領域とを含んでいる。一般に、黒基準画素領域は有効画素領域の外周部に配置されている。

　制御回路３は、垂直同期信号、水平同期信号、マスタクロックなどに基づいて、垂直駆動回路４、カラム信号処理回路５、水平駆動回路６などの動作の基準となる種々の信号を生成する。制御回路３により生成される信号は、例えばクロック信号や制御信号であり、垂直駆動回路４、カラム信号処理回路５、水平駆動回路６などに入力される。

　垂直駆動回路４は、例えばシフトレジスタを備えており、画素アレイ領域２内の各画素１を行単位で垂直方向に走査する。垂直駆動回路４はさらに、各画素１により生成された信号電荷に基づく画素信号を、垂直信号線８を通してカラム信号処理回路５に供給する。

　カラム信号処理回路５は、例えば画素アレイ領域２内の画素１の列ごとに配置されており、１行分の画素１から出力された信号の信号処理を、黒基準画素領域からの信号に基づいて列ごとに行う。この信号処理の例は、ノイズ除去や信号増幅である。

　水平駆動回路６は、例えばシフトレジスタを備えており、各カラム信号処理回路５からの画素信号を水平信号線９に供給する。

　出力回路７は、各カラム信号処理回路５から水平信号線９を通して供給される信号に対し信号処理を行い、この信号処理が行われた信号を出力する。

　図２は、第１実施形態の固体撮像装置の構造を示す平面図である。

　図２は、上記の画素アレイ領域２内の４つの画素１および９つの浮遊拡散部ＦＤを例示している。各画素１は、４つの転送トランジスタＴＧと、増幅トランジスタＡＭＰと、選択トランジスタＳＥＬと、リセットトランジスタＲＳＴと、スイッチトランジスタＳＷＩとを備えている。各浮遊拡散部ＦＤは、互いに隣接する４つの画素１のコーナー部に設けられている。

　各転送トランジスタＴＧは、各画素１内のフォトダイオードから、対応する浮遊拡散部ＦＤへと信号電荷を転送するために使用される。各浮遊拡散部ＦＤは、フォトダイオードからの信号電荷を電圧信号に変換して出力する。増幅トランジスタＡＭＰは、対応する浮遊拡散部ＦＤから読み出された電圧信号を増幅する。選択トランジスタＳＥＬは、対応する画素１を選択状態にする機能を有する。リセットトランジスタＲＳＴは、対応する浮遊拡散部ＦＤの電位をリセットする。スイッチトランジスタＳＷＩは、対応する浮遊拡散部ＦＤの状態を切り替える機能を有する。

　図３は、第１実施形態の固体撮像装置の構成を示す回路図である。

　本実施形態の各画素１は、図３に示すように、フォトダイオードＰＤと、転送トランジスタＴＧと、増幅トランジスタＡＭＰと、選択トランジスタＳＥＬと、リセットトランジスタＲＳＴと、スイッチトランジスタＳＷＩと、浮遊拡散部ＦＤとを備えている。図３に示す１つの転送トランジスタＴＧは、図２に示す各画素１の４つの転送トランジスタＴＧをまとめて表したものである。

　フォトダイオードＰＤのアノードは、接地配線ＧＮＤと電気的に接続されている。フォトダイオードＰＤのカソードは、転送トランジスタＴＧを介して浮遊拡散部ＦＤと電気的に接続されている。浮遊拡散部ＦＤは、増幅トランジスタＡＭＰのゲートと電気的に接続されている。増幅トランジスタＡＭＰと選択トランジスタＳＥＬは、電源配線ＶＤＤと垂直信号線８との間で直列に接続されている。リセットトランジスタＲＳＴとスイッチトランジスタＳＷＩは、電源配線ＶＤＤと浮遊拡散部ＦＤとの間で直列に接続されている。

　スイッチトランジスタＳＷＩをオフにすると、浮遊拡散部ＦＤはリセットトランジスタＲＳＴと電気的に絶縁され、浮遊拡散部ＦＤの容量が小さくなる。浮遊拡散部ＦＤの容量が小さくなると、浮遊拡散部ＦＤの電位が、少ない信号電子で大きく下がり、浮遊拡散部ＦＤから感度の高い電圧信号が出力される。一方、信号電子が多い場合には、浮遊拡散部ＦＤから信号電荷があふれてしまうため、フォトダイオードＰＤへの光の入射量に応じた電圧信号を得ることができない。

　スイッチトランジスタＳＷＩをオンにすると、浮遊拡散部ＦＤはリセットトランジスタＲＳＴと電気的に接続され、浮遊拡散部ＦＤの容量が大きくなる。浮遊拡散部ＦＤの容量が大きくなると、浮遊拡散部ＦＤは多くの電子を受け止めることができるが、浮遊拡散部ＦＤの感度が低くなる。

　よって、本実施形態の固体撮像装置は、スイッチトランジスタＳＷＩのオンオフを切り替えることで、高感度の動作モードで信号電荷を読み出して得られた画像と、低感度の動作モードで信号電荷を読み出して得られた画像とを出力することができる。本実施形態の固体撮像装置は、これらの画像を合成することで、ダイナミックレンジの拡大を実現することができる。

　図４は、第１実施形態の固体撮像装置の構造を示す断面図である。

　図４は、本実施形態の固体撮像装置の１つの画素１を示している。本実施形態の固体撮像装置は、図４に示すように、第１半導体基板１１と、ゲート絶縁膜１２と、ゲート電極１３と、第１層間絶縁膜１４と、配線１５と、第２層間絶縁膜１６と、電極１７と、第３層間絶縁膜１８と、第２半導体基板２１と、絶縁膜２２と、第４層間絶縁膜２３と、絶縁膜２４と、電極２５と、第５層間絶縁膜２６と、配線３１とを備えている。第１半導体基板１１は、ｎ型領域１１ａと、ｐ型領域１１ｂと、ｎ型領域１１ｃとを含んでいる。図４はさらに、第３層間絶縁膜１８の一部である絶縁膜１８ａと、第２半導体基板２１の一部である半導体層２１ａとを示している。

　図４は、互いに垂直なＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を示している。Ｘ方向およびＹ方向は横方向（水平方向）に相当し、Ｚ方向は縦方向（垂直方向）に相当する。また、＋Ｚ方向は上方向に相当し、－Ｚ方向は下方向に相当する。－Ｚ方向は、厳密に重力方向に一致していてもよいし、厳密には重力方向に一致していなくてもよい。

　本実施形態の固体撮像装置は、第１半導体基板１１などを含む第１基板Ｓ１と、第２半導体基板２１などを含む第２基板Ｓ２とを貼り合わせることで製造される。図４は、第１基板Ｓ１と第２基板Ｓ２との貼り合わせ面Ｓを示している。図４では、Ｘ方向およびＹ方向が、第１半導体基板１１の上面や貼り合わせ面Ｓに平行となっており、Ｚ方向が、第１半導体基板１１の上面や貼り合わせ面Ｓに垂直となっている。また、第２半導体基板２１は、第１半導体基板１１の上方、すなわち、第１半導体基板１１の＋Ｚ方向に配置されている。

　第１半導体基板１１は、例えばシリコン基板である。第１半導体基板１１は、図４に示すように、フォトダイオードＰＤと、浮遊拡散部ＦＤとを含んでいる。フォトダイオードＰＤは、ｎ型領域１１ａとｐ型領域１１ｂとの間のｐｎ接合により形成されており、光を電荷に変換する光電変換部として機能する。図４では、ｐ型領域１１ｂがｎ型領域１１ａの周りに形成されている。浮遊拡散部ＦＤは、第１半導体基板１１の上面付近でｎ型領域１１ｃにより形成されている。

　ゲート絶縁膜１２およびゲート電極１３は、第１半導体基板１１上に順に形成され、１つの転送トランジスタＴＧを形成している。ゲート絶縁膜１２は、例えば酸化シリコン膜である。ゲート電極１３は、例えばポリシリコン層である。図４に示す画素１内のその他の３つの転送トランジスタＴＧも、図４に示す転送トランジスタＴＧと同様の構造を有していてもよい。

　第１層間絶縁膜１４は、第１半導体基板１１上に形成され、ゲート絶縁膜１２およびゲート電極１３を覆っている。配線１５は、第１層間絶縁膜１４上に形成されている。配線１５は、例えばポリシリコン配線である。

　第２層間絶縁膜１６は、第１層間絶縁膜１４上に形成され、配線１５を覆っている。電極１７は、第２層間絶縁膜１６上に形成され、増幅トランジスタＡＭＰを形成している。電極１７は、例えばポリシリコン電極である。増幅トランジスタＡＭＰは、本開示の第１トランジスタの例であり、電極１７は、本開示の第１電極内の第１層の例である。

　第３層間絶縁膜１８は、第２層間絶縁膜１６上に形成され、電極１７を覆っている。第３層間絶縁膜１８は、前述したように絶縁膜１８ａを含んでいる。絶縁膜１８ａは、電極１７上に形成され、増幅トランジスタＡＭＰを形成している。絶縁膜１８ａは、例えば酸化シリコン膜である。絶縁膜１８ａは、本開示の第１絶縁膜内の第３膜の例である。

　第２半導体基板２１は、例えばシリコン基板である。第２半導体基板２１は、前述したように半導体層２１ａを含んでいる。半導体層２１ａは、絶縁膜１８ａ上に絶縁膜２２を介して形成されている。絶縁膜２２は、例えば酸化シリコン膜である。図４では、絶縁膜２２が半導体層２１ａの下面に設けられ、絶縁膜１８ａが絶縁膜２２の下面に設けられ、電極１７が絶縁膜１８ａの下面に設けられている。半導体層２１ａは、本開示の第１半導体層の例であり、絶縁膜２２は、本開示の第１絶縁膜内の第１膜の例である。

　第４層間絶縁膜２３は、第３層間絶縁膜１８上に形成されている。絶縁膜２４は、半導体層２１ａの上面や、半導体層２１ａ、絶縁膜２２、および絶縁膜１８ａの側面や、電極１７の上面に形成され、増幅トランジスタＡＭＰを形成している。絶縁膜２４は、例えば酸化シリコン膜である。電極２５は、絶縁膜２４の上面や、絶縁膜２４の側面や、電極１７の上面に形成され、増幅トランジスタＡＭＰを形成している。電極２５は、例えばポリシリコン電極である。絶縁膜２４は、本開示の第１絶縁膜内の第２膜の例であり、電極２５は、本開示の第１電極内の第２層の例である。

　第５層間絶縁膜２６は、第４層間絶縁膜２３上に形成され、第３層間絶縁膜１８や第４層間絶縁膜２３と共に増幅トランジスタＡＭＰを覆っている。

　配線３１は、第１層間絶縁膜１４、第２層間絶縁膜１６、第３層間絶縁膜１８、第４層間絶縁膜２３、および第５層間絶縁膜２６内に形成され、浮遊拡散部ＦＤと電極２５とを電気的に接続している。配線３１の一端は、浮遊拡散部ＦＤの上面に設けられ、配線３１の他端は、電極２５の上面に設けられている。配線３１は例えば、金属配線または半導体配線である。配線３１は、本開示の第１配線の例である。

　なお、本実施形態の固体撮像装置はさらに、第１半導体基板１１の下面に、不図示のカラーフィルタおよびオンチップレンズを順に備えている。

　図５および図６は、第１実施形態の増幅トランジスタＡＭＰの構造を示す断面図および斜視図である。

　本実施形態の増幅トランジスタＡＭＰは、図５および図６に示すように、Ｙ方向に延びる柱状の形状を有する柱状半導体層４１と、Ｙ方向に延びる管状の形状を有する管状絶縁膜４２と、Ｙ方向に延びる管状の形状を有する管状電極４３とを含んでいる。柱状半導体層４１は、上述の半導体層２１ａにより形成されている（図５）。管状絶縁膜４２は、上述の絶縁膜１８ａ、２２、２４により形成されている（図５）。管状電極４３は、上述の電極１７、２５により形成されている（図５）。柱状半導体層４１は、本開示の第１半導体層の例であり、管状絶縁膜４２は、本開示の第１絶縁膜の例であり、管状電極４３は、本開示の第１電極の例である。Ｙ方向は、本開示の第１方向の例である。

　管状絶縁膜４２は、柱状半導体層４１の下面、上面、および側面に形成されており、かつＹ方向に管状に延びている。そのため、管状絶縁膜４２は、柱状半導体層４１を包囲するように、柱状半導体層４１の周りに管状に形成されている。同様に、管状電極４３は、管状絶縁膜４２の下面、上面、および側面に形成されており、かつＹ方向に管状に延びている。そのため、管状電極４３は、柱状半導体層４１および管状絶縁膜４２を包囲するように、管状絶縁膜４２の周りに管状に形成されている。

　図５は、柱状半導体層４１の下面の管状絶縁膜４２の厚さＴ１と、柱状半導体層４１の上面の管状絶縁膜４２の厚さＴ２と、柱状半導体層４１の側面の管状絶縁膜４２の厚さＴ３とを示している。厚さＴ１は、絶縁膜１８ａの厚さと絶縁膜２２の厚さとの合計と等しくなっている。厚さＴ２は、柱状半導体層４１の上面の絶縁膜２４の厚さと等しくなっている。厚さＴ３は、柱状半導体層４１の側面の絶縁膜２４の厚さと等しくなっている。

　本実施形態では、絶縁膜２４の厚さはほぼ一様である。よって、本実施形態の厚さＴ２は、厚さＴ３とほぼ等しくなっている（Ｔ２＝Ｔ３）。一方、本実施形態の厚さＴ１は、厚さＴ２や厚さＴ３よりも厚くなっており（Ｔ１＞Ｔ２、Ｔ１＞Ｔ３）、例えば厚さＴ２や厚さＴ３の２倍以上となっている（Ｔ１≧２×Ｔ２、Ｔ１≧２×Ｔ３）。よって、本実施形態によれば、柱状半導体層４１の下面の厚い管状絶縁膜４２により柱状半導体層４１を好適に保護することが可能となる。このような管状絶縁膜４２の効果のさらなる詳細については、後述する。なお、厚さＴ２は、厚さＴ３と異なっていてもよい（Ｔ２≠Ｔ３）。

　柱状半導体層４１、管状絶縁膜４２、および管状電極４３の全体が、増幅トランジスタＡＭＰのチャネル半導体層、ゲート絶縁膜、およびゲート電極として機能する場合、管状絶縁膜４２および管状電極４３は、上述のＧＡＡ構造のゲート絶縁膜およびゲート電極となる。ＧＡＡ構造では、ゲート絶縁膜およびゲート電極が、チャネル半導体層を包囲するように、チャネル半導体層の周りに管状に形成される。

　しかしながら、本実施形態の管状絶縁膜４１では、厚さＴ１が厚さＴ２、Ｔ３より厚くなっている。そのため、厚さＴ１が厚さＴ２、Ｔ３より十分に厚くなると、柱状半導体層４１内のチャネルが、柱状半導体層４１の上面付近や側面付近のみで発生し、柱状半導体層４１の下面付近では発生しなくなる。この場合、柱状半導体層４１の上面や側面の管状絶縁膜４２および管状電極４３は、ゲート絶縁膜およびゲート電極に該当するが、柱状半導体層４１の下面の管状絶縁膜４２および管状電極４３は、ゲート絶縁膜およびゲート電極には該当しなくなる。その結果、管状絶縁膜４２および管状電極４３は、ＧＡＡ構造のゲート絶縁膜およびゲート電極には該当しなくなる。そのため、本実施形態の管状絶縁膜４２および管状電極４３は、ゲート絶縁膜およびゲート電極とは表記されていない。

　本実施形態では、柱状半導体層４１、管状絶縁膜４２、および管状電極４３の全体が、チャネル半導体層、ゲート絶縁膜、およびゲート電極として機能してもよいし、柱状半導体層４１、管状絶縁膜４２、および管状電極４３の一部のみが、チャネル半導体層、ゲート絶縁膜、およびゲート電極として機能してもよい。例えば、厚さＴ１が厚さＴ２、Ｔ３に十分近い場合には、ＧＡＡ構造を有する前者のゲート絶縁膜およびゲート電極が実現される。一方、厚さＴ１が厚さＴ２、Ｔ３より十分厚い場合には、ＧＡＡ構造を有さない後者のゲート絶縁膜およびゲート電極が実現される。後者の場合の管状絶縁膜４２および管状電極４３は、疑似的なＧＡＡ構造を有しているといえる。すなわち、本実施形態の管状絶縁膜４２および管状電極４３は、ＧＡＡ構造を有していてもよいし、疑似的なＧＡＡ構造を有していてもよい。

　なお、本実施形態の増幅トランジスタＡＭＰのソース領域およびドレイン領域は、図６に示すように、柱状半導体層４１、管状絶縁膜４２、および管状電極４３の±Ｙ方向に形成される。

　本実施形態の増幅トランジスタＡＭＰの構造は、選択トランジスタＳＥＬ、リセットトランジスタＲＳＴ、およびスイッチトランジスタＳＷＩにも適用可能である。本実施形態の選択トランジスタＳＥＬ、リセットトランジスタＲＳＴ、およびスイッチトランジスタＳＷＩの少なくともいずれかのゲート絶縁膜およびゲート電極は、増幅トランジスタＡＭＰと同様のＧＡＡ構造または疑似的なＧＡＡ構造を有していてもよい。

　図７は、第１実施形態の比較例の固体撮像装置の問題を説明するための断面図である。

　本比較例の固体撮像装置は、第１実施形態の固体撮像装置と似た構造を有しているが、絶縁膜２２を備えていない。よって、本比較例の管状絶縁膜４２の厚さＴ１は、管状絶縁膜４２の厚さＴ２、Ｔ３とほぼ等しくなっている（Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔ３）。管状絶縁膜４２や厚さＴ１、Ｔ２、Ｔ３の定義については、図５を参照されたい。

　図７は、配線１５から発生したノイズを模式的に示している。配線１５に電圧が印加されると、配線１５からノイズが発生する可能性がある。このノイズが増幅トランジスタＡＭＰの半導体層２１ａに到達すると、増幅トランジスタＡＭＰの動作がこのノイズにより悪影響（バイアス干渉）を受けるおそれがある。

　そこで、本比較例の増幅トランジスタＡＭＰは、半導体層２１ａの下面に絶縁膜１８ａおよび電極１７を備えており、その結果、ＧＡＡ構造のゲート絶縁膜（管状絶縁膜４２）およびゲート電極（管状電極４３）を備えている。よって、本比較例によれば、半導体層２１ａの下面に絶縁膜１８ａおよび電極１７により、半導体層２１ａをノイズから保護することが可能となる。

　本比較例のゲート絶縁膜（管状絶縁膜４２）およびゲート電極（管状電極４３）は、例えば以下のように形成される。まず、第１半導体基板１１上に電極１７および第３層間絶縁膜１８（絶縁膜１８ａを含む）を形成し、第１半導体基板１１と第２半導体基板２１とを電極１７および第３層間絶縁膜１８を介して貼り合わせる。次に、第２半導体基板２１をエッチングにより半導体層２１ａ（柱状半導体層４１）に加工し、半導体層２１ａの上面および側面に絶縁膜２４および電極２５を形成する。このようにして、ＧＡＡ構造のゲート絶縁膜およびゲート電極が形成される。

　この場合、第１半導体基板１１と第２半導体基板２１とを貼り合わせる際に、貼り合わせ時のプラズマダメージが第１半導体基板１１側の絶縁膜１８ａに加わることなどが原因で、高性能のゲート絶縁膜を形成できないおそれがある。図７は、絶縁膜１８ａに加えられたプラズマダメージを模式的に示している。このようなプラズマダメージにより、増幅トランジスタＡＭＰのノイズ特性をＧＡＡ構造により十分に改善できないおそれがある。理由は、このようなプラズマダメージが原因となり、半導体層２１ａの下面付近で好ましくない態様のチャネルが発生するおそれがあるからである。すなわち、半導体層２１ａの下面のゲート絶縁膜およびゲート電極が、増幅トランジスタＡＭＰの動作に悪影響を与える可能性がある。

　そこで、本実施形態の管状絶縁膜４２の厚さＴ１は、管状絶縁膜４２の厚さＴ２、Ｔ３よりも厚く設定されている（Ｔ１＞Ｔ２、Ｔ１＞Ｔ３）。これにより、柱状半導体層４１の下面の管状絶縁膜４２および管状電極４３は、増幅トランジスタＡＭＰの動作に寄与しにくくなるか、または寄与しなくなる。その結果、配線１５からのノイズから柱状半導体層４１を保護しつつ、所望の電流－電圧特性を有する増幅トランジスタＡＭＰを実現することが可能となる。また、本実施形態によれば、柱状半導体層４１のＺ方向の寸法を長くすることにより、増幅トランジスタＡＭＰの実効チャネル長を長くすることが可能となる。

　なお、柱状半導体層４１の下面の管状絶縁膜４２および管状電極４３は、増幅トランジスタＡＭＰの動作になるべく寄与しなくなることが望ましい。そのため、本実施形態の管状絶縁膜４２の厚さＴ１は、管状絶縁膜４２の厚さＴ２、Ｔ３よりもなるべく厚くした方が望ましい。例えば、本実施形態の厚さＴ１は、厚さＴ２、Ｔ３の２倍以上にすることが望ましい（Ｔ１≧２×Ｔ２、Ｔ１≧２×Ｔ３）。

　図８～図１３は、第１実施形態の固体撮像装置の製造方法を示す断面図である。

　まず、第１半導体基板１１内に、イオン注入によりｎ型領域１１ａ、ｐ型領域１１ｂ、およびｎ型領域１１ｃを形成する（図８のＡ）。その結果、第１半導体基板１１内にフォトダイオードＰＤおよび浮遊拡散部ＦＤが形成される。ｎ型領域１１ａ、ｐ型領域１１ｂ、およびｎ型領域１１ｃは例えば、ｐ型領域１１ｂ内にｐ型不純物イオンを注入し、ｎ型領域１１ｃ内にｎ型不純物イオンを注入することで形成される。

　次に、第１半導体基板１１上にゲート絶縁膜１２を形成し、ゲート絶縁膜１２上にゲート電極１３を形成する（図８のＡ）。その結果、第１半導体基板１１上に転送トランジスタＴＧが形成される。ゲート絶縁膜１２とゲート電極１３は例えば、第１半導体基板１１上にゲート絶縁膜１２となる酸化シリコン膜を形成し、熱ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）により酸化シリコン膜上にゲート電極１３となるポリシリコン層を堆積し、フォトリソグラフィおよびドライエッチングによりポリシリコン層を加工することで形成される。このドライエッチングにより、ポリシリコン層からゲート電極１３が形成され、酸化シリコン膜からゲート絶縁膜１２が形成される。

　次に、第１半導体基板１１上に、ゲート絶縁膜１２およびゲート電極１３を介して第１層間絶縁膜１４を形成する（図８のＢ）。第１層間絶縁膜１４は例えば、第１半導体基板１１上にプラズマＣＶＤにより第１層間絶縁膜１４を堆積し、第１層間絶縁膜１４の表面をＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）により平坦化することで形成される。

　次に、第１層間絶縁膜１４上に配線１５を形成し、第１層間絶縁膜１４上に配線１５を介して第２層間絶縁膜１６を形成する（図９のＡ）。配線１５は例えば、熱ＣＶＤにより第１層間絶縁膜１４上に配線１５となるポリシリコン層を堆積し、フォトリソグラフィおよびドライエッチングによりポリシリコン層を加工することで形成される。第２層間絶縁膜１６は例えば、第１層間絶縁膜１４上にプラズマＣＶＤにより第２層間絶縁膜１６を堆積し、第２層間絶縁膜１６の表面をＣＭＰにより平坦化することで形成される。

　次に、第２層間絶縁膜１６上に電極１７を形成し、第２層間絶縁膜１６上に電極１７を介して第３層間絶縁膜１８を形成する（図９のＢ）。電極１７は例えば、熱ＣＶＤにより第２層間絶縁膜１６上に電極１７となるポリシリコン層を堆積し、フォトリソグラフィおよびドライエッチングによりポリシリコン層を加工することで形成される。第３層間絶縁膜１８は例えば、第２層間絶縁膜１６上にプラズマＣＶＤにより第３層間絶縁膜１８を堆積し、第３層間絶縁膜１８の表面をＣＭＰにより平坦化することで形成される。

　次に、第２半導体基板２１の上面に絶縁膜２２を形成し、第２半導体基板２１の上下の向きを反転させ、第２半導体基板２１を第１半導体基板１１に貼り合わせる（図１０のＡ）。その結果、第１半導体基板１１と第２半導体基板２１が、第１層間絶縁膜１４、第２層間絶縁膜１６、第３層間絶縁膜１８、絶縁膜２２などを介して貼り合わされる。絶縁膜２２は例えば、プラズマＣＶＤにより第２半導体基板２１上に絶縁膜２２を堆積することで形成される。第２半導体基板２１は例えば、プラズマ接合により第１半導体基板１１に貼り合わされる。

　次に、第２半導体基板２１および絶縁膜２２を、フォトリソグラフィおよびドライエッチングにより加工する（図１０のＢ）。その結果、第２半導体基板２１の一部が半導体層２１ａに加工される。さらには、半導体層２１ａの下面に絶縁膜２２が残存するように、絶縁膜２２が加工される。

　次に、第３層間絶縁膜１８上に第４層間絶縁膜２３を形成する（図１１のＡ）。第４層間絶縁膜２３は例えば、プラズマＣＶＤにより第３層間絶縁膜１８上に第２半導体基板２１および絶縁膜２２を介して第４層間絶縁膜２３を堆積し、第４層間絶縁膜２３の表面をＣＭＰにより平坦化することで形成される。このＣＭＰは、第４層間絶縁膜２３の上面に第２半導体基板２１の上面が露出するまで行われる。

　次に、フォトリソグラフィおよびドライエッチングにより、第４層間絶縁膜２３および第３層間絶縁膜１８内に開口部Ｈ１を形成する（図１１のＢ）。開口部Ｈ１は、半導体層２１ａに隣接するように電極１７上に形成され、開口部Ｈ１内に電極１７の上面および半導体層２１ａの側面が露出する。開口部Ｈ１は、絶縁膜２４および電極２５を形成する予定の領域内に形成される。その結果、絶縁膜２２下の第３層間絶縁膜１８が、絶縁膜１８ａに加工される。

　次に、熱酸化により絶縁膜２４を形成する（図１２のＡ）。絶縁膜２４は、開口部Ｈ１の内部および外部に形成され、具体的には、半導体層２１ａの上面や、半導体層２１ａ、絶縁膜２２、および絶縁膜１８ａの側面に形成される。本実施形態では、絶縁膜２４の厚さが、絶縁膜２２および絶縁膜１８ａの厚さの合計よりも薄く設定される。これにより、上述の条件「Ｔ１＞Ｔ２、Ｔ１＞Ｔ３」「Ｔ１≧２×Ｔ２、Ｔ１≧２×Ｔ３」を実現することが可能となる（図５を参照）。

　次に、熱ＣＶＤにより電極２５を形成する（図１２のＢ）。電極２５は、開口部Ｈ１の内部および外部に形成され、具体的には、絶縁膜２４の上面や、絶縁膜２４の側面や、電極１７の上面に形成される。その結果、図５に示す柱状半導体層４１、管状絶縁膜４２、および管状電極４３を備える増幅トランジスタＡＭＰが形成される。

　次に、第４層間絶縁膜２３上に、増幅トランジスタＡＭＰを覆うように第５層間絶縁膜２６を形成する（図１３のＡ）。第５層間絶縁膜２６は例えば、第４層間絶縁膜２３上にプラズマＣＶＤにより第５層間絶縁膜２６を堆積し、第５層間絶縁膜２６の表面をＣＭＰにより平坦化することで形成される。

　次に、第５層間絶縁膜２６内に第１開口部を形成し、第１層間絶縁膜１４、第２層間絶縁膜１６、第３層間絶縁膜１８、第４層間絶縁膜２３、および第５層間絶縁膜２６内に第２開口部を形成し、第１および第２開口部内および第５層間絶縁膜２６上に配線３１を形成する（図１３のＢ）。第１開口部は、電極２５の上面に形成される。第２開口部は、浮遊拡散部ＦＤの上面に形成される。その結果、電極２５と浮遊拡散部ＦＤが、配線３１により電気的に接続される。第１および第２開口部は、フォトリソグラフィおよびドライエッチングにより形成される。

　その後、第１半導体基板１１の下面に、不図示のカラーフィルタやオンチップレンズを形成する。このようにして、本実施形態の固体撮像装置が製造される。

　（第１実施形態の第１変形例）
　図１４は、第１実施形態の第１変形例の固体撮像装置の構造を示す断面図である。

　本変形例の固体撮像装置は、第１実施形態の固体撮像装置の構成要素に加え、配線５１を備えている。配線５１は、コンタクト電極５２と、垂直配線５３とを含んでいる。本変形例の固体撮像装置はさらに、第２半導体基板２１の一部である半導体層２１ｂを備えている。一方、本変形例の固体撮像装置は、絶縁膜２２を備えていない。

　配線５１は、第１層間絶縁膜１４、第２層間絶縁膜１６、および第３層間絶縁膜１８内に形成され、第１半導体基板１１と半導体層２１ｂとを電気的に接続している。具体的には、配線５１は、第１半導体基板１１上に形成されたコンタクト電極５２と、コンタクト電極５２上に形成された垂直配線５３とを含み、コンタクト電極５２と垂直配線５３がそれぞれ、第１半導体基板１１の上面と半導体層２１ｂの下面に設けられている。コンタクト電極５２は、例えばポリシリコン電極である。垂直配線５３は例えば、ポリシリコン配線である。配線５１は、本開示の第２配線の例である。

　第２半導体基板２１は、半導体層２１ａと、半導体層２１ｂとを含んでいる。本変形例の固体撮像装置は絶縁膜２２を備えていないことから、半導体層２１ａが絶縁膜１８ａ上に直接形成されている。本変形例の絶縁膜１８ａの厚さは、絶縁膜２４の厚さよりも厚くなっている。そのため、本変形例の固体撮像装置は絶縁膜２２を備えていないにもかかわらず、上述の条件「Ｔ１＞Ｔ２、Ｔ１＞Ｔ３」「Ｔ１≧２×Ｔ２、Ｔ１≧２×Ｔ３」が、本変形例でも実現されている（図５を参照）。一方、半導体層２１ｂは、第３層間絶縁膜１８および配線５１上に形成されており、配線５１と電気的に接続されている。本変形例の半導体層２１ｂは、半導体層２１ａと分離されている。半導体層２１ｂは、本開示の第２半導体層の例である。

　半導体層２１ｂは、例えば何らかのデバイスを形成している。このようなデバイスの例は、キャパシタや抵抗である。このようなデバイスでは、半導体層２１ｂの電位がフローティングになることは望ましくない場合がある。本変形例によれば、半導体層２１ｂを配線５１により第１半導体基板１１と電気的に接続することで、半導体層２１ｂの電位がフローティングになることを回避することが可能となる。

　図１５は、本変形例の増幅トランジスタＡＭＰの構造を示す断面図である。

　本変形例の増幅トランジスタＡＭＰは、第１実施形態の増幅トランジスタＡＭＰと同様に、Ｙ方向に延びる柱状の形状を有する柱状半導体層４１と、Ｙ方向に延びる管状の形状を有する管状絶縁膜４２と、Ｙ方向に延びる管状の形状を有する管状電極４３とを含んでいる。ただし、第１実施形態の管状絶縁膜４２は、絶縁膜１８ａ、２２、２４により形成されているのに対し、本変形例の管状絶縁膜４２は、絶縁膜１８ａ、２４により形成されている。

　図１５は、柱状半導体層４１の下面の管状絶縁膜４２の厚さＴ１と、柱状半導体層４１の上面の管状絶縁膜４２の厚さＴ２と、柱状半導体層４１の側面の管状絶縁膜４２の厚さＴ３とを示している。第１実施形態の場合と同様に、本変形例の厚さＴ１は、厚さＴ２や厚さＴ３よりも厚くなっており（Ｔ１＞Ｔ２、Ｔ１＞Ｔ３）、例えば厚さＴ２や厚さＴ３の２倍以上となっている（Ｔ１≧２×Ｔ２、Ｔ１≧２×Ｔ３）。よって、本変形例によれば、柱状半導体層４１の下面の厚い管状絶縁膜４２により柱状半導体層４１を好適に保護することが可能となる。

　図１６～図１８は、本変形例の固体撮像装置の製造方法を示す断面図である。

　まず、第１半導体基板１１内に、イオン注入によりｎ型領域１１ａ、ｐ型領域１１ｂ、およびｎ型領域１１ｃを形成する（図１６のＡ）。その結果、第１半導体基板１１内にフォトダイオードＰＤおよび浮遊拡散部ＦＤが形成される。

　次に、第１半導体基板１１上にゲート絶縁膜１２を形成し、ゲート絶縁膜１２上にゲート電極１３を形成し、第１半導体基板１１上にコンタクト電極５２を形成する（図１６のＡ）。その結果、第１半導体基板１１上に転送トランジスタＴＧが形成される。ゲート電極１３とコンタクト電極５２は例えば、同じポリシリコン層から形成してもよい。

　次に、第１半導体基板１１上に、ゲート絶縁膜１２、ゲート電極１３、およびコンタクト電極５２を介して第１層間絶縁膜１４を形成する（図１６のＢ）。次に、第１層間絶縁膜１４上に配線１５を形成し、第１層間絶縁膜１４上に配線１５を介して第２層間絶縁膜１６を形成する（図１６のＢ）。次に、第２層間絶縁膜１６上に電極１７を形成し、第２層間絶縁膜１６上に電極１７を介して第３層間絶縁膜１８を形成する（図１６のＢ）。

　次に、第１層間絶縁膜１４、第２層間絶縁膜１６、および第３層間絶縁膜１８内に開口部を形成し、この開口部内に垂直配線５３を形成する（図１７のＡ）。この開口部はコンタクト電極５２の上面に形成されるため、コンタクト電極５２上に垂直配線５３が形成される。この開口部は、フォトリソグラフィおよびドライエッチングにより形成される。垂直配線５３は例えば、この開口部内などに熱ＣＶＤによりポリシリコン層を堆積し、この開口部外のポリシリコン層をＣＭＰにより除去することで形成される。このようにして、第１半導体基板１１上に配線５１が形成される。

　次に、第２半導体基板２１を第１半導体基板１１に貼り合わせる（図１７のＢ）。その結果、第２半導体基板２１が、第１半導体基板２１上に第１層間絶縁膜１４、第２層間絶縁膜１６、第３層間絶縁膜１８などを介して配置される。第２半導体基板２１は例えば、プラズマ接合により第１半導体基板１１に貼り合わされる。本変形例の第２半導体基板２１は、配線５１と電気的に接続される。

　次に、第２半導体基板２１を、フォトリソグラフィおよびドライエッチングにより加工する（図１８のＡ）。その結果、第２半導体基板２１の一部が半導体層２１ａに加工され、第２半導体基板２１の別の一部が半導体層２１ｂに加工される。半導体層２１ｂは、配線５１上に形成される。

　次に、第３層間絶縁膜１８上に第４層間絶縁膜２３を形成し、第４層間絶縁膜２３および第３層間絶縁膜１８内に開口部を形成し、この開口部内に絶縁膜２４および電極２５を形成し、第４層間絶縁膜２３上に第５層間絶縁膜２６を形成する（図１８のＡ）。この工程は、図１１のＡ～図１３のＡに示す工程と同様に行われる。よって、この工程で形成される開口部は、図１１のＢに示す開口部Ｈ１と同様に形成される。その結果、この工程では絶縁膜１８ａや増幅トランジスタＡＭＰが形成される。本変形例では、絶縁膜２４の厚さが、絶縁膜１８ａの厚さよりも薄く設定される。これにより、上述の条件「Ｔ１＞Ｔ２、Ｔ１＞Ｔ３」「Ｔ１≧２×Ｔ２、Ｔ１≧２×Ｔ３」を実現することが可能となる（図１５を参照）。

　次に、第５層間絶縁膜２６内に第１開口部を形成し、第１層間絶縁膜１４、第２層間絶縁膜１６、第３層間絶縁膜１８、第４層間絶縁膜２３、および第５層間絶縁膜２６内に第２開口部を形成し、第１および第２開口部内および第５層間絶縁膜２６上に配線３１を形成する（図１８のＢ）。第１開口部は、電極２５の上面に形成される。第２開口部は、浮遊拡散部ＦＤの上面に形成される。その結果、電極２５と浮遊拡散部ＦＤが、配線３１により電気的に接続される。このようにして、本変形例の固体撮像装置が製造される。

　（第１実施形態の第２変形例）
　図１９は、第１実施形態の第２変形例の固体撮像装置の構造を示す断面図である。

　本変形例の固体撮像装置は、第１実施形態の固体撮像装置の構成要素に加え、配線５４を備えている。一方、本変形例の固体撮像装置は、配線３１を備えていない。

　配線５４は、第１層間絶縁膜１４および第２層間絶縁膜１６内に形成されており、浮遊拡散部ＦＤと電極１７とを電気的に接続している。配線５４の一端は、浮遊拡散部ＦＤの上面に設けられ、配線５４の他端は、電極１７の下面に設けられている。配線５４は例えば、金属配線または半導体配線である。配線５４は、本開示の第３配線の例である。

　本変形例によれば、配線３１の代わりに配線５４を使用することで、浮遊拡散部ＦＤと管状電極４３とを短い配線５４で電気的に接続することが可能となる。これにより、本変形例の配線間容量を減らすことが可能となる。

　図２０および図２１は、本変形例の固体撮像装置の製造方法を示す断面図である。

　まず、第１半導体基板１１内に、イオン注入によりｎ型領域１１ａ、ｐ型領域１１ｂ、およびｎ型領域１１ｃを形成する（図２０のＡ）。その結果、第１半導体基板１１内にフォトダイオードＰＤおよび浮遊拡散部ＦＤが形成される。

　次に、第１半導体基板１１上にゲート絶縁膜１２を形成し、ゲート絶縁膜１２上にゲート電極１３を形成する（図２０のＡ）。その結果、第１半導体基板１１上に転送トランジスタＴＧが形成される。

　次に、第１半導体基板１１上に、ゲート絶縁膜１２およびゲート電極１３を介して第１層間絶縁膜１４を形成する（図２０のＡ）。次に、第１層間絶縁膜１４上に配線１５を形成し、第１層間絶縁膜１４上に配線１５を介して第２層間絶縁膜１６を形成する（図２０のＡ）。

　次に、第１層間絶縁膜１４および第２層間絶縁膜１６内に開口部を形成し、この開口部内に配線５４を形成する（図２０のＡ）。この開口部は浮遊拡散部ＦＤの上面に形成されるため、浮遊拡散部ＦＤ上に配線５４が形成される。この開口部は、フォトリソグラフィおよびドライエッチングにより形成される。

　次に、第２層間絶縁膜１６上に電極１７を形成し、第２層間絶縁膜１６上に電極１７を介して第３層間絶縁膜１８を形成する（図２０のＢ）。本変形例の電極１７は、配線５４上に形成される。

　次に、第２半導体基板２１の上面に絶縁膜２２を形成し、第２半導体基板２１の上下の向きを反転させ、第２半導体基板２１を第１半導体基板１１に貼り合わせる（図２１のＡ）。その結果、第１半導体基板１１と第２半導体基板２１が、第１層間絶縁膜１４、第２層間絶縁膜１６、第３層間絶縁膜１８、絶縁膜２２などを介して貼り合わされる。

　次に、第２半導体基板２１および絶縁膜２２を、フォトリソグラフィおよびドライエッチングにより加工する（図２１のＢ）。その結果、第２半導体基板２１の一部が半導体層２１ａに加工される。さらには、半導体層２１ａの下面に絶縁膜２２が残存するように、絶縁膜２２が加工される。

　次に、第３層間絶縁膜１８上に第４層間絶縁膜２３を形成し、第４層間絶縁膜２３および第３層間絶縁膜１８内に開口部を形成し、この開口部内に絶縁膜２４および電極２５を形成し、第４層間絶縁膜２３上に第５層間絶縁膜２６を形成する（図２１のＢ）。この工程は、図１１のＡ～図１３のＡに示す工程と同様に行われる。よって、この工程で形成される開口部は、図１１のＢに示す開口部Ｈ１と同様に形成される。その結果、この工程では絶縁膜１８ａや増幅トランジスタＡＭＰが形成される。本変形例では、絶縁膜２４の厚さが、絶縁膜２２および絶縁膜１８ａの厚さの合計よりも薄く設定される。これにより、上述の条件「Ｔ１＞Ｔ２、Ｔ１＞Ｔ３」「Ｔ１≧２×Ｔ２、Ｔ１≧２×Ｔ３」を実現することが可能となる（図５を参照）。このようにして、本変形例の固体撮像装置が製造される。

　（第１実施形態の第３変形例）
　図２２は、第１実施形態の第３変形例の固体撮像装置の構造を示す断面図である。

　本変形例の固体撮像装置は、第１実施形態の固体撮像装置の構成要素に加え、配線５５を備えている。一方、本変形例の固体撮像装置は、配線３１を備えていない。

　配線５５は、第１層間絶縁膜１４、第２層間絶縁膜１６、第３層間絶縁膜１８、および第４層間絶縁膜２３内に形成されており、浮遊拡散部ＦＤと電極１７とを電気的に接続している。配線５５の一端は、浮遊拡散部ＦＤの上面に設けられ、配線５５の他端は、電極１７、２５の側面に設けられている。配線５５は例えば、金属配線または半導体配線である。配線５５は、本開示の第４配線の例である。

　本変形例によれば、配線３１の代わりに配線５５を使用することで、浮遊拡散部ＦＤと管状電極４３とを短い配線５４で電気的に接続することが可能となる。これにより、本変形例の配線間容量を減らすことが可能となる。

　図２３および図２４は、本変形例の固体撮像装置の製造方法を示す断面図である。

　まず、第１半導体基板１１内に、イオン注入によりｎ型領域１１ａ、ｐ型領域１１ｂ、およびｎ型領域１１ｃを形成する（図２３のＡ）。その結果、第１半導体基板１１内にフォトダイオードＰＤおよび浮遊拡散部ＦＤが形成される。

　次に、第１半導体基板１１上にゲート絶縁膜１２を形成し、ゲート絶縁膜１２上にゲート電極１３を形成する（図２３のＡ）。その結果、第１半導体基板１１上に転送トランジスタＴＧが形成される。

　次に、第１半導体基板１１上に、ゲート絶縁膜１２およびゲート電極１３を介して第１層間絶縁膜１４を形成する（図２３のＡ）。次に、第１層間絶縁膜１４上に配線１５を形成し、第１層間絶縁膜１４上に配線１５を介して第２層間絶縁膜１６を形成する（図２３のＡ）。次に、第２層間絶縁膜１６上に電極１７を形成し、第２層間絶縁膜１６上に電極１７を介して第３層間絶縁膜１８を形成する（図２３のＡ）。

　次に、第２半導体基板２１の上面に絶縁膜２２を形成し、第２半導体基板２１の上下の向きを反転させ、第２半導体基板２１を第１半導体基板１１に貼り合わせる（図２３のＡ）。その結果、第１半導体基板１１と第２半導体基板２１が、第１層間絶縁膜１４、第２層間絶縁膜１６、第３層間絶縁膜１８、絶縁膜２２などを介して貼り合わされる。

　次に、第２半導体基板２１および絶縁膜２２を、フォトリソグラフィおよびドライエッチングにより加工する（図２３のＢ）。その結果、第２半導体基板２１の一部が半導体層２１ａに加工される。さらには、半導体層２１ａの下面に絶縁膜２２が残存するように、絶縁膜２２が加工される。

　次に、第３層間絶縁膜１８上に第４層間絶縁膜２３を形成し、第４層間絶縁膜２３および第３層間絶縁膜１８内に開口部を形成し、この開口部内に絶縁膜２４および電極２５を形成する（図２３のＢ）。この工程は、図１１のＡ～図１２のＢに示す工程と同様に行われる。よって、この工程で形成される開口部は、図１１のＢに示す開口部Ｈ１と同様に形成される。その結果、この工程では絶縁膜１８ａや増幅トランジスタＡＭＰが形成される。本変形例では、絶縁膜２４の厚さが、絶縁膜２２および絶縁膜１８ａの厚さの合計よりも薄く設定される。これにより、上述の条件「Ｔ１＞Ｔ２、Ｔ１＞Ｔ３」「Ｔ１≧２×Ｔ２、Ｔ１≧２×Ｔ３」を実現することが可能となる（図５を参照）。

　次に、第１層間絶縁膜１４、第２層間絶縁膜１６、第３層間絶縁膜１８、および第４層間絶縁膜２３内に開口部を形成し、この開口部内に配線５５を形成する（図２４のＡ）。この開口部は浮遊拡散部ＦＤの上面に形成されるため、浮遊拡散部ＦＤ上に配線５５が形成される。また、この開口部は電極１７、２５の側面に形成されるため、電極１７、２５の側面に配線５５が形成される。この開口部は、フォトリソグラフィおよびドライエッチングにより形成される。

　次に、第４層間絶縁膜２３上に第５層間絶縁膜２６を形成する（図２４のＢ）。このようにして、本変形例の固体撮像装置が製造される。

　以上のように、本実施形態やその変形例の管状絶縁膜４２は、柱状半導体層４１の下面の管状絶縁膜４２の厚さＴ１が、柱状半導体層４１の上面および側面の管状絶縁膜４２の厚さＴ２、Ｔ３より厚くなるように形成される。よって、本実施形態やその変形例によれば、例えば柱状半導体層４１の下面の厚い管状絶縁膜４２により柱状半導体層４１を好適に保護することが可能となるなど、好適な増幅トランジスタＡＭＰを実現することが可能となる。

　なお、厚さＴ１は、厚さＴ２、Ｔ３の両方より厚くする代わりに、厚さＴ２、Ｔ３のいずれか一方のみより厚くしてもよい。また、このような厚さＴ１～Ｔ３の関係は、増幅トランジスタＡＭＰ以外の画素トランジスタに適用してもよい。

　（第２実施形態）
　図２５は、第２実施形態の固体撮像装置の構造を示す断面図である。

　本実施形態の固体撮像装置は、第１実施形態の固体撮像装置の構成要素に加え、絶縁膜５６と、電極５７とを備えている。一方、本実施形態の固体撮像装置は、電極１７と、第３層間絶縁膜１８と、電極２５とを備えていない。

　絶縁膜５６は、第２層間絶縁膜１６上に形成され、第２層間絶縁膜１６と第４層間絶縁膜２３との間に介在している。絶縁膜５６は例えば、窒化シリコン膜である。絶縁膜５６は、本開示の第２絶縁膜の例である。

　電極５７は、第２層間絶縁膜１６上に形成され、本実施形態の増幅トランジスタＡＭＰを形成している。電極５７は、例えばポリシリコン電極である。本実施形態では、絶縁膜２２が、半導体層２１ａの下面に設けられており、絶縁膜２４が、半導体層２１ａの上面や、半導体層２１ａおよび絶縁膜２２の側面に設けられている。絶縁膜２２および絶縁膜２４は、半導体層２１ａや電極５７と共に、本実施形態の増幅トランジスタＡＭＰを形成している。電極５７は、絶縁膜２４の上面や、絶縁膜２４の側面や、絶縁膜２２および絶縁膜２４の下面に設けられている。本実施形態では、配線３１が、浮遊拡散層ＦＤおよび電極５７上に設けられている。電極５７は、本開示の第１電極の例である。

　本実施形態の絶縁膜５６は、絶縁膜２２の下面の電極５７と同じ厚さを有し、絶縁膜２２の下面の電極５７の側方に設けられている。理由は、絶縁膜２２の下面の電極５７は、第２層間絶縁膜１６上に絶縁膜５６と絶縁膜２２とを順に形成し、第２層間絶縁膜１６と絶縁膜２２との間から絶縁膜５６を除去し、その後に第２層間絶縁膜１６と絶縁膜２２との間に電極５７を形成することで形成されるからである。すなわち、絶縁膜５６の除去により得られた空間内に電極５７が埋め込まれるからである。これにより、管状電極４３を電極５７のみで形成することが可能となる。

　本実施形態によれば、第３層間絶縁膜１８の代わりに絶縁膜５６を用いて固体撮像装置を製造することで、第１半導体基板１１と第２半導体基板２１との間の距離を短くすることが可能となる。これにより、配線３１を短くすることが可能となり、本実施形態の配線間容量を減らすことが可能となる。また、本実施形態によれば、浮遊拡散層ＦＤ上の配線３１のアスペクト比を下げることが可能となる。

　図２６は、第２実施形態の増幅トランジスタの構造を示す断面図である。

　本実施形態の増幅トランジスタＡＭＰは、第１実施形態の増幅トランジスタＡＭＰと同様に、Ｙ方向に延びる柱状の形状を有する柱状半導体層４１と、Ｙ方向に延びる管状の形状を有する管状絶縁膜４２と、Ｙ方向に延びる管状の形状を有する管状電極４３とを含んでいる。ただし、第１実施形態の管状絶縁膜４２は、絶縁膜１８ａ、２２、２４により形成されているのに対し、本実施形態の管状絶縁膜４２は、絶縁膜２２、２４により形成されている。また、第１実施形態の管状電極４３は、電極１７、２５により形成されているのに対し、本実施形態の管状電極４３は、電極５７により形成されている。

　図２６は、柱状半導体層４１の下面の管状絶縁膜４２の厚さＴ１と、柱状半導体層４１の上面の管状絶縁膜４２の厚さＴ２と、柱状半導体層４１の側面の管状絶縁膜４２の厚さＴ３とを示している。第１実施形態の場合と同様に、本実施形態の厚さＴ１は、厚さＴ２や厚さＴ３よりも厚くなっており（Ｔ１＞Ｔ２、Ｔ１＞Ｔ３）、例えば厚さＴ２や厚さＴ３の２倍以上となっている（Ｔ１≧２×Ｔ２、Ｔ１≧２×Ｔ３）。よって、本実施形態によれば、柱状半導体層４１の下面の厚い管状絶縁膜４２により柱状半導体層４１を好適に保護することが可能となる。

　図２７～図３１は、第２実施形態の固体撮像装置の製造方法を示す断面図である。

　まず、第１半導体基板１１内に、イオン注入によりｎ型領域１１ａ、ｐ型領域１１ｂ、およびｎ型領域１１ｃを形成する（図２７のＡ）。その結果、第１半導体基板１１内にフォトダイオードＰＤおよび浮遊拡散部ＦＤが形成される。

　次に、第１半導体基板１１上にゲート絶縁膜１２を形成し、ゲート絶縁膜１２上にゲート電極１３を形成する（図２７のＡ）。その結果、第１半導体基板１１上に転送トランジスタＴＧが形成される。

　次に、第１半導体基板１１上に、ゲート絶縁膜１２およびゲート電極１３を介して第１層間絶縁膜１４を形成する（図２７のＢ）。次に、第１層間絶縁膜１４上に配線１５を形成し、第１層間絶縁膜１４上に配線１５を介して第２層間絶縁膜１６を形成する（図２７のＢ）。

　次に、第２半導体基板２１の上面に絶縁膜２２および絶縁膜５６を順に形成し、第２半導体基板２１の上下の向きを反転させ、第２半導体基板２１を第１半導体基板１１に貼り合わせる（図２８のＡ）。その結果、第１半導体基板１１と第２半導体基板２１が、第１層間絶縁膜１４、第２層間絶縁膜１６、絶縁膜５６、絶縁膜２２などを介して貼り合わされる。第２半導体基板２１は例えば、プラズマ接合により第１半導体基板１１に貼り合わされる。

　次に、第２半導体基板２１および絶縁膜２２を、フォトリソグラフィおよびドライエッチングにより加工する（図２８のＢ）。その結果、第２半導体基板２１の一部が半導体層２１ａに加工される。さらには、半導体層２１ａの下面に絶縁膜２２が残存するように、絶縁膜２２が加工される。

　次に、第２層間絶縁膜１６上に第４層間絶縁膜２３を形成し、第４層間絶縁膜２３内に開口部Ｈ２を形成する（図２９のＡ）。この工程は、図１１のＡおよび図１１のＢに示す工程と同様に行われる。よって、開口部Ｈ２は、図１１のＢに示す開口部Ｈ１と同様に形成される。

　次に、ホットリン酸を用いたウェットエッチングにより、開口部Ｈ２内に露出した絶縁膜５６を除去する（図２９のＢ）。この工程では、絶縁膜５６の一部が除去され、具体的には、開口部Ｈ２の底や第２層間絶縁膜１６と絶縁膜２２との間から絶縁膜５６が除去される。その結果、開口部Ｈ２が、第４層間絶縁膜２３内の領域から絶縁膜５６内の領域まで延びる。本実施形態では、絶縁膜５６は窒化シリコン膜となっており、開口部Ｈ２内に露出したその他の絶縁膜は酸化シリコン膜となっている。よって、絶縁膜５６をホットリン酸により選択的にエッチングすることができる。

　次に、熱酸化により絶縁膜２４を形成する（図３０のＡ）。絶縁膜２４は、開口部Ｈ２の内部および外部に形成され、具体的には、半導体層２１ａの上面や、半導体層２１ａおよび絶縁膜２２の側面に形成される。本実施形態では、絶縁膜２４の厚さが、絶縁膜２２の厚さよりも薄く設定される。これにより、上述の条件「Ｔ１＞Ｔ２、Ｔ１＞Ｔ３」「Ｔ１≧２×Ｔ２、Ｔ１≧２×Ｔ３」を実現することが可能となる（図２６を参照）。

　次に、熱ＣＶＤにより電極５７を形成する（図３０のＢ）。電極５７は、開口部Ｈ２の内部および外部に形成され、具体的には、絶縁膜２４の上面や、絶縁膜２４の側面や、絶縁膜２２、２４の下面に形成される。その結果、図２６に示す柱状半導体層４１、管状絶縁膜４２、および管状電極４３を備える増幅トランジスタＡＭＰが形成される。

　次に、第４層間絶縁膜２３上に、増幅トランジスタＡＭＰを覆うように第５層間絶縁膜２６を形成する（図３１のＡ）。

　次に、第５層間絶縁膜２６内に第１開口部を形成し、第１層間絶縁膜１４、第２層間絶縁膜１６、絶縁膜５６、第４層間絶縁膜２３、および第５層間絶縁膜２６内に第２開口部を形成し、第１および第２開口部内および第５層間絶縁膜２６上に配線３１を形成する（図３１のＢ）。第１開口部は、電極５７の上面に形成される。第２開口部は、浮遊拡散部ＦＤの上面に形成される。その結果、電極５７と浮遊拡散部ＦＤが、配線３１により電気的に接続される。

　（第２実施形態の変形例）
　図３２は、第２実施形態の変形例の固体撮像装置の構造を示す断面図である。

　本変形例の固体撮像装置は、第２実施形態の固体撮像装置の構成要素に加え、配線５８を備えている。一方、本変形例の固体撮像装置は、配線３１を備えていない。

　配線５８は、第１実施形態の第２変形例の配線５４と同様の構造を有している。具体的には、配線５８は、第１層間絶縁膜１４および第２層間絶縁膜１６内に形成されており、浮遊拡散部ＦＤと電極５７とを電気的に接続している。配線５８の一端は、浮遊拡散部ＦＤの上面に設けられ、配線５８の他端は、電極５７の下面に設けられている。配線５８は例えば、金属配線または半導体配線である。配線５８は、配線５４と同様に、本開示の第３配線の例である。

　本変形例によれば、配線３１の代わりに配線５８を使用することで、浮遊拡散部ＦＤと管状電極４３とを短い配線５８で電気的に接続することが可能となる。これにより、本変形例の配線間容量を減らすことが可能となる。

　図３３および図３４は、本変形例の固体撮像装置の製造方法を示す断面図である。

　まず、第１半導体基板１１内に、イオン注入によりｎ型領域１１ａ、ｐ型領域１１ｂ、およびｎ型領域１１ｃを形成する（図３３のＡ）。その結果、第１半導体基板１１内にフォトダイオードＰＤおよび浮遊拡散部ＦＤが形成される。

　次に、第１半導体基板１１上にゲート絶縁膜１２を形成し、ゲート絶縁膜１２上にゲート電極１３を形成する（図３３のＡ）。その結果、第１半導体基板１１上に転送トランジスタＴＧが形成される。

　次に、第１半導体基板１１上に、ゲート絶縁膜１２およびゲート電極１３を介して第１層間絶縁膜１４を形成する（図３３のＡ）。次に、第１層間絶縁膜１４上に配線１５を形成し、第１層間絶縁膜１４上に配線１５を介して第２層間絶縁膜１６を形成する（図３３のＡ）。

　次に、第１層間絶縁膜１４および第２層間絶縁膜１６内に開口部を形成し、この開口部内に配線５８を形成する（図３３のＡ）。この開口部は浮遊拡散部ＦＤの上面に形成されるため、浮遊拡散部ＦＤ上に配線５８が形成される。この開口部は、フォトリソグラフィおよびドライエッチングにより形成される。

　次に、第２半導体基板２１の上面に絶縁膜２２および絶縁膜５６を順に形成し、第２半導体基板２１の上下の向きを反転させ、第２半導体基板２１を第１半導体基板１１に貼り合わせる（図３３のＢ）。その結果、第１半導体基板１１と第２半導体基板２１が、第１層間絶縁膜１４、第２層間絶縁膜１６、絶縁膜５６、絶縁膜２２などを介して貼り合わされる。

　次に、第２半導体基板２１および絶縁膜２２を、フォトリソグラフィおよびドライエッチングにより加工する（図３４のＡ）。その結果、第２半導体基板２１の一部が半導体層２１ａに加工される。さらには、半導体層２１ａの下面に絶縁膜２２が残存するように、絶縁膜２２が加工される。

　次に、第２層間絶縁膜１６上に第４層間絶縁膜２３を形成し、第４層間絶縁膜２３内に開口部Ｈ２を形成し、ホットリン酸を用いたウェットエッチングにより、開口部Ｈ２内に露出した絶縁膜５６を除去する（図３４のＡ）。この工程は、図２９のＡおよび図２９のＢに示す工程と同様に行われる。よって、この開口部Ｈ２は、図２９のＢに示す開口部Ｈ２と同様に形成される。

　次に、開口部Ｈ２内に絶縁膜２４および電極５７を形成し、第４層間絶縁膜２３上に第５層間絶縁膜２６を形成する（図３４のＢ）。この工程は、図３０のＡ～図３１のＡに示す工程と同様に行われる。よって、これらの絶縁膜２４および電極５７は、図３１のＡに示す絶縁膜２４および電極５７と同様に形成され、その結果、増幅トランジスタＡＭＰが形成される。本変形例では、絶縁膜２４の厚さが、絶縁膜２２の厚さよりも薄く設定される。これにより、上述の条件「Ｔ１＞Ｔ２、Ｔ１＞Ｔ３」「Ｔ１≧２×Ｔ２、Ｔ１≧２×Ｔ３」を実現することが可能となる（図２６を参照）。このようにして、本変形例の固体撮像装置が製造される。

　（応用例）
　図３５は、電子機器の構成例を示すブロック図である。図３５に示す電気機器は、カメラ１００である。

　カメラ１００は、レンズ群などを含む光学部１０１と、第１または第２実施形態の固体撮像装置である撮像装置１０２と、カメラ信号処理回路であるＤＳＰ（Digital Signal Processor）回路１０３と、フレームメモリ１０４と、表示部１０５と、記録部１０６と、操作部１０７と、電源部１０８とを備えている。また、ＤＳＰ回路１０３、フレームメモリ１０４、表示部１０５、記録部１０６、操作部１０７、および電源部１０８は、バスライン１０９を介して相互に接続されている。

　光学部１０１は、被写体からの入射光（像光）を取り込んで、撮像装置１０２の撮像面上に結像する。撮像装置１０２は、光学部１０１により撮像面上に結像された入射光の光量を画素単位で電気信号に変換して、画素信号として出力する。

　ＤＳＰ回路１０３は、撮像装置１０２により出力された画素信号について信号処理を行う。フレームメモリ１０４は、撮像装置１０２で撮像された動画または静止画の１画面を記憶しておくためのメモリである。

　表示部１０５は、例えば液晶パネルや有機ＥＬパネルなどのパネル型表示装置を含んでおり、撮像装置１０２で撮像された動画または静止画を表示する。記録部１０６は、撮像装置１０２で撮像された動画または静止画を、ハードディスクや半導体メモリなどの記録媒体に記録する。

　操作部１０７は、ユーザによる操作の下に、カメラ１００が持つ様々な機能について操作指令を発する。電源部１０８は、ＤＳＰ回路１０３、フレームメモリ１０４、表示部１０５、記録部１０６、および操作部１０７の動作電源となる各種の電源を、これらの供給対象に対して適宜供給する。

　撮像装置１０２として、第１または第２実施形態の固体撮像装置を使用することで、良好な画像の取得が期待できる。

　当該固体撮像装置は、その他の様々な製品に応用することができる。例えば、当該固体撮像装置は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボットなどの種々の移動体に搭載されてもよい。

　図３６は、移動体制御システムの構成例を示すブロック図である。図３６に示す移動体制御システムは、車両制御システム２００である。

　車両制御システム２００は、通信ネットワーク２０１を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図３６に示した例では、車両制御システム２００は、駆動系制御ユニット２１０と、ボディ系制御ユニット２２０と、車外情報検出ユニット２３０と、車内情報検出ユニット２４０と、統合制御ユニット２５０とを備えている。図３６はさらに、統合制御ユニット２５０の構成部として、マイクロコンピュータ２５１と、音声画像出力部２５２と、車載ネットワークＩ／Ｆ（Interface）２５３とを示している。

　駆動系制御ユニット２１０は、各種プログラムに従って、車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット２１０は、内燃機関や駆動用モータなどの車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置や、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構や、車両の舵角を調節するステアリング機構や、車両の制動力を発生させる制動装置などの制御装置として機能する。

　ボディ系制御ユニット２２０は、各種プログラムに従って、車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット２２０は、スマートキーシステム、キーレスエントリシステム、パワーウィンドウ装置、各種ランプ（例えば、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー、フォグランプ）などの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット２２０には、鍵を代替する携帯機から発信される電波または各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット２２０は、このような電波または信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプなどを制御する。

　車外情報検出ユニット２３０は、車両制御システム２００を搭載した車両の外部の情報を検出する。車外情報検出ユニット２３０には、例えば撮像部２３１が接続される。車外情報検出ユニット２３０は、撮像部２３１に車外の画像を撮像させると共に、撮像された画像を撮像部２３１から受信する。車外情報検出ユニット２３０は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識、路面上の文字などの物体検出処理または距離検出処理を行ってもよい。

　撮像部２３１は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部２３１は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。撮像部２３１が受光する光は、可視光であってもよいし、赤外線などの非可視光であってもよい。撮像部２３１は、第１または第２実施形態の固体撮像装置を含んでいる。

　車内情報検出ユニット２４０は、車両制御システム２００を搭載した車両の内部の情報を検出する。車内情報検出ユニット２４０には例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部２４１が接続される。例えば、運転者状態検出部２４１は、運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット２４０は、運転者状態検出部２４１から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合いまたは集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。このカメラは、第１または第２実施形態の固体撮像装置を含んでいてもよく、例えば、図３５に示すカメラ１００でもよい。

　マイクロコンピュータ２５１は、車外情報検出ユニット２３０または車内情報検出ユニット２４０で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構、または制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット２１０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ２５１は、車両の衝突回避、衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、衝突警告、レーン逸脱警告などのＡＤＡＳ（Advanced Driver Assistance System）の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。

　また、マイクロコンピュータ２５１は、車外情報検出ユニット２３０または車内情報検出ユニット２４０で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構、または制動装置を制御することにより、運転者の操作によらずに自律的に走行する自動運転などを目的とした協調制御を行うことができる。

　また、マイクロコンピュータ２５１は、車外情報検出ユニット２３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット２２０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ２５１は、車外情報検出ユニット２３０で検知した先行車または対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替えるなどの防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。

　音声画像出力部２５２は、車両の搭乗者または車外に対して視覚的または聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置に、音声および画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図３６の例では、このような出力装置として、オーディオスピーカ２６１、表示部２６２、およびインストルメントパネル２６３が示されている。表示部２６２は例えば、オンボードディスプレイまたはヘッドアップディスプレイを含んでいてもよい。

　図３７は、図３６の撮像部２３１の設定位置の具体例を示す平面図である。

　図３７に示す車両３００は、撮像部２３１として、撮像部３０１、３０２、３０３、３０４、３０５を備えている。撮像部３０１、３０２、３０３、３０４、３０５は例えば、車両３００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア、車室内のフロントガラスの上部などの位置に設けられる。

　フロントノーズに備えられる撮像部３０１は、主として車両３００の前方の画像を取得する。左のサイドミラーに備えられる撮像部３０２と、右のサイドミラーに備えられる撮像部３０３は、主として車両３００の側方の画像を取得する。リアバンパまたはバックドアに備えられる撮像部３０４は、主として車両３００の後方の画像を取得する。車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部３０５は、主として車両３００の前方の画像を取得する。撮像部３０５は例えば、先行車両、歩行者、障害物、信号機、交通標識、車線などの検出に用いられる。

　図３７は、撮像部３０１、３０２、３０３、３０４（以下「撮像部３０１～３０４」と表記する）の撮像範囲の例を示している。撮像範囲３１１は、フロントノーズに設けられた撮像部３０１の撮像範囲を示す。撮像範囲３１２は、左のサイドミラーに設けられた撮像部３０２の撮像範囲を示す。撮像範囲３１３は、右のサイドミラーに設けられた撮像部３０３の撮像範囲を示す。撮像範囲３１４は、リアバンパまたはバックドアに設けられた撮像部３０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部３０１～３０４で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両３００を上方から見た俯瞰画像が得られる。以下、撮像範囲３１１、３１２、３１３、３１４を「撮像範囲３１１～３１４」と表記する。

　撮像部３０１～３０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部３０１～３０４の少なくとも１つは、複数の撮像装置を含むステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像装置であってもよい。

　例えば、マイクロコンピュータ２５１（図３６）は、撮像部３０１～３０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲３１１～３１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両３００に対する相対速度）を算出する。マイクロコンピュータ２５１は、これらの算出結果に基づいて、車両３００の進行路上にある最も近い立体物で、車両３００とほぼ同じ方向に所定の速度（例えば、０ｋｍ／ｈ以上）で走行する立体物を、先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ２５１は、先行車の手前にあらかじめ確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように、この例によれば、運転者の操作によらずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。

　例えば、マイクロコンピュータ２５１は、撮像部３０１～３０４から得られた距離情報を基に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ２５１は、車両３００の周辺の障害物を、車両３００のドライバが視認可能な障害物と、視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ２５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ２６１や表示部２６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット２１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。

　撮像部３０１～３０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ２５１は、撮像部３０１～３０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで、歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は例えば、赤外線カメラとしての撮像部３０１～３０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順により行われる。マイクロコンピュータ２５１が、撮像部３０１～３０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部２５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部２６２を制御する。また、音声画像出力部２５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部２６２を制御してもよい。

　図３８は、本開示に係る技術（本技術）が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。

　図３８では、術者（医師）５３１が、内視鏡手術システム４００を用いて、患者ベッド５３３上の患者５３２に手術を行っている様子が図示されている。図示するように、内視鏡手術システム４００は、内視鏡５００と、気腹チューブ５１１やエネルギー処置具５１２等の、その他の術具５１０と、内視鏡５００を支持する支持アーム装置５２０と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート６００と、から構成される。

　内視鏡５００は、先端から所定の長さの領域が患者５３２の体腔内に挿入される鏡筒５０１と、鏡筒５０１の基端に接続されるカメラヘッド５０２と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒５０１を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡５００を図示しているが、内視鏡５００は、軟性の鏡筒を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。

　鏡筒５０１の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡５００には光源装置６０３が接続されており、当該光源装置６０３によって生成された光が、鏡筒５０１の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者５３２の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡５００は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。

　カメラヘッド５０２の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光（観察光）は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、ＲＡＷデータとしてカメラコントロールユニット（ＣＣＵ：　Ｃａｍｅｒａ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）６０１に送信される。

　ＣＣＵ６０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）等によって構成され、内視鏡５００及び表示装置６０２の動作を統括的に制御する。さらに、ＣＣＵ６０１は、カメラヘッド５０２から画像信号を受け取り、その画像信号に対して、例えば現像処理（デモザイク処理）等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。

　表示装置６０２は、ＣＣＵ６０１からの制御により、当該ＣＣＵ６０１によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。

　光源装置６０３は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）等の光源から構成され、術部等を撮影する際の照射光を内視鏡５００に供給する。

　入力装置６０４は、内視鏡手術システム１１０００に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置６０４を介して、内視鏡手術システム４００に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、内視鏡５００による撮像条件（照射光の種類、倍率及び焦点距離等）を変更する旨の指示等を入力する。

　処置具制御装置６０５は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具５１２の駆動を制御する。気腹装置６０６は、内視鏡５００による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者５３２の体腔を膨らめるために、気腹チューブ５１１を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ６０７は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ６０８は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。

　なお、内視鏡５００に術部を撮影する際の照射光を供給する光源装置６０３は、例えばＬＥＤ、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成することができる。ＲＧＢレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色（各波長）の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置６０３において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、ＲＧＢレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド５０２の撮像素子の駆動を制御することにより、ＲＧＢそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。

　また、光源装置６０３は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド５０２の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。

　また、光源装置６０３は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光（すなわち、白色光）に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察（Ｎａｒｒｏｗ　Ｂａｎｄ　Ｉｍａｇｉｎｇ）が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察すること（自家蛍光観察）、又はインドシアニングリーン（ＩＣＧ）等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得ること等を行うことができる。光源装置６０３は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び／又は励起光を供給可能に構成され得る。

　図３９は、図３８に示すカメラヘッド５０２及びＣＣＵ６０１の機能構成の一例を示すブロック図である。

　カメラヘッド５０２は、レンズユニット７０１と、撮像部７０２と、駆動部７０３と、通信部７０４と、カメラヘッド制御部７０５と、を有する。ＣＣＵ６０１は、通信部７１１と、画像処理部７１２と、制御部７１３と、を有する。カメラヘッド５０２とＣＣＵ６０１とは、伝送ケーブル７００によって互いに通信可能に接続されている。

　レンズユニット７０１は、鏡筒５０１との接続部に設けられる光学系である。鏡筒５０１の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド５０２まで導光され、当該レンズユニット７０１に入射する。レンズユニット７０１は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。

　撮像部７０２は、撮像素子で構成される。撮像部７０２を構成する撮像素子は、１つ（いわゆる単板式）であってもよいし、複数（いわゆる多板式）であってもよい。撮像部７０２が多板式で構成される場合には、例えば各撮像素子によってＲＧＢそれぞれに対応する画像信号が生成され、それらが合成されることによりカラー画像が得られてもよい。あるいは、撮像部７０２は、３Ｄ（Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ）表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための１対の撮像素子を有するように構成されてもよい。３Ｄ表示が行われることにより、術者５３１は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部７０２が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット７０１も複数系統設けられ得る。撮像部７０２は、例えば第１または第２実施形態の固体撮像装置である。

　また、撮像部７０２は、必ずしもカメラヘッド５０２に設けられなくてもよい。例えば、撮像部７０２は、鏡筒５０１の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。

　駆動部７０３は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部７０５からの制御により、レンズユニット７０１のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部７０２による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。

　通信部７０４は、ＣＣＵ６０１との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部７０４は、撮像部７０２から得た画像信号をＲＡＷデータとして伝送ケーブル７００を介してＣＣＵ６０１に送信する。

　また、通信部７０４は、ＣＣＵ６０１から、カメラヘッド５０２の駆動を制御するための制御信号を受信し、カメラヘッド制御部７０５に供給する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに／又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。

　なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、ユーザによって適宜指定されてもよいし、取得された画像信号に基づいてＣＣＵ６０１の制御部７１３によって自動的に設定されてもよい。後者の場合には、いわゆるＡＥ（Ａｕｔｏ　Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）機能、ＡＦ（Ａｕｔｏ　Ｆｏｃｕｓ）機能及びＡＷＢ（Ａｕｔｏ　Ｗｈｉｔｅ　Ｂａｌａｎｃｅ）機能が内視鏡５００に搭載されていることになる。

　カメラヘッド制御部７０５は、通信部７０４を介して受信したＣＣＵ６０１からの制御信号に基づいて、カメラヘッド５０２の駆動を制御する。

　通信部７１１は、カメラヘッド５０２との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部７１１は、カメラヘッド５０２から、伝送ケーブル７００を介して送信される画像信号を受信する。

　また、通信部７１１は、カメラヘッド５０２に対して、カメラヘッド５０２の駆動を制御するための制御信号を送信する。画像信号や制御信号は、電気通信や光通信等によって送信することができる。

　画像処理部７１２は、カメラヘッド５０２から送信されたＲＡＷデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。

　制御部７１３は、内視鏡５００による術部等の撮像、及び、術部等の撮像により得られる撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部７１３は、カメラヘッド５０２の駆動を制御するための制御信号を生成する。

　また、制御部７１３は、画像処理部７１２によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部等が映った撮像画像を表示装置６０２に表示させる。この際、制御部７１３は、各種の画像認識技術を用いて撮像画像内における各種の物体を認識してもよい。例えば、制御部７１３は、撮像画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具５１２の使用時のミスト等を認識することができる。制御部７１３は、表示装置６０２に撮像画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させてもよい。手術支援情報が重畳表示され、術者５３１に提示されることにより、術者５３１の負担を軽減することや、術者５３１が確実に手術を進めることが可能になる。

　カメラヘッド５０２及びＣＣＵ６０１を接続する伝送ケーブル７００は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。

　ここで、図示する例では、伝送ケーブル７００を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド５０２とＣＣＵ６０１との間の通信は無線で行われてもよい。

　以上、本開示の実施形態について説明したが、これらの実施形態は、本開示の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の変更を加えて実施してもよい。例えば、２つ以上の実施形態を組み合わせて実施してもよい。

　なお、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。

　（１）
　光電変換部および浮遊拡散部を含む第１半導体基板と、
　前記第１半導体基板の上方に設けられた第１半導体層と、前記第１半導体層の下面、上面、および側面に設けられた第１絶縁膜と、前記第１絶縁膜の下面、上面、および側面に設けられた第１電極とを含む第１トランジスタとを備え、
　前記第１半導体層の下面の前記第１絶縁膜の厚さは、前記第１半導体層の上面または側面の前記第１絶縁膜の厚さよりも厚い、固体撮像装置。

　（２）
　前記第１半導体層の下面の前記第１絶縁膜の厚さは、前記第１半導体層の上面または側面の前記第１絶縁膜の厚さの２倍以上である、（１）に記載の固体撮像装置。

　（３）
　前記第１半導体層、前記第１絶縁膜、および前記第１電極は、前記第１半導体基板の表面に平行な第１方向に延びており、
　前記第１絶縁膜および前記第１電極は、前記第１半導体層を包囲する管状の形状を有している、（１）に記載の固体撮像装置。

　（４）
　前記第１半導体層は、前記第１半導体基板の上方に設けられた第２半導体基板の一部である、（１）に記載の固体撮像装置。

　（５）
　前記第１トランジスタは、増幅トランジスタ、選択トランジスタ、リセットトランジスタ、またはスイッチトランジスタである、（１）に記載の固体撮像装置。

　（６）
　前記第１絶縁膜は、前記第１半導体層の下面に設けられた第１膜と、前記第１半導体層の上面および側面に設けられた第２膜とを含む、（１）に記載の固体撮像装置。

　（７）
　前記第１絶縁膜はさらに、前記第１膜の下面に設けられた第３膜を含む、（６）に記載の固体撮像装置。

　（８）
　前記第１電極は、前記第１絶縁膜の下面に設けられた第１層と、前記第１絶縁膜の上面および側面に設けられた第２層とを含む、（１）に記載の固体撮像装置。

　（９）
　前記第１絶縁膜の下面の前記第１電極と同じ厚さを有し、前記第１絶縁膜の下面の前記第１電極の側方に設けられた第２絶縁膜をさらに備える、（１）に記載の固体撮像装置。

　（１０）
　前記第１電極の上面に設けられ、前記第１電極と前記浮遊拡散部とを電気的に接続する第１配線をさらに備える、（１）に記載の固体撮像装置。

　（１１）
　前記第１半導体基板の上方に設けられた第２半導体層と、
　前記第１半導体基板と前記第２半導体層とを電気的に接続する第２配線と、
　をさらに備える（１）に記載の固体撮像装置。

　（１２）
　前記第２半導体層は、前記第１半導体基板の上方に設けられた第２半導体基板の一部である、（１１）に記載の固体撮像装置。

　（１３）
　前記第１電極の下面に設けられ、前記第１電極と前記浮遊拡散部とを電気的に接続する第３配線をさらに備える、（１）に記載の固体撮像装置。

　（１４）
　前記第１電極の側面に設けられ、前記第１電極と前記浮遊拡散部とを電気的に接続する第４配線をさらに備える、（１）に記載の固体撮像装置。

　（１５）
　第１半導体基板内に光電変換部および浮遊拡散部を形成し、
　前記第１半導体基板の上方に設けられた第１半導体層と、前記第１半導体層の下面、上面、および側面に設けられた第１絶縁膜と、前記第１絶縁膜の下面、上面、および側面に設けられた第１電極とを含む第１トランジスタを形成する、
　ことを含み、
　前記第１半導体層の下面の前記第１絶縁膜の厚さは、前記第１半導体層の上面または側面の前記第１絶縁膜の厚さよりも厚く設定される、固体撮像装置の製造方法。

　（１６）
　前記第１半導体層は、前記第１半導体基板と第２半導体基板とを貼り合わせ、前記第２半導体基板を前記第１半導体層を加工することで形成される、（１５）に記載の固体撮像装置の製造方法。

　（１７）
　前記第１絶縁膜は、前記第１半導体層の下面に設けられた第１膜と、前記第１半導体層の上面および側面に設けられた第２膜とを含み、
　前記第１半導体基板と前記第２半導体基板は、前記第２半導体基板の下面に設けられた前記第１膜を介して貼り合わされる、（１６）に記載の固体撮像装置の製造方法。

　（１８）
　前記第１絶縁膜はさらに、前記第１膜の下面に設けられた第３膜を含み、
　前記第１半導体基板と前記第２半導体基板はさらに、前記第１半導体基板の上面に設けられた前記第３膜を介して貼り合わされる、（１７）に記載の固体撮像装置の製造方法。

　（１９）
　前記第１電極は、前記第１絶縁膜の下面に設けられた第１層と、前記第１絶縁膜の上面および側面に設けられた第２層とを含み、
　前記第１半導体基板と前記第２半導体基板は、前記第１半導体基板の上面に設けられた前記第１層を介して貼り合わされる、（１６）に記載の固体撮像装置の製造方法。

　（２０）
　前記第１半導体基板と前記第２半導体基板はさらに、前記第１膜の下面に設けられた第２絶縁膜を介して貼り合わされ、
　前記第１電極は、前記貼り合わせの後に前記第１半導体基板と前記第２半導体基板との間から前記第２絶縁膜の一部を除去し、前記除去の後に前記第１半導体基板と前記第２半導体基板との間に前記第１電極の一部を形成することで形成される、（１７）に記載の固体撮像装置の製造方法。

　１：画素、２：画素アレイ領域、３：制御回路、
　４：垂直駆動回路、５：カラム信号処理回路、６：水平駆動回路、
　７：出力回路、８：垂直信号線、９：水平信号線、
　１１：第１半導体基板、１１ａ：ｎ型領域、１１ｂ：ｐ型領域、１１ｃ：ｎ型領域、
　１２：ゲート絶縁膜、１３：ゲート電極、１４：第１層間絶縁膜、１５：配線、
　１６：第２層間絶縁膜、１７：電極、１８：第３層間絶縁膜、１８ａ：絶縁膜、
　２１：第２半導体基板、２１ａ：半導体層、２１ｂ：半導体層、２２：絶縁膜、
　２３：第４層間絶縁膜、２４：絶縁膜、２５：電極、２６：第５層間絶縁膜、
　３１：配線、４１：柱状半導体層、４２：管状絶縁膜、４３：管状電極、
　５１：配線、５２：コンタクト電極、５３：垂直配線、５４：配線、
　５５：配線、５６：絶縁膜、５７：電極、５８：配線

Claims

　光電変換部および浮遊拡散部を含む第１半導体基板と、
　前記第１半導体基板の上方に設けられた第１半導体層と、前記第１半導体層の下面、上面、および側面に設けられた第１絶縁膜と、前記第１絶縁膜の下面、上面、および側面に設けられた第１電極とを含む第１トランジスタとを備え、
　前記第１半導体層の下面の前記第１絶縁膜の厚さは、前記第１半導体層の上面または側面の前記第１絶縁膜の厚さよりも厚い、固体撮像装置。
　前記第１半導体層の下面の前記第１絶縁膜の厚さは、前記第１半導体層の上面または側面の前記第１絶縁膜の厚さの２倍以上である、請求項１に記載の固体撮像装置。
　前記第１半導体層、前記第１絶縁膜、および前記第１電極は、前記第１半導体基板の表面に平行な第１方向に延びており、
　前記第１絶縁膜および前記第１電極は、前記第１半導体層を包囲する管状の形状を有している、請求項１に記載の固体撮像装置。
　前記第１半導体層は、前記第１半導体基板の上方に設けられた第２半導体基板の一部である、請求項１に記載の固体撮像装置。
　前記第１トランジスタは、増幅トランジスタ、選択トランジスタ、リセットトランジスタ、またはスイッチトランジスタである、請求項１に記載の固体撮像装置。
　前記第１絶縁膜は、前記第１半導体層の下面に設けられた第１膜と、前記第１半導体層の上面および側面に設けられた第２膜とを含む、請求項１に記載の固体撮像装置。
　前記第１絶縁膜はさらに、前記第１膜の下面に設けられた第３膜を含む、請求項６に記載の固体撮像装置。
　前記第１電極は、前記第１絶縁膜の下面に設けられた第１層と、前記第１絶縁膜の上面および側面に設けられた第２層とを含む、請求項１に記載の固体撮像装置。
　前記第１絶縁膜の下面の前記第１電極と同じ厚さを有し、前記第１絶縁膜の下面の前記第１電極の側方に設けられた第２絶縁膜をさらに備える、請求項１に記載の固体撮像装置。
　前記第１電極の上面に設けられ、前記第１電極と前記浮遊拡散部とを電気的に接続する第１配線をさらに備える、請求項１に記載の固体撮像装置。
　前記第１半導体基板の上方に設けられた第２半導体層と、
　前記第１半導体基板と前記第２半導体層とを電気的に接続する第２配線と、
　をさらに備える請求項１に記載の固体撮像装置。
　前記第２半導体層は、前記第１半導体基板の上方に設けられた第２半導体基板の一部である、請求項１１に記載の固体撮像装置。
　前記第１電極の下面に設けられ、前記第１電極と前記浮遊拡散部とを電気的に接続する第３配線をさらに備える、請求項１に記載の固体撮像装置。
　前記第１電極の側面に設けられ、前記第１電極と前記浮遊拡散部とを電気的に接続する第４配線をさらに備える、請求項１に記載の固体撮像装置。
　第１半導体基板内に光電変換部および浮遊拡散部を形成し、
　前記第１半導体基板の上方に設けられた第１半導体層と、前記第１半導体層の下面、上面、および側面に設けられた第１絶縁膜と、前記第１絶縁膜の下面、上面、および側面に設けられた第１電極とを含む第１トランジスタを形成する、
　ことを含み、
　前記第１半導体層の下面の前記第１絶縁膜の厚さは、前記第１半導体層の上面または側面の前記第１絶縁膜の厚さよりも厚く設定される、固体撮像装置の製造方法。
　前記第１半導体層は、前記第１半導体基板と第２半導体基板とを貼り合わせ、前記第２半導体基板を前記第１半導体層を加工することで形成される、請求項１５に記載の固体撮像装置の製造方法。
　前記第１絶縁膜は、前記第１半導体層の下面に設けられた第１膜と、前記第１半導体層の上面および側面に設けられた第２膜とを含み、
　前記第１半導体基板と前記第２半導体基板は、前記第２半導体基板の下面に設けられた前記第１膜を介して貼り合わされる、請求項１６に記載の固体撮像装置の製造方法。
　前記第１絶縁膜はさらに、前記第１膜の下面に設けられた第３膜を含み、
　前記第１半導体基板と前記第２半導体基板はさらに、前記第１半導体基板の上面に設けられた前記第３膜を介して貼り合わされる、請求項１７に記載の固体撮像装置の製造方法。
　前記第１電極は、前記第１絶縁膜の下面に設けられた第１層と、前記第１絶縁膜の上面および側面に設けられた第２層とを含み、
　前記第１半導体基板と前記第２半導体基板は、前記第１半導体基板の上面に設けられた前記第１層を介して貼り合わされる、請求項１６に記載の固体撮像装置の製造方法。
　前記第１半導体基板と前記第２半導体基板はさらに、前記第１膜の下面に設けられた第２絶縁膜を介して貼り合わされ、
　前記第１電極は、前記貼り合わせの後に前記第１半導体基板と前記第２半導体基板との間から前記第２絶縁膜の一部を除去し、前記除去の後に前記第１半導体基板と前記第２半導体基板との間に前記第１電極の一部を形成することで形成される、請求項１７に記載の固体撮像装置の製造方法。