CN103974000A - 照相机模块、固体摄像装置以及该装置的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种照相机模块、固体摄像装置以及该装置的制造方法，能够提高拍摄图像的画质且能够实现小型化。根据本发明的一个实施方式，提供一种固体摄像装置。固体摄像装置具备多个光电转换元件和放大晶体管。多个光电转换元件将入射的光光电转换成信号电荷。放大晶体管隔着层间绝缘膜以与光电转换元件重叠的方式设置在光电转换元件中的与光的入射面相反的面侧，该放大晶体管的沟道的面积大于一个光电转换元件中的入射面的面积，并且，该放大晶体管对信号电荷进行放大。

Description

照相机模块、固体摄像装置以及该装置的制造方法
技术领域
本发明的实施方式涉及照相机模块、固体摄像装置以及该装置的制造方法。
背景技术
以往，存在如下的背面照射型的固体摄像装置：在光电转换元件的与光所入射的一侧相反侧的面（以下记为“表面”），设置有进行来自光电转换元件的信号电荷的读出、所读出的信号电荷的放大等的多个晶体管。
在上述背面照射型的固体摄像装置中，期望进一步的小型化以及高画质化。然而，在只是缩小光电转换元件的尺寸、设置于光电转换元件的表面的晶体管的尺寸的情况下，存在拍摄图像劣化的问题。
发明内容
本发明所要解决的课题在于，提供一种能够在提高拍摄图像的画质的同时实现小型化的照相机模块、固体摄像装置以及该装置的制造方法。
一个实施方式的固体摄像装置具备：多个光电转换元件，将入射的光光电转换成信号电荷；以及放大晶体管，对上述信号电荷进行放大，隔着层间绝缘膜以与上述光电转换元件重叠的方式设置在该光电转换元件中的与光的入射面相反的面侧，且该放大晶体管的沟道的面积大于一个上述光电转换元件中的上述入射面的面积。
另一个实施方式的照相机模块具有：摄像光学系统，取入来自被摄体的光，成像被摄体像；以及固体摄像装置，拍摄由上述摄像光学系统成像的被摄体像，上述固体摄像装置具备：多个光电转换元件，将入射的光光电转换成信号电荷；以及放大晶体管，对上述信号电荷进行放大，隔着层间绝缘膜以与上述光电转换元件重叠的方式设置在该光电转换元件中的与光的入射面相反的面侧，且该放大晶体管的沟道的面积大于一个上述光电转换元件中的上述入射面的面积。
并且，其他实施方式的固体摄像装置的制造方法包括：形成将入射的光光电转换成信号电荷的多个光电转换元件；以及隔着层间绝缘膜以与上述光电转换元件重叠的方式在该光电转换元件中的与光的入射面相反的面侧形成对上述信号电荷进行放大的放大晶体管，该放大晶体管的沟道的面积大于一个上述光电转换元件中的上述入射面的面积。
根据上述结构的照相机模块、固体摄像装置以及该装置的制造方法，能够在提高拍摄图像的画质的同时实现小型化。
附图说明
图1是示出具备实施方式所涉及的固体摄像装置的数码照相机的概要结构的框图。
图2是实施方式所涉及的CMOS传感器的基于俯视的说明图。
图3是示出实施方式所涉及的像素部的电路结构的一例的说明图。
图4是示出实施方式所涉及的像素部以及逻辑部的内部的基于剖视的说明图。
图5是示出实施方式所涉及的像素部的内部的基于俯视的说明图。
图6A～图9B是示出实施方式所涉及的CMOS传感器的制造工序的一例的说明图。
图10A～图10C是示出变形例1～变形例3所涉及的CMOS传感器的基于剖视的说明图。
图11是示出变形例4所涉及的CMOS传感器的基于俯视的说明图。
具体实施方式
以下，参照附图对实施方式所涉及的照相机模块、固体摄像装置以及该装置的制造方法进行详细说明。另外，本发明并不由该实施方式限定。
图1是示出具备实施方式所涉及的固体摄像装置的数码照相机101的概要结构的框图。如图1所示，数码照相机101具备照相机模块102和后级处理部103。
照相机模块102具备摄像光学系统104和固体摄像装置1。摄像光学系统104取入来自被摄体的光，成像被摄体像。固体摄像装置1拍摄由摄像光学系统104成像的被摄体像，并将通过拍摄得到的图像信号朝后级处理部103输出。上述照相机模块102除了应用于数码照相机101以外，例如还应用于带照相机的便携终端等电子设备。
后级处理部3具备ISP（图像信号处理器）106、存储部107以及显示部108。ISP106进行从固体摄像装置1输入的图像信号的信号处理。上述ISP106例如进行镜头阴影校正、缺陷校正、噪声降低处理等信号处理。进而，ISP106将信号处理后的图像信号朝存储部107、显示部108以及照相机模块102输出。从ISP 106朝照相机模块102反馈的图像信号用于进行固体摄像装置1的调整、控制。
存储部107将从ISP 106输入的图像信号作为图像加以存储。并且，存储部107根据用户的操作等将所存储的图像的图像信号朝显示部108输出。显示部108根据从ISP 106或者存储部107输入的图像信号显示图像。上述显示部108例如是液晶显示器。
其次，参照图2对照相机模块2所具备的固体摄像装置1进行说明。以下，作为固体摄像装置1的一例，举出在对入射光进行光电转换的光电转换元件的与入射光所入射的面相反的面侧形成有配线层的所谓背面照射型CMOS（互补型金属氧化物半导体）图像传感器为例进行说明。
图2是实施方式所涉及的固体摄像装置1（以下记为“CMOS传感器1”）的基于俯视的说明图。如图2所示，CMOS传感器1具备像素部2和逻辑部3。
像素部2具备呈矩阵（行列）状排列的多个光电转换元件。上述各光电转换元件将利用摄像光学系统4成像的被摄体像的入射光光电转换成与受光量（受光强度）相应的量的信号电荷（此处为电子）并储存于电荷储存区域。另外，像素部2的构成例将参照图3～图5在后面叙述。
逻辑部3以包围像素部2的周围的方式配置。上述逻辑部3具备定时脉冲发生器31、垂直选择电路32、采样电路33、水平选择电路34、模拟放大电路35、A/D（模拟/数字）转换电路36、数字放大电路37等。
定时脉冲发生器31是对像素部2、垂直选择电路32、采样电路33、水平选择电路34、模拟放大电路35、A/D转换电路36、数字放大电路37等输出作为动作定时的基准的脉冲信号的处理部。
垂直选择电路32是从成行列状排列的多个光电转换元件中以行单位依次选择读出电荷的光电转换元件的处理部。上述垂直选择电路32使储存于以行单位选择的各光电转换元件的信号电荷作为表示各像素的亮度的图像信号从光电转换元件朝采样电路33输出。
采样电路33是通过CDS（Correlated Double Sampling:相关双采样）从自通过垂直选择电路32以行单位选择的各光电转换元件输入的像素信号中除去噪声并暂时保持的处理部。
水平选择电路34是按照每列依次选择并读出由采样电路33保持的像素信号、并朝模拟放大电路35输出的处理部。模拟放大电路35是对从水平选择电路34输入的模拟的像素信号进行放大并朝A/D转换电路36输出的处理部。
A/D转换电路36是将从模拟放大电路35输入的模拟的像素信号转换成数字的像素信号并朝数字放大电路37输出的处理部。数字放大电路37是对从A/D转换电路36输入的数字的信号进行放大并朝规定的DSP（数字信号处理器（省略图示））输出的处理部。
这样，在CMOS传感器1中，配置于像素部2的多个光电转换元件将入射光光电转换成与受光量相应的量的信号电荷并加以储存，逻辑部3将储存于各光电转换元件的电荷作为像素信号进行读出，由此进行拍摄。
其次，参照图3对像素部2的电路结构以及动作进行简单说明。图3是示出实施方式所涉及的像素部2的电路结构的一例的说明图。另外，图3所示的电路是在像素部2中选择性地提取出与拍摄图像的4个像素对应的部分而得的电路。
如图3所示，像素部2具备光电转换元件PD、PD1、PD2、PD3、传输晶体管TR、TR1、TR2、TR3。此外，像素部2具备浮动传播区FD、放大晶体管AMP、复位晶体管RST、地址晶体管ADR。
各光电转换元件PD、PD1、PD2、PD3是阴极接地、阳极连接于传输晶体管TR、TR1、TR2、TR3的源极的光电二极管。四个传输晶体管TR、TR1、TR2、TR3的各漏极连接于一个浮动传播区FD。
对于各传输晶体管TR、TR1、TR2、TR3，当朝栅电极输入有传输信号时，将由光电转换元件PD、PD1、PD2、PD3进行了光电转换后的信号电荷朝浮动传播区FD传输。浮动传播区FD连接于复位晶体管RST的源极。
并且，复位晶体管RST的漏极连接于电源电压线Vdd。对于上述复位晶体管RST，当在朝浮动传播区FD传输信号电荷之前朝栅电极输入了复位信号时，该复位晶体管RST将浮动传播区FD的电位复位至电源电压的电位。
并且，在浮动传播区FD连接有放大晶体管AMP的栅电极。上述放大晶体管AMP的源极连接于朝逻辑部3输入信号电荷的信号线，漏极连接于地址晶体管ADR的源极。并且，地址晶体管ADR的漏极连接于电源电压线Vdd。
在像素部2中，当朝地址晶体管ADR的栅电极输入地址信号时，从放大晶体管AMP朝逻辑部3输出根据朝浮动传播区FD输送的信号电荷的电荷量而被放大后的信号。
这样，像素部2的四个光电转换元件PD、PD1、PD2、PD3共用浮动传播区FD、复位晶体管RST、地址晶体管ADR、放大晶体管AMP。
由此，根据像素部2，与针对每个光电转换元件设置浮动传播区、复位晶体管、地址晶体管、放大晶体管的像素部相比较，能够使尺寸小型化。
其次，参照图4以及图5对实施方式所涉及的像素部2以及逻辑部3的内部结构进行说明。图4是示出实施方式所涉及的像素部2以及逻辑部3的内部的基于剖视的说明图。图5是示出实施方式所涉及的像素部2的内部的基于俯视的说明图。
此处，在图4中，示意性地示出像素部2中的与拍摄图像的一个像素对应的部分以及逻辑部3的局部的剖面。并且，在图5中，为了容易理解放大晶体管AMP的配置以及尺寸，对于光电转换元件PD、PD1～PD3、元件分离区域84、放大晶体管AMP的栅电极G、体膜B、沟道CH以外的构成要素均省略图示。并且，在图4以及图5中，省略复位晶体管RST以及地址晶体管ADR的图示。
如图4所示，CMOS传感器1的像素部2从上层侧开始依次具备微透镜ML、滤色器CF、光电转换元件PD、浮动传播区FD、多层配线层60、支承基板100。
并且，逻辑部3在与形成有光电转换元件PD、浮动传播区FD等的层相同的层设置有逻辑电路中的晶体管的有源区等。并且，在设置有有源区等的层的下层侧设置有多层配线层60，在多层配线层60的下层侧设置有支承基板100。
此处，光电转换元件PD是借助P型外延层42和N型的电荷储存区域48的PN结构成的光电二极管。上述光电转换元件PD将从微透镜ML入射的光光电转换成信号电荷并储存于电荷储存区域48。
另外，光电转换元件PD借助元件分离区域84与其他的光电转换元件之间电气分离且光学分离。元件分离区域84例如如图5所示设置成俯视格子状。进而，在各格子的内部设置有光电转换元件PD、PD1、PD2、PD3。
并且，像素部2中的多层配线层60在上层侧设置有传输晶体管TR的栅电极TG，在相比传输晶体管TR的栅电极TG靠下层侧的位置设置有放大晶体管AMP。放大晶体管AMP是具备栅电极G、体膜B、源极S、漏极D的TFT（薄膜晶体管）。
这样，通过将放大晶体管AMP形成为TFT，放大晶体管AMP成为完全耗尽型的SOI（绝缘体上硅）元件，因此能够使作为放大器的增益增大。上述放大晶体管AMP隔着层间绝缘膜以与光电转换元件PD重叠的方式设置在光电转换元件PD的与光的入射面相反的面侧。
这样，在CMOS传感器1中，形成为使光电转换元件PD和放大晶体管AMP上下层叠的结构，而非光电转换元件和放大晶体管形成于同一层的结构。
此处，在光电转换元件和放大晶体管形成于同一层的CMOS传感器中，在为了提高画质而增大光电转换元件以及放大晶体管的尺寸的情况下，像素部的尺寸增大。与此相对，在CMOS传感器1中，即便增大光电转换元件PD以及放大晶体管AMP的尺寸，像素部2的尺寸也不会增大光电转换元件和放大晶体管形成于同一层的CMOS传感器那么大的程度。
因而，根据CMOS传感器1，与光电转换元件和放大晶体管形成于同一层的CMOS传感器相比较，无需使像素部2的尺寸增大就能够增大放大晶体管AMP所占据的面积。具体而言，在CMOS传感器1中，设置有沟道CH的面积比光电转换元件PD的光的入射面的面积大的放大晶体管AMP。
由此，根据CMOS传感器1，能够降低与放大晶体管AMP的沟道CH的面积成反比例地增大的1/f噪声，通过抑制因1/f噪声而引起的拍摄图像的画质劣化，能够实现画质的提高。
并且，如图5所示，放大晶体管AMP具备俯视时的面积大于光电转换元件PD的受光面的面积的体膜B和栅电极G。进而，体膜B以及栅电极G在俯视时以跨越相邻的4个光电转换元件PD、PD1、PD2、PD3的方式配置。由此，实现了具备跨越相邻的4个光电转换元件PD、PD1、PD2、PD3的沟道CH的放大晶体管AMP。
并且，如图5所示，放大晶体管AMP的栅电极G俯视时配置在相比光电转换元件PD、PD1、PD2、PD3的受光面即上表面靠下层侧的位置。因而，对于上述栅电极G，通过使用例如Cu（铜）等光反射性金属作为材料，也作为朝光电转换元件PD、PD1、PD2、PD3入射的光的反射板发挥功能。
并且，放大晶体管AMP进行由沟道CH所跨越的4个光电转换元件PD、PD1、PD2、PD3进行光电转换后的信号电荷的放大。这样，在CMOS传感器1中，由于针对4个光电转换元件PD、PD1、PD2、PD3设置1个放大晶体管AMP，因此，与针对每个光电转换元件设置放大晶体管的情况相比较，放大晶体管AMP的沟道CH的面积大于光电转换元件PD的受光面的面积，因此，与例如俯视时设置在与元件分离区域84重叠的位置那样的比较小型的放大晶体管相比能够大幅降低1/f噪声。
可是，放大晶体管AMP设置于像素部2，而非设置于逻辑部。因此，在将放大晶体管AMP设置于像素部2中的光电转换元件PD的下层侧的情况下，存在像素部2的厚度比逻辑部3的厚度厚，CMOS传感器1整体的平坦性受损的顾虑。
因此，在CMOS传感器1中，在逻辑部3中设置有膜厚与放大晶体管AMP的构成要素的膜厚相同的虚设膜（dummy film）Dm1，该虚设膜Dm1例如利用与放大晶体管AMP的构成要素相同的材料形成在与放大晶体管AMP的构成要素相同的平面上。
例如，如图4所示，利用与放大晶体管AMP的体膜B相同的材料在逻辑部3中的与体膜B相同平面上的层设置厚度与体膜B的厚度相等的虚设膜Dm1。由此，能够抑制CMOS传感器1整体的平坦性受损的情况。
其次，参照图6A～图9B对CMOS传感器1的制造方法进行说明。图6A～图9B是示出实施方式所涉及的CMOS传感器1的制造工序的一例的说明图。
在制造CMOS传感器1的情况下，首先，如图6A所示，准备在上表面形成有P型外延层42的P+型的半导体基板41。此处，P+型的半导体基板41例如是以比较高的浓度掺杂有硼等P型杂质的Si（硅）晶片。并且，P型外延层42例如通过对P+型的半导体基板41的上表面边供给硼等P型杂质边使Si层外延成长而形成。
然后，如图6B所示，在P型外延层42中的成为逻辑部3的部分的规定位置形成逻辑电路用的P阱43以及N阱44，在成为像素部2的部分的规定位置形成像素用的P阱45。
此处，P阱43、45通过从P型外延层42上表面的规定位置朝内部离子注入例如硼等P型杂质之后进行退火处理而形成。并且，N阱44通过从P型外延层42上表面的规定位置朝内部离子注入例如磷等N型杂质之后进行退火处理而形成。此外，形成晶体管等的有源元件的元件分离区域STI（Shallow Trench Isolation：浅沟道隔离）40。
接着，如图6C所示，在形成有P阱43、45以及N阱44之后的P型外延层42的上表面形成例如以SiO（氧化硅）作为材料的栅极绝缘膜46。
然后，在P阱45上的规定位置，隔着栅极绝缘膜46形成传输晶体管TR的栅电极TG。并且，在P阱43上的规定位置以及N阱44上的规定位置，隔着栅极绝缘膜46分别形成设置于逻辑部3的晶体管的栅电极G1、G2。此处，栅电极TG、G1、G2例如由多晶硅（polysilicon）形成。
接着，在俯视中，夹着传输晶体管TR的栅电极TG从两侧朝P阱45离子注入N型杂质并进行退火处理，由此形成光电转换元件PD的电荷储存区域48和浮动传播区FD。另外，在电荷储存区域48的上表面形成防止所储存的信号电荷漏出的屏蔽层49。
并且，在俯视中，夹着栅电极G1从两侧朝P阱43离子注入N型杂质并进行退火处理，由此形成N型扩散区域S1、D1。N型扩散区域S1、D1分别是以栅电极G1作为栅极的晶体管的源极、漏极。
并且，在俯视中，夹着栅电极G2从两侧朝N阱44离子注入P型杂质并进行退火处理，由此形成P型扩散区域S2、D2。P型扩散区域S2、D2分别是以栅电极G2作为栅极的晶体管的源极、漏极。
然后，如图7A所示，在栅电极TG、G1、G2以及栅极绝缘膜46上形成例如以SiO作为材料的层间绝缘膜50。进而，形成从层间绝缘膜50的上表面到达N型扩散区域S1、P型扩散区域D2的上表面的贯通孔，然后，通过朝贯通孔的内部埋入例如W（钨）而形成接触孔61。
此外，当在层间绝缘膜50的上表面形成层间绝缘膜51之后，利用大马士革方法在层间绝缘膜51的内部形成Cu配线62。与此同时，在像素部2中的层间绝缘膜51的规定位置形成放大晶体管AMP的栅电极G，并且在逻辑部3中的层间绝缘膜51的规定位置形成逻辑电路中的电容器C的下部电极CA。此处，栅电极G形成为俯视的面积大于一个光电转换元件PD的光的入射面的面积。
然后，在Cu配线62、放大晶体管AMP的栅电极G、电容器C的下部电极CA以及层间绝缘膜51的上表面形成防止Cu扩散的扩散防止膜71。扩散防止膜71例如是利用SiN形成的绝缘膜。上述扩散防止膜71中的位于栅电极G上的部分作为放大晶体管AMP的栅极绝缘膜发挥功能。并且，扩散防止膜71中的位于电容器C的下部电极CA上的部分作为电容器C中的绝缘体发挥功能。
接着，如图7B所示，在栅电极G上，隔着扩散防止膜71形成俯视的面积大于一个光电转换元件PD的光的入射面的面积的体膜B。上述体膜B是作为放大晶体管AMP的主体发挥功能的部分，例如由IGZO（铟镓锌氧化物）等氧化物半导体形成。
并且，在形成体膜B时，同时在逻辑部3中的扩散防止膜71上的规定位置利用与体膜B相同的材料形成与体膜B相同膜厚的虚设膜Dm1。然后，在体膜B、虚设膜Dm1以及扩散防止膜71的上表面形成例如以SiO作为材料的层间绝缘膜52。
此处，在像素部2的扩散防止膜71上，针对每个像素形成有体膜B，在逻辑部3的扩散防止膜71上形成有虚设膜Dm1。因此，与未形成虚设膜Dm1的情况相比较，能够防止层间绝缘膜52上表面的平坦性受损。
然后，通过选择性地除去层间绝缘膜52的规定位置，使体膜B的两端部分以及电容器C的下部电极CA上的扩散防止膜71露出。进而，在露出的体膜B的两端部分形成放大晶体管AMP的源极S以及漏极D，并且在露出的电容器C的下部电极CA上的扩散防止膜71的上表面形成电容器C的上部电极CB。
上述源极S、漏极D以及上部电极CB例如利用钼、氮化钛、氮化钽、铝等导电性部件同时形成。由此，在光电转换元件PD中的与光的入射面（此处为下表面）相反的面（此处为上表面）侧，隔着层间绝缘膜50在与光电转换元件PD重叠的位置形成有放大晶体管AMP。
此处，如上所述，栅电极G的俯视的面积以及隔着扩散防止膜71设置在栅电极G上的体膜B的俯视的面积大于一个光电转换元件PD的受光面的面积。进而，放大晶体管AMP的沟道CH是体膜B的俯视时与栅电极G重叠的部分。因而，放大晶体管AMP的沟道CH的俯视的面积大于一个光电转换元件PD的受光面的面积。
这样，在CMOS传感器1中，将光电转换元件PD和放大晶体管AMP形成为上下层叠的结构。由此，例如与将放大晶体管设置在相邻的光电转换元件之间的普通的CMOS传感器相比较，能够缩小像素部2的俯视的面积。
并且，根据CMOS传感器1，由于将光电转换元件PD和放大晶体管AMP形成为上下层叠的结构，因此能够增大放大晶体管AMP的沟道CH的面积。因而，根据CMOS传感器1，能够降低与放大晶体管AMP的沟道CH的面积成反比例地增大的1/f噪声，通过抑制因1/f噪声而引起的拍摄图像的画质劣化，能够实现画质的提高。
接着，当在层间绝缘膜52、放大晶体管AMP以及电容器C上形成层间绝缘膜53之后，通过例如CMP（Chemical Mechanical Polishing：化学机械抛光）对层间绝缘膜53的上表面进行平坦化。
然后，如图7C所示，利用例如双大马士革方法在层间绝缘膜53上形成Cu配线64。进而，在层间绝缘膜53的上表面形成扩散防止膜72。另外，扩散防止膜71、72利用相同的绝缘部件形成。以后，根据需要反复进行层间绝缘膜54、Cu配线65以及扩散防止膜73的形成，从而形成多层配线层60（参照图4）。
接着，如图8A所示，当在扩散防止膜73的上表面形成层间绝缘膜55之后，例如粘贴Si晶片等支承基板100，然后，如图8B所示，使粘贴有支承基板100的构造体上下翻转，例如借助CMP对半导体基板41进行研磨，使P型外延层42以及电荷储存区域48露出。
进而，如图9A所示，在P型外延层42中的各像素之间形成DTI（DeepTrench Isolation：深沟槽隔离部）81。接着，如图9B所示，在露出的P型外延层42、电荷储存区域48以及DTI81的表面形成负的固定电荷膜（省略图示）以及反射防止膜82。
然后，通过朝DTI81的内部埋入例如SiO而形成元件分离区域84。此外，在P型外延层42以及电荷储存区域48上的反射防止膜82的上表面形成例如以SiO作为材料的平坦化膜83。
最后，如图4所示，通过在电荷储存区域48上的平坦化膜83的上表面依次层叠滤色器CF以及微透镜ML而制造图4所示CMOS传感器1。
另外，上述CMOS传感器1的结构只是一例，能够进行各种变形。以下，参照图10A～图11对实施方式的变形例所涉及的CMOS传感器进行说明。图10A～图10C是示出变形例1～变形例3所涉及的CMOS传感器的基于剖视的说明图，图11是示出变形例4所涉及的CMOS传感器的基于俯视的说明图。另外，在图10A～图10C中，示出粘贴支承基板100（参照图8）之前的阶段的像素部以及逻辑部的一部分。
并且，在图11中，为了容易理解放大晶体管等的配置以及尺寸，对于光电转换元件、元件分离区域、放大晶体管的栅电极、复位晶体管的栅电极、体膜、沟道以外的构成要素省略图示。
并且，在以下的说明中，对与参照图2～图9B所说明过的CMOS传感器1的构成要素具有相同功能的构成要素标注与图2～图9B所示的标号相同的标号，由此省略说明。另外，此处，为了方便，以P+型半导体基板41侧作为下层、以多层配线层60侧作为上层来进行说明。
如图10A所示，变形例1所涉及的CMOS传感器在多层配线层60中的相比放大晶体管AMP靠上层侧具备由Cu配线64、扩散防止膜72以及电极膜91构成的电容器C1。例如当在CMOS传感器中设置有全局快门功能的情况下，上述电容器C1能够作为暂时保持光电转换后的信号电荷的电荷保持部发挥功能。并且，在未设置全局快门功能的情况下，电容器C1能够作为用于增大在各像素中所能够储存的总信号电荷量（饱和电荷量）的电荷保持部发挥功能。
另外，当将电容器C1设置于像素部2的情况下，在逻辑部3中，在与电容器C1的电极膜91所被形成的层相同的层利用与电极膜91相同的材料设置与电极膜91相同膜厚的虚设膜Dm2。由此，即便设置电容器C1，也能够抑制CMOS传感器整体的平坦性受损的情况。
并且，如果形成为将上述虚设膜Dm2隔着扩散防止膜72设置在与Cu配线对置的位置的结构，则能够利用虚设膜Dm2、扩散防止膜72以及Cu配线形成电容器。上述电容器也能够作为逻辑电路用的电容器使用。
并且，如图10所示，变形例2所涉及的CMOS传感器在像素部2中的多层配线层60的最上层具备放大晶体管AMP。由此，在后续工序中能够容易地从外部与放大晶体管AMP的源极S、漏极D电接触。另外，即便在形成为这种结构的情况下，通过在逻辑部3中在与放大晶体管AMP的体膜B相同的层设置虚设膜Dm1，能够确保CMOS传感器整体的平坦性。
并且，如图10C所示，变形例3所涉及的CMOS传感器的逻辑部3在与像素部2的层叠于光电转换元件PD的放大晶体管AMP相同的层具备利用与放大晶体管AMP相同的材料形成为相同形状的虚设构造体Dm3。
当然，也可以并不作为虚设部，而是作为晶体管元件在逻辑部中活用。在电路结构上，意思是指在不需要的空地区域配置虚设部。根据上述结构，能够使像素部2以及逻辑部3的厚度更加均匀，因此能够进一步提高CMOS传感器整体的平坦性。
并且，如图11所示，变形例4所涉及的CMOS传感器具备使体膜B以及栅电极Ga的面积增大以便形成有跨越相邻的8个光电转换元件PD、PD1～PD7的沟道CH1的放大晶体管AMP。根据上述结构，通过进一步增大放大晶体管AMP的沟道CH1的面积，能够进一步降低1/f噪声。
对本发明的几个实施方式进行了说明，但是，上述实施方式是作为例子而示出的，并非意图限定发明的范围。上述新的实施方式能够以其他各种各样的方式加以实施，能够在不脱离发明的主旨的范围内进行各种省略、置换、变更。上述实施方式及其变形也包含于发明的范围、主旨中，并包含于权利要求书所记载的发明和与其等同的范围中。

Claims (15)

1.一种固体摄像装置，具备：
多个光电转换元件，将入射的光光电转换成信号电荷；以及
放大晶体管，对上述信号电荷进行放大，隔着层间绝缘膜以与上述光电转换元件重叠的方式设置在该光电转换元件中的与光的入射面相反的面侧，且该放大晶体管的沟道的面积大于一个上述光电转换元件中的上述入射面的面积。
2.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其中，
上述光电转换元件与拍摄图像的各像素对应地排列成矩阵状，
上述放大晶体管具有跨越相邻的多个上述光电转换元件的上述沟道，并对由该相邻的多个光电转换元件光电转换成的信号电荷进行放大。
3.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其中，
还具备虚设膜，该虚设膜在设置有上述多个光电转换元件的像素区域以外的区域，利用与上述放大晶体管的构成要素相同的材料形成在与该放大晶体管的构成要素相同的平面上，且膜厚与该放大晶体管的构成要素的膜厚相同。
4.根据权利要求3所述的固体摄像装置，其中，
由上述虚设膜形成的构造体具有与上述放大晶体管相同的形状。
5.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其中，
上述放大晶体管是以氧化膜半导体作为体膜的TFT。
6.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其中，
还具备电容器，该电容器隔着层间绝缘膜以与上述光电转换元件重叠的方式设置在该光电转换元件中的与光的入射面相反的面侧，且暂时保持由上述光电转换元件光电转换成的信号电荷。
7.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其中，
上述放大晶体管的栅电极配置在面向上述光电转换元件中的与光的入射面相反的面侧的位置，且由光反射性金属形成。
8.一种照相机模块，具有：
摄像光学系统，取入来自被摄体的光，成像被摄体像；以及
固体摄像装置，拍摄由上述摄像光学系统成像的被摄体像，
上述固体摄像装置具备：
多个光电转换元件，将入射的光光电转换成信号电荷；以及
放大晶体管，对上述信号电荷进行放大，隔着层间绝缘膜以与上述光电转换元件重叠的方式设置在该光电转换元件中的与光的入射面相反的面侧，且该放大晶体管的沟道的面积大于一个上述光电转换元件中的上述入射面的面积。
9.一种固体摄像装置的制造方法，包括：
形成将入射的光光电转换成信号电荷的多个光电转换元件；以及
隔着层间绝缘膜以与上述光电转换元件重叠的方式在该光电转换元件中的与光的入射面相反的面侧形成对上述信号电荷进行放大的放大晶体管，该放大晶体管的沟道的面积大于一个上述光电转换元件中的上述入射面的面积。
10.根据权利要求9所述的固体摄像装置的制造方法，包括：
在设置有上述多个光电转换元件的像素区域以外的区域中，在与上述放大晶体管的构成要素相同的平面上，利用与上述放大晶体管的构成要素相同的材料形成膜厚与该放大晶体管的构成要素的膜厚相同的虚设膜。
11.根据权利要求10所述的固体摄像装置的制造方法，包括：
在上述像素区域以外的区域，利用上述虚设膜形成具有与上述放大晶体管相同的形状的构造体。
12.根据权利要求9所述的固体摄像装置的制造方法，包括：
作为上述放大晶体管，形成以氧化膜半导体作为体膜的TFT。
13.根据权利要求9所述的固体摄像装置的制造方法，包括：
隔着层间绝缘膜以与上述光电转换元件重叠的方式在该光电转换元件中的与光的入射面相反的面侧形成电容器，该电容器暂时保持由上述光电转换元件光电转换成的信号电荷。
14.根据权利要求9所述的固体摄像装置的制造方法，包括：
在面向上述光电转换元件中的与光的入射面相反的面侧的位置，利用光反射性金属形成上述放大晶体管的栅电极。
15.根据权利要求10所述的固体摄像装置的制造方法，包括：
在上述像素区域以外的区域，利用上述虚设膜形成电容器的电极。
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