WO2020261817A1 - 固体撮像素子、固体撮像素子の製造方法 - Google Patents

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Definitions

  • the technique (the present technique) according to the present disclosure relates to, for example, a back-illuminated solid-state image sensor and a method for manufacturing the solid-state image sensor.
  • a configuration is used in which a capacitor is formed under a photodiode with a MIS (Metal Insulator Silicon) structure with reference to incident light.
  • MIS Metal Insulator Silicon
  • the area for arranging the capacitor is reduced, which is necessary to obtain the capacity required for the capacitor. It is difficult to secure the occupied area.
  • the second semiconductor substrate is formed.
  • a technique for forming a trench capacitor With the technique disclosed in Patent Document 1, it is possible to secure the area of the capacitor without reducing the area.
  • Patent Document 1 After forming a trench capacitor on the second semiconductor substrate, the first semiconductor substrate and the second semiconductor substrate are laminated to form a solid-state image sensor. Therefore, there is a problem that many dedicated steps are required to form the trench capacitor, and the number of steps required for manufacturing increases.
  • the solid-state image sensor includes a semiconductor substrate, a capacitor, an amplification transistor, and an FD side wiring electrode.
  • the semiconductor substrate includes a photodiode that photoelectrically converts the incident light and a floating diffusion in which the signal charge accumulated in the photodiode is transferred.
  • the capacitor has a PD-side electrode arranged on a surface opposite to the surface on which the light of the photodiode is incident, and an anti-PD-side electrode facing the PD-side electrode with a dielectric film in between.
  • the amplification transistor reads out the signal charge transferred to the floating diffusion as an electric signal and amplifies it.
  • the FD side wiring electrode connects the floating diffusion and the amplification transistor.
  • At least a part of the PD side electrode and the FD side wiring electrode are formed in a shape extending in the semiconductor substrate along the thickness direction of the semiconductor substrate. Further, one end of the first contact hole that forms at least a part of the PD side electrode inside and one end of the second contact hole that forms the FD side wiring electrode inside are both surfaces opposite to the photodiode side of the semiconductor substrate. Is located in.
  • a method for manufacturing a solid-state image sensor is a step of forming a photodiode that photoelectrically converts incident light and a floating diffusion to which signal charges accumulated in the photodiode are transferred on a semiconductor substrate.
  • the present invention comprises a step of forming a capacitor having a PD side electrode arranged on a surface opposite to the surface on which the light of the photodiode is incident, and an anti-PD side electrode facing the PD side electrode with a dielectric film sandwiched between them. ..
  • a step of forming an amplification transistor that reads out and amplifies the signal charge transferred to the floating diffusion as an electric signal is provided.
  • a method for manufacturing a solid-state image sensor is a step of forming a photodiode that photoelectrically converts incident light and a floating diffusion to which signal charges accumulated in the photodiode are transferred on a semiconductor substrate. To be equipped with.
  • the present invention comprises a step of forming a capacitor having a PD side electrode arranged on a surface opposite to the surface on which the light of the photodiode is incident, and an anti-PD side electrode facing the PD side electrode with a dielectric film sandwiched between them. ..
  • a step of forming an amplification transistor that reads out and amplifies the signal charge transferred to the floating diffusion as an electric signal is provided. Then, in the step of forming the capacitor, the first contact hole that forms at least a part of the PD side electrode inside and the second contact hole that forms the FD side wiring electrode that connects the floating diffusion and the amplification transistor are formed inside.
  • a method for manufacturing a solid-state image sensor is a step of forming a photodiode that photoelectrically converts incident light and a floating diffusion to which signal charges accumulated in the photodiode are transferred on a semiconductor substrate.
  • the present invention comprises a step of forming a capacitor having a PD side electrode arranged on a surface opposite to the surface on which the light of the photodiode is incident, and an anti-PD side electrode facing the PD side electrode with a dielectric film sandwiched between them. ..
  • a step of forming an amplification transistor that reads out and amplifies the signal charge transferred to the floating diffusion as an electric signal is provided. Then, the PD side electrode is formed in the first contact hole that forms at least a part of the PD side electrode inside, and the FD side wiring electrode that connects the floating diffusion and the amplification transistor is formed in the second contact hole. Includes a step of simultaneously forming the FD side wiring electrode.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line IV-IV of FIG. It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the solid-state image sensor which concerns on 1st Embodiment. It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the solid-state image sensor which concerns on 1st Embodiment.
  • the solid-state image sensor according to the first embodiment is, for example, a back-illuminated solid-state image sensor. As shown in FIGS. 1 to 4, the solid-state image sensor includes a semiconductor substrate including a first semiconductor substrate 101 and a second semiconductor substrate 102.
  • the first semiconductor substrate 101 is a substrate on which a pixel circuit including a photodiode 110 and a floating diffusion 111 is arranged.
  • the second semiconductor substrate 102 is a substrate laminated on the surface (upper surface in FIG. 4) opposite to the photodiode 110 side of the first semiconductor substrate 101. Note that FIG. 2 illustrates the second semiconductor substrate 102NP of adjacent pixels.
  • the fifth electrode 163 is formed on the surface of the second semiconductor substrate 102 opposite to the surface facing the first semiconductor substrate 101 (the upper surface in FIG. 4).
  • the fifth electrode 163 is formed by using, for example, a polycrystalline silicon film. Further, the fifth electrode 163 forms a wiring that constitutes an equivalent circuit of the solid-state image sensor.
  • the photodiode 110 photoelectrically converts the incident light, and generates and stores an electric charge corresponding to the amount of light of the photoelectric conversion.
  • One end of the photodiode 110 is grounded.
  • the other end of the photodiode 110 is connected to the source electrode of the transfer transistor 112.
  • the floating diffusion 111 is formed at a point (connection point) where the drain electrode of the transfer transistor 112, the source electrode of the switch transistor 115, and the gate electrode of the amplification transistor 114 are connected. Further, the floating diffusion 111 accumulates the electric charge transferred from the photodiode 110 via the transfer transistor 112 and converts it into a voltage. That is, the signal charge accumulated in the photodiode 110 is transferred to the floating diffusion 111.
  • the transfer transistor 112 is arranged between the photodiode 110 and the floating diffusion 111.
  • the drain electrode of the transfer transistor 112 is connected to the drain electrode of the reset transistor 113 and the gate electrode of the amplification transistor 114. Further, the transfer transistor 112 turns on or off the transfer of electric charge from the photodiode 110 to the floating diffusion 111 according to a drive signal supplied from the timing control unit (not shown) to the gate electrode.
  • the switch transistor 115 is arranged between the floating diffusion 111 and the reset transistor 113.
  • the drain electrode of the switch transistor 115 is connected to the source electrode of the reset transistor 113 and the capacitor 120. Further, the switch transistor 115 turns on or off the transfer of electric charge from the capacitor 120 to the floating diffusion 111 according to the switching signal supplied from the switching control unit (not shown) to the gate electrode.
  • the capacitor 120 has a PD side electrode 130, a dielectric film 140, and an anti-PD side electrode 150.
  • the PD side electrode 130 is an electrode arranged on a surface opposite to the surface on which the light of the photodiode 110 is incident.
  • the anti-PD side electrode 150 is an electrode that faces the PD side electrode 130 with the dielectric film 140 sandwiched between them.
  • the capacitor 120 includes a first capacitor unit 121 and a second capacitor unit 122.
  • the first capacitor unit 121 is a capacitor formed in a first capacitor region preset on the first semiconductor substrate 101.
  • the first capacitor region is set at a position different from the position where the floating diffusion 111 of the first semiconductor substrate 101 is arranged.
  • the first capacitor portion 121 has a first electrode 131, a first dielectric film 141, and a second electrode 151.
  • the first electrode 131 is an electrode arranged on a surface opposite to the surface on which the light of the photodiode 110 in the first capacitor region is incident.
  • the first electrode 131 and the floating diffusion 111 are formed so as to be separated from each other. Further, the first electrode 131 is formed by using phosphorus or arsenic ion-implanted into the first capacitor region.
  • the first dielectric film 141 is laminated on the first electrode 131. Further, the first dielectric film 141 is formed by using a silicon oxide film.
  • the second electrode 151 is laminated on the first dielectric film 141. Further, the second electrode 151 is formed by using a polycrystalline silicon film.
  • the second capacitor section 122 is a capacitor arranged on the surface of the first capacitor section 121 opposite to the photodiode 110 side.
  • the second capacitor portion 122 has a third electrode 132, a second dielectric film 142, and a fourth electrode 152.
  • the third electrode 132 is a columnar electrode that forms the PD side electrode 130 and one end (lower end in FIG. 4) is connected to the second electrode 151. Further, the third electrode 132 is formed by using a refractory metal such as tungsten, titanium nitride, cobalt, and ruthenium. The refractory metal is, for example, a metal having a melting point equal to or higher than the melting point of iron. Further, the third electrode 132 is formed inside the first contact hole 160.
  • the first contact hole 160 is a gap portion formed in a semiconductor substrate (first semiconductor substrate 101, second semiconductor substrate 102) in a shape extending along the thickness direction of the semiconductor substrate. Therefore, the third electrode 132 forming the PD side electrode 130 is formed inside the first contact hole 160. That is, at least a part of the PD side electrode 130 is formed inside the first contact hole 160 and is formed in the semiconductor substrate in a shape extending along the thickness direction of the semiconductor substrate.
  • a part of the third electrode 132 forming the PD side electrode 130 is formed inside the first semiconductor substrate 101, and the rest is formed inside the second semiconductor substrate 102.
  • a part of the first contact hole 160 is formed inside the first semiconductor substrate 101, and the rest of the first contact hole 160 is formed inside the second semiconductor substrate 102.
  • the second dielectric film 142 covers the portion other than the portion (the side surface and the upper surface of the third electrode 132) that forms the dielectric film 140 and is connected to the second electrode 151 of the third electrode 132. Therefore, a part of the second dielectric film 142 is formed inside the first semiconductor substrate 101, and the rest of the second dielectric film 142 is formed inside the second semiconductor substrate 102. Further, the second dielectric film 142 is formed by using a ferroelectric film.
  • a laminated film of an oxide film and a nitride film As the strong dielectric film, a laminated film of an oxide film and a nitride film, a laminated film of an oxide film and a tantalum pentoxide film, a laminated film of a nitride film and a tantalum pentoxide film, and a laminated film of an oxide film, a nitride film and a tantalum pentaoxide film
  • Membranes, hafnium and hafnium alloy materials, BST, PZT and the like can be used.
  • the fourth electrode 152 is an electrode that forms the anti-PD side electrode 150 and faces the third electrode 132 with the second dielectric film 142 sandwiched between them. Further, the fourth electrode 152 is formed by using a refractory metal such as tungsten, titanium nitride, cobalt, and ruthenium, like the third electrode 132.
  • the solid-state image sensor includes an FD side wiring electrode 161 that connects the floating diffusion 111 and the amplification transistor 114.
  • the FD side wiring electrode 161 is formed inside the second contact hole 162. Further, the FD side wiring electrode 161 is formed by using a refractory metal such as tungsten, titanium nitride, cobalt, and ruthenium, like the third electrode 132.
  • the second contact hole 162 is a gap portion formed inside the semiconductor substrate (first semiconductor substrate 101, second semiconductor substrate 102) in a shape extending along the thickness direction of the semiconductor substrate. Therefore, a part of the FD side wiring electrode 161 is formed inside the first semiconductor substrate 101, and the remaining part of the FD side wiring electrode 161 is formed inside the second semiconductor substrate 102. Further, the FD side wiring electrode 161 is formed in the semiconductor substrate in a shape extending along the thickness direction of the semiconductor substrate. Further, one end of the first contact hole 160 and one end of the second contact hole 162 (both of which are the upper open ends in FIG. 4) are photographs of semiconductor substrates (first semiconductor substrate 101 and second semiconductor substrate 102). It is located on the surface opposite to the diode 110 side.
  • the source electrode is connected to the switch transistor 115, and the drain electrode is connected to the power supply wiring VDD. Further, the reset transistor 113 turns on or off the discharge of the electric charge accumulated in the floating diffusion 111 according to the drive signal supplied from the timing control unit to the gate electrode.
  • the gate electrode is connected to the floating diffusion 111, and the source electrode is connected to the power supply wiring VDD.
  • the drain electrode of the amplification transistor 114 is connected to the source electrode of the selection transistor 116.
  • the amplification transistor 114 reads out the potential of the floating diffusion 111 reset by the reset transistor 113 as a reset level.
  • the amplification transistor 114 amplifies the voltage corresponding to the signal charge stored in the floating diffusion 111 to which the signal charge is transferred by the transfer transistor 112. That is, the amplification transistor 114 reads out the signal charge transferred to the floating diffusion 111 as an electric signal and amplifies it.
  • the voltage (voltage signal) amplified by the amplification transistor 114 is output to the vertical signal line VL via the selection transistor 116.
  • the floating diffusion 111 and the amplification transistor 114 are connected by the FD side wiring electrode 161.
  • the drain electrode is connected to one end of the vertical signal line VL, and the source electrode is connected to the drain electrode of the amplification transistor 114. Further, the selection transistor 116 turns on or off the output of the voltage signal from the amplification transistor 114 to the vertical signal line VL according to the drive signal SEL supplied from the timing control unit to the gate electrode. As a result, the selection transistor 116 becomes conductive when the selection control signal is given to the gate electrode, and selects a unit pixel in synchronization with the vertical scanning by the vertical scanning circuit (not shown).
  • the configuration of the selection transistor 116 may be such that it is connected between the source electrode and the source line of the amplification transistor 114.
  • the vertical signal line VL (vertical signal line) is a wiring that outputs an electric signal amplified by the amplification transistor 114.
  • the drain electrode of the selection transistor 116 is connected to one end of the vertical signal line VL.
  • An A / D converter (not shown) is connected to the other end of the vertical signal line VL.
  • a manufacturing method for manufacturing the solid-state image sensor of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4 and FIGS. 5 to 10.
  • a photodiode 110, a floating diffusion 111, and a transfer transistor 112 are formed on a first semiconductor substrate 101 formed of silicon. That is, the method for manufacturing a solid-state image sensor includes a step of forming a photodiode 110 and a floating diffusion 111 on a semiconductor substrate.
  • phosphorus or arsenic is ion-implanted into the capacitor region, which is a preset region of the first semiconductor substrate 101, by using an ion implantation method.
  • the N + region 131a which later becomes the first electrode 131, is formed.
  • the N + region 131a becomes the first electrode 131 by the heat treatment performed in the subsequent step.
  • the gate oxide film of the transfer transistor 112 is formed.
  • a first dielectric film 141 laminated on the N + region 131a is formed on the upper surface (upper surface in FIG. 5) of the N + region 131a by a silicon oxide film formed by the plasma CVD method.
  • the gate electrode of the transfer transistor 112 is formed.
  • the first dielectric film 141 is formed by a polycrystalline silicon film formed on the surface opposite to the surface facing the N + region 131a (upper surface in FIG. 5) by the thermal CVD method.
  • the second electrode 151 laminated on the dielectric film 141 is formed.
  • the interlayer insulating film 103 is formed by the silicon oxide film formed by the plasma CVD method.
  • the substrates 102 are laminated.
  • the source / drain region 114a of the amplification transistor 114 is formed in the pixel transistor region set at a position different from the capacitor region.
  • a second contact hole is connected to the floating diffusion 111 from a surface of the second semiconductor substrate 102 opposite to the surface facing the interlayer insulating film 103 (the upper surface in FIG. 6). 162 is opened.
  • the first contact hole 160 connected to the second electrode 151 is opened.
  • the FD side wiring electrode 161 and the third electrode 132 are formed at the same time.
  • 164 is formed into a film. Further, a plasma etching method is used to remove the portion of the interlayer insulating film 103 corresponding to the capacitor region to expose the third electrode 132. After that, the resist 164 is removed.
  • a ferroelectric film formed at a position covering a portion other than the portion of the third electrode 132 connected to the second electrode 151 by using the plasma CVD method is used to form the second dielectric film 142. To form.
  • the method for manufacturing a solid-state image sensor includes a step of forming a capacitor 120 having a PD-side electrode 130, a dielectric film 140, and an anti-PD-side electrode 150. Further, in the method for manufacturing a solid-state image sensor, the step of forming a capacitor is a step of simultaneously forming a first contact hole 160 and a second contact hole 120 in a semiconductor substrate as a shape extending along the thickness direction of the semiconductor substrate. including.
  • the step of forming a capacitor includes a step of simultaneously forming the FD side wiring electrode 161 and the PD side electrode 130.
  • a polycrystalline silicon film is formed on the surface of the second semiconductor substrate 102 opposite to the interlayer insulating film 103 by using the thermal CVD method to form a pixel transistor region.
  • a fifth electrode 163, which serves as a wiring, is formed in the capacitor region. That is, the method for manufacturing a solid-state image sensor includes a step of forming an amplification transistor 114.
  • the configuration of the first embodiment is a configuration in which the first capacitor portion 121 and the second capacitor portion 122 are laminated. Therefore, even if the area for arranging the capacitor 120 is reduced due to the miniaturization of the solid-state image sensor, it becomes easy to obtain the capacity required for the capacitor 120.
  • the configuration of the first embodiment it is possible to expand the dynamic range of the solid-state image sensor. This is due to the following reasons.
  • the gate of the switch transistor 115 is turned off, the floating diffusion 111 is separated from the capacitor 120, so that the capacitance is reduced.
  • the floating diffusion 111 has a small capacitance, the potential drops significantly with a small number of electrons, and a highly sensitive signal is output.
  • the electrons overflow from the floating diffusion 111, so that it is difficult to obtain the original signal according to the amount of light incident on the photodiode 110.
  • the gate of the switch transistor 115 when the gate of the switch transistor 115 is turned on, the floating diffusion 111 is connected to the capacitor 120, so that the capacitance increases. As the capacitance increases, it becomes less sensitive at the cost of being able to receive more electrons. As described above, by switching the gate of the switch transistor 115, it is possible to synthesize an image in which the electric charge is read out in the high-sensitivity operation mode and an image in which the electric charge is read out in the low-sensitivity operation mode. This makes it possible to expand the dynamic range of the solid-state image sensor.
  • the step of forming the capacitor simultaneously forms the first contact hole 160 and the second contact hole 120 as a shape extending in the semiconductor substrate along the thickness direction of the semiconductor substrate.
  • the step of forming a capacitor includes a step of simultaneously forming the FD side wiring electrode 161 and the PD side electrode 130. This makes it possible to provide a method for manufacturing a solid-state image sensor, which can reduce the number of steps required for manufacturing the solid-state image sensor.
  • the third electrode 132 and the fourth electrode 152 are formed by using a refractory metal, but the present invention is not limited to this, and only one of the third electrode 132 or the fourth electrode 152 is high. It may be formed using a melting point metal.
  • the step of forming the capacitor includes a step of simultaneously forming the first contact hole 160 and the second contact hole 120 and a step of simultaneously forming the FD side wiring electrode 161 and the PD side electrode 130. ..
  • the step of forming the capacitor may include only the step of forming the first contact hole 160 and the second contact hole 120 at the same time.
  • the step of forming the capacitor may include only the step of forming the FD side wiring electrode 161 and the PD side electrode 130 at the same time.
  • the solid-state image sensor according to the second embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the capacitor 120 and the configuration of the equivalent circuit.
  • the description of the parts common to the first embodiment may be omitted.
  • the capacitor 120 includes a first capacitor section 121 and a second capacitor section 122.
  • the first capacitor unit 121 is a capacitor formed in a first capacitor region preset on the first semiconductor substrate 101.
  • the first capacitor region is set at a position including the floating diffusion 111 of the first semiconductor substrate 101.
  • the first capacitor portion 121 has a first electrode 131, a first dielectric film 141, and a second electrode 151.
  • the first dielectric film 141 is formed in a portion of the first electrode 131 that overlaps with the second electrode 151. That is, the first electrode 131 is a portion that does not overlap with the first dielectric film 141 and the second electrode 151 when viewed from the stacking direction (vertical direction in FIG. 11) in which the first semiconductor substrate 101 and the second semiconductor substrate 102 are laminated. have. That is, a part of the first electrode 131 includes the floating diffusion 111.
  • the configuration of the equivalent circuit is a configuration that does not include the switch transistor 115. Therefore, although not shown, the floating diffusion 111 is formed at a point connecting the drain electrode of the transfer transistor 112, the source electrode of the reset transistor 113, the capacitor 120, and the gate electrode of the amplification transistor 114.
  • the FD side wiring electrode 161 and the third electrode 132 can be formed at the same time, so that the number of steps required for manufacturing can be reduced. It becomes possible to provide a solid-state image sensor. Further, in the configuration of the second embodiment, since the switch transistor 115 is not provided, it is possible to provide a solid-state image sensor capable of simplifying the structure.
  • the solid-state image sensor according to the third embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the first semiconductor substrate 101 and the configuration of the capacitor 120.
  • the description of the parts common to the first embodiment may be omitted.
  • the first semiconductor substrate 101 includes a mounting electrode 170 laminated on a surface (upper surface in FIG. 12) opposite to the surface on which the light of the photodiode 110 is incident.
  • the mounting electrode 170 is formed by using, for example, a polycrystalline silicon film.
  • the capacitor 120 has a PD side electrode 130, a dielectric film 140, and an anti-PD side electrode 150.
  • the PD side electrode 130 is formed by the third electrode 132.
  • the third electrode 132 is a columnar electrode whose one end (lower end in FIG. 12) is connected to the mounting electrode 170.
  • the dielectric film 140 is formed by the second dielectric film 142.
  • the second dielectric film 142 covers a portion of the third electrode 132 other than the portion connected to the mounting electrode 170.
  • the anti-PD side electrode 150 is formed by the fourth electrode 152.
  • the fourth electrode 152 is an electrode facing the third electrode 132 with the second dielectric film 142 interposed therebetween.
  • the FD side wiring electrode 161 and the third electrode 132 can be formed at the same time, so that the number of steps required for manufacturing can be reduced. It becomes possible to provide a solid-state image sensor. Further, in the configuration of the third embodiment, since the number of electrodes forming the capacitor 120 is smaller than that of the first embodiment and the second embodiment, the solid-state imaging device capable of simplifying the structure can be simplified. Can be provided. In addition to this, it becomes possible to provide a solid-state image sensor capable of reducing the number of steps required for manufacturing.
  • the solid-state image sensor according to the fourth embodiment is different from the first embodiment in that the semiconductor substrate does not include the second semiconductor substrate but includes only the first semiconductor substrate 101.
  • the description of the parts common to the first embodiment may be omitted.
  • all of the third electrodes 132 forming the PD side electrode 130 are formed inside the first semiconductor substrate 101. Further, all of the second dielectric film 142 forming the dielectric film 140 is formed inside the first semiconductor substrate 101. Further, all of the FD side wiring electrodes 161 are formed inside the first semiconductor substrate 101. Further, in the fourth embodiment, the fifth electrode 163 is formed on the surface (upper surface in FIG. 13) opposite to the photodiode 110 side of the first semiconductor substrate 101.
  • the FD side wiring electrode 161 and the third electrode 132 can be formed at the same time, so that the number of steps required for manufacturing can be reduced. It becomes possible to provide a solid-state image sensor. Further, in the configuration of the fourth embodiment, since the semiconductor substrate is configured by including only the first semiconductor substrate 101, it is possible to provide a solid-state image sensor capable of increasing the variation of the configuration. Become.
  • the solid-state image sensor according to the fifth embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the capacitor 120 and the configuration of the second semiconductor substrate 102.
  • the description of the parts common to the first embodiment may be omitted.
  • the capacitor 120 includes a first capacitor section 121 and a second capacitor section 122.
  • the first capacitor unit 121 is a capacitor formed in a first capacitor region preset on the first semiconductor substrate 101.
  • the first capacitor region is set at a position different from the position where the floating diffusion 111 of the first semiconductor substrate 101 is arranged.
  • the first capacitor portion 121 has a first electrode 131, a first dielectric film 141, and a second electrode 151.
  • the first electrode 131 is an electrode arranged on a surface opposite to the surface on which the light of the photodiode 110 in the first capacitor region is incident.
  • the first electrode 131 and the floating diffusion 111 are formed so as to be separated from each other.
  • the first dielectric film 141 is laminated on the first electrode 131.
  • the second electrode 151 is laminated on the first dielectric film 141.
  • the second capacitor section 122 is a capacitor arranged on the surface of the first capacitor section 121 opposite to the photodiode 110 side.
  • the second capacitor portion 122 has a third electrode 132, a second dielectric film 142, and a fourth electrode 152.
  • the third electrode 132 is a columnar electrode that forms the PD side electrode 130 and one end (lower end in FIG. 14) is connected to the second electrode 151. Further, a part of the lower side surface of the third electrode 132 is in contact with the intercapacitor insulating film 180 described later.
  • the second dielectric film 142 forms the dielectric film 140 and covers a preset portion of the third electrode 132 including the other end (the upper end in FIG. 14).
  • the fourth electrode 152 is an electrode that forms the anti-PD side electrode 150 and faces the third electrode 132 with the second dielectric film 142 sandwiched between them.
  • the second semiconductor substrate 102 includes an intercapacitor insulating film 180, a first sidewall insulating film 181 and a second sidewall insulating film 182.
  • the intercapacitor insulating film 180 is formed between the second electrode 151 and the second dielectric film 142.
  • the intercapacitor insulating film 180 is formed by using a material different from that of the second dielectric film 142.
  • a material for forming the intercapacitor insulating film 180 for example, an oxide film or a nitride film can be used.
  • the oxide film or nitride film forming the intercapacitor insulating film 180 is used, for example, as a single layer.
  • the intercapacitor insulating film 180 is formed by using a single-layer oxide film on the premise that the second dielectric film 142 is formed by using a material other than the oxide film. The case will be described.
  • the preset portion of the third electrode 132 covered by the second dielectric film 142 is the portion of the third electrode 132 excluding a part (the portion inserted into the intercapacitor insulating film 180).
  • the first sidewall insulating film 181 is formed on the side surface of the second electrode 151, and is formed by using the same material as the intercapacitor insulating film 180. Therefore, in the fifth embodiment, a case where the first sidewall insulating film 181 is formed by using a single-layer oxide film will be described as an example.
  • the first sidewall insulating film 181 may be formed by using a nitride film. In this case, the first sidewall insulating film 181 is formed by using, for example, a single-layer nitride film.
  • the second sidewall insulating film 182 is formed on the side surface of the transfer transistor 112, and is formed by using the same material as the intercapacitor insulating film 180. Therefore, in the fifth embodiment, a case where the second sidewall insulating film 182 is formed by using a single-layer oxide film will be described as an example.
  • the second sidewall insulating film 182 may be formed by using a nitride film. In this case, the second sidewall insulating film 182 is formed by using, for example, a single-layer nitride film.
  • a manufacturing method for manufacturing the solid-state image sensor of the fifth embodiment will be described with reference to FIGS. 14 and 22 with reference to FIGS. 15 to 22.
  • a photodiode 110, a floating diffusion 111, and a transfer transistor 112 are formed on a first semiconductor substrate 101 formed of silicon.
  • the N + region is formed by ion-implanting phosphorus or arsenic into the capacitor region, which is a preset region, in the first semiconductor substrate 101 by using an ion implantation method.
  • the gate oxide film of the transfer transistor 112 is formed.
  • the first dielectric film 141 laminated in the N + region is formed on the upper surface of the N + region by the silicon oxide film formed by the plasma CVD method.
  • the gate electrode of the transfer transistor 112 is formed.
  • the first dielectric is formed by a polycrystalline silicon film formed on the surface of the first dielectric film 141 opposite to the surface facing the N + region (the upper surface in FIG. 15) by the thermal CVD method.
  • the second electrode 151 laminated on the film 141 is formed.
  • an insulating forming film 183 that later becomes an intercapacitor insulating film 180, a first sidewall insulating film 181 and a second sidewall insulating film 182 is deposited on the transfer transistor 112 and the capacitor region.
  • the resist 164 is formed in the capacitor region of the insulation forming film 183.
  • the insulating forming film 183 is etched to form the intercapacitor insulating film 180, the first sidewall insulating film 181 and the second sidewall insulating film 182 as shown in FIG. At this time, since the resist 164 is formed in the capacitor region, the intercapacitor insulating film 180 is deposited on the second electrode 151.
  • the method for manufacturing a solid-state image sensor includes a step of forming an intercapacitor insulating film 180 between the second electrode 151 and the second dielectric film 142. Further, in the step of forming the intercapacitor insulating film 180, the intercapacitor insulating film 180 is formed by using a material different from that of the second dielectric film 142.
  • the method for manufacturing the solid-state imaging device includes a step of forming the first sidewall insulating film 181 formed on the side surface of the second electrode 151. Further, in the step of forming the first sidewall insulating film 181, the first sidewall insulating film 181 is formed using the same material as the intercapacitor insulating film 180. In addition to this, in the step of forming the first sidewall insulating film 181, the first sidewall insulating film 181 is formed by using an oxide film or a nitride film.
  • the method for manufacturing a solid-state image pickup device includes a step of forming a second sidewall insulating film 182 formed on the side surface of the transfer transistor 112. Further, in the step of forming the second sidewall insulating film 182, the second sidewall insulating film 182 is formed by using the same material as the intercapacitor insulating film 180. In addition to this, in the step of forming the second sidewall insulating film 182, the second sidewall insulating film 182 is formed by using an oxide film or a nitride film.
  • the interlayer insulating film 103 is formed by the silicon oxide film formed by the plasma CVD method.
  • the second semiconductor substrate 102 formed by using the epitaxial film is laminated on the surface of the interlayer insulating film 103 opposite to the surface facing the first semiconductor substrate 101 (the upper surface in FIG. 18).
  • the source / drain region 114a of the amplification transistor 114 is formed in the pixel transistor region set at a position different from the capacitor region.
  • a second contact hole is connected to the floating diffusion 111 from a surface of the second semiconductor substrate 102 opposite to the surface facing the interlayer insulating film 103 (the upper surface in FIG. 18). 162 is opened.
  • the first contact hole 160 that penetrates the interlayer insulating film 103 and the intercapacitor insulating film 180 and connects to the second electrode 151 is opened.
  • the FD side wiring electrode 161 and the third electrode 132 are formed at the same time. Further, in the step of forming the third electrode 132, a part of the third electrode 132 including one end is inserted into the intercapacitor insulating film 180 formed in the step of forming the intercapacitor insulating film 180. , The third electrode 132 is formed.
  • 164 is formed into a film.
  • a plasma etching method is used to remove the portion of the interlayer insulating film 103 corresponding to the capacitor region to expose the third electrode 132.
  • the resist 164 is removed.
  • a selective etching condition is set in which the etching rate for the intercapacitor insulating film 180 is slower than the etching rate for the interlayer insulating film 103.
  • the interlayer insulating film 103 formed on the capacitor region is etched, and the etching on the intercapacitor insulating film 180 is suppressed.
  • the method for manufacturing a solid-state imaging device includes a step of forming the second capacitor portion 122 and a step of forming a second dielectric film 142 covering a preset portion including the other end portion of the third electrode 132. .. Further, in the step of forming the second dielectric film 142, a portion of the third electrode 132 excluding a part is covered with the second dielectric film 142 as a preset portion.
  • a fourth electrode 152 is formed by using a refractory metal at a position facing the third electrode with the second dielectric film 142 sandwiched between them by using a sputtering method.
  • the second capacitor portion 122 is formed.
  • a polycrystalline silicon film is formed on the surface of the second semiconductor substrate 102 opposite to the interlayer insulating film 103 by using the thermal CVD method to form a pixel transistor region.
  • one end of the third electrode 132 and a part of the lower side surface come into contact with the intercapacitor insulating film 180. Therefore, as compared with the configurations of the first to fourth embodiments, as shown in FIG. 19, the third electrode 132 when a part of the interlayer insulating film 103 is removed to expose the third electrode 132. It is possible to increase the contact area between the capacitor and the insulating film 180 between the capacitors. As a result, it is possible to prevent the third electrode 132 from collapsing as compared with the configurations of the first to fourth embodiments.
  • the third electrode 132 (conductive plug) is exposed in the step of forming the second capacitor portion 122, in the configurations of the first to fourth embodiments, only the bottom portion of the third electrode 132 is the second electrode. Since it is in contact with the ground contact area, the ground contact area becomes small. Therefore, the third electrode 132 collapses due to the penetration of the cleaning liquid used when removing the interlayer insulating film 103 in the capacitor region. On the other hand, if the shape of the third electrode 132 is made a low columnar shape and the height of the third electrode 132 is lowered so that the third electrode 132 does not fall down, the area of the second capacitor portion 122 is reduced, which is desirable. It becomes difficult to obtain the capacity of.
  • the shape of the third electrode 132 can be made into a high columnar shape without making it a low columnar shape, and the area of the second capacitor portion 122 can be prevented from being reduced to increase the capacitance. It becomes possible to provide a solid-state image pickup device capable of the above. Further, in the configuration of the fifth embodiment, one end of the third electrode 132 is attached to the intercapacitor insulating film 180 formed in the step of forming the intercapacitor insulating film 180 in the step of forming the third electrode 132. The third electrode 132 is formed with a part including the portion inserted. This makes it possible to provide a method for manufacturing a solid-state image sensor, which can prevent the area of the second capacitor portion 122 from being reduced and increase the capacitance.
  • the solid-state image sensor according to the sixth embodiment has a different configuration of the intercapacitor insulating film 180 from the fifth embodiment.
  • the description of the parts common to the fifth embodiment may be omitted.
  • a plurality of openings 180a are formed on the surface of the intercapacitor insulating film 180 that opposes the second dielectric film 142 (the upper surface in FIG. 23).
  • Each of the plurality of openings 180a has an opening area as seen from the length direction of the third electrode 132 (vertical direction in FIG. 23), which is a preset portion of the third electrode 132 covered by the second dielectric film 142.
  • the third electrode 132 is formed in a shape smaller than the cross-sectional area seen from the length direction. Therefore, the portion of the third electrode 132 that is arranged inside the opening 180a has a cross-sectional area seen from the length direction of the third electrode 132 as compared with the portion covered by the second dielectric film 142 of the third electrode 132. Is small.
  • a manufacturing method for manufacturing the solid-state image sensor of the sixth embodiment will be described with reference to FIG. 23 with reference to FIG. 24. The description of the same process as the manufacturing method for manufacturing the solid-state image sensor of the fifth embodiment will be omitted.
  • the solid-state imaging device is manufactured by forming a plurality of openings 180a on the surface of the intercapacitor insulating film 180 that opposes the second dielectric film 142, as shown in FIG. 24, in the step of forming the intercapacitor insulating film 180. Form.
  • the opening area seen from the length direction of the third electrode 132 is the cross-sectional area of the portion of the third electrode 132 set in advance as seen from the length direction of the third electrode 132. It is formed so as to be smaller than.
  • a part of the interlayer insulating film 103 is removed to expose the third electrode 132 as compared with the configuration of the fifth embodiment. It is possible to increase the contact area between the third electrode 132 and the intercapacitor insulating film 180. This makes it possible to provide a solid-state image sensor capable of suppressing the third electrode 132 from collapsing as compared with the configuration of the fifth embodiment. Further, in the configuration of the sixth embodiment, in the step of forming the intercapacitor insulating film 180, the opening 180a is formed on the surface of the intercapacitor insulating film 180 that opposes the second dielectric film 142. This makes it possible to provide a method for manufacturing a solid-state image sensor, which can prevent the third electrode 132 from collapsing as compared with the configuration of the fifth embodiment.
  • the solid-state image sensor according to the seventh embodiment has a second semiconductor substrate configuration different from that of the fifth embodiment.
  • the description of the parts common to the fifth embodiment may be omitted.
  • the function of the intercapacitor insulating film 180, the function of the first sidewall insulating film 181 and the second sidewall insulation are formed in the region where the second semiconductor substrate 102 is formed later.
  • An integrated insulating film 184 having the function of the film 182 is formed.
  • a manufacturing method for manufacturing the solid-state image sensor of the seventh embodiment will be described with reference to FIG. 25 with reference to FIG. 26. The description of the same process as the manufacturing method for manufacturing the solid-state image sensor of the fifth embodiment will be omitted.
  • an insulation forming film 183 which will later become an integrated insulating film 184, is deposited on the transfer transistor 112 and the capacitor region. After that, as shown in FIG. 25, the third electrode 132 is formed, and the insulating forming film 183 functions as the integrated insulating film 184.
  • the insulating forming film 183 is etched to form the intercapacitor insulating film 180, the first sidewall insulating film 181 and the second sidewall. It is possible to reduce the number of steps for forming the insulating film 182. This makes it possible to provide a solid-state image sensor capable of simplifying the manufacturing process.
  • the insulating forming film 183 is etched to form the intercapacitor insulating film 180, the first sidewall insulating film 181 and the second. It is possible to reduce the number of steps for forming the sidewall insulating film 182. This makes it possible to provide a method for manufacturing a solid-state image sensor that can simplify the manufacturing process.
  • the solid-state image sensor of the present technology can have, for example, the configuration shown in FIG. 27.
  • the solid-state image sensor 1 shown in FIG. 27 is a CMOS image sensor. Further, the solid-state image sensor 1 has a pixel region 4 as an image pickup area on the semiconductor substrate 100. Further, a peripheral circuit unit (5, 6, 7, 8, 9) including, for example, a vertical drive circuit 5, a column selection circuit 6, a horizontal drive circuit 7, an output circuit 8, and a control circuit 9 in the peripheral region of the pixel region 4.
  • a peripheral circuit unit (5, 6, 7, 8, 9) including, for example, a vertical drive circuit 5, a column selection circuit 6, a horizontal drive circuit 7, an output circuit 8, and a control circuit 9 in the peripheral region of the pixel region 4.
  • the pixel region 4 has, for example, a plurality of unit pixels 3 (corresponding to a photodiode 110) arranged two-dimensionally in a matrix.
  • a pixel drive line VD (specifically, a line selection line and a reset control line) is wired for each pixel row, and a vertical signal line VL is wired for each pixel column.
  • the pixel drive line VD transmits a drive signal for reading a signal from the pixel.
  • One end of the pixel drive line VD is connected to the output end corresponding to each line of the vertical drive circuit 5.
  • the vertical drive circuit 5 is composed of a shift register, an address decoder, and the like.
  • the vertical drive circuit 5 drives each unit pixel 3 in the pixel region 4, for example, in units of rows.
  • the signal output from each unit pixel 3 of the pixel row selectively scanned by the vertical drive circuit 5 is supplied to the column selection circuit 6 through each of the vertical signal lines VL.
  • the column selection circuit 6 is composed of an amplifier, a horizontal selection switch, and the like provided for each vertical signal line VL.
  • the horizontal drive circuit 7 is composed of a shift register, an address decoder, and the like.
  • the horizontal drive circuit 7 drives each horizontal selection switch of the column selection circuit 6 in order while scanning.
  • the signals of each pixel transmitted through each of the vertical signal lines VL are sequentially output to the horizontal signal line VH and transmitted to the outside of the semiconductor substrate 100 through the horizontal signal line VH.
  • the circuit portion including the vertical drive circuit 5, the column selection circuit 6, the horizontal drive circuit 7, and the horizontal signal line VH may be formed on the semiconductor substrate 100, or may be arranged on the external control IC. You may. Further, those circuit portions may be formed on another substrate connected by a cable or the like.
  • the control circuit 9 receives a clock given from the outside of the semiconductor substrate 100, data for instructing an operation mode, and the like, and outputs data such as internal information of the solid-state image sensor 1. Further, the control circuit 9 has a timing generator that generates various timing signals, and based on the various timing signals generated by the timing generator, the vertical drive circuit 5, the column selection circuit 6, the horizontal drive circuit 7, etc. Controls the drive of peripheral circuits.
  • FIG. 28 shows a schematic configuration of an electronic device 2 (camera) as a second application example.
  • the electronic device 2 is, for example, a video camera capable of capturing a still image or a moving image, and drives a solid-state image sensor 1, an optical system (optical lens) 201, a shutter device 202, a solid-state image sensor 1 and a shutter device 202. It has a drive unit 204 and a signal processing unit 203.
  • the optical system 201 guides the image light (incident light) from the subject to the pixel region 4 of the solid-state image sensor 1.
  • the optical system 201 may be composed of a plurality of optical lenses.
  • the shutter device 202 controls the light irradiation period and the light blocking period of the solid-state image sensor 1.
  • the drive unit 204 controls the transfer operation of the solid-state image sensor 1 and the shutter operation of the shutter device 202.
  • the signal processing unit 203 performs various signal processing on the signal output from the solid-state image sensor 1.
  • the video signal after signal processing is stored in a storage medium such as a memory, or is output to a monitor or the like.
  • the technology according to the present disclosure can be applied to various products.
  • the technology according to the present disclosure is realized as a device mounted on a moving body of any kind such as an automobile, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a motorcycle, a bicycle, a personal mobility, an airplane, a drone, a ship, and a robot. You may.
  • FIG. 29 is a block diagram showing a schematic configuration example of a vehicle control system, which is an example of a mobile control system to which the technology according to the present disclosure can be applied.
  • the vehicle control system 12000 includes a plurality of electronic control units connected via the communication network 12001.
  • the vehicle control system 12000 includes a drive system control unit 12010, a body system control unit 12020, an outside information detection unit 12030, an in-vehicle information detection unit 12040, and an integrated control unit 12050.
  • a microcomputer 12051, an audio image output unit 12052, and an in-vehicle network I / F (Interface) 12053 are shown as a functional configuration of the integrated control unit 12050.
  • the drive system control unit 12010 controls the operation of the device related to the drive system of the vehicle according to various programs.
  • the drive system control unit 12010 provides a driving force generator for generating the driving force of the vehicle such as an internal combustion engine or a driving motor, a driving force transmission mechanism for transmitting the driving force to the wheels, and a steering angle of the vehicle. It functions as a control device such as a steering mechanism for adjusting and a braking device for generating a braking force of a vehicle.
  • the body system control unit 12020 controls the operation of various devices mounted on the vehicle body according to various programs.
  • the body system control unit 12020 functions as a keyless entry system, a smart key system, a power window device, or a control device for various lamps such as headlamps, back lamps, brake lamps, blinkers or fog lamps.
  • the body system control unit 12020 may be input with radio waves transmitted from a portable device that substitutes for the key or signals of various switches.
  • the body system control unit 12020 receives inputs of these radio waves or signals and controls a vehicle door lock device, a power window device, a lamp, and the like.
  • the vehicle outside information detection unit 12030 detects information outside the vehicle equipped with the vehicle control system 12000.
  • the image pickup unit 12031 is connected to the vehicle exterior information detection unit 12030.
  • the vehicle outside information detection unit 12030 causes the image pickup unit 12031 to capture an image of the outside of the vehicle and receives the captured image.
  • the vehicle exterior information detection unit 12030 may perform object detection processing or distance detection processing such as a person, a vehicle, an obstacle, a sign, or characters on the road surface based on the received image.
  • the image pickup unit 12031 is an optical sensor that receives light and outputs an electric signal according to the amount of the light received.
  • the imaging unit 12031 can output an electric signal as an image or can output it as distance measurement information. Further, the light received by the imaging unit 12031 may be visible light or invisible light such as infrared light.
  • the in-vehicle information detection unit 12040 detects the in-vehicle information.
  • a driver state detection unit 12041 that detects the driver's state is connected to the in-vehicle information detection unit 12040.
  • the driver state detection unit 12041 includes, for example, a camera that images the driver, and the in-vehicle information detection unit 12040 determines the degree of fatigue or concentration of the driver based on the detection information input from the driver state detection unit 12041. It may be calculated, or it may be determined whether the driver is dozing.
  • the microcomputer 12051 calculates the control target value of the driving force generator, the steering mechanism, or the braking device based on the information inside and outside the vehicle acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030 or the vehicle interior information detection unit 12040, and the drive system control unit.
  • a control command can be output to 12010.
  • the microcomputer 12051 realizes ADAS (Advanced Driver Assistance System) functions including vehicle collision avoidance or impact mitigation, follow-up driving based on inter-vehicle distance, vehicle speed maintenance driving, vehicle collision warning, vehicle lane deviation warning, and the like. It is possible to perform cooperative control for the purpose of.
  • ADAS Advanced Driver Assistance System
  • the microcomputer 12051 controls the driving force generating device, the steering mechanism, the braking device, and the like based on the information around the vehicle acquired by the outside information detection unit 12030 or the inside information detection unit 12040, so that the driver can control the driver. It is possible to perform coordinated control for the purpose of automatic driving that runs autonomously without depending on the operation.
  • the microcomputer 12051 can output a control command to the body system control unit 12030 based on the information outside the vehicle acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030.
  • the microcomputer 12051 controls the headlamps according to the position of the preceding vehicle or the oncoming vehicle detected by the external information detection unit 12030, and performs cooperative control for the purpose of antiglare such as switching the high beam to the low beam. It can be carried out.
  • the audio image output unit 12052 transmits the output signal of at least one of the audio and the image to the output device capable of visually or audibly notifying the passenger or the outside of the vehicle of the information.
  • an audio speaker 12061, a display unit 12062, and an instrument panel 12063 are exemplified as output devices.
  • the display unit 12062 may include, for example, at least one of an onboard display and a heads-up display.
  • FIG. 30 is a diagram showing an example of the installation position of the imaging unit 12031.
  • the imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105 are included.
  • the imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, 12105 are provided at positions such as, for example, the front nose, side mirrors, rear bumpers, back doors, and the upper part of the windshield in the vehicle interior of the vehicle 12100.
  • the imaging unit 12101 provided on the front nose and the imaging unit 12105 provided on the upper part of the windshield in the vehicle interior mainly acquire an image in front of the vehicle 12100.
  • the imaging units 12102 and 12103 provided in the side mirrors mainly acquire images of the side of the vehicle 12100.
  • the imaging unit 12104 provided on the rear bumper or the back door mainly acquires an image of the rear of the vehicle 12100.
  • the imaging unit 12105 provided on the upper part of the windshield in the vehicle interior is mainly used for detecting a preceding vehicle, a pedestrian, an obstacle, a traffic light, a traffic sign, a lane, or the like.
  • FIG. 30 shows an example of the photographing range of the imaging units 12101 to 12104.
  • the imaging range 12111 indicates the imaging range of the imaging unit 12101 provided on the front nose
  • the imaging ranges 12112 and 12113 indicate the imaging ranges of the imaging units 12102 and 12103 provided on the side mirrors, respectively
  • the imaging range 12114 indicates the imaging range of the imaging units 12102 and 12103.
  • the imaging range of the imaging unit 12104 provided on the rear bumper or the back door is shown. For example, by superimposing the image data captured by the imaging units 12101 to 12104, a bird's-eye view image of the vehicle 12100 as viewed from above can be obtained.
  • At least one of the imaging units 12101 to 12104 may have a function of acquiring distance information.
  • at least one of the image pickup units 12101 to 12104 may be a stereo camera composed of a plurality of image pickup elements, or may be an image pickup element having pixels for phase difference detection.
  • the microcomputer 12051 has a distance to each three-dimensional object within the imaging range 12111 to 12114 based on the distance information obtained from the imaging units 12101 to 12104, and a temporal change of this distance (relative velocity with respect to the vehicle 12100).
  • a predetermined speed for example, 0 km / h or more.
  • the microcomputer 12051 can set an inter-vehicle distance to be secured in front of the preceding vehicle in advance, and can perform automatic braking control (including follow-up stop control), automatic acceleration control (including follow-up start control), and the like. In this way, it is possible to perform cooperative control for the purpose of automatic driving or the like in which the vehicle travels autonomously without depending on the operation of the driver.
  • the microcomputer 12051 converts three-dimensional object data related to a three-dimensional object into two-wheeled vehicles, ordinary vehicles, large vehicles, pedestrians, utility poles, and other three-dimensional objects based on the distance information obtained from the imaging units 12101 to 12104. It can be classified and extracted and used for automatic avoidance of obstacles. For example, the microcomputer 12051 distinguishes obstacles around the vehicle 12100 into obstacles that can be seen by the driver of the vehicle 12100 and obstacles that are difficult to see. Then, the microcomputer 12051 determines the collision risk indicating the risk of collision with each obstacle, and when the collision risk is equal to or higher than the set value and there is a possibility of collision, the microcomputer 12051 via the audio speaker 12061 or the display unit 12062. By outputting an alarm to the driver and performing forced deceleration and avoidance steering via the drive system control unit 12010, driving support for collision avoidance can be provided.
  • At least one of the imaging units 12101 to 12104 may be an infrared camera that detects infrared rays.
  • the microcomputer 12051 can recognize a pedestrian by determining whether or not a pedestrian is present in the captured image of the imaging units 12101 to 12104.
  • pedestrian recognition includes, for example, a procedure for extracting feature points in an image captured by an imaging unit 12101 to 12104 as an infrared camera, and pattern matching processing for a series of feature points indicating the outline of an object to determine whether or not the pedestrian is a pedestrian. It is done by the procedure to determine.
  • the audio image output unit 12052 When the microcomputer 12051 determines that a pedestrian is present in the captured images of the imaging units 12101 to 12104 and recognizes the pedestrian, the audio image output unit 12052 outputs a square contour line for emphasizing the recognized pedestrian.
  • the display unit 12062 is controlled so as to superimpose and display. Further, the audio image output unit 12052 may control the display unit 12062 so as to display an icon or the like indicating a pedestrian at a desired position.
  • the above is an example of a vehicle control system to which the technology according to the present disclosure can be applied.
  • the technique according to the present disclosure can be applied to the imaging unit 12031 and the like among the configurations described above.
  • the solid-state image sensor of FIGS. 1 to 4 and 11 to 14 can be applied to the image pickup unit 12031.
  • the technology according to the present disclosure can be applied to various products.
  • the techniques according to the present disclosure may be applied to endoscopic surgery systems.
  • FIG. 31 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an endoscopic surgery system to which the technique according to the present disclosure (the present technique) can be applied.
  • FIG. 31 illustrates how the surgeon (doctor) 11131 is performing surgery on patient 11132 on patient bed 11133 using the endoscopic surgery system 11000.
  • the endoscopic surgery system 11000 includes an endoscope 11100, other surgical tools 11110 such as an abdominal tube 11111 and an energy treatment tool 11112, and a support arm device 11120 that supports the endoscope 11100.
  • a cart 11200 equipped with various devices for endoscopic surgery.
  • the endoscope 11100 is composed of a lens barrel 11101 in which a region having a predetermined length from the tip is inserted into the body cavity of the patient 11132, and a camera head 11102 connected to the base end of the lens barrel 11101.
  • the endoscope 11100 configured as a so-called rigid mirror having a rigid barrel 11101 is illustrated, but the endoscope 11100 may be configured as a so-called flexible mirror having a flexible barrel. Good.
  • An opening in which an objective lens is fitted is provided at the tip of the lens barrel 11101.
  • a light source device 11203 is connected to the endoscope 11100, and the light generated by the light source device 11203 is guided to the tip of the lens barrel by a light guide extending inside the lens barrel 11101 to be an objective. It is irradiated toward the observation target in the body cavity of the patient 11132 through the lens.
  • the endoscope 11100 may be a direct endoscope, a perspective mirror, or a side endoscope.
  • An optical system and an image sensor are provided inside the camera head 11102, and the reflected light (observation light) from the observation target is focused on the image sensor by the optical system.
  • the observation light is photoelectrically converted by the image sensor, and an electric signal corresponding to the observation light, that is, an image signal corresponding to the observation image is generated.
  • the image signal is transmitted as RAW data to the camera control unit (CCU: Camera Control Unit) 11201.
  • CCU Camera Control Unit
  • the CCU11201 is composed of a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), and the like, and comprehensively controls the operations of the endoscope 11100 and the display device 11202. Further, the CCU 11201 receives an image signal from the camera head 11102, and performs various image processes on the image signal for displaying an image based on the image signal, such as development processing (demosaic processing).
  • a CPU Central Processing Unit
  • GPU Graphics Processing Unit
  • the display device 11202 displays an image based on the image signal processed by the CCU 11201 under the control of the CCU 11201.
  • the light source device 11203 is composed of, for example, a light source such as an LED (Light Emitting Diode), and supplies irradiation light to the endoscope 11100 when photographing an operating part or the like.
  • a light source such as an LED (Light Emitting Diode)
  • LED Light Emitting Diode
  • the input device 11204 is an input interface for the endoscopic surgery system 11000.
  • the user can input various information and input instructions to the endoscopic surgery system 11000 via the input device 11204.
  • the user inputs an instruction to change the imaging conditions (type of irradiation light, magnification, focal length, etc.) by the endoscope 11100.
  • the treatment tool control device 11205 controls the drive of the energy treatment tool 11112 for cauterizing, incising, sealing a blood vessel, or the like of a tissue.
  • the pneumoperitoneum device 11206 uses a gas in the pneumoperitoneum tube 11111 to inflate the body cavity of the patient 11132 for the purpose of securing the field of view by the endoscope 11100 and securing the work space of the operator.
  • the recorder 11207 is a device capable of recording various information related to surgery.
  • the printer 11208 is a device capable of printing various information related to surgery in various formats such as text, images, and graphs.
  • the light source device 11203 that supplies the irradiation light to the endoscope 11100 when photographing the surgical site can be composed of, for example, an LED, a laser light source, or a white light source composed of a combination thereof.
  • a white light source is configured by combining RGB laser light sources, the output intensity and output timing of each color (each wavelength) can be controlled with high accuracy. Therefore, the light source device 11203 adjusts the white balance of the captured image. It can be carried out.
  • the laser light from each of the RGB laser light sources is irradiated to the observation target in a time-divided manner, and the drive of the image sensor of the camera head 11102 is controlled in synchronization with the irradiation timing to support each of RGB. It is also possible to capture the image in a time-divided manner. According to this method, a color image can be obtained without providing a color filter on the image sensor.
  • the drive of the light source device 11203 may be controlled so as to change the intensity of the output light at predetermined time intervals.
  • the drive of the image sensor of the camera head 11102 in synchronization with the timing of the change of the light intensity to acquire an image in time division and synthesizing the image, so-called high dynamic without blackout and overexposure. Range images can be generated.
  • the light source device 11203 may be configured to be able to supply light in a predetermined wavelength band corresponding to special light observation.
  • special light observation for example, by utilizing the wavelength dependence of light absorption in body tissue to irradiate light in a narrow band as compared with the irradiation light (that is, white light) in normal observation, the mucosal surface layer.
  • a so-called narrow band imaging is performed in which a predetermined tissue such as a blood vessel is photographed with high contrast.
  • fluorescence observation in which an image is obtained by fluorescence generated by irradiating with excitation light may be performed.
  • the body tissue is irradiated with excitation light to observe the fluorescence from the body tissue (autofluorescence observation), or a reagent such as indocyanine green (ICG) is locally injected into the body tissue and the body tissue is injected. It is possible to obtain a fluorescence image by irradiating excitation light corresponding to the fluorescence wavelength of the reagent.
  • the light source device 11203 may be configured to be capable of supplying narrow band light and / or excitation light corresponding to such special light observation.
  • FIG. 32 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the camera head 11102 and CCU11201 shown in FIG. 31.
  • the camera head 11102 includes a lens unit 11401, an imaging unit 11402, a driving unit 11403, a communication unit 11404, and a camera head control unit 11405.
  • CCU11201 has a communication unit 11411, an image processing unit 11412, and a control unit 11413.
  • the camera head 11102 and CCU11201 are communicably connected to each other by a transmission cable 11400.
  • the lens unit 11401 is an optical system provided at a connection portion with the lens barrel 11101.
  • the observation light taken in from the tip of the lens barrel 11101 is guided to the camera head 11102 and incident on the lens unit 11401.
  • the lens unit 11401 is configured by combining a plurality of lenses including a zoom lens and a focus lens.
  • the image pickup unit 11402 is composed of an image pickup element.
  • the image sensor constituting the image pickup unit 11402 may be one (so-called single plate type) or a plurality (so-called multi-plate type).
  • each image pickup element may generate an image signal corresponding to each of RGB, and a color image may be obtained by synthesizing them.
  • the image pickup unit 11402 may be configured to have a pair of image pickup elements for acquiring image signals for the right eye and the left eye corresponding to 3D (Dimensional) display, respectively.
  • the 3D display enables the operator 11131 to more accurately grasp the depth of the biological tissue in the surgical site.
  • a plurality of lens units 11401 may be provided corresponding to each image pickup element.
  • the imaging unit 11402 does not necessarily have to be provided on the camera head 11102.
  • the image pickup unit 11402 may be provided inside the lens barrel 11101 immediately after the objective lens.
  • the drive unit 11403 is composed of an actuator, and the zoom lens and the focus lens of the lens unit 11401 are moved by a predetermined distance along the optical axis under the control of the camera head control unit 11405. As a result, the magnification and focus of the image captured by the imaging unit 11402 can be adjusted as appropriate.
  • the communication unit 11404 is composed of a communication device for transmitting and receiving various information to and from the CCU11201.
  • the communication unit 11404 transmits the image signal obtained from the image pickup unit 11402 as RAW data to the CCU 11201 via the transmission cable 11400.
  • the communication unit 11404 receives a control signal for controlling the drive of the camera head 11102 from the CCU 11201 and supplies the control signal to the camera head control unit 11405.
  • the control signal includes, for example, information to specify the frame rate of the captured image, information to specify the exposure value at the time of imaging, and / or information to specify the magnification and focus of the captured image. Contains information about the condition.
  • the imaging conditions such as the frame rate, exposure value, magnification, and focus may be appropriately specified by the user, or may be automatically set by the control unit 11413 of the CCU 11201 based on the acquired image signal. Good. In the latter case, the so-called AE (Auto Exposure) function, AF (Auto Focus) function, and AWB (Auto White Balance) function are mounted on the endoscope 11100.
  • AE Auto Exposure
  • AF Automatic Focus
  • AWB Auto White Balance
  • the camera head control unit 11405 controls the drive of the camera head 11102 based on the control signal from the CCU 11201 received via the communication unit 11404.
  • the communication unit 11411 is composed of a communication device for transmitting and receiving various information to and from the camera head 11102.
  • the communication unit 11411 receives an image signal transmitted from the camera head 11102 via the transmission cable 11400.
  • the communication unit 11411 transmits a control signal for controlling the drive of the camera head 11102 to the camera head 11102.
  • Image signals and control signals can be transmitted by telecommunications, optical communication, or the like.
  • the image processing unit 11412 performs various image processing on the image signal which is the RAW data transmitted from the camera head 11102.
  • the control unit 11413 performs various controls related to the imaging of the surgical site and the like by the endoscope 11100 and the display of the captured image obtained by the imaging of the surgical site and the like. For example, the control unit 11413 generates a control signal for controlling the drive of the camera head 11102.
  • control unit 11413 causes the display device 11202 to display an image captured by the surgical unit or the like based on the image signal processed by the image processing unit 11412.
  • the control unit 11413 may recognize various objects in the captured image by using various image recognition techniques. For example, the control unit 11413 detects the shape and color of the edge of an object included in the captured image to remove surgical tools such as forceps, a specific biological part, bleeding, and mist when using the energy treatment tool 11112. Can be recognized.
  • the control unit 11413 may superimpose and display various surgical support information on the image of the surgical unit by using the recognition result. By superimposing and displaying the operation support information and presenting it to the operator 11131, it is possible to reduce the burden on the operator 11131 and to allow the operator 11131 to proceed with the operation reliably.
  • the transmission cable 11400 that connects the camera head 11102 and CCU11201 is an electric signal cable that supports electrical signal communication, an optical fiber that supports optical communication, or a composite cable thereof.
  • the communication was performed by wire using the transmission cable 11400, but the communication between the camera head 11102 and the CCU11201 may be performed wirelessly.
  • the above is an example of an endoscopic surgery system to which the technology according to the present disclosure can be applied.
  • the technique according to the present disclosure can be applied to, for example, the endoscope 11100, the camera head 11102 (imaging unit 11402), and the like) among the configurations described above.
  • the technique according to the present disclosure By applying the technique according to the present disclosure to the endoscope 11100 and the imaging unit 11402, it becomes possible to improve the manufacturing efficiency.
  • the semiconductor device of the present disclosure does not need to include all of the components described in the above-described embodiments and the like, and conversely, other components may be provided.
  • the effects described in the present specification are merely examples and are not limited, and other effects may be obtained.
  • the present technology can have the following configurations.
  • a semiconductor substrate including a photodiode that photoelectrically converts incident light and a floating diffusion that transfers signal charges accumulated in the photodiode.
  • a capacitor having a PD-side electrode arranged on a surface of the photodiode opposite to the surface on which the light is incident, and an anti-PD-side electrode facing the PD-side electrode with a dielectric film interposed therebetween.
  • An amplification transistor that reads out and amplifies the signal charge transferred to the floating diffusion as an electric signal, and The FD side wiring electrode for connecting the floating diffusion and the amplification transistor is provided.
  • the semiconductor substrate includes a first semiconductor substrate on which a pixel circuit including the photodiode and the floating diffusion is arranged, and a second semiconductor substrate laminated on a surface of the first semiconductor substrate opposite to the photodiode side.
  • the capacitors include a first capacitor portion formed in a first capacitor region preset on the first semiconductor substrate, a second capacitor portion arranged on a surface of the first capacitor portion opposite to the photodiode side, and a second capacitor portion.
  • the first capacitor portion includes a first electrode arranged on a surface of the first capacitor region opposite to the photodiode side, a first dielectric film laminated on the first electrode, and a laminate on the first dielectric film.
  • the second capacitor portion has a columnar third electrode that forms the PD side electrode and one end of which is connected to the second electrode and is formed inside the first contact hole, and the dielectric film.
  • a second dielectric film covering a portion of the third electrode other than the portion connected to the second electrode and the anti-PD side electrode are formed, and the second dielectric film is sandwiched between the second dielectric film. It has a fourth electrode facing the electrode and The solid-state imaging device according to (2) above, wherein the first electrode and the floating diffusion are formed so as to be separated from each other. (4) The solid-state image sensor according to (3) above, wherein the second electrode is formed by using a polycrystalline silicon film. (5) The solid-state imaging device according to (3) or (4), wherein at least one of the third electrode and the fourth electrode is formed of a refractory metal.
  • the solid-state imaging device according to any one of (3) to (5) above, wherein the second dielectric film is formed by using a ferroelectric film.
  • the first capacitor portion includes a first electrode arranged on a surface of the first capacitor region opposite to the photodiode side, a first dielectric film laminated on the first electrode, and a laminate on the first dielectric film.
  • the second capacitor portion has a columnar third electrode that forms the PD side electrode and one end of which is connected to the second electrode and is formed inside the first contact hole, and the dielectric film.
  • a second dielectric film covering a portion of the third electrode other than the portion connected to the second electrode and the anti-PD side electrode are formed, and the second dielectric film is sandwiched between the second dielectric film.
  • the solid-state image sensor according to (2) above has a fourth electrode facing the electrode and The solid-state image sensor according to (2) above, wherein a part of the first electrode includes the floating diffusion.
  • the semiconductor substrate includes a first semiconductor substrate on which a pixel circuit including the photodiode and the floating diffusion is arranged, and a second semiconductor substrate laminated on a surface of the first semiconductor substrate opposite to the photodiode side. And, including The first semiconductor substrate includes a mounting electrode laminated on a surface of the photodiode opposite to the surface on which the light is incident. The PD-side electrode is formed, and one end of the electrode is connected to the above-mentioned electrode, and a columnar third electrode formed inside the first contact hole forms the dielectric film, and the first contact hole is formed.
  • a second dielectric film that covers a portion other than the portion connected to the previously described electrode of the three electrodes and a fourth electrode that forms the anti-PD side electrode and faces the third electrode with the second dielectric film sandwiched between them.
  • (12) The solid-state image sensor according to (11), wherein at least one of the third electrode and the fourth electrode is formed of a refractory metal.
  • (13) The solid-state imaging device according to (11) or (12) above, wherein the second dielectric film is formed by using a ferroelectric film.
  • the capacitor includes a first capacitor portion formed in a first capacitor region preset on the semiconductor substrate, and a second capacitor portion arranged on a surface of the first capacitor portion opposite to the photodiode side.
  • the first capacitor portion includes a first electrode arranged on a surface of the first capacitor region opposite to the photodiode side, a first dielectric film laminated on the first electrode, and a laminate on the first dielectric film.
  • the second capacitor portion has a columnar third electrode that forms the PD side electrode and one end of which is connected to the second electrode and is formed inside the first contact hole, and the dielectric film.
  • a second dielectric film covering a portion of the third electrode other than the portion connected to the second electrode and the anti-PD side electrode are formed, and the second dielectric film is sandwiched between the second dielectric film.
  • the solid-state imaging device according to (1) has a fourth electrode facing the electrode and The solid-state imaging device according to (1), wherein the first electrode and the floating diffusion are formed so as to be separated from each other.
  • the capacitor includes a first capacitor portion formed in a first capacitor region preset on the semiconductor substrate, and a second capacitor portion arranged on a surface of the first capacitor portion opposite to the photodiode side.
  • the first capacitor portion includes a first electrode arranged on a surface of the first capacitor region opposite to the photodiode side, a first dielectric film laminated on the first electrode, and a laminate on the first dielectric film.
  • the second capacitor portion forms the PD side electrode, and one end portion is connected to the second electrode, and a columnar third electrode formed inside the first contact hole, and the dielectric film.
  • the second dielectric film covering a preset portion including the other end of the third electrode and the anti-PD side electrode are formed, and the second dielectric film is sandwiched between the second dielectric film. It has a fourth electrode facing the third electrode and The first electrode and the floating diffusion are formed so as to be separated from each other.
  • An intercapacitor insulating film formed between the second electrode and the second dielectric film is provided. A part of the third electrode including one end thereof is inserted into the intercapacitor insulating film.
  • a transfer transistor for turning on or off the transfer of electric charge from the photodiode to the floating diffusion, and a second sidewall insulating film formed on the side surface of the transfer transistor are provided.
  • the opening area seen from the length direction of the third electrode is the length direction of the preset portion of the third electrode.
  • a process of forming a photodiode that photoelectrically converts incident light and a floating diffusion that transfers signal charges accumulated in the photodiode on a semiconductor substrate A step of forming a capacitor having a PD-side electrode arranged on a surface of the photodiode opposite to the surface on which the light is incident, and an anti-PD-side electrode facing the PD-side electrode with a dielectric film interposed therebetween.
  • a step of forming an amplification transistor that reads out and amplifies the signal charge transferred to the floating diffusion as an electric signal is provided.
  • the first contact hole that forms at least a part of the PD side electrode inside and the FD side wiring electrode that connects the floating diffusion and the amplification transistor are formed inside.
  • Manufacture of a solid-state image sensor including a step of simultaneously forming a shape in the semiconductor substrate as a shape extending along the thickness direction of the semiconductor substrate and a step of simultaneously forming the FD side wiring electrode and the PD side electrode.
  • Method. (26) A process of forming a photodiode that photoelectrically converts incident light and a floating diffusion that transfers signal charges accumulated in the photodiode on a semiconductor substrate.
  • a step of forming an amplification transistor that reads out and amplifies the signal charge transferred to the floating diffusion as an electric signal is provided.
  • a first contact hole for forming at least a part of the PD side electrode inside and a second contact hole for forming an FD side wiring electrode for connecting the floating diffusion and the amplification transistor are formed inside.
  • a method for manufacturing a solid-state image sensor which comprises a step of simultaneously forming and in the semiconductor substrate as a shape extending along the thickness direction of the semiconductor substrate.
  • (27) A process of forming a photodiode that photoelectrically converts incident light and a floating diffusion that transfers signal charges accumulated in the photodiode on a semiconductor substrate.
  • a step of forming an amplification transistor that reads out and amplifies the signal charge transferred to the floating diffusion as an electric signal is provided.
  • the PD side electrode is formed in the first contact hole that forms at least a part of the PD side electrode inside, and the FD side wiring electrode that connects the floating diffusion and the amplification transistor is formed.
  • a method for manufacturing a solid-state image sensor which comprises a step of simultaneously forming the FD-side wiring electrode in a second contact hole to be formed inside.
  • (28) A process of forming a photodiode that photoelectrically converts incident light and a floating diffusion that transfers signal charges accumulated in the photodiode on a semiconductor substrate.
  • the step of forming the capacitor is arranged on a surface opposite to the step of forming the first capacitor portion formed in the first capacitor region set in advance on the semiconductor substrate and the photodiode side of the first capacitor portion.
  • the steps of forming the first capacitor portion include a step of forming a first electrode arranged on a surface opposite to the photodiode side of the first capacitor region and a first dielectric film laminated on the first electrode.
  • It includes a step of forming and a step of forming a second electrode laminated on the first dielectric film.
  • a columnar third electrode formed inside the first contact hole while forming the PD side electrode and connecting one end to the second electrode is formed.
  • a step of forming an intercapacitor insulating film between the second electrode and the second dielectric film is further included.
  • a part of the third electrode including the one end is inserted into the intercapacitor insulating film.
  • a method for manufacturing a solid-state image sensor in which a portion of the third electrode excluding a part of the third electrode is covered with the second dielectric film as the preset portion is provided.
  • the step of forming the first sidewall insulating film formed on the side surface of the second electrode is further included.
  • the solid-state image sensor according to (28) or (29) above which forms the first sidewall insulating film using the same material as the intercapacitor insulating film.
  • Method. (31) The method for manufacturing a solid-state image sensor according to (30), wherein in the step of forming the first sidewall insulating film, the first sidewall insulating film is formed by using an oxide film or a nitride film. (32) Further including a step of forming a transfer transistor for turning on or off the transfer of electric charge from the photodiode to the floating diffusion, and a step of forming a second sidewall insulating film formed on the side surface of the transfer transistor.
  • Method of manufacturing the element (33) The method for manufacturing a solid-state image sensor according to (32), wherein the second sidewall insulating film is formed by using an oxide film or a nitride film in the step of forming the second sidewall insulating film. (34) In the step of forming the intercapacitor insulating film, the opening area of the intercapacitor insulating film on the surface facing the second dielectric film as seen from the length direction of the third electrode is formed among the third electrodes. The method for manufacturing a solid-state image sensor according to any one of (28) to (33), wherein an opening smaller than the cross-sectional area of the preset portion as viewed from the length direction is formed.
  • 1 Solid-state imaging element, 2 ... Electronic equipment, 3 ... Unit pixel, 4 ... Pixel region, 5 ... Vertical drive circuit, 6 ... Column selection circuit, 7 ... Horizontal drive circuit, 8 ... Output circuit, 9 ... Control circuit, 100 ... Semiconductor substrate, 101 ... First semiconductor substrate, 102 ... Second semiconductor substrate, 103 ... Intermediate insulating film, 110 ... Photodiode, 111 ... Floating diffusion, 112 ... Transfer electrode, 113 ... Reset transistor, 114 ... Amplification transistor, 114a ... Source / drain region of amplification transistor 114, 115 ... Switch transistor, 116 ... Selective transistor, 120 ... Capsule, 121 ... First capacitor section, 122 ...
  • Second capacitor section 130 ... PD side electrode, 131 ... First electrode, 131a ... N + region, 132 ... third electrode, 140 ... dielectric film, 141 ... first dielectric film, 142 ... second dielectric film, 150 ... anti-PD side electrode, 151 ... second electrode, 152 ... fourth electrode, 160 ... 1st contact hole, 161 ... FD side wiring electrode, 162 ... 2nd contact hole, 163 ... 5th electrode, 164 ... resist, 170 ... mounting electrode, 180 ... inter-semiconductor insulating film, 180a ... opening, 181 ... 1st sidewall insulating film, 182 ... 2nd sidewall insulating film, 183 ...
  • Stomach device 11207 ... Recorder, 11208 ... Printer, 11400 ... Transmission cable, 11401 ... Lens unit, 11402 ... Imaging unit, 11403 ... Drive unit, 11404 ... Communication unit, 11405 ... Camera head control unit, 11411 ... Communication unit, 11412 ... Image processing unit, 11413 ... Control unit, 12000 ... Vehicle control system, 12001 ... Communication network, 12010 Drive system control unit ..., 12020 ... Body system control unit, 12030 ... External information detection unit, 12031 (1210) 1 to 12105) ... Imaging unit, 12040 ... Vehicle information detection unit, 12041 ... Driver status detection unit, 12050 ... Integrated control unit, 12051 ... Microcomputer, 12052 ... Audio image output unit, 12053 ...
  • In-vehicle network I / F 12061 ... Audio speaker, 12062 ... Display unit, 12063 ... Instrument panel, 12100 ... Vehicle, 12111-12114 ... Imaging range, VD ... Pixel drive line, VL ... Vertical signal line, VH ... Horizontal signal line

Landscapes

  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

フォトダイオードと、フローティングディフュージョンを含む半導体基板と、フォトダイオードの光が入射する面と反対の面に配置したＰＤ側電極と、ＰＤ側電極と誘電膜を間に挟んで対向する反ＰＤ側電極を有するキャパシタと、増幅トランジスタと、フローティングディフュージョンと増幅トランジスタとを接続するＦＤ側配線電極を備え、ＰＤ側電極の少なくとも一部とＦＤ側配線電極とは、半導体基板内に半導体基板の厚さ方向に沿って延びる形状に形成され、ＰＤ側電極の少なくとも一部を内部に形成する第１コンタクトホールの一端とＦＤ側配線電極を内部に形成する第２コンタクトホールの一端は、共に半導体基板のフォトダイオード側とは反対の面に位置している固体撮像素子。

Description

固体撮像素子、固体撮像素子の製造方法
　本開示に係る技術（本技術）は、例えば、裏面照射型の固体撮像素子と、固体撮像素子の製造方法に関する。
　裏面照射型の固体撮像素子にキャパシタを配置する場合、例えば、入射光を基準として、フォトダイオードの下側にＭＩＳ（Ｍｅｔａｌ　Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ　Ｓｉｌｉｃｏｎ）構造でキャパシタを形成する構成を用いる。しかしながら、ＭＩＳ構造でキャパシタを形成する構成では、固体撮像素子の微細化により、フォトダイオードの面積が減少すると、キャパシタを配置する面積が減少するため、キャパシタに要求される容量を得るために必要な占有面積の確保が困難である。
　そこで、例えば、特許文献１に開示されている技術のように、フォトダイオード等を形成した第１半導体基板と、画素トランジスタを形成した第２半導体基板とを積層した構成において、第２半導体基板にトレンチキャパシタを形成する技術がある。特許文献１に開示されている技術であれば、面積を減少させることなくキャパシタの面積を確保することが可能となる。
特開２０１５－５０４６３号公報
　しかしながら、特許文献１に開示されている技術では、第２半導体基板にトレンチキャパシタを形成した後に、第１半導体基板と第２半導体基板を積層して、固体撮像素子を形成する。このため、トレンチキャパシタを形成するために専用の工程が多く必要となり、製造に要する工程数が増加するという問題点がある。
　本技術は、上記問題点を鑑み、製造に要する工程数を削減することが可能な固体撮像素子と、固体撮像素子の製造方法を提供することを目的とする。
　本技術の一態様に係る固体撮像素子は、半導体基板と、キャパシタと、増幅トランジスタと、ＦＤ側配線電極とを備える。半導体基板は、入射した光を光電変換するフォトダイオードと、フォトダイオードに蓄積された信号電荷が転送されるフローティングディフュージョンとを含む。キャパシタは、フォトダイオードの光が入射する面と反対の面に配置したＰＤ側電極と、ＰＤ側電極と誘電膜を間に挟んで対向する反ＰＤ側電極と、を有する。増幅トランジスタは、フローティングディフュージョンに転送された信号電荷を電気信号として読み出して増幅する。ＦＤ側配線電極は、フローティングディフュージョンと増幅トランジスタとを接続する。また、ＰＤ側電極の少なくとも一部とＦＤ側配線電極とは、半導体基板内に半導体基板の厚さ方向に沿って延びる形状に形成されている。さらに、ＰＤ側電極の少なくとも一部を内部に形成する第１コンタクトホールの一端とＦＤ側配線電極を内部に形成する第２コンタクトホールの一端は、共に半導体基板のフォトダイオード側とは反対の面に位置している。
　本技術の一態様に係る固体撮像素子の製造方法は、半導体基板に、入射した光を光電変換するフォトダイオードと、フォトダイオードに蓄積された信号電荷が転送されるフローティングディフュージョンと、を形成する工程を備える。さらに、フォトダイオードの光が入射する面と反対の面に配置したＰＤ側電極と、ＰＤ側電極と誘電膜を間に挟んで対向する反ＰＤ側電極と、を有するキャパシタを形成する工程を備える。これに加え、フローティングディフュージョンに転送された信号電荷を電気信号として読み出して増幅する増幅トランジスタを形成する工程を備える。そして、キャパシタを形成する工程は、ＰＤ側電極の少なくとも一部を内部に形成する第１コンタクトホールとフローティングディフュージョンと増幅トランジスタとを接続するＦＤ側配線電極を内部に形成する第２コンタクトホールとを半導体基板内に半導体基板の厚さ方向に沿って延びる形状として同時に形成する工程と、ＦＤ側配線電極とＰＤ側電極とを同時に形成する工程と、を含む。
　本技術の一態様に係る固体撮像素子の製造方法は、半導体基板に、入射した光を光電変換するフォトダイオードと、フォトダイオードに蓄積された信号電荷が転送されるフローティングディフュージョンと、を形成する工程を備える。さらに、フォトダイオードの光が入射する面と反対の面に配置したＰＤ側電極と、ＰＤ側電極と誘電膜を間に挟んで対向する反ＰＤ側電極と、を有するキャパシタを形成する工程を備える。これに加え、フローティングディフュージョンに転送された信号電荷を電気信号として読み出して増幅する増幅トランジスタを形成する工程を備える。そして、キャパシタを形成する工程は、ＰＤ側電極の少なくとも一部を内部に形成する第１コンタクトホールとフローティングディフュージョンと増幅トランジスタとを接続するＦＤ側配線電極を内部に形成する第２コンタクトホールとを半導体基板内に半導体基板の厚さ方向に沿って延びる形状として同時に形成する工程を含む。
　本技術の一態様に係る固体撮像素子の製造方法は、半導体基板に、入射した光を光電変換するフォトダイオードと、フォトダイオードに蓄積された信号電荷が転送されるフローティングディフュージョンと、を形成する工程を備える。さらに、フォトダイオードの光が入射する面と反対の面に配置したＰＤ側電極と、ＰＤ側電極と誘電膜を間に挟んで対向する反ＰＤ側電極と、を有するキャパシタを形成する工程を備える。これに加え、フローティングディフュージョンに転送された信号電荷を電気信号として読み出して増幅する増幅トランジスタを形成する工程を備える。そして、ＰＤ側電極の少なくとも一部を内部に形成する第１コンタクトホールへのＰＤ側電極の形成と、フローティングディフュージョンと増幅トランジスタとを接続するＦＤ側配線電極を内部に形成する第２コンタクトホールへのＦＤ側配線電極の形成と、を同時に行う工程を含む。
第１実施形態に係る固体撮像素子のうち、第１半導体基板の構成を示す俯瞰図である。 第１実施形態に係る固体撮像素子のうち、第２半導体基板の構成を示す俯瞰図である。 第１実施形態に係る固体撮像素子の等価回路を示す回路図である。 図２のＩＶ－ＩＶ線断面図である。 第１実施形態に係る固体撮像素子の製造方法を示す断面図である。 第１実施形態に係る固体撮像素子の製造方法を示す断面図である。 第１実施形態に係る固体撮像素子の製造方法を示す断面図である。 第１実施形態に係る固体撮像素子の製造方法を示す断面図である。 第１実施形態に係る固体撮像素子の製造方法を示す断面図である。 第１実施形態に係る固体撮像素子の製造方法を示す断面図である。 第２実施形態に係る半導体装置の構成を示す断面図である。 第３実施形態に係る半導体装置の構成を示す断面図である。 第４実施形態に係る半導体装置の構成を示す断面図である。 第５実施形態に係る半導体装置の構成を示す断面図である。 第５実施形態に係る固体撮像素子の製造方法を示す断面図である。 第５実施形態に係る固体撮像素子の製造方法を示す断面図である。 第５実施形態に係る固体撮像素子の製造方法を示す断面図である。 第５実施形態に係る固体撮像素子の製造方法を示す断面図である。 第５実施形態に係る固体撮像素子の製造方法を示す断面図である。 第５実施形態に係る固体撮像素子の製造方法を示す断面図である。 第５実施形態に係る固体撮像素子の製造方法を示す断面図である。 第５実施形態に係る固体撮像素子の製造方法を示す断面図である。 第６実施形態に係る固体撮像素子の構成を示す断面図である。 第６実施形態に係る固体撮像素子の製造方法を示す断面図である。 第７実施形態に係る固体撮像素子の構成を示す断面図である。 第７実施形態に係る固体撮像素子の製造方法を示す断面図である。 本技術の第１適用例としての撮像装置の一例を示す断面図である。 本技術の第２適用例としての電子機器の一例を示す断面図である。 本技術の第３適用例としての車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。 本技術の第３適用例としての車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。 本技術の第４適用例としての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、図面を参照して、本技術の実施形態を説明する。図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付し、重複する説明を省略する。各図面は模式的なものであり、現実のものとは異なる場合が含まれる。以下に示す実施形態は、本技術の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本技術の技術的思想は、下記の実施形態に例示した装置や方法に特定するものでない。本技術の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることが可能である。
　（第１実施形態）
　＜固体撮像素子の全体構成＞
　第１実施形態に係る固体撮像素子は、例えば、裏面照射型の固体撮像素子である。
　図１から図４に示すように、固体撮像素子は、第１半導体基板１０１と、第２半導体基板１０２とを含む半導体基板を備える。
　第１半導体基板１０１は、フォトダイオード１１０と、フローティングディフュージョン１１１とを備える画素回路を配置した基板である。
　第２半導体基板１０２は、第１半導体基板１０１のフォトダイオード１１０側とは反対の面（図４中では、上側の面）に積層した基板である。なお、図２には、隣接した画素の第２半導体基板１０２ＮＰを図示している。
　第２半導体基板１０２の第１半導体基板１０１と対向する面と反対の面（図４中では、上側の面）には、第５電極１６３が形成されている。
　第５電極１６３は、例えば、多結晶シリコン膜を用いて形成されている。また、第５電極１６３は、固体撮像素子の等価回路を構成する配線を形成している。
　フォトダイオード１１０は、入射した光を光電変換し、光電変換の光量に応じた電荷を生成して蓄積する。
　フォトダイオード１１０の一端は、接地されている。フォトダイオード１１０の他端は、転送トランジスタ１１２のソース電極に接続されている。
　フローティングディフュージョン１１１は、転送トランジスタ１１２のドレイン電極と、スイッチトランジスタ１１５のソース電極と、増幅トランジスタ１１４のゲート電極とを接続する点（接続点）に形成されている。
　また、フローティングディフュージョン１１１は、フォトダイオード１１０から転送トランジスタ１１２を介して転送されてくる電荷を蓄積し、電圧に変換する。すなわち、フローティングディフュージョン１１１は、フォトダイオード１１０に蓄積された信号電荷が転送される。
　転送トランジスタ１１２は、フォトダイオード１１０とフローティングディフュージョン１１１との間に配置されている。転送トランジスタ１１２のドレイン電極は、リセットトランジスタ１１３のドレイン電極と、増幅トランジスタ１１４のゲート電極に接続されている。
　また、転送トランジスタ１１２は、図外のタイミング制御部からゲート電極に供給される駆動信号に従って、フォトダイオード１１０からフローティングディフュージョン１１１への電荷の転送をオン又はオフする。
　スイッチトランジスタ１１５は、フローティングディフュージョン１１１とリセットトランジスタ１１３との間に配置されている。スイッチトランジスタ１１５のドレイン電極は、リセットトランジスタ１１３のソース電極と、キャパシタ１２０に接続されている。
　また、スイッチトランジスタ１１５は、図外の切り替え制御部からゲート電極に供給される切り替え信号に従って、キャパシタ１２０からフローティングディフュージョン１１１への電荷の転送をオン又はオフする。
　キャパシタ１２０は、ＰＤ側電極１３０と、誘電膜１４０と、反ＰＤ側電極１５０とを有する。
　ＰＤ側電極１３０は、フォトダイオード１１０の光が入射する面と反対の面に配置した電極である。
　反ＰＤ側電極１５０は、ＰＤ側電極１３０と誘電膜１４０を間に挟んで対向する電極である。
　また、キャパシタ１２０は、第１キャパシタ部１２１と、第２キャパシタ部１２２とを含む。
　第１キャパシタ部１２１は、第１半導体基板１０１に予め設定した第１キャパシタ領域に形成したキャパシタである。
　第１キャパシタ領域は、第１半導体基板１０１のフローティングディフュージョン１１１を配置した位置と異なる位置に設定されている。
　第１キャパシタ部１２１は、第１電極１３１と、第１誘電膜１４１と、第２電極１５１とを有する。
　第１電極１３１は、第１キャパシタ領域のフォトダイオード１１０の光が入射する面と反対の面に配置した電極である。第１電極１３１とフローティングディフュージョン１１１とは、互いに離間して形成されている。
　また、第１電極１３１は、第１キャパシタ領域にイオン注入したリン又はヒ素を用いて形成されている。
　第１誘電膜１４１は、第１電極１３１に積層されている。
　また、第１誘電膜１４１は、酸化シリコン膜を用いて形成されている。
　第２電極１５１は、第１誘電膜１４１に積層されている。
　また、第２電極１５１は、多結晶シリコン膜を用いて形成されている。
　第２キャパシタ部１２２は、第１キャパシタ部１２１のフォトダイオード１１０側とは反対の面に配置したキャパシタである。
　第２キャパシタ部１２２は、第３電極１３２と、第２誘電膜１４２と、第４電極１５２とを有する。
　第３電極１３２は、ＰＤ側電極１３０を形成し、且つ一方の端部（図４中では、下側の端部）が第２電極１５１と接続する柱状の電極である。
　また、第３電極１３２は、タングステン、窒化チタン、コバルト、ルテニウム等の高融点金属を用いて形成されている。なお、高融点金属とは、例えば、鉄の融点以上の融点を有する金属である。
　さらに、第３電極１３２は、第１コンタクトホール１６０の内部に形成されている。
　第１コンタクトホール１６０は、半導体基板（第１半導体基板１０１、第２半導体基板１０２）内において、半導体基板の厚さ方向に沿って延びる形状に形成された空隙部である。
　したがって、ＰＤ側電極１３０を形成する第３電極１３２は、第１コンタクトホール１６０の内部に形成されている。すなわち、ＰＤ側電極１３０の少なくとも一部は、第１コンタクトホール１６０の内部に形成されているとともに、半導体基板内に、半導体基板の厚さ方向に沿って延びる形状に形成されている。
　また、ＰＤ側電極１３０を形成する第３電極１３２は、一部が第１半導体基板１０１の内部に形成されており、残りの部分が第２半導体基板１０２の内部に形成されている。
　また、第１コンタクトホール１６０の一部は、第１半導体基板１０１の内部に形成されており、第１コンタクトホール１６０の残りの部分は、第２半導体基板１０２の内部に形成されている。
　第２誘電膜１４２は、誘電膜１４０を形成し、且つ第３電極１３２の第２電極１５１と接続する部分以外（第３電極１３２の側面及び上面）を覆う。
　したがって、第２誘電膜１４２の一部は、第１半導体基板１０１の内部に形成されており、第２誘電膜１４２の残りの部分は、第２半導体基板１０２の内部に形成されている。
　また、第２誘電膜１４２は、強誘電体膜を用いて形成されている。
　強誘電体膜としては、酸化膜と窒化膜の積層膜、酸化膜と五酸化タンタル膜の積層膜、窒化膜と五酸化タンタル膜の積層膜、酸化膜と窒化膜と五酸化タンタル膜の積層膜、ハフニウム及びハフニウム合金材料、ＢＳＴやＰＺＴ等を用いることが可能である。
　第４電極１５２は、反ＰＤ側電極１５０を形成し、且つ第２誘電膜１４２を間に挟んで第３電極１３２と対向する電極である。
　また、第４電極１５２は、第３電極１３２と同様、タングステン、窒化チタン、コバルト、ルテニウム等の高融点金属を用いて形成されている。
　また、固体撮像素子は、フローティングディフュージョン１１１と増幅トランジスタ１１４とを接続するＦＤ側配線電極１６１を備える。
　ＦＤ側配線電極１６１は、第２コンタクトホール１６２の内部に形成されている。
　また、ＦＤ側配線電極１６１は、第３電極１３２と同様、タングステン、窒化チタン、コバルト、ルテニウム等の高融点金属を用いて形成されている。
　第２コンタクトホール１６２は、半導体基板（第１半導体基板１０１、第２半導体基板１０２）の内部において、半導体基板の厚さ方向に沿って延びる形状に形成された空隙部である。
　したがって、ＦＤ側配線電極１６１の一部は、第１半導体基板１０１の内部に形成されており、ＦＤ側配線電極１６１の残りの部分は、第２半導体基板１０２の内部に形成されている。また、ＦＤ側配線電極１６１は、半導体基板内に、半導体基板の厚さ方向に沿って延びる形状に形成されている。
　また、第１コンタクトホール１６０の一端と第２コンタクトホール１６２の一端（共に、図４では、上側の開口端）は、共に半導体基板（第１半導体基板１０１、第２半導体基板１０２）の、フォトダイオード１１０側とは反対の面に位置している。
　リセットトランジスタ１１３は、ソース電極がスイッチトランジスタ１１５に接続され、ドレイン電極が電源配線ＶＤＤに接続されている。
　また、リセットトランジスタ１１３は、タイミング制御部からゲート電極に供給される駆動信号に従って、フローティングディフュージョン１１１に蓄積されている電荷の排出をオン又はオフする。
　増幅トランジスタ１１４は、ゲート電極がフローティングディフュージョン１１１に接続され、ソース電極が電源配線ＶＤＤに接続されている。増幅トランジスタ１１４のドレイン電極は、選択トランジスタ１１６のソース電極に接続されている。
　また、増幅トランジスタ１１４は、リセットトランジスタ１１３によってリセットされたフローティングディフュージョン１１１の電位を、リセットレベルとして読み出す。さらに、増幅トランジスタ１１４は、転送トランジスタ１１２によって信号電荷が転送された、フローティングディフュージョン１１１に蓄積されている信号電荷に応じた電圧を増幅する。すなわち、増幅トランジスタ１１４は、フローティングディフュージョン１１１に転送された信号電荷を、電気信号として読み出して増幅する。
　増幅トランジスタ１１４により増幅された電圧（電圧信号）は、選択トランジスタ１１６を介して垂直信号線ＶＬに出力される。
　ここで、フローティングディフュージョン１１１と増幅トランジスタ１１４とは、ＦＤ側配線電極１６１により接続されている。
　選択トランジスタ１１６は、例えば、ドレイン電極が垂直信号線ＶＬの一端に接続され、ソース電極が増幅トランジスタ１１４のドレイン電極に接続されている。
　また、選択トランジスタ１１６は、タイミング制御部からゲート電極に供給される駆動信号ＳＥＬに従って、増幅トランジスタ１１４から垂直信号線ＶＬへの電圧信号の出力を、オン又はオフする。
　これにより、選択トランジスタ１１６は、ゲート電極に選択制御信号が与えられることで導通状態になり、垂直走査回路（図示せず）による垂直走査に同期して単位画素を選択する。なお、選択トランジスタ１１６の構成は、増幅トランジスタ１１４のソース電極とソース線との間に接続する構成としてもよい。
　垂直信号線ＶＬ（垂直信号線）は、増幅トランジスタ１１４で増幅された電気信号を出力する配線である。垂直信号線ＶＬの一端には、選択トランジスタ１１６のドレイン電極が接続されている。垂直信号線ＶＬの他端には、図外のＡ／Ｄ変換器が接続されている。
　＜固体撮像素子の製造方法＞
　図１から図４を参照しつつ、図５から図１０を用いて、第１実施形態の固体撮像素子を製造する製造方法を説明する。
　固体撮像素子の製造方法では、まず、図５に示すように、シリコンを用いて形成した第１半導体基板１０１に、フォトダイオード１１０、フローティングディフュージョン１１１、転送トランジスタ１１２を形成する。すなわち、固体撮像素子の製造方法は、半導体基板に、フォトダイオード１１０と、フローティングディフュージョン１１１を形成する工程を備える。
　さらに、第１半導体基板１０１のうち、予め設定した領域であるキャパシタ領域に対し、イオン注入法を用いて、リン又はヒ素をイオン注入する。これにより、後に第１電極１３１となるＮ＋領域１３１ａを形成する。Ｎ＋領域１３１ａは、後工程で行う熱処理により、第１電極１３１となる。
　次に、転送トランジスタ１１２のゲート酸化膜を形成する。これに加え、Ｎ＋領域１３１ａの上面（図５中では、上側の面）に、プラズマＣＶＤ法を用いて成膜した酸化シリコン膜により、Ｎ＋領域１３１ａに積層した第１誘電膜１４１を形成する。
　その後、転送トランジスタ１１２のゲート電極を形成する。これに加え、第１誘電膜１４１のＮ＋領域１３１ａと対向する面と反対の面（図５中では、上側の面）に、熱ＣＶＤ法を用いて成膜した多結晶シリコン膜により、第１誘電膜１４１に積層した第２電極１５１を形成する。さらに、プラズマＣＶＤ法を用いて製膜した酸化シリコン膜により、層間絶縁膜１０３を形成する。
　次に、図６に示すように、層間絶縁膜１０３の第１半導体基板１０１と対向する面と反対の面（図６中では、上側の面）に、エピタキシャル膜を用いて形成した第２半導体基板１０２を積層させる。
　その後、イオン注入法を用いてリン又はヒ素をイオン注入することで、キャパシタ領域とは異なる位置に設定した画素トランジスタ領域に、増幅トランジスタ１１４のソース・ドレイン領域１１４ａを形成する。次に、プラズマエッチング法を用いて、第２半導体基板１０２の層間絶縁膜１０３と対向する面と反対の面（図６中では、上側の面）から、フローティングディフュージョン１１１に接続する第２コンタクトホール１６２を開口させる。これに加え、第２電極１５１に接続する第１コンタクトホール１６０を開口する。
　さらに、スパッタ法を用いて、第２コンタクトホール１６２の内部と、第１コンタクトホール１６０の内部に高融点金属を成膜することで、ＦＤ側配線電極１６１と第３電極１３２を同時に形成する。
　そして、図７に示すように、第２半導体基板１０２の層間絶縁膜１０３と対向する面と反対の面（図７中では、上側の面）に、キャパシタ領域に対応する部分を開口させたレジスト１６４を成膜する。さらに、プラズマエッチング法を用いて、層間絶縁膜１０３のうちキャパシタ領域に対応する部分を除去し、第３電極１３２を露出させる。その後、レジスト１６４を除去する。
　次に、プラズマＣＶＤ法を用いて、図８に示すように、第３電極１３２の第２電極１５１と接続する部分以外を覆う位置に形成した強誘電体膜を用いて、第２誘電膜１４２を形成する。
　その後、スパッタ法を用いて、図９に示すように、第２誘電膜１４２を間に挟んで第３電極と対向する位置に、高融点金属を用いて第４電極１５２を形成することで、第２キャパシタ部１２２を形成する。すなわち、固体撮像素子の製造方法は、ＰＤ側電極１３０と、誘電膜１４０と、反ＰＤ側電極１５０とを有するキャパシタ１２０を形成する工程を備える。
　また、固体撮像素子の製造方法では、キャパシタを形成する工程が、第１コンタクトホール１６０と第２コンタクトホール１２０とを半導体基板内に半導体基板の厚さ方向に沿って延びる形状として同時に形成する工程を含む。これに加え、固体撮像素子の製造方法では、キャパシタを形成する工程が、ＦＤ側配線電極１６１とＰＤ側電極１３０とを同時に形成する工程を含む。
　次に、熱ＣＶＤ法を用いて、図１０に示すように、第２半導体基板１０２の層間絶縁膜１０３と対向する面と反対の面に多結晶シリコン膜を成膜することで、画素トランジスタ領域とキャパシタ領域に、配線となる第５電極１６３を形成する。すなわち、固体撮像素子の製造方法は、増幅トランジスタ１１４を形成する工程を備える。
　第１実施形態の構成であれば、ＰＤ側電極１３０の少なくとも一部とＦＤ側配線電極１６１とが、同じ半導体基板内において、半導体基板の厚さ方向に沿って延びる形状に形成されている。これにより、ＦＤ側配線電極１６１と、ＰＤ側電極１３０を形成する第３電極１３２を同時に形成することが可能となるため、製造に要する工程数を削減することが可能な固体撮像素子を提供することが可能となる。
　さらに、第１実施形態の構成であれば、キャパシタ１２０の構成が、第１キャパシタ部１２１と第２キャパシタ部１２２を積層した構成である。このため、固体撮像素子の微細化によりキャパシタ１２０を配置する面積が減少する構成であっても、キャパシタ１２０に要求される容量を得ることが容易となる。
　また、第１実施形態の構成であれば、固体撮像素子のダイナミックレンジを拡大することが可能となる。これは、以下の理由に起因する。
　スイッチトランジスタ１１５のゲートをオフにする場合、フローティングディフュージョン１１１がキャパシタ１２０と切り離されるため、容量が低下する。また、フローティングディフュージョン１１１は、容量が小さいため、少ない電子で電位が大きく下がり、感度の高い信号が出力される。ただし、信号の電子が多いときには、フローティングディフュージョン１１１から電子が溢れてしまうので、フォトダイオード１１０に入射した光の量に応じた本来の信号を得ることが困難である。一方、スイッチトランジスタ１１５のゲートをオンにした場合には、フローティングディフュージョン１１１がキャパシタ１２０と接続されるため、容量が増加する。容量が増加すると、多くの電子を受け止めることが可能となる代わりに、感度が低くなる。
　上述したように、スイッチトランジスタ１１５のゲートを切り替えることで、高感度の動作モードで電荷を読み出した画像と、低感度の動作モードで電荷を読み出した画像とを画像合成することが可能となる。これにより、固体撮像素子のダイナミックレンジを拡大することが可能となる。
　また、第１実施形態の構成であれば、キャパシタを形成する工程が、第１コンタクトホール１６０と第２コンタクトホール１２０とを半導体基板内に半導体基板の厚さ方向に沿って延びる形状として同時に形成する工程を含む。これに加え、固体撮像素子の製造方法では、キャパシタを形成する工程が、ＦＤ側配線電極１６１とＰＤ側電極１３０とを同時に形成する工程を含む。これにより、固体撮像素子の製造に要する工程数を削減することが可能な、固体撮像素子の製造方法を提供することが可能となる。
　（第１実施形態の変形例）
　第１実施形態では、第３電極１３２及び第４電極１５２を、高融点金属を用いて形成したが、これに限定するものではなく、第３電極１３２又は第４電極１５２の一方のみを、高融点金属を用いて形成してもよい。
　第１実施形態では、キャパシタを形成する工程が、第１コンタクトホール１６０と第２コンタクトホール１２０とを同時に形成する工程と、ＦＤ側配線電極１６１とＰＤ側電極１３０とを同時に形成する工程を含む。しかしながら、これに限定するものではない。すなわち、キャパシタを形成する工程が、第１コンタクトホール１６０と第２コンタクトホール１２０とを同時に形成する工程のみを含んでもよい。同様に、キャパシタを形成する工程が、ＦＤ側配線電極１６１とＰＤ側電極１３０とを同時に形成する工程のみを含んでもよい。
　（第２実施形態）
　第２実施形態に係る固体撮像素子は、図１１に示すように、キャパシタ１２０の構成と、等価回路の構成が、第１実施形態と相違する。以下の説明では、第１実施形態との共通する部分の説明を省略する場合がある。
　キャパシタ１２０は、第１キャパシタ部１２１と、第２キャパシタ部１２２とを含む。
　第１キャパシタ部１２１は、第１半導体基板１０１に予め設定した第１キャパシタ領域に形成したキャパシタである。
　第１キャパシタ領域は、第１半導体基板１０１のフローティングディフュージョン１１１を含む位置に設定されている。
　第１キャパシタ部１２１は、第１電極１３１と、第１誘電膜１４１と、第２電極１５１とを有する。
　第１誘電膜１４１は、第１電極１３１のうち、第２電極１５１と重なる部分に形成されている。すなわち、第１電極１３１は、第１半導体基板１０１と第２半導体基板１０２を積層した積層方向（図１１では、上下方向）から見て、第１誘電膜１４１及び第２電極１５１と重ならない部分を有している。すなわち、第１電極１３１の一部が、フローティングディフュージョン１１１を含む。
　また、第２実施形態では、等価回路の構成が、スイッチトランジスタ１１５を備えていない構成である。したがって、図示を省略するが、フローティングディフュージョン１１１は、転送トランジスタ１１２のドレイン電極と、リセットトランジスタ１１３のソース電極と、キャパシタ１２０と、増幅トランジスタ１１４のゲート電極とを接続する点に形成されている。
　第２実施形態の構成であれば、第１実施形態と同様、ＦＤ側配線電極１６１と第３電極１３２を同時に形成することが可能となるため、製造に要する工程数を削減することが可能な固体撮像素子を提供することが可能となる。
　さらに、第２実施形態の構成であれば、スイッチトランジスタ１１５を備えていないため、構造を簡略化することが可能な固体撮像素子を提供することが可能となる。
　（第３実施形態）
　第３実施形態に係る固体撮像素子は、図１２に示すように、第１半導体基板１０１の構成と、キャパシタ１２０の構成が、第１実施形態と相違する。以下の説明では、第１実施形態との共通する部分の説明を省略する場合がある。
　第１半導体基板１０１は、フォトダイオード１１０の光が入射する面と反対の面（図１２では、上側の面）に積層した載置電極１７０を含む。
　載置電極１７０は、例えば、多結晶シリコン膜を用いて形成されている。
　キャパシタ１２０は、ＰＤ側電極１３０と、誘電膜１４０と、反ＰＤ側電極１５０とを有する。
　ＰＤ側電極１３０は、第３電極１３２によって形成されている。
　第３電極１３２は、一方の端部（図１２では、下側の端部）が載置電極１７０と接続する柱状の電極である。
　誘電膜１４０は、第２誘電膜１４２によって形成されている。
　第２誘電膜１４２は、第３電極１３２の載置電極１７０と接続する部分以外を覆う。
　反ＰＤ側電極１５０は、第４電極１５２によって形成されている。
　第４電極１５２は、第２誘電膜１４２を間に挟んで第３電極１３２と対向する電極である。
　第３実施形態の構成であれば、第１実施形態と同様、ＦＤ側配線電極１６１と第３電極１３２を同時に形成することが可能となるため、製造に要する工程数を削減することが可能な固体撮像素子を提供することが可能となる。
　さらに、第３実施形態の構成であれば、第１実施形態及び第２実施形態と比較して、キャパシタ１２０を形成する電極の数が少ないため、構造を簡略化することが可能な固体撮像素子を提供することが可能となる。これに加え、製造に要する工程数を削減することが可能な固体撮像素子を提供することが可能となる。
　（第４実施形態）
　第４実施形態に係る固体撮像素子は、図１３に示すように、半導体基板が、第２半導体基板を含まず、第１半導体基板１０１のみを含む構成で、第１実施形態と相違する。以下の説明では、第１実施形態との共通する部分の説明を省略する場合がある。
　したがって、第４実施形態では、ＰＤ側電極１３０を形成する第３電極１３２の全てが、第１半導体基板１０１の内部に形成されている。また、誘電膜１４０を形成する第２誘電膜１４２の全てが、第１半導体基板１０１の内部に形成されている。さらに、ＦＤ側配線電極１６１の全てが、第１半導体基板１０１の内部に形成されている。
　さらに、第４実施形態では、第５電極１６３は、第１半導体基板１０１のフォトダイオード１１０側とは反対の面（図１３中では、上側の面）に形成されている。
　第４実施形態の構成であれば、第１実施形態と同様、ＦＤ側配線電極１６１と第３電極１３２を同時に形成することが可能となるため、製造に要する工程数を削減することが可能な固体撮像素子を提供することが可能となる。
　さらに、第４実施形態の構成であれば、第１半導体基板１０１のみを含んで半導体基板を構成しているため、構成のバリエーションを増加させることが可能な固体撮像素子を提供することが可能となる。
　（第５実施形態）
　第５実施形態に係る固体撮像素子は、図１４に示すように、キャパシタ１２０の構成と、第２半導体基板１０２の構成が、第１実施形態と相違する。以下の説明では、第１実施形態との共通する部分の説明を省略する場合がある。
　キャパシタ１２０は、第１キャパシタ部１２１と、第２キャパシタ部１２２とを含む。
　第１キャパシタ部１２１は、第１半導体基板１０１に予め設定した第１キャパシタ領域に形成したキャパシタである。
　第１キャパシタ領域は、第１半導体基板１０１のフローティングディフュージョン１１１を配置した位置と異なる位置に設定されている。
　第１キャパシタ部１２１は、第１電極１３１と、第１誘電膜１４１と、第２電極１５１とを有する。
　第１電極１３１は、第１キャパシタ領域のフォトダイオード１１０の光が入射する面と反対の面に配置した電極である。第１電極１３１とフローティングディフュージョン１１１とは、互いに離間して形成されている。
　第１誘電膜１４１は、第１電極１３１に積層されている。
　第２電極１５１は、第１誘電膜１４１に積層されている。
　第２キャパシタ部１２２は、第１キャパシタ部１２１のフォトダイオード１１０側とは反対の面に配置したキャパシタである。
　第２キャパシタ部１２２は、第３電極１３２と、第２誘電膜１４２と、第４電極１５２とを有する。
　第３電極１３２は、ＰＤ側電極１３０を形成し、且つ一方の端部（図１４中では、下側の端部）が第２電極１５１と接続する柱状の電極である。
　また、第３電極１３２のうち、下側の一部の側面は、後述するキャパシタ間絶縁膜１８０と接触している。
　第２誘電膜１４２は、誘電膜１４０を形成し、且つ第３電極１３２のうち他方の端部（図１４中では、上側の端部）を含む予め設定した部分を覆う。
　第４電極１５２は、反ＰＤ側電極１５０を形成し、且つ第２誘電膜１４２を間に挟んで第３電極１３２と対向する電極である。
　第２半導体基板１０２は、キャパシタ間絶縁膜１８０と、第１サイドウォール絶縁膜１８１と、第２サイドウォール絶縁膜１８２を備える。
　キャパシタ間絶縁膜１８０は、第２電極１５１と第２誘電膜１４２との間に形成されている。
　また、キャパシタ間絶縁膜１８０は、第２誘電膜１４２と異なる材料を用いて形成されている。
　キャパシタ間絶縁膜１８０を形成する材料としては、例えば、酸化膜又は窒化膜を用いることが可能である。また、キャパシタ間絶縁膜１８０を形成する酸化膜又は窒化膜は、例えば、単層で用いる。
　第５実施形態では、一例として、第２誘電膜１４２が、酸化膜以外の材料を用いて形成されている構成を前提とし、キャパシタ間絶縁膜１８０を、単層の酸化膜を用いて形成した場合について説明する。
　また、キャパシタ間絶縁膜１８０には、第３電極１３２のうち、一方の端部を含む一部が挿入されている。
　したがって、第３電極１３２のうち、第２誘電膜１４２が覆う予め設定した部分は、第３電極１３２のうち、一部（キャパシタ間絶縁膜１８０に挿入されている部分）を除く部分である。
　第１サイドウォール絶縁膜１８１は、第２電極１５１の側面に形成されており、キャパシタ間絶縁膜１８０と同じ材料を用いて形成されている。
　したがって、第５実施形態では、一例として、第１サイドウォール絶縁膜１８１を、単層の酸化膜を用いて形成した場合について説明する。
　なお、第１サイドウォール絶縁膜１８１は、窒化膜を用いて形成してもよい。この場合、第１サイドウォール絶縁膜１８１は、例えば、単層の窒化膜を用いて形成する。
　第２サイドウォール絶縁膜１８２は、転送トランジスタ１１２の側面に形成されており、キャパシタ間絶縁膜１８０と同じ材料を用いて形成されている。
　したがって、第５実施形態では、一例として、第２サイドウォール絶縁膜１８２を、単層の酸化膜を用いて形成した場合について説明する。
　なお、第２サイドウォール絶縁膜１８２は、窒化膜を用いて形成してもよい。この場合、第２サイドウォール絶縁膜１８２は、例えば、単層の窒化膜を用いて形成する。
　＜固体撮像素子の製造方法＞
　図１４を参照しつつ、図１５から図２２を用いて、第５実施形態の固体撮像素子を製造する製造方法を説明する。
　固体撮像素子の製造方法では、まず、図１５に示すように、シリコンを用いて形成した第１半導体基板１０１に、フォトダイオード１１０、フローティングディフュージョン１１１、転送トランジスタ１１２を形成する。
　さらに、第１半導体基板１０１のうち、予め設定した領域であるキャパシタ領域に対し、イオン注入法を用いて、リン又はヒ素をイオン注入することでＮ＋領域を形成する。
　次に、転送トランジスタ１１２のゲート酸化膜を形成する。これに加え、Ｎ＋領域の上面に、プラズマＣＶＤ法を用いて成膜した酸化シリコン膜により、Ｎ＋領域に積層した第１誘電膜１４１を形成する。
　その後、転送トランジスタ１１２のゲート電極を形成する。これに加え、第１誘電膜１４１のＮ＋領域と対向する面と反対の面（図１５中では、上側の面）に、熱ＣＶＤ法を用いて成膜した多結晶シリコン膜により、第１誘電膜１４１に積層した第２電極１５１を形成する。
　そして、図１６に示すように、転送トランジスタ１１２とキャパシタ領域に、後にキャパシタ間絶縁膜１８０、第１サイドウォール絶縁膜１８１、第２サイドウォール絶縁膜１８２となる絶縁形成膜１８３を堆積させる。その後、絶縁形成膜１８３のうち、キャパシタ領域にレジスト１６４を形成する。
　次に、絶縁形成膜１８３をエッチングして、図１７に示すように、キャパシタ間絶縁膜１８０と、第１サイドウォール絶縁膜１８１と、第２サイドウォール絶縁膜１８２を形成する。このとき、キャパシタ領域にはレジスト１６４が形成されているため、第２電極１５１の上には、キャパシタ間絶縁膜１８０が堆積した状態となる。
　すなわち、固体撮像素子の製造方法は、第２電極１５１と第２誘電膜１４２との間にキャパシタ間絶縁膜１８０を形成する工程を含む。
　また、キャパシタ間絶縁膜１８０を形成する工程では、第２誘電膜１４２と異なる材料を用いてキャパシタ間絶縁膜１８０を形成する。
　さらに、固体撮像素子の製造方法は、第２電極１５１の側面に形成された第１サイドウォール絶縁膜１８１を形成する工程を含む。
　また、第１サイドウォール絶縁膜１８１を形成する工程では、キャパシタ間絶縁膜１８０と同じ材料を用いて第１サイドウォール絶縁膜１８１を形成する。
　これに加え、第１サイドウォール絶縁膜１８１を形成する工程では、酸化膜又は窒化膜を用いて、第１サイドウォール絶縁膜１８１を形成する。
　さらに、固体撮像素子の製造方法は、転送トランジスタ１１２の側面に形成された第２サイドウォール絶縁膜１８２を形成する工程を含む。
　また、第２サイドウォール絶縁膜１８２を形成する工程では、キャパシタ間絶縁膜１８０と同じ材料を用いて、第２サイドウォール絶縁膜１８２を形成する。
　これに加え、第２サイドウォール絶縁膜１８２を形成する工程では、酸化膜又は窒化膜を用いて、第２サイドウォール絶縁膜１８２を形成する。
　次に、図１８に示すように、プラズマＣＶＤ法を用いて製膜した酸化シリコン膜により、層間絶縁膜１０３を形成する。
　これに加え、層間絶縁膜１０３の第１半導体基板１０１と対向する面と反対の面（図１８中では、上側の面）に、エピタキシャル膜を用いて形成した第２半導体基板１０２を積層させる。
　その後、イオン注入法を用いてリン又はヒ素をイオン注入することで、キャパシタ領域とは異なる位置に設定した画素トランジスタ領域に、増幅トランジスタ１１４のソース・ドレイン領域１１４ａを形成する。次に、プラズマエッチング法を用いて、第２半導体基板１０２の層間絶縁膜１０３と対向する面と反対の面（図１８中では、上側の面）から、フローティングディフュージョン１１１に接続する第２コンタクトホール１６２を開口させる。これに加え、層間絶縁膜１０３及びキャパシタ間絶縁膜１８０を貫通して第２電極１５１に接続する第１コンタクトホール１６０を開口する。
　さらに、スパッタ法を用いて、第２コンタクトホール１６２の内部と、第１コンタクトホール１６０の内部に高融点金属を成膜することで、ＦＤ側配線電極１６１と第３電極１３２を同時に形成する。
　また、第３電極１３２を形成する工程では、キャパシタ間絶縁膜１８０を形成する工程で形成したキャパシタ間絶縁膜１８０に、第３電極１３２のうち一方の端部を含む一部を挿入した状態で、第３電極１３２を形成する。
　そして、図１９に示すように、第２半導体基板１０２の層間絶縁膜１０３と対向する面と反対の面（図１９中では、上側の面）に、キャパシタ領域に対応する部分を開口させたレジスト１６４を成膜する。さらに、プラズマエッチング法を用いて、層間絶縁膜１０３のうちキャパシタ領域に対応する部分を除去し、第３電極１３２を露出させる。その後、レジスト１６４を除去する。
　このとき、層間絶縁膜１０３に対するエッチング速度よりもキャパシタ間絶縁膜１８０に対するエッチング速度が遅くなる選択エッチング条件を設定する。これにより、キャパシタ領域の上に形成した層間絶縁膜１０３にエッチングを行い、キャパシタ間絶縁膜１８０に対するエッチングを抑制する。
　次に、プラズマＣＶＤ法を用いて、図２０に示すように、第３電極１３２のうち、キャパシタ間絶縁膜１８０に挿入されていない部分を覆う位置に形成した強誘電体膜を用いて、第２誘電膜１４２を形成する。
　すなわち、固体撮像素子の製造方法は、第２キャパシタ部１２２を形成する工程が、第３電極１３２のうち他方の端部を含む予め設定した部分を覆う第２誘電膜１４２を形成する工程を含む。また、第２誘電膜１４２を形成する工程では、予め設定した部分として第３電極１３２のうち一部を除く部分を第２誘電膜１４２で覆う。
　その後、スパッタ法を用いて、図２１に示すように、第２誘電膜１４２を間に挟んで第３電極と対向する位置に、高融点金属を用いて第４電極１５２を形成することで、第２キャパシタ部１２２を形成する。
　次に、熱ＣＶＤ法を用いて、図２２に示すように、第２半導体基板１０２の層間絶縁膜１０３と対向する面と反対の面に多結晶シリコン膜を成膜することで、画素トランジスタ領域とキャパシタ領域に、配線となる第５電極１６３を形成する。
　第５実施形態の構成であれば、第３電極１３２の一方の端部及び下側の一部の側面がキャパシタ間絶縁膜１８０と接触する。このため、第１～第４実施形態の構成と比較して、図１９に示すように、層間絶縁膜１０３の一部を除去して第３電極１３２を露出させた際における、第３電極１３２とキャパシタ間絶縁膜１８０との接触面積を増加させることが可能となる。これにより、第１～第４実施形態の構成と比較して、第３電極１３２が倒れることを抑制することが可能となる。
　具体的に、第２キャパシタ部１２２を形成する工程において、第３電極１３２（導電プラグ）を露出させると、第１～第４実施形態の構成では、第３電極１３２の底部のみが第２電極と接触しているため、接地面積が小さくなる。そのため、キャパシタ領域の層間絶縁膜１０３を除去する際に用いる洗浄液の染み込みにより、第３電極１３２が倒れることとなる。これに対し、第３電極１３２が倒れないように、第３電極１３２の形状を低い円柱状として、第３電極１３２の高さを低くすると、第２キャパシタ部１２２の面積が減少するため、所望の容量を得ることが困難となる。
　その結果、第３電極１３２の形状を、低い円柱状とすること無く、高い円柱状とすることが可能となり、第２キャパシタ部１２２の面積が減少することを防止して、容量を増加させることが可能な固体撮像素子を提供することが可能となる。
　さらに、第５実施形態の構成であれば、第３電極１３２を形成する工程で、キャパシタ間絶縁膜１８０を形成する工程で形成したキャパシタ間絶縁膜１８０に、第３電極１３２のうち一方の端部を含む一部を挿入した状態で、第３電極１３２を形成する。これにより、第２キャパシタ部１２２の面積が減少することを防止して、容量を増加させることが可能な、固体撮像素子の製造方法を提供することが可能となる。
　（第６実施形態）
　第６実施形態に係る固体撮像素子は、キャパシタ間絶縁膜１８０の構成が、第５実施形態と相違する。以下の説明では、第５実施形態との共通する部分の説明を省略する場合がある。
　具体的には、図２３に示すように、キャパシタ間絶縁膜１８０のうち第２誘電膜１４２と対抗する面（図２３では、上側の面）に、複数の開口部１８０ａが形成されている。
　複数の開口部１８０ａは、それぞれ、第３電極１３２の長さ方向（図２３では、上下方向）から見た開口面積が、第３電極１３２のうち第２誘電膜１４２が覆う予め設定した部分の、第３電極１３２の長さ方向から見た断面積よりも小さい形状に形成されている。
　したがって、第３電極１３２のうち開口部１８０ａの内部に配置されている部分は、第３電極１３２の第２誘電膜１４２が覆う部分よりも、第３電極１３２の長さ方向から見た断面積が小さい。
　＜固体撮像素子の製造方法＞
　図２３を参照しつつ、図２４を用いて、第６実施形態の固体撮像素子を製造する製造方法を説明する。なお、第５実施形態の固体撮像素子を製造する製造方法と同様の工程については、説明を省略する。
　固体撮像素子の製造方法は、キャパシタ間絶縁膜１８０を形成する工程で、図２４に示すように、キャパシタ間絶縁膜１８０のうち第２誘電膜１４２と対抗する面に、複数の開口部１８０ａを形成する。その際、複数の開口部１８０ａは、第３電極１３２の長さ方向から見た開口面積が、第３電極１３２のうち予め設定した部分の、第３電極１３２の長さ方向から見た断面積よりも小さくなるように形成する。
　第６実施形態の構成であれば、第５実施形態の構成と比較して、図２３に示すように、層間絶縁膜１０３の一部を除去して第３電極１３２を露出させた状態における、第３電極１３２とキャパシタ間絶縁膜１８０との接触面積を増加させることが可能となる。これにより、第５実施形態の構成と比較して、第３電極１３２が倒れることを抑制することが可能な固体撮像素子を提供することが可能となる。
　さらに、第６実施形態の構成であれば、キャパシタ間絶縁膜１８０を形成する工程で、キャパシタ間絶縁膜１８０のうち第２誘電膜１４２と対抗する面に、開口部１８０ａを形成する。これにより、第５実施形態の構成と比較して、第３電極１３２が倒れることを抑制することが可能な、固体撮像素子の製造方法を提供することが可能となる。
　（第７実施形態）
　第７実施形態に係る固体撮像素子は、第２半導体基板の構成が、第５実施形態と相違する。以下の説明では、第５実施形態との共通する部分の説明を省略する場合がある。
　具体的には、図２５に示すように、後に第２半導体基板１０２が形成される領域に、キャパシタ間絶縁膜１８０の機能と、第１サイドウォール絶縁膜１８１の機能と、第２サイドウォール絶縁膜１８２の機能とを有する統合絶縁膜１８４が形成されている。
　＜固体撮像素子の製造方法＞
　図２５を参照しつつ、図２６を用いて、第７実施形態の固体撮像素子を製造する製造方法を説明する。なお、第５実施形態の固体撮像素子を製造する製造方法と同様の工程については、説明を省略する。
　固体撮像素子の製造方法は、図２６に示すように、転送トランジスタ１１２とキャパシタ領域に、後に統合絶縁膜１８４となる絶縁形成膜１８３を堆積させる。その後、図２５に示すように、第３電極１３２を形成し、絶縁形成膜１８３を統合絶縁膜１８４として機能させる。
　第７実施形態の構成であれば、第５実施形態の構成と比較して、絶縁形成膜１８３をエッチングして、キャパシタ間絶縁膜１８０と、第１サイドウォール絶縁膜１８１と、第２サイドウォール絶縁膜１８２を形成する工程を削減することが可能となる。これにより、製造工程を簡略化することが可能な固体撮像素子を提供することが可能となる。
　さらに、第７実施形態の構成であれば、第５実施形態の構成と比較して、絶縁形成膜１８３をエッチングして、キャパシタ間絶縁膜１８０と、第１サイドウォール絶縁膜１８１と、第２サイドウォール絶縁膜１８２を形成する工程を削減することが可能となる。これにより、製造工程を簡略化することが可能な、固体撮像素子の製造方法を提供することが可能となる。
　（第１適用例）
　本技術の固体撮像素子は、例えば、図２７中に示す構成とすることが可能である。
　図２７中に示す固体撮像素子１は、ＣＭＯＳイメージセンサである。また、固体撮像素子１は、半導体基板１００上に、撮像エリアとしての画素領域４を有する。さらに、画素領域４の周辺領域に、例えば、垂直駆動回路５、カラム選択回路６、水平駆動回路７、出力回路８及び制御回路９を含む周辺回路部（５，６，７，８，９）を有する。
　画素領域４は、例えば、行列状に２次元配置された複数の単位画素３（フォトダイオード１１０に相当）を有する。単位画素３には、例えば、画素行ごとに画素駆動線ＶＤ（具体的には、行選択線及びリセット制御線）が配線され、画素列ごとに垂直信号線ＶＬが配線されている。画素駆動線ＶＤは、画素からの信号読み出しのための駆動信号を伝送する。画素駆動線ＶＤの一端は、垂直駆動回路５の各行に対応した出力端に接続されている。
　垂直駆動回路５は、シフトレジスタやアドレスデコーダ等によって構成される。垂直駆動回路５は、画素領域４の各単位画素３を、例えば、行単位で駆動する。垂直駆動回路５によって選択走査された画素行の各単位画素３から出力される信号は、垂直信号線ＶＬの各々を通してカラム選択回路６に供給される。
　カラム選択回路６は、垂直信号線ＶＬごとに設けられたアンプや水平選択スイッチ等によって構成されている。
　水平駆動回路７は、シフトレジスタやアドレスデコーダ等によって構成される。水平駆動回路７は、カラム選択回路６の各水平選択スイッチを走査しつつ順番に駆動する。水平駆動回路７による選択走査により、垂直信号線ＶＬの各々を通して伝送される各画素の信号が順番に水平信号線ＶＨに出力され、水平信号線ＶＨを通して半導体基板１００の外部へ伝送される。
　垂直駆動回路５、カラム選択回路６、水平駆動回路７及び水平信号線ＶＨを含む回路部分は、半導体基板１００上に形成されていてもよく、又は、外部制御ＩＣに配設されたものであってもよい。また、それらの回路部分は、ケーブル等により接続された他の基板に形成されていてもよい。
　制御回路９は、半導体基板１００の外部から与えられるクロックや、動作モードを指令するデータ等を受け取り、また、固体撮像素子１の内部情報等のデータを出力する。さらに、制御回路９は、各種のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータを有し、タイミングジェネレータで生成された各種のタイミング信号を基に、垂直駆動回路５、カラム選択回路６及び水平駆動回路７等の周辺回路の駆動制御を行う。
　（第２適用例）
　本技術の固体撮像素子は、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等のカメラシステムや、撮像機能を有する携帯電話等、撮像機能を備えたあらゆるタイプの電子機器に適用することが可能である。例えば、図２８中に、第２適用例としての電子機器２（カメラ）の概略構成を示す。
　電子機器２は、例えば、静止画又は動画を撮影可能なビデオカメラであり、固体撮像素子１と、光学系（光学レンズ）２０１と、シャッタ装置２０２と、固体撮像素子１及びシャッタ装置２０２を駆動する駆動部２０４と、信号処理部２０３とを有する。
　光学系２０１は、被写体からの像光（入射光）を、固体撮像素子１の画素領域４へ導く。なお、光学系２０１は、複数の光学レンズから構成されていてもよい。
　シャッタ装置２０２は、固体撮像素子１への光照射期間及び遮光期間を制御する。
　駆動部２０４は、固体撮像素子１の転送動作及びシャッタ装置２０２のシャッタ動作を制御する。
　信号処理部２０３は、固体撮像素子１から出力された信号に対し、各種の信号処理を行う。信号処理後の映像信号は、メモリ等の記憶媒体に記憶されるか、あるいは、モニタ等に出力される。
　（第３適用例）
　本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、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、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
　図２９は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。
　車両制御システム１２０００は、通信ネットワーク１２００１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２９に示した例では、車両制御システム１２０００は、駆動系制御ユニット１２０１０、ボディ系制御ユニット１２０２０、車外情報検出ユニット１２０３０、車内情報検出ユニット１２０４０、及び統合制御ユニット１２０５０を備える。また、統合制御ユニット１２０５０の機能構成として、マイクロコンピュータ１２０５１、音声画像出力部１２０５２、及び車載ネットワークＩ／Ｆ（Interface）１２０５３が図示されている。
　駆動系制御ユニット１２０１０は、各種プログラムにしたが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１２０１０は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
　ボディ系制御ユニット１２０２０は、各種プログラムにしたが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１２０２０は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプ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１２０２０には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又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１２０２０は、これらの電波又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、ランプ等を制御する。
　車外情報検出ユニット１２０３０は、車両制御システム１２０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット１２０３０には、撮像部１２０３１が接続される。車外情報検出ユニット１２０３０は、撮像部１２０３１に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット１２０３０は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。
　撮像部１２０３１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１２０３１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。また、撮像部１２０３１が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。
　車内情報検出ユニット１２０４０は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット１２０４０には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部１２０４１が接続される。運転者状態検出部１２０４１は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット１２０４０は、運転者状態検出部１２０４１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又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。
　マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット１２０１０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１２０５１は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含む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１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０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、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠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。
　また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０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１２０３０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１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検知した先行車又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等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１２０５２は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及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２９の例では、出力装置として、オーディオスピーカ１２０６１、表示部１２０６２及びインストルメントパネル１２０６３が例示されている。表示部１２０６２は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。
　図３０は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
　図３０では、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１、１２１０２、１２１０３、１２１０４、１２１０５を有する。
　撮像部１２１０１、１２１０２、１２１０３、１２１０４、１２１０５は、例えば、車両１２１００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等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１２１０１及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として車両１２１００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部１２１０２、１２１０３は、主として車両１２１００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部１２１０４は、主として車両１２１００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１２１０５は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
　なお、図３０には、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた撮像部１２１０１の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１２，１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部１２１０２，１２１０３の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部１２１０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４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１２１００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
　撮像部１２１０１ないし１２１０４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１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、複数の撮像素子からなる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素子であってもよい。
　例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲１２１１１ないし１２１１４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１２１００に対する相対速度）を求めることにより、特に車両１２１００の進行路上にある最も近い立体物で、車両１２１００と略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１２０５１は、先行車の手前に予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。このように運転者の操作に拠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１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を元に、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、電柱等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１２０５１は、車両１２１００の周辺の障害物を、車両１２１００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１２０５１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１２０６１や表示部１２０６２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１２０１０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１２１０１ないし１２１０４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１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４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１２１０１ないし１２１０４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って行われる。マイクロコンピュータ１２０５１が、撮像部１２１０１ないし１２１０４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１２０５２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１２０６２を制御する。また、音声画像出力部１２０５２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１２０６２を制御してもよい。
　以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、撮像部１２０３１等に適用され得る。具体的には、図１から図４、図１１から図１４の固体撮像素子は、撮像部１２０３１に適用することができる。撮像部１２０３１に本開示に係る技術を適用することにより、製造効率を向上させることが可能になる。
　（第４適用例）
　本開示に係る技術は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
　図３１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３１では、術者（医師）１１１３１が、内視鏡手術システム１１０００を用いて、患者ベッド１１１３３上の患者１１１３２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１１０００は、内視鏡１１１００と、気腹チューブ１１１１１やエネルギー処置具１１１１２等の、その他の術具１１１１０と、内視鏡１１１００を支持する支持アーム装置１１１２０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１１２００と、から構成される。
　内視鏡１１１００は、先端から所定の長さの領域が患者１１１３２の体腔内に挿入される鏡筒１１１０１と、鏡筒１１１０１の基端に接続されるカメラヘッド１１１０２と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒１１１０１を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡１１１００を図示しているが、内視鏡１１１００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１１１０１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１１１００には光源装置１１２０３が接続されており、当該光源装置１１２０３によって生成された光が、鏡筒１１１０１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１１１３２の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡１１１００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１１１０２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）１１２０１に送信される。
　ＣＣＵ１１２０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）等によって構成され、内視鏡１１１００及び表示装置１１２０２の動作を統括的に制御する。さらに、ＣＣＵ１１２０１は、カメラヘッド１１１０２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１１２０２は、ＣＣＵ１１２０１からの制御により、当該ＣＣＵ１１２０１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１１２０３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１１１００に供給する。
　入力装置１１２０４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１１２０４を介して、内視鏡手術システム１１０００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１１１００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１１２０５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１１１１２の駆動を制御する。気腹装置１１２０６は、内視鏡１１１００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１１１３２の体腔を膨らめるために、気腹チューブ１１１１１を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ１１２０７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１１２０８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１１１００に術部を撮影する際の照射光を供給する光源装置１１２０３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１１２０３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１１１０２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１１２０３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１１１０２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１１２０３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１１２０３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３２は、図３１に示すカメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１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１１１０２は、レンズユニット１１４０１と、撮像部１１４０２と、駆動部１１４０３と、通信部１１４０４と、カメラヘッド制御部１１４０５と、を有する。ＣＣＵ１１２０１は、通信部１１４１１と、画像処理部１１４１２と、制御部１１４１３と、を有する。カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１とは、伝送ケーブル１１４００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１１４０１は、鏡筒１１１０１との接続部に設けられる光学系である。鏡筒１１１０１の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド１１１０２まで導光され、当該レンズユニット１１４０１に入射する。レンズユニット１１４０１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１１４０２は、撮像素子で構成される。撮像部１１４０２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１１４０２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１１４０２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１１１３１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１１４０２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１１４０１も複数系統設けられ得る。
　また、撮像部１１４０２は、必ずしもカメラヘッド１１１０２に設けられなくてもよい。例えば、撮像部１１４０２は、鏡筒１１１０１の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。
　駆動部１１４０３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１１４０５からの制御により、レンズユニット１１４０１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１１４０２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１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１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１１４０４は、撮像部１１４０２から得た画像信号をＲＡＷデータとして伝送ケーブル１１４００を介してＣＣＵ１１２０１に送信する。
　また、通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１から、カメラヘッド１１１０２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１１４０５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ＣＣＵ１１２０１の制御部１１４１３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１１１００に搭載されていることになる。
　カメラヘッド制御部１１４０５は、通信部１１４０４を介して受信したＣＣＵ１１２０１からの制御信号に基づいて、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御する。
　通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２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１１４１１は、カメラヘッド１１１０２から、伝送ケーブル１１４００を介して送信される画像信号を受信する。
　また、通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２に対して、カメラヘッド１１１０２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１１４１２は、カメラヘッド１１１０２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１１４１３は、内視鏡１１１００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１１４１３は、カメラヘッド１１１０２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１１４１３は、画像処理部１１４１２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１１２０２に表示させる。この際、制御部１１４１３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１１４１３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１１１１２の使用時のミスト等を認識することができる。制御部１１４１３は、表示装置１１２０２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１１１３１に提示されることにより、術者１１１３１の負担を軽減することや、術者１１１３１が確実に手術を進めることが可能になる。
　カメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１を接続する伝送ケーブル１１４００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１１４００を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１との間の通信は無線で行われてもよい。
　以上、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、例えば、内視鏡１１１００や、カメラヘッド１１１０２（の撮像部１１４０２）等）に適用され得る。内視鏡１１１００や撮像部１１４０２に本開示に係る技術を適用することにより、製造効率を向上させることが可能になる。
　なお、ここでは、一例として内視鏡手術システムについて説明したが、本開示に係る技術は、その他、例えば、顕微鏡手術システム等に適用されてもよい。
（その他の実施形態）
　上記のように、本技術の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本技術を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
　その他、上記の実施形態において説明される各構成を任意に応用した構成等、本技術はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。したがって、本技術の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
　また、本開示の半導体装置では、上記の実施形態等で説明した各構成要素を全て備える必要はなく、また逆に他の構成要素を備えていてもよい。
　なお、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。
　なお、本技術は、以下のような構成を取ることが可能である。
（１）
　入射した光を光電変換するフォトダイオードと、前記フォトダイオードに蓄積された信号電荷が転送されるフローティングディフュージョンと、を含む半導体基板と、
　前記フォトダイオードの前記光が入射する面と反対の面に配置したＰＤ側電極と、前記ＰＤ側電極と誘電膜を間に挟んで対向する反ＰＤ側電極と、を有するキャパシタと、
　前記フローティングディフュージョンに転送された信号電荷を電気信号として読み出して増幅する増幅トランジスタと、
　前記フローティングディフュージョンと前記増幅トランジスタとを接続するＦＤ側配線電極と、を備え、
　前記ＰＤ側電極の少なくとも一部と前記ＦＤ側配線電極とは、前記半導体基板内に半導体基板の厚さ方向に沿って延びる形状に形成され、
　前記ＰＤ側電極の少なくとも一部を内部に形成する第１コンタクトホールの一端と前記ＦＤ側配線電極を内部に形成する第２コンタクトホールの一端は、共に前記半導体基板の前記フォトダイオード側とは反対の面に位置している固体撮像素子。
（２）
　前記半導体基板は、前記フォトダイオードと、前記フローティングディフュージョンと、を備える画素回路を配置した第１半導体基板と、前記第１半導体基板の前記フォトダイオード側とは反対の面に積層した第２半導体基板と、を含み、
　前記キャパシタは、前記第１半導体基板に予め設定した第１キャパシタ領域に形成した第１キャパシタ部と、前記第１キャパシタ部の前記フォトダイオード側とは反対の面に配置した第２キャパシタ部と、を含む前記（１）に記載した固体撮像素子。
（３）
　前記第１キャパシタ部は、前記第１キャパシタ領域の前記フォトダイオード側とは反対の面に配置した第１電極と、前記第１電極に積層した第１誘電膜と、前記第１誘電膜に積層した第２電極と、を有し、
　前記第２キャパシタ部は、前記ＰＤ側電極を形成し、且つ一方の端部が前記第２電極と接続するともに前記第１コンタクトホールの内部に形成される柱状の第３電極と、前記誘電膜を形成し、且つ前記第３電極の前記第２電極と接続する部分以外を覆う第２誘電膜と、前記反ＰＤ側電極を形成し、且つ前記第２誘電膜を間に挟んで前記第３電極と対向する第４電極と、を有し、
　前記第１電極と前記フローティングディフュージョンとは、互いに離間して形成されている前記（２）に記載した固体撮像素子。
（４）
　前記第２電極は、多結晶シリコン膜を用いて形成されている前記（３）に記載した固体撮像素子。
（５）
　前記第３電極及び前記第４電極のうち少なくとも一方は、高融点金属を用いて形成されている前記（３）又は（４）に記載した固体撮像素子。
（６）
　前記第２誘電膜は、強誘電体膜を用いて形成されている前記（３）～（５）のいずれかに記載した固体撮像素子。
（７）
　前記第１キャパシタ部は、前記第１キャパシタ領域の前記フォトダイオード側とは反対の面に配置した第１電極と、前記第１電極に積層した第１誘電膜と、前記第１誘電膜に積層した第２電極と、を有し、
　前記第２キャパシタ部は、前記ＰＤ側電極を形成し、且つ一方の端部が前記第２電極と接続するともに前記第１コンタクトホールの内部に形成される柱状の第３電極と、前記誘電膜を形成し、且つ前記第３電極の前記第２電極と接続する部分以外を覆う第２誘電膜と、前記反ＰＤ側電極を形成し、且つ前記第２誘電膜を間に挟んで前記第３電極と対向する第４電極と、を有し、
　前記第１電極の一部は、前記フローティングディフュージョンを含む前記（２）に記載した固体撮像素子。
（８）
　前記第２電極は、多結晶シリコン膜を用いて形成されている前記（７）に記載した固体撮像素子。
（９）
　前記第３電極及び前記第４電極のうち少なくとも一方は、高融点金属を用いて形成されている前記（７）又は（８）に記載した固体撮像素子。
（１０）
　前記第２誘電膜は、強誘電体膜を用いて形成されている前記（７）～（９）のいずれかに記載した固体撮像素子。
（１１）
　前記半導体基板は、前記フォトダイオードと、前記フローティングディフュージョンと、を備える画素回路を配置した第１半導体基板と、前記第１半導体基板の前記フォトダイオード側とは反対の面に積層した第２半導体基板と、を含み、
　前記第１半導体基板は、前記フォトダイオードの前記光が入射する面と反対の面に積層した載置電極を含み、
　前記ＰＤ側電極を形成し、且つ一方の端部が前記載置電極と接続するともに前記第１コンタクトホールの内部に形成される柱状の第３電極と、前記誘電膜を形成し、且つ前記第３電極の前記載置電極と接続する部分以外を覆う第２誘電膜と、前記反ＰＤ側電極を形成し、且つ前記第２誘電膜を間に挟んで前記第３電極と対向する第４電極と、を有する前記（１）に記載した固体撮像素子。
（１２）
　前記第３電極及び前記第４電極のうち少なくとも一方は、高融点金属を用いて形成されている前記（１１）に記載した固体撮像素子。
（１３）
　前記第２誘電膜は、強誘電体膜を用いて形成されている前記（１１）又は（１２）に記載した固体撮像素子。
（１４）
　前記キャパシタは、前記半導体基板に予め設定した第１キャパシタ領域に形成した第１キャパシタ部と、前記第１キャパシタ部の前記フォトダイオード側とは反対の面に配置した第２キャパシタ部と、を含み、
　前記第１キャパシタ部は、前記第１キャパシタ領域の前記フォトダイオード側とは反対の面に配置した第１電極と、前記第１電極に積層した第１誘電膜と、前記第１誘電膜に積層した第２電極と、を有し、
　前記第２キャパシタ部は、前記ＰＤ側電極を形成し、且つ一方の端部が前記第２電極と接続するともに前記第１コンタクトホールの内部に形成される柱状の第３電極と、前記誘電膜を形成し、且つ前記第３電極の前記第２電極と接続する部分以外を覆う第２誘電膜と、前記反ＰＤ側電極を形成し、且つ前記第２誘電膜を間に挟んで前記第３電極と対向する第４電極と、を有し、
　前記第１電極と前記フローティングディフュージョンとは、互いに離間して形成されている前記（１）に記載した固体撮像素子。
（１５）
　前記第２電極は、多結晶シリコン膜を用いて形成されている前記（１４）に記載した固体撮像素子。
（１６）
　前記第３電極及び前記第４電極のうち少なくとも一方は、高融点金属を用いて形成されている前記（１４）又は（１５）に記載した固体撮像素子。
（１７）
　前記第２誘電膜は、強誘電体膜を用いて形成されている前記（１４）～（１６）のいずれかに記載した固体撮像素子。
（１８）
　前記キャパシタは、前記半導体基板に予め設定した第１キャパシタ領域に形成した第１キャパシタ部と、前記第１キャパシタ部の前記フォトダイオード側とは反対の面に配置した第２キャパシタ部と、を含み、
　前記第１キャパシタ部は、前記第１キャパシタ領域の前記フォトダイオード側とは反対の面に配置した第１電極と、前記第１電極に積層した第１誘電膜と、前記第１誘電膜に積層した第２電極と、を有し、
　前記第２キャパシタ部は、前記ＰＤ側電極を形成し、且つ一方の端部が前記第２電極と接続するともに前記第１コンタクトホールの内部に形成される柱状の第３電極と、前記誘電膜を形成し、且つ前記第３電極のうち他方の端部を含む予め設定した部分を覆う第２誘電膜と、前記反ＰＤ側電極を形成し、且つ前記第２誘電膜を間に挟んで前記第３電極と対向する第４電極と、を有し、
　前記第１電極と前記フローティングディフュージョンとは、互いに離間して形成され、
　前記第２電極と前記第２誘電膜との間に形成されたキャパシタ間絶縁膜を備え、
　前記キャパシタ間絶縁膜には、前記第３電極のうち前記一方の端部を含む一部が挿入され、
　前記第２誘電膜が覆う前記予め設定した部分は、前記第３電極のうち前記一部を除く部分である前記（１）に記載した固体撮像素子。
（１９）
　前記キャパシタ間絶縁膜は、前記第２誘電膜と異なる材料を用いて形成されている前記（１８）に記載した固体撮像素子。
（２０）
　前記第２電極の側面に形成された第１サイドウォール絶縁膜を備え、
　前記第１サイドウォール絶縁膜は、前記キャパシタ間絶縁膜と同じ材料を用いて形成されている前記（１８）又は（１９）に記載した固体撮像素子。
（２１）
　前記第１サイドウォール絶縁膜は、酸化膜又は窒化膜を用いて形成されている前記（２０）に記載した固体撮像素子。
（２２）
　前記フォトダイオードから前記フローティングディフュージョンへの電荷の転送をオン又はオフする転送トランジスタと、前記転送トランジスタの側面に形成された第２サイドウォール絶縁膜と、を備え、
　前記第２サイドウォール絶縁膜は、前記キャパシタ間絶縁膜と同じ材料を用いて形成されている前記（１８）～（２１）のいずれかに記載した固体撮像素子。
（２３）
　前記第２サイドウォール絶縁膜は、酸化膜又は窒化膜を用いて形成されている前記（２２）に記載した固体撮像素子。
（２４）
　前記キャパシタ間絶縁膜のうち前記第２誘電膜と対抗する面には、前記第３電極の長さ方向から見た開口面積が、前記第３電極のうち前記予め設定した部分の前記長さ方向から見た断面積よりも小さい開口部が形成されている前記（１８）～（２３）のいずれかに記載した固体撮像素子。
（２５）
　半導体基板に、入射した光を光電変換するフォトダイオードと、前記フォトダイオードに蓄積された信号電荷が転送されるフローティングディフュージョンと、を形成する工程と、
　前記フォトダイオードの前記光が入射する面と反対の面に配置したＰＤ側電極と、前記ＰＤ側電極と誘電膜を間に挟んで対向する反ＰＤ側電極と、を有するキャパシタを形成する工程と、
　前記フローティングディフュージョンに転送された信号電荷を電気信号として読み出して増幅する増幅トランジスタを形成する工程と、を備え、
　前記キャパシタを形成する工程は、前記ＰＤ側電極の少なくとも一部を内部に形成する第１コンタクトホールと前記フローティングディフュージョンと前記増幅トランジスタとを接続するＦＤ側配線電極を内部に形成する第２コンタクトホールとを前記半導体基板内に半導体基板の厚さ方向に沿って延びる形状として同時に形成する工程と、前記ＦＤ側配線電極と前記ＰＤ側電極とを同時に形成する工程と、を含む固体撮像素子の製造方法。
（２６）
　半導体基板に、入射した光を光電変換するフォトダイオードと、前記フォトダイオードに蓄積された信号電荷が転送されるフローティングディフュージョンと、を形成する工程と、
　前記フォトダイオードの前記光が入射する面と反対の面に配置したＰＤ側電極と、前記ＰＤ側電極と誘電膜を間に挟んで対向する反ＰＤ側電極と、を有するキャパシタを形成する工程と、
　前記フローティングディフュージョンに転送された信号電荷を電気信号として読み出して増幅する増幅トランジスタを形成する工程と、を備え、
　前記キャパシタを形成する工程は、前記ＰＤ側電極の少なくとも一部を内部に形成する第１コンタクトホールと前記フローティングディフュージョンと前記増幅トランジスタとを接続するＦＤ側配線電極を内部に形成する第２コンタクトホールとを前記半導体基板内に半導体基板の厚さ方向に沿って延びる形状として同時に形成する工程を含む固体撮像素子の製造方法。
（２７）
　半導体基板に、入射した光を光電変換するフォトダイオードと、前記フォトダイオードに蓄積された信号電荷が転送されるフローティングディフュージョンと、を形成する工程と、
　前記フォトダイオードの前記光が入射する面と反対の面に配置したＰＤ側電極と、前記ＰＤ側電極と誘電膜を間に挟んで対向する反ＰＤ側電極と、を有するキャパシタを形成する工程と、
　前記フローティングディフュージョンに転送された信号電荷を電気信号として読み出して増幅する増幅トランジスタを形成する工程と、を備え、
　前記キャパシタを形成する工程は、前記ＰＤ側電極の少なくとも一部を内部に形成する第１コンタクトホールへのＰＤ側電極の形成と、前記フローティングディフュージョンと前記増幅トランジスタとを接続するＦＤ側配線電極を内部に形成する第２コンタクトホールへの前記ＦＤ側配線電極の形成と、を同時に行う工程を含む固体撮像素子の製造方法。
（２８）
　半導体基板に、入射した光を光電変換するフォトダイオードと、前記フォトダイオードに蓄積された信号電荷が転送されるフローティングディフュージョンと、を形成する工程と、
　前記フォトダイオードの前記光が入射する面と反対の面に配置したＰＤ側電極と、前記ＰＤ側電極と誘電膜を間に挟んで対向する反ＰＤ側電極と、を有するキャパシタを形成する工程と、を備え、
　前記キャパシタを形成する工程は、前記半導体基板に予め設定した第１キャパシタ領域に形成した第１キャパシタ部を形成する工程と、前記第１キャパシタ部の前記フォトダイオード側とは反対の面に配置した第２キャパシタ部を形成する工程と、を含み、
　前記第１キャパシタ部を形成する工程は、前記第１キャパシタ領域の前記フォトダイオード側とは反対の面に配置した第１電極を形成する工程と、前記第１電極に積層した第１誘電膜を形成する工程と、前記第１誘電膜に積層した第２電極を形成する工程と、を含み、
　前記第２キャパシタ部を形成する工程は、前記ＰＤ側電極を形成し、且つ一方の端部が前記第２電極と接続するともに前記第１コンタクトホールの内部に形成される柱状の第３電極を形成する工程と、前記誘電膜を形成し、且つ前記第３電極のうち他方の端部を含む予め設定した部分を覆う第２誘電膜を形成する工程と、前記反ＰＤ側電極を形成し、且つ前記第２誘電膜を間に挟んで前記第３電極と対向する第４電極を形成する工程と、を含み、
　前記第２電極と前記第２誘電膜との間にキャパシタ間絶縁膜を形成する工程をさらに含み、
　前記キャパシタ間絶縁膜を形成する工程では、前記キャパシタ間絶縁膜に前記第３電極のうち前記一方の端部を含む一部を挿入し、
　前記第２誘電膜を形成する工程では、前記予め設定した部分として前記第３電極のうち前記一部を除く部分を第２誘電膜で覆う固体撮像素子の製造方法。
（２９）
　前記キャパシタ間絶縁膜を形成する工程では、前記第２誘電膜と異なる材料を用いて前記キャパシタ間絶縁膜を形成する前記（２８）に記載した固体撮像素子の製造方法。
（３０）
　前記第２電極の側面に形成された第１サイドウォール絶縁膜を形成する工程をさらに含み、
　前記第１サイドウォール絶縁膜を形成する工程では、前記キャパシタ間絶縁膜と同じ材料を用いて前記第１サイドウォール絶縁膜を形成する前記（２８）又は（２９）に記載した固体撮像素子の製造方法。
（３１）
　前記第１サイドウォール絶縁膜を形成する工程では、酸化膜又は窒化膜を用いて前記第１サイドウォール絶縁膜を形成する前記（３０）に記載した固体撮像素子の製造方法。
（３２）
　前記フォトダイオードから前記フローティングディフュージョンへの電荷の転送をオン又はオフする転送トランジスタを形成する工程と、前記転送トランジスタの側面に形成された第２サイドウォール絶縁膜を形成する工程と、をさらに含み、
　前記第２サイドウォール絶縁膜を形成する工程では、前記キャパシタ間絶縁膜と同じ材料を用いて前記第２サイドウォール絶縁膜を形成する前記（２８）～（３１）のいずれかに記載した固体撮像素子の製造方法。
（３３）
　前記第２サイドウォール絶縁膜を形成する工程では、酸化膜又は窒化膜を用いて前記第２サイドウォール絶縁膜を形成する前記（３２）に記載した固体撮像素子の製造方法。
（３４）
　前記キャパシタ間絶縁膜を形成する工程では、前記キャパシタ間絶縁膜のうち前記第２誘電膜と対抗する面に、前記第３電極の長さ方向から見た開口面積が、前記第３電極のうち前記予め設定した部分の前記長さ方向から見た断面積よりも小さい開口部を形成する前記（２８）～（３３）のいずれかに記載した固体撮像素子の製造方法。
　１…固体撮像素子、２…電子機器、３…単位画素、４…画素領域、５…垂直駆動回路、６…カラム選択回路、７…水平駆動回路、８…出力回路、９…制御回路、１００…半導体基板、１０１…第１半導体基板、１０２…第２半導体基板、１０３…層間絶縁膜、１１０…フォトダイオード、１１１…フローティングディフュージョン、１１２…転送トランジスタ、１１３…リセットトランジスタ、１１４…増幅トランジスタ、１１４ａ…増幅トランジスタ１１４のソース・ドレイン領域、１１５…スイッチトランジスタ、１１６…選択トランジスタ、１２０…キャパシタ、１２１…第１キャパシタ部、１２２…第２キャパシタ部、１３０…ＰＤ側電極、１３１…第１電極、１３１ａ…Ｎ＋領域、１３２…第３電極、１４０…誘電膜、１４１…第１誘電膜、１４２…第２誘電膜、１５０…反ＰＤ側電極、１５１…第２電極、１５２…第４電極、１６０…第１コンタクトホール、１６１…ＦＤ側配線電極、１６２…第２コンタクトホール、１６３…第５電極、１６４…レジスト、１７０…載置電極、１８０…キャパシタ間絶縁膜、１８０ａ…開口部、１８１…第１サイドウォール絶縁膜、１８２…第２サイドウォール絶縁膜、１８３…絶縁形成膜、１８４…統合絶縁膜、２０１…光学系（光学レンズ）、２０２…シャッタ装置、２０３…信号処理部、２０４…駆動部、１１０００…内視鏡手術システム、１１１００…内視鏡、１１１０１…鏡筒、１１１０２…カメラヘッド、１１１１０…その他の術具、１１１１１…気腹チューブ、１１１１２…エネルギー処置具、１１１２０…支持アーム装置、１１１３１…術者（医師）、１１１３３…患者ベッド、１１１３２…患者、１１２００…カート、１１２０１…ＣＣＵ、１１２０２…表示装置、１１２０３…光源装置、１１２０４…入力装置、１１２０５…処置具制御装置、１１２０６…気腹装置、１１２０７…レコーダ、１１２０８…プリンタ、１１４００…伝送ケーブル、１１４０１…レンズユニット、１１４０２…撮像部、１１４０３…駆動部、１１４０４…通信部、１１４０５…カメラヘッド制御部、１１４１１…通信部、１１４１２…画像処理部、１１４１３…制御部、１２０００…車両制御システム、１２００１…通信ネットワーク、１２０１０駆動系制御ユニット…、１２０２０…ボディ系制御ユニット、１２０３０…車外情報検出ユニット、１２０３１（１２１０１～１２１０５）…撮像部、１２０４０…車内情報検出ユニット、１２０４１…運転者状態検出部、１２０５０…統合制御ユニット、１２０５１…マイクロコンピュータ、１２０５２…音声画像出力部、１２０５３…車載ネットワークＩ／Ｆ、１２０６１…オーディオスピーカ、１２０６２…表示部、１２０６３…インストルメントパネル、１２１００…車両、１２１１１～１２１１４…撮像範囲、ＶＤ…画素駆動線、ＶＬ…垂直信号線、ＶＨ…水平信号線

Claims (34)

  1. 　入射した光を光電変換するフォトダイオードと、前記フォトダイオードに蓄積された信号電荷が転送されるフローティングディフュージョンと、を含む半導体基板と、
    　前記フォトダイオードの前記光が入射する面と反対の面に配置したＰＤ側電極と、前記ＰＤ側電極と誘電膜を間に挟んで対向する反ＰＤ側電極と、を有するキャパシタと、
    　前記フローティングディフュージョンに転送された信号電荷を電気信号として読み出して増幅する増幅トランジスタと、
    　前記フローティングディフュージョンと前記増幅トランジスタとを接続するＦＤ側配線電極と、を備え、
    　前記ＰＤ側電極の少なくとも一部と前記ＦＤ側配線電極とは、前記半導体基板内に半導体基板の厚さ方向に沿って延びる形状に形成され、
    　前記ＰＤ側電極の少なくとも一部を内部に形成する第１コンタクトホールの一端と前記ＦＤ側配線電極を内部に形成する第２コンタクトホールの一端は、共に前記半導体基板の前記フォトダイオード側とは反対の面に位置している固体撮像素子。
  2. 　前記半導体基板は、前記フォトダイオードと、前記フローティングディフュージョンと、を備える画素回路を配置した第１半導体基板と、前記第１半導体基板の前記フォトダイオード側とは反対の面に積層した第２半導体基板と、を含み、
    　前記キャパシタは、前記第１半導体基板に予め設定した第１キャパシタ領域に形成した第１キャパシタ部と、前記第１キャパシタ部の前記フォトダイオード側とは反対の面に配置した第２キャパシタ部と、を含む請求項１に記載した固体撮像素子。
  3. 　前記第１キャパシタ部は、前記第１キャパシタ領域の前記フォトダイオード側とは反対の面に配置した第１電極と、前記第１電極に積層した第１誘電膜と、前記第１誘電膜に積層した第２電極と、を有し、
    　前記第２キャパシタ部は、前記ＰＤ側電極を形成し、且つ一方の端部が前記第２電極と接続するともに前記第１コンタクトホールの内部に形成される柱状の第３電極と、前記誘電膜を形成し、且つ前記第３電極の前記第２電極と接続する部分以外を覆う第２誘電膜と、前記反ＰＤ側電極を形成し、且つ前記第２誘電膜を間に挟んで前記第３電極と対向する第４電極と、を有し、
    　前記第１電極と前記フローティングディフュージョンとは、互いに離間して形成されている請求項２に記載した固体撮像素子。
  4. 　前記第２電極は、多結晶シリコン膜を用いて形成されている請求項３に記載した固体撮像素子。
  5. 　前記第３電極及び前記第４電極のうち少なくとも一方は、高融点金属を用いて形成されている請求項３に記載した固体撮像素子。
  6. 　前記第２誘電膜は、強誘電体膜を用いて形成されている請求項３に記載した固体撮像素子。
  7. 　前記第１キャパシタ部は、前記第１キャパシタ領域の前記フォトダイオード側とは反対の面に配置した第１電極と、前記第１電極に積層した第１誘電膜と、前記第１誘電膜に積層した第２電極と、を有し、
    　前記第２キャパシタ部は、前記ＰＤ側電極を形成し、且つ一方の端部が前記第２電極と接続するともに前記第１コンタクトホールの内部に形成される柱状の第３電極と、前記誘電膜を形成し、且つ前記第３電極の前記第２電極と接続する部分以外を覆う第２誘電膜と、前記反ＰＤ側電極を形成し、且つ前記第２誘電膜を間に挟んで前記第３電極と対向する第４電極と、を有し、
    　前記第１電極の一部は、前記フローティングディフュージョンを含む請求項２に記載した固体撮像素子。
  8. 　前記第２電極は、多結晶シリコン膜を用いて形成されている請求項７に記載した固体撮像素子。
  9. 　前記第３電極及び前記第４電極のうち少なくとも一方は、高融点金属を用いて形成されている請求項７に記載した固体撮像素子。
  10. 　前記第２誘電膜は、強誘電体膜を用いて形成されている請求項７に記載した固体撮像素子。
  11. 　前記半導体基板は、前記フォトダイオードと、前記フローティングディフュージョンと、を備える画素回路を配置した第１半導体基板と、前記第１半導体基板の前記フォトダイオード側とは反対の面に積層した第２半導体基板と、を含み、
    　前記第１半導体基板は、前記フォトダイオードの前記光が入射する面と反対の面に積層した載置電極を含み、
    　前記ＰＤ側電極を形成し、且つ一方の端部が前記載置電極と接続するともに前記第１コンタクトホールの内部に形成される柱状の第３電極と、前記誘電膜を形成し、且つ前記第３電極の前記載置電極と接続する部分以外を覆う第２誘電膜と、前記反ＰＤ側電極を形成し、且つ前記第２誘電膜を間に挟んで前記第３電極と対向する第４電極と、を有する請求項１に記載した固体撮像素子。
  12. 　前記第３電極及び前記第４電極のうち少なくとも一方は、高融点金属を用いて形成されている請求項１１に記載した固体撮像素子。
  13. 　前記第２誘電膜は、強誘電体膜を用いて形成されている請求項１１に記載した固体撮像素子。
  14. 　前記キャパシタは、前記半導体基板に予め設定した第１キャパシタ領域に形成した第１キャパシタ部と、前記第１キャパシタ部の前記フォトダイオード側とは反対の面に配置した第２キャパシタ部と、を含み、
    　前記第１キャパシタ部は、前記第１キャパシタ領域の前記フォトダイオード側とは反対の面に配置した第１電極と、前記第１電極に積層した第１誘電膜と、前記第１誘電膜に積層した第２電極と、を有し、
    　前記第２キャパシタ部は、前記ＰＤ側電極を形成し、且つ一方の端部が前記第２電極と接続するともに前記第１コンタクトホールの内部に形成される柱状の第３電極と、前記誘電膜を形成し、且つ前記第３電極の前記第２電極と接続する部分以外を覆う第２誘電膜と、前記反ＰＤ側電極を形成し、且つ前記第２誘電膜を間に挟んで前記第３電極と対向する第４電極と、を有し、
    　前記第１電極と前記フローティングディフュージョンとは、互いに離間して形成されている請求項１に記載した固体撮像素子。
  15. 　前記第２電極は、多結晶シリコン膜を用いて形成されている請求項１４に記載した固体撮像素子。
  16. 　前記第３電極及び前記第４電極のうち少なくとも一方は、高融点金属を用いて形成されている請求項１４に記載した固体撮像素子。
  17. 　前記第２誘電膜は、強誘電体膜を用いて形成されている請求項１４に記載した固体撮像素子。
  18. 　前記キャパシタは、前記半導体基板に予め設定した第１キャパシタ領域に形成した第１キャパシタ部と、前記第１キャパシタ部の前記フォトダイオード側とは反対の面に配置した第２キャパシタ部と、を含み、
    　前記第１キャパシタ部は、前記第１キャパシタ領域の前記フォトダイオード側とは反対の面に配置した第１電極と、前記第１電極に積層した第１誘電膜と、前記第１誘電膜に積層した第２電極と、を有し、
    　前記第２キャパシタ部は、前記ＰＤ側電極を形成し、且つ一方の端部が前記第２電極と接続するともに前記第１コンタクトホールの内部に形成される柱状の第３電極と、前記誘電膜を形成し、且つ前記第３電極のうち他方の端部を含む予め設定した部分を覆う第２誘電膜と、前記反ＰＤ側電極を形成し、且つ前記第２誘電膜を間に挟んで前記第３電極と対向する第４電極と、を有し、
    　前記第１電極と前記フローティングディフュージョンとは、互いに離間して形成され、
    　前記第２電極と前記第２誘電膜との間に形成されたキャパシタ間絶縁膜を備え、
    　前記キャパシタ間絶縁膜には、前記第３電極のうち前記一方の端部を含む一部が挿入され、
    　前記第２誘電膜が覆う前記予め設定した部分は、前記第３電極のうち前記一部を除く部分である請求項１に記載した固体撮像素子。
  19. 　前記キャパシタ間絶縁膜は、前記第２誘電膜と異なる材料を用いて形成されている請求項１８に記載した固体撮像素子。
  20. 　前記第２電極の側面に形成された第１サイドウォール絶縁膜を備え、
    　前記第１サイドウォール絶縁膜は、前記キャパシタ間絶縁膜と同じ材料を用いて形成されている請求項１８に記載した固体撮像素子。
  21. 　前記第１サイドウォール絶縁膜は、酸化膜又は窒化膜を用いて形成されている請求項２０に記載した固体撮像素子。
  22. 　前記フォトダイオードから前記フローティングディフュージョンへの電荷の転送をオン又はオフする転送トランジスタと、前記転送トランジスタの側面に形成された第２サイドウォール絶縁膜と、を備え、
    　前記第２サイドウォール絶縁膜は、前記キャパシタ間絶縁膜と同じ材料を用いて形成されている請求項１８に記載した固体撮像素子。
  23. 　前記第２サイドウォール絶縁膜は、酸化膜又は窒化膜を用いて形成されている請求項２２に記載した固体撮像素子。
  24. 　前記キャパシタ間絶縁膜のうち前記第２誘電膜と対抗する面には、前記第３電極の長さ方向から見た開口面積が、前記第３電極のうち前記予め設定した部分の前記長さ方向から見た断面積よりも小さい開口部が形成されている請求項１８に記載した固体撮像素子。
  25. 　半導体基板に、入射した光を光電変換するフォトダイオードと、前記フォトダイオードに蓄積された信号電荷が転送されるフローティングディフュージョンと、を形成する工程と、
    　前記フォトダイオードの前記光が入射する面と反対の面に配置したＰＤ側電極と、前記ＰＤ側電極と誘電膜を間に挟んで対向する反ＰＤ側電極と、を有するキャパシタを形成する工程と、
    　前記フローティングディフュージョンに転送された信号電荷を電気信号として読み出して増幅する増幅トランジスタを形成する工程と、を備え、
    　前記キャパシタを形成する工程は、前記ＰＤ側電極の少なくとも一部を内部に形成する第１コンタクトホールと前記フローティングディフュージョンと前記増幅トランジスタとを接続するＦＤ側配線電極を内部に形成する第２コンタクトホールとを前記半導体基板内に半導体基板の厚さ方向に沿って延びる形状として同時に形成する工程と、前記ＦＤ側配線電極と前記ＰＤ側電極とを同時に形成する工程と、を含む固体撮像素子の製造方法。
  26. 　半導体基板に、入射した光を光電変換するフォトダイオードと、前記フォトダイオードに蓄積された信号電荷が転送されるフローティングディフュージョンと、を形成する工程と、
    　前記フォトダイオードの前記光が入射する面と反対の面に配置したＰＤ側電極と、前記ＰＤ側電極と誘電膜を間に挟んで対向する反ＰＤ側電極と、を有するキャパシタを形成する工程と、
    　前記フローティングディフュージョンに転送された信号電荷を電気信号として読み出して増幅する増幅トランジスタを形成する工程と、を備え、
    　前記キャパシタを形成する工程は、前記ＰＤ側電極の少なくとも一部を内部に形成する第１コンタクトホールと前記フローティングディフュージョンと前記増幅トランジスタとを接続するＦＤ側配線電極を内部に形成する第２コンタクトホールとを前記半導体基板内に半導体基板の厚さ方向に沿って延びる形状として同時に形成する工程を含む固体撮像素子の製造方法。
  27. 　半導体基板に、入射した光を光電変換するフォトダイオードと、前記フォトダイオードに蓄積された信号電荷が転送されるフローティングディフュージョンと、を形成する工程と、
    　前記フォトダイオードの前記光が入射する面と反対の面に配置したＰＤ側電極と、前記ＰＤ側電極と誘電膜を間に挟んで対向する反ＰＤ側電極と、を有するキャパシタを形成する工程と、
    　前記フローティングディフュージョンに転送された信号電荷を電気信号として読み出して増幅する増幅トランジスタを形成する工程と、を備え、
    　前記キャパシタを形成する工程は、前記ＰＤ側電極の少なくとも一部を内部に形成する第１コンタクトホールへのＰＤ側電極の形成と、前記フローティングディフュージョンと前記増幅トランジスタとを接続するＦＤ側配線電極を内部に形成する第２コンタクトホールへの前記ＦＤ側配線電極の形成と、を同時に行う工程を含む固体撮像素子の製造方法。
  28. 　半導体基板に、入射した光を光電変換するフォトダイオードと、前記フォトダイオードに蓄積された信号電荷が転送されるフローティングディフュージョンと、を形成する工程と、
    　前記フォトダイオードの前記光が入射する面と反対の面に配置したＰＤ側電極と、前記ＰＤ側電極と誘電膜を間に挟んで対向する反ＰＤ側電極と、を有するキャパシタを形成する工程と、を備え、
    　前記キャパシタを形成する工程は、前記半導体基板に予め設定した第１キャパシタ領域に形成した第１キャパシタ部を形成する工程と、前記第１キャパシタ部の前記フォトダイオード側とは反対の面に配置した第２キャパシタ部を形成する工程と、を含み、
    　前記第１キャパシタ部を形成する工程は、前記第１キャパシタ領域の前記フォトダイオード側とは反対の面に配置した第１電極を形成する工程と、前記第１電極に積層した第１誘電膜を形成する工程と、前記第１誘電膜に積層した第２電極を形成する工程と、を含み、
    　前記第２キャパシタ部を形成する工程は、前記ＰＤ側電極の少なくとも一部を内部に形成する第１コンタクトホールへのＰＤ側電極の形成と、前記ＰＤ側電極を形成し、且つ一方の端部が前記第２電極と接続するともに前記第１コンタクトホールの内部に形成される柱状の第３電極を形成する工程と、前記誘電膜を形成し、且つ前記第３電極のうち他方の端部を含む予め設定した部分を覆う第２誘電膜を形成する工程と、前記反ＰＤ側電極を形成し、且つ前記第２誘電膜を間に挟んで前記第３電極と対向する第４電極を形成する工程と、を含み、
    　前記第２電極と前記第２誘電膜との間にキャパシタ間絶縁膜を形成する工程をさらに含み、
    　前記第３電極を形成する工程では、前記キャパシタ間絶縁膜を形成する工程で形成したキャパシタ間絶縁膜に前記第３電極のうち前記一方の端部を含む一部を挿入した状態で第３電極を形成し、
    　前記第２誘電膜を形成する工程では、前記予め設定した部分として前記第３電極のうち前記一部を除く部分を第２誘電膜で覆う固体撮像素子の製造方法。
  29. 　前記キャパシタ間絶縁膜を形成する工程では、前記第２誘電膜と異なる材料を用いて前記キャパシタ間絶縁膜を形成する請求項２８に記載した固体撮像素子の製造方法。
  30. 　前記第２電極の側面に形成された第１サイドウォール絶縁膜を形成する工程をさらに含み、
    　前記第１サイドウォール絶縁膜を形成する工程では、前記キャパシタ間絶縁膜と同じ材料を用いて前記第１サイドウォール絶縁膜を形成する請求項２８に記載した固体撮像素子の製造方法。
  31. 　前記第１サイドウォール絶縁膜を形成する工程では、酸化膜又は窒化膜を用いて前記第１サイドウォール絶縁膜を形成する請求項３０に記載した固体撮像素子の製造方法。
  32. 　前記フォトダイオードから前記フローティングディフュージョンへの電荷の転送をオン又はオフする転送トランジスタを形成する工程と、前記転送トランジスタの側面に形成された第２サイドウォール絶縁膜を形成する工程と、をさらに含み、
    　前記第２サイドウォール絶縁膜を形成する工程では、前記キャパシタ間絶縁膜と同じ材料を用いて前記第２サイドウォール絶縁膜を形成する請求項２８に記載した固体撮像素子の製造方法。
  33. 　前記第２サイドウォール絶縁膜を形成する工程では、酸化膜又は窒化膜を用いて前記第２サイドウォール絶縁膜を形成する請求項３２に記載した固体撮像素子の製造方法。
  34. 　前記キャパシタ間絶縁膜を形成する工程では、前記キャパシタ間絶縁膜のうち前記第２誘電膜と対抗する面に、前記第３電極の長さ方向から見た開口面積が、前記第３電極のうち前記予め設定した部分の前記長さ方向から見た断面積よりも小さい開口部を形成する請求項２８に記載した固体撮像素子の製造方法。
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