JP2003507902A - イメージ・セル、イメージ・センサおよびその製造方法 - Google Patents

イメージ・セル、イメージ・センサおよびその製造方法

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エッフェリンゲル、ベルンド
ゲルハルド ゲーアールアーエフ、ハインツ
ニッケ、マルクス
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インスティチュート フュア ミクロエレクトロニク シュトゥットガルト
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Abstract

(57)【要約】 特定されるものは、半導体技術を用いて構成され、その表面に当たる電磁放射（光）５０を電気信号の変換に供するイメージ・セル１０である。このイメージ・セルは、表面近傍にある第１の領域１４とその表面から離れている第２領域１６とを有する放射感応素子１８を含む。第２領域１６は、ドープされ、かつ該第１の領域に隣接する。イメージ・セルは、更に、表面近傍にある少なくとも一つのドープされた第３の領域２２，２４と、その表面から離れている第４の領域とを有する半導体素子３０を含む。第４の領域２８は、ドープされ、かつ第３の領域と隣接する。本発明によれば、第２の領域１６の、表面に垂直な方向の広がりｄ1は、第４の領域２８の対応する広がりｄ2よりも大きい。かかる構成のため、波長の長い放射成分であっても、放射感応素子における光電流に寄与する、その結果、フォト・セルの感度は向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】 本発明は、半導体技術を用いて作成され、セル表面
に当たる電磁放射を電気信号に変換するために供されるイメージ・セルに関する
。このイメージ・セルは放射感応素子と半導体素子を有する。放射感応素子は、
表面近傍に第１の領域を、その表面から離れて第２の領域を有する。この第２の
領域はドープされており、第１の領域に隣接する。前記半導体素子は、表面近傍
に、少なくとも一つのドープされた第３の領域を、またその表面から離れてドー
プされた第４の領域を有する。本発明は、更に、かかるイメージ・セルからなる
イメージ・センサに関し、またかかるセンサを製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のイメージ・セルは、欧州特許出願EP０９１７２０６A1に開示されてい
る。
【０００３】 イメージ・セルからなるイメージ・センサは、特に、カメラおよびスキャナ技
術において使用され、また電磁放射を電気信号に変換する仕事を担う。イメージ
・センサは複数個のイメージ・セルからなり、そのイメージ・セルは格子状に配
置されかつドット単位に記録されるべき画像を取得する。イメージ・セルによっ
て生成された電気出力信号は通常増幅され、アナログ的またはデジタル的に評価
（計測）される。
【０００４】 イメージ・セルが小さくなればなるほど、またイメージ・セルの配列が高密度
になればなるほど、イメージ・センサの解像度は大きくなる。それ故、イメージ
・センサは、通常、MOS技術を使用したLSI電気回路として構成される、というの
は、そのような構成により、特に高い素子密度が得られるからである。そのよう
なイメージ・センサの各イメージ・セルは、フォトダイオード等の放射感光素子
からなる。また、それが好ましいならば、一個または複数個の素子、例えばトラ
ンジスタ等が使用される。特に、電荷結合半導体素子（CCD）は、高感度である
ため広く普及した。さらに、イメージ・センサはCMOS技術を用いることにより発
展してきた。このセンサには、放射感応素子に加えて、Nチャンネル及びPチャン
ネルのトランジスタが一つのチップ上に結合されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
CMOSの製造方法の更なる発展により、CMOS回路の集積度はいっそう向上させる
ことが可能である。しかしながら、集積度を向上すると、CMOS技術を用いて作成
されたイメージ・セルの感度は減少することが分かってきた。これは、LSIイメ
ージ・セルでは、ドープ領域が非常に狭いために、深く入り込む波長の長い放射
成分が、放射感応素子の電流密度に寄与することができないという事実に起因し
ている。更に、ドープ領域を薄く設計すればするほど、非常にキャパシタンスが
増大し、同様に感度を低下させ、更に、時限特性及びクロストーク特性を悪化さ
せる問題を生じさる。
【０００６】 前記の欧州特許出願EP０９１７２０６A1に開示されたイメージ・セルでは、放
射感応素子として使用されるフォトダイオードの表面近傍に、深いドープ領域を
設け、この領域をMOSトランジスタのトランジスタ・ウェルに埋め込む。この領
域は、表面近傍にあるMOSトランジスタのドープ領域よりも薄くドープされてい
る。フォトダイオードのドープ領域とトランジスタ・ウェルとの接触面はフォト
ダイオードのPN接合を形成する。表面近傍に比較的深い領域を設けることは、波
長の長い放射成分であってもフォト電流に寄与し、その結果イメージ・セルの感
度を向上させることを意味する。
【０００７】 本発明の目的は、非常に高密度であっても高い感度を有し、かつCMOS技術を用
いて製造されるイメージ・セルを特定することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び発明の概要】
〔産業上の利用分野〕で述べたイメージ・セルの場合、この目的は、本願発明
によれば、表面に対し垂直な方向に沿った第２の領域の広がり（長さ）が、第４
の領域の対応する広がり（長さ）よりも大きいという事実によって達成される。
目的は、その全体が、このようにして達成される。
【０００９】 この解決手段では、放射感応素子に属する第２の領域は、隣接する半導体素子
に属する第４の領域よりその深さが深くなる。これらの領域の、表面からの幅（
深さ）が減結合（デカップリング）していることは、放射感応素子と半導体素子
との幾何学的配列を、これらの素子の機能にとって最適なものにしている。これ
は、放射感応素子の第２の領域が深いと、数ミクロンの厚さを持った空間電荷ゾ
ーンを生成することができ、イメージ・セルの感度に特に好ましい効果を与える
ことが分かったからである。更に、放射感応素子における空間電荷を分離する距
離が大きくなるので、寄生容量が減る。これは、付加的に感度を向上させること
に寄与し、イメージ・セルの時限特性及びクロストーク特性が改善される。
【００１０】 換言すれば、一方で、スプクトル感度に対し最適なドーピング領域を持つ放射
感応素子を設計することが可能となり、他方では、例えば０．３ミクロンの、あ
るいはそれよりも短いＣＭＯＳ技術を用いて残りの回路素子をもっと浅くするこ
とができる。
【００１１】 第４の領域が少なくとも部分的に第２の領域に埋設され、かつ第２の領域に比
べ同じ型でより高いドーピング濃度を有するならば、特に好ましい。この実施形
態では、第２の領域を過剰にドープすることにより、きわめて簡単に第４の領域
を生成することができる。これにより、第４の領域は、ウェル、特に、半導体素
子に対し割り当てられたトランジスタ・ウェルを形成することができる。
【００１２】 好ましくは、第１の領域を、第２の領域に対して相補的にドープする、その結
果第１と第２の領域がフォトダイオードのＰＮ接合を形成する。
【００１３】 更に、第１の領域を電磁波（光）透過性の金属層として実現することも可能で
ある、その結果第１と第２の領域はショットキー・ダイオードを形成する。更に
は、第１の領域を、電界誘起（field-induced）空乏及び反転領域として実現す
ることも可能で、これによりＭＩＳ光素子またはフォトＭＯＳＦＥＴが生成され
る。
【００１４】 隣接する半導体素子は、例えば、通常のダイオード、または特に波長の短い放
射成分に対し感応するようにしたフォトダイオードであってもよい。ただし、特
に必要な半導体素子の種類については、本発明にとって本質的ではない。
【００１５】 本発明の好適な実施形態では、その半導体素子はトランジスタであり、第４の
領域はトランジスタ・ウェルとなる。トランジスタは、増幅器として、あるいは
増幅回路の一部として有利に放射感応素子に指定される。
【００１６】 更に発展した例では、トランジスタとフォトダイオード間の表面近傍に、トラ
ンジスタ・ウェルに隣接するコンタクト（接点）を配置する。好ましくは、イメ
ージ・セルを正の供給電圧で適切に接続すると、このコンタクトは、フォトダイ
オードをトランジスタから電気的に分離することに寄与し、かつトランジスタの
スレショルド電圧を正確に規定することができる。更に、このコンタクトは、い
わゆるラッチ・アップ効果（現象）が生ずるのを打ち消す。CMOS回路では、この
効果は、構造的（擬制的）に統制されたサイリスタの作動に関係し、イメージ・
セルを破壊に導くことが可能である。
【００１７】 本発明の更なる実施形態では、第２の領域は、表面近傍に、少なくとも一つの
電気コンタクトを有する。それ自体公知のそのような表面コンタクトは特に簡単
に実現することができる。これに替わる実施形態では、第２の領域が、表面から
離れて対面する端部に少なくとも一つの電気コンタクトを有するように設ける。
この代替実施形態では、第２の領域の空乏層における電荷キャリアの流れが特に
好ましく、イメージ・セルの感度に対し有利に作用する。この代替実施形態を有
利に発展させたものでは、電気コンタクトは、絶縁層を通すチャンネルとして埋
設される、この絶縁層は第２の領域の、表面から離れて対面する端部を、その下
に在る基板から絶縁する。絶縁層は、もし複数個のイメージ・セルが互いに隣り
合うように配置される場合は、とりわけクロストークを減少し、イメージ・セン
サの感度をより高くすのに寄与する。
【００１８】 本発明の別の実施形態によれば、表面に垂直な方向において、第１の領域の広
がりは、約０．１ミクロンと０．２ミクロンとの間であり、第２の領域の広がり
は、約２ミクロンと３ミクロンとの間である。このようにして寸法の決められた
深さ（広がり）は、可視スペクトル領域の電磁放射（光）の検出には、特に適切
である。
【００１９】 これに替わる実施形態では、表面に垂直な方向において、第１の領域の広がり
は約０．８ミクロンと０．９ミクロンとの間であり、第２の領域の広がりは約８
ミクロンと９ミクロンとの間である。そのようなイメージ・セルは赤外線の適用
に対し、特に適切である。
【００２０】 感光素子としてフォトダイオードを使用する場合は、第１の領域のドーピング
濃度は、好ましくは、約１０18ｃｍ-3のオーダーの大きさである。この高濃度の
ドーピングはフォトダイオードの、したがってイメージ・セルの感度を向上させ
る。
【００２１】 特に有利な実施形態では、少なくとも第２のまたは第４の領域のドーピング濃
度が表面からの距離が大きくなるに従い増加する。「逆進性のウェル」として、
それ自体公知である。これらのドープ領域は、一方では、以前に述べたラッチ・
アップ効果を減少し、他方では、空間電荷ゾーンで特に好ましい電位分布を得る
ことが可能であることが明かになった。
【００２２】 この実施形態を発展させたものでは、第２の領域のドーピング濃度は表面近傍
で約１０15ｃｍ-3のオーダーの大きさであり、表面から離れたところで、約１０ 18 ｃｍ-3のオーダーの大きさである。これらのドーピング濃度を持ったイメージ
・セルは特に好ましい特性をもつことが明らかになった。
【００２３】 更に有利な実施形態によると、イメージ・セルの上にマイクロ・レンズを配置
する。マイクロ・レンズは、イメージ・セルの表面に当たる電磁放射（光）を、
フォトダイオードの表面に収束する、その結果、実用上、放射全体が検知のため
に利用できる。イメージ・セルの感度はこのようなマイクロ・レンズでかなり増
大することができる。
【００２４】 本発明の別の実施形態では、第２の領域の、表面から離れた側に、埋設層が隣
接する。この埋設層は、ドーピング濃度が高く、良好な導電性を有し、等電位面
として働く。
【００２５】 カラー・イメージ・センサのイメージ・セルでは、望ましくは、イメージ・セ
ル表面の上にカラー・フィルタを配置する、このカラー・フィルタは入射する電
磁放射（光）から狭帯域の放射をろ波する 好ましくは、反射防止層をイメージ・セル表面の上に、更に配置する。これは
、入射する電磁放射（光）がイメージ・セルの表面で不必要に反射し、フォトダ
イオードでの自由電荷キャリアの発生の妨げになることを、充分に抑止する。
【００２６】 本発明に従うイメージ・センサは、上述してきた実施形態の内の一つに従う複
数個のイメージ・セルからなる。好ましくは、少なくとも２つのイメージ・セル
からなるイメージ・センサの場合に、第２の領域は何らの遷移部分なしに結合さ
れて単一の領域を形成する。この場合、イメージ・センサのいくつかの、あるい
は全ての感光素子が、表面から離れた領域を共通に利用するから、構造が非常に
簡単になる。かかる共通領域は、好ましくは、公知の方法で、実効的なイメージ
・センサ領域全体に延びる。イメージ・セルの空間的な配置は、第１の領域の、
イメージ・センサ表面における位置によって画成される。更に、有利なことに、
表面から離れた領域に対し、専用のコンタクトをイメージ・センサ毎に必要とす
ることはない。むしろ、比較的少数のコンタクトが、イメージ・センサ表面上に
配設される。
【００２７】 本発明は、更に、イメージ・セルの製造方法に関係する。この方法は、下記の
ステップからなる。
【００２８】 ａ）半導体基板を設ける、 ｂ）半導体基板の表面から離れて、ドープされた第２の領域を生成する、 ｃ）前記表面から離れて、ドープされた第４の領域を生成する、この第４の領
域の、前記表面に対し垂直な方向の広がりが、第２の領域の対応する広がりより
も小さい、 ｄ）前記表面の近傍に第１の領域を生成する、この第１の領域は第２のドープ
領域に隣接する、 ｅ）前記表面の近傍に、ドープされた第３の領域を生成する、この第３の領域
は第４のドープ領域に隣接する。
【００２９】 上述した本発明の特徴と、更に、以下で説明する特徴は、それら自身単独で、
あるいはそれぞれに特定された組み合わせにおいてだけでなく、本発明の範囲か
ら逸脱することなしに、他の組み合わせにおいても使用することができる。
【００３０】 本発明のさらなる特徴及び利点は、好適で典型的な実施形態を添付図面を参照
して行った以下の説明から明らかになる。
【００３１】
【発明の実施の態様】
図１において、本発明に従うイメージ・セルはその全体が符号１０によって表
される。イメージ・セルは、基本的には基板（サブストレート）１２、ここでは
、薄くｐ型にドープされた単結晶シリコンからなる。基板１２は、互いに異なる
型のドーピング領域を有する複数個の領域に分割される。第１の領域１４は、１
０18ｃｍ-3の濃度でp型にドープされ、基板１２の表面に位置し、この下に在る
第２の領域と隣接する。この第２の領域は、その深さｄ1が約２．５ミクロンのn
型にドープされたウェル（井戸）を形成している。第１の領域との境界では、そ
のドープレベル（濃度）は、約１０15ｃｍ-3であり、下方に行くに従い漸次増大
し、ウェルの下端ではその値は約１０18ｃｍ-3に達する。このドーピング特性は
図１ではだんだん濃くなるハッチングで示されている。第１の領域１４及び第２
の領域１６は、それぞれ、イメージ・セルのフォトダイオード１８のPN接合を形
成する。領域１６の下には、バイポーラ・トランジスタでは知られているような
、埋設層１７を配設する。この層１７は、約１０18ｃｍ-3の等質で高濃度のドー
ピングのため高い導電性を有し、近似的に等電位面を示す。
【００３２】 更に、基板１２の表面には、２つの第３の領域２２，２４が位置する。これら
第３の領域は約１０20ｃｍ-3でp型にドープされ、ゲート電極２６とその下に在
るトランジスタ・ウェル２８とともにpチャンネル・トランジスタを形成する。
トランジスタ２８は、表面近傍で約１０17ｃｍ-3でｎ型にドープされている。そ
のドーピング・レベルは下方に行くに従い連続的に増大し、ウェルの下端で約１
０18ｃｍ-3に達する。トランジスタ・ウェル２８は、第２の領域に広く埋設され
るが、第２の領域とはｎ型のドーピング濃度を異にする、そのため、この二つの
領域は互いにそのドーピング濃度によって境界が定められる。しかしながら、原
理的には、第２の領域１４とトランジスタ・ウェル２８とは、互いに分離するよ
うに、あるいは垂直方向に伸びる区域に沿って互いが隣り合うように配置するこ
ともできる。トランジスタ領域２８の深さｄ2は約１．２ミクロンであり、その
ため、第２の領域１６の深さｄ1よりかなり浅い。
【００３３】 ｐチャンネルトランジスタ３０のほかに、ｎチャンネル・トランジスタ３２が
あって、このトランジスタは、１０20ｃｍ-3でドープされた二つの領域３４，３
６と、ゲート電極３８及び１０17ｃｍ-3でp型にドープされたトランンジスタ・
ウェル４０からなる。ｐチャンネル・トランジスタ３０は、絶縁領域４２によっ
てｎチャンネル・トランジスタ３２と電気的に絶縁されている。この絶縁領域４
２は、酸化シリコン層で覆われた多結晶シリコン体４４からなる。絶縁領域４２
は、更に、ｎチャンネル・トランジスタ３２の左側、及びフォトダイオード１８
の右側に配置されている。
【００３４】 基板の表面は、ほとんどが主絶縁層４８で覆われ、その絶縁層は表面近傍領域
及び電極によって間歇的に中断される。その主絶縁層４８の上に、更なる保護層
を適用することもできる。更に、半導体能動コンポーネントを、いわゆる多層構
造になるように、トランジスタ及びフォトダイオードの上に設けることも可能で
ある。必要なのは、フォトダイオード１８に電磁放射５０が注ぐことを保証する
だけである。それゆえ、第１の領域１４の上に置く層は、少なくとも、検知され
る波長の範囲に対し透過性の大きいものでなければならない。第１図では、マイ
クロ・レンズ５２とカラー・フィルタ５４が図示されているにすぎない、これら
はフォトダイオード１８の表面の上に配置することができる。図では、同様にオ
プショナルナ光学的な反射防止層を示していない、この層は互い違いの屈折率を
持った層シーケンスからなり、直接第１の領域１４に適用するか、またはそれに
重なった層を覆う。
【００３５】 フォトダイオード１８の第１の領域１４にはコンタクト５６を介してダイオー
ド電位Ｕdがかかっている。図示の典型的な例では、第２の領域１６が、濃くｎ
型にドープされた領域５８を介して表面近傍で接触接続しており、その領域５８
に正の供給電位Ｕddがかかっている。二つのトランジスタ３０、３２が電気接続
される様子は、図１上の電位、ゼロ電位ＵSS、ソース電位ＵG、ソース電位ＵSに
よって示されている。基板１２は下側のコンタクトを介し接地されている。ｐチ
ャンネル・トランジスタ３０とフォトダイオ−ド１８との間で、トランジスタ・
ウェル２８は、更に、表面近傍に、ｎ型にドープされた領域６０を介し別のコン
タクトを有する、このコンタクトには正の電圧ＵPPがかかっている。
【００３６】 本発明に従うイメージ・セル１０の動作を以下に説明する。入射した電磁放射
５０は、レンズ５２によって収束される。カラー・フィルタ５４は、電磁放射５
０から不要な波長の成分をろ波する。電磁放射の残りの成分は、フォトダイオー
ド１８の第１の領域１４に入射する。フォトダイオード１８は、コンタクト５６
，５８を介し、第１の領域１４と第２の領域１６との間のPN接合が逆バイアスに
なるように電気接続される。この逆バイアスの結果、垂直方向に広い空間電荷ゾ
ーンが形成される、このゾーンでは自由電荷キャリアの密度は低い。入射光の吸
収によって、電子とホールからなる電荷キャリア対が空間電荷ゾーンに生成され
、極性の反対の電界によって吸引され、その結果フォトダイオードの光電流に寄
与する。本発明のイメージ・セルでは、第２の領域１６の深さｄ1が深いので、
空間電荷ゾーンが特に大きい。その結果、波長の短い成分よりも入り込む深さの
大きい波長の長い成分でも、第２の領域１６のより低い領域に電荷キャリア対を
生成することができ、光電流に寄与する。その結果イメージ・セルの感度が向上
する。
【００３７】 二つのトランジスタ３０，３２は光電流を増幅しまたは変換するために供され
る。しかし、これらとフォトダイオードの接続は、そのこと自体、特別に認証を
必要とせずに、従来技術によって公知であるので、本発明にとって、本質的なも
のではない。
【００３８】 図２は、本発明に従うイメージ・センサ１７０の詳細を縦断面で示す。イメー
ジ・センサの頂上側には、各々がｐチャンネル・トランジスタ１３０ａ、１３０
ｂ、１３０ｃ及びフォトダイオード１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃからなる３つ
の連続したイメージ・セルが識別できる。各イメージ・セルは、上記で詳述した
ように構成されている。図２では、簡単のため、電気接続は図示していない。イ
メージ・セルは、互いに、バッファ１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃ、１４２ｄに
よって隔離されている。第２の領域は結合されて単一の大きな領域１１６を形成
し、イメージ・センサ１７０の水平方向の全面に渡り延びている。図１に示した
典型的な実施形態に対比すると、領域１１６の下に設けた埋設層がない。
【００３９】 イメージ・センサ１７０の画像アレイは、トランジスタ１３０ａとフォトダイ
オード１１８ａからなるイメージ・セルから始まり、右の方へ続く。イメージ・
セルの対応する列（横列）は、紙面に垂直な方向に隣り合っており、それによっ
てマトリックス状の配列を生成する。評価回路は、画像アレイの外側にあり、図
示の典型的な実施形態ではｎチャンネル・トランジスタ１３２から始まる。
【００４０】 ドープ領域を持った半導体結晶が絶縁層１６２に適用され、その結晶を、下に
あるキャリア（担体）１１２から隔離する。この場合、第２の領域１１６は、そ
の下部と接触接続する。このため、濃くｎ型にドープし絶縁層１６２に電気的な
導通するチャンネル１６４を設ける。第２の領域１１６は、このチャンネルを介
し、前記キャリア（担体）にかかるゼロ電位と接続する。
【００４１】 イメージ・セルの及びイメージ・センサの製造には、ＣＭＯＳ技術によってそ
れ自体公知の手段に依存しなければならない。連続するドーピング特性は、高エ
ネルギー・インプランテーション（注入）または進行性（プログレシブ）・イン
プランテーションの過程で生成することができる。逆進性のウェルを生成するた
めの別の可能性は、いわゆるウェーファ・ボンディングに存在する。この場合、
まず、薄いウェファ（ハンドル・ウェファ）を、頂部から底部に行くに従い低下
する特性にドーピングする。その後、そのハンドル・ウェファをーつの基板ウェ
ファ上にボンディングする。高温度での拡散によって、ハンドル・ウェファのド
ーピング特性は基板ウェファに、正反対に転写される。ハンドル・ウェファを取
り除く、あるいは砕きとった後、基板ウェファは所望の逆進性の特性を持つ。
【００４２】 もし、図１の典型的な実施形態のように、埋設された層を設けるときは、まず
、ウェファの表面に、濃くドープされた層としてその埋設を生成する。その後に
、その表面に、エピタキシャル的に重じょう層を適用する 上述した典型的な実施形態では、もし適用される電圧の符号を入れ替えれば、
ｐ型のドーピングとｎ型のドーピングを互いに入れ替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に従うイメージ・セルの実施形態を示す略断面図である。
【図２】 本発明に従うイメージ・センサの実施形態を示す略断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ニッケ、マルクス フランス国 エフ−06270 ヴィレヌーヴ ェ−ロウベ ５、アレ デ ラ コレ ロ ング レジデンス レ イングラデ Ｆターム(参考） 4M118 AA01 AB01 BA14 CA02 CA03 CA18 GC07 GD04 5C024 AX01 CX41 CY47 GX03 GX16 GY31 5F110 AA15 AA30 BB01 CC02 DD05 DD13 NN61

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体技術を用いて作成され、その表面に当たる電磁放射
    （５０）を電気信号に変換するために供されるイメージ・セル（１０）であって
    、該イメージ・セルは、 ａ）表面近傍にある第１の領域（１４）と、その表面から離れており、ドープ
    され、かつ該第１の領域に隣接する第２の領域（１６）とを有する放射感光素子
    （１８）と、 ｂ）表面近傍にある少なくとも一つのドープされた第３の領域（２２，２４）
    と、その表面から離れており、ドープされた第４の領域（２８）とを有する半導
    体素子（３０）とからなり、 ｃ）前記第２の領域（１６）の、表面に垂直な方向の広がりｄ1が、第４の領
    域（２８）の対応する広がりｄ2よりも大きいことを特徴とする、イメージ・セ
    ル。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のイメージ・セルにおいて、前記第４の領
    域２８が少なくとも部分的に第２の領域に埋設され、かつ第２の領域（１６）に
    比べ同じ型でより高いドープピング濃度を有することを特徴とする、イメージ・
    セル。
  3. 【請求項３】 請求項１または２に記載のイメージ・セルにおいて、第１
    の領域（１４）は、第１の領域と第２の領域（１６）がフォトダイオード（１８
    ）のＰＮ接合を形成するように、第２の領域に対して相補的にドープされること
    を特徴とする、イメージ・セル。
  4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載のイメージ・セルにおい
    て、半導体素子はトランジスタ（３０）であり、第４の領域（２８）はトランジ
    スタ・ウェルであることを特徴とする、イメージ・セル。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載のイメージ・セルにおいて、トランジスタ
    （３０）とフォトダイオード（１８）間の表面近傍に、トランジスタ・ウェル（
    ２８）に隣接するコンタクト（５６）を配置することを特徴とする、イメージ・
    セル。
  6. 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれかに記載のイメージ・セルにおい
    て、第２の領域（１６）は、表面近傍に、少なくとも一つの電気コンタクト（５
    ８）を有することを特徴とする、イメージ・セル。
  7. 【請求項７】 請求項１乃至５のいずれかに記載のイメージ・セルにおい
    て、第２の領域（１６）が、表面から離れて対面する端部に少なくとも一つの電
    気コンタクトを有することを特徴とする、イメージ・セル。
  8. 【請求項８】 請求項７に記載のイメージ・セルにおいて、電気コンタク
    トが、絶縁層（１６２）を通すチャンネル（１６４）として埋設され、この絶縁
    層は、第２の領域（１１６）の、表面から離れて対面する端部を、その下に在る
    基板（１１２）から絶縁することを特徴とする、イメージ・セル。
  9. 【請求項９】 請求項２乃至８のいずれかに記載のイメージ・セルにおい
    て、表面に垂直な方向において、第１の領域（１４）の広がりは、約０．１ミク
    ロンと０．２ミクロンとの間であり、第２の領域（１６）の広がりｄ1は、約２
    ミクロンと３ミクロンとの間であることを特徴とする、イメージ・セル。
  10. 【請求項１０】 請求項２乃至８のいずれかに記載のイメージ・セルにおい
    て、表面に垂直な方向において、第１の領域（１４）の広がりは約０．８ミクロ
    ンと０．９ミクロンとの間であり、第２の領域（１６）の広がりｄ1は約８ミク
    ロンと９ミクロンとの間であることを特徴とする、イメージ・セル。
  11. 【請求項１１】 請求項２乃至１０のいずれかに記載のイメージ・セルにお
    いて、第１の領域（１４）のドーピング濃度が、約１０18ｃｍ-3のオーダーの大
    きさであることを特徴とする、イメージ・セル。
  12. 【請求項１２】 請求項１乃至１１のいずれかに記載のイメージ・セルにお
    いて、少なくとも第２の領域（１４）または第４の領域（１６）のドーピング濃
    度が、表面からの距離が大きくなるに従い増加することを特徴とする、イメージ
    ・セル。
  13. 【請求項１３】 請求項１１または１２に記載のイメージ・セルにおいて、
    第２の領域（１６）のドーピング濃度が、表面近傍で約１０15ｃｍ-3のオーダー
    の大きさであり、表面から離れたところで、約１０18ｃｍ-3のオーダーの大きさ
    であることを特徴とする、イメージ・セル。
  14. 【請求項１４】 請求項１乃至１３のいずれかに記載のイメージ・セルにお
    いて、イメージ・セル表面の上にマイクロ・レンズ（５２）を配置することを特
    徴とする、イメージ・セル。
  15. 【請求項１５】 請求項１乃至１４のいずれかに記載のイメージ・セルにお
    いて、イメージ・セル表面の上にカラー・フィルタ（５４）を配置することを特
    徴とする、イメージ・セル。
  16. 【請求項１６】 請求項１乃至１５のいずれかに記載のイメージ・セルにお
    いて、反射防止層をイメージ・セル表面の上に配置することを特徴とする、イメ
    ージ・セル。
  17. 【請求項１７】 請求項１乃至１６のいずれかに記載のイメージ・セルにお
    いて、第２の領域（１６）の、表面から離れた側に、埋設層（１７）が隣接する
    こと特徴とする、イメージ・セル。
  18. 【請求項１８】 請求項１乃至１７のいずれかに記載のイメージ・セルを複
    数個（１３０ａ，１１２ａ；、１３０ｂ、１１２ｂ；、１３０ｃ、１１２ｃ）有
    し、これらのイメージ・セルが互いに隣り合う、イメージ・センサ（１７０）。
  19. 【請求項１９】 請求項１８に記載のイメージ・センサにおいて、少なくと
    も二つのイメージ・セル（１３０ａ，１１２ａ；、１３０ｂ、１１２ｂ；、１３
    ０ｃ、１１２ｃ）の第２の領域が、何らの遷移部分なしに結合されて単一の領域
    １１６を形成することを特徴とする、イメージ・センサ。
  20. 【請求項２０】 ａ）半導体基板（１２）を設けるステップと、 ｂ）半導体基板の表面から離れて、ドープされた第２の領域（１６）を生成す
    るステップと、 ｃ）前記表面から離れて、ドープされた第４の領域（２８）を生成し、この第
    ４の領域の、前記表面に対し垂直な方向の広がりｄ2を、第２の領域（１６）の
    対応する広がりｄ1よりも小さくするステップと、 ｄ）前記表面の近傍に第１の領域（１４）を生成し、この第１の領域を第２の
    領域に隣接させるステップと、 ｅ）前記表面の近傍に、ドープされた第３の領域（２２，２４）を生成し、こ
    の第３の領域を第４の領域に隣接させるステップからなる、イメージ・セルの製
    造方法。
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