WO2010092928A1 - リニアイメージセンサ - Google Patents

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WO2010092928A1
WO2010092928A1 PCT/JP2010/051802 JP2010051802W WO2010092928A1 WO 2010092928 A1 WO2010092928 A1 WO 2010092928A1 JP 2010051802 W JP2010051802 W JP 2010051802W WO 2010092928 A1 WO2010092928 A1 WO 2010092928A1
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WO
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semiconductor region
light receiving
concentration semiconductor
type
image sensor
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PCT/JP2010/051802
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慶一 太田
貞治 滝本
寛 渡邉
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浜松ホトニクス株式会社
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    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers

Definitions

  • the present invention relates to a linear image sensor in which long embedded photodiodes are arranged one-dimensionally.
  • a linear image sensor in which photodiodes are arranged one-dimensionally may be used in a barcode reader system or the like. In this case, the photodiodes need to be elongated in a direction perpendicular to the arrangement direction.
  • Patent Document 1 discloses this type of linear image sensor.
  • a plurality of light receiving portions each having a long pn junction photodiode are arranged one-dimensionally.
  • a pn junction photodiode is formed by an n-type semiconductor substrate and a p-type semiconductor region formed on the n-type semiconductor substrate, and is formed by the n-type semiconductor substrate and the p-type semiconductor region.
  • An amount of charge corresponding to the intensity of incident light is accumulated in the pn junction capacitor.
  • a transistor is formed adjacent to the pn junction photodiode, and charges accumulated in the pn junction photodiode are read out by this transistor.
  • a linear image sensor using an embedded photodiode instead of a pn junction photodiode has been devised.
  • the buried photodiode for example, an n-type low concentration semiconductor region is formed on a p-type substrate, and a thin p-type high concentration semiconductor region is formed on the surface of the n-type low concentration semiconductor region.
  • the n-type low-concentration semiconductor region can be completely depleted, so that the pn junction capacitance at the time of charge reading can be made apparently zero. As a result, the response speed can be increased.
  • an object of the present invention is to provide a linear image sensor capable of reducing unread reading of electric charges.
  • the linear image sensor of the present invention is a linear image sensor in which a plurality of elongated embedded photodiodes are arranged.
  • Each of the buried photodiodes includes a first semiconductor region of a first conductivity type, a second semiconductor region which is formed on the first semiconductor region and has a low second conductivity type impurity concentration and has a long shape, A first conductivity type third semiconductor region formed on the second semiconductor region so as to cover a surface of the second semiconductor region; a second conductivity type fourth semiconductor region for extracting charge from the second semiconductor region;
  • the fourth semiconductor region is arranged on the second semiconductor region so as to be separated from each other in the longitudinal direction.
  • the plurality of fourth semiconductor regions for taking out electric charges from the second semiconductor region are arranged apart from each other in the longitudinal direction.
  • the distance to the edge of the semiconductor region can be shortened. Therefore, in the embedded photodiode, a potential gradient to the fourth semiconductor region can be ensured, and unread reading of charges from the second semiconductor region can be reduced. As a result, afterimage generation can be suppressed.
  • a plurality of the fourth semiconductor regions are arranged along the central axis extending in the longitudinal direction of the second semiconductor region.
  • the distance from the fourth semiconductor region to the edge of the second semiconductor region can be further shortened.
  • a plurality of the fourth semiconductor regions are arranged along the long side extending in the longitudinal direction of the second semiconductor region.
  • the wiring connected to the fourth semiconductor region can be arranged on the first semiconductor region between the second semiconductor regions in the adjacent buried photodiodes, and the wiring allows the wiring in the photosensitive region. Covering a certain second semiconductor region can be reduced. As a result, the aperture ratio of the light sensitive region can be increased, and the sensitivity of light detection can be improved.
  • a plurality of the fourth semiconductor regions described above are alternately arranged in a zigzag pattern along both long sides extending in the longitudinal direction of the second semiconductor region.
  • the distance from the fourth semiconductor region to the edge of the second semiconductor region can be shortened even when the second semiconductor region becomes larger in the direction orthogonal to the longitudinal direction.
  • the linear image sensor described above is preferably a light-shielding film that covers the fourth semiconductor region and includes the light-shielding film extending in the arrangement direction.
  • the incident light straddles adjacent light receiving portions and is embedded in one light receiving portion.
  • the sensitivity of one light receiving portion is lowered by the amount corresponding to the fourth semiconductor region, and the light detection sensitivity of adjacent light receiving portions may vary.
  • the charge readout line connected to the fourth semiconductor region is an array of light receiving portions.
  • the incident light straddles the adjacent light receiving portions and one of the light receiving portions.
  • the sensitivity of one light receiving portion is lowered only by the charge readout line extending in the arrangement direction, and the light detection sensitivity of adjacent light receiving portions may vary.
  • the shape of the photosensitive region is symmetrical with respect to the central axis extending in the longitudinal direction of the light receiving unit. Can be. Therefore, even when light is irradiated across adjacent light receiving portions, it is possible to reduce variations in light detection sensitivity between adjacent light receiving portions.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a linear image sensor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows the first embodiment of the light receiving section shown in FIG. 1 and shows the light receiving section viewed from the front side.
  • FIG. 3 is a view showing a cross section of the light receiving portion along the line III-III in FIG.
  • FIG. 4 is a view of the light receiving portion of the comparative example of the present invention as seen from the front side.
  • FIG. 5 is a view showing a cross section of the light receiving portion along the line VV in FIG.
  • FIG. 6 shows the second embodiment of the light receiving unit shown in FIG. 1 and shows the light receiving unit viewed from the front side.
  • FIG. 7 is a view showing a cross section of the light receiving portion along the line VII-VII in FIG.
  • FIG. 8 shows the third embodiment of the light receiving unit shown in FIG. 1 and shows the light receiving unit viewed from the front side.
  • FIG. 9 is a view showing a cross section of the light receiving portion along the line IX-IX in FIG.
  • FIG. 10 is a diagram showing the light receiving unit viewed from the front surface side according to the fourth embodiment of the light receiving unit P (n) shown in FIG.
  • FIG. 11 is a view showing a cross section of the light receiving portion along the line XI-XI in FIG.
  • FIG. 12 shows a light receiving unit according to the third embodiment when light is incident on adjacent light receiving units.
  • FIG. 13 shows a light receiving unit according to the fourth embodiment when light is incident on adjacent light receiving units.
  • FIG. 14 shows a modification of the light receiving unit shown in FIG. 1 and shows the light receiving unit viewed from the front side.
  • FIG. 15 is a view showing a cross section of the light receiving portion along the line XV-XV in FIG.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a linear image sensor according to an embodiment of the present invention.
  • the linear image sensor 1 shown in FIG. 1 includes N light receiving portions P (n) arranged one-dimensionally.
  • N is an integer of 2 or more
  • n is an arbitrary integer of 1 or more and N or less.
  • the processing unit and the like are omitted.
  • the light receiving unit P (n) having the characteristics of the present invention will be described by exemplifying a plurality of embodiments. [First Embodiment]
  • FIG. 2 shows the first embodiment of the light receiving portion P (n) shown in FIG. 1 and shows the light receiving portion P1 (n) as viewed from the front side.
  • FIG. It is a figure which shows the cross section of the light-receiving part P1 (n) along an III line.
  • the nth light receiving part P1 (n) is shown as a representative of the N light receiving parts P1 (n).
  • the light receiving portion P1 (n) includes an embedded photodiode PD1 (n) and a transistor T1 (n).
  • a p-type high-concentration semiconductor region 30 (to be described later) in the embedded photodiode PD1 (n) is omitted for easy understanding of the features of the present invention.
  • the embedded photodiode PD1 (n) includes a p-type substrate 10, an n-type low concentration semiconductor region 20 formed on the p-type substrate 10, and a p-type formed on the n-type low concentration semiconductor region 20.
  • a high concentration semiconductor region 30 and a plurality of n type high concentration semiconductor regions 40 formed on the n type low concentration semiconductor region 20 are provided.
  • the p-type substrate 10, the n-type low-concentration semiconductor region 20, the p-type high-concentration semiconductor region 30 and the n-type high-concentration semiconductor region 40 are respectively the first semiconductor region and the second semiconductor region described in the claims. It corresponds to a semiconductor region, a third semiconductor region, and a fourth semiconductor region, and p-type and n-type correspond to the first conductivity type and the second conductivity type described in the claims, respectively.
  • the p-type impurity concentration of the p-type substrate 10 is, for example, about 10 15 cm ⁇ 3 to 10 17 cm ⁇ 3 .
  • an n-type low concentration semiconductor region 20 is formed so as to be embedded in a part of the p-type substrate 10.
  • the n-type low concentration semiconductor region 20 has a long shape.
  • the thickness of the n-type low concentration semiconductor region 20 is about 0.6 to 1.0 ⁇ m
  • the n-type impurity concentration of the n-type low concentration semiconductor region 20 is about 10 16 cm ⁇ 3 to 10 18 cm ⁇ 3. Relatively low.
  • a p-type high concentration semiconductor region 30 and an n-type high concentration semiconductor region 40 are formed on the surface of the n-type low concentration semiconductor region 20.
  • the p-type high concentration semiconductor region 30 is formed so as to cover the surface of the n-type low concentration semiconductor region 20, and its thickness is as thin as 0.2 ⁇ m to 0.4 ⁇ m.
  • the p-type impurity concentration of the p-type high-concentration semiconductor region 30 is relatively high, such as about 10 17 cm ⁇ 3 to 10 19 cm ⁇ 3 .
  • the p-type substrate 10, the n-type low concentration semiconductor region 20 and the p-type high concentration semiconductor region 30 form a photosensitive region, and an amount of charge generated according to the light intensity incident on the photosensitive region is generated.
  • the pn junction formed by the p-type substrate 10 and the n-type low concentration semiconductor region 20 and the pn junction formed by the n-type low concentration semiconductor region 20 and the p-type high concentration semiconductor region 30 are accumulated.
  • the n-type impurity concentration of the n-type low-concentration semiconductor region 20 is low, the n-type low-concentration semiconductor region 20 can be completely depleted, and the charges generated at the pn junction can be completely read out. it can.
  • the n-type low-concentration semiconductor region 20 is completely formed. Even when depleted, the p-type high-concentration semiconductor region 30, that is, the substrate surface can be prevented from being depleted. As a result, leakage current (dark current) that can be generated due to charges that may be present on the substrate surface can be reduced, and the S / N ratio of light detection can be increased.
  • the n-type high concentration semiconductor region 40 is formed at a plurality of locations (for example, four locations) so as to be surrounded by the p-type high concentration semiconductor region 30. These n-type high concentration semiconductor regions 40 are arranged at substantially equal intervals along the central axis III-III extending in the longitudinal direction of the n-type low concentration semiconductor region 20.
  • the n-type high-concentration semiconductor region 40 has a relatively thin thickness of 0.2 ⁇ m to 0.4 ⁇ m, and the n-type high-concentration semiconductor region 40 has an n-type impurity concentration of about 10 19 cm ⁇ 3 to 10 21 cm ⁇ 3. High.
  • These n-type high-concentration semiconductor regions 40 are connected to the transistor T1 (n) through contacts, vias, and wirings 50.
  • the transistor T1 (n) includes an n-type high concentration semiconductor region DS corresponding to a drain and a source and a gate electrode G.
  • the transistor T1 (n) is formed adjacent to the embedded photodiode PD1 (n) in the longitudinal direction.
  • one of the n-type high-concentration semiconductor regions DS is formed in the embedded photodiode PD1 (n).
  • One of the n-type high-concentration semiconductor regions 40 is also used, and is connected to the wiring 50 to be connected to all the n-type high-concentration semiconductor regions 40.
  • the transistor T1 (n) is turned on according to the voltage applied to the gate electrode G, and charges from the n-type low-concentration semiconductor region 20 taken out through the n-type high-concentration semiconductor region 40 are transferred to one n-type. Data can be read from the high concentration semiconductor region DS to the other n-type high concentration semiconductor region DS.
  • the wiring 50 is disposed so as to extend in the longitudinal direction along the central axis III-III of the n-type low concentration semiconductor region 20.
  • the surface of the substrate and the side surface of the substrate are protected by the silicon oxide film 70.
  • a linear image sensor 1X according to a comparative example of the present invention includes N light receiving portions Px (n) arranged one-dimensionally, like the linear image sensor 1 of the first embodiment shown in FIG.
  • the light receiving portion Px (n) is different from the first embodiment in that it includes a buried photodiode PDx (n) instead of the buried photodiode PD1 (n).
  • Other configurations of the linear image sensor 1X are the same as those of the linear image sensor 1.
  • FIG. 4 is a view of the light receiving part Px (n) of the comparative example as viewed from the front side
  • FIG. 5 is a view showing a cross section of the light receiving part Px (n) along the line VV in FIG. 4 also omits the p-type high concentration semiconductor region 30 in the embedded photodiode PDx (n).
  • the embedded photodiode PDx (n) of the comparative example differs from the embedded photodiode PD (n) of the first embodiment in the number of n-type high concentration semiconductor regions 40.
  • the n-type high concentration semiconductor region 40 for taking out the charge is one end portion in the longitudinal direction of the n-type low concentration semiconductor region 20, and the transistor Tx ( Only one is formed at one end on the n) side.
  • the n-type high concentration semiconductor region 40 is formed integrally with the n-type high concentration semiconductor region DS corresponding to the drain and source of the transistor Tx (n).
  • the length in the n-type low-concentration semiconductor region 20 is changed from the n-type high-concentration semiconductor region 40 formed at one end in the longitudinal direction in the n-type low-concentration semiconductor region 20.
  • the distance to the edge on the other end side in the scale direction is long. Therefore, there is almost no potential gradient from the other end of the n-type low concentration semiconductor region 20 to the n-type high concentration semiconductor region 40, and it is difficult to take out the charge on the other end side of the n-type low concentration semiconductor region 20.
  • unread charges may occur.
  • an afterimage may occur.
  • the n-type low concentration semiconductor region (second semiconductor region; photosensitive region) 20 Since a plurality of n-type high-concentration semiconductor regions (fourth semiconductor regions) 40 for extracting charges from the n-type high-concentration semiconductor region 40 are spaced apart from each other in the longitudinal direction, the n-type low-concentration semiconductor region 20 The distance to the edge can be shortened. Therefore, in the embedded photodiode PD1 (n), a potential gradient to the fourth semiconductor region can be ensured, and unread reading of charges from the n-type low concentration semiconductor region 20 can be reduced. As a result, afterimage generation can be suppressed. [Second Embodiment]
  • FIG. 6 shows a second embodiment of the light receiving portion P (n) shown in FIG. 1, and shows the light receiving portion P2 (n) viewed from the front side.
  • FIG. It is a figure which shows the cross section of the light-receiving part P2 (n) along a VII line.
  • the nth light receiving part P2 (n) is shown as a representative of the N light receiving parts P2 (n).
  • the light receiving portion P2 (n) includes a buried photodiode PD2 (n) and the transistor T1 (n) described above.
  • a p-type high-concentration semiconductor region 30 (to be described later) in the embedded photodiode PD2 (n) is omitted for easy understanding of the features of the present invention.
  • the embedded photodiode PD2 (n) of the second embodiment differs from the embedded photodiode PD1 (n) of the first embodiment in the formation positions of the plurality of n-type high concentration semiconductor regions 40. That is, the plurality of n-type high concentration semiconductor regions 40 are arranged at substantially equal intervals along the long side extending in the longitudinal direction of the n-type low concentration semiconductor region 20. Other configurations of the embedded photodiode PD2 (n) are the same as those of the embedded photodiode PD1 (n).
  • the wiring 50 connected to the plurality of n-type high concentration semiconductor regions 40 of the embedded photodiode PD2 (n) is adjacent to the embedded photodiode PD2 ( n) on the p-type substrate 10 between the n-type low-concentration semiconductor regions 20.
  • the linear image sensor 1A including the embedded photodiode PD2 (n) and the light receiving unit P2 (n) according to the second embodiment can obtain the same advantages as those of the linear image sensor 1 according to the first embodiment.
  • the n-type high concentration for extracting charges from the n-type low concentration semiconductor region 20 is used.
  • the semiconductor region 40 is formed along the long side extending in the longitudinal direction of the n-type low concentration semiconductor region 20, and the wiring 50 connected to these n-type high concentration semiconductor regions 40 is formed in the n-type low concentration semiconductor region. Therefore, it is possible to reduce the covering of the n-type low-concentration semiconductor region 20 that is the photosensitive region with the wiring 50. As a result, the aperture ratio of the light sensitive region can be increased, and the sensitivity of light detection can be improved. [Third Embodiment]
  • FIG. 8 shows a third embodiment of the light receiving portion P (n) shown in FIG. 1 and shows the light receiving portion P3 (n) as viewed from the front side.
  • FIG. 9B is a view showing a cross section of the light receiving portion P3 (n) along the line IXb-IXb in FIG.
  • the nth light receiving part P3 (n) is shown as a representative of the N light receiving parts P3 (n).
  • the light receiving portion P3 (n) includes a buried photodiode PD3 (n) and the transistor T1 (n) described above.
  • a p-type high-concentration semiconductor region 30 to be described later
  • the embedded photodiode PD3 (n) is omitted for easy understanding of the features of the present invention.
  • the embedded photodiode PD3 (n) of the third embodiment differs from the embedded photodiode PD1 (n) of the first embodiment in the formation positions of the plurality of n-type high concentration semiconductor regions 40. That is, the plurality of n-type high-concentration semiconductor regions 40 are alternately arranged in a staggered manner at substantially equal intervals along both long sides extending in the longitudinal direction of the n-type low-concentration semiconductor region 20. . In other words, the plurality of n-type high-concentration semiconductor regions 40 are alternately arranged in a zigzag manner along both long sides extending in the longitudinal direction of the n-type low-concentration semiconductor region 20. Other configurations of the embedded photodiode PD3 (n) are the same as those of the embedded photodiode PD1 (n).
  • the wiring 50 connected to the plurality of n-type high concentration semiconductor regions 40 of the embedded photodiode PD3 (n) is adjacent to the embedded photodiode PD3 ( n) on the p-type substrate 10 between the n-type low-concentration semiconductor regions 20.
  • the linear image sensor 1B including the embedded photodiode PD3 (n) and the light receiving unit P3 (n) according to the third embodiment can obtain the same advantages as those of the linear image sensor 1 according to the first embodiment.
  • the plurality of n-type high concentration semiconductor regions 40 include the n-type low concentration semiconductor region. Since the n-type low-concentration semiconductor regions 20 are enlarged in a direction orthogonal to the longitudinal direction, the n-type high-concentration semiconductor regions 40 to the n-type The distance to the edge of the low concentration semiconductor region 20 can be appropriately shortened. Therefore, in the embedded photodiode PD3 (n), a potential gradient to the fourth semiconductor region can be ensured, and unread reading of charges from the n-type low concentration semiconductor region 20 can be appropriately reduced. [Fourth Embodiment]
  • FIG. 10 is a diagram showing the fourth embodiment of the light receiving portion P (n) shown in FIG. 1 and showing the light receiving portion P4 (n) viewed from the front side, and FIG. It is a figure which shows the cross section of the light-receiving part P4 (n) along a XI line.
  • the nth light receiving part P4 (n) is shown as a representative of the N light receiving parts P4 (n).
  • the light receiving portion P4 (n) includes a plurality of (for example, four) light shielding films 60 in addition to the light receiving portion P3 (n) of the third embodiment.
  • Other configurations of the light receiving unit P4 (n) are the same as those of the light receiving unit P3 (n).
  • a p-type high-concentration semiconductor region 30 to be described later in the embedded photodiode PD4 (n) is omitted for easy understanding of the characteristics of the present invention.
  • the light shielding film 60 extends in the arrangement direction of the light receiving portions P (n) shown in FIG.
  • Each of the plurality of light shielding films 60 is disposed so as to cover the n-type high concentration semiconductor region 40 and the wiring 50 connected to the n-type high concentration semiconductor region 40 and extending in the arrangement direction.
  • Al or the like is used as the material of the light shielding film, but it is preferable to use a light absorbing material such as TiN because scattering of detection light can be prevented.
  • FIG. 12 shows the light receiving part P3 (n) of the third embodiment when light is incident across the adjacent light receiving parts P3 (1) and P3 (2). It is light-receiving part P4 (n) of 4th Embodiment, Comprising: It is a figure when light injects ranging over adjacent light-receiving part P4 (1) and P4 (2).
  • the incident light A straddles adjacent light receiving parts P3 (1) and P3 (2) and one of the light receiving parts P3.
  • the sensitivity of one light receiving portion P3 (2) is equivalent to the n-type high concentration semiconductor region 40 and the wiring 50 extending in the arrangement direction. May decrease, and the light detection sensitivity of the adjacent light receiving portions P3 (1) and P3 (2) may vary.
  • the n-type high concentration semiconductor region 40 and the wiring 50 extending in the arrangement direction are covered.
  • the shape of the photosensitive region can be made symmetrical with respect to the central axis extending in the longitudinal direction of the light receiving portion P4 (n). That is, the asymmetry caused by the n-type high concentration semiconductor region 40 can be relaxed. Therefore, even when the light A is irradiated across the adjacent light receiving parts P4 (1) and P4 (2), the variation in the photodetection sensitivity of the adjacent light receiving parts P4 (1) and P4 (2). Can be reduced.
  • FIGS. 14 and 15 show a light receiving unit P5 (n) according to a modification of the present invention.
  • FIG. 14 shows a modification of the light receiving portion P (n) shown in FIG. 1 and shows the light receiving portion P5 (n) viewed from the front side.
  • FIG. 15 shows the XV-XV line in FIG. It is a figure which shows the cross section of the light-receiving part P5 (n) which follows.
  • the nth light receiving part P5 (n) is shown as a representative of the N light receiving parts P5 (n).
  • the light receiving portion P5 (n) includes a buried photodiode PD5 (n) and the transistor T1 (n) described above.
  • a p-type high-concentration semiconductor region 30 to be described later in the embedded photodiode PD5 (n) is omitted for easy understanding of the features of the present invention.
  • the n-type high concentration semiconductor regions 40 of the embedded photodiode PD5 (n) are arranged along the central axis extending in the longitudinal direction of the n-type low concentration semiconductor region 20.
  • the wiring 50 connected to the n-type high-concentration semiconductor region 40 is drawn out in the arrangement direction of the light receiving portions P5 (n), and between the n-type low-concentration semiconductor regions 20 in the adjacent buried photodiode PD5 (n).
  • the p-type substrate 10 may be extended.
  • the n-type high concentration semiconductor region 40 and the wiring 50 extending in the arrangement direction are covered so as to reduce the variation in the photodetection sensitivity of the adjacent light receiving portions P (n) caused by the wiring 50 extending in the arrangement direction.
  • the light shielding film 60 extending in the arrangement direction is preferably provided.
  • the embedded photodiode PD (n) and the transistor T (n) are directly formed on the p-type substrate 10, but may be formed on the n-type substrate.
  • a p-type well may be formed on the n-type substrate, and a similar configuration may be formed on the p-type well.

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Abstract

　本発明の一実施形態に係るリニアイメージセンサ１は、長尺形状の埋め込み型フォトダイオードＰＤ（ｎ）が複数配列されている。この埋め込み型フォトダイオードＰＤ（ｎ）各々は、第１導電型の第１半導体領域１０と、第１半導体領域１０上に形成され、第２導電型の不純物濃度が低く、長尺形状である第２半導体領域２０と、第２半導体領域２０の表面を覆うように、第２半導体領域２０上に形成された第１導電型の第３半導体領域３０と、第２半導体領域２０から電荷を取り出すための第２導電型の第４半導体領域４０とを備え、第４半導体領域４０は、第２半導体領域２０上において、長尺方向に複数離間して配置されている。

Description

リニアイメージセンサ
　本発明は、長尺形状の埋め込み型フォトダイオードを１次元配列したリニアイメージセンサに関するものである。
　フォトダイオードを１次元配列したリニアイメージセンサは、バーコードリーダシステムなどに用いられることがあり、この場合、フォトダイオードは、配列方向に直交する方向に長尺形状とする必要がある。特許文献１には、この種のリニアイメージセンサが開示されている。
　特許文献１に記載のリニアイメージセンサでは、長尺形状のｐｎ接合型フォトダイオードを備える受光部が複数１次元配列されている。このリニアイメージセンサでは、ｐｎ接合型フォトダイオードがｎ型半導体基体とｎ型半導体基体上に形成されたｐ型半導体領域とで形成され、これらのｎ型半導体基体とｐ型半導体領域とによって形成されたｐｎ接合容量に、入射光の強度に応じた量の電荷が蓄積される。また、このリニアイメージセンサでは、ｐｎ接合型フォトダイオードに隣接してトランジスタが形成されており、このトランジスタによってｐｎ接合型フォトダイオードに蓄積された電荷が読み出される。しかしながら、このリニアイメージセンサでは、ｐｎ接合型フォトダイオードのｐｎ接合容量に電荷を蓄積するため、ｐｎ接合領域が長尺形状に大きくなると、そのｐｎ接合容量も大きくなり、応答速度が低下してしまうという問題があった。
　この問題点に関し、ｐｎ接合型フォトダイオードに代えて埋め込み型フォトダイオードを用いたリニアイメージセンサが考案されている。埋め込み型フォトダイオードでは、例えば、ｐ型基板上にｎ型低濃度半導体領域が形成され、このｎ型低濃度半導体領域の表面に薄いｐ型高濃度半導体領域が形成される。この埋め込み型フォトダイオードによれば、ｎ型低濃度半導体領域を完全に空乏化することができるので、電荷読み出し時のｐｎ接合容量を見かけ上ゼロにすることができる。その結果、応答速度を高めることができる。
特開昭６１－４００５６号公報
　しかしながら、埋め込み型フォトダイオードでは、長尺形状となった場合に長尺の片方の端から読み出そうとすると、長尺方向の読み出し部と反対側のエッジ部から読み出し部へのポテンシャルの勾配がほとんどなくなってしまい、ｎ型低濃度半導体領域における長尺方向のエッジ部の電荷をドリフトにより読み出すことが困難となり、電荷の読み残しが発生してしまう。その結果、残像が発生してしまう可能性がある。
　そこで、本発明は、電荷の読み残しを低減することが可能なリニアイメージセンサを提供することを目的としている。
　本発明のリニアイメージセンサは、長尺形状の埋め込み型フォトダイオードが複数配列されたリニアイメージセンサである。この埋め込み型フォトダイオード各々は、第１導電型の第１半導体領域と、第１半導体領域上に形成され、第２導電型の不純物濃度が低く、長尺形状である第２半導体領域と、第２半導体領域の表面を覆うように、第２半導体領域上に形成された第１導電型の第３半導体領域と、第２半導体領域から電荷を取り出すための第２導電型の第４半導体領域とを備え、第４半導体領域は、第２半導体領域上において、長尺方向に複数離間して配置されている。
　このリニアイメージセンサによれば、第２半導体領域（光感応領域）から電荷を取り出すための第４半導体領域が、長尺方向に複数離間して配置されているので、第４半導体領域から第２半導体領域のエッジまでの距離を短くすることができる。したがって、埋め込み型フォトダイオードにおいて、第４半導体領域へのポテンシャル勾配を確保でき、第２半導体領域からの電荷の読み残しを低減することができる。その結果、残像の発生を抑制することができる。
　上記した第４半導体領域は、第２半導体領域の長尺方向に延びる中心軸に沿って複数配置されていることが好ましい。
　この構成によれば、第４半導体領域から第２半導体領域のエッジまでの距離をより短くすることができる。
　上記した第４半導体領域は、第２半導体領域の長尺方向に延びる長辺に沿って複数配置されていることが好ましい。
　この構成によれば、第４半導体領域に接続する配線を、隣り合う埋め込み型フォトダイオードにおける第２半導体領域の間の第１半導体領域上に配置することができ、この配線によって、光感応領域である第２半導体領域を被覆することを低減することができる。その結果、光感応領域の開口率を高めることができ、光検出の感度を向上することができる。
　上記した第４半導体領域は、第２半導体領域の長尺方向に延びる両長辺に沿って、千鳥状に交互に複数配置されていることが好ましい。
　この構成によれば、第２半導体領域が長尺方向に直交する方向に大きくなっても、第４半導体領域から第２半導体領域のエッジまでの距離を短くすることができる。
　上記したリニアイメージセンサは、第４半導体領域を被覆する遮光膜であって、配列方向に延びる当該遮光膜を備えることが好ましい。
　第４半導体領域が第２半導体領域の長尺方向に延びる長辺に沿って配置されている場合に、入射光が、隣り合う受光部に跨って、かつ、一方の受光部における埋め込み型フォトダイオードの電荷読み出しライン上に照射された場合、第４半導体領域分だけ一方の受光部の感度が低下し、隣り合う受光部の光検出感度にばらつきが生じることがある。
　同様に、第４半導体領域が、第２半導体領域の長尺方向に延びる中心軸に沿って複数配置された構造であっても、第４半導体領域に接続される電荷読み出しラインが受光部の配列方向に引き出され、隣り合う埋め込み型フォトダイオードにおける第２半導体領域の間の第１半導体領域上に延びている場合には、入射光が、隣り合う受光部に跨って、かつ、一方の受光部における埋め込み型フォトダイオードの電荷読み出しライン上に照射された場合、配列方向に延びる電荷読み出しラインだけ一方の受光部の感度が低下し、隣り合う受光部の光検出感度にばらつきが生じることがある。
　しかしながら、この構成によれば、第４半導体領域を被覆するように配列方向に延びる遮光膜を備えているので、受光部の長尺方向に延びる中心軸に対して光感応領域の形状を左右対称にすることができる。したがって、隣り合う受光部に跨って光が照射された場合であっても、隣り合う受光部の光検出感度のばらつきを低減することができる。
　本発明によれば、リニアイメージセンサにおいて、電荷の読み残しを低減することができる。その結果、残像の発生を抑制することができる。
図１は本発明の実施形態に係るリニアイメージセンサの構成を示す図である。 図２は図１に示す受光部の第１の実施形態であって、表面側から見た受光部を示す図である。 図３は図２におけるIII－III線に沿う受光部の断面を示す図である。 図４は本発明の比較例の受光部を表面側から見た図である。 図５は図４におけるV－V線に沿う受光部の断面を示す図である。 図６は図１に示す受光部の第２の実施形態であって、表面側から見た受光部を示す図である。 図７は図６におけるVII－VII線に沿う受光部の断面を示す図である。 図８は図１に示す受光部の第３の実施形態であって、表面側から見た受光部を示す図である。 図９は図８におけるIX－IX線に沿う受光部の断面を示す図である。 図１０は図１に示す受光部Ｐ（ｎ）の第４の実施形態であって、表面側から見た受光部を示す図である。 図１１は図１０におけるXI－XI線に沿う受光部の断面を示す図である。 図１２は第３の実施形態の受光部であって、隣り合う受光部に跨って光が入射したときの図である。 図１３は第４の実施形態の受光部であって、隣り合う受光部に跨って光が入射したときの図である。 図１４は図１に示す受光部の変形例であって、表面側から見た受光部を示す図である。 図１５は図１４におけるXV－XV線に沿う受光部の断面を示す図である。
　以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
　図１は、本発明の実施形態に係るリニアイメージセンサの構成を示す図である。図１に示すリニアイメージセンサ１は、１次元配列されたＮ個の受光部Ｐ（ｎ）を備えている。ここで、Ｎは２以上の整数であり、ｎは１以上Ｎ以下の任意の整数である。なお、図１では、本発明の特徴を明確にするために、各受光部Ｐ（ｎ）の動作を制御するための制御部や、各受光部Ｐ（ｎ）から読み出される信号を処理する信号処理部などが省略されている。以下では、本発明の特徴を有する受光部Ｐ（ｎ）について、複数の実施形態を例示して説明する。
［第１の実施形態］
　図２は、図１に示す受光部Ｐ（ｎ）の第１の実施形態であって、表面側から見た受光部Ｐ１（ｎ）を示す図であり、図３は、図２におけるIII－III線に沿う受光部Ｐ１（ｎ）の断面を示す図である。図２及び図３には、Ｎ個の受光部Ｐ１（ｎ）を代表してｎ番目の受光部Ｐ１（ｎ）が示されている。この受光部Ｐ１（ｎ）は、埋め込み型フォトダイオードＰＤ１（ｎ）と、トランジスタＴ１（ｎ）とを有している。また、図２では、本発明の特徴を分かり易くするために、埋め込み型フォトダイオードＰＤ１（ｎ）における後述するｐ型高濃度半導体領域３０を省略して示す。
　埋め込み型フォトダイオードＰＤ１（ｎ）は、ｐ型基板１０と、このｐ型基板１０上に形成されたｎ型低濃度半導体領域２０と、このｎ型低濃度半導体領域２０上に形成されたｐ型高濃度半導体領域３０と、ｎ型低濃度半導体領域２０上に形成された複数のｎ型高濃度半導体領域４０とを有している。なお、これらのｐ型基板１０、ｎ型低濃度半導体領域２０、ｐ型高濃度半導体領域３０及びｎ型高濃度半導体領域４０が、それぞれ、特許請求の範囲に記載した第１半導体領域、第２半導体領域、第３半導体領域及び第４半導体領域に相当し、ｐ型及びｎ型が、それぞれ、特許請求の範囲に記載した第１導電型、第２導電型に相当する。
　ｐ型基板１０のｐ型不純物濃度は、例えば、１０１５ｃｍ－３～１０１７ｃｍ－３程度である。ｐ型基板１０上には、ｐ型基板１０の一部分に埋め込まれるように、ｎ型低濃度半導体領域２０が形成されている。
　ｎ型低濃度半導体領域２０は、長尺形状をなしている。例えば、ｎ型低濃度半導体領域２０の厚さは０．６μｍ～１．０μｍ程度であり、ｎ型低濃度半導体領域２０のｎ型不純物濃度は１０１６ｃｍ－３～１０１８ｃｍ－３程度と比較的低い。ｎ型低濃度半導体領域２０の表面には、ｐ型高濃度半導体領域３０及びｎ型高濃度半導体領域４０が形成されている。
　ｐ型高濃度半導体領域３０は、ｎ型低濃度半導体領域２０の表面を覆うように形成されており、その厚さは０．２μｍ～０．４μｍと薄い。ｐ型高濃度半導体領域３０のｐ型不純物濃度は１０１７ｃｍ－３～１０１９ｃｍ－３程度と比較的高い。
　これらのｐ型基板１０、ｎ型低濃度半導体領域２０及びｐ型高濃度半導体領域３０が光感応領域を形成しており、この光感応領域に入射した光強度に応じて発生した量の電荷が、ｐ型基板１０とｎ型低濃度半導体領域２０とによって形成されるｐｎ接合部、及び、ｎ型低濃度半導体領域２０とｐ型高濃度半導体領域３０とによって形成されるｐｎ接合部に蓄積される。
　このように、ｎ型低濃度半導体領域２０のｎ型不純物濃度が低いので、ｎ型低濃度半導体領域２０を完全に空乏化させることができ、ｐｎ接合部で発生した電荷を完全に読み出すことができる。
　また、ｎ型低濃度半導体領域２０の表面に薄いｐ型高濃度半導体領域３０を形成し、このｐ型高濃度半導体領域３０に基準電圧を印加することによって、ｎ型低濃度半導体領域２０を完全空乏化させた場合にもｐ型高濃度半導体領域３０、すなわち基板表面が空乏化しないようにすることができる。その結果、基板表面に存在しうる電荷に起因して発生しうるリーク電流（暗電流）を低減することができ、光検出のＳ／Ｎ比を高めることができる。
　一方、ｎ型高濃度半導体領域４０は、ｐ型高濃度半導体領域３０に囲われるように、複数個所（例えば４箇所）に形成されている。これらのｎ型高濃度半導体領域４０は、ｎ型低濃度半導体領域２０の長尺方向に延びる中心軸III－IIIに沿って、略等間隔に離間して配列されている。ｎ型高濃度半導体領域４０の厚さは０．２μｍ～０．４μｍと比較的薄く、ｎ型高濃度半導体領域４０のｎ型不純物濃度は１０１９ｃｍ－３～１０２１ｃｍ－３程度と比較的高い。これらのｎ型高濃度半導体領域４０は、コンタクト、ビア及び配線５０を介してトランジスタＴ１（ｎ）に接続されている。
　トランジスタＴ１（ｎ）は、ドレイン、ソースに相当するｎ型高濃度半導体領域ＤＳとゲート電極Ｇとから構成されている。トランジスタＴ１（ｎ）は、埋め込み型フォトダイオードＰＤ１（ｎ）の長尺方向に隣接して形成されており、例えば、ｎ型高濃度半導体領域ＤＳの一方が、埋め込み型フォトダイオードＰＤ１（ｎ）におけるｎ型高濃度半導体領域４０のうちの一つを兼用すると共に、配線５０に接続されて、すべてのｎ型高濃度半導体領域４０に接続されている。トランジスタＴ１（ｎ）は、ゲート電極Ｇに印加される電圧に応じてオン状態となり、ｎ型高濃度半導体領域４０を介して取り出されるｎ型低濃度半導体領域２０からの電荷を、一方のｎ型高濃度半導体領域ＤＳから他方のｎ型高濃度半導体領域ＤＳへ読み出すことができる。
　なお、配線５０は、ｎ型低濃度半導体領域２０の中心軸III－IIIに沿って、長尺方向に延びるように配置されている。
　また、基板の表面及び基板の側面は、シリコン酸化膜７０によって保護されている。
　以下では、本発明の比較例に係るリニアイメージセンサ１Ｘと比較しながら、第１の実施形態のリニアイメージセンサ１の作用効果を説明する。
　本発明の比較例に係るリニアイメージセンサ１Ｘは、図１に示す第１の実施形態のリニアイメージセンサ１と同様に、１次元配列されたＮ個の受光部Ｐｘ（ｎ）を備えており、この受光部Ｐｘ（ｎ）は、埋め込み型フォトダイオードＰＤ１（ｎ）に代えて埋め込み型フォトダイオードＰＤｘ（ｎ）を備えている構成で第１の実施形態と異なっている。リニアイメージセンサ１Ｘの他の構成は、リニアイメージセンサ１と同一である。
　図４は、比較例の受光部Ｐｘ（ｎ）を表面側から見た図であり、図５は、図４におけるV－V線に沿う受光部Ｐｘ（ｎ）の断面を示す図である。図４でも、埋め込み型フォトダイオードＰＤｘ（ｎ）におけるｐ型高濃度半導体領域３０を省略して示す。
　比較例の埋め込み型フォトダイオードＰＤｘ（ｎ）は、第１の実施形態の埋め込み型フォトダイオードＰＤ（ｎ）において、ｎ型高濃度半導体領域４０の個数が異なっている。すなわち、比較例の埋め込み型フォトダイオードＰＤｘ（ｎ）では、電荷取り出しのためのｎ型高濃度半導体領域４０が、ｎ型低濃度半導体領域２０における長尺方向の一端部であって、トランジスタＴｘ（ｎ）側の一端部に１つだけ形成されている。また、ｎ型高濃度半導体領域４０は、トランジスタＴｘ（ｎ）のドレイン、ソースに相当するｎ型高濃度半導体領域ＤＳと一体的に形成されている。
　この比較例の埋め込み型フォトダイオードＰＤｘ（ｎ）では、ｎ型低濃度半導体領域２０における長尺方向の一端部に形成されたｎ型高濃度半導体領域４０から、ｎ型低濃度半導体領域２０における長尺方向の他端部側のエッジまでの距離が長い。そのため、ｎ型低濃度半導体領域２０の他端部からｎ型高濃度半導体領域４０へのポテンシャル勾配がほとんどなくなってしまい、ｎ型低濃度半導体領域２０の他端部側の電荷を取り出すことが困難となり、電荷の読み残しが発生する可能性がある。その結果、残像が発生することがある。
　しかしながら、第１の実施形態の埋め込み型フォトダイオードＰＤ１（ｎ）及び受光部Ｐ１（ｎ）を備えるリニアイメージセンサ１によれば、ｎ型低濃度半導体領域（第２半導体領域；光感応領域）２０から電荷を取り出すためのｎ型高濃度半導体領域（第４半導体領域）４０が、長尺方向に複数離間して配置されているので、ｎ型高濃度半導体領域４０からｎ型低濃度半導体領域２０のエッジまでの距離を短くすることができる。したがって、埋め込み型フォトダイオードＰＤ１（ｎ）において、第４半導体領域へのポテンシャル勾配を確保でき、ｎ型低濃度半導体領域２０からの電荷の読み残しを低減することができる。その結果、残像の発生を抑制することができる。
［第２の実施形態］
　図６は、図１に示す受光部Ｐ（ｎ）の第２の実施形態であって、表面側から見た受光部Ｐ２（ｎ）を示す図であり、図７は、図６におけるVII－VII線に沿う受光部Ｐ２（ｎ）の断面を示す図である。図６及び図７には、Ｎ個の受光部Ｐ２（ｎ）を代表してｎ番目の受光部Ｐ２（ｎ）が示されている。この受光部Ｐ２（ｎ）は、埋め込み型フォトダイオードＰＤ２（ｎ）と、上記したトランジスタＴ１（ｎ）とを有している。また、図６では、本発明の特徴を分かり易くするために、埋め込み型フォトダイオードＰＤ２（ｎ）における後述するｐ型高濃度半導体領域３０を省略して示す。
　第２の実施形態の埋め込み型フォトダイオードＰＤ２（ｎ）は、第１の実施形態の埋め込み型フォトダイオードＰＤ１（ｎ）において、複数のｎ型高濃度半導体領域４０の形成位置が異なっている。すなわち、複数のｎ型高濃度半導体領域４０は、ｎ型低濃度半導体領域２０の長尺方向に延びる長辺に沿って、略等間隔に離間して配列されている。埋め込み型フォトダイオードＰＤ２（ｎ）の他の構成は、埋め込み型フォトダイオードＰＤ１（ｎ）と同一である。
　また、第２の実施形態の受光部Ｐ２（ｎ）では、埋め込み型フォトダイオードＰＤ２（ｎ）の複数のｎ型高濃度半導体領域４０に接続される配線５０が、隣り合う埋め込み型フォトダイオードＰＤ２（ｎ）におけるｎ型低濃度半導体領域２０の間のｐ型基板１０上に配置されている。
　この第２の実施形態の埋め込み型フォトダイオードＰＤ２（ｎ）及び受光部Ｐ２（ｎ）を備えるリニアイメージセンサ１Ａでも、第１の実施形態のリニアイメージセンサ１と同様の利点を得ることができる。
　また、第２の実施形態の埋め込み型フォトダイオードＰＤ２（ｎ）及び受光部Ｐ２（ｎ）を備えるリニアイメージセンサ１Ａによれば、ｎ型低濃度半導体領域２０から電荷を取り出すためのｎ型高濃度半導体領域４０が、ｎ型低濃度半導体領域２０の長尺方向に延びる長辺に沿って形成されており、これらのｎ型高濃度半導体領域４０に接続される配線５０がｎ型低濃度半導体領域２０の間に配置されているので、配線５０によって光感応領域であるｎ型低濃度半導体領域２０が被覆されることを低減することができる。その結果、光感応領域の開口率を高めることができ、光検出の感度を向上することができる。
［第３の実施形態］
　図８は、図１に示す受光部Ｐ（ｎ）の第３の実施形態であって、表面側から見た受光部Ｐ３（ｎ）を示す図であり、図９（ａ）は、図８におけるIXａ－IXａ線に沿う受光部Ｐ３（ｎ）の断面を示す図である。また、図９(ｂ)は、図８におけるIXｂ－IXｂ線に沿う受光部Ｐ３（ｎ）の断面を示す図である。図８及び図９には、Ｎ個の受光部Ｐ３（ｎ）を代表してｎ番目の受光部Ｐ３（ｎ）が示されている。この受光部Ｐ３（ｎ）は、埋め込み型フォトダイオードＰＤ３（ｎ）と、上記したトランジスタＴ１（ｎ）とを有している。また、図８では、本発明の特徴を分かり易くするために、埋め込み型フォトダイオードＰＤ３（ｎ）における後述するｐ型高濃度半導体領域３０を省略して示す。
　第３の実施形態の埋め込み型フォトダイオードＰＤ３（ｎ）は、第１の実施形態の埋め込み型フォトダイオードＰＤ１（ｎ）において、複数のｎ型高濃度半導体領域４０の形成位置が異なっている。すなわち、複数のｎ型高濃度半導体領域４０は、ｎ型低濃度半導体領域２０の長尺方向に延びる両長辺に沿って、千鳥状に交互に、略等間隔に離間して配列されている。換言すれば、複数のｎ型高濃度半導体領域４０は、ｎ型低濃度半導体領域２０の長尺方向に延びる両長辺に沿って、交互にジグザグに離間して配列されている。埋め込み型フォトダイオードＰＤ３（ｎ）の他の構成は、埋め込み型フォトダイオードＰＤ１（ｎ）と同一である。
　また、第３の実施形態の受光部Ｐ３（ｎ）では、埋め込み型フォトダイオードＰＤ３（ｎ）の複数のｎ型高濃度半導体領域４０に接続される配線５０が、隣り合う埋め込み型フォトダイオードＰＤ３（ｎ）におけるｎ型低濃度半導体領域２０の間のｐ型基板１０上に配置されている。
　この第３の実施形態の埋め込み型フォトダイオードＰＤ３（ｎ）及び受光部Ｐ３（ｎ）を備えるリニアイメージセンサ１Ｂでも、第１の実施形態のリニアイメージセンサ１と同様の利点を得ることができる。
　また、第３の実施形態の埋め込み型フォトダイオードＰＤ３（ｎ）及び受光部Ｐ３（ｎ）を備えるリニアイメージセンサ１Ｂによれば、複数のｎ型高濃度半導体領域４０が、ｎ型低濃度半導体領域２０の両長辺に沿って千鳥状に交互に配列されているので、ｎ型低濃度半導体領域２０が長尺方向に直交する方向に大きくなっても、ｎ型高濃度半導体領域４０からｎ型低濃度半導体領域２０のエッジまでの距離を適切に短くすることができる。したがって、埋め込み型フォトダイオードＰＤ３（ｎ）において、第４半導体領域へのポテンシャル勾配を確保でき、ｎ型低濃度半導体領域２０からの電荷の読み残しを適切に低減することができる。
［第４の実施形態］
　図１０は、図１に示す受光部Ｐ（ｎ）の第４の実施形態であって、表面側から見た受光部Ｐ４（ｎ）を示す図であり、図１１は、図１０におけるXI－XI線に沿う受光部Ｐ４（ｎ）の断面を示す図である。図１０及び図１１には、Ｎ個の受光部Ｐ４（ｎ）を代表してｎ番目の受光部Ｐ４（ｎ）が示されている。この受光部Ｐ４（ｎ）は、第３の実施形態の受光部Ｐ３（ｎ）に加えて複数（たとえば４個）の遮光膜６０を備えている。受光部Ｐ４（ｎ）の他の構成は受光部Ｐ３（ｎ）と同一である。また、図１０では、本発明の特徴を分かり易くするために、埋め込み型フォトダイオードＰＤ４（ｎ）における後述するｐ型高濃度半導体領域３０を省略して示す。
　遮光膜６０は、図１に示す受光部Ｐ（ｎ）の配列方向に延びている。複数の遮光膜６０は、それぞれ、ｎ型高濃度半導体領域４０、及び、そのｎ型高濃度半導体領域４０に接続されて配列方向に延びる配線５０を被覆するように配置されている。遮光膜の材料には、Ａｌなどが用いられるが、光吸収性を有するもの、例えば、ＴｉＮなどが用いられると検出光の散乱と防ぐことができ、好ましい。
　ここで、第３の実施形態の受光部Ｐ３（ｎ）と比較しながら、第４の実施形態の受光部Ｐ４（ｎ）の作用効果を説明する。
　図１２は、第３の実施形態の受光部Ｐ３（ｎ）であって、隣り合う受光部Ｐ３（１），Ｐ３（２）に跨って光が入射したときの図であり、図１３は、第４の実施形態の受光部Ｐ４（ｎ）であって、隣り合う受光部Ｐ４（１），Ｐ４（２）に跨って光が入射したときの図である。
　図１２に示すように、第３の実施形態の受光部Ｐ３（ｎ）において、入射光Ａが、隣り合う受光部Ｐ３（１），Ｐ３（２）に跨って、かつ、一方の受光部Ｐ３（２）における埋め込み型フォトダイオードＰＤ３（２）の電荷読み出しライン上に照射された場合、ｎ型高濃度半導体領域４０及び配列方向に延びる配線５０分だけ、一方の受光部Ｐ３（２）の感度が低下し、隣り合う受光部Ｐ３（１），Ｐ３（２）の光検出感度にばらつきが生じることがある。
　しかしながら、図１３に示すように、この第４の実施形態の受光部Ｐ４（ｎ）を備えるリニアイメージセンサ１Ｃによれば、ｎ型高濃度半導体領域４０及び配列方向に延びる配線５０を被覆するように、配列方向に延びる遮光膜６０を備えているので、受光部Ｐ４（ｎ）の長尺方向に延びる中心軸に対して光感応領域の形状を左右対称にすることができる。すなわち、ｎ型高濃度半導体領域４０によって生じる分の非対称性を緩和することができる。したがって、隣り合う受光部Ｐ４（１），Ｐ４（２）に跨って光Ａが照射された場合であっても、隣り合う受光部Ｐ４（１），Ｐ４（２）の光検出感度のばらつきを低減することができる。
　なお、本発明は上記した本実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。例えば、配線５０の形状、複数のｎ型高濃度半導体領域４０の配列位置は、本実施形態に限られることはない。例えば、図１４及び図１５に、本発明の変形例に係る受光部Ｐ５（ｎ）を示す。
　図１４は、図１に示す受光部Ｐ（ｎ）の変形例であって、表面側から見た受光部Ｐ５（ｎ）を示す図であり、図１５は、図１４におけるXV－XV線に沿う受光部Ｐ５（ｎ）の断面を示す図である。図１４及び図１５には、Ｎ個の受光部Ｐ５（ｎ）を代表してｎ番目の受光部Ｐ５（ｎ）が示されている。この受光部Ｐ５（ｎ）は、埋め込み型フォトダイオードＰＤ５（ｎ）と、上記したトランジスタＴ１（ｎ）とを有している。また、図１４では、本発明の特徴を分かり易くするために、埋め込み型フォトダイオードＰＤ５（ｎ）における後述するｐ型高濃度半導体領域３０を省略して示す。
　図１４及び図１５に示すように、埋め込み型フォトダイオードＰＤ５（ｎ）のｎ型高濃度半導体領域４０が、ｎ型低濃度半導体領域２０の長尺方向に延びる中心軸に沿って配列されている構成において、ｎ型高濃度半導体領域４０に接続される配線５０が受光部Ｐ５（ｎ）の配列方向に引き出され、隣り合う埋め込み型フォトダイオードＰＤ５（ｎ）におけるｎ型低濃度半導体領域２０の間のｐ型基板１０上に延びていてもよい。この場合、配列方向に延びる配線５０によって生ずる隣り合う受光部Ｐ（ｎ）の光検出感度のばらつきを低減するために、ｎ型高濃度半導体領域４０及び配列方向に延びる配線５０を被覆するように、配列方向に延びる遮光膜６０を備えることが好ましい。
　また、本実施形態では、埋め込み型フォトダイオードＰＤ（ｎ）及びトランジスタＴ（ｎ）がｐ型基板１０上に直接形成されたが、ｎ型基板上に形成されてもよい。この場合、ｎ型基板上にｐ型ウエルを形成し、このｐ型ウエル上に同様の構成を形成すればよい。
　リニアイメージセンサの電荷の読み残しを低減する用途に適用することができる。
　１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｘ　リニアイメージセンサ
　Ｐ（ｎ），Ｐ１（ｎ），Ｐ２（ｎ），Ｐ３（ｎ），Ｐ４（ｎ），Ｐ５（ｎ），Ｐｘ（ｎ）　受光部
　ＰＤ（ｎ），ＰＤ１（ｎ），ＰＤ２（ｎ），ＰＤ３（ｎ），ＰＤ４（ｎ），ＰＤ５（ｎ），ＰＤｘ（ｎ）　埋め込み型フォトダイオード
　１０　ｐ型基板（第１半導体領域）
　２０　ｎ型低濃度半導体領域（第２半導体領域）
　３０　ｐ型高濃度半導体領域（第３半導体領域）
　４０　ｎ型高濃度半導体領域（第４半導体領域）
　５０　配線
　６０　遮光膜
　７０　シリコン酸化膜
　Ｔ（ｎ），Ｔ１（ｎ），Ｔｘ（ｎ）　トランジスタ
　ＤＳ　ｎ型高濃度半導体領域
　Ｇ　ゲート電極

Claims (5)

  1. 　長尺形状の埋め込み型フォトダイオードが複数配列されたリニアイメージセンサにおいて、
    　前記埋め込み型フォトダイオード各々は、
    　第１導電型の第１半導体領域と、
    　前記第１半導体領域上に形成され、第２導電型の不純物濃度が低く、長尺形状である第２半導体領域と、
    　前記第２半導体領域の表面を覆うように、前記第２半導体領域上に形成された第１導電型の第３半導体領域と、
    　前記第２半導体領域から電荷を取り出すための第２導電型の第４半導体領域と、
    を備え、
    　前記第４半導体領域は、前記第２半導体領域上において、長尺方向に複数離間して配置されている、
    リニアイメージセンサ。
  2. 　前記第４半導体領域は、前記第２半導体領域の前記長尺方向に延びる中心軸に沿って複数配置されている、
    請求項１に記載のリニアイメージセンサ。
  3. 　前記第４半導体領域は、前記第２半導体領域の前記長尺方向に延びる長辺に沿って複数配置されている、
    請求項１に記載のリニアイメージセンサ。
  4. 　前記第４半導体領域は、前記第２半導体領域の前記長尺方向に延びる両長辺に沿って、千鳥状に交互に複数配置されている、
    請求項１に記載のリニアイメージセンサ。
  5. 　前記第４半導体領域を被覆する遮光膜であって、配列方向に延びる当該遮光膜を備える、
    請求項１～４の何れか１項に記載のリニアイメージセンサ。
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