WO2019044246A1 - 固体撮像装置 - Google Patents

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photosensitive
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慎一郎 ▲高▼木
光人 間瀬
純 平光
康人 米田
村松　雅治
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浜松ホトニクス株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a solid-state imaging device.
  • a known solid-state imaging device includes a plurality of photoelectric conversion units arranged in a first direction, and a plurality of photoelectric conversion units arranged in a second direction intersecting the first direction with a corresponding photoelectric conversion unit. And a transfer unit (for example, see Patent Document 1).
  • Each photoelectric conversion unit has a photosensitive region that generates a charge in response to incident light.
  • Each transfer unit transfers the charge generated in the corresponding photoelectric conversion unit.
  • the photoelectric conversion unit needs to efficiently transfer the charge.
  • an impurity is additionally implanted into the photoelectric conversion portion to change the impurity concentration of the photosensitive region.
  • the photosensitive region of the solid-state imaging device includes a first impurity region and a second impurity region having a higher impurity concentration than the first impurity region.
  • the photosensitive region has one end located away from the transfer section in the second direction and the other end located closer to the transfer section in the second direction. The direction from one end to the other is the charge transfer direction.
  • the second impurity region has a trapezoidal shape in which the width in the second direction gradually increases in the transfer direction.
  • the second impurity region forms a potential gradient in the photosensitive region which becomes gradually higher in the transfer direction.
  • the potential gradient formed in the photosensitive region may change.
  • Designers often determine the shape of the second impurity region based on their own sense or experience. In this case, it is difficult for the second impurity region to form a potential gradient sufficient to transfer charges efficiently, so that the charge transfer time may be increased. Therefore, there is a need for further improvement in charge transfer efficiency.
  • An aspect of the present invention aims to provide a solid-state imaging device that improves charge transfer efficiency.
  • the present inventors newly obtained the following findings. For example, when the second impurity region has a trapezoidal shape, a portion with a small potential gradient occurs in the photosensitive region. If the shape of the second impurity region is a shape in which a portion with a small potential gradient hardly occurs, the charge transfer efficiency is improved. Based on the above-mentioned findings, the inventors of the present invention conducted intensive studies on the shape in which a portion with a small potential gradient is unlikely to occur, and completed the present invention.
  • One embodiment of the present invention is a solid-state imaging device, which includes a plurality of photoelectric conversion units arranged in a first direction, and a second direction intersecting a first direction with a corresponding photoelectric conversion unit among a plurality of photoelectric conversion units. And a plurality of transfer units arranged in parallel.
  • the plurality of photoelectric conversion units have photosensitive regions that generate charges in response to incident light.
  • the plurality of transfer units transfer the charges generated in the corresponding photoelectric conversion units.
  • the photosensitive region includes a first impurity region and a second impurity region having a higher impurity concentration than the first impurity region.
  • the photosensitive region has one end located away from the transfer section in the second direction and the other end located closer to the transfer section in the second direction.
  • the second impurity region is provided from the vicinity of one end or one end of the photosensitive region to the other end of the photosensitive region.
  • the second impurity region has a shape that is line-symmetrical to the center line of the photosensitive region along the second direction in plan view.
  • the width in the first direction of the second impurity region increases in the transfer direction from one end to the other end.
  • the increase rate of the width of the second impurity region in each section obtained by dividing the photosensitive region into n in the second direction gradually increases in the transfer direction.
  • n is an integer of 2 or more.
  • the width of the second impurity region is increased in the transfer direction. Therefore, a potential gradient in which the potential increases from one end to the other end is formed in the photosensitive region.
  • the second impurity region has a shape that is line-symmetrical to the center line of the photosensitive region along the second direction in plan view. Thus, in the light sensitive region, charge is transferred with the same efficiency regardless of the location where the charge is generated.
  • the increase rate of the width of the second impurity region in each section obtained by dividing the photosensitive region into n in the second direction gradually increases in the transfer direction.
  • the shape of the second impurity region is a shape in which a portion having a small potential gradient is less likely to occur in the photosensitive region.
  • the photoelectric conversion unit transfers charges efficiently. Therefore, the solid-state imaging device according to the above aspect improves charge transfer efficiency.
  • the width of the second impurity region in each section may be set so that the potential difference of the photosensitive region in each adjacent section is constant.
  • the potential gradient in the photosensitive region is substantially constant. Therefore, the photoelectric conversion unit transfers charges more efficiently.
  • each section may be each section obtained by equally dividing the photosensitive region into n in the second direction.
  • n is an integer of 2 or more.
  • each section may be each section obtained by dividing the photosensitive region such that the width in the second direction is gradually narrowed in the transfer direction.
  • the increase rate of the width of the second impurity region may change so as to increase near the other end.
  • a solid-state imaging device that improves charge transfer efficiency.
  • FIG. 1 is a diagram showing a planar configuration of a solid-state imaging device.
  • FIG. 2 is a diagram showing a cross-sectional configuration of the solid-state imaging device.
  • FIG. 3 is a schematic view showing a photosensitive region.
  • FIG. 4 is a diagram showing a change in potential formed in the solid-state imaging device.
  • FIG. 5 is a diagram used to explain the width of the second impurity region.
  • FIG. 6 is a graph showing the potential of the photosensitive region for each notch width.
  • FIG. 7 is a graph showing the width of the second impurity region at each equally dividing point.
  • FIG. 8 is a view showing a simulation model of the photosensitive region including the second impurity region according to the present embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing a planar configuration of a solid-state imaging device.
  • FIG. 2 is a diagram showing a cross-sectional configuration of the solid-state imaging device.
  • FIG. 3 is a schematic view showing a photo
  • FIG. 9 is a graph showing the potential of the photosensitive region in a three-dimensional space.
  • FIG. 10 is a graph showing the potential gradient in the transfer direction.
  • FIG. 11 is a schematic view showing a second impurity region in the reference example.
  • FIG. 12 is a graph comparing the potential gradient in the photosensitive region between the present embodiment and the reference example.
  • FIG. 13 is a graph comparing the measured values of the image lag corresponding to the transfer time between the present embodiment and the reference example.
  • FIG. 14 is a schematic view showing a modification of the second impurity region.
  • FIG. 1 is a diagram showing a planar configuration of a solid-state imaging device.
  • FIG. 2 is a diagram showing a cross-sectional configuration of the solid-state imaging device.
  • FIG. 2 shows a cross-sectional configuration of the solid-state imaging device along the line II-II in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic view showing a photosensitive region.
  • FIG. 4 is a diagram showing a change in potential formed in the solid-state imaging device.
  • the solid-state imaging device 1 includes a light receiving unit 3, a plurality of input gate units 4, a plurality of transfer units 7, and a shift register 9.
  • the shift register 9 is a charge output unit.
  • the solid-state imaging device 1 is, for example, an embedded CCD linear image sensor.
  • the light receiving unit 3 has a plurality of photoelectric conversion units 5.
  • the plurality of photoelectric conversion units 5 are arranged in the first direction D1.
  • the photoelectric conversion unit 5 is located between the input gate unit 4 and the transfer unit 7.
  • the photoelectric conversion unit 5 has a long rectangular shape whose length in the second direction D2 is about 1 to 500 times the length in the first direction D1.
  • the first direction D1 is a direction along the opposing direction of the two long sides of the photoelectric conversion unit 5.
  • the first direction D1 includes both positive and negative directions along the Y axis.
  • the second direction D2 is a direction along the opposing direction of the two short sides of the photoelectric conversion unit 5.
  • the second direction D2 includes both positive and negative directions along the X axis.
  • the second direction D2 intersects the first direction D1.
  • the first direction D1 and the second direction D2 are orthogonal to each other.
  • Each photoelectric conversion unit 5 has one photosensitive region 6.
  • the photosensitive region 6 generates a charge in response to the incident light.
  • the light sensitive region 6 has a rectangular shape defined by two long sides and two short sides in a plan view.
  • the plurality of photosensitive regions 6 are arranged in the first direction D1.
  • the plurality of photosensitive regions 6 are arranged in an array in the one-dimensional direction with the first direction D1 as the one-dimensional direction.
  • One photosensitive region 6 constitutes one pixel in the light receiving unit 3.
  • Photosensitive region 6 includes a plurality of impurity regions having different impurity concentrations. As shown in FIG. 3, photosensitive region 6 includes a pair of first impurity regions 11 and one second impurity region 12. The impurity concentration of the second impurity region 12 is higher than the impurity concentration of the first impurity region 11.
  • the photosensitive region 6 has a pair of short sides 6a and 6b and a pair of long sides 6c and 6d.
  • the photosensitive region 6 is defined by a pair of short sides 6a and 6b and a pair of long sides 6c and 6d.
  • the second impurity region 12 is provided in the photosensitive region 6 from the short side 6 a to the short side 6 b in the second direction D2.
  • the second impurity region 12 is continuously provided from the short side 6 a to the short side 6 b.
  • the short side 6a is an end located away from the transfer unit 7 in the second direction D2.
  • the short side 6 b is the other end located closer to the transfer unit 7 in the second direction D2.
  • the second impurity region 12 has one end and the other end.
  • the second impurity region 12 is located between the pair of first impurity regions 11 in the first direction D1.
  • the pair of short sides 6a and 6b are opposed in the second direction D2.
  • the second direction D2 is a direction in which a pair of short side 6a and short side 6b are opposed to each other.
  • the pair of long sides 6c, 6d oppose each other in the first direction D1.
  • the first direction D1 is a direction in which the pair of long sides 6c and 6d are opposed to each other.
  • the second impurity region 12 has a shape that is line-symmetrical to the center line G1 of the photosensitive region 6 along the second direction D2 in plan view.
  • the planar shape of the second impurity region 12 is line symmetrical with respect to the center line G1.
  • the center line G1 is parallel to the pair of long sides 6c and 6d of the photosensitive region 6, and is positioned such that the distances from the long sides 6c and 6d are equal.
  • “equivalent” means not only that the values are exactly the same, but also that the difference between the values is included within the range of measurement error or a preset difference.
  • planar shape of the second impurity region 12 is axisymmetric with respect to the center line G1 means that when the second impurity region 12 is divided by the center line G1, each region located across the center line G1 is mirrored It is symmetrical, and means that the area and number of each region are equal.
  • the center line G1 is a mirror symmetry axis.
  • the width W of the second impurity region 12 in the first direction D1 increases in the direction from the short side 6a to the short side 6b.
  • the width W in the first direction D1 is referred to as "width W”.
  • the width W monotonously increases in a narrow sense as it goes from the short side 6a to the short side 6b.
  • the second impurity region 12 forms, in the photosensitive region 6, a potential gradient which becomes higher in the positive direction of the X-axis in FIG.
  • the potential gradient increases in the direction from the short side 6a to the short side 6b.
  • the potential gradient transfers charges generated in the photosensitive region 6 in the direction from the short side 6 a to the short side 6 b in the photosensitive region 6.
  • the charge reaching the short side 6 b is discharged from the photosensitive region 6.
  • transfer direction TD the direction from the short side 6 a to the short side 6 b is referred to as “transfer direction TD”.
  • one input gate unit 4 corresponds to one photosensitive region 6 (one photoelectric conversion unit 5).
  • the input gate portion 4 is disposed near the short side 6 a of the corresponding photosensitive region 6.
  • the input gate portion 4 is arranged in the second direction D2 with the corresponding photosensitive region 6 (photoelectric conversion portion 5) so as to be adjacent to the short side 6a of the corresponding photosensitive region 6.
  • the input gate unit 4 applies a predetermined potential to a region near the short side 6 a of the photosensitive region 6.
  • One transfer unit 7 corresponds to one photosensitive region 6 (one photoelectric conversion unit 5).
  • the transfer unit 7 is disposed near the short side 6 b of the corresponding photosensitive region 6.
  • the transfer unit 7 is arranged in the second direction D2 with the corresponding photosensitive region 6 (photoelectric conversion unit 5) so as to be adjacent to the short side 6b of the corresponding photosensitive region 6.
  • the transfer unit 7 is located between the light sensitive region 6 and the shift register 9.
  • the transfer unit 7 acquires the charge discharged from the photosensitive region 6 and transfers the acquired charge to the shift register 9.
  • the shift register 9 is arranged such that each transfer unit 7 is located between each light sensitive area 6 and the shift register 9.
  • the shift register 9 is disposed near the short side 6 b of the photosensitive region 6.
  • the shift register 9 is adjacent to the plurality of transfer units 7 in the second direction D2.
  • the shift register 9 acquires the charges transferred from the transfer units 7, transfers the charges in the negative direction of the Y axis, and sequentially outputs the charges to the amplifier A.
  • the amplifier A converts the charge output from the shift register 9 into a voltage, and outputs the converted voltage to the outside of the solid-state imaging device 1 as an output of the photosensitive region 6.
  • Isolation regions are disposed between adjacent light sensitive regions 6 and between adjacent transfer portions 7.
  • An isolation region disposed between the light sensitive regions 6 electrically isolates the adjacent light sensitive regions 6.
  • An isolation region disposed between the transfer units 7 electrically isolates adjacent transfer units 7.
  • the solid-state imaging device 1 has a semiconductor substrate 10.
  • the light receiving unit 3, the plurality of input gate units 4, the plurality of transfer units 7, and the shift register 9 are formed on the semiconductor substrate 10.
  • the semiconductor substrate 10 is a silicon substrate.
  • the semiconductor substrate 10, as shown in FIG. 2, includes a main body layer 10A as a base of the semiconductor substrate 10, and surface layers 22 to 27. The surface layers 22 to 27 are disposed on one side of the main body layer 10A.
  • the main body layer 10A is a p-type semiconductor layer.
  • the surface layer 22 is an n ++ -type semiconductor layer.
  • the surface layer 23 is an n ⁇ -type semiconductor layer.
  • the surface layer 24 includes a pair of n-type semiconductor layers 24 a and one n + -type semiconductor layer 24 b as shown in FIG. 3.
  • the surface layer 24 includes one p + -type conductor layer 24c.
  • the n-type semiconductor layer 24a and the n + -type semiconductor layer 24b are formed on the main layer 10A.
  • the p + -type conductor layer 24 c is formed on the n-type semiconductor layer 24 a and the n + -type semiconductor layer 24 b. As shown in FIG.
  • the n + -type semiconductor layer 24b is located between the pair of n-type semiconductor layers 24a in the first direction D1.
  • the surface layer 25 is an n ⁇ -type semiconductor layer.
  • the surface layer 26 is an n-type semiconductor layer.
  • the surface layer 27 is a p + -type semiconductor layer. The p-type and n-type conductivity types may be interchanged to be opposite to the above-described conductivity types.
  • the "+” attached to the conductivity type indicates a high impurity concentration.
  • "-" Attached to the conductive type indicates low impurity concentration.
  • the low impurity concentration is apparently low impurity by compensating a part of the conductivity type impurity with "-” with the impurity of the opposite conductivity type to the conductivity type with "-” It also includes the aspect of concentration.
  • the number of "+” indicates the degree of the concentration of the impurity of the conductivity type indicated by "+”, and the larger the number of "+”, the higher the concentration of the impurity of the conductivity type indicated by "+” Indicates
  • the n-type impurity is, for example, N, P or As.
  • the p-type impurity is, for example, B or Al.
  • a pn junction is formed at the interface between the main body layer 10A and the n-type semiconductor layer 24a and the n + -type semiconductor layer 24b.
  • the n-type semiconductor layer 24 a and the n + -type semiconductor layer 24 b constitute a photosensitive region 6 that generates an electric charge upon incidence of light.
  • the n-type semiconductor layer 24 a constitutes the first impurity region 11 of the photosensitive region 6.
  • the shape of the first impurity region 11 corresponds to the shape of the n-type semiconductor layer 24 a.
  • the n + -type semiconductor layer 24 b constitutes a second impurity region 12.
  • the shape of the second impurity region 12 corresponds to the shape of the n + -type semiconductor layer 24 b.
  • the concentration of the n-type impurity in the n + -type semiconductor layer 24b is higher than the concentration of the n-type impurity in the n-type semiconductor layer 24a.
  • the width W of the n + -type semiconductor layer 24 b gradually increases in the transfer direction TD. In the region near the short side 6 a in the transfer direction TD, the width of the n + -type semiconductor layer 24 b is small. If the width of the n + -type semiconductor layer 24b is small, a large effect of fringing fields from the n-type semiconductor layer 24a located on both sides of the n + -type semiconductor layer 24b.
  • the potential of the surface layer 24 is shallow.
  • the width of the n + -type semiconductor layer 24b is large. If the width of the n + -type semiconductor layer 24b is large, a small influence of the fringing electric field from the n-type semiconductor layer 24a located on both sides of the n + -type semiconductor layer 24b. Therefore, in the region near the short side 6b in the transfer direction TD, the potential of the surface layer 24 is deep. As a result, as shown in FIG. 4, the surface layer 24 is formed with a potential gradient which becomes gradually deeper in the transfer direction TD. In the surface layer 24, a potential gradient which becomes gradually higher in the transfer direction TD is formed.
  • a plurality of electrodes 41, 42, 43 are disposed on the insulating layer 20.
  • the electrode 41 is formed on the region of the insulating layer 20 corresponding to the surface layer 23.
  • the electrode 41 is disposed on the surface layer 23 such that the insulating layer 20 is positioned between the electrode 41 and the surface layer 23.
  • the electrode 41 and the surface layer 23 constitute an input gate unit 4.
  • the drive circuit 101 applies a signal IG to the electrode 41. In response to the signal IG, the potential of the surface layer 23 is determined.
  • the potential of the surface layer 23 is determined to be lower than the potential of the surface layer 24. Therefore, as shown in FIG. 4, the potential of the surface layer 23 becomes shallower than the potential of the surface layer 24, that is, the potential of the photosensitive region 6.
  • the drive circuit 101 is controlled by the controller 102.
  • the electrode 42 is formed on the region of the insulating layer 20 corresponding to the surface layer 25.
  • the electrode 42 is disposed on the surface layer 25 such that the insulating layer 20 is located between the electrode 42 and the surface layer 25.
  • the electrode 42 and the surface layer 25 constitute a transfer unit 7.
  • the drive circuit 101 applies a signal TG to the electrode 42.
  • the potential of the surface layer 25 changes in response to the signal TG.
  • the potential of the surface layer 25 becomes shallower than the potential of the surface layer 24 as shown in FIG. 4A, or becomes deeper than the potential of the surface layer 24 as shown in FIG. 4B. Due to the change in the potential of the surface layer 25, the transfer unit 7 acquires charge from the photosensitive region 6 and sends out the acquired charge to the shift register 9.
  • the electrode 43 is formed on the region of the insulating layer 20 corresponding to the surface layer 26.
  • the electrode 43 is disposed on the surface layer 26 such that the insulating layer 20 is located between the electrode 43 and the surface layer 26.
  • the electrode 43 and the surface layer 26 constitute a shift register 9.
  • the drive circuit 101 applies a signal PH to the electrode 43.
  • the potential of the surface layer 26 changes in response to the signal PH.
  • the potential of the surface layer 26 is shallower than the potential of the surface layer 24 as shown in (a) of FIG. 4 and deeper than the potential of the surface layer 25 or as shown in (b) of FIG. It is deeper than the potential of the surface layer 24 and deeper than the potential of the surface layer 25.
  • the shift register 9 acquires charges from the transfer unit 7 due to the change in the potential of the surface layer 26.
  • the shift register 9 sends the acquired charge to the amplifier A.
  • the surface layer 27 electrically isolates the surface layers 22-26 from other parts of the semiconductor substrate 10.
  • the isolation region described above can be configured by the surface layer 27.
  • the electrodes 41 to 43 are, for example, polysilicon films.
  • Insulating layer 20 is, for example, a silicon oxide film.
  • FIG. 5 is a diagram used to explain the width of the second impurity region.
  • FIG. 5A is a schematic view showing a photosensitive region.
  • the photosensitive region 6 having a length L in the second direction D2 is divided into n in the second direction D2.
  • n is an integer of 2 or more.
  • each section L 1 to the photosensitive region 6 and n divided, ..., L k, ..., the width W 0 of the second impurity region 12 in the L n, ..., W k, ..., W n is shown.
  • k is an integer of 2 or more and n-1 or less.
  • the width W 1 of the second impurity region 12, ..., W k, ... , W n is the width at a position closest to the short side 6b of L n .
  • the width W 1, ..., W k, ..., W n is the interval L 1, ..., L k, ..., a maximum width in the L n.
  • the width W 0 is the minimum width in the section L1.
  • the width W 0 is the width of the second impurity region 12 at one end (short side 6 a) most upstream in the transfer direction TD in the photosensitive region 6.
  • Width W 1, ..., W k, ..., W n is, each of the sections L 1, ..., L k, ..., not limited to the maximum width of the L n.
  • the width W 1, ..., W k, ..., W n is the interval L 1, ..., L k, ..., it may be the average value of the width in the L n.
  • the horizontal axis in (b) of FIG. 5 indicates the position [ ⁇ m] in the photosensitive region 6 along the transfer direction TD.
  • the vertical axis in (b) of FIG. 5 indicates the maximum potential [V] at each position.
  • the sections L 1 ,..., L k ..., L n are sections obtained by equally dividing the photosensitive region 6 into n in the second direction D2.
  • equal division means dividing into equal amounts
  • each section L 1 ,..., L k ..., L n may not be divided into completely equal amounts.
  • the width in the second direction D2 of each of the sections L 1 ,..., L k, ..., L n may include a measurement error or a slight difference within a predetermined range of ⁇ several ⁇ m. As shown in (a) of FIG.
  • the width W of the second impurity region 12 gradually increases from the upstream to the downstream in the transfer direction TD.
  • the width W of the second impurity region 12 monotonously increases in the transfer direction TD from the upstream end to the downstream end of the transfer direction TD.
  • the process of determining the shape of the second impurity region 12 will be described.
  • the procedure for obtaining the widths W 1 ,..., W k ,..., W n of the second impurity region 12 will be described.
  • the potential of the photosensitive region 6 for each predetermined notch width is calculated.
  • a model of a solid-state imaging device having the second impurity region 12 whose notch width is constant in the transfer direction TD is used.
  • the maximum potential of the light sensitive region 6 is calculated for each predetermined notch width.
  • the notch width is, for example, a value within the range of 0.8 ⁇ m to 6.1 ⁇ m. The calculation results are shown in FIG. FIG.
  • FIG. 6 is a graph showing the potential of the photosensitive region for each notch width.
  • the horizontal axis in FIG. 6 indicates the notch width [ ⁇ m].
  • the vertical axis in FIG. 6 indicates the maximum potential [V] of the photosensitive region 6 corresponding to the notch width.
  • the vertical axis in FIG. 6 indicates that the maximum potential increases as going upward, and the maximum potential decreases as going downward.
  • the potential in the range corresponding to the notch width in the range of 0.8 ⁇ m to 6.1 ⁇ m is equally divided into n.
  • the potential is equally divided into twelve.
  • the notch width at each equidistant point (1,..., K,... N) of the potential is read from the graph of FIG.
  • the notch width at each of the read equally divided points is set as each width W 1 ,..., W k ,..., W n of the second impurity region 12 corresponding to each divided point.
  • W 1 ,..., W k ,..., W n of the second impurity region 12 corresponding to each divided point.
  • the width W 1 is 0.9 ⁇ m
  • the width W 2 is 1.0 ⁇ m
  • the width W 3 is 1.1 ⁇ m
  • the width W 4 is 1.2 ⁇ m
  • W 5 is 1.35 ⁇ m
  • the width W 6 is 1.5 ⁇ m.
  • the width W 7 is 1.7 ⁇ m
  • the width W 8 is 2.0 ⁇ m
  • the width W 9 is 2.4 ⁇ m
  • the width W 10 is 2.9 ⁇ m
  • the width W 11 is 3.9 ⁇ m
  • the width W 12 is 6.1 ⁇ m. According to the above procedure, the widths W 1 ,..., W k ,..., W n of the second impurity regions 12 in which the potential difference of the photosensitive regions 6 in adjacent sections is constant are obtained.
  • the width W 0 is set to the minimum value of the notch width. In the example shown in FIG. 6, the width W 0 is 0.8 ⁇ m.
  • FIG. 7 is a graph showing the width of the second impurity region at each equally dividing point.
  • FIG. 7 is a graph showing the widths W 0 , W 1 ,..., W k ,..., W n of the second impurity regions 12 corresponding to the respective dividing points.
  • the vertical axis of FIG. 7, the width W 0, W 1, ..., W k, ..., indicate the position [[mu] m] with respect to the center of the W n.
  • the vertical axis in FIG. 7 is also the boundary position between the second impurity region 12 and the first impurity region 11.
  • the shape of the second impurity region 12 is determined by the above procedure.
  • the shape of the second impurity region 12 is similar to the shape shown in the graph of FIG. 7 regardless of the length of the photoelectric conversion unit 5 in the transfer direction TD.
  • FIG. 8 is a view showing a simulation model of the photosensitive region including the second impurity region according to the present embodiment.
  • FIG. 9 is a graph showing the potential of the photosensitive region in a three-dimensional space.
  • the potential shown in FIG. 9 is a simulation result of the potential of the photosensitive region 6 using the model shown in FIG.
  • the x-axis positive direction corresponds to the transfer direction TD.
  • the y-axis direction corresponds to the width direction of the second impurity region 12.
  • the vertical axis in FIG. 9 indicates the maximum potential.
  • FIG. 9 indicates that the maximum potential decreases as going upward, and the maximum potential increases as going downward.
  • the vertical axis in FIG. 9 indicates that the potential is shallower as it goes upward, and the potential is deeper as it goes lower.
  • FIG. 10 is a graph showing the potential gradient in the transfer direction.
  • FIG. 10 is a graph in which the value of the potential corresponding to the position of the photosensitive region 6 in the transfer direction TD is plotted based on the simulation result shown in FIG.
  • the horizontal axis of FIG. 10 indicates the position [ ⁇ m] of the photosensitive region 6 in the transfer direction TD.
  • the x-axis positive direction is the transfer direction TD.
  • the vertical axis in FIG. 10 indicates the maximum potential [V] of the photosensitive region 6 at each position.
  • the vertical axis in FIG. 10 indicates that the maximum potential decreases as going upward, and the maximum potential increases as going downward.
  • the potential gradient in the photosensitive region 6 is substantially constant over substantially the entire region along the transfer direction TD of the photosensitive region 6.
  • the charges generated in the photosensitive region 6 are transferred along a substantially constant potential gradient. Therefore, the charge generated in the photosensitive region 6 is efficiently transferred.
  • FIG. 11 is a schematic view showing a second impurity region in the reference example.
  • the increasing rate of the width W of the second impurity region 50A is constant from the short side 6a to the end area EA near the short side 6b.
  • the increase rate of the width W in the end area EA is larger than the increase rate of the width W from the short side 6a to the end area EA.
  • the increasing rate of the width W of the second impurity region 50B is constant from the short side 6a to the short side 6b.
  • FIG. 12 is a graph comparing the potential gradient in the photosensitive region between the present embodiment and the reference example.
  • the characteristic 60a in FIG. 12 shows the potential gradient in the photosensitive region 6 including the second impurity region 12 of the embodiment described above, and corresponds to the characteristic shown in FIG.
  • Characteristic 60b in FIG. 12 shows the potential gradient in the photosensitive region 6 including the second impurity region 50A.
  • the characteristic 60 b represents a potential gradient obtained from the simulation result of the potential of the photosensitive region 6 using the simulation model of the photosensitive region 6 including the second impurity region 50A.
  • a characteristic 60c in FIG. 12 shows the potential gradient in the photosensitive region 6 including the second impurity region 50B.
  • the characteristic 60c represents a potential gradient obtained from the simulation result of the potential of the photosensitive region 6 using the simulation model of the photosensitive region 6 including the second impurity region 50B.
  • the potential gradient decreases from the center to the end of photosensitive region 6 in transfer direction TD. . Specifically, at a position of 100 ⁇ m to 200 ⁇ m, there is a place where the potential gradient decreases.
  • the photosensitive region 6 includes the second impurity region 12 of the above-described embodiment, the potential gradient is substantially constant without any decrease in the potential gradient.
  • the photosensitive region 6 hardly transfers a portion where the potential gradient decreases, and transfers charges efficiently. From the above, it is understood that the shape of the second impurity region 12 of the present embodiment is suitable for improving the charge transfer efficiency.
  • FIG. 13 is a graph comparing the measured values of the image lag corresponding to the transfer time between the present embodiment and the reference example.
  • the horizontal axis of FIG. 13 indicates the charge transfer time [ ⁇ s] in the photosensitive region 6.
  • the vertical axis in FIG. 13 indicates the image lag [%].
  • the image lag is an afterimage caused by the charge remaining in the photosensitive region 6 without being able to transfer the charge from the photosensitive region 6.
  • Each characteristic 61a, 61b and 61c in FIG. 13 indicates the measurement result of the image lag.
  • a characteristic 61 a indicates the measurement result of the image lag in the configuration in which the photosensitive region 6 includes the second impurity region 12.
  • a characteristic 61 b indicates the measurement result of the image lag in the configuration in which the photosensitive region 6 includes the second impurity region 50A.
  • a characteristic 61c shows the measurement result of the image lag in the configuration in which the photosensitive region 6 includes the second impurity region 50B.
  • the image lag is significantly reduced in the photosensitive region 6 including the second impurity region 12 of the present embodiment, as compared to the photosensitive region 6 including the second impurity regions 50A and 50B. ing. Therefore, it was also shown by actual measurement values that the present embodiment improves the charge transfer efficiency of the photosensitive region 6 as compared to the reference example.
  • the width W of the second impurity region 12 increases in the transfer direction TD. Therefore, a potential gradient is formed in the photosensitive region 6 such that the potential increases from the short side 6 a toward the short side 6 b.
  • the second impurity region 12 has a shape that is line-symmetrical to the center line G1 of the photosensitive region 6 in a plan view. Therefore, in the light sensitive region 6, the charge is transferred with the same efficiency regardless of the position where the charge is generated.
  • Each section L 1 and the photosensitive region 6 and n divided in the second direction D2, ..., L k ..., the width W 1 of the second impurity region 12 in the L n, ..., W k, ..., W n increase ⁇ W of 1 ,..., ⁇ W k ,..., ⁇ W n gradually increase in the transfer direction TD.
  • the shape of the second impurity region 12 is a shape in which a portion having a small potential gradient is less likely to occur in the photosensitive region 6.
  • Each photoelectric conversion unit 5 transfers charges efficiently. Therefore, the solid-state imaging device 1 improves the charge transfer efficiency.
  • each section L 1, ..., L k ... , the width W 1 of the second impurity region 12 in the L n, ..., W k, ..., W n are each section adjacent L 1, ..., L
  • the potential difference of the light sensitive region 6 in k ..., L n is set to be constant.
  • the potential gradient in the photosensitive region 6 is substantially constant. Therefore, each photoelectric conversion unit 5 transfers charges more efficiently.
  • the photoelectric conversion unit 5 has a long shape and the transfer distance in the photosensitive region 6 is long, it is effective that the potential gradient in the photosensitive region 6 is substantially constant.
  • the shape of the second impurity region 12 is not limited to the shape shown in the above embodiment.
  • the second impurity region 12 may have various shapes as shown in FIG. FIG. 14 shows a plurality of second impurity regions 12A to 12E, which is a modification of the second impurity region 12.
  • FIG. 14 is a schematic view showing a modification of the second impurity region.
  • the boundary position of each section obtained by dividing the photosensitive region 6 into a plurality of portions is indicated by a two-dot chain line.
  • the second impurity region 12 is provided from the short side 6 a to the short side 6 b in the photosensitive region 6.
  • the second impurity region 12 may not be provided from the short side 6 a in the photosensitive region 6.
  • the second impurity region 12A is provided from the vicinity of the short side 6a to the short side 6b.
  • the vicinity of the short side 6a means, for example, a position away from the short side 6a to such an extent that the movement of charge is not impeded.
  • the vicinity of the short side 6a is a position separated from the short side 6a by about several ⁇ m.
  • each section L 1 , ..., L k ..., L n is each section obtained by equally dividing the photosensitive region 6 into n, and each of the sections L 1 , ..., L k ..., L n
  • the widths in the direction D2 are equal.
  • the width in the second direction D2 of each of the sections L 1 ,..., L k , and L n may not be equal.
  • each section is, for example, each section obtained by dividing the photosensitive region 6 so that the width in the second direction D2 is gradually narrowed in the transfer direction TD. Even in this case, the increase rate of the width of the second impurity region 12B in each section gradually increases in the transfer direction TD.
  • the width W of the second impurity region 12, each section L 1, ..., L k ... have increased in the L n.
  • Width W of the second impurity region 12, each section L 1, ..., L k ... it may not be increased in the L n.
  • the width W of the second impurity region 12C does not increase in each section, but increases at the boundary position of each section.
  • the external shape in each section of the second impurity region 12C is rectangular.
  • the second impurity region 12 is configured by one region.
  • the second impurity region 12 may be constituted by a plurality of minute regions.
  • the second impurity region 12D is constituted of a plurality of minute regions 12d in each section.
  • the outline of the region corresponding to the second impurity region 12D is indicated by a broken line.
  • the increasing rate of the width W n of the second impurity region 12 changes so as to increase near the short side 6 b
  • the photosensitive region 6 is divided into three equal parts.
  • the increase rate of the width of the second impurity area 12E is not constant, but changes so as to increase near the short side 6b.
  • the photosensitive region 6 may be bisected or may be equally divided into four or more.
  • the “closer to the short side 6b” means, for example, closer to the short side 6b than the center line CL in the second direction D2 of the section closest to the short side 6b.
  • Each photoelectric conversion unit 5 may not have a long shape. Each photoelectric conversion unit 5 may have a plurality of photosensitive regions 6. Each photoelectric conversion unit 5 may include a plurality of pixels. Even when the photoelectric conversion unit 5 has a plurality of photosensitive regions 6, the potential gradient of each of the photosensitive regions 6 is substantially constant, so the solid-state imaging device 1 improves the charge transfer efficiency.
  • the present invention can be used for a CCD linear image sensor.
  • SYMBOLS 1 Solid-state imaging device, 5 ... Photoelectric conversion part, 6 ... Photosensitive area, 6a ... Short side, 6b ... Short side, 7 ... Transfer part, 11 ... 1st impurity area, 12 ... 2nd impurity area, D1 ... 2nd One direction, D2 ... second direction, TD ... transfer direction, G1 ... center line, W ... width.

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Abstract

光感応領域は、第一不純物領域と、第一不純物領域に比して不純物濃度が高い第二不純物領域と、を含んでいる。光感応領域は、第二方向で転送部から離れて位置している一端と、第二方向で転送部寄りに位置している他端と、を有している。第二不純物領域の平面視での形状は、第二方向に沿った光感応領域の中心線に対して線対称である。第二不純物領域の第一方向での幅は、一端から他端に向かう転送方向で増加している。光感応領域を第二方向にｎ分割した各区間における第二不純物領域の幅の増加率は、転送方向で次第に大きくなっている。ｎは、２以上の整数である。

Description

固体撮像装置
　本発明は、固体撮像装置に関する。
　知られている固体撮像装置は、第一方向に並んでいる複数の光電変換部と、複数の光電変換部のうち対応する光電変換部と第一方向に交差する第二方向で並んでいる複数の転送部と、を備えている（たとえば、特許文献１参照）。各光電変換部は、入射光に応じて電荷を発生する光感応領域を有している。各転送部は、対応する光電変換部で発生した電荷を転送する。
特開２０１５－９０９０６号公報
　上記固体撮像装置では、たとえば、光電変換部の第二方向での長さが大きくされると、光電変換部において電荷を転送する距離が大きくなる。この場合、光電変換部は、電荷を効率よく転送する必要がある。電荷を効率よく転送するため、たとえば、光電変換部に不純物が追加注入され、光感応領域の不純物濃度を変化させる。上記固体撮像装置の光感応領域は、第一不純物領域と、第一不純物領域に比して不純物濃度が高い第二不純物領域と、を有している。光感応領域は、第二方向で転送部から離れて位置している一端と、第二方向で転送部寄りに位置している他端と、を有している。一端から他端に向かう方向が、電荷の転送方向である。第二不純物領域は、第二方向での幅が転送方向で次第に大きくなる台形形状を呈している。この第二不純物領域は、転送方向で次第に高くなる電位勾配を光感応領域に形成する。
　第二不純物領域の形状に応じて、光感応領域に形成される電位勾配が変化することがある。設計者らは、第二不純物領域の形状を、自身の感覚又は経験に基づいて決定することが多い。この場合、第二不純物領域は、電荷を効率よく転送するのに十分な電位勾配を形成し難いので、電荷転送時間が増大するおそれがある。したがって、電荷転送効率のさらなる向上が求められている。
　本発明の一態様は、電荷転送効率を向上する固体撮像装置を提供することを目的とする。
　本発明者らは、以下の知見を新たに得た。たとえば、第二不純物領域が台形形状を呈している場合、光感応領域において電位勾配の小さい箇所が生じる。第二不純物領域の形状が、電位勾配の小さい箇所が生じ難い形状であれば、電荷転送効率が向上する。本発明者らは、上述した知見に基づいて、電位勾配の小さい箇所が生じ難い形状について鋭意研究を行い、本発明を完成するに至った。
　本発明の一態様は、固体撮像装置であって、第一方向に並んでいる複数の光電変換部と、複数の光電変換部のうち対応する光電変換部と第一方向に交差する第二方向で並んでいる複数の転送部と、を備えている。複数の光電変換部は、入射光に応じて電荷を発生する光感応領域を有している。複数の転送部は、対応する光電変換部で発生した電荷を転送する。光感応領域は、第一不純物領域と、第一不純物領域に比して不純物濃度が高い第二不純物領域と、を含んでいる。光感応領域は、第二方向で転送部から離れて位置している一端と、第二方向で転送部寄りに位置している他端と、を有している。第二不純物領域は、光感応領域の一端又は一端の近傍から、光感応領域の他端まで設けられている。第二不純物領域は、平面視で、第二方向に沿った光感応領域の中心線に対して線対称である形状を呈している。第二不純物領域の第一方向での幅は、一端から他端に向かう転送方向で増加している。光感応領域を第二方向にｎ分割した各区間における第二不純物領域の幅の増加率は、転送方向で次第に大きくなっている。ｎは、２以上の整数である。
　上記一態様では、第二不純物領域の幅が転送方向で増加している。したがって、一端から他端に向かうにしたがい電位が高くなる電位勾配が、光感応領域に形成される。第二不純物領域は、平面視で、第二方向に沿った光感応領域の中心線に対して線対称である形状を呈している。したがって、光感応領域では、電荷が発生した位置にかかわらず、電荷が同じ効率で転送される。光感応領域を第二方向にｎ分割した各区間における第二不純物領域の幅の増加率が、転送方向で次第に大きくなっている。この場合、第二不純物領域の形状は、光感応領域において電位勾配の小さい箇所が生じ難い形状である。光電変換部は、効率よく電荷を転送する。したがって、上記一態様の固体撮像装置は、電荷転送効率を向上する。
　上記一態様では、各区間における第二不純物領域の幅が、隣り合う各区間における光感応領域の電位差が一定となるように設定されていてもよい。この場合、光感応領域における電位勾配は、略一定である。したがって、光電変換部は、より一層効率よく電荷を転送される。
　上記一態様では、各区間が、光感応領域を第二方向にｎ等分した各区間であってもよい。この場合、ｎは、２以上の整数である。
　上記一態様では、各区間が、第二方向での幅が転送方向で次第に狭くなるように光感応領域を分割した各区間であってもよい。
　上記一態様では、他端に最も近い区間では、第二不純物領域の幅の増加率が、他端寄りで大きくなるよう変化していてもよい。
　本発明の一態様によれば、電荷転送効率を向上する固体撮像装置が提供される。
図１は、固体撮像装置の平面構成を示す図である。 図２は、固体撮像装置の断面構成を示す図である。 図３は、光感応領域を示す模式図である。 図４は、固体撮像装置において形成される電位の変化を示す図である。 図５は、第二不純物領域の幅の説明に用いられる図である。 図６は、ノッチ幅毎の光感応領域の電位を示すグラフである。 図７は、各等分点での第二不純物領域の幅を示すグラフである。 図８は、本実施形態の第二不純物領域を含む光感応領域のシミュレーションモデルを示す図である。 図９は、光感応領域のポテンシャルを三次元空間で示すグラフである。 図１０は、転送方向での電位勾配を示すグラフである。 図１１は、参考例での第二不純物領域を示す模式図である。 図１２は、光感応領域での電位勾配を、本実施形態と参考例とで比較したグラフである。 図１３は、転送時間に対応するイメージラグの実測値を、本実施形態と参考例とで比較したグラフである。 図１４は、第二不純物領域の変形例を示す模式図である。
　以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
　まず、図１～図４を参照して、本実施形態に係る固体撮像装置１の構成を説明する。図１は、固体撮像装置の平面構成を示す図である。図２は、固体撮像装置の断面構成を示す図である。図２は、図１におけるII-II線に沿った、固体撮像装置の断面構成を示している。図３は、光感応領域を示す模式図である。図４は、固体撮像装置において形成される電位の変化を示す図である。
　図１に示されるように、固体撮像装置１は、受光部３と、複数の入力ゲート部４と、複数の転送部７と、シフトレジスタ９と、を備えている。シフトレジスタ９は、電荷出力部である。固体撮像装置１は、たとえば、埋込型のＣＣＤリニアイメージセンサである。
　受光部３は、複数の光電変換部５を有している。複数の光電変換部５は、第一方向Ｄ１に並んでいる。光電変換部５は、入力ゲート部４と転送部７との間に位置している。光電変換部５は、第一方向Ｄ１での長さに対して第二方向Ｄ２での長さが約１～５００倍である長尺の矩形形状を呈している。本実施形態では、第一方向Ｄ１は、光電変換部５の二つの長辺の対向方向に沿う方向である。第一方向Ｄ１は、Ｙ軸に沿った正方向及び負方向の双方向を含む。第二方向Ｄ２は、光電変換部５の二つの短辺の対向方向に沿う方向である。第二方向Ｄ２は、Ｘ軸に沿った正方向及び負方向の双方向を含む。第二方向Ｄ２は、第一方向Ｄ１と交差している。第一方向Ｄ１と第二方向Ｄ２とは、直交している。
　各光電変換部５は、一つの光感応領域６を有している。光感応領域６は、入射光に応じて電荷を発生する。光感応領域６は、平面視で、二つの長辺と二つの短辺とによって画成される矩形形状を呈している。複数の光感応領域６は、第一方向Ｄ１に並んでいる。複数の光感応領域６は、第一方向Ｄ１を一次元方向として、当該一次元方向にアレイ状に配置されている。一つの光感応領域６は、受光部３における一画素を構成する。
　光感応領域６は、不純物濃度が異なる複数の不純物領域を含んでいる。図３に示されるように、光感応領域６は、一対の第一不純物領域１１と、一つの第二不純物領域１２とを含んでいる。第二不純物領域１２の不純物濃度は、第一不純物領域１１の不純物濃度に比して高い。
　光感応領域６は、一対の短辺６ａ，短辺６ｂと、一対の長辺６ｃ，６ｄとを有している。光感応領域６は、一対の短辺６ａ，短辺６ｂと一対の長辺６ｃ，６ｄとで規定される。第二不純物領域１２は、光感応領域６において、第二方向Ｄ２で短辺６ａから短辺６ｂまで設けられている。本実施形態では、第二不純物領域１２は、短辺６ａから短辺６ｂまで連続的に設けられている。短辺６ａは、第二方向Ｄ２で転送部７から離れて位置している一端である。短辺６ｂは、第二方向Ｄ２で転送部７寄りに位置している他端である。第二不純物領域１２は、一端と他端とを有している。第二不純物領域１２は、第一方向Ｄ１で一対の第一不純物領域１１の間に位置している。一対の短辺６ａ，短辺６ｂは、第二方向Ｄ２で対向している。第二方向Ｄ２は、一対の短辺６ａ，短辺６ｂが対向している方向である。一対の長辺６ｃ，６ｄは、第一方向Ｄ１で対向している。第一方向Ｄ１は、一対の長辺６ｃ，６ｄが対向している方向である。
　第二不純物領域１２は、平面視で、第二方向Ｄ２に沿った光感応領域６の中心線Ｇ１に対して線対称である形状を呈している。第二不純物領域１２の平面形状は、中心線Ｇ１に対して線対称である。中心線Ｇ１は、光感応領域６の一対の長辺６ｃ，６ｄに平行であり、かつ、各長辺６ｃ，６ｄからの距離が同等であるように位置している。本実施形態において「同等」は、値が全く同じであることだけでなく、値の差が測定誤差又は予め設定された微差の範囲内に含まれることを意味する。第二不純物領域１２の平面形状が中心線Ｇ１に対して線対称であるとは、第二不純物領域１２を中心線Ｇ１で分けたときに、中心線Ｇ１を挟んで位置する各領域が鏡映対称であり、各領域の面積及び数が同等であることをいう。中心線Ｇ１は、鏡映対称軸である。
　第二不純物領域１２の第一方向Ｄ１での幅Ｗは、短辺６ａから短辺６ｂに向かう方向で増加している。以下、第一方向Ｄ１での幅Ｗは、「幅Ｗ」と称される。幅Ｗは、短辺６ａから短辺６ｂに向かうにしたがって、狭義単調増加している。第二不純物領域１２の形状の詳細説明は、図５を参照して後述する。
　第二不純物領域１２は、光感応領域６に、図１のＸ軸正方向で高くなる電位勾配を形成する。電位勾配は、短辺６ａから短辺６ｂに向かう方向で高くなる。この電位勾配は、光感応領域６に発生した電荷を、光感応領域６において短辺６ａから短辺６ｂに向かう方向に転送する。短辺６ｂに達した電荷は、光感応領域６から排出される。以下、短辺６ａから短辺６ｂに向かう方向は、「転送方向ＴＤ」と称される。
　図１に示されるように、一つの入力ゲート部４が、一つの光感応領域６（一つの光電変換部５）と対応している。入力ゲート部４は、対応する光感応領域６の短辺６ａ寄りに配置されている。入力ゲート部４は、対応する光感応領域６の短辺６ａと隣り合うように、対応する光感応領域６（光電変換部５）と第二方向Ｄ２で並んでいる。入力ゲート部４は、光感応領域６の、短辺６ａ寄りの領域に、所定の電位を与える。
　一つの転送部７が、一つの光感応領域６（一つの光電変換部５）と対応している。転送部７は、対応する光感応領域６の短辺６ｂ寄りに配置されている。転送部７は、対応する光感応領域６の短辺６ｂと隣り合うように、対応する光感応領域６（光電変換部５）と第二方向Ｄ２で並んでいる。転送部７は、光感応領域６とシフトレジスタ９との間に位置している。転送部７は、光感応領域６から排出された電荷を取得し、取得した電荷をシフトレジスタ９に転送する。
　シフトレジスタ９は、各転送部７が各光感応領域６とシフトレジスタ９との間に位置するように、配置されている。シフトレジスタ９は、光感応領域６の短辺６ｂ寄りに配置されている。シフトレジスタ９は、複数の転送部７と第二方向Ｄ２で隣り合っている。シフトレジスタ９は、各転送部７から転送された電荷を取得し、Ｙ軸負方向に転送し、アンプＡに順次出力する。アンプＡは、シフトレジスタ９から出力された電荷を電圧に変換し、変換した電圧を光感応領域６の出力として固体撮像装置１の外部に出力する。
　隣り合う光感応領域６の間及び隣り合う転送部７の間には、アイソレーション領域が配置されている。光感応領域６の間に配置されているアイソレーション領域は、隣り合う光感応領域６を電気的に分離する。転送部７の間に配置されているアイソレーション領域は、隣り合う転送部７を電気的に分離する。
　固体撮像装置１は、半導体基板１０を有している。受光部３、複数の入力ゲート部４、複数の転送部７、及びシフトレジスタ９は、半導体基板１０に形成されている。本実施形態では、半導体基板１０は、シリコン基板である。半導体基板１０は、図２に示されるように、半導体基板１０の基体となる本体層１０Ａと、表面層２２～２７とを含んでいる。表面層２２～２７は、本体層１０Ａの一方側に配置されている。
　本体層１０Ａは、ｐ型半導体層である。表面層２２は、ｎ＋＋型半導体層である。表面層２３は、ｎ－型半導体層である。表面層２４は、図３に示されるように、一対のｎ型半導体層２４ａと、一つのｎ＋型半導体層２４ｂとを含んでいる。表面層２４は、一つのｐ＋型導体層２４ｃを含んでいる。ｎ型半導体層２４ａ及びｎ＋型半導体層２４ｂは、本体層１０Ａ上に形成されている。ｐ＋型導体層２４ｃは、ｎ型半導体層２４ａ上及びｎ＋型半導体層２４ｂ上に形成されている。図３に示されるように、ｎ＋型半導体層２４ｂは、第一方向Ｄ１で一対のｎ型半導体層２４ａの間に位置している。表面層２５は、ｎ－型半導体層である。表面層２６は、ｎ型半導体層である。表面層２７は、ｐ＋型半導体層である。ｐ型及びｎ型の各導電型は、上述した導電型と逆になるように入れ替えられていてもよい。
　導電型に付された「＋」は、高不純物濃度を示す。導電型に付された「－」は、低不純濃度を示す。低不純物濃度は、「－」が付された導電型の不純物の一部が、「－」が付された導電型とは逆の導電型の不純物により補償されることにより、見かけ上、低不純物濃度とされた態様も含む。「＋」の数は、「＋」が付された導電型の不純物の濃度の度合いを示し、「＋」の数が多いほど、「＋」が付された導電型の不純物の濃度が高いことを示す。ｎ型の不純物は、たとえば、Ｎ、Ｐ、又はＡｓである。ｐ型の不純物は、たとえば、Ｂ又はＡｌである。
　本体層１０Ａとｎ型半導体層２４ａ及びｎ＋型半導体層２４ｂとの界面には、ｐｎ接合が形成される。ｎ型半導体層２４ａ及びｎ＋型半導体層２４ｂは、光の入射により電荷を発生する光感応領域６を構成する。ｎ型半導体層２４ａは、光感応領域６のうち、第一不純物領域１１を構成する。第一不純物領域１１の形状は、ｎ型半導体層２４ａの形状に対応する。ｎ＋型半導体層２４ｂは、第二不純物領域１２を構成する。第二不純物領域１２の形状は、ｎ＋型半導体層２４ｂの形状に対応する。
　ｎ＋型半導体層２４ｂのｎ型不純物の濃度は、ｎ型半導体層２４ａのｎ型不純物の濃度よりも高い。図３に示されるように、ｎ＋型半導体層２４ｂの幅Ｗが、転送方向ＴＤで次第に大きくなっている。転送方向ＴＤで短辺６ａ寄りの領域では、ｎ＋型半導体層２４ｂの幅が小さい。ｎ＋型半導体層２４ｂの幅が小さい場合、ｎ＋型半導体層２４ｂの両側に位置するｎ型半導体層２４ａからのフリンジング電界の影響が大きい。したがって、転送方向ＴＤで短辺６ａ寄りの領域では、表面層２４のポテンシャルは浅い。転送方向ＴＤで短辺６ｂ寄りの領域では、ｎ＋型半導体層２４ｂの幅が大きい。ｎ＋型半導体層２４ｂの幅が大きい場合、ｎ＋型半導体層２４ｂの両側に位置するｎ型半導体層２４ａからのフリンジング電界の影響が小さい。したがって、転送方向ＴＤで短辺６ｂ寄りの領域では、表面層２４のポテンシャルは深い。この結果、表面層２４には、図４に示されるように、転送方向ＴＤで次第に深くなるポテンシャルの傾斜が形成される。表面層２４には、転送方向ＴＤで次第に高くなる電位勾配が形成される。
　複数の電極４１，４２，４３が、絶縁層２０上に配置されている。電極４１は、絶縁層２０の、表面層２３に対応する領域上に形成されている。電極４１は、電極４１と表面層２３との間に絶縁層２０が位置するように、表面層２３上に配置されている。電極４１と表面層２３とは、入力ゲート部４を構成する。駆動回路１０１は、電極４１に信号ＩＧを与える。信号ＩＧに応じて、表面層２３の電位が決定される。表面層２３の電位は、表面層２４の電位よりも低く決定される。したがって、図４に示されるように、表面層２３のポテンシャルは、表面層２４のポテンシャル、すなわち光感応領域６のポテンシャルよりも浅くなる。駆動回路１０１は、制御装置１０２により制御される。
　電極４２は、絶縁層２０の、表面層２５に対応する領域上に形成されている。電極４２は、電極４２と表面層２５との間に絶縁層２０が位置するように、表面層２５上に配置されている。電極４２と表面層２５とは、転送部７を構成する。駆動回路１０１は、電極４２に信号ＴＧを与える。信号ＴＧに応じて、表面層２５の電位が変化する。表面層２５のポテンシャルは、図４の（ａ）に示されるように表面層２４のポテンシャルより浅くなる、又は、図４の（ｂ）に示されるように表面層２４のポテンシャルより深くなる。表面層２５のポテンシャルの変化により、転送部７は、光感応領域６から電荷を取得し、取得した電荷をシフトレジスタ９へ送り出す。
　電極４３は、絶縁層２０の、表面層２６に対応する領域上に形成されている。電極４３は、電極４３と表面層２６との間に絶縁層２０が位置するように、表面層２６上に配置されている。電極４３と表面層２６とは、シフトレジスタ９を構成する。駆動回路１０１は、電極４３に信号ＰＨを与える。この信号ＰＨに応じて、表面層２６の電位が変化する。表面層２６のポテンシャルは、図４の（ａ）に示されるように表面層２４のポテンシャルより浅く、かつ、表面層２５のポテンシャルより深くなる、又は、図４の（ｂ）に示されるように表面層２４のポテンシャルより深く、かつ、表面層２５のポテンシャルより深くなる。表面層２６のポテンシャルの変化により、シフトレジスタ９は、転送部７から電荷を取得する。シフトレジスタ９は、取得した電荷をアンプＡに送り出す。
　表面層２７は、表面層２２～２６を、半導体基板１０の他の部分から電気的に分離している。前述したアイソレーション領域は、表面層２７により構成できる。電極４１～４３は、たとえば、ポリシリコン膜である。絶縁層２０は、たとえば、シリコン酸化膜である。
　次に、図５を参照して、第二不純物領域１２の形状を説明する。図５は、第二不純物領域の幅の説明に用いられる図である。図５の（ａ）は、光感応領域を示す模式図である。図５の（ａ）では、第二方向Ｄ２での長さＬを有する光感応領域６が、第二方向Ｄ２にｎ分割されている。ｎは、２以上の整数である。図５の（ａ）は、光感応領域６をｎ分割した各区間Ｌ１，…，Ｌｋ，…，Ｌｎでの第二不純物領域１２の幅Ｗ０，…，Ｗｋ，…，Ｗｎを示している。ｋは、２以上かつｎ－１以下の整数である。第二不純物領域１２の幅Ｗ１，…，Ｗｋ，…，Ｗｎは、たとえば、各区間Ｌ１，…，Ｌｋ，…，Ｌｎにおける短辺６ｂに最も近い位置での幅である。この場合、幅Ｗ１，…，Ｗｋ，…，Ｗｎは、各区間Ｌ１，…，Ｌｋ，…，Ｌｎにおける最大幅である。幅Ｗ０は、区間Ｌ１における最小幅である。幅Ｗ０は、光感応領域６における転送方向ＴＤで最も上流の一端（短辺６ａ）での第二不純物領域１２の幅である。幅Ｗ１，…，Ｗｋ，…，Ｗｎは、各区間Ｌ１，…，Ｌｋ，…，Ｌｎにおける最大幅に限らない。たとえば、幅Ｗ１，…，Ｗｋ，…，Ｗｎは、各区間Ｌ１，…，Ｌｋ，…，Ｌｎにおける幅の平均値であってもよい。図５の（ｂ）は、各区間Ｌ１，…，Ｌｋ…，Ｌｎにおける光感応領域６の電位勾配を示すグラフである。図５の（ｂ）の横軸は、光感応領域６における転送方向ＴＤに沿った位置［μｍ］を示している。図５の（ｂ）の縦軸は、各位置における最大電位［Ｖ］を示している。
　本実施形態では、各区間Ｌ１，…，Ｌｋ…，Ｌｎは、光感応領域６を第二方向Ｄ２にｎ等分した各区間である。等分とは、等しい分量に分けることを意味するが、各区間Ｌ１，…，Ｌｋ…，Ｌｎは、完全に等しい分量に分かれていなくてもよい。たとえば、各区間Ｌ１，…，Ｌｋ…，Ｌｎの第二方向Ｄ２での幅には、測定誤差又は予め設定された±数μｍの範囲の微差が含まれていてもよい。図５の（ａ）に示されるように、第二不純物領域１２の幅Ｗ１，…，Ｗｋ，…，Ｗｎの増加率ΔＷ１，…，ΔＷｋ，…ΔＷｎ（ΔＷｋ＝Ｗｋ－Ｗｋ－１）は、転送方向ＴＤで次第に大きくなっている。各区間Ｌ１，…，Ｌｋ…，Ｌｎ内において、第二不純物領域１２の幅Ｗは、転送方向ＴＤの上流から下流に向かって次第に大きくなっている。各区間Ｌ１，…，Ｌｋ…，Ｌｎ内において、転送方向ＴＤの上流端から下流端まで、第二不純物領域１２の幅Ｗは転送方向ＴＤで単調に増加している。図５の（ｂ）に示されるように、第二不純物領域１２の幅Ｗ１，…，Ｗｋ，…，Ｗｎは、隣り合う各区間Ｌ１，…，Ｌｋ…，Ｌｎにおける電位差ΔＶ１，…，ΔＶｋ，…，ΔＶｎ（ΔＶｋ＝Ｖｋ－Ｖｋ－１）が、一定となるように設定されている。ただし、ΔＶ１＝Ｖ１－Ｖ０である。Ｖ０は、幅Ｗ０の位置における光感応領域６の電位である。
　次に、第二不純物領域１２の形状を決定する過程を説明する。
　まず、第二不純物領域１２の幅Ｗ１，…，Ｗｋ，…，Ｗｎを得る手順を説明する。第一の手順では、所定のノッチ幅毎の光感応領域６の電位を算出する。この電位の算出に際しては、ノッチ幅が転送方向ＴＤで一定である第二不純物領域１２を有する固体撮像装置のモデルが用いられる。所定のノッチ幅毎に、光感応領域６の最大電位を算出する。ノッチ幅は、たとえば、０．８μｍ～６．１μｍの範囲内の値である。算出結果を、図６に示す。図６は、ノッチ幅毎の光感応領域の電位を示すグラフである。図６の横軸は、ノッチ幅［μｍ］を示している。図６の縦軸は、ノッチ幅に対応する光感応領域６の最大電位［Ｖ］を示している。図６の縦軸は、上方向に向かうほど最大電位が大きく、下方向に向かうほど最大電位が小さいことを示している。
　第二の手順では、図６のグラフにおいて、ノッチ幅が０．８μｍ～６．１μｍの範囲に対応する範囲の電位をｎ等分する。図６に示された例では、たとえば、電位を１２等分している。電位の各等分点（１，…，ｋ，…ｎ）でのノッチ幅を、図６のグラフから読み取る。読み取られた各等分点でのノッチ幅を、各等分点に対応する第二不純物領域１２の各幅Ｗ１，…，Ｗｋ，…，Ｗｎとする。図６に示された例では、幅Ｗ１は０．９μｍであり、幅Ｗ２は１．０μｍであり、幅Ｗ３は１．１μｍであり、幅Ｗ４は１．２μｍであり、幅Ｗ５は１．３５μｍであり、幅Ｗ６は１．５μｍである。幅Ｗ７は１．７μｍであり、幅Ｗ８は２．０μｍであり、幅Ｗ９は２．４μｍであり、幅Ｗ１０は２．９μｍであり、幅Ｗ１１は３．９μｍであり、幅Ｗ１２は６．１μｍである。
　以上の手順によって、隣り合う各区間における光感応領域６の電位差が一定である第二不純物領域１２の各幅Ｗ１，…，Ｗｋ，…，Ｗｎが得られる。幅Ｗ０は、ノッチ幅の最小値に設定される。図６に示された例では、幅Ｗ０は、０．８μｍである。
　次に、得られた第二不純物領域１２の各幅Ｗ０，Ｗ１，…，Ｗｋ，…，Ｗｎに基づいて、第二不純物領域１２の形状を決定する。図７のグラフに示されるように、第二不純物領域１２の各幅Ｗ０，Ｗ１，…，Ｗｋ，…，Ｗｎを、ｎ＝０，１，…，ｋ，…ｎの各等分点に対応させてプロットする。図７は、各等分点での第二不純物領域の幅を示すグラフである。図７は、各等分点に対応する第二不純物領域１２の各幅Ｗ０，Ｗ１，…，Ｗｋ，…，Ｗｎを示すグラフである。図７の横軸は、ｎ＝０，１，…，ｋ，…ｎの等分点を示している。図７の縦軸は、各幅Ｗ０，Ｗ１，…，Ｗｋ，…，Ｗｎの中心を基準とした位置［μｍ］を示している。図７の縦軸は、第二不純物領域１２と第一不純物領域１１との境界位置でもある。
　以上の手順によって、第二不純物領域１２の形状が決定される。第二不純物領域１２の形状は、光電変換部５の転送方向ＴＤでの長さによらず、図７のグラフに示される形状と相似形状となる。
　次に、第二不純物領域１２の形状が、電荷転送効率の向上に適していることを示すためにシミュレーションを行った。シミュレーション結果を図８～図１０に示す。図８は、本実施形態の第二不純物領域を含む光感応領域のシミュレーションモデルを示す図である。図９は、光感応領域のポテンシャルを三次元空間で示すグラフである。図９に示されたポテンシャルは、図８に示されたモデルを用いた、光感応領域６のポテンシャルのシミュレーション結果である。図９では、ｘ軸正方向が、転送方向ＴＤに相当する。図９では、ｙ軸方向が、第二不純物領域１２の幅方向に相当する。図９の縦軸は、最大電位を示している。図９の縦軸は、上方向に向かうほど最大電位が小さく、下方向に向かうほど最大電位が大きいことを示している。図９の縦軸は、上方向に向かうほどポテンシャルが浅く、下方向に向かうほどポテンシャルが深いことを示している。図１０は、転送方向での電位勾配を示すグラフである。図１０は、図９に示されたシミュレーション結果に基づいて、転送方向ＴＤでの光感応領域６の位置に対応する電位の値をプロットしたグラフである。図１０の横軸は、光感応領域６の転送方向ＴＤでの位置［μｍ］を示している。図１０では、ｘ軸正方向が、転送方向ＴＤである。図１０の縦軸は、各位置における光感応領域６の最大電位［Ｖ］を示している。図１０の縦軸は、上方向に向かうほど最大電位が小さく、下方向に向かうほど最大電位が大きいことを示している。
　図１０に示されるように、光感応領域６における電位勾配は、光感応領域６の転送方向ＴＤに沿う略全領域にわたって、略一定である。光感応領域６に発生した電荷は、略一定の傾きの電位勾配に沿って転送される。したがって、光感応領域６に発生した電荷は、効率よく転送される。
　次に、図１１及び図１２を参照して、参考例と比較して、本実施形態の第二不純物領域１２の形状が電荷転送効率の向上に適していることを示す。図１１は、参考例での第二不純物領域を示す模式図である。図１１の（ａ）に示された参考例では、第二不純物領域５０Ａの幅Ｗの増加率が、短辺６ａから短辺６ｂ寄りの末端領域ＥＡまで一定である。末端領域ＥＡでの幅Ｗの増加率は、短辺６ａから末端領域ＥＡまでの幅Ｗの増加率より大きい。図１１の（ｂ）に示された参考例では、第二不純物領域５０Ｂの幅Ｗの増加率が、短辺６ａから短辺６ｂまで一定である。
　図１２は、光感応領域での電位勾配を、本実施形態と参考例とで比較したグラフである。図１２中の特性６０ａは、上述した実施形態の第二不純物領域１２を含む光感応領域６での電位勾配を示しており、図１０に示された特性と対応する。図１２中の特性６０ｂは、第二不純物領域５０Ａを含む光感応領域６での電位勾配を示している。特性６０ｂは、第二不純物領域５０Ａを含む光感応領域６のシミュレーションモデルを用いた、光感応領域６のポテンシャルのシミュレーション結果から得られた電位勾配を示している。図１２中の特性６０ｃは、第二不純物領域５０Ｂを含む光感応領域６での電位勾配を示している。特性６０ｃは、第二不純物領域５０Ｂを含む光感応領域６のシミュレーションモデルを用いた、光感応領域６のポテンシャルのシミュレーション結果から得られた電位勾配を示している。
　図１２に示されているように、光感応領域６が第二不純物領域５０Ａ又は第二不純物領域５０Ｂを含む場合、光感応領域６の、転送方向ＴＤでの中央から終端にかけて電位勾配が減少する。具体的には、１００μｍ～２００μｍの位置に、電位勾配が減少する箇所が生じている。これに対し、光感応領域６が上述した実施形態の第二不純物領域１２を含む場合、電位勾配が減少する箇所が生じることなく、電位勾配は略一定である。本実施形態では、参考例に比して、光感応領域６は、電位勾配が減少する箇所を生じさせ難く、電荷を効率よく転送する。以上のことから、本実施形態の第二不純物領域１２の形状が電荷転送効率の向上に適していることが理解される。
　図１３は、転送時間に対応するイメージラグの実測値を、本実施形態と参考例とで比較したグラフである。図１３の横軸は、光感応領域６における電荷の転送時間［μｓ］を示す。図１３の縦軸は、イメージラグ［％］を示す。イメージラグとは、光感応領域６から電荷を転送しきれずに光感応領域６に電荷が残ることにより生じる残像である。図１３中、各特性６１ａ，６１ｂ，６１ｃは、イメージラグの実測結果を示している。特性６１ａは、光感応領域６が第二不純物領域１２を含む構成での、イメージラグの実測結果を示している。特性６１ｂは、光感応領域６が第二不純物領域５０Ａを含む構成での、イメージラグの実測結果を示している。特性６１ｃは、光感応領域６が第二不純物領域５０Ｂを含む構成での、イメージラグの実測結果を示している。
　図１３に示されるように、第二不純物領域５０Ａ，５０Ｂを含む光感応領域６に比して、本実施形態の第二不純物領域１２を含む光感応領域６では、イメージラグが大幅に減少している。したがって、本実施形態が、参考例に比して、光感応領域６の電荷転送効率を向上することが、実測値によっても示された。
　以上のように、本実施形態では、第二不純物領域１２の幅Ｗが転送方向ＴＤで増加している。したがって、短辺６ａから短辺６ｂに向かうにしたがい電位が高くなる電位勾配が、光感応領域６に形成される。第二不純物領域１２は、平面視で、光感応領域６の中心線Ｇ１に対して線対称である形状を呈している。したがって、光感応領域６では、電荷が発生した位置にかかわらず、電荷が同じ効率で転送される。光感応領域６を第二方向Ｄ２にｎ分割した各区間Ｌ１，…，Ｌｋ…，Ｌｎにおける第二不純物領域１２の幅Ｗ１，…，Ｗｋ，…，Ｗｎの増加率ΔＷ１，…，ΔＷｋ，…，ΔＷｎが、転送方向ＴＤで次第に大きくなっている。この場合、第二不純物領域１２の形状は、光感応領域６において電位勾配の小さい箇所が生じ難い形状である。各光電変換部５は、効率よく電荷を転送する。したがって、固体撮像装置１は、電荷転送効率を向上する。
　本実施形態では、各区間Ｌ１，…，Ｌｋ…，Ｌｎにおける第二不純物領域１２の幅Ｗ１，…，Ｗｋ，…，Ｗｎが、隣り合う各区間Ｌ１，…，Ｌｋ…，Ｌｎにおける光感応領域６の電位差が一定となるように設定されている。この場合、光感応領域６における電位勾配は、略一定である。したがって、各光電変換部５は、より一層効率よく電荷を転送する。光電変換部５が長尺形状を呈し、光感応領域６における転送距離が長くなる場合には、光感応領域６における電位勾配が略一定であることが有効である。
　以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
　たとえば、第二不純物領域１２の形状は、上記実施形態で示された形状に限られない。第二不純物領域１２は、図１４に示されるように、種々の形状を呈し得る。図１４には、第二不純物領域１２の変形例である、複数の第二不純物領域１２Ａ～１２Ｅが示されている。図１４は、第二不純物領域の変形例を示す模式図である。図１４では、光感応領域６を複数に分割した各区間の境界位置が、二点鎖線で示されている。
　上記実施形態では、第二不純物領域１２は、光感応領域６において短辺６ａから短辺６ｂまで設けられている。第二不純物領域１２は、光感応領域６において短辺６ａから設けられていなくてもよい。たとえば、図１４の（ａ）に示されるように、第二不純物領域１２Ａは、短辺６ａの近傍から短辺６ｂまで設けられている。短辺６ａの近傍とは、たとえば、電荷の移動が妨げられない程度に短辺６ａから離れた位置を意味する。この場合、短辺６ａの近傍は、短辺６ａから数μｍ程度離れた位置である。図１４の（ａ）では、短辺６ａの近傍は、各区間Ｌ１，…，Ｌｋ…，Ｌｎのうち短辺６ａに最も近い区間Ｌ１における短辺６ａよりも短辺６ｂ寄りの位置である。
　上記実施形態では、各区間Ｌ１，…，Ｌｋ…，Ｌｎは、光感応領域６をｎ等分した各区間であり、各区間Ｌ１，…，Ｌｋ…，Ｌｎの第二方向Ｄ２での幅は、同等である。各区間Ｌ１，…，Ｌｋ…，Ｌｎの第二方向Ｄ２での幅は、同等でなくてもよい。図１４の（ｂ）に示されるように、各区間は、たとえば、光感応領域６を、第二方向Ｄ２での幅が転送方向ＴＤで次第に狭くなるように分割した各区間である。この場合でも、各区間における第二不純物領域１２Ｂの幅の増加率は、転送方向ＴＤで次第に大きくなっている。
　上記実施形態では、第二不純物領域１２の幅Ｗは、各区間Ｌ１，…，Ｌｋ…，Ｌｎ内で増加している。第二不純物領域１２の幅Ｗは、各区間Ｌ１，…，Ｌｋ…，Ｌｎ内で増加していなくてもよい。たとえば、図１４の（ｃ）に示されるように、第二不純物領域１２Ｃの幅Ｗは、各区間内では増加せず、各区間の境界位置で増加している。第二不純物領域１２Ｃの各区間内での外形形状は、矩形である。
　上記実施形態では、第二不純物領域１２は、一つの領域によって構成されている。第二不純物領域１２は、複数の微小領域によって構成されていてもよい。たとえば、図１４の（ｄ）に示されるように、第二不純物領域１２Ｄは、各区間において、複数の微小領域１２ｄによって構成されている。図１４の（ｄ）では、第二不純物領域１２Ｄに対応する領域の輪郭が、破線で示されている。
　各区間Ｌ１，…，Ｌｋ…，Ｌｎのうち短辺６ｂに最も近い区間Ｌｎでは、第二不純物領域１２の幅Ｗｎの増加率は、短辺６ｂ寄りで大きくなるよう変化していてもよい。たとえば、図１４の（ｅ）では、光感応領域６が三等分されている。
光感応領域６を三等分した区間のうち、短辺６ｂに最も近い区間では、第二不純物領域１２Ｅの幅の増加率は、一定ではなく、短辺６ｂ寄りで大きくなるよう変化している。光感応領域６は、二等分されていてもよく、四等分以上に等分されていてよい。「短辺６ｂ寄り」とは、たとえば、短辺６ｂに最も近い区間の、第二方向Ｄ２での中心線ＣＬよりも短辺６ｂに近いことを意味する。
　各光電変換部５は、長尺形状を呈していなくてもよい。各光電変換部５は、複数の光感応領域６を有していてもよい。各光電変換部５は、複数の画素を含んでいてもよい。光電変換部５が複数の光感応領域６を有している場合でも、各光感応領域６の電位勾配が略一定となるので、固体撮像装置１は、電荷転送効率を向上する。
　本発明は、ＣＣＤリニアイメージセンサに利用することができる。
　１…固体撮像装置、５…光電変換部、６…光感応領域、６ａ…短辺、６ｂ…短辺、７…転送部、１１…第一不純物領域、１２…第二不純物領域、Ｄ１…第一方向、Ｄ２…第二方向、ＴＤ…転送方向、Ｇ１…中心線、Ｗ…幅。

Claims (5)

  1. 　固体撮像装置であって、
    　入射光に応じて電荷を発生する光感応領域を有し、かつ、第一方向に並んでいる複数の光電変換部と、
    　前記複数の光電変換部のうち対応する光電変換部と前記第一方向に交差する第二方向で並び、かつ、前記対応する光電変換部で発生した電荷を転送する複数の転送部と、を備え、
    　前記光感応領域は、第一不純物領域と、前記第一不純物領域に比して不純物濃度が高い第二不純物領域と、を含んでいると共に、前記第二方向で前記転送部から離れて位置している一端と、前記第二方向で前記転送部寄りに位置している他端と、を有し、
    　前記第二不純物領域は、前記光感応領域の一端又は前記一端の近傍から、前記光感応領域の前記他端まで設けられていると共に、平面視で、前記第二方向に沿った前記光感応領域の中心線に対して線対称である形状を呈しており、
    　前記第二不純物領域の前記第一方向での幅は、前記一端から前記他端に向かう転送方向で増加しており、
    　前記光感応領域を前記第二方向にｎ分割した各区間における前記第二不純物領域の前記幅の増加率は、前記転送方向で次第に大きくなっており、ｎは２以上の整数である。
  2. 　請求項１に記載の固体撮像装置であって、
    　前記各区間における前記第二不純物領域の前記幅は、隣り合う前記各区間における前記光感応領域の電位差が一定となるように設定されている。
  3. 　請求項１又は２に記載の固体撮像装置であって、
    　前記各区間は、前記光感応領域を前記第二方向にｎ等分した各区間であって、ｎは２以上の整数である。
  4. 　請求項１又は２に記載の固体撮像装置であって、
    　前記各区間は、前記第二方向での幅が前記転送方向で次第に狭くなるように前記光感応領域を分割した各区間である。
  5. 　請求項１～４のいずれか一項に記載の固体撮像装置であって、
    　前記他端に最も近い前記区間では、前記第二不純物領域の前記幅の増加率が、前記他端寄りで大きくなるよう変化している。
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