(57)【要約】【課題】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。【解決手段】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。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６１−４００５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【発明の効果】
【００２０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
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］
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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］
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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］
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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］
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【符号の説明】
【００６２】
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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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