(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光入射に応じて電荷を発生し且つ平面形状が二つの長辺と二つの短辺とによって形作られる略矩形状をなし、前記長辺に交差する第１方向に並置された複数の光感応領域を有する光電変換部と、
前記複数の光感応領域に対向して配置された導電性部材を有し、前記光感応領域の一方の前記短辺側から他方の前記短辺側に向かう第２方向に沿って高くされた電位勾配を形成する電位勾配形成部と、
前記複数の光感応領域からそれぞれ転送された電荷を取得し、前記第１方向に転送して出力する電荷出力部と、を備え、
前記導電性部材は、前記第２方向での両端部間を前記第２方向に伸び且つ第１電気抵抗率を有する第１領域と、前記両端部間を前記第２方向に伸び且つ前記第１電気抵抗率よりも小さい第２電気抵抗率を有する第２領域と、を含んでいることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記導電性部材は、不純物が添加されたポリシリコンからなり、
前記第２領域は、前記不純物の濃度が前記第１領域に比して高いことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記導電性部材は、複数の前記第１領域及び複数の前記第２領域を含み、
前記第１領域と前記第２領域とは、前記第１方向に沿って交互に配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記第２領域は、前記光感応領域毎に対応して配置されていることを特徴とする請求項３記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記電位勾配形成部は、前記第１方向にわたって前記両端部にそれぞれ接続された一対の電極を更に含んでいることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像装置として、光入射に応じて電荷を発生する複数の光感応領域を有する光電変換部と、複数の光感応領域に対向して配置された導電性部材を有し、所定方向に沿って高くされた電位勾配を各光感応領域に対して形成する電位勾配形成部とを備え、電位勾配によって電荷を移動させて電荷読出しの高速化を図ったものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２６８５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
導電性部材の電気抵抗値は、固体撮像装置の動作及び特性の安定性を考慮して設定される。例えば、導電性部材の電気抵抗値は、光感応領域で発生する電荷量に対し十分な読出し速度が得られると共に、導電性部材の発熱量を抑えて暗電流が増加しないように設定される。しかしながら、導電性部材に個体差が存在し、この個体差によって導電性部材の電気抵抗値が製品毎にばらついてしまうと、固体撮像装置の動作及び特性の安定性を確保することが困難となるという問題点が生じる懼れがある。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、電位勾配形成部の導電性部材の電気抵抗値にばらつきが生じ難く、動作及び特性の安定性を確保することが可能な固体撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者等が、導電性部材の個体差、特に、電気抵抗率（電気抵抗値）のばらつきに関して調査研究した結果、以下のような事象を知見するに至った。導電性部材の電気抵抗率のばらつきは、電気抵抗率の値に応じて変化する。例えば、導電性部材としてポリシリコンからなる導電性部材を用いた場合、電気抵抗率を低く設定した場合にはばらつきが生じ難く、電気抵抗率を高く設定した場合にはばらつきが生じ易いという傾向を示す。したがって、導電性部材の電気抵抗率をばらつきが生じ難い値に設定すれば、ばらつきは低減されるものの、その値は固体撮像装置の動作及び特性の安定性を確保する値では必ずしもないため、上述した問題点を解決することは困難である。
【０００７】
かかる事象を踏まえ、本発明に係る固体撮像装置は、光入射に応じて電荷を発生し且つ平面形状が二つの長辺と二つの短辺とによって形作られる略矩形状をなし、長辺に交差する第１方向に並置された複数の光感応領域を有する光電変換部と、複数の光感応領域に対向して配置された導電性部材を有し、光感応領域の一方の短辺側から他方の短辺側に向かう第２方向に沿って高くされた電位勾配を形成する電位勾配形成部と、複数の光感応領域からそれぞれ転送された電荷を取得し、第１方向に転送して出力する電荷出力部と、を備え、導電性部材は、第２方向での両端部間を第２方向に伸び且つ第１電気抵抗率を有する第１領域と、両端部間を第２方向に伸び且つ第１電気抵抗率よりも小さい第２電気抵抗率を有する第２領域と、を含んでいることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る固体撮像装置では、導電性部材は、第１電気抵抗率を有する第１領域と、第１電気抵抗率よりも小さい第２電気抵抗率を有する第２領域と、を含んでいる。このように、第１領域と第２領域とは電気抵抗率が異なることから、そのばらつきも異なることとなり、第１領域と第２領域とのいずれか一方は他方に比してばらつきが生じ難くなっている。このため、導電性部材全体で見ると電気抵抗率のばらつきが低く抑えられることとなる。
【０００９】
本発明では、導電性部材の電気抵抗は、第１領域の電気抵抗と第２領域の電気抵抗とが並列接続された合成抵抗で表されることとなる。したがって、第１領域と第２領域とからなる合成抵抗の値が、固体撮像装置の動作及び特性の安定性を確保する値に設定されればよい。このため、導電性部材の電気抵抗値を固体撮像装置の動作及び特性の安定性を確保する値に容易に設定することができ、ばらつきの抑制に影響を与えることはない。
【００１０】
導電性部材は、不純物が添加されたポリシリコンからなり、第２領域は、不純物の濃度が第１領域に比して高いことが好ましい。この場合、ポリシリコンからなる導電性部材が、電気抵抗率が異なる第１領域と第２領域とを含むこととなり、導電性部材の電気抵抗率のばらつきを低く抑えつつ、固体撮像装置の動作及び特性の安定性を確保することができる。
【００１１】
導電性部材は、複数の第１領域及び複数の第２領域を含み、第１領域と第２領域とは、第１方向に沿って交互に配置されていることが好ましい。この場合、電荷の読出し速度や導電性部材での発熱量が第１方向にわたって略均一になり、固体撮像装置の動作及び特性がより安定する。
【００１２】
第２領域は、光感応領域毎に対応して配置されていることが好ましい。この場合、電荷の読出し速度や導電性部材での発熱量が各光感応領域で略均一になり、固体撮像装置の動作及び特性がより安定する。
【００１３】
電位勾配形成部は、第１方向にわたって両端部にそれぞれ接続された一対の電極を更に含んでいることが好ましい。この場合、導電性部材の両端部の電位が第１方向にわたって略均一になり、電位勾配が第１方向にわたって略均一に形成されるこことなる。この結果、固体撮像装置の動作及び特性がより安定する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電位勾配形成部の導電性部材の電気抵抗値にばらつきが生じ難く、動作及び特性の安定性を確保することが可能な固体撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態に係る固体撮像装置の構成を示す平面図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿った断面構成を説明する図である。
【図３】図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面構成を説明する図である。
【図４】本実施形態に係る固体撮像装置において、入力される各信号のタイミングチャートである。
【図５】図４における各時刻での電荷の移動の蓄積及び排出動作を説明するためのポテンシャル図である。
【図６】ポリシリコンにおける不純物濃度と電気抵抗率との関係を示す線図である。
【図７】本実施形態に係る固体撮像装置の変形例の構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、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。
【００１７】
図１は、本実施形態に係る固体撮像装置の構成を示す平面図である。図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿った断面構成を説明する図である。図３は、図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面構成を説明する図である。
【００１８】
本実施形態に係る固体撮像装置１は、光電変換部２と、電位勾配形成部３と、複数のバッファゲート部４と、複数の転送部５と、電荷出力部としてのシフトレジスタ６とを備えている。固体撮像装置１は、例えば分光器の光検出手段として用いることができる。
【００１９】
光電変換部２は、光入射に応じて電荷を発生し且つ平面形状が二つの長辺と二つの短辺とによって形作られる略矩形状をなした複数の光感応領域７を有する。複数の光感応領域７は、上記長辺に交差する第１方向に並置（ここでは上記短辺に沿う一次元方向にアレイ状に配置）されている。隣り合う光感応領域７の間には、アイソレーション領域（不図示）がそれぞれ配置されており、光感応領域７の間を電気的に分離している。本実施形態では、第１方向は上記長辺と直交している。
【００２０】
電位勾配形成部３は、複数の光感応領域７に対向するように配置された導電性部材８を有し、各光感応領域７の一方の短辺から他方の短辺へ向かう第２方向に沿って高くされた電位勾配を形成する。電位勾配形成部３は、一対の電極９ａ，９ｂを有している。電極９ａ，９ｂは、導電性部材８の第２方向での両端部にそれぞれ配置されている。電極９ａは、上記一方の短辺側の端部に配置され、電極９ｂは、上記他方の短辺側の端部に配置されている。電極９ａ，９ｂは、導電性部材８の第２方向での端より内側にそれぞれ配置されている。電極９ａ，９ｂは、導電性部材８の第２方向での端にそれぞれ配置されていてもよい。
【００２１】
導電性部材８は、複数の第１領域８ａと複数の第２領域８ｂとを含んでいる。第1領域８ａは、電極９ａ，９ｂ間を第２方向に伸び且つ第１電気抵抗率を有する領域である。第２領域８ｂは、電極９ａ，９ｂ間を第２方向に伸び且つ第１電気抵抗率よりも低い第２電気抵抗率を有する領域である。第１領域８ａと第２領域８ｂは、上記第１方向に沿って交互に配置されている。複数の第２領域８ｂは、複数の光感応領域７と同じピッチで配置されている。複数の第２領域８ｂは、光感応領域７毎に対応して配置されている。導電性部材８の電気抵抗は、第１領域８ａの電気抵抗と第２領域８ｂの電気抵抗とが並列接続された合成抵抗で表されることとなる。
【００２２】
各バッファゲート部４は、各光感応領域７にそれぞれ対応し、第２方向に隣接して配置されている。すなわち、複数のバッファゲート部４は、各光感応領域７の他方の短辺側において、上記第１方向に並置されている。隣り合うバッファゲート４の間には、アイソレーション領域（不図示）がそれぞれ配置されており、バッファゲート４の間を電気的に分離している。各バッファゲート部４は、各光感応領域７で発生し蓄積された電荷をそれぞれ取得し、各転送部５に向けて転送する。
【００２３】
各転送部５は、各バッファゲート部４にそれぞれ対応し、第２方向に隣接して配置されている。すなわち、複数の転送部５は、各光感応領域７の上記他方の短辺側において、上記第１方向に並置されている。隣り合う転送部５の間には、アイソレーション領域（不図示）がそれぞれ配置されており、転送部５の間を電気的に分離している。各転送部５は、各バッファゲート部４からそれぞれ転送された電荷を取得し、シフトレジスタ６に向けて転送する。
【００２４】
シフトレジスタ６は、各転送部５と第２方向に隣接して配置されている。すなわち、シフトレジスタ６は、光感応領域７の上記他方の短辺側に配置されている。シフトレジスタ６は、各転送部５からそれぞれ転送された電荷を取得し、上記第１方向に転送して、アンプ部１０に順次出力する。シフトレジスタ６から出力された電荷は、アンプ部１０によって電圧に変換され、各光感応領域７毎の電圧として固体撮像装置１の外部に出力される。
【００２５】
光電変換部２、電位勾配形成部３、複数のバッファゲート部４、複数の転送部５、シフトレジスタ６は、図２に示されるように半導体基板２０上に形成される。半導体基板２０は、基体となるｐ型半導体層２１と、ｐ型半導体層２１の一方面側に形成されたｎ型半導体層２２，２３，２５，２７，ｎ−型半導体層２４，２６，及びｐ＋型半導体層２８，２９とを含んでいる。図３に示されるように、半導体基板２０は、ｐ型半導体層２１の一方面側に形成されたｐ＋型半導体層３０を含んでいる。
【００２６】
本実施形態では、基板材料としてＳｉを用いており、「高不純物濃度」とは不純物濃度が例えば１×１０１７ｃｍ−３程度以上のことであって、「＋」を導電型に付けて示し、「低不純物濃度」とは不純物濃度が例えば１×１０１５ｃｍ−３程度以下のことであって、「−」を導電型に付けて示すものとする。ｎ型不純物としては砒素やリンなどがあり、ｐ型不純物としては硼素などがある。
【００２７】
図２に示されるように、ｎ型半導体層２２は、ｐ型半導体層２１とｐｎ接合を形成しており、ｎ型半導体層２２により光感応領域７が構成されている。光感応領域７は、ｎ型半導体層２２側からの光入射に応じて電荷を発生する。ｎ型半導体層２２は、平面視で二つの長辺と二つの短辺とによって形作られる略矩形状をなし、当該矩形状が光感応領域７の上記矩形状と対応している。ｎ型半導体層２２は、上記第１方向に並置されている。ｎ型半導体層２２の間には、ｐ＋型半導体層３０が配置され、このｐ＋型半導体層３０により光感応領域７の間のアイソレーション領域が構成されている（図３参照）。
【００２８】
ｎ型半導体層２２上には、導電性部材８が配置されている。導電性部材８は、光を透過する材料（ここではポリシリコン）からなり、絶縁層（図示せず）を介してｎ型半導体層２２上に形成されている。導電性部材８の上記第２方向での両端部には、電極９ａ，９ｂがそれぞれ接続されている。電極９ａ，９ｂは、第１領域８ａ及び第２領域８ｂの第２方向での両端部にそれぞれ接続されている。導電性部材８及び電極９ａ，９ｂは、上記第１方向に伸び、各ｎ型半導体層２２にわたるように形成されている（図１参照）。
【００２９】
導電性部材８は、いわゆる抵抗性ゲートを構成している。電極９ａ，９ｂ間に電位差が与えられる（電圧が印加される）と、導電性部材８には、ｎ型半導体層２２の一方の短辺から他方の短辺に向って（上記第２方向に沿って）高くされた電位勾配が形成される。電極９ａには、制御回路（図示せず）から信号ＭＧＬが与えられ、電極９ｂには、制御回路（図示せず）から信号ＭＧＨが与えられる。信号ＭＧＬと信号ＭＧＨとがＬレベルであると、導電性部材８には電位勾配が形成されない。信号ＭＧＬのＨレベルでの印加電圧と信号ＭＧＨのＨレベルでの印加電圧とは、異なっている。すなわち、信号ＭＧＨのＨレベルでの印加電圧は、信号ＭＧＬのＨレベルでの印加電圧よりも高い。このため、信号ＭＧＬと信号ＭＧＨとがＨレベルであると、第２方向に沿って高くされた電位勾配が導電性部材８に形成される。
【００３０】
ｎ型半導体層２３は、ｎ型半導体層２２と第２方向に隣接して配置されている。ｎ型半導体層２３によりバッファゲート部４が構成されている。ｎ型半導体層２３は、各ｎ型半導体層２２にそれぞれ対応し、上記第１方向に並置されている。ｎ型半導体層２３の間には、ｎ型半導体層２２の場合と同様にｐ＋型半導体層３０が配置され、バッファゲート部４の間のアイソレーション領域が構成されている。
【００３１】
ｎ型半導体層２３上には、電極４１が配置されている。電極４１は、絶縁層（図示せず）を介してｎ型半導体層２３上に形成されている。電極４１は、上記第１方向に伸び、各ｎ型半導体層２３にわたるように形成されている。電極４１は、各ｎ型半導体層２３毎に形成されていてもよい。電極４１には、信号ＢＧが与えられ、バッファゲート部４が駆動される。
【００３２】
ｎ−型半導体層２４は、ｎ型半導体層２３と上記第２方向に隣接して配置されている。ｎ型半導体層２５は、ｎ−型半導体層２４と第２方向に隣接して配置されている。ｎ−型半導体層２４及びｎ型半導体層２５により転送部５が構成されている。ｎ−型半導体層２４及びｎ型半導体層２５は、各ｎ型半導体層２３にそれぞれ対応し、上記第１方向に並置されている。ｎ−型半導体層２４同士の間及びｎ型半導体層２５同士の間には、ｎ型半導体層２２の場合と同様にｐ＋型半導体層３０が配置され、転送部５の間のアイソレーション領域が構成されている。
【００３３】
ｎ−型半導体層２４，ｎ型半導体層２５上には、電極４２，４３がそれぞれ配置されている。電極４２，４３は、絶縁層（図示せず）を介してｎ−型半導体層２４，ｎ型半導体層２５上にそれぞれ形成されている。電極４２，４３は、上記第１方向に伸び、各ｎ−型半導体層２４，各ｎ型半導体層２５にわたるように形成されている。電極４２，４３は、ｎ−型半導体層２４毎、ｎ型半導体層２５毎に形成されていてもよい。電極４２及び電極４３には、信号ＴＧが与えられ転送部５が駆動される。
【００３４】
ｎ−型半導体層２６は、ｎ型半導体層２５と上記第２方向に隣接して配置されている。ｎ型半導体層２７は、ｎ−型半導体層２６と第２方向に隣接して配置されている。ｎ−型半導体層２６及びｎ型半導体層２７は、各ｎ型半導体層２５にそれぞれ対応し、上記第１方向に隣接して並置されている。第１方向に隣接したｎ−型半導体層２６及びｎ型半導体層２７によりシフトレジスタ６が構成されている。
【００３５】
ｎ−型半導体層２６，ｎ型半導体層２７上には、電極４４，４５がそれぞれ配置されている。電極４４，４５は、絶縁層（図示せず）を介してｎ−型半導体層２６，ｎ型半導体層２７上にそれぞれ形成されている。電極４４，４５は、ｎ−型半導体層２６毎、ｎ型半導体層２７毎に形成されている。電極４４及び電極４５には、信号ＰＧが与えられシフトレジスタ６が駆動される。
【００３６】
ｐ＋型半導体層２８は、ｎ型半導体層２２に対し、上記第２方向と逆の方向に隣接して配置されている。ｐ＋型半導体層２９は、ｎ型半導体層２７と第２方向に隣接して配置されている。ｐ＋型半導体層２８，２９は、ｎ型半導体層２２，２３，２５，２７及びｎ−型半導体層２４，２６を半導体基板２０の他の部分から電気的に分離している。上述した各絶縁層は、光を透過する材料、例えば、シリコン酸化膜からなる。ｎ型半導体層２２を除く、ｎ型半導体層２３，２５，２７，及びｎ−型半導体層２４，２６は、不要な電荷が生じるのを防ぐために遮光部材を配置するなどして遮光されていることが好ましい。
【００３７】
続いて、図４及び図５に基づいて、固体撮像装置１における動作を説明する。図４は、本実施形態に係る固体撮像装置において、入力される各信号のタイミングチャートである。図５（ａ）〜（ｃ）は、図４における各時刻での電荷の移動の蓄積及び排出動作を説明するためのポテンシャル図である。
【００３８】
ところで、ｎ型の半導体では正にイオン化したドナーが存在し、ｐ型の半導体では負にイオン化したアクセプターが存在する。ｐｎ接合におけるポテンシャルは、ｐ型よりもｎ型の方が高くなる。換言すれば、エネルギーバンド図におけるポテンシャルは、下向きが正方向となるため、ｎ型の半導体におけるポテンシャルは、エネルギーバンド図においてｐ型の半導体のポテンシャルよりも深くなる（高くなる）。各電極９，４１〜４５に正電位を印加すると、電極直下の半導体領域のポテンシャルが深くなる（正方向に大きくなる）。各電極に印加される正電位の大きさを小さくすると、対応する電極直下の半導体のポテンシャルが浅くなる（正方向に小さくなる）。
【００３９】
図４に示される時刻ｔ１のように、各信号ＭＧＬ，ＭＧＨ，ＴＧ，ＰＧがＬレベルであり、信号ＢＧがＨレベルであると、ｎ型半導体層２２のポテンシャルφ２２は、ｐ＋型半導体層２８およびｎ−型半導体層２４よりも深くなり、ｎ型半導体層２３のポテンシャルφ２３はポテンシャルφ２２よりもさらに深くなる。これにより、ポテンシャルφ２２，φ２３の井戸が形成される（図５（ａ）参照）。この状態でｎ型半導体層２２に光が入射して電荷が発生すると、発生した電荷は、ポテンシャルφ２２，φ２３の井戸内に蓄積される。
【００４０】
時刻ｔ２において、信号ＭＧＬと信号ＭＧＨとがＨレベルであると、導電性部材８に上記第２方向に沿って高くされた電位勾配が形成される。この電位勾配に応じてポテンシャルφ２２はｎ型半導体層２３に向かって深くなるように傾斜し、ポテンシャルφ２２の井戸に蓄積された電荷がポテンシャルφ２３の井戸に移動する。すなわち、光感応領域７で発生し蓄積された電荷がバッファゲート部４に取得される。同じく、時刻ｔ２において、信号ＴＧがＨレベルであると、ｎ−型半導体層２４のポテンシャルφ２４はポテンシャルφ２３よりも深くなり、ｎ型半導体層２５のポテンシャルφ２５はポテンシャルφ２４よりもさらに深くなる。これにより、ポテンシャルφ２４，φ２５の井戸が形成される。ポテンシャルφ２３の井戸内に蓄積されていた電荷は、ポテンシャルφ２５の井戸に移動する。すなわち、バッファゲート部４から転送された電荷が、転送部５に取得される（図５（ｂ）参照）。
【００４１】
時刻ｔ３において、各信号ＭＧＬ，ＭＧＨ，ＴＧがＬレベル、ＰＧがＨレベルであると、ｎ−型半導体層２６のポテンシャルφ２６はポテンシャルφ２５よりも深くなり、ｎ型半導体層２７のポテンシャルφ２７はポテンシャルφ２６よりもさらに深くなる。これにより、ポテンシャルφ２６，φ２７の井戸が形成される。ポテンシャルφ２５の井戸内に蓄積されていた電荷は、ポテンシャルφ２７の井戸に移動する。すなわち、転送部５から転送された電荷が、シフトレジスタ６に取得される（図５（ｃ）参照）。
【００４２】
この後、シフトレジスタ６に取得された電荷は、電荷転送期間ＴＰにおいて、上記第１方向に順次転送され、アンプ部１０に出力されることとなる。図４での図示は省略するが、シフトレジスタ６における第１方向の電荷転送は、信号ＰＧ等を用いて行われる。
【００４３】
続いて、図６に基づいて、導電性部材８の電気抵抗について説明する。図６は、ポリシリコンにおける不純物濃度と電気抵抗率との関係を示す線図であり、横軸は不純物濃度、縦軸は電気抵抗率である。導電性部材８は不純物が添加されたポリシリコンからなる。図６の曲線Ｐ１は、ポリシリコンに添加された不純物の濃度に対する電気抵抗率の変化特性を示している。曲線Ｐ１は、不純物濃度が高くなるのに応じ、電気抵抗率が小さくなると共に、傾斜が緩やかになる傾向を示している。曲線Ｐ１の傾斜が緩やかであることは、不純物濃度がばらついても電気抵抗率のばらつきが生じ難いことを意味している。
【００４４】
曲線Ｐ１は、傾斜が一定となる直線部Ｐ１ａ，Ｐ１ｂを有している。直線部Ｐ１ａ及び直線部Ｐ１ｂでは、電気抵抗率と不純物濃度の関係は一定であり、電気抵抗率のばらつき易さも一定である。直線部Ｐ１ｂは、直線部Ｐ１ａよりも不純物濃度の高い領域に位置している。直線部Ｐ１ｂの傾きは直線部Ｐ１ａに比して緩やかになっており、直線部Ｐ１ｂ上の電気抵抗率は、直線部Ｐ１ａ上の電気抵抗率に比してばらつきが生じ難くなっている。
【００４５】
導電性部材８の電気抵抗、すなわち第１領域８ａと第２領域８ｂとの合成抵抗の値は、固体撮像装置１の動作及び特性の安定性を確保する値に設定されている。導電性部材８の電気抵抗の値は、光感応領域７で発生する電荷量に対し十分な読出し速度が得られると共に、導電性部材８の発熱量を抑えて暗電流が増加しないように設定されている。導電性部材８の電気抵抗の設定値に対応する導電性部材８全体の平均電気抵抗率は、直線部Ｐ１ａ上の所定値となっている。上記第２電気抵抗率は、上記所定値よりも小さく且つ直線部Ｐ１ｂ上の値に設定されている。これに対し、上記第１電気抵抗率は、導電性部材８全体の平均電気抵抗率を上記所定値とするために、上記所定値よりも大きい値に設定されている。第１電気抵抗率の設定値は、直線部Ｐ１ａ上の値となっている。
【００４６】
第２電気抵抗率の値は、直線部Ｐ１ｂ上にあるため、直線部Ｐ１ａ上にある上記所定値に比してばらつきが生じ難くなっている。上記所定値及び第１電気抵抗率の値は、いずれも直線部Ｐ１ａ上にあるため、上記所定値と第１電気抵抗率の値とでばらつきの生じやすさは同じである。このため、導電性部材８全体の電気抵抗率を一様に上記所定値とする場合に比べ、導電性部材８の電気抵抗のばらつきが低く抑えられている。
【００４７】
以上のように、本実施形態では、導電性部材８は、第１電気抵抗率を有する第１領域８ａと、第１電気抵抗率よりも小さい第２電気抵抗率を有する第２領域８ｂとを含んでいる。第１領域８ａと第２領域８ｂとは電気抵抗率が異なることから、そのばらつきも異なることとなる。本実施形態の導電性部材８は、不純物が添加されたポリシリコンからなり、ポリシリコンの性質によって第２領域８ｂのばらつきが生じ難くなっている。このため、導電性部材８全体で見ると電気抵抗率のばらつきが低く抑えられている。
【００４８】
導電性部材８の電気抵抗は、第１領域８ａの電気抵抗と第２領域８ｂの電気抵抗とが並列接続された合成抵抗で表されることとなる。したがって、第１領域８ａと第２領域８ｂとからなる合成抵抗の値が、固体撮像装置１の動作及び特性の安定性を確保する所定の値に設定されればよい。本実施形態では、第２電気抵抗率をばらつきの生じにくい値に設定しつつ、第１電気抵抗率を調整することで、導電性部材８の電気抵抗を固体撮像装置１の動作及び特性の安定性を確保する値に容易に調整している。このため、導電性部材８の電気抵抗値に関する制約条件が、第２領域８ｂによるばらつきの抑制に影響を与えていない。
【００４９】
本実施形態では、導電性部材８は、複数の第１領域８ａ及び複数の第２領域８ｂを含み、第１領域８ａと第２領域８ｂとは、上記第１方向に沿って交互に配置されている。これにより、電荷の読出しスピードや導電性部材８での発熱量が第１方向にわたって略均一になり、固体撮像装置１の動作及び特性がより安定する。
【００５０】
第２領域８ｂは、光感応領域７毎に対応して配置されている。これにより、電荷の読出しスピードや導電性部材での発熱量が各光感応領域７で略均一になり、固体撮像装置１の動作及び特性がより安定する。
【００５１】
電位勾配形成部３は、上記第１方向にわたって導電性部材８の両端部にそれぞれ接続された一対の電極９ａ，９ｂ備えており、電極９ａ，９ｂは、各光感応領域７にわたるように形成されている。これにより、導電性部材８の両端部の電位が第１方向にわたって略均一になり、電位勾配が第１方向にわたって略均一になるため、固体撮像装置１の動作及び特性がより安定する。
【００５２】
以上、本発明の好適な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。
【００５３】
本実施形態では、第２領域８ｂは光感応領域７毎に対応して配置されているが、これに限られない。例えば、図７に示されるように、第２領域８ｂは複数の光感応領域７毎に配置されていてもよい。図７に示された固体撮像装置１では、動作及び特性の安定性を確保するように設定される導電性部材８の電気抵抗は、図１に示された固体撮像装置１と同等に設定される。この場合、第１領域８ａの面積の総和及び第２領域８ｂの面積の総和は、図１に示された固体撮像装置１における各総和と同等に設定される。このため、図７に示された固体撮像装置１では、第１領域８ａ及び第２領域８ｂの個々の面積を大きく設定でき、導電性部材８を容易に形成することができる。光感応領域７毎に複数の第２領域８ｂを配置してもよい。この場合、電荷の読出しスピードや導電性部材８での発熱量が第１方向にわたって一層均一になる。
【００５４】
導電性部材８及び電極９ａ，９ｂは、上記第１方向に伸び、各光感応領域７にわたるように形成されているが、複数に分割して形成されていてもよい。
【００５５】
光感応領域７は、短辺に沿う１次元方向にアレイ状に配置されているが、長辺に沿う方向にも配置され、短辺方向と長辺方向に沿う２次元方向にアレイ状に配置されていてもよい。
【００５６】
固体撮像装置１は、ｎ型半導体層２２側から光が入射する表面入射型とされているが、これに限られない。固体撮像装置１は、ｐ型半導体層２１側から光が入射する裏面入射型とされていてもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１…固体撮像装置、２…光電変換部、３…電位勾配形成部、６…シフトレジスタ、７…光感応領域、８…導電性部材、８ａ…第１領域、８ｂ…第２領域、９…電極、１０…アンプ部。
【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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