(57)【要約】  本技術は、セルサイズを微細化させても、白キズが目立たないようにすることができる固体撮像素子、固体撮像装置、およびカメラ装置に関する。第１の方向に延在するｎ型不純物領域として形成されるレジスタ部と、レジスタ部に光電変換部から電荷を読み出し、レジスタ部と同じ方向に延在するｐ型不純物領域として形成される読み出し部と、光電変換部からの電荷の漏れ出しを抑止し、レジスタ部と同じ方向に延在するｐ型不純物領域として形成される水平素子分離部と、レジスタ部のポテンシャル分布を変化させるための電圧を印加する複数の転送電極とを有し、複数の転送電極のうち、待機電圧が所定の低電圧であるローレベル電極の下におけるレジスタ部を構成するｎ型不純物の総量が、待機電圧が所定の低電圧より高い電圧であるミドルレベル電極の下におけるレジスタ部を構成するｎ型不純物の総量より少ない。
2014007108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換部に蓄積された電荷を転送し、第１の方向に延在するｎ型不純物領域として形成されるレジスタ部と、
前記レジスタ部に前記光電変換部から電荷を読み出し、前記レジスタ部と同じ方向に延在するｐ型不純物領域として形成される読み出し部と、
前記光電変換部からの電荷の漏れ出しを抑止し、前記レジスタ部と同じ方向に延在するｐ型不純物領域として形成される水平素子分離部と、
前記レジスタ部のポテンシャル分布を変化させるための電圧を印加する複数の転送電極とを有し、
前記複数の転送電極のうち、待機電圧が所定の低電圧であるローレベル電極の下における前記レジスタ部を構成するｎ型不純物の総量が、待機電圧が前記所定の低電圧より高い電圧であるミドルレベル電極の下における前記レジスタ部を構成するｎ型不純物の総量より少ない
固体撮像素子。
【請求項２】
前記第１の方向と直交する前記第２の方向において、前記ローレベル電極の下における前記レジスタ部を構成するｎ型不純物の幅が、前記ミドルレベル電極の下における前記レジスタ部を構成するｎ型不純物の幅よりも狭い
請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項３】
前記ローレベル電極の下における前記レジスタ部を構成するｎ型不純物濃度が、前記ミドルレベル電極の下における前記レジスタ部を構成するｎ型不純物濃度よりも低い
請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項４】
前記第１の方向と直交する前記第２の方向において、前記読み出し部または前記水平素子分離部を形成する前記ｐ型不純物領域の不純物濃度が最も高い位置である最高濃度位置について、
前記ローレベル電極の下での前記最高濃度位置が、前記ミドルレベル電極の下での前記最高濃度位置より、前記光電変換部に近い
請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項５】
前記最高濃度位置のうち、前記読み出し部を形成する前記ｐ型不純物領域の最高濃度位置のみについて、
前記ローレベル電極の下での前記最高濃度位置が、前記ミドルレベル電極の下での前記最高濃度位置より、前記光電変換部に近い
請求項４に記載の固体撮像素子。
【請求項６】
前記最高濃度位置のうち、前記水平素子分離部を形成する前記ｐ型不純物領域の最高濃度位置のみについて、
前記ローレベル電極の下での前記最高濃度位置が、前記ミドルレベル電極の下での前記最高濃度位置より、前記光電変換部に近い
請求項４に記載の固体撮像素子。
【請求項７】
前記ローレベル電極に対応する位置のセンサ部のｎ型不純物濃度が、前記ミドルレベル電極に対応する位置のセンサ部のｎ型不純物濃度に比べ高い
請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項８】
前記ローレベル電極に対応する位置のセンサ部表面のｐ型不純物濃度が、前記ミドルレベル電極に対応する位置のセンサ部表面のｐ型不純物濃度に比べ低い
請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項９】
光電変換部に蓄積された電荷を転送し、第１の方向に延在するｎ型不純物領域として形成されるレジスタ部と、
前記レジスタ部に前記光電変換部から電荷を読み出し、前記レジスタ部と同じ方向に延在するｐ型不純物領域として形成される読み出し部と、
前記光電変換部からの電荷の漏れ出しを抑止し、前記レジスタ部と同じ方向に延在するｐ型不純物領域として形成される水平素子分離部と、
前記レジスタ部に電圧を印加する複数の転送電極と、
前記レジスタ部のポテンシャル分布を変化させるために電圧を前記転送電極に供給するタイミング発生回路とを有し、
前記複数の転送電極のうち、待機電圧が所定の低電圧であるローレベル電極の下における前記レジスタ部を構成するｎ型不純物の総量が、待機電圧が前記所定の低電圧より高い電圧であるミドルレベル電極の下における前記レジスタ部を構成するｎ型不純物の総量より少ない
固体撮像装置。
【請求項１０】
光電変換部に蓄積された電荷を転送し、第１の方向に延在するｎ型不純物領域として形成されるレジスタ部と、
前記レジスタ部に前記光電変換部から電荷を読み出し、前記レジスタ部と同じ方向に延在するｐ型不純物領域として形成される読み出し部と、
前記光電変換部からの電荷の漏れ出しを抑止し、前記レジスタ部と同じ方向に延在するｐ型不純物領域として形成される水平素子分離部と、
前記レジスタ部のポテンシャル分布を変化させるための電圧を印加する複数の転送電極とを有し、
前記複数の転送電極のうち、待機電圧が所定の低電圧であるローレベル電極の下における前記レジスタ部を構成するｎ型不純物の総量が、待機電圧が前記所定の低電圧より高い電圧であるミドルレベル電極の下における前記レジスタ部を構成するｎ型不純物の総量より少ない固体撮像素子と、
前記固体撮像素子に対して入射光を導く光学系と、
固体撮像素子から出力される撮像信号を処理する信号処理回路と
を備えるカメラ装置。
【請求項１１】
前記固体撮像装置により撮像された画像を表示する表示部をさらに備える
請求項１０に記載のカメラ装置。
【請求項１２】
前記固体撮像装置により撮像された画像のデータを記録する記録部をさらに備える
請求項１０に記載のカメラ装置。
【請求項１３】
ユーザによる操作の下に操作指令に対応する信号を発生する操作部をさらに備える
請求項１０に記載のカメラ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、固体撮像素子、固体撮像装置、およびカメラ装置に関し、特に、セルサイズを微細化させても、白キズが目立たないようにすることができるようにする固体撮像素子、固体撮像装置、およびカメラ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像装置として、電荷結合素子（ＣＣＤ）による固体撮像装置が知られている。【０００３】
ＣＣＤ型の固体撮像素子は、受光量に応じた信号電荷を生成、蓄積する光電変換素子、すなわちフォトダイオード（ＰＤ；Photo Diode）による受光センサ部が、複数個２次元マトリクス状に配列されて構成されている。この複数の受光センサ部のフォトダーオードに入射する被写体の光信号に基づいて信号電荷が発生し、蓄積される。蓄積された信号電荷は、受光センサ部の列毎に配置した垂直転送レジスタにより垂直方向に転送されると共に、ＣＣＤ構造の水平転送レジスタによって水平方向に転送される。そして、水平方向に転送された信号電荷は、電荷−電圧変換部を有する出力部から被写体の画像情報として出力される。【０００４】
固体撮像素子は、例えば、水平、及び垂直方向に配置されたフォトダイオードからなる複数の受光センサ部、読み出し部、および、垂直転送チャネルから構成される複数の画素を有する。【０００５】
受光センサ部は、ｎ型半導体からなる基板の、ｐ型半導体ウェル領域に形成された信号電荷蓄積部と、正孔蓄積領域によって構成される。【０００６】
信号電荷蓄積部は、ｎ型の不純物領域により形成される。正孔蓄積領域は、ｐ型の不純物領域（ｐ＋）により形成され、信号電荷蓄積部の表面に形成される。【０００７】
垂直転送チャネルは、受光センサ部に対して、所定間隔を空けてｎ型の不純物領域により形成されている。また、垂直転送チャネルと、読み出し対象となる一方側の受光センサ部との間に、ｐ型の不純物領域（ｐ）が形成されて読み出し部とされる。また、垂直転送チャネルと、読み出し対象でない他方側の受光センサ部との間には、ｐ型の不純物領域（ｐ＋）からなる水平素子分離部が形成される。そして、受光センサ部の垂直方向の両端部には、ｐ型の不純物領域（ｐ＋）からなる垂直素子分離部が形成される。【０００８】
水平素子分離部は、水平方向において、それぞれの受光センサ部を分離するものであり、垂直素子分離部は、垂直方向において、それぞれの受光センサ部を分離するものである。そして、垂直素子分離部、水平素子分離部、読み出し部は、それぞれ垂直転送チャネルに接触して形成される。【０００９】
読み出し部、および垂直転送チャネル上には、絶縁膜を介して第１転送電極及び第２転送電極が交互に形成される。そして、垂直転送チャネル、第１転送電極、および第２転送電極により垂直転送レジスタが構成される。【００１０】
また、微細セルにおける垂直転送レジスタの形成方法として、垂直転送チャネルの細線化を可能にし、かつ、垂直転送チャネルのポテンシャル分布において、ポテンシャルバリアの発生が抑制されることにより、信号電荷の転送効率を向上させる技術も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１０−８０７９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、従来より、ＣＣＤ型の固体撮像素子においては、垂直転送レジスタで発生する白線（白キズ）が画質に与える影響が懸念されている。この白キズは、垂直転送レジスタとして注入されるｎ型不純物の結晶欠陥に起因して発生する。つまり、白キズの影響を低減させるようにするには、垂直転送レジスタとして注入されるｎ型不純物の注入量を低く抑えることが望ましい。【００１３】
しかしながら、近年のセルサイズの微細化に伴い、垂直転送レジスタや素子分離部は細線化され、転送チャネルおよび各素子分離部を形成するために高濃度の不純物が注入される。このため、基板への欠陥形成により白線はより悪化する傾向にある。また、高濃度のＰＮ接合部で強電界により、欠陥からの暗電流成分が強調される傾向にある。その結果、微細セルにおいては、白線がより顕著に発生する。
特許文献１などの従来の技術においては、垂直転送レジスタ全体に対する総不純物注入量を低減させることは難しく、その結果、十分な白線改善効果を得る事が出来なかった。【００１４】
本技術はこのような状況に鑑みて開示するものであり、セルサイズを微細化させても、白キズが目立たないようにすることができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本技術の第１の側面は、光電変換部に蓄積された電荷を転送し、第１の方向に延在するｎ型不純物領域として形成されるレジスタ部と、前記レジスタ部に前記光電変換部から電荷を読み出し、前記レジスタ部と同じ方向に延在するｐ型不純物領域として形成される読み出し部と、前記光電変換部からの電荷の漏れ出しを抑止し、前記レジスタ部と同じ方向に延在するｐ型不純物領域として形成される水平素子分離部と、前記レジスタ部のポテンシャル分布を変化させるための電圧を印加する複数の転送電極とを有し、前記複数の転送電極のうち、待機電圧が所定の低電圧であるローレベル電極の下における前記レジスタ部を構成するｎ型不純物の総量が、待機電圧が前記所定の低電圧より高い電圧であるミドルレベル電極の下における前記レジスタ部を構成するｎ型不純物の総量より少ない固体撮像素子である。【００１６】
前記第１の方向と直交する前記第２の方向において、前記ローレベル電極の下における前記レジスタ部を構成するｎ型不純物の幅が、前記ミドルレベル電極の下における前記レジスタ部を構成するｎ型不純物の幅よりも狭いようにすることができる。【００１７】
前記ローレベル電極の下における前記レジスタ部を構成するｎ型不純物濃度が、前記ミドルレベル電極の下における前記レジスタ部を構成するｎ型不純物濃度よりも低いようにすることができる。【００１８】
前記第１の方向と直交する前記第２の方向において、前記読み出し部または前記水平素子分離部を形成する前記ｐ型不純物領域の不純物濃度が最も高い位置である最高濃度位置について、前記ローレベル電極の下での前記最高濃度位置が、前記ミドルレベル電極の下での前記最高濃度位置より、前記光電変換部に近いようにすることができる。【００１９】
前記最高濃度位置のうち、前記読み出し部を形成する前記ｐ型不純物領域の最高濃度位置のみについて、前記ローレベル電極の下での前記最高濃度位置が、前記ミドルレベル電極の下での前記最高濃度位置より、前記光電変換部に近いようにすることができる。【００２０】
前記最高濃度位置のうち、前記水平素子分離部を形成する前記ｐ型不純物領域の最高濃度位置のみについて、前記ローレベル電極の下での前記最高濃度位置が、前記ミドルレベル電極の下での前記最高濃度位置より、前記光電変換部に近いようにすることができる。【００２１】
前記ローレベル電極に対応する位置のセンサ部のｎ型不純物濃度が、前記ミドルレベル電極に対応する位置のセンサ部のｎ型不純物濃度に比べ高いようにすることができる。【００２２】
前記ローレベル電極に対応する位置のセンサ部表面のｐ型不純物濃度が、前記ミドルレベル電極に対応する位置のセンサ部表面のｐ型不純物濃度に比べ低いようにすることができる。【００２３】
本発明の第２の側面は、光電変換部に蓄積された電荷を転送し、第１の方向に延在するｎ型不純物領域として形成されるレジスタ部と、前記レジスタ部に前記光電変換部から電荷を読み出し、前記レジスタ部と同じ方向に延在するｐ型不純物領域として形成される読み出し部と、前記光電変換部からの電荷の漏れ出しを抑止し、前記レジスタ部と同じ方向に延在するｐ型不純物領域として形成される水平素子分離部と、前記レジスタ部に電圧を印加する複数の転送電極と、前記レジスタ部のポテンシャル分布を変化させるために電圧を前記転送電極に供給するタイミング発生回路とを有し、前記複数の転送電極のうち、待機電圧が所定の低電圧であるローレベル電極の下における前記レジスタ部を構成するｎ型不純物の総量が、待機電圧が前記所定の低電圧より高い電圧であるミドルレベル電極の下における前記レジスタ部を構成するｎ型不純物の総量より少ない固体撮像装置である。【００２４】
本発明の第３の側面は、光電変換部に蓄積された電荷を転送し、第１の方向に延在するｎ型不純物領域として形成されるレジスタ部と、前記レジスタ部に前記光電変換部から電荷を読み出し、前記レジスタ部と同じ方向に延在するｐ型不純物領域として形成される読み出し部と、前記光電変換部からの電荷の漏れ出しを抑止し、前記レジスタ部と同じ方向に延在するｐ型不純物領域として形成される水平素子分離部と、前記レジスタ部のポテンシャル分布を変化させるための電圧を印加する複数の転送電極とを有し、前記複数の転送電極のうち、待機電圧が所定の低電圧であるローレベル電極の下における前記レジスタ部を構成するｎ型不純物の総量が、待機電圧が前記所定の低電圧より高い電圧であるミドルレベル電極の下における前記レジスタ部を構成するｎ型不純物の総量より少ない固体撮像素子と、前記固体撮像素子に対して入射光を導く光学系と、固体撮像素子から出力される撮像信号を処理する信号処理回路とを備えるカメラ装置である。【００２５】
本技術の第１の側面乃至第３の側面においては、光電変換部に蓄積された電荷を転送し、第１の方向に延在するｎ型不純物領域として形成されるレジスタ部と、前記レジスタ部に前記光電変換部から電荷を読み出し、前記レジスタ部と同じ方向に延在するｐ型不純物領域として形成される読み出し部と、前記光電変換部からの電荷の漏れ出しを抑止し、前記レジスタ部と同じ方向に延在するｐ型不純物領域として形成される水平素子分離部と、前記レジスタ部のポテンシャル分布を変化させるための電圧を印加する複数の転送電極とを有し、前記複数の転送電極のうち、待機電圧が所定の低電圧であるローレベル電極の下における前記レジスタ部を構成するｎ型不純物の総量が、待機電圧が前記所定の低電圧より高い電圧であるミドルレベル電極の下における前記レジスタ部を構成するｎ型不純物の総量より少ない。
【発明の効果】
【００２６】
本技術によれば、セルサイズを微細化させても、白キズが目立たないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本技術を適用した固体撮像装置の一実施の形態に係る概略構成を示すブロック図である。
【図２】従来の撮像部の構成例を示す平面図である。
【図３】図２における一点鎖線Ａ−Ａ´、Ｂ−Ｂ´、Ｃ−Ｃ´、またはＤ−Ｄ´における断面図である。
【図４】固体撮像装置による動画像撮影時の電荷転送に係るタイミングチャートである。
【図５】図４の転送クロック信号の波形を拡大した図である。
【図６】図５における各時刻の各転送電極のポテンシャルを示す図である。
【図７】白線とローレベル電圧の関係を示す図である。
【図８】白線とミドルレベル電圧の関係を示す図である。
【図９】本技術の一実施の形態に係る撮像部の構成例を示す平面図である。
【図１０】図９における一点鎖線Ａ−Ａ´、Ｂ−Ｂ´、Ｃ−Ｃ´、またはＤ−Ｄ´における断面図である。
【図１１】完成した基板上の撮像部の構成を説明する断面図である。
【図１２】不純物の濃度の変化を説明する図である。
【図１３】本技術の一実施の形態に係る撮像部の別の構成例を示す平面図である。
【図１４】図１３における一点鎖線Ａ−Ａ´、Ｂ−Ｂ´、Ｃ−Ｃ´、またはＤ−Ｄ´における断面図である。
【図１５】本技術の一実施の形態に係る撮像部のさらに別の構成例を示す平面図である。
【図１６】図１５における一点鎖線Ａ−Ａ´、Ｂ−Ｂ´、Ｃ−Ｃ´、またはＤ−Ｄ´における断面図である。
【図１７】本技術の一実施の形態に係る撮像部のさらに別の構成例を示す平面図である。
【図１８】図１７における一点鎖線Ａ−Ａ´、Ｂ−Ｂ´、Ｃ−Ｃ´、またはＤ−Ｄ´における断面図である。
【図１９】本技術の一実施の形態に係る撮像部のさらに別の構成例を示す平面図である。
【図２０】図１９における一点鎖線Ａ−Ａ´、Ｂ−Ｂ´、Ｃ−Ｃ´、またはＤ−Ｄ´における断面図である。
【図２１】本技術の一実施の形態に係る撮像部のさらに別の構成例を示す平面図である。
【図２２】図２１における一点鎖線Ａ−Ａ´、Ｂ−Ｂ´、Ｃ−Ｃ´、またはＤ−Ｄ´における断面図である。
【図２３】本技術の一実施の形態に係る撮像部のさらに別の構成例を示す平面図である。
【図２４】図２３における一点鎖線Ａ−Ａ´、Ｂ−Ｂ´、Ｃ−Ｃ´、またはＤ−Ｄ´における断面図である。
【図２５】図２３の一点鎖線Ｅ−Ｅ´における断面図である。
【図２６】完成した基板上の撮像部の構成を説明する断面図である。
【図２７】不純物の濃度の変化を説明する図である。
【図２８】完成した基板上の撮像部の別の構成を説明する断面図である。
【図２９】本技術の一実施の形態に係る撮像部のさらに別の構成例を示す平面図である。
【図３０】固体撮像装置による静止画撮影時の電荷転送に係るタイミングチャートである。
【図３１】図３０の転送クロック信号の波形を拡大した図である。
【図３２】図３１における各時刻の各転送電極のポテンシャルを示す図である。
【図３３】本技術を適用した電子機器としての、カメラ装置の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１は、本技術を適用した固体撮像装置の一実施の形態に係る概略構成を示すブロック図である。同図に示される固体撮像装置１０は、ＣＣＤ撮像素子１１、および、タイミング発生回路１２により構成されている。
【００２９】
ＣＣＤ撮像素子１１は、撮像部２２、水平転送レジスタ２３、および、出力部２４により構成されている。出力部２４は、例えばフローティングゲートにて構成された電荷−電圧変換部を有する。
【００３０】
撮像部２２は、光電変換を行なうセンサ部、図中センサ部の左に示されている垂直転送レジスタ、および、センサ部（受光部）に蓄積された信号電荷を垂直転送レジスタに読み出す読み出し部からなる画素を、平面マトリックス状に多数配置させて構成されている。
【００３１】
各画素間は、図示せぬ水平素子分離部（チャネルストッパ）で電気的に干渉しないように分離されている。垂直転送レジスタは、センサ部の列ごとに共通化され、行方向に所定の本数配置されている。また、図中縦方向に並べられた個々のセンサ部の間にも図示せぬ垂直素子分離部が設けられ、電気的に干渉しないように分離される。
【００３２】
撮像部２２には、垂直転送レジスタを駆動する垂直転送クロック信号φＶ１乃至φＶ８が入力される。水平転送レジスタには、これを駆動する水平転送クロック信号φＨ１、およびφＨ２が入力される。垂直転送クロック信号φＶ１乃至φＶ８、並びに、水平転送クロック信号φＨ１、およびφＨ２は、タイミング発生回路１２により生成される。
【００３３】
垂直転送レジスタおよび水平転送レジスタは、半導体基板内の表面側に不純物が導入されて形成されたマイノリティ・キャリアの電位井戸と、絶縁膜を介して基板上に繰り返し分離して形成された複数の電極（転送電極）とから構成されている。上述したマイノリティ・キャリアの電位井戸は、「転送チャネル」とも称される。
【００３４】
垂直転送レジスタおよび水平転送レジスタには、その転送電極に対して上述の転送クロック信号（φＶ１乃至φＶ８、または、φＨ１およびφＨ２）がそれぞれ周期的に位相をずらして印加される。垂直転送レジスタおよび水平転送レジスタは、転送電極に印加される転送クロック信号に制御されて前記電位井戸のポテンシャル分布が順次変化し、この電位井戸内の電荷を転送クロック信号の位相ずれ方向に転送する、いわゆるシフトレジスタとして機能する。
【００３５】
なお、転送電極は、センサ部および垂直素子分離部のそれぞれに対応して設けられるようになされている。
【００３６】
次に、撮像部２２の詳細な構成について説明する。
【００３７】
図２は、図１の撮像部２２の一部を拡大した図であり、従来の撮像部の構成例を示す平面図である。なお、実際には、図２は、基板上に不純物を付着させる製造工程において用いられるマスクの形状を表すものであり、完成した基板上の撮像部の構成は、基板の製造プロセスに応じて若干異なるものとなる。
【００３８】
図２の例では、ｎ型不純物領域として構成されるセンサ部１０８が図中縦方向に並べられている。この例では、左右に２列のセンサ部１０８が並べられている。なお、センサ部１０８の表面（受光側）には、ｐ型不純物領域が形成され、センサ部１０８の底面（基板側）にもｐ型不純物領域（ｐ型ウェル）が形成される。
【００３９】
図中縦方向に隣接するセンサ部とセンサ部の間には、ｐ型不純物領域として構成される垂直素子分離部１０２が設けられている。
【００４０】
また、センサ部１０８の図中左側には、ｐ型不純物領域として構成される読み出し部１０３が設けられている。
【００４１】
さらに、読み出し部１０３の図中左側には、ｎ型不純物領域として構成される垂直転送レジスタ１０１が設けられている。
【００４２】
垂直転送レジスタ１０１の図中左側には、ｐ型不純物領域として構成される水平素子分離部１０４が設けられている。
【００４３】
つまり、ｎ型不純物領域であるセンサ１０８は、左右がｐ型不純物領域である読み出し部１０３および水平素子分離部１０４、上下がｐ型不純物領域である垂直素子分離部１０２によって囲まれる。このように、ｐ型不純物領域で囲まれたｎ型不純物領域であるセンサ１０８のそれぞれが、撮像部２２に配置される画素を構成することになる。
【００４４】
また、図２の図中最も左側には、上述した転送電極が設けられている。上述したように、転送電極１０５−１乃至転送電極１０５−８は、センサ部および垂直素子分離部のそれぞれに対応して設けられる。すなわち、各センサ部１０８、および、各垂直素子分離部１０２のそれぞれと垂直方向の位置が同じ位置になるように、転送電極１０５−１乃至転送電極１０５−８が設けられている。
【００４５】
なお、転送電極１０５−１乃至転送電極１０５−８を個々に区別する必要がない場合は、単に転送電極１０５と称する。
【００４６】
なお、図２においては、図中最も左側にのみ転送電極１０５が示されているが、実際には、転送電極１０５は、図中横方向に向かって延在するように構成される。
【００４７】
図３は、図２における一点鎖線Ａ−Ａ´、またはＢ−Ｂ´における断面図である。図３のＡは、図２における一点鎖線Ａ−Ａ´における断面図とされ、図３のＢは、図２における一点鎖線Ｂ−Ｂ´における断面図とされる。
【００４８】
図３のＡに示されるように、各垂直素子分離部１０２の上には、転送電極１０５−２が延在している。一方、図３のＢに示されるように、センサ部１０８の上部には、転送電極１０５−３が配置されないようになされている。
【００４９】
また、図３のＢに示されるように、センサ部１０８の表面（受光側）には、ｐ型不純物領域１０７が形成されており、センサ部１０８の底面（基板側）には、ｐ型ウェル１０９が形成されている。
【００５０】
また、図３のＡおよび図３のＢに示されるように、転送電極１０５、垂直転送レジスタ１０１、読み出し部１０３、水平素子分離部１０４などは、基板１１０の上に形成され、転送電極１０５の直下には、絶縁膜１０６が配置される。
【００５１】
図４は、固体撮像装置１０による動画像撮影時の電荷転送に係るタイミングチャートである。同図の例では、転送クロック信号φＶ１乃至転送クロック信号φＶ８の波形が示されている。同図では、図中垂直方向の線とされている部分が、実際には各信号のパルスとされる。
【００５２】
転送クロック信号φＶ１乃至転送クロック信号φＶ８の波形は、Ｈ（ハイレベル電圧）、Ｍ（ミドルレベル電圧）、またはＬ（ローレベル電圧）のいずれかの電圧値に変化するようになされている。各信号において、水平方向の線として記載されている部分が待機電圧とされる。
【００５３】
ここで、ミドルレベル電圧は、ほぼ０Ｖとなる電圧とされ、ハイレベル電圧は正の電圧とされ、ローレベル電圧は負の電圧とされる。すなわち、電圧の絶対値に注目した場合、ミドルレベル電圧の値は小さく、ハイレベル電圧およびローレベル電圧の値は大きいことになる。
【００５４】
図４に示されるように、各転送電極に対して転送クロック信号φＶ１乃至転送クロック信号φＶ８がそれぞれ周期的に位相をずらして印加される。垂直転送レジスタは、転送電極に印加される転送クロック信号に制御されて電位井戸のポテンシャル分布が順次変化し、この電位井戸内の電荷を転送クロック信号の位相ずれ方向に転送する、いわゆるシフトレジスタとして機能する。
【００５５】
図５は、例えば、図４において、転送クロック信号φＶ１がＨとなり、センサ部１０８から垂直転送レジスタ１０１に電荷が読み出された直後の転送クロック信号φＶ１乃至転送クロック信号φＶ８の波形を拡大した図である。この例では、時刻ｔ０乃至時刻ｔ８における転送クロック信号φＶ１乃至転送クロック信号φＶ８の波形が示されている。同図に示されるように、転送クロック信号φＶ１乃至転送クロック信号φＶ８では、位相をずらしてパルスが形成されている。
【００５６】
図６は、図５における時刻ｔ０乃至時刻ｔ８の各転送電極のポテンシャルを示す図である。なお、転送クロック信号φＶ１乃至転送クロック信号φＶ８のそれぞれが印加される転送電極が、転送電極Ｖ１乃至転送電極Ｖ８として記載されている。同図において、黒色の太い横線として示される部分がポテンシャルの井戸となり、白い突起のように示される部分がポテンシャルバリアとなる。
【００５７】
このように、転送電極Ｖ１乃至転送電極Ｖ８にそれぞれ印加される転送クロック信号φＶ１乃至転送クロック信号φＶ８に制御されて電位井戸のポテンシャル分布が順次変化する。そして、この電位井戸内の電荷が転送クロック信号の位相ずれ方向に転送されることになる。
【００５８】
転送電極Ｖ１乃至転送電極Ｖ８のうち、自分に印加される転送クロック信号の待機電圧がＬであるものを、ＶＬ電極と称することとし、待機電圧がＭであるものを、ＶＭ電極と称することとする。図４に示される例では、転送クロック信号φＶ１および転送クロック信号φＶ８の待機電圧がＬとなっている。従って、転送電極Ｖ１および転送電極Ｖ８がＶＬ電極とされ、転送電極Ｖ２乃至転送電極Ｖ７は、ＶＭ電極とされる。
【００５９】
図２の例では、図中上から２番目の転送電極１０５−２と、図中上から３番目の転送電極１０５−３がＶＬ電極とされており、その他の転送電極はＶＭ電極とされている。
【００６０】
ところで、ＣＣＤイメージセンサなどの固体撮像素子においては、垂直転送レジスタで発生する白線（白キズ）が画質に与える影響が懸念される。この白キズは、垂直転送レジスタとして注入されるｎ型不純物の結晶欠陥に起因して発生する。つまり、白キズの影響を低減させるようにするには、垂直転送レジスタとして注入されるｎ型不純物の注入量を低く抑えることが望ましい。
【００６１】
しかし、垂直転送レジスタで取り扱うことができる電荷量に対応してｎ型領域（垂直転送レジスタ）のポテンシャルを充分に深くする必要がある。このため、単純にｎ型不純物注入量を減らすだけでは、垂直転送レジスタの取り扱い電荷量に対応するポテンシャルの大きさを得ることができない。
【００６２】
そこで、例えば、ｎ型領域の幅（すなわち、垂直転送レジスタの線幅）を広げることで、取り扱い電荷量に対応するポテンシャルの大きさを得るという方式も考えられる。垂直転送レジスタの線幅を広くすれば、ポテンシャルが浅くても十分な取り扱い電荷量を確保でき、垂直転送レジスタの不純物量を低減させることができる。さらに、垂直転送レジスタの線幅を広く形成することで、隣接する読み出し部および垂直素子分離部のｐ型不純物領域からの不純物の拡散の影響を受けにくくなり、所望のポテンシャルを得るために必要となるｎ型不純物注入量を抑えることも可能となる。
【００６３】
しかしながら、近年、ＣＣＤイメージセンサなどの固体撮像素子においては、画素サイズの微細化が進んでおり、このような状況の中で今まで以上に垂直転送レジスタの幅を広げるように設計変更などすることは難しい。さらに、垂直転送レジスタの線幅を広く形成した分、センサ部の受光面の面積が小さくなることも考えられ、感度の低下や飽和信号量の低下など、画質に与える影響が懸念される。
【００６４】
また、白線（白キズ）は、ローレベル電圧との相関性が高いことが実験により明らかとなった。図７は、白線とローレベル電圧の関係を示す図である。同図は、横軸がローレベル電圧値とされ、縦軸が白線出力レベルとされ、ローレベル電圧の変化に伴う白線の出力レベルの変化が線２０１および線２０２により示されている。
【００６５】
なお、線２０１は、あまり画質に影響を与えない良質な白線（白線良品）の場合のローレベル電圧の変化に伴う白線の出力レベルの変化を示すものとされる。線２０２は、画質に影響を与える白線（白線不良品）の場合のローレベル電圧の変化に伴う白線の出力レベルの変化を示すものとされる。
【００６６】
図７の線２０２に示されるように、ローレベル電圧値が低いほど、白線の出力レベルが大きくなっている。すなわち、ローレベル電圧値が低いほど、白キズにより画質が悪化することになる。なお、線２０１の場合、ローレベル電圧の変化に関わらず、白線の出力レベルはほぼ一定である。
【００６７】
図８は、白線とミドルレベル電圧の関係を示す図である。同図は、横軸がミドルレベル電圧値とされ、縦軸が白線出力レベルとされ、ミドルレベル電圧の変化に伴う白線の出力レベルの変化が線２０３および線２０４により示されている。
【００６８】
なお、線２０３は、あまり画質に影響を与えない良質な白線（白線良品）の場合のミドルレベル電圧の変化に伴う白線の出力レベルの変化を示すものとされる。線２０４は、画質に影響を与える白線（白線不良品）の場合のミドルレベル電圧の変化に伴う白線の出力レベルの変化を示すものとされる。
【００６９】
図７の場合と異なり、線２０３および線２０４の場合とも、ミドルレベル電圧の変化に関わらず、白線の出力レベルはほぼ一定である。
【００７０】
図７と図８から分かるように、画質に影響を与える白キズの発生は、ローレベル電圧の変化との相関性が高い。これは、ローレベル電圧印加時に電界強度が大きくなり、暗電流の発生を助長するためと考えられる。
【００７１】
本技術では、固体撮像素子の画素サイズの微細化を妨げることなく、白キズの影響を低減できるようにする。
【００７２】
図９は、図１の撮像部２２の一部を拡大した図であり、本技術の一実施の形態に係る撮像部の構成例を示す平面図である。図１０は、図９における一点鎖線Ａ−Ａ´、Ｂ−Ｂ´、Ｃ−Ｃ´、またはＤ−Ｄ´における断面図である。図１０のＡは、図２における一点鎖線Ａ−Ａ´における断面図とされ、図１０のＢは、図９における一点鎖線Ｂ−Ｂ´における断面図とされる。また、図１０のＣは、図９における一点鎖線Ｃ−Ｃ´における断面図とされ、図１０のＤは、図９における一点鎖線Ｄ−Ｄ´における断面図とされる。
【００７３】
なお、実際には、図９は、基板上に不純物を付着させる製造工程において用いられるマスクの形状を表すものであり、完成した基板上の撮像部の構成は、基板の製造プロセスに応じて若干異なるものとなる。
【００７４】
図９において、図２と対応する部位には同一の符号が付されている。また、図１０において、図３と対応する部位には同一の符号が付されている。
【００７５】
図９および図１０の例では、図２および図３の場合と異なり、ＶＬ電極である転送電極１０５−２および転送電極１０５−３の下に配置される垂直転送レジスタ１０１の線幅が細く構成されている。
【００７６】
例えば、図９において、垂直転送レジスタ１０１の図中水平方向の幅が、図中最も上の部分や図中最も下の部分では、同一の幅Ｗ１１となっているが、図中の垂直方向の位置が転送電極１０５−２の図中上側端部とほぼ同じとなる部分において細く変形し、幅Ｗ１２となっている。そして、垂直転送レジスタ１０１は、幅Ｗ１２を維持したまま延在し、図中の垂直方向の位置が転送電極１０５−３の図中下側端部とほぼ同じとなる部分において元の幅Ｗ１１となるように太く変形している。
【００７７】
また、例えば、図１０のＡにおける垂直転送レジスタ１０１の図中水平方向の幅Ｗ１２は、図１０のＣにおける垂直転送レジスタ１０１の図中水平方向の幅Ｗ１１より狭くなっている。そして、図１０のＢにおける垂直転送レジスタ１０１の図中水平方向の幅Ｗ１２は、図１０のＤにおける垂直転送レジスタ１０１の図中水平方向の幅Ｗ１１より狭くなっている。一方で、垂直転送レジスタ１０１の図中垂直方向の幅（厚み）は、図１０のＡ乃至図１０のＤのいずれも同じとされている。
【００７８】
さらに、図９および図１０の例では、図２および図３の場合と異なり、ＶＬ電極である転送電極１０５−２および転送電極１０５−３の下に配置される読み出し部１０３および水平素子分離部１０４がセンサ部１０８の中心に近づくように湾曲して構成されている。
【００７９】
例えば、図９において、読み出し部１０３の中心部の図中水平方向の位置は、図中の上側端部や下側端部においては、一点鎖線１５１で示される位置とされている。しかし、読み出し部１０３の中心部は、図中の垂直方向の位置が転送電極１０５−２の図中上側端部とほぼ同じとなる部分において図中右方向に曲がって、一点鎖線１５２で示される位置となっている。そして、読み出し部１０３の中心部は、一点鎖線１５２で示される位置のまま延在し、図中の垂直方向の位置が転送電極１０５−３の図中下側端部とほぼ同じとなる部分において元の位置（一点鎖線１５１で示される位置）となるように図中左方向に曲がっている。
【００８０】
また、例えば、図９において、水平素子分離部１０４の中心部の図中水平方向の位置は、図中の上側端部や下側端部においては、一点鎖線１５３で示される位置とされている。しかし、水平素子分離部１０４の中心部は、図中の垂直方向の位置が転送電極１０５−２の図中上側端部とほぼ同じとなる部分において図中左方向に曲がって、一点鎖線１５４で示される位置となっている。そして、水平素子分離部１０４の中心部は、一点鎖線１５４で示される位置のまま延在し、図中の垂直方向の位置が転送電極１０５−３の図中下側端部とほぼ同じとなる部分において元の位置（一点鎖線１５３で示される位置）となるように図中右方向に曲がっている。
【００８１】
また、例えば、図１０のＡにおける垂直素子分離部１０２の図中水平方向の幅Ｗ２１は、図１０のＣにおける垂直素子分離部１０２の図中水平方向の幅Ｗ２２より狭くなっている。すなわち、図９において上述したように、読み出し部１０３および水平素子分離部１０４がセンサ部１０８の中心に近づくように湾曲したことにより、一点鎖線Ａ−Ａ´の位置では、垂直素子分離部１０２の図中水平方向の幅が狭くなる。
【００８２】
さらに、図１０のＢにおける読み出し部１０３の中心部の図中水平方向の位置は、図１０のＤにおける読み出し部１０３の中心部の図中水平方向の位置より右にずれている。図１０のＢにおける水平素子分離部１０４の中心部の図中水平方向の位置は、図１０のＤにおける水平素子分離部１０４の中心部の図中水平方向の位置より左にずれている。一方で、読み出し部１０３および水平素子分離部１０４の図中水平方向の幅は、図１０のＢと図１０のＤのいずれも同じとされている。
【００８３】
また、上述したように、実際には、図９は、基板上に不純物を付着させる製造工程において用いられるマスクの形状を表すものであり、完成した基板上の撮像部の構成は、基板の製造プロセスに応じて若干異なるものとなる。すなわち、基板の製造プロセスにおいて、垂直転送レジスタ１０１を形成するｎ型不純物と、読み出し部１０３、垂直素子分離部１０２および水平素子分離部１０４を形成するｐ型不純物が拡散する。図１０に示した断面図は、簡単のため、この製造プロセスにおける不純物の拡散を無視して記載されているが、不純物の拡散を考慮した場合、完成した基板上の撮像部の断面図は、図１０に示されるものとはやや異なるものとなる。
【００８４】
図１１は、完成した基板上の撮像部の構成を説明する断面図であり、製造プロセスにおける不純物の拡散を考慮した断面図である。図１１のＡは、図９における一点鎖線Ｂ−Ｂ´における断面図であり、図１０のＢに対応する断面図とされる。また、図１１のＢは、図９における一点鎖線Ｄ−Ｄ´における断面図であり、図１０のＤに対応する断面図とされる。
【００８５】
図１０のＢおよび図１０のＤにおいては、垂直転送レジスタ１０１と読み出し部１０３とが隔離されて配置されているように描画されているが、図１１のＡと図１１のＢにおいては、垂直転送レジスタ１０１と読み出し部１０３とが接触して配置されているように描画されている。また、図１０のＢおよび図１０のＤにおいては、垂直転送レジスタ１０１と水平素子分離部１０４とが隔離されて配置されているように描画されているが、図１１のＡと図１１のＢにおいては、垂直転送レジスタ１０１と水平素子分離部１０４とが接触して配置されているように描画されている。
【００８６】
すなわち、製造プロセスにおいて不純物が拡散することにより、ｎ型不純物領域（垂直転送レジスタ１０１）とｐ型不純物領域（読み出し部１０３および水平素子分離部１０４）が拡散したのである。しかし、図９に示されるようなマスクを用いて不純物を付着させた場合、例えば、ｎ型不純物の濃度は、垂直転送レジスタ１０１の線の中心において濃くなり、両端に向かって薄くなる。また、例えば、ｐ型不純物の濃度は、読み出し部１０３または水平素子分離部１０４の線の中心において濃くなり、両端に向かって薄くなる。
【００８７】
図１１においては、ｎ型不純物の濃度が垂直転送レジスタ１０１の線の中心において濃くなり、両端に向かって薄くなる態様が、グラデーションによって表現されている。また、同様に、ｐ型不純物の濃度が読み出し部１０３または水平素子分離部１０４の線の中心において濃くなり、両端に向かって薄くなる態様がグラデーションによって表現されている。
【００８８】
図１２は、上述した不純物の濃度の変化を説明するグラフである。同図は、横軸が図１１における水平方向の位置とされ、縦軸が不純物の濃度とされる。
【００８９】
図１２において、実線２１１は、図１１のＡの一点鎖線Ｆ−Ｆ´におけるｎ型不純物の濃度の変化を表しており、点線２１２は、図１１のＢの一点鎖線Ｇ−Ｇ´におけるｎ型不純物の濃度の変化を表している。
【００９０】
実線２１１は、点線２１２と比較してより急峻に変化している。すなわち、実線２１１および点線２１２は、ともに図中中央において、ピークが形成され、図中の左右に向かって傾斜しているが、実線２１１の傾斜の方がより急峻なものとなっている。
【００９１】
なお、図中の中央付近のｎ型不純物の濃度は、垂直転送レジスタ１０１のｎ型不純物の濃度を表すものであるが、図中の左右両端付近のｎ型不純物の濃度は、センサ部１０８のｎ型不純物の濃度を表すものである。
【００９２】
また、図１２において、実線２１３は、図１１のＡの一点鎖線Ｆ−Ｆ´におけるｐ型不純物の濃度の変化を表しており、点線２１４は、図１１のＢの一点鎖線Ｇ−Ｇ´におけるｐ型不純物の濃度の変化を表している。なお、実線２１３と点線２１４は、水平素子分離部１０４のｐ型不純物の濃度を表すものである。
【００９３】
実線２１３は、点線２１４と比較してより急峻に変化している。すなわち、実線２１３および点線２１４は、ともに図中左側の一点において、ピークが形成され、ピークの左右に緩やかに傾斜しているが、実線２１３の傾斜の方がより急峻に傾斜している。
【００９４】
また、図１２において、実線２１５は、図１１のＡの一点鎖線Ｆ−Ｆ´におけるｐ型不純物の濃度の変化を表しており、点線２１６は、図１１のＢの一点鎖線Ｇ−Ｇ´におけるｐ型不純物の濃度の変化を表している。なお、実線２１５と点線２１６は、読み出し部１０３のｐ型不純物の濃度を表すものである。
【００９５】
実線２１５は、点線２１６と比較してより急峻に変化している。すなわち、実線２１５および点線２１６は、ともに図中右側の一点において、ピークが形成され、ピークの左右に向かって傾斜しているが、実線２１５の傾斜の方がより急峻に傾斜している。
【００９６】
図９乃至図１１を参照して上述したように、撮像部２２を構成することで、固体撮像素子の画素サイズの微細化を妨げることなく、白キズの影響を低減できる。
【００９７】
すなわち、本技術では、画質に影響を与える白キズの発生が顕著となるＶＬ電極下において、垂直転送レジスタの線幅を狭くする。これにより、ＶＬ電極下でのｎ型不純物の注入量が減少し、完成した基板上での単位面積あたりのｎ型不純物の量がＶＬ電極下で少なくなるので、画質に影響を与える白キズの発生を抑制することができる。すなわち、ＶＬ電極下でのｎ型不純物の総量が少なくなる。
【００９８】
その一方で、本技術では、ＶＬ電極下において、読み出し部１０３および水平素子分離部１０４の線の中心を、垂直転送レジスタから遠ざける。これにより、垂直転送レジスタ１０１は、隣接する読み出し部１０３および水平素子分離部１０４のｐ型不純物の拡散の影響を受けにくくなり、ｎ型不純物の注入量を減らしても、ポテンシャルを充分深くすることができる。すなわち、垂直転送レジスタ１０１の線幅を狭くしても所望のポテンシャルを得ることができる。
【００９９】
また、本技術では、読み出し部１０３および水平素子分離部１０４の線の中心を、垂直転送レジスタから遠ざけたことにより、センサ部１０８の受光面の面積が一部縮小する。しかし、受光面の面積が縮小するのは、ＶＬ電極下に配置されるセンサ部１０８のみであり、その他のセンサ部の受光面の面積は変わらない。従って、感度の低下や飽和信号量の低下など、画質に与える影響は極限定されたものとなる。
【０１００】
図１３は、図１の撮像部２２の一部を拡大した図であり、本技術の別の実施の形態に係る撮像部の構成例を示す平面図である。図１４は、図１３における一点鎖線Ａ−Ａ´、Ｂ−Ｂ´、Ｃ−Ｃ´、またはＤ−Ｄ´における断面図である。図１４のＡは、図１３における一点鎖線Ａ−Ａ´における断面図とされ、図１４のＢは、図１３における一点鎖線Ｂ−Ｂ´における断面図とされる。また、図１４のＣは、図１３における一点鎖線Ｃ−Ｃ´における断面図とされ、図１４のＤは、図１３における一点鎖線Ｄ−Ｄ´における断面図とされる。
【０１０１】
なお、実際には、図１４は、基板上に不純物を付着させる製造工程において用いられるマスクの形状を表すものであり、完成した基板上の撮像部の構成は、基板の製造プロセスに応じて若干異なるものとなる。
【０１０２】
図１３において、図９と対応する部位には同一の符号が付されている。また、図１４において、図１０と対応する部位には同一の符号が付されている。
【０１０３】
図１３および図１４に示される構成の場合、図９および図１０を参照して上述した構成と異なり、ＶＬ電極である転送電極１０５−２および転送電極１０５−３の下に配置される垂直転送レジスタ１０１の線幅が図中左側のみを削ったように細く構成されている。
【０１０４】
例えば、図１３において、垂直転送レジスタ１０１の図中水平方向の幅が、図中最も上の部分や図中最も下の部分では、同一の幅Ｗ１１となっているが、図中の垂直方向の位置が転送電極１０５−２の図中上側端部とほぼ同じとなる部分において左側のみ細く変形し、幅Ｗ１３となっている。そして、垂直転送レジスタ１０１は、幅Ｗ１３を維持したまま延在し、図中の垂直方向の位置が転送電極１０５−３の図中下側端部とほぼ同じとなる部分において元の幅Ｗ１１となるように太く変形している。
【０１０５】
また、例えば、図１４のＡにおける垂直転送レジスタ１０１の図中水平方向の幅Ｗ１３は、図１４のＣにおける垂直転送レジスタ１０１の図中水平方向の幅Ｗ１１より狭くなっている。そして、図１４のＢにおける垂直転送レジスタ１０１の図中水平方向の幅Ｗ１３は、図１４のＤにおける垂直転送レジスタ１０１の図中水平方向の幅Ｗ１１より狭くなっている。一方で、垂直転送レジスタ１０１の図中垂直方向の幅（厚み）は、図１４のＡ乃至図１４のＤのいずれも同じとされている。
【０１０６】
さらに、図１３および図１４の例では、図９および図１０の場合と異なり、ＶＬ電極である転送電極１０５−２および転送電極１０５−３の下に配置される水平素子分離部１０４のみがセンサ部１０８の中心に近づくように湾曲して構成されている。
【０１０７】
例えば、図１３において、水平素子分離部１０４の中心部の図中水平方向の位置は、図中の上側端部や下側端部においては、一点鎖線１５３で示される位置とされている。しかし、水平素子分離部１０４の中心部は、図中の垂直方向の位置が転送電極１０５−２の図中上側端部とほぼ同じとなる部分において図中左方向に曲がって、一点鎖線１５４で示される位置となっている。そして、水平素子分離部１０４の中心部は、一点鎖線１５４で示される位置のまま延在し、図中の垂直方向の位置が転送電極１０５−３の図中下側端部とほぼ同じとなる部分において元の位置（一点鎖線１５３で示される位置）となるように図中右方向に曲がっている。
【０１０８】
また、例えば、図１４のＡにおける垂直素子分離部１０２の図中水平方向の幅Ｗ２３は、図１４のＣにおける垂直素子分離部１０２の図中水平方向の幅Ｗ２２より狭くなっている。すなわち、図１３において上述したように、水平素子分離部１０４がセンサ部１０８の中心に近づくように湾曲したことにより、一点鎖線Ａ−Ａ´の位置では、垂直素子分離部１０２の図中水平方向の幅が狭くなる。
【０１０９】
さらに、図１４のＢにおける水平素子分離部１０４の中心部の図中水平方向の位置は、図１４のＤにおける水平素子分離部１０４の中心部の図中水平方向の位置より左にずれている。一方で、読み出し部１０３および水平素子分離部１０４の図中水平方向の幅は、図１４のＢと図１４のＤのいずれも同じとされている。
【０１１０】
また、上述したように、実際には、図１３は、基板上に不純物を付着させる製造工程において用いられるマスクの形状を表すものであり、完成した基板上の撮像部の構成は、基板の製造プロセスに応じて若干異なるものとなる。すなわち、基板の製造プロセスにおいて、垂直転送レジスタ１０１を形成するｎ型不純物と、読み出し部１０３、垂直素子分離部１０２および水平素子分離部１０４を形成するｐ型不純物が拡散する。図１４に示した断面図は、簡単のため、この製造プロセスにおける不純物の拡散を無視して記載されているが、不純物の拡散を考慮した場合、完成した基板上の撮像部の断面図は、図１４に示されるものとはやや異なるものとなる。
【０１１１】
つまり、完成した基板上では、図１１、図１２などを参照して上述した場合と同様に、ｎ型不純物の濃度およびｐ型不純物の濃度を変化させながら、垂直転送レジスタ１０１と水平素子分離部１０４とが接触した状態で構成される。
【０１１２】
図１３および図１４を参照して上述したように、撮像部２２を構成することで、やはり固体撮像素子の画素サイズの微細化を妨げることなく、白キズの影響を低減できる。
【０１１３】
すなわち、図１３および図１４の構成の場合、画質に影響を与える白キズの発生が顕著となるＶＬ電極下において、垂直転送レジスタの線幅を狭くする。これにより、ＶＬ電極下でのｎ型不純物の注入量が減少し、完成した基板上での単位面積当たりのｎ型不純物の量がＶＬ電極下で少なくなるので、画質に影響を与える白キズの発生を抑制することができる。すなわち、ＶＬ電極下でのｎ型不純物の総量が少なくなる。
【０１１４】
その一方で、ＶＬ電極下において、水平素子分離部１０４の線の中心を、垂直転送レジスタから遠ざける。これにより、垂直転送レジスタ１０１は、隣接する水平素子分離部１０４のｐ型不純物の拡散の影響を受けにくくなり、ｎ型不純物の注入量を減らしても、ポテンシャルを充分深くすることができる。すなわち、垂直転送レジスタ１０１の線幅を狭くしても所望のポテンシャルを得ることができる。
【０１１５】
ただし、図１３および図１４の構成におけるＶＬ電極下の垂直転送レジスタ１０１の線幅Ｗ１３は、図９および図１０の構成におけるＶＬ電極下の垂直転送レジスタ１０１の線幅Ｗ１２よりも太い。このため、図９および図１０の構成と比較すると、図１３および図１４の構成では、ｎ型不純物の注入量はやや増え、画質に影響を与える白キズの発生の抑制効果はやや減少する。
【０１１６】
一方で、図１３および図１４の構成は、図９および図１０の構成と比較すると、ＶＬ電極下のセンサ部１０８の受光面の面積の縮小の度合が小さい。従って、感度の低下や飽和信号量の低下など、画質に与える影響はさらに限定されたものとなる。
【０１１７】
図１３と図１４では、垂直転送レジスタ１０１の線幅が図中左側のみを削ったように細く構成され、水平素子分離部１０４のみがセンサ部１０８の中心に近づくように湾曲して構成される例について説明した。
【０１１８】
しかし、垂直転送レジスタ１０１の線幅が図中右側のみを削ったように細く構成され、読み出し部１０３のみがセンサ部１０８の中心に近づくように湾曲して構成されるようにしてもよい。図１５および図１６に、この場合の構成を示す。
【０１１９】
図１５は、図１の撮像部２２の一部を拡大した図であり、本技術の別の実施の形態に係る撮像部の構成例を示す平面図である。図１６は、図１５における一点鎖線Ａ−Ａ´、Ｂ−Ｂ´、Ｃ−Ｃ´、またはＤ−Ｄ´における断面図である。図１６のＡは、図１５における一点鎖線Ａ−Ａ´における断面図とされ、図１６のＢは、図１５における一点鎖線Ｂ−Ｂ´における断面図とされる。また、図１６のＣは、図１５における一点鎖線Ｃ−Ｃ´における断面図とされ、図１６のＤは、図１５における一点鎖線Ｄ−Ｄ´における断面図とされる。
【０１２０】
なお、実際には、図１５は、基板上に不純物を付着させる製造工程において用いられるマスクの形状を表すものであり、完成した基板上の撮像部の構成は、基板の製造プロセスに応じて若干異なるものとなる。つまり、完成した基板上では、図１１、図１２などを参照して上述した場合と同様に、ｎ型不純物の濃度およびｐ型不純物の濃度を変化させながら、垂直転送レジスタ１０１と読み出し部１０３とが接触した状態で構成される。
【０１２１】
上述したように、図１５と図１６に示される構成は、垂直転送レジスタ１０１の線幅が図中右側のみを削ったように細く構成され、読み出し部１０３のみがセンサ部１０８の中心に近づくように湾曲して構成されている。これにより、やはり、図１３および図１４の構成の場合と同様の効果を得ることができる。
【０１２２】
ところで、図９と図１０を参照して上述した例では、ＶＬ電極下において、垂直転送レジスタの線幅を細くし、読み出し部１０３および水平素子分離部１０４の線の中心を、垂直転送レジスタから遠ざける例について説明した。しかし、この場合、上述したように、ＶＬ電極下において、センサ部１０８の受光面の面積が縮小する。
【０１２３】
例えば、ＶＬ電極下において、垂直転送レジスタの線幅を細くするとともに、読み出し部１０３および水平素子分離部１０４の線幅も細くすれば、センサ部１０８の受光面の面積を維持することもできる。図１７および図１８に、この場合の構成を示す。
【０１２４】
図１７は、図１の撮像部２２の一部を拡大した図であり、本技術のさらに別の実施の形態に係る撮像部の構成例を示す平面図である。図１８は、図１７における一点鎖線Ａ−Ａ´、Ｂ−Ｂ´、Ｃ−Ｃ´、またはＤ−Ｄ´における断面図である。図１８のＡは、図１７における一点鎖線Ａ−Ａ´における断面図とされ、図１８のＢは、図１７における一点鎖線Ｂ−Ｂ´における断面図とされる。また、図１８のＣは、図１７における一点鎖線Ｃ−Ｃ´における断面図とされ、図１８のＤは、図１７における一点鎖線Ｄ−Ｄ´における断面図とされる。
【０１２５】
なお、実際には、図１７は、基板上に不純物を付着させる製造工程において用いられるマスクの形状を表すものであり、完成した基板上の撮像部の構成は、基板の製造プロセスに応じて若干異なるものとなる。つまり、完成した基板上では、図１１、図１２などを参照して上述した場合と同様に、ｎ型不純物の濃度およびｐ型不純物の濃度を変化させながら、垂直転送レジスタ１０１と、読み出し部１０３および水平素子分離部１０４のそれぞれとが接触した状態で構成される。
【０１２６】
図１７において、図９と対応する部位には同一の符号が付されている。また、図１８において、図１０と対応する部位には同一の符号が付されている。
【０１２７】
図１７および図１８の構成においては、図９および図１０の場合と同様に、ＶＬ電極である転送電極１０５−２および転送電極１０５−３の下に配置される垂直転送レジスタ１０１の線幅が細く構成されている。
【０１２８】
また、図１７および図１８の構成においては、図９および図１０の場合と異なり、ＶＬ電極である転送電極１０５−２および転送電極１０５−３の下に配置される読み出し部１０３および水平素子分離部１０４の線幅が細く構成されている。
【０１２９】
例えば、図１７において、読み出し部１０３の図中水平方向の幅が、図中最も上の部分や図中最も下の部分では、同一の幅Ｗ３１となっているが、図中の垂直方向の位置が転送電極１０５−２の図中上側端部とほぼ同じとなる部分において左側のみ細く変形し、幅Ｗ３２となっている。そして、読み出し部１０３は、幅Ｗ３２を維持したまま延在し、図中の垂直方向の位置が転送電極１０５−３の図中下側端部とほぼ同じとなる部分において元の幅Ｗ３１となるように太く変形している。
【０１３０】
また、例えば、図１８のＢにおける読み出し部１０３の図中水平方向の幅Ｗ３２は、図１８のＤにおける読み出し部１０３の図中水平方向の幅Ｗ３１より狭くなっている。一方で、読み出し部１０３の図中垂直方向の幅（厚み）は、図１８のＢと図１８のＤのいずれも同じとされている。
【０１３１】
さらに、例えば、図１７において、水平素子分離部１０４の図中水平方向の幅が、図中最も上の部分や図中最も下の部分では、同一の幅Ｗ３１となっているが、図中の垂直方向の位置が転送電極１０５−２の図中上側端部とほぼ同じとなる部分において右側のみ細く変形し、幅Ｗ３２となっている。そして、水平素子分離部１０４は、幅Ｗ３２を維持したまま延在し、図中の垂直方向の位置が転送電極１０５−３の図中下側端部とほぼ同じとなる部分において元の幅Ｗ３１となるように太く変形している。
【０１３２】
また、例えば、図１８のＢにおける水平素子分離部１０４の図中水平方向の幅Ｗ３２は、図１８のＤにおける水平素子分離部１０４の図中水平方向の幅Ｗ３１より狭くなっている。一方で、水平素子分離部１０４の図中垂直方向の幅（厚み）は、図１８のＢと図１８のＤのいずれも同じとされている。
【０１３３】
さらに、例えば、図１８のＡにおける垂直素子分離部１０２図中水平方向の幅Ｗ２１は、図１８のＣにおける垂直素子分離部１０２の図中水平方向の幅Ｗ２２より狭くなっている。すなわち、図１７において上述したように、読み出し部１０３および水平素子分離部１０４の線幅が細くなったことにより、一点鎖線Ａ−Ａ´の位置では、垂直素子分離部１０２の図中水平方向の幅が狭くなる。
【０１３４】
このように、ＶＬ電極下において、垂直転送レジスタの線幅を細くするとともに、読み出し部１０３および水平素子分離部１０４の線幅も細くすれば、センサ部１０８の受光面の面積を維持することもできる。図１７の例の場合、ＶＬ電極下のセンサ部１０８の受光面の面積は、図２の場合と同様になっている。
【０１３５】
図１７と図１８に示される構成により、やはり図９と図１０に示される構成の場合と同様の効果を得ることができ、さらに、感度の低下や飽和信号量の低下など、画質に与える影響を回避することも可能となる。
【０１３６】
ただし、図１７と図１８に示される構成の場合、読み出し部１０３および水平素子分離部１０４の線幅が細くなったことにより、センサ部１０８に蓄積された電荷が垂直転送レジスタ１０１に漏れ出すブルーミングが発生する可能性が高まることになる。
【０１３７】
図１９は、図１の撮像部２２の一部を拡大した図であり、本技術のさらに別の実施の形態に係る撮像部の構成例を示す平面図である。図２０は、図１９における一点鎖線Ａ−Ａ´、Ｂ−Ｂ´、Ｃ−Ｃ´、またはＤ−Ｄ´における断面図である。図２０のＡは、図１９における一点鎖線Ａ−Ａ´における断面図とされ、図２０のＢは、図１９における一点鎖線Ｂ−Ｂ´における断面図とされる。また、図２０のＣは、図１９における一点鎖線Ｃ−Ｃ´における断面図とされ、図２０のＤは、図１９における一点鎖線Ｄ−Ｄ´における断面図とされる。
【０１３８】
なお、実際には、図１９は、基板上に不純物を付着させる製造工程において用いられるマスクの形状を表すものであり、完成した基板上の撮像部の構成は、基板の製造プロセスに応じて若干異なるものとなる。つまり、完成した基板上では、図１１、図１２などを参照して上述した場合と同様に、ｎ型不純物の濃度およびｐ型不純物の濃度を変化させながら、垂直転送レジスタ１０１と、読み出し部１０３および水平素子分離部１０４のそれぞれとが接触した状態で構成される。
【０１３９】
図１９において、図１７と対応する部位には同一の符号が付されている。また、図２０において、図１８と対応する部位には同一の符号が付されている。
【０１４０】
図１９および図２０に示される構成の場合、図１３および図１４を参照して上述した構成と同様に、ＶＬ電極である転送電極１０５−２および転送電極１０５−３の下に配置される垂直転送レジスタ１０１の線幅が図中左側のみを削ったように細く構成されている。
【０１４１】
例えば、図１９において、垂直転送レジスタ１０１の図中水平方向の幅が、図中最も上の部分や図中最も下の部分では、同一の幅Ｗ１１となっているが、図中の垂直方向の位置が転送電極１０５−２の図中上側端部とほぼ同じとなる部分において左側のみを削ったように細く変形し、幅Ｗ１３となっている。そして、垂直転送レジスタ１０１は、幅Ｗ１３を維持したまま延在し、図中の垂直方向の位置が転送電極１０５−３の図中下側端部とほぼ同じとなる部分において元の幅Ｗ１１となるように太く変形している。
【０１４２】
また、例えば、図２０のＡにおける垂直転送レジスタ１０１の図中水平方向の幅Ｗ１３は、図２０のＣにおける垂直転送レジスタ１０１の図中水平方向の幅Ｗ１１より狭くなっている。そして、図２０のＢにおける垂直転送レジスタ１０１の図中水平方向の幅Ｗ１３は、図２０のＤにおける垂直転送レジスタ１０１の図中水平方向の幅Ｗ１１より狭くなっている。一方で、垂直転送レジスタ１０１の図中垂直方向の幅（厚み）は、図２０のＡ乃至図２０のＤのいずれも同じとされている。
【０１４３】
さらに、図１９および図２０の構成の場合、ＶＬ電極である転送電極１０５−２および転送電極１０５−３の下に配置される水平素子分離部１０４の線幅が図中右側のみ細くを削ったように構成されている。
【０１４４】
例えば、図１９において、水平素子分離部１０４の図中水平方向の幅が、図中最も上の部分や図中最も下の部分では、同一の幅Ｗ３１となっているが、図中の垂直方向の位置が転送電極１０５−２の図中上側端部とほぼ同じとなる部分において右側のみを削ったように細く変形し、幅Ｗ３２となっている。そして、水平素子分離部１０４は、幅Ｗ３２を維持したまま延在し、図中の垂直方向の位置が転送電極１０５−３の図中下側端部とほぼ同じとなる部分において元の幅Ｗ３１となるように太く変形している。
【０１４５】
また、例えば、図２０のＢにおける水平素子分離部１０４の図中水平方向の幅Ｗ３２は、図２０のＤにおける水平素子分離部１０４の図中水平方向の幅Ｗ３１より狭くなっている。一方で、水平素子分離部１０４の図中垂直方向の幅（厚み）は、図２０のＢと図２０のＤのいずれも同じとされている。
【０１４６】
さらに、例えば、図２０のＡにおける垂直素子分離部１０２図中水平方向の幅Ｗ２３は、図２０のＣにおける垂直素子分離部１０２の図中水平方向の幅Ｗ２２より狭くなっている。すなわち、図１９において上述したように、水平素子分離部１０４の線幅が細くなったことにより、一点鎖線Ａ−Ａ´の位置では、垂直素子分離部１０２の図中水平方向の幅が狭くなる。
【０１４７】
このように、ＶＬ電極下において、垂直転送レジスタの線幅を細くするとともに、水平素子分離部１０４の線幅も細くすれば、センサ部１０８の受光面の面積を維持することもできる。図１９の例の場合、ＶＬ電極下のセンサ部１０８の受光面の面積は、図２の場合と同様になっている。
【０１４８】
図１９と図２０に示される構成により、図１３と図１４に示される構成の場合と同様の効果を得ることができ、さらに、感度の低下や飽和信号量の低下など、画質に与える影響を回避することも可能となる。
【０１４９】
ただし、図１９と図２０に示される構成の場合、水平素子分離部１０４の線幅が細くなったことにより、センサ部１０８に蓄積された電荷が垂直転送レジスタ１０１に漏れ出すブルーミングが発生する可能性が高まることになる。しかしながら、図１９と図２０に示される構成の場合、読み出し部１０３の線幅は細くなっていないので、図１７と図１８に示される構成の場合と比較すると、ブルーミングが発生する可能性は低いといえる。
【０１５０】
図１９と図２０においては、ＶＬ電極下において、垂直転送レジスタの線幅を細くするとともに、水平素子分離部１０４のみ線幅も細くする構成について説明したが、垂直転送レジスタの線幅を細くするとともに、読み出し部１０３のみ線幅も細くするようにしてもよい。この場合の構成を、図２１および図２２に示す。ここでは、詳細な説明は省略する。
【０１５１】
以上においては、ＶＬ電極下において、垂直転送レジスタ１０１の線幅を細く構成することで、ｎ型不純物の注入量を低減し、白キズの発生を抑制する方式について説明した。しかし、例えば、ＶＬ電極下において、垂直転送レジスタ１０１を構成するｎ型不純物の濃度を低くすることにより、ｎ型不純物の注入量を低減するようにしてもよい。この場合の構成を、図２３および図２４に示す。
【０１５２】
図２３は、図１の撮像部２２の一部を拡大した図であり、本技術のさらに別の実施の形態に係る撮像部の構成例を示す平面図である。図２４は、図２３における一点鎖線Ａ−Ａ´、Ｂ−Ｂ´、Ｃ−Ｃ´、またはＤ−Ｄ´における断面図である。図２４のＡは、図２３における一点鎖線Ａ−Ａ´における断面図とされ、図２４のＢは、図２３における一点鎖線Ｂ−Ｂ´における断面図とされる。また、図２４のＣは、図２３における一点鎖線Ｃ−Ｃ´における断面図とされ、図２４のＤは、図２３における一点鎖線Ｄ−Ｄ´における断面図とされる。
【０１５３】
なお、実際には、図２３は、基板上に不純物を付着させる製造工程において用いられるマスクの形状を表すものであり、完成した基板上の撮像部の構成は、基板の製造プロセスに応じて若干異なるものとなる。つまり、完成した基板上では、図１１、図１２などを参照して上述した場合と同様に、ｎ型不純物の濃度およびｐ型不純物の濃度を変化させながら、垂直転送レジスタ１０１と、読み出し部１０３および水平素子分離部１０４のそれぞれとが接触した状態で構成される。
【０１５４】
図２３において、図９と対応する部位には同一の符号が付されている。また、図２４において、図１０と対応する部位には同一の符号が付されている。
【０１５５】
図２３および図２４に示される構成の場合、図９および図１０を参照して上述した構成と異なり、ＶＬ電極である転送電極１０５−２および転送電極１０５−３の下に配置される垂直転送レジスタ１０１の線幅が細くされていない。その代り、転送電極１０５−２および転送電極１０５−３の下に配置される垂直転送レジスタ１０１を構成するｎ型不純物の濃度が低くされている。なお、図２３と図２４では、垂直転送レジスタ１０１のハッチングパターンを変えることによりｎ型不純物の濃度の違いを表現している。
【０１５６】
図２３および図２４に示される構成において、上記以外の構成については、図９および図１０を参照して上述した場合と同様なので詳細な説明は省略する。
【０１５７】
図２５は、図２３の一点鎖線Ｅ−Ｅ´における断面図であり、垂直転送レジスタ１０１の長手方向の断面図である。同図に示されるように、ＶＬ電極である転送電極１０５−２および転送電極１０５−３の下のｎ型不純物領域１０１ｂは、他のｎ型不純物領域１０１ａよりｎ型不純物の濃度が低くされている。すなわち、基板製造時に、ｎ型不純物領域１０１ａを形成するためのｎ型不純物と、ｎ型不純物領域１０１ｂを形成するためのｎ型不純物の濃度を変えるのである。
【０１５８】
図２６は、図１１と同様に、完成した基板上の撮像部の構成を説明する断面図であり、製造プロセスにおける不純物の拡散を考慮した断面図である。図２６のＡは、図２３における一点鎖線Ｂ−Ｂ´における断面図であり、図２４のＢに対応する断面図とされる。また、図２６のＢは、図２３における一点鎖線Ｄ−Ｄ´における断面図であり、図２４のＤに対応する断面図とされる。
【０１５９】
図２４のＢおよび図２４のＤにおいては、垂直転送レジスタ１０１と読み出し部１０３とが隔離されて配置されているように描画されているが、図２６のＡと図２６のＢにおいては、垂直転送レジスタ１０１と読み出し部１０３とが接触して配置されているように描画されている。また、図２４のＢおよび図２４のＤにおいては、垂直転送レジスタ１０１と水平素子分離部１０４とが隔離されて配置されているように描画されているが、図２６のＡと図２６のＢにおいては、垂直転送レジスタ１０１と水平素子分離部１０４とが接触して配置されているように描画されている。
【０１６０】
すなわち、製造プロセスにおいて不純物が拡散することにより、ｎ型不純物領域（垂直転送レジスタ１０１）とｐ型不純物領域（読み出し部１０３および水平素子分離部１０４）が拡散したのである。しかし、図２３に示されるようなマスクを用いて不純物を付着させた場合、例えば、ｎ型不純物の濃度は、垂直転送レジスタ１０１の線の中心において濃くなり、両端に向かって薄くなる。また、例えば、ｐ型不純物の濃度は、読み出し部１０３または水平素子分離部１０４の線の中心において濃くなり、両端に向かって薄くなる。
【０１６１】
図２６においては、ｎ型不純物の濃度が垂直転送レジスタ１０１の線の中心において濃くなり、両端に向かって薄くなる態様が、グラデーションによって表現されている。また、同様に、ｐ型不純物の濃度が読み出し部１０３または水平素子分離部１０４の線の中心において濃くなり、両端に向かって薄くなる態様がグラデーションによって表現されている。
【０１６２】
図２７は、上述した不純物の濃度の変化を説明するグラフである。同図は、横軸が図２６における水平方向の位置とされ、縦軸が不純物の濃度とされる。
【０１６３】
図２７において、実線２２１は、図２６のＡの一点鎖線Ｆ−Ｆ´におけるｎ型不純物の濃度の変化を表しており、点線２２２は、図２６のＢの一点鎖線Ｇ−Ｇ´におけるｎ型不純物の濃度の変化を表している。なお、図中の中央付近のｎ型不純物の濃度は、垂直転送レジスタ１０１のｎ型不純物の濃度を表すものであるが、図中の左右両端付近のｎ型不純物の濃度は、センサ部１０８のｎ型不純物の濃度を表すものである。
【０１６４】
また、図２７において、実線２２３は、図２６のＡの一点鎖線Ｆ−Ｆ´におけるｐ型不純物の濃度の変化を表しており、点線２２４は、図２６のＢの一点鎖線Ｇ−Ｇ´におけるｐ型不純物の濃度の変化を表している。なお、実線２２３と点線２２４は、水平素子分離部１０４のｐ型不純物の濃度を表すものである。
【０１６５】
実線２２３は、点線２２４と比較してより急峻に変化している。すなわち、実線２２３および点線２２４は、ともに図中左側の一点において、ピークが形成され、ピークの左右に向かって傾斜しているが、実線２２３の傾斜の方がより急峻なものとなっている。
【０１６６】
また、図２７において、実線２２５は、図２６のＡの一点鎖線Ｆ−Ｆ´におけるｐ型不純物の濃度の変化を表しており、点線２２６は、図２６のＢの一点鎖線Ｇ−Ｇ´におけるｐ型不純物の濃度の変化を表している。なお、実線２２５と点線２２６は、読み出し部１０３のｐ型不純物の濃度を表すものである。
【０１６７】
実線２２５は、点線２２６と比較してより急峻に変化している。すなわち、実線２２５および点線２２６は、ともに図中右側の一点において、ピークが形成され、ピークの左右に向かって傾斜しているが、実線２２５の傾斜の方がより急峻なものとなっている。
【０１６８】
図２３乃至図２７を参照して上述したように、撮像部２２を構成することで、やはり固体撮像素子の画素サイズの微細化を妨げることなく、白キズの影響を低減できる。
【０１６９】
すなわち、図２３および図２４の構成では、画質に影響を与える白キズの発生が顕著となるＶＬ電極下において、垂直転送レジスタのｎ型不純物濃度を低くする。これにより、ＶＬ電極下でのｎ型不純物の注入量が減少し、完成した基板上での単位面積あたりのｎ型不純物の量がＶＬ電極下で少なくなるので、画質に影響を与える白キズの発生を抑制することができる。すなわち、ＶＬ電極下でのｎ型不純物の総量が少なくなる。
【０１７０】
その一方で、本技術では、ＶＬ電極下において、読み出し部１０３および水平素子分離部１０４の線の中心を、垂直転送レジスタから遠ざける。これにより、垂直転送レジスタ１０１は、隣接する読み出し部１０３および水平素子分離部１０４のｐ型不純物の拡散の影響を受けにくくなり、ｎ型不純物の注入量を減らしても、ポテンシャルを充分深くすることができる。すなわち、垂直転送レジスタ１０１のｎ型不純物濃度を低くしても所望のポテンシャルを得ることができる。
【０１７１】
ところで、図２５においては、基板製造時に、ｎ型不純物領域１０１ａを形成するためのｎ型不純物と、ｎ型不純物領域１０１ｂを形成するためのｎ型不純物の濃度を変えると説明したが、これとは異なる製造方式を採用してもよい。図２８を参照して、図２５の場合とは異なる製造方式について説明する。
【０１７２】
図２８は、図２３の一点鎖線Ｅ−Ｅ´における断面図であり、垂直転送レジスタ１０１の長手方向の断面図である。この例では、比較的濃度が低いｎ型不純物領域１０１ｄが転送電極１０５の下全体に渡って形成されており、その上に比較的濃度が高いｎ型不純物領域１０１ｃが形成されている。ただし、ＶＬ電極である転送電極１０５−２および転送電極１０５−３の下には、ｎ型不純物領域１０１ｃが形成されていない。
【０１７３】
すなわち、図２８の場合、垂直転送レジスタ１０１を構成するｎ型不純物領域を２層で構成し、ＶＬ電極の下においてはｎ型不純物領域を１層とする。
【０１７４】
図２８を参照して上述した製造方式を採用することにより、例えば、図２５の場合と比較してより簡単に基板を製造できるようになる。すなわち、図２５の場合、ｎ型不純物領域１０１ｂが形成される位置を高い精度で再現できるようにするために、かなり高い技術水準が求められるが、図２８のように製造する場合、それほど高い技術水準は求められない。
【０１７５】
ところで、図９および図１０を参照して上述した構成の場合、ＶＬ電極の下のセンサ部１０８の受光面の面積が縮小する。このため、固体撮像素子全体に対する影響は軽微と考えられるものの、飽和信号量の低下などの影響が懸念される。例えば、ＶＬ電極の下のセンサ部に対応するｎ型不純物領域にｎ型不純物を追加注入することにより、飽和信号量の低下を抑止することができる。
【０１７６】
例えば、図２９に示されるように、ＶＬ電極の下のセンサ部に対応するｎ型不純物領域にｎ型不純物を追加注入するようにすればよい。図２９において、図９と対応する部位には同一の符号が付されている。
【０１７７】
図２９の例では、複数のセンサ部のうち、ＶＬ電極である転送電極１０５−２および転送電極１０５−３の下に配置されるセンサ部１０８−１１およびセンサ部１０８−２１にｎ型不純物が追加注入されている。なお、同図では、センサ部１０８−１１およびセンサ部１０８−２１のハッチングによりｎ型不純物が追加注入されたことを表現している。図２９のその他の部分の構成は、図９の場合と同様なので詳細な説明は省略する。
【０１７８】
図２９に示されるように構成することで、センサ部１０８−１１およびセンサ部１０８−２１のポテンシャルを充分に深くすることができ、飽和信号量の低下を抑止することができる。
【０１７９】
図１３、図１５、および図２３を参照して上述した構成においても同様に、ＶＬ電極の下のセンサ部に対応するｎ型不純物領域にｎ型不純物を追加注入することで、飽和信号量の低下を抑止することができる。
【０１８０】
なお、ここでは、ｎ型不純物の追加注入により飽和信号量の低下を抑止する例について説明したが、センサ部１０８−１１およびセンサ部１０８−２１の表面のｐ型不純物の注入量を変化させることにより、飽和信号量の低下を抑止することも可能である。
【０１８１】
以上においては、図４乃至図６を参照して上述した動画像撮像時の電荷転送に適した撮像部２２の構成について説明したが、例えば、本技術を適用し、静止画撮像時の電荷転送に適した撮像部２２が構成されるようにしてもよい。
【０１８２】
図３０は、固体撮像装置１０による静止画撮影時の電荷転送に係るタイミングチャートである。図３０には、図４と同様に、転送クロック信号φＶ１乃至転送クロック信号φＶ８の波形が示されている。同図では、図中垂直方向の線とされている部分が、実際には各信号のパルスとされる。
【０１８３】
転送クロック信号φＶ１乃至転送クロック信号φＶ８の波形は、Ｈ（ハイレベル電圧）、Ｍ（ミドルレベル電圧）、またはＬ（ローレベル電圧）のいずれかの電圧値に変化するようになされている。各信号において、水平方向の線として記載されている部分が待機電圧とされる。
【０１８４】
図３０に示されるように、各転送電極に対して転送クロック信号φＶ１乃至転送クロック信号φＶ８がそれぞれ周期的に位相をずらして印加される。垂直転送レジスタは、転送電極に印加される転送クロック信号に制御されて電位井戸のポテンシャル分布が順次変化し、この電位井戸内の電荷を転送クロック信号の位相ずれ方向に転送する、いわゆるシフトレジスタとして機能する。
【０１８５】
図３１は、図５に対応する図であり、図３０の転送クロック信号φＶ１乃至転送クロック信号φＶ８の波形を拡大した図である。この例では、時刻ｔ０乃至時刻ｔ８における転送クロック信号φＶ１乃至転送クロック信号φＶ８の波形が示されている。同図に示されるように、転送クロック信号φＶ１乃至転送クロック信号φＶ８では、位相をずらしてパルスが形成されている。
【０１８６】
図３２は、図６に対応する図であり、図３１における時刻ｔ０乃至時刻ｔ８の各転送電極のポテンシャルを示す図である。なお、転送クロック信号φＶ１乃至転送クロック信号φＶ８のそれぞれが印加される転送電極が、転送電極Ｖ１乃至転送電極Ｖ８として記載されている。同図において、黒色の太い横線として示される部分がポテンシャルの井戸となり、白い突起のように示される部分がポテンシャルバリアとなる。
【０１８７】
図３０乃至図３２に示されるように、静止画撮影時の電荷転送では、転送電極Ｖ１、転送電極Ｖ７、および転送電極Ｖ８がＶＬ電極とされ、転送電極Ｖ２乃至転送電極Ｖ６は、ＶＭ電極とされる。
【０１８８】
従って、本技術を適用し、静止画撮像時の電荷転送に適した撮像部２２が構成される場合、図９などを参照して上述した構成において、ＶＬ電極を３つとする必要がある。そして、それら３つのＶＬ電極の下の垂直転送レジスタ１０１、読み出し部１０３、水平素子分離部１０４の構成を上述した各実施の形態に応じて構成するようにすればよい。
【０１８９】
その他、装置の設計に応じてＶＬ電極の数が変わる場合もあるが、そのような場合でも、やはり本技術を適用することが可能である。
【０１９０】
なお、本技術は、例えば、ＣＣＤイメージセンサのような固体撮像素子への適用に限られるものではない。即ち、本技術は、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置や、撮像機能を有する携帯端末装置や、画像読取部に固体撮像素子を用いる複写機など、画像取込部（光電変換部）に固体撮像素子を用いる電子機器全般に対して適用可能である。固体撮像素子は、ワンチップとして形成された形態であってもよいし、複数チップを積層したり隣接させた形態であってもよいし、撮像部と信号処理部または光学系とがまとめてパッケージングされた撮像機能を有するモジュール状の形態であってもよい。
【０１９１】
図３３は、本技術を適用した電子機器としての、カメラ装置の構成例を示すブロック図である。
【０１９２】
図３３のカメラ装置６００は、レンズ群などからなる光学部６０１、上述した画素２の各構成が採用される固体撮像装置（撮像デバイス）６０２、およびカメラ信号処理回路であるＤＳＰ回路６０３を備える。また、カメラ装置６００は、フレームメモリ６０４、表示部６０５、記録部６０６、操作部６０７、および電源部６０８も備える。ＤＳＰ回路６０３、フレームメモリ６０４、表示部６０５、記録部６０６、操作部６０７および電源部６０８は、バスライン６０９を介して相互に接続されている。
【０１９３】
光学部６０１は、被写体からの入射光（像光）を取り込んで固体撮像装置６０２の撮像面上に結像する。固体撮像装置６０２は、光学部６０１によって撮像面上に結像された入射光の光量を画素単位で電気信号に変換して画素信号として出力する。この固体撮像装置６０２として、上述した実施の形態に係る単位画素が複数配置されたＣＣＤイメージセンサ等の固体撮像素子を用いることができる。
【０１９４】
表示部６０５は、例えば、液晶パネルや有機ＥＬ(Electro Luminescence)パネル等のパネル型表示装置からなり、固体撮像装置６０２で撮像された動画または静止画を表示する。記録部６０６は、固体撮像装置６０２で撮像された動画または静止画を、ビデオテープやＤＶＤ(Digital Versatile Disk)等の記録媒体に記録する。
【０１９５】
操作部６０７は、ユーザによる操作の下に、カメラ装置６００が有する様々な機能について操作指令を発する。電源部６０８は、ＤＳＰ回路６０３、フレームメモリ６０４、表示部６０５、記録部６０６および操作部６０７の動作電源となる各種の電源を、これら供給対象に対して適宜供給する。
【０１９６】
上述したように、固体撮像装置６０２として、上述した実施の形態に係る固体撮像装置１０を用いることで、セルサイズを微細化させても、白キズが目立たないようにすることができるので、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ、さらには携帯電話機等のモバイル機器向けカメラモジュールなどのカメラ装置６００において、撮像画像の高画質化を図ることができる。
【０１９７】
また、本技術は、可視光の入射光量の分布を検知して画像として撮像する固体撮像素子への適用に限らず、赤外線やＸ線、あるいは粒子等の入射量の分布を画像として撮像する固体撮像素子や、広義の意味として、圧力や静電容量など、他の物理量の分布を検知して画像として撮像する指紋検出センサ等の固体撮像素子（物理量分布検知装置）全般に対して適用可能である。
【０１９８】
また、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【０１９９】
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
【０２００】
（１）
光電変換部に蓄積された電荷を転送し、第１の方向に延在するｎ型不純物領域として形成されるレジスタ部と、
前記レジスタ部に前記光電変換部から電荷を読み出し、前記レジスタ部と同じ方向に延在するｐ型不純物領域として形成される読み出し部と、
前記光電変換部からの電荷の漏れ出しを抑止し、前記レジスタ部と同じ方向に延在するｐ型不純物領域として形成される水平素子分離部と、
前記レジスタ部のポテンシャル分布を変化させるための電圧を印加する複数の転送電極とを有し、
前記複数の転送電極のうち、待機電圧が所定の低電圧であるローレベル電極の下における前記レジスタ部を構成するｎ型不純物の総量が、待機電圧が前記所定の低電圧より高い電圧であるミドルレベル電極の下における前記レジスタ部を構成するｎ型不純物の総量より少ない
固体撮像素子。
（２）
前記第１の方向と直交する前記第２の方向において、前記ローレベル電極の下における前記レジスタ部を構成するｎ型不純物の幅が、前記ミドルレベル電極の下における前記レジスタ部を構成するｎ型不純物の幅よりも狭い
（１）に記載の固体撮像素子。
（３）
前記ローレベル電極の下における前記レジスタ部を構成するｎ型不純物濃度が、前記ミドルレベル電極の下における前記レジスタ部を構成するｎ型不純物濃度よりも低い
（１）に記載の固体撮像素子。
（４）
前記第１の方向と直交する前記第２の方向において、前記読み出し部または前記水平素子分離部を形成する前記ｐ型不純物領域の不純物濃度が最も高い位置である最高濃度位置について、
前記ローレベル電極の下での前記最高濃度位置が、前記ミドルレベル電極の下での前記最高濃度位置より、前記光電変換部に近い
（１）乃至（３）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（５）
前記最高濃度位置のうち、前記読み出し部を形成する前記ｐ型不純物領域の最高濃度位置のみについて、
前記ローレベル電極の下での前記最高濃度位置が、前記ミドルレベル電極の下での前記最高濃度位置より、前記光電変換部に近い
（４）に記載の固体撮像素子。
（６）
前記最高濃度位置のうち、前記水平素子分離部を形成する前記ｐ型不純物領域の最高濃度位置のみについて、
前記ローレベル電極の下での前記最高濃度位置が、前記ミドルレベル電極の下での前記最高濃度位置より、前記光電変換部に近い
（４）に記載の固体撮像素子。
（７）
前記ローレベル電極に対応する位置のセンサ部のｎ型不純物濃度が、前記ミドルレベル電極に対応する位置のセンサ部のｎ型不純物濃度に比べ高い
（１）乃至（６）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（８）
前記ローレベル電極に対応する位置のセンサ部表面のｐ型不純物濃度が、前記ミドルレベル電極に対応する位置のセンサ部表面のｐ型不純物濃度に比べ低い
（１）乃至（６）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（９）
光電変換部に蓄積された電荷を転送し、第１の方向に延在するｎ型不純物領域として形成されるレジスタ部と、
前記レジスタ部に前記光電変換部から電荷を読み出し、前記レジスタ部と同じ方向に延在するｐ型不純物領域として形成される読み出し部と、
前記光電変換部からの電荷の漏れ出しを抑止し、前記レジスタ部と同じ方向に延在するｐ型不純物領域として形成される水平素子分離部と、
前記レジスタ部に電圧を印加する複数の転送電極と、
前記レジスタ部のポテンシャル分布を変化させるために電圧を前記転送電極に供給するタイミング発生回路とを有し、
前記複数の転送電極のうち、待機電圧が所定の低電圧であるローレベル電極の下における前記レジスタ部を構成するｎ型不純物の総量が、待機電圧が前記所定の低電圧より高い電圧であるミドルレベル電極の下における前記レジスタ部を構成するｎ型不純物の総量より少ない
固体撮像装置。
（１０）
光電変換部に蓄積された電荷を転送し、第１の方向に延在するｎ型不純物領域として形成されるレジスタ部と、
前記レジスタ部に前記光電変換部から電荷を読み出し、前記レジスタ部と同じ方向に延在するｐ型不純物領域として形成される読み出し部と、
前記光電変換部からの電荷の漏れ出しを抑止し、前記レジスタ部と同じ方向に延在するｐ型不純物領域として形成される水平素子分離部と、
前記レジスタ部のポテンシャル分布を変化させるための電圧を印加する複数の転送電極とを有し、
前記複数の転送電極のうち、待機電圧が所定の低電圧であるローレベル電極の下における前記レジスタ部を構成するｎ型不純物の総量が、待機電圧が前記所定の低電圧より高い電圧であるミドルレベル電極の下における前記レジスタ部を構成するｎ型不純物の総量より少ない固体撮像素子と、
前記固体撮像素子に対して入射光を導く光学系と、
固体撮像素子から出力される撮像信号を処理する信号処理回路と
を備えるカメラ装置。
（１１）
前記固体撮像装置により撮像された画像を表示する表示部をさらに備える
（１０）に記載のカメラ装置。
（１２）
前記固体撮像装置により撮像された画像のデータを記録する記録部をさらに備える
（１０）または（１１）に記載のカメラ装置。
（１３）
ユーザによる操作の下に操作指令に対応する信号を発生する操作部をさらに備える
（１０）乃至（１２）のいずれかに記載のカメラ装置。
【符号の説明】
【０２０１】
１０  固体撮像装置，  １１  ＣＣＤ撮像素子，  １２  タイミング発生回路，  ２２  撮像部２２，  ２３  水平転送レジスタ，  ２４  出力部，  １０１  垂直転送レジスタ，  １０２  垂直素子分離部，  １０３  読み出し部，  １０４  水平素子分離部，  １０５  転送電極，  １０８  センサ部，  １１０  基板
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【国際調査報告】
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