(57)【要約】      （修正有）【課題】転送残りの少ない固体撮像装置の提供。【解決手段】入射した光に応じた光発生電荷を発生させる光電変換素子ＰＤと、前記光電変換素子に隣り合って配置され、前記光発生電荷を保持するフローティングディフュージョンＦＤを含み、そこに保持された光発生電荷に基づく出力を出力する出力部と、前記光電変換素子において発生した光発生電荷の前記フローティングディフュージョンへの転送を制御すると共に、前記光電変換素子からの光発生電荷を保持可能な電荷保持領域を有する転送及び保持手段ＴＴ，ＴＣＰと、前記光電変換素子、出力部及び転送及び保持手段に対応した島部分を有し、前記光電変換素子から前記フローティングディフュージョンへの前記光発生電荷の転送経路に沿う方向には前記光電変換素子に向かって前記島部分の対向する辺同士の間隔が短くなるように構成された素子周辺不純物領域８と、を含む固体撮像装置。【選択図】図１
2006120967.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に複数のセンサセルがマトリクス状に配置されたセンサセルアレイを含む固体撮像装置であって、
各センサセルは、
前記基板内に設けられ、入射した光に応じた光発生電荷を発生させる光電変換素子と、
前記光電変換素子に隣り合って配置され、前記光発生電荷を保持するフローティングディフュージョンを含み、前記フローティングディフュージョンに保持された光発生電荷に基づく出力を出力する出力部と、
前記光電変換素子と前記フローティングディフュージョンとの間に配置され、前記光電変換素子において発生した光発生電荷の前記フローティングディフュージョンへの転送を制御すると共に、前記光電変換素子からの光発生電荷を保持可能な電荷保持領域を有する転送及び保持手段と、
前記光電変換素子、出力部及び転送及び保持手段に対応した島部分を有し、前記光電変換素子から前記フローティングディフュージョンへの前記光発生電荷の転送経路に沿う方向には前記光電変換素子に向かって前記島部分の対向する辺同士の間隔が短くなるように構成された素子周辺不純物領域と、を含む固体撮像装置。
【請求項２】
前記転送及び保持手段は、前記基板表面に形成された転送ゲートを有し、
前記転送ゲートは、前記素子周辺不純物領域の島部分の形状に沿った形状を有する請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記転送ゲートは、前記光電変換素子から前記フローティングディフュージョンへの前記光発生電荷の転送経路に沿う方向に対して傾斜した少なくとも１辺を有する多角形状に形成されて、前記素子周辺不純物領域の島部分の対辺同士の間隔を前記光電変換素子に向かうに連れて短くする請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記転送ゲートの形状は、前記光電変換素子の一辺に隣り合う辺及び前記フローティングディフュージョンの一辺に隣り合う辺を上底又は下底とする台形状である請求項２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、高画質特性及び低消費電力特性を有する固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、デジタルカメラ等に搭載される固体撮像装置として、ＣＣＤ（電荷結合素子）型のイメージセンサ（以下、ＣＣＤセンサという）と、ＣＭＯＳ型のイメージセンサ（以下、ＣＭＯＳセンサという）と、がある。
【０００３】
さらに、近年、高画質と低消費電力とを共に兼ね備えた閾値電圧変調方式のＭＯＳ型固体撮像装置（以下、基板変調型センサという）が提案されている。基板変調型センサについては、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００４】
ＣＣＤセンサは、ノイズ除去のための相関二重サンプリング（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ、ＣＤＳ）機能と、高速に動く被写体の像に歪みがないように撮像するためのいわゆる一括電子シャッター機能とを実現している。この一括電子シャッター機能は、２次元的に配列された多数の受光素子について、同時に光発生電荷を蓄積することによって、画像に動きがある場合の被写体の像の歪みをなくすものである。よって、ＣＣＤセンサは、一般に、画質に優れているという利点がある。しかしながら、ＣＣＤセンサにおいては、駆動電圧が高く、消費電力が大きいという欠点を有する。
【０００５】
その理由を説明するために、４トランジスタ構成のＣＭＯＳ−ＡＰＳ（Active Pixel Sensor）タイプを例に、ＣＭＯＳセンサの動作を簡単に述べる。電荷蓄積領域であるフローティングディフュージョンがリセットされる。次に、フローティングディフュージョンに残存した光発生電荷に基づく電位が出力される（ノイズ成分読み出し）。その後、フォトダイオードによって発生した光発生電荷が、フローティングディフュージョンに転送される。次に、フローティングディフュージョンに転送された光発生電荷に基づく電位が出力される。（信号成分読み出し）。これらの電位の差分を取ることによって、ＣＤＳ機能が実現される。
【０００６】
ＣＤＳにおいては、ノイズ読み出し直後に信号読み出しを行う必要がある。従来のＣＭＯＳセンサにおいては、読み出し動作はライン毎に行われるので、ＣＤＳを実現するためには、ライン毎に光発生電荷をフローティングディフュージョンに転送せざるをえない。一方、一括電子シャッターを実現するためには、全画素について光発生電荷を一括してフローティングディフュージョンに転送しなければならない。つまり、一括電子シャッター機能及びＣＤＳ機能とでは、それらを実現するための光発生電荷の転送方法がそもそも異なる。
【０００７】
もし一括電子シャッター機能を実現するために、全画素の光発生電荷を一括してフローティングディフュージョンに転送させたとすれば、フローティングディフュージョンに光発生電荷が既に蓄積されているので、ノイズ読み出し前にフローティングディフュージョンをリセットすることができない。すなわち、一括電子シャッター機能とＣＤＳ機能とを同時に満足することができない。
【０００８】
このような欠点に対し、特許文献２においては、信号蓄積動作の開始、終了タイミングを全画素で一致させる技術を開示している。特許文献２においては、転送ゲートの直下に電荷保持領域を設け、一旦フォトダイオードからの信号電荷を電荷保持領域に蓄積した後、フローティングディフュージョンに転送するようになっており、一括電子シャッター機能を実現している。
【特許文献１】特開２００２−１３４７２９号公報
【特許文献２】特開２００２−３６８２０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献２において開示された断面構造では、電荷の転送残りが生じやすいポテンシャル分布が形成される可能性があるという問題点があった。なお、特許文献２においては、フォトダイオードから電荷保持領域を経てフローティングディフュージョンに至る領域の平面構造については何ら開示されていない。
【００１０】
本発明は、ポテンシャル重心を考慮した電荷保持領域の平面形状を採用することにより、転送残りを減少させることができる固体撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る固体撮像装置は、
基板上に複数のセンサセルがマトリクス状に配置されたセンサセルアレイを含む固体撮像装置であって、
各センサセルは、
前記基板内に設けられ、入射した光に応じた光発生電荷を発生させる光電変換素子と、
前記光電変換素子に隣り合って配置され、前記光発生電荷を保持するフローティングディフュージョンを含み、前記フローティングディフュージョンに保持された光発生電荷に基づく出力を出力する出力部と、
前記光電変換素子と前記フローティングディフュージョンとの間に配置され、前記光電変換素子において発生した光発生電荷の前記フローティングディフュージョンへの転送を制御すると共に、前記光電変換素子からの光発生電荷を保持可能な電荷保持領域を有する転送及び保持手段と、
前記光電変換素子、出力部及び転送及び保持手段に対応した島部分を有し、前記光電変換素子から前記フローティングディフュージョンへの前記光発生電荷の転送経路に沿う方向には前記光電変換素子に向かって前記島部分の対向する辺同士の間隔が短くなるように構成された素子周辺不純物領域と、を含む。
【００１２】
本発明の実施の形態によれば、光電変換素子は、入射した光に応じた光発生電荷を発生する。光電変換素子には転送及び保持手段を介してフローティングディフュージョンが隣り合って配置されており、光電変換素子からの光発生電荷は、一旦、転送及び保持手段に保持された後、フローティングディフュージョンに転送されて保持される。これにより、全画素の光発生電荷を一括して転送及び保持手段に転送すると共に、各ライン毎の読み出しに際して、リセットを行い雑音成分を読出した後に、光発生電荷をフローティングディフュージョンに転送することができる。これにより、高画質化を図ることができる。また、素子周辺不純物領域は、光電変換素子、出力部及び転送及び保持手段に対応した島部分を有する。素子周辺不純物領域は、光電変換素子からフローティングディフュージョンへの光発生電荷の転送経路に沿う方向には光電変換素子に向かって島部分の対向する辺同士の間隔が短くなるように構成される。これにより、電荷保持領域のポテンシャルに対する素子周辺不純物領域の影響が転送経路に沿う方向には各位置毎に異なり、電荷保持領域のポテンシャル重心をフローティングディフュージョン側に位置させることができる。こうして、電荷保持領域からフローティングディフュージョンへの電荷転送を容易にし、転送残りが生じることを防止することができる。
【００１３】
また、前記転送及び保持手段は、
前記基板表面に形成された転送ゲートを有し、
前記転送ゲートは、前記素子周辺不純物領域の島部分の形状に沿った形状を有する。
【００１４】
発明の実施の形態によれば、転送ゲートの形状を規定することで、素子周辺不純物領域の島部分の形状が規定される。これにより、素子周辺不純物領域の形状を容易に変更することができ、電荷保持領域のポテンシャル重心をフローティングディフュージョン側に簡単に位置させることができる。
【００１５】
また、前記転送ゲートは、
前記光電変換素子から前記フローティングディフュージョンへの前記光発生電荷の転送経路に沿う方向に対して傾斜した少なくとも１辺を有する多角形状に形成されて、前記素子周辺不純物領域の島部分の対辺同士の間隔を前記光電変換素子に向かうに連れて短くする。
【００１６】
発明の実施の形態によれば、転送ゲートは、転送経路に沿う方向に対して傾斜した少なくとも１辺を有する多角形状に形成される。これにより、転送ゲートの対辺同士の間隔を光電変換素子に向かうに連れて短くすることができ、電荷保持領域のポテンシャル重心をフローティングディフュージョン側に位置させることができる。
【００１７】
また、前記転送ゲートの形状は、
前記光電変換素子の一辺に隣り合う辺及び前記フローティングディフュージョンの一辺に隣り合う辺を上底又は下底とする台形状である。
【００１８】
発明の実施の形態によれば、転送ゲートは台形状であり、転送経路に沿う方向に対して傾斜した１辺又は２辺によって、光電変換素子側の辺をフローティングディフュージョン側の辺よりも短くすることができる。これにより、電荷保持領域のポテンシャル重心をフローティングディフュージョン側に位置させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態に係る固体撮像装置の平面形状を示す平面図である。図２は図１のＡ−Ａ'線に沿った断面図である。
【００２０】
本実施の形態の固体撮像装置は、複数のセンサセルが基板平面上に２次元マトリックス状に配置されたセンサセルアレイを有している。図１はセンサセルアレイ中の１つのセンサセルのみを示している。各センサセルは相互に同一構成である。各センサセルは、フォトダイオード、転送部及び出力部を有している。フォトダイオードは、入射光に応じて光発生電荷を発生する。転送部は、フォトダイオードによって発生した光発生電荷を転送する。出力部は、転送部によって転送された光発生電荷を蓄積するフローティングディフュージョンを含み、フローティングディフュージョンに蓄積された光発生電荷に基づく電位を出力する。図１ではフォトダイオードが形成されるフォトダイオード形成領域ＰＤ、転送部が形成される転送部形成領域ＴＴ及び出力部が形成される出力部形成領域のうちフローティングディフュージョンＦＤのみを示している。
【００２１】
これらの構成によって、各センサセルは、入射光に応じて発生させた光発生電荷を蓄積し、蓄積した光発生電荷に基づくレベルの画素信号を出力することができる。センサセルをマトリクス状に配列することで１画面の画素信号が得られる。なお、本実施の形態は光発生電荷として正孔、電子のいずれを用いてもよい。
【００２２】
出力部には、フローティングディフュージョンＦＤ及びフローティングディフュージョンＦＤに蓄積された光発生電荷に基づく電位を出力するための図示しない出力トランジスタが形成される。
【００２３】
図１に示すように、各センサセルは、フォトダイオード形成領域ＰＤに対応して出力部のフローティングディフュージョンＦＤが配置されている。フォトダイオード形成領域ＰＤとフローティングディフュージョンＦＤとの間には、フォトダイオード形成領域ＰＤからフローティングディフュージョンＦＤに光発生電荷を転送するための転送部形成領域ＴＴが設けられている。
【００２４】
転送及び保持手段としての転送部形成領域ＴＴには、転送トランジスタを構成する転送ゲート４が形成されている。また、転送部形成領域ＴＴ内には電荷保持領域ＴＣＰも形成されている。電荷保持領域ＴＣＰは、転送された光発生電荷を一時保持するための不純物層６によって構成される。
【００２５】
図２に示すように、センサセルは、半導体領域１ａ上に形成される。フォトダイオード形成領域ＰＤには、基板１ａ上に不純物層２が形成されている。半導体領域１ａと不純物層２とによりフォトダイオードが形成される。光電変換素子は、半導体領域１ａと不純物層２とを含む。光電変換素子を構成する不純物層２は光発生電荷を蓄積する蓄積ウェル２として機能する。フォトダイオード形成領域ＰＤの基板表面側には、基板１ａに電気的に接続された不純物層３が形成されている。この不純物層３は、ピニング層として機能する。フォトダイオード形成領域ＰＤにおいては、基板１の表面に開口領域が形成され、蓄積ウェル２はこの開口領域の下方に形成されている。図１に示すように、フォトダイオード形成領域ＰＤは、例えば略矩形状に形成される。
【００２６】
一方、出力部には、基板表面近傍にフローティングディフュージョンＦＤとなる不純物層が形成されている。
【００２７】
フォトダイオードの開口領域下方においては、基板1aと蓄積ウェル２との境界面から空乏層が蓄積ウェル２の全体及びその周囲に広がる。空乏領域において、開口領域を介して入射した光による光発生電荷が生じる。そして、発生した光発生電荷は蓄積ウェル２に収集される。蓄積ウェル２に蓄積された電荷は、次に説明する転送部形成領域ＴＴを介してフローティングディフュージョンＦＤに転送されて保持される。
【００２８】
次に、転送部形成領域ＴＴについて説明する。転送部形成領域ＴＴは、図２に示すように、光発生電荷を一時保持するための電荷保持領域ＴＣＰを、基板内に有する。具体的には、１つのセンサセル内のフォトダイオード形成領域ＰＤとフローティングディフュージョンＦＤとの間に、基板表面側において、転送部形成領域ＴＴが形成される。転送部形成領域ＴＴは、基板表面にチャネルが形成されるように、基板表面にゲート絶縁層５を介して転送ゲート４を有する。転送ゲート４の下方には、電荷保持領域ＴＣＰを構成する不純物層６が基板表面近傍に形成されている。不純物層６は転送ゲート４と容量結合している。
【００２９】
不純物層６とフローティングディフュージョンＦＤとの間には、不純物層７が形成されている。転送部形成領域ＴＴのチャネル、すなわち転送経路は、転送ゲート４の印加電圧によって制御される。これにより、不純物層６とフローティングディフュージョンＦＤとの間に形成される不純物層７の電位障壁を効果的に制御できるようになる。
【００３０】
本実施の形態においては、図１に示すように、転送部形成領域ＴＴの転送ゲート４は、平面的には、台形状に形成される。即ち、転送ゲート４は、矩形のフォトダイオード形成領域ＰＤの一辺に隣り合う辺を上底とし、矩形のフローティングディフュージョンＦＤの一辺に隣り合う辺を下底とする台形状である。そして、転送ゲート４の他の２辺は、平行な上底及び下底に直交する線に対して、下底の長さ＞上底の長さとなるように、傾斜している。
【００３１】
なお、下底の長さ＞上底の長さを満足すれば、転送ゲート４の他の２辺のうちの１辺のみが上底及び下底に直交する線に対して傾斜するように構成してもよい。
【００３２】
即ち、転送部形成領域ＴＴの転送ゲート４は、フォトダイオード形成領域ＰＤとフローティングディフュージョンＦＤとの間に異なる幅（上底及び下底に平行な方向の距離）を有して形成され、フォトダイオード形成領域ＰＤ側の幅がフローティングディフュージョンＦＤ側の幅よりも狭い。
【００３３】
素子周辺不純物領域８は、転送部形成領域ＴＴ、フォトダイオード形成領域ＰＤ及び出力部形成領域以外の基板表面に形成されている。即ち、素子周辺不純物領域８は、これらの領域を島とする基板全域に形成されており、島部分においては、これらの領域の平面形状に応じた輪郭の縁辺を有して形成される。従って、転送部形成領域ＴＴ近傍においては、素子周辺不純物領域８は、島部分の輪郭を構成する一対の辺同士の幅方向の距離が、フォトダイオード形成領域ＰＤ側が出力部形成領域側よりも短くなるように形成されている。
【００３４】
また、本実施の形態においては、図１に示すように、電荷保持領域ＴＣＰを構成する不純物層６も、平面的には、台形状に形成される。不純物層６の４辺は、夫々転送ゲート４の４辺に略平行である。
【００３５】
この形状によって、不純物層６は、上底及び下底に隣接する平行でない一対の対辺同士の距離が、上底及び下底に垂直な方向の各位置毎に異なり、フォトダイオード形成領域ＰＤ側に行くほど、距離が狭まる。換言すると、素子周辺不純物領域８は、フォトダイオード形成領域ＰＤからフローティングディフュージョンＦＤへの光発生電荷の転送経路に沿う方向には前記フォトダイオード形成領域ＰＤ側に向かって島部分の対向する辺同士の間隔が短くなるように形成される。
【００３６】
不純物層６のポテンシャルは、素子周辺不純物領域８からの距離の影響を受ける。即ち、不純物層６においては、ポテンシャル重心がフローティングディフュージョンＦＤ側に近い位置に位置することになる。
【００３７】
なお、閾値変調型のセンサにおいては、素子周辺不純物領域８は出力トランジスタを構成するドレイン領域に相当する。
【００３８】
次に、このように構成された実施の形態の作用について図３及び図４を参照して説明する。図３は本実施の形態におけるセンサセルのポテンシャルを説明するための説明図である。図３（ａ）及び図３（ｂ）は夫々図１及び図２に対応したものであり、図３（ｃ）は横軸に図３のＡ−Ａ'線に沿った位置をとり縦軸にポテンシャルをとって、各位置におけるポテンシャルの変化を示している。図４は特許文献１の開示に基づいて考えられるセンサセルを示す説明図である。図４（ａ）乃至（ｃ）は夫々図３（ａ）乃至（ｃ）に対応した平面形状、断面形状、ポテンシャルの変化を示しており、図４において図３と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。なお、図３及び図４においては、光発生電荷のポテンシャルが高くなる向きを正側にとって示してある。
【００３９】
本実施の形態においては、１フレーム期間は、リセット期間、蓄積期間、一括転送期間及び画素信号の読み出し期間の４つの期間を含む。
【００４０】
リセット期間は、１フレームの開始時に全画素一括して、すなわち全センサセルについて同時にリセットするための全セル同時リセット期間である。また、このリセット期間において行われるリセット動作は、全画素について、蓄積ウェル２、不純物層６及びフローティングディフュージョンＦＤから、残存する電荷を排出させるための動作である。リセット動作後、各センサセルの蓄積ウェル２に対する電荷の蓄積が開始される。
【００４１】
リセット期間に続く蓄積期間は、各センサセルが蓄積モードとなり、光を受けてフォトダイオード形成領域ＰＤにおいて発生した光発生電荷を蓄積ウェル２に蓄積するための期間である。
【００４２】
図３及び図４に示すように、フォトダイオード形成領域ＰＤと電荷保持領域ＴＣＰとの間には、比較的高い電位障壁が形成されており、フォトダイオード形成領域ＰＤにおいて発生した光発生電荷は、不純物層６，６'に流れることなく、蓄積ウェル２内に蓄積される。
【００４３】
蓄積期間に続く一括転送期間は、各センサセルが一括転送モードとなり、全画素一括して、すなわち全センサセルについて同時に、各フォトダイオード形成領域ＰＤに蓄積された電荷を、各センサセルの電荷保持領域ＴＣＰに転送する一括転送が行われる期間である。
【００４４】
即ち、一括転送期間においては、転送ゲート４に所定の電圧を印加する。これにより、蓄積ウェル２と不純物層６，６'との間の電位障壁のポテンシャルが低下する（図示省略）。蓄積ウェル２のポテンシャルに比べて不純物層６，６'のポテンシャルの方が低く設定されており、フォトダイオード形成領域ＰＤによって発生した光発生電荷は、一括して転送部形成領域ＴＴ内の不純物層６，６'に転送されて保持される。
【００４５】
一括転送期間が終了すると、画素信号読み出し期間となる。画素信号の読出しは、各ライン毎に順次設定される水平ブランキング期間において行われる。即ち、水平ブランキング期間は、第１行目から最終行目までの各ラインについて、順次即ち時間的にずれて連続的に発生する。各水平ブランキング期間は、リセット期間と、ノイズ成分及び信号成分読み出し期間と、を含む。
【００４６】
ノイズ成分及び信号成分読み出し期間においては、まず、ノイズ成分を読み出すために、図３及び図４（ｃ）のように、不純物層７における電位障壁が高い状態で、フローティングディフュージョンＦＤに存在するノイズ成分の読出しを行う。これにより、フローティングディフュージョンＦＤ内の電荷が排出されて、フローティングディフュージョンＦＤの電位は初期値となる。
【００４７】
次に、水平ブランキング期間の選択ラインについては、電荷保持領域ＴＣＰに保持された電荷を、フローティングディフュージョンＦＤに転送する。即ち、転送ゲート４に所定の電圧を印加することによって、不純物層７の電位障壁を不純物層６に比較して低くし（図示省略）、不純物層６，６'に保持されている光発生電荷をフローティングディフュージョンＦＤに転送する。次に、信号成分を読み出す。そして、転送ゲート４に所定の電圧を印加して不純物層７の電位障壁を元に戻して高くする。
【００４８】
ところで、電荷保持領域ＴＣＰを構成する不純物層６，６'は、不純物の拡散工程によって形成される。図４（ａ）に示すように、特許文献２の開示に基づいて考えられるセンサセルは、転送部形成領域ＴＴの平面形状が、略長方形状である。そして、転送ゲート４'の形状及び不純物層６'の形状も、略長方形状である。不純物層６'は、図４のＡ−Ａ'線に沿う方向に垂直な方向の中央と素子周辺不純物領域８'の島部分を構成する縁辺との距離が、Ａ−Ａ'線に沿う方向の各位置で同一である。従って、不純物層６'のポテンシャル分布に対する素子周辺不純物領域８'の影響は図４のＡ−Ａ'線に沿う方向についてはいずれの位置においても同様である。このため、不純物層６'におけるポテンシャル重心は、図４（ａ）の×印にて示すように、不純物層６'の略中央に位置することになる。
【００４９】
ところが、ポテンシャル重心が不純物層６'の略中央に位置することから、不純物層６'からフローティングディフュージョンＦＤへの転送時に、光発生電荷がポテンシャル重心近傍に残留しやすく、転送残りが生じやすい。
【００５０】
これに対し、本実施の形態においては、上述したように、不純物層６は、上底及び下底に隣接する平行でない一対の対辺同士の距離が、上底及び下底に垂直な方向の各位置毎に異なり、フォトダイオード形成領域ＰＤ側に行くほど、距離が狭まる。即ち、不純物層６においては、ポテンシャル重心が不純物層６の中央からフローティングディフュージョンＦＤ側に近い位置に移動することになる。
【００５１】
図３（ｃ）はこのポテンシャルの変化を示している。図３（ｃ）の破線にて示す特性Ｂは、図４（ｃ）の特性Ｂと同一特性を示しており、実線の特性Ｃは、本実施の形態における特性を示している。図３（ｃ）から明らかなように、本実施の形態においては、素子周辺不純物領域８の縞状部分の輪郭形状を変えることで、不純物層６のポテンシャル分布をポテンシャル重心がフローティングディフュージョンＦＤ側にシフトさせている。
【００５２】
これにより、不純物層６に一時保持された光発生電荷は、不純物層７における電位障壁を低くすることで、比較的容易にフローティングディフュージョンＦＤ側に転送され、転送残りが生じにくい。
【００５３】
このように本実施の形態においては、転送ゲートの形状を台形状にすることで、転送ゲートの周囲に形成される素子周辺不純物領域の島部分の形状を変えて、不純物領域の上底及び下底に隣接する平行でない一対の対辺同士の距離を、フォトダイオード形成領域ＰＤ側に行くほど狭くしている。これにより、不純物領域のポテンシャル重心をフローティングディフュージョンＦＤ側に移動させることができ、不純物領域からフローティングディフュージョンへの電荷の転送を容易にし、転送残りが生じることを防止することができる。従って、結果として、上述した実施の形態に係る固体撮像装置によれば、高画質の画像信号を得ることができる。
【００５４】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。例えば、上記実施の形態においては、転送ゲート、素子周辺不純物領域の島部分及び電荷保持領域を構成する不純物領域の平面形状は台形状であるものとして説明したが、素子周辺不純物領域による影響を不純物領域の位置毎に変化させて、不純物領域のポテンシャル重心をフローティングディフュージョン側に移動させることができるものであれば、これらの平面形状は特に限定されない。例えば、転送ゲート、素子周辺不純物領域の島部分及び電荷保持領域を構成する不純物領域の形成領域の平面形状を、フォトダイオード形成領域の一辺に隣り合う辺（上底）の長さを０にした三角形状であってもよい。
【００５５】
更に、島部分の形状は長方形であってもよく、また、転送ゲートの形状と、素子周辺不純物領域の島部分の形状とは必ずしも一致しなくともよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る固体撮像装置の平面形状を示す平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ'線に沿った断面図。
【図３】本実施の形態におけるセンサセルのポテンシャルを説明するための説明図。
【図４】特許文献１の開示に基づいて考えられるセンサセルを示す説明図。
【符号の説明】
【００５７】
２…蓄積ウェル、４…転送ゲート、６…不純物層、７…不純物層、８…素子周辺不純物領域、ＰＤ…フォトダイオード形成領域、ＴＴ…転送部形成領域、ＴＣＰ…電荷保持領域、ＦＤ…フローティングディフュージョン。  
【図１】
2006120967.tif 000003
【図２】
2006120967.tif 000004
【図３】
2006120967.tif 000005
【図４】
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