(57)【要約】【課題】固体撮像素子の感度、飽和出力を落とすことなく、暗電流の発生を抑制する。また、固体撮像素子を用いた撮像で得られる情報電荷のノイズを低減する。【解決手段】半導体基板の表面に外部からの光を受けて情報電荷を発生させる撮像部と、半導体基板の表面に配置される複数の転送電極２４−１〜２４−３を備え、外部の光が入射しないように遮光された蓄積部とを備え、転送電極２４−１〜２４−３を用いて情報電荷を転送する固体撮像素子であって、転送電極２４−１〜２４−３の近傍下に埋め込み形成されたダイオード２６を有することを特徴とする固体撮像素子。【選択図】図１
2005150400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部からの光を受けて情報電荷を発生させる撮像部と、
半導体基板の表面に配置される複数の転送電極を備え、外部の光が入射しないように遮光された蓄積部と、を備え、前記転送電極を用いて前記情報電荷を転送する固体撮像素子であって、
前記転送電極の近傍下に埋め込み形成されたダイオードを有することを特徴とする固体撮像素子。
【請求項２】
外部からの光を受けて情報電荷を発生させる撮像部と、
半導体基板の表面領域に互いに所定の間隔を設けて平行に配置され、その表面領域が一導電型を有する複数のチャネル領域と、前記半導体基板の表面上に前記複数のチャネル領域と交差する方向に互いに平行に配置される複数の転送電極とを含む蓄積部と、
を備え、前記転送電極を用いて前記情報電荷を転送する固体撮像素子であって、
前記転送電極の近傍下に埋め込み形成され、表面領域が前記チャネル領域と逆導電型を有するダイオードを有することを特徴とする固体撮像素子。
【請求項３】
請求項２に記載の固体撮像素子において、
前記ダイオードを形成する一導電型を有する領域の不純物濃度は、一導電型を有する前記チャネル領域の不純物濃度より高いことを特徴とする固体撮像素子。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の固体撮像素子において、
前記複数のチャネル領域の間に配置され、その表面領域が前記チャネル領域とは逆導電型を有する分離領域、を含み、
前記ダイオードが形成された領域は、前記分離領域が形成された前記半導体基板の領域の近傍に形成されてなることを特徴とする固体撮像素子。
【請求項５】
半導体基板の表面に外部からの光を受けて情報電荷を発生させる撮像部と、
前記半導体基板の表面に配置される複数の転送電極を備え、外部の光が入射しないように遮光された蓄積部と、を備え、前記転送電極の近傍下に埋め込み形成されたダイオードを有する固体撮像素子の制御方法であって、
前記転送電極の総てをオフにした状態で前記情報電荷を前記ダイオードに蓄積する第１の工程を含むことを特徴とする固体撮像素子の制御方法。
【請求項６】
請求項５に記載の固体撮像素子の制御方法において、
前記情報電荷を転送する第２の工程であって、前記半導体基板の電位を前記ダイオードが形成された領域にポテンシャル井戸が形成されない電位とする第２の工程を含むことを特徴とする固体撮像素子の制御方法。
【請求項７】
請求項６に記載の固体撮像素子の制御方法において、
前記半導体基板の電位を前記第１の工程と前記第２の工程とにおいて異なる電位とすることを特徴とする固体撮像素子の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報電荷へのノイズを低減できる固体撮像素子及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）固体撮像素子は情報電荷を一塊の信号パケットとして、外部クロックパルスに同期した速度で一方向に順序良く移動させることのできる電荷転送素子である。
【０００３】
フレーム転送方式のＣＣＤ固体撮像素子は、図１１に示すように、撮像部２ｉ、蓄積部２ｓ、水平転送部２ｈ及び出力部２ｄを有する。撮像部２ｉは、垂直方向（図１１の縦方向）に互いに平行に延伸された複数のシフトレジスタからなる垂直シフトレジスタを含み、各シフトレジスタの各ビットはそれぞれ２次元行列として配置されている。蓄積部２ｓも、垂直方向（図１１の縦方向）に互いに平行に延伸された複数のシフトレジスタからなる垂直シフトレジスタを含んで構成される。蓄積部２ｓに含まれる垂直シフトレジスタは遮光され、各シフトレジスタの各ビットが情報電荷を蓄積する蓄積画素として機能する。水平転送部２ｈは、水平方向（図１１の横方向）に延伸して配置される水平シフトレジスタを含んで構成され、水平シフトレジスタの各ビットに蓄積部２ｓの各シフトレジスタの出力が接続される。出力部２ｄは、水平転送部２ｈの水平シフトレジスタから転送されてくる電荷を一時的に蓄積する容量及びその容量に蓄積された電荷を排出するリセットトランジスタを含んで構成される。
【０００４】
撮像部２ｉに入射された光が撮像部２ｉの各ビットで光電変換されて情報電荷が生成される。撮像部２ｉにおいて生成された情報電荷の２次元配列は、撮像部２ｉの垂直シフトレジスタにより蓄積部２ｓに高速で転送される。これにより、１フレーム分の情報電荷が蓄積部２ｓの垂直シフトレジスタに保持される。その後、情報電荷は１行分ずつ蓄積部２ｓから水平転送部２ｈへ転送される。さらに、情報電荷は１画素単位で水平転送部２ｈから出力部２ｄへ転送される。出力部２ｄは１画素毎の電荷量を電圧値に変換し、その電圧値の変化がＣＣＤ出力とされる。
【０００５】
撮像部２ｉ及び蓄積部２ｓは、図１２（ａ）〜（ｃ）に示すように、半導体基板９の表面領域に形成された複数のシフトレジスタから構成される。図１２（ａ）は従来の撮像部２ｉの一部を示す模式的な平面図、図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）はそれぞれＡ−Ａ線及びＢ−Ｂ線に沿った側断面図である。
【０００６】
図１２（ｂ）において、Ｎ型半導体基板９内にＰウェル（ＰＷ）１１が形成され、その上にＮウェル１２が形成される。すなわち、Ｎ型の半導体基板９に、Ｐ型の不純物が添加されたＰウェル１１が形成される。このＰウェル１１の表面領域に、Ｎ型の不純物が高濃度に添加されたＮウェル１２が形成される。
【０００７】
また、垂直シフトレジスタのチャネル領域間を分離するために分離領域１４が設けられる。Ｎウェル１２に、所定の間隔をもって互いに平行にＰ型の不純物をイオン注入することによってＰ型不純物領域からなる分離領域１４が形成される。Ｎウェル１２は、隣接する分離領域１４によって電気的に区画され、分離領域１４に挟まれた領域が情報電荷の転送経路であるチャネル領域２２となる。分離領域１４は、隣接するチャネル領域の間にポテンシャル障壁を形成し、各チャネル領域２２を電気的に分離する。
【０００８】
半導体基板９の表面上には絶縁膜１３が成膜される。この絶縁膜１３を介してチャネル領域２２の延伸方向に直交するように、ポリシリコン膜からなる複数の転送電極２４が互いに平行に配置される。また、転送電極２４の抵抗成分を低減するために、転送電極２４の所定の本数毎に開口部を介して接続されるタングステンシリサイド膜から成る裏打ち配線１５がチャネル領域２２の延伸方向に平行に設けられる。隣接する３つの転送電極２４−１，２４−２，２４−３の組が１つの画素に相当する。
【０００９】
図１３に、撮像時におけるチャネル領域２２に沿ったＮウェル１２内のポテンシャル分布の様子を示す。撮像時には、１組の転送電極２４のうち１つの転送電極２４−２をオン状態にしてその転送電極２４−２下のチャネル領域２２にポテンシャル井戸５０を形成し、残りの転送電極２４−１，２４−３をオフ状態にすることによりオン状態の転送電極下のポテンシャル井戸５０に情報電荷を蓄積する。転送時には、例えば、隣接する３つの転送電極２４−１，２４−２，２４−３の組み合わせ毎に３相の転送クロックφ１〜φ３が印加され、転送電極２４−１，２４−２，２４−３の下にあるチャネル領域２２のポテンシャルが制御されて情報電荷が転送される。
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−１６６２８４号公報
【特許文献２】特開平６−１１２４６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記のように、従来の固体撮像素子では、情報電荷を撮像部２ｉから蓄積部２ｓへと転送した後に、蓄積部２ｓと連続して形成された水平転送部２ｈを用いて１ライン毎に情報電荷を出力部２ｄへと出力する。
【００１２】
ところが、例えば、携帯電話等の撮影以外の機能を有する機器に搭載された固体撮像素子では、通話等の他の機能を使用する際に蓄積部２ｓから水平転送部２ｈへの情報電荷の転送を中断しなくてはならないことがある。出力を中断している間は、蓄積部２ｓの転送電極２４−１〜２４−３のうち少なくとも１つをオン状態に維持し、情報電荷をポテンシャル井戸５０に保持しておく必要がある。このようにオン状態とされた状態では、絶縁膜１３と半導体基板９との界面に存在する欠陥準位の影響により暗電流が発生する。この欠陥準位による暗電流は、ポテンシャル井戸５０に保持された情報電荷に対するノイズとして重畳し、ＣＣＤ固体撮像素子で撮像される画像を劣化させる原因となる。
【００１３】
本発明は、上記従来技術の問題を鑑み、上記課題の少なくとも１つを解決すべく、情報電荷へのノイズを低減できる固体撮像素子及びその制御方法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】
【００１４】
本発明は、半導体基板の表面に外部からの光を受けて情報電荷を発生させる撮像部と、前記半導体基板の表面に配置される複数の転送電極を備え、外部の光が入射しないように遮光された蓄積部と、を備え、前記転送電極を用いて前記情報電荷を転送する固体撮像素子であって、前記転送電極の近傍下に埋め込み形成されたダイオードを有することを特徴とする。
【００１５】
より具体的には、半導体基板の表面に外部からの光を受けて情報電荷を発生させる撮像部と、前記半導体基板の表面領域に互いに所定の間隔を設けて平行に配置され、その表面領域が一導電型を有する複数のチャネル領域と、前記半導体基板の表面上に前記複数のチャネル領域と交差する方向に互いに平行に配置される複数の転送電極と、を含む蓄積部と、を備え、前記転送電極を用いて前記情報電荷を転送する固体撮像素子であって、前記転送電極の近傍下に埋め込み形成され、その表面領域が前記チャネル領域と逆導電型を有するダイオードを有することを特徴とする。
【００１６】
前記ダイオードを形成する一導電型を有する領域の不純物濃度は、一導電型を有する前記チャネル領域の不純物濃度より高いことを特徴とする固体撮像素子。
【００１７】
ここで、前記複数のチャネル領域の間隙に配置され、その表面領域が前記チャネル領域とは逆導電型を有する分離領域、を含み、前記ダイオードが形成された領域は、前記分離領域が形成された前記半導体基板の領域の近傍に形成されていることが好ましい。
【００１８】
また、本発明は、半導体基板の表面に外部からの光を受けて情報電荷を発生させる撮像部と、前記半導体基板の表面に配置される複数の転送電極を備え、外部の光が入射しないように遮光された蓄積部と、を備え、前記転送電極の近傍下に埋め込み形成されたダイオードを有する固体撮像素子の制御方法であって、前記転送電極の総てをオフにした状態で前記情報電荷を前記ダイオードに蓄積する第１の工程を含むことを特徴とする。
【００１９】
さらに、前記情報電荷を転送する第２の工程では、前記半導体基板の電位を前記ダイオードが形成された領域にポテンシャル井戸が形成されない電位とすることが好ましい。このとき、前記半導体基板の電位を前記第１の工程と前記第２の工程とにおいて異なる電位とすることによってポテンシャル井戸の形成を制御することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、蓄積部に保持された情報電荷への暗電流の影響を抑制することができる。また、固体撮像素子を用いた撮像で得られる情報電荷のノイズを低減することができる。従って、固体撮像素子で撮影された画像の品質を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の第１の実施の形態におけるＣＣＤ固体撮像素子は、図１１に既に示したように、撮像部２ｉ、蓄積部２ｓ、水平転送部２ｈ及び出力部２ｄを含んで構成される。本実施の形態におけるＣＣＤ固体撮像素子は、その蓄積部２ｓに従来と異なる特徴を有する。従って、以下では蓄積部２ｓに限定して説明を行う。
【００２２】
図１は本発明の固体撮像素子の蓄積部２ｓの一部を示す模式的な平面図、図２はＣ−Ｃ線に沿った側断面図を示している。なお、従来構造と同等の構成については同一の符号を付して説明を簡略する。
【００２３】
本発明の第１の実施の形態における蓄積部２ｓは、図１及び図２に示すように、半導体基板９の表面領域に形成された複数のシフトレジスタから構成される。
【００２４】
蓄積部２ｓは、Ｎ型の半導体基板９の表面に形成される。半導体基板９としては、砒素（Ａｓ）、燐（Ｐ）、アンチモン（Ｓｂ）等のＮ型の不純物が添加されたシリコン基板等の一般的な半導体材料を用いることができる。半導体基板９としては、１×１０14／ｃｍ3以上１×１０15／ｃｍ3以下のドーピング濃度を有するシリコン基板を用いることが好適である。
【００２５】
Ｎ型の半導体基板９に、Ｐ型の不純物が添加されたＰウェル（ＰＷ）１１が形成される。Ｐ型の不純物としては、ボロン（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）等を用いることができる。Ｐウェル１１のドーピング濃度は、半導体基板９のドーピング濃度よりも高くすることが好ましく、５×１０14／ｃｍ3以上５×１０16／ｃｍ3以下とすることが好適である。このＰウェル１１の表面領域に、Ｎ型の不純物が高濃度に添加されたＮウェル（ＮＷ）１２が形成される。Ｎウェル１２のドーピング濃度は、Ｐウェル１１のドーピング濃度よりも高くすることが好ましく、１×１０16／ｃｍ3以上１×１０17／ｃｍ3以下とすることが好適である。Ｎウェル１２には、所定の間隔をもって互いに平行にＰ型の不純物が高濃度に添加されたＰ型不純物領域からなる分離領域１４が形成される。この分離領域１４のドーピング濃度は、１×１０16／ｃｍ3以上５×１０17／ｃｍ3以下とすることが好適である。分離領域１４は、隣接するチャネル領域２２内にポテンシャル障壁を形成し、電気的に分離する。
【００２６】
半導体基板９の表面上には絶縁膜１３が成膜される。絶縁膜１３は、シリコン酸化膜（ＳｉＯ2）、シリコン窒化膜（ＳｉＮ）等の半導体集積装置に用いられる絶縁材とすることができる。
【００２７】
この絶縁膜１３を介して分離領域１４の延伸方向に直交するように複数の転送電極２４が互いに平行に配置される。転送電極２４は、ポリシリコン膜、金属膜、又はこれらの組み合わせを材料とすることができる。隣接する３つの転送電極２４−１，２４−２，２４−３の組が１つの画素に相当する。
【００２８】
隣接する分離領域１４に挟まれた領域のＮウェル１２にはＰ型の不純物が高濃度に添加されたＰ+型領域１６が形成される。このＰ+型領域１６とＮウェル１２とのＰＮ接合はダイオード２６を構成する。ダイオード２６は、１つの画素に相当する３つの転送電極２４−１，２４−２，２４−３の組に少なくとも１つ設けられる。
【００２９】
隣り合う転送電極２４に切り欠き領域２８を設けて形成した開口部を利用して、表面にＰ型の不純物をイオン注入して、半導体基板９の表面に高濃度のＰ+型領域１６を形成している。このとき、各転送電極２４が途中で切断されないようにその形状が決められる。
【００３０】
転送電極２４をマスクとして、切り欠き領域２８の開口部の表面領域にＰ型の不純物を添加することによりＰ+型領域１６を形成することができる。本工程では、例えばＰ型の不純物としてボロンイオンを用いて、２０ｋｅＶの加速電圧で１×１０12／ｃｍ2の注入条件でイオン注入している。Ｐ+型領域１６のドーピング濃度は、１×１０16／ｃｍ3以上５×１０17／ｃｍ3以下に調整されることが好適である。
【００３１】
なお、切り欠き領域２８を設けることなく、転送電極２４の近傍下にダイオード２６を形成するものであっても良い。
【００３２】
例えば、図１では、各転送電極２４に対して切り欠き領域２８を設け、それぞれの切り欠き領域２８をマスクとしてダイオード２６を形成したが、フォトリソグラフィ技術等を利用してレジストによるマスクを形成し、そのマスクを用いてダイオード２６を形成しても良い。このようにレジストをマスクとして用いた場合には、転送電極２４に切り欠き領域２８を設けず、図３に示すように、１画素を画定する複数の転送電極２４の組み合わせ毎に少なくとも１つのダイオード２６が形成されれば良い。
【００３３】
また、図４の側断面図に示すように、転送電極２４をマスクとして、切り欠き領域２８の開口部の表面領域にＰ型及びＮ型の不純物をイオン注入することによりＰ+型領域１６及びＮ+型領域１７を形成しても良い。
【００３４】
まず、図１に示したように、切り欠き領域２８を設けて形成した開口部を利用して、Ｐウェル１１とＮウェル１２との深さ方向に跨るようにＮ型の不純物をイオン注入する。これにより、Ｎ+型領域１７が形成される。Ｎ+型領域１７のドーピング濃度は、Ｎウェル１２のドーピング濃度よりも高くすることが好ましく、１×１０16／ｃｍ3以上５×１０17／ｃｍ3以下とすることが好適である。このＮウェル１７の表面領域にＰ型の不純物を高濃度にイオン注入して、基板表層に高濃度のＰ+型領域１６を形成する。Ｐ+型領域１６のドーピング濃度は、Ｎ+型領域１７のドーピング濃度よりも高くすることが好ましく、１×１０16／ｃｍ3以上５×１０17／ｃｍ3以下とすることが好適である。
【００３５】
なお、図３に示したように、切り欠き領域２８を設けることなく、レジストからなるマスクを用いて転送電極２４の近傍下にＰ+型領域１６及びＮ+型領域１７を形成し、埋め込み型のダイオード２６を構成しても良い。
【００３６】
ダイオード２６を構成するＰ+型領域１６は、図１２（ａ）に示すように、分離領域１４と接触するように形成されることが好適である。これにより、分離領域１４とＰ+型領域１６とを常に同電位に維持することができる。分離領域１４は、転送電極２４とは独立に、外部から常時一定の電位に保たれているため、Ｐ+型領域１６も同時に一定電位に保たれる。従って、ダイオード２６内とチャネル領域２２内とを異なるポテンシャル分布に制御することができる。
【００３７】
ＣＣＤ固体撮像素子は、外部から入射してくる光を受け、光電変換によりその外部光の強度に応じた情報電荷を発生させる。ダイオード２６は、撮像部２ｉから転送された情報電荷を画素毎に蓄積するために用いられる。
【００３８】
分離領域１４に挟まれた領域のうち、ダイオード２６が形成されていない領域が情報電荷の転送経路であるチャネル領域２２となる。各チャネル領域２２は分離領域１４によって電気的に隔てられる。
【００３９】
次に、本実施の形態におけるＣＣＤ固体撮像素子の制御方法について説明する。図５に転送時、転送中断時及び転送開始時のタイミングチャートを示す。クロックパルスφ1〜φ3は、それぞれ転送電極２４−１〜２４−３に印加される。Ｎ型基板１０には、基板電位Ｖsubが印加される。
【００４０】
図６及び図７に転送時、転送中断時及び転送開始時の各期間におけるＤ−Ｄ’線及びＥ−Ｅ’線（図４参照）に沿った深さ方向のポテンシャル分布をそれぞれ示す。横軸は半導体基板９の表面からの深さを示し、また縦軸が各位置でのポテンシャルを示し、下が正電位側、上が負電位側となる。
【００４１】
時刻ｔ０以前は、情報電荷３２がチャネル領域２２に沿って垂直転送される。転送電極２４−１〜２４−３には、図５に示すように、互いに位相がずれたクロックパルスφ1〜φ3が印加される。それと同時に、Ｎ型基板１０には正電位が印加される。このとき、Ｄ−Ｄ’線に沿ったポテンシャル分布は、図６のラインＩのようになり、Ｐ+型領域１６からＮ型基板１０に向かって徐々に低下する。その結果、Ｐ+型領域１６内にはポテンシャル井戸は形成されない。負電位が印加された転送電極２４に近接するＥ−Ｅ’線に沿ったポテンシャル分布は、図７のラインＬ１のようになり、Ｎウェル１２からＮ型基板１０に向かって徐々に低下する。その結果、Ｎウェル１２内にはポテンシャル井戸は形成されない。一方、正電位が印加された転送電極２４に近接するＥ−Ｅ’線に沿ったポテンシャル分布は、図７のラインＬ２のようになり、Ｎウェル１２の深部に向かって徐々に低下し、Ｎウェル１２内で極小値となり、Ｐウェル１１に向かって再び上昇し、Ｐウェル１１内で極大値となり、Ｎ型基板１０に向かって再び減少する。その結果、Ｎウェル１２内にポテンシャル井戸３８が形成される。
【００４２】
図８に、正電位が印加された転送電極付近におけるＤ’−Ｘ−Ｙ−Ｅ’線（図４参照）に沿ったポテンシャル分布を示す。図８において、横軸はＤ’−Ｘ−Ｙ−Ｅ’線に沿った位置を示し、縦軸はポテンシャルを示している。図６のラインＩ及び図７のラインＬ２にも示したように、ダイオード２６の領域にはポテンシャル井戸が形成されない。
【００４３】
一方、Ｎウェル１２内に形成されたポテンシャル井戸３８には情報電荷３２が蓄積される。転送電極２４−１〜２４−３にはクロックパルスφ1〜φ3が順次印加され、転送電極２４−１〜２４−３下に形成されるポテンシャル井戸３８がチャネル領域２２の延伸方向へと移動する。これに伴って、情報電荷３２が順次転送される。
【００４４】
時刻ｔ０〜ｔ１では、蓄積部２ｓでの情報電荷３２の転送が中断される。このとき、転送電極２４−１〜２４−３のいずれにも負電位が印加され、Ｎ型基板１０にも負電位が印加される。そのため、Ｄ−Ｄ’線に沿ったポテンシャル分布は、図６のラインＧのようになり、Ｐ+型領域１６から徐々に低下し、Ｎ+型領域１７内で極小値となり、Ｐウェル１１に向かって再び上昇し、Ｐウェル１１内で極大値となり、Ｎ型基板１０に向かって再び減少するものとなる。その結果、Ｐ+型領域１６内にポテンシャル井戸３０が形成される。一方、Ｅ−Ｅ’線に沿ったポテンシャル分布は、図７のラインＪのようになり、Ｎウェル１２からＮ型基板１０の深部に向かって徐々に低下する。その結果、Ｅ−Ｅ’線に沿った領域にはポテンシャル井戸が形成されないか、又は、極浅いポテンシャル井戸が形成されるに過ぎない。
【００４５】
図９に、転送中断時におけるＤ’−Ｘ−Ｙ−Ｅ’線（図４参照）に沿ったポテンシャル分布を示す。図９において、横軸はＤ’−Ｘ−Ｙ−Ｅ’線に沿った位置を示し、縦軸はポテンシャルを示している。図６のラインＧ及び図７のラインＪにも示したように、転送中断時においてはダイオード２６の領域にポテンシャル井戸３０が形成される。従って、転送時にチャネル領域２２のポテンシャル井戸３８にあった情報電荷３２は、ダイオード２６のポテンシャル井戸３０に転送される。
【００４６】
情報電荷の転送中断時は、転送電極２４に負電位を印加することによって、図５に示すように、Ｐ+型領域１６とＮウェル１２又はＰ+型領域１６とＮ+型領域１７との界面準位が正孔によって終端される。その結果、界面で発生する電荷は正孔と再結合するため、転送中断時における暗電流の発生を抑制することができる。
【００４７】
時刻ｔ１〜ｔ２では、中断されていた転送が再び開始される。このとき、ダイオード２６に隣接する転送電極２４−１又は２４−２のいずれか１つに正電位が印加され、Ｎ型基板１０は負電位に維持される。図５のタイミングチャートでは転送電極２４−２に印加されるクロックパルスφ2が正電位にされている。このとき、転送電極２４−２に近接するＤ−Ｄ’線に沿ったポテンシャル分布は、図６のラインＨのようになり、Ｐ+型領域１６から徐々に低下し、Ｎ+型領域１７内で極小値となり、Ｐウェル１１に向かって再び上昇し、Ｐウェル１１内で極大値となり、Ｎ型基板１０に向かって再び減少するものとなる。その結果、Ｐ+型領域１６内にはポテンシャル井戸３４が形成される。一方、転送電極２４−２に近接するＥ−Ｅ’線に沿ったポテンシャル分布は、図７のラインＫのようになり、Ｎウェル１２の深部に向かって徐々に低下し、Ｎウェル１２内で極小値となり、Ｐウェル１１に向かって再び上昇し、Ｐウェル１１内で極大値となり、Ｎ型基板１０に向かって再び減少するものとなる。その結果、Ｎウェル１２内にダイオード２６の領域のポテンシャル井戸３４よりも深いポテンシャル井戸３６が形成される。
【００４８】
図１０に、ゲート転送時におけるＤ’−Ｘ−Ｙ−Ｅ’線（図４参照）に沿ったポテンシャル分布を示す。図１０において、横軸はＤ’−Ｘ−Ｙ−Ｅ’線に沿った位置を示し、縦軸はポテンシャルを示している。図６のラインＨ及び図７のラインＫにも示したように、ダイオード２６に形成されるポテンシャル井戸３４は浅く、チャネル領域２２に形成されるポテンシャル井戸３６は深くなる。転送中断時にダイオード２６に形成されたポテンシャル井戸３０に蓄積されていた情報電荷３２はチャネル領域２２に形成されたポテンシャル井戸３６に向かって転送される。
【００４９】
その後、上記時刻ｔ０以前と同様に、転送電極２４−１〜２４−３に互いに位相がずれたクロックパルスφ1〜φ3を印加することによって、情報電荷３２をチャネル領域２２に沿った方向へと再び転送することができる。
【００５０】
以上のように、本実施の形態によれば、情報電荷の転送を中断した際に界面準位による電荷の発生を低減することができ、暗電流による画像への影響を抑制することが可能となる。すなわち、感度、飽和出力を落とすことなく、暗電流の発生を抑制することができる。
【００５１】
なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得る。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態における固体撮像素子の蓄積部の平面図を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態における固体撮像素子の蓄積部の側断面図を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態における固体撮像素子の蓄積部の別の例を表した平面図を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態における固体撮像素子の蓄積部の別の例を表した側断面図を示す図である。
【図５】固体撮像素子の制御方法におけるタイミングチャートを示す図である。
【図６】本発明の実施の形態における固体撮像素子の蓄積部のポテンシャル分布を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態における固体撮像素子の蓄積部のポテンシャル分布を示す図である。
【図８】転送時における固体撮像素子の蓄積部のポテンシャル分布を示す図である。
【図９】転送中断時における固体撮像素子の蓄積部のポテンシャル分布を示す図である。
【図１０】転送再開時における固体撮像素子の蓄積部のポテンシャル分布を示す図である。
【図１１】固体撮像素子の構成を示す概念図である。
【図１２】従来の固体撮像素子の構成を示す平面図及び側断面図である。
【図１３】固体撮像素子における電荷の蓄積の様子を説明する図である。
【符号の説明】
【００５３】
２ｄ  出力部、２ｈ  水平転送部、２ｉ  撮像部、２ｓ  蓄積部、９  半導体基板、１０  Ｎ型基板、１１  Ｐウェル、１２  Ｎウェル、１３  絶縁膜、１４  分離領域、１６  Ｐ+型領域、１７  Ｎ+型領域、２２  チャネル領域、２４  転送電極、２６  ダイオード、２８  切り欠き領域、３０，３４，３６，３８，５０  ポテンシャル井戸、３２  情報電荷。
【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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