"第1導電型の半導体領域に、第2導電型の第1の半導体領域が形成され、その表面に第1導電型の高不純物濃度層が形成された光電変換領域を有するセンサー部と、該センサー部から信号電荷を読み出す絶縁ゲートトランジスタとを有する複数の単位画素が配列されてなる固体撮像装置であって、上記センサー部の上記光電変換領域は、信号電荷に対する単一のポテンシャルの窪みを形成し、上記絶縁ゲートトランジスタのゲート電極は、そのチャネル幅方向の中間部が、上記ポテンシャルの窪みの中心部上もしくはその近傍上に位置するパターンに形成されたことを特徴とする固体撮像装置。上記絶縁ゲートトランジスタのゲート電極の上記中間部が、上記第1の半導体領域の形成部に向かって凸の屈曲ないしは湾曲パターンとされ、該屈曲ないしは湾曲パターンの頂部と、上記チャネル幅方向の両端との各距離のうち長い方の距離をdとするとき、上記光電変換領域の周縁部が、上記距離dの3倍以内の位置にあることを特徴とする固体撮像装置。上述のMOS型撮像装置は、MOSトランジスタによることから、例えばCCD電荷結合素子型撮像装置に比し、本来、低消費電力化できるという利点を有するものであるが、上述したセンサー部から信号電荷を、読み出しトランジスタによって、低い読み出し電圧で完全に信号電荷読み出しを行うことに問題が生じている。本発明においては、このような問題の解決を図る。すなわち、本発明者は、上述した読み出しMOSトランジスタにおける読み出し電圧と信号電荷の読み出しの不完全の原因が、センサー部と読み出しのMOSトランジスタのゲート部との位置関係に起因していることを究明した。すなわち、従来構造による場合、センサー部の光電変換領域における信号電荷に対するポテンシャルの窪みに対して、ゲート電極の配置位置が離れて形成されていることによって、信号電荷の読み出しを行うに、その読み出しMOSトランジスタに対する読み出し電圧すなわちゲート電圧を大きくすることが必要となり、また信号電荷を完全に読み出すことが困難であり、この読み出しを完全に行うためには、更に大きな読み出し電圧を必要とすることになることを究明した。本発明においては、この究明に基いて、センサー部から信号電荷を、低い読み出し電圧でほぼ完全に読み出すことができるようにした固体撮像装置、特にMOS撮像装置を提供するものである。本発明による固体撮像装置は、第1導電型の半導体領域に、第2導電型の第1の半導体領域が形成され、その表面に第1導電型の高不純物濃度層が形成された光電変換領域を有するセンサー部と、このセンサー部から信号電荷を読み出す絶縁ゲートトランジスタとを有する複数の単位画素が配列された構成とする。そして、センサー部の光電変換領域は、信号電荷に対する単一のポテンシャルの窪みを形成する構成とし、絶縁ゲートトランジスタのゲート電極を、そのチャネル幅方向の中間部が、ポテンシャルの窪みの中心部上もしくはその近傍上に位置するパターンに形成する。上述したように、本発明においては、光電変換領域に形成されるポテンシャルの窪みが、単数形成されるようにし、かつ信号電荷の読み出しMOSトランジスタのゲート電極を、このポテンシャルの窪みの中心部、すなわち窪みの頂部、もしくはこの頂部近傍位置にまで延びるように形成したことから、この窪みの周囲のポテンシャルバリアの最も高い部分より低い部分から信号電荷の読み出しがなされることから、読み出し電圧を低めることができ、しかもこの信号電荷の読み出しをほぼ完全に行うことができる。上述したように、本発明による固体撮像装置によれば、そのセンサー部からの信号電荷の読み出しを行うMOSトランジスタのゲート電極を、センサー部のポテンシャルの窪みの中心部もしくはこの中心部の近傍に位置するようにしたことによって、その信号電荷の読み出し電圧の低減化と、信号電荷のほぼ完全な読み出しを可能にする。したがって、MOS型固体撮像装置における駆動電圧、したがって、消費電力の低減化の特長をより助長することができる。本発明によるMOS型固体撮像装置の一形態は、図1のFD型のMOS型固体撮像装置とすることができる。この固体撮像装置は、前述したように、それぞれ複数の行および列、すなわち水平および垂直方向にそれぞれ複数の単位画素101が配列され、各単位画素101が、光電変換がなされるセンサー部と、このセンサー部で得た信号電荷をMOSトランジスタ103によって読み出し、この信号電荷を、各単位画素においてMOSトランジスタ104のよって信号電圧もしくは信号電流に増幅する構成としたいわゆるの増幅型撮像装置とする。この固体撮像装置の単位画素101は、そのセンサー部に光電変換素子としてのフォトダイオード102を有し、このフォトダイオード102に蓄積された信号電荷を読み出すFD読み出しMOSトランジスタ103と、FD増幅MOSトランジスタ104と、FDリセットMOSトランジスタ105と、垂直選択MOSトランジスタ106とを有してなる。FD読み出しMOSトランジスタ103のゲート電極は、垂直読み出し線107に接続され、FDリセットMOSトランジスタ105のゲート電極は、垂直リセット線108に接続され、垂直選択MOSトランジスタ106のゲート電極は、垂直選択線に接続され、垂直選択MOSトランジスタ106のソースが垂直信号線110にそれぞれ接続される。111は、水平信号線で、この水平信号線111と垂直信号線110との間に水平選択MOSトランジスタ112が接続され、このMOSトランジスタ112のゲート電極に、水平走査回路113からの水平走査パルスφHmが、印加される。そして、行選択をする垂直走査回路114からの垂直走査パルスφvSn,φvtn,φvRnにより各行ごとに各単位画素101において、フォトダイオード102に蓄積された信号電荷が、読み出しMOSトランジスタ103によって読み出され、増幅MOSトランジスタ104によって増幅され、垂直選択MOSトランジスタ106によって選択される。そして、列選択する水平走査回路113からの水平走査パルスφHmにより制御される水平選択MOSトランジスタ112を通じて各画素信号が水平線111に出力される。一方、リセットMOSトランジスタ105によって各単位画素101のリセットがなされる。また、本発明によるMOSトランジスタ型固体撮像装置の他の一形態は、図2で示したいわゆるコラムアンプ型によるMOS型固体撮像装置を構成することができる。この固体撮像装置についても、すでに説明したように、共通の列毎に増幅器が配置される。この固体撮像装置においてもそれぞれ複数の行および列、すなわち水平および垂直方向にそれぞれ複数の単位画素201が配列され、各単位画素201が、そのセンサー部に光電変換素子としてのフォトダイオード202を有し、このフォトダイオード202に蓄積された信号電荷を読み出す選択用MOSトランジスタ203を有し、この信号電荷を垂直信号線208に読み出す水平読み出しMOSトランジスタ204を有して成る。MOSトランジスタ203は、そのゲート電極への垂直走査回路214からの垂直走査パルスの印加によってオンされる電荷読み出しのいわばスイッチ機能を有し、MOSトランジスタ204は、そのゲート電極に水平走査回路213からの水平走査パルスが印加されることによって信号電荷を垂直信号線208に読み出す。そして、この垂直信号線208に読み出された信号電荷を増幅器205によって増幅し、水平選択MOSトランジスタ206によって、選択された列上の単位画素からの信号電荷による出力を水平信号線207に出力するようになされる。しかしながら、本発明による固体撮像装置は、図1および図2で示した固体撮像装置の構成に限られるものではなく、例えばこれら固体撮像装置における固定パターンノイズの軽減化をはかるようになされ各種MOS型固体撮像装置に適用することができる。本発明による固体撮像装置においても、その各単位画素におけるセンサー部と、その信号電荷の読み出しMOSトランジスタとは、このMOSトランジスタのソース領域が、センサー部を構成する光電変換領域によって構成される複合構成とする。この構成は、例えば図3にその概略断面図を示すように、例えばSi基板による半導体基板11の、低不純物濃度とされた第1導電型例えばp型の半導体領域上に、それぞれ第2導電型例えばn型の第1および第2半導体領域13および14が、信号電荷の読み出しMOSトランジスタのチャネル長に対応する間隔Lをもって形成される。そして、第1半導体領域13上に、第1導電型、この例ではp型の高不純物濃度層15が形成される。このようにして、p型の高不純物濃度層15と、n型の第1半導体領域13と、p型の半導体領域14とによるp/n/pによるいわゆるHADHoleAccumulatedDiode型のフォトダイオードPD例えば図1および図2におけるフォトダイオード102もしくは202、すなわち光電変換領域20が形成される。一方、第2半導体領域14上には、これと同導電型の高不純物濃度16が形成される。そして、第1および第2半導体領域13および14間上に、例えば半導体基板11の表面が熱酸化されて形成されたSiO2によるゲート絶縁膜17が形成され、この上に例えば多結晶Siによるゲート電極18が形成されてMOSトランジスタのゲート部が構成される。各高不純物濃度層15および16は、ゲート部に対して、所要の距離例えば0.05μm~0.2μmの間隔をもって形成される。このため、例えば第1および第2半導体領域13および14は、例えばゲート電極18と、このゲート電極18のパターンエッチングで用いたレジスト層図示せずとをマスクとして不純物のイオン注入によって形成し、その後、ゲート電極18の側面にサイドウオール19を形成して、このサイドウオール19と、ゲート電極18とをマスクとして、順次各高不純物濃度層15と16とを、それぞれイオン注入によって形成する。このようにして、フォトダイオードPDのn型の第1半導体領域13をソース領域とし、n型第2半導体領域14をドレイン領域とし、これら間にゲート絶縁膜17を介してゲート電極18が形成された電荷読み出しのMOSトランジスタMOSが構成される。半導体基体11の表面の、センサー部SおよびトランジスタMOSの形成部等の外周の互いに素子分離がなされる部分に、例えばLOCOSLocalOxidationofSiliconによってSiO2による素子分離絶縁層21が形成され、その下に、第1導電型の高濃度のチャネルストップ領域C.Sが形成される。そして、本発明においては、その光電変換領域20に光照射によって発生する信号電荷、この例では電子eに対するポテンシャルが、図4に模式的に示すように、1つの窪みを形成するようになされるように、その形状、パターン等が選定される。一方、MOSトランジスタのゲート電極18、すなわちゲート部は、上述したポテンシャルの窪みの中心部上もしくはその近傍上に延在するパターンおよび位置の選定がなされる。このゲート電極18のパターンは、例えば図5A~Eに例示するように、第1半導体領域13と、第2半導体領域14の互いの対向部、すなわちゲート部のパターンがそのチャネル幅方向に関する中間部において第1半導体領域13に向かって凸の屈曲ないしは湾曲するパターン形状とされて、上述したようにゲート電極18、すなわちゲート部が、上述したポテンシャルの窪みの中心部上もしくはその近傍上に位置することができるようにする。このようにゲート電極18、すなわちゲート部が、上述したポテンシャルの窪みの中心部上もしくはその近傍上に位置することができるようにするためには、ゲート電極18の中間部屈曲ないしは湾曲の頂部と、チャネル幅方向の両端との各距離のうち長い方の距離をdとし、上記頂部と光電変換領域20の周縁部の最遠隔距離Dが、距離dの3倍以内D≦3dの位置にあるようにする。上述したように、本発明においては、光電変換領域に形成されるポテンシャルの窪みが、単数形成されるようにし、かつ信号電荷の読み出しMOSトランジスタのゲート電極を、このポテンシャルの窪みの中心部、すなわち窪みの頂部、もしくはこの頂部近傍位置にまで延びるように形成したことから、この窪みの周囲の例えば図4で示すチャネルストップ領域C.Sによるポテンシャルバリアの最も高い部分より低い部分から信号電荷の読み出しがなされることから、読み出し電圧を低めることができ、しかもこの信号電荷の読み出しを完全に行うことができる。また、上述したように、表面に高不純物濃度層15を形成するいわゆるHAD構造としたことによって、此処に電荷信号電荷が電子の場合は正孔の蓄積層が形成されることから、半導体領域14における信号電荷の蓄積が高められ、かつ暗電流が抑制されることから、MOS型固体撮像装置における固定パターンノイズの改善がはかられるが、この構成において、上述したように、この高不純物濃度層15をゲート部から離間させた構造とすることによって信号電荷の読み出しにおいて、高不純物濃度層15の存在によるポテンシャルバリアの影響を軽減することができ、より完全な読み出しを可能にする。尚、上述した例では、MOSトランジスタが、SiO2ゲート絶縁膜による構成とした場合であるが、このゲート絶縁膜は酸化膜に限定されるものではなく、各種絶縁ゲートトランジスタ構成とすることができる。また、通常、固体撮像装置における信号電荷は、電子であるが、信号電荷を正孔とする場合においては、上述した各例において、第1導電型をn型、第2導電型をp型に選定することができるなど、本発明は上述した例に限られるものではなく種々の変更を行うことができる。"