76]在H) 201的饱和电子的数量大于MEM 203能够保持的电子的数量而不超过势皇的高度Vb的情况下，可能发生图6A例示的电子向MEM 204的迀移。然而，即使在H) 201的饱和电子的数量小于上述电子数量的情况下，当多次将电子从H) 201传送到MEM 203时，也可能发生图6A的情形。此外，同样在会生成多于H) 201的饱和电子数量的电子数量的光量进入ro 201的情况下，只要像素具有如下电势结构，就可能发生图6A的情形，在该电势结构中，超过ro 201的饱和电子数量的、从ro 201溢流的电子流入到MEM 203而非0FD。在任意情况下，通过设置MEM 203与MEM 204之间的势皇的高度Vb低于关注像素的MEM 203或MEM 204与相邻像素的MEM之间的势皇的高度Va，能够获得相同效果。
[0077]图7A、图7B以及图7C是沿图4的虚线A_A’取得的三种截面结构的示例性例示。根据本实施例的截面结构可以是图7A、图7B和图7C中的任意一者。像素100包括在半导体基板上形成的n型半导体区701至704、714和722，以及ρ型半导体区708至712、715至717,720和721。像素100还包括栅电极705至707以及719，被构造为隔离元件的场绝缘膜713，以及被构造为防止入射光进入除了 ro之外的区的光屏蔽膜718。注意，在栅电极与半导体基板之间形成有栅极绝缘膜(未示出)。
[0078]在图7A中，η型半导体区701、702、703和704分别对应于PD 201、MEM 203、FD205和0FD。栅电极705、706以及707分别用作第一传送晶体管206、第二传送晶体管208以及OFD控制晶体管213的栅电极。N型半导体区701和702形成在ρ型半导体区715和716的下方，以使得H) 201和MEM 203具有埋入式光电二极管结构。该结构抑制了因半导体区与绝缘膜之间的界面处的缺陷而生成的噪声。当将H) 201的电荷传送到MEM 203时，或当将H) 201的电荷排出到OFD时，优选完全耗尽η型半导体区701。此外，当将MEM 203的电荷传送到FD 205时，优选完全耗尽η型半导体区702。如上所述来设计像素，使得当传送电子时，完全耗尽η型半导体区701和702。因此，能够降低噪声。η型半导体区701的完全耗尽电压低于η型半导体区702的完全耗尽电压。完全耗尽电压之间的差对应于图5例示的AVdep。
[0079]在ρ型半导体区709至711中，随着基板中的深度变大，P型杂质浓度变得更高。因此，在基板的深度方向上发生电位梯度，并且在基板的深度部分处生成的信号电子被收集到H) 201中。ρ型半导体区717具有比ρ型半导体区709更高的杂质浓度，由此防止在基板中的深度部分处生成的电子流入到MEM 203。此外，通过增加在η型半导体区702与ρ型半导体区717之间形成的PN结的静电电容，能够增加MEM 203的静电电容。ρ型半导体区712具有高于ρ型半导体区710的杂质浓度，由此具有将像素电隔离的功能。
[0080]图7Β与图7Α的不同在于，ρ型半导体区716不是形成在MEM 203的表面上，以及形成有被构造为控制η型半导体区702的电势的栅电极719。当将负电压施加到栅电极719时，在η型半导体区702的界面附近的电势变得更高，从而在界面附近产生了空穴。因此，减少了因界面缺陷而生成的噪声(暗电流)。此外，当将正电压施加到栅电极719时，在η型半导体区702的界面附近的电势变得更低。因此，也能够提高从H) 201至MEM 203的电荷的传送效率。
[0081]在图7B中，第一传送晶体管206的栅电极705被从栅电极719分割，但是栅电极705和719可以互相电连接，以对栅电极705和719施加相同的电压。在这种情况下，当对栅电极705和719施加高电平的电压以接通第一传送晶体管206时，以高传送效率将电荷从H) 201传送到MEM 203。此外，当对栅电极705和719施加低电平的电压(负电压)以关断第一传送晶体管206时，在减少了界面处的暗电流的状态下累积电荷。
[0082]图7C与图7A的不同在于，替代ρ型半导体区708至711而形成了 ρ型半导体区720和721以及η型半导体区722。与η型半导体区701相比，η型半导体区722的杂质浓度更低。η型半导体区701连接到η型半导体区722，并且η型半导体区701和722两者均用作H) 201的一部分。像素被设计为使得当将H) 201的电荷传送到MEM 203时或当将H)201的电荷排出到OFD时，使η型半导体区701和η型半导体区722完全耗尽。因此，能够降低噪声。
[0083]ρ型半导体区720用作势皇，该势皇用于通过将在比P型半导体区720浅的部分处生成的电子保留在H) 201中，来防止在比ρ型半导体区720深的部分处生成的电子流入到PD 201。因此，由ρ型半导体区720的深度来确定H) 201的深度。ρ型半导体区721是用于将η型半导体区702至704与η型半导体区722隔离的区。可以省略图7C的ρ型半导体区716，并且可以添加与图7B相同的、用于电势控制的栅电极719。
[0084]图8A和图8B是沿图4的虚线B_B’取得的界面附近的两种截面结构的示例性例示。根据本实施例的截面结构可以是图8A和图SB中的任一者。像素100包括在半导体基板中形成的η型半导体区801、ρ型半导体区802至804以及807、场绝缘膜805，以及栅电极 806。
[0085]η型半导体区801对应于图7Α的η型半导体区702。ρ型半导体区802对应于ρ型半导体区716，并且ρ型半导体区803对应于ρ型半导体区717。在ρ型半导体区803下方的区与图7Α、图7Β或图7C中的区相同，因此省略对其例示和说明。ρ型半导体区804用作被构造为将MEM 203和MEM 204互相隔离的隔离部。
[0086]在图8Α中，场绝缘膜805用作被构造为将关注像素的MEM与相邻像素的MEM互相隔离，或者将MEM与除MEM之外的元件互相隔离的隔离部。ρ型半导体区807围绕场绝缘膜805而形成，以降低由在场绝缘膜805与半导体区之间的界面处的缺陷而生成的噪声。可以由诸如二氧化娃等的绝缘材料来形成场绝缘膜。
[0087]在图SB中，替代场绝缘膜805和ρ型半导体区807，作为隔离部，形成了 ρ型半导体区808。ρ型半导体区808用作被构造为将关注像素的MEM与相邻像素的MEM互相隔离，或将MEM与除了 MEM之外的兀件相互隔尚的隔尚部。
[0088]在图8Α中，由ρ型半导体区804将同一像素中的MEM(MEM 203和MEM 204)互相隔离，但是由场绝缘膜805将关注像素的MEM与相邻像素的ΜΕΜ，或将MEM与除了 MEM之外的元件互相隔离。在图8Β中，在被构造为隔离同一像素中的MEM的ρ型半导体区804的杂质浓度低于被构造为将关注像素的MEM与相邻像素的ΜΕΜ，或将MEM与除了 MEM之外的元件相互隔离的P型半导体区808的杂质浓度。此外，在同一像素中的MEM之间的距离短于关注像素的MEM与相邻像素的MEM之间的距离，或MEM与除了 MEM之外的元件之间的距离。这样的构造实现了如下结构，即MEM 203与MEM 204之间的势皇的高度Vb低于关注像素的MEM 203或MEM 204与相邻像素的MEM之间的势皇的高度Va。
[0089]注意，在图8A和图8B中，只需要由ρ型半导体区804将η型半导体区801隔离即可。换言之，可以将元件结构变型，以使得在MEM 203和MEM 204上形成的ρ型半导体区802或在MEM 203和MEM 204下方形成的ρ型半导体区203互相连接。此外，如图7Β的截面结构所示，可以省略P型半导体区802，并且可以通过栅极绝缘膜的介入，在η型半导体区801的上方形成用于电势控制的栅电极。
[0090](第二实施例)
[0091]本发明的第二实施例与第一实施例的差异在于MEM 203与MEM 204之间的势皇的高度Vb低于AVcbp。在本实施例中，像素100的电路图与图2的相同，时序图与图3A和图3B的相同，像素的俯视图与图4的相同，沿虚线A-A’取得的像素的截面结构与图7A、图7B或图7C的相同，并且沿虚线B-B’取得的像素的截面结构与图8A或图SB的相同。
[0092]图9是根据本实施例的像素的电势图。图9的电势图与图5的电势图的不同仅在于MEM 203与MEM 204之间的势皇的高度Vb。在本实施例中，MEM 203与MEM 204之间的势皇的高度Vb低于H) 201的耗尽电压与MEM 203的耗尽电压之间的差AVdep。此外，关注像素的MEM 203或MEM 204与相邻像素的MEM之间的势皇的高度Va高于AVcbp。换言之，本实施例中的Va、Vb和Δ Vdep满足关系Vb〈 Δ Vdep<Va0
[0093]在第一实施例中，在由ro 201生成的电荷的量大于MEM 203能够保持的电子的数量而不超过耗尽电压差AVdep的情况下，PD 201的电子不被完全传送到MEM 203，而是一部分电荷剩余在ro 201中。ro 201中剩余的电荷不被作为信号而读出，因此不维持输出相对于入射光量的线性，这可能成为图像质量劣化的诱因。根据本实施例，能够减少ro 201中剩余的电荷的量，从而进一步提高图像质量。
[0094]图1OA是用于例示本实施例的效果的图，并且图10B、图1OC以及图1OD是用于例示本实施例的效果的电势图。将参照图1OA至图10D，描述通过本实施例中的构造来提高图像质量的机制。
[0095]图1OA是用于例示根据本实施例的摄像装置10中的入射光量与输出之间的关系的图。图1OA的图假设如下情形，即当光进入像素100时，进入ro 201的光量大于进入ro202的光量。假设即使当入射光量改变时，进入ro 201的光量与进入ro 202的光量之比也是恒定的。在图1OA中，以点划线指示与MEM 203的电荷的量相对应的输出，以虚线指示与MEM 204的电荷的量相对应的输出，并且以实线指示与MEM 203和MEM 204的电荷的总量相对应的输出。
[0096]在进入像素100的光量落入从1至Il的范围内的情况下，由MEM 203保持的电荷不超过MEM 203与MEM 204之间的势皇的高度Vb。在光量是Il的情况下，由H) 201生成不超过MEM 203与MEM 204之间的势皇的高度Vb且能够保持的电荷的最大量。图1OB是在光量Ii进入ro 201和ro 202，并且生成的电子被传送到mem 203和mem 204之后的电势图。在入射光量落入从1至II的范围内时，累积在ro 201和ro 202中的电荷被完全传送到MEM 203和MEM 204，因此读取了 H) 201和H) 202中累积的所有电荷。因此，如同从图1OA的1至Il的范围中的图所理解的，入射光量与输出之间的关系为线性。
[0097]在入射光量落入从Il至12的范围内的情况下，超过势皇的高度Vb的、由H) 201生成的一些电子溢流到MEM 204。在光量为12的情况下，电荷累积在MEM 203和MEM 204中，直至MEM 203和MEM 204的电势达到势皇的高度Vb的电势为止。图1OC是在光量是12的情况下的电势图。在入射光量落入从Il至12的范围内时，MEM 203的电子的数量恒定。因此，在从Il至12的范围内光量增加的情况下，与增加的光量相对应的电子都累积在MEM204中。同样地，在这种情况下，由H) 201和H) 202生成的电子被完全传送到MEM 203和MEM 204，因此维持了