[发明专利]光电转换装置和图像读取装置

说明书

提出了光电转换装置和图像读取装置。一种光电转换装置，包括具有一个主表面的半导体基板(该主表面包括凹陷部分)以及在凹陷部分中的绝缘体。半导体基板包括光电转换元件，每个光电转换元件包括第一导电类型的第一半导体区域、第二导电类型的第二半导体区域和第二导电类型的第三半导体区域，其中第三半导体区域具有相对于第二半导体区域更靠近主表面而部署的至少一部分。第二半导体区域具有信号电荷的极性。第二半导体区域与第一和第三半导体区域接触。在垂直于主表面的横截面中，信号电荷路径部署在凹陷部分之间。第二和第三半导体区域中的至少一个在信号电荷路径中至少两条的方向上定位。

技术领域

本发明涉及光电转换装置和图像读取装置。

背景技术

已经使用了其中由第一和第二导电类型半导体区域的PN结形成的光电二极管被用作光电转换元件的光电转换装置，以及使用这种光电转换装置的图像读取装置。一般而言，图像读取装置需要高灵敏度和高图像质量。为了提高灵敏度，在日本专利公开No.2004-312039的图1中，提出了一种光电转换装置，该光电转换装置包括在其上形成的具有与要收集的电荷相同的极性的大电荷收集区域，使得电荷收集效率得以提高，以解决受光面积大小增加的缺点。此外，在日本专利公开No.2011-124522中公开了在光电转换元件的一个主表面上提供局部硅氧化(LOCOS)区域。因而，在日本专利公开No.2011-124522中提出了光电转换装置的一种构造，这种构造减少光电转换装置的输出特性对应于相对于入射光波长的波状(纹波(ripple))的状态的出现。

发明内容

根据本发明的实施例，光电转换装置包括被配置为具有包括凹陷部分的一个主表面的半导体基板以及被配置为部署在凹陷部分中的绝缘体。半导体基板包括光电转换元件，光电转换元件中的每个包括第一导电类型的第一半导体区域、与第一导电类型相反的第二导电类型的第二半导体区域以及第二导电类型的第三半导体区域，该第三半导体区域具有高于第二半导体区域的杂质浓度的杂质浓度并且具有相对于第二半导体区域更靠近主表面而部署的至少一部分。第二半导体区域具有与信号电荷的极性相同的极性。第二半导体区域与第一和第三半导体区域接触。第一和第二半导体区域形成PN结部分。在垂直于主表面的横截面中，信号电荷路径部署在凹陷部分之间。在主表面的平面图中，信号电荷路径包括第一信号电荷路径，该第一信号电荷路径在第一方向上的长度长于在不同于第一方向的第二方向上的长度，以及第二信号电荷路径，该第二信号电荷路径在不同于第一方向的第三方向上的长度长于在不同于第三方向的第四方向上的长度。第二和第三半导体区域中的至少一个包括在与第一方向平行并通过第一信号电荷路径的线上并且在与第二方向平行并通过第二信号电荷路径的线上的区域。

根据本发明的另一个实施例，光电转换装置包括被配置为具有包括凹陷部分的一个主表面的半导体基板以及被配置为部署在凹陷部分中的绝缘体。半导体基板包括光电转换元件，光电转换元件中的每个包括第一导电类型的第一半导体区域和与第一导电类型相反的第二导电类型的第二半导体区域。第二半导体区域具有与信号电荷的极性相同的极性。光电转换元件中的每个还包括第二导电类型的第三半导体区域，该第三半导体区域具有高于第二半导体区域的杂质浓度的杂质浓度，并且具有相对于第二半导体区域更靠近主表面而部署的至少一部分，还包括第一导电类型的第四半导体区域，在垂直于主表面的横截面中，该第四半导体区域在凹陷部分之间形成，并且具有高于第一半导体区域的杂质浓度的杂质浓度；以及还包括第五半导体区域，在垂直于主表面的横截面中，该第五半导体区域在第四半导体区域的深度方向上形成，并且具有低于第四半导体区域的杂质浓度的第一导电类型的杂质浓度。第二半导体区域与第一和第三半导体区域接触。第一和第二半导体区域形成PN结部分。在垂直于主表面的横截面中，第五半导体区域定位在凹陷部分之间。第五半导体区域在主表面的平面图中包括在第一方向上的长度长于在不同于第一方向的第二方向上的长度的第一部分，以及在不同于第一方向的第三方向上的长度长于在不同于第三方向的第四方向上的长度的第二部分。第二和第三半导体区域中的至少一个包括在与第一方向平行并通过第五半导体区域的第一部分的线上并且在与第二方向平行并通过第五半导体区域的第二部分的线上的区域。