CN1146051C - 光电转换装置和图象传感器 - Google Patents

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Abstract

提供包括光接收元件的光电转换装置和利用该装置的图象传感器，光接收元件包括：第1导电类型的半导体衬底；第2导电类型的第1半导体区，形成在半导体衬底的表面上；透明绝缘层，形成在半导体衬底上；遮光层，形成在绝缘层上，具有面积大于第1半导体区的开孔，光接收元件还在单个孔中包含多个第1半导体区，并且单个孔中的多个第1半导体区相互电连接。

Description

光电转换装置和图象传感器
技术领域
本发明涉及具有在半导体衬底上形成的光接收元件的光电转换装置及图象传感器。
背景技术
近年来，在线性光电转换器领域，正在广泛地研制利用简化光学系统和装配多个半导体光敏元件芯片相等放大的图象传感器的CCD(电荷耦合器件)。
在上述光电转换装置中的光接收元件通常包括由半导体pn结形成的光电二极管。例如，象在日本专利申请公开No.55-154784中公开那样，公开了一种结构，其中在衬底表面部分形成具有和衬底导电类型相同但比衬底杂质浓度较高的区域，在那里没有形成pn结，以便减少在衬底表面上产生的暗电流。另一方面，作为线性光电转换装置的光接收元件，提出了各种结构，例如，由日本专利申请公开No.1-264758公开了一种结构，减少由pn结形成的结电容，由日本专利申请公开No.1-303752公开了一种结构，减少由于划片边缘产生的暗电流，以及诸如此类的结构。众所周知，由pn结形成光敏二极管。
但是，当把上述光接收元件设置到放大器型光电转换装置时，在pn结积累光载流子，利用电荷电压转换部件读出信号电压，则不能获得高灵敏度。
在放大器型光电转换装置的情况，给出光输出：
           Vp＝Qp/Cs                  (1)
其中，Qp是在pn结上积累的电荷量，Cs是光电转换部分的电容。
例如，在包括光敏二极管，MOS源跟随器电路，复位MOS电路的放大器型光电转换装置的情况，光电转换部分的电容如下所示：
           Cs＝Cpd+Ca                 (2)
其中Cpd是pn光二极管的结电容，Ca是连接到光电转换部分的另一个电容，该电容包括构成MOS源跟随器电路的MOS晶体管栅电容，源/阱结电容，源/栅重叠电容，布线电容，构成复位MOS晶体管的MOS晶体管的电容等。
因此，为了实现高灵敏度，必须有效地积累光载流子，必须使积累光载流子的光电转换部分的电容减到最小。
但是，在利用光敏二极管的接触式图象传感器中，在半导体衬底中形成与半导体衬底相反导电类型的区域来获得该光敏二极管，由于在例如300dpi分辨率的情况，象素间距大约是84.7μm，要求具有近似等于开孔区域的pn结，以便有效地读出光载流子，但是在等式(2)中光敏二极管部分中的pn结电容Cpd增加。
另一方面，当减少pn结面积以便减少光敏二极管部分pn结电容Cpd时，在pn结区积累光载流子减少。
日本专利申请公开No.61-264758，公开了形成具有环状或部分切除的环状积累部分的技术，以便减少积累区的结电容。
但是，如日本专利申请公开No.55-154784公开的的那样，当为了达到抑制在衬底表面上产生暗电流的目的，在衬底表面上形成具有和衬底相同导电类型的，并且具有比衬底杂质浓度高的区域时，在结区周围使耗尽层向下变窄，依赖于pn结电容的周长增加，涉及日本专利申请公开No.55-154784的情况如图2所示。
因此，日本专利申请公开No.61-264758公开的结构，几乎不能获得高灵敏度，由于增加周长，虽然pn结面积减少，也不能充分地减少pn结的电容值。
另一方面，随着关于半导体元件的最新微小构图技术的开发，通常采用下述技术，利用Ti，TiN等作为阻挡金属，即作为和半导体扩散层接触的布线材料。
因此为了获得和P型扩散层令人满意的欧姆接触，半导体扩散层的杂质浓度必须是高于利用铝作为布线材料的杂质浓度。
但是，在现有技术中，当增加光敏二极管P型区杂质浓度时，暗电流增加，并且在很大范围内变化。
通过在p和n型区之间的结中增加P型层的杂质浓度来增加耗尽层中的晶体缺陷，可能产生这些暗电流，在P和n型区之间形成的结抑制在半导体/氧化层界面处的暗电流，或者抑制在结附近通过局部产生的高电场可能引起的暗电流。
当减少P型区杂质浓度抑制暗电流时，P型区接触电阻增加，并且它的变化也变大，导致光电转换装置大的特性变化。
也就是，对于现有技术采用微小构图技术，产生增加暗电流和变化暗电流的问题。
发明内容
本发明的目的是提供具有高灵敏度接收光部分的光电转换装置和图象传感器。
本发明的另一个目的是提供能减少暗电流的光电转换装置和图象传感器。
为了达到上述目的，本发明提供光电转换装置，其包括具有第1导电类型半导体衬底的光接收元件；第二导电类型的第1半导体区，形成在半导体衬底中；形成在半导体衬底以及所述第1半导体区上的透明绝缘层，和在绝缘层上形成的遮光层，具有其面积大于第1半导体区的开孔，其中光接收元件在单个开孔中具有与所述第1半导体区等同的许多第1半导体区，单个开孔中多个第1半导体区相互电连接。
其次，本发明提供图象传感器，安装在电路板上，由多个光电转换装置构成，其中每个光电转换装置包括具有第1导电类型的半导体衬底的光接收元件；第2导电类型的第1半导体区，形成半导体衬底的表面；形成半导体衬底上的透明绝缘层；形成在绝缘层上和具有大于第1半导体区面积的开孔的遮光层，其中光接收元件在单个孔中具有多个彼此相等的第1半导体区，在单个孔中的多个第1半导体区相互电连接。
而且，本发明提供光电转换装置，其包括具有第1导电类型的第1半导体区的光接收元件，该第一半导体区是一个半导体衬底或形成在该半导体衬底中；形成在第1半导体区表面上第2导电类型的第2半导体区域；形成在第2半导体区中和具有高于第2半导体区的杂质浓度的第2导电类型的第3半导体区，第1导电材料电连接到第3半导体区；形成在第1导电材料上的透明绝缘层；形成在绝缘层上和具有其面积大于第2半导体区的开孔的遮光层。
还有，本发明提供图象传感器，安装在电路板上，由多个光电转换装置构成，多个光电转换装置的每一个光电转换装置包括具有第1导电类型第1半导体区的光接收元件；第2导电类型的第2半导体区，形成在第1半导体区的表面上；形成在第2半导体区中并且具有高于第2半导体区杂质浓度的第2导电类型的第3半导体区，第1导电材料电连接到第3半导体区；在第1导电材料上形成透明绝缘层，在绝缘层上形成的具有大于第2半导体区面积的开孔的遮光层。
通过上述设置，可能获得高质量的图象。
附图说明
图1是表示按照本发明第1实施例的光电转换装置接收光部分结构的简略平面图。
图2是表示沿图1中线2-2剖开的简略剖面图。
图3是表示沿图1中线3-3剖开的结构剖面图。
图4是表示开孔中光灵敏度分布的简图。
图5是表示本发明第2实施例一个象素结构的平面图。
图6是表示本发明沿图5中线6-6剖开的结构剖面图。
图7是表示本发明第2实施例一个象素的等效电路图。
图8是表示本发明第3实施例一个象素结构的平面图。
图9是表示沿图8中线9-9剖开的结构剖面图。
图10是表示本发明第3实施例一个象素的等效电路图。
图11是表示本发明第4实施例一个象素结构的平面图。
图12是表示沿本发明图11中线12-12剖开的结构剖面图。
图13是表示本发明第5实施例光电转换装置接收光部分结构的平面图。
图14是表示本发明图13中沿线14-14剖开的结构剖面图。
图15是表示本发明第6实施例象素结构的剖面图。
图16是表示本发明沿图15中线16-16剖开的结构剖面图。
具体实施方式
图1是表示按照本发明第1实施例光电转换装置接收光部分结构的简略平面图，图2是表示沿图1中线2-2剖开的结构剖面图，图3是表示沿图1中线3-3剖开的结构剖面图。
下面以n型半导体衬底为例叙述本发明的实施例。但是，本发明不限于n型半导体衬底，即使利用P型半导体衬底，也能获得相同的效果。
参看图1，在遮光层3中形成开孔4，4′，4″以便形成接收光阵列。在开孔4，4′和4″中，各对P型区1，1′和1″分别形成在n型半导体衬底的表面，和n型半导体衬底形成pn结。在单个孔中形成多个P型区，通过互连区2相互连接。
电荷-电压转换部件10，10′和10″分别把依赖于在n型半导体衬底产生的并且在P型区1，1′和1″中积累的光载流子的电荷信号转变成电压信号。例如，适用于采用MOS晶体管的MOS放大器或者MOS源跟随器电路，通过这些电路把光生电荷转变成电压信号。
参看图2和图3，在n型半导体衬底5的表面形成和衬底相比具有较高杂质浓度的半导体区8，在互连区2和遮光层3之间在n型半导体衬底5和互连区2之间形成透明绝缘层6和7。
在本发明能利用具有大约1014到1017cm-3杂质浓度的n型半导体衬底5。最好，半导体衬底5具有大约1014到1016cm-3的杂质浓度。
每个P型区1最好具有大约1018到1022cm-3的杂质浓度。在图1，图2和图3中，形成的每个P型区宽于互连区，但是也可以窄于互连区。而且，在图1，图2和图3中，把每个P型区形成为矩形区。此外，为了减少周长，可以把每个P型区形成为圆形区，或者形成不同形状和尺寸的区域。
在n型半导体衬底5的表面形成n型区8，以便减少在衬底5和绝缘层6之间界面附近产生的暗电流，只需要在它的表面区具有大约1016到1018cm-3的杂质浓度。可以形成偏移的n型区，不直接和每个P型区直接接触，或者当它具有低于P型区的杂质浓度时，在整个表面形成没有任何偏移的n型区。
对于透明绝缘层6，7和互连区2，本发明可以采用标准硅工艺中使用的材料。
遮光层3可以由用作互连的金属形成，或者由其它有机材料或无机材料形成。在具有300dpi或等效情况光分辨率的接触式图象传感器的情况，通过部分地除去该遮光层形成的每个开孔4具有大约80×50μm2的区域。
下面参考图4说明本发明的效果。图4表示通过用狭缝光束照射图4所示的部分I-II，在水平方向扫描开孔4，获得的输出，即，沿水平方向在开孔4中的光灵敏度分布。由图4可见，在本发明，在pn结耗尽层部分中产生的光生载流子有效地积累在各P型区上，但是，在衬底中性区产生的光生载流子实际上各向同性的分散和复合，于是随着与P型区距离的增加，则减少光输出。这样，由于在开孔4中两个P型区1的光输出是高的，当形成多个P型区时，能够保证高的光输出。
因此，由于在每个开孔4中形成多个P型区，能使P型区周长总和减到最小，能有效地积累在开孔区中产生的光生载流子。
图5是表示本发明第2实施例一个象素结构的平面图，图6是表示沿图5中线6-6切开的结构剖面图，图7是表示如图5所示一个象素的等效电路。
在本实施例，在每个开孔4中形成4个pn结。在电阻率为1Ω·cm的n型半导体衬底表面上形成薄层电阻为280Ω的4个P型区1，以便分别形成pn结。在衬底5的表面上形成n型区8，与各P型区偏移。n型区8的表面浓度近似于5×1016cm-3。由AL形成互连区2和遮光层3。透光绝缘层6是由SiO2和BPSG(硼磷硅玻璃：包含硼和磷的硅玻璃)构成的二层结构，透光绝缘层7采用SiO2层。在遮光层3上形成SiN层作为保护层9。
参看图7，在本实施例每个象素形成4个光敏二极管30，各二极管作为光接收元件。一个光敏二极管30对应图6中一个pn结。光敏二极管30的P型区1连接到复位NMOS晶体管31和PMOS源跟随器晶体管32的输入端，它的输出是变换的电荷电压，以获得一个输出信号Vout。
在玻璃环氧树脂衬底上安装11个传感器芯片，每个芯片具有84.7μm的象素间距，和按照上述排列的234个象素，形成21.8cm宽，A4尺寸的接触图象传感器。注意关于把多个芯片排成一行的接触图象传感器，通过减少各开孔尺寸到小于图象读出分辨间距，可能使相邻芯片之间连接间距近似等于象素间距。更具体地说，对于300dpi的象素间距设定为大约82.5μm，开孔间距设定为大约50.0μm。利用这种结构，即使在结处也能获得和芯片相同的分辨率。同样适用下述实施例。
把本实施例和现有技术的灵敏度进行比较，其通过在环形图形中设置P型区来优化灵敏度达到最大灵敏度，本实施例的灵敏度近似于现有技术的灵敏度的1.3倍。
在上述的第1或第2实施例，在n型半导体衬底5上面形成具有高于衬底杂质浓度的n型半导体区8，但是不总需要这样。但是，通过形成n型半导体区8，能减少暗电流。
图8是表示按照本发明第3实施例一个象素结构的平面图，图9是表示沿图8中线9-9剖开的结构剖面图，图10是表示一个象素的等效电路。
在本实施例，每个开孔4中包括不同尺寸的7个圆形pn结。
在电阻率为10Ω·cm的P型半导体衬底105表面上形成7个n型区101，以便形成pn结。除了n型区101以外，在衬底105的整个表面上形成P型区108。该P型区的表面浓度是大约1×1017cm-3。
由铝形成互连区2和遮光层3。透明绝缘层6具有由SiO2和BPSG构成的两层结构，透明绝缘层7利用SiO层。在遮光层3上形成SiN层作为保护层9。
参看图10，在本实施例，每个象素形成7个光敏二极管40作为光接收元件。在图8中一个光敏二极管40对应于一个pn结。光敏二极管40的n型区连接置位PMOS晶体管43和NMOS源跟随器晶体管44的输入节点。开启PMOS晶体管43，清除光敏二极管40上面的任何残留电荷，以后，在预定周期时间积累相应于成象光数量的光生电荷。然后，开启NMOS晶体管44，进行电荷电压变换，由此利用恒流电路作为负载，通过NMOS晶体管44的运作，获得输出信号Vout。
在玻璃环氧树脂衬底上装配11个传感器芯片，每个芯片具有127μm象素间距和具有上述排列的158个象素，以便形成22cm宽，A4尺寸的接触图象传感器。
在上述第3实施例中，在P型半导体衬底105上面形成比衬底较高杂质浓度的P型半导体区108，但是，不总是需要这样，但是，形成P型半导体区108，能减少暗电流。
图11是表示按照本发明第4实施例一个象素结构的平面图，图12是表示沿图11中线12-12切开的结构的剖面图。
本实施例采用在各开口中形成4个pn结的象素配置，以便改善收集光生载流子的效率。
在电阻率为8Ω·cm的n型半导体衬底11的表面上形成大约1000Ω薄层电阻的第1P型区12，以便在n型半导体衬底11和第1P型区12之间形成pn结。
而且，在第1P型区12中形成大约70Ω薄层电阻的第2P型区13。
还有，在衬底11表面上形成第1n型区14。n型区14的表面浓度近似为8×1016cm-3。
和第2P型区相连的金属互连区具有由TiN层15和AL层26构成的两层结构，并且电连接到在象素中形成的4个岛状pn结区。
透明绝缘层17具有由SiO2和BPSG构成的两层结构。透明绝缘层18利用SiO2层。由AL形成遮光层19。在光防护19上形成SiN层作为保护层22。
在本实施例中，为了改善在衬底中性区产生的以及各向同性分散的光生载流子的收集效率，在象素中形成多个小的pn结。
在玻璃环氧树脂衬底上装配11个传感器芯片，每个芯片具有84.7μm的象素间距和234个具有上述排列的象素，形成构成A4尺寸接触图象传感器的光电转换装置。
比较本实施例和现有技术之间的暗电流，在本实施例没有第1P型区作为本发明的特征，本发明的暗电流大约是现有技术中暗电流的1/10。
在上述实施例中，已经举例说明了光电转换象素。利用平面区域中的有效象素获得的光生电荷，通过例如包含包含MOS结构的源跟随电路进行电荷一电压转换，读出到输出端，计算输出电压和暗电流之间的差别。然后对不同信号进行图象斑点校正，灰度的校正等，输出校正信号作为图象信号。
在第4实施例，在n型半导体衬底11上面形成的衬底杂质浓度高的n型半导体区14，但不总是需要这样。但是，形成n型半导体区14，能够减少暗电流。
图13是表示按照本发明第5实施例光电转换装置接收光部分结构的简略平面图，图14是表示沿图13中线14-14剖开的结构剖面图。
在图13和图14中，在作为第1半导体区的n型半导体衬底11的表面形成第1P型区12，12′，12″作为第2半导体区，以便和n型半导体衬底11一起作为pn结形成光接收元件。
而且，在第1P型半导体区12，12′，12″中形成其杂质浓度较高于第1P型区杂质浓度的第2P型区13，13′，13″作为第3半导体区，并且通过欧姆接触(接触孔)15，15′，15″和金属互连区16，16′，16″电连接。
在n型半导体区11上面，形成具有较高于n型半导体衬底11的杂质浓度的第1n型区14。
另一方面，在n型半导体衬底11上面经过第1n型区14形成第1透明绝缘层17，通过小于第2P型区13，13′，13″的接触孔15，15′，15″把金属互连区16，16′，16″连接到第2P型区13，13′，13″上。
此外，在第1绝缘层17和金属互连区16，16，′16″上面形成第2透明绝缘层18，在第2绝缘层18上面形成具有大于第1P型区12，12′，12″开孔的遮光层19。
在本发明的结构中，图14中的虚线21表示对pn结加反偏压后产生耗尽的情况。
在本发明，作为第1半导体区，n型半导体衬底11，能够利用在n型半导体衬底上面生长的外延层，或者在n型半导体衬底11和外延层之间具有高浓度埋层的结构。为了获得提高收集光生载流子的效率和减少通过加宽pn结耗尽层21产生结电容的效果，优选设置第1半导体区11的表面附近杂质浓度大约为1014～1017cm-3，最好为大约1014～1016cm-3。
各第1P型区12在n型半导体衬底11和第1n型区14之间形成pn结。优选地形成第1P型区12，以便使pn结耗尽层区中的缺陷减到最小和防止任何过大的电场。更具体地说，设定第1P型区12的杂质浓度大约为1017～1019cm-3，并且在能充分激活杂质的热处理工艺中形成该杂质浓度。
形成具有大约1019～1020cm-3浓度的各第2P型区13，以便获得和金属互连区16令人满意的欧姆接触，用于读出光生载流子。注意，在第1P型区12的内部形成第2P型区13，以便防止耗尽层延伸到第2P型区，于是抑制暗电流。
形成第1n型区14，以便抑制在n型半导体衬底11和第1绝缘层17之间界面产生的暗电流，优选这样的杂质浓度，能够防止该区在界面附近耗尽和能减少与第1P型区12形成的结中的缺陷，更具体地说，杂质浓度为大约1016～1018cm-3。
可以形成具有偏移的第1n型区14，以便不直接地接触第1P型区12。但是，当区域14具有比第1P型区12低得多的杂质浓度时，在没有利用任何偏移的整个表面上优选地形成区域14，以便增强减少在半导体衬底11和第1绝缘层17之间界面产生的暗电流的效果。
金属互连区16能够利用在标准硅工艺中作为阻挡金属的材料；更具体地说，诸如Ti，W，Pt，Mo，Hf，Co等的高熔点金属，以及以上述金属作为主要成分的化合物。在图11和图12中，金属互连区具有单层结构，但是可以具有由阻挡层金属和AL构成的2层布线结构，或者包含3层或多于3层的多层布线结构。
对于透明绝缘层17和8，本发明能够应用在常规硅工艺中使用的材料，SiO2，SiO，SiN等。
遮光层19也可以采用金属用作互连，或者可以采用其它有机材料或者无机材料。在具有300dpi或等效情况光学分辨率的接触图象传感器的情况，通过部分地除掉遮光层19形成的各开孔20，具有大约80×50μm2的尺寸。
还有，在P型半导体衬底的情况，导电类型和本实施例相反，本发明也能获得相同的效果。但是，考虑到和标准硅工艺的兼容性，当第1半导体区具有导电型时获得的效果更显著。
图15是表示本发明第6实施例一个象素结构的平面图，图16是表示沿图15中线16-16切开结构的剖面图。
在本实施例，在n型半导体衬底11上面形成n型埋层23和n型外延层25。n型半导体衬底11的杂质浓度是大约1016cm-3，n型埋层23的杂质浓度大约是最大为1018cm-3，而外延层的杂质浓度是大约1015cm-3。
在外延层25的表面部分形成第1P型区12(12′，12″)，第二P型区13(13′，13″)，第1n型区14。这些区的杂质浓度分别是，在第1P型区表面附近大约为2×1018cm-3，在第2P型区13表面附近大约为1020cm-3，在第1n型区表面附近大约为5×1016cm-3，第1P型区12的结深为大约0.5μm，第2P型区13的结深为大约0.3μm。
在本实施例，通过在象素整个表面注入离子形成第1n型区14。
而且，在本实施例，在各孔20的边缘附近，形成重掺杂的第2n型区24。第2n型区24靠近表面的杂质浓度大约是2×1019cm-3，在和n型埋层23连接的附近，其杂质浓度大约是3×1017cm-3。
因此，在本实施例，由高于外延层杂质浓度的区域邻接于象素中的外延层25，在第2P型区13能有效地积累外延层25中性区产生的光生载流子。因此，形成小尺寸的各第2P型区13，以便减少结电容，于是提供高灵敏度的结构。
和第2P型区13接触的金属互连区16利用由Ti层和铝层26构成的2层结构。
经过第1n型区14或第1和第2P型区12及13在外延层25上面形成的透明绝缘层17具有由SiO2和PBSG构成的2层结构，透明绝缘层18采用SiO层。而且，遮光层利用AL层，并且在遮光层19上面形成SiN层作为保护层22。在本实施例中，各象素开孔20的尺寸是大约80μm×50μm。
还有，形成传感器芯片，具有84.7μm的象素间距和具有上述排列的234个象素，把11个传感器芯片装配在玻璃环氧树脂衬底上，形成作为A4尺寸接触图象传感器的光电转换装置。
如现有技术所示，比较本实施例和没有形成作为本发明特征的第1P型区12情况之间的暗电流，本发明测量的暗电流是现有技术情况测量的暗电流的大约1/10。
在本发明第5和第6实施例，在n型半导体衬底11上形成具有比衬底较高杂质浓度的n型半导体区14，但是，不总是需要这样。然而，形成n型半导体区14，能减少暗电流。
再次指出，按照第1到第4实施例，由于在各孔中形成多个pn结，并且相互电连接，则能够减少有效积累的光生载流子和积累部分的电容。因此，能提高光电转换装置的灵敏度，并且能获得显著的效果。
按照第5和第6实施例，即使把采用阻挡金属的标准硅工艺用到光电转换装置，也能实现减少暗电流的高性能光电转换装置，于是获得了惊人的效果。
在没有脱离本发明精神和范围的情况下可能构成很多非常不同的实施例。应该了解，本发明不限于说明书中所述的特别实施例，而以所附权利要求限定的范围为准。

Claims (26)

1.一种光电转换装置，其包括：
光接收元件，该光接收元件包含，
第1导电类型的半导体衬底，
第2导电类型的第1半导体区，形成在所述半导体衬底中，
形成在所述半导体衬底以及所述第1半导体区上的透明绝缘层，
遮光层形成在所述绝缘层上，具有开孔面积大于所述第1半导体区的开孔，
其中，所述光接收元件在单个开孔中包含与所述第1半导体区等同的多个第1半导体区，并且，在单个开孔中所述的多个第1半导体区相互电连接。
2.按照权利要求1的装置，还包括：
第1导电类型的第2半导体区，形成在所述半导体衬底的表面上，其杂质浓度较高于所述半导体衬底的杂质浓度。
3.按照权利要求1的装置，其中所述第1半导体区具有岛状形状。
4.按照权利要求1的装置，其中所述第1半导体区电连接到电荷电压转换部件上。
5.按照权利要求1的装置，其中所述第1半导体区电连接到MOS晶体管的栅极。
6.按照权利要求1的装置，其中形成多个等同于所述的光接收元件的光接收元件。
7.按照权利要求2的装置，其中形成多个等同于所述的光接收元件的光接收元件。
8.图象传感器，由在电路板上装配多个如权利要求6所述的光电转换装置构成。
9.图象传感器，由在电路板上装配多个如权利要求7所述的光电转换装置构成。
10.按照权利要求8的传感器，其中所述的第1半导体区具有岛状形状。
11.按照权利要求8的传感器，其中所述第1半导体区电连接到电荷-电压转换部件上。
12.按照权利要求8的传感器，其中所述第1半导体区电连接到MOS晶体管的栅极。
13.光电转换装置，其包括：
光接收元件，该光接收元件包含，
第1导电类型的第1半导体区，该第1半导体区是一个半导体衬底或形成在该半导体衬底中，
第2导电类型的第2半导体区，形成在所述第1半导体区的表面上，
第2导电类型的第3半导体区，形成在所述第2半导体区中，其杂质浓度较高于所述第2半导体区的杂质浓度，
第1导电材料，电连接到所述第3半导体区，
透明绝缘层，形成在所述第1导电材料上，
遮光层，形成在所述绝缘层上，具有开孔面积大于所述第2半导体区的开孔。
14.按照权利要求13的装置，还包括：
第1导电类型的第4半导体区，形成在所述第1半导体区的表面上，具有高于所述第1半导体区的杂质浓度。
15.按照权利要求13的装置，其中所述的绝缘层包括；
第1透明绝缘层，形成在所述第1半导体区上，具有小于所述第3半导体区的接触孔，
第2透明绝缘层，形成在所述第1绝缘层和所述第1导电材料上，和
所述第1导电材料，通过所述接触孔电连接到所述第3半导体区。
16.按照权利要求14的装置，其中所述绝缘层包括：
第1透明绝缘层，形成在所述第1半导体区上，具有小于所述第3半导体区的接触孔，和
第2透明绝缘层，形成在所述第1绝缘层和所述第1导电材料上，
所述第1导电材料，通过所述接触孔电连接到所述第3半导体区。
17.按照权利要求13的装置，其中，第1导电类型是n型导电类型，第2导电类型是P型导电类型，所述第1导电材料包括选自钛，钨，铂，钼，铪和钴组中的材料。
18.按照权利要求13的装置，其中，在所述第3和第1半导体区之间的结深大于所述第2和第1半导体区之间的结深。
19.按照权利要求13的装置，其中，所述第1半导体区的杂质浓度是1014～1016cm-3，
所述第2半导体区靠近表面的杂质浓度是1017～1019cm-3，
所述第3半导体区靠近表面的杂质浓度是1019～1021cm-3，
所述第2半导体区靠近表面的杂质浓度是1016～1018cm-3。
20.按照权利要求13的装置，其中，形成多个等同于所述光接收元件的光接收元件。
21.按照权利要求14的装置，其中，形成多个等同于所述光接收元件的光接收元件。
22.按照权利要求15的装置，其中形成多个等同于所述光接收元件的光接收元件。
23.图象传感器，由装配在电路板上的多个如权利要求20所述的光电转换装置构成。
24.按照权利要求23的传感器，其中，第1导电类型是n型导电类型，第2导电类型是P型导电类型，所述第1导电材料包含选自钛，钨，铂，钼，铪和钴组中的材料。
25.按照权利要求23的传感器，其中，第3和第1半导体区之间的结深大于所述第2和第1半导体区之间的结深。
26.按照权利要求23的传感器，其中，所述第1半导体区的杂质浓度是1014～1016cm-3，
所述第2半导体区靠近表面的杂质浓度是1017～1019cm-3，
所述第3半导体区靠近表面的杂质浓度是1019～1021cm-3，
所述第2半导体区靠近表面的杂质浓度是1016～1018cm-3。
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