JPH1074930A - 光電変換器、画像処理装置、及び光電変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 青感度の向上、トランジスタの応答高速化、
カラーラインセンサのメモリ容量の削減が困難。 【解決手段】 同導電型領域の二つの半導体領域と、こ
の二つの半導体領域と反対導電型の半導体領域とからな
るトランジスタの反対導電型の半導体領域に光を照射
し、同導電型領域よりなる二つの半導体領域の少なくと
も一方から増幅された出力を取り出す光電変換装置にお
いて、反対導電型の半導体領域を、光入射によって発生
した電荷を蓄積する半導体領域4004と、トランジスタの
ベースとなる半導体領域4005とに分けた。受光部と遮光
部とから構成され、光電変換出力を増幅可能な光電変換
装置において、受光部に光電変換部を形成し、遮光部に
増幅部を形成し、光電変換部と増幅部の入力領域とを配
線で接続させて、受光部と遮光部とを一定距離を隔てて
分離形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光電変換装置に係
り、特に受光部と遮光部とから構成され、光電変換出力
を増幅可能な光電変換装置や、同導電型領域よりなる二
つの半導体領域と、この二つの半導体領域と反対導電型
の半導体領域とからなる半導体トランジスタの該反対導
電型の半導体領域に光を照射し、前記同導電型領域より
なる二つの半導体領域の少なくとも一方から増幅された
出力を取り出す光電変換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ファクシミリ、複写機等に用いられる画
像読み取り装置に用いられる光電変換装置の一つに、光
照射により発生した電荷を蓄積し、蓄積された電荷に対
応する増幅された出力を取り出す光電変換装置がある。

【０００３】このような、光電変換装置の一つに、フォ
トトランジスタのベース領域に光を照射させ、キャリア
（ホール）を蓄積させ、エミッタ領域から増幅された電
流を取り出す光電変換装置がある。この場合、フォトト
ランジスタのベース領域を受光部に形成し、エミッタ領
域を遮光部に形成する。フォトトランジスタを用いた光
電変換装置は、フォトダイオードを用い、光電流を増幅
する機能を有しない光電変換装置と比べ、受光部のキャ
リアを増幅させることができ、感度を向上させ、ランダ
ムノイズを減少させ、Ｓ／Ｎ比を向上させることができ
る。

【０００４】図１５は、従来の光電変換装置を示す概略
的断面図である。

【０００５】同図において、１０１３はｎ型層でありフ
ォトトランジスタのコレクタ、１００３はｎ^- エピタキ
シャル層、１００５はフォトトランジスタのベース領域
であるｐ層、１００６はフォトトランジスタのエミッタ
領域であるｎ層、１００７−２はＡｌ等からなるエミッ
タ電極、８はＬＯＣＯＳ酸化膜である。Ｌは受光部を示
し、Ｄは遮光部を示す。

【０００６】このような光電変換装置を、図１６に示す
ようにカラーラインセンサ１１０１として用いる場合、
赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）用のラインセンサが３ラ
イン設けられ、各ラインセンサは遮光部１０１１と受光
部１０１２とから構成される。遮光部１０１１および受
光部１０１２のラインセンサ配列方向（図中Ａ方向）の
長さは、各々ｎビット及び１ビットである。１ビットは
一つの光センサセルの受光部に対応し、例えば一辺を１
０μｍの正方形状とする。

【０００７】このように、ＲＧＢに対応する各ラインセ
ンサは位置的に異っているために、原稿のあるラインの
Ｒ信号を得た時点で、Ｇ信号はそのラインから（ｎ＋
２）ライン目の原稿位置、Ｂ信号は（２ｎ＋３）ライン
目の原稿位置の各信号となる。したがって、同じ原稿位
置のＲＧＢ信号を得るためには、ＲＧＢ信号を各々サン
プルホールド回路（Ｓ／Ｈ）１０１４およびＡ／Ｄ変換
回路１０１５を介して少なくとも先に出力したＧＢ信号
を外部メモリ１１０２に格納する必要がある。

【０００８】また、このような光電変換装置に関しては
例えば欧州特許出願公開第０１３２０７６号明細書に示
されている。

【０００９】図１７（Ａ）は、光電変換装置の一構成例
をより具体的に説明するための概略的平面図、図１７
（Ｂ）は、図１７（Ａ）に示されるＡ−Ａ′線で図１７
（Ａ）を切断した場合の模式的切断面図である。

【００１０】各図において、ｎシリコン基板３２０１上
に光電変換セルが配列されており、各セルはＳｉＯ₂ 、
Ｓｉ₃ Ｎ₄ 、またはポリシリコン等により成る素子分離
領域３２０２によって隣接するセルから電気的に絶縁さ
れている。

【００１１】各セルは次のような構成を有する。

【００１２】エピタキシャル技術等で形成される不純物
濃度の低いｎ^- 領域３２０３上にはｐ型不純物（たとえ
ばボロン等）をドーピングすることでｐ−ベース領域３
２０４およびｐ領域３２０５が形成され、ｐベース領域
３２０４にはｎ⁺ エミッタ領域３２０６が形成されてい
る。

【００１３】ｐベース領域３２０４とｐ領域３２０５と
は後述するｐチャネルＭＯＳトランジスタのソースおよ
びドレインともなっている。

【００１４】このように各領域が形成されたｎ^- 領域３
２０３上には酸化膜３２０７が形成され、酸化膜３２０
７上に前記ＭＯＳトランジスタのゲート電極３２０８
と、キャパシタ電極３２０９とが形成されている。キャ
パシタ電極３２０９は酸化膜３２０７を挟んでｐベース
領域３２０４に対向し、ベース電位を制御するためのキ
ャパシタを構成する。

【００１５】その他、ｎ⁺ エミッタ領域３２０６に接続
されたエミッタ電極３２１０、ｐ領域３２０５に接続さ
れた電極３２１１、そして基板３２０１の裏面にオーミ
ックコンタクト層を挟んでコレクタ電極３２１２がそれ
ぞれ形成されている。

【００１６】次に、上記光電変換セルの動作を説明す
る。

【００１７】光はｐベース領域３２０４側から入射し、
光量に対応したキャリア（ここではホール）がｐベース
領域３２０４に蓄積される（蓄積動作）。

【００１８】蓄積されたキャリアによってベース電位は
変化し、その電位変化をエミッタ電極３２１０から読出
すことで、入射光量に対応した電気信号を得ることがで
きる（読出し動作）。

【００１９】次に、ｐベース領域３２０４に蓄積された
ホールを除去するリフレッシュ動作について説明する。

【００２０】図１８（Ａ）および図１８（Ｂ）は、夫々
リフレッシュ動作を説明するための電圧波形図である。

【００２１】図１８（Ａ）に示されるように、ＭＯＳト
ランジスタは、ゲート電極３２０８にしきい値以上の負
電圧が印加された時だけＯＮ状態となる。

【００２２】又、図１８（Ｂ）に示されているように、
リフレッシュ動作を行うには、エミッタ電極３２１０を
接地するとともに、電極３２１１を接地電位にしてお
く。そして、まず、ゲート電極３２０８に負電圧を印加
してｐチャネルＭＯＳトランジスタをＯＮさせる。これ
によって、ｐベース領域３２０４の電位は、蓄積電位の
高低に関係なく一定値となる。続いて、キャパシタ電極
３２０９にリフレッシュ用正電圧パルスを印加すること
で、ｐベース領域３２０４はｎ⁺ エミッタ領域３２０６
に対して順方向にバイアスされ、蓄積されたホールが接
地されたエミッタ電極３２１０を通して除去される。そ
して、リフレッシュパルスが立下がった時点でｐベース
領域３２０４は負電位の初期状態に復帰する（リフレッ
シュ動作）。このように、ｐベース領域３２０４の電位
をＭＯＳトランジスタによって一定電位にした後、リフ
レッシュパルスを印加して残留電荷の消去を行うため
に、前回の蓄積電位に依存することなく新たな蓄積動作
を行うことができる。また、残留電荷を迅速に消滅させ
ることができ、高速動作が可能となる。

【００２３】以後、同様に蓄積、読出し、リフレッシュ
という各動作が繰り返される。

【００２４】ここで光励起によってベースに蓄積された
ホールによりベースに発生する電位Ｖ_P はＶ_P ＝Ｑ／Ｃ
で与えられる。Ｑはベースに蓄積されたホールの電荷
量、Ｃはベースに接続されている容量である。この式に
より明白な様に、高集積化された場合、セル・サイズの
縮少と共にＱもＣも共に小さくなることにより、光励起
により発生する電位Ｖ_P は、ほぼ一定に保たれる。した
がって、ここで提案されている方式は、高解像度化に対
しても有利なものとなる。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
光電変換装置において、より青感度を高め、また半導体
トランジスタの応答をより高速化することが必要な場合
があり、より一層の特性の改善が望まれていた。

【００２６】又、図１５及び図１６を用いて説明したカ
ラーラインセンサ１１０１を用いて画像処理を行う場
合、同じ原稿位置のＲＧＢ信号を得るためには、先に出
力したＧＢ信号を外部メモリに格納するために、外部メ
モリの容量が一定値以上必要となるが、コストの低減等
の要求から必要なメモリ容量の削減が望まれていた。

【００２７】更に、フォトトランジスタのベース領域に
おいて、その大きさ、不純物濃度等が、光電変換領域と
して最適な条件と、バイポーラトランジスタとして最適
な条件とが異るために最適化が難しいという問題点があ
り、より一層の改善が望まれていた。

【００２８】本発明は、より一層感度が高くなかでも青
感度を高め、入力信号に対して高速応答可能な光電変換
装置を提供することを目的とする。

【００２９】又、本発明はセンサー部とスイッチング部
との最適化を図ることを、より具体的には、フォトトラ
ンジスタのベース領域における最適条件とバイポーラト
ランジスタとしての最適条件との最適化を図ることがで
きる光電変換装置を提供することも目的とする。

【００３０】更に本発明は、光電変換装置を有するシス
テム設計及び光学設計の自由度をあげそれ等の設計の簡
易化を図ることができる光電変換装置を提供することも
目的とする。

【００３１】

【課題を解決するための手段】本発明の光電変換装置
は、同導電型領域よりなる二つの半導体領域と、この二
つの半導体領域と反対導電型の半導体領域とからなる半
導体トランジスタの該反対導電型の半導体領域に光を照
射し、前記同導電型領域よりなる二つの半導体領域の少
なくとも一方から増幅された出力を取り出す光電変換装
置において、前記反対導電型の半導体領域を、光入射に
よって発生した電荷を蓄積する半導体領域と、半導体ト
ランジスタの制御電極領域となる半導体領域とに分けて
形成したことを特徴とする。

【００３２】また、本発明の光電変換装置は、受光部と
遮光部とから構成され、光電変換出力を増幅可能な光電
変換装置において、前記受光部に光電変換部を形成し、
前記遮光部に増幅部を形成し、前記光電変換部と前記増
幅部の入力領域とを配線で接続させて、前記受光部と前
記遮光部とを一定距離を隔てて分離形成したことを特徴
とする。

【００３３】加えて、本発明の光電変換装置は、第１の
導電型の第１半導体領域と、該第１半導体領域上に設け
られた第１の導電型の第２半導体領域と、該第２半導体
領域に接して設けられた第２の導電型の第３半導体領域
と、該第３の半導体領域と前記第２半導体領域とに接し
て設けられた第２の導電型の第４半導体領域と、該第４
半導体領域に接して設けられた第１の導電型の第５半導
体領域と、前記第２半導体領域に接して設けられた第２
の導電型の第６半導体領域と、を備え、前記第３半導体
領域が光入射領域とされ、前記第１、第２、第４、第５
半導体領域と前記第２、第４、第６半導体領域とは夫々
トランジスタを構成する要素とされていることを特徴と
する。

【００３４】更に、本発明の光電変換装置は、第１の導
電型の第１半導体領域と、該第１半導体領域に接して設
けられた第１の導電型の第２半導体領域と、該第２半導
体領域に接して設けられた第２の導電型の第３半導体領
域と、該第３の半導体領域と導電材を介して電気的に接
続され前記第２半導体領域に接して設けられた第２の導
電型の第４半導体領域と、該第４半導体領域に接して設
けられた第１の導電型の第５半導体領域と、を備え、前
記第３半導体領域が光入射領域とされ、前記第１、第
２、第４、第５半導体領域がトランジスタを構成する要
素とされていることを特徴とする。

【００３５】

【作用】本発明の光電変換装置は、反対導電型の半導体
領域を電荷を光入射によって発生した蓄積する半導体領
域と、半導体トランジスタの制御電極領域となる半導体
領域とに分けて形成することにより、光入射によって電
荷を発生・蓄積する半導体領域の不純物濃度、厚さ等の
製造条件と、半導体トランジスタの制御電極領域となる
半導体領域の不純物濃度、不純物濃度分布、厚さ等の製
造条件とを各々の半導体領域で任意に最適化可能とした
ものである。

【００３６】又、本発明の光電変換装置は、前記受光部
に光電変換部を形成し、前記遮光部に増幅部を形成し、
前記光電変換部と前記増幅部の入力領域とを配線で接続
させて、前記受光部と前記遮光部とを一定距離を隔てて
分離形成することで、増幅機能を持たせるとともに、受
光部と遮光部とを分離し作製し、受光部同士を隣接して
形成することを可能とするものである。

【００３７】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。

【００３８】図１は本発明の光電変換装置の第一実施例
を説明するための概略的構成図であり、図１（Ａ）は光
電変換セルの模式的平面図を、図１（Ｂ）は図１（Ａ）
の模式的平面図のＡ−Ａ′線で切断した場合の模式的縦
断面図を示す。

【００３９】この光電変換セルは、図１（Ａ），（Ｂ）
に示す如く、リン（Ｐｈ）、アンチモン（Ｓｂ）、ヒ素
（Ａｓ）等の周期律表第Ｖ族に属する原子を不純物とし
てドープしてｎ型とされたシリコン基板１あるいはボロ
ン（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）等の周期律表第III 族
に属する原子を不純物としてドープしてｐ型とされたシ
リコン基板４００１、この基板４００１上に形成された
埋め込み領域（ｎ⁺ ）４００２、この埋め込み領域４０
０２上に形成されたエピタキシャル技術等で形成される
不純物濃度の低いｎ^- 領域４００３、ｎ^- 領域４００３
上に不純物拡散、イオン注入、エピタキシャル技術等を
用いて形成されるボロン（Ｂ）等の不純物をドープした
受光部ｐ^- 領域４００４、ｐ^- 領域４００４と同様な技
術を用いて作成するバイポーラ・トランジスタのベース
およびＭＯＳトランジスタのソースとなるｐ⁺ 領域４０
０５、ｐ⁺ 領域４００５に形成されるバイポーラ・トラ
ンジスタのエミッタとなるｎ⁺ 領域４００６、ＭＯＳト
ランジスタのドレインとなるｐ⁺ 領域４００７、チャネ
ル・ストップとなるｎ⁺ 領域４００８、バイポーラ・ト
ランジスタのコレクタ抵抗を下げるためのｎ⁺ 領域４０
０９、ＭＯＳトランジスタのゲートとなるポリシリコ
ン、金属等の電極４１０１、電極４１０１と接続されて
いる電極配線４１０８、バイポーラ・トランジスタのエ
ミッタに接続されているポリシリコン、金属等の電極配
線４１０２，４１０３，４１０４、ＭＯＳトランジスタ
のドレインと接続されている電極配線４１０９、ｎ⁺ 領
域４００９と接続されている配線電極４１１０、電極、
配線、素子間を分離するための絶縁膜４１０５，４１０
６，４１０７を有している。なお、簡易化のために図１
（Ａ）においては、絶縁膜４１０５，４１０６，４１０
７および電極配線４１０４は省略してある。

【００４０】以下、上記光電変換装置の動作について説
明する。

【００４１】図２（Ａ）は図１（Ｂ）を同図に示される
Ｂ−Ｂ′の部分で切断した場合の切断面を示す模式的拡
大図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の深さ方向（図２
（Ａ）の左右方向）におけるポテンシャル図である。

【００４２】図２（Ａ）において、Ｗは空乏層幅、ｘ
ｐ，ｘｎは夫々ｐ^- 領域、ｎ^- 領域の空乏層幅、ｐ^- 領
域の深さはｘｊとして示してある。

【００４３】図２（Ｂ）において、Ｗは空乏層幅、ｘｄ
はｐ^- 領域の中性領域を示す。

【００４４】空乏層（空乏層幅Ｗ内）中で光吸収する
と、生成された電子、正孔はドリフトによりすみやかに
移動し、その再結合はおこらないので光に対する感度は
高いが、中性領域（中性領域幅ｘｄ内）で光吸収がおこ
ると、生成された電子は拡散で移動するために、正孔と
再結合をおこし光に対する感度が低くなる。故に受光部
においては、表面の中性領域は少ない方が良い。しか
し、表面が空乏化すると、半導体と絶縁層の界面で光の
入射にかかわりなく、キャリアが生成されて雑音となる
ため、表面は中性領域であるのがよい。

【００４５】図３は、ＳｉとＧｅの光の波長に対する吸
収係数を説明するための特性図である。

【００４６】同図に示されるように、Ｓｉ，Ｇｅいずれ
に対しても波長の短い方が吸収係数が大きい。今、Ｓｉ
を材料として考えると、青色（λ＝０．４５μｍ）、緑
色（λ＝０．５３μｍ）、赤色（λ＝０．６５μｍ）に
おいて、吸収係数はそれぞれ青色〜２×１０⁴ ｃｍ^-1、
緑色〜７．５×１０³ ｃｍ^-1、赤色〜３×１０³ ｃｍ ^-1
であり、色に半値幅を０．０５μｍ程考えると、Ｓｉ中
での光の吸収は青色〜１μｍ、緑色〜２μｍ、赤色〜５
μｍ深さにおいて充分行なわれる。故に半導体表面にお
ける中性領域の厚さｘｄの影響を青色が最も受けること
となり、この厚さによっては感度がおちる。

【００４７】空乏層幅は次のような関係式で示される。 Ｗ：空乏層幅、ｘｐ：ｐ^- 領域空乏層幅、ＮA：ｐ^- 領
域不純物密度、ＮD：ｎ ^- 領域不純物密度、εｓ：誘電
率、ｎｉ：真正キャリヤ密度、ＶR：逆バイアス電圧。

【００４８】図４は、逆バイアス電圧ＶR ＝５Ｖにおけ
るｐ^- 不純物密度ＮAと全空乏層幅Ｗとの関係を説明す
る特性図である。

【００４９】同図において、横軸はｐ^- 不純物密度Ｎ
A、縦軸は全空乏層幅Ｗを示し、パラメータはｎ^- 領域
不純物密度ＮDを示す。例えば、青、緑、赤の全部を効
率よく検出しようとすると、全空乏層幅を５μｍ程度必
要となるが、そのとき、ＮDが２×１０¹⁴ｃｍ^-3以下で
なければならないことがこの特性図から読める。

【００５０】光電変換装置の分光感度は近似的に次式で
表わされる。 λ：光の波長、α：光の吸収係数（ｃｍ^-1）、ｘｄ：不
感領域（中性領域）、Ｗ：高感度領域（空乏層幅）、
Ｔ：半導体中に入射する光量の割合（透過率）。

【００５１】上式（４）からわかるように、感度ｘｄの
厚さにより、敏感に影響するため、ｘｄは薄い方がよ
い。また感度には波長依存があり、青色は赤色に比べ、
感度が低くなる。なお、分光感度を相対的に補正するた
めにＷを小さくして最適化することも可能である。

【００５２】図４から読める如くｎ^- 領域の濃度を制御
することにより可能である。青色の感度を高めるために
は、中性領域ｘｄを小さくした方がよい。

【００５３】図５は、ｐ^- 不純物密度ＮAとｐ層空乏層
の厚みｘｐとの関係を説明する特性図である。

【００５４】同図において、横軸はｐ^- 不純物密度Ｎ
A、縦軸はｐ層空乏層の厚みｘｐを示し、パラメータは
ｎ^- 領域不純物密度ＮDを示す。

【００５５】同図において、例えばＮD＝１０¹⁴ｃｍ^-3
で、ｐ領域のＮA＝１０¹⁵ｃｍ^-3とすると、ｘｐ＝０．
６μｍである。

【００５６】ｐ領域のｘｊを０．７μｍとすると不感領
域は０．１μｍとすることができ、青感度を高める最適
化が可能である。又、表面の０．１μｍのみを不純物密
度を高くし、深い領域を不純物密度を低くし、表面０．
１μｍより深い領域を空乏化するのもよい。

【００５７】本発明においては、光入射によって発生し
た電荷を蓄積する受光部のｐ^- 領域と、バイポーラ・ト
ランジスタのベース領域となるｐ⁺ 領域とに分けて形成
することにより、受光表面は中性領域を保ち、且つ、表
面近傍より深い所は空乏化させ、空乏層全体の厚さは分
光感度の使用に従い、ｎ^- 領域の濃度を決定することが
可能である。

【００５８】図６は、本発明による光電変換装置の駆動
回路の一実施例を説明するための概略的回路図である。

【００５９】本実施例では、センサ（Ｓ１，Ｓ３・・・）
がライン状に配列されたラインセンサについて説明す
る。

【００６０】各センサＳは、バイポーラ・トランジスタ
と、そのベースに接続されたリセットトランジスタＱre
sとから構成される。バイポーラ・トランジスタのベー
スに入射光により励起されたキャリアが蓄積され、エミ
ッタへ読出される。そしてＱresをＯＮすることで一定
電位にリセットされる。

【００６１】各センサＳのＱresのゲート電極には、Ｏ
Ｎ／ＯＦＦ制御するためのパルスφresが入力され、Ｑr
esの他方の主電極には一定電圧Ｖbgが印加される。

【００６２】各センサＳのコレクタ電極には一定の正電
圧が印加されており、エミッタ電極は垂直ラインＬ（Ｌ
１，Ｌ２・・・）に各々接続される。

【００６３】各垂直ラインＬには、トランジスタＱvrs
を介して一定電圧Ｖegが印加され、Ｑvrsのゲート電極
にはＯＮ／ＯＦＦ制御のためのパルスφresが入力され
る。

【００６４】また、各垂直ラインＬは、蓄積用キャパシ
タＣｔに各々接続され、更にトランジスタＱｔを介して
バイポーラトランジスタＢＰＴ２から信号が出力され
る。

【００６５】以下、本発明の光電変換装置の他の実施例
について説明する。なお、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に
示した実施例と同一構成部材について同一符号を付して
説明を省略する。

【００６６】図７は本発明の第二実施例を説明するため
の概略的断面図である。

【００６７】同図に示すように、本実施例は、受光領域
たるｐ^- 領域４００４の表面のみにｐ⁺ 領域４０１０、
バイポーラトランジスタのベース下に不純物密度の高い
ｎ領域４０１１を設けて、コレクタ抵抗を下げたもので
ある。

【００６８】図８は、本発明の第三実施例を説明するた
めの概略的断面図である。

【００６９】同図に示すように、本実施例は、受光領域
たるｐ^- 領域４００４をバイポーラトランジスタのエミ
ッタ下部まで拡張し、バイポーラトランジスタをドリフ
トベース形にして、高速化を測った構造である。図６で
示した出力側のバイポーラトランジスタＢＰＴ２も当然
この構造がとれることは言うまでもない。

【００７０】図９は、本発明の第四実施例を説明するた
めの概略的断面図である。

【００７１】同図に示すように、本実施例は、ｎ領域４
０１１を深くし、埋め込み領域まで到達してコレクタ抵
抗を下げたものである。

【００７２】図１０は、本発明の第五実施例を説明する
ための概略的断面図である。

【００７３】同図に示すように、本実施例は、埋め込み
領域をバイポーラトランジスタ等の場所のみに限定した
構造である。

【００７４】同図に示すように、設計により、受光部の
ｎ^- 領域とｐ基板を考えると、ｎ^-とｐ基板の間に中性
領域がなくなり、センサセル間の横方向のキャリア拡散
の原因がなくなり、スミア、ＮＴＦの改良についても良
くなる。

【００７５】以上説明した実施例において、Ｓｉだけで
なく他の半導体材料においても適用できる。また、ｎと
ｐを全部入れかえた構造においても用いることができ
る。

【００７６】又、以上の実施例中にあるように、コレク
タ抵抗を下げることでトランジスタの特性を向上させる
ことができる（具体的には、トランジスタの増巾特性、
スイッチング特性等を向上させることができる）。

【００７７】上記した実施例によって上述した目的はよ
り一層効果的に達成することが可能になる。

【００７８】図１１は本発明の光電変換装置の第六実施
例を説明するための概略的断面図である。

【００７９】本実施例は、フォトダイオードのアノード
とバイポーラトランジスタのベース領域を別工程で作製
した光電変換装置である。

【００８０】同図において、１００１はｐ型基板であ
り、１００２はバイポーラトランジスタのコレクタであ
るｎ型埋め込み層、１００３はｎ^- エピタキシャル層、
１００４は増幅部としてのバイポーラトランジスタのベ
ース領域であるｐ層、１００５は光電変換部としてのフ
ォトダイオードのアノードであるｐ層、１００６はバイ
ポーラトランジスタのエミッタ領域であるｎ層、１００
７_-1はＡｌ等の導電材からなり、フォトダイオードのア
ノードであるｐ層１００５とバイポーラトランジスタの
ベース領域であるｐ層１００４とを接続する配線、１０
０７_-2はＡｌ、ポリシリコン等の導電材からなるエミッ
タ電極、１００８はＬＯＣＯＳ酸化膜である。Ｌは受光
部を示し、Ｄは遮光部を示す。

【００８１】同図に示すように、受光部に設けるフォト
ダイオードと遮光部に設けるバイポーラトランジスタは
配線１００７_-1によって接続されており、一定の距離を
隔てて受光部と遮光部を形成することが可能となる。

【００８２】カラーラインセンサとして本発明の光電変
換装置を用いる場合、図１３に示すように赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）用のラインセンサの外側に設けること
ができ、赤の受光部と緑の受光部を隣接して形成するこ
とが可能となる。このため、原稿のあるラインのＲ信号
を得た時点で、Ｇ信号はそのラインから２ライン目の原
稿位置、Ｂ信号は（ｎ＋３）ライン目の原稿位置の各信
号となり、前述した図１６のカラーラインセンサと比べ
て記憶しておくべき先に出力したＧＢ信号の量は減少
し、外部メモリの容量はより小さくてもすむこととな
る。

【００８３】本実施例においては、バイポーラトランジ
スタのベース領域であるｐ層１００４とフォトダイオー
ドのアノードであるｐ層１００５とは不純物拡散が独立
に制御されており、拡散領域の大きさ、不純物濃度等を
独立に制御することができ、フォトダイオードの分光感
度特性を所望の波長感度に合わせることが可能となり、
またバイポーラトランジスタの増幅率、応答速度等の特
性を所望の最適値に設定することが可能となる。

【００８４】図１２は本発明の光電変換装置の第七実施
例を説明するための概略的断面図である。

【００８５】本実施例は、バイポーラトランジスタにｐ
⁺ 領域を形成するとともに、バイポーラトランジスタの
コレクタ領域を個別に作製した光電変換装置である。な
お、前述した第一実施例と同一構成部材については、同
一符号を付して説明を省略する。

【００８６】同図において、１００４_-1はフォトダイオ
ードのアノードであるｐ層、１００４_-2はバイポーラト
ランジスタのベース領域であるｐ層であり、同時に作製
される。１００６_-2はバイポーラトランジスタのエミッ
タ領域であるｎ層である。１００９はｐ⁺ 層であり、周
波数特性の改善のために高不純物濃度領域を設けたもの
である。１０１０はバイポーラトランジスタのコレクタ
領域であるｎ層であり、１００６_-3はｎ⁺ 層、１００７
_-3はＡｌ、ポリシリコン等の導電材からなるコレクタ電
極である。

【００８７】同図に示すように、分離形成された受光部
に設けるフォトダイオードと遮光部に設けるバイポーラ
トランジスタ配線１００７_-1によって接続されており、
第一実施例と同様な効果を得ることができ、図１３に示
したカラーラインセンサを構成することができる。

【００８８】次に、前述した本発明の光電変換装置を適
用した画像読取装置の一例を示す。

【００８９】図１４は、画像読取装置の一例の概略的構
成図である。

【００９０】同図において、原稿５２０１は読取り部５
２０５に対して相対的に矢印Ｙ方向に機械的に移動す
る。また、画像の読み取りは、イメージセンサ５２０４
によって矢印Ｘ方向に走査することで行われる。

【００９１】まず、光源５２０２からの光は原稿５２０
１で反射し、その反射光が結像光学系５２０３を通して
本発明の光電変換装置たるイメージセンサ５２０４上に
像を結像する。これによって、イメージセンサ５２０４
には入射光の強さに対応したキャリアが蓄積され、光電
変換されて画像信号として出力する。この画像信号は、
ＡＤ変換器５２０６によりデジタル変換され、画像処理
部５２０７内のメモリに画像データとして取り込まれ
る。そして、シェーディング補正、色補正等の処理が行
なわれ、パソコン５２０８又はプリンタ等へ送信され
る。

【００９２】こうしてＸ方向の走査の画像信号転送が終
了すると、原稿５２０１がＹ方向へ相対的に移動し、以
下同様の動作を繰り返すことで、原稿５２０１の前画像
を電気信号に変換し画像情報として取り出すことができ
る。

【００９３】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、反対導電型
の半導体領域を、光入射によって発生した電荷を蓄積す
る半導体領域と、半導体トランジスタの制御電極領域と
なる半導体領域とに分けて形成したことを特徴とする本
発明の光電変換装置によれば、増幅部の入力領域と光電
変換部とを独立に作製可能であり、拡散領域の大きさ、
不純物濃度、構成等を独立に制御することができ、光電
変換部の分光感度特性を所望の波長感度に合わせること
が可能となり、また増幅部の増幅率、応答速度等の特性
を所望の最適値に設定することが可能となり、所望の性
能を有するデバイスを設計することができる。

【００９４】更に、上記光電変換装置によれば、光入射
によって電荷を発生・蓄積する半導体領域の不純物濃
度、厚さ等の最適製造条件と、半導体トランジスタの制
御電極領域となる半導体領域の不純物濃度、不純物濃度
分布、厚さ等の最適な製造条件とを各の半導体領域で任
意に設定可能となる。その結果、受光部と半導体トラン
ジスタ部を別々に設計でき、青感度を高めると同時に、
半導体トランジスタの高速化を図ることができる。

【００９５】また、受光部に光電変換部を形成し、遮光
部に増幅部を形成し、前記光電変換部と前記増幅部の入
力領域とを配線で接続させて、前記受光部と前記遮光部
とを一定距離を隔てて分離形成したことを特徴とする本
発明の光電変換装置によれば、増幅機能をもたせるとと
もに、受光部と遮光部とを分離して作製し、受光部を隣
接して形成することが可能となる。その結果、システム
設計および光学設計の簡易化を図ることができる。

【００９６】なお、反対導電型の半導体領域を、光入射
によって発生した電荷を蓄積する半導体領域と、半導体
トランジスタの制御電極領域となる半導体領域とに分け
て形成したことを特徴とする本発明の光電変換装置と、
受光部に光電変換部を形成し、遮光部に増幅部を形成
し、前記光電変換部と前記増幅部の入力領域とを配線で
接続させて、前記受光部と前記遮光部とを一定距離を隔
てて分離形成したことを特徴とする本発明による光電変
換装置とを組み合わせることにより、より性能を向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ），（Ｂ）は、夫々本発明の光電変換装置
の第一実施例を説明するための概略的構成図であり、
（Ａ）は模式的平面図、（Ｂ）は模式的縦断面図であ
る。

【図２】（Ａ）は、図１（Ｂ）のＢ−Ｂ′部分で図１
（Ｂ）を切断した場合の模式的拡大図であり、（Ｂ）は
（Ａ）の深さ方向におけるポテンシャル図である。

【図３】ＳｉとＧｅの光の波長に対する吸収係数を説明
する特性図である。

【図４】逆バイアス電圧ＶR ＝５Ｖにおけるｐ−不純物
密度ＮA と全空乏層幅Ｗとの関係を説明する特性図であ
る。

【図５】ｐ−不純物密度ＮA とｐ層空乏層の厚みｘｐと
の関係を説明する特性図である。

【図６】本発明による光電変換装置の駆動回路の一実施
例を説明するための概略的回路図である。

【図７】本発明の第二実施例を説明するための概略的断
面図である。

【図８】本発明の第三実施例を説明するための概略的断
面図である。

【図９】本発明の第四実施例を説明するための概略的断
面図である。

【図１０】本発明の第五実施例を説明するための概略的
断面図である。

【図１１】本発明の光電変換装置の第六実施例を説明す
るための概略的断面図である。

【図１２】本発明の光電変換装置の第七実施例を説明す
るための概略的断面図である。

【図１３】本発明の光電変換装置を用いた画像読み取り
系を説明するための概略的構成図である。

【図１４】画像読取装置の一例の概略的構成図である。

【図１５】従来の光電変換装置の構成を説明する概略的
断面図である。

【図１６】従来の光電変換装置を用いた画像読取系を説
明するための概略的構成図である。

【図１７】（Ａ）は、光電変換装置の一構成例の概略的
平面図、（Ｂ）は、（Ａ）のＡ−Ａ′線で（Ａ）を切断
した場合の模式的切断面図である。

【図１８】（Ａ）および（Ｂ）は、夫々リフレッシュ動
作を説明するための電圧波形図である。

【符号の説明】

４００１ シリコン基板 ４００２ 埋め込み領域 ４００３ ｎ^- 領域 ４００４ ｐ^- 領域 ４００５ ｐ⁺ 領域 ４００６ ｎ⁺ 領域 ４００７ ｐ⁺ 領域 ４００８ ｎ⁺ 領域 ４００９ ｎ⁺ 領域 ４１０１ 電極 ４１０２，４１０３，４１０４，４１０８，４１０９，
４１１０ 電極配線 ４１０５，４１０６，４１０７ 絶縁膜

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【手続補正書】

【提出日】平成９年８月１１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】 光電変換器、画像処理装置、及び光電
変換装置

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光電変換器、画像処
理装置、及び光電変換装置に係わり、特に受光部と遮光
部とを有する光電変換器、受光部，遮光部，信号処理
部，メモリー部を有する画像処理装置、受光部，遮光部
を有するラインセンサーを複数備えた光電変換装置等に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ファクシミリ、複写機等に用いられる画
像読み取り装置に用いられる光電変換器の一つに、光照
射により発生した電荷を蓄積し、蓄積された電荷に対応
する増幅された出力を取り出す光電変換器がある。

【０００３】このような、光電変換器の一つに、フォト
トランジスタのベース領域に光を照射させ、キャリア
（ホール）を蓄積させ、エミッタ領域から増幅された電
流を取り出す光電変換器がある。この場合、フォトトラ
ンジスタのベース領域を受光部に形成し、エミッタ領域
を遮光部に形成する。フォトトランジスタを用いた光電
変換器は、フォトダイオードを用い、光電流を増幅する
機能を有しない光電変換器と比べ、受光部のキャリアを
増幅させることができ、感度を向上させ、ランダムノイ
ズを減少させ、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。

【０００４】図１５は、従来の光電変換器を示す概略的
断面図である。同図において、１０１３はｎ型層であり
フォトトランジスタのコレクタ、１００３はｎ^- エピタ
キシャル層、１００５はフォトトランジスタのベース領
域であるｐ層、１００６はフォトトランジスタのエミッ
タ領域であるｎ層、１００７−２はＡｌ等からなるエミ
ッタ電極、８はＬＯＣＯＳ酸化膜である。Ｌは受光部を
示し、Ｄは遮光部を示す。

【０００５】このような光電変換器を、図１６に示すよ
うにカラーラインセンサ１１０１として用いる場合、赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）用のラインセンサが３ライ
ン設けられ、各ラインセンサは遮光部１０１１と受光部
１０１２とから構成される。遮光部１０１１および受光
部１０１２のラインセンサ配列方向（図中Ａ方向）の長
さは、各々ｎビット及び１ビットである（即ち、遮光部
は受光部の幅の整数倍の幅を有する。）。１ビットは一
つの光センサセルの受光部に対応し、例えば一辺を１０
μｍの正方形形状とする。

【０００６】このように、ＲＧＢに対応する各ラインセ
ンサは位置的に異っているために、原稿のあるラインの
Ｒ信号を得た時点で、Ｇ信号はそのラインから（ｎ＋
２）ライン目の原稿位置、Ｂ信号は（２ｎ＋３）ライン
目の原稿位置の各信号となる。したがって、同じ原稿位
置のＲＧＢ信号を得るためには、ＲＧＢ信号を各々サン
プルホールド回路（Ｓ／Ｈ）１０１４およびＡ／Ｄ変換
回路１０１５を介して少なくとも先に出力したＧＢ信号
を外部メモリ１１０２に格納する必要がある。

【０００７】また、このような光電変換器に関しては例
えば欧州特許出願公開第０１３２０７６号明細書に示さ
れている。図１７（Ａ）は、光電変換器の一構成例をよ
り具体的に説明するための概略的平面図、図１７（Ｂ）
は、図１７（Ａ）に示されるＡ−Ａ′線で図１７（Ａ）
を切断した場合の模式的切断面図である。

【０００８】各図において、ｎシリコン基板３２０１上
に光電変換セルが配列されており、各セルはＳｉＯ₂ 、
Ｓｉ₃ Ｎ₄ 、またはポリシリコン等により成る素子分離
領域３２０２によって隣接するセルから電気的に絶縁さ
れている。各セルは次のような構成を有する。

【０００９】エピタキシャル技術等で形成される不純物
濃度の低いｎ^- 領域３２０３上にはｐ型不純物（たとえ
ばボロン等）をドーピングすることでｐ−ベース領域３
２０４およびｐ領域３２０５が形成され、ｐベース領域
３２０４にはｎ⁺ エミッタ領域３２０６が形成されてい
る。

【００１０】ｐベース領域３２０４とｐ領域３２０５と
は後述するｐチャネルＭＯＳトランジスタのソースおよ
びドレインともなっている。このように各領域が形成さ
れたｎ^- 領域３２０３上には酸化膜３２０７が形成さ
れ、酸化膜３２０７上に前記ＭＯＳトランジスタのゲー
ト電極３２０８と、キャパシタ電極３２０９とが形成さ
れている。キャパシタ電極３２０９は酸化膜３２０７を
挟んでｐベース領域３２０４に対向し、ベース電位を制
御するためのキャパシタを構成する。

【００１１】その他、ｎ⁺ エミッタ領域３２０６に接続
されたエミッタ電極３２１０、ｐ領域３２０５に接続さ
れた電極３２１１、そして基板３２０１の裏面にオーミ
ックコンタクト層を挟んでコレクタ電極３２１２がそれ
ぞれ形成されている。次に、上記光電変換セルの動作を
説明する。

【００１２】光はｐベース領域３２０４側から入射し、
光量に対応したキャリア（ここではホール）がｐベース
領域３２０４に蓄積される（蓄積動作）。蓄積されたキ
ャリアによってベース電位は変化し、その電位変化をエ
ミッタ電極３２１０から読出すことで、入射光量に対応
した電気信号を得ることができる（読出し動作）。

【００１３】次に、ｐベース領域３２０４に蓄積された
ホールを除去するリフレッシュ動作について説明する。
図１８（Ａ）および図１８（Ｂ）は、夫々リフレッシュ
動作を説明するための電圧波形図である。

【００１４】図１８（Ａ）に示されるように、ＭＯＳト
ランジスタは、ゲート電極３２０８にしきい値以上の負
電圧が印加された時だけＯＮ状態となる。又、図１８
（Ｂ）に示されているように、リフレッシュ動作を行う
には、エミッタ電極３２１０を接地するとともに、電極
３２１１を接地電位にしておく。そして、まず、ゲート
電極３２０８に負電圧を印加してｐチャネルＭＯＳトラ
ンジスタをＯＮさせる。これによって、ｐベース領域３
２０４の電位は、蓄積電位の高低に関係なく一定値とな
る。続いて、キャパシタ電極３２０９にリフレッシュ用
正電圧パルスを印加することで、ｐベース領域３２０４
はｎ⁺ エミッタ領域３２０６に対して順方向にバイアス
され、蓄積されたホールが接地されたエミッタ電極３２
１０を通して除去される。そして、リフレッシュパルス
が立下がった時点でｐベース領域３２０４は負電位の初
期状態に復帰する（リフレッシュ動作）。このように、
ｐベース領域３２０４の電位をＭＯＳトランジスタによ
って一定電位にした後、リフレッシュパルスを印加して
残留電荷の消去を行うために、前回の蓄積電位に依存す
ることなく新たな蓄積動作を行うことができる。また、
残留電荷を迅速に消滅させることができ、高速動作が可
能となる。

【００１５】以後、同様に蓄積、読出し、リフレッシュ
という各動作が繰り返される。ここで光励起によってベ
ースに蓄積されたホールによりベースに発生する電位Ｖ
_P はＶ_P ＝Ｑ／Ｃで与えられる。Ｑはベースに蓄積され
たホールの電荷量、Ｃはベースに接続されている容量で
ある。この式により明白な様に、高集積化された場合、
セル・サイズの縮少と共にＱもＣも共に小さくなること
により、光励起により発生する電位Ｖ_P は、ほぼ一定に
保たれる。したがって、ここで提案されている方式は、
高解像度化に対しても有利なものとなる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
光電変換器において、より青感度を高め、また半導体ト
ランジスタの応答をより高速化することが必要な場合が
あり、より一層の特性の改善が望まれていた。

【００１７】又、図１５及び図１６を用いて説明したカ
ラーラインセンサ１１０１を用いて画像処理を行う場
合、同じ原稿位置のＲＧＢ信号を得るためには、先に出
力したＧＢ信号を外部メモリに格納するために、外部メ
モリの容量が一定値以上必要となるが、コストの低減等
の要求から必要なメモリ容量の削減が望まれていた。

【００１８】更に、フォトトランジスタのベース領域に
おいて、その大きさ、不純物濃度等が、光電変換領域と
して最適な条件と、バイポーラトランジスタとして最適
な条件とが異るために最適化が難しいという問題点があ
り、より一層の改善が望まれていた。

【００１９】本発明は、より一層感度が高くなかでも青
感度を高め、入力信号に対して高速応答可能な光電変換
器を提供することを目的とする。又、本発明はセンサー
部とスイッチング部との最適化を図ることを、より具体
的には、フォトトランジスタのベース領域における最適
条件とバイポーラトランジスタとしての最適条件との最
適化を図ることができる光電変換器を提供することも目
的とする。

【００２０】更に本発明は、光電変換器を有するシステ
ム設計及び光学設計の自由度を上げそれ等の設計の簡易
化を図ることができる光電変換装置及び画像処理装置を
提供することも目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明の光電変換器は、
受光部と遮光部を備えた組の複数を有し、光電変換部が
前記受光部に設けられ、増幅部が該光電変換部からの出
力を増幅するために前記遮光部に設けられ、該光電変換
部と前記増幅部への入力が配線を通じて接続され、前記
遮光部の少なくとも一つが前記受光部から所定量離れる
ことによって分離され、且つ、前記受光部の少なくとも
二つが互いに隣接した関係にあるものである。

【００２２】本発明の画像処理装置は、ライン状に配さ
れた複数の受光素子を夫々含む受光部の複数と、該受光
部からの信号を取り出すため前記受光部に沿って設けら
れた遮光部と、該受光部から取り出された信号を処理す
るための信号処理部と、前記信号処理部によって処理さ
れた信号を蓄積するためのメモリー部と、を有する画像
処理装置において、ライン状に配された前記複数の受光
部のうち少なくとも２つの受光部側同士が互いに隣接し
て配されるとともに、該受光部に係る前記遮光部が該受
光部の隣接する側とは反対の側に配されていることを特
徴とするものである。

【００２３】本発明の光電変換装置は、ライン状に複数
の受光素子が配された受光部と、該受光部の受光素子か
らの信号を取り出すためラインセンサーの受光部に沿っ
て設けられた遮光部と、を有するラインセンサーを複数
有し、前記ラインセンサーのなかの一つのラインセンサ
ーの前記受光部と隣接する他のラインセンサーの受光部
あるいは一つのラインセンサーの前記遮光部と隣接する
他のラインセンサーの遮光部が隣接して設けられるよう
に前記ラインセンサーが配置されているものである。

【００２４】

【作用】本発明の光電変換器は、光電変換部を受光部に
設け、増幅部を遮光部に設け、該光電変換部と該増幅部
への入力を配線を通じて接続し、前記遮光部の少なくと
も一つを前記受光部から所定量離すことによって分離
し、且つ、前記受光部の少なくとも２つを互いに隣接し
た関係とすることで、増幅機能を持たせるとともに、受
光部と遮光部とを分離しつつ、受光部同士を隣接して配
置することを可能とするものである。本発明によれば、
光入射によって電荷を発生・蓄積する半導体領域の不純
物濃度、厚さ等の製造条件と、半導体トランジスタのベ
ース領域となる半導体領域の不純物濃度、不純物濃度分
布、厚さ等の製造条件とを各々の半導体領域で任意に最
適化可能となる。

【００２５】本発明の画像処理装置は、ライン状に配さ
れた複数の受光部のうち少なくとも２つの受光部側同士
が互いに隣接して配されるとともに、該受光部に係る前
記遮光部が該受光部の隣接する側とは反対の側に配され
ているようにすることで、記憶しておくべき先に出力し
た信号の量を減少させ、メモリーの容量をより小さくす
るものである。

【００２６】本発明の光電変換装置は、複数のラインセ
ンサーのなかの一つのラインセンサーの受光部と隣接す
る他のラインセンサーの受光部あるいは一つのラインセ
ンサーの遮光部と隣接する他のラインセンサーの遮光部
が隣接して設けられるようにラインセンサーを配置する
ことで、隣接した受光部で読み取るべき対象物の情報を
より近接して得るように、あるいは隣接した遮光部から
信号を取り出すようにするものである。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。図１は本発明の光電変換器の第一実施
例を説明するための概略的構成図であり、図１（Ａ）は
光電変換セルの模式的平面図を、図１（Ｂ）は図１
（Ａ）の模式的平面図のＡ−Ａ′線で切断した場合の模
式的縦断面図を示す。

【００２８】この光電変換セルは、図１（Ａ），（Ｂ）
に示す如く、リン（Ｐｈ）、アンチモン（Ｓｂ）、ヒ素
（Ａｓ）等の周期律表第Ｖ族に属する原子を不純物とし
てドープしてｎ型とされたシリコン基板１あるいはボロ
ン（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）等の周期律表第III 族
に属する原子を不純物としてドープしてｐ型とされたシ
リコン基板４００１、この基板４００１上に形成された
埋め込み領域（ｎ⁺ ）４００２、この埋め込み領域４０
０２上に形成されたエピタキシャル技術等で形成される
不純物濃度の低いｎ^- 領域４００３、ｎ^- 領域４００３
上に不純物拡散、イオン注入、エピタキシャル技術等を
用いて形成されるボロン（Ｂ）等の不純物をドープした
受光部ｐ^- 領域４００４、ｐ^- 領域４００４と同様な技
術を用いて作成するバイポーラ・トランジスタのベース
およびＭＯＳトランジスタのソースとなるｐ⁺ 領域４０
０５、ｐ⁺ 領域４００５に形成されるバイポーラ・トラ
ンジスタのエミッタとなるｎ⁺ 領域４００６、ＭＯＳト
ランジスタのドレインとなるｐ⁺ 領域４００７、チャネ
ル・ストップとなるｎ⁺ 領域４００８、バイポーラ・ト
ランジスタのコレクタ抵抗を下げるためのｎ⁺ 領域４０
０９、ＭＯＳトランジスタのゲートとなるポリシリコ
ン、金属等の電極４１０１、電極４１０１と接続されて
いる電極配線４１０８、バイポーラ・トランジスタのエ
ミッタに接続されているポリシリコン、金属等の電極配
線４１０２，４１０３，４１０４、ＭＯＳトランジスタ
のドレインと接続されている電極配線４１０９、ｎ⁺ 領
域４００９と接続されている配線電極４１１０、電極、
配線、素子間を分離するための絶縁膜４１０５，４１０
６，４１０７を有している。なお、簡易化のために図１
（Ａ）においては、絶縁膜４１０５，４１０６，４１０
７および電極配線４１０４は省略してある。埋め込み領
域４００２は同じ導電型であるｎ型の基板上でも、異な
る導電型であるｐ型の基板上でもどちらに設けられても
よい。

【００２９】以下、上記光電変換器の動作について説明
する。図２（Ａ）は図１（Ｂ）を同図に示されるＢ−
Ｂ′の部分で切断した場合の切断面を示す模式的拡大図
であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の深さ方向（図２
（Ａ）の左右方向）におけるポテンシャル図である。

【００３０】図２（Ａ）において、Ｗは空乏層幅、ｘ
ｐ，ｘｎは夫々ｐ^- 領域、ｎ^- 領域の空乏層幅、ｐ^- 領
域の深さはｘｊとして示してある。図２（Ｂ）におい
て、Ｗは空乏層幅、ｘｄはｐ^- 領域の中性領域を示す。
空乏層（空乏層幅Ｗ内）中で光吸収すると、生成された
電子、正孔はドリフトによりすみやかに移動し、その再
結合はおこらないので光に対する感度は高いが、中性領
域（中性領域幅ｘｄ内）で光吸収がおこると、生成され
た電子は拡散で移動するために、正孔と再結合をおこし
光に対する感度が低くなる。故に受光部においては、表
面の中性領域は少ない方が良い。しかし、表面が空乏化
すると、半導体と絶縁層の界面で光の入射にかかわりな
く、キャリアが生成されて雑音となるため、表面は中性
領域であるのがよい。

【００３１】図３は、ＳｉとＧｅの光の波長に対する吸
収係数を説明するための特性図である。同図に示される
ように、Ｓｉ，Ｇｅいずれに対しても波長の短い方が吸
収係数が大きい。今、Ｓｉを材料として考えると、青色
（λ＝０．４５μｍ）、緑色（λ＝０．５３μｍ）、赤
色（λ＝０．６５μｍ）において、吸収係数はそれぞれ
青色〜２×１０⁴ ｃｍ^-1、緑色〜７．５×１０³ ｃ
ｍ^-1、赤色〜３×１０³ ｃｍ ^-1であり、色に半値幅を
０．０５μｍ程考えると、Ｓｉ中での光の吸収は青色〜
１μｍ、緑色〜２μｍ、赤色〜５μｍ深さにおいて充分
行なわれる。故に半導体表面における中性領域の厚さｘ
ｄの影響を青色が最も受けることとなり、この厚さによ
っては感度がおちる。

【００３２】空乏層幅は次のような関係式で示される。 Ｗ：空乏層幅、ｘｐ：ｐ^- 領域空乏層幅、ＮA：ｐ^- 領
域不純物密度、ＮD：ｎ ^- 領域不純物密度、εｓ：誘電
率、ｎｉ：真正キャリヤ密度、ＶR：逆バイアス電圧。

【００３３】図４は、逆バイアス電圧ＶR ＝５Ｖにおけ
るｐ^- 不純物密度ＮAと全空乏層幅Ｗとの関係を説明す
る特性図である。同図において、横軸はｐ^- 不純物密度
ＮA、縦軸は全空乏層幅Ｗを示し、パラメータはｎ^- 領
域不純物密度ＮDを示す。例えば、青、緑、赤の全部を
効率よく検出しようとすると、全空乏層幅を５μｍ程度
必要となるが、そのとき、ＮDが２×１０¹⁴ｃｍ^-3以下
でなければならないことがこの特性図から読める。

【００３４】光電変換器の分光感度は近似的に次式で表
わされる。 λ：光の波長、α：光の吸収係数（ｃｍ^-1）、ｘｄ：不
感領域（中性領域）、Ｗ：高感度領域（空乏層幅）、
Ｔ：半導体中に入射する光量の割合（透過率）。

【００３５】上式（４）からわかるように、感度ｘｄの
厚さにより、敏感に影響するため、ｘｄは薄い方がよ
い。また感度には波長依存があり、青色は赤色に比べ、
感度が低くなる。なお、分光感度を相対的に補正するた
めにＷを小さくして最適化することも可能である。

【００３６】図４から読める如くｎ^- 領域の濃度を制御
することにより可能である。青色の感度を高めるために
は、中性領域ｘｄを小さくした方がよい。図５は、ｐ^-
不純物密度ＮAとｐ層空乏層の厚みｘｐとの関係を説明
する特性図である。

【００３７】同図において、横軸はｐ^- 不純物密度Ｎ
A、縦軸はｐ層空乏層の厚みｘｐを示し、パラメータは
ｎ^- 領域不純物密度ＮDを示す。同図において、例えば
ＮD＝１０¹⁴ｃｍ^-3で、ｐ領域のＮA＝１０¹⁵ｃｍ^-3とす
ると、ｘｐ＝０．６μｍである。

【００３８】ｐ領域のｘｊを０．７μｍとすると不感領
域は０．１μｍとすることができ、青感度を高める最適
化が可能である。又、表面の０．１μｍのみを不純物密
度を高くし、深い領域を不純物密度を低くし、表面０．
１μｍより深い領域を空乏化するのもよい。

【００３９】本発明においては、光入射によって発生し
た電荷を蓄積する受光部のｐ^- 領域と、バイポーラ・ト
ランジスタのベース領域となるｐ⁺ 領域とに分けて形成
することにより、受光表面は中性領域を保ち、且つ、表
面近傍より深い所は空乏化させ、空乏層全体の厚さは分
光感度の使用に従い、ｎ^- 領域の濃度を決定することが
可能である。

【００４０】図６は、本発明による光電変換器の駆動回
路の一実施例を説明するための概略的回路図である。本
実施例では、センサ（Ｓ１，Ｓ３・・・）がライン状に配
列されたラインセンサについて説明する。

【００４１】各センサＳは、バイポーラ・トランジスタ
と、そのベースに接続されたリセットトランジスタＱre
sとから構成される。バイポーラ・トランジスタのベー
スに入射光により励起されたキャリアが蓄積され、エミ
ッタへ読出される。そしてＱresをＯＮすることで一定
電位にリセットされる。

【００４２】各センサＳのＱresのゲート電極には、Ｏ
Ｎ／ＯＦＦ制御するためのパルスφresが入力され、Ｑr
esの他方の主電極には一定電圧Ｖbgが印加される。各セ
ンサＳのコレクタ電極には一定の正電圧が印加されてお
り、エミッタ電極は垂直ラインＬ（Ｌ１，Ｌ２・・・）に
各々接続される。

【００４３】各垂直ラインＬには、トランジスタＱvrs
を介して一定電圧Ｖegが印加され、Ｑvrsのゲート電極
にはＯＮ／ＯＦＦ制御のためのパルスφresが入力され
る。また、各垂直ラインＬは、蓄積用キャパシタＣｔに
各々接続され、更にトランジスタＱｔを介してバイポー
ラトランジスタＢＰＴ２から信号が出力される。

【００４４】以下、本発明の光電変換器の他の実施例に
ついて説明する。なお、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示
した実施例と同一構成部材について同一符号を付して説
明を省略する。図７は本発明の第二実施例を説明するた
めの概略的断面図である。

【００４５】同図に示すように、本実施例は、受光領域
たるｐ^- 領域４００４の表面のみにｐ⁺ 領域４０１０、
バイポーラトランジスタのベース下に不純物密度の高い
ｎ領域４０１１を設けて、コレクタ抵抗を下げたもので
ある。ｎ^-領域４００３は低不純物濃度領域、ｎ領域４
０１１は高不純物濃度領域であり、高不純物濃度領域た
るｎ領域４０１１はｐ⁺領域４００５，ｎ⁺領域４００
６，ｐ⁺領域４００７と埋め込み領域４００２の間に設
けられている。

【００４６】図８は、本発明の第三実施例を説明するた
めの概略的断面図である。同図に示すように、本実施例
は、受光領域たるｐ^- 領域４００４をバイポーラトラン
ジスタのエミッタ下部まで拡張し、バイポーラトランジ
スタをドリフトベース形にして、高速化を測った構造で
ある。即ち、ｐ^-領域４００４の一部はｐ領域４００５
とｎ^-領域４００３の間に設けられている。図６で示し
た出力側のバイポーラトランジスタＢＰＴ２も当然この
構造がとれることは言うまでもない。

【００４７】図９は、本発明の第四実施例を説明するた
めの概略的断面図である。同図に示すように、本実施例
は、ｎ領域４０１１を深くし、埋め込み領域まで到達し
てコレクタ抵抗を下げたものである。ｐ^-領域４００４
の一部はｐ⁺領域４００５とｎ領域４０１１の間に設け
られている。

【００４８】図１０は、本発明の第五実施例を説明する
ための概略的断面図である。同図に示すように、本実施
例は、埋め込み領域をバイポーラトランジスタ等の場所
のみに限定した構造である。即ち、ｎ⁺領域４００２は
ｐ^-領域４００４に対応する領域を除いて設けられてい
る。

【００４９】同図に示すように、設計により、受光部の
ｎ^- 領域とｐ基板を考えると、ｎ^-とｐ基板の間に中性
領域がなくなり、センサセル間の横方向のキャリア拡散
の原因がなくなり、スミア、ＮＴＦの改良についても良
くなる。以上説明した実施例において、Ｓｉだけでなく
他の半導体材料においても適用できる。また、ｎとｐを
全部入れかえた構造においても用いることができる。

【００５０】又、以上の実施例中にあるように、コレク
タ抵抗を下げることでトランジスタの特性を向上させる
ことができる（具体的には、トランジスタの増巾特性、
スイッチング特性等を向上させることができる）。上記
した実施例によって上述した目的はより一層効果的に達
成することが可能になる。

【００５１】図１１は本発明の光電変換器の第六実施例
を説明するための概略的断面図である。本実施例は、フ
ォトダイオードのアノードとバイポーラトランジスタの
ベース領域を別工程で作製した光電変換器である。

【００５２】同図において、１００１はｐ型基板であ
り、１００２はバイポーラトランジスタのコレクタであ
るｎ型埋め込み層、１００３はｎ^- エピタキシャル層、
１００４は増幅部としてのバイポーラトランジスタのベ
ース領域であるｐ層、１００５は光電変換部としてのフ
ォトダイオードのアノードであるｐ層、１００６はバイ
ポーラトランジスタのエミッタ領域であるｎ層、１００
７_-1はＡｌ等の導電材からなり、フォトダイオードのア
ノードであるｐ層１００５とバイポーラトランジスタの
ベース領域であるｐ層１００４とを接続する配線、１０
０７_-2はＡｌ、ポリシリコン等の導電材からなるエミッ
タ電極、１００８はＬＯＣＯＳ酸化膜である。Ｌは受光
部を示し、Ｄは遮光部を示す。

【００５３】同図に示すように、受光部に設けるフォト
ダイオードと遮光部に設けるバイポーラトランジスタは
配線１００７_-1によって接続されており、一定の距離を
隔てて受光部と遮光部を形成することが可能となる。カ
ラーラインセンサとして本発明の光電変換器を用いる場
合、図１３に示すように赤（Ｒ）用のラインセンサの受
光部１２と緑（Ｇ）用のラインセンサの受光部１２とを
隣接して配し、緑用のラインセンサの遮光部１１を青
（Ｂ）用のラインセンサの外側に配することが可能とな
る。このため、原稿のあるラインのＲ信号を得た時点
で、Ｇ信号はそのラインから２ライン目の原稿位置、Ｂ
信号は（ｎ＋３）ライン目の原稿位置の各信号となり、
Ｒ，Ｂ，Ｇ信号はそれぞれサンプルホールド回路（Ｓ／
Ｈ）１４、Ａ／Ｄ変換回路１５を介して信号処理され、
少なくともＧＢ信号が外部メモリ１０２に格納される。
このとき、前述した図１６のカラーラインセンサと比べ
て記憶しておくべき先に出力したＧＢ信号の量は減少
し、外部メモリの容量はより小さくてもすむこととな
る。なお、図１６と同様に、遮光部は受光部の幅の整数
倍の幅を有している。

【００５４】本実施例においては、バイポーラトランジ
スタのベース領域であるｐ層１００４とフォトダイオー
ドのアノードであるｐ層１００５とは不純物拡散が独立
に制御されており、拡散領域の大きさ、不純物濃度等を
独立に制御することができ、フォトダイオードの分光感
度特性を所望の波長感度に合わせることが可能となり、
またバイポーラトランジスタの増幅率、応答速度等の特
性を所望の最適値に設定することが可能となる。

【００５５】図１２は本発明の光電変換器の第七実施例
を説明するための概略的断面図である。本実施例は、バ
イポーラトランジスタにｐ⁺ 領域を形成するとともに、
バイポーラトランジスタのコレクタ領域を個別に作製し
た光電変換器である。なお、前述した第六実施例と同一
構成部材については、同一符号を付して説明を省略す
る。

【００５６】同図において、１００４_-1はフォトダイオ
ードのアノードであるｐ層、１００４_-2はバイポーラト
ランジスタのベース領域であるｐ層であり、同時に作製
される。１００６_-2はバイポーラトランジスタのエミッ
タ領域であるｎ層である。１００９はｐ⁺ 層であり、周
波数特性の改善のために高不純物濃度領域を設けたもの
である。１０１０はバイポーラトランジスタのコレクタ
領域であるｎ層であり、１００６_-3はｎ⁺ 層、１００７
_-3はＡｌ、ポリシリコン等の導電材からなるコレクタ電
極である。ｎ^-層１００３はｐ層１００４_-1と接してお
り、ｎ層１０１０はコレクタ電極１００７_-3に電気的に
接続されている。ｐ⁺層１００９とｐ層１００４_-2は増
幅部（バイポーラトランジタ）の入力部を構成し、上記
のように、ｐ⁺層１００９の不純物濃度はｐ層１００４
_-2より高くなっており、ｐ⁺層１００９は光電変換部と
なるｐ層１００４_-1へ配線１００７_-1を介して接続され
ている。

【００５７】同図に示すように、分離形成された受光部
に設けるフォトダイオードと遮光部に設けるバイポーラ
トランジスタ配線１００７_-1によって接続されており、
第六実施例と同様な効果を得ることができ、図１３に示
したカラーラインセンサを構成することができる。

【００５８】次に、前述した本発明の光電変換器を適用
した画像読取装置の一例を示す。図１４は、画像読取装
置の一例の概略的構成図である。同図において、原稿５
２０１は読取り部５２０５に対して相対的に矢印Ｙ方向
に機械的に移動する。また、画像の読み取りは、イメー
ジセンサ５２０４によって矢印Ｘ方向に走査することで
行われる。

【００５９】まず、光源５２０２からの光は原稿５２０
１で反射し、その反射光が結像光学系５２０３を通して
本発明に係るイメージセンサ５２０４上に像を結像す
る。これによって、イメージセンサ５２０４には入射光
の強さに対応したキャリアが蓄積され、光電変換されて
画像信号として出力する。この画像信号は、ＡＤ変換器
５２０６によりデジタル変換され、画像処理部５２０７
内のメモリに画像データとして取り込まれる。そして、
シェーディング補正、色補正等の処理が行なわれ、パソ
コン５２０８又はプリンタ等へ送信される。

【００６０】こうしてＸ方向の走査の画像信号転送が終
了すると、原稿５２０１がＹ方向へ相対的に移動し、以
下同様の動作を繰り返すことで、原稿５２０１の前画像
を電気信号に変換し画像情報として取り出すことができ
る。

【００６１】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の光
電変換器によれば、増幅部の入力領域と光電変換部とを
独立に作製可能であり、拡散領域の大きさ、不純物濃
度、構成等を独立に制御することができ、光電変換部の
分光感度特性を所望の波長感度に合わせることが可能と
なり、また増幅部の増幅率、応答速度等の特性を所望の
最適値に設定することが可能となり、所望の性能を有す
るデバイスを設計することができる。

【００６２】更に、上記光電変換器によれば、光入射に
よって電荷を発生・蓄積する半導体領域の不純物濃度、
厚さ等の最適製造条件と、半導体トランジスタのベース
領域となる半導体領域の不純物濃度、不純物濃度分布、
厚さ等の最適な製造条件とを各の半導体領域で任意に設
定可能となる。その結果、受光部と半導体トランジスタ
部を別々に設計でき、青感度を高めると同時に、半導体
トランジスタの高速化を図ることができる。

【００６３】また、本発明の光電変換器によれば、増幅
機能をもたせるとともに、受光部と遮光部とを分離して
作製し、受光部を隣接して形成することが可能となる。
その結果、システム設計および光学設計の簡易化を図る
ことができる。なお、反対導電型の半導体領域を、光入
射によって発生した電荷を蓄積する半導体領域と、半導
体トランジスタのベース領域となる半導体領域とに分け
て形成した光電変換器と、受光部に光電変換部を形成
し、遮光部に増幅部を形成し、前記光電変換部と前記増
幅部の入力領域とを配線で接続させて、前記受光部と前
記遮光部とを一定距離を隔てて分離形成した光電変換器
とを組み合わせることにより、より性能を向上させるこ
とができる。

【００６４】さらに、本発明の画像処理装置によれば、
記憶しておくべき先に出力した信号の量を減少させ、メ
モリーの容量をより小さくすることができる。また、本
発明の光電変換装置によれば、隣接した受光部で読み取
るべき対象物の情報をより近接して得るように、あるい
は隣接した遮光部から信号を取り出すようにすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ），（Ｂ）は、夫々本発明の光電変換器の
第一実施例を説明するための概略的構成図であり、
（Ａ）は模式的平面図、（Ｂ）は模式的縦断面図であ
る。

【図２】（Ａ）は、図１（Ｂ）のＢ−Ｂ′部分で図１
（Ｂ）を切断した場合の模式的拡大図であり、（Ｂ）は
（Ａ）の深さ方向におけるポテンシャル図である。

【図３】ＳｉとＧｅの光の波長に対する吸収係数を説明
する特性図である。

【図４】逆バイアス電圧ＶR ＝５Ｖにおけるｐ ^- 不純物
密度ＮA と全空乏層幅Ｗとの関係を説明する特性図であ
る。

【図５】ｐ ^- 不純物密度ＮA とｐ層空乏層の厚みｘｐと
の関係を説明する特性図である。

【図６】本発明による光電変換器の駆動回路の一実施例
を説明するための概略的回路図である。

【図７】本発明の第二実施例を説明するための概略的断
面図である。

【図８】本発明の第三実施例を説明するための概略的断
面図である。

【図９】本発明の第四実施例を説明するための概略的断
面図である。

【図１０】本発明の第五実施例を説明するための概略的
断面図である。

【図１１】本発明の光電変換器の第六実施例を説明する
ための概略的断面図である。

【図１２】本発明の光電変換器の第七実施例を説明する
ための概略的断面図である。

【図１３】本発明の光電変換器を用いた画像読み取り系
を説明するための概略的構成図である。

【図１４】画像読取装置の一例の概略的構成図である。

【図１５】従来の光電変換器の構成を説明する概略的断
面図である。

【図１６】従来の光電変換器を用いた画像読取系を説明
するための概略的構成図である。

【図１７】（Ａ）は、光電変換器の一構成例の概略的平
面図、（Ｂ）は、（Ａ）のＡ−Ａ′線で（Ａ）を切断し
た場合の模式的切断面図である。

【図１８】（Ａ）および（Ｂ）は、夫々リフレッシュ動
作を説明するための電圧波形図である。

【符号の説明】 ４００１ シリコン基板 ４００２ 埋め込み領域 ４００３ ｎ^- 領域 ４００４ ｐ^- 領域 ４００５ ｐ⁺ 領域 ４００６ ｎ⁺ 領域 ４００７ ｐ⁺ 領域 ４００８ ｎ⁺ 領域 ４００９ ｎ⁺ 領域 ４１０１ 電極 ４１０２，４１０３，４１０４，４１０８，４１０９，
４１１０ 電極配線 ４１０５，４１０６，４１０７ 絶縁膜

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１２】

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同導電型領域よりなる二つの半導体領域
   と、この二つの半導体領域と反対導電型の半導体領域と
   からなる半導体トランジスタの該反対導電型の半導体領
   域に光を照射し、前記同導電型領域よりなる二つの半導
   体領域の少なくとも一方から増幅された出力を取り出す
   光電変換装置において、 前記反対導電型の半導体領域を、光入射によって発生し
   た電荷を蓄積する半導体領域と、半導体トランジスタの
   制御電極領域となる半導体領域とに分けて形成したこと
   を特徴とする光電変換装置。
2. 【請求項２】 受光部と遮光部とから構成され、光電変
   換出力を増幅可能な光電変換装置において、 前記受光部に光電変換部を形成し、前記遮光部に増幅部
   を形成し、前記光電変換部と前記増幅部の入力領域とを
   配線で接続させて、前記受光部と前記遮光部とを一定距
   離を隔てて分離形成したことを特徴とする光電変換装
   置。
3. 【請求項３】 第１の導電型の第１半導体領域と、 該第１半導体領域上に設けられた第１の導電型の第２半
   導体領域と、 該第２半導体領域に接して設けられた第２の導電型の第
   ３半導体領域と、 該第３の半導体領域と前記第２半導体領域とに接して設
   けられた第２の導電型の第４半導体領域と、 該第４半導体領域に接して設けられた第１の導電型の第
   ５半導体領域と、 前記第２半導体領域に接して設けられた第２の導電型の
   第６半導体領域と、を備え、 前記第３半導体領域が光入射領域とされ、 前記第１、第２、第４、第５半導体領域と前記第２、第
   ４、第６半導体領域とは夫々トランジスタを構成する要
   素とされている光電変換装置。
4. 【請求項４】 前記第２半導体領域は同一導電型で、不
   純物濃度が低い領域と不純物濃度が高い領域とを有して
   いる請求項３記載の光電変換装置。
5. 【請求項５】 前記第２半導体領域は、同一導電型で不
   純物濃度が低い領域と不純物濃度が高い領域とを有し、
   且つ前記不純物濃度が高い領域は、前記第４、第５、第
   ６半導体領域と前記第１半導体領域との間に設けられて
   いる請求項３記載の光電変換装置。
6. 【請求項６】 前記第３半導体領域の少なくとも一部は
   前記第４半導体領域と前記第２半導体領域との間に設け
   られている請求項３記載の光電変換装置。
7. 【請求項７】 前記第２半導体領域は同一導電型で不純
   物濃度が低い領域と不純物濃度が高い領域とを有し、か
   つ、前記不純物濃度が高い領域は前記第４、第５、第６
   半導体領域と前記第１半導体領域との間に設けられてい
   るとともに、前記第３の半導体領域の少なくとも一部は
   前記第４半導体領域と前記第２半導体領域との間に設け
   られている請求項３記載の光電変換装置。
8. 【請求項８】 前記第１の半導体領域は少なくとも前記
   第３半導体領域に対応する領域を除いて設けられている
   請求項３記載の光電変換装置。
9. 【請求項９】 前記第１半導体領域は同じ導電型の基板
   上に形成されている請求項３記載の光電変換装置。
10. 【請求項１０】 前記第１半導体領域は異なる導電型の
    基板上に形成されている請求項３記載の光電変換装置。
11. 【請求項１１】 前記第１の導電型はｎ型である請求項
    ３記載の光電変換装置。
12. 【請求項１２】 前記第２の導電型はｐ型である請求項
    ３記載の光電変換装置。
13. 【請求項１３】 前記第２半導体領域の表面部分に、前
    記第３、第４、第５、第６半導体領域が形成されている
    領域をとりかこむチャネル・ストップとなる第１の導電
    型の第７半導体領域が形成されている請求項３記載の光
    電変換装置。
14. 【請求項１４】 前記第３の半導体領域は前記第４半導
    体領域と前記不純物濃度が高い領域との間に設けられて
    いる請求項７記載の光電変換装置。
15. 【請求項１５】 前記異なる導電型がｐ型である請求項
    １０記載の光電変換装置。
16. 【請求項１６】 第１の導電型の第１半導体領域と、 該第１半導体領域に接して設けられた第１の導電型の第
    ２半導体領域と、 該第２半導体領域に接して設けられた第２の導電型の第
    ３半導体領域と、 該第３の半導体領域と導電材を介して電気的に接続され
    前記第２半導体領域に接して設けられた第２の導電型の
    第４半導体領域と、 該第４半導体領域に接して設けられた第１の導電型の第
    ５半導体領域と、を備え、 前記第３半導体領域が光入射領域とされ、 前記第１、第２、第４、第５半導体領域がトランジスタ
    を構成する要素とされている光電変換装置。
17. 【請求項１７】 前記第２半導体領域は同一導電型で不
    純物濃度が低い領域と不純物濃度が高い領域を有する請
    求項１６記載の光電変換装置。
18. 【請求項１８】 前記第２半導体領域は同一導電型で不
    純物濃度が低い領域と不純物濃度が高い領域を有し、か
    つ、前記不純物濃度が低い領域と前記第３半導体領域と
    が接してなる請求項１６記載の光電変換装置。
19. 【請求項１９】 前記不純物濃度が高い領域と電極とが
    電気的に接続されてなる請求項１８記載の光電変換装
    置。