DE3112907A1

DE3112907A1 - "fotoelektrischer festkoerper-umsetzer"

Info

Publication number: DE3112907A1
Application number: DE19813112907
Authority: DE
Inventors: Naoki Machida Tokyo Ayata; Katsunori Yokohama Kanagawa Hatanaka; Yutaka Tokyo Hirai; Shunichi Tokyo Uzawa
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1980-03-31
Filing date: 1981-03-31
Publication date: 1982-01-07
Also published as: US4461956A; DE3112907C2

Description

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Dipl.-lng. R. Kinne

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Dipl.-lng. B. Pellmann

Bavariaring 4, Postfach 202403 8000 München 2

Tel.: 0 89-539653 Telex: 5-24845 tipat - 8 - cable: Germaniapatent München

31. März 1981

Canon Kabushiki Kaisha Tokyo, Japan

DE 1126

Fotoelektrischer Festkörper -Umsetzer

IQ Die Erfindung bezieht sich auf einen fotoelektrischen Umsetzer_f insbesondere auf einen fotoelektrischen Festkörper-Umsetzer, der bei einem Lichtinformationseingabeteil, beispielsweise eines Telekopierers, eines Digitalkopierers, eines LaseraufZeichnungsgerätes u. s. w. oder eines ς "Bar-cord" - Lesegerätes mit Stange und Zugseilführung zum Lesen

von Buchstaben,Bildern oder dergleichen verwendet werden kannin jüngster Zeit wurden sogenannte fotoelektrische Festkörper-Umsetzer in bemerkenswerter Weise weiterentwickelt. Fotoelektrische Festkörper-Umsetzer werden eingesetzt für Lichtinformationseingangsteile, wie beispielsweise eines Telekopierers, eines Digitalkopierers, eines Laseraufzeichnungsgerätes, u. s. w. oder für Einrichtungen zum Lesen von Buchstaben oder Bildern, die in irgendeiner Weise handschriftlich aufgezeichnet sind. Derartige fotoelektrische Festkörper-Umsetzer weisen unter dem Gesichtspunkt der Miniaturisierung der Gesamtvorrichtung sogenannte aus-

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Deutsche Bank (München) KIo. 51/61070 Dresdner Bank ι München) KIo. 3939844 Postscheck (München) Kto. 670-43-804

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gedehnte Lichtaufnahmeflächen auf, deren Größe gleich oder etwa gleich der Größe der zu reproduzierenden Orginalbilder ist, wobei die Reproduktion mit ausgezeichneter Auflösung erfolgt. Diese Umsetzer sind in c der Lage, Originalbilder abbildungsgebreu zu lesen und sind dennoch kompakt.

Die obengenannten fotoelektrischen Umsetzer mit ausgedehnten Lichtaufnahmeflächen enthalten in Bezug auf -Q den Bereich für die Signalverarbeitungsschaltung, die zusammen mit dem fotoelektrischen Wandlerbereich bestückt und ausgerüstet wird/ein großes Problem.

Der Bereich für die zuvorgenannte Signalverarbeitungsschaltung nimmt nämlich eine Fläche ein, die wesentlich größer als der fotoelektrische Wandlerbereich ist. Dabei ist es nicht möglich, den Vorteil der Miniaturisierung, die durch die extrem verkürzte optische Weglänge des Lichtxnformationssignales erzielt wird, voll zu nutzen. ^Das Lichtinformationssignal,dessen optische Weglänge verkürzt ist, stellt das Eingangssignal für die Lichtaufnahmefläche dar. Die Verkürzung der optischen Weglänge wird dabei durch Ausdehnung des fotoelektrischen Wandlerbereiches erzielt.

Bei einem üblicherweise zur Lösung dieses Problemes verwendeten System ist die Gruppe der fotoelektrischen Wandlerelemente (Bildelemente) im fotoelektrischen Wandlerbereich in eine Mehrzahl von Blöcken unterteilt, die jeweils zu einer Matrix verdrahtet sind, um den Signalverarbeitungsschaltungsbereich gemeinsam für jeden Block zu bilden. Der Bereich für die Signalverarbeitungsschaltung kann auf diese Weise durch die Blöcke betätigt werden.

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Das Problem, dem bei der obengenannten Matrixverdrahtung Rechnung getragen werden muß, besteht darin, daß die für die Ausgabe des Signales erforderlichen Verbindungsschritte, d. h. die Herstellung der Verbindung zwischen jedem fotoelektrischen Element und dem Bereich der Signalverarbeitung^, extrem groß sind, wenn die Gruppe der fotoelektrischen Wandlerelemente nicht mit dem Bereich zur Signalverarbeitung integriert ist.

ο Zur Lösung dieses Problems wird eine Integration im allgemeinen dadurch angestrebt, daß der Bereich der Signalverarbeitungs-.·schaltung auf einem Substrat aus kristallinem Silizium integriert wird, auf dem auch der fotoelektrische Wandlungsbereich gebildet wird.

Da jedoch die Lichtaufnahmefläche des fotoelektrischen Wandlungsbereiches ausgedehnt ist, wird verlangt, daß der Signalverarbeitungsbereich in unmittelbarer Nachbarschaft zum fotoelektrischen Wandlungsbereich angeordnet wird. Mit dieser Forderung steht die Verwendung eines kristallinen Siliziumsubstrates nicht in gutem Einklang.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde_/einen verbesserten fotoelektrischen Festkörper-Umsetzer zu schaffen, der eine ausgedehnte Lichtaufnahmefläche aufweist, und bei dem kein mangelhaftes Element unter der Anzahl der fotoelektrischen Wandlerelemente, die den fotoelektrischen Wandlerbereich darstellen, vorhanden ist.

0 Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein zusammengesetzter fotoelektrischer Festkörper-Umsetzer geschaffen wird, der folgende, auf dem gleichen Substrat ausgebildete Bereiche aufweist:

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a) einen fotoelektrischen Wandlerbereich, der aus einer Anzahl von fotoelektrischen, in einer Reihe angeordneten Wandlerelementen besteht, von denen jedes eine Lichtaufnahmefläche zum

c Eingeben einer Lichtinformation aufweist und

b) einen Bereich mit einer Signalverarbeitungsschaltung mit

b 1) einer Anzahl von Akkumulationsmitteln jeweils für die einzelnen Wandlerele-

Q mente zur Aufsummierung der von den ent

sprechenden Wandlerelementen erzeugten Ausgangssignalen,
b 2) einer Anzahl von Übertragungsmitteln

zur übertragung der in den jeweiligen Akkumulationsmitteln aufsummierten Sig

nale an andere Stellen und

b 3) einer Anzahl regelmäßig angeordneter Transistoren, die zu einer 2weidimens£5naren\ Ma-■ trix geschaltet sind, um eine Anzahl der Übertragungsmittel in Zeitreihe zu

treiben,

wobei die fotoelektrischen Wandlerelemente, die Übertragungsmittel und die den Bereich der Signalverarbeitungsschaltung darstellenden Transistoren aus einem dünnen Halbleiterfilm bestehen. Eine andere Ausführungsfonrr' eines fotoelektrischen Umsetzers in Festkörperanordnung, bei dem die genannte Aufgabe gelöst ist, ist gekennzeichnet durch folgende, auf dem gleichen Substrat ausgebildete Bereiche:

a) einen fotoelektrischen Wandlerbereich, der aus einer Anzahl von fotoelektrischen, in einer Reihe angeordneten Wandlerelementen besteht, von denen jedes eine Lichtaufnahmefläche zum Eingeben einer Lichtinformation aufweist und

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b) einen Bereich mit einer Signalverarbeitungsschaltung mit

b 1) einer Anzahl von Akkumulationsmitteln, jeweils für die einzelnen Wandlerelemente zur Aufsummierung der»von den

entsprechenden Wandlerelementen erzeugten Ausgangssignale,

b 2) einer Diode zum Unterdrücken von Übersprechen bei jedem Intervall zwischen den Wandlerelementen und

b 3) einer Anzahl von Übertragungsmitteln zur übertragung der in den jeweiligen Akkumulationsmitteln aufsummierten Signale an andere Stellen, wobei die fotoelektrischen Wandlerelemente, die Diode und die Übertragungsmittel aus einem dünnen Halbleiterfilm bestehen.

Bei einer weiteren Ausführungsform eines fotoelektrischen Umsetzers in Festkörperanordnung, bei dem die genannte Aufgabe gelöst ist, ist gekennzeichnet durch folgende, auf dem gleichen Substrat ausgebildete Bereiche:

a) einen fotoelektrischen Wandlerbereich, der aus einer Anzahl von fotoelektrischen in einer Reihe angeordneten Wandlerelementen besteht, von de

nen jedes eine Lichtaufnahmefläche zum Eingeben einer Lichtinformation aufweist und

b) einen Bereich mit einer Signalverarbeitungsschal tuny mit

0 b 1) einer Anzahl von Dioden, jeweils für

die einzelnen Wandlerelemente, mit denen sie jeweils direkt verbunden sind,

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zur Unterdrückung von übersprechen zu jedem Intervall zwischen den fotoelektrischen Wandlerelementen ,

b 2) einer Anzahl von Transistoren, jeweils für die einzelnen Dioden, mit denen sie jeweils

direkt verbunden sind, zur Übertragung der Ausgangssignale der entsprechenden fotoelektrischen Wandlerelemente,

wobei die Wandlerelemeste, die Dioden und die Transisto^ren aus dünnen Halbleiterfilmen bestehen.

Ein weiterer fotoelektrischer Umsetzer in Festkörperanordnung gemäß der Erfindung ist gekennzeichnet durch folgende, auf dem gleichen Substrat ausgebildete Bereiche: a) einen fotoelektrischen Wandlerbereich, der aus

einer Anzahl von fotoelektrischen in einer Reihe angeordneten Wandlerelementen besteht von denen jedes eine Lichtaufnahmefläche zum Eingeben einer Lichtinformation aufweist und

b) einem Bereich mit einer Signalverarbeitungsschaltung mit

b 1) einer Anzahl von Akkumulationsmitteln, jeweils für die einzelnen Wandlerelemente zur Aufsummierung der von den entsprechenden Wandlerelementen erzeugten

Ausgangssignale,

b 2) einer Anzahl von Übertragungsmitteln zur Übertragung der in den jeweiligen Akkumulationsmitteln aufsummierten Signale an andere Stelle und

b 3) einem Schieberegister, um eine Anzahl von Übertragungsmitteln in Zeitserien zu beschälten,

wobei die fotoelektrischen Wandlerelemente, die übertragungsmittel und das den Bereich der Signalverarbeitungs-

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schaltung darstellende Schieberegister aus dünnen Halbleiterfilmen bestehen.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispxele weiter erläutert. Es zeigt:

Figur 1 ein Schaltbild einer äquivalenten Schaltungsanordnung die in einem fotoelektrischen Umsetzer gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird,

Figur 2 einen Zeitablaufplan zur Illustrierung der Arbeitsweise des fotoelektrischen Umsetzers der Fig. 1,

Figur 3 eine perspektivische Ansicht zur schematischen Darstellung der Struktur eines fotoelektrischen Umsetzerelementes der ersten Ausführungsform,

Figur 4

Figur 5

Figur 6

eine perspektivische Darstellung zur schematischen Veranschaulxchung der Struktur eines film-ähnlichen Transistors in der ersten Ausführungsform,

eine schematische Ansicht zur Erläuterung der gesamten Struktur der ersten Ausführungsform,

eine perspektivische Darstellung zur schematischen Erläuterung eines Beispiels eines Verdrahtungsmusters bei der ersten Ausführungsform;

Figur 7 ein Schaltbild einer äquivalenten Schaltungsanordnung, wie sie in einem fotoelektrischen

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Umsetzer gemäß der zweiten Ausführungsform verwendet wird,

Figur 8 ein Zeitplan zur Erläuterung der Arbeitsweise der zweiten Ausführungsform,

Figur 9 eine perspektivische Ansicht zur schematischen Darstellung der Struktur eines fotoelektrischen Wandlerelementes in der zweiten Ausführungsform,

Figur 10 eine perspektivische Ansicht zur schematischen Erläuterung der Struktur eines film-ähnlichen Transistors in der zweiten Ausführungsform,

Figur 11 eine schematische Ansicht zur Darstellung der Gesamtstruktur der zweiten Ausführungsform,

Figur 12 eine perspektivische Ansicht zur schematischen Erläuterung eines Beispiels eines Verdrahtungs

musters bei der zweiten Ausführungsform,

Figur 13 ein Schaltbild einer äquivalenten Schaltungsanordnung ,wie sie in einem fotoelektrischen Umsetzer gemäß der dritten Ausführungsform

eingesetzt wird,

Figur 14 ein Zeitplan zur Erläuterung der Arbeitsweise

der dritten Ausführungsform, 30

Figur 15 eine perspektivische Ansicht zur schematischen Darstellung der Struktur eines fotoelektrischen Wandlerelementes gemäß der dritten Aus-

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führungsform,

Figur 16 eine schematische Darstellung zur Erläuterung

der Gesamtstruktur der dritten Ausführungsform,

Figur 17 eine perspektivische Ansicht zur schematischen

Erläuterung eines Beispiels eines Verdrahtungsmusters bei der dritten Ausführungsform,

Figur 18 ein Schaltbild einer äquivalenten Schaltungsanordnung, die bei einem fotoelektrischen Umsetzer gemäß einer vierten Ausführungsform verwendet wird,

₁,. Figur 19 ein Zeitplan zur Erläuterung der Arbeitsweise der vierten Ausführungsform,

Figur 20 eine perspektivische Ansicht zur schematischen

Erläuterung der Struktur eines filmähnlichen __ Transistors in der vierten Ausführungsform,

Figur 21 eine perspektivische Ansicht zur schematischen Erläuterung der Struktur eines filmähnlichen Transistors in der vierten Ausführungsform, welche einen Übertragungskondensator enthält und

Figur 22 eine schematische Teil-Draufsicht eines Beispiels eines Verdrahtungsmusters in der vier-,_ ten Ausführungsform.

Figur 1 zeigt eine äquivalente Schaltungsanordnung einer Schaltung, wie sie in dem fotoelektrischen Umsetzer gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet

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wird. Der fotoelektrische Umsetzer umfaßt einen fotoelektrischen Wandlerbereich, der aus den N Wandlerelementen (PE1, PE2,...PEN) zusammengesetzt ist. Die Wandlerelemente sind in einer Reihe angeordnet. Ein Bereich für die Signalverarbeitungsschaltung besteht aus N Akkumulationskapazitäten (CE1 , CE2,...CEN), die jeweils mit den entsprechenden fotoelektrischen Wandlerelementen verbunden sind. In den N Kapazitäten oder Kondensatoren werden die von den fotoelektrischen Wandlerelementen kommenden Signale, die jeweils der Ladung in jedem Fotowandlerelement proportional sind, aufsummiert. Der fotoelektrische Umsetzer enthält des weiteren N- Übertragungstransistoren (SW1, SW2,...SWN) zur sequentiellen Übertragung der in den Kapazitäten aufsummierten Ladungen zu einem Ausgangsanschluß OUT. Der fotoelektrische Umsetzer enthält des weiteren eine Transistorengruppe TR mit N Transistoren (S1, S2,...SN) zum sukzessiven Durchschalten der Übertragungstransistoren in Zeitreihe. Die Transistoren (S 1 , 32,...SN), die die iransistorengruppe TR darstellen, sind in Gruppen von jeweils L Transistoren unterteilt, um M Blöcke zu bilden. Die Transistoren jedes Blockes sind mit den Transistoren des jeweiligen anderen Blockes in Gleichphase verbunden, um eine sogenannte zweidimensionale Matrixverdrahtung zu bilden. Jedes der fotoelektrischen Wandlerelemente PE enthält eine individuelle Bildeleraentelektrode zwischen den fotoelektrischen . Wandlerelement- PE, die mit einer gemeinsamen an eine Spannungsquelle V (+ 1 bis +10 Volt) angeschlossenen Elektrode für den fotoelektrischen rtandlerbereich verbunden sind.

Die N Bildelementelektroden sind mit den jeweiligen Akkumulationskapazxtäten CE verbunden, deren zweiter Anschluß jeweils auf Masse liegt. Des weiteren sind die Bildelementelektroden jeweils an die Drain-Elektroden der entsprechenden Übertragungstransistoren SW angeschlossen, deren jeweiliger Source-Anschluß mit dem Ausgangsanschluß OUT verbunden ist. Jeder der Über-

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tragungstransistoren SW weist auch einen Gate-Anschluß auf, der mit der Drain-Elektrode des entsprechenden Transistors (S 1 , S2,...SN) aus der Transistorengruppe TR verbunden ist. Die Gate-Elektroden der Transistoren

(S1, S2,...SN) sind durch L Signalleitungen (G1, G2,

GL) zu einer Matrix verdrahtet, während die Source-Elektroden der gleichen Transistoren durch M Signalleitungen (D1, D2,...DM) zu einer Matrix verdrahtet sind. Es wird daraufhingewiesen, daß M multipliziert mit L den Wert N ergibt.

Figur 2 zeigt einen Zeitplan zur Erläuterung der Schaltung der Übertragungstransistoren (SW1, SW2,...SWN). Im allgemeinen ist die Takt- oder Fortschreitfrequenz der Gate-Auswahlsignale (G1S, G2S,...GLS) L mal so groß wie die der Blockauswahlsignale (D1S, D2S,. . .DMS) . Sämtliche Blockauswahlsignale (D1S, D2S,...DMS) werden nacheinander weitergeschaltet, um von den fotoelektrischen Wandlerelementen die Ausgangssignale abzufragen, für deren Anzahl gilt N ist gleich LxM. Das Abfragen erfolgt über den Ausgangsanschluß OUT mit Hilfe der Übertragungstransistoren SW. In diesem fotoelektrischen Wandler oder Umsetzer bestehen die fotoelektrischen Wandlerelemente PE, die Übertragungstransistoren SW und die Transistoren S aus Halbleiterfilmen. Diese Komponenten werden alle integral . auf ein und demselben Substrat zusammen mit den Akkumulationskondensatoren CE und der Matrixverdrahtung gebildet.

Das fotoelektrische Wandlerelement PE besteht aus einer Fotorezeptorschicht, die bei Bestrahlung mit Licht Änderungen ihrer elektrischen Eigenschaften aufweist. Die Fotorezeptorschicht befindet sich zwischen einer Bildelementelektrode und einer gemeinsamen Elektrode, die gemeinsam für jedes Fotowandlerelement verwendet wird.

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Bei der vorliegenden Erfindung, kann die Fotorezeptorschicht, die das fotoelektrische Wandlerelement PE darstellt, aus hochempfindlichem .fotoleitendem Material bestehen, das in einen dünnen Film geformt werden kann. Als Material kann beispielsweise hydriertes Silicium (im Folgenden als a-Si:H bezeichnet), aus PbO, CdSe, Sb₃O₃, Se, Se-Te, Se-Te-As, Se-Bi, ZnCdTe, CdS, Cu₃S, aus amorphem hydrierten Germanium (im folgenden als a-Ge:H bezeichnet), amorphem hydrierten Germaniumsilicium (im folgenden als a-Ge Si_M_ . :H bzeichnet) be-

X \ I —X/

stehen. Der den Transistor SW und den Transistor S darstellende Halbleiterfilm kann beispielsweise aus CdSe, a-Si:H, a-Ge:H, a-Ge Si,.. ., oder polykristallinem Silicium usw. bestehen.
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Bei der vorliegenden Erfindung kann die 'Fotorezeptorschicht vorzugsweise aus a-Si:H bestehen, während die Film-Transistoren SW und F aus a-Si:H oder polykristallinem Silicium gefertigt sind. Dies im Hinblick auf den 0 Vorteil, daß der Transistor entweder η-leitend oder pleitend gemacht werden kann, je nach dem, ob er mit Störstellen eines Elementes aus der Gruppe V-A des Periodensystems, wie beispielsweise N, P, As, Sb, Bi usw. oder mit einem Element aus der Gruppe III-A des Periodensystems, wie etwa B, Al, Ga, In, Tl usw. dotiert ist.

Bei der vorliegenden Erfindung wird die Schichtdicke der

Eotorezeptorschicht in Abhängigkeit vom Grad der Absorption von Fotoladungsträgern festgelegt, die bei Ein-0 fall von Licht auf die Schicht erzeugt werden. Die Schichtdicke ist im allgemeinen 4000 Ä bis 2 μπι, vor-

zugsweise 6000 A bis 1 ,5 μπι. Andererseits sollte die Schichtdicke der Halbleiterschicht für den Filmtransistor SW oder S möglichst dünner als die Dicke des Verarmungs-Schichtbereichs sein, der durch Anlegen der Spannung an die Gate-Elektrode entsteht, die durch eine isolie-

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rende Zwischenschicht, im allgemeinen innerhalb eines Bereiches von 1000 Ä bis 1 μΐη geschaffen wird.

Als Substrat, auf dem der fotoelektrische Wandlerteil und der Teil für die Signalverarbeitungsschaltung gebildet sind, kann beispielsweise ein transparentes Material verwendet werden, wenn die Lichtinformation in die Lichtaufnahmefläche des fotoelektrischen Wandlerteils von der Substratseite her eintritt. Eine derartige Begrenzung bei der Wahl des Substrates besteht jedoch nicht, wenn die Lichtinformation von der Seite der Lichtaufnahmefläche eintritt, die auf der dem Substrat gegenüberliegenden Seite gebildet ist. Für das Substrat geeignete Materialien umfassen bei der vorliegenden Erfindung eine Zahl von käuflich erhältlichen Materialien, solange diese einwandfrei flach sind, eine glatte Oberfläche aufweisen, wärmebeständig sind sowie beständig gegen Chemikalien während der Praparierung sind. Typische Beispiele solcher für die Substratbildung geeigneten Materialien sind beispielsweise Glas, Glas Nr. 7059 (hergestellt von Dow Corning, Co.) Magnesiumoxid, Berilliumoxid, Spinell, Yttriumoxid, oder andere transparente Materialien,bzw. Aluminium, Molybdän spezieller rostfreier Stahl (Sus gemäß japanischer Industrienorm), Tantal oder andere nicht transparente metal-' lische Materialien.

Figur 3 zeigt schematisch eine Schrägansicht zur Illustration der Struktur des fotoelektrischen Wandlerelementes 0 PE. Bei dieser Ausführungsform wird Glas als Substrat verwendet und die Lichtaufnahmefläche liegt derjenigen Seite gegenüber, auf der das ,-fotoelektrische Wandlerelement angeordnet ist. Bei einer solchen Struktur wird transparentes Material für die Lichtaufnahmeelektrode 3 02 (gemeinsame Elektrode) auf der Substratseite verwendet. Die gemeinsame Elektrode 302 dient zum Anschluß an die Fo-

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torezeptorschicht 303 und zwar gemeinsam für alle fotoelektrischen Wandlerelemente PE.

Eine Fotorezeptorschicht 303 ist aus a-SiH von der undotierten Art, von der η-Art oder der i-Art (intrinsische Leitung) gebildet. Um ohm'sche Kontaktschichten auf den gegenüberliegenden Seite der Fotorezeptorschicht 303 zu bilden, sind a-Si:H-Schichten 304-1 und 3 04-2 jeweils auf der Elektrode 3 02 und der Bildelementelektrode 305 gebildet. Diese Schichten 304-1 und 304-2 sind einer η -Dotierung unterworfen worden. Die a-Si:H-Schichten werden im folgenden als η -Schichten bezeichnet.

Die Bildelementelektrode 305 besteht aus einem Material wie Aluminium oder ähnlichem und ist mit dem Akkumulationskondensator CE und dem Übertragungstransistor SW verbunden. Der Akkumulationskondensator CE enthält eine Isolierschicht 3 06 und Elektroden 307, 3 08, zwischen denen die Isolierschicht 306 angeordnet ist. Die Isolierschicht 306.kann beispielsweise aus Si-,Ν. durch Glühentladung, aus SiO„ durch Zerstäuben oder aus SiO2 durch chemischen Niederschlag aus der Dampfphase (chemical vapour deposition, CVD) gefertigt sein. Die Pho-

torezeptorschicht 303 und die n⁺-Schicht 304-1, 304-2 sind vorzugsweise aus Si-N. durch Glühentladung hergestellt.

Figur 4 erläutert die Struktur des Filmtransistors SW 0 oder S der bei der Erfindung verwendet wird. Die Struktur umfaßt eine Halbleiterschicht 404 aus a-Si:H aus undotiertem, η-leitenden oder i-leitenden oder polykristallinem Silicium vom i-Typ, eine Gate-Elektrode 403 eine Insolierschicht 402 zwischen der Halbleiterschicht und der Gate-Elektrode, n⁺-Schichten 405-1 und 405-2,

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dira a\i£ am: ίίάΐbleifcgfäühicht 404 tjebiMeL sind, eine Source-Elektrode 406 auf einer der η -Schichten und eine Drain-Elektrode 407 auf der anderen η -Schicht 405-2.

Die Isolierschicht 402 kann aus Si₃N durch Glühentladung, aus SiÜ_ durch Sprühen oder aus SiO₂ durch chemischen Niederschlag aus der Dampfphase (CVD) hergestellt sein. Bei der Erfindung wird die Isolierschicht vorzugsweise aus Si-N. durch Glühentladung gefertigt. Die Source- und Drain-Elektroden 406 und 407 bestehen vorzugsweise aus Aluminium oder einem ähnlichen Material.

Die Verdrahtung zwischen den Filmtransistoren und die elektrische Verbindung zwischen den Filmtransistoren und den fotoelektrischen Wandlerelementen wird mit Hilfe eine Verdrahtungsmusters durchgeführt, das zwei Schichten 402 und 407 umfaßL, die eü.ekfciisch voneinander durch eine Isolierschicht 402 getrennt sind. Diese Doppelschichten sind miteinander durch ein Loch 4 09, das in der Isolierschicht 402 gebildet ist, verbunden.

Der fotoelektrische Umsetzer gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung enthält fotoelektrische Wandlerelemente 502, Akkumulationskondensatoren 503, Filmtransistoren 504 zur Übertragung der fotoelektrischen Wandlerausgangssignale, Transistoren 505, die eine Filmtransistorreihe bilden und einen Matrixverdrahtungsabschnitt 506, welche Komponenten alle auf einem ausgedehnten Glassubstrat 501 in entsprechenden Querreihen angeordnet sind, wie in Figur 5 gezeigt.

Figur 6 zeigt ein Beispiel eines Verdrahtungsmusters in einem fotoelektrischem Umsetzer 500, wie er in Figur 5 dargestellt ist. Der fotoelektrische Umsetzer 500

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enthält fotoelektrische Wandlerelemente 502, Akkumulationskondensatoren 503, Übertragungstransistoren 504 und Filmtransistoren 505, die eine Filmtransistorreihe bilden. Ein Matrixverdrahtungsteil 506 ist mit diesem durch eine Isolierschicht 507 in einer Doppelschichtverdrahtung verbunden.

Figur 7 zeigt eine Äquivalenzschaltung, wie sie in einem fotoelektrischem Umsetzer gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird. Dieser fotoelektrische Umsetzer weist einen fotoelektrischen Wandlerabschnitt auf, der aus N fotoelektrischen Wandlerelementen (PE1, PE2,...PEN) besteht. Der fotoelektrische Umsetzer weist ferner einen Signalverarbeitungsbereich auf, der aus N Kondensatoren (CE1, CE2,...CEN) besteht, die jeweils den f.otoelektrischen Wandlerelementen PE zugeordnet sind, um die Ausgangssignale der f.otoelektrischen Wandlerelemente zu akkumulieren oder aufzusummieren. Ferner enthält der fotoelektrisch^ Umsetzer N Dioden zum Unterdrücken von übersprechen (DE1, DE2,...DEN) und Übertragungstransistoren (SW1, SW2,...SWN) zur sukzessiven Übertragung der in den Kondensatoren CE akkumulierten Ladungen zu einem Ausgangsanschluß OUT.

Jedes der -f.otoelektrischen Wandlerelemente PE weist eine ■ Elektrode auf, die mit der entsprechenden Kapazität CE und der Anode der entsprechenden Diode zum Unterdrücken von Übersprechen DE verbunden ist. Die jeweiligen anderen Anschlüsse der Akkumulationskondensatoren CE sind alle geerdet. Die Kathoden der Dioden DE zum Unterdrücken von übersprechen sind jeweils mit den Drain-Elektroden der jeweiligen Übertragungstransistoren SW verbunden.

Die anderen Elektroden der fotoelektrischen Wandlerelemente sind mit M Signalleitungen (D1, D2,...DM) verbunden. Diese Signalleitungen werden im folgenden als Blockaus-

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wahl-Signalleitungen bezeichnet.

Die Source-Elektroden der Übertragungstransistoren SW sind mit dem Ausgangsanschluß OUT verbunden. Die Gate-Elektroden dieser Transistoren sind mit L Signalleitungen (G1, G2,...GL) verbunden. Diese Signalleitungen werden im folgenden als Gate-Auswahlsignalleitungen bezeichnet.

Lichtinformation, die auf die fotoelektrischen Wandlerelemente fällt, wird von dem Ausgangsanschluß OUT über die Übertragungstransistoren ausgegeben. Die Übertragungstransistoren werden selektiv durch die Gate-Auswahlsignale angesteuert. Die fotoelektrischen Wandlerelemente werden durch Blockauswahlsignale beaufschlagt.

Figur 8 zeigt einen Zeitplan, gemäß dem der fotoelektrische Umsetzer entsprechend der in Figur 7 dargestellten zweiten Ausführungsform der Erfindung beaufschlagt oder getaktet wird.

Die Taktfrequenz bei den Blockauswahlsignalen (D1S, D2S,...DMS) ist im allgemeinen M mal so groß wie bei den Gate-Auswahlsignalen (G1S, G2S,...GLS).

. Die auf den fotoelektrischen Wandlerbereich auftrefende Lichtinformation ändert den Widerstand in den ^fotoelektrischen Wandlerelementen, wodurch die Akkumulationskondensatoren CE durch den Taktimpuls der Blockauswahl- signale (D1S, D2S,...DMS) geladen werden. Die in den Kondensatoren CE akkumulierten Ladungen werden nacheinander durch die Übertragungstransistoren, die durch die Gate-Auswahlsignale (G1S, G2S,...GLS) in ihren leitenden Zustand geschaltet werden, ausgegeben.

Bei der zweiten Ausführungsform sind sämtliche \fioto-

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elektrischen Wandlereleniente PE, die Übertragungstransistoren SW und die Dioden DE zum Unterdrücken von Übersprechen auf demselben Substrat angeordnet und bestehen aus Halbleiterfilmen.
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Die fotoelektrischen Wandlerelemente PE und die Übertragungstransistoren SW sind aus ähnlichem Material wie bei der ersten Ausführungsform in der gleichen Struktur gefertigt. Auch das Substrat besteht aus ähnlichem Material wie bei der ersten Ausführungsform.

Figur 9 zeigt die Struktur eines fotoelektrischen Wandlerelementes bei der zweiten Ausführungsform. Bei dieser Ausführungsform liegt die Lichtaufnahmefläche des fotoelektrischen Wandlerbereiches auf der Seite, die der Substratfläche 901,in der die *fotoelektrischen Wandlerelemente PE angeordnet sind, gegenüber liegt. Dementsprechend sind Elektroden 902,die mit einer Fotorezeptorschicht 903 verbunden sind, aus transparentem Ma terial wie beispielsweise SnO , ITO (Indium-Zinn-Oxid) oder ähnlichem gefertigt.

Jedes der fotoelektrischen Wandlerelemente PE weist gemeinsame Elektroden 902 und Bildelementelektroden 905 auf, die jeweils auf gegenüberliegenden Seiten der Foto-' rezeptorschicht 903 gebildet sind und mit dieser jeweils über η -Schichten 904-1 und 904-2 in Verbindung steht. Die Schichten 903, 904-1 und 904-2 sind aus ähnlichem Material wie beim ersten Ausführungsbeispiel gefertigt.

Auch die Akkumulationskondensatoren CE sind aus ähnlichem Material wie beim ersten Ausführungsbeispiel in derselben Struktur gefertigt. Jeder der Kondensatoren CE enthällt eine Isolierschicht 906, eine Elektrode 908, die auf der Isolierschicht 906 gebildet ist und elektrisch mit der Bildelementelektrode 905 in Verbindung

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steht, sowie eine Elektrode 907, die die Gegenelektrode zur Elektrode 908 darstellt und auf der gegenüberliegenden Seite der Isolierschicht 906 liegt.

Figur 10 zeigt den Aufbau des Filmtransistors SW und der Diode DE beim zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Diese Struktur enthällt eine Gate-Elektrode 1003 auf einem Substrat 1001, eine Isolierschicht 1002 auf der Gate-Elektrode 1003, eine Halbleiterschicht 1Ö04, die aus a-Si:H von der nicht dotierten Art, der n- oder i-Art, oder aus polykristallinem Silicium vom i-Typ auf der Isolierschicht 1002 gebildet ist, eine η -Schicht 1005 auf der Halbleiterschicht 1004 und eine Source-Elektrode auf der n⁺-Schicht 1005. Auf der Halbleiterschicht 1004 ist ebenfalls eine einen Schottky-Übergang ausbildende Schicht 1008 gebildet. Des weiteren ist eine Drain-Elektrode 1007 auf der Schicht 1008 zur Erzeugung einer Diode DE zum Unterdrücken von übersprechen ausgebildet. Die den Schottky-Übergang bildende Schicht 1008 kann aus einem Material wie beispielsweise Au, Ir, Pt, Rh, Pb oder ähnlichem gebildet sein und wird vorzugsweise bei der Erfindung aus Pt gefertigt. Die Drain-Elektrode 1007 besteht vorzugsweise aus Al.

' Wie in Figur 11 g.ezeigt enthält der fotoelektrische Umsetzer der zweiten Ausführungsform N fotoelektrische Wandlerelemente 1101, N Akkumulationskondensatoren 1102, N Filmtransistoren 1103,deren Struktur Dioden zur Unterdrückung von Übersprechen aufweist, einen Verdrahtungsbereich 1105 für die fotoelektrischen Wandlerelemente und einen Verdrahtungsbereich 1106 für die Transistoren.

Figur 12 zeigt den Aufbau des zweiten Ausführungsbeispiels, bei dem die fotoelektrischen Wandlerelemente 1101, die oberen Elektroden 1201, die oberen Elektroden

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1202 der Akkumulationskondensatoren 1102 und die Drain-Elektroden 1203 der Filmtransistoren 1103 integriert auf einem Substrat 1104 angeordnet sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird durch die Drain-Elektrode 1203 und die Halbleiterfilmschicht 1204 eine Schottky-Diode zum Unterdrücken von Übersprechen gebildet. Die Gate- und Source-Elektroden 12 05, 1206 des Filmtransistors 1103 sind elektrisch voneinander durch eine Isolierschicht

1207 getrennt und in einer Zweischichtenmatrix verdrahtet.

Die Elektrode 1208 auf der Lichtaufnahmefläche des fotoelektrischen Wandlerelementes 1101 besteht aus einem Material wie beispielsweise ITO oder ähnlichem und steht elektrisch mit dem Filmtransistor 1101 auf einem Verlängerungsstück der Elektrode 1201 in Verbindung. Zur Bildung von ohm¹sehen Übergängen sind zwischen der Elektrode

1208 und der .Fotorezeptorschicht 1209 sowie zwischen der Elektdoe 1201 und der Fotc

ten 1210 und 1211 gebildet.

Elektdoe 1201 und der Fotorezeptorschicht 12 09 n⁺-Schich-

Figur 13 zeigt ein Äquivalenzschaltbild einer Schaltung, wie sie bei der dritten Ausführungsform verwendet wird. Diese Ausführungsform enthält . einen fotoelektrischen Wandlerbereich, der aus N fotoelektrischen Wandlerelementen (PE1, PE2,...PEN) und einen Bereich für die Signalverarbeitungsschaltung, mit II Dioden (DE 1 , DE2,...DEN) zum Unterdrücken von Übersprechen besteht. Die Dioden sind jeweils einem der fotoelektrischen Wandlerelemente zugeordnet. Ferner sind Übertragungstransistoren (SW1, SW2,...SWN) vorhanden zur übertragung der Ausgangssignale von den fotoelektrischen Wandlerelementen PE1 zu einem Ausgangsanschluß OUT in Zeitserien.

Die fotoelektrischen Wandlerelemente (PE1, PE2,—PEN)

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sind in M-Blocke unterteilt, von denen jeder L JTotoelektrische Wandlerelernente enthält. Jedes der fotoelektrischen Wandlerelemente PE weist eine Elektrode auf, die mit einer jeweils gemeinsamen Leitung D verbunden ist. Die gemeinsame Leitung (D1, D2,...DM) eines jeden Blokkes wird im folgenden als Blockauswahl-Signalleitung bezeichnet. Die andere Elektrode des fotoelektrischen Wandlerelementes PE ist mit der Anode der Diode DE zur Unterdrückung von übersprechen verbunden. Die Kathode der Diode DE steht mit der Drain-Elektrode des entsprechenden Übertragungstransistors SW in Verbindung-Alle Source-Elektroden der Übertragungstransistoren SW sind mit dem Ausgangsanschluß OUT verbunden.

Die Gate-Elektroden der Übertragungstransistoren SW sind jeweils mit den L-Signalleitungen (G1, G2,...GL) verbunden, die im folgenden als Gateauswahl-Signalleitungen bezeichnet werden.

Figur 14 zeigt einen Zeitplan für das Takten des in Figur 13 dargestellten fotoelektrischen Umsetzers Die Taktfrequenz für die Gateauswahlsignale (G1S, G2S,...GLS) ist normalerweise L mal so groß wie die Taktfrequenz der Blockauswahlsignale (D1S, D2S,...DMS).

• Lichtinformation, die auf den fotoelektrischen Wandlerbereich fällt, wird bei dem Ausgangsanschluß OUT über die fotoelektrischen Wandlerelemente PE, die durch das Blockauswahlsignal beaufschlagt werden und die übertra-0 gungstransistoren SW, die durch das Gate-Auswahlsignal angesteuert werden, ausgegeben. Die Blocksignale (D1S,

D2S, DMS) und Gate-Signale (G1S, G2S, GLS) werden

sukzessive ausgewählt, um N (= M χ L) Ausgangssignale von den fotoelektrischen Wandlerelementen PE in Zeit-Serien zur Verfügung zu stellen.

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Bei der dritten Ausführungsform sind die photoelektrischen Wandlereleinente PE, die Übertragungstransistoren SW und die Dioden zum Unterdrücken von übersprechen DE aus Halbleiterfilmen auf demselben Substrat und in der gleichen Art und Weise wie bei dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel angeordnet.

Figur 15 zeigt die Struktur eines fotoelektrischen Wandlerelementes PE bei der dritten Ausführungsform.

Dieses fotoelektrische Wandlerelement PE weist dieselbe Struktur wie die in den Figuren 3 und 9 dargestellten fotoelektrischen Wandlerelemente auf, mit der Ausnahme, daß es eine interne Struktur mit einer integrierten Diode zum Unterdrücken von Übersprechen besitzt. Das fotoelektrische Wandlerelement PE weist eine gemeinsame Elektrode 1502 auf einem transparenten Substrat 1501, eine Photorezeptorschicht 1503 und eine η -Schicht 1505 auf, die sämtliche aus dem zuvorgenannten Material bestehen. Eine Bildelementelektrode 1506 ist aus einem solchen Material gefertigt, daß durch sie eine Schottky-Diode zum Unterdrücken von Übersprechen zwischen der Elektrode 1506 und der Fotorezeptorschicht 1503 gebildet wird. Wenn beispielsweise die Fotorezeptorschicht 1503 aus nicht dotiertem a-Si:H oder aus a-Si:H vom n- oder i-Typ besteht, wird die Bildelement-. elektrode aus einem Material wie beispielsweise Au, Ir Pt, Rh, Pd oder ähnlichem gebildet. Im Falle der Erfindung besteht die Bildelementelektrode 1506 vorzugsweise aus Pt.

Auf der nach oben weisenden Fläche der Bildelementelektrode 1506 ist eine Anschlußelektrode 1504 gebildet, um die Bildelektrode 1506 elektrisch mit der Drain-Elektrode des entsprechenden Filmtransistors SW zu verbinden.

Die Anschlußelektrode 1504 besteht beispielsweise aus einem Material wie etwa Aluminium oder dergleichen.

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Die Dicke der 'Fotorezeptorschicht 1503 wird so gewählt, daß kein oder nur vernachläßigbar wenig Licht die Diode zum Unterdrücken von übersprechen erreicht. Normalerweise ist die Dicke 4000 Ä bis 2 μπι, vorzugsweise 6000 Ä bis 1,5 μπι. Die Filmtransistoren SW bei der dritten Ausführungsform weisen dieselbe Struktur und die gleichen Eigenschaften wie die in Figur 4 gezeigten auf und werden nicht weiter beschrieben.

Wie aus Figur 16 hervorgeht weist der fotoelektrische Umsetzer gemäß der dritten Ausführungsform N fotoelektrische Wandlerelemente 1601 auf, die in sich Schottky-Dioden zum Unterdrücken von Übersprechen enthalten , ferner weist der fotoelektrische Umsetzer N Übertragungstransistoren 1602 und einen Bereich 1603 mit einer Matrixverdrahtung für die Übertragungstransistoren 1602 auf, wobei alle Teile auf einem ausgedehnten Substrat 1603 angeordnet sind. Die N . fotoelektrischen Wandlerelemente, die in einer Querreihe angeordnet sind, sind in M Blöcke unterteilt, in denen jeweils die fotoelektrischen Wandlerelemten 1601 elektrisch mit einer gemeinsamen Elektrode verbunden sind.

Figur 17 zeigt ein Beispiel eines Verdrahtungsmusters bei der dritten Ausführungsform. Bei einem solchen Ver-• drahtungsmuster sind die oberen Elektroden 1701 der fotoelektrischen Wandlerelemente 1601 mit den Drain-Elektroden 1703 der Übertragungstransistoren 1602 durch die Verbindungselektroden 1702 verbunden. Die Transistoren 1602 enthalten jeweils eine gemeinsame Source-Elektrode 1704, durch die sie miteinander verbunden sind. Die Gate-Elektroden 1705 sind elektrisch mit einem Matrixverdrahtungsbereich 1706 über Isolierschichten 1712 nach der Doppelschichtart verbunden. In Figur 17 sind die ge-. meinsame Elektrode 1707 der fotoelektrischen Wandler-

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elemente 1601, die η -Schichten 1708, die Fotorezeptorschichten 1709, die Halbleiterschichten, welche die entsprechenden Filmtransistoren 1602 darstellen, und der Matrixverdrahtungsbereich 1706 integriert auf einem transparenten Substrat 1711 angebracht.

Figur 18 zeigt ein Äquivalenzschaltbild einer in einem fotoelektrischen Umsetzer gemäß einer vierten Ausführungsform verwendeten Schaltung. Dieser fotoelektrische Umsetzer enthält einen fotoelektrischen Wandlerbereich, der aus N fotoelektrischen Wandlerelementen (PE1, PE2,...PEN) die in einer Reihe angeordnet sind, besteht. Der Umsetzer enthält ferner einen Bereich mit einer Signalverarbeitung, der Kondensatoren (CE1, CE2, ...CEN) zur Akkumulation der Ausgangsignale der fotoelektrischen Wandlerelemente PE umfaßt. Ferner sind Transistoren (SW1, SW2,...SWN) zur sukzessiven übertragung der Ausgangsignale von den fotoelektrischen Wandlerelementen zu dem Ausgangsanschluß OUT vorgesehen.

Schließlich weist der fotoelektrische Umsetzer Schieberegister (S11,...S16...SN6) auf, um nacheinander die Übertragungstransistoren in einer bestimmten Sequenz durchzuschalten.

Lichtinformation, die auf die Lichtempfangsfläche fällt, moduliert den Widerstand in den fotoelektrischen Wandlerelementen PE wodurch die Ladungsmenge geändert wird, die von der Spannungsquelle V für den fotoelektrischen Wandlerbereich den Akkumulationskondensatoren CE zugeführt wird. Andererseits werden die in den Kondensatoren CE gespeicherten Ladungen nacheinander über den Ausgangsanschluß OUT dadurch abgeleitet, daß die Übertragungstransistoren SW sequentiell in ihren Leitzustand geschaltet werden. Es wird folglich die einfallende Lichtinformation am Ausgangsanschluß OUT in Zeitserien als die in den Kondensatoren CE akkumulierte Ladung jeweils beim

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Weiterschalten in den Leitzustand Von einem Übertragungstransistörs zum nächsten, abgegriffen. Jedes der Schieberegister zum Durchschalten oder Takten der Transistoren SW enthält sechs Transistoren (S11, S12,...S16) für jeweils einen der Übertragungstransistoren SW.

Figur 19 zeigt einen Zeitplan für den Betrieb der Schieberegister S und der Übertragungstransistoren SW. Übertragungstaktimpulse 0. und 0₂ weisen jeweils entgegengesetzte Phasen auf. Nachdem N-Taktimpulse 0₁ gezählt worden sind, wird ein Übertragungsimpuls 0„ einem Anschluß IN zugeführt. Wenn jeder zweite der Taktimpulse 0₁ gezählt wird, wird jeder der Übertragungstransistoren SW nacheinander in seinen Leitzustand durchgeschaltet und zwar in der Ordnung (SW1, SW2,...SWN).

Das fotoelektrische Wandlerelement kann geeigneterweise ein sogenannter ohm'scher Fotosensor sein, der aus einer Fotorezeptorschicht und Elektroden besteht, die mit der Schicht ohm'sche Verbindungen auf ihren beiden Seiten bilden. Der Transistor SW für die Übertragung sowie die Transistoren S, die das Schieberegister darstellen, sind alle Dünnfilmtransistoren.

Die Fotorezeptorschicht, die das fotoelektrische Wandler-, element PE darstellt, besteht aus hoch fotoempfindlichem Material, wie oben erwähnt.

Die Halbleiterfilme, die die Dünnfilmtransistoren SW und S darstellen, bestehen aus den amorphen oder polykristallinen Materialien, wie oben erwähnt.

Gemäß der Erfindung besteht die Fotorezeptorschicht für das fotoelektrische Wandlerelement vorzugsweise aus a-Si:H während der Filmtransistor SW oder S aus a-Si:H oder polykristallinem Silicium besteht.

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Bei der vierten Ausführungsform beträgt die Dicke der Fotorezeptorschicht,die in Abhängigkeit von dem Diffusionsgrad der durch die einfallende Lichtinformation erzeugten Fotoladungsträger zu bestimmen ist, im allgemei-

nen zwischen 4000 A bis 2 μ,vorzugsweise 6000 A bis 1,5 μ. Andererseits soll die Schichtdicke der Halbleiterschicht für die Filmtransistoren SW und S geringer als die Schichtdicke der Lehrschicht oder des Verarmungsbereiches sein, der durch die Spannung entsteht, die an die Gate-Elektrode angelegt wird, die durch eine isolierende Zwischenschicht erzeugt wird.

Das fotoelektrische Wandlerelement PE und der Akkumulationskondensator CE in der vierten Ausführungsform weisen die gleiche Struktur wie im Zusammenhang mit Figur 9 beschrieben auf/und ihre Eigenschaften sind ebenfalls ähnlich. Sie werden folgich im folgenden nicht weiter beschrieben.

Figur 20 zeigt den Aufbau eines Filmtransistors einer vierten Ausführungsform. Dieser Aufbau enthält ein Substrat 2001, eine Gate-Elektrode 2003 auf dem Substrat 2001, eine Isolierschicht 2002 auf der Gate-Elektrode 2003 und eine Halbleiterschicht 2004 auf der Isolier-' schicht 2002. Der Filmtransistor enthält auch η -Schichten 2005-1 und 2005-1 auf der Halbleiterfilmschicht 2004, auf' der jeweils Source- und Drain-Elektroden 2006 und 2007 angeordnet sind.

0 Die Isolierschicht 2002 kann aus Si₃N durch Glühentladung, aus SiO„ durch Aufsprühen oder aus SiO₃ durch chemischen Niederschlag aus der Dampfphase (CVD) erzeugt sein. Vorzugsweise ist bei der Erfindung die Schicht 2002 aus Si₃N durch Glühentladung hergestellt.

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Die Gate-Elektrode 2003 kann aus Al, aus Cr; Mo, Molybdänsilicid, aus einem polycrystalinen Silicumfilm, der stark n- oder p-dotiert ist oder ähnlichem hergestellt sein. Wenn beispielsweise die Halbleiterfilmschicht 2004 aus a-Si:H besteht, wird die Gate-Elektrode 2003 vorzugsweise aus Aluminium oder einem ähnlichem Material gebildet. Wenn die Halbleiterfilmschicht 2004 aus einem polykristallinem Siliciumfilm besteht, wird die Gate-Elektrode 2 003 vorzugsweise aus Mo oder n- oder p-dotiertem polykristallinem. Silicium gebildet, da die Gate-Elektrode Temperaturen aushalten muß, die oberhalb der Herstellungstemperatur (400⁰C) für die Filmherstellung des polykristallinenSiliciumfilms liegen. Die Source- und Drain-Elektroden 2006 und 2 007 bestehen vorzugsweise aus einem Material wie Aluminium oder ähnlichem.

Die Verdrahtung zwischen den Filmtransistoren und die elektrische Verbindung zwischen den Filmtransistoren und den fotoelektrischen Wandlerelementen wird mit Hilfe von zwei Verdrahtungsschichten durchgeführt, die elektrisch durch eine Isolierschicht 2002 getrennt sind. Die Doppelschichten sind gegenseitig durch ein Loch 2009, das durch die Isolierschicht 2002 führt, miteinander ver-. bunden.

Wenn ein Schieberegister durch Filmtransistoren gebildet werden soll, kann dies mit Hilfe der dargestellten Transistoren CII, C12/...CN2 in Figur 18 geschehen.

Figur 21 zeigt ein Beispiel einer Struktur eines Filmtransistors, mit einem darin enthaltenen,oben beschriebenen Kondensator. Bei dieser Struktur weist die Gate-Elektrode 2103 auf einem Substrat 2101 eine Größe auf, die größer als der übliche Filmstransistor ist. Die Gate-Elektrode ist so geformt, daß eine vorgegebene

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elektrostatische Ladekapazität zwischen der Gate-Elektrode 2103 und einer Source-Elektrode 2107 zwischen denen die Isolierschicht 2102 liegt, entsteht.

Auf der Isolierschicht 2102 ist eine Halbleiterfilmschicht 2108 gebildet, an deren gegenüberliegenden Enden eine Drain- und eine Source-Elektrode 2106, 2107 jeweils durch η -Schichten 2105-1 und 2105-2 zur Bildung von ohm¹sehen Übergängen, gebildet sind.

Figur 22 zeigt ein Beispiel eines Verdrahtungsmusters bei der vierten Ausführungsform, bei der die fotoelektrischen Wandlerelemente 22 01 mit den Akkumulationskondensatoren 2202 und übertragungstransistoren 2203 durch ihre obere Verbindungselektroden 2210 verbunden sind. Ein Schieberegister enthält Transistoren 2204, 2206, 2207, 2208 und 2209 und einen Transistor 2205, der einen Übertragungskondensator enthält. Diese sechs Transistoren sind zu einer Schieberegistereinheit kombiniert. N Schieberegistereinheiten sind untereinander in Serie zu einer Schieberegisteranordnung verbunden.

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Claims

Patentansprüche

b) einen Bereich mit einer Signalverarbeitungsschaltung mit
b 1) einer Anzahl von Akkumulationsmitteln (503) ,

von denen jeweils eines für jedes Wandlerelement vorgesehen ist, zur Aufsummierung der von den entsprechenden Wandlerelementen (502) erzeugten Ausgangssignale,

b 2) einer Anzahl von Übertragungsmitteln (504)

zur Übertragung der von den jeweiligen Akkumulationsmitteln (503) aufsummierten Signale an andere Stellen und

b 3) einer Anzahl regelmäßig angeordneter Transistoren (505), die zu einer zweidimensionalen Ma

trix (506) geschaltet sind, um eine Anzahl der Übertragungsmittel (505) in Zeitreihe zu treiben,

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wobei die fotoelektrischen Wandlerelemente (502), die Übertragungsmittel (504) und die den Bereich der Signalverarbeitungsschaltung darstellenden Transistoren (505) aus dünnen Halbleiterfilmen bestehen.
2. Fotoelektrischer Umsetzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes fotoelektrische Wandlerelement (502) eine allen fotoelektrischen Wandlerelementen (502) gemeinsame Elektrode (302) , eine von den übrigen fotoelektrischen Wandlern unabhängige Elektrode und eine ο zwischen diesen Elektroden über eine η Schicht für ohmsche Kontaktierung angeordnete Fotorezeptorschicht (303) aufweist.
3. Fotoelektrischer Umsetzer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede unabhängige Elektrode des fotoelektrischen Wandlerelementes (502) in Reihe mit der das jeweilige Akkumulationsmittel (503) darstellenden Elektrode geschaltet ist.
4. Fotoelektrischer Umsetzer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede unabhängige Elektrode des jeweiligen fotoelektrischen Wandlerelementes (502) in Reihe mit der das jeweilige übertragungsmittel (504) darstellenden Elektrode geschaltet ist.
5. Fotoelektrischer Umsetzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dünne Halbleiterfilm amorphes hydriertes Silizium enthält.
0 6. Fotoelektrischer Umsetzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dünne Halbleiterfilm polykristallines Silizium enthält.
7. Fotoelektrischer Umsetzer in Festkörperanordnung, ge-

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kennzeichnet durch folgende, auf dem gleichen Substrat ausgebildete Bereiche:

a) einen fotoelektrischen Wandlerbereich, der aus einer Anzahl von fotoelektrischen in einer Reihe angeordneten Wandlerelementen (1101) besteht, von denen jedes eine Lichtaufnahmefläche

zum Eingeben einer Lichtinformation aufweist und

b) einen Bereich mit einer Signalverarbeitungsschaltung mit

b 1) einer Anzahl von Akkumulationsmitteln

(1102) jeweils für die einzelnen Wandlerelemente (1101) zur Aufsummierung der von den entsprechenden Wandlerelementen (1101) erzeugten Ausgangssignale,

b 2) einer Diode (1103) zum Unterdrücken von Übersprechen in jedem Zwischenraum zwischen den Wandlerelementen (1101) b 3) einer Anzahl von Übertragungsmitteln

(1103) zur übertragung der in den je

weiligen Akkumulationsmitteln (1102) aufsummierten Signale an andere Stellen,

wobei die fotoelektrischen Wandlerelemente (1101), die Diode und die Übertragungsmittel aus dünnen Halbleiterfilmen bestehen.
8. Fotoelektrischer Umsetzer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedes fotoelektrische Wandlerelement (502) eine allen fotoelektrischen Wandlerelementen (502) gemeinsame Elektrode (302) , eine von den übrigen fotoelektrischen Wandlern unabhängige Elektrode und eine zwischen diesen Elektroden über eine η Schicht für ohmsche Kontaktierung angeordnete Fotorezeptorschicht (303) aufweist.

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9. Fotoelektrischer Umsetzer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede unabhängige Elektrode des fotoelektrischen Wandlerelementes (502) in Reihe mit der das jeweilige Akkumulationsmittel (503) darstellenden Elektrode geschaltet ist.
10. Fotoelektrischer Umsetzer nach Anspruch 8, dadurch ge-, kennzeichnet, daß jede unabhängige Elektrode des jeweiligen fotoelektrischen Wandlerelementes (502) in Reihe mit der das jeweilige übertragungsmittel (504) darstellenden Elektrode geschaltet ist.
11. Fotoelektrischer Umsetzer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der dünne Halbleiterfilm amorphes hydriertes Silizium enthält.
12. Fotoelektrischer Umsetzer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der dünne Halbleiterfilm polykristallines Silizium enthält.
13. Fotoelektrischer Umsetzer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsmittel ein Transistor (1103) ist.
14. Fotoelektrischer Umsetzer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor (1103) intern mit einer in seinem Aufbau integrierten Diode zum Unterdrücken von Übersprechen ausgerüstet ist.
15. Fotoelektrischer Umsetzer in Festkörperanordnung, gekennzeichnet durch folgende auf dem gleichen Substrat ausgebildete Bereiche:

a) einen fotoelektrischen Wandlerbereich, der aus einer Anzahl von fotoelektrischen, in einer Reihe angeordneten Wandlerelementen (1601) be-

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steht, von denen jedes eine Lichtaufnahmeflache zum Eingeben einer Lichtinformation aufweist,

b) einen Bereich mit einer Signalverarbeitungsschaltung mit

b 1) einer Anzahl von Dioden (in 1601) zum Unterdrücken von übersprechen bei jedem Zwischenraum zwischen den fotoelektrischen Wandlerelementen (1601), jeweils für die einzelnen Wandlerelemente (1601), mit

denen sie jeweils direkt verbunden sind, b 2) einer Anzahl von Transistoren (1602), jeweils für die einzelnen Dioden, mit denen sie jeweils direkt verbunden sind, zur

5 übertragung der Ausgangssignale der ent

sprechenden fotoelektrischen Wandlerelemente (1601),

wobei die Wandlerelemente (1601), die Dioden und die Transistoren (1602) aus dünnen Halbleiterfilmen bestehen.
16. Fotoelektrischer Umsetzer nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das fotoelektrische Wandlerelement (1601) mit einer in seinem Aufbau integrierten Diode . zum Unterdrücken von Übersprechen ausgestattet ist.
17. Fotoelektrischer Umsetzer in Festkörperanordnung, gekennzeichnet durch folgende, auf dem gleichen Substrat ausgebildete Bereiche:

a) einen fotoelektrischen Wandlerbereich, der aus

einer Anzahl von fotoelektrischen in einer Reihe angeordneten Wandlerelementen (PE) besteht, von denen jedes eine Lichtaufnahmefläche zum Eingeben einer Lichtinformation aufweist, und

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b) einen Bereich mit einer Signalverarbeitungsschaltung mit

b 1) einer Anzahl von Akkumulationsmitteln (C). jeweils für die einzelnen Wandlerelernente (PE), zur Aufsummierung der von den entsprechenden Wandlerelementen (PE) erzeugten Ausgangssignale, b 2) einer Anzahl von Übertragungsmitteln (SW) zur Übertragung der in den jeweiligen Akkumulationsmitteln (C) aufsummierten Signale an andere Stellen

und einem Schieberegister, um eine Anzahl von Übertragungsmitteln in Zeitserien zu beschälten,

wobei die fotoelektrischen Wandlerelemente (PE) die Übertragungsmittel (FW) und das den Bereich der Signalverarbeitungsschaltung darstellende Schieberegister aus dünnen Halbleiterfilmen bestehen.
18. Fotoelektrischer Umsetzer nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß jedes fotoelektrische Wandlerelement

(502) eine allen fotoelektrischen Wandlerelementen (502) gemeinsame Elektrode (302), eine von den übrigen fotoelektrischen Wandlern unabhängige Elektrode und eine zwischen diesen Elektroden über eine η Schicht für ohmsche Kontaktierung angeordnete Fotorezeptorschicht (303) aufweist.
19. Fotoelektrischer Umsetzer nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß jede unabhängige Elektrode des fotoelektrischen Wandlerelementes (502) in Reihe mit der das jeweilige Akkumulationsmittel (503) darstellenden Elektrode geschaltet ist.
20. Fotoelektrischer Umsetzer nach Anspruch 18, dadurch ge-

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kennzeichnet, daß jede unabhängige Elektrode des jeweiligen fotoelektrischen Wandlerelernentes (502) in Reihe mit der das jeweilige Übertragungsmittel (504) darstellenden Elektrode geschaltet ist.
21. Fotoelektrischer Umsetzer nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der dünne Halbleiterfilm amorphes hydriertes Silizium enthält.
22. Fotoelektrischer Umsetzer nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der dünne Halbleiterfilm polykristallines Silizium enthält.

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