DE3112907C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE3112907C2 DE3112907C2 DE3112907A DE3112907A DE3112907C2 DE 3112907 C2 DE3112907 C2 DE 3112907C2 DE 3112907 A DE3112907 A DE 3112907A DE 3112907 A DE3112907 A DE 3112907A DE 3112907 C2 DE3112907 C2 DE 3112907C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- photoelectric
- transistors
- pen
- electrode
- elements
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 16
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 15
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 14
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 23
- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 description 16
- 239000010408 film Substances 0.000 description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 9
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910017817 a-Ge Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 2
- UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+);selenium(2-) Chemical compound [Se-2].[Cd+2] UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002290 germanium Chemical class 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 2
- FRWYFWZENXDZMU-UHFFFAOYSA-N 2-iodoquinoline Chemical compound C1=CC=CC2=NC(I)=CC=C21 FRWYFWZENXDZMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100346656 Drosophila melanogaster strat gene Proteins 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100400378 Mus musculus Marveld2 gene Proteins 0.000 description 1
- 229910018110 Se—Te Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N beryllium oxide Inorganic materials O=[Be] LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 1
- 238000009388 chemical precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
- H04N1/04—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa
- H04N1/19—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa using multi-element arrays
- H04N1/191—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa using multi-element arrays the array comprising a one-dimensional array, or a combination of one-dimensional arrays, or a substantially one-dimensional array, e.g. an array of staggered elements
- H04N1/192—Simultaneously or substantially simultaneously scanning picture elements on one main scanning line
- H04N1/193—Simultaneously or substantially simultaneously scanning picture elements on one main scanning line using electrically scanned linear arrays, e.g. linear CCD arrays
- H04N1/1938—Details of the electrical scanning
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14665—Imagers using a photoconductor layer
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
- H04N1/04—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa
- H04N1/19—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa using multi-element arrays
- H04N1/191—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa using multi-element arrays the array comprising a one-dimensional array, or a combination of one-dimensional arrays, or a substantially one-dimensional array, e.g. an array of staggered elements
- H04N1/192—Simultaneously or substantially simultaneously scanning picture elements on one main scanning line
- H04N1/193—Simultaneously or substantially simultaneously scanning picture elements on one main scanning line using electrically scanned linear arrays, e.g. linear CCD arrays
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen photoelektrischen Fest
körper-Bildsensor.
Aus der DE 29 15 859 ist ein photoelektrischer Festkörper-
Bildsensor bekannt, der einen photoelektrischen Wandlerab
schnitt, der aus einer Anzahl in einer Reihe angeordneter
photoelektrischer Wandlerelemente gebildet ist, die jeweils
eine Lichtempfangsfläche aufweisen, und einen Übertragungsab
schnitt aufweist, der aus einer der Anzahl der Wandlerele
mente entsprechenden Anzahl von Transistoren gebildet ist,
die jeweils einem Wandlerelement zugeordnet sind und das von
dem jeweiligen Wandlerelement bei Lichteinfall photoelek
trisch erzeugte Signal selektiv übertragen.
Aus der GB 12 71 394 ist gleichfalls ein Bildsensor bekannt,
bei dem die von Bildsensorelementen erzeugten Signale von ei
ner entsprechenden Zahl an Transistoren ausgelesen werden.
Weiterhin ist der GB 12 71 394 die Verwendung von Dioden zur
Übersprechungsdämpfung zu entnehmen.
Aus den Seiten 424 bis 432 des Buches "Nachrichtentechnik",
erschienen im Springer Verlag 1967, ist es bekannt, einen
Ringzähler aus binären Zählern in Verbindung mit nachgeschal
teten Code-Umwandlern zu bilden.
Aus dem Aufsatz "Thin-film transistors don′t have to be
drifters" von Herrn Albert Waxmann auf den Seiten 88 bis 93
der Zeitschrift "Electronics", Ausgabe vom 18. März 1968, ist
die Verwendung von Dünnfilmtransistoren bei Bildsensoren be
kannt.
Bei dem eingangs genannten Stand der Technik wird das Problem
aufgeworfen, daß die Herstellung der Bildsensoren aufgrund
des komplexen Aufbaus aufwendig und zudem nicht in gewünsch
ten, sehr kompakten Abmessungen möglich ist. Dabei sind kom
pakte Abmessungen der Bildsensoren im Hinblick auf die gefor
derte Auflösung wesentlich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen photo
elektrischen Festkörper-Bildsensor gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß eine verein
fachte Fertigung bei gleichzeitig entsprechend geringen Aus
maßen ermöglicht ist.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Pa
tentanspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.
Dieses wird im einzelnen dadurch erreicht, daß jeweils ein
Wandlerelement über eine Diode mit dem zugeordneten Transi
stor des Übertragungsabschnitts verbunden ist, sämtliche Ab
schnitte integral auf demselben Substrat ausgebildet sind,
und die jeweiligen Halbleiterbereiche der photoelektrischen
Wandlerelemente, die Transistoren des Übertragungsabschnitts
sowie die Dioden aus Dünnfilm-Halbleitern bestehen, wobei die
Dioden in den Schichtaufbau entweder für die Wandlerelemente
oder die Transistoren integriert sind.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprü
che.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispie
len unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es
zeigen:
Fig. 1 ein Schaltbild einer äquivalenten Schaltungsanord
nung, die in einem photoelektrischen Festkörper-
Bildsensor, nachstehend kurz Umsetzer genannt,
gemäß einer ersten Ausführungsform verwendet wird.
Fig. 2 einen Zeitplan zur Erläuterung der Arbeitsweise
der ersten Ausführungsform,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht zur schematischen
Darstellung der Struktur eines fotoelektrischen
Wandlerelementes in der ersten Ausführungsform,
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht zur schematischen
Erläuterung der Struktur eines Dünnfilm-
Transistors in der ersten Ausführungsform,
Fig. 5 eine schematische Ansicht zur Darstellung der
Gesamtstruktur der ersten Ausführungsform,
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht zur schematischen
Erläuterung eines Beispiels eines Verdrahtungsmusters
bei der ersten Ausführungsform,
Fig. 7 ein Schaltbild einer äquivalenten Schaltungsanordnung,
wie sie in einem
Umsetzer gemäß einer zweiten Ausführungsform
eingesetzt wird,
Fig. 8 einen Zeitplan zur Erläuterung der Arbeitsweise
der zweiten Ausführungsform,
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht zur schematischen
Darstellung der Struktur eines fotoelektrischen
Wandlerelementes gemäß der zweiten Aus
führungsform,
Fig. 10 eine schematische Darstellung zur Erläuterung
der Gesamtstruktur der zweiten Ausführungsform, und
Fig. 11 eine perspektivische Ansicht zur schematischen
Erläuterung eines Beispiels eines Verdrahtungs
musters bei der zweiten Ausführungsform.
Fig. 1 zeigt eine Äquivalenzschaltung, wie sie in einem
Umsetzer gemäß einer ersten Ausführungs
form verwendet wird. Dieser
Umsetzer weist einen fotoelektrischen Wandlerabschnitt
auf, der aus N fotoelektrischen Wandlerelementen (PE1,
PE2,. . .PEN) besteht. Der Umsetzer weist
ferner einen Signalverarbeitungsbereich auf, der aus
N Kondensatoren (CE1, CE2,...CEN) besteht, die jeweils
den fotoelektrischen Wandlerelementen PE zugeordnet
sind, um die Ausgangssignale der ,fotoelektrischen Wand
lerelemente zu akkumulieren oder auf zusummieren. Ferner
enthält der Umsetzer N Dioden zum Un
terdrücken von Übersprechen (DE1, DE2,...DEN) und Über
tragungstransistoren (SW1, SW2,.. .SWN) zur sukzessiven
Übertragung der in den Kondensatoren CE akkumulierten
Ladungen zu einem Ausgangsanschluß OUT.
Jedes der fotoelektrischen 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 ande
ren 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 Wandlerele
mente sind mit M Signalleitungen (D1, D2,...DM) verbunden.
Diese Signalleitungen werden im folgenden als Blockaus
wahl-Signalleitungen bezeichnet.
Die Source-Elektroden der Übertragungstransistoren Sw
sind mit dem Ausgangsanschluß OUT verbunden. Die Gate-
Elektroden dieser Transistoren sind mit L Signallei
tungen (G1, G2,...GL) verbunden. Diese Signalleitungen
werden im folgenden als Gate-Auswahlsignalleitungen be
zeichnet.
Lichtinformation, die auf die fotoelektrischen Wandler
elemente fällt, wird von dem Ausgangsanschluß OUT über
die Übertragungstransistoren ausgegeben. Die Übertragungs
transistoren werden selektiv durch die Gate-Auswahlsig
nale angesteuert. Die fotoelektrischen Wandlerelemente
werden durch Blockauswahlsignale beaufschlagt.
Fig. 2 zeigt einen Zeitplan, gemäß dem der
Umsetzer entsprechend der in Fig. 1 dargestellten
ersten Ausführungsform beaufschlagt oder
getaktet wird.
Die Taktfrequenz bei den Blockauswahlsignalen (D1S,
D2S,.. DM5) ist im allgemeinen M mal so groß wie bei
den Gate-Auswahlsignalen (G1S, G2S,...GLS).
Die auf den fotoelektrischen Wandlerbereich auftreffen
de Lichtinformation ändert den Widerstand in den foto
elektrischen Wandlerelementen, wodurch die Akkumulations
kondensatoren CE durch den Taktimpuls der Blockauswahl
signale (D1S, D2S,. . DM5) geladen werden. Die in den Kon
densatoren CE akkumulierten Ladungen werden nacheinander
durch die Übertragungstransistoren, die durch die Gate-
Auswahlsignale (G1S, G2S,. . .GLS) in ihren leitenden Zu
stand geschaltet werden, ausgegeben.
Bei der ersten Ausführungsform sind sämtliche foto
elektrischen Wandlerelemente PE, die Übertragungstransisto
ren SW und die Dioden DE zum Unterdrücken von Übersprechen
auf demselben Substrat angeordnet und bestehen aus Halb
leiterfilmen.
Das fotoelektrische Wandlerelement PE besteht aus einer
Fotorezeptorschicht, die bei Bestrahlung mit Licht Än
derungen ihrer elektrischen Eigenschaften aufweist. Die
Fotorezeptorschicht befindet sich zwischen einer Bild
elementelektrode und einer gemeinsamen Elektrode, die
gemeinsam für jedes Fotowandlerelement verwendet wird.
Dabei kann die Fotorezeptor
schicht, die das fotoelektrische Wandlerelement PE dar
stellt, 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,
Sb2O31 Se, Se-Te, Se-Te-As, Se-Bi, ZnCdTe, CdS, Cu2S,
aus amorphem hydrierten Germanium (im folgenden als
a-Ge:H bezeichnet) , amorphem hydrierten Germaniumsili
cium (im folgenden als a-GexSi(1-x):H bezeichnet) be
stehen. Der den Transistor Sw dar
stellende Halbleiterfilm kann beispielsweise aus CdSe,
a-Si:H, a-Ge:H, a-GexSi(1-x), oder polykristallinem Silicium
usw. bestehen.
Dabei kann die Fotorezeptor
schicht vorzugsweise aus a-Si:H bestehen, während die
Film-Transistoren SW und F aus a-Si:H oder polykristal
linem Silicium gefertigt sind. Dies im Hinblick auf den
Vorteil, daß der Transistor entweder n-leitend oder p-
leitend gemacht werden kann, je nachdem, ob er mit
Störstellen eines Elementes aus der Gruppe V-A des Pe
riodensystems, wie beispielsweise N, P, As, Sb, Bi usw.
oder mit einem Element aus der Gruppe III-A des Perioden
systems, wie etwa B, Al, Ga, In, TI usw. dotiert ist.
Dabei wird die Schichtdicke der
Fotorezeptorschicht in Abhängigkeit vom Grad der Ab
sorption von Fotoladungsträgern festgelegt, die bei Ein
fall von Licht auf die Schicht erzeugt werden. Die
Schichtdicke ist im allgemeinen 4000Å bis 2 µm, vor
zugsweise 6000Å bis 1,5 µm. Andererseits sollte die
Schichtdicke der Halbleiterschicht für den Filmtransistor
SW möglichst dünner als die Dicke des Verarmungs
schichtbereichs sein, der durch Anlegen der Spannung
an die Gate-Elektrode entsteht, die durch eine isolie
rende Zwischenschicht, im allgemeinen innerhalb eines
Bereiches von 1000Å bis 1 µm geschaffen wird.
Als Substrat, auf dem der fotoelektrische Wandlerteil
und der Teil für die Signalverarbeitungsschaltung ge
bildet sind, kann beispielsweise ein transparentes Ma
terial verwendet werden, wenn die Lichtinformation
in die Lichtaufnahmefläche des fotoelektrischen Wand
lerteils von der Substratseite her eintritt. Eine der
artige Begrenzung bei der Wahl des Substrates besteht
jedoch nicht, wenn die Lichtinformation von der Seite
der Lichtaufnahmefläche eintritt, die auf der dem Sub
strat gegenüberliegenden Seite gebildet ist. Für das
Substrat geeignete Materialien umfassen bei der vor
liegenden Erfindung eine Zahl von käuflich erhältlichen
Materialien, solange diese einwandfrei flach sind, eine
glatte Oberfläche aufweisen, wärmebeständig sind sowie
beständig gegen Chemikalien während der Präparierung
sind. Typische Beispiele solcher für die Substratbil
dung geeigneten Materialien sind beispielsweise Glas,
Glas Nr. 7059 (hergestellt von Dow Corning, Co.) Magne
siumoxid, Berilliumoxid, Spinell, Yttriumoxid, oder an
dere transparente Materialien,bzw. Aluminium, Molybdän
spezieller rostfreier Stahl (Sus gemäß japanischer Indu
strienorm), Tantal oder andere nicht transparente metal
lische Materialien.
Fig. 3 zeigt die Struktur eines fotoelektrischen Wand
lerelementes bei der ersten Ausführungsform. Bei dieser
Ausführungsform liegt die Lichtaufnahmefläche des foto
elektrischen Wandlerbereiches auf der Seite, die der
Substratfläche 901, in der die fotoelektrischen Wandler
elemente PE angeordnet sind, gegenüber liegt. Dement
sprechend sind Elektroden 902, die mit einer Fotorezep
torschicht 903 verbunden sind, aus transparentem Mate
rial wie beispielsweise SnO2, ITO (Indium-Zinn-Oxid) oder
ähnlichem gefertigt.
Die Fotorezeptorschicht 903 ist aus a-SiH von der un
dotierten Art, von der n-Art der i-Art (intrinsische
Leitung) gebildet. Um ohmsche Kontaktschichten
auf den gegenüberliegenden Seite der Fotorezeptorschicht
903 zu bilden, sind a-Si : H-Schichten 904-1 und
904-2 jeweils auf der Elektrode 902 und der Bildelementelektrode
905 gebildet. Diese Schichten 904-1 und 904-2
sind einer n⁺-Dotierung unterworfen. die a-Si : H-
Schichten werden im folgenden als n⁺-Schichten bezeichnet.
Die Bildelementelektrode 905 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 906 und Elektroden 907, 908, zwischen
denen die Isolierschicht 906 angeordnet ist. die Isolierschicht
906 kann beispielsweise aus Si₃N₄ durch
Glühentladung, aus SiO₂ durch Zerstäuben oder aus SiO₂
durch chemischen Niederschlag aus der Dampfphase (chemical
vapour deposition, CVD) gefertigt sein. Die Photorezeptorschicht
903 und die n⁺-Schicht 904-1, 904-2
sind vorzugsweise aus Si₃N₄ durch Glühentladung hergestellt.
Jedes der fotoelektrischen Wandlerelemente PE weist dabei ge
meinsame Elektroden 902 und Bildelementelektroden 905
auf, die jeweils auf gegenüberliegenden Seiten der Foto
rezeptorschicht 903 gebildet sind und mit dieser jeweils
über die n⁺-Schichten 904-1 und 904-2 in Verbindung stehen.
Jeder der Kondensatoren
CE enthält eine Isolierschicht 906, eine Elektrode 908,
die auf der Isolierschicht 906 gebildet ist und elek
trisch mit der Bildelementelektrode 905 in Verbindung
steht, sowie eine Elektrode 907, die die Gegenelektrode
zur Elektrode 908 darstellt und auf der gegenüberliegen
den Seite der Isolierschicht 906 liegt.
Fig. 4 zeigt den Aufbau des Filmtransistors SW und der
Diode DE beim ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Diese Struktur enthält eine Gate-Elektrode 1003 auf ei
nem Substrat 1001, eine Isolierschicht 1002 auf der Gate-
Elektrode 1003, eine Halbleiterschicht 1004, die aus a-
Si:H von der nicht dotierten Art, der n- oder i-Art, oder
aus polykristallinem Silicium vom i-Typ auf der Isolier
schicht 1002 gebildet ist, eine n⁺-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-Elek
trode 1007 auf der Schicht 1008 zur Erzeugung einer Dio
de DE zum Unterdrücken von Übersprechen ausgebildet. Die
den Schottky-Übergang bildende Schicht 1008 kann aus ei
nem Material wie beispielsweise Au, Ir, Pt, Rh, Pb oder
ähnlichem gebildet sein und wird vorzugsweise
aus Pt gefertigt. Die Drain-Elektrode 1007 be
steht vorzugsweise aus Al.
Wie in Fig. 5 gezeigt enthält der Um
setzer der ersten Ausführungsform N fotoelektrische
Wandlerelemente 1101, N Akkumulationskondensatoren 1102,
N Filmtransistoren 1103, deren Struktur Dioden zur Unter
drückung von Übersprechen aufweist, einen Verdrahtungs
bereich 1105 für die fotoelektrischen Wandlerelemente
und einen Verdrahtungsbereich 1106 für die Transistoren.
Fig. 6 zeigt den Aufbau des ersten Ausführungsbei
spiels, bei dem die fotoelektrischen Wandlerelemente
1101, die oberen Elektroden 1201, die oberen Elektroden
1202 der Akkumulationskondensatoren 1102 und die Drain-
Elektroden 1203 der Filmtransistoren 1103 integriert
auf einem Substrat 1104 angeordnet sind. Bei diesem Aus
führungsbeispiel wird durch die Drain-Elektrode 1203 und
die Halbleiterfilmschicht 1204 eine Schottky-Diode zum
Unterdrücken von Übersprechen gebildet. Die Gate- und
Source-Elektroden 1205, 1206 des Filmtransistors 1103
sind elektrisch voneinander durch eine Isolierschicht
1207 getrennt und in einer Zweischichtenmatrix verdrah
tet.
Die Elektrode 1208 auf der Lichtaufnahmefläche des foto
elektrischen Wandlerelementes 1101 besteht aus einem Ma
terial wie beispielsweise ITO oder ähnlichem und steht
elektrisch mit dem Filmtransistor 1101 auf einem Verlän
gerungsstück der Elektrode 1201 in Verbindung. Zur Bil
dung von ohm′schen Übergängen sind zwischen der Elektrode
1208 und der Fotorezeptorschicht 1209 sowie zwischen der
Elektrode 1201 und der Fotorezeptorschicht 1209 n⁺-Schich
ten 1210 und 1211 gebildet.
Fig. 7 zeigt ein Äquivalenzschaltbild einer Schaltung,
wie sie bei einer zweiten Ausführungsform verwendet wird.
Diese Ausführungsform enthält einen fotoelektrischen
Wandlerbereich, der aus N fotoelektrischen Wandlerele
menten (PE1, PE2,...PEN) und einen Bereich für die
Signalverarbeitungsschaltung, mit N Dioden (DE1,
DE2,.. DEN) zum Unterdrücken von Übersprechen besteht.
Die Dioden sind jeweils einem der fotoelektrischen
Wandlerelemente zugeordnet. Ferner sind Übertragungs
transistoren (SW1, SW2,...SWN) vorhanden zur Übertra
gung der Ausgangssignale von den fotoelektrischen Wand
lerelementen PE1 zu einem Ausgangsanschluß OUT in Zeit
serien.
Die fotoelektrischen Wandlerelemente (PE1, PE2,...PEN)
sind in M-Blöcke unterteilt, von denen jeder L fotoelek
trische Wandlerelemente enthält. Jedes der fotoelektri
schen Wandlerelemente PE weist eine Elektrode auf, die
mit einer jeweils gemeinsamen Leitung D verbunden ist.
Die gemeinsame Leitung (D1, D2,...DM) eines jeden Bloc
kes 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 ent
sprechenden 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) verbun
den, die im folgenden als Gateauswahl-Signalleitungen
bezeichnet werden.
Fig. 8 zeigt einen Zeitplan für das Takten des in
Fig 7 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 Wandler
bereich fällt, wird bei dem Ausgangsanschluß OUT über
die fotoelektrischen Wandlerelemente PE, die durch das
Blockauswahlsignal beaufschlagt werden und die Übertra
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 x L) Ausgangssignale
von den fotoelektrischen Wandlerelementen PE in Zeit
serien zur Verfügung zu stellen.
Bei der zweiten Ausführungsform sind die photoelektri
schen Wandlerelemente 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
Ausführungsbeispiel angeordnet.
Fig. 9 zeigt die Struktur eines fotoelektrischen
Wandlerelementes PE bei der zweiten Ausführungsform.
Dieses fotoelektrische Wandlerelement PE weist die
selbe Struktur wie die in Fig. 3 darge
stellten fotoelektrischen Wandlerelemente auf, wobei
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
n⁺-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 zwi
schen der Elektrode 1506 und der Fotorezeptorschicht
1503 gebildet wird. Wenn beispielsweise die Fotore
zeptorschicht 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, Tr
Pt, Rh, Pd oder ähnlichem gebildet. Im Falle der Erfin
dung besteht die Bildelementelektrode 1506 vorzugsweise
aus Pt.
Auf der nach oben weisenden Fläche der Bildelementelek
trode 1506 ist eine Anschlußelektrode 1504 gebildet, um
die Bildelektrode 1506 elektrisch mit der Drain-Elek
trode des entsprechenden Filmtransistors SW zu verbinden.
Die Anschlußelektrode 1504 besteht beispielsweise aus
einem Material wie etwa Aluminium oder dergleichen.
Die Dicke der Fotorezeptorschicht 1503 wird so gewählt,
daß kein oder nur vernachlässigbar wenig Licht die Diode
zum Unterdrücken von Übersprechen erreicht. Normaler
weise ist die Dicke 4000Å bis 2 µm, vorzugsweise 6000Å
bis 1,5 µm. Die Filmtransistoren SW bei der zweiten Aus
führungsform weisen dieselbe Struktur und die gleichen
Eigenschaften wie die in Fig. 4 gezeigten auf und werden
nicht weiter beschrieben.
Wie aus Fig. 10 hervorgeht weist der fotoelektrische
Umsetzer gemäß der dritten Ausführungsform N fotoelek
trische Wandierelemente 1601 auf, die in sich Schottky-
Dioden zum Unterdrücken von Übersprechen enthalten , fer
ner weist der fotoelektrische Umsetzer N Übertragungs
transistoren 1602 und einen Bereich 1603 mit einer Matrix
verdrahtung 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 Wand
lerelemten 1601 elektrisch mit einer gemeinsamen Elektro
de verbunden sind.
Fig. 11 zeigt ein Beispiel eines Verdrahtungsmusters
bei der zweiten Ausführungsform. Bei einem solchen Ver
drahtungsmuster sind die oberen Elektroden 1701 der fo
toelektrischen Wandlerelemente 1601 mit den Drain-Elek
troden 1703 der Übertragungstransistoren 1602 durch die
Verbindungselektroden 1702 verbunden. Die Transistoren
1602 enthalten jeweils eine gemeinsame Source-Elektro
de 1704, durch die sie miteinander verbunden sind. Die
Gate-Elektroden 1705 sind elektrisch mit einem Matrix
verdrahtungsbereich 1706 über Isolierschichten 1712 nach
der Doppelschichtart verbunden. In Fig. 11 sind die ge
meinsame Elektrode 1707 der fotoelektrischen Wandler
elemente 1601, die n⁺-Schichten 1708, die Fotorezep
torschichten 1709, die Halbleiterschichten, welche die
entsprechenden Filmtransistoren 1602 darstellen, und
der Matrixverdrahtungsbereich 1706 integriert auf einem
transparenten Substrat 1711 angebracht.
Claims (4)
1. Photoelektrischer Festkörper-Bildsensor mit
- a) einem photoelektrischen Wandlerabschnitt, der aus einer Anzahl in einer Reihe angeordneter photoelektrischer Wandler elemente (PE1 bis PEN) gebildet ist, die jeweils eine Licht empfangsfläche (902; 1502) aufweisen, und
- b) einem Übertragungsabschnitt, der aus einer der Anzahl der Wandlerelemente (PE1 bis PEN) entsprechenden Anzahl von Tran sistoren (SW1 bis SWN) gebildet ist, die jeweils einem Wand lerelement zugeordnet sind und das von dem jeweiligen Wandle relement bei Lichteinfall photoelektrisch erzeugte Signal se lektiv übertragen,
dadurch gekennzeichnet, daß
- c) jeweils ein Wandlerelement (PE1 bis PEN) über eine Diode (DE1 bis DEN) mit dem zugeordneten Transistor (SW1 bis SWN) des Übertragungsabschnitts verbunden ist,
- d) sämtliche Abschnitte a) bis c) integral auf demselben Sub strat (901; 1501) ausgebildet sind, und
- e) die jeweiligen Halbleiterbereiche der photoelektrischen Wandlerelemente (PE1 bis PEN), die Transistoren (SW1 bis SWN) des Übertragungsabschnitts sowie die Dioden (DE1 bis DEN) aus Dünnfilm-Halbleitern bestehen, wobei
- f) die Dioden (DE1 bis DEN) in den Schichtaufbau entweder für die Wandlerelemente (PE1 bis PEN) oder die Transistoren (SW1 bis SWN) integriert sind.
2. Photoelektrischer Festkörper-Bildsensor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Dünnfilm-Halbleiter amorphes
hydriertes Silizium enthalten.
3. Photoelektrischer Festkörper-Bildsensor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Dünnfilm-Halbleiter polykri
stallines Silizium enthalten.
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4221180A JPS56138967A (en) | 1980-03-31 | 1980-03-31 | Photoelectric converter |
| JP4221380A JPS56138362A (en) | 1980-03-31 | 1980-03-31 | Photoelectric converter |
| JP4221480A JPS56138969A (en) | 1980-03-31 | 1980-03-31 | Photoelectric converter |
| JP4221280A JPS56138968A (en) | 1980-03-31 | 1980-03-31 | Photoelectric converter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3112907A1 DE3112907A1 (de) | 1982-01-07 |
| DE3112907C2 true DE3112907C2 (de) | 1993-05-19 |
Family
ID=27461168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19813112907 Granted DE3112907A1 (de) | 1980-03-31 | 1981-03-31 | "fotoelektrischer festkoerper-umsetzer" |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4461956A (de) |
| DE (1) | DE3112907A1 (de) |
Families Citing this family (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL8200719A (nl) * | 1982-02-24 | 1983-09-16 | Hitachi Ltd | Foto-aftastinrichting. |
| JPS5963869A (ja) * | 1982-10-04 | 1984-04-11 | Fuji Xerox Co Ltd | 原稿読取装置 |
| JPS60218870A (ja) * | 1984-04-16 | 1985-11-01 | Canon Inc | フオトセンサアレイ |
| EP0162307A3 (de) * | 1984-04-24 | 1988-07-27 | Hitachi, Ltd. | Bildaufnehmer und Herstellungsverfahren |
| JPS6182466A (ja) * | 1984-09-29 | 1986-04-26 | Toshiba Corp | 光センサ |
| DE3751242T2 (de) | 1986-01-24 | 1995-09-14 | Canon Kk | Photoelektrischer Wandler. |
| US5306648A (en) * | 1986-01-24 | 1994-04-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of making photoelectric conversion device |
| EP0251563A3 (de) * | 1986-06-17 | 1991-01-09 | Tokyo Electric Co. Ltd. | Photoelektrischer Wandler |
| JPS6331161A (ja) * | 1986-07-24 | 1988-02-09 | Tokyo Electric Co Ltd | 光電変換装置 |
| US5308996A (en) * | 1986-09-25 | 1994-05-03 | Canon Kabushiki Kaisha | TFT device |
| JPS6450558A (en) * | 1987-08-21 | 1989-02-27 | Canon Kk | Photoelectric converter and manufacture thereof |
| US5366921A (en) * | 1987-11-13 | 1994-11-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Process for fabricating an electronic circuit apparatus |
| JP2831730B2 (ja) * | 1989-09-29 | 1998-12-02 | 株式会社東芝 | 密着型イメージセンサ |
| JPH03119855A (ja) * | 1989-10-02 | 1991-05-22 | Nippon Steel Corp | 密着型イメージセンサ |
| JPH0691603B2 (ja) * | 1990-03-30 | 1994-11-14 | 太陽誘電株式会社 | イメージセンサ |
| US5262873A (en) * | 1990-11-07 | 1993-11-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Image signal correcting in image data processing requiring only small memory capacity |
| JP2991354B2 (ja) * | 1990-11-07 | 1999-12-20 | キヤノン株式会社 | 画像読取装置およびそれを備えた画像情報処理装置 |
| US5281803A (en) * | 1990-11-26 | 1994-01-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Image sensor and information processing apparatus |
| JP2662105B2 (ja) * | 1991-04-08 | 1997-10-08 | キヤノン株式会社 | 密着型センサおよびイメージスキャナならびにファクシミリ |
| US5382975A (en) * | 1991-08-30 | 1995-01-17 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Image reading apparatus |
| JP3189990B2 (ja) * | 1991-09-27 | 2001-07-16 | キヤノン株式会社 | 電子回路装置 |
| MY138010A (en) * | 1992-06-11 | 2009-04-30 | Canon Kk | Contact type image sensor, producing method of the same, and information processing apparatus |
| JP3431995B2 (ja) * | 1993-06-03 | 2003-07-28 | キヤノン株式会社 | 撮像装置 |
| US6188056B1 (en) * | 1998-06-24 | 2001-02-13 | Stmicroelectronics, Inc. | Solid state optical imaging pixel with resistive load |
| US7442932B2 (en) * | 2003-11-18 | 2008-10-28 | Halliburton Energy Services, Inc. | High temperature imaging device |
| WO2005059955A2 (en) * | 2003-11-18 | 2005-06-30 | Halliburton Energy Services | A high temperature memory device |
| WO2005050257A2 (en) * | 2003-11-18 | 2005-06-02 | Halliburton Energy Services, Inc. | High temperature imaging device |
| US20090251960A1 (en) * | 2008-04-07 | 2009-10-08 | Halliburton Energy Services, Inc. | High temperature memory device |
| US9847407B2 (en) * | 2011-11-16 | 2017-12-19 | Skyworks Solutions, Inc. | Devices and methods related to a gallium arsenide Schottky diode having low turn-on voltage |
| US9461153B2 (en) | 2011-11-16 | 2016-10-04 | Skyworks Solutions, Inc. | Devices and methods related to a barrier for metallization of a gallium based semiconductor |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3544713A (en) * | 1968-09-03 | 1970-12-01 | Marquardt Corp | Solid state electro-optical contact scanner |
| NL170480C (nl) * | 1971-03-19 | 1982-11-01 | Philips Nv | Opnemer voor het omzetten van een twee-dimensionaal fysisch patroon in een televisiesignaal. |
| US3715485A (en) * | 1971-10-12 | 1973-02-06 | Rca Corp | Radiation sensing and signal transfer circuits |
| NL7311429A (nl) * | 1973-08-20 | 1975-02-24 | Philips Nv | Opneeminrichting uitgevoerd met informatie- opneemplaatsen in een halfgeleiderlichaam. |
| DE2915859C2 (de) * | 1978-04-20 | 1995-06-29 | Canon Kk | Fotoelektrische Wandlereinrichtung |
| JPS55105480A (en) * | 1979-02-07 | 1980-08-13 | Hitachi Ltd | Solid state pickup device |
| US4369372A (en) * | 1979-06-18 | 1983-01-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Photo electro transducer device |
| DE3177297T2 (de) * | 1980-12-10 | 1993-06-03 | Fuji Xerox Co Ltd | Laenglicher duennfilm-lesesensor. |
-
1981
- 1981-03-31 DE DE19813112907 patent/DE3112907A1/de active Granted
-
1983
- 1983-12-06 US US06/558,573 patent/US4461956A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4461956A (en) | 1984-07-24 |
| DE3112907A1 (de) | 1982-01-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE3112907C2 (de) | ||
| DE2741226C3 (de) | Festkörper-Farbbildaufnahmeeinrichtung | |
| DE3141975C2 (de) | ||
| DE2551795C2 (de) | Ladungsübertragungseinrichtung zur Verwendung in einem Bildaufnahmegerät | |
| DE2736878C2 (de) | Photoelektrisches Element fpr eine monolithische Bildaufnahmeeinrichtung | |
| DE3727177C2 (de) | Optoelektronische Halbleitereinheit | |
| DE19631086A1 (de) | Pixelbildsensorzelle | |
| DE69928361T2 (de) | Strahlungsermittlungsvorrichtung | |
| DE2358672A1 (de) | Halbleiter-anordnung zur abbildung eines bestimmten gebietes und verfahren zur herstellung einer solchen anordnung | |
| DE2723914B2 (de) | Lichtfühler | |
| DE2804466C3 (de) | Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung | |
| DE102018121679A1 (de) | Matrixsubstrat für digitalen Röntgendetektor, damit ausgerüsteter digitaler Röntgendetektor und Verfahren für seine Herstellung | |
| DE3345239A1 (de) | Festkoerper-bildsensor | |
| DE3638018A1 (de) | Fotodiode, hieraus gebildete fotodioden-anordnung, sowie verfahren zur herstellung einer fotodiode | |
| DE3322533A1 (de) | Vorrichtung zum lesen einer originalvorlage | |
| DE3112865A1 (de) | "photoelektrischer festkoerper-umsetzer" | |
| DE4005494C2 (de) | Halbleiter-Vorrichtung sowie Bildlesegerät mit dieser Halbleitervorrichtung mit optimierten elektrischen Eigenschaften | |
| DE3345189A1 (de) | Festkoerper-bildaufnahmewandler | |
| DE3234044A1 (de) | Festkoerper-abbildungsvorrichtung | |
| EP0007384A1 (de) | Eindimensionaler CCD-Sensor mit Überlaufvorrichtung | |
| DE2646301C3 (de) | Ladungsgekoppeltes Halbleiterbauelement | |
| DE2049507C3 (de) | Lichtempfindliche Halbleiteranordnung | |
| DE2818002C2 (de) | Flüssigkristall-Lichtventil | |
| DE2445490A1 (de) | Ladungskopplungs-abbildungssystem | |
| DE2930180C2 (de) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition |