DE19825294A1 - Elektronisches Bauelement, Verfahren zur Herstellung desselben sowie elektronische Schaltung zur Bildverarbeitung - Google Patents

Elektronisches Bauelement, Verfahren zur Herstellung desselben sowie elektronische Schaltung zur Bildverarbeitung

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DE19825294A1 DE1998125294 DE19825294A DE19825294A1 DE 19825294 A1 DE19825294 A1 DE 19825294A1 DE 1998125294 DE1998125294 DE 1998125294 DE 19825294 A DE19825294 A DE 19825294A DE 19825294 A1 DE19825294 A1 DE 19825294A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Bauelement mit einer ersten Schicht (26-32) einer vorbestimmten ersten elektrischen Leitfähigkeit, einem ersten Kontakt (16), der an einer ersten Oberfläche der ersten Schicht (26-32) angeschlossen ist, sowie einem zweiten Kontakt (17), der an der ersten Schicht (26-32) angeschlossen ist, um bei Anlegen einer Spannung an die Kontakte (16, 17) einen Stromfluß vorbestimmter Richtung durch die erste Schicht (26-32) hindurch zu bewirken. Die Erfindung kennzeichnet sich dadurch aus, daß der zweite Kontakt (17) ebenfalls an die erste Oberfläche der ersten Schicht (26-32) angeschlossen ist, daß auf einer der ersten Oberfläche gegenüberliegenden zweiten Oberfläche der ersten Schicht (26-32) eine zweite Schicht (24; 34) einer vorbestimmten zweiten elektrischen Leitfähigkeit angeordnet ist, und daß die zweite elektrische Leitfähigkeit wesentlich größer als die erste elektrische Leitfähigkeit ist, derart, daß der Stromfluß auf U-förmiger Bahn vom ersten Kontakt (16) auf kürzestem Wege durch die erste Schicht (26-32) hindurch zur zweiten Schicht (24; 34), dort quer durch die zweite Schicht und dann auf kürzestem Wege von der zweiten Schicht (24; 34) durch die erste Schicht (26-32) hindurch zum zweiten Kontakt (17) verläuft. Ferner betrifft die Erfindung eine elektronische Schaltung, in der dieses elektrische Bauelement eingesetzt wird (Fig. 2).

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Bauelement mit einer ersten Schicht einer vorbestimmten ersten elektrischen Leitfä­ higkeit, einem ersten Kontakt, der an einer ersten Oberfläche der ersten Schicht angeschlossen ist, sowie einem zweiten Kon­ takt, der an die erste Schicht angeschlossen ist, um bei Anle­ gen einer Spannung an die Kontakte einen Stromfluß vorbestimm­ ter Richtung durch die erste Schicht hindurch zu bewirken. Des­ weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Bauelements sowie eine elektronische Schal­ tung zur Bildverarbeitung mit einer in ASIC-Technologie ausge­ bildeten bildvorverarbeitenden elektronischen Baueinheit.
Elektrische Bauelemente auf der Basis von amorphem Silizium werden in zunehmendem Maße beispielsweise als optische Halblei­ terbildsensoren in einer Vielzahl von Anwendungsgebieten einge­ setzt. Zur Herstellung kompletter optischer Sensorsysteme hat sich die sogenannte TFA-Technologie (thin film on ASIC) hervor­ getan. Bei dieser Technologie wird auf einen sogenannten ASIC-Bau­ stein (application-specific integrated circuit), der in kri­ stalliner Standardtechnologie (beispielsweise CMOS-Technik) hergestellt ist, das elektrische Bauelement auf der Basis von amorphem Silizium aufgebracht. Durch die Verknüpfung der soge­ nannten Dünnschichttechnologie zur Herstellung des elektrischen Bauelementes und der kristallinen Standardtechnologie werden die jeweiligen Vorteile genutzt, ohne die jeweiligen Nachteile in Kauf nehmen zu müssen. Die mit der TFA-Technologie herge­ stellten Produkte, beispielsweise monolithisch integrierte Bildsensoren, besitzen die ausgezeichneten elektro-optischen Eigenschaften amorphem Siliziums und die elektronischen Eigen­ schaften kristallinen Siliziums.
Ein elektrisches Bauelement der eingangs genannten Art ist bei­ spielsweise aus der Druckschrift DE 196 37 126 A1 oder der Ver­ öffentlichung "Voltage controlled color separation in two­ terminal a-Si:H based sensor structures", ESSDERC 1997 Procee­ dings of the 27th European Solid-State Device Research Confe­ rence, Stuttgart, Germany 22-24 September 1997, bekannt. Beide in diesen Druckschriften offenbarten Schichtsysteme stimmen in­ sofern überein, als daß das Schichtsystem aus mehreren Einzel­ schichten auf der Basis von amorphem Silizium vom n-, i- (intrinisch) und p-Typ, auf der Lichteinfallsseite (Vorderseite) durch eine transparente Kontaktschicht und auf der lichtabgewandten Seite (Rückseite) durch einen Metallkon­ takt begrenzt ist. Die Kontaktschicht und der Metallkontakt dienen zum Anlegen einer Vorspannung, beispielsweise zur Ein­ stellung der Farbempfindlichkeit des Bauelements. Während das der Lichtseite abgewandte Kontaktelement direkt mit dem ASIC- Baustein verbunden ist, wird das gegenüberliegende Kontaktele­ ment beispielsweise durch eine sogenannte Bonding-Technik mit einem entsprechenden Kontakt des ASIC-Bausteins verbunden. Die Realisierung eines derartigen monolithisch integrierten Bild­ sensors ist in Fig. 4 schematisch dargestellt. Deutlich zu er­ kennen ist das der Lichtseite zugewandte Kontaktelement und die zur Kontaktierung mit dem ASIC-Baustein notwendige elektrische Verbindung.
Ein Nachteil dieses in Fig. 4 dargestellten herkömmlichen Bild­ sensors liegt in der Notwendigkeit eines transparenten Front­ kontaktes sowie in der elektrischen Kontaktierung desselben. Ferner besteht die Gefahr eines Übersprechens benachbarter Bildelemente eines Bildaufnahmesystems.
Auch die in den Druckschriften EP-A1-0 682 375, EP-A2-0 726 605 oder DE-A1-196 13 820 offenbarten Bildsensoren weisen ein aus n-, i- und p-Typschichten auf der Basis von amorphem Silizium aufgebautes Schichtsystem auf, dessen lichtzugewandte Seite ei­ nen elektrischen Kontakt trägt.
Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein elektronisches Bauelement zu schaffen, dessen Funktionswei­ se auch ohne Frontkontaktierung, ggf. vollständig ohne Front­ kontakt gewährleistet ist, daß eine geringe Übersprechneigung zwischen benachbarten Bildelementen besitzt und einfach und ko­ stengünstig herstellbar ist.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird bei dem elek­ tronischen Bauelement der eingangs genannten Art dadurch ge­ löst, daß der zweite Kontakt ebenfalls an die erste Oberfläche der ersten Schicht angeschlossen ist, daß auf einer der ersten Oberfläche gegenüberliegenden zweiten Oberfläche der ersten Schicht eine zweite Schicht einer vorbestimmten zweiten elek­ trischen Leitfähigkeit angeordnet ist, und daß die zweite elek­ trische Leitfähigkeit wesentlich größer als die erste elektri­ sche Leitfähigkeit ist, derart, daß der Stromfluß auf U-förmiger Bahn vom ersten Kontakt auf kürzestem Wege durch die erste Schicht hindurch zur zweiten Schicht, dort quer durch die zweite Schicht und dann auf kürzestem Wege von der zweiten Schicht durch die erste Schicht hindurch zum zweiten Kontakt verläuft. Das erfindungsgemäße Bauelement weist also einen Schichtaufbau auf, bei dem die erste Schicht schlecht leitend, d. h. hochohmig und die zweite Schicht gut leitend, d. h. niede­ rohmig ausgebildet ist. Damit ist es in vorteilhafter Weise möglich, auf einen der Lichtseite zugewandten Kontakt und auf dessen elektrische Verbindung bspw. zu einem ASIC vollständig zu verzichten. Darüber hinaus läßt sich ein Übersprechen durch entsprechende Anordnung der Kontakte stark unterdrücken.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Bau­ element auf der Basis von amorphem Silizium und dessen Legie­ rungen aufgebaut, wobei die erste Schicht eine n-Typ Schicht aufweist und wobei vorzugsweise die zweite Schicht als p-Typ Schicht ausgebildet ist. Optional kann die zweite Schicht fer­ ner eine transparente Aluminiumschicht aufweisen. Selbstver­ ständlich ist es auch möglich, die erste Schicht als p-Typ Schicht und die zweite Schicht als n-Typ Schicht auszubilden. Vorzugsweise weist die erste Schicht zumindest eine intrinsi­ sche Schicht auf, die auf der dem Kontakt abgewandten Seite der n-Typ Schicht angeordnet ist. Vorzugsweise umfaßt die erste Schicht ferner eine p-Typ Schicht, die benachbart zu der zwei­ ten Schicht angeordnet ist.
Durch die Verwendung von n- und p-Typ, insbesondere a-Si:H oder a-SiC:H Schichten läßt sich die Leitfähigkeit des die einzelnen Schichten umfassenden Schichtsystems auf einfache Weise ein­ stellen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das elektrische Bauelement als photoempfindliches Bauelement ausge­ legt, wobei die zweite Schicht der Lichteinfallseite zugewandt ist. Diese zweite Schicht kann auf einem Substrat, bspw. einem Glassubstrat aufgebracht sein.
Aufgrund der ausgezeichneten elektro-optischen Eigenschaften amorphem Siliziums hat sich der Einsatz als photoempfindliches Bauelement als besonders günstig herausgestellt. Selbstver­ ständlich sind auch andere Anwendungsmöglichkeiten des elektri­ schen Bauelements beispielsweise als Sensor für nicht sichtbare elektromagnetische Wellen möglich.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die p-Typ Schicht der ersten Schicht als a-SiC:H-Schicht und die n-Typ Schicht als a-SIC:H-Schicht ausgebildet. Vorzugsweise ist die p-Typ Schicht der zweiten Schicht als hoch-leitfähige mi­ krokristalline µc-Si:H-Schicht oder als a-SiC:H-Schicht ausge­ bildet. Ferner ist es vorteilhaft, in der ersten Schicht die der n-Typ Schicht zugewandte intrinsische Schicht als a-SiC:H und a-Si:H-Doppelschicht auszubilden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die in­ trinsische Schicht als Schicht mit gradiertem Bandabstand aus­ gebildet. Alternativ läßt sich die intrinsische Schicht aus mehreren Schichten mit und ohne Bandabstandsgradierung aufbau­ en.
Dies hat den Vorteil, daß eine Optimierung im Hinblick auf die Farbempfindlichkeit des elektrischen Bauelements möglich ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der eine Kontakt als Mittelkontaktelement und der andere Kontakt als Ringkontaktelement ausgebildet, wobei das Ringkontaktelement das Mittelkontaktelement teilweise oder vollständig umgibt. Vorzugsweise ist die Kontaktfläche der beiden Kontakte gleich groß.
Dies hat den Vorteil, daß das auf Bezugspotential liegende Ringkontaktelement das Mittelkontaktelement gegenüber den ent­ sprechenden Kontakten benachbarter elektrischer Bauelemente ab­ schirmt und damit ein Übersprechen stark unterdrückt.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auch von einem Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, daß sich dadurch auszeichnet, daß auf die Schicht mit geringer elektrischer Leitfähigkeit zumindest zwei Kontakte thermisch aufgedampft werden.
Dadurch, daß die beiden Kontakte auf einer Seite liegen, die bei dem monolithisch integrierten Bildsensor dem ASIC-Baustein zugewandt ist, ist die entsprechende Kontaktierung mit dem ASIC-Baustein bereits beim Auftragen des elektrischen Bauele­ ments erzielbar. Das Aufbringen von elektrischen Verbindungen z. B. in Bonding-Technik ist somit entbehrlich, was zu einer Vereinfachung des Herstellungsverfahrens und damit zu einem Ko­ stenvorteil führt.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird als elektrisch leitfähige Schicht eine transparente Aluminium­ schicht verwendet. Alternativ wird als elektrisch leitfähige Schicht eine hochleitfähige p-Typ Schicht verwendet.
Besonders vorteilhaft ist es, das erfindungsgemäße elektrische Bauelement auf einer in ASIC-Technologie ausgebildeten bildvor­ verarbeitenden elektronischen Baueinheit zur Bildung einer elektronischen Schaltung zur Bildverarbeitung aufzubringen, wo­ bei vorzugsweise eine Vielzahl von erfindungsgemäßen elektri­ schen Bauelementen matrixförmig aufgebracht sind.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachste­ hend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils an­ gegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbei­ spielen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer elektronischen Schaltung in TFA-Technik,
Fig. 2a ein erstes Ausführungsbeispiel eines elektronischen Bauelements,
Fig. 2b ein zweites Ausführungsbeispiel eines elektronischen Bauelements,
Fig. 3a, Fig. 3b schematische Darstellungen von Kontaktelementen der elektronischen Bauelemente in perspektivischer An­ sicht, und
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Bildaufnahmesy­ stems aus dem Stand der Technik.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines photoempfindlichen elektronischen Bauelementes beschrieben. Gleichwohl ist das er­ findungsgemäße Bauelement auch für andere Verwendungszwecke, beispielsweise als Sensor für nicht sichtbare elektromagneti­ sche Wellen einsetzbar. Das Anwendungsgebiet des photoempfind­ lichen elektronischen Bauelements ist breit und reicht vom Con­ sumerbereich bis hin zur industriellen Datenverarbeitung und elektronischen Sehsystemen.
In Fig. 1 ist ein optischer Bildsensor mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeichnet. Dieser Bildsensor 10 ist in der TFA-Technologie (thin film on ASIC) realisiert. Er umfaßt ein lichtempfindli­ ches Schichtsystem 12, das auf einem ASIC-Baustein 14 (application-specific integrated circuit) aufgebracht ist. Wäh­ rend das Schichtsystem 12 mit der auf amorphem Silizium basier­ ten Dünnschicht-Technologie hergestellt ist, wird zur Herstel­ lung des ASIC-Bausteins 14 auf kristalline Standardtechnologien zurückgegriffen, wie beispielsweise die CMOS-Technik.
Zur elektrischen Verbindung des Schichtsystems 12 mit dem ASIC- Baustein 14 sind paarweise angeordnete Kontaktelemente 16, 17 vorgesehen. Jeweils ein Kontaktelement-Paar 16, 17 ist dabei einem Bildelement 18 zugeordnet. Üblicherweise umfaßt der Bild­ sensor 10 eine Vielzahl von matrixförmig angeordneten Bildele­ menten 18, wobei in der Fig. 1 der Übersichtlichkeit wegen le­ diglich zwei benachbarte Bildelemente 18 dargestellt sind.
Das dem Licht 20 zugewandte Schichtsystem dient dazu, licht­ stärkeabhängige elektrische Signale zu erzeugen, die über die Kontaktelemente 16, 17 zum ASIC-Baustein 14 übertragen und dort durch entsprechende elektronische Baugruppen vorverarbeitet werden. Durch entsprechende Gestaltung des Schichtsystems und durch dessen Beaufschlagung mit einer elektrischen Vorspannung über die Kontaktelemente 16, 17 läßt sich die Farbempfindlich­ keit in gewissem Umfang einstellen, wobei in vorteilhafter Wei­ se eine unipolare Spannung verwendet werden kann.
Da der ASIC-Baustein 14 einen bekannten Aufbau besitzt und nach entsprechend bekannten Verfahren gefertigt ist, wird auf eine Beschreibung seines Aufbaus an dieser Stelle verzichtet. Viel­ mehr wird unter Bezugnahme auf die Fig. 2 im folgenden der Auf­ bau des Schichtsystems 12 näher erläutert.
Nach einem ersten Ausführungsbeispiel umfaßt das Schichtsystem 12, wie in Fig. 2a dargestellt, eine transparente leitfähige Schicht 24 auf der lichtzugewandten Seite (z. B. durch Aufsput­ tern eines transparent leitfähigen Oxids oder durch thermisches Aufdampfen einer dünnen Aluminiumschicht). Die Schicht 24 läßt sich bspw. auf ein Glassubstrat 22 aufbringen, was im Hinblick auf die Funktion des Schichtsystems ohne Bedeutung bleibt, wes­ halb das Glassubstrat 22 nur gestrichelt angedeutet ist. An die Schicht 24 schließt sich eine a-SiC:H Schicht (p-Typ) 26 an, gefolgt von einer undotierten a-SiC:H Schicht 28, einer undo­ tierten a-Si:H Schicht 30 und einer a-SiC:H Schicht (n-Typ) 32. Die vorgenannten Schichten 26 bis 32 werden mit Hilfe des Plas­ ma-CVD (chemical vapor deposition)-Verfahrens abgeschieden. Die Schichten können auf einem geeigneten Substrat mit entsprechend aufgebrachten Kontakten oder auf einen vorbereiteten ASIC auf­ gebracht werden.
Das in Fig. 2b gezeigte zweite Ausführungsbeispiel eines Schichtsystems 12' unterscheidet sich von dem zuvor erläuterten Schichtsystem 12 lediglich darin, daß statt der beiden Schich­ ten 24, 26 eine hochleitfähige Schicht 34 aus mikrokristallinem Silizium µc-Si:H (p-Typ) oder amorphem Silizium a-Si:H (p-Typ) vorgesehen ist. Die Schichten 34, 28, 30, 32 werden ebenfalls mit Hilfe des Plasma-CVD-Verfahrens abgeschieden.
Beiden Schichtsystemen ist gemeinsam, daß es ausgehend von den Kontaktelementen 16, 17 zunächst zumindest zwei schlecht lei­ tende Schichten, nämlich die hochohmige Schicht 26, 28, 30, 32 und dann die sehr gut leitende Schicht 24 bzw. 34 umfaßt. Da­ durch, daß der sich zwischen den Kontakten 16, 17 ausbildende Strompfad - bei Anlegen einer unipolaren Spannung an den Kon­ takten - versucht, über einen möglichst großen Bereich inner­ halb einer gut leitenden Schicht zu verlaufen, ergibt sich der in den Fig. 2a und 2b durch Pfeile P angedeutete U-förmige Stromverlauf.
Der Strompfad erstreckt sich also ausgehend von dem Kontaktele­ ment 17 im ersten Ausführungsbeispiel durch die Schichten 32, 30, 28, 26 und im zweiten Ausführungsbeispiel auch die Schich­ ten 32, 30, 28, verläuft dann innerhalb der gut leitenden Schicht 24 bzw. 34, und dann durch die Schichten 26, 28, 30 und 32 bzw. 28, 30 und 32 zum Kontaktelement 16. Durch die hochohmige Ausbildung der Schicht 32 wird verhindert, daß sich ein nennenswerter Strompfad direkt in dieser Schicht vom Kon­ taktelement 17 zum Kontaktelement 16 ausbildet. Dasselbe gilt für die Schichten 30, 28 und 26. An dieser Stelle sei noch an­ gemerkt, daß die erfindungsgemäße Wirkung auch dann erreicht wird, wenn sich in der hochohmigen Schicht ein Strompfad aus­ bildet, solange er im Vergleich zu dem U-förmigen Strompfad sehr klein ist.
Neben dem in Fig. 2 gezeigten zweischichtigen Aufbau der in­ trinsischen Schichten 30, 28 ist es alternativ möglich, ledig­ lich eine einzelne intrinsische Schicht mit gradiertem Bandab­ stand vorzusehen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die beiden Schichten 28, 30 durch eine Kombination aus undotierten Schichten mit und ohne Bandabstandsgradierung auszubilden.
Wie sich aus den Fig. 2a und 2b ergibt, umfaßt der Bildsensor 10 also ein Schichtsystem, das wie folgt aufgebaut ist: Die er­ ste Schicht, die direkt auf die beiden Kontakte aufgebracht wird, besteht aus einer oder mehreren dotierten (n- oder p-Typ) a-Si:H Schichten, vorzugsweise a-SiC:H. Danach folgen eine oder mehrere undotierte a-SiGe:H oder a-Si:H oder a-SiC:H Schichten mit unterschiedlichem Bandabstand, oder eine oder mehrere undo­ tierte Schichten mit gradiertem Bandabstand oder eine Kombina­ tion aus Schichten mit und ohne Bandabstandsgradierung. Schließlich folgt die zweite dotierte (p- oder n-Typ, komple­ mentär zu dem Typ der ersten Schicht) a-SiGe:H oder a-Si:H oder a-SiC:H oder µc-Si:H Schicht oder eine Kombination derselben. Vorzugsweise kann eine elektrisch hochleitende Schicht auf das Schichtsystem abschließend aufgebracht werden. Die Kombination von Schichten mit unterschiedlicher Dicke und/oder mit unter­ schiedlichem Bandabstand ermöglicht ein Optimieren hinsichtlich der spektralen Empfindlichkeit des Bauelements. Das zuvor er­ läuterte Schichtsystem 12 umfaßt also eine n-Typ Schicht ge­ folgt von einer intrinsischen Schicht und einer p-Typ Schicht (n-i-p-Struktur). Selbstverständlich ist auch ein komplementä­ rer Aufbau denkbar, also zumindest eine p-Typ Schicht gefolgt von einer intrinsischen Schicht und einer n-Typ Schicht (p-i-n-Struktur), sofern die Schichten im Hinblick auf ihre Leitfähig­ keit so eingestellt sind, daß sich der U-förmige Strompfad aus­ bilden kann.
Die in Fig. 2 lediglich schematisch angedeuteten Kontaktelemen­ te 16, 17 sind in Fig. 3 perspektivisch gezeigt. So läßt Fig. 3 erkennen, daß die beiden Kontaktelemente 16, 17 eines Bildele­ ments 18 in einer Ebene liegen, wobei das Kontaktelement 16 rechteckförmig ausgebildet ist und von dem Kontaktelement 17 in einem bestimmten Abstand vollständig umschlossen wird. Die bei­ den Kontaktflächen der Kontaktelemente 16, 17 sind vorzugsweise gleich groß.
Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die zwischen den Kontak­ telementen 16, 17 und der leitfähigen Schicht 24 bzw. 34 ange­ ordneten Schichten nicht gezeigt; allerdings ist der Stromver­ lauf mit Pfeilen P gekennzeichnet.
Der Vorteil der in Fig. 3a gezeigten Kontaktelemente-Geometrie besteht darin, daß das auf einem geeigneten Referenzpotential liegende Kontaktelement 17 die Kontaktelemente 16 nebeneinander liegender Bildelemente 18 elektrisch trennt, so daß ein Über­ sprechen zwischen benachbarten Bildelementen 18 unterdrückt wird. Die an die Kontaktelemente 16 angelegte gewünschte, die Farbdetektion beeinflussende Spannung wirkt sich damit also nicht auf benachbarte Bildelemente aus.
Üblicherweise sind auf der dem Schichtsystem 12 zugewandten Seite des ASIC-Bausteins 14 Kontakte vorgesehen, die den Kon­ taktelementen 16, 17 entsprechen.
Es ist jedoch wie in Fig. 3b dargestellt auch möglich, die Kon­ taktelemente 16, 17 mit Kontaktpads 38, 40 zu versehen, die nach außen geführt sind.
Neben der in Fig. 3a gezeigten Kontaktelemente-Geometrie sind selbstverständlich auch andere Kontaktformen, wie beispielswei­ se ringförmige, streifenförmige, punkt- oder flächenförmige Kontaktelemente denkbar.

Claims (20)

1. Elektrisches Bauelement mit
  • - einer ersten Schicht (26-32) einer vorbestimmten er­ sten elektrischen Leitfähigkeit,
  • - einem ersten Kontakt (16), der an einer ersten Ober­ fläche der ersten Schicht (26-32) angeschlossen ist, sowie
  • - einem zweiten Kontakt (17), der an die erste Schicht (26-32) angeschlossen ist,
um bei Anlegen einer Spannung an die Kontakte (16, 17) ei­ nen Stromfluß vorbestimmter Richtung durch die erste Schicht (26-32) hindurch zu bewirken, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß der zweite Kontakt (17) ebenfalls an die erste Oberfläche der ersten Schicht (26-32) angeschlossen ist,
  • - daß auf einer der ersten Oberfläche gegenüberliegen­ den zweiten Oberfläche der ersten Schicht (26-32) eine zweite Schicht (24; 34) einer vorbestimmten zweiten elek­ trischen Leitfähigkeit angeordnet ist, und
  • - daß die zweite elektrische Leitfähigkeit wesentlich größer als die erste elektrische Leitfähigkeit ist, der­ art, daß der Stromfluß auf U-förmiger Bahn vom ersten Kon­ takt (16) auf kürzestem Wege durch die erste Schicht (26-32) hindurch zur zweiten Schicht (24; 34), dort quer durch die zweite Schicht und dann auf kürzestem Wege von der zweiten Schicht (24; 34) durch die erste Schicht (26-32) hindurch zum zweiten Kontakt (17) verläuft.
2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es auf der Basis von amorphem Silizium und dessen Legierungen aufgebaut ist, und daß die erste Schicht (26-32) eine n-Typ Schicht (32) aufweist.
3. Bauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht (34) eine p-Typ Schicht ist.
4. Bauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht (24) eine transparente Aluminiumschicht aufweist.
5. Bauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht zumindest eine intrinsische Schicht (28, 30) aufweist, die auf der dem Kontakt (16) abgewandten Seite der n-Typ Schicht (32) angeordnet ist.
6. Bauelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht (26-32) eine p-Typ Schicht (26) auf­ weist, die benachbart zu der zweiten Schicht angeordnet ist.
7. Bauelement nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß es als photoempfindliches Bauelement ausgelegt ist, wobei die zweite Schicht (24; 34) der Lichteinfallseite zugewandt ist.
8. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht (24; 34) auf einem Substrat (22), vorzugsweise einem Glassubstrat auf­ gebracht ist.
9. Bauelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die p-Typ Schicht (26) als a-SiC:H-Schicht und die n-Typ Schicht (32) als a-SiC:H-Schicht ausgebildet ist.
10. Bauelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die p-Typ Schicht (34) als hochleitfähige mikrokristalline µc-Si:H-Schicht oder als a-Si:H-Schicht und die n-Typ Schicht (32) als a-SiC:H-Schicht ausgebildet ist.
11. Bauelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die intrinsische Schicht (28, 30) als a-SiC:H und a-Si:H-Dop­ pelschicht ausgebildet ist.
12. Bauelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die intrinsische Schicht (28, 30) als Schicht mit gradier­ tem Bandabstand ausgebildet ist.
13. Bauelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die intrinsische Schicht (28, 30) mehrere Schichten mit und ohne Bandabstandsgradierung umfaßt.
14. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der erste Kontakt (16) als Mit­ telkontaktelement und der zweite Kontakt (17) als Ringkon­ taktelement ausgebildet ist, wobei das Ringkontaktelement (17) das Mittelkontaktelement (16) teilweise oder voll­ ständig umgibt.
15. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen der beiden Kontakte (16, 17) gleich groß sind.
16. Verfahren zur Herstellung eines photoempfindlichen elek­ tronisches Bauelements, wobei durch ein Plasma-CVD-Ver­ fahren auf ein Glassubstrat (22) nacheinander folgende Schichten aufgebracht werden: eine elektrisch leitfähige Schicht (24; 34), zumindest eine undotierte intrinsische Schicht und eine n-Typ Schicht (32), dadurch gekennzeich­ net, daß auf die n-Typ Schicht (32) zumindest zwei Kontakte (16, 17) aufgebracht, vorzugsweise thermisch aufgedampft werden.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrisch leitfähige Schicht eine transparente Alumi­ niumschicht (24) gefolgt von einer p-Typ Schicht (26) ver­ wendet wird.
18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrisch leitfähige Schicht eine hochleitfähige p-Typ Schicht (34) verwendet wird.
19. Elektronische Schaltung zur Bildverarbeitung, mit einer in ASIC-Technologie ausgebildeten bildvorverarbeitenden elek­ tronischen Baueinheit (14), dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein elektrisches Bauelement (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 auf der Baueinheit (14) aufgebracht ist.
20. Schaltung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Bauelementen (18) matrixförmig aufge­ bracht sind.
DE1998125294 1998-06-05 1998-06-05 Elektronisches Bauelement, Verfahren zur Herstellung desselben sowie elektronische Schaltung zur Bildverarbeitung Withdrawn DE19825294A1 (de)

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Citations (4)

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