DE2915859A1 - Signal processing unit with photoelectric conversion - has transducer layer receiving individual signals and delivering them in series or in blocks - Google Patents
Signal processing unit with photoelectric conversion - has transducer layer receiving individual signals and delivering them in series or in blocksInfo
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Abstract
Description
Informationsverarbeitungsvorrichtung mit photoelektrischer Umwandlung Die Erfindung bezieht sich auf eine Informationsverarbeitungsvorrichtung bzw. photoelektrische Wandlervorrichtung mit einem photoelektrischen Wandlerabschnitt. Photoelectric conversion information processing apparatus The invention relates to an information processing apparatus or photoelectric Conversion device having a photoelectric conversion section.
Eine Informationsverarbeitungsvorrichtung mit photoelektrischer Umwandlung, die einen photoelektrischen Festkörper-Wandlerabschnitt hat, ist bei einer Fernsehbild-Aufnahmevorrichtung, einer Faksimile-Eingabevorrichtung, einem Digital-Kopiergerät oder anderen Lesevorrichtungen für Zeichen, Bilder usw. verwendbar, deren Entwicklung in den letzten Jahren beachtliche Fortschritte gezeigt hat. An information processing apparatus with photoelectric conversion, which has a solid-state photoelectric conversion section is in a television picture pickup device, a facsimile input device, digital copier, or other reading device can be used for characters, images, etc., the development of which has been remarkable in recent years Has shown progress.
Eine derartige Informationsverarbeitungsvorrichtung mit photoelektrischer Umwandlung enthält eine Gruppe von Bildelementen mit photoelektrischer Wandlerfunktion und eine Schaltung mit Abtastfunktion zur Aufnahme elektrischer Ausgangssignale aus der Gruppe von Bildelementen in Form einer zeitlich aufeinanderfolgenden Anordnung. Such an information processing apparatus with photoelectric Conversion includes a group of picture elements with a photoelectric conversion function and a circuit with a scanning function for receiving electrical output signals from the group of picture elements in the form of a chronological order.
An solchen Informationsverarbeitungsvorrichtungen gibt es unterschiedliche Ausführungsarten, wie beispielsweise eine (nachstehend a Is "MOS als "MOS-Ausführungsart" bezeichnete) die eine Photodiode und einen Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor (MOS-FET) als Bauelemente aufweist, oder eine Ausführungsart, die eine sog. Ladungsübertragungsvorrichtung (CTD) wie eine ladungsgekoppelte Vorrichtung (CCD), eine Eimerkettenvorrichtun5 (BBD) oder dgl. als Bauelemente aufweist.There are various types of such information processing apparatus Embodiments such as a (hereinafter a Is "MOS as" MOS embodiment " designated) a photodiode and a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOS-FET) as components, or an embodiment that a so-called. Charge transfer device (CTD) such as a charge coupled device (CCD), a bucket chain device 5 (BBD) or the like. Has as components.
Da jedoch bei der MOS-Ausführungsart und der Ladungsübertragungs-Ausführungsart ein Plättchen aus (nachstehend mit "C-Si" abgekürztem) monokristallinem Silicium als Substrat verwendet wird, ist der Flächeninhalt der Lichtempfangsfläche des photoelektrischen Wandlerabschnitts unvermeidbar durch die Größe des C-Si-Plättchens beschränkt. D. h., es ist unter gegenwärtigen Umständen nur möglich, bestenfalls unter Berücksichtigung der Gleichförmigkeit auf dem ganzen Gebiet eines derartigen Plättchens ein C-Si-Plättchen mit einer Größe von 10 cm oder dgl. herzustellen. Aufgrund dessen kann die Lichtempfangsfläche des photoelektrischen Wandlerelements nicht größer als das Format des C-Si-Substrats in der Informationsverarbeitungsvorrichtung mit photoelektrischer Umwandlung sein, bei der ein derartiges C-Si-Plättchen verwendet wird und die MOS-Ausführungsart oder die Ladungsübertragungs-Ausführungsart für die Bauelemente angewandt ist. However, as in the MOS type and the charge transfer type a chip made of monocrystalline silicon (hereinafter abbreviated to "C-Si") is used as a substrate, the area of the light receiving surface is the photoelectric Converter section inevitably limited by the size of the C-Si plate. D. that is, it is only possible under current circumstances, at best with consideration the uniformity in the whole area of such a chip is a C-Si chip with a size of 10 cm or the like. Manufacture. Because of this, the light receiving surface of the photoelectric conversion element is no larger than the size of the C-Si substrate be in the photoelectric conversion information processing apparatus, using such a C-Si chip and the MOS type or the charge transfer mode is applied to the devices.
Wenn demnach die Informationsverarbeitungsvorrichtung mit der photoelektrischen Wandlervorrichtung, deren Lichtempfangsfläche einen derart beschränkten Flächeninhalt hat, beispielsweise als Eingabevorrichtung für ein Digital-Kopiergetät verwendet wird, ist es unvermeidbar notwendig, daß zwischen eine zu reproduzierende Bildvorlage und die Lichtempfangsfläche ein optisches System mit einem großen Bildverkleinerungsverhältnis eingesetzt wird, so daß über dieses ein optisches Bild der Bildvorlage an der Bildempfangsfläche ausgebildet werden kann. In diesem Fall bestehen jedoch technische Einschränkungen hinsichtlich einer Steigerung der im folgenden beschriebenen Bildauflösung. Accordingly, when the information processing apparatus with the photoelectric Converter device whose light receiving surface has such a limited surface area has, for example, used as an input device for a digital copier is, it is inevitable that between an original to be reproduced and the light receiving surface is an optical one System with a great Image reduction ratio is used, so that over this an optical image the original image can be formed on the image receiving surface. In this case however, there are technical limitations with regard to increasing the im image resolution described below.
Wenn beispielsweise eine Bildvorlage im Format A4 mit dem photoelektrischen Wandlerabschnitt oder Wandlerfeld reproduziert werden soll, dessen Bildauflösung beispielsweise 10 Linien/mm ist und dessen Strecke in Längsrichtung der Bildempfangsfläche 3 cm ist, so wird das auf die Lichtempfangsfläche zu fokussierende optische Bild der Bildvorlage auf ungefähr 1:6,9 verkleinert, was zur Folge hat, daß die tatsächliche Bildauflösung des photoelektrischen Wandlerabschnitts bei dem Vorlagenbild im Format A4 auf ungefähr 1,5 Linien/mm verringert wird. Daher verringert sich die tatsächliche Bildauflösung des photoelektrischen Wandlerabschnitts in einem Verhältnis "Größe der Lichtempfangsfläche"/"Größe der Bildvorlage" entsprechend dem größeren Format der zu reproduzierenden Bildvorlage. If, for example, an original picture in A4 format with the photoelectric Converter section or converter field whose image resolution is to be reproduced for example 10 lines / mm and its distance in the longitudinal direction of the image receiving surface 3 cm, the optical image to be focused on the light receiving surface becomes of the original image is reduced to approximately 1: 6.9, which means that the actual Image resolution of the photoelectric conversion section in the original image in format A4 is reduced to about 1.5 lines / mm. Hence the actual decrease Image resolution of the photoelectric conversion section in a ratio of "size the light receiving surface "/" size of the original image "according to the larger format the original image to be reproduced.
Zur Lösung dieses Problems bei dieser Art von Informationsverarbeitungsvorrichtung ist daher ein Herstellungsverfahren zur Steigerung der Bildauflösung des photoelektrischen Wandlerabschnitts notwendig. To solve this problem in this type of information processing apparatus is therefore a manufacturing method for increasing the image resolution of the photoelectric Converter section necessary.
Bei einer derartig hohen, auf derart beschränktem kleinen Flächeninhalt zu erzielenden Auf lösung muß jedoch die Herstellung des photoelektrischen Wandlerabschnitts so erfolgen, daß dessen Integrations- bzw.With such a large surface area that is so limited in a small area To be achieved on solution, however, the manufacture of the photoelectric conversion section take place in such a way that its integration resp.
Packungsdichte außerordentlich hoch ist und seine Bauelemente frei von irgendwelchen Fehlern bzw. Störungen sind. Ein derartiges Herstellungsverfahren hat jedoch ihm eigene Beschränkungen.Packing density is extremely high and its components free of any errors or malfunctions. Such a manufacturing method however, it has its own limitations.
Andererseits wurde ein neues System vorgeschlagen, bei dem eine Mehrzahl von photoelektrischen Wandlerabschnitten so angeordnet ist, daß das Ausmaß der gesamten Lichtempfangsfläche in Längsrichtung und das Ausmaß in Abtastrichtung des maximal zu reproduzierenden Formats des Vorlagebilds in einem Verhältnis 1:1 stehen und daß das auf die Bildempfangsfläche fokussierte optische Bild der Bildvorlage in kleine Bruchteile entsprechend der Anzahl der photoelektrischen Wandlerelemente aufgeteilt wird, wodurch im wesentlichen ein Absinken der Bildauflösung verhindert wird. On the other hand, a new system has been proposed in which a plurality of of photoelectric conversion sections is arranged so that the extent of the entire Light receiving area in the longitudinal direction and the extent in the scanning direction of the maximum the format of the original image to be reproduced are in a ratio of 1: 1 and that the focused on the image receiving surface optical image of the original image in small fractions corresponding to the number of photoelectric conversion elements is divided, which essentially prevents a decrease in the image resolution will.
Selbst ein derartiges System hat jedoch mancherlei Unzulänglichkeiten, die im folgenden beschrieben sind: Wenn eine Mehrzahl von photoelektrischen Wandlerabschnitten angeordnet wird, treten unvermeidbar Grenzbereiche auf, an denen zwischen benachbarten photoelektrischen Wandlerabschnitten keine Lichtempfangsflächen vorhanden sind; als Folge davon sind die Lichtflächen insgesamt gesehen nicht kontinuierlich, so daß das zu fokussierende optische Bild der Bildvorlage aufgeteilt ist; die Teilbereiche der Bildvorlage an diesen Grenzbereichen werden nicht als Eingangssignal an den photoelektrischen Wandlerabschnitt abgegeben Als Folge davon ist das reproduzierte Bild bei seiner Abbildung dahingehend unvollständig, daß es an manchen seiner Teile weiße Linien enthält oder die Bildabschnitte, an denen diese weißen Linien ausgebildet werden, entfernt werden und die vollständigen Bereiche miteinander verbunden werden. Ferner ist das optische Bild, das auf die Mehrzahl von Lichtempfangsflächen in Aufteilung fokussiert worden ist, ein optisch umgekehrtes Bild an jeder der Lichtempfangsflächen, so daß das Gesamtbild von dem optisch umgekehrten Bild der Bildvorlage unterschiedlich ist. Demgemäß führt die Reproduktion des auf die Lichtempfangsfläche fokussierten optischen Bilds nicht zu einer Reproduktion der Bildvorlage. Daher ist es bei der mit den photoelektrischen Wandlerabschnitten versehenen Informationsverarbeitungsvorrichtung mit photoelektrischer Umwandlung wegen ihrer kleinen Lichtempfangsfläche außerordentlich schwierig, Informationen mit hoher Auflösung zu reproduzieren. Es ist daher eine Informationsverarbeitungsvorrichtung erwünscht, die mit einem photoelektrischen Wandlerabschnitt mit einer Lichtempfangsfläche ausreichend großen Flächeninhalts ausgestattet ist, bei dem keine Formatverringerung des Vorlagebilds notwendig ist und eine hervorragende Bildauflösung erzielbar ist. Insbesondere sollten für Faksimile-Eingabevorrichtungen, Digital-Kopierer oder Lesevorrichtungen für Zeichen und Bilder an einer Bildvorlage die Informationsverarbeitungsvorrichtungen mit photoelektrischer Umwandlung unerläßlich mit photoelektrischen Wandlerabschnitten ausgestattet sein, die eine Lichtempfangsfläche mit gleichem Format wie die Bildvorlage für die Reproduktion haben und eine originalgetreue Reproduktion der Bildvorlage ohne Absenkung der geforderten Bildauflösung bei dem reproduzierten Bild ermöglichen. However, even such a system has several shortcomings, which are described below: When a plurality of photoelectric converting sections is arranged, boundary areas inevitably occur at those between adjacent photoelectric converting sections have no light receiving surfaces; as a result, the areas of light are not continuous overall, see above that the optical image to be focused of the original image is divided; the sub-areas the original image at these border areas are not sent as an input signal to the photoelectric conversion section output As a result, the reproduced The image is incomplete in its illustration in that it is in some of its parts contains white lines or the image sections where these white lines are formed removed and the complete areas connected to each other. Furthermore, the optical image that is distributed to the plurality of light receiving surfaces is has been focused, an optically inverted image on each of the light receiving surfaces, so that the overall picture differs from the optically reversed picture of the original picture is. Accordingly, the reproduction leads des onto the light receiving surface focused optical image does not result in a reproduction of the original image. Therefore it is in the information processing apparatus provided with the photoelectric conversion sections with photoelectric conversion is extraordinary because of its small light receiving area difficult to reproduce information at high resolution. It is therefore a Desirably, information processing apparatus incorporating a photoelectric Converter section with a light receiving surface of sufficiently large surface area is equipped with which no size reduction of the original image is necessary and excellent image resolution can be obtained. In particular, for facsimile input devices, Digital copiers or reading devices for characters and images on an original image the photoelectric conversion information processing devices are indispensable be equipped with photoelectric converting sections having a light receiving surface with the same format as the original picture for the reproduction and a faithful to the original Reproduction of the original image without lowering the required image resolution for the enable reproduced image.
Im Hinblick auf die vorstehend beschriebenen unterschiedlichen Problempunkte, die der bekannten Informationsverarbeitungsvorrichtung anhaften, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Informationsverarbeitungsvorrichtung mit photoelektrischer Umwandlung zu schaffen, die mit einem photoelektrischen Wandlerabschnitt versehen ist, das eine ausreichend verlängerte Lichtempfangsfläche, eine hohe Bildauflösung, hohe Empfindlichkeit und geringes Gewicht hat. With regard to the different problem points described above, adhering to the known information processing apparatus is part of the invention the object of an information processing device with photoelectric To create conversion provided with a photoelectric conversion section is that a sufficiently elongated light receiving surface, a high image resolution, has high sensitivity and light weight.
Ferner soll mit der Erfindung eine Informationsverarbeitungsvorrichtung geschaffen werden, die mit einem photoelektrischen Wandlerabschnitt ausgestattet ist, der eine Lichtempfangsfläche großen Flächeninhalts hat, eine hohe Bildauflösung hat und eine hohe Empfindlichkeit hat. Another object of the invention is to provide an information processing apparatus provided with a photoelectric conversion section which has a large area light receiving surface has a high image resolution and has high sensitivity.
Hinsichtlich eines Gesichtspunkts der Erfindung hat die erfindungsgemäße Informationsverarbeitungsvorrichtung einen eindimensionalen langgestreckten photoelektrischen Wandlerabschnitt mit n photoelektrischen Wandlerelementen, die in einer Reihe angeordnet sind, einer gemeinsamen Elektrode für die n photoelektrischen Wandlerelemente, n Elektroden, die unabhängig voneinander für jeweils eines der n photoelektrischen Wandlerelemente vorgesehen sind, und einer photoelektrische Wandlerschicht, die zwischen die gemeinsame Elektrode und die Einzelelektroden eingefügt ist, sowie einen Zeitfolgesignal-Umsetzabschnitt, der im Ansprechen auf ein Lichteingangssignal parallel k (n 2 k) Ausgangssignale aus den n photoelektrischen Wandlerelementen aufnimmt und diese parallel aufgenommene Eingangssignalgruppe zu seriellen Ausgangssignalen umsetzt oder die Signalgruppe in eine Mehrzahl von Blöcken aufteilt und den jeweiligen Block in serielle Ausgangssignale umsetzt. In one aspect of the invention, the invention has Information processing device a one-dimensional elongated photoelectric Conversion section with n photoelectric conversion elements arranged in a row are, a common electrode for the n photoelectric conversion elements, n Electrodes that are independent of one another for each of the n photoelectric Conversion elements are provided, and a photoelectric conversion layer, the is inserted between the common electrode and the individual electrodes, as well a timing signal converting section which is responsive to a light input signal parallel k (n 2 k) output signals from the n photoelectric conversion elements and this input signal group recorded in parallel to serial output signals converts or divides the signal group into a plurality of blocks and the respective Converts the block into serial output signals.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt weist die erfindungsgemäße Informationsverarbeitungsvorrichtung einen zweidimensionalen photoelektrischen Wandlerabschnitt mit einer Gruppe aus m.n photoelektrischen Wandlerelementen, die in Form einer Matrix aus m Zeilen und n Spalten angeordnet sind, einer einer jeweiligen Zeile der photoelektrischen Wandlerelemente gemeinsamen Elektrode (X-Elektrode), einer einer jeweiligen Spalte der photoelektrischen Wandlerelemente gemeinsamen Elektro- de (Y-Elektrode) und einer photoelektrischen Wandlerschicht, die zwischen die beiden Elektroden X und Y eingefügt ist, einen Zeilenwählsignal-Generatorabschnitt, der als Folge der Anwahl irgendeiner Zeile in dem zweidimensionalen photoelektrischen Wandlerabschnitt ein Ausgangssignal erzeugt, und einen Zeitfolgesignal-Umsetzabschnitt auf, der im Ansprechen auf ein Lichteingangs- -signal parallel eine Gruppe von k (n = k) Ausgangssignalen aus jeweiligen n photoelektrischen Wandlerelementen aufnimmt, die die angewählte Zeile bilden, und der zur Ausgabe diese parallel aufgenommene Eingangssignalgruppe seriell umsetzt oder die parallel aufgenommene Eingangssignalgruppe in eine Mehrzahl von Blöcken aufteilt, um ein serielles Ausgangssignal für einen jeweiligen Block zu bilden. According to a further aspect, the information processing device according to the invention has a two-dimensional photoelectric conversion section having a group m.n photoelectric transducer elements, which are in the form of a matrix of m lines and n columns are arranged, one of a respective row of the photoelectric conversion elements common electrode (X-electrode), one of a respective column of the photoelectric Converter elements common electrical de (Y-electrode) and one photoelectric conversion layer inserted between the two electrodes X and Y. is, a row selection signal generator section which, as a result of the selection of any Line in the two-dimensional photoelectric conversion section, an output signal is generated, and a timing signal converting section responsive to a Light input signal in parallel a group of k (n = k) output signals from respective ones n photoelectric transducer elements that form the selected line, and which serially converts this input signal group recorded in parallel for output or the input signal group picked up in parallel into a plurality of blocks splits to form a serial output signal for a respective block.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. The invention is described below using exemplary embodiments Referring to the drawing explained in more detail.
Fig. 1 bis 6 sind Blockschaltbilder zur Erläuterung verschiedener Ausführungsbeispiele der Informationsverarbeitungsvorrichtung mit photoelektrischer Umwandlung. Figs. 1 to 6 are block diagrams for explaining various ones Embodiments of the information processing apparatus with photoelectric Conversion.
Fig. 7 bis 9 sind schematische Schnitt-Aufbauansichten zur Erläuterung des grundsätzlichen Aufbaus von photoelektrischen Wandlerelementen in einem photoelektrischen Wandlerabschnitt, der einen Hauptteil der Informationsverarbeitungsvorrichtung darstellt. 7 to 9 are schematic sectional structural views for explanation the basic structure of photoelectric conversion elements in a photoelectric Converter section which is a main part of the information processing apparatus.
Fig. 10 bis 14 sind jeweils schematische Schnitt-Aufbauansichten zur Erläuterung abgewandelter Ausführungsformen von photoelektrischen Wandlerelementen für die Informationsverarbeitungsvorrichtung, die eine mit anderen Funktionselementen verbundene zusammengesetzte Ausführungsart haben.FIGS. 10 to 14 are schematic sectional structural views for FIG Explanation of modified embodiments of photoelectric conversion elements for the information processing apparatus, one with other functional elements have connected composite design.
Fig. 15 bis 17 sind jeweils schematische perspektivische, zum Teil im Schnitt dargestellte Ansichten, die den Aufbau eines photoelektrischen Wandlerabschnitts und eines Zeitfolgesignal-Umsetzabschnitts zeigen,. die für die Informationsverarbeitungsvorrichtung wesentlich sind.FIGS. 15 to 17 are each schematic perspective, in part sectional views showing the structure of a photoelectric conversion section and a timing signal converting section show. those for the information processing apparatus are essential.
Fig. 18 und 19 sind jeweils Ablauffolgediagramme für die Herstellung der Informationsverarbeitungsvorrichtung.Figs. 18 and 19 are respectively manufacturing sequence diagrams the information processing apparatus.
Fig. 20 und 21 sind jeweils erläuternde schematische Ansichten, die einen Aufbau eines Bildvorlagen-Leseabschnitts zeigen, wenn die Informationsverarbeitungsvorrichtung mit photoelektrischer Umwandlung bei einem Digital-Kopiergerät verwendet wird.Figs. 20 and 21 are explanatory schematic views, respectively, showing the show a structure of an original artwork reading section when the information processing apparatus with photoelectric conversion is used in a digital copier.
In Fig. 1, die ein Blockschaltbild für die Erläuterung eines Ausführungsbeispiels eines Hauptaufbauteils der Informationsverarbeitungsvorrichtung ist, bezeichnet 101 einen eindimensionalen langgestreckten photoelektrischen Wandlerabschnitt, in welchem n photoelektrische Wandlerelemente 102 in einer Reihe angeordnet sind. In Fig. 1, which is a block diagram for explaining an embodiment of a main structural part of the information processing apparatus is denoted 101 a one-dimensional elongated photoelectric conversion section, in which n photoelectric conversion elements 102 are arranged in a row.
Die Aufbaueinzelheiten der photoelektrischen Wandlerelemente 102 werden später beschrieben; sie haben n Elektroden X1, X2, ... In 1' Xn, die unabhängig voneinander jeweils für ein photoelektrisches Wandlerelement vorgesehen sind, eine gemeinsame Elektrode Y für die n photoelektrischen Wandlerelemente, und eine photoelektrische Wandlerschicht, die zwischen den unabhängigen Elektroden und der gemeinsamen Elektrode angeordnet ist.The construction details of the photoelectric conversion elements 102 become described later; they have n electrodes X1, X2, ... In 1 'Xn which are independent each other are provided for a photoelectric conversion element, one common electrode Y for the n photoelectric conversion elements, and one photoelectric Transducer layer between the independent electrodes and the common electrode is arranged.
Die photoelektrische Wandlerschicht zur Bildung der photoelektrischen Wandlerelemente 102 kann unabhängig für ein jeweiliges Element oder durchgehend ohne Aufteilung für ein jeweiliges Element ausgebildet sein. The photoelectric conversion layer for forming the photoelectric Transducer elements 102 can be independent for a respective element or continuous be designed without division for a respective element.
Die zu wählende Art hängt von dem Material ab, aus dem die photoelektrische Wandlerschicht gebildet ist.The type to choose depends on the material from which the photoelectric Converter layer is formed.
Wenn beispielsweise die photoelektrische Wandlerschicht eine photovoltaische bzw.-Sperrschicht-Wandlerschicht ist, ist es vorzuziehen, sie getrennt für ein jeweiliges Element auszubilden. Falls die Wandlerschicht eine photoleitfähige Schicht ist, kann sie entweder auf geteilt oder durchgehend sein.For example, if the photoelectric conversion layer is a photovoltaic or junction converter layer, it is preferable to have them separately for a respective one Train element. If the converter layer is a photoconductive layer, it can either be divided or continuous.
Die Bestrahlung der Lichtempfangsfläche des eindimensionalen langgestreckten photoelektrischten Wandlerabschnitts oder -felds 101 mit Signallicht kann direkt oder indirekt über ein geeignetes optisches System erfolgen, das ein Bild auf der Lichtempfangsfläche fokussiert. The irradiation of the light receiving surface of the one-dimensional elongated photoelectric conversion section or field 101 with signal light can directly or indirectly via a suitable optical system that produces an image on the Focused light receiving surface.
103 bezeichnet einen Zeitfolgesignal-Umsetzabschnitt, der im Ansprechen auf die Lichtsignaleingabe in den eindimensionalen langgestreckten photoelektrischen Wandlerabschnitt 101 parallel n elektrische Ausgangssignale über die n unabhängigen Elektroden aufnimmt und die derart parallel aufgenommenen n elektrischen Signale durch Befehl mittels eines übertragungssignals (Schiebeimpulses) 104 als serielle Ausgangssignale 105 abgibt. 103 denotes a timing signal converting section which is in response on the light signal input into the one-dimensional elongated photoelectric Converter section 101 parallel n electrical output signals via the n independent Electrodes and the thus recorded in parallel n electrical signals by command by means of a transmission signal (shift pulse) 104 as serial Output signals 105 emits.
D. h.,durch Eingabe von n Ubertragungssignalen 104 als Eingangssignal des Zeitfolgesignal-Umsetzabschnitts 103 werden die parallel von dem Wandlerabschnitt 101 in den Umsetzabschnitt 103 eingegebenen Signale in zeitliche Aufeinanderfolge gebracht und insgesamt als Ausgangssignale 105 abgegeben.That is, by inputting n transmission signals 104 as input signals of the time-series signal converting section 103 become those in parallel from the converter section 101 signals inputted to the converting section 103 in time series brought and emitted overall as output signals 105.
Da bei der Vorrichtung der eindimensionale langgestreckte photoelektrische Wandlerabschnitt 101 getrennt von dem Zeitfolgesignal-Umsetzabschnitt 103 mittels eines Dünnfilm-Präzisionsverfahrens geformt wird, kann er anders als ein sog. "ladungsgekoppelter Photosensor mit einem Siliciumsubstrat in einer großen Länge ausgebildet werden. Der Wandlerabschnitt kann bis zu der Breite einer Bildvorlage im Format A3 verlängert werden. Since the device of the one-dimensional elongated photoelectric Converter section 101 separately from the time series signal conversion section 103 by means of a thin-film precision process, it may be different from a so-called "charge coupled device" Photosensor can be formed with a silicon substrate in a long length. The converter section can be extended up to the width of an original image in A3 format will.
Folglich wird ein direktes Lesen der Bildvorlage mittels eines Kontaktsystems ohne Verwendung irgendeines optischen Systems zur Formatverringerung möglich, wodurch die Gesamtausmaße eines Geräts auf die kompaktesten Ausmaße verringert werden können und auch dessen Gewicht verringert werden kann.As a result, the original image can be read directly by means of a contact system possible without using any optical format reduction system, whereby the overall dimensions of an apparatus can be reduced to the most compact dimensions and also its weight can be reduced.
Der Zeitfolgesignal-Umsetzabschnitt 103 kann im Gegensatz zu dem eindimensionalen langgestreckten photoelektrischen Wandlerabschnitt 101 auf einer möglichst kleinen Fläche ausgebildet werden, wenn er nur die gewünschte Umsetzfunktion hat. Es ist anzumerken, daß der eindimensionale langgestreckte photoelektrische Wandlerabschnitt 101 und der Zeitfolgesignal-Umsetzabschnitt 103 an ein und demselben Substrat ausgebildet werden können oder auf jeweils einem getrennten Substrat gebildet werden können. Zur Vereinfachung der Verdrahtung werden jedoch der Wandlerabschnitt und der Umsetzabschnitt vorzugsweise auf ein und demselben Substrat ausgebildet. Es ist hierbei anzumerken, daß der Wandlerabschnitt 101 an einer Flächenseite des Substrats ausgebildet werden kann, während der Umsetzabschnitt 103 an der anderen Flächenseite ausgebildet wird. Wenn der Wandlerabschnitt 101 und der Umsetzabschnitt 103 getrennt voneinander hergestellt werden, kann die elektrische Verdrahtungsverbindung zwischen ihnen beispielsweise durch Drahtlötung bzw. Bonden erfolgen. The timing signal converting section 103, in contrast to the one-dimensional elongated photoelectric conversion section 101 on a The smallest possible area can be formed if it only has the desired relocating function Has. It should be noted that the one-dimensional elongated one photoelectric converting section 101 and the time series signal converting section 103 can be formed on one and the same substrate or on each of a separate ones Substrate can be formed. However, to simplify the wiring the transducer section and the conversion section preferably on one and the same Substrate formed. It should be noted here that the transducer section 101 at one surface side of the substrate can be formed while the relocating portion 103 is formed on the other surface side. When the transducer section 101 and the conversion section 103 can be manufactured separately from each other, the electrical Wiring connection between them, for example, by wire soldering or bonding take place.
Der Zeitfolgesignal-Umsetzabschnitt 103 der Vorrichtung kann mit unterschiedlichen Signalumsetzeinrichtungen wie beispielsweise einem Ladungsspeicherungsregister (CCDR), einem Eimerkettenregister (BBDR), einem Schieberegister (SR), einer Schalttransistorreihenanordnung (STA), einem Datenwähler (DS) usw. aufgebaut werden. The time series signal converting section 103 of the apparatus can with different signal conversion devices such as a charge storage register (CCDR), a bucket chain register (BBDR), a shift register (SR), a switching transistor series arrangement (STA), a data selector (DS), etc.
Die Fig. 2 bis 5 zeigen Schaltbilder, bei denen der Zeitfolgesignal-Umsetzabschnitt mit den vorstehend genannten verschiedenen Signalumsetzeinrichtungen aufgebaut ist. Figs. 2 to 5 show circuit diagrams in which the timing signal converting section is constructed with the various signal converting devices mentioned above.
Die Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein ladungsgekoppeltes Register CCDR als Zeitfolgesignal-Umsetzabschnitt 203 verwendet ist. Das Register wirkt in der Weise, daß Eingangssignale parallel von jeweiligen photoelektrischen Wandlerelementen 202 aufgenommen werden, die den eindimensionalen langgestreckten photoelektrischen Wandlerabschnitt 201 bilden, und die parallel aufgenommenen Eingangssignalgruppen entsprechend einem Befehl mittels eines übertragungseingangssignals aus einer Ubertragungselektrode 204 in zeitlicher Aufeinanderfolge gebracht werden, wonach die auf diese Weise erzielten Zeitfolgesignale übertragen werden. Fig. 2 shows an embodiment in which a charge coupled device Register CCDR is used as the timing signal converting section 203. The registry acts in such a way that input signals in parallel from respective photoelectric Transducer elements 202 are added, the one-dimensional elongated forming photoelectric converting section 201, and the parallel recorded input signal groups according to a command by means of a transmission input signal are brought from a transmission electrode 204 in chronological succession, after which the time series signals obtained in this way are transmitted.
Das ladungsgekoppelte Register mit dieser Funktion muß für eine Mehrzahl von Gruppen verwendet werden, wenn die Anzahl der photoelektrischen Wandlerelemente 202 größer als die Anzahl der Quellen (Eingangsanschlüsse) des ladungsgekoppelten Registers ist. In diesem Fall ist es notwendig, eine Zeitsteuerung in der Weise vorzunehmen, daß das zeitlich serielle Ausgangs signal aus jedem der Zeitfolgesignal-Umsetzabschnitte in der Gesamtheit als ein Ausgangssignal mit einer gewünschten zeitlichen Aufeinanderfolge abgegeben wird. Dies gilt auch bei dem Fall nach Fig. 3, die nachstehend beschrieben wird. The charge coupled device register with this function must be for a plurality of groups are used when the number of photoelectric conversion elements 202 greater than the number of sources (input terminals) of the charge coupled device Register is. In this case it is necessary to have a timing control in that way make that the time-serial output signal from each of the timing signal conversion sections in its entirety as an output signal with a desired time sequence is delivered. This also applies to the case of FIG. 3, which is described below will.
Die Fig. 3 zeigt einen ähnlichen Aufbau wie die Fig. 2. FIG. 3 shows a structure similar to that of FIG. 2.
Der Unterschied zwischen den beiden Aufbauten besteht darin, daß ein Zeitfolgesignal-Umsetzabschnitt 303 funktionell in einen Speicherabschnitt 306 und einen Übertragungsabschnitt 307 aufgeteilt ist. Daraus ergibt sich ein Vorteil insofern, als die Menge der Informationsspeicherung je Zeiteinheit gesteigert werden kann, d. h., während die in dem Speicherabschnitt 306 gesammelten Signale zum Ubertragungsabschnitt 307 übertragen werden, in diesem Speicherabschnitt 306 weitere Signale gesammelt werden können. In der Figur bezeichnet 308 einen Eingabeschaltanschluß.The difference between the two structures is that one Time sequence signal converting section 303 functionally into a storage section 306 and a transmission section 307 is divided. This results in an advantage in that than the amount of information storage per unit of time can be increased, d. i.e., while the signals collected in the memory section 306 are sent to the transmission section 307 are transmitted, further signals are collected in this memory section 306 can be. In the figure, 308 denotes an input switch terminal.
Die Fig. 4 stellt einen Fall dar, bei dem ein Schieberegister (SR) als Zeitfolgesignal-Umsetzabschnitt 403 verwendet wird. Bei diesem Aufbau wird eine Gruppe von parallel aus einem eindimensionalen langgestreckten photoelektrischen Wandlerabschnitt 401 eingegebenen Eingangssignalen als ein Ausgangssignal an einem Ausgangsanschluß 404 in zeitlicher Aufeinanderfolge mittels eines übertragungseingangssignals aus einem übertragungselektrodenanschluß 405 abgegeben. Fig. 4 shows a case in which a shift register (SR) is used as the timing signal converting section 403. In this setup, a Group of parallel from a one-dimensional elongated photoelectric Input signals inputted to the converter section 401 as an output signal at a Output terminal 404 in time series by means of a transmission input signal output from a transfer electrode terminal 405.
Die Fig. 5 stellt den Fall dar, bei dem eine Schalttransistoranordnung als Zeitfolgesignal-Umsetzabschnitt 503 verwendet wird. Bei diesem Aufbau werden elektrische Signale, die parallel von einem eindimensionalen langgestreckten photoelektrischen Wandlerabschnitt 501 eingegeben werden, durch eine Reihe von Schaltvorgängen zeitlich aufeinanderfolgend ausgegeben, die von n Schalttransistoren (ST) herbeigeführt werden. Die Ausgangssignale aus der Schalttransistorenanordnung STA können dadurch verstärkt werden, daß ein Verstärker 504 gemäß der Darstellung in der Figur vorgesehen wird. Fig. 5 shows the case in which a switching transistor arrangement is used as the timing signal converting section 503. In this setup will be electrical signals in parallel from a one-dimensional elongated photoelectric Converter section 501 are entered by a series of switching operations in time successively output which are brought about by n switching transistors (ST). The output signals from the switching transistor arrangement STA can thereby be amplified That is, an amplifier 504 as shown in the figure is provided.
Für die n Schalttransistoren T1, T2, ... Tn 1 Tn' die zur Durchführung aufeinanderfolgender Schaltvorgänge die Schalttransistorenanordnung STA bilden, ist es ausreichend, daß Schaltelektroden S1, S2, ... Sn mit aus Schieberegistern gebildeten Ringzählern verbunden werden, deren Ausgangssignale aufeinanderfolgend als Eingangssignale an die jeweiligen Schaltelektroden S1' S2' . . 5n angelegt werden. For the n switching transistors T1, T2, ... Tn 1 Tn 'the implementation successive switching operations form the switching transistor arrangement STA, it is sufficient that switching electrodes S1, S2, ... Sn with off shift registers formed ring counters are connected, their output signals successively as input signals to the respective switching electrodes S1 'S2'. . 5n can be created.
Die Fig. 6 ist ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Grundaufbaus eines weiteren Ausführungsbeispiels der Informationsverarbeitungsvorrichtung mit photoelektrischer Umwandlung. Fig. 6 is a block diagram for explaining the basic structure of another embodiment of the information processing apparatus photoelectric conversion.
In Fig. 6 bezeichnet 601 einen zweidimensionalen photoelektrischen Wandlerabschnitt, in dem m.n photoelektrische Wandlerelemente in Gruppen in Form einer Matrix aus m Zeilen und n Spalten angeordnet sind. In Fig. 6, 601 denotes a two-dimensional photoelectric Converter section in which m.n photoelectric converter elements in groups in the form a matrix of m rows and n columns are arranged.
Der detaillierte Aufbau eines photoelektrischen Wandlerelements wird später beschrieben; ein Wandlerelement hat eine Einzelelektrode X1, X2, ..., um 1 Xm gemeinsam mit jeweils n photoelektrischen Wandlerelementen, die eine Zeile bilden, eine Elektrode Y1, Y2, 31 Y3, Yn~1, n gemeinsam mit m photoelektrischen Wandlerelementen, die eine Spalte bilden, und eine photoelektrische Wandlerschicht, die zwischen die beiden gemeinsamen Elektroden eingesetzt ist. Die das photoelektrische Wandlerelement bildende photoelektrische Wandlerschicht kann einzeln unabhängig für ein jeweiliges Element ausgebildet sein oder ohne Aufteilung für ein jeweiliges Element kontinuierlich ausgebildet sein, wie es auch bei dem Aufbau gemäß der Darstellung in Fig. 1 der Fall ist.The detailed structure of a photoelectric conversion element will be described later; a transducer element has a single electrode X1, X2, ..., um 1 Xm together with each n photoelectric conversion elements that form a row form an electrode Y1, Y2, 31 Y3, Yn ~ 1, n together with m photoelectric Transducer elements forming a column and a photoelectric transducer layer, which is inserted between the two common electrodes. The photoelectric The photoelectric conversion layer constituting the conversion element can be individually independent be designed for a respective element or without division for a respective one Element be formed continuously, as is also the case with the structure according to the illustration in Fig. 1 is the case.
602 bezeichnet einen Zeilenwählsignal-Generatorabschnitt, der als Folge der Anwahl einer bestimmten Elektrode aus der Gruppe der X-Elektroden, die die Zeilen in dem Wandlerabschnitt 601 bilden, ein Ausgangssignal erzeugt. Der Generatorabschnitt 602 weist einen Zähler 603, eine Schaltsignal-Generatorschaltung 604 und einen Schaltteil 605 auf. Die Schaltsignal-Generatorschaltung 604 ist beispielsweise mit einem Ringzähler aufgebaut, der durch ein Schieberegister gebildet ist. Der Schaltteil 605 ist aus einer elektronischen oder mechanischen Einrichtung mit Schaltfunktionen aufgebaut, deren Anzahl der Anzahl der X-Elektroden, d. h. der Anzahl m entspricht. Dieser Schaltteil führt die Schaltvorgänge in Aufeinanderfolge entsprechend Signalen aus, die aufeinanderfolgend in der Schalt- signal-Generatorschaltung 604 erzeugt werden. Wenn beispielsweise die Elektrode X1 angewählt wird, führt das mit der Elektrode X1 verbundene Schaltelement den Schaltvorgang aus. 602 denotes a row selection signal generator section called Result of the selection of a certain electrode from the group of X-electrodes, the which form lines in the transducer section 601 generates an output signal. The generator section 602 has a counter 603, a switching signal generator circuit 604 and a switching part 605 on. The switching signal generator circuit 604 is, for example, with a ring counter constructed, which is formed by a shift register. The switching part 605 is off an electronic or mechanical device with switching functions, the number of which the number of X electrodes, d. H. corresponds to the number m. This Switching part carries out the switching operations in sequence according to signals, the successive in the switching signal generator circuit 604 can be generated. If, for example, the electrode X1 is selected, this leads switching element connected to electrode X1 switches off the switching process.
606 bezeichnet einen Zeitfolgesignal-Umsetzabschnitt, der so arbeitet, daß er als Eingangssignale parallel die elektrischen Ausgangssignale einer jeweiligen Zeile im Ansprechen auf ein Lichteingangssignal an dem zweidimensionalen photoelektrischen Wandlerabschnitt 601 aufnimmt und die auf diese Weise parallel aufgenommenen elektrischen Eingangssignale als serielle Ausgangssignale 608 entsprechend gefehlen mittels eines Übertragungssignals (Schiebeimpulses) 607 abgibt. 606 denotes a timing signal converting section which operates so that it has as input signals in parallel the electrical output signals of a respective Line in response to a light input to the two-dimensional photoelectric Transducer section 601 receives and the electrical recorded in parallel in this way Input signals as serial output signals 608 are correspondingly missing by means of a Transmission signal (shift pulse) 607 emits.
D. h., durch Aufnahme von n Ubertragungs-Eingangssignalen 607 in den Umsetzabschnitt 606 werden alle parallel in den Umsetzabschnitt 606 aus dem Wandlerabschnitt 601 eingegebenen Signale als Ausgangssignale ausgegeben.That is, by including n transmission input signals 607 in the Conversion section 606 are all parallel to the conversion section 606 from the converter section 601 is output as output signals.
Wenn andererseits entsprechend mit dem vorstehend genannten Ubertragungssignal 607 n Eingangssignale in den Zähler 603 eingegeben werden, erzeugt dieser-ein einzelnes Ausgangssignal. Darauffolgend wird das Ausgangssignal des Zählers als Eingangssignal in die Schaltsignal-Generatorschaltung 604 eingegeben, von der ein Ausgangssignal zur Wahl der Zeile in dem Wandlerabschnitt 601 erzeugt wird,vaxrch eines der Schaltelemente betätigt wird, die den Schaltteil 605 bilden.If, on the other hand, accordingly with the above-mentioned transmission signal 607 n input signals are input to the counter 603, the counter 603 generates a single one Output signal. The output signal of the counter is then used as the input signal is input to the switching signal generating circuit 604, from which an output signal to select the line is generated in the converter section 601, vaxrch one of the switching elements which form the switching part 605 is actuated.
Da der zweidimensionale photoelektrische Wandlerabschnitt 601 von dem Zeitfolgesignal-Umsetzabschnitt 606 abgesondert ist und mittels eines Dünnfilm-Präzisionsverfahrens hergestellt wird, kann er in seinem Flächeninhalt im Unterschied zu den sog. gewöhnlichen ladungsgekoppelten Photosensoren vergrößert werden. Es ist gewöhnlich möglich, seine Fläche bis zu den Ausmaßen eines Vorlagebilds im Format A3 zu erweitern. Demgemäß ist das direkte Ablesen der Bildvorlage mittels eines Kontaktsystems ohne die Notwendigkeit der Anwendung eines optischen Systems für die Formatverkleinerung möglich, wodurch das Gerät selbst klein bemessen und leicht sein kann. Since the two-dimensional photoelectric conversion section 601 of FIG the timing signal converting section 606 and by a thin film precision method is produced, it can differ in its surface area from the so-called ordinary charge-coupled photosensors enlarged will. It is common possible to expand its area up to the dimensions of an original image in A3 format. Accordingly, the direct reading of the original image by means of a contact system is without the need to use an optical system for size reduction possible, whereby the device itself can be small and light.
Im Gegensatz zudem zweidimensionalen photoelektrischen Wandlerabschnitt 601 kann der Zeitfolgesignal-Umsetzabschnitt 606 auf einer möglichst kleinen Fläche unter der Voraussetzung ausgebildet werden, daß er die gewünschte Umsetzfunktion erhält. Hierbei ist auch anzumerken, daß sowohl der Wandlerabschnitt 601 als auch der Umsetzabschnitt 606 auf ein und demselben Substrat angebracht werden können oder auf jeweils getrennten Substraten ausgebildet werden können. Im Hinblick auf die leichte Verdrahtung ist es jedoch vorzuziehen, sie an ein und demselben Substrat auszubilden. Ferner ist anzumerken, daß der Wandlerabschnitt 601 an einer Oberflächenseite eines Substrats ausgebildet werden kann, während der Umsetzabschnitt 606 an der anderen Oberflächenseite ausgebildet wird. Der Zeitfolgesignal-Umsetzabschnitt 606 ist mit den Signalumsetzeinrichtungen der unter Bezugnahme auf die Fig. 1 angeführten Arten aufgebaut. In contrast to the two-dimensional photoelectric conversion section 601, the timing signal converting section 606 can occupy as small an area as possible be trained provided that it performs the desired translation function receives. It should also be noted here that both the transducer section 601 and the transfer section 606 can be mounted on one and the same substrate or can be formed on each separate substrate. With regard however, the ease of wiring is preferable to having them on the same substrate to train. It should also be noted that the transducer portion 601 is on a surface side of a substrate can be formed while the relocating portion 606 is attached to the other surface side is formed. The timing signal converting section 606 is with the signal conversion devices of the cited with reference to FIG Species built up.
Im folgenden werden photo elektrische Wandlerelemente beschrieben, die den photoelektrischen Wandlerabschnitt der Informationsverarbeitungsvorrichtung bilden. In the following photo-electric transducer elements are described, which is the photoelectric conversion section of the information processing apparatus form.
Die Fig. 7 bis 9 sind jeweils schematische Schnitt-Aufbaudarstellungen zur Erläuterung des Grundaufbaus von photoelektrischen Wandlerelementen, die den photoelektrischen Wandlerabschnitt bilden. FIGS. 7 to 9 are each schematic sectional structural views to explain the basic structure of photoelectric conversion elements that the form photoelectric conversion section.
Als photoelektrische Wandlerelemente zur Bildung des photoelektrischen Wandlerabschnitts können folgende Arten aufgeführt werden: (A)Photovoltaische Ausführungsart (a) p-n-Ubergangs-Art (b) Schottky-Barriere-Art (B) Photoleitfähige Ausführungsart (c) Photodioden-Art (d) Einschichtige Art (C) Weitere Ausführungsart (e) MOS-Art Im Hinblick auf die später beschriebenen Vorteile ist für die Informationsverarbeitungsvorrichtung von diesen verschiedenen Arten photoelektrischer Wandlerelemente die Art (a) besonders wirkungsvoll. As photoelectric conversion elements to form the photoelectric The following types can be listed in the converter section: (A) Photovoltaic type (a) p-n junction type (b) Schottky barrier type (B) photoconductive type (c) Photodiode type (d) Single-layer type (C) Other design type (e) MOS type In view of the advantages described later, is for the information processing apparatus Of these various types of photoelectric conversion elements, type (a) particularly effective.
Die Fig. 7 ist eine schematische Schnitt-Aufbauansicht, die den grundsätzlichen Aufbau eines photoelektrischen Wandlerelements der vorstehend genannten Art (a) zeigt. Ein in Fig. 7 gezeigtes photoelektrisches Wandlerelement 701 ist aus einer Zeilenelektrode 702, einer Spaltenelektrode 704 und einerphotovoltaischen Schicht 703 zwischen diesen Elektroden 702 und 704 gebildet. In der Darstellung ist diephotovoltaische Schicht 703 so aufgebaut, daß an der Zeilenelektrode 702 eine p-Halbleiterschicht ausgebildet ist und an der Spaltenelektrode 704 eine n-Halbleiterschicht ausgebildet ist, wodurch ein p-n-Ubergang gebildet ist. Fig. 7 is a schematic sectional structural view showing the principal Structure of a photoelectric conversion element of the above type (a) shows. A photoelectric conversion element 701 shown in Fig. 7 is made of a Row electrode 702, a column electrode 704 and a photovoltaic layer 703 is formed between these electrodes 702 and 704. In the illustration is the photovoltaic Layer 703 constructed in such a way that a p-type semiconductor layer is formed on the row electrode 702 and an n-type semiconductor layer is formed on the column electrode 704 is, whereby a p-n junction is formed.
Selbstverständlich kann die Aufeinanderfolge der Aufschichtung dieser p- bzw. n-Halbleiterschichten zu dem dargestellten Aufbau entgegengesetzt sein. Ferner kann der in der Schicht 703 gebildete p-n-Ubergang entweder als homogener Übergang oder als heterogener Übergang ausgebildet sein. Als Material zur Ausbildung des homogenen übergangs können beispielsweise amorphes Silicium (a-Si), amorphes Germanium (a-Ge) usw. aufgezählt werden. Diephotovoltaische Schicht 703 wird unter Verwendung dieser Stoffe und mittels eines sog. physikalischen Aufdampfverfahrens (PVD) ausgebildet, wie beispielsweise mittels eines Vakuumaufdampfverfahrens, eines Glimmentladungsverfahrens, eines Aufsprühverfahrens, eines Ionenauftragverfahrens usw.Of course, the order in which they are stacked can be used p- or n-semiconductor layers may be opposite to the structure shown. Furthermore, the p-n junction formed in layer 703 can either be considered more homogeneous Transition or be designed as a heterogeneous transition. As material for training the homogeneous transition can be, for example, amorphous silicon (a-Si), amorphous silicon Germanium (a-Ge) etc. can be enumerated. The photovoltaic layer 703 is below Use of these substances and by means of a so-called physical vapor deposition process (PVD) formed, such as by means of a vacuum evaporation process, a Glow discharge process, a spraying process, an ion application process etc.
Zur Ausbildung eines heterogenen Übergangs kann das gleiche Verfahren verwendet werden, wie es zur Ausbildung des homogenen Übergangs anwendbar ist. In diesem Fall sind vorzugsweise ein p-Material und n-Material so zu wählen, daß diephotovoltaische Schicht 703 die gewünschten Eigenschaften zeigt. The same procedure can be used to form a heterogeneous transition used as applicable to form the homogeneous transition. In In this case, a p-material and n-material are preferably to be selected so that the photovoltaic Layer 703 exhibits the desired properties.
Als p-Halbleitermaterial kann beispielsweise a -Si genannt werden, das mit unterschiedlichen Substanzen wie Se, Se1 As , SeTe, PbO, Sb2S3, ZnCdTe, CdSe03, B, x x usw. dotiert ist. Als n-Halbleitermaterial kann beispielsweise a-Si genannt werden, das mit verschiedenen Substanzen wie Se, CdS, PbO, Sb2S3, ZnSe, CdSe, In203, Sn02, P, usw. dotiert ist. A -Si can be named as p-semiconductor material, for example, that with different substances like Se, Se1 As, SeTe, PbO, Sb2S3, ZnCdTe, CdSe03, B, x x etc. is doped. A-Si, for example, can be used as the n-semiconductor material that with various substances such as Se, CdS, PbO, Sb2S3, ZnSe, CdSe, In203, Sn02, P, etc. is doped.
Die Zeilenelektrode 702 und die Spaltenelektrode 704 werden aus Stoffen hergestellt, die mit der photovoltaischen Schicht 703 ohmschen Kontakt bilden. Diese Materialien zur Bildung des ohmschen Kontakts mit der voltaischen Schicht 703 ändern sich in Abhängigkeit von dem Material zur Ausbildung dieser Schicht. Wenn bei- spielsweise gemäß der Darstellung ein p-n-Übergang aus t-Si gebildet ist, so wird als Elektrodenmaterial für die p-a-Si-Schicht Pt, Ir, Au, Pd, Al, Mo, polykristallines Si, Nb, Ta, V, Ti, Cr, rostfreier Stahl usw. verwendet, während als Elektrodenmaterial für die n-a-Si-Schicht Al, Mo, polykristallines Si, Nb, Ta, V, Ti, Cr, rostfreier Stahl usw. verwendet wird. The row electrode 702 and the column electrode 704 are made of cloth produced, which form ohmic contact with the photovoltaic layer 703. These Change materials for forming the ohmic contact with the voltaic layer 703 depends on the material used to form this layer. If both for example If a p-n junction is formed from t-Si according to the illustration, then the electrode material for the p-a-Si layer Pt, Ir, Au, Pd, Al, Mo, polycrystalline Si, Nb, Ta, V, Ti, Cr, stainless steel, etc. are used while as an electrode material for the n-a-Si layer Al, Mo, polycrystalline Si, Nb, Ta, V, Ti, Cr, stainless steel, etc. are used will.
Wenn gemäß der Darstellung in der Zeichnung die Lichtstrahlen von der Seite der Zeilenelektrode 702 her auftreffen, ist die von den Lichtstrahlen bestrahlte p-Schicht vorzugsweise so dünn wie möglich auszubilden, damit eine möglichst große Lichtstrahlungsmenge den p-n-übergang erreicht. Wenn im Gegensatz dazu die Bestrahlung von der Seite des Substrats 705 her erfolgt, ist aus dem vorgenannten Grund die n-Schicht vorzugsweise dünn auszubilden. In diesem Fall muß natürlich die Zeilenelektrode 704 für das Bestrahlungslicht durchlässig sein. If, as shown in the drawing, the light rays from incident on the side of the row electrode 702 is that of the light rays to form the irradiated p-layer preferably as thin as possible, so as to be as thin as possible large amount of light radiation reaches the p-n junction. In contrast, if the Irradiation takes place from the side of the substrate 705, is from the aforementioned Reason to make the n-layer preferably thin. In this case, of course, must the row electrode 704 must be transparent to the irradiation light.
Falls das photoelektrische Wandlerelement als photovoltaische oder Sperrschicht-Art auszubilden ist, kann neben dem p-n-Ubergang eine Schottky-Barriere zwischen der photovoltaischen Schicht 703 und der Zeilenelektrode 702 oder der Spaltenelektrode 704 angewandt werden (siehe die vorstehend angeführte Einteilung (A) - (b) für das photoelektrische Wandlerelement). In diesem Fall wird die Zeilenelektrode 702 oder die Spaltenelektrode 704 aus einem Material hergestellt, der zusammen mit der photovoltaischen Schicht 703 die Schottky-Barriere bildet. Wenn im einzelnen die Schicht 703 aus n-a-Si besteht, kann das Material für die Elektroden beispielsweise zu Pt, Ir, Au, Pd usw. gewählt werden. If the photoelectric conversion element as a photovoltaic or Is to be formed barrier layer type, in addition to the p-n junction, a Schottky barrier between the photovoltaic layer 703 and the row electrode 702 or the column electrode 704 can be applied (see the above classification (A) - (b) for the photoelectric conversion element). In this case, the row electrode 702 or the column electrode 704 is made of a material that, together with the photovoltaic Layer 703 forms the Schottky barrier. If in detail the layer 703 off n-a-Si, the material for the electrodes can be, for example, Pt, Ir, Au, Pd, etc. can be selected.
Das photoelektrische Wandlerelement 801 gemäß der Darstellung in Fig. 8 ist photoleitfähiger Art und hat einen solchen Aufbau, daß an einem Substrat 805 eine Spaltenelektrode 804 angebracht ist, an dieser eine photoelektrische Wandlerschicht 803 mit Photoleitfähigkeits-Eigenschaften angebracht ist und auf die Wandlerschicht 803 eine Zeilenelektrode 802 aufgesetzt ist. The photoelectric conversion element 801 as shown in FIG Fig. 8 is of a photoconductive type and has a structure such that on a substrate 805 a column electrode 804 is attached, to this a photoelectric conversion layer 803 with photoconductive properties is applied and on the converter layer 803 a row electrode 802 is attached.
Obgleich die photoelektrische Wandlerschicht 803, die Photoleitfähigkeitseigenschaft zeigt, aus verschiedenen allgemein bekannten Arten von photoleitfähigem Material hergestellt werden kann, sollte die Wahl so getroffen werden, daß ein Dünnfilm-Formungsverfahren anwendbar ist. Derartig geeignete Materialien sind beispielsweise a-Si, a-Ge, CdS, Se, Verbindungen von Se oder dgl. Although the photoelectric conversion layer 803, the photoconductive property shows made of various well-known types of photoconductive material can be produced, the choice should be made so that a thin film forming process is applicable. Such suitable materials are, for example, a-Si, a-Ge, CdS, Se, compounds of Se or the like.
Die Elektroden 802 und 804 werden aus Materialien hergestellt, die ohmschen Kontakt mit der photoelektrischen Wandlerschicht 803 herbeiführen. Falls die photoelektrische Wandlerschicht 803 aus p-a-Si gebildet ist, werden die Materialien für die Elektroden beispielsweise aus Pt, Ir, Au, Pd, Al, Mo, polykristallinem Si, Nb, Ta, V, Ti, Cr, rostfreiem Stahl usw. gewählt. Wenn zur Ausbildung der photoelektrischen Wandlerschicht 803 n-a-Si verwendet wird, kann beispielsweise Al, Mo, polykristallines Si, Nb, Ta, V, Ti, Cr, rostfreier Stahl usw. für die Elektroden verwendet werden. The electrodes 802 and 804 are made of materials that Bring ohmic contact with the photoelectric conversion layer 803. If the photoelectric conversion layer 803 is formed of p-a-Si, the materials become for the electrodes made of Pt, Ir, Au, Pd, Al, Mo, polycrystalline Si, for example, Nb, Ta, V, Ti, Cr, stainless steel, etc. are selected. When to train the photoelectric Converter layer 803 n-a-Si is used, for example Al, Mo, polycrystalline Si, Nb, Ta, V, Ti, Cr, stainless steel, etc. can be used for the electrodes.
Während gemäß den vorstehenden Ausführungen die photoelektrische Wandlerschicht 803 aus photoleitfähigem p- oder n-Material gebildet ist, kann sie aus diesen photoleitfähigen p- und n-Materialien in gestapelter Schichtung aufgebaut werden (siehe: vorgenannte Klassifizierung (c)). Die Elektrode 802 sollte vorzugsweise in zwei Teile an den beiden Enden der photoelektrischen Wandlerschicht 803 bei offenem Mittelteil aufgeteilt werden, so daß das Bestrahlungslicht direkt in die Schicht 803 eindringen kann. Ein derartiger Aufbau zeichnet sich besonders dadurch aus, daß bei Bestrahlung von der Seite der Elektrode 802 her die Lichtabsorption durch die Elektrode 802 vermieden werden kann. While according to the above, the photoelectric Conversion layer 803 is formed from photoconductive p- or n-material, it can from these p- and n-type photoconductive materials in stacked Stratification can be built up (see: aforementioned classification (c)). The electrode 802 should preferably be in two parts at both ends of the photoelectric Converter layer 803 are divided with the middle part open, so that the irradiation light can penetrate directly into the layer 803. Such a structure is particularly notable characterized in that upon irradiation from the side of the electrode 802, the light absorption can be avoided by the electrode 802.
Die Fig. 9 ist die schematische Schnitt-Aufbauansicht, die den grundsätzlichen Aufbau der vorstehend klassifizierten Art (C) - (e) für das photoelektrische Wandlerelement zeigt, das den sog. MOS-Photoelement-Aufbau hat. Wenn gemäß der Darstellung in der Figur ein photoelektrisches Wandlerelement 901 an einer Elektrode 902 n-Leitfähigkeit hat, hat es an seinen Bereichen, auf die Lichtstrahlen 903 projiziert werden und an denen eine Drain-Ele'itrode (Zeilenelektrode) 904 angebracht ist, p -Leitfähigkeit, während es an den Bereichen, an denen über eine Isolierschicht 905 eine Gate-Elektrode (Zeilenelektrode) 906 angebracht ist, mit n-Leitfähigkeit ausgebildet ist. Als Material zur Ausbildung des photoelektrischen Wandlerelements 901 in diesem MOS-Photoelement-Aufbau kann beispielsweise a-Si usw. genannt werden, das eine p-n-Steuerung bzw. -Einregelung erlaubt. In der Darstellung ist die Seite an der Elektrode 902 als n-Leitfähigkeits-Seite gezeigt. Wenn diese Seite p-Leitfähigkeit hat, hat der p+-Abschnitt in der Darstellung n + -Leitfähigkeit. Fig. 9 is the schematic sectional structural view showing the basic Structure of the kind (C) - (e) classified above for the photoelectric conversion element shows, which has the so-called MOS photo-element structure. If as shown in the Figure a photoelectric conversion element 901 on an electrode 902 n-conductivity has, it has at its areas onto which light rays 903 are projected and to which a drain electrode (row electrode) 904 is attached, p -conductivity, while it is in the areas where an insulating layer 905 has a gate electrode (Row electrode) 906 is attached, is formed with n-type conductivity. As material to form the photoelectric conversion element 901 in this MOS photo-element structure can for example be called a-Si etc., which is a p-n control or regulation permitted. In the illustration, the side at electrode 902 is the n-conductivity side shown. If that side has p-conductivity, then the p + -section has in the illustration n + conductivity.
Die in den Fig. 10 und 11 gezeigten Ausführungsformen sind so aufgebaut, daß unter einer unabhängigen Elektrode 1004 (bzw. 1104) eine elektrisch isolierende bzw. Isolierschicht 1005 (bzw. 1106) angeordnet ist. The embodiments shown in FIGS. 10 and 11 are constructed so that under an independent electrode 1004 (or 1104) an electrically insulating or insulating layer 1005 (or 1106) is arranged.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 ist unterhalb der unabhängigen Elektrode 1004 eines photoelektrischen Wandlerelements 1001 die Isolierschicht 1005 aus elektrisch isolierendem Material wie beispielsweise Si02 angebracht, während unterhalb dieser eine weitere Elektrode 1006 als Gegenelektrode zu der Elektrode 1004 angeordnet ist. Die Elektrode 1004, die Isolierschicht 1005 und die Elektrode 1006 bilden einen Kondensator, der wiederum auf ein Substrat 1007 als ein Einheitsteil desselben aufgeschichtet ist. Wenn eine photoelektrische'Wandlerschicht 1003 mit Licht bestrahlt wird, wird von der unabhängigen Elektrode 1004 gemäß der Darstellung in der Figur ein elektrisches Ausgangssignal abgegeben. In the embodiment of Fig. 10 is below the independent Electrode 1004 of a photoelectric conversion element 1001 the insulating layer 1005 made of electrically insulating material such as Si02 attached while below this another electrode 1006 as a counter electrode to the electrode 1004 is arranged. The electrode 1004, the insulating layer 1005 and the electrode 1006 form a capacitor, which in turn is attached to a substrate 1007 as a unitary part the same is piled up. If a photoelectric converter layer 1003 with Light is irradiated from the independent electrode 1004 as shown emitted in the figure, an electrical output signal.
Im Falle des Ausführungsbeispiels nach Fig. 10 ist die Isolierschicht 1005 an der Fläche der unabhängigen Elektrode 1004 angebracht, die der Fläche gegenüberliegt, an welcher die photoelektrische Wandlerschicht 1003 angebracht ist. Im Falle des Ausführungsbeispiels nach Fig. 11 ist jedoch die Isolierschicht 1106 an der gleichen Flächenseite der unabhängigen Elektrode 1104 wie eine photoelektrische Wandlerschicht 1103 angebracht. 1107 bezeichnet eine Elektrode, die über die Isolierschicht 1106 der Elektrode 1104 gegenübergesetzt ist. Wie im Falle der Ausführungsform nach Fig. 10 bilden auch in diesem Fall die Elektrode 1104, die Isolierschicht 1106 und die Elektrode 1107 einen Kondensator. Ein elektrisches Ausgangssignal aus der photoelektrischen Wandlerschicht 1103 wird an dem mittleren Teil zwischen der photoelektrischen Wandler- schicht 1103 und der Isolierschicht 1106 entnommen. In the case of the embodiment of FIG. 10, the insulating layer is 1005 attached to the face of the independent electrode 1004 opposite the face to which the photoelectric conversion layer 1003 is attached. In the case of the In the embodiment of FIG. 11, however, the insulating layer 1106 is on the same Surface side of the independent electrode 1104 like a photoelectric conversion layer 1103 attached. 1107 denotes an electrode covered over the insulating layer 1106 the electrode 1104 is opposite. As in the case of the embodiment according to Fig. 10 also in this case form the electrode 1104, the insulating layer 1106 and the Electrode 1107 a capacitor. An electrical output from the photoelectric Conversion layer 1103 is applied to the middle part between the photoelectric conversion layer 1103 and the insulating layer 1106 removed.
Im Falle des Ausführungsbeispiels nach Fig. 12 ist eine Widerstandsschicht 1206 an der Flächenseite eines Substrats 1205 angebracht, an der eine unabhängige Elektrode 1204 angebracht ist und zwar gemäß der Darstellung in der Figur in direkter Verbindung mit der Elektrode 1204. Ein elektrisches Ausgangssignal aus einer photoelektrischen Wandlerschicht 1203 wird an einem Teil der unabhängigen Elektrode 1204 zwischen der photoelektrischen Wandlerschicht 1203 und der Widerstandsschicht 1206 entnommen. In the case of the embodiment according to FIG. 12, there is a resistive layer 1206 attached to the surface side of a substrate 1205 to which an independent Electrode 1204 is attached and that as shown in the figure in direct Connection to electrode 1204. An electrical output from a photoelectric Transducer layer 1203 is sandwiched on part of the independent electrode 1204 taken from the photoelectric conversion layer 1203 and the resistance layer 1206.
Im Falle der Ausführungsformen nach den Fig. 13 und 14 sind die gemeinsame Elektrode und die unabhängige Elektrode an der gleichen Flächenseite der photoelektrischen Wandlerschicht angebracht, wobei in direkter Verbindung mit der unabhängigen Elektrode eine Isolierschicht oder eine Widerstandsschicht vorgesehen ist. In the case of the embodiments according to FIGS. 13 and 14, the common Electrode and the independent electrode on the same surface side of the photoelectric Transducer layer attached, being in direct connection with the independent electrode an insulating layer or a resistive layer is provided.
Im einzelnen ist das Ausführungsbeispiel nach Fig. In detail, the embodiment of Fig.
13 so aufgebaut, daß eine unabhänqiclr! I'ikLrode 1303 für die Ausgabe eines elektrischen Ausgangssignals aus der photoelektrischen Wandlerschicht 1304 des photoelektrischen Wandlerelement 1301 an der Flächenseite angebracht ist, an der auch die gemeinsame Elektrode 1302 der photoelektrischen Wandlerschicht 1304 angebracht ist, und daß an der unabhängigen Elektrode 1303 eine Isolierschicht 1306 angebracht ist. 1307 bezeichnet eine Gegenelektrode zu der unabhängigen Elektrode 1303. Diese Elektrode 1303, die Isolierschicht 1306 und die Elektrode 1307 bilden einen Kondensator.- 1305 bezeichnet das Substrat.13 structured in such a way that an independent! I'ikLrode 1303 for the output an electrical output signal from the photoelectric conversion layer 1304 of the photoelectric conversion element 1301 is attached to the surface side which is also the common electrode 1302 of the photoelectric conversion layer 1304 and that an insulating layer 1306 is attached to the independent electrode 1303 is appropriate. 1307 denotes a counter electrode to the independent electrode 1303. This electrode 1303, the insulating layer 1306 and the electrode 1307 constitute a capacitor. - 1305 denotes the substrate.
Im Falle des Ausführungsbeispiels nach Fig. 14 ist anstelle der Isolierschicht 1306 bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 13 eine Widerstandsschicht 1406 in direkter Verbindung mit einer unabhängigen Elektrode 1403 vorgesehen. Diese Ausführungsform unterscheidet sich im wesentlichen nicht von der Ausführungsform nach Fig. 12 mit der Ausnahme, daß sowohl eine gemeinsame Elektrode 1402 als auch die unabhängige Elektrode 1403 an der gleichen Flächenseite einer photoelektrischen Wandlerschicht 1404 angeordnet sind. 1407 bezeichnet eine Elektrode, die über die Widerstandsschicht 1406 der unabhängigen Elektrode 1403 gegenübergesetzt angebracht ist. In the case of the embodiment according to FIG. 14, instead of the insulating layer 1306 in the embodiment according to FIG. 13, a resistance layer 1406 in direct Connection to an independent electrode 1403 is provided. This embodiment does not differ essentially from the embodiment according to FIG except that both a common electrode 1402 and the independent Electrode 1403 on the same surface side of a photoelectric conversion layer 1404 are arranged. 1407 denotes an electrode overlying the resistive layer 1406 is attached opposite the independent electrode 1403.
Bisher wurde unter Bezugnahme auf die Fig. 10 bis 14 die zusammengesetzte Ausführungsart des photoelektrischen Wandlerelements der Photoleitfähigkeits-Ausführung erläutert, bei der ein Kondensator oder ein Widerstand als weiteres Element angeschlossen ist. Die Eigenschaften dieser zusammengesetzten Ausführung des photoelektrischen Wandlerelements können wie folgt zusammengefaßt werden: Die Ausführung des photoelektrischen Wandlerelements, bei der der Widerstand mit dem photoelektrischen Wandlerelement verbunden ist, ist in dem Schaltbild in Fig. 4 dargestellt. Mit diesem Aufbau kennen von den jeweiligen photoelektrischen Wandlerelementen abgegebene elektrische Signale mit stabiler Spannung als Eingangssignale in den Zeitfolgesignal-Umsetzabschnitt 403 eingegeben werden, wobei geringfügige Schwankungen der Leistungsfähigkeit der jeweiligen photoelektrischen Wandlerelemente ausgeglichen werden können. Andererseits ist die Ausführung des photoelektrischen Wandlerelements, bei der der Kondensator mit dem Element verbunden ist, in dem in Fig. 5 gezeigten Schaltbild dargestellt. Bei diesem Aufbau können die elektrischen Eingangssignale aus den jeweiligen photoelektrischen Wandlerelementen an den Zeitfolgesignal-Umsetzabschnitt 503 zunächst einmal in dem Kondensator als Ladungsmenge gesammelte werden, wonach dann diese Ladungsmenge als Eingangssignal in den Zeitfolgesignal-Umsetzabschnitt 503 eingegeben wird. Aufgrund dessen kann das Eingangssignal an den Umsetzabschnitt 503 in analoge Form gebracht werden, um damit seinen Signalstrom zu steigern. So far, with reference to FIGS. 10 to 14, the composite Embodiment of the photoelectric conversion element of the photoconductivity type explained where a capacitor or resistor is connected as an additional element is. The characteristics of this composite version of the photoelectric Converter element can be summarized as follows: The execution of the photoelectric Conversion element in which the resistor with the photoelectric conversion element is shown in the circuit diagram in FIG. Know with this setup electrical signals output from the respective photoelectric conversion elements with stable voltage as input signals to the timing signal converting section 403 can be entered, with slight fluctuations in the performance of the respective photoelectric conversion elements can be compensated. on the other hand is the type of photoelectric conversion element in which the capacitor is connected to the element, shown in the circuit diagram shown in FIG. at With this structure, the electrical input signals from the respective photoelectric conversion elements to the time series signal converting section 503 first of all be collected in the capacitor as an amount of charge, after which then this amount of charge as an input to the timing signal converting section 503 is entered. Because of this, the input signal can be sent to the conversion section 503 can be brought into analog form in order to increase its signal current.
Als Materialien zur Ausbildung der photoelektrischen Wandlerschicht können die vorangehend genannten verwendet werden. Da im einzelnen a-Si bessere Eigenschaften, die noch beschrieben werden, als die anderen Materialien hat, ist es möglich, einen photoelektrischen Wandlerabschnitt mit überlegener Güte zu schaffen, wenn die photoelektrische Wandlerschicht ganz oder zum Teil aus a-Si hergestellt wird. As materials for forming the photoelectric conversion layer the foregoing can be used. Since in detail a-Si is better It has properties that are still to be described as the other materials it is possible to provide a photoelectric conversion section with superior quality, when the photoelectric conversion layer is made entirely or in part of a-Si will.
Die Eigenschaften des a-Si bestehen darin, daß es trotz seiner amorphen Form eine p- und n-Steuerung ausführen kann, über im wesentlichen den ganzen Bereich sichtbaren Lichts Empfindlichkeit zeigt, eine hohe Photoempfindlichkeit hat, einen großen Lichtabsorptionskoeffizienten hat, die Herstellung eines photoelektrischen Wandlerabschnitts mit einer großen Lichtempfangsfläche erlaubt, da es amorphe Form hat und daher keiner Einschränkung hinsichtlich des Formats der Lichtempfangsfläche des auszubildenden photoelektrischen Wandlerabschnitts unterliegt, keinerlei Gefährdung für Menschen oder Umweltverschmutzung herbeiführt usw. Das Material ist daher für die Informationsverarbeitungsvorrichtung ideal und äußerst wirksam. The properties of a-Si are that it is amorphous in spite of its amorphous nature Form can perform p and n control over substantially the whole range shows visible light sensitivity, has a high photosensitivity, a has large light absorption coefficient, the production of a photoelectric The transducer section with a large light receiving area is allowed because it is amorphous in shape and therefore has no limitation on the format of the light receiving surface of the photoelectric converter section to be formed is not subject to any risk for humans or causing pollution etc. The material is therefore for the information processing apparatus is ideal and extremely effective.
Die Fig. 15 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die einen Teil des Aufbaus der Informationsverarbeitungsvorrichtung mit photoelektrischer Umwandlung zeigt, die in dem Blockschaltbild in Fig. 2 gezeigt ist. Bei dieser Vorrichtung ist ein Zeitfolgesignal-Umsetzabschnitt 1503 als ladungsgekoppeltes Register (CCDR) aufgebaut. Das Register ist dabei so aufgebaut, daß beispielsweise eine Isolierschicht 1506 aus SiO2 an einem Teil einer p-Siliciumschicht 1505 ausgebildet ist und an dieser Isolierschicht 1506 n Ubertragungselektroden 1508 unabhängig und getrennt voneinander angebracht sind. In der p-Siliciumschicht 1505 ist eine n+ -Siliciumschicht 1507 ausgebildet, an der n Elektroden 1509 entsprechend den jeweiligen unabhängigen Elektroden X1, X2, ... Xn für jeweilige photoelektrische Wandlerelemente 1502 (P1, P2, P3, .. P ) angebracht sind, welche einen eindimenn sionalen langgestreckten photoelektrischen Wandlerabschnitt 1501 bilden. Die n Elektroden 1509 und die n unabhängigen Elektroden X1, X2, ... X sind gemäß n der Darstellung in der Zeichnung elektrisch jeweils einzeln untereinander über Leiterdrähte 1512 verbunden. 15 is a schematic perspective view showing a Part of the structure of the information processing apparatus with photoelectric Conversion shown in the block diagram in FIG. With this device is a timing signal converting section 1503 as a charge coupled device register (CCDR) built up. The register is constructed in such a way that, for example, an insulating layer 1506 made of SiO2 on a part of a p-type silicon layer 1505 and on this insulating layer 1506 n transmission electrodes 1508 independently and separately are attached to each other. In the p-type silicon layer 1505 is an n + type silicon layer 1507 formed on the n electrodes 1509 corresponding to the respective independent Electrodes X1, X2, ... Xn for respective photoelectric conversion elements 1502 (P1, P2, P3, .. P) are attached, which have a one-dimensional elongated forming photoelectric converting section 1501. The n electrodes 1509 and the n independent electrodes X1, X2, ... X are as shown in the drawing electrically connected individually to one another via conductor wires 1512.
Die photoelektrischen Wandlerelemente 1502 (P1, P2, P3, ... Pn) sind so aufgebaut, daß eine photoelektrische Wandlerschicht 1511 zwischen den unabhängigen Elektroden X1, X,, X3, ... X und einer gemeinsamen xl, x2, n Elektrode Y angebracht ist. Die photoelektrische Wandlerschicht 1511 bildet eine thotovoltaische Schicht bzw. Sperrschicht, in der beispielsweise ein p-nübergang ausgebildet ist. In diesem Fall braucht die gemeinsame Elektrode Y nic.ht unbedingt auf dem ganzen Oberflächenbereich der photoelektrischen Wandlerschicht 1511 angebracht sein, sondern kann gemäß der Darstellung in der Zeichnung an einem Oberflächenteil der photoelektrischen Wandlerschicht 1511 ausgebildet sein. The photoelectric conversion elements 1502 (P1, P2, P3, ... Pn) are constructed so that a photoelectric conversion layer 1511 between the independent Electrodes X1, X ,, X3, ... X and a common xl, x2, n electrode Y attached is. The photoelectric conversion layer 1511 forms a thotovoltaic layer or barrier layer in which, for example, a p-n junction is formed. In this In this case, the common electrode Y nic.ht is absolutely necessary over the entire surface area of the photoelectric conversion layer 1511, but can be applied according to FIG Representation in the drawing on a part of the surface of the photoelectric Converter layer 1511 can be formed.
Folglich braucht bei Lichteinstrahlung von der Seite der gemeinsamen Elektrode Y her kein Verlust an Einstrahlungslicht aufgrund der Absorption desselben in der gemeinsamen Elektrode Y in Betracht gezogen werden. Ferner braucht das Material für die gemeinsame Elektrode Y nicht immer lichtdurchlässig sein. Wenn gemäß den vorstehenden Ausführungen die photoelektrische Wandlerschicht 1511 als Photosperrschicht bzw. photovoltaische Schicht ausgebildet ist, kann jede photoelektrische Wandlerschicht 1511 elektrisch dadurch isoliert werden, daß ein elektrisch isolierender Teilbereich 1510 vorgesehen wird. 1513 bezeichnet ein Substrat.Consequently, when exposed to light from the side of the common needs Electrode Y has no loss of irradiated light due to its absorption in the common electrode Y can be considered. Furthermore, the material needs not always be transparent for the common electrode Y. If according to the above, the photoelectric conversion layer 1511 as a photo barrier layer or photovoltaic layer is formed, any photoelectric conversion layer 1511 are electrically isolated in that an electrically insulating portion 1510 is provided. 1513 denotes a substrate.
Die Fig. 16 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die in teilweiser Schnittdarstellung einen Teil des Aufbaus eines zweidimensionalen photoelektrischen Wandlerabschnitts 1601 und eines Zeitfolgesignal-Umsetzabschnitts 1602 in der in Fig. 6 gezeigten Informationsverarbeitungsvorrichtung mit photoelektrischer Umwandlung zeigt. Die Fig. 16 zeigt bei diesem Ausführungsbeispiel, daß der Zeitfolgesignal-Umsetzabschnitt 1602 als ladungsgekoppeltes Register (CCDR) aufgebaut ist. Das den Umsetzabschnitt 1602 bildende Register ist beispielsweise so aufgebaut, daß an einem Teil einer p-Siliciumschicht 1603 eine Isolierschicht 1604 aus SiO2 ausgebildet ist, an der getrennt und unabhängig voneinander n Übertragungselektroden 1605 angebracht sind. Andererseits ist in der p-Siliciumschicht 1603 eine n -Siliciumschicht 1606 ausgebildet, an der n Elektroden 1608 entsprechend den Spaltenelektroden Y1 ... Yi; Yj ... Yn angebracht sind, die für jeweilige photoelektrische Wandlerelemente 1607 vorgesehen sind, welche den zweidimensionalen photoelektrischen Wandlerabschnitt 1601 bilden. Die n Elektroden 1608 und die n Spaltenelektroden Y1 ... Yi, Yj ... Yn sind gemäß der Darstellung elektrisch einzeln untereinander mit Leiterdrähten 1609 verbunden. FIG. 16 is a schematic perspective view shown in FIG partial sectional view of part of the structure of a two-dimensional photoelectric Converter section 1601 and a time series signal converting section 1602 in FIG 6, the photoelectric conversion information processing apparatus shown in FIG shows. Fig. 16 shows in this embodiment that the time series signal converting section 1602 is constructed as a charge coupled register (CCDR). That is the repositioning section Register forming 1602 is constructed, for example, in such a way that on a part of a p-type silicon layer 1603, an insulating layer 1604 made of SiO2 is formed on which n transfer electrodes 1605 are attached separately and independently of each other. On the other hand, an n-type silicon layer 1606 is formed in the p-type silicon layer 1603, at the n electrodes 1608 corresponding to the column electrodes Y1 ... Yi; Yj ... Yn provided for respective photoelectric conversion elements 1607 are attached constituting the two-dimensional photoelectric conversion section 1601. The n electrodes 1608 and the n column electrodes Y1 ... Yi, Yj ... Yn are shown in FIG the Representation electrically individually one below the other with conductor wires Connected in 1609.
Die photoelektrischen Wandlerelemente 1607 sind so aufgebaut, daß zwischen die Spaltenelektroden yl ... The photoelectric conversion elements 1607 are constructed so that between the column electrodes yl ...
Yit Y. -- n und die Zeilenelektroden X1 ... Xk, Xl xm photoelektrische Wandlerschichten 1610 eingefügt sind. Eine jede photoelektrische Wandlerschicht 1610 bildet eine photovoltaische Schicht, in der beispielsweise ein p-n-übergang ausgebildet ist. In diesem Fall brauchen die Zeilenelektroden X1 ... Xk, X1 x nicht auf den ganzen Oberflächenbereich der photom elektrischen Wandlerschicht 1610 angebracht werden, sondern können gemäß der Darstellung in der Zeichnung an einem Oberflächenteil derselben ausgebildet sein.Yit Y. - n and the row electrodes X1 ... Xk, Xl xm photoelectric Converter layers 1610 are inserted. Each photoelectric conversion layer 1610 forms a photovoltaic layer in which, for example, a p-n junction is trained. In this case, the row electrodes X1 ... Xk, X1 do not need x attached to the entire surface area of the photomicroelectric conversion layer 1610 but can be on a surface part as shown in the drawing the same be formed.
Dementsprechend braucht bei Bestrahlung der Zeilenelektroden Xl . Xk, x1 ... Xm kein Lichtverlust aufgrund der Absorption durch die Elektroden berücksichtigt werden. Ferner müssen die Zeilenelektroden nicht unbedingt aus lichtdurchlässigem Material hergestellt werden. 1612 bezeichnet ein Substrat. Wenn gemäß den vorstehenden Ausführungen die photoelektrische Wandlerschicht 1610 einephotovoltaische Schicht bildet, können die jeweiligen photoelektrischen Wandlerschichten 1610 elektrisch dadurch isoliert werden, daß zwischen den jeweiligen Schichten ein elektrisch isolierender Abschnitt 1611 vorgesehen wird.Accordingly, when the row electrodes are irradiated, Xl. Xk, x1 ... Xm does not take into account any loss of light due to absorption by the electrodes will. Furthermore, the row electrodes do not necessarily have to be made of translucent Material to be made. 1612 denotes a substrate. If according to the above The photoelectric conversion layer 1610 embodies a photovoltaic layer forms, the respective photoelectric conversion layers 1610 can be electrically are insulated by an electrically insulating between the respective layers Section 1611 is provided.
Die Fig. 17 ist gleichfalls eine schematische perspektivische Ansicht, die teilweise in Schnittdarstellung einen Teil des Aufbaus eines zweidimensionalen photoelektrischen Wandlerabschnitts 1701 und eines Zeitfolgesignal-Umsetzabschnitts 1702 in der in Fig. 17 is also a schematic perspective view, the partially sectional view of part of the structure of a two-dimensional photoelectric converting section 1701 and a time series signal converting section 1702 in the in Fig.
6 gezeigten Informationsverarbeitungsvorrichtung mit photoelektrischer Umwandlung zeigt. Der grundsätzliche Aufbau unterscheidet sich nicht wesentlich von dem- jenigen nach Fig. 16. Der Unterschied bei diesem Ausführungsbeispiel gegenüber demjenigen nach Fig. 16 besteht darin, daß, während bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 16 der Zeitfolgesignal-Umsetzabschnitt 1602 mit einem ladungsgekoppelten Register aufgebaut ist, bei welchem der Sammelabschnitt und der Übertragunqsabschnitt integral ausgebildet sind, bei dem ladungsgekoppelten Register (CCDR) in diesem Ausführungsbeispiel nach Fig. 17 der Sammelabschnitt und der Übertragungsabschnitt getrennt voneinander ausgebildet sind und im Verhältnis 1:1 in bezug auf Ubertragungselektroden 1705 Sammel- oder Speicherelektroden 1712 vorgesehen sind. Der übrige Aufbau und die Funktionen entsprechen genau denjenigen bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 16. 1713 bezeichnet ein Substrat.6 shown information processing apparatus with photoelectric Conversion shows. The basic structure does not differ significantly of the- those according to Fig. 16. The difference in this embodiment compared to that of Fig. 16 is that, while in the embodiment 16, the timing signal converting section 1602 having a charge coupled device Register is constructed in which the collecting section and the transmission section are integrally formed with the charge coupled device register (CCDR) in this Embodiment according to FIG. 17 the collecting section and the transmission section are formed separately from one another and in a ratio of 1: 1 with respect to transmission electrodes 1705 collecting or storage electrodes 1712 are provided. The rest of the structure and the functions correspond exactly to those in the embodiment according to FIG. 16. 1713 indicates a substrate.
Um zu ermöglichen, mit der Informationsverarbeitungsvorrichtung mit photoelektrischer Umwandlung auch Farbinformationen zu verarbeiten, können unterschiedliche Verfahren angewandt werden, die wirkungsvoll auf dem Gebiet der gewöhnlichen Bildverarbeitungstechnik verwendet werden, wie beispielsweise ein Verfahren, bei dem direkt an der Lichtempfangsfläche des photoelektrischen Wandlerabschnitts drei Farbfilterbeschichtungen für Blau, Grün und Rot angebracht sind, die jeweils getrennt voneinander und in Form eines Mosaiks ausgebildet sind, ein Verfahren, bei dem auf einem weiteren Substrat getrennt voneinander und in Mosaikart drei Farbfilterbeschichtungen für Blau, Grün und Rot ausgebildet sind und dann dieses Substrat unter Verwendung eines Klebemittels oder dgl. auf die Lichtempfangsfläche des photoelektrischen Wandlerabschnitts aufgebracht ist, oder ein Verfahren, bei dem die Lichtbestrahlung dreimal unter jeweiligem Wechseln von drei Farbfiltern für nu, C,rtin und Rot erfolgt. To enable using the information processing device Photoelectric conversion can also process color information, different Methods are applied which are effective in the field of ordinary image processing technology can be used, such as a method in which directly on the light receiving surface of the photoelectric conversion section, three color filter coatings for blue, Green and red are attached, each separate from one another and in the form of a Mosaics are formed, a method in which separated on another substrate from each other and in mosaic style three color filter coatings for blue, green and red are formed and then this substrate using an adhesive or The like. Applied to the light receiving surface of the photoelectric conversion section is, or a method in which the light irradiation is three times with each change of three color filters for nu, C, rtin and red he follows.
Im folgenden werden tatsächliche Ausführungsbeispiele der Vorrichtung im Hinblick auf die Herstellungsschritte von ladungsgekoppelten Registern (CCDR) als photoelektrischer Wandlerabschnitt und Zeitfolgesignal-Umsetzabschnitt erläutert. The following are actual embodiments of the device with regard to the manufacturing steps of charge coupled registers (CCDR) explained as a photoelectric converting section and a time series signal converting section.
Beispiel 1 a) Herstellung eines eindimensionalen langgestreckten photoelektrischen Wandlerabschnitts Ein Glas-Substrat mit den Dimensionen 10 mm x 250 mmx 2 mm wurde ausreichend mit einem neutralen Waschmittel, Ultraschallwellen, strömendem Wasser, reinem Wasser, einem Gemisch aus Äthylalkohol und Ätzkali, wiederum reinem Wasser und Ultraschallwellen in der genannten Reihenfolge gereinigt, wonach es getrocknet wurde. Example 1 a) Manufacture of a one-dimensional elongated photoelectric conversion section A glass substrate with dimensions of 10 mm x 250 mm x 2 mm was sufficiently treated with a neutral detergent, ultrasonic waves, flowing water, pure water, a mixture of ethyl alcohol and caustic potash, in turn pure water and ultrasonic waves cleaned in the order listed, after which it was dried.
Auf dieses gereinigte Substrat wurde Aluminium in einer Dicke von 1 ßm durch Vakuumaufdampfen bei einem Vakuum von 7 x 10 4 Pa (5 x 10 6 Torr) aufgedampft. On this cleaned substrate was aluminum in a thickness of 1 µm by vacuum evaporation at a vacuum of 7 x 10 4 Pa (5 x 10 6 Torr).
Nach dem Aufdampfen des Aluminiums wurde das aluminiumbeschichtete Substrat in eine gesonderte Ablagerungskammer gebracht. Dann wurden in diese Kammer SiH4- und PH3-Gase bei einem Vakuum von 1,33 x 10 Pa (1 x Torr) eingeführt, wonach der Druck in der Ablagerungskammer auf ungefähr 133,3 Pa (1 Torr) gehalten wurde.After the aluminum was evaporated, the aluminum was coated Substrate placed in a separate deposition chamber. Then were in this chamber SiH4 and PH3 gases were introduced at a vacuum of 1.33 x 10 Pa (1 x Torr), after which the pressure in the deposition chamber was maintained at approximately 133.3 Pa (1 torr).
Darauffolgend wurde über eine um das Äußere der Ablagerungskammer gewickelte Induktionsspule elektrische Hochfrequenzleistung mit 13,56 MHz zugeführt, um dadurch eine Glimmentladung innerhalb der Ablagerungskammer herbeizuführen und damit auf die Aluminiumbeschichtung amorphes n-Silicium bzw. n-a-Si in einer Stärke von 1 ßm abzulagern. Als nächstes wurde die Zufuhr des PH3 -Gases unterbrochen und B 2H6 -Gas in die Ablagerungskammer eingeleitet. In dieser Atmosphäre aus SiH4 -Gas und B2Hg-Gas wurde die Ablagerung von p-a-Si bis zum Erreichen einer Dicke von 0,3 ßm fortgesetzt.This was followed by one around the exterior of the deposition chamber wound induction coil supplied with high-frequency electrical power at 13.56 MHz, to thereby induce a glow discharge within the deposition chamber and amorphous n-silicon or n-a-Si in one thickness on the aluminum coating of 1 ßm to be deposited. Next was the supply of the PH3 gas interrupted and B 2H6 gas introduced into the deposition chamber. In this atmosphere from SiH4 gas and B2Hg gas the deposition of p-a-Si was achieved until a Thickness of 0.3 µm continued.
Die Temperatur des Substrats wurde während der Glimmentladungsablagerung auf 300 "C gehalten.The temperature of the substrate was increased during the glow discharge deposition held at 300 "C.
Das Substrat, an welchem die Filme aus Aluminium, n-a-Si und p-a-Si ausgebildet waren, wurde unter Unterbrechung des Vakuumzustands der Kammer entnommen, wonach Photolack "OMR-83" (ein Erzeugnis der Tokyo Ohka Co., Japan) aufgebracht wurde. Nach Aufbringen des Photolacks wurde durch Belichtung mit einer Quecksilberlampe und nachfolgendes Entwickeln ein Bildelementmuster des Photolacks an dem p-a-Si über eine Maske mit einem derartigen vorbestimmten Bildelementemuster gebildet. Unter Verwendung einer Ätzflüssiqkeit (für das Ätzen des a-Si:HF/HN03 im Verhältnis 1/5; für das Ätzen des Al: H2P04/CH3CO0H/HNO3/H20 im Verhältnis 35/7/1/7) wurde der nicht mit dem Photolack bedeckte Teilbereich geätzt, um das p-a-Si, das n-a-Si und den Aluminiumfilm entsprechend dem Bildelementemuster zu entfernen. Nach ausreichendem Trocknen nach dem Ätzen wurde durch Aufsprühen ein SiO2-Film in einer Dicke von 3 ßm aufgebracht, um damit einen SiO2-Film an dem Photolack-Film und dem geätzten Bereich zwischen den Bildelementen abzulagern. The substrate on which the films of aluminum, n-a-Si and p-a-Si were formed, was removed from the chamber with interruption of the vacuum state, after which photoresist "OMR-83" (a product of Tokyo Ohka Co., Japan) was applied became. After applying the photoresist, exposure to a mercury lamp was used and subsequently developing a picture element pattern of the photoresist on the p-a-Si formed via a mask having such a predetermined picture element pattern. Using an etching liquid (for etching the a-Si: HF / HN03 in the ratio 1/5; for the etching of Al: H2P04 / CH3CO0H / HNO3 / H20 in the ratio 35/7/1/7) the partial area not covered with the photoresist is etched around the p-a-Si, the n-a-Si and removing the aluminum film corresponding to the picture element pattern. After sufficient Drying after etching was achieved by spraying on an SiO2 film with a thickness of 3 ßm applied in order to put a SiO2 film on the photoresist film and the etched To deposit area between the picture elements.
Nach der Ablagerung des SiO2-Films wurde erneut der Vakuumzustand aufgehoben und das Substrat aus der Ablagerungskammer herausgenommen, wonach der Photolack in einer Ablöseflüssigkeit entfernt wurde. In diesem Fall blieb der SiO2-Film als Isolierelement zwischen den Bildelementen stehen. Danach wurde über die Aluminiumelektrode (X-Elektrode), den n-a-Si-Film und den p-a- Si-Film in Form einer Überquerung dieser Filme Aluminium in einer Dicke von 1 ßm mittels des Vakuumaufdampfverfahrens abgelagert, wodurch die Y-Elektrode gebildet wurde. Die Breite dieses Aluminiumfilms kann im Vergleich zu derjenigen der X-Elektrode sehr klein sein. After the deposition of the SiO2 film, the vacuum state became again lifted and the substrate removed from the deposition chamber, after which the Photoresist was removed in a release liquid. In this case the SiO2 film remained stand as an insulating element between the picture elements. Then it was over the aluminum electrode (X electrode), the n-a-Si film and the p-a- Si film in the form of a Crossing these films of aluminum in a thickness of 1 µm by means of the vacuum vapor deposition process deposited, thereby forming the Y-electrode. The width of this aluminum film can be very small compared to that of the X electrode.
Die Fig. 18 zeigt das Prozeßablaufdiagramm der vorstehend beschriebenen Herstellungsschritte. b) Herstellung des ladungsgekoppelten Registers (CCDR) Zuerst wurde an einem p-Silicium-Plättchen (Substrat) durch Erwärmung desselben ein SiO2-Filin mit einer Dicke von 500 nm einem thermischen Anwachsen unterzogen. Darauffolgend wurden unnötige Teilbereiche des SiO2-Films an dem Substrat durch ein Photogravurverfahren entfernt, um eine Mehrzahl von Sourcezonen und eine einzige Drainzone auszubilden. Dann wurde durch Wärmediffusion Phosphor in das Substrat eindiffundiert. Darauffolgend wurde der restliche SiO2-Film an dem Substrat mittels einer Ätzbehandlung völlig entfernt. Dann wurde durch Erwärmen wieder ein SiO2-Film mit einer Filmdicke von 200 nm thermisch angezüchtet, wodurch ein Gate-Oxidfilm ausgebildet wurde. Darauffolgend wurde durch Vakuumaufdampfen, Photogravur und Wärmeoxidationsbehandlung eine Aluminium-Gateelektrode geformt. Die übrigen Prozeßschritte zur Ausbildung des ladungsgekoppelten Registers, d. h. die Lochung des Kontaktabschnitts, die Aluminiumverdrahtung und die Wärmebehandlung wurden nach einem gewöhnlichen Verfahren ausgeführt, wodurch ein ladungsgekoppeltes Register mit einer Mehrzahl von Sourcezonen, einer einzigen Drainzone und einem Übertragungsabschnitt erzielt werden konnte. Die Fig. 19 stellt das Prozeßfolgediagramm der Herstellungsschritte dar.Fig. 18 shows the process flow chart of the above-described Manufacturing steps. b) Making the Charge Coupled Register (CCDR) First became a SiO2-Filin on a p-silicon wafer (substrate) by heating the same thermally grown to a thickness of 500 nm. Subsequent became unnecessary portions of the SiO2 film on the substrate by a photo-engraving process removed to form a plurality of source regions and a single drain region. Then, phosphorus was diffused into the substrate by thermal diffusion. Subsequent the remaining SiO2 film on the substrate became complete by means of an etching treatment removed. Then a SiO2 film with a film thickness of 200 nm thermally grown, thereby forming a gate oxide film. Subsequent became an aluminum gate electrode by vacuum evaporation, photoengraving and heat oxidation treatment shaped. The remaining process steps for the formation of the charge coupled register, d. H. the punching of the contact section, the aluminum wiring and the heat treatment were carried out by an ordinary method, whereby a charge coupled device Register with a plurality of source regions, a single drain region and one Transmission section could be achieved. Fig. 19 illustrates the process sequence diagram of the manufacturing steps.
Über die anfänglich geformte Aluminiumelektrode (X-Elektrode), den n-a-Si-Film und den p-a-Si-Film wurde unter Kreuzung dieser Filme durch das Vakuumaufdampfverfahren wieder Aluminium in einer Dicke von 1 ßm auf das Substrat aufgedampft, wodurch die Y-Elektrode gebildet wurde. Die Breite dieses Aluminium-Ablagerungsfilms wurde schmäler als die der X-Elektrode gewählt. About the initially formed aluminum electrode (X-electrode), the The n-a-Si film and the p-a-Si film were made crossing these films by the vacuum evaporation method again aluminum in a thickness of 1 µm is vapor-deposited onto the substrate, whereby the Y electrode was formed. The width of this aluminum deposition film became narrower selected as that of the X electrode.
Nach der Herstellung des photoelektrischen Wandlerabschnitts und des (bei diesem Ausführungsbeispiel durch das ladungsgekoppelte Register gebildeten) ZeitfolgesignAl-Umsetzabschnitts in der vorstehend beschriebenen Weise wurde die Y-Elektrode des photoelektrischen Wandlerabschnitts mit Masse verbunden, während die jeweiligen X-Elektroden in 1:1-Beziehung über Leitungsdrähte jeweils mit den Sourceelektroden in dem Register verbunden wurden. After the photoelectric conversion section and des (formed by the charge coupled register in this embodiment) The time-series signal converting section in the manner described above became the Y-electrode of the photoelectric conversion section connected to ground while the respective X-electrodes in 1: 1 relationship via lead wires with the Source electrodes in the register have been connected.
Die auf diese Weise erzielte Verbindung des Wandlerabschnitts mit dem Umsetzabschnitt wurde in der schematisch in Fig. 20 gezeigten Lage als Eingabeeinheit in das Hauptgehäuse eines Digital-Kopiergeräts eingebaut, bei welchem ein Tintenstrahlsystem als Ausgabeeinheit verwendet wurde; mit diesem Kopiergerät wurde eine Bildvorlage im Format A4 reproduziert. Dabei konnte ein sehr klar reproduziertes Bild mit hoher Bildauflösung und hoher Bildqualität erzielt werden.The connection of the transducer section achieved in this way the transfer section was in the position shown schematically in FIG. 20 as an input unit built into the main body of a digital copier in which an ink jet system was used as an output unit; This copier was used to create an original picture reproduced in A4 format. It was able to produce a very clearly reproduced image with high Image resolution and high image quality can be achieved.
In Fig. 20 bezeichnet 2001 eine Bildvorlage, während 2007 die Lichtempfangsfläche des photoelektrischen Wandlerabschnitts bezeichnet. Zwischen der Bildvorlage 2001 und der Lichtempfangsfläche 2007 sind ein Spalt 2002 mit einer vorbestimmten Breite und ein optisches System 2003 in jeweils vorgegebenen Stellungen angebracht. 2008-1 und 2008-2 bezeichnen Lichtquellen für die Beleuchtung der Oberfläche der Bildvorlage. Das optische System 2003 besteht aus Linsensystemen 2004 und 2006 sowie einem Drehspiegel 2005, der zwischen das Linsensystem 2004 und das Linsensystem 2006 eingesetzt ist. Die Abtastung zum Lesen der Bildvorlage 2001 kann über den ganzen- Bereich der Bildvorlage 2001 durch Relativbewegung der Bildvorlage 2001 und des optischen Systems 2003 einschließlich der Lichtquellen 2008-1 und 2008-2 erfolgen. In diesem Fall ist mit Bewegung des optischen Systems 2003" die Bewegung irgendeines der das optische System 2003 bildenden Elemente gemeint. In FIG. 20, 2001 denotes an original image, while 2007 denotes the light receiving surface of the photoelectric conversion section. Between the 2001 artwork and the light receiving surface 2007 are a gap 2002 having a predetermined width and an optical system 2003 is attached in predetermined positions, respectively. 2008-1 and 2008-2 denote light sources for illuminating the surface of the original image. The optical system 2003 consists of lens systems 2004 and 2006 as well as a rotating mirror 2005, which is placed between the lens system 2004 and the lens system Is used in 2006. The scanning for reading the original image 2001 can be via the entire area of the original image 2001 by relative movement of the original image 2001 and the optical system 2003 including the light sources 2008-1 and 2008-2 take place. In this case, with the movement of the optical system, 2003 is "the movement means any of the elements constituting the optical system 2003.
Beispiel 2 a) Herstellung eines zweidimensionalen photoelektrischen Wandlerabschnitts Entsprechend den in dem Ablaufdiagramm in Fig. 18 gezeigten Prozeßschritten wurde der photoelektrische Wandlerabschnitt folgendermaßen hergestellt: Ein Glas-Substrat mit dem Format 210 mm x 300 mm X 2 mm wurde ausreichend mit neutralem Waschmittel, Ultraschallwellen, strömendem Wasser, reinem Wasser, einem Gemisch aus Äthylalkohol und Ätzkali, wiederum reinem Wasser und Ultraschallwellen in der genannten Reihenfolge gereinigt, wonach das Substrat getrocknet wurde Danach wurde durch das Vakuumaufdampfverfahren bei -4 ~< -6 einem Vakuum von 7 x 10 Pa (5 x 10 w Torr) auf dieses Substrat Aluminium in einer Filmdicke von 1 ßm auf gedampft. Nach der Ablagerung des Aluminiumfilms wurde in die Ablagerungskammer SiH4-Gas und PH3-Gas eingeleitet und der Druck innerhalb der Kammer bei 133 Pa (1 Torr) gehalten. Durch Zufuhr von elektrischer Hochfrequenzleistung mit 13,56 MHz über eine um das Äußere- der Ablagerungskammer gewickelte Induktionsspule wurde darauffolgend in der Ablagerungskammer eine Glimmentladung herbeigeführt, um dadurch an dem abgelagerten Aluminiumfilm n-a-Si in einer Dicke von 1 ßm abzulagern. Danach wurde die Zufuhr des PH3-Gases in die Ablagerungskammer beendet und stattdessen B 2H6 -Gas eingeleitet, um darauffolgend in der Gasatmosphäre aus SiH4 und B2H6 einen p-a-Si-Film in einer Dicke von 0,3 ßm abzulagern. Während dieser Glimmentladungsablagerung wurde das Substrat auf einer Temperatur von 300 OC gehalten. Example 2 a) Manufacture of a two-dimensional photoelectric Conversion Section Corresponding to the process steps shown in the flowchart in FIG For example, the photoelectric conversion section was fabricated as follows: A glass substrate with the format 210 mm x 300 mm X 2 mm was sufficient with neutral detergent, Ultrasonic waves, flowing water, pure water, a mixture of ethyl alcohol and caustic potash, again pure water and ultrasonic waves in that order after which the substrate was dried by the vacuum evaporation method at -4 ~ <-6 a vacuum of 7 x 10 Pa (5 x 10 w Torr) on this substrate aluminum steamed in a film thickness of 1 µm. After the deposition of the aluminum film SiH4 gas and PH3 gas was introduced into the deposition chamber and the pressure inside of the chamber at 133 Pa (1 Torr). By supplying high-frequency electrical power with 13.56 MHz over a Outer - the deposition chamber is wrapped Induction coil subsequently became a glow discharge in the deposition chamber brought about thereby to n-a-Si on the deposited aluminum film in a thickness of 1 ßm to be deposited. Thereafter, the PH3 gas was fed into the deposition chamber terminated and instead B 2H6 gas introduced, followed by in the gas atmosphere to deposit a p-a-Si film with a thickness of 0.3 µm from SiH4 and B2H6. While of this glow discharge deposition, the substrate was at a temperature of 300 OC held.
Das Substrat, auf dem aufeinanderfolgend der aufgedampfte Al-Film, der n-a-Si-Film und der p-a-Si-Film aufgeschichtet waren, wurde unter Aufheben des Vakuumzustands der Ablagerungskammer entnommen. Auf dieses Substrat wurde Photolack "OMR-83" (Warenzeichen für ein Produkt der Tokyo Ohka Co., Japan) aufgebracht, wonach ein Bildelementemuster des Photolacks an dem p-a-Si-Film über eine Maske mit einem derartigen vorbestimmten Bildelementemuster durch Belichtung mit einer Quecksilberlampe und nachfolgendes Entwickeln des Musters gebildet wurde. Danach wurde unter Verwendung der bei dem vorhergehenden Beispiel 1 genannten Ätzflüssigkeit der nicht vom Photolack bedeckte Teilbereich geätzt, um den p-a-Si-Film, den n-a-Si-Film und den Al-Film entsprechend dem Bildelementemuster von dem Substrat zu entfernen. The substrate on which the evaporated Al film, the n-a-Si film and the p-a-Si film were stacked up to cancel the Taken vacuum state of the deposition chamber. Photoresist was applied to this substrate "OMR-83" (trademark for a product of Tokyo Ohka Co., Japan) is applied, after which a picture element pattern of the photoresist on the p-a-Si film via a mask with a such predetermined picture element pattern by exposure to a mercury lamp and subsequently developing the pattern. After that it was using the etching liquid mentioned in the previous example 1 that is not from the photoresist covered portion etched around the p-a-Si film, the n-a-Si film and the Al film to be removed from the substrate in accordance with the picture element pattern.
Nach ausreichendem Trocknen nach dem Ätzen wurde durch Aufsprühen ein SiO2-Film in einer Dicke von 3 Am aufgebracht, wobei der SiO2-Film auf den Photolackfilm und die geätzten Bereiche zwischen den jeweiligen Bildelementen abgelagert wurde. After sufficient drying after the etching, it was applied by spraying a SiO2 film is applied to a thickness of 3 .mu.m, the SiO2 film on the photoresist film and depositing the etched areas between the respective picture elements.
Nach der Ablagerung des SiO2-Films wurde erneut der Vakuumzustand aufgehoben und das Substrat der Ablagerungskammer entnommen, wonach der Photolack in einer Ablöseflüssigkeit entfernt wurde. Der Si02-Film blieb nur zwischen den Bildelementen als Isolierteil stehen. b) Herstellung des ladungsgekoppelten Registers (CCDR) Entsprechend dem in Fig. 19 gezeigten Ablaufdiagramm wurde das Register auf folgende Weise geformt: Zuerst wurde auf einem p-Silicium-Plättchen (Substrat) durch Erwärmung desselben thermisch ein SiO2-Film mit einer Stärke von 500 nm gezüchtet. Darauffolgend wurden unnötige Teilbereiche des Sio2-Films an dem Substrat durch Photogravur entfernt, um eine Mehrzahl von Sourcebereichen und einen einzigen Drainbereich zu bilden. After the deposition of the SiO2 film, the vacuum state became again lifted and the substrate removed from the deposition chamber, after which the photoresist removed in a release liquid. The Si02 film only stayed between the Image elements stand as an insulating part. b) Manufacture of the charge coupled register (CCDR) According to the flowchart shown in Fig. 19, the register has been opened In the following manner: First, on a p-type silicon wafer (substrate) was through Heating the same thermally grown a SiO2 film with a thickness of 500 nm. Subsequently, unnecessary portions of the Sio2 film on the substrate were carried out Photo-engraved removed to form a plurality of source regions and a single drain region to build.
Danach wurde in das Substrat thermisch Phosphor eindiffundiert. Darauffolgend wurde der restliche Si02-Film an dem Substrat durch Ätzen völlig entfernt. Dann wurde wieder an dem Substrat durch Erwärmen desselben thermisch ein Si02-Film mit einer Dicke von 200 nm gezüchtet, um damit einen Gate-Oxidfilm zu bilden.Thereafter, phosphorus was thermally diffused into the substrate. Subsequent the remaining SiO 2 film on the substrate was completely removed by etching. then a SiO 2 film was again attached to the substrate by heating it thermally to a thickness of 200 nm to thereby form a gate oxide film.
Darauffolgend wurde durch Vakuumaufdampfen, Photogravur und Wärmeoxidationsbehandlung eine Aluminium-Gateelektrode ausgebildet. Die übrigen Prozeßschritte für. die Herstellung dieses Registers, d. h. die Lochung des Kontaktabschnitts, die Aluminiumverdrahtung und die Wärmebehandlung wurden nach einem gewöhnlichen Verfahren ausgeführt, wodurch ein ladungsgekoppeltes Register mit einer Mehrzahl von Sourcebereichen, einem einzigen Drainbereich und einem Übertragungsabschnitt hergestellt werden konnte.This was followed by vacuum evaporation, photo-engraving and thermal oxidation treatment an aluminum gate electrode is formed. The remaining process steps for. the production this register, d. H. the perforation of the contact section, the aluminum wiring and the heat treatment were carried out by an ordinary method, whereby a charge coupled register having a plurality of source regions, a single one Drain region and a transmission section could be produced.
Nach der auf die vorstehend beschriebene Weise erfolgten Herstellung des photoelektrischefl Wandlerabschnitts und des (bei diesem Ausführungsbeispiel durch das ladungsgekoppelte Register gebildeten) Zeitfolgesignal-Umsetzabschnitts wurden die jeweiligen X-Elektroden (Zeilenelektroden) des photoelektrischen Wandlerabschnitts jeweils mit einem Anschluß des Zeilenwählsignal-Generatorabschnitts verbunden, während die jeweiligen Y-Elektroden (Spaltenelektroden) jeweils mittels eines Leitungsdrahts mit jeweils einem der Sourcebereiche des Registers in 1:1-Beziehung verbunden wurden. Diese zusammengesetzte Einheit wurde in einer schematisch in Fig. 21 gezeigten Lage als Eingabeeinheit in das Hauptgehäuse eines Digital-Kopiergeräts eingebaut, bei dem als Ausgabeeinheit ein Tintenstrahlsystem verwendet wurde; mit dem Kopiergerät wurde eine Bildvorlage im Format A4 reproduziert. Es konnte ein sehr klar reproduziertes Bild mit hoher Bildauflösung und hoher Bildqualität erzielt werden. After preparation in the manner described above the photoelectric conversion section and the (in this embodiment time sequence signal conversion section formed by the charge coupled device register became the respective X electrodes (row electrodes) of the photoelectric conversion section each connected to a terminal of the row selection signal generator section, while the respective Y electrodes (column electrodes) each by means of a lead wire were each connected to one of the source areas of the register in a 1: 1 relationship. This assembled unit was in a position shown schematically in FIG built into the main body of a digital copier as an input unit, at an ink jet system was used as the output unit; with the copier an original picture in A4 format was reproduced. It could be a very clearly reproduced one Image with high image resolution and high image quality can be obtained.
In der Fig. 21 bezeichnet 2101 eine Bildvorlage, während 2102 die Lichtempfangsfläche des photoelektrischen Wandlerabschnitts bezeichnet. Zwischen der Bildvorlage 2101 und der Lichtempfangsfläche 2102 ist in einer vorbestimmten Stellung ein optisches Abbildungssystem 2103 angeordnet. 2104 bezeichnet Lichtquellen für die Beleuchtung der Oberfläche der Bildvorlage. In Fig. 21, 2101 denotes an original image, while 2102 denotes the Denotes the light receiving surface of the photoelectric conversion section. Between of the original image 2101 and the light receiving surface 2102 is in a predetermined Position an optical imaging system 2103 arranged. 2104 denotes light sources for illuminating the surface of the original image.
Das optische System 2103 ist bewegbar angebracht, so daß die Bildvorlage auf der Lichtempfangsfläche fokussiert werden kann.The optical system 2103 is movably mounted so that the original image can be focused on the light receiving surface.
Da bei dem Beleuchtungssystem die Bildflächen-Leuchtdichte entlang des Umfangs des Vorlagebilds gemäß dem cos 4#-Gesetz für den Bildwinkel e selbst dann absinkt, wenn eine Projektionslinse im wesentlichen keine Rahmung bzw. Vignettierung hat, kann die Leuchtdichte entlang der Umfangsfläche der Bildvorlage 2101 höher als die Leuchtdichte am Mittelteil der Bildvorlagen-Fläche gewählt werden, um die Bildflächen-Leuchtdichte an der Lichtempfangsfläche gleichförmig zu machen. As in the lighting system along the screen luminance of the scope of the original image according to the cos 4 # law for the image angle e itself then descends when a projection lens is essentially no If there is framing or vignetting, the luminance can be adjusted along the circumferential surface of the original image 2101 is higher than the luminance at the central part of the original image area can be selected to make the image area luminance uniform on the light receiving surface close.
Als ein Verfahren für eine derartige Korrektur sind gemäß der Darstellung in Fig. 21 die Lichtquellen 2104 für die Beleuchtung längs des Umfangs der Bildvorlage 2101 angeordnet.As one method for such correction, as shown are in FIG. 21 the light sources 2104 for the illumination along the circumference of the original image 2101 arranged.
Mit der Erfindung ist eine photoelektrische Umwandlungs-Informationsverarbeitungsvorrichtung geschaffen die mit einem photoelektrischen Wandlerabschnitt aus einer Mehrzahl photoelektrischer Wandlerelemente, die in einer Reihe oder in Matrixform angeordnet sind, einer gemeinsamen Elektrode für die photoelektrischen Wandlerelemente, unabhängigen bzw. Einzel-Elektroden für die jeweiligen photoelektrischen Wandlerelemente und einer photoelektrischen Wandlerschicht, die zwischen die gemeinsame Elektrode und die unabhängigen Elektroden eingesetzt ist, sowie mit einem Zeitfolgesignal-Umsetzabschnitt aufgebaut ist, der im Ansprechen auf ein Lichteingangssignal parallel eine Mehrzahl von Ausgangssignalen aus den photoelektrischen Wandlerelementen aufnimmt und die eingegebenen Signale in zeitlicher Aufeinanderfolge ausgibt. With the invention is a photoelectric conversion information processing apparatus provided with a photoelectric converting portion of a plurality of photoelectric Transducer elements that are arranged in a row or in matrix form, a common one Electrode for the photoelectric conversion elements, independent or single electrodes for the respective photoelectric conversion elements and a photoelectric Transducer layer between the common electrode and the independent electrodes is used, and is constructed with a timing signal conversion section which a plurality of output signals in parallel in response to a light input signal from the photoelectric conversion elements and receives the inputted signals outputs in chronological order.
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