DE2915859C2

DE2915859C2 - Photoelectric converter device

Info

Publication number: DE2915859C2
Application number: DE19792915859
Authority: DE
Inventors: Tadaji Fukuda; Takashi Nakagiri
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1978-04-20
Filing date: 1979-04-19
Publication date: 1995-06-29
Anticipated expiration: 1999-04-20
Also published as: DE2915859A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine fotoelektrische Wand lereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a photoelectric wall lereinrichtung according to the preamble of the claim 1.

Eine solche Wandlereinrichtung ist aus der DE-OS 27 23 914 bekannt und umfaßt eine Vielzahl von fotoelektrischen Wandlerelementen, die auf einen gemeinsamen Substrat vor gesehen sind und jeweils ein Paar von Elektroden sowie einen Halbleiterbereich aufweisen, wobei eine der Elek troden jedes Wandlerelementes als Signalleitung in Form einer streifenförmigen Schicht auf dem Substrat ausgebil det ist. Darüberhinaus ist auch dort ein Zeitfolgesignal- Umsetzabschnitt vorgesehen.Such a converter device is from DE-OS 27 23 914 known and includes a variety of photoelectric Transducer elements placed on a common substrate are seen and each have a pair of electrodes as well have a semiconductor region, one of the elec trode each transducer element in the form of a signal line a strip-shaped layer on the substrate det. In addition, there is also a time sequence signal Implementation section provided.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine fotoelek trische Wandlereinrichtung der im Oberbegriff des Pa tentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzubilden, daß die Bildqualität trotz erhöhter Auslesegeschwindig keit verbessert wird.The invention has for its object a fotoelek trical converter device in the preamble of Pa to further develop the type specified in claim 1, that the image quality despite increased readout speed speed is improved.

Diese Aufgabe wird durch eine fotoelektrische Wandlerein richtung mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkma len gelöst.This task is accomplished by a photoelectric converter direction with the feature specified in claim 1 len solved.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegen stand der Unteransprüche. Advantageous developments of the invention are counter stood the subclaims.

Einzelheiten für den Aufbau und die Anwendung der erfindungsge mäßen fotoelektrischen Wandlereinrichtung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher er läutert.Details for the structure and application of the fiction be photoelectric conversion device with reference to the drawing he closer purifies.

Fig. 1 bis 5 sind Blockschaltbilder zur Erläuter ung der Informationsverarbeitung in fotoelektrischen Wandlereinrichtungen. Fig. 1 to 5 are block diagrams for Erläuter ung of information processing in the photoelectric conversion devices.

Fig. 6 bis 8 sind schematische Schnitt-Aufbau ansichten zur Erläuterung des grund sätzlichen Aufbaus von fotoelektri schen Wandlerelementen. Fig. 6 to 8 are schematic sectional construction views for explaining the basic structure of sätzlichen fotoelektri rule transducer elements.

Fig. 9 bis 11 sind jeweils schematische Schnitt- Aufbauansichten zur Erläuterung verschiedener Ausführungsformen von fotoelektrischen Wandlerele menten mit Speicherkapazitäten. FIGS. 9 to 11 are schematic structural views cut to illustrate various embodiments of photoelectric Wandlerele elements with storage capacities.

Fig. 12 und 13 sind jeweils Ablauffolgediagramme für die Herstellung einer Vielzahl von fotoelektrischen Wandlerelementen und eines ladungsgekoppelten Registers. FIGS. 12 and 13 are sequence diagrams for the preparation of a plurality of photoelectric conversion elements and a charge coupled register.

Fig. 14 und 15 sind jeweils erläuternde schematische Ansichten, die einen Aufbau eines Bildvorlagen-Leseabschnitts zeigen, wenn die fotoelektrische Wandlereinrichtung bei einem Kopier gerät verwendet wird. FIGS. 14 and 15 are each schematic explanatory views showing a structure of an image original reading portion when the photoelectric conversion device used in a copying machine.

In Fig. 1 bezeichnet 101 einen eindimensionalen langgestreckten fotoelektri schen Wandlerabschnitt, in welchem n fotoelektrische Wandlerelemente 102 in einer Reihe angeordnet sind. Die Aufbaueinzelheiten der fotoelektrischen Wandler elemente 102 werden später beschrieben; sie haben n Elektroden X₁, X₂, . . . X_n-1, X_n, die unabhängig von einander jeweils für ein fotoelektrisches Wandlerele ment vorgesehen sind, eine gemeinsame Elektrode Y für die n fotoelektrischen Wandlerelemente, und eine fotoelektrische Wandlerschicht, die zwischen den unab hängigen Elektroden und der gemeinsamen Elektrode ange ordnet ist.In Fig. 1, 101 denotes a one-dimensional elongated photoelectric conversion section in which n photoelectric conversion elements 102 are arranged in a row. The construction details of the photoelectric conversion elements 102 will be described later; they have n electrodes X₁, X₂,. . . X _n-1 , X _n , which are each independently provided for a photoelectric conversion element, a common electrode Y for the n photoelectric conversion elements, and a photoelectric conversion layer which is arranged between the independent electrodes and the common electrode.

Die Bestrahlung der Lichtempfangsfläche des ein dimensionalen langgestreckten fotoelektrischen Wand lerabschnitts 101 mit Signallicht kann über ein geeignetes optisches System erfolgen, das ein Bild auf der Lichtempfangs fläche fokussiert. The irradiation of the light receiving surface of the one-dimensionally elongated photoelectric conversion section 101 with signal light can be carried out via a suitable optical system which focuses an image on the light receiving surface.

103 bezeichnet einen Zeitfolgesignal-Umsetzabschnitt, der im Ansprechen auf die Lichtsignaleingabe in den eindimensionalen langgestreckten fotoelektrischen Wandlerabschnitt 101 parallel n elektrische Ausgangs signale über die n unabhängigen Elektroden aufnimmt und die derart parallel aufgenommenen n elektrischen Signale durch Befehl mittels eines Übertragungssignals (Schiebe impulses) 104 als serielle Ausgangssignale 105 abgibt. D.h., durch Eingabe von n Übertragungssignalen 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 Ausgangs signale 105 abgegeben. 103 denotes a time sequence signal conversion section which, in response to the light signal input into the one-dimensional elongated photoelectric conversion section 101, receives n electrical output signals in parallel via the n independent electrodes and the n electrical signals thus recorded in parallel by command by means of a transmission signal (shift pulse) 104 as outputs serial output signals 105 . That is, by inputting n transmission signals 104 as an input signal of the time sequence signal conversion section 103 , the signals input in parallel from the converter section 101 into the conversion section 103 are brought into chronological succession and output as output signals 105 .

Da bei der Vorrichtung der eindimensionale langge streckte fotoelektrische Wandlerabschnitt 101 getrennt von dem Zeitfolgesignal-Umsetzabschnitt 103 mittels eines Dünnfilm-Präzisionsverfahrens geformt wird, kann er anders als ein sog. "ladungsgekoppelter Fotosensor" mit einem Siliciumsubstrat in einer großen Länge ausge bildet werden. Der Wandlerabschnitt kann die Breite einer Bildvorlage im Format A3 aufweisen. Folglich wird ein direktes Lesen der Bildvorlage mittels eines Kontaktsystems ohne Verwendung irgendeines opti schen Systems zur Formatverringerung möglich, wodurch die Gesamtausmaße eines Geräts auf die kompaktesten Ausmaße verringert werden können und auch dessen Gewicht verringert werden kann.In the device, since the one-dimensional elongated photoelectric conversion section 101 is formed separately from the timing signal converting section 103 by means of a thin film precision method, it can be formed with a silicon substrate in a long length other than a so-called "charge-coupled photo sensor". The converter section can have the width of an image template in A3 format. As a result, direct reading of the original image by means of a contact system becomes possible without using any optical system for reducing the size, whereby the overall size of a device can be reduced to the most compact size and also its weight can be reduced.

Der Zeitfolgesignal-Umsetzabschnitt 103 kann im Gegen satz zu dem eindimensionalen langgestreckten foto elektrischen Wandlerabschnitt 101 auf einer möglichst kleinen Fläche ausgebildet werden, wenn er nur die gewünschte Umsetzfunktion hat. Es ist anzumerken, daß der eindimensionale langgestreckte fotoelektrische Wandlerabschnitt 101 und der Zeitfolgesignal-Umsetz abschnitt 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 Umsetzab schnitt vorzugsweise auf ein und demselben Substrat aus gebildet. Es ist hierbei anzumerken, daß der Wandler abschnitt 101 an einer Flächenseite des Substrats aus gebildet 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.In contrast to the one-dimensional elongated photoelectric converter section 101, the time sequence signal conversion section 103 can be formed on the smallest possible area if it only has the desired conversion function. Note that the one-dimensional elongated photoelectric conversion section 101 and the timing signal conversion section 103 may be formed on one and the same substrate, or may be formed on a separate substrate, respectively. To simplify the wiring, however, the converter section and the conversion section are preferably formed on one and the same substrate. It should be noted here that the transducer section 101 can be formed on one surface side of the substrate, while the conversion section 103 is formed on the other surface side. If the converter section 101 and the conversion section 103 are produced separately from one another, the electrical wiring connection between them can be made, for example, by wire soldering or bonding.

Der Zeitfolgesignal-Umsetzabschnitt 103 der Vorrich tung kann mit unterschiedlichen Signalumsetzeinrichtungen wie beispielsweise einem Ladungsspeicherungsregister (CCDR), einem Eimerkettenregister (BBDR), einem Schiebe register (SR), einer Schalttransistorreihenanordnung (STA) oder einem Datenwähler (DS) aufgebaut werden.The time sequence signal conversion section 103 of the device can be constructed with different signal conversion devices such as, for example, a charge storage register (CCDR), a bucket chain register (BBDR), a shift register (SR), a switching transistor row arrangement (STA) or a data selector (DS).

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 time series signal converting section is constructed with the above-mentioned various Signalumsetzeinrichtungen.

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 fotoelektrischen Wandlerelementen 202 aufgenommen werden, die den eindimensionalen langgestreckten foto elektrischen Wandlerabschnitt 201 bilden, und die parallel aufgenommenen Eingangssignalgruppen entsprechend einem Befehl mittels eines Übertragungseingangssignals aus einer Übertragungselektrode 204 in zeitlicher Auf einanderfolge gebracht werden, wonach die auf diese Weise erzielten Zeitfolgesignale übertragen werden. FIG. 2 shows an embodiment in which a charge-coupled register CCDR is used as the timing signal conversion section 203 . The register works in such a way that input signals are received in parallel by respective photoelectric conversion elements 202 which form the one-dimensional elongated photoelectric conversion section 201 , and the input signal groups recorded in parallel are brought into chronological succession in accordance with a command by means of a transmission input signal from a transmission electrode 204 , after which the time sequence 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 fotoelektrischen 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 Ausgangssignal 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 register with this function must be used for a plurality of groups when the number of photoelectric conversion elements 202 is larger than the number of sources (input terminals) of the charge coupled register. In this case, it is necessary to time-control in such a manner that the time-serial output signal from each of the time-sequence signal conversion sections is output as a whole as an output signal having a desired time sequence. This also applies to the case according to FIG. 3, which is described below.

Die Fig. 3 zeigt einen ähnlichen Aufbau wie die 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 Informations speicherung je Zeiteinheit gesteigert werden kann, d. h., während die in dem Speicherabschnitt 306 gesammelten Signale zum Übertragungsabschnitt 307 übertragen werden, in diesem Speicherabschnitt 306 weitere Signale gesammelt werden können. In der Figur bezeichnet 308 einen Eingabe schaltanschluß. Fig. 3 shows a structure similar to Fig. 2. The difference between the two structures is that a timing signal conversion section 303 is functionally divided into a storage section 306 and a transmission section 307 . This results in an advantage in that the amount of information storage per unit of time can be increased, ie, while the signals collected in the storage section 306 are transmitted to the transmission section 307 , further signals can be collected in this storage section 306 . In the figure, 308 denotes an input switch terminal.

Die Fig. 4 stellt einen Fall dar, bei dem ein Schiebe register (SR) als Zeitfolgesignal-Umsetzabschnitt 403 verwendet wird. Bei diesem Aufbau wird eine Gruppe von parallel aus einem eindimensionalen langgestreckten fotoelektrischen Wandlerabschnitt 401 eingegebenen Eingangssignalen als ein Ausgangssignal an einem Ausgangsanschluß 404 in zeitlicher Aufeinanderfolge mittels eines Übertragungseingangssignals aus einem Übertragungselektrodenanschluß 405 abgegeben. FIG. 4 illustrates a case where a shift register (SR) is used as the timing signal conversion section 403 . With this structure, a group of input signals input in parallel from a one-dimensional elongated photoelectric conversion section 401 is output as an output signal at an output terminal 404 in time sequence by means of a transmission input signal from a transmission electrode terminal 405 .

Die Fig. 5 stellt den Fall dar, bei dem eine Schalt transistoranordnung als Zeitfolgesignal-Umsetzabschnitt 503 verwendet wird. Bei diesem Aufbau werden elektrische Signale, die parallel von einem eindimensionalen lang gestreckten fotoelektrischen Wandlerabschnitt 501 ein gegeben werden, durch eine Reihe von Schaltvorgängen zeitlich aufeinanderfolgend ausgegeben, die von n Schalttransistoren herbeigeführt werden. Die Aus gangssignale aus der Schalttransistorenanordnung können dadurch verstärkt werden, daß ein Verstärker 504 gemäß der Darstellung in der Figur vorgesehen wird. FIG. 5 illustrates the case in which a switching transistor arrangement is used as the timing signal converting section 503 . With this structure, electrical signals input in parallel from a one-dimensional elongated photoelectric conversion section 501 are sequentially outputted by a series of switching operations caused by n switching transistors. The output signals from the switching transistor arrangement can be amplified by providing an amplifier 504 as shown in the figure.

Für die n Schalttransistoren T₁, T₂, . . . T_n-1, T_n, die zur Durchführung aufeinanderfolgender Schaltvorgänge die Schalttransistorenanordnung bilden, ist es ausreichend, daß Schaltelektroden S₁, S₂, . . . S_n mit aus Schieberegistern gebildeten Ringzählern verbunden werden, deren Ausgangssignale aufeinanderfolgend als Eingangssignale an die jeweiligen Schaltelektroden S₁, S₂, . . . S_n angelegt werden. For the n switching transistors T₁, T₂,. . . T _n-1 , T _n , which form the switching transistor arrangement for carrying out successive switching operations, it is sufficient that switching electrodes S₁, S₂,. . . S _n are connected to ring counters formed from shift registers, the output signals of which are successively input signals to the respective switching electrodes S 1, S 2,. . . S _{n can be} created.

Im folgenden werden fotoelektrische Wandlerelemente beschrieben, die den fotoelektrischen Wandlerabschnitt der Informationsverarbeitungsvorrichtung bilden. The following are photoelectric conversion elements described the photoelectric conversion section form the information processing device.

Als fotoelektrische Wandlerelemente zur Bildung des fotoelektrischen Wandlerabschnitts können folgende Arten aufgeführt werden:As photoelectric transducer elements for education of the photoelectric conversion section can be the following Species are listed:

Photovoltaic version
(a) p-n transition type
(b) Schottky barrier type Photoconductive design
(c) Photo diode type
(d) Single layer type Another type of execution
(e) MOS type.

Im Hinblick auf die später beschriebenen Vorteile ist für die Informationsverarbeitungsvorrichtung von diesen verschiedenen Arten fotoelektrischer Wandler elemente die Art (a) besonders wirkungsvoll.In view of the advantages described later is for the information processing device of these different types of photoelectric converters elements type (a) particularly effective.

Die Fig. 6 ist eine schematische Schnitt-Aufbauan sicht, die den grundsätzlichen Aufbau eines foto elektrischen Wandlerelements der vorstehend genannten Art (a) zeigt. Ein in Fig. 6 gezeigtes fotoelektri sches Wandlerelement 701 ist aus einer Zeilenelektrode 702, einer Spaltenelektrode 704 und einer fotovoltaischen Schicht 703 zwischen diesen Elektroden 702 und 704 gebildet. In der Darstellung ist die fotovoltaische Schicht 703 so aufgebaut, daß an der Zeilenelektrode 702 eine p-Halbleiterschicht ausgebildet ist und an der Spaltenelektrode 704 eine n-Halbleiterschicht aus gebildet ist, wodurch ein p-n-Übergang gebildet ist. Fig. 6 is a schematic sectional structure view showing the basic structure of a photoelectric conversion element of the aforementioned type (a). A photoelectric conversion element 701 shown in FIG. 6 is formed from a row electrode 702 , a column electrode 704 and a photovoltaic layer 703 between these electrodes 702 and 704 . In the illustration, the photovoltaic layer 703 is constructed such 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 , as a result of which a pn junction is formed.

Selbstverständlich kann die Aufeinanderfolge der Auf schichtung dieser p- bzw. n-Halbleiterschichten zu dem dargestellten Aufbau entgegengesetzt sein. Ferner kann der in der Schicht 703 gebildete p-n-Übergang entweder als homogener Übergang oder als heterogener Übergang ausgebildet sein. Als Material zur Ausbildung des homo genen Übergangs können beispielsweise amorphes Silicium (a-Si), amorphes Germanium (a-Ge) aufgezählt werden. Die fotovoltaische Schicht 703 wird unter Ver wendung dieser Stoffe und mittels eines sog. physikali schen Aufdampfverfahrens (PVD) ausgebildet, wie bei spielsweise mittels eines Vakuumaufdampfverfahrens, eines Glimmentladungsverfahrens, eines Aufsprühverfahrens, eines Ionenauftragverfahrens usw.Of course, the sequence of the stratification of these p- or n-semiconductor layers can be opposite to the structure shown. Furthermore, the pn junction formed in layer 703 can be designed either as a homogeneous junction or as a heterogeneous junction. As a material for forming the homogeneous transition, for example, amorphous silicon (a-Si), amorphous germanium (a-Ge) can be listed. The photovoltaic layer 703 is formed using these substances and by means of a so-called physical vapor deposition (PVD) method, such as, for example, a vacuum vapor deposition, a glow discharge, a spraying, an ion deposition, etc.

Zur Ausbildung eines heterogenen Übergangs kann das gleiche Verfahren verwendet werden, wie es zur Ausbil dung des homogenen Übergangs anwendbar ist. In diesem Fall sind vorzugsweise ein p-Material und n-Material so zu wählen, daß die fotovoltaische Schicht 703 die gewünschten Eigenschaften zeigt.The same method can be used to form a heterogeneous transition as is applicable to the formation of the homogeneous transition. In this case, a p-material and an n-material should preferably be selected so that the photovoltaic layer 703 shows the desired properties.

Als p-Halbleitermaterial kann beispielsweise a-Si genannt werden, das mit unterschiedlichen Substanzen wie Se, Se_1-xAs_x, SeTe, PbO, Sb₂S₃, ZnCdTe, CdSeO₃, B, dotiert ist. Als n-Halbleitermaterial kann bei spielsweise a-Si genannt werden, das mit verschiedenen Substanzen wie Se, CdS, PbO, Sb₂S₃, ZnSe, CdSe, In₂O₃, SnO₂, P usw. dotiert ist.As p-type semiconductor material, for example, a-Si can be mentioned, which is doped with different substances such as Se, Se _1-x As _x , SeTe, PbO, Sb₂S₃, ZnCdTe, CdSeO₃, B. As a n-semiconductor material can be mentioned in example a-Si, which is doped with various substances such as Se, CdS, PbO, Sb₂S₃, ZnSe, CdSe, In₂O₃, SnO₂, P etc.

Die Zeilenelektrode 702 und die Spaltenelektrode 704 werden aus Stoffen hergestellt, die mit der fotovolta ischen Schicht 703 ohmschen Kontakt bilden. Diese Mate rialien zur Bildung des ohmschen Kontakts mit der foto voltaischen Schicht 703 ändern sich in Abhängigkeit von dem Material zur Ausbildung dieser Schicht. Wenn bei spielsweise ein p-n-Übergang aus a-Si gebildet ist, so wird als Elektrodenmaterial für die p-a-Si-Schicht Pt, Ir, Au, Pd, Al, Mo, poly kristallines Si, Nb, Ta, V, Ti, Cr oder rostfreier Stahl verwendet, während als Elektrodenmaterial für die n-a-Si-Schicht Al, Mo, polykristallines Si, Nb, Ta, V, Ti, Cr oder rostfreier Stahl verwendet wird. 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 Be strahlung 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 durchläs sig sein.The row electrode 702 and the column electrode 704 are made of substances which form ohmic contact with the photovoltaic layer 703 . These materials for forming the ohmic contact with the photovoltaic layer 703 change depending on the material for forming this layer. If, for example, a pn junction is formed from a-Si, Pt, Ir, Au, Pd, Al, Mo, poly-crystalline Si, Nb, Ta, V, Ti, Cr is used as the electrode material for the pa-Si layer or stainless steel, while Al, Mo, polycrystalline Si, Nb, Ta, V, Ti, Cr or stainless steel is used as the electrode material for the na-Si layer. If, as shown in the drawing, the light rays strike from the side of the row electrode 702 , the p-layer irradiated by the light rays should preferably be made as thin as possible so that the largest possible amount of light radiation reaches the pn junction. In contrast, when the radiation is from the side of the substrate 705 , the n-layer should preferably be made thin for the aforementioned reason. In this case, of course, the row electrode 704 must be transparent to the irradiation light.

Falls das fotoelektrische Wandlerelement eine Schottky-Barriere aufweisen soll, ist diese zwischen der fotovoltaischen Schicht 703 und der Zeilenelektrode 702 oder der Spaltenelektrode 704 auszubilden. In diesem Fall wird die Zeilenelektrode 702 oder die Spalten elektrode 704 aus einem Material hergestellt, der zusammen mit der fotovoltaischen Schicht 703 die Schott ky-Barriere bildet. Wenn die Schicht 703 aus n-a-Si besteht, kann das Material für die Elektroden beispielsweise zu Pt, Ir, Au, Pd gewählt werden. If the photoelectric converter element is to have a Schottky barrier, this must be formed between the photovoltaic layer 703 and the row electrode 702 or the column electrode 704 . In this case, the row electrode 702 or the column electrode 704 is made of a material which, together with the photovoltaic layer 703, forms the Schott ky barrier. If the layer 703 consists of na-Si, the material for the electrodes can be selected, for example, from Pt, Ir, Au, Pd.

Das fotoelektrische Wandlerelement 801 gemäß der Darstellung in Fig. 7 ist fotoleitfähiger Art und hat einen solchen Aufbau, daß auf einem Substrat 805 eine Spaltenelektrode 804 aufgebracht ist. Darauf folgt eine fotoelektrische Wandlerschicht 803 mit Foto leitfähigkeits-Eigenschaften und eine Zeilenelektrode 802.The photoelectric conversion element 801 as shown in FIG. 7 is of a photoconductive type and has a structure such that a column electrode 804 is applied to a substrate 805 . This is followed by a photoelectric conversion layer 803 with photoconductivity properties and a row electrode 802 .

Obgleich die fotoelektrische Wandlerschicht 803, die Fotoleitfähigkeitseigenschaft zeigt, aus ver schiedenen allgemein bekannten Arten von fotoleit fähigem Material hergestellt werden kann, sollte die Wahl so getroffen werden, daß ein Dünnfilm-Formungsver fahren anwendbar ist. Derartig geeignete Materialien sind beispielsweise a-Si, a-Ge, CdS, Se, Verbindungen von Se.Although the photoelectric conversion layer 803, shows the photoconductive property can be produced from ver various well-known types of fotoleit enabled material, the choice should be made so that a thin film-Formungsver drive is applicable. Such suitable materials are for example a-Si, a-Ge, CdS, Se, compounds of Se.

Die Elektroden 802 und 804 werden aus Materialien hergestellt, die ohmschen Kontakt mit der fotoelektri schen Wandlerschicht 803 herbeiführen. Falls die foto elektrische Wandlerschicht 803 aus p-a-Si gebildet ist, werden die Materialien für die Elektroden bei spielsweise aus Pt, Ir, Au, Pd, Al, Mo, polykristalli nem Si, Nb, Ta, V, Ti, Cr, rostfreiem Stahl gewählt. Wenn zur Ausbildung der fotoelektrischen Wandlerschicht 803 n-a-Si verwendet wird, kann bei spielsweise Al, Mo, polykristallines Si, Nb, Ta, V, Ti, Cr, rostfreier Stahl für die Elektroden verwendet werden. The electrodes 802 and 804 are made of materials that make ohmic contact with the photoelectric conversion layer 803's . If the photoelectric conversion layer 803 is made of pa-Si, the materials for the electrodes are made of, for example, Pt, Ir, Au, Pd, Al, Mo, polycrystalline Si, Nb, Ta, V, Ti, Cr, stainless steel chosen. When it is used to form the photoelectric conversion layer 803 na-Si, Mo, polycrystalline Si, Nb, Ta, V, Ti, Cr, stainless steel can be used for the electrodes at play as Al.

Die Elektrode 802 sollte vorzugsweise in zwei Teile an den beiden Enden der fotoelektrischen Wandlerschicht 803 bei offenem Mittel teil aufgeteilt werden, so daß das Bestrahlungslicht direkt in die Schicht 803 eindringen kann. Ein der artiger Aufbau zeichnet sich besonders dadurch aus, daß bei Bestrahlung von der Seite der Elektrode 802 her die Lichtabsorption durch die Elektrode 802 ver mieden werden kann.The electrode 802 should preferably be split into two parts at the two ends of the photoelectric conversion layer 803 with an open central part, so that the irradiation light can penetrate directly into the layer 803rd One of the structure is particularly characterized in that the light absorption by the electrode 802 can be avoided ver when irradiated from the side of the electrode 802 .

Die Fig. 8 ist die schematische Schnitt-Aufbauan sicht, die den grundsätzlichen Aufbau der vorstehend klassifizierten Art (e) für das fotoelektrische Wandlerelement zeigt, das den sog. MOS-Fotoelement- Aufbau hat. Wenn gemäß der Darstellung in der Figur ein fotoelektrisches 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-Elektrode 904 angebracht ist, p⁺-Leitfähigkeit, während es an den Bereichen, an denen über eine Isolierschicht 905 eine Gate-Elektrode 906 angebracht ist, mit n-Leitfähigkeit ausgebildet ist. Als Material zur Ausbildung des fotoelektrischen Wandlerelements 901 in diesem MOS-Fotoelement-Aufbau kann beispiels weise a-Si 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. 8 is the schematic sectional structure view showing the basic structure of the above-classified type (e) for the photoelectric conversion element having the so-called. MOS photo element structure. As shown in the figure, when a photoelectric conversion element 901 has n-type conductivity on an electrode 902 , it has p⁺-type conductivity at its areas onto which light rays 903 are projected and to which a drain electrode 904 is attached, while it is formed with n-conductivity in the regions to which a gate electrode 906 is attached via an insulating layer 905 . As a material for forming the photoelectric converter element 901 in this MOS photo-element structure, for example, a-Si can be mentioned, which allows pn control or regulation. In the illustration, the side on the electrode 902 is shown as the n-conductivity side. If this side has p-conductivity, the p⁺ section in the illustration has n⁺ conductivity.

Die in den Fig. 9 und 10 gezeigten Ausführungs formen sind so aufgebaut, daß sie eine unabhängige Elektrode 1004 (bzw. 1104) und eine für die vorliegende Erfindung wesentliche Isolierschicht 1005 (bzw. 1106) aufweisen.The embodiment shown in FIGS. 9 and 10 are constructed so that they have an independent electrode 1004 (or 1104 ) and an insulating layer 1005 (or 1106 ) essential for the present invention.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 ist unter halb der unabhängigen Elektrode 1004 eines fotoelektri schen Wandlerelements 1001 die Isolierschicht 1005 aus elektrisch isolierendem Material wie beispielsweise SiO₂ angebracht, während unterhalb dieser eine weitere Elektrode 1006 als Gegenelektrode zu der Elektrode 1004 angeordnet ist. Die Elektrode 1004, die Isolier schicht 1005 und die Elektrode 1006 bilden einen Konden sator (Speicherkapazität), der wiederum auf ein Substrat 1007 als ein Einheitsteil desselben aufgeschichtet ist. Wenn eine fotoelektrische Wandlerschicht 1003 mit Licht bestrahlt wird, wird von der unabhängigen Elektrode 1004 gemäß der Darstellung in der Figur ein elektrisches Ausgangs signal abgegeben.In the embodiment of FIG. 9, the insulating layer 1005 made of electrically insulating material such as SiO₂ is attached below half of the independent electrode 1004 of a photoelectric converter element 1001 , while below this another electrode 1006 is arranged as a counter electrode to the electrode 1004 . The electrode 1004 , the insulating layer 1005 and the electrode 1006 form a capacitor (storage capacity), which in turn is coated on a substrate 1007 as a unit part thereof. When a photoelectric conversion layer 1003 is irradiated with light, an independent output signal is output from the independent electrode 1004 as shown in the figure.

Im Falle des Ausführungsbeispiels nach Fig. 9 ist die Isolierschicht 1005 an der Fläche der unabhängigen Elektrode 1004 angebracht, die der Fläche gegenüber liegt, an welcher die fotoelektrische 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 fotoelektrische Wandlerschicht 1103 ange bracht. 1107 bezeichnet eine Elektrode, die über die Isolierschicht 1106 der Elektrode 1104 gegenüberge setzt 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 fotoelektrischen Wandlerschicht 1103 wird an dem mittleren Teil zwischen der fotoelektrischen Wandler schicht 1103 und der Isolierschicht 1106 entnommen.In the case of the embodiment of FIG. 9, the insulating layer 1005 is attached to the surface of the independent electrode 1004 that is opposite to the surface to which the photoelectric conversion layer 1003 is attached. In the case of the exemplary embodiment according to FIG. 11, however, the insulating layer 1106 is applied to the same surface side of the independent electrode 1104 as a photoelectric conversion layer 1103 . 1107 denotes an electrode which is opposite to the electrode 1104 via the insulating layer 1106 . As in the case of the embodiment according to FIG. 10, the electrode 1104 , the insulating layer 1106 and the electrode 1107 also form a capacitor in this case. An electrical output signal from the photoelectric conversion layer 1103 is at the middle part between the photoelectric conversion layer 1103 and the insulating layer 1106 removed.

Im Falle der Ausführungsform nach der Fig. 11 ist die gemeinsame Elektrode und die unabhängige Elektrode an der gleichen Flächenseite der foto elektrischen Wandlerschicht angebracht, wobei in direkter Verbindung mit der unabhängigen Elektrode eine Isolier schicht vorgesehen ist.In the case of the embodiment according to FIG. 11, the common electrode and the independent electrode are attached to the same surface side of the photoelectric converter layer, an insulating layer being provided in direct connection with the independent electrode.

Im einzelnen ist das Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 so aufgebaut, daß eine unabhängige Elektrode 1303 für die Ausgabe eines elektrischen Ausgangssignals aus der fotoelektrischen Wandlerschicht 1304 des fotoelektrischen Wandlerelement 1301 an der Flächen seite angebracht ist, an der auch die gemeinsame Elektrode 1302 der fotoelektrischen 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. In particular, the embodiment of FIG. 11 constructed so that an independent electrode is mounted in 1303 for outputting an electrical output signal from the photoelectric conversion layer 1304 in the photoelectric conversion element 1301 on the faces side on which the common electrode 1302, the photoelectric conversion layer 1304 is attached, and that an insulating layer 1306 is attached to the independent electrode 1303 . 1307 denotes a counter electrode to the independent electrode 1303 . This electrode 1303 , the insulating layer 1306 and the electrode 1307 form a capacitor. 1305 denotes the substrate.

Die Ausführung des fotoelektrischen Wandlerelements, bei der der Kondensator mit dem Element verbunden ist, ist prinzipiell in dem in Fig. 5 gezeigten Schaltbild dargestellt. Bei diesem Aufbau können die elektrischen Eingangssignale aus den jeweiligen fotoelektrischen Wandlerelementen zunächst einmal in dem Kondensator als Ladungsmenge gesammelt werden, wonach dann diese Ladungsmenge als Eingangs signal in den Zeitfolgesignal-Umsetzabschnitt 503 einge geben wird.The design of the photoelectric converter element, in which the capacitor is connected to the element, is shown in principle in the circuit diagram shown in FIG. 5. With this structure, the electrical input signals from the respective photoelectric conversion elements can first be collected in the capacitor as an amount of charge, after which this amount of charge is then input as an input signal into the time sequence signal conversion section 503 .

Als Materialien zur Ausbildung der fotoelektrischen Wandlerschicht können die vorangehend genannten ver wendet werden. Da im einzelnen a-Si bessere Eigen schaften, die noch beschrieben werden, als die anderen Materialien hat, ist es möglich, einen fotoelektrischen Wandlerabschnitt mit überlegener Güte zu schaffen, wenn die fotoelektrische Wandlerschicht ganz oder zum Teil aus a-Si hergestellt wird.As materials for the formation of photoelectric Converter layer can ver the aforementioned be applied. Since in particular a-Si better eigen which are still described as the others Has materials, it is possible to use a photoelectric To create converter section with superior goodness, though the photoelectric converter layer in whole or in part is made from a-Si.

Die Eigenschaften des a-Si bestehen darin, daß es trotz seiner amorphen Form p- und n-leitend sein kann, über im wesentlichen den ganzen Bereich sichtbaren Lichts Empfindlichkeit zeigt, eine hohe Fotoempfindlichkeit hat, einen großen Lichtabsorptions koeffizienten hat, die Herstellung eines fotoelektrischen Wandlerabschnitts mit einer großen Lichtempfangsfläche erlaubt, da es amorphe Form hat und daher keiner Ein schränkung hinsichtlich des Formats der Lichtempfangs fläche des auszubildenden fotoelektrischen Wandler abschnitts unterliegt und keinerlei Gefährdung für Menschen oder Umweltverschmutzung herbeiführt. Das Material ist daher für die Informationsverarbeitungsvorrichtung ideal und äußerst wirksam. The properties of a-Si are that it despite its amorphous shape, p- and n-conductive can be covering essentially the whole area visible light sensitivity shows a high Has photosensitivity, a large light absorption has coefficient, the production of a photoelectric Transducer section with a large light receiving area allowed because it has amorphous form and therefore no one restriction on the format of light reception area of the photoelectric converter to be trained section is subject and does not endanger people or causes pollution. The material is therefore for the information processing device ideal and extremely effective.

Um zu ermöglichen, mit der fotoelektrischen Wandlereinrichtung auch Farbinformationen zu verarbeiten, können unterschied liche Verfahren angewandt werden, die wirkungsvoll auf dem Gebiet der gewöhnlichen Bildverarbeitungs technik verwendet werden, wie beispielsweise ein Ver fahren, bei dem direkt an der Lichtempfangsfläche des fotoelektrischen Wandlerabschnitts drei Farb filterbeschichtungen für Blau, Grün und Rot ange bracht 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 fotoelektrischen Wandlerabschnitts aufgebracht ist, oder ein Verfahren, bei dem die Lichtbestrahlung dreimal unter jeweiligem Wechseln von drei Farbfiltern für Blau, Grün und Rot erfolgt.To make it possible with the photoelectric conversion device too Processing color information can make a difference processes that are effective in the field of ordinary image processing technology are used, such as a ver drive, directly at the light receiving surface of the photoelectric conversion section three colors filter coatings for blue, green and red are brought, each separately and in Form a mosaic, a process in which on a separate substrate and in mosaic style three color filter coatings for Blue, green and red are formed and then this Substrate using an adhesive or Like. On the light receiving surface of the photoelectric Transducer section is applied, or a method where the light irradiation three times under each Change from three color filters for blue, green and red he follows.

Im folgenden wird die Herstellung von fotoelektrischen Wandlerelementen und ladungsgekoppelten Registern (CCDR) als Zeitfolgesignal- Umsetzabschnitt näher erläutert.The following is the manufacture of photoelectric conversion elements and charge coupled registers (CCDR) as Time sequence signal Implementation section explained in more detail.

example 1 a) Making a one-dimensional elongated photoelectric converter section

Ein Glas-Substrat mit den Dimensionen 10 mm × 250 mm × 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.A glass substrate with the dimensions 10 mm × 250 mm × 2 mm was sufficient with a neutral detergent, Ultrasonic waves, flowing water, pure water, a mixture of ethyl alcohol and caustic potash, again pure water and ultrasonic waves in the above Order cleaned, after which it was dried.

Auf dieses gereinigte Substrat wurde Aluminium in einer Dicke von 1 µm durch Vakuumaufdampfen bei einem Vakuum von 7 × 10^-4 Pa (5 × 10^-6 Torr) aufgedampft. Nach dem Aufdampfen des Aluminiums wurde das aluminium beschichtete Substrat in eine gesonderte Ablagerungs kammer gebracht. Dann wurden in diese Kammer SiH₄- und PH₃-Gase bei einem Vakuum von 1,33 × 10^-3 Pa (1 × 10^-5 Torr) eingeführt, wonach der Druck in der Ablagerungs kammer auf ungefähr 133,3 Pa (1 Torr) gehalten wurde. 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 µm abzulagern. Als nächstes wurde die Zufuhr des PH₃-Gases unterbrochen und B₂H₆-Gas in die Ablagerungs kammer eingeleitet. In dieser Atmosphäre aus SiH₄- Gas und B₂H₆-Gas wurde die Ablagerung von p-a-Si bis zum Erreichen einer Dicke von 0,3 µm fortgesetzt. Die Temperatur des Substrats wurde während der Glimm entladungsablagerung auf 300°C gehalten.Aluminum was evaporated to a thickness of 1 μm on this cleaned substrate by vacuum evaporation under a vacuum of 7 × 10 ^-4 Pa (5 × 10 ^-6 Torr). After the aluminum had been evaporated, the aluminum-coated substrate was placed in a separate deposition chamber. Then SiH₄ and PH₃ gases were introduced into this chamber at a vacuum of 1.33 × 10 ^-3 Pa (1 × 10 ^-5 Torr), after which the pressure in the deposition chamber was raised to approximately 133.3 Pa (1 Torr) was held. Subsequently, high-frequency electrical power at 13.56 MHz was supplied via an induction coil wound around the outside of the deposition chamber, in order to bring about a glow discharge within the deposition chamber and thus deposit amorphous n-silicon or na-Si in a thickness of 1 μm. Next, the supply of PH₃ gas was interrupted and B₂H₆ gas introduced into the deposition chamber. In this atmosphere of SiH₄ gas and B₂H₆ gas, the deposition of pa-Si was continued until it reached a thickness of 0.3 µm. The temperature of the substrate was kept at 300 ° C during the glow discharge deposition.

Das Substrat, an welchem die Filme aus Aluminium, n-a-Si und p-a-Si ausgebildet waren, wurde unter Unter brechung des Vakuumzustands der Kammer entnommen, wonach ein Fotolack aufgebracht wurde. Nach Aufbringen des Fotolacks wurde durch Belichtung mit einer Quecksil berlampe und nachfolgendes Entwickeln ein Bildelement muster des Fotolacks an dem p-a-Si über eine Maske mit einem derartigen vorbestimmten Bildelementemuster gebildet. Unter Verwendung einer Ätzflüssigkeit (für das Ätzen des a-Si: HF/HNO₃ im Verhältnis 1/5; für das Ätzen des Al: H₂PO₄/CH₃COOH/HNO₃/H₂O im Verhältnis 35/7/1/7) wurde der nicht mit dem Fotolack 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 µm aufgebracht, um damit einen SiO₂-Film an dem Fotolack-Film und dem geätzten Bereich zwischen den Bildelementen abzulagern.The substrate on which the aluminum films n-a-Si and p-a-Si were formed under the vacuum state of the chamber is removed, after which a photoresist was applied. After applying the Photoresists were made by exposure to a mercury lamp and subsequent developing an image element Pattern the photoresist on the p-a-Si over a mask with such a predetermined picture element pattern educated. Using an etching liquid (for the Etching the a-Si: HF / HNO₃ in the ratio 1/5; for the Etching of the Al: H₂PO₄ / CH₃COOH / HNO₃ / H₂O in the ratio 35/7/1/7) was not covered with the photoresist Partial etched around the p-a-Si, the n-a-Si and the aluminum film according to the picture element pattern to remove. After drying sufficiently after Etching was sprayed on a SiO₂ film in one Thickness of 3 microns applied to a SiO₂ film on the photoresist film and the etched area between to deposit the picture elements.

Nach der Ablagerung des SiO₂-Films wurde erneut der Vakuumzustand aufgehoben und das Substrat aus der Ab lagerungskammer herausgenommen, wonach der Fotolack in einer Ablöseflüssigkeit entfernt wurde. In diesem Fall blieb der SiO₂-Film als Isolierelement zwischen den Bildelementen stehen. Danach wurde über die Aluminium elektrode (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 µm mittels des Vakuumaufdampfver fahrens abgelagert, wodurch die Y-Elektrode gebildet wurde. Die Breite dieses Aluminiumfilms kann im Ver gleich zu derjenigen der X-Elektrode sehr klein sein. Die Fig. 12 zeigt das Prozeßablaufdiagramm der vorstehend beschriebenen Herstellungsschritte.After the deposition of the SiO₂ film, the vacuum state was released again and the substrate was removed from the deposition chamber, after which the photoresist was removed in a stripping liquid. In this case, the SiO₂ film remained as an insulating element between the picture elements. Thereafter, aluminum was deposited over the aluminum electrode (X electrode), the na-Si film and the pa- Si film in the form of a crossing of these films in a thickness of 1 μm by means of the vacuum evaporation process, thereby forming the Y electrode has been. The width of this aluminum film can be very small compared to that of the X electrode. Figure 12 shows the process flow diagram of the manufacturing steps described above.

b) Creation of the Charge Coupled Register (CCDR)

Zuerst wurde an einem p-Silicium-Plättchen (Substrat) durch Erwärmung desselben ein SiO₂-Film mit einer Dicke von 500 nm einem thermischen Anwachsen unterzogen. Darauf folgend wurden unnötige Teilbereiche des SiO₂-Films an dem Substrat durch ein Fotogravurverfahren entfernt, um eine Mehrzahl von Sourcezonen und eine einzige Drain zone auszubilden. Dann wurde durch Wärmediffusion Phos phor 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 gezüchtet, wodurch ein Gate-Oxidfilm ausge bildet wurde. Darauffolgend wurde durch Vakuumaufdampfen, Fotogravur 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. 13 stellt das Prozeß folgediagramm der Herstellungsschritte dar. First, a SiO₂ film with a thickness of 500 nm was subjected to thermal growth on a p-silicon plate (substrate) by heating the same. Subsequently, unnecessary portions of the SiO₂ film on the substrate were removed by a photo-engraving method to form a plurality of source zones and a single drain zone. Then phosphor was diffused into the substrate by heat diffusion. Subsequently, the remaining SiO₂ film on the substrate was completely removed by means of an etching treatment. Then, an SiO₂ film with a film thickness of 200 nm was thermally grown again by heating, whereby a gate oxide film was formed. Subsequently, an aluminum gate electrode was formed by vacuum deposition, photoengraving and heat oxidation treatment. The remaining process steps for forming the charge-coupled register, that is, the perforation of the contact portion, the aluminum wiring and the heat treatment were carried out by an ordinary method, whereby a charge-coupled register with a plurality of source zones, a single drain zone and a transfer portion could be achieved. FIG. 13 illustrates the process sequence diagram illustrates the manufacturing steps.

Nach der Herstellung des fotoelektrischen Wandlerab schnitts und des (bei diesem Ausführungsbeispiel durch das ladungsgekoppelte Register gebildeten) Zeitfolge signal-Umsetzabschnitts in der vorstehend beschriebenen Weise wurde die Y-Elektrode des fotoelektrischen Wand lerabschnitts mit Masse verbunden, während die jeweiligen X-Elektroden in 1 : 1-Beziehung über Leitungsdrähte jeweils mit den Sourceelektroden in dem Register verbunden wurden. Die auf diese Weise erzielte Verbindung des Wandlerab schnitts mit dem Umsetzabschnitt wurde in der schematisch in Fig. 14 gezeigten Lage als Eingabeeinheit in das Haupt gehäuse eines 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.After the manufacture of the photoelectric converter section and the time sequence signal conversion section (formed in this exemplary embodiment by the charge-coupled register) in the manner described above, the Y electrode of the photoelectric converter section was connected to ground, while the respective X electrodes in FIG. 1: 1 relationship were connected to the source electrodes in the register via lead wires, respectively. The connection of the transducer section to the conversion section obtained in this way was installed in the position shown schematically in FIG. 14 as an input unit in the main housing of a copying machine in which an ink jet system was used as the output unit; With this copier, an A4 original image was reproduced. A very clearly reproduced image with high image resolution and high image quality could be achieved.

In Fig. 14 bezeichnet 2001 eine Bildvorlage, während 2007 die Lichtempfangsfläche des fotoelektrischen 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 ange bracht. 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 einge setzt 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. 14, 2001 denotes an original, while 2007 denotes the light receiving surface of the photoelectric conversion section. Between the image template 2001 and the light receiving surface 2007 , a gap 2002 with a predetermined width and an optical system 2003 are placed in predetermined positions. 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 inserted between the lens system 2004 and the lens system 2006 . The scanning for reading the image template 2001 can take place over the entire area of the image template 2001 by relative movement of the image template 2001 and the optical system 2003 including the light sources 2008-1 and 2008-2 . In this case, "movement of the optical system 2003 " means the movement of any of the elements forming the optical system 2003 .

Example 2 a) Production of a two-dimensional photoelectric converter section

Entsprechend den in dem Ablaufdiagramm in Fig. 12 gezeigten Prozeßschritten wurde der fotoelektrische Wandlerabschnitt folgendermaßen hergestellt:
Ein Glas-Substrat mit dem Format 210 mm × 300 mm × 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.According to the process steps shown in the flowchart in Fig. 12, the photoelectric conversion section was manufactured as follows:
A glass substrate with the format 210 mm × 300 mm × 2 mm was sufficiently cleaned with neutral detergent, ultrasonic waves, flowing water, pure water, a mixture of ethyl alcohol and caustic potash, again pure water and ultrasonic waves in the order mentioned, after which the substrate was dried.

Danach wurde durch das Vakuumaufdampfverfahren bei einem Vakuum von 7 × 10^-4 Pa (5 × 10^-6 Torr) auf dieses Substrat Aluminium in einer Filmdicke von 1 µm aufge dampft. Nach der Ablagerung des Aluminiumfilms wurde in die Ablagerungskammer SiH₄-Gas und PH₃-Gas einge leitet und der Druck innerhalb der Kammer bei 133 Pa (1 Torr) gehalten. Durch Zufuhr von elektrischer Hoch frequenzleistung mit 13,56 MHz über eine um das Äußere der Ablagerungskammer gewickelte Induktions spule wurde darauffolgend in der Ablagerungskammer eine Glimmentladung herbeigeführt, um dadurch an dem abgelagerten Aluminiumfilm n-a-Si in einer Dicke von 1 µm abzulagern. Danach wurde die Zufuhr des PH₃-Gases in die Ablagerungskammer beendet und statt dessen B₂H₆- Gas eingeleitet, um darauffolgend in der Gasatmosphäre aus SiH₄ und B₂H₆ einen p-a-Si-Film in einer Dicke von 0,3 µm abzulagern. Während dieser Glimmentladungs ablagerung wurde das Substrat auf einer Temperatur von 300°C gehalten.Thereafter, aluminum was evaporated onto this substrate in a film thickness of 1 μm by the vacuum evaporation method at a vacuum of 7 × 10 ^-4 Pa (5 × 10 ^-6 Torr). After the deposition of the aluminum film, SiH₄ gas and PH₃ gas were passed into the deposition chamber and the pressure inside the chamber was kept at 133 Pa (1 torr). By supplying high-frequency electrical power at 13.56 MHz via an induction coil wound around the outside of the deposition chamber, a glow discharge was subsequently brought about in the deposition chamber, to thereby deposit na-Si in a thickness of 1 μm on the deposited aluminum film. Then the supply of the PH₃ gas was stopped in the deposition chamber and instead B₂H₆ gas was introduced in order to subsequently deposit a pa-Si film in a thickness of 0.3 μm in the gas atmosphere made of SiH₄ and B₂H₆. During this glow discharge deposition, the substrate was kept at a temperature of 300 ° C.

Das Substrat, auf dem aufeinanderfolgend der aufge dampfte Al-Film, der n-a-Si-Film und der p-a-Si-Film aufgeschichtet waren, wurde unter Aufheben des Vakuum zustands der Ablagerungskammer entnommen. Auf dieses Substrat wurde ein Fotolack aufgebracht, wonach ein Bildelementemuster des Fotolacks 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 Verwen dung der bei dem vorhergehenden Beispiel 1 genannten Ätzflüssigkeit der nicht vom Fotolack bedeckte Teilbe reich 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 successively the up vaporized Al film, the n-a-Si film and the p-a-Si film were piled up, breaking the vacuum state taken from the deposition chamber. On this The substrate became a photoresist upset, after which a picture element pattern of the photoresist on the p-a-Si film over a mask with such a predetermined picture element pattern by exposure with a mercury lamp and subsequent development of the pattern was formed. After that was under use extension of those mentioned in Example 1 above Etching liquid the part not covered by the photoresist richly etched around the p-a-Si film, the n-a-Si film and the Al film according to the picture element pattern to remove from the substrate.

Nach ausreichendem Trocknen nach dem Ätzen wurde durch Aufsprühen ein SiO₂-Film in einer Dicke von 3 µm aufgebracht, wobei der SiO₂-Film auf den Foto lackfilm und die geätzten Bereiche zwischen den jeweili gen Bildelementen abgelagert wurde. After drying sufficiently after the etching was completed by spraying a SiO₂ film in a thickness of 3 µm applied, the SiO₂ film on the photo paint film and the etched areas between the respective was deposited against picture elements.

Nach der Ablagerung des SiO₂-Films wurde erneut der Vakuumzustand aufgehoben und das Substrat der Ablage rungskammer entnommen, wonach der Fotolack in einer Ablöseflüssigkeit entfernt wurde. Der SiO₂-Film blieb nur zwischen den Bildelementen als Isolierteil stehen.After the SiO₂ film was deposited again Vacuum state released and the substrate of the tray Removed chamber, after which the photoresist in a Removal liquid has been removed. The SiO₂ film remained only stand between the picture elements as an insulating part.

b) Creation of the Charge Coupled Register (CCDR)

Entsprechend dem in Fig. 13 gezeigten Ablaufdiagramm wurde das Register auf folgende Weise geformt:According to the flow chart shown in Fig. 13, the register was shaped in the following manner:

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 Fotogravur entfernt, um eine Mehrzahl von Source bereichen und einen einzigen Drainbereich zu bilden. Danach wurde in das Substrat thermisch Phosphor ein diffundiert. Darauffolgend wurde der restliche SiO₂ Film an dem Substrat durch Ätzen völlig entfernt. Dann wurde wieder an dem Substrat durch Erwärmen desselben thermisch ein SiO₂-Film mit einer Dicke von 200 nm gezüchtet, um damit einen Gate-Oxidfilm zu bilden. Darauffolgend wurde durch Vakuumaufdampfen, Fotogravur und Wärmeoxidationsbehandlung eine Aluminium-Gate elektrode ausgebildet. Die übrigen Prozeßschritte für die Herstellung dieses Registers, d. h. die Lochung des Kontaktabschnitts, die Aluminiumverdrahtung und die Wärmebehandlung wurden nach einem gewöhnlichen Ver fahren ausgeführt, wodurch ein ladungsgekoppeltes Register mit einer Mehrzahl von Sourcebereichen, einem einzigen Drainbereich und einem Übertragungsabschnitt hergestellt werden konnte. First, on a p-silicon plate (substrate) by heating the same with a SiO₂ film grown to a thickness of 500 nm. Following were unnecessary portions of the SiO₂ film on the substrate removed by photoengraving to a variety of source areas and form a single drain area. Thereafter, phosphorus was thermally incorporated into the substrate diffuses. Subsequently, the remaining SiO₂ Film on the substrate completely removed by etching. Then was again on the substrate by heating the same thermally an SiO₂ film with a thickness of 200 nm grown to form a gate oxide film. This was followed by vacuum deposition, photo engraving and heat oxidation treatment an aluminum gate electrode trained. The remaining process steps for the establishment of this register, d. H. the perforation of the contact section, the aluminum wiring and the heat treatment was carried out according to an ordinary Ver drive run, creating a charge coupled Register with a plurality of source areas, one single drain region and a transmission section could be made.

Nach der auf die vorstehend beschriebene Weise er folgten Herstellung des fotoelektrischen Wandlerab schnitts und des (bei diesem Ausführungsbeispiel durch das ladungsgekoppelte Register gebildeten) Zeitfolgesignal-Umsetzabschnitts wurden die jeweiligen X-Elektroden (Zeilenelektroden) des fotoelektrischen 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. 15 gezeigten Lage als Eingabeeinheit in das Hauptgehäuse eines Kopiergeräts eingebaut, bei dem als Ausgabeeinheit ein Tintenstrahlsystem ver wendet 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 the manufacture of the photoelectric converter section and the time sequence signal conversion section (formed in this embodiment by the charge-coupled register in this embodiment), the respective X electrodes (row electrodes) of the photoelectric converter section were each connected to one terminal of the row selection signal generator section , while the respective Y electrodes (column electrodes) were each connected to one of the source regions of the register in a 1: 1 relationship by means of a lead wire. This assembled unit was installed in a position shown schematically in FIG. 15 as an input unit in the main body of a copying machine, in which an ink jet system was used as an output unit; an image in A4 format was reproduced with the copier. A very clearly reproduced image with high image resolution and high image quality could be achieved.

In der Fig. 15 bezeichnet 2101 eine Bildvorlage, während 2102 die Lichtempfangsfläche des fotoelektri schen Wandlerabschnitts bezeichnet. Zwischen der Bild vorlage 2101 und der Lichtempfangsfläche 2102 ist in einer vorbestimmten Stellung ein optisches Abbildungs system 2103 angeordnet. 2104 bezeichnet Lichtquellen für die Beleuchtung der Oberfläche der Bildvorlage. Das optische System 2103 ist bewegbar angebracht, so daß die Bildvorlage auf der Lichtempfangsfläche fokussiert werden kann.In Fig. 15, 2101 denotes an image, while 2102 denotes the light receiving surface of the photoelectric conversion section. Between the image template 2101 and the light receiving surface 2102 , an optical imaging system 2103 is arranged in a predetermined position. 2104 denotes light sources for illuminating the surface of the original image. 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-Leucht dichte entlang des Umfangs des Vorlagebilds selbst dann ab sinkt, wenn eine Projektionslinse im wesentlichen keine Vignettierung hat, kann die Leucht dichte entlang der Umfangsfläche der Bildvorlage 2101 höher als die Leuchtdichte am Mittelteil der Bildvor lagen-Fläche gewählt werden, um die Bildflächen-Leucht dichte an der Lichtempfangsfläche gleichförmig zu machen. Als ein Verfahren für eine derartige Korrektur sind ge mäß der Darstellung in Fig. 15 die Lichtquellen 2104 für die Beleuchtung längs des Umfangs der Bildvorlage 2101 angeordnet.Since in the lighting system the screen luminance decreases along the circumference of the original image even when a projection lens has essentially no vignetting, the luminance along the peripheral surface of the image template 2101 can be higher than the luminance at the central part of the image template surface to make the screen luminance uniform at the light receiving surface. As a method for such a correction, the light sources 2104 for the illumination are arranged along the circumference of the image template 2101 as shown in FIG. 15.

Claims

1. Photoelectric converter device with

a) a common substrate,
b) a plurality of photoelectric converter elements, which are provided on the common substrate and each have a pair of electrodes and a semiconductor region,
c) wherein one of the electrodes of each transducer element is designed as a signal line in the form of a strip-shaped layer on the substrate, and
d) a time sequence signal conversion section,

dadurch gekennzeichnet,characterized,

e) that the semiconductor areas of the respective photo electrical transducer elements are separated from one another,
f) that on one side of the striped layer an insulating layer is provided and
g) that abge on the strip-shaped layer facing side of the insulating layer a conductive layer is provided, which together with the strip-shaped Layer forms a storage capacity.

2. Photoelectric converter device according to claim 1, characterized in that the photoelectric Transducer elements have a silicon thin film as a semiconductor region and are photovoltaic elements.

3. Photoelectric converter device according to claim 2, characterized in that the photovoltaic Ele elements formed in the silicon thin film p-n-over have gear.

4. Photoelectric converter device according to claim 2, characterized in that the silicon thin film with a Schottky bar for the electrodes in contact riere forms.

5. Photoelectric converter device according to one of the preceding claims, characterized in that the storage capacity next to or below the respective photo electrical converter element is formed.

6. Photoelectric converter device according to one of the preceding claims, characterized in that between the individual semiconductor areas of fotoelek trical transducer elements on the same substrate Insulating layer is provided.

7. Photoelectric converter device according to claim 6, characterized in that the insulating layer of Storage capacity consists of the same material as that vorese between the photoelectric transducer elements hene insulating layer.

8. Photoelectric converter device according to one of the preceding claims, characterized in that the photoelectric transducer elements and the time sequence signal conversion section as a unit on the same sub are trained.

9. Photoelectric converter device according to one of the Claims 1 to 7, characterized in that the photo electrical transducer elements on a surface side of the substrate and the timing signal conversion section provided on the opposite surface side of the substrate are.