DE3503048A1 - Zweidimensionale bildlesevorrichtung - Google Patents

Zweidimensionale bildlesevorrichtung

Info

Publication number
DE3503048A1
DE3503048A1 DE19853503048 DE3503048A DE3503048A1 DE 3503048 A1 DE3503048 A1 DE 3503048A1 DE 19853503048 DE19853503048 DE 19853503048 DE 3503048 A DE3503048 A DE 3503048A DE 3503048 A1 DE3503048 A1 DE 3503048A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electrodes
image reading
reading unit
type layer
dimensional image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19853503048
Other languages
English (en)
Other versions
DE3503048C2 (de
Inventor
Masataka Tenri Nara Itoh
Shohichi Yamatokoriyama Nara Katoh
Satoshi Nara Nishigaki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Publication of DE3503048A1 publication Critical patent/DE3503048A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3503048C2 publication Critical patent/DE3503048C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/024—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original
    • H04N1/028—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up
    • H04N1/02805—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up with photodetectors arranged in a two-dimensional array
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14665—Imagers using a photoconductor layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. phototransistors
    • H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
    • H01L31/102—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier or surface barrier
    • H01L31/105—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier or surface barrier the potential barrier being of the PIN type
    • H01L31/1055—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier or surface barrier the potential barrier being of the PIN type the devices comprising amorphous materials of Group IV of the Periodic System
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/024—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original
    • H04N1/028—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/04—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa
    • H04N1/19—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa using multi-element arrays
    • H04N1/195—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa using multi-element arrays the array comprising a two-dimensional array or a combination of two-dimensional arrays

Description

VON KREISLER SCHONWALD EISHOLD FUES VON KREISLER KELLER SELTING WERNER
PATENTANWÄLTE
Dr.-Ing. von Kreisler 11973
Anmelder in: Dr.-Ing. K. W. Eishold 11981
SHARP KABUSHIKI KAISHA Dr.-Ing. K. Schönwald
Dr. J. F. Fues
22-22 Nagaike-Cho Dipl-Chem. Alek von Kreisler
Dipl.-Chem. Carola Keller
AbenO-ku Dipl.-Ing. G. Selting
^ r, * rr * -r Dr. H.-K. Werner
OSAKA, Japan
DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF
D-5000 KÖLN 1
28. Januar 1985
Sg-DB/my
Zweidimensionale Bildlesevorrichtung
Die Erfindung betrifft eine zweidimensionale Bildlesevorrichtung, insbesondere eine Festkörper-Abbildeeinheit, die ohne mechanische oder optische Abtasteinrichtung ein Bild auf einer Vorlage erkennt, die unmittelbar auf der Abbildeeinheit liegt.
Eine Bildlesevorrichtung wird z.B. für eine Faksimile-Einrichtung oder einen intelligenten Kopierer benutzt. Bei der bekannten Bildlesevorrichtung wird die Dokumentvorlage nach dem sogenannten Schlitzabtastverfahren gelesen, bei dem die Dokumentvorlage in einem Schlitz belichtet wird, der über die gesamte Dokumentvorlage optisch oder mechanisch abgetastet wird. Das Schlitzbild, das im allgemeinen mit Hilfe eines geeigneten optischen Linsensystems auf kleinere Größe reduziert wird, wird von der Festkörper-Abbildeeinheit erkannt und gelesen, die in eindimensionaler Anordnung so gestaltet ist, daß mehrere Abbildeelemente, z.B. vom
Telefon: (0221) 131041 · Telex: 8882307 dopa d · Telegramm: Dompatent Köln
CCDs- oder MOS-Typ gerade ausgerichtet sind.
Eine typische bekannte Festkörper-Abbildeeinheit ist etwa 30 mm lang und deshalb muß ein verhältnismäßig langer optischer Weg zwischen dem Vorlagedokument, bei dem das Schlitzbild hergestellt wird und der Abbildeeinheit, bei der das Schlitzbild reproduziert wird, vorgesehen werden. Daher war es schwierig, eine Bildlesevorrichtung gedrungener, kompakter Größe herzustellen. Außerdem war bei einer solchen bekannten Bildlesevorrichtung die Justierung des optischen Systems, z.B. die Fokuseinstellung, sehr schwierig und verlangte große Erfahrung. Ferner entstanden viele andere Probleme, z.B. ungenügende Lichtintensität in den Randzonen und problematische Bildzerlegbarkeit.
Zur Überwindung der beschriebenen Probleme wurde eine Bildlesevorrichtung des Kontakttyps vorgeschlagen. Bei dieser Vorrichtung wird ein eindimensionaler Festkörper-Bildsensor verwendet, der ohne Bildverkleinerung mittels einer Faserlinsengruppe, die sich zwischen der Dokumentvorlage, an der das Schlitzbild erzeugt wird und der Abbildeeinheit erstreckt, ein Schlitzbild direkt erkennen und lesen kann. Infolge des Kontakttyps der Bildlesevorrichtung wird jedoch eine verhältnismäßig große fotoelektrische Umsetzervorrichtung benötigt, die die gleichmäßige Ausbildung einer fotoleitfähigen Schicht auf einem verhältnismäßig großen Bereich verlangt. Bisher wird vorgeschlagen, zur Bildung einer eindimensionalen Festkörper-Abbildeeinheit des Kontakttyps eine CdS-CdSe-Schicht, eine amorphe Se-As-Te-Schicht oder amorphe Si-Schicht zu verwenden. In jedem Falle ist es zur Anwendung dieser Schichten bei einer Bildlesevorrichtung notwendig, eine Anordnung zur Abtastung der Dokumentvorlage oder zur Abtastung des op-
BAD
tischen Linsensystems gemeinsam mit der Abbildeeinheit über die Dokumentvorlage vorzusehen, wodurch der Aufbau sperrig und kompliziert wird.
Die Erfindung soll die beschriebenen Nachteile beheben und eine ihrer wesentlichen Aufgaben besteht in der Schaffung einer verbesserten Bildlesevorrichtung mit einer zweidimensionalen Festkörper-Abbildeeinheit, die das Vorlagebild ohne mechanische oder optische Abtasteinrichtung erkennen und lesen kann.
Auch soll eine verbesserte Bildlesevorrichtung fotoelektrisches Material mit einer PIN-Struktur aufweisen, wodurch das SN-Verhältnis und die Empfindlichkeit der zweidimensionalen Festkörper-Abbildeeinheit verbessert werden.
Zur Lösung dieser und anderer Aufgaben ist eine zweidimensionale Bildleseeinheit erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine Schicht aus fotoelektrischem Material mit entgegengesetzten Flächen, mehrere zueinander parallele transparente Elektroden auf der einen Schichtfläche und mehrere opake Elektroden auf der anderen Schichtfläche, wobei die opaken Elektroden und die transparenten Elektroden sich kreuzen. An jeder Kreuzungsstelle der transparenten und der opaken Elektroden befindet sich eine Fotozelle.
Diese und andere Gegenstände und Merkmale der Erfindung werden unter Bezug auf die bevorzugte Ausführungsformen darstellenden Zeichnungen nachfolgend beschrieben, wobei gleiche Teile gleiche Bezugszeichen aufweisen. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Teilansicht der Struktur
des fotoelektrischen Materials einer zweidimensionalen Festkörper-Bildleseeinheit für eine Bildlesevorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2a einen Querschnitt längs der Linie H-II in Figur 1,
Fig. 2b eine Draufsicht auf die zweidimensional Festkörper-Bildleseeinheit nach Figur 1,
Fig. 3 ein Schaltschema zur Veranschaulichung eines Antriebskreises zum Antrieb der Fotozellen einer zweidimensionalen Festkörper-Bildleseeinheit nach Figur 1,
Fig. 4, 5, 6 und 7 graphische Darstellungen verschiedener Betriebscharakteristika der zweidimensionalen Festkörper-Bildleseeinheit,
Fig. 8 eine schematische Ansicht eines Systems, bei dem die zweidimensional Festkörper-Bildleseeinheit an verschiedene Vorrichtungen angeschlossen ist,
Fig. 9 einen Querschnitt durch eine andere, von der Anordnung nach Figur 2a abweichende Ausführungsform einer zweidimensionalen Festkörper-Bildleseeinheit und Fig. 10 und 11 Schaltbilder, die eine Operation zum Antrieb jeder Fotozelle zeigen.
Figuren 1, 2a und 2b zeigen Teilansichten einer zweidimensionalen Festkörper-Bildleseeinheit in vergrößertem Maßstab. Die zweidimensionale Festkörper-Bildleseeinheit besteht aus einem Substrat 1 aus elektrisch isolierendem Material, mehreren mit vorgegebenen Abständen parallel zueinander angeordneten Streifenelektroden 2, einer Halbleiterschicht 3 und mehreren Streifenelektro-0 den 4, die mit vorgegebenen Abständen parallel zueinander verlaufen. Streifenelektroden 2, die als X-Elektroden bezeichnet werden und Streifenelektroden 4, die als Y-Elektroden bezeichnet werden, sind auf den entgegengesetzten Flächen der Halbleiterschicht 3 angeordnet 5 und sie verlaufen senkrecht zueinander. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist die Halbleiterschicht 3 aus fotoelektrischem Material, z.B. einem hydrierten amorphen Silicium mit PIN-Struktur. An jedem Kreuzungspunkt von X-Elektrode und Y-Elektrode wird eine Fotozelle definiert.
Wenn es sich um eine Bildleseeinheit handelt, die ein Bild auf der Oberfläche der mit Streifenelektroden 2 ausgestatteten Halbleiterschicht 3 empfängt, müssen das Substrat 1 und die Streifenelektroden 2 aus transparenten Materialien und die Streifenelektroden 4 aus nicht transparentem Material hergestellt werden. Vorzugsweise besteht in diesem Falle das transparente Substrat 1 aus einer Glasplatte, während die transparenten Streifenelektroden 2 aus Indiumoxid (In3O3), Zinnoxid (SnO3) oder Indium-Zinnoxid (ITO) hergestellt sind. Nichttransparente Streifenelektroden 4 werden zweckmäßigerweise aus einem Film aus Al,Cr,Pt,In,In-Sn-Legierung, In-Ga-Legierung oder Ni-Cr-Legierung hergestellt.
Wenn es sich dagegen um eine Bildleseeinheit handelt, die ein Bild auf der Oberfläche der mit Streifenelektroden 4 ausgestatteten Halbleiterschicht 3 empfängt, müssen die Streifenelektroden 4 aus transparentem Material und die Streifenelektroden 2 sowie das Substrat 1 aus nicht transparenten Materialien hergestellt sein. In diesem Falle ist es zweckmäßig, das nicht transparente Substrat 1 aus einer Keramikplatte zu fertigen und die nicht transparenten Elektroden 2 aus einem Film 0 aus Al,Cr,Pt,In,In-Sn-Legierung, In-Ga-Legierung oder Ni-Cr-Legierung herzustellen. Transparente Elektroden 4 bestehen vorteilhafterweise aus Indiumoxid (In„O~), Zinnoxid (SnO„) oder Indium-Zinnoxid (ITO).
ORIGINAL irtSP
Figur 3 zeigt eine Ersatzschaltung der Bildleseeinheit mit einem Antriebskreis zum Antrieb der Fotozellen. X-Elektroden 2 sind an Schaltelemente 5 angeschlossen. Entsprechend sind Y-Elektroden 4 an Schaltelemente 6 angeschlossen. Jedes Schaltelement wird z.B. aus einem C-MOS-Transistor gebildet, dessen Tor an ein Schieberegister angeschlossen ist. Durch Steuersignale von senkrechten und waagerechten Abtastschaltungen 7 und 8 wird der Ein- und Aus-Betrieb jeder Fotozelle gesteuert.
Die verschiedenen Kennlinien der Fotozelle sind in den Diagrammen der Figuren 4 bis 7 dargestellt. Figur 4 zeigt Spannung-Stromkennlinien; Figur 5 zeigt Fotostrom-Helligkeitsintensitätskennlinien; Figur 6 zeigt Ein- und Aus-Ansprechzeiten bei verschiedenen Gegenvorspannungen und Figur 7 zeigt Definitionen von Ansprechzeiten t T, und t,.TTC/ die in dem Diagramm der Figur 6 benutzt werden. Aus diesen grafischen Darstellungen ist ersichtlich, daß die Fotozelle bei niedriger Spannung, z.B. unter 5 Volt arbeiten und trotzdem einen deutlichen Unterschied zwischen dem Strom im Dunkeln und bei Beleuchtung (statische Kennlinie), z.B. im Verhältnis
4 5
10 -10 erzielen kann. Ferner ist die Ansprechzeit für den Anstieg (90%) und den Abfall (10%) sehr ,kurz, z.B. unter 50 Mikrosekunden.
Da die Fotozelle aus hydriertem amorphem Silicium besteht, ist der effektive Durchgangswiderstand der p-Schicht oder η-Schicht verhältnismäßig niedrig, wodurch 0 sich ein unerwünschter Leckstrom zwischen benachbarten Fotozellen ergibt. Zur Verhinderung solcher Leckströme durch die Fotozellen ist es zweckmäßig, das hydrierte amorphe Silicium so zu behandeln, daß die p-Schicht und die η-Schicht durch Ätzung in ein Muster unterteilt werden, das den gleichen Aufbau wie die X- und Y-Elek-
troden aufweist. Eine solche Ätzung beeinflußt die Kennlinien der Fotozellen kaum. Die auf der lichtempfangenden Seite angeordnete Schicht soll vorzugsweise sehr dünn, z.B. 5 bis lOOnm sein, um Lichtintensitätsverluste in der Schicht zu verhindern. Zur Unterbindung von Pinhole-Fehlern und zur Verhinderung jeglicher Stromintrusion hat die i-Schicht eine Dicke zwischen 0,5 und 5 μπι, vorzugsweise zwischen 1 bis 3 μΐη mit einem Durchgangswiderstand größer als 10 Ohm-cm,
9
vorzugsweise 10 Ohm-cm. Verschiedene Ausführungsformen
sind nachfolgend beschrieben.
Ausführungsform 1
Das Substrat 1 wird aus Pyrexglas (140x70) mit einer Dicke von 1,1 mm hergestellt. Auf das Substrat 1 wird ein dünner Aluminiumfilm 2 mit einer Dicke von etwa 200 nm aufgedampft und danach wird durch Plasma-CVD eine amorphe p-Typ Silicium-Schicht 3-1 (Fig.2) mit einer Dicke von etwa 100 nm niedergeschlagen. Anschließend werden mittels des bekannten fotolithografischen Verfahrens Aluminiumschicht 2 und amorphe p-Typ-Silicium-Schicht 3-1 gemeinsam geätzt, um mehrere parallele Streifenelektroden 2 in einer Aufteilung von vier Elektroden pro Millimeter zu bilden. Als Ätzmittel wird HF-HNO3-CH3COOH verwendet. Zur Ätzung kann jedes andere bekannte Verfahren, z.B. das Trockenverfahren mit Reaktionstyp-Ionenätzung unter Verwendung von CF. eingesetzt werden. Nach Bildung der Streifen wird auf diesen 0 die i-Typ-Schicht 3-2 mit einer Dicke von etwa 1 μπι gebildet und anschließend wird die amorphe n-Typ-Silicium-Schicht 3-3 mit einer Dicke von 20 nm geformt, wodurch die als Fotozellen dienenden PIN-Dioden entstehen.
Die amorphe Silicium-Schicht wird durch folgende Schritte erzeugt: Die p-Typ-Schicht wird gebildet durch Glimmentladung von B-H, und SiH. mit einem Volumenverhältnis 100 0 ppm, verdünnt mit H2 in 10%; die i-Typ-Schicht wird gebildet durch Glimmentladung von SiH., verdünnt mit H„ in 30% und die n-Typ-Schicht wird gebildet durch Glimmentladung von PH_ und SiH. mit einem Volumenverhältnis 10000 ppm, verdünnt mit H„. Die Konditionen zur Durchführung der Glimmentladung sind folgende: Die Substrattemperatur beträgt 25O0C, der Gasdruck 0,67mbar und die RF-Leistung beträgt 100 Watt (80 mW/cm2).
Nach Herstellung der amorphen Silicium-Schicht werden durch RF-Zerstäubung auf der Silicium-Schicht transparente elektrisch leitende Elektroden 4 aus ITO (In-(XSnOp (5%))-Film mit einer Dicke von etwa lOOnm niedergeschlagen. Zur Bildung des Streifenmusters der Elektroden 4 dient ein Fotoresist-Muster von Streifen, die zueinander parallel, jedoch zu den Aluminium-Streifenelektroden 2 diese vorzugsweise senkrecht kreuzend mit einer vorgegebenen Rate, z.B. vier Streifen pro Millimeter verlaufen. Sowohl der ITO-FiIm als auch die amorphe n-Typ-Silicium-Schicht werden geätzt. Man erhält daher eine zweidimensionale Festkörper-Bildeinheit mit 400 X-Elektroden und 520 Y-Elektroden. Wie Figur 3 zeigt, ist jede X-Elektrode an den Antriebskreis 7 und jede Y-Elektrode an den Antriebskreis 8 angeschlossen.
0 Unter Verwendung der beschriebenen zweidimensionalen Festkörper-Bildleseeinheit B bei einem System, z.B. gemäß Figur 8, wurde ein Bildlesetest durchgeführt. Ein halbtransparentes Dokument A wurde direkt auf die Bildleseeinheit B gelegt und durch geeignetes Licht in Richtung der Pfeile von oben belichtet. Das von der
Bildleseeinheit B empfangene Signal wird zu einer Bildsignalverarbeitungseinrichtung C und weiter zu mehreren Anzeigeeinrichtungen D, z.B. einem Sichtanzeigegerät, einem grafischen Drucker und einer Bildspeichereinrichtung übertragen.
Ausführungsform 2
Bei dieser Ausführungsform ist die zweidimensionale Festkörper-Bildleseeinheit entgegengesetzt zu derjenigen des Ausführungsbeispiels 1 ausgebildet. Ein ITO-FiIm mit einer Dicke von 90 nm wird zunächst auf dem Pyrex-Glassubstrat durch RF-Zerstäubung niedergeschlagen. Dann wird mit Hilfe des Plasma-CVD-Verfahrens (CVD= Chemical Vapor Deposition) ein amorpher p-Typ-Silicium-Film von etwa 8 nm Dicke niedergeschlagen. Diese Filme werden in der vorstehend beschriebenen Weise gemeinsam so geätzt, daß mehrere parallele Streifenelektroden zu vier Streifen pro Millimeter gebildet v/erden.
Dann werden mit Hilfe der Glimmentladungs-Zersetzungstechnik unter Verwendung gewisser reaktiver Gase ein amorpher i-Typ-Silicium-Film von etwa 3 um Dicke und ein amorpher n-Typ-Silicium-Film von etwa 300 nm Dicke auf den Streifenelektroden geformt. Anschließend wird durch Zerstäubung ein Aluminium-Film von etwa 200 nm Dicke auf den n-Typ-Film aufgedampft. Dann werden der Aluminium-Film und der n-Typ-Film gemeinsam so geätzt, daß mehrere parallele Streifenelektroden entstehen, die sich mit den zuerst genannten parallelen Streifenelektroden kreuzen. Die Bedingungen und die Schritte zur Herstellung der amorphen Silicium-Schicht sind den in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel 1 beschriebenen sehr ähnlich.
Wenn die vorstehend erläuterte zweidimensionale Fest-
körper-Bildleseeinheit in der Art gemäß Figur 3 an Antriebsstromkreise angeschlossen und bei einem System gemäß Figur 8 angewendet wird, wird das Bild der Vorlage A sofort auf dem Sichtanzeigegerät angezeigt.
05
Ausführungsform 3
Bei dieser Ausführungsform werden Sperrdioden oder Dünnschichttransxstoren benutzt.
10
Figur 9 zeigt einen Querschnitt einer zweidimensionalen Festkörper-Bildleseeinheit gemäß dieser Ausführungsform 3. Diese Anordnung besteht im wesentlichen aus einem Bereich 9 einer Fotodiodengruppe, an dem das Licht gerichtet wird und aus einem Bereich 10 einer Sperrdiodengruppe, die Nebensprechstrome verhindert. Figur 10 zeigt ein Schaltschema ohne Sperrdiode. In einem solchen Falle ist es möglich, daß unerwünschter Strom längs eines Stromweges Y durch die das Bildelement D11
umgebenden Fotodioden fließt. Figur 11 zeigt ein Schaltschema einer zweidimensionalen Festkörper-Bildleseeinheit gemäß dieser Ausführungsform 3, bei dem jede Fotodiode D mit einer Sperrdiode D, gegenläufig in Reihe geschaltet ist. Wenn die Fotodiode D Licht
- ρ
empfängt, sorgt die von der Fotodiode D erzeugte Ladung für umgekehrte Vorspannung an der Sperrdiode D, , wodurch der Nebensprechstrom unterdrückt und verringert wird.
Anschließend v/erden die Schritte zur Herstellung der zweidimensionalen Festkörper-Bildleseeinheit gemäß dieser Ausführungsform beschrieben.
Der Bereich 9 der Fotodiodengruppe wird mit Hilfe der im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform erläu-
ORIGINAL
terten Schritte auf einem Substrat 11 gebildet. Bei dieser Ausführungsform ergeben sich folgende Dickenbemessungen: transparente ITO-Elektrode 12 = 150 ran; p-Typ-Schicht 13 = 10 nm; i-Typ-Schicht 14 = 1 um und n-Typ-Schicht 15 = 30 nm. Auf der Fotodiodengruppe 9 ist eine Sperrdiodengruppe 10 angeordnet. Zunächst wird durch Zerstäubung auf einer Grenzebene eine Lichtabschirmelektrode 16 niedergeschlagen, damit die Lichtstrahlen nicht in die Sperrdiodengruppe 10 eindringen können. Dann wird auf dieser eine amorphe n-Typ-Siliciumschicht 18 gebildet. Diese beiden Schichten werden gemeinsam geätzt, um mehrere parallele Streifen zu vier Streifen pro 1 Millimeter zu bilden, die dem gleichen sich mit den parallelen Streifenelektroden in der Fotodiodengruppe 9 deckenden Muster folgen. Die Streifenelektroden sind durch Isolationsmaterial 17, z.B. Si3N4, das durch Plasma CVD zwischen die Streifen gelangt, gegeneinander isoliert. Das Isolationsmaterial 17 wird in Streifen mit Kontaktmuster hergestellt, das demjenigen der Streifenelektroden entspricht. Dann werden die amorphen i-Typ- und p-Typ-Silicium-Schichten 19 und 20 angelegt. Die Dicke dieser Schichten und die Bedingungen zu ihrer Herstellung sind die gleichen wie bei der Fotodiodengruppe. Schließlich wird durch Zerstäubung eine Aluminiumschicht niedergeschlagen, die mit der n-Typ-Schicht geätzt wird, um mehrere Streifenelektroden 21 zu bilden, die sich senkrecht mit transparenten Streifenelektroden 12 schneiden. Da die Sperrdiodengruppe 10 Nebensprechstrom eliminiert oder unterdrückt, ist ein hohes Gleichrichtungsverhältnis erforderlich. Infolge der Sperrdiode der Ausführungsform 3 wurde ein Gleichrichtungsverhältnis bis zu 10 oder darüber für 2 Volt Vorspannung beobachtet.
5 Wenn man die zweidimensionale Festkörper-Bildleseein-
hext gemäß dieser Ausführungsform an die Antriebsstromkreise anschließt und in das in Figur 8 gezeigte System einbaut, wird unter Einsatz von Uhrimpulsen von 200 KHz in etwa 1 Sekunde ein Rahmen ausgelesen. Das S/N-Verhältnis überschritt 20 dB bei 100 Lux Belichtung und °5 einer Akkumulationszeit von etwa 3 Millisekunden.
Die Benutzung der zweidimensionalen Festkörper-Bildleseeinheit gemäß der Erfindung führt zu einer direkten Bildlese-Einrichtung mit verhältnismäßig einfachem Aufbau. Ferner läßt sich durch Verwendung von amorphem Silicium mit hoher Empfindlichkeit und hohem Lichtansprechvermögen in der Fotozelle eine ultraschnelle Bildleseeinrichtung schaffen, die mit der eindimensionalen Festkörper-Bildleseeinheit sehr schwierig herzustellen ist.
Da im übrigen das Vorlageblatt direkt auf die Abbildeeinheit aufgelegt werden kann, erübrigt sich eine Justierung des optischen Weges. Da ferner die zweidimensionale Festkörper-Bildleseeinheit verhältnismäßig große Abmessungen ähnlich der Vorlage hat, wird zur Herstellung der Bildleseeinheit keine hohe fotolithografische Technik benötigt. Beispielsweise können die Fotozellen und auch die Elektroden für den externen elektrischen Anschluß verhältnismäßig groß bemessen sein.
Abwandlungen und Änderungen der beschriebenen und dargestellten bevorzugten Ausführungsformen sind im Rahmen der Erfindung möglich, die durch die Ansprüche defi-0 niert ist.
BAD

Claims (10)

  1. -γ-
    ANSPRÜCHE
    Ii'/. Zweidimensionale Bildlese-Einheit,
    gekennzeichnet durch
    eine Halbleiterschicht (3) aus fotoelektrischem Material mit einer ersten Fläche und einer zweiten Fläche;
    mehrere auf der ersten Fläche der Halbleiterschicht (3) angeordnete zueinander parallele erste Elektroden (2) aus transparentem Material und durch
    mehrere auf der zweiten Fläche der Halbleiterschicht
    (3) angeordnete zueinander parallele zweite Elektroden
    (4) , die die ersten Elektroden (2) kreuzen.
  2. 2. Zweidimensionale Bildlese-Einheit nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    an jedem Kreuzungspunkt der ersten und zweiten Elektroden (2,4) eine Fotozelle definiert ist, an der eine Gegenvorspannung anliegt und die einen auf die Intensität des auf die Fotozelle auftreffenden Lichtes bezogenen Strom erzeugt.
  3. 3. Zweidimensionale Bildlese-Einheit nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Halbleiter-Schicht (3) aus amorphem Silicium mit PIN-Struktur besteht und aus einer zwischen einer p-Typ-Schicht (3-1) und einer n-Typ-Schicht (3-3) angeordneten i-Typ-Schicht (3-2) gebildet ist.
  4. 4. Zweidimensionale Bildlese-Einheit nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die p-Typ-Schicht (3-1) in parallele Streifen unterteilt ist, deren Muster dem Muster der parallelen Elektroden (2) auf der p-Typ-Schicht (3-1) entspricht und daß die n-Typ-Schicht (3-3) in parallele Streifen un-
    terteilt ist, deren Muster dem Muster der parallelen Elektroden (4) auf der n-Typ-Schicht (3-3) entspricht.
  5. 5. Zweidimensionale Bildlese-Einheit nach Anspruch 3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der spezifische Durchgangswiderstand der n-Typ-Schicht (3-3) kleiner als 10 Ohm-cm ist, daß der spezifische Durchgangswiderstand der i-Typ-Schicht (3-2) und der p-Typ-Schicht (3-1) jeweils größer als 10 Ohm-cm ist und daß die n-Typ-Schicht (3-3) in parallele Streifen unterteilt ist, deren Muster dem Muster der parallelen Elektroden (4) auf der n-Typ-Schicht (3-3) entspricht.
  6. 6. Zweidimensionale Bildleseeinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Dicke der n-Typ-Schicht (3-3) größer als 5 nm und kleiner als 100 nm ist und daß die Dicke der i-Typ-Schicht (3-2) größer als 0,5 μΐη und kleiner als 5 μΐη ist.
  7. 7. Zweidimensionale Bildleseeinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Dicke der p-Typ-Schicht (3-1) größer als 5 nm und kleiner als 100 nm ist und daß die Dicke der i-Typ-Schicht (3-2) größer als 0,5 μΐη und kleiner als 5 μπι ist.
  8. 8. Zweidimensionale Bildleseeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    gekennzeichnet durch eine weitere Halbleiterschicht, die mit einem zwischen die eine Halbleiterschicht und die ersten Elektroden eingefügten
    Lichtabschirmfilm (16) laminiert ist und die eine Gruppe von Sperrdioden (10) bildet.
  9. 9. Zweidimensionale Bildleseeinheit nach einem der An- °5 sprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Elektroden (2) auf der einen Fläche der Halbleiterschicht (3) aus transparentem Material bestehen und daß die Elektroden (4) auf der anderen Fläche der Halblei- ^O terschicht (3) aus opakem Material hergestellt sind.
  10. 10. Zweidimensionale Bildlesevorrichtung zum Lesen eines Bildes auf einer Vorlage mit einer zweidimensionalen Bildlese-Einheit gemäß den Ansprüchen 1 bis 9,
    gekennzeichnet durch ein erste Antriebsschaltung (7), die an die ersten Elektroden (2) angeschlossen ist und durch eine zweite Antriebsschaltung (8), die an die zweiten Elektroden (4) angeschlossen ist, so daß wenigstens eine der beiden Antriebsschaltungen (7,8) eine Signalreihe erzeugt, die ein Bild der Vorlage repräsentiert, die auf die mit den ersten Elektroden (2) versehene erste Fläche der Halbleiterschicht (3) aufgelegt ist.
DE19853503048 1984-02-01 1985-01-30 Zweidimensionale bildlesevorrichtung Granted DE3503048A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59017885A JPS60161664A (ja) 1984-02-01 1984-02-01 密着型二次元画像読取装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3503048A1 true DE3503048A1 (de) 1985-08-01
DE3503048C2 DE3503048C2 (de) 1992-09-03

Family

ID=11956156

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19853503048 Granted DE3503048A1 (de) 1984-02-01 1985-01-30 Zweidimensionale bildlesevorrichtung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4644406A (de)
JP (1) JPS60161664A (de)
DE (1) DE3503048A1 (de)
GB (1) GB2154368B (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0265067A2 (de) * 1986-10-15 1988-04-27 Energy Conversion Devices, Inc. Optische Abtastung hoher Auflösung und Verfahren
EP0494694A2 (de) * 1991-01-11 1992-07-15 Canon Kabushiki Kaisha Photoelektrischer Wandler und Bildverarbeitungsgerät denselben verwended
EP0583982A1 (de) * 1992-08-20 1994-02-23 Xerox Corporation Strahlsteuerungssensor für einen Rasterabtaster
EP0762720A2 (de) * 1995-08-29 1997-03-12 Sharp Kabushiki Kaisha Informationsauslesegerät
DE102014111341A1 (de) 2014-08-08 2016-02-11 Kaub GmbH & Co. KG Baum mit einer Wickelaufnahme für ein Segel und Rigg für ein Segelboot mit einem Baum, einem Mast und einem Segel

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2629939B1 (fr) * 1988-04-11 1991-01-25 Thomson Csf Dispositif de visualisation et d'ecriture
FR2629932B1 (fr) * 1988-04-11 1991-01-25 Thomson Csf Lecteur de documents
US4901153A (en) * 1988-08-10 1990-02-13 Seiko Instruments Inc. Image sensor with reduced surface reflection interference
US5708840A (en) * 1992-06-29 1998-01-13 Elonex I.P. Holdings, Ltd. Micro personal digital assistant
GB9315125D0 (en) * 1993-07-21 1993-09-01 Philips Electronics Uk Ltd Opto-electronic memory system
WO1996004600A1 (en) * 1994-08-03 1996-02-15 Elonex Technologies, Inc. Micro personal digital assistant
GB9524483D0 (en) * 1995-11-30 1996-01-31 Philips Electronics Nv Light sensing array device and apparatus incorporating such
GB9603052D0 (en) * 1996-02-14 1996-04-10 Philips Electronics Nv Image sensor
US20070007462A1 (en) * 2003-04-01 2007-01-11 Robert Stevens Large area detectors and displays
EP1642449A1 (de) * 2003-07-09 2006-04-05 Council For The Central Laboratory Of The Research Councils Bildaufnahmegerät mit einem grossflächigen elektronenvervielfacher
KR100568496B1 (ko) * 2004-10-21 2006-04-07 삼성전자주식회사 주석-인듐 합금층을 갖는 필름 회로 기판
US8525287B2 (en) 2007-04-18 2013-09-03 Invisage Technologies, Inc. Materials, systems and methods for optoelectronic devices
EP2143141A4 (de) 2007-04-18 2011-04-13 Invisage Technologies Inc Materialsysteme und verfahren für optoelektronische anordnungen
US20100044676A1 (en) 2008-04-18 2010-02-25 Invisage Technologies, Inc. Photodetectors and Photovoltaics Based on Semiconductor Nanocrystals
US8203195B2 (en) 2008-04-18 2012-06-19 Invisage Technologies, Inc. Materials, fabrication equipment, and methods for stable, sensitive photodetectors and image sensors made therefrom
US8138567B2 (en) * 2008-04-18 2012-03-20 Invisage Technologies, Inc. Materials, fabrication equipment, and methods for stable, sensitive photodetectors and image sensors made therefrom
EP2128739A1 (de) * 2008-05-29 2009-12-02 EM Microelectronic-Marin SA Optische Bewegungserkennungsvorrichtung
US8916947B2 (en) 2010-06-08 2014-12-23 Invisage Technologies, Inc. Photodetector comprising a pinned photodiode that is formed by an optically sensitive layer and a silicon diode
US9323393B2 (en) 2013-06-03 2016-04-26 Qualcomm Incorporated Display with peripherally configured ultrasonic biometric sensor
US9262003B2 (en) 2013-11-04 2016-02-16 Qualcomm Incorporated Piezoelectric force sensing array
US20150070320A1 (en) * 2013-09-10 2015-03-12 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Photoconductive optical touch
JP6750635B2 (ja) * 2016-01-08 2020-09-02 株式会社ニコン 撮像素子および撮像装置
JP7002475B2 (ja) * 2017-01-15 2022-01-20 サイントル株式会社 光検出器アレイ

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3197736A (en) * 1962-05-22 1965-07-27 Ibm Pattern recognition system
DE1938395A1 (de) * 1968-08-13 1970-02-19 Ibm Monolithische,integrierte Fotodioden-Matrix
EP0053946A2 (de) * 1980-12-10 1982-06-16 Fuji Xerox Co., Ltd. Länglicher Dünnfilm-Lesesensor
EP0060699A2 (de) * 1981-03-13 1982-09-22 Hitachi, Ltd. Verfahren zur Herstellung von lichtempfindlichen Sensoren
JPS57197853A (en) * 1981-05-29 1982-12-04 Hitachi Ltd Thin-film diode array
JPS5879756A (ja) * 1981-11-06 1983-05-13 Nec Corp 非晶質シリコンイメ−ジセンサ−

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1130574A (en) * 1964-11-04 1968-10-16 Plessey Uk Ltd Improvements in or relating to visual pattern identification systems
GB1306735A (en) * 1970-07-20 1973-02-14 Plessey Co Ltd Solid state device
JPS527919B2 (de) * 1971-09-09 1977-03-05
JPS52354B2 (de) * 1974-05-21 1977-01-07
DE2543627A1 (de) * 1975-09-30 1977-04-14 Siemens Ag Optoelektronischer sensor und verfahren zu seinem betrieb
US4032903A (en) * 1976-02-13 1977-06-28 Rca Corporation Charge injection device arrays
JPS605108B2 (ja) * 1977-08-01 1985-02-08 株式会社日立製作所 固体擦像装置
US4348611A (en) * 1978-03-02 1982-09-07 Wolfgang Ruppel Ferroelectric or pyroelectric sensor utilizing a sodium nitrite layer
US4376888A (en) * 1978-04-20 1983-03-15 Canon Kabushiki Kaisha Photoelectric conversion type information processing device
GB2030764A (en) * 1978-09-27 1980-04-10 English Electric Valve Co Ltd Target for image pick-up tube
JPS5548976A (en) * 1978-10-04 1980-04-08 Hitachi Ltd Photoelectric conversion element
JPS5846070B2 (ja) * 1979-02-13 1983-10-14 松下電器産業株式会社 固体撮像装置
JPS5932949B2 (ja) * 1979-06-22 1984-08-11 日本電信電話株式会社 撮像装置
JPS58127373A (ja) * 1982-01-26 1983-07-29 Seiko Epson Corp イメ−ジセンサ

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3197736A (en) * 1962-05-22 1965-07-27 Ibm Pattern recognition system
DE1938395A1 (de) * 1968-08-13 1970-02-19 Ibm Monolithische,integrierte Fotodioden-Matrix
EP0053946A2 (de) * 1980-12-10 1982-06-16 Fuji Xerox Co., Ltd. Länglicher Dünnfilm-Lesesensor
EP0060699A2 (de) * 1981-03-13 1982-09-22 Hitachi, Ltd. Verfahren zur Herstellung von lichtempfindlichen Sensoren
JPS57197853A (en) * 1981-05-29 1982-12-04 Hitachi Ltd Thin-film diode array
JPS5879756A (ja) * 1981-11-06 1983-05-13 Nec Corp 非晶質シリコンイメ−ジセンサ−

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Rundfunktechn. Mitteilungen, Jg. 27, (1983) H. 5, S. 213-224 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0265067A2 (de) * 1986-10-15 1988-04-27 Energy Conversion Devices, Inc. Optische Abtastung hoher Auflösung und Verfahren
EP0265067A3 (de) * 1986-10-15 1989-07-19 Energy Conversion Devices, Inc. Optische Abtastung hoher Auflösung und Verfahren
EP0494694A2 (de) * 1991-01-11 1992-07-15 Canon Kabushiki Kaisha Photoelektrischer Wandler und Bildverarbeitungsgerät denselben verwended
EP0494694A3 (en) * 1991-01-11 1992-07-29 Canon Kabushiki Kaisha Photoelectric converting device and image processing apparatus utilizing the same
US5245201A (en) * 1991-01-11 1993-09-14 Canon Kabushiki Kaisha Photoelectric converting device and image processing apparatus utilizing the same
EP0583982A1 (de) * 1992-08-20 1994-02-23 Xerox Corporation Strahlsteuerungssensor für einen Rasterabtaster
US5386123A (en) * 1992-08-20 1995-01-31 Xerox Corporation Beam steering sensor for a raster scanner using a lateral effect detecting device
US5451778A (en) * 1992-08-20 1995-09-19 Xerox Corporation Apparatus and method for beam steering in a raster output scanner
EP0762720A2 (de) * 1995-08-29 1997-03-12 Sharp Kabushiki Kaisha Informationsauslesegerät
EP0762720A3 (de) * 1995-08-29 1999-07-07 Sharp Kabushiki Kaisha Informationsauslesegerät
DE102014111341A1 (de) 2014-08-08 2016-02-11 Kaub GmbH & Co. KG Baum mit einer Wickelaufnahme für ein Segel und Rigg für ein Segelboot mit einem Baum, einem Mast und einem Segel

Also Published As

Publication number Publication date
JPS60161664A (ja) 1985-08-23
DE3503048C2 (de) 1992-09-03
US4644406A (en) 1987-02-17
GB2154368B (en) 1988-05-18
GB2154368A (en) 1985-09-04
GB8502559D0 (en) 1985-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3503048C2 (de)
DE2723914C3 (de) Lichtfühler
DE2736878C2 (de) Photoelektrisches Element fpr eine monolithische Bildaufnahmeeinrichtung
DE3031759C2 (de)
DE3829912A1 (de) Mehrelement-strahlungsdetektor
DE3124238C2 (de)
DE3517414A1 (de) Solargenerator
DE3638018A1 (de) Fotodiode, hieraus gebildete fotodioden-anordnung, sowie verfahren zur herstellung einer fotodiode
DE3522314A1 (de) Leseeinrichtung und herstellungsverfahren dafuer
DE3334918A1 (de) Matrix-anzeigeeinrichtung
DE3500645C2 (de) Fotosensoranordnung
DE3442789A1 (de) Zweidimensionaler bildleser
DE3112209A1 (de) Photoelektrisches wandlerelement
DE2813254B1 (de) Eindimensionaler CCD-Sensor mit UEberlaufvorrichtung
DE4205757A1 (de) Vorrichtung zum erfassen der position und intensitaet von licht sowie festkoerperbauelement zur verwendung hierfuer
EP0788661A1 (de) Drei-farbensensor
DE3637817A1 (de) Hochempfindliche photodiode
DE1808406C3 (de) Strahlungsdetektor und Verfahren zu seiner Herstellung
DE2818002A1 (de) Fluessigkristall-lichtventil
DE3612101C2 (de)
DE3213086A1 (de) Element und einrichtung zur bestimmung der scharfeinstellung optischer geraete
DE19842679C2 (de) Verfahren zur Strukturierung von transparenten Elektrodenschichten
DE2811961A1 (de) Farbbildabtasteinrichtung
DE1295613B (de) Halbleiter-Speicherelektrodenanordnung mit einer Halbleiterschicht und Fernseh-Aufnahmeroehre mit einer solchen Speicherelektrode
DE602004000174T3 (de) Photoelektrischer Kodierer

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8363 Opposition against the patent
8365 Fully valid after opposition proceedings
8339 Ceased/non-payment of the annual fee