DE4005494A1 - Halbleiter-bauelement mit einer matrix-leiterfuehrung und halbleiter-vorrichtung, die das bauelement verwendet sowie eine lichtelektrische umwandlungsfunktion hat - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Halbleiter-Bauelement und eine Halbleiter-Vorrichtung, die dieses Bauelement verwendet sowie eine lichtelektrische Umwandlungsfunktion hat, und insbesondere auf eine Halbleiter-Vorrichtung, bei der eine Mehrzahl von Schalteinrichtungen zur Übertragung von Signalen bei einem Schalten und eine Mehrzahl von Matrix-Leiterführungen, die jeweils mit der Mehrzahl von Schalteinrichtungen verbunden sind, auf einem einzigen Substrat ausgebildet sind. Es ist hervorzuheben, daß die Halbleiter-Vorrichtung, die die lichtelektrische Umwandlungsfunktion hat und gemäß der Erfindung ausgebildet ist, in geeigneter Weise in einem Bildlesegerät, das als Eingabeteil von z. B. einem Faksimilesystem, einem Bildlesegerät, einem digitalen Kopiergerät, einer elektronischen Schreibtafel u. dgl. dient, verwendet wird.

In den letzten Jahren wurde, um ein kompaktes Bildlesegerät von hoher Leistungsfähigkeit zu verwirklichen, wie ein Faksimilesystem, einen Bildleser od. dgl., ein länglicher Zeilensensor mit einem optischen System von gleicher Vergrößerung als ein lichtelektrisches Umwandlungsgerät entwickelt. Herkömmlicherweise sind in einem Zeilensensor dieser Art lichtelektrische Wandlerelemente in einer Vielzahl in einer Reihe fluchtend angeordnet und integrierte Signalverarbeitungsschaltungen, die Verknüpfungs- oder Schaltglieder umfassen, mit den lichtelektrischen Wandlerelementen verbunden. Jedoch sind 1728 lichtelektrische Wandlerelemente für ein A4-Format erforderlich, um die Faksimile-G3-Normen zu erfüllen, und insofern ist auch eine große Anzahl von integrierten Signalverarbeitungsschaltungen notwendig. Aus diesem Grund wird die Anzahl der Bauschritte ebenfalls erhöht, was hohe Herstellungskosten und eine mäßige Zuverlässigkeit zum Ergebnis hat. Insofern werden Matrix-Leiterführungen angewendet, um die Anzahl der integrierten Signalverarbeitungsschaltungen und die Anzahl der Montageschritte herabzusetzen.

Die Fig. 1 ist eine Darstellung zur Erläuterung eines Aufbaus einer lichtelektrischen Wandlervorrichtung mit einer Matrix- Leiterführungsstruktur.

Diese lichtelektrische Wandlervorrichtung von Fig. 1 umfaßt eine lichtelektrische Umwandlungselement-Baueinheit 101, eine Abtasteinheit 102, eine Signalverarbeitungseinheit 103 und eine Matrix-Leiterführungseinheit 104.

Die Fig. 2A zeigt eine Draufsicht auf eine herkömmliche Matrix- Leiterführungseinheit, während die Fig. 2B und 2C Schnitte nach den Linien A-A′ bzw. B-B′ in Fig. 2A sind.

Die Matrix-Leiterführungs- oder Verdrahtungseinheit von Fig. 2B und 2C umfaßt ein Substrat 201, individuelle Elektroden 202-205, eine Isolierschicht 206, gemeinsame Leiter 207-209 und ein Durchgangsloch 210 zur elektrischen Verbindung jeder einzelnen Elektrode mit dem gemeinsamen Leiter.

Auf diese Weise kann in dem lichtelektrischen Wandlergerät, das eine m × n-Matrix-Leiterführung hat, die Anzahl der Signalverarbeitungskreise in der Signalverarbeitungseinheit 103 gleich der Anzahl (n) von Ausgangsleitern der Matrix vermindert werden. Deshalb kann die Signalverarbeitungseinheit kompakt ausgestaltet werden, und die Kosten für die lichtelektrische Wandlervorrichtung können vermindert werden.

Andererseits werden in einer lichtelektrischen Wandlervorrichtung, die einen Dünnschicht-Halbleiter verwendet, lichtelektrische Wandlerelemente und Dünnschicht-Transistoren, die im folgenden als DSTen bezeichnet werden und als Übertragungskreise dienen, auf einem einzigen Substrat in einem einzigen Prozeß ausgebildet, um eine kompakte lichtelektrische Wandlervorrichtung mit niedrigen Kosten zu verwirklichen. Um eine noch weiter kompakte, kostengünstige Vorrichtung zu schaffen, wird auch eine sog. objektivlose lichtelektrische Wandlervorrichtung vorgeschlagen, in welcher ein Sensor unmittelbar Licht erfaßt, das von einem Original durch einen transparenten Abstandshalter, wie ein Glas, ohne Verwendung einer Faser-Linsenreihe von gleicher Vergrößerung reflektiert wird.

Eine herkömmliche lichtelektrische Wandlervorrichtung mit einer Matrix-Leiterführungsstruktur, wie sie oben beschrieben wurde, weist jedoch die folgenden technischen Probleme auf, die zu lösen sind.

Da ein sehr schwacher Ausgang eines jeden lichtelektrischen Wandlerelements durch die Matrix-Leiterführungen ausgelesen wird, tritt unter den Ausgangssignalen eine Einstreuung auf, falls eine an den Schnittstellen zwischen den individuellen Ausgangselektroden und den gemeinsamen Leitern in der Matrix gebildete Streukapazität nicht ausreichend vermindert wird. Dieser Nachteil bewirkt strikte Begrenzungen in bezug auf die Wahl eines Materials einer isolierenden Zwischenschicht und in bezug auf die dimensionalen konstruktiven Auslegungen der Matrix-Leiterführungsstruktur.

Da die gemeinsamen Leiter der Matrix so ausgebildet werden, daß sie längs einer Erstreckungsrichtung der Vorrichtung verlaufen, hat ein Zeilensensor mit einer Breite, die beispielsweise einer Größe A4 entspricht, eine Länge von 210 mm. Aus diesem Grund tritt auch eine Einstreuung unter den Ausgangssignalen auf, falls eine Zwischenleiterkapazität zwischen den gemeinsamen Leitern nicht ebenfalls in ausreichender Weise vermindert wird. Wenn dieser Nachteil auf einfache Weise verhindert werden soll, so wird die Matrix-Leiterführungseinheit eine unerwünscht große Abmessung erhalten.

Ferner ist eine Teilung zwischen zwei benachbarten individuellen Ausgangselektroden der lichtelektrischen Wandlerelemente beispielsweise in einer lichtelektrischen Wandlervorrichtung mit einer Auflösung von 8 Zeilen/mm so eng wie 125 µm. Aus diesem Grund tritt ebenfalls eine Einstreuung unter den Ausgangssignalen auf, wenn eine Zwischenleiterkapazität zwischen den einzelnen Elektroden nicht ebenfalls ausreichend herabgesetzt wird.

Um eine lichtelektrische Wandlervorrichtung zu verwirklichen, die die oben erwähnten Nachteile beseitigt, frei von Einstreuungen unter den Ausgangssignalen ist und eine kompakte Matrix- Leiterführungstruktur umfaßt, wurde eine lichtelektrische, in Fig. 3 gezeigte Wandlervorrichtung vorgeschlagen. Diese Vorrichtung ist beispielsweise in der JP-Patent-OS No. 62-87 864, in der No. 02 56 850 der European Patent Gazette usw. offenbart.

Die Fig. 3 zeigt eine Schnittdarstellung einer lichtelektrischen Wandlervorrichtung mit einer Matrix-Leiterführungseinheit gemäß dem oben erwähnten Vorschlag.

In diesem Fall werden lichtelektrische Wandlerelemente, DSTen und Matrix-Leiterführungen an einem einzelnen Substrat im gleichen Prozeß unter Verwendung eines Dünnschicht-Halbleiters ausgebildet.

Die in Fig. 3 gezeigte Struktur umfaßt eine lichtelektrische Wandlerelement-Baueinheit 1, eine Speicherkondensator-Baueinheit 2, eine DST-Baueinheit 3, ein Teil 4 mit einem (nicht dargestellten) Beleuchtungsfenster, eine Matrix-Leiterführungseinheit 5, einen transparenten Abstandshalter 6, eine Vorlage 7 und ein Substrat 8. Die lichtelektrische Wandlerelement- Baueinheit 1, die Speicherkondensator-Baueinheit 2, die DST- Baueinheit 3 und die Matrix-Leiterführungseinheit 5 geben Bereiche an, die jeweils von einem lichtelektrischen Wandlerelement, einem Speicherkondensator, einem DST und einer auf dem Substrat ausgebildeten Matrix-Leiterführung eingenommen werden. Durch einen Pfeil 9 angedeutetes einfallendes Licht pflanzt sich durch das (nicht dargestellte) Beleuchtungsfenster fort und erreicht die lichtelektrische Wandlerelement-Baueinheit 1 als reflektiertes Licht 10.

Auf die Wandlerelement-Baueinheit 1 einfallendes Informationslicht wird in einen Lichtstrom umgewandelt und als Ladungen in der Speicherkondensator-Baueinheit 2 gespeichert. Nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeitspanne werden die in der Baueinheit 2 gespeicherten Ladungen durch die DST-Einheit 3 zur Matrix-Leiterführungseinheit 5 übertragen.

Auf dem Substrat 8 werden in Aufeinanderfolge eine erste Leiterschicht 12 aus Al, Cr od. dgl., eine erste Isolierschicht 13 aus SiN, SiO₂ od. dgl., eine amorphe Siliziumhydridschicht 14, die im folgenden als eine a-Si : H-Schicht bezeichnet wird, eine n⁺-Typ-a-Si : H-Dotierschicht 15, eine zweite Leiterschicht 16 aus Al, Cr od. dgl., eine zweite Isolierschicht 17 aus einem Polyimid- oder einem SiN- oder SiO₂-Film und eine dritte Leiterschicht 18 aus Al, Cr od. dgl. gebildet.

Die Matrix-Leiterführungseinheit 5 enthält individuelle Signalleiterführungen 19 und gemeinsame Signalleiterführungen 18. Eine Leiterschicht 20, die ein konstantes Potential halten kann, wird an jeder Überschneidung zwischen den individuellen sowie gemeinsamen Signalleiterführungen 19 und 18 gebildet, so daß sie durch die Isolierschichten 13 und 17 sandwichartig vertikal dazwischenliegt.

Um die lichtelektrische Wandlervorrichtung zu bilden, wird die erste Leiterschicht 12 aus Al, Cr od. dgl. auf dem transparenten, z. B. aus Glas bestehenden Substrat 8 durch Aufsprühen oder Niederschlagen aufgebracht und zur gewünschten Gestalt strukturiert. Die erste Isolierschicht 13 aus Siliziumnitrid (SiN), die a-Si : H-Schicht 14 und die n⁺-Typ-a-Si : H- Dotierschicht 15 werden auf der resultierenden Struktur mittels einer bekannten Technik, z. B. chemische Plasma-Aufdampfung, ausgebildet. Anschließend werden diese drei Schichten 13, 14 und 15 in die gewünschte Gestalt gebracht. Ferner wird die zweite Leiterschicht 16 aus Al, Cr od. dgl. durch Aufsprühen, Niederschlagen od. dgl. gebildet und zur gewünschten Gestalt strukturiert. In diesem Fall werden die n⁺-Typ-a-Si : H- Dotierschicht 15, die in dem Spaltabschnitt des lichtelektrischen Wandlerelements ausgebildet ist, und das Kanalteil des DST durch Ätzen entfernt. Anschließend wird die zweite Isolierschicht 17 aus einem Polyimid- oder SiN-Film auf der zweiten Leiterschicht 16 ausgestaltet, worauf eine Kontaktöffnung ausgebildet wird. Die resultierende Struktur wird, wie es notwendig ist, in die gewünschte Gestalt gebracht. Schließlich wird die dritte Leiterschicht 18 aus Al, Cr od. dgl. auf der zweiten Isolierschicht 17 durch Aufsprühen, Niederschlagen od. dgl. ausgebildet und in die gewünschte Gestalt strukturiert.

Bei der lichtelektrischen Wandlervorrichtung, die nach den obigen Schritten hergestellt wurde, wird die Leiterschicht, die ein konstantes Potential halten kann, an jeder Überschneidung zwischen den einzelnen und gemeinsamen Signalleiterführungen 19 und 18 unter Ausschluß des Teils mit der Durchgangsöffnung gebildet, so daß das Entstehen einer Streukapazität zwischen den einzelnen individuellen und den gemeinsamen Signalleiterführungen verhindert wird. Obwohl das nicht gezeigt ist, wird zusätzlich eine Leiterführungsschicht, die ein konstantes Potential halten kann, zwischen den individuellen und gemeinsamen Signalleiterführungen ausgebildet, so daß das Entstehen von Zwischenleiterkapazitäten zwischen den einzelnen Signalleitern und zwischen den gemeinsamen Signalleitern unterbunden werden kann. Deshalb können die Leiter an einer kapazitiven Kopplung gehindert und eine Einstreuung unter den Ausgangssignalen vermieden werden.

Selbst bei einer lichtelektrischen Wandlervorrichtung mit dem oben beschriebenen Aufbau, wobei eine leitfähige Schicht, die ein konstantes Potential halten kann, an jeder Überschneidung zwischen individuellen und gemeinsamen Signalleiterführungen ausgebildet ist, bleiben jedoch die folgenden technischen Probleme noch immer ungelöst.

Bei dieser Konstruktion kann eine Streukapazität zwischen den individuellen und gemeinsamen Signalleiterführungen unterdrückt werden. Jedoch wird eine neue Streukapazität zwischen der leitfähigen, zum Halten eines konstanten Potentials vorgesehenen Schicht und jeder individuellen Signalleitungsführung sowie zwischen der leitfähigen Schicht und jeder gemeinsamen Signalleiterführung gebildet.

Da die leitfähige, für das Halten eines konstanten Potentials vorgesehene Schicht auf der gesamten Oberfläche der Matrix- Signalleiterführungseinheit mit Ausnahme der die Durchgangslöcher einschließenden Teile ausgebildet ist, wird die Streukapazität in allen diesen Teilen zwischen den einzelnen Signalleiterführungen und der leitfähigen Schicht sowie zwischen den gemeinsamen Signalleiterführungen und der leitfähigen Schicht erzeugt, und diese Streukapazität ist in einer praktischen Anwendung, um eine Vorrichtung von hoher Leistungsfähigkeit zu verwirklichen, nicht vernachlässigbar.

Dieses Problem wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 4 erläutert, die ein Ersatzschaltbild einer lichtelektrischen Wandlervorrichtung eines Speichertyps zeigt, wobei eine Matrix-Leiterstruktur mit der leitfähigen Schicht, um ein konstantes Potential zu halten, verwendet wird.

Wenn die Matrix-Signalleiterführungen auf der Ausgangsseite der lichtelektrischen Wandlervorrichtung des Speichertyps, die in Fig. 4 gezeigt ist, zur Anwendung kommen, wird eine Streukapazität 404, die im Vergleich zum Wert eines Lastkondensators 405 nicht vernachlässigbar ist, erzeugt, und die Übertragungsleistung kann vermindert werden.

Im Gegensatz hierzu können ein Signal-Rausch-Verhältnis, ein dynamischer Bereich u. dgl. durch Erhöhen der Kapazität eines Speicherkondensators 403 verbessert werden. Durch eine Erhöhung in der Speicherkapazität werden jedoch die Abmessungen des Substrats der Wandlervorrichtung vergrößert und die Anzahl der Substrate pro Fertigungspartie vermindert. Es ist zu bemerken, daß in Fig. 4 noch eine Signalquelle 401 und ein Schalter 402 dargestellt sind.

Die Fig. 5 und 6A, 6B sowie 6C sind schematische Darstellungen des Gegenstandes der EP 02 96 603 (der Anmelderin).

Eine Speicherkapazität und eine Leiterführungseinheit sind auf demselben Teil eines Substrats ausgebildet, um die Breite des Substrats der lichtelektrischen Wandlervorrichtung zu vermindern.

Eine Leiterbildanordnung eines lichtelektrischen Wandlergeräts wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 5 beschrieben.

In Fig. 5 ist ein Leiterführungsschema einer ersten Schicht als eine unterste Schicht durch gestrichelte Linien, ein Leiterführungsschema einer zweiten Schicht durch ausgezogene Linien und ein Leiterführungsschema einer dritten Schicht als einer obersten Schicht durch Schraffur angedeutet.

Das Leiterschema von Fig. 5 umfaßt eine Signalleiter-Matrix- Leiterführungseinheit 613, Fühler 614, Speicherkapazitäten 616, die in der Signalleiter-Matrix-Leitereinheit 613 und einer Tor-Leiterführungsgruppe 619 ausgebildet sind, Überführungs- DSTen 617, Rückstell-DSTen 618 und Beleuchtungsfenster 620.

Die Fig. 6a zeigt den Schnitt nach der Linie A-A′ in Fig. 5, die Fig. 6B den Schnitt nach der Linie B-B′ in Fig. 5 und die Fig. 6C den Schnitt nach der Linie C-C′ in Fig. 5.

Die Struktur von Fig. 6A-6C umfaßt ein Glassubstrat 301, eine Isolierschicht 303, eine a-Si : H-Schicht 304, eine n⁺-Typ-a-Si : H-Dotierschicht 305, eine zweite Elektrodenschicht 306 zur Bildung von Torelektroden, Sensortorelektroden der Speicherkondensatoren u. dgl., und sie umfaßt ferner eine zweite Isolierschicht 308, eine dritte Elektrodenschicht 309 zur Erzeugung einer Leiterführung in einer Längsrichtung des Substrats und eine transparente Schutzschicht 310.

Bei der herkömmlichen lichtelektrischen Wandlervorrichtung werden die Dicken der ersten Isolierschicht, der a-Si : H-Schicht und der n⁺-Typ-a-Si : H-Dotierschicht auf Werte festgesetzt, um in zufriedenstellender Weise lichtelektrische Wandlerkennwerte in der Wandlerelementeinheit, Verknüpfungs- oder Schaltungskennwerte in der DST-Einheit und Kapazitätskennwerte in der Speicherkondensatoreinheit zu erzielen. Die Dicken dieser Schichten werden jeweils mit etwa 0,3 µm, 0,6 µm und 0,15 µm festgelegt. Die zweite leitfähige Schicht muß eine Dicke von etwa 1 µm haben, da ein Signal von dem lichtelektrischen Wandlerelement zu einer einzelnen Signalleiterführung in der Matrix-Signalleitereinheit durch die drei Schichten, die die oben angegebenen Schichtdicken haben, übertragen werden muß.

Deshalb muß die zweite Isolierschicht eine Dicke von etwa 2 bis 3 µm haben, um Stufen der lichtelektrischen Wandlerelementeinheit, der DST-Einheit und der Matrix-Signalleitereinheit abzudecken und abzuflachen.

Jedoch bleiben bei dem herkömmlichen lichtelektrischen Wandlergerät mit der Matrix-Leiterführungseinheit die folgenden technischen Probleme ungelöst.

Im einzelnen werden, wenn die zweite Isolierschicht eine anorganische Isolierfilmschicht aus SiN umfaßt, Mikrorisse an der lichtelektrischen Wandlerelementeinheit, der DST-Einheit und vor allem in den abgestuften Teilen der Matrix-Leitereinheit gebildet. Wenn die Filmdicke erhöht wird, so wird die innere Spannung im Film gesteigert, und der Film kann abgeschält werden.

Umfaßt die zweite Isolierschicht einen organischen Isolierfilm aus Polyimid, so kann diese mit einer guten Stufenabdeckung ohne die Erzeugung von Mikrorissen gebildet werden. Es ist jedoch schwierig, Kontaktöffnungen auszugestalten.

Verfahren zur Ausbildung von Kontaktöffnungen können grob in ein Naß-Ätzen und Trocken-Ätzen unterteilt werden.

1) Naß-Ätzen

Ein auf Hydrazin beruhendes Verfahren zeichnet sich durch Ätzen eines vollständig gehärteten Harzfilms auf Polyimid- Basis aus und kann Mikro-Kontaktöffnungen mit guter Reproduzierbarkeit bilden. Jedoch kann eine wäßrige Hydrazinlösung Halbleiterschichten od. dgl. in dem lichtelektrischen Wandler und der DST-Einheit beschädigen.

Verfahren zur Verwendung einer Entwicklerlösung eines Resists umfassen zwei unterschiedliche Prozesse mit positiven und negativen Photolacken. Wenn ein positives Resist verwendet wird, wird ein halbgehärteter Polyimidfilm in einer Vorbehandlung gebildet, und die Polyimid-Harzschicht wird zugleich mit der Entwicklung des Resists unter Anwendung der Tatsache, daß die Entwicklerlösung den halbgehärteten Film ätzen kann, geätzt. Aus diesem Grund kann in vorteilhafter Weise die Anzahl der Schritte vermindert werden. Jedoch hat eine Ätzgeschwindigkeit eine große Abhängigkeit von der Vorbehandlungstemperatur, und es ist schwierig, eine sehr genaue Prozeßsteuerung zu erreichen. Zusätzlich können der halbgehärtete Film, Halbleiterschichten u. dgl. durch einen Resist-Entferner beschädigt werden. Wenn das negative Resist verwendet wird, so wird dagegen, da die Kontaktbildung oder -fähigkeit zwischen dem halbgehärteten Film und dem Resist besser ist als diejenige des positiven Resists, die Prozeßsteuerfähigkeit geringfügig verbessert. Der nachteilige Einfluß des Resist- Entferners bleibt jedoch ungelöst.

2) Trocken-Ätzen

Mit einem O₂-Plasma-Trocken-Ätzverfahren können Mikro-Kontaktöffnungen gebildet werden. Jedoch ist dieses Verfahren mit dem Problem einer unstabilen Ätzgeschwindigkeit behaftet, und insofern ist die Prozeßsteuerung nicht leicht. Um dieses Problem zu meistern, kann bei einigen Verfahren ein Resistfilm dicker als der Polyimid-Harzfilm unter Verwendung eines positiven Resist als eine Maske gebildet werden. In diesem Fall muß der Resistfilm eine Filmdicke von etwa 5 µm haben, und es ist äußerst schwierig, eine stabile Mikrostrukturierung durchzuführen.

SiN oder SiO₂ können als eine Maske verwendet werden. Jedoch muß der SiN- oder SiO₂-Film strukturiert oder gestaltet werden, was einen langen Prozeß zur Folge hat.

Im Hinblick auf den Stand der Technik ist es ein Ziel der Erfindung, ein Halbleiter-Bauelement zu schaffen, das die oben erwähnten technischen Probleme lösen kann, frei von einer Einstreuung unter Ausgangssignalen ist und ein hohes Signal- Rausch-Verhältnis sowie einen weiten dynamischen Bereich aufweist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer kompakten Halbleiter-Vorrichtung, die bei einem einfachen Herstellungsprozeß eine hohe Stabilität hat.

Ein noch anders Ziel der Erfindung besteht darin, eine Halbleiter- Vorrichtung zu schaffen, bei der eine Mehrzahl von Schalteinrichtungen zur Übertragung von Signalen bei einem Schalten und eine Mehrzahl von Matrix-Leiterführungen, die jeweils mit der Mehrzahl von Schalteinrichtungen verbunden sind, auf einem einzigen Substrat gebildet werden, wobei die Matrix-Leiterführungen aus einer vielschichtigen Struktur von wenigstens einer ersten Leiterschicht, einer ersten Isolierschicht, einer zweiten Leiterschicht, einer zweiten Isolierschicht, einer Halbleiterschicht und einer dritten Leiterschicht in der angegebenen Reihenfolge bestehen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Halbleiter- Vorrichtung mit einer lichtelektrischen Wandlerfunktion, bei der Schalteinrichtungen zu Einheiten einer Mehrzahl von lichtelektrischen Wandlerelementen verbunden sind, all die lichtelektrischen Wandlerelemente in eine Mehrzahl von Blöcken von Matrix-Leiterführungen unterteilt sind und die Schalteinrichtungen für jeden Block betätigt werden, um ein Bildsignal auszugeben, wobei die Matrix-Leiterführungen aus einer vielschichtigen Struktur von wenigstens einer ersten Leiterschicht, einer ersten Isolierschicht, einer zweiten Leiterschicht, einer zweiten Isolierschicht, einer Halbleiterschicht und einer dritten Leiterschicht gebildet werden.

Darüber hinaus ist es ein Ziel der Erfindung, eine Halbleiter- Vorrichtung zu schaffen, bei der Ladungsspeichereinrichtungen, mit diesen Speichereinrichtungen verbundene Schalteinrichtungen und Matrix-Leiterführungen, die mit den Schalteinrichtungen verbunden sind, auf einem einzigen Substrat gebildet werden, wobei die Matrix-Leiterführungen und die Ladungsspeichereinrichtungen aus einer vielschichtigen Struktur von wenigstens einer ersten Leiterschicht, einer ersten Isolierschicht, einer zweiten Leiterschicht, einer zweiten Isolierschicht, einer Halbleiterschicht und einer dritten Leiterschicht in der angegebenen Ordnung gebildet werden sowie jede entsprechende Schicht der Matrix-Leiterführungen und jede Schicht der Ladungsspeichereinrichtungen durch die gleiche Schicht ausgestaltet werden.

Ferner ist es ein Ziel der Erfindung, eine Halbleiter-Vorrichtung, die eine lichtelektrische Wandlerfunktion hat, zu schaffen, in welcher lichtelektrische Wandlerelemente, Ladungsspeichereinrichtungen zur Speicherung von Signalladungen von den lichtelektrischen Wandlerelementen, mit den Ladungsspeichereinrichtungen verbundene Schalteinrichtungen und mit den Schalteinrichtungen verbundene Matrix-Leiterführungen auf einem einzelnen Substrat ausgebildet werden, wobei die Matrix-Leiterführungen und die Ladungsspeichereinrichtungen aus einer vielschichtigen Struktur von wenigstens einer ersten Leiterschicht, einer ersten Isolierschicht, einer zweite Leiterschicht, einer zweiten Isolierschicht, einer Halbleiterschicht und einer dritten Leiterschicht in der angegebenen Ordnung gebildet werden und jede Schicht der Matrix-Leiterführungen sowie jede zugeordnete Schicht der Ladungsspeichereinrichtungen durch dieselbe Schicht gebildet werden.

Ein noch weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer Halbleiter-Vorrichtung, bei welcher Ladungsspeichereinrichtungen, mit diesen Speichereinrichtungen verbundene Schalteinrichtungen und mit diesen Schalteinrichtungen verbundene Matrix-Leiterführungen auf einem einzigen Substrat gebildet werden,
wobei die Matrix-Leiterführungen aus einer vielschichtigen Struktur von wenigstens einer ersten leitfähigen Schicht, einer ersten Isolierschicht, einer zweiten leitfähigen Schicht, einer zweiten Isolierschicht, einer Halbleiterschicht und einer dritten leitfähigen Schicht in der angegebenen Reihenfolge gebildet werden,
jede Ladungsspeichereinrichtung von wenigstens der ersten leitfähigen Schicht, der ersten Isolierschicht sowie der zweiten leitfähigen Schicht ausgestaltet ist und die ersten leitfähigen Schichten, die ersten Isolierschichten und die zweiten leitfähigen Schichten der Matrix-Leiterführungen sowie die Ladungspeichereinrichtungen jeweils durch dieselben Schichten gebildet werden.

Darüber hinaus besteht ein Ziel der Erfindung in der Ausbildung einer Halbleiter-Vorrichtung mit einer lichtelektrischen Wandlerfunktion, in welcher lichtelektrische Wandlerelemente, Ladungsspeichereinrichtungen zur Speicherung von Signalladungen von den lichtelektrischen Wandlerelementen, mit diesen Speichervorrichtungen verbundene Schalteinrichtungen und mit den Schalteinrichtungen verbundene Matrix-Leiterführungen auf einem einzelnen Substrat ausgebildet sind,
wobei die Matrix-Leiterführungen aus einer vielschichtigen Struktur von wenigstens einer ersten Leiterschicht, einer ersten Isolierschicht, einer zweiten Leiterschicht, einer zweiten Isolierschicht, einer Halbleiterschicht und einer dritten Leiterschicht in der angegebenen Reihenfolge bestehen,
jede Ladungsspeichereinrichtung von wenigstens der ersten Leiterschicht, der ersten Isolierschicht sowie der zweiten Leiterschicht gebildet wird und
die ersten Leiterschichten, die ersten Isolierschichten und die zweiten Leiterschichten der Matrix-Leiterführungen sowie die Ladungsspeichereinrichtungen jeweils durch dieselben Schichten ausgestaltet werden.

Der Erfindungsgegenstand wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung zur Erläuterung einer Struktur einer lichtelektrischen Wandlervorrichtung;

Fig. 2A eine Draufsicht auf eine herkömmliche Matrix-Leiterführungseinheit, wobei die Fig. 2B und 2C Schnitte nach den Linien A-A′ und B-B′ in Fig. 2A sind;

Fig. 3 eine Schnittdarstellung einer lichtelektrischen Wandlervorrichtung mit einer Matrix-Leiterführungseinheit gemäß dem oben erwähnten Vorschlag;

Fig. 4 eine Ersatzschaltung einer lichtelektrischen Wandlervorrichtung des Speichertyps, bei der eine Matrix- Leiterführungsstruktur verwendet wird;

Fig. 5 eine Draufsicht auf ein Beispiel einer Leiterbildanordnung einer lichtelektrischen Wandlervorrichtung nach dem Stand der Technik;

Fig. 6A einen Schnitt nach der Linie A-A′, Fig. 6B einen Schnitt nach der Linie B-B′ und Fig. 6C einen Schnitt nach der Linie C-C′ jeweils in Fig. 5;

Fig. 7 eine Schnittdarstellung einer lichtelektrischen Wandlervorrichtung in einer ersten Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 8A bis 8H Schnitte, die Schritte zur Herstellung der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform darstellen;

Fig. 9 ein Ersatzschaltbild der lichtelektrischen Wandlervorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 10 eine Schnittdarstellung der zweiten Ausführungsform einer lichtelektrischen Wandlervorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 11 ein Ersatzschaltbild der dritten Ausführungsform einer lichtelektrischen Wandlervorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 12 den Zeitablaufplan eines Beispiels einer lichtelektrischen Wandlervorrichtung;

Fig. 13 ein Ersatzschaltbild der vierten Ausführungsform einer lichtelektrischen Wandlervorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 14 das Zeitablaufdiagramm eines Beispiels einer lichtelektrischen Wandlervorrichtung;

Fig. 15 eine Schnittdarstellung der fünften erfindungsgemäßen Ausführungsform einer lichtelektrischen Wandlervorrichtung;

Fig. 16 eine schematische Schnittdarstellung eines Faksimilegeräts, bei dem der Erfindungsgegenstand zur Anwendung kommt;

Fig. 17 eine Schnittdarstellung einer sechsten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen lichtelektrischen Wandlervorrichtung;

Fig. 18A bis 18H Schnitte zu Herstellungsschritten für die Ausführungsform von Fig. 17;

Fig. 19A eine Draufsicht auf eine siebente Ausführungsform einer erfindungsgemäßen lichtelektrischen Wandlervorrichtung, wobei Fig. 19B den Schnitt nach der Linie B-B′, Fig. 19C den Schnitt nach der Linie C-C′ und Fig. 19D den Schnitt nach der Linie D-D′ jeweils in Fig. 19A zeigen;

Fig. 20 eine Schnittdarstellung zur Erläuterung der Strukturen von jeweiligen Baueinheiten der lichtelektrischen Wandlervorrichtung;

Fig. 21A bis 21H Schnitt zu Herstellungsschritten für die in Fig. 20 dargestellte Ausführungsform.

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im folgenden beschrieben.

Bei einer herkömmlichen Halbleiter-Vorrichtung werden Matrix- Leiterführungen durch ein aufeinanderfolgendes Schichten einer ersten Leiterschicht, einer ersten Isolierschicht, einer Halbleiterschicht, einer zweiten Leiterschicht, einer zweiten Isolierschicht und einer dritten Leiterschicht gebildet, wobei die zweite Isolierschicht wegen der Stufen unter dieser eine vorbestimmte Filmdicke oder eine größere Filmdicke haben muß und Kontaktöffnungen in der zweiten Isolierschicht ausgebildet werden müssen. Das wirft verschiedene Probleme auf. Im Hinblick hierauf werden in einer Halbleiter- Vorrichtung gemäß der Erfindung Matrix-Leiterführungen so gebildet, daß sie eine Mehrschichtenstruktur aus wenigstens einer ersten Leiterschicht, einer ersten Isolierschicht, einer zweiten Leiterschicht, einer zweiten Isolierschicht, eine Halbleiterschicht und eine dritte Isolierschicht in der angegebenen Reihenfolge aufweist, so daß die Stufen der Schichten unter der zweiten Isolierschicht gering gemacht werden und die Filmdicke der zweiten Isolierschicht vermindert wird, so daß die Ausbildung von Kontaktöffnungen erleichtert wird.

Bei einer lichtelektrischen Wandlervorrichtung gemäß der Erfindung wird das oben erwähnte Halbleiter-Bauelement in einer lichtelektrischen Wandlervorrichtung verwendet, in der Schalteinrichtungen zu Einheiten einer Mehrzahl von lichtelektrischen Wandlerelementen verbunden sind, all die lichtelektrischen Wandlerelemente in eine Mehrzahl von Blöcken unterteilt sind, um Matrix-Leiterführungen zu bilden, und die Schalteinrichtungen für jeden Block zur Ausgabe eines Bildsignals betrieben werden.

Bei einem Halbleiter-Bauelement gemäß der Erfindung werden die Matrix-Leiterführungen und die Ladungsspeichereinrichtungen durch eine Mehrschichtenstruktur von wenigstens einer ersten Leiterschicht, einer ersten Isolierschicht, einer zweiten Leiterschicht, einer zweiten Isolierschicht, einer Halbleiterschicht sowie einer dritten Leiterschicht in der angegebenen Reihenfolge gebildet, und jede Schicht der Matrix- Leiterführungen sowie jede zugeordnete Schicht der Ladungsspeicherschicht werden durch dieselbe Schicht gebildet, so daß Stufen von Schichten unter der zweiten Isolierschicht klein gemacht werden, die Filmdicke der zweiten Isolierschicht vermindert wird, wodurch die Ausgestaltung von Kontaktöffnungen erleichtert wird, und die Ladungsspeichereinrichtungen in einer zweietagigen Struktur zur Bildung von parallelen Verbindungen ausgestaltet werden, um dadurch eine Kapazität der Ladungsspeichereinrichtungen, ohne die Größe des Substrats zu erhöhen, zu steigern.

In einer lichtelektrischen Wandlervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird das oben erwähnte Halbleiter-Bauelement in einer Wandlervorrichtung verwendet, in welcher lichtelektrische Wandlerelemente, Ladungsspeichereinrichtungen zur Speicherung von Signalladungen von diesen Wandlerelementen, mit den Ladungsspeichereinrichtungen verbundene Schalteinrichtungen und mit diesen Schalteinrichtungen verbundene Matrix-Leiterführungen auf einem einzigen Substrat ausgebildet werden.

Bei einem erfindungsgemäßen Halbleiter-Bauelement werden die Matrix-Leiterführungen aus einer vielschichtigen Struktur von wenigstens einer ersten Leiterschicht, einer ersten Isolierschicht, einer zweiten Leiterschicht, einer zweiten Isolierschicht, einer Halbleiterschicht sowie einer dritten Leiterschicht in der genannten Reihenfolge gebildet, wobei jede Ladungsspeichereinrichtung aus wenigstens der ersten Leiterschicht, der ersten Isolierschicht sowie der zweiten Leiterschicht besteht und die ersten Leiterschichten, die ersten Isolierschichten sowie die zweiten Leiterschichten der Matrix-Leiterführungen und die Ladungsspeichereinrichtungen jeweils von denselben Schichten gebildet werden, wodurch die Stufen in Schichten unter der zweiten Isolierschicht klein gemacht werden, die Filmdicke der zweiten Isolierschicht vermindert wird, so daß die Ausgestaltung von Kontaktöffnungen erleichtert wird, ein dielektrisches Teil der Ladungsspeichereinrichtungen durch die erste Isolierschicht, ohne die Größe des Substrats zu erhöhen, gebildet wird, und die Dicke des dielektrischen Teils zur Erhöhung einer Kapazität der Ladungsspeichereinrichtungen herabgesetzt wird.

Bei einer lichtelektrischen Wandlervorrichtung gemäß der Erfindung wird das oben erwähnte Halbleiter-Bauelement in einer lichtelektrischen Wandlervorrichtung verwendet, in welcher lichtelektrische Wandlerelemente, Ladungsspeichereinrichtungen zur Speicherung von Signalladungen von den lichtelektrischen Wandlerelementen, mit den Ladungsspeichereinrichtungen verbundene Schalteinrichtungen und mit den Schalteinrichtungen verbundene Matrix-Leiterführungen auf einem einzigen Substrat ausgebildet werden.

Erste Ausführungsform

Die erste Ausführungsform gemäß der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

Es ist hervorzuheben, daß ein Halbleiter-Bauelement gemäß der Erfindung nicht immer auf eine lichtelektrische Wandlervorrichtung begrenzt ist. Die lichtelektrische Wandlervorrichtung wird im folgenden als eine beispielhafte, bevorzugte Ausführungsform erläutert.

Die Fig. 7 zeigt eine Schnittdarstellung einer lichtelektrischen Wandlervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Bei der Vorrichtung in dieser Ausführungsform sind eine lichtelektrische Wandlereinheit, eine Speicherkondensatoreinheit, eine DST-Einheit, eine Matrix-Leiterführungseinheit u. dgl. an einem isolierenden Substrat integriert im selben Prozeß unter Verwendung eines amorphen a-Si : H-Materials als eine Halbleiterschicht ausgebildet. Gleiche Bezugszahlen in Fig. 7 bezeichnen zu Fig. 3 gleiche Teile.

Die in Fig. 7 gezeigte Struktur umfaßt eine lichtelektrische Wandlerelement-Baueinheit 1, eine Speicherkondensator-Baueinheit 2, eine Dünnschicht-Transistor-(DST-)Baugruppe 3, ein mit einem (nicht dargestellten) Beleuchtungsfenster für einfallendes Licht ausgestattetes Teil 4, eine Matrix-Leiterführungseinheit 5, einen transparenten Abstandshalter 6, eine Vorlage 7 und ein Substrat 8. Durch einen Pfeil 9 angegebenes einfallendes Licht beleuchtet die Vorlage 7 durch das (nicht dargestellte) Beleuchtungsfenster und erreicht die lichtelektrische Wandlerelement-Einheit 1 als reflektiertes Licht 10, d. h. als Informationslicht.

Das auf die Wandlerelement-Einheit 1 einfallende Informationslicht wird in einen Lichtstrom umgewandelt und in der Speicherkondensator- Baueinheit als Ladungen gespeichert. Nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeitspanne werden in der Kondensator- Baueinheit 2 gespeicherte Ladungen durch die DST- Einheit 3 zu der Matrix-Leitereinheit 5 als eine Vielschicht- Leiterführungseinheit übertragen.

Auf dem Substrat 8 sind eine erste Leiterschicht 22 aus Al, Cr od. dgl., eine erste Isolierschicht 23 aus z. B. SiN, eine zweite Leiterschicht 24 aus Al, Cr od. dgl., eine zweite Isolierschicht 25 aus z. B. SiN, eine Halbleiterschicht 26 aus a-Si : H, eine ohmische Kontaktschicht 27 aus n⁺-Typ-a-Si : H, in welcher eine Verunreinigung stark dotiert ist, eine dritte Leiterschicht 28 aus Al, Cr od. dgl. und eine Schutzschicht 29 aus beispielsweise Polyimid gebildet.

Die lichtelektrische Wandlerelementeinheit 1 enthält obere Elektroden-Leiterführungsschichten 30 und 31. Das von einer Vorlagenfläche reflektierte Licht 10 bewirkt eine Änderung in der Leitfähigkeit des a-Si : H-Lichtleit-Halbleiters 26, wodurch ein zwischen den interdigital einander gegenüberliegenden oberen Elektroden-Leiterführungsschichten 30 und 31 fließender Strom geändert wird. Die Metall-Lichtabschirmschicht 32 kann an eine geeignete Treiberquelle angeschlossen sein, um als eine Torelektrode als Steuerelektrode für die Hauptelektroden 30 (Source-Seite) und 31 (Drain-Seite) zu dienen.

Die Speicherkondensator-Baueinheit 2 besteht aus einer unteren Elektroden-Leiterführungsschicht 33, einem Dielektrikum, das von der zweiten, auf der unteren Elektroden-Leiterführungsschicht 33 ausgebildeten Isolierschicht 25 und der Lichtleit- Halbleiterschicht 26 gebildet ist, und aus Leiterführungsschichten, die auf der Lichtleit-Halbleiterschicht 26 und angrenzend an die obere Elektroden-Leiterführungsschicht 31 der lichtelektrischen Wandlerelement-Baueinheit 1 ausgestaltet sind. Die Speicherkondensator-Baueinheit 2 hat eine sog. MIS-Kondensatorstruktur (Metall-Isolator-Halbleiter-Kondensatorstruktur). Es können entweder positive oder negative Vorspannungsbedingungen verwendet werden. Die Baueinheit 2 wird verwendet, wobei die untere Elektroden-Leiterführungsschicht 33 negativ vorgespannt gehalten wird, so daß stabile Kapazitäts- und Frequenzkennwerte erhalten werden.

Die DST-Baueinheit 3 umfaßt eine untere Elektroden-Leiterführungsschicht 34, die als Torelektrode dient, die zweite Isolierschicht 25, die eine Torisolierschicht bildet, die Halbleiterschicht 26, eine obere Elektroden-Leiterführungsschicht 35, die als eine Source-Elektrode dient, eine obere Elektroden- Leiterführungsschicht 36, die als eine Drain-Elektrode dient, usw., wobei diese DST-Einheit ein FET vom unteren Gate-Stagger- Typ ist.

In der Matrix-Leiterführungseinheit 5 sind jeweils individuelle Signalleiterführungen in Aufeinanderfolge auf dem Substrat 8 aus der ersten Leiterschicht, der ersten Isolierschicht 23, die die individuelle Signalleiterführungsschicht abdeckt, der zweiten Leiterschicht 24, deren Potential durch eine (nicht dargestellte) Spannungsquelle konstantgehalten wird, der zweiten Isolierschicht 25, die auf der zweiten Leiterschicht ausgebildet ist, der Halbleiterschicht 26, der stark dotierten ohmischen a-Si : H-Kontaktschicht 27 und gemeinsamen Signalleiterführungen 37, die die individuellen Signalleiterführungen kreuzen und auf der dritten Leiterschicht ausgebildet sind, aufeinandergeschichtet. Die Kontaktöffnung 38 dient dazu, einen ohmischen Kontakt zwischen den individuellen und den gemeinsamen Signalleiterführungen 22 bzw. 37 zu bilden. Zwischenleiter-Abschirmschaltungen 39 sind zwischen benachbarten gemeinsamen Signalleiterführungen und auf zwei Seiten einer jeden gemeinsamen Signalleiterführung ausgestaltet und werden durch eine (nicht dargestellte) Spannungsquelle auf einem konstanten Potential gehalten.

Wie oben beschrieben wurde, haben in der lichtelektrischen Wandlervorrichtung dieser Ausführungsform alle Baueinheiten, d. h. die lichtelektrische Wandlerelement-Einheit, die Speicherkondensator- Baueinheit, die DST-Einheit und die Matrix-Leiterführungseinheit, die vielschichtige Struktur aus dem lichtleitfähigen Halbleiter, den Isolierschichten, den Leiterschichten usw., und diese Einheiten können gleichzeitig im gleichen Prozeß gebildet werden.

Die zweite leitfähige Schicht, die ein konstantes Potential halten kann, ist an der Schnittstelle zwischen dem Ausgang von einzelnen und gemeinsamen Signalleiterführungen ausgebildet, so daß eine Streukapazität eliminiert wird, die in der Schnittstelle zwischen den individuellen und gemeinsamen Signalleiterführungen entsteht. Ferner sind die Abschirm- Leiterführungen, die ein konstantes Potential halten können, zwischen den benachbarten gemeinsamen Signalleiterführungen und auf zwei Seiten einer jeden gemeinsamen Signalleiterführung ausgebildet, womit das Entstehen einer Kapazität zwischen benachbarten gemeinsamen Signalleiterführungen verhindert wird.

Es ist zu bemerken, daß die Abschirm-Leiterführungen, die ein konstantes Potential halten können, zwischen den benachbarten gemeinsamen Signalleiterführungen ausgestaltet werden können, so daß die Bildung einer Kapazität zwischen benachbarten individuellen Signalleiterführungen ebenfalls verhindert werden kann.

Die Fig. 8A-8H zeigen in Schnittdarstellungen Schritte bei der Herstellung der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform. Diese Herstellungsschritte werden im folgenden unter Bezugnahme auf diese Fig. 8A-8H erläutert.

Gemäß Fig. 8A wurde eine erste Leiterschicht 22 aus Al, Cr od. dgl. mit einer Dicke von 0,1 µm auf einem transparenten Substrat 8 aus beispielsweise Glas durch Aufsprühen oder Niederschlagen aufgebracht und zur gewünschten Gestalt ausgebildet.

Wie die Fig. 8B zeigt, wurde eine erste Isolierschicht 23 aus Siliziumnitrid (SiN) auf der Struktur von Fig. 8A mit einer Dicke von 0,3 µm mittels einer bekannten Technik, wie chemische Plasma-Aufdampfung, ausgebildet.

Gemäß Fig. 8C wurde eine zweite leitfähige Schicht 24 aus Al, Cr od. dgl. mit einer Dicke von 0,1 µm durch Aufsprühen oder Niederschlagen ausgestaltet und zur gewünschten Gestalt strukturiert.

Wie in Fig. 8D gezeigt ist, wurden eine zweite Isolierschicht 25 aus SiN mit einer Dicke von 0,3 µm, eine n-Si : H-Schicht 26 mit einer Dicke von 0,6 µm und eine n⁺-Typ-a-Si : H-Dotierschicht 27 mit einer Dicke von 0,15 µm mittels einer bekannten Technik, wie chemische Plasma-Aufdampfung, ausgebildet, und diese drei Schichten 25, 26 und 27 wurden zur Ausbildung von Kontaktöffnungen ausgestaltet.

Gemäß Fig. 8E wurde eine dritte leitfähige Schicht 28 aus Al, Cr od. dgl. durch Aufsprühen oder Niederschlagen ausgebildet und in die gewünschte Gestalt gebracht.

Gemäß Fig. 8F wurden die n⁺-Typ-a-Si : H-Dotierschichten auf dem Spaltteil der lichtelektrischen Wandlerelement-Baueinheit 1 und das Kanalteil der DST-Einheit 3 durch Ätzen entfernt. Wie der Fig. 8G zu entnehmen ist, wurde eine unnötige Halbleiterschicht entfernt, um die Struktur zu teilen, so daß jeweilige Elemente voneinander in Einheiten von Bits elektrisch isoliert wurden, d. h., es wurde eine Elementisolierung durchgeführt.

Anschließend wurde, wie in Fig. 8H gezeigt ist, eine dritte Isolierschicht 29 aus einem Polyimid- oder SiN-Film als eine Schutzschicht auf der dritten Leiterschicht 28 ausgebildet.

Wie vorstehend beschrieben wurde, wurden bei dem lichtelektrischen Wandlergerät dieser Ausführungsform, bei dem die lichtelektrische Wandler-Baueinheit, die DST-Einheit und die Matrix- Leiterführungseinheit auf einem einzigen Substrat ausgebildet sind, wobei die Matrix-Leiterführungseinheit aus einer vielschichtigen Struktur der ersten Leiterschicht, der ersten Isolierschicht, der zweiten Leiterschicht, der zweiten Isolierschicht, der Halbleiterschicht und der dritten Isolierschicht, die in Aufeinanderfolge auf dem Substrat gestapelt sind, besteht. Von diesen Schichten ist die zweite Leiterschicht durch dieselbe Schicht, die die Torelektrode bildet, ausgestaltet, ist die zweite Isolierschicht aus derselben Schicht wie diejenige, die den Tor-Isolierfilm des DST bildet, ausgestaltet, ist die Halbleiterschicht aus derselben Schicht wie diejenige gebildet, welche die lichtleitfähige Halbleiterschicht der lichtelektrischen Wandler-Baueinheit, und wie diejenige, die die Halbleiterschicht der DST-Einheit bildet, ausgestaltet, und ist die dritte leitfähige Schicht aus derselben Schicht gebildet wie diejenige, die die Source-/ Drain-Elektrode der DST-Einheit darstellt.

Gemäß der Struktur nach der Erfindung braucht die zweite Isolierschicht, für die eine Filmdicke von etwa 2-3 µm in einer herkömmlichen Struktur erforderlich ist, lediglich eine Dicke zu haben, die zu einem Abdecken eines abgestuften Teils der zweiten Leiterschicht und zu einem Aufrechterhalten von guten Verknüpfungs- oder Schaltcharakteristiken des DST imstande ist. Da die zweite Isolierschicht normalerweise eine Filmdicke von etwa 0,3 µm hat, kann sie folglich ein guter Film werden, der von Mikrorissen frei ist.

Es ist herkömmlicherweise schwierig, eine Kontaktöffnung auszugestalten, um einen ohmischen Kontakt zwischen der dritten und ersten Leiterschicht zu erzielen. Gemäß der Struktur nach der vorliegenden Erfindung kann jedoch derselbe Prozeß wie im Schritt der Herstellung einer Kontaktöffnung, um einen ohmischen Kontakt zwischen der zweiten und ersten Leiterschicht herbeizuführen, zur Anwendung kommen, und es kann eine stabile Mikrostrukturierung durch einen simplen Prozeß verwirklicht werden.

Der Lesevorgang der lichtelektrischen Wandlervorrichtung gemäß der Erfindung wird im folgenden erläutert.

Die Fig. 9 zeigt ein Ersatzschaltbild der erfindungsgemäßen lichtelektrischen Wandlervorrichtung.

Eine auf die lichtelektrischen Wandlerelemente einfallende Lichtinformation wird in parallele 48-Bit-Spannungsausgänge durch die Speicherkondensatoren, die Übertragungs-DSTen, die Rückstell-DSTen und die Matrix-Leiterführungen umgewandelt. Die parallelen 48-Bit-Spannungsausgänge werden dann durch einen integrierten Schaltstromkreis in serielle Signale umgesetzt, die zu einer externen Schaltung ausgegeben werden.

Bei dieser Ausführungsform werden die lichtelektrischen Wandlerelemente von 1728 Bits (Bildelemente insgesamt) in m, d. h. 36 Blöcke in Einheiten von n, d. h. 48 Bits, unterteilt, um m × n-Matrixtreibervorgänge zu ermöglichen. Jeder Vorgang wird in Einheiten von Blöcken durchgeführt.

Eine auf die lichtelektrischen Wandlerelemente S 1-1 bis S 1-48 einfallende Lichtinformation wird in Lichtströme umgewandelt, und sie wird in den Speicherkondensatoren CS 1-1 bis CS 1-48 als Ladungen gespeichert. Nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeitspanne wird ein Spannungsimpuls an eine Tor-Treiberleitung G 1 gelegt, um die Übertragungs-DSTen T 1-1 bis T 1-48 zu aktivieren. Somit werden die Ladungen in den Speicherkondensatoren CS-1 bis CS 1-48 durch Matrix-Signalleiter zu Lastkondensatoren CL 1-1 bis CL 1-48 übertragen. In diesem Fall sind, wie oben beschrieben wurde, Abschirmschaltungen, um ein konstantes Potential zu halten, zwischen benachbarten gemeinsamen Matrix-Leitungsführungen ausgebildet, so daß eine kapazitive Kopplung der Leitungsführungen untereinander verhindert werden kann und keine Einstreuung unter den Ausgangssignalen auftritt. Ferner sind die Abschirm-Leitungsführungen auf zwei Seiten der gemeinsamen Matrix-Leitungsführungen ausgestaltet, so daß Änderungen in Leitungsführungen eliminiert werden.

Anschließend werden die Signalausgänge des ersten Blocks, die zu den Lastkondensatoren CL 1-1 bis CL 1-48 übertragen wurden, durch einen integrierten Schaltstromkreis in serielle Signale umgesetzt und dann an einen externen Schaltkreis nach einer Impedanzumwandlung ausgegeben. Gleichzeitig werden die Ladungen in den Lastkondensatoren CL 1-1 bis CL 1-48 zurückgesetzt.

Ein Spannungsimpuls wird an eine Tor-Treiberleitung G 2 gelegt, wodurch ein Überführungsvorgang des zweiten Blocks ausgelöst wird. In gleichartiger Weise werden die Rückstell-DSTen R 1-1 bis R 1-48 aktiviert und die Ladungen in den Speicherkondensatoren C 1-1 bis C 1-48 zurückgesetzt, um den nächsten Lesezugriff vorzubereiten.

Tor-Treiberleitungen G 3, G 4, ... werden in Aufeinanderfolge betrieben, um 1-Zeilendaten auszugeben.

Zweite Ausführungsform

Die Fig. 10 zeigt eine Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform einer lichtelektrischen Wandlervorrichtung gemäß der Erfindung, wobei zur ersten Ausführungsform (Fig. 7) gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen in Fig. 10 bezeichnet sind.

Das herausragende Merkmal dieser Ausführungsform ist, daß Zwischenleiter-Abschirmschaltungen 40, die zwischen benachbarten gemeinsamen Signalleitern 37 und Schnittstellen-Abschirmleitern 41, welche an Schnittstellen zwischen individuellen Signalleiterführungen 22 und den gemeinsamen Signalleitern 37 ausgebildet sind, vorhanden sind, in ohmischen Kontakt miteinander durch Kontaktöffnungen 42 gebracht werden.

Wie oben gesagt wurde, muß gemäß der Erfindung eine zweite Isolierschicht 25 eine Funktion einer Tor-Isolierschicht einer DST-Einheit 3 und eine Funktion einer isolierenden Zwischenschicht einer Matrix-Leiterführungseinheit 5 gleichzeitig erfüllen. Es ist deshalb erforderlich, daß die zweite Isolierschicht 25 eine Dünnschichtstruktur mit einer Dicke von etwa 0,3 µm hat, die von Mikrorissen frei ist. Deshalb wird eine Struktur zur Verminderung der Filmdicke einer zweiten leitfähigen Schicht, die abgestufte Teile hervorruft, gefordert, um die Stufenteile zu minimieren.

Die zweite Leiterschicht muß eine Funktion der Überschneidung- Abschirmschaltungen 41 zeigen, um eine kapazitive Kopplung der individuellen Signalleiterführungen 22 und der gemeinsamen Signalleiterführungen 37 an Schnittstellen zwischen diesen zu eliminieren. Wenn die Dicke der zweiten leitfähigen Schicht vermindert wird, so kann jedoch bei einem Anstieg im Schaltungswiderstand eine Abschirmfunktion verschlechtert werden.

Die in Rede stehende Ausführungsform ist imstande, eine Gegenmaßnahme für diese Probleme hervorzubringen. Bei dieser Ausführungsform werden die Überschneidung-Abschirmschaltungen 41 und benachbarte Zwischenleiter-Abschirmschaltungen 40 durch die Kontaktöffnungen 42 miteinander in ohmischen Kontakt gebracht.

Dritte Ausführungsform

Die Fig. 11 zeigt ein Ersatzschaltbild der dritten Ausführungsform einer lichtelektrischen Wandlervorrichtung gemäß der Erfindung. Diese Ausführungsform ist ein Beispiel für einen Fall, wobei die Vorrichtung zwölf lichtelektrische Wandlerelemente aufweist.

Die Schnitt-Struktur der lichtelektrischen Wandlervorrichtung dieser Ausführungsform ist dieselbe wie diejenige bei der ersten oder zweiten Ausführungsform.

Bei der lichtelektrischen Wandlervorrichtung dieser Ausführungsform sind eine lichtelektrische Wandlerelement-Baueinheit, eine DST-Einheit und eine Matrix-Leiterführungseinheit auf einem einzigen Substrat ausgebildet. Die Matrix-Leiterführungseinheit hat eine vielschichtige Struktur aus einer ersten Leiterschicht, einer ersten Isolierschicht, einer zweiten Leiterschicht, einer zweiten Isolierschicht, einer Halbleiterschicht und einer dritten Leiterschicht, die auf dem Substrat übereinander gestapelt sind. Die zweite Leiterschicht wird von derselben Schicht wie eine Torelektrode der DST-Einheit gebildet, die zweite Isolierschicht wird durch dieselbe Schicht wie eine Tor-Isolierschicht der DST-Einheit gebildet, die Halbleiterschicht wird durch dieselbe Schicht wie eine lichtleitfähige Halbleiterschicht der lichtelektrischen Wandlerelement-Einheit und eine Halbleiterschicht der DST-Einheit gebildet, und die dritte Leiterschicht wird von derselben Schicht wie eine Source-/Drain-Elektrode der DST-Einheit gebildet.

In Fig. 11 sind lichtelektrische Wandlerelemente E 1 bis E 12 in Blöcke unterteilt, von denen jeder drei Elemente enthält. Zwei Blöcke stellen eine Gruppe dar. Beispielsweise gehören die lichtelektrischen Wandlerelemente E 1 bis E 3 zu einem ersten Block, die Wandlerelemente E 4 bis E 6 zu einem zweiten Block und folglich die lichtelektrischen Wandlerelemente E 1 bis E 6 zu einer ersten Gruppe.

Dasselbe gilt für Lichtstrom-Speicherkapazitäten C 1 bis C 12, für Entlade-DSTen DT 1 bis DT 12 und für Überführungs-DSTen T 1 bis T 12, die in Übereinstimmung mit den lichtelektrischen Wandlerelementen E 1 bis E 12 geschaltet sind.

Eine Elektrode (gemeinsame Elektrode) eines jeden der lichtelektrischen Wandlerelemente E 1 bis E 12 ist mit einer Energiequelle 411 verbunden und empfängt eine konstante Spannung.

Die andere Elektrode (individuelle Elektrode) eines jeden dieser Wandlerelemente E 1 bis E 12 ist an eine Hauptelektrode eines zugeordneten der Überführungs-DSTen T 1 bis T 12 angeschlossen, ist durch einen entsprechenden der Kondensatoren C 1 bis C 12 geerdet und ist durch einen entsprechenden der Überführungs-DSTen DT 1 bis DT 12 geerdet.

Die Torelektroden der Entlade-DSTen DT 1 bis DT 12 sind gemeinsam in Einheiten von drei DSTen, d. h. in Einheiten von Blöcken, verbunden. Jeder Block ist an einen entsprechenden der parallelen Ausgangsanschlüsse S 13 bis S 16 eines Schieberegisters 410 angeschlossen. Da Hochpegelsignale in Aufeinanderfolge von den parallelen Ausgangsanschlüssen zu vorbestimmten Zeitpunkten ausgegeben werden, werden die Entlade-DSTen DT 1 bis DT 12 in Aufeinanderfolge in Einheiten von Blöcken aktiviert.

Die Torelektroden der Überführungs-DSTen T 1 bis T 12 sind auch gemeinsam in Einheiten von Blöcken verbunden. Jeder Block ist an einen entsprechenden von parallelen Ausgangsanschlüssen S 1 bis S 4 eines Schieberegisters 401 angeschlossen.

Die andere Hauptelektrode eines jeden der Überführungs-DSTen T 1 bis T 12 ist an eine entsprechende von gemeinsamen Signalleiterführungen 402 bis 407 durch eine entsprechende der individuellen Signalleiterführungen 301 bis 312 angeschlossen. In diesem Fall sind die Hauptelektroden der DSTen, die dieselbe Ordnungszahl in den entsprechenden Gruppen haben, gemeinsam mit einer gemeinsamen Signalleiterführung verbunden. Beispielsweise sind die zweiten Überführungs-DSTen T 2 und T 8 in den entsprechenden Gruppen jeweils mit der gemeinsamen Signalleiterführung 403 durch die individuellen Signalleiterführungen 302 und 308 verbunden.

Die gemeinsamen Signalleiterführungen 402 bis 407 sind jeweils an einen Eingangsanschluß eines Verstärkers 412 durch Schalttransistoren ST 1 bis ST 6 angeschlossen.

Die Torelektrode eines jeden der Schalttransistoren ST 1 bis ST 3 und ST 4 bis ST 6 ist an einen entsprechenden von parallelen Ausgangsanschlüssen S 5 bis S 10 von Schieberegistern 408 und 409 angeschlossen. Wenn Hochpegelsignale von diesen parallelen Ausgangsanschlüssen abgegeben werden, werden die Schalttransistoren ST 1 bis ST 6 aufeinanderfolgend aktiviert.

Die gemeinsamen Signalleiterführungen 402 bis 407 sind durch die Transferladung-Speicherkapazitäten CC 1 bis CC 6 und auch durch die Entlade-DSTen CT 1 bis CT 6 geerdet.

Die Kapazitäten der Kondensatoren CC 1 bis CC 8 sind ausreichend größer angesetzt als diejenigen der Kondensatoren C 1 bis C 12.

Die Torelektroden der Schalttransistoren CT 1 bis CT 6 sind gemeinsam in Einheiten von drei Transistoren verbunden und stehen mit den Anschlüssen S 11 bzw. S 12 in Verbindung. Dadurch werden, wenn ein Hochpegelsignal an den Anschluß S 11 oder S 12 gelegt wird, die Schalttransistoren CT 1 bis CT 3 oder CT 4 bis CT 6 aktiviert, und die gemeinsamen Signalleiterführungen 402 bis 404 oder 405 bis 407 werden geerdet, um Restladungen zu beseitigen.

Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform mit dem oben beschriebenen Aufbau wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeitablaufdiagramme, die in Fig. 12(a) bis 12(p) gezeigt sind, erläutert.

Wenn Licht auf die lichtelektrischen Wandlerelemente E 1 bis E 12 einfällt, werden Ladungen in den Kondensatoren C 1 bis C 12 von der Energiequelle 11 entsprechend deren Intensität gespeichert.

Ein Hochpegelsignal wird von dem parallelen Ausgangsanschluß S 1 des Schieberegisters 401 ausgegeben, um die Überführungs- DSTen T 1 bis T 3 zu aktivieren [Fig. 12(a)].

Wenn die Überführungs-DSTen T 1 bis T 3 aktiviert werden, werden die in den Kondensatoren C 1 bis C 3 des ersten Blocks gespeicherten Ladungen jeweils zu den Lastkondensatoren CC 1 bis CC 3 übertragen.

Bei einer Übertragung der Information des ersten Blocks wird vom Ausgangsanschluß S 2 des Schieberegisters 401 ein Hochpegelsignal abgegeben, um die Überführungs-DSTen T 4 bis T 6 zu aktivieren [Fig. 12(b)].

Somit werden die in den Kondensatoren C 4 bis C 6 des zweiten Blocks gespeicherten Ladungen jeweils zu den Lastkondensatoren CC 4 bis CC 6 überführt.

Parallel mit dem Überführungsvorgang des zweiten Blocks werden Hochpegelsignale nacheinander von den Ausgangsanschlüssen S 5 bis S 7 des Schieberegisters 408 ausgegeben [Fig. 12(e) bis 12(g)].

Die Schalttransistoren ST 1 bis ST 3 werden in Aufeinanderfolge aktiviert, und eine in den Kondensatoren CC 1 bis CC 3 gespeicherte Lichtinformation des ersten Blocks wird zeitseriell durch den Verstärker 412 ausgelesen.

Wenn die Information des ersten Blocks ausgelesen wird, dann wird an den Anschluß S 11 ein Hochpegelsignal gelegt, um gleichzeitig die Schalttransistoren CT 1 bis CT 3 zu aktivieren [Fig. 12(k)].

Die Restladungen in den Transferladung-Speicherkondensatoren CC 1 bis CC 3 werden restlos gelöscht.

Parallel mit den obigen Lese- und Transferladung-Entladevorgängen [Fig. 12(e) bis 12(g) und 12(k)] wird ein Hochpegelsignal von dem parallelen Ausgangsanschluß 13 des Schieberegisters 410 [Fig. 12(m)] ausgegeben.

Die Entlade-DSTen DT 1 bis DT 3 werden dann aktiviert, und die Restladungen in den Lichtstrom-Speicherkapazitäten C 1 bis C 3 des ersten Blocks werden restlos entladen.

Auf diese Weise werden der Information-Überführungsvorgang für den zweiten Block und der Information-Lesevorgang, der Entadevorgang der restlichen Überführungsladungen und der Entladevorgang der restlichen Lichtstromladungen für den ersten Block parallel zueinander ausgeführt.

Bei Beendigung dieser Vorgänge wird das Schieberegister 401 verschoben und ein Hochpegelsignal vom parallelen Ausgangsanschluß S 3 abgegeben [Fig. 12(c)].

Die Überführungs-DTSen T 7 bis T 9 werden aktiviert, und in den Kondensatoren C 7 bis C 9 des dritten Blocks gespeicherte Ladungen werden zu den Kondensatoren CC 1 bis CC 3 übertragen.

Parallel mit dem Informations-Überführungsvorgang für den dritten Block werden Hochpegelsignale aufeinanderfolgend von den parallelen Ausgangsanschlüssen S 8 bis S 10 des Schieberegisters 409 ausgegeben [Fig. 12(h) bis 12(i)].

Somit werden die Schalttransistoren ST 4 bis ST 6 in Aufeinanderfolge aktiviert, und eine zu den Kondensatoren CC 4 bis CC 6 überführte und in diesen gespeicherte Information des zweiten Blocks wird zeitseriell ausgelesen.

Bei Auslesen der Information des zweiten Blocks wird ein Hochpegelsignal an den Anschluß S 12 gelegt, um gleichzeitig die Schalttransistoren CT 4 bis CT 6 zu aktivieren [Fig. 12(l)].

Die Restladungen in den Transferladung-Speicherkondensatoren CC 4 bis CC 6 werden vollständig entladen.

Parallel mit dem Information-Lesevorgang und dem Entladevorgang der restlichen Transferladung für den zweiten Block wird ein Hochpegelsignal vom parallelen Ausgangsanschluß S 14 des Schieberegisters 410 ausgegeben [Fig. 12(n)], so daß gleichzeitig die Schalttransistoren ST 4 bis ST 6 aktiviert werden.

Auf diese Weise werden die Restladungen in den Lichtladung- Speicherkondensatoren C 4 bis C 6 entladen.

In gleichartiger Weise wird parallel mit dem Informations-Übertragungsvorgang für den vierten Block der Information-Lesevorgang, der Entladevorgang der restlichen Transferladung und der Entladevorgang der restlichen Lichtstromladung für den dritten Block ausgeführt. Der Information-Lesevorgang, der Entladevorgang für die restliche Transferladung und der Entladevorgang für die restliche Lichtstromladung für den vierten Block werden parallel zum Information-Übertragungsvorgang des ersten Blocks ausgeführt.

Die oben erwähnten Vorgänge werden wiederholt, so daß eine Lichtinformation zeitseriell ausgelesen wird.

Auf diese Weise werden parallel mit dem Informations-Transfervorgang des nächsten Blocks der Information-Lesevorgang, der Entladevorgang für die restliche Transferladung und der Entladevorgang für die restliche Lichtstromladung für den vorhergehenden Block ausgeführt. Gemäß dieser Ausführungsform werden Abschirmleiterführungen, um ein konstantes Potential zu halten, zwischen den benachbarten Signalleitern der Matrix- Signalleiterführungen gebildet, so daß benachbarte Signalleiter an einer kapazitiven Kopplung untereinander gehindert werden. Somit kann ein guter Lesezugriff, der frei von Einstreuungen unter Ausgangssignalen ist, mit hoher Geschwindigkeit erreicht werden.

Vierte Ausführungsform

Die Fig. 13 ist ein Ersatzschaltbild der vierten Ausführungsform einer lichtelektrischen Wandlervorrichtung gemäß der Erfindung.

Die Schnittstruktur der Wandlervorrichtung in dieser Ausführungsform ist dieselbe wie diejenige zur ersten oder zweiten Ausführungsform.

Bei dieser Wandlervorrichtung sind eine lichtelektrische Wandlerelement- Baueinheit, eine DST-Einheit und eine Matrix-Leiterführungseinheit auf einem einzigen Substrat ausgebildet. Die Matrix-Leiterführungseinheit weist eine Mehrschichtenstruktur aus einer ersten Leiterschicht, einer ersten Isolierschicht, einer zweiten Leiterschicht, einer zweiten Isolierschicht, einer Halbleiterschicht und einer dritten Leiterschicht, die auf dem Substrat aufeinanderfolgend aufgeschichtet sind, auf. Die zweite Leiterschicht wird von derselben Schicht wie eine Torelektrode der DST-Einheit gebildet, die zweite Isolierschicht wird von derselben Schicht wie eine Tor-Isolierschicht der DST-Einheit gebildet, die Halbleiterschicht wird von derselben Schicht wie eine lichtleitfähige Halbleiterschicht der lichtelektrischen Wandlerelement- Baueinheit und einer Halbleiterschicht der DST-Einheit gebildet, und die dritte Leiterschicht wird von derselben Schicht wie eine Source-/Drain-Elektrode der DST-Einheit gebildet.

Die Anordnungen der lichtelektrischen Wandlerelemente E 1 bis E 18, der Lichtstrom-Speicherkondensatoren C 1 bis C 18 und der Überführungs-DSTen T 1 bis T 18 sind im wesentlichen dieselben wie diejenigen in der Fig. 11, es ist lediglich die Anzahl dieser Elemente von 12 auf 18 erhöht worden. Insofern kann eine nähere Beschreibung dieser Elemente unterbleiben. In Fig. 13 ist aus Gründen der Einfachheit ein Schaltkreis teilweise weggelassen worden.

Bei dieser Ausführungsform bilden drei Blöcke eine Gruppe. Die Hauptelektroden der Überführungs-DSTen, die dieselben Ordnungszahlen in den entsprechenden Gruppen haben, sind an zugeordnete gemeinsame Signalleiterführungen 402-410 angeschlossen.

Die Torelektroden der Überführungs-DSTen T 1 bis T 18 sind gemeinsam zu Einheiten von Blöcken verbunden und an entsprechende parallele Ausgangsanschlüsse B 1 bis B 6 eines Schieberegisters 601 angeschlossen.

In gleichartiger Weise sind die Torelektroden der Entlade- DSTen DT 1 bis DT 18 auch an entsprechende parallele Ausgangsanschlüsse S 13 bis S 18 eines Schieberegisters 610 angeschlossen.

Die gemeinsamen Signalleiter 602 bis 610 sind durch Transferladung- Speicherkondensatoren CC 1 bis CC 9 und auch durch Entlade- DSTen CT 1 bis CT 9 geerdet.

Die Torelektroden der Entlade-DSTen CT 1 bis CT 9 sind gemeinsam in Einheiten von drei DSTen verbunden und an entsprechende Anschlüsse H 1 bis H 3 angeschlossen.

Die gemeinsamen Signalleiterführungen 602 bis 610 sind über Schalttransistoren ST 1 bis ST 9 mit einem Verstärker 412 verbunden, während die Torelektroden der Schalttransistoren ST 1 bis ST 9 an zugeordnete parallele Ausgangsanschlüsse D 1 bis D 9 der Schieberegister 611 bis 613 angeschlossen sind.

Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform mit der oben angegebenen Anordnung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeitablaufdiagramme der Fig. 14(a) bis 14(x) beschrieben.

Vom Ausgangsanschluß B 1 des Schieberegisters 601 wird ein Hochpegelsignal abgegeben, um die Übertragungs-DSTen T 1 bis T 3 zu aktivieren [Fig. 14(a)].

Wenn die Übertragungs-DSTen T 1 bis T 3 aktiviert sind, werden in den Kondensatoren C 1 bis C 3 des ersten Blocks gespeicherte Ladungen jeweils zu den Kondensatoren CC 1 bis CC 3 übertragen.

Bei einer Übertragung der Information des ersten Blocks wird ein Hochpegelsignal vom Ausgangsanschluß B 2 des Schieberegisters 601 abgegeben, um die Übertragungs-DSTen T 4 bis T 6 zu aktivieren [Fig. 14(b)]. Somit werden in den Kondensatoren C 4 bis C 6 des zweiten Blocks gespeicherte Ladungen jeweils zu den Kondensatoren CC 4 bis CC 6 übertragen.

Parallel mit dem Übertragungsvorgang für den zweiten Block werden Hochpegelsignale in Aufeinanderfolge von den Ausgangsanschlüssen D 1 bis D 3 des Schieberegisters 611 ausgegeben [Fig. 14(g) bis 14(i)].

Somit werden die Schalttransistoren ST 1 bis ST 3 in Aufeinanderfolge aktiviert, und eine zu den Kondensatoren CC 1 bis CC 3 überführte sowie in diesen gespeicherten Lichtinformation des ersten Blocks wird durch einen Verstärker 412 zeitseriell ausgelesen.

Parallel mit dem Überführungsvorgang für den zweiten Block wird ein Hochpegelsignal vom Anschluß S 13 des Schieberegisters 610 abgegeben [Fig. 14(s)], um die Entlade-DSTen DT 1 bis DT 3 zu aktivieren. Als Ergebnis dessen werden restliche Lichtladungen in den Kondensatoren C 1 bis C 3 des ersten Blocks entladen.

Bei Beendigung des Vorgangs des Lesens der Information und des Entladens der restlichen Lichtladung für den ersten Block wird an den Anschluß H 1 ein Hochpegelsignal gelegt, um gleichzeitig die Schalttransistoren CT 1 bis CT 3 zu aktivieren [Fig. 14(p)]. Damit werden die Restladungen in den Kondensatoren CC 1 bis CC 3 vollständig entladen.

Parallel mit diesem Entladevorgang wird ein Hochpegelsignal vom Ausgangsanschluß B 3 des Schieberegisters 601 abgegeben [Fig. 14(c)].

Auf diese Weise werden die Übertragungs-DSTen T 7 bis T 9 aktiviert und in den Kondensatoren C 7 bis C 9 des dritten Blocks gespeicherte Ladungen jeweils zu den Kondensatoren CC 6 bis CC 9 übertragen.

Parallel mit den Entlade- und Übertragungsvorgängen werden Hochpegelsignale in Aufeinanderfolge von Ausgangsanschlüssen D 4 bis D 6 des Schieberegisters 612 abgegeben [Fig. 14(j) bis 14(l)], womit die Schalttransistoren ST 4 bis ST 6 nacheinander aktiviert werden. Als Ergebnis wird eine Information des zweiten Blocks zeitseriell ausgelesen.

Ferner wird parallel mit den Entlade- und Übertragungsvorgängen ein Hochpegelsignal vom Ausgangsanschluß S 14 des Schieberegisters 610 abgegeben [Fig. 14(t)], so daß restliche Lichtladungen von den Kondensatoren C 4 bis C 6 des zweiten Blocks entladen werden.

Anschließend werden der Übertragungsvorgang einer Information des vierten Blocks [Fig. 14(d)], ein zeitserieller Lesevorgang einer Information des dritten Blocks [Fig. 14(s) bis 14(o)], der Entladevorgang der restlichen Transferladungen in den Kondensatoren CC 4 bis CC 6 [Fig. 14(q)] und der Entladevorgang der restlichen Lichtladungen in den Kondensatoren C 7 bis C 9 [Fig. 14(u)] parallel zueinander ausgeführt, so daß eine Lichtinformation der lichtelektrischen Wandlerelemente E 1 bis E 18 in gleichartiger Weise wiederholt gelesen wird.

Weil bei dieser Ausführungsform eine Gruppe aus drei Blöcken gebildet wird, können somit der Übertragungsvorgang einer Information eines gegebenen Blocks, die Vorgänge zum Lesen und Entladen einer restlichen Lichtladung eines unmittelbar vorhergehenden Blocks und der Entladevorgang der restlichen Transferladung eines Blocks der dem unmittelbar vorhergehenden Block vorausgeht, parallel durchgeführt werden, womit insgesamt ein Arbeiten mit hoher Geschwindigkeit verwirklicht werden kann.

Abschirmleiter oder -schaltungen, um ein konstantes Potential zu halten, sind zwischen benachbarten Signalleitern der Matrix- Signalleiterführungen ausgebildet, so daß eine kapazitive Kopplung zwischen benachbarten Signalleitern untereinander verhindert werden kann. Somit kann ein guter Lesezugriff, der frei von Einstreuungen unter den Ausgangssignalen ist, erzielt werden.

Fünfte Ausführungsform

Die Fig. 15 zeigt eine Schnittdarstellung einer fünften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen lichtelektrischen Wandlervorrichtung, wobei gleiche Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Ausführungsformen gleiche Elemente bezeichnen.

Das herausragende Merkmal dieser Ausführungsform liegt darin, daß Lichtabschirmschichten 40 und 41 auf dem Substrat in einer lichtelektrischen Wandlerelementeinheit 1 und einer DST-Einheit 3 ausgebildet sind, um sandwichartig eine Isolierschicht 23 mit Schichten 32, 33 und 34 zu umfassen.

Die Lichtabschirmschichten 40 und 41 können verhindern, daß Beleuchtungslicht 9 unmittelbar oder mittelbar als Streulicht auf eine Halbleiterschicht 26 der Wandlerelement-Baueinheit 1 oder der DST-Einheit 3 einstrahlt, was die lichtelektrische Wandlung oder die Schaltkennwerte stören würde.

Eine detaillierte Anwendung der Ausführungsform der lichtelektrischen Wandlervorrichtung gemäß der Erfindung wird im folgenden erläutert.

Die Fig. 16 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Faksimilegeräts, bei dem die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur Anwendung kommt.

Bei dem Gerät von Fig. 14 wird in einem Vorlagen-Übertragungsbetrieb eine Vorlage 505 gegen einen Näherungsbildfühler 501 der Linsenbauart durch eine Schreibwalze 503 gedrückt und in Richtung eines Pfeils durch die Schreibwalze 503 sowie eine Zufuhrwalze 504 bewegt. Eine Vorlagenfläche wird von einer als Lichtquelle dienenden Xenonlampe 502 beleuchtet, und von der Vorlagenfläche reflektiertes Licht fällt auf den Fühler 501, der der lichtelektrischen Wandlervorrichtung dieser Ausführungsform entspricht. Durch den Fühler 501 wird das reflektierte Licht in ein elektrisches Signal, das der Bildinformation auf der Vorlage entspricht, umgewandelt, und dieses Signal wird übertragen.

In einem Empfangsbetrieb wird ein Aufzeichnungsblatt 506 durch eine Aufzeichnungs-Schreibwalze 507 transportiert, und eine einem Empfangssignal entsprechende Abbildung wird durch einen Thermokopf 508 wiedergegeben.

Das gesamte Gerät wird über eine System-Steuertafel 509 gesteuert; die jeweiligen Antriebssysteme und Schaltungen werden von einer Energiequelle 510 betrieben. Das Gerät umfaßt des weiteren eine Abstreifklinge 511 und eine Bedienungstafel 512.

Wie oben beschrieben wurde, kann gemäß einer Halbleitervorrichtung und einer lichtelektrischen Wandlervorrichtung entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung eine Halbleitervorrichtung und eine lichtelektrische Wandlervorrichtung geschaffen werden, die von einer Einstreuung unter den Ausgangssignalen von Matrix-Leiterführungen frei sind und Matrix-Leiterführungen, die in einem simplen Herstellungsprozeß ausgebildet werden, sowie eine niedrige Fehlerrate haben, aufweisen, weil eine Matrix-Leiterführungseinheit so ausgestaltet wird, daß sie eine vielschichtige Struktur von wenigstens einer ersten Leiterschicht, einer ersten Isolierschicht, einer zweiten Leiterschicht, einer zweiten Isolierschicht, einer Halbleiterschicht und einer dritten Leiterschicht in der genannten Reihenfolge umfaßt.

Sechste Ausführungsform

Die Erfindung wird weiterhin im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.

Ein Halbleiter-Bauelement der vorliegenden Erfindung ist nicht immer auf eine lichtelektrische Wandlervorrichtung beschränkt, jedoch wird hier die lichtelektrische Wandlervorrichtung als eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben.

Die Fig. 17 zeigt eine Schnittdarstellung der sechsten Ausführungsform einer lichtelektrischen Wandlervorrichtung gemäß der Erfindung.

Bei dieser Wandlervorrichtung sind eine lichtelektrische Wandlereinheit, eine Speicherkondensator-Einheit, eine DST- Einheit eine Matrix-Leiterführungseinheit u. dgl. integriert an einem isolierenden Substrat im gleichen Prozeß unter Verwendung eines amorphen a-Si : H-Materials als einer Halbleiterschicht ausgebildet. Zu Fig. 3 gleiche Bezugszahlen bezeichnen in Fig. 17 gleiche Elemente.

Die in Fig. 17 gezeigte Struktur umfaßt eine lichtelektrische Wandlerelementeinheit 1, eine Speicherkondensator-Einheit 2, eine DST-Einheit 3, ein Teil 4 mit einem (nicht dargestellten) Beleuchtungsfenster für einfallendes Licht, eine Matrix-Leiterführungseinheit 5, einen transparenten Abstandshalter 6, eine Vorlage 7 und ein Substrat 8. Durch einen Pfeil 9 angegebenes einfallendes Licht erreicht die Wandlerelement- Baueinheit 1 als reflektiertes Licht 10, d. h. als Informationslicht, durch die Vorlage 7.

Das auf die lichtelektrische Wandlerelement-Baueinheit 1 einfallende Informationslicht wird in einen Lichtstrom umgewandelt und als Ladungen in der Speicherkondensator-Einheit 2 gespeichert. Nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeitspanne werden in der Kondensator-Einheit 2 gespeicherte Ladungen durch die DST-Einheit 3 zur Matrix-Leiterführungseinheit 5 hin übertragen.

Auf dem Substrat 8 sind eine erste Leiterschicht 22 aus Al, Cr od. dgl., eine erste Isolierschicht 23 aus beispielsweise SiN, eine zweite Leiterschicht 24 aus Al, Cr od. dgl., eine zweite Isolierschicht 25 aus z. B. SiN, eine Halbleiterschicht aus a-Si : H, eine stark dotierte ohmische n⁺-Typ-a-Si : H-Kontaktschicht 27, eine dritte Leiterschicht 28 aus Al, Cr od. dgl. und eine Schutzschicht 29 aus beispielsweise Polyimid ausgebildet.

Die Wandlerelementeinheit 1 umfaßt obere Elektroden-Leiterführungsschichten 30 und 31. Das von einer Vorlagenfläche reflektierte Licht 10 bewirkt eine Änderung in der Leitfähigkeit des lichtleitfähigen a-Si : H-Halbleiters 26, wodurch ein zwischen den interdigital einander gegenüberliegenden oberen Elektroden-Leiterführungsschichten 30 und 31 fließender Strom einer Änderung unterliegt. Eine Metall-Lichtabschirmschicht 32 kann an eine geeignete Treiberquelle angeschlossen sein, um als eine Torelektrode wie eine Steuerelektrode für die Hauptelektroden 30 (Source-Seite) und 31 (Drain-Seite) zu dienen.

Die Speicherkondensator-Einheit 2 besteht aus einer ersten Elektroden-Leiterführungsschicht 40, einem von einer ersten Isolierschicht 23, die auf der ersten Elektroden-Leiterführungsschicht 40 ausgestaltet ist, gebildeten Dielektrikum, einer zweiten Elektroden-Leiterführungsschicht 33, die an der ersten Isolierschicht 23 ausgebildet ist, einem aus einer zweiten Isolierschicht 25 an der zweiten Elektroden-Leiterführungsschicht 22 und einer lichtleitfähigen Halbleiterschicht 26 gebildeten Dielektrikum und einer dritten Elektroden-Leiterführungsschicht, die auf der Halbleiterschicht 26 und angrenzend an die obere Elektroden-Leiterführungsschicht 31 der lichtelektrischen Wandlerelementeinheit ausgebildet ist. Die erste und dritte Elektroden-Leiterführungsschicht 40 und 31 sind durch eine Kontaktöffnung 41 miteinander in ohmischem Kontakt. Die Speicherkondensator-Einheit 2 hat eine sog. zweietagige Kondensatorstruktur und kann eine Speicherkapazität ohne eine Vergrößerung einer Substratgröße erhöhen. Es können entweder positive oder negative Vorspannungszustände zur Anwendung kommen. Die Einheit 2 wird verwendet, während die zweite Elektroden-Leiterschicht 33 negativ vorgespannt gehalten wird, so daß stabile Kapazitäts- und Frequenzcharakteristika erhalten werden.

Die DST-Einheit 3 umfaßt eine untere Elektroden-Leiterführungsschicht 34, die als eine Torelektrode dient, die zweite Isolierschicht 25, die eine Tor-Isolierschicht bildet, die Halbleiterschicht 26, eine Source-Ele 25123 00070 552 001000280000000200012000285912501200040 0002004005494 00004 25004ktrode dienende obere Elektroden-Leiterführungsschicht 35, eine obere Elektroden- Leiterführungsschicht 36, die als Drain-Elektrode dient, u. dgl.

In der Matrix-Leiterführungseinheit 5 werden jeweils individuelle Signalleiter der ersten Leiterschicht 22, der ersten Isolierschicht 23, die die individuellen Signalleiter abdeckt, der zweiten Leiterschicht 24, um ein konstantes Potential zu halten, der zweiten, auf der zweiten Leiterschicht ausgebildeten Isolierschicht, der Halbleiterschicht 26, der ohmischen Kontaktschicht 27 und der gemeinsamen Signalleiter 37, die die individuellen Signalleiter kreuzen und aus der dritten Leiterschicht bestehen, gebildet, die in Aufeinanderfolge auf dem Substrat aufgeschichtet sind.

Eine Kontaktöffnung 38 stellt einen ohmischen Kontakt zwischen den individuellen und den gemeinsamen Signalleitern 22 sowie 37 her. Zwischen benachbarten gemeinsamen Signalleitern sind Zwischenleiter-Abschirmleitungsführungen 39 ausgestaltet.

Wie oben beschrieben wurde, haben in dieser lichtelektrischen Wandlervorrichtung gemäß dieser Ausführungsform alle Baueinheiten, d. h. die lichtelektrische Wandlerelementeinheit, die Speicherkondensator-Einheit, die DST-Einheit und die Matrix- Leiterführungseinheit die vielschichtige Struktur aus dem lichtelektrischen Halbleiter, den Isolierschichten, den Leiterschichten ud. dgl., wobei diese Einheiten gleichzeitig im selben Prozeß gefertigt werden können.

Die zweite Leiterschicht, die ein konstantes Potential halten kann, ist an der Schnittstelle zwischen den ausgehenden individuellen und gemeinsamen Signalleitern ausgebildet, so daß eine an der Schnittstelle zwischen den individuellen sowie gemeinsamen Signalleitern erzeugte Streukapazität eliminiert wird. Ferner sind die Abschirmleiter, die ein konstantes Potential halten können, zwischen den benachbarten gemeinsamen Signalleitern und an zwei Seiten eines jeden gemeinsamen Signalleiters ausgebildet, so daß die Erzeugung einer Kapazität zwischen benachbarten gemeinsamen Signalleitern verhindert wird.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die Abschirmleiter, die ein konstantes Potential halten können, zwischen den benachbarten gemeinsamen Signalleitern ausgebildet werden können, so daß die Erzeugung einer Kapazität zwischen benachbarten individuellen Signalleitern ebenfalls verhindert werden kann.

Die Fig. 18A bis 18H zeigen in Schnittdarstellungen die Herstellungschritte der Ausführungsform von Fig. 17, wobei diese Schritte im folgenden erläutert werden.

Wie die Fig. 18A zeigt, wurde eine erste Leiterschicht 22 aus Al, Cr od. dgl. mit einer Dicke von 0,1 µm auf ein transparentes Substrat 8, z. B. aus Glas, durch Aufsprühen oder Niederschlagen aufgebracht und zur gewünschten Gestalt strukturiert.

Gemäß Fig. 18B wurde eine Isolierschicht 23 aus Siliziumnitrid (SiN) mit einer Dicke von 0,3 µm auf der Struktur von Fig. 18A mittels einer bekannten Technik, wie chemische Plasma- Aufdampfung, ausgebildet.

Eine zweite Leiterschicht aus Al, Cr od. dgl. mit einer Dicke von 0,1 µm wurde, wie Fig. 18C zeigt, durch Aufsprühen oder Niederschlagen ausgebildet und in eine gewünschte Gestalt gebracht.

Wie Fig. 18D zeigt, wurden eine zweite Isolierschicht 25 aus SiN mit einer Dicke von 0,3 µm, eine a-Si : H-Schicht 26 mit einer Dicke von 0,6 µm und eine n⁺-Typ-a-Si : H-Dotierschicht 27 mit einer Dicke von 0,15 µm durch eine bekannte Technik, z. B. chemische Plasma-Aufdampfung, ausgebildet, und diese drei Schichten 25, 26 und 27 wurden so gestaltet, daß Kontaktöffnungen entstanden sind.

Gemäß Fig. 18E wurde eine dritte Leiterschicht 28 aus Al, Cr od. dgl. durch Aufsprühen oder Niederschlagen ausgebildet und in die gewünschte Gestalt gebracht.

Wie Fig. 18F zeigt, wurden die n⁺-Typ-a-Si : H-Dotierschicht an dem Spaltteil der lichtelektrischen Wandlereinheit 1 und das Kanalteil der DST-Einheit 3 durch Ätzen entfernt. Der Fig. 18G ist zu entnehmen, daß eine unnötige Halbleiterschicht beseitigt wurde, um eine Elementtrennung in Einheiten von Bits zu erlangen. Auf der dritten Leiterschicht 28 wurde dann, wie die Fig. 18H zeigt, eine dritte Isolierschicht 29 aus einem Polyimid- oder SiN-Film als eine Schutzschicht ausgestaltet.

Wie vorstehend beschrieben wurde, haben in einer lichtelektrischen Wandlervorrichtung dieser Ausführungsform, die die Wandlerelementeinheit, die Speicherkondensator-Einheit, die DST-Einheit und die Matrix-Leiterführungseinheit, die auf dem einzelnen Substrat ausgebildet sind, umfaßt, die Speicherkondensator- Einheit und die Matrix-Leiterführungseinheit eine mehrschichtige Struktur, die die erste Leiterschicht, die erste Isolierschicht, die zweite Leiterschicht, die Halbleiterschicht, und die dritte Leiterschicht, die in Aufeinanderfolge auf das Substrat geschichtet sind, enthält. Bei dieser Struktur ist die zweite Leiterschicht durch dieselbe Schicht wie eine Torelektrode der DST-Einheit gebildet, ist die zweite Isolierschicht durch dieselbe wie eine Tor-Isolierschicht der DST-Einheit gebildet, ist die Halbleiterschicht durch die gleiche Schicht wie die lichtleitfähige Halbleiterschicht des lichtelektrischen Wandlerelementeinheit und die Halbleiterschicht der DST-Einheit gebildet, während die dritte leitfähige Schicht aus derselben Schicht wie eine Source-/Drain- Elektrode der DST-Einheit gestaltet ist.

Deshalb kann die Speicherkondensator-Einheit parallele Verbindungen einer zweietagigen Struktur aufweisen und die Kapazität des Speicherkondensators erhöht werden, ohne die Größe des Substrats der Wandlervorrichtung zu erweitern. Als Ergebnis dessen kann eine lichtelektrische Wandlervorrichtung verwirklicht werden, die nicht durch eine Rauschkomponente, wie eine zwischen der leitfähigen, ein konstantes Potential haltenden Schicht und den Signalleitungsführungen erzeugte Streukapazität, beeinflußt ist.

Die Leseschaltung der lichtelektrischen Wandlervorrichtung dieser Ausführungsform ist dieselbe wie diejenige der Fig. 9, und ihre Arbeitsweise ist ebenfalls gleich.

Eine detaillierte Anwendung der Ausführungsform der lichtelektrischen Wandlervorrichtung, die hier beschrieben wurde, entspricht ebenfalls derjenigen von Fig. 16, und eine nähere Erläuterung kann insofern unterbleiben.

Bei der Halbleitervorrichtung und der diese verwendenden lichtelektrischen Wandlervorrichtung gemäß der obigen Beschreibung sind eine Matrix-Leitungsführung und eine Ladungsspeichereinrichtung so ausgebildet, daß sie eine mehrschichtige Struktur von wenigstens einer ersten Leiterschicht, einer ersten Isolierschicht, einer zweiten Leiterschicht, einer zweiten Isolierschicht, einer Halbleiterschicht und einer dritten Leiterschicht in der angegebenen Reihenfolge aufweisen, wobei die Schichten der Matrix-Leitungsführung und die entsprechenden Schichten der Ladungsspeichereinrichtungen durch dieselben Schichten gebildet werden. Insofern kann eine Halbleitervorrichtung und eine lichtelektrische Wandlervorrichtung gebildet werden, die von einer Einstreuung unter den Ausgangssignalen der Matrix-Leitungsführungen frei sind und wobei diese Matrix-Leiterführungen in einem einfachen Fertigungsprozeß ausgebildet werden sowie eine niedrige Fehlerrate haben. Zusätzlich kann die Kapazität der Ladungsspeichereinrichtungen ohne eine Vergrößerung der Substratabmessung erhöht werden, und diese Ladungsspeichereinrichtungen können mittels eines simplen Prozesses ausgebildet werden. Als Ergebnis dessen können eine Halbleiter- und eine lichtelektrische Wandlervorrichtung geschaffen werden, die ein Signal-Rausch-Verhältnis, einen dynamischen Bereich u. dgl. verbessern, stabile Kennwerte haben und kompakt gestaltet werden können.

Siebente Ausführungsform

Die siebente Ausführungsform gemäß der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.

Eine Halbleitervorrichtung gemäß der Erfindung ist nicht unbedingt auf eine lichtelektrische Wandlervorrichtung beschränkt, jedoch wird eine solche Wandlervorrichtung als bevorzugte Ausführungsform betrachtet.

Die Fig. 19A ist eine Draufsicht auf eine lichtelektrische Wandlervorrichtung in der siebenten Ausführungsform gemäß der Erfindung, während die Fig. 19B den Schnitt nach der Linie B-B′, die Fig. 19C den Schnitt nach der Linie C-C′ und die Fig. 19D den Schnitt nach der Linie D-D′ in der Fig. 19A zeigen.

Die Fig. 20 ist eine Schnittdarstellung zur Erläuterung der jeweiligen Bauelemente der lichtelektrischen Wandlervorrichtung.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die Schnittdarstellung der Wandlervorrichtung von Fig. 20 verwendet wird, um die Schichtenstrukturen der Baueinheit zu erläutern, und nicht perfekt den Baueinheiten der in den Fig. 19A bis 19D dargestellten lichtelektrischen Wandlervorrichtung entspricht. Die Schichtenstrukturen entsprechen den in Fig. 19B bis 19D gezeigten Strukturen.

Bei der in den Fig. 19A bis 19D und Fig. 20 gezeigten Ausführungsform der Wandlervorrichtung sind eine lichtelektrische Wandlereinheit, eine Speicherkondensator-Einheit, eine DST-Einheit, eine Matrix-Leiterführungseinheit u. dgl. einstückig an einem isolierenden Substrat im gleichen Prozeß unter Verwendung eines amorphen a-Si : H-Materials als eine Halbleiterschicht ausgebildet. Zu Fig. 3 gleiche Bezugszeichen bezeichnen bei dieser Ausführungsform dieselben Bauelemente.

In Fig. 19A sind ein erstes Leiterführungsschema durch gestrichelte Linien, ein zweites Leiterführungsschema durch ausgezogene Linien ein drittes Leiterführungsschema durch Schraffur dargestellt. Die Struktur von Fig. 19A umfaßt eine Matrix-Signalleitereinheit 5, eine lichtelektrische Wandlerelement- Baueinheit 6, einen in unteren Schichten der Matrix- Signalleitereinheit ausgebildeten Speicherkondensator 2, einen Übertragungs-DST 3 a, einen Rückstell-DST 3 b und ein Beleuchtungsfenster 4. Die Fig. 19B ist ein Längsschnitt der lichtelektrischen Wandlerelementeinheit, die Fig. 19C ein Längsschnitt der Matrix-Signalleitereinheit und des Speicherkondensators, und die Fig. 19D ist ein Längsschnitt der Übertragungs-DST-Einheit.

Die in Fig. 20 dargestellte Struktur umfaßt einen transparenten Abstandshalter 6, eine Vorlage 7 und ein Substrat 8. Durch einen Pfeil 9 angedeutetes einfallendes Licht erreicht die Wandlerelementeinheit 1 als reflektiertes Licht 10, d. h. als Informationslicht, mittels der Vorlage 7.

Das auf die lichtelektrische Wandlerelementeinheit 1 einfallende Informationslicht wird in einen Lichtstrom umgewandelt und als Ladungen im Speicherkondensator 2 gespeichert. Nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeitspanne werden in dem Speicherkondensator 2 gespeicherte Ladungen durch die Übertragungs- DST-Einheit 3 a zur Matrix-Leiterführungseinheit 5 übertragen.

In den Fig. 19B bis 19D und 20 sind eine erste Leiterschicht 22 aus Al, Cr od. dgl., eine erste Isolierschicht 23 aus beispielsweise SiN, eine zweite Leiterschicht 24 aus Al, Cr od. dgl., eine zweite Isolierschicht 25 aus beispielsweise SiN, eine a-Si : H-Halbleiterschicht 25, eine ohmische n⁺-Typ-a-Si : H-Kontaktschicht 27, eine dritte Leiterschicht 28 aus Al, Cr od. dgl. sowie eine Schutzschicht 29 aus beispielsweise Polyimid auf dem Substrat 8 ausgebildet.

Die lichtelektrische Wandlerelementeinheit 1 von Fig. 19B und 20 umfaßt obere Elektroden-Leiterführungsschichten 30 und 31. Das von einer Vorlagenfläche reflektierte Licht 10 ruft eine Änderung in der Leitfähigkeit des a-Si : H-Halbleiters 26 hervor, so daß ein zwischen den interdigital einander gegenüberliegenden oberen Elektroden-Leiterschichten 30 und 31 fließender Strom einer Änderung unterliegt. Die Metall- Lichtabschirmschicht 32 kann an eine geeignete Treiberquelle angeschlossen sein, um als eine Torelektrode wie eine Steuerelektrode für die Hauptelektroden 30 (Source-Seite) und 31 (Drain- Seite) zu dienen.

Der in den Fig. 19C und 20 gezeigte Speicherkondensator 2 besteht aus einer ersten Elektroden-Leiterschicht 33, die aus der ersten leitfähigen Schicht auf dem Substrat 8 gebildet ist, einem Dielektrikum, das aus der ersten Isolierschicht 23 auf der ersten Elektroden-Leiterschicht gebildet ist, und einer zweiten Elektroden-Leiterführungsschicht 34, die auf dem Dielektrikum aus der zweiten Leiterschicht 24 gebildet ist. Die zweite Elektroden-Leiterschicht 34 wird ständig auf einem konstanten Potential gehalten.

Die in den Fig. 19D und 20 gezeigte DST-Einheit 3 umfaßt die untere Elektroden-Leiterschicht 34, die als eine Torelektrode dient, die zweite Isolierschicht 25, die eine Tor-Isolierschicht bildet, die Halbleiterschicht 26, eine obere Elektroden-Leiterführungsschicht 35, die als eine Source- Elektrode dient, eine obere Elektroden-Leiterführungsschicht 36, die als Drain-Elektrode dient, und weitere Elemente.

In der in Fig. 19 und 20 gezeigten Matrix-Leiterführungseinheit 5 sind individuelle Signalleiter 22, die jeweils aus der ersten leitfähigen Schicht gebildet sind, die erste Isolierschicht 23, die die individuellen Signalleiter abdeckt, die zweite Leiterschicht 24 die ein konstantes Potential hält, die zweite, auf der zweiten Leiterschicht ausgebildete Isolierschicht 25, die Halbleiterschicht 26, die ohmische Kontaktschicht 27 und die gemeinsamen Signalleiter 37, die die individuellen Signalleiter kreuzen und aus der dritten Leiterschicht gebildet sind, in Aufeinanderfolge auf das Substrat 8 geschichtet. Eine Kontaktöffnung 28 dient der Herstellung eines ohmischen Kontakts zwischen individuellen und gemeinsamen Signalleitern 22 sowie 37. Zwischenleiter-Abschirmschaltungen oder -leiterführungen sind zwischen benachbarten gemeinsamen Signalleitern ausgebildet.

Wie beschrieben wurde, haben bei dieser Ausführungsform der lichtelektrischen Wandlervorrichtung alle Bauteile, d. h. die lichtelektrische Wandlerelementeinheit, der Speicherkondensator, die DST-Einheit und die Matrix-Leiterführungseinheit, eine vielschichtige Struktur aus der lichtleitfähigen Halbleiterschicht, den Isolierschichten und den leitfähigen Schichten. Deshalb können diese Einheiten gleichzeitig im gleichen Prozeß ausgebildet werden.

Da die zweite Leiterschicht, die ein konstantes Potential halten kann, an Schnittstellen zwischen den ausgehenden individuellen Signalleitern und den gemeinsamen Signalleitern ausgestaltet ist, wird eine an der Schnittstelle zwischen den individuellen und den allgemeinen Signalleitern erzeugte Kapazität eliminiert. Zusätzlich ist die Abschirm-Leiterführung, die ein konstantes Potential halten kann, zwischen benachbarten gemeinsamen Signalleitern ausgebildet, so daß die Erzeugung einer Kapazität zwischen den gemeinsamen Signalleitern verhindert wird.

Es ist hervorzuheben, daß die Abschirm-Leiterführung, die ein konstantes Potential halten kann, zwischen den individuellen Signalleitern ausgebildet sein kann, so daß das Entstehen einer Kapazität zwischen benachbarten individuellen Signalleitern verhindert werden kann.

Auf diese Weise werden die zweite Elektroden-Leiterführungsschicht, die ein konstantes Potential des Speicherkondensators halten soll, und die Abschirm-Leiterführungsschicht, die ein konstantes Potential an den Kreuzungsstellen zwischen den Matrix-Signalleitern halten soll, gemeinsam durch die zweite leitfähige Schicht gebildet, so daß der Speicherkondensator und die Matrix-Signalleiterführungseinheit auf demselben Teil am Substrat ausgestaltet werden, wodurch die Breite des Substrats der lichtelektrischen Wandlervorrichtung vermindert wird.

Die Fig. 21A bis 21H sind Schnittdarstellungen zu den Herstellungsschritten der in Fig. 20 gezeigten Ausführungsform. Es ist zu bemerken, daß die in den Fig. 19A bis 19D dargestellte lichtelektrische Wandlervorrichtung gemäß den gleichen Schritten hergestellt wird. Der Herstellungsvorgang wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 21A bis 21H erläutert.

Wie die Fig. 21A zeigt, wurde eine erste leitfähige Schicht 22 aus Al, Cr o. dgl. mit einer Dicke von 0,1 µm auf einem transparenten Substrat 8, z. B. aus Glas, durch Aufsprühen oder Niederschlagen aufgebracht und zur gewünschten Gestalt ausgebildet.

Gemäß Fig. 21B wurde auf der Struktur von Fig. 21A eine erste Isolierschicht 23 aus Silizium (SiN) mit einer Dicke von 0,3 µm mittels einer bekannten Technik, wie chemische Plasma-Aufdampfung, gebildet.

Eine zweite leitfähige Schicht 24 aus Al, Cr od. dgl. mit einer Dicke von 0,1 µm wurde, wie Fig. 21C zeigt, durch Aufsprühen oder Niederschlagen aufgebracht und zur gewünschten Gestalt ausgebildet.

Wie in Fig. 21D gezeigt ist, wurden eine zweite Isolierschicht 25 aus SiN mit einer Dicke von 0,3 µm, eine a-Si : H-Schicht 26 mit einer Dicke von 0,6 µm und eine n⁺-Typ-A-Si : H-Dotierschicht 27 mit einer Dicke von 0,15 µm mittels einer bekannten Technik, z. B. chemische Plasma-Aufdampfung, gebildet, und diese drei Schichten 25, 26 und 27 wurden zur Ausbildung von Kontaktöffnungen strukturiert.

Gemäß Fig. 21E wurde eine dritte leitfähige Schicht 28 aus Al, Cr od. dgl. durch Aufsprühen oder Niederschlagen ausgebildet und in die gewünschte Gestalt gebracht.

Wie in Fig. 21F dargestellt ist, wurden die n⁺-Typ-a-Si : H- Dotierschichten auf dem Spaltteil der lichtelektrischen Wandlereinheit 1 und das Kanalteil der DST-Einheit 3 durch Ätzen entfernt. Der Fig. 21G ist zu entnehmen, daß eine unnötige Halbleiterschicht entfernt wurde, um eine Elementtrennung oder -isolation in Einheiten von Bits zu erlangen.

Anschließend wurde, wie in Fig. 21H gezeigt ist, eine dritte Isolierschicht 29 eines Polyimid- oder SiN-Films als eine Schutzschicht auf der dritten leitfähigen Schicht 28 ausgebildet.

Wie vorstehend beschrieben wurde, ist bei der lichtelektrischen Wandlervorrichtung dieser Ausführungsform, wobei die lichtelektrische Wandlereinheit, der Speicherkondensator, die DST-Einheit und die Matrix-Leiterführungseinheit auf einem einzigen Substrat ausgebildet sind, die Matrix-Leiterführungseinheit so gestaltet, daß sie eine vielschichtige Struktur der ersten Leiterschicht, der ersten Isolierschicht, der zweiten Leiterschicht, der zweiten Isolierschicht, der Halbleiterschicht und der dritten Leiterschicht aufweist, die in Aufeinanderfolge auf dem Substrat geschichtet sind. Der Speicherkondensator hat eine Struktur, bei der die erste leitfähige Schicht, die erste Isolierschicht und die zweite leitfähige Schicht nacheinander auf dieselben Teile auf dem Substrat wie diejenigen in der Matrix-Leiterführungseinheit geschichtet sind. Von diesen Schichten wird die zweite leitfähige Schicht durch dieselbe Schicht wie eine Torelektrode der DST- Einheit gebildet, wird die zweite Isolierschicht durch dieselbe Schicht wie eine Tor-Isolierschicht der DST-Einheit gebildet, wird die Halbleiterschicht durch dieselbe Schicht wie die lichtleitfähige Halbleiterschicht der lichtelektrischen Wandlerelement-Einheit und die Halbleiterschicht der DST-Einheit gebildet, und wird die dritte leitfähige Schicht durch dieselbe Schicht wie eine Source-/Drain-Elektrode der DST-Einheit gebildet.

Die zweite Isolierschicht, die in einer herkömmlichen Struktur eine Filmdicke von etwa 2 bis 3 µm erfordert, braucht lediglich eine Dicke zu haben, die groß genug ist, um abgestufte Teile der zweiten leitfähigen Schicht zu bedecken und gute Schaltcharakteristika der DSTen aufrechtzuerhalten. Die zweite leitfähige Schicht kann eine Filmdicke von etwa 0,3 µm haben, um einen guten Film zu bilden, der von Mikrorissen frei ist.

Es ist herkömmlicherweise schwierig, Kontaktöffnungen auszugestalten, um einen ohmischen Kontakt zwischen der dritten und ersten leitfähigen Schicht zu erlangen. Jedoch können bei der Struktur gemäß der Erfindung die Kontaktöffnungen unter Anwendung desselben Prozesses wie demjenigen zur Ausbildung von Kontaktöffnungen, um einen ohmischen Kontakt zwischen den zweiten und ersten leitfähigen Schichten in der herkömmlichen Struktur herzustellen, ausgestaltet werden. Somit kann eine stabile Mikrostrukturierung durch einen einfachen Prozeß ausgeführt werden.

Das dielektrische Teil wird lediglich durch die erste Isolierschicht gebildet, ohne die Substratgröße der lichtelektrischen Wandlervorrichtung zu erhöhen, so daß die Dicke des dielektrischen Teils vermindert und die Kapazität des Speicherkondensators erhöht wird. Als Ergebnis kann eine lichtelektrische Wandlervorrichtung realisiert werden, die nicht durch eine Geräuschkomponente, wie eine Streukapazität, die zwischen der leitfähigen Schicht zum Halten eines konstanten Potentials und den Signalleitern entsteht, beeinflußt ist.

Die Leseschaltung der lichtelektrischen Wandlervorrichtung dieser Ausführungsform ist gleich der in Fig. 9 gezeigten, und ihre Arbeitsweise ist ebenfalls dieselbe.

Eine nähere Anwendung der Ausführungsform der lichtelektrischen Wandlervorrichtung, die hier beschrieben wurde, ist ebenfalls dieselbe, wie sie in Fig. 16 gezeigt wurde, und eine Beschreibung kann deshalb unterbleiben.

In einer Halbleiter-Vorrichtung und einer lichtelektrischen Wandlervorrichtung, die diese gemäß der Ausführungsform der Erfindung verwendet, wird eine Matrix-Leiterführungseinheit so gebildet, daß sie eine vielschichtige Struktur von wenigstens einer ersten leitfähigen Schicht, einer ersten Isolierschicht, einer zweiten leitfähigen Schicht, einer zweiten Isolierschicht, einer Halbleiterschicht und einer dritten leitfähigen Schicht in der angegebenen Reihenfolge aufweist, wird eine Ladungsspeichereinrichtung so gebildet, daß sie eine vielschichtige Struktur aus wenigstens der ersten leitfähigen Schicht, der ersten Isolierschicht und der zweiten leitfähigen Schicht aufweist, und werden die erste leitfähige Schicht, die erste Isolierschicht sowie die zweite leitfähige Schicht der Matrix-Leiterführungseinheit und die Ladungsspeichereinheit gemeinsam durch dieselben Schichten gebildet.

Als Ergebnis dessen können ein Halbleiter-Bauelement und eine lichtelektrische Wandlervorrichtung geschaffen werden, die frei sind von einer Einstreuung unter Ausgangssignalen von Matrix-Leiterführungen und Matrix-Leiterführungen aufweisen, die in einem simplen Herstellungsprozeß ausgestaltet werden und eine niedrigere Fehlerrate haben. Zusätzlich kann die Kapazität der Ladungsspeichereinrichtungen ohne eine Vergrößerung in der Abmessung eines Substrats erhöht werden, und die Ladungsspeichereinrichtungen können in einem sehr einfachen Prozeß ausgebildet werden. Insofern kann ein Halbleiter- Bauelement und eine lichtelektrische Wandlervorrichtung geschaffen werden, die ein Signal-Rausch-Verhältnis, einen dynamischen Bereich u. dgl. verbessern können und stabile Kennwerte erlangen sowie kompakt ausgestaltet werden können.

Claims (25)

1. Halbleiter-Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß m × n-Schaltelemente, die mit m × n-Funktionselementen zur Übertragung von Signalen durch Schaltvorgänge verbunden sind, und eine Matrix-Leitungsführungssektion mit Leitern, die jeweils mit den m × n-Schaltelementen verbunden sind, auf einem gemeinsamen Substrat ausgebildet sind, und daß die Matrix-Leitungsführungssektion eine Schichtenstruktur umfaßt, die durch Aufeinanderschichten von wenigstens einer ersten leitfähigen Schicht, einer ersten Isolierschicht, einer zweiten leitfähigen Schicht, einer zweiten Isolierschicht, einer Halbleiterschicht und einer dritten leitfähigen Schicht in dieser Reihenfolge gebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptelektroden der Schaltelemente und die dritte leitfähige Schicht eine gemeinsame leitfähige Schicht umfassen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente einen isolierten Tor-Transistor umfassen, der eine Schichtenstruktur umfaßt, welche durch Aufeinanderschichten von wenigstens einer Steuerelektrode, einer Isolierschicht, einer Halbleiterschicht und einer Hauptelektrode in dieser Reihenfolge gebildet ist, und daß jede Schicht der Schichtenstruktur die der zweiten leitfähigen Schicht, der zweiten Isolierschicht, der Halbleiterschicht und der dritten leitfähigen Schicht der Matrix-Leitungsführung gemeinsamen Schicht umfaßt.

4. Halbleiter-Vorrichtung mit einer lichtelektrischen Wandlerfunktion, gekennzeichnet durch m × n lichtelektrische Wandlerelemente und m × n Schaltelemente, die mit den lichtelektrischen Wandlerelementen verbunden sind, und durch eine Matrix-Leitungsführungssektion, die eine mit den Schaltelementen verbundene Leitungsführung aufweist, wobei die lichtelektrischen Wandlerelemente, die Schaltelemente und die Matrix-Leitungsführung auf einem gemeinsamen Substrat ausgebildet sind und die Schaltelemente für jeden der m Blöcke für ein Auslesen eines lichtelektrischen Wandlersignals aktiviert werden, und wobei die Matrix-Leitungsführungssektion eine Schichtenstruktur aufweist, die durch Aufeinanderschichten von wenigstens einer ersten leitfähigen Schicht, einer ersten Isolierschicht, einer zweiten leitfähigen Schicht, einer zweiten Isolierschicht, einer Halbleiterschicht und einer dritten leitfähigen Schicht gebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Hauptelektroden der Schaltelemente, Elektroden der lichtelektrischen Elemente und die dritte leitfähige Schicht eine gemeinsame Schicht umfassen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente einen isolierten Tor-Transistor umfassen, der eine Schichtenstruktur aufweist, welche durch Aufeinanderschichten von wenigstens einer Steuerelektrodenschicht, einer Isolierschicht, einer Halbleiterschicht und einer Hauptelektrodenschicht in dieser Reihenfolge gebildet ist, wobei jede Schicht dieser Schichtenstruktur Schichten, die der zweiten leitfähigen Schicht, der zweiten Isolierschicht, der Halbleiterschicht sowie der dritten leitfähigen Schicht der Matrix-Leiterführung gemeinsam sind, aufweist und eine lichtleitfähige Halbleiterschicht der lichtelektrischen Wandlerelemente sowie eine Halbleiterschicht der Matrix-Leitungsführung eine gemeinsame Schicht enthalten.

7. Halbleiter-Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß m × n- Ladungsspeichereinrichtungen, m × n-Schaltelemente, die jeweils mit den m × n-Ladungsspeichervorrichtungen verbunden sind, und eine Matrix-Leiterführung mit an die m × n-Schaltelemente angeschlossenen Leitern auf einem gemeinsamen Substrat ausgebildet sind und daß die Matrix- Leiterführungssektion sowie die Ladungsspeichereinrichtungen eine Schichtenstruktur umfassen, die durch Aufeinanderschichten von wenigstens einer ersten leitfähigen Schicht, eine ersten Isolierschicht, einer zweiten leitfähigen Schicht, einer zweiten Isolierschicht, einer Halbleiterschicht sowie einer dritten leitfähigen Schicht in dieser Reihenfolge gebildet ist, und daß jede Schicht der Matrix-Leitungsführungssektion sowie jede Schicht der Ladungsspeichereinrichtungen eine gemeinsame Schicht umfassen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente einen isolierten Tor-Transistor enthalten, der eine Schichtenstruktur umfaßt, die durch Aufeinanderschichten von wenigstens einer Steuerelektrode, einer Isolierschicht, einer Halbleiterschicht und einer Hauptelektrode in dieser Reihenfolge gebildet ist, und daß jede Schicht der Schichtenstruktur eine Schicht umfaßt, die jeder der zweiten leitfähigen Schicht, der zweiten Isolierschicht, der Halbleiterschicht und der dritten leitfähigen Schicht der Matrix-Leiterführungssektion und der Ladungsspeichereinrichtungen gemeinsam ist.

9. Halbleiter-Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß m × n-Wandlerelemente, Ladungsspeichereinrichtungen zur Speicherung einer durch diese lichtelektrischen Wandlerelemente lichtelektrisch umgewandelten Signalladung, m × n-Schaltelemente, die mit den Ladungsspeichereinrichtungen verbunden sind, und eine Matrix-Leiterführung, die mit den Schaltelementen verbundene Leiter hat, auf einem gemeinsamen Substrat ausgebildet sind, und daß die Matrix- Leiterführung sowie die Ladungsspeichereinrichtung eine Schichtenstruktur aufweisen, die durch Aufeinanderschichten einer ersten leitfähigen Schicht, einer ersten Isolierschicht, einer zweiten leitfähigen Schicht, einer zweiten Isolierschicht, einer Halbleiterschicht sowie einer dritten leitfähigen Schicht in dieser Reihenfolge gebildet ist, und daß jede Schicht der Matrix-Leiterführung sowie jede Schicht der Ladungsspeichereinrichtung durch eine gemeinsame Schicht gebildet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtungen einen isolierten Tor-Transistor enthalten, der eine Schichtenstruktur umfaßt, welche durch Aufeinanderschichten von wenigstens einer Steuerelektrode, einer Isolierschicht, einer Halbleiterschicht und einer Hauptelektrode in dieser Reihenfolge gebildet ist, daß die Steuerelektrode durch eine der zweiten leitfähigen Schicht gemeinsame Schicht gebildet ist, daß die Isolierschicht durch eine der zweiten Isolierschicht gemeinsame Schicht gebildet ist und daß die Halbleiterschicht der Schaltelemente sowie die Halbleiterschicht des lichtelektrischen Wandlerelements durch eine Schicht gebildet sind, die der Halbleiterschicht der Matrix-Leiterführung gemeinsam und mit dieser kontinuierlich ist.

11. Halbleiter-Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß m × n-Ladungsspeichereinrichtungen, m × n-Schaltelemente, die mit den Ladungsspeichereinrichtungen verbunden sind, und eine Matrix-Leitungsführungssektion, die mit den Schaltelementen verbundene Leiter aufweist, auf einem gemeinsamen Substrat ausgebildet sind, daß die gesamte Matrix-Leiterführungssektion oder ein Teil dieser eine Schichtenstruktur umfaßt, die durch Aufeinanderschichten einer ersten leitfähigen Schicht, einer ersten Isolierschicht, einer zweiten leitfähigen Schicht, einer zweiten Isolierschicht, einer Halbleiterschicht und einer dritten leitfähigen Schicht in dieser Reihenfolge gebildet ist, daß die Ladungsspeichereinrichtungen wenigstens die erste leitfähige Schicht, die erste Isolierschicht sowie die zweite leitfähige Schicht umfassen und daß die erste leitfähige Schicht, die erste Isolierschicht sowie die zweite leitfähige Schicht der Matrix-Leitungsführungssektion und die Ladungsspeichereinrichtungen durch gemeinsame Schichten gebildet sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß auf der zweiten leitfähigen Schicht der Ladungsspeichereinrichtungen die zweite Isolierschicht, die Halbleiterschicht, die zweite, aus der dritten leitfähigen Schicht der Matrix-Leitungsführungssektion gebildete Isolierschicht aufgeschichtet sind und wenigstens die dritte leitfähige Schicht ein Teil der Matrix-Leitungsführung bildet.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente einen isolierten Tor-Transistor enthalten, der eine Schichtenstruktur umfaßt, die durch Schichten einer Steuerelektrode, einer Isolierschicht, einer Halbleiterschicht und einer Hauptelektrodenschicht in dieser Reihenfolge gebildet ist, daß die Steuerelektrodenschicht durch eine der zweiten leitfähigen Schicht gemeinsame Schicht gebildet ist, daß die Isolierschicht durch eine der zweiten Isolierschicht gemeinsame Schicht gebildet ist und daß die Halbleiterschicht der Schaltelemente aus einer Schicht gebildet ist, die der Halbleiterschicht der Matrix-Leitungsführung gemeinsam ist.

14. Lichtelektrische Wandlervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß ein lichtelektrisches Wandlerelement, eine Ladungsspeichereinrichtung zur Speicherung einer Signalladung von dem lichtelektrischen Wandlerelement, eine mit der Ladungsspeichereinrichtung verbundene Schalteinrichtung und eine mit der Schalteinrichtung verbundene Matrix-Leitungsführung auf einem gemeinsamen Substrat ausgebildet sind, daß die Matrix-Leitungsführung eine Schichtenstruktur umfaßt, die durch Aufeinanderschichten von wenigstens einer ersten leitfähigen Schicht, einer ersten Isolierschicht, einer zweiten leitfähigen Schicht, einer zweiten Isolierschicht, einer Halbleiterschicht sowie einer dritten leitfähigen Schicht in dieser Reihenfolge gebildet ist und daß die Ladungsspeichereinrichtung wenigstens eine erste leitfähige Schicht, einer erste Isolierschicht und eine zweite leitfähige Schicht umfaßt, wobei die erste leitfähige Schicht, die erste Isolierschicht, die zweite leitfähige Schicht der Matrix-Leitungsführung und die Ladungsspeichereinrichtung durch gemeinsame Schichten gebildet sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß auf der zweiten leitfähigen Schicht der Ladungsspeichereinrichtung die zweite Isolierschicht, die Halbleiterschicht, die aus der dritten leitfähigen Schicht gebildete zweite Isolierschicht, der Halbleiter sowie die dritte leitfähige Schicht aufeinandergeschichtet sind und wenigstens die dritte leitfähige Schicht ein Teil der Matrix-Leitungsführung bildet.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung ein isolierter Tor-Transistor ist, der eine Schichtenstruktur umfaßt, die durch Aufeinanderschichten von wenigstens einer Steuerelektrode, einer Isolierschicht, einer Halbleiterschicht sowie einer Hauptelektrode in dieser Reihenfolge gebildet ist, daß die Steuerelektrode von der zweiten leitfähigen Schicht gebildet ist, daß die Isolierschicht von der zweiten Isolierschicht gebildet ist und daß die Halbleiterschicht der Schalteinrichtung sowie eine lichtempfindliche Lichtleiterschicht des lichtelektrischen Wandlerelements aus einer gemeinsamen, mit der Halbleiterschicht der Matrix-Leitungsführung kontinuierlichen Schicht gebildet sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 4, 9 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtelektrische Wandlerelement, die Schalteinrichtung und die Matrix-Leitungsführungssektion Seite an Seite an dem Substrat angeordnet sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 4, 9 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterschicht amorphes Silizium umfaßt.

19. Vorrichtung nach Anspruch 4, 9 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Isolierschicht aus einem Material gebildet ist, das aus einem Siliziumoxid und einem Siliziumnitrid ausgewählt ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 4, 9 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Isolierschicht aus einem Material gebildet ist, das aus einem Polyimid, aus einem Siliziumnitrid und einem Siliziumoxid ausgewählt ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 4, 9 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix-Leitungsführungssektion mit einer Abschirm-Leitungsführung versehen ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtelektrische Wandlerelement, die Ladungsspeichereinrichtung, die Schalteinrichtung und die Matrix-Leitungsführungssektion Seite an Seite auf dem Substrat angeordnet sind.

23. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Matrix-Leitungsführung, die die Matrix-Leitungsführungssektion bildet, an der Ladungsspeichereinrichtung vorgesehen ist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 4, 9 oder 14, gekennzeichnet durch ein Halbleiter-Bauelement mit einer lichtelektrischen Wandlerfunktion, das als eine Eingangssektion dient, und durch eine Energiequelle, die das Halbleiter-Bauelement betreibt.

25. Bildlesegerät, gekennzeichnet durch eine Halbleiter-Vorrichtung nach Anspruch 4, 9 oder 14, durch einen ein Bild aufzeichnenden Kopf und durch eine Energiequelle, die die Halbleiter-Vorrichtung sowie den Kopf betreibt.