DE69117785T2

DE69117785T2 - Dünnschicht-Halbleiterbauelement

Info

Publication number: DE69117785T2
Application number: DE69117785T
Authority: DE
Inventors: Takayuki Ishii; Masato Yamanobe
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-03-27
Filing date: 1991-03-26
Publication date: 1997-02-06
Anticipated expiration: 2011-03-27
Also published as: EP0449598A2; ATE135496T1; DE69117785D1; EP0449598A3; EP0449598B1; US5576555A; US5705411A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Dünnfilmtransistoren wie beispielsweise solche, die in Anzeigevorrichtungen, Bildabtastvorrichtungen oder dergleichen verwendet werden. Sie betrifft auch Anordnungen von Dünnfilmtransistoren und den Betriebseinsatz von solchen Anordnungen.
Zusammen mit der neuesten Automatisierung von Büros haben Eingabe-/Ausgabe-Vorrichtungen wie beispielsweise eine Anzeige- und eine Bildabtastvorrichtung ein großes Maß an Aufmerksamkeit als Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine von OA-Ausstattungen wie beispielsweise einer Wortverarbeitungsvorrichtung, einem Personalcomputer und einer Facsimilemaschine erlangt. Es ist ein starke Nachfrage nach Eingabe-/Ausgabevorrichtungen mit niedrigem Gewicht, flacher Forin und niedrigen Kosten entstanden.
Unter Beurteilung dieser Gesichtspunkte werden Dünnfilmtransistoren aus beispielsweise hydrogenierten amorphen Silizium- oder Polysilizium-Halbleitermaterialien auf einem isolierenden Substrat mit einer großen Fläche gebildet, und eine Flüssigkristallanzeige mit aktiver Matrix unter Verwendung von Dünnfilmtransistoren oder ein photoelektrisches Wandler- bzw. Transducergerät unter Verwendung von Photosensoren sind extensiv entwickelt worden.
Fig. 1A ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur eines herkömmlichen Dünnfilmtransistors (nachstehend als TFT bezeichnet) veranschaulicht.
Ein Gate-Isolierfilm 2 ist auf einer Gate-Elektrode 1 abgeschieden, und eine Dünnfilm-Halbleiterschicht 3, die aus beispielsweise hydrogeniertem amorphen Silizium (nachstehend als a-Si:H bezeichnet), die als ein Kanalbereich dient, ist auf dem Gate-Isolierfilm 2 gebildet.
N&spplus;-Typ-Schichten 6 sind zwischen der Dünnfilm Halbleiterschicht 3 und Metallelektroden als Source- und Drain-Elektroden 4 und 5 gebildet, wobei sie als ohmsche Übergänge für Elektronen und sperrende Übergänge für Löcher dienen. Der sich ergebende Transistor arbeitet als ein n- Kanal-Transistor. Diese Transistorstruktur hat eine Dünnfilm Halbleiteroberfläche, die die obere Oberfläche des Kanalbereichs definiert. Fig. 1B ist eine Draufsicht, die die Transistorstruktur von Fig. 1A veranschaulicht. Fig. 1B veranschaulicht insbesondere einen TFT mit einer planaren (die Elektroden 4 und 5 in Fig. 1B haben eine Doppelkamm- Struktur) Elektrodenstruktur, die vorgeschlagen wird, um einen Anstieg der Kanallänge zu verhindern und herkömmliche Herstellungsprobleme zu lösen.
Der in den Fig. 1A und 1B gezeigte TFT kann als ein Photosensor vom sekundären Photostromtyp verwendet werden (z.B. japanische Anmeldung Kokai 60-101940).
Die Fig. 2A und 2B sind Ansichten zum Erklären der Schritte bei der Herstellung des herkömmlichen TFT, der in den Fig. 1A und 1B gezeigt wird (das Herstellungsverfahren dieses TFT ist beispielsweise in der japanischen Anmeldung Kokai 63-9157 gezeigt).
Ein Substrat umfaßt ein Glassubstrat G, und Cr, das als eine Gate-Elektrode 1 dient, ist auf dem Glassubstrat G gebildet. Cr wird selektiv durch eine photolithografische Technik unter Bildung der Gate-Elektrode 1 geätzt. Ein 300 nm (3000 Å) dicker Siliziumnitridfilm 2, der als ein Gate- Isolierfilm dient, eine 500 nm (5000 Å) dicke a-Si:H-Schicht 3, die als eine Halbleiterschicht dient, und eine 150 nm (1500 Å) dicke n&spplus;-Typ-Schicht 6 werden kontinuierlich auf dem Glassubstrat G beispielsweise durch Plasma-CVD gebildet. Aluminium, das als ein Material für Source- und Drain- Elektroden 4 und 5 dient, wird dann durch Sputtern bzw. Zerstäuben abgeschieden. Ein lichtempfindliches Harz 8 wird auf die gesamte Oberfläche aufgetragen (Fig. 2A). Das Harz 8 wird in eine gewünschte Form bei Belichtung und Entwicklung strukturiert. Die Aluminiumschicht, die als Source- und Drainelektrode dient, wird unter Verwendung des Resist- Musters strukturiert (Fig. 2B). In diesem Fall ist das lichtempfindliche Harz 8 als ein Resistmuster auf den Elektroden vorhanden. Die n&spplus;-Typ-Schicht wird zu einer Tiefe von 180 nm (1800 Å) durch Ätzen wie beispielsweise durch RIE (reaktives Ionenätzen) unter Verwendung des lichtempfindlichen Harzes als Maske geätzt. Das lichtempfindliche Harz wird dann entfernt. Zwischenelement- Isolierung zwischen TFTs wird durchgeführt, wobei jeder TFT in Fig. 1A hergestellt wird.
Nach dem vorstehenden Verfahren ist die Oberfläche eines Halbleiter-Dünnfilms von einem herkömmlichen Dünnfilmtransistor empfindlich gegenüber Umgebungseinflüssen. Wenn Sauerstoffgas oder Wasserdampf direkt in Kontakt mit der Oberfläche gebracht wird und in der Oberfläche des Halbleiter-Dünnfilms absorbiert und diffundiert wird, variieren elektrische Eigenschaften des Halbleiter-Dünnfilms, da der Halbleiter-Dünnfilm eine sehr kleine Dicke hat. Aus diesem Grund ist vorgeschlagen worden, die Oberfläche des Elements mit einem isolierenden Schutzfilm zu bedecken, der aus beispielsweise Siliziumnitrid (Si&sub3;N&sub4;), Aluminiumoxid (Al&sub2;O&sub3;) oder Siliziumoxid (SiO&sub2;) besteht (z.B. japanische Anmeldung Kokai 59-61964).
Ein Verfahren unter Verwendung eines Polyimid- Harzfilms, der bei einer Wärmebehandlung polymerisiert wird, wird auch als ein Schutzfilm vorgeschlagen.
Um die Stabilität des Elements ferner zu verbessern, wird auch ein Verfahren zum Stapeln eines zweiten Schutzfilms aus demselben Material wie dem, das die Dünnfilm- Halbleiterschicht 4 darstellt, auf dem polymerisierten Polyimid-Harzfilm vorgeschlagen (z.B. japanische Anmeldung Kokai 1-137674).
Eine Vielzahl von Dünnfilmtransistoren und Photosensoren, die auf einem großen Substrat durch das unter Bezugnahme auf die Fig. 2A und 2B beschriebene Verfahren gebildet sind, sind erforderlich, um gleichförmige Eigenschaften innerhalb des großen Substrats zu zeigen. In dem Dünnfilmtransistor oder Photosensor, der in dem Verfahren der Fig. 2A und 2B gebildet ist, insbesondere, wenn RIE (reaktives Ionenätzen) in dem Schritt zum Ätzen der n&spplus;-Typ- Schicht in Fig. 2B verwendet wird, wird die Oberfläche der Dünnfilm-Halbleiterschicht durch auftreffende Ionen und dergleichen durch RIE geschädigt, und die elektrischen Eigenschaften werden beeinträchtigt. Zusätzlich besteht die Neigung, daß die Gleichförmigkeit der elektrischen Eigenschaften durch eine Verteilung oder dergleichen der einfallenden RIE-Ionen verlorengeht. Zum Beispiel variiert eine Schwellwertspannung, die die Betriebseigenschaften des Dünnfilmtransistors bestimmt, innerhalb des Bereiches von mehreren Volt auf dem Substrat, und ein entscheidender Nachteil kann bei einer tatsächlichen Anwendung vorhanden sein. Beispielsweise wird ein Anzeigezustand in einer aktiven Matrix-Anzeige groß verändert. In einem Sensor variieren der Photostrom und der Dunkelstrom als die grundlegenden, charakteristischen Werte zwischen den Elementen stark, und die Qualität des Lesebilds wird stark beeinträchtigt, womit entscheidende Probleme bei dem grundlegenden Leistungsvermögen gestellt werden.
Wenn ein Schutzfilm auf TFT-Photosensoren mit nicht gleichförmigen Eigenschaften aus einem organischen Material wie beispielsweise Polyimid besteht, kann eine Stabilität wie beispielsweise eine ausreichend hohe Feuchtigkeitsbeständigkeit gegenüber Umweltbedingungen nicht erwartet werden.
Wenn andererseits der Schutzfilm aus einem anorganischen Material besteht (z.B. a-SiN:H), das in direktem Kontakt mit dem Halbleiter steht, werden unerwünschte elektrische Eigenschaften oder charakteristische Verteilungen entsprechend dem Herstellungsverfahren dieses Schutzfilms und der Zusammensetzung des sich ergebenden Schutzfilms verursacht. Beispielsweise berichteten Hiranaka et. al. über die Beziehung zwischen der Zusammensetzung der Isolierschicht und der Dünnfilm-Halbleiterschicht 3 als ein Problem einer TFT-Gate-Grenzfläche. Insbesondere beeinflußt nach Hiranaka et. al., als ein Problem der Gate-Grenzfläche zwischen dem Gate-Isolierfilm 2 (SiNx:H) und der Dünnfilm- Halbleiterschicht 3 (A-Si:H) die Zusammensetzung des Gate- Isolierfilms in großem Maße einen Bandzustand der Dünnfilm Halbleiterschicht 3 (J. Appl. Phys. 62(5), von S. 2129 (1987) und J. Appl. Phys. 60(12), von S. 4294 (1986)). Es wird angenommen, daß die Zusammensetzung der isolierenden Schicht als ein Schutzfilm auch die Feuchtigkeitsbeständigkeit stark beeinflußt.
Ein Herstellungsverfahren eines herkömmlichen Dünnfilmtransistors wird unter Bezugnahme auf die Fig. 3A bis 3F beschrieben. Eine Gate-Elektrode 302 wird selektiv auf einem isolierenden Substrat 301 gebildet. Ein Gate- Isolierfilm 303, eine Dünnfilm-Halbleiterschicht 304 und eine n&spplus;-Typ-Schicht 305 werden aufeinanderfolgend auf dem isolierenden Substrat 301 durch das Plasma-CVD-Verfahren abgeschieden (Fig. 3A).
Eine Elektrodenschicht 310, die als Source- und Drain-Elektroden 306 und 307 dient, wird abgeschieden, und ein Photoresist-Material 308 zum Strukturieren von Source- und Drain-Elektroden 306 und 307 wird auf die Elektrodenschicht 307 aufgetragen (Fig. 3B).
Das Photoresist-Material wird in ein erwünschtes Muster strukturiert, und die Elektrodenschicht 310 wird durch Naßätzen unter Verwendung des Photoresist-Materials 308 als eine Maske geätzt, wodurch Source- und Drain-Elektroden 306 und 307 gebildet werden (Fig. 3C).
Die n&spplus;-Typ-Schicht 305 wird unter Verwendung des Photoresist-Materials 308 als eine Maske geätzt, und das Photoresist-Material 308 wird entfernt (Fig. 3D).
Nachdem die n&spplus;-Typ-Schicht 305 unter Verwendung des Photoresist-Musters als Maske so strukturiert ist, daß sie eine erwünschte Form hat, werden die Isolierschicht 303 und die Dünnfilm-Halbleiterschicht 304, die n&spplus;-Typ-Schicht 305 und die Elektrodenschicht 310 zur Isolierung der Elemente geätzt (Fig. 3E).
Eine Schutzschicht 309 wird auf der Oberfläche des Dünnfilm-Halbleiterelements durch Plasma-CVD gebildet, wobei das Element vervollständigt wird (Fig. 3F).
Der Photosensor vom herkömmlichen Dünnfilmtransistor- Typ wird wie vorstehend hergestellt.
Bei dem Dünnfilmtransistor und dem Photosensor vom Dünnfilmtransistor-Typ, die durch das Verfahren, das unter Bezugnahme auf die Fig. 3A bis 3F beschrieben wurden, gebildet werden, wird, wenn die n&spplus;-Typ-Schicht durch reaktives Ionenätzen (nachstehend als RIE bezeichnet) geätzt wird, die Oberfläche der Dünnfilm-Halbleiterschicht durch Ionen geschädigt, die auf die Oberfläche der Halbleiteroberfläche eintreffen. Die wichtigen elektrischen Eigenschaften des Sensors vom Dünnfilmtransistortyps können daher stark beeinträchtigt sein. Wenn solch ein Element auf einem großen Substrat mit einer großen Größe gebildet wird, haben die elektrischen Eigenschaften des Dünnfilmtransistors und des Photosensors vom Dünnfilmtransistortyp eine Verteilung über einen breiten Bereich.
Zusätzlich kann, wenn die Oberflächen-Schutzschicht des Dünnfilm-Halbleiters aus einem Siliziumnitridfilm besteht, eine Beeinträchtigung der elektrischen Eigenschaften wie beispielsweise ein Anstieg des Dunkelstroms der Dünnfilm Halbleiteroberfläche vom n-Typ auftreten. Als ein Ergebnis werden in dem herkömmlichen Dünnfilmtransistor und dem Photosensor vom herkömmlichen Dünnfilmtransistor-Typ eine Beeinträchtigung der Anzeigeeigenschaften in einer Anzeigevorrichtung und eine Beeinträchtigung der Abstufung durch ein niedriges S/N-Verhältnis in einem Sensor entsprechend der Beeinträchtigung der elektrischen Eigenschaften und ihrer breiten Verteilung bewirkt. Auf diese Weise treten entscheidende Probleme, die mit dem grundlegenden Leistungsvermögen des Elements verbunden sind, oft auf.
Die vorliegende Erfindung wird als eine Lösung der vorstehend diskutierten Probleme bereitgestellt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung (wie in Anspruch 1 der beiliegenden Patentansprüche definiert) enthält die Schutzschicht des isolierenden Materials eine Dotiermittel Verunreinigung vom p-Typ. Dies führt zu einer Verarmung an Elektronen bei und in der unmittelbaren Nähe der aktiven Halbleiterschicht. Als ein Ergebnis davon wird der direkte Einfluß des Schutzfilms auf die elektrischen Eigenschaften des Dünnfilmtransistors stark reduziert. Die Freiheit der Auswahl des Schutzschicht-Materials wird entsprechend erhöht, und in der Tat kann dieses Material so ausgewählt werden, daß die Beständigkeit gegenüber hoher Luftfeuchtigkeit optimiert ist. Die nachstehend berichteten Ergebnisse zeigen auch eine Verbesserung des Dunkelstroms, des Photostroms und der Temperatur-Eigenschaften.
Es wird jedoch für Vorrichtungen mit großer Fläche, beispielsweise für Photosensor-Anordnungen, gefunden, daß es eine räumliche Schwankung der Eigenschaften der einzelnen Transistoren, insbesondere in den Temperatur-Eigenschaften gibt. Diese Schwankung kann jedoch ausgeglichen werden, indem man Einrichtungen bereitstellt, um die jeweiligen Spannungen am Arbeitspunkt, die an jede Transistor-Gate-Elektrode angelegt werden, einstellzustellen und indem man solche Spannungen einstellt.
Während die vorstehend definierte Erfindung zu einer Verarmung von Elektronen an der Oberfläche der aktiven Schicht führt, wird bemerkt, daß in einem Artikel mit dem Titel " Step doping in hydrogenated amorphous silicon thinfilm transistors for threshold voltage shifts", Matsumoto et al., Journal of Applied Physics 66, Nr. 10, Seiten 5058-5062 (Novmeber 1989) eine Struktur mit einer stufenförmig dotierten Halbleiterschicht beschrieben wird. Diese Halbleiterschicht wird als ein Mittel zum Steuern der Schwellenwertspannung in solchen Vorrichtungen bereitgestellt. Insbesondere besteht der Effekt darin, die undotierte Schicht zu verarmen und den Spannungs- Schwellenwert zu verschieben.
In den begleitenden Zeichnungen:
sind Fig. 1A und 1B Querschnittsansichten eines herkömmlichen Dünnfilmtransistors;
sind Fig. 2A und 2B und Fig. 3A bis 3F Ansichten zum Erklären der Schritte bei der Herstellung des herkömmlichen Dünnfilmtransistors;
ist Fig. 4 eine Querschnittsansicht eines Feldeffekttransistors, der die vorliegenden Erfindung ausführt;
sind Fig. 5A bis 5F Querschnittsansichten zum Erklären der Schritte zur Herstellung des Transistors von Fig. 4;
ist Fig. 6 eine Ansicht, die die Positionen der Transistoren von Fig. 4 zeigt, die auf einem Glassubstrat mit großer Fläche angeordnet sind;
ist Fig. 7 eine grafische Darstellung, die die Verteilung von Dunkelströmen Id und Schwellwertspannungen an den Arbeitspunkten der Dünnfilmtransistoren auf der Linie A- A' von Fig. 6 zeigt;
ist Fig. 8 eine grafische Darstellung, die die Verteilung von Photoströmen bei Zimmertemperatur und Temperatur-Eigenschaften bei Arbeitspunkten bei Dünnfilmtransistoren auf der Linie A-A' in Fig. 6 zeigt;
sind Fig. 9A und 9B Energiebanddiagramme an den Punkten 0 und A&sub0; entlang der Linie A-A in Fig. 6;
ist Fig. 10 eine grafische Darstellung, die die Temperatur-Eigenschaften des Photostroms als eine Funktion der Gatespannung zeigt;
ist Fig. 11 ein Schaltkreisdiagramm einer perfekten Kontakt-Sensorschaltung;
ist Fig. 12A eine Draufsicht, die einen Teil des perfekten Kontakt-Sensors, der auf der Grundlage des in Fig. 11 gezeigten Schaltkreises gebildet ist;
sind Fig. 12B und 12C Querschnittsansichten des perfekten Kontakt-Sensors, der in Fig. 11 gezeigt wird;
ist Fig. 13 eine grafische Darstellung, die den Vergleich der Temperatur-Eigenschaften von Ausgangssignalen unter Beleuchtungsbedingung des perfekten Kontakt-Sensors, der in den Fig. 12A, 12B und 12C gezeigt wird, zeigt;
ist Fig. 14 eine grafische Darstellung, die die Testergebnisse bei hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit des perfekten Kontakt-Sensors zeigen;
sind Fig. 15A und 15B Energiebanddiagramme, die von dem Test bei hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit geschätzt werden;
ist Fig. 16 eine Querschnittsansicht, die eine Struktur eines linsengroßen perfekten Kontakt-Sensors zeigt, der die vorliegende Erfindung ausführt; und
ist Fig. 17 eine Querschnittsansicht, die einen perfekten Kontakt--Sensor mit einer Linse zeigt, der auch die vorliegende Erfindung ausführt.
Die Lösung der vorstehend erwähnten Probleme besteht darin, eine Schutz-Isolierschicht bereitzustellen, die eine Verunreinigung zum Steuern der Leitfähigkeit enthält. Die Verunreinigung zum Steuern der Leitfähigkeit wird aus Elementen ausgewählt, die zur Gruppe III des Periodensystems gehören. Insbesondere wird eine Verunreinigung vom p-Typ ausgewählt.
Die vorliegende Erfindung wird im Detail unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform in Zusammenhang mit den begleitenden zeichnungen beschrieben.
Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht eines Photosensors vom Dünnfilmtransistortyp, der die vorliegende Erfindung ausführt. Die Fig. 5A bis 5F sind Querschnittsansichten zum Erklären der Schritte bei der Herstellung des Photosensors vom Dünnfilmtransistortyp, der in Fig. 4 gezeigt ist.
Cr zum Bilden einer Gate-Elektrode 302 wird selektiv auf einem isolierenden Substrat 301 gebildet, und ein 300 nm (3000 Å) dicker hydrogenierter amorpher Siliziumnitridfilm (a-SiNx:H; nachstehend als Siliziumnitridfilm bezeichnet), der als ein Gate-Isolierfum 303 dient, eine 500 nm (5000 Å) dicke hydrogenierte amorphe Siliziumschicht (nachstehend als a--Si:H bezeichnet), die als eine Dünnfilm-Halbleiterschicht 304 dient, und eine 150 nm (1500 Å) dicke n&spplus;-Typ-Schicht 305 werden aufeinanderfolgend auf dem isolierenden Substrat 301 durch ein Plasma-CVD-Verfahren gebildet, wie in Fig. 5A gezeigt.
Ein 1 µm dicker Aluminiumfilm, der als Source- und Drain-Elektroden 306 und 307 dient, wird durch Sputtern abgeschieden, und eine Photoresist-Schicht 308 zum Strukturieren von Source- und Drain-Elektroden wird auf die Oberfläche der Struktur aufgetragen (Fig. 5B).
Die Photoresist-Schicht 308 wird so strukturiert, daß sie eine erwünschte Form hat, und die Source- und Drain Elektroden 306 und 307 werden durch Naßätzen unter Verwendung der strukturierten Photoresistschicht 308 als eine Maske gebildet (Fig. 5C).
Die n&spplus;-Typ-Schicht 305 und ein Bereich der Halbleiterschicht 304 werden zu einer Tiefe von 170 nm (1700 Å) durch RIE unter Verwendung des Photoresist-Materials 308 als eine Maske geätzt, und dann wird die Photoresistschicht 308 entfernt (Fig. 5D).
Nachdem die Strukturierung mit einem erwünschten Photoresist-Muster durchgeführt ist, werden unnötige Schichten zwischen den benachbarten Elementen entfernt (Elementisolierung). Man beachte, daß Elementisolierung durch RIE durchgeführt wird (Fig. 5E). Darauf folgend wird eine Schutzschicht 310, die aus einem mit Verunreinigungen dotierten Siliziumnitridfilm besteht, auf der Oberfläche des in Fig. 5E gebildeten Dünnfilm-Halbleiters durch Plasma--CVD gebildet (Fig. 5F).
Ein Verfahren zur Bildung des Schutzfilms 310, der aus dem mit Verunreinigungen dotierten Siliziumnitridfilm besteht, wird nachstehend beschrieben. Ein Plasma wird durch eine Gasmischung aus SiH&sub4; und NHH&sub3; erzeugt, und Siliziumnitrid wird auf das Substrat, das bei einer Temperatur Ts = 330 ºC gehalten wird, durch Plasma-CVD abgeschieden. Ein Volumenverhältnis R (SiH&sub4;/NH&sub3;) der Gasmischung aus SiH&sub4; und NH&sub3; zwischen 10&supmin;¹ bis 10 wird so verändert, daß eine optimale Bandlückenenergie Eg von 1,8 bis 5,0 eV eingestellt wird. In dieser Ausführungsform wird B&sub2;H&sub6;- Gas als ein Dotiergas mit der Mischung von SiH&sub4; und NH&sub3; vermischt. Indem man beispielsweise das Volumenverhältnis R der Gasmischung aus SiH&sub4; und NH&sub3; einstellt, daß R = ungefähr 3, und indem man 10&sup4; ppm von B&sub2;H&sub6; als ein Dotiergas der vorstehenden Gasmischung zusetzt, besteht die Schutzschicht 310 aus einem Siliziumnitridfilm mit einer Bandlückenenergie Eg ungefähr 2,4 eV und einer Aktivierungsenergie Ea = ungefähr 1,3 eV. Diese Schutzschicht hat im wesentlichen einen p-Leitfähigkeitstyp. Die a-Si:H-Schicht, die die Dünnfilm-Halbleiterschicht aufbaut, hat eine Bandlückenenergie Eg = 1,7 bis 1,8 eV und Ea = 0,7 bis 0,75 eV. Wenn die Schutzschicht, die den mit Verunreinigungen dotierten Siliziumnitridfilm umfaßt, auf der Oberfläche der a-Si:H-Schicht gebildet wird, ist der Oberflächenbereich der a-Si:H-Schicht fast vollständig an Elektronen verarmt.
Wie vorstehend beschrieben, wird ein Photosensor vom Dünnfilmtransistortyp hergestellt. B&sub2;H&sub6; wird als ein Dotiergas in dieser Ausführungsform verwendet. BH&sub3;, B&sub2;F&sub6; oder BF&sub6; können anstelle von B&sub2;H&sub6; als ein Dotiergas verwendet werden.
Darauf folgend werden jeweils Photosensoren vom Dünnfilmtransistortyp (A), die die vorliegende Erfindung ausführen, und Photosensoren vom Dünnfilmtransistortyp (B), die durch das herkömmliche Verfahren gebildet werden (Fig. 3A und 3B) jeweils auf einem großen Glassubstrat mit einer Größe von 300 mm² bei Abständen von ungefähr 20 mm gebildet.
Eine Markierung + in Fig. 6 stellt eine Position von jedem Photosensor vom Dünnfilmtransistortyp dar. Ein Punkt stellt das ungefähre Zentrum des Substrats dar. Die elektrischen Eigenschaften der Photosensoren vom Dünnfilmtransistortyp werden durch Dunkeiströme Id, die Schwellwertspannungen Vth der Dunkelströme, Photoströme und ihre Temperatur-Eigenschaften dargestellt.
Fig. 7 zeigt die Verteilung der Dunkeiströme Id bei einem Arbeitspunkt der Photosensoren vom Dünnfilmtransistortyp, die sich auf der Linie A-A' in Fig. 6 befinden und die Verteilung der Schwellwertspannungen Vth. Der Arbeitspunkt ist eine Gatespannung Vg = 0 V.
Wie aus Fig. 7 deutlich wird, ist der Dunkelstrom Id des Photosensors vom Dünnfilmtransistortyp (A), der die vorliegende Erfindung ausführt, kleiner als der des Photosensors vom herkömmlichen Dünnfilmtransistortyp (B), und der Grad der Nicht-Gleichförmigkeit (Verteilung) des Dunkelstroms Id des Photosensors vom Dünnfilmtransistortyp (A) ist besser als der des herkömmlichen Photosensors (B). Die Schwellwertspannungen Vth der Dunkelströme der Photosensoren (A, B) sind einander fast gleich, und ein Grad der Nicht-Gleichförmigkeit (Verteilung) der Schwellwertspannungen Vth von dem Photosensor (A) ist kleiner als der von dem Photosensor (B).
Fig. 8 zeigt die Verteilung der Photoströme bei Zimmertemperatur bei einem Arbeitspunkt von Photosensoren vom Dünnfilmtransistortyp, die sich auf der Linie A-A' von Fig. 6 befinden, und die Temperatur-Eigenschaften des Photostroms (ein Photostromverhältnis bei 60ºC/25ºC wird hier als Temperatureigenschaft bezeichnet).
Wenn die Gatespannung Vg ferner gemäß der Verteilung der Temperatur-Eigenschaften des Photostroms fein eingestellt wird, wobei der Arbeitspunkt korrigiert wird, kann die Verteilung der Temperatureigenschaft des Photostroms auch in dem herkömmlichen Photosensor vom Dünnfilmtransistortyp (B) beseitigt werden.
Wie aus Fig. 8 deutlich wird, sind der Photostrom und die Temperatur-Eigenschaften des Photosensors vom Dünnfilmtransistortyp (A), der die vorliegende Erfindung ausführt, größer und besser als diejenigen des Photosensors vom herkömmlichen Dünnfilmtransistortyp (B). Die Temperatureigenschaft des Photosensors vom herkömmlichen Dünnfilmtransistortyp (B) ist in einem Bereich von 30 % bis 130 % entlang der Linie A-A' verteilt, und die Verteilung der Photoströme der Photosensoren (B) liegt in einem Bereich von ungefähr 10 bis ungefähr 30 % bei Zimmertemperatur.
Energiebanddiagramme in einem dunklen Zustand werden von dem folgenden wie folgt abgeschätzt.
Fig. 9A zeigt Energiebanddiagramme des Dünnfilmtransistors, der die vorliegende Erfindung ausführt, nahe der Schwellwertspannung Vth bei Punkt 0 am Zentrum des Substrats und am Randpunkt A auf der Linie A-A' in Fig. 6.
Fig. 9B zeigt Energiebanddiagramme des herkömmlichen Dünnfilmtransistors nahe der Schwellwertspannung Vth. Wie aus diesen Energiebanddiagrammen deutlich wird, umfaßt in dem Photosensor vom herkömmlichen Dünnfilmtransistortyp (B) die Oberfläche der Dünnfilm-Halbleiterschicht 304 einen fast flachen Bandzustand bis zu einem Verarmungszustand in einem weiten Bereich vom zentralen Punkt 0 bis zu dem Randpunkt A. Im Gegensatz ist in dem Photosensor vom Dünnfilmtransistortyp (A), der die vorliegende Erfindung ausführt, die Oberfläche der Dünnfilm-Halbleiterschicht 304 durch einen Einfluß der Oberflächenschutzschicht 310 leicht verarmt, und die Verarmungs-Verteilung ist relativ klein.
Die Temperatureigenschaft des Photostroms ist sehr wichtig, um ein S/N-Verhältnis eines Photosensors zu bestimmen und wird nicht notwendigerweise durch die Temperatureigenschaft des in Fig. 8 gezeigten Photostroms zufriedengestellt. Eine erwünschte Temperatureigenschaft des Photostroms kann erhalten werden, indem man die Abhängigkeit der Temperatureigenschaft des Photostroms auf die Gatespannung ausnutzt.
Fig. 10 zeigt die Abhängigkeit der Temperatur- Eigenschaften des Photostroms auf die Gatespannung. Wie in Fig. 10 gezeigt, kann die vorstehende Aufgabe durch die Gatespannung, wie gezeigt, gelöst werden.
Eine Betriebsschaltung, die aus Photosensoren und Dünnfilmtransistoren besteht, die durch das Verfahren der vorstehenden Ausführungsform hergestellt sind, kann für eine eindimensionale Sensoranordnung vom Kontakttyp verwendet werden.
Fig. 11 zeigt eine Anordnung einer Sensoranordnung vom perfekten Kontakttyp, die durch Photosensoren und Dünnfilmtransistoren, die die vorliegende Erfindung ausführen, aufgebaut ist.
Ein Fall einer Sensoranordnung mit neun Photosensoren wird beispielsweise verdeutlicht.
Unter Bezugnahme auf Fig. 11 stellen drei von neun Photosensoren E301 bis E309 jeden Block dar, und drei Blocks stellen eine Photosensor-Anordnung dar. Dies gilt für Kondensatoren C301 bis C309 und Schalttransistoren T301 bis T309 entsprechend den Photosensoren E301 bis E309. Einzelne Elektroden mit identischen Zahlen in den jeweiligen Blöcken, die durch die Photosensoren E301 bis E309 dargestellt sind, sind mit einer der gemeinsamen Leitungen 3102 bis 3104 verbunden.
Insbesondere sind die ersten Schalttransistoren T301, T304 und T307 von jedem Block mit der gemeinsamen Leitung 3102 verbunden, die zweiten Schalttransistoren T302, T305 und T308 von jedem Block sind mit der gemeinsamen Leitung 3103 verbunden, und die dritten Schalttransistoren T303, T306 und T309 sind mit der gemeinsamen Leitung 3104 verbunden. Die gemeinsamen Leitungen 3102 bis 3104 sind mit einem Verstärker durch Schalttransistoren T310 bis T312 verbunden.
Die Gate-Elektroden der Schalttransistoren ST301 bis ST309 sind gemeinsam in Einheiten von Bicken verbunden, wie in den Gate-Elektroden der Schalttransistoren T301 bis T309, und sind mit parallelen Ausgabeanschlüssen eines Schieberegisters 3201 in Blockeinheiten verbunden. Die Schalttransistoren ST301 bis ST309 werden aufeinanderfolgend in Einheiten von Blöcken in Wechselwirkung mit Schiebe- Taktimpulsen der Schieberegister 3201 eingeschaltet.
In Fig. 11 sind die gemeinsamen Leitungen 3102 bis 3104 jeweils durch Kondensatoren C310 bis C312 gebildet und durch Schalttransistoren CT301 bis CT303 geerdet.
Die Kapazität von jedem der Kondensatoren C310 bis C312 ist ausreichend größer als die von jedem der Kondensatoren C301 bis C309. Die Gate-Elektroden der Schalttransistoren CT301 bis CT303 sind gemeinsam verbunden, und der gemeinsame Knoten ist mit einem Anschluß 3108 verbunden. Das heißt, wenn der Anschluß 3108 auf ein hohes Niveau eingestellt ist, sind die Schalttransistoren CT301 bis CT303 gleichzeitig eingeschaltet, und die gemeinsamen Leitungen 3102 bis 3104 sind geerdet.
Jeder Sensor umfaßt einen Photosensor vom Dünnfilmtransistortyp, und Gate-Elektroden G301 bis G309 entsprechen jeweils den Sensoren E301 bis E309.
Fig. 12A ist eine Draufsicht, die einen Teil einer perfekten Kontakt-Sensoranordnung zeigt, die auf der Grundlage des Schaltungsdiagramms von Fig. 11 angeordnet sind.
In Fig. 12A ist eine Verdrahtungseinheit 320 in der Form einer Matrixgebildet. Eine Photosensoreinheit 321 ist unter Verwendung eines Photosensors vom Dünnfilmtransistortyp gebildet. Ein Übertragungsschalter 323a ist unter Verwendung eines Dünnfilmtransistors, der die vorliegende Erfindung ausführt, angeordnet. Ein Entladungsschalter 323b ist unter Verwendung des Dünnfilmtransistors der vorliegenden Erfindung angeordnet, wobei die Ladung einer Ladungsspeichereinheit 322 zurückgestellt wird. Eine Zuführleitung 325 verbindet ein Übertragungsschalter-Ausgangssignal mit einem Signalverarbeitungs-IC. Ein Belastungskondensator 324 speichert die durch den Übertragungsschalter 323a übertragene Ladung und liest die übertragene Ladung aus. In dieser Ausführungsform wird ein a-Si:H-Film als eine photoleitende Halbleiterschicht verwendet, die die Photosensor-Einheit 321, den Übertragungsschalter 323a und den Entladungsschalter 323b darstellt. Ein Plasma-CVD Siliziumnitridfilm wird als eine isolierende Schicht verwendet.
In Fig. 12A sind nur die obere und die untere Verdrahtungsschicht für veranschaulichende Zwecke veranschaulicht, und die Dünnfilm-Halbleiterschicht und die isolierende Schicht sind nicht veranschaulicht. Eine n&spplus;-Typ- Schicht ist an der Grenzfläche zwischen der oberen Elektrodenverdrahtungsschicht und der Dünnfilm- Halbleiterschicht gebildet, wobei ein ohmscher Kontakt erzielt wird.
Fig. 12B ist eine longitudinale Querschnittsansicht der Photosensor-Einheit 321. Die Photosensor-Einheit 321 umfaßt eine untere Elektrodenverdrahtungsschicht 331, die als eine Gate-Elektrode dient, eine isolierende Schicht 332, die als eine Gate-Isolierschicht dient, eine Dünnfilm- Halbleiterschicht 333, eine obere Elektrodenverdrahtungsschicht 335, die als eine Source- Elektrode dient, eine obere Elektrodenverdrahtungsschicht 334, die als eine Drain-Elektrode dient, und eine Schutzschicht 340, die in einer B (Bor) als eine Verunreinigung enthaltene p-Typ-Schicht verwandelt ist.
Fig. 12C ist eine longitudinale Querschnittsansicht des Übertragungsschalters 323a und des Entladungsschalters 323b. Der Übertragungsschalter 323a umfaßt eine untere Elektroden-Verdrahtungsschicht 337, die als eine Gate- Elektrode dient, wobei die Isolierschicht 332 als eine Gate- Isolierschicht dient, die Dünnfilm-Halbleiterschicht 333 und die obere Elektroden-Verdrahtungsschicht 335, die als eine Source-Elektrode dient. Die Gate-Isolierschicht und die Dünnfilm-Halbleiterschicht des Entladungsschalters 323b sind die selben wie der Isolierfum 332 und die Dünnfilm- Halbleiterschicht 333. Die Source-Elektrode besteht aus der oberen Elektroden-Verdrahtungsschicht 335, die Gate-Elektrode besteht aus der unteren Elektroden-Verdrahtungsschicht 337, und die Drain-Elektrode besteht aus einer oberen Elektroden- Verdrahtungsschicht 336. Der Übertragungsschalter 323a und der Entladungsschalter 323b sind mit der Schutzschicht 340 bedeckt, die aus einer p-Typ-Schicht besteht, die B (Bor) als eine Verunreinigung enthält. Wie vorstehend beschrieben, ist eine ohmsche Kontaktschicht zwischen den oberen Elektroden- Verdrahtungsschichten 334, 335 und 336 von der Photosensor- Einheit, von dem Übertragungsschalter und von dem Entladungsschalter und der Dünnfilm-Halbleiterschicht 333 gebildet.
Da die Schutzschicht eine Verunreinigung vom p-Typ enthält, kann die Temperatureigenschaft des Photostroms so eingestellt werden, daß sie in einen Bereich von 60 bis 70 % fällt. Gleichzeitig wird die Abhängigkeit der Temperatureigenschaft des Photostroms auf die Gatespannung, wie in der vorstehenden Ausführungsform angedeutet, in dem Photosensor vom Dünnfilm-Transistortyp ausgenutzt, um die Spannung der Gate-Elektrode 331 zu steuern, wodurch die Temperatureigenschaft des Photostroms weiter verbessert wird. Da die Schalttransistoren T301 bis T309 und ST301 bis ST309 mit einer Schutzschicht, die eine Verunreinigung vom p-Typ enthält, bedeckt sind, stellt sich kein praktisches Problem.
Fig. 13 zeigt die Verteilung der Temperatureigenschaft eines Ausgangssignals unter Beleuchtung (ein Ausgangssignal, das erhalten wird, wenn ein weißes Original gelesen wird) in dem eindimensionalen Sensor vom perfekten Kontakttyp, der auf einem großen Substrat gebildet ist. Der eindimensionale Sensor vom perfekten Kontakttyp ist so gebildet, daß Photosensoren auf der Linie A-A' in Fig. 6 ausgerichtet sind.
Die Verteilung der Temperatureigenschaft der Ausgangssignale unter Beleuchtung in der eindimensionalen Anordnung von Kontaktsensoren (A) unter Verwendung von Photosensoren und Dünnfilmtransistoren, die die vorliegende Erfindung ausführen, und eine eindimensionale Sensoranordnung vom perfekten Kontakttyp (B) unter Verwendung der herkömmlichen Photosensoren und Dünnfilmtransistoren werden jeweils durch eine unterbrochene Kurve (a) und eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Kurve (b) in Fig. 13 angegeben. Die Verteilung der Ausgangssignale unter Beleuchtung der eindimensionalen Sensoranordnung vom perfekten Kontakttyp (A), die die vorliegende Erfindung ausführen, ist besser als die der herkömmlichen eindimensionalen Sensoranordnung vom perfekten Kontakttyp (B), aber sie hat eine schlechte Temperatureigenschaft der Ausgangssignale unter Beleuchtung.
Gate-Spannungen werden jeweils an die Gate-Elektroden G301 bis G309, die in Fig. 11 gezeigt sind, angelegt, wobei die Temperatureigenschaft der Ausgangssignale unter Beleuchtung verbessert werden, wie durch eine durchgezogene Linie (c) in Fig. 13 angedeutet. Die Verteilung der Temperatureigenschaft der Ausgangssignale unter Beleuchtung und die Größe der Temperatureigenschaft sind verbessert, wie durch die durchgezogene Linie (c) von Fig. 13 angegeben.
Die eindimensionale Sensoranordnung vom Kontakttyp, die die vorliegende Erfindung ausführt, kann als eine linsenlose Sensoranordnung vom perfekten Kontakttyp zum Lesen eines Originals 16 bei Einstrahlung von Licht von einer Lichtquelle 13 auf die untere Oberfläche des Sensors verwendet werden, nachdem eine Abnutzungs-Schutzschicht 11 auf der oberen Oberfläche des Photosensors wie in Fig. 16 gezeigt gebildet ist.
Die eindimensionale Sensoranordnung vom Kontakttyp kann auch als eine Sensoranordnung vom Kontakttyp unter Verwendung einer 1: 1-Größen-Fokussierlinse (SELFOC-Linse, erhältlich von Nippon Sheet Glass Co., Ltd.) 12, die in Fig. 17 gezeigt ist, verwendet werden.
Ergebnisse eines Tests bei hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit bei 60ºC und 90 % einer Sensoranordnung vom Kontakttyp (A) von dieser Ausführungsform und einer Sensoranordnung vom Kontakttyp (B), die durch das herkömmliche Verfahren gebildet ist, sind in Fig. 14 gezeigt.
Die Sensoranordnung vom perfekten Kontakttyp von dieser Ausführungsform und die herkömmliche Sensoranordnung vom perfekten Kontakttyp haben bessere Feuchigkeitsbeständigkeit als eine Sensoranordnung vom Kontakttyp ohne Schutzschicht aufgrund der Anwesenheit der Schutzschicht 309 (oder 310).
Durchdringung von Feuchtigkeit wird sogar bei Anwesenheit der Schutzschicht gemäß der Bedingungen von hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit und der Verweildauer gefunden.
In Fig. 14 ist ein Arbeitspunkt so eingestellt, daß die Gate-Spannung Vg = 0 V, und Dunkelströme bei den Punkten 0 und A&sub0; auf der Linie A-A' von Fig. 6 sind als eine Funktion der Verweildauer aufgetragen.
Wie aus Fig. 14 deutlich wird, sind die Feuchtigkeitsbeständigkeitswerte größer in einer Reihenfolge von Punkt (B)-0, Punkt (A)-0, Punkt (A)-A&sub0; und Punkt (B)-A&sub0;.
Die Fig. 15A und 15B zeigen Veränderungen der Energiebanddiagramme als eine Funktion der Verweildauer, die in dem Test angenommen wird. Man beachte, daß nur die Bänder der Dünnfilm-Halbleiterschicht 304 für veranschaulichende Zwecke veranschaulicht sind.
Der Anfangszustand wird durch die durchgezogene Linie dargestellt, und der Zustand nach dem Verweilen wird durch die unterbrochene Linie dargesetllt. Fig. 15A zeigt die Veränderung der Energiebänder bei den Punkten 0 und A&sub0; der vorliegenden Erfindung (A). Wie aus Fig. 15A deutlich wird, ist die Oberflächenschicht nach dem Test verarmt. Im Gegensatz zeigt Fig. 15B die Veränderung der Energiebänder bei Punkt 0 gemäß den herkömmlichen Verfahren (B). In dem Energiebanddiagramm ist die Oberflächenschicht dicht bei einem fast flachen Bandzustand oder einem Speicherzustand. In diesem Dünnfilmtransistor beeinflußt eine Veränderung des Oberflächenzustands in großen Maßen eine Veränderung von Id. Das Energiebanddiagramm bei A&sub0; stellt einen Verarmungszustand dar. Große Unterschiede liegen zwischen Veränderungen bei Punkten 0 und A&sub0; in dem Feuchtigkeitstest vor, und ein Anstieg der Verteilung tritt auf.
Wie vorstehend beschrieben, kann Feuchtigkeitsbeständigkeit durch eine Schutzschicht erhalten werden. Wenn die Oberflächenschicht der Dünnfilm- Halbleiterschicht in einem Verarmungszustand eingestellt wird, kann ein Anstieg des Dunkelstroms Id unterdrückt werden, und man nimmt an, daß die Verteilung von Ladungen entsprechend eingeschränkt ist.
In der vorstehenden Ausführungsform wird B (Bor) als eine Verunreinigung in die Schutzschicht dotiert. Der Dunkelstrom, Photostrom und ihre Temperatureigenschaft können jedoch durch die Wahl des Dotiermittels und der Dotiermenge gesteuert werden. Zusätzlich kann man auch die Verteilung verbessern.
Der Hauptpunkt der vorliegenden Erfindung liegt darin, die Feuchtigkeitsbeständigkeit ausreichend zu verbessern und den Arbeitspunkt so zu korrigieren, daß man die erwünschten Eigenschaften erhält.
Bei der vorstehenden Ausführungsform wird eine mit Verunreinigungen dotierte Schutzschicht auf einem Bereich der Dünnfilm-Halbleiterschicht gebildet, von der die n&spplus;-Typ- Schicht entfernt ist. Eine mit Verunreinigungen dotierte Schutzschicht kann jedoch auf einer Dünnfilm- Halbleiterschicht zuvor gebildet sein, Kontaktlöcher können in der Schutzschicht gebildet sein, und eine n&spplus;-Typ-Schicht und Metallschichten zum Bilden von Source- und Drain- Elektroden können gebildet sein.
In den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird als Beispiel hydrogeniertes amorphes Silizium verwendet. Es kann jedoch ein anderer Dünnfilm-Halbleiter wie beispielsweise Polysilizium oder CdS verwendet werden, um den selben Effekt wie vorstehend beschrieben zu erhalten.
Wie vorstehend beschrieben worden ist, wird eine p- Typ-Verunreinigung in die Schutzschicht eines Photosensors vom Dünnfilmtransistortyp dotiert, und der Arbeitspunkt des Photosensors vom Dünnfilm-Transistortyp wird durch die Gatespannung korrigiert. Daher kann eine Veränderung des Oberflächenbandes des Dünnfilm-Halbleiters, die während des Herstellungsverfahrens für den Photosensor vom Dünnfilmtransistortyp erzeugt wird, z.B. bei Dotieren einer Verunreinigung vom p-Typ, verhindert werden, und die Verteilung und Größe der elektrischen Eigenschaften (insbesondere Dunkelströme, Photoströme und ihre Temperatur- Eigenschaften) von dem Dünnfilmtransistor, die bei RIE oder dergleichen erzeugt werden, können in großem Maße verbessert werden.
Probleme, die sich durch das Herstellungsverfahren auf einem großen Substrat stellen, und Probleme, die mit der Zuverlässigkeit verbunden sind, sind gelöst worden. Zusätzlich können die Einflüsse der Bildung des Schutzfilms zum Verbessern der Feuchtigkeitsbeständigkeit und der Zusammensetzung des Schutzfilms reduziert werden. Als ein Ergebnis ergibt sich ein Freiheitsgrad bei der Auswahl des Materials für den Schutzfilm.

Claims

1. N-Kanal Dünnfilm-Feldeffekttransistor, umfassend:

eine Gate-Elektrode (302);

eine Gate-Isolierschicht (303);

eine aktive Dünnfilm-Halbleiterschicht (304);

Kontakte (305) vom n&spplus;-Typ auf der Haibleiterschicht (304);

Source- und Drain-Elektroden (306, 307), die in Kontakt mit den Kontakten vom n&spplus;-Typ stehen; und eine Schutzschicht (310) aus isolierendem Material, die über und in Kontakt mit der Oberfläche der aktiven Halbleiterschicht (304) angeordnet ist, die sich zwischen den Kontakten (305) vom n&spplus;-Typ erstreckt;

wobei der Transistor dadurch gekennzeichnet ist, daß die Schutzschicht (310) eine Verunreinigung vom p-Typ enthält, die zu einer Verarmung der Elektronen bei und in der unmittelbaren Nähe der Oberfläche der aktiven Halbleiterschicht (304) führt.

2. Transistor nach Anspruch 1, wobei die Halbleiterschicht (304) aus hydrogeniertem amorphem Silizium ist.

3. Transistor nach Anspruch 1, wobei die Halbleiterschicht (304) aus Polysilizium ist.

4. Transistor nach Anspruch 1, wobei die Halbleiterschicht (304) aus Cadmiumsulfid ist.

5. Transistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schutzschicht (310) aus Siliziumnitrid ist.

6. Transistor nach Anspruch 5, wobei die Verunreinigung vom p-Typ Bor ist.

7. Transistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer lichtaufnehmenden Fläche, die zwischen der Source- und Drain-Elektrode (306, 307) definiert ist.

8. Anordnung von Transistoren, jeweils nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zusammen mit Gate- Spannungssteuerungseinrichtungen, die mit jeweiligen Gate- Elektroden (302) der Transistoren (301 bis 310) verbunden sind,

wobei die Anordnung dadurch gekennzeichnet ist, daß die Gate-Spannungssteuerungseinrichtung betriebsfähig ist, um jeweils unterschiedliche Gate-Spannungen am Arbeitspunkt an die jeweiligen Gate-Elektroden (302) anzulegen, wobei eine räumliche Veränderung der Temperaturcharakteristik der Transistoren (301 bis 310) kompensiert wird.

9. Verfahren zum Betreiben der Anordnung von Anspruch 8, bei dem verschiedene Gate-Spannungen am Arbeitspunkt an die jeweiligen Gate-Elektroden (302) angelegt werden, wobei eine räumliche Veränderung in der Temperaturcharakteristik der Transistoren (301 bis 310) kompensiert wird.