JP2000323699A - Photoelectric transducer device - Google Patents

Photoelectric transducer device

Info

Publication number
JP2000323699A
JP2000323699A JP2000099009A JP2000099009A JP2000323699A JP 2000323699 A JP2000323699 A JP 2000323699A JP 2000099009 A JP2000099009 A JP 2000099009A JP 2000099009 A JP2000099009 A JP 2000099009A JP 2000323699 A JP2000323699 A JP 2000323699A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
photoelectric conversion
layer
electrode
tft
conversion device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2000099009A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3685446B2 (en
Inventor
Noriyuki Umibe
紀之 海部
Isao Kobayashi
功 小林
Shinichi Takeda
慎市 竹田
Hidemasa Mizutani
英正 水谷
Satoru Itabashi
哲 板橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2000099009A priority Critical patent/JP3685446B2/en
Publication of JP2000323699A publication Critical patent/JP2000323699A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3685446B2 publication Critical patent/JP3685446B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • H01L21/82Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
    • H01L21/84Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being other than a semiconductor body, e.g. being an insulating body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/14609Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14643Photodiode arrays; MOS imagers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14665Imagers using a photoconductor layer
    • H01L27/14676X-ray, gamma-ray or corpuscular radiation imagers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/08Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/10Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
    • H01L31/101Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
    • H01L31/102Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
    • H01L31/108Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier being of the Schottky type
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/701Line sensors
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/30Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from X-rays

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a photoelectric transducer device which can enhance an S/N ratio by a method wherein, out of control interconnections which are arranged and installed in the vertical or lateral direction with reference to a plurality of photoelectric transfer elements arranged two-dimensionally, the odd number control interconnections and the even number control interconnections are taken out to respective opposite sides. SOLUTION: A plurality of photoelectric transducer elements are arranged two-dimensional on a substrate. With reference to the photoelectric transducer element, control interconnections g1, g3, g5,... g1999 are arranged on the left side L, and control interconnections g2, g4, g6,... g2000 are arranged on the right side R. That is to say, the odd number control interconnections are formed at the left side L, and the even number control interconnections are formed at the right side R. The odd number control interconnections and the even number control interconnections are taken out respectively to opposite sides, and ten respective chips SRl-1 to SRl-10, SRl-11 to SRl-20 and IC1 to IC10, IC11 to IC20 are connected on the sides on which the control interconnections are taken out. As a result, the S/N ratio of the photoelectric transducer device can be enhanced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光電変換装置に係
わり、たとえばファクシミリ、デジタル複写機あるいは
X線撮像装置等の等倍読み取りを行うことの可能な一次
元もしくは二次元の光電変換装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photoelectric conversion device, and more particularly, to a one-dimensional or two-dimensional photoelectric conversion device capable of performing the same-magnification reading of a facsimile, a digital copying machine, an X-ray imaging device, or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】[関連技術]従来、ファクシミリ、デジ
タル複写機あるいはX線撮像装置等の読み取り系として
は縮小光学系とCCD型センサを用いた読み取り系が用
いられていた。しかしながら近年、水素化アモルファス
シリコン(以下、a−Siと記す)に代表される光電変
換半導体材料の開発により、光電変換素子及び信号処理
部を大面積の基板に形成し、情報源と等倍の光学系で読
み取るいわゆる密着型センサの開発が進み実用化され又
はされつつある。特にa−Siは光電変換材料としてだ
けでなく、薄膜電界効果型トランジスタ(以下TFTと
記す)の半導体材料としても用いることができるので光
電変換半導体層とTFTの半導体層とを同時に形成する
ことができ都合がよい。
2. Related Background Art Conventionally, a reading system using a reduction optical system and a CCD type sensor has been used as a reading system of a facsimile, a digital copying machine, an X-ray imaging device, or the like. However, in recent years, with the development of a photoelectric conversion semiconductor material represented by hydrogenated amorphous silicon (hereinafter, a-Si), a photoelectric conversion element and a signal processing unit are formed on a large-area substrate, and the size of the information source is increased to 1: 1. The development of a so-called contact type sensor that reads data using an optical system has been advanced or is being put to practical use. In particular, since a-Si can be used not only as a photoelectric conversion material but also as a semiconductor material of a thin film field effect transistor (hereinafter referred to as TFT), the photoelectric conversion semiconductor layer and the TFT semiconductor layer can be formed simultaneously. It is convenient.

【0003】図4(a),図4(b)は夫々従来の光セ
ンサの構成の一例を説明するための模式的断面図であ
り、図4(a),図4(b)は夫々光センサの層構成の
一例を示し、図4(c)は駆動方法を説明するための概
略的回路図であり、図4(a)及び図4(b)に共通し
た代表的な駆動方法の一例を示している。図4(a),
図4(b)共にフォト・ダイオード型の光センサであ
り、図4(a)はPIN型、図4(b)はショットキー
型と称されている。図4(a),図4(b)中1は絶縁
基板、2は下部電極、3はp型半導体層(以下p層と記
す)、4は真性半導体層(以下i層と記す)、5はn型
半導体層(以下n層と記す)、6は透明電極である。図
4(b)のショットキー型では下部電極2の材料を適宜
選択して、下部電極2からi層4に不要な電子が注入さ
れないようショットキーバリア層が形成されている。
FIGS. 4 (a) and 4 (b) are schematic cross-sectional views for explaining an example of the configuration of a conventional optical sensor. FIGS. 4 (a) and 4 (b) are optical cross-sectional views, respectively. FIG. 4C is a schematic circuit diagram for explaining a driving method, showing an example of a layer configuration of the sensor, and is an example of a typical driving method common to FIGS. 4A and 4B. Is shown. FIG. 4 (a),
4B are both photo-diode type optical sensors. FIG. 4A is called a PIN type, and FIG. 4B is called a Schottky type. 4 (a) and 4 (b), reference numeral 1 denotes an insulating substrate, 2 denotes a lower electrode, 3 denotes a p-type semiconductor layer (hereinafter referred to as a p-layer), 4 denotes an intrinsic semiconductor layer (hereinafter referred to as an i-layer), 5 Denotes an n-type semiconductor layer (hereinafter referred to as an n-layer), and 6 denotes a transparent electrode. In the Schottky type shown in FIG. 4B, the material of the lower electrode 2 is appropriately selected, and a Schottky barrier layer is formed so that unnecessary electrons are not injected into the i-layer 4 from the lower electrode 2.

【0004】図4(c)において、10は上記光センサ
を記号化して表わした光センサを示し、11は電源、1
2は電流アンプ等の検出部を示している。光センサ10
中Cで示された方向は図4(a),図4(b)中の透明
電極6側、Aで示された方向が下部電極2側であり電源
11はA側に対しC側に正の電圧が加わるように設定さ
れている。ここで動作を簡単に説明する。
In FIG. 4 (c), reference numeral 10 denotes an optical sensor which symbolizes the optical sensor, 11 denotes a power source, 1
Reference numeral 2 denotes a detection unit such as a current amplifier. Optical sensor 10
The direction indicated by middle C is the transparent electrode 6 side in FIGS. 4A and 4B, and the direction indicated by A is the lower electrode 2 side. Is set to be applied. Here, the operation will be briefly described.

【0005】図4(a),図4(b)に示されるよう
に、矢印で示された方向から光が入射され、i層4に達
すると、光は吸収され電子とホールが発生する。i層4
には電源11により電界が印加されているため電子はC
側、つまりn層5を通過して透明電極6に移動し、ホー
ルはA側、つまり下部電極2に移動する。よって光セン
サ10に光電流が流れたことになる。また、光が入射し
ない場合i層4で電子もホールも発生せず、また、透明
電極内6のホールはn層5がホールの注入阻止層として
働き、下部電極2内の電子は図4(a)のPIN型では
p層3が、図4(b)のショットキー型ではショットキ
ーバリア層が、電子の注入阻止層として働き、電子、ホ
ール共に移動できず、電流は流れない。このように光の
入射の有無で回路を流れる電流が変化する。これを図4
(c)の検出部12で検出すれば光センサとして動作す
る。
As shown in FIGS. 4A and 4B, light is incident from the direction indicated by the arrow, and when it reaches the i-layer 4, the light is absorbed and electrons and holes are generated. i layer 4
Has an electric field applied by the power supply 11, the electrons are C
Side, that is, the transparent electrode 6 moves through the n-layer 5, and the hole moves to the A side, that is, the lower electrode 2. Therefore, a photocurrent has flowed through the optical sensor 10. When light is not incident, neither electrons nor holes are generated in the i-layer 4, the n-layer 5 functions as a hole injection blocking layer for the holes in the transparent electrode 6, and the electrons in the lower electrode 2 correspond to FIG. In FIG. 4A, the p-type layer 3 functions as a pin layer, and in the Schottky type in FIG. 4B, the Schottky barrier layer functions as an electron injection blocking layer. Both electrons and holes cannot move, and no current flows. Thus, the current flowing through the circuit changes depending on the presence or absence of light. This is shown in FIG.
If it is detected by the detection unit 12 in (c), it operates as an optical sensor.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の光センサでSN比が高く、かつ低コストの光電変換
装置を生産するのは難しい。以下その理由について説明
する。
However, it is difficult to produce a photoelectric conversion device having a high SN ratio and a low cost with the above-mentioned conventional optical sensor. The reason will be described below.

【0007】第一の理由は、図4(a)のPIN型、図
4(b)のショットキー型は共に2カ所に注入阻止層が
必要なところにある。
The first reason is that both the PIN type shown in FIG. 4A and the Schottky type shown in FIG. 4B require two injection blocking layers.

【0008】図4(a)のPIN型において注入阻止層
であるn層5は電子を透明電極6に導くと同時にホール
がi層4に注入するのを阻止する特性が必要である。ど
ちらかの特性を逸すれば光電流が低下したり、光が入射
しない時の電流(以下暗電流と記す)が発生、増加する
ことになりSN比の低下の原因になる。この暗電流はそ
れ自身がノイズと考えられると同時にショットノイズと
呼ばれるゆらぎ、いわゆる量子ノイズを含んでおりたと
え検出部12で暗電流を差し引く処理をしても、暗電流
に伴う量子ノイズを小さくすることはできない。
In the PIN type shown in FIG. 4A, the n-layer 5, which is an injection-blocking layer, needs to have a property of guiding electrons to the transparent electrode 6 and simultaneously preventing holes from being injected into the i-layer 4. If either of the characteristics is missed, the photocurrent is reduced, or a current when light is not incident (hereinafter, referred to as a dark current) is generated and increased, which causes a reduction in the SN ratio. This dark current itself includes noise, which is considered as noise and fluctuations called shot noise, so-called quantum noise. Even if the dark current is subtracted by the detection unit 12, the quantum noise accompanying the dark current is reduced. It is not possible.

【0009】通常この特性を向上させるためi層4やn
層5の成膜の条件や、作成後のアニールの条件の最適化
を図る必要がある。しかし、もう一つの注入阻止層であ
るp層3についても電子、ホールが逆ではあるが同等の
特性が必要であり、同様に各条件の最適化が必要であ
る。通常、前者n層の最適化と後者p層の最適化の条件
は同一でなく、両者の条件を同時に満足させるのは困難
である。
Usually, the i-layer 4 and n
It is necessary to optimize the conditions for forming the layer 5 and the annealing conditions after the formation. However, the p-layer 3 which is another injection blocking layer also needs to have the same characteristics although the electron and the hole are reversed, and similarly, it is necessary to optimize each condition. Usually, the conditions for the optimization of the former n-layer and the optimization of the latter p-layer are not the same, and it is difficult to satisfy both conditions simultaneously.

【0010】つまり、同一光センサ内に二カ所の注入阻
止層が必要なことは高SN比の光センサの形成を難しく
する。
That is, the necessity of two injection blocking layers in the same optical sensor makes it difficult to form an optical sensor having a high SN ratio.

【0011】これは図4(b)のショットキー型におい
ても同様である。また図4(b)のショットキー型にお
いては片方の注入阻止層にショットキーバリア層を用い
ているが、これは下部電極2とi層4の仕事関数の差を
利用するもので、下部電極2の材料が限定されたり、界
面の局在準位の影響が特性に大きく影響し、条件を満足
させるのはさらに難しい。
The same applies to the Schottky type shown in FIG. Also, in the Schottky type shown in FIG. 4B, a Schottky barrier layer is used for one of the injection blocking layers, but this utilizes the difference in work function between the lower electrode 2 and the i-layer 4, and the lower electrode Material 2 is limited, and the influence of the localized level of the interface greatly affects the characteristics, and it is more difficult to satisfy the conditions.

【0012】また、さらにショットキーバリア層の特性
を向上させるために、下部電極2とi層4の間に100
オングストローム前後の薄いシリコンや金属の酸化膜、
窒化膜を形成することも報告されているが、これはトン
ネル効果を利用し、ホールを下部電極2に導き、電子の
i層4への注入を阻止する効果を向上させるもので、や
はり仕事関数の差を利用しているため下部電極2の材料
の限定は必要である。加えて電子の注入の阻止とトンネ
ル効果によるホールの移動という逆の性質を利用するた
め酸化膜や窒化膜は100オングストローム前後と非常
に薄くすることが要求される。そしてその厚さや膜質の
制御は難しく生産性は低下する。
In order to further improve the characteristics of the Schottky barrier layer, a distance between the lower electrode 2 and the i-layer 4 is 100
Thin silicon and metal oxide films before and after Angstrom
It has also been reported that a nitride film is formed, but this improves the effect of guiding holes to the lower electrode 2 by using the tunnel effect and preventing injection of electrons into the i-layer 4. Therefore, the material of the lower electrode 2 needs to be limited. In addition, the oxide film and the nitride film are required to be as thin as about 100 angstroms in order to utilize the opposite properties of blocking injection of electrons and moving holes by a tunnel effect. And it is difficult to control the thickness and film quality, and the productivity is reduced.

【0013】また、注入阻止層が2カ所必要なことは生
産性を低下させるだけでなくコストもアップする要因と
なる。これは注入阻止層が特性上重要なため2カ所中1
カ所でもゴミ等で欠陥が生じた場合、光センサとしての
所望の特性が得られないからである。
Further, the necessity of two injection blocking layers not only reduces the productivity but also increases the cost. This is because the injection blocking layer is important in characteristics,
This is because if a defect occurs due to dust or the like in any of the places, desired characteristics as an optical sensor cannot be obtained.

【0014】第二の理由を図2を用いて説明する。図2
は薄膜の半導体膜で形成した電界効果型トランジスタ
(TFT)の層構成を示している。TFTは光電変換装
置を形成するうえで制御部の一部として利用することが
ある。図中図4と同一なものは同番号で示してある。図
2において、7はゲート絶縁膜であり、60は上部電極
である。形成法を順を追って説明する。絶縁基板1上に
ゲート電極(G)として働く下部電極2、ゲート絶縁膜
7、i層4、n層5、ソース、ドレイン電極(S、D)
として働く上部電極60を順次成膜し、上部電極60を
エッチングしてソース、ドレイン電極を形成し、その後
n層5をエッチングしてチャネル部を構成している。T
FTの特性はゲート絶縁膜7とi層4の界面の状態に敏
感で通常その汚染を防ぐために同一真空内で連続に堆積
する。
The second reason will be described with reference to FIG. FIG.
Shows the layer configuration of a field effect transistor (TFT) formed of a thin semiconductor film. The TFT may be used as a part of a control unit in forming a photoelectric conversion device. In the figure, the same components as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals. In FIG. 2, 7 is a gate insulating film, and 60 is an upper electrode. The formation method will be described step by step. A lower electrode 2 serving as a gate electrode (G), a gate insulating film 7, an i-layer 4, an n-layer 5, source and drain electrodes (S, D) on an insulating substrate 1.
The upper electrode 60 acting as a film is sequentially formed, the upper electrode 60 is etched to form source and drain electrodes, and then the n-layer 5 is etched to form a channel portion. T
The characteristics of the FT are sensitive to the state of the interface between the gate insulating film 7 and the i-layer 4 and are usually deposited continuously in the same vacuum in order to prevent the contamination.

【0015】従来の光センサをこのTFTと同一基板上
に形成する場合、この層構成が問題となりコストアップ
や特性の低下を招く。この理由は図4に示した従来の光
センサの構成が、図4(a)のPIN型が電極/p層/
i層/n層/電極、図4(b)のショットキー型が電極
/i層/n層/電極という構成であるのに対し、TFT
は電極/絶縁膜/i層/n層/電極という構成で両者の
層構成が異なるからである。これは同一プロセスで光セ
ンサ、TFTを同時に形成できないことを示し、必要な
場所に必要な層を形成するためフォトリソ工程などが繰
り返されるプロセスの複雑化による歩留まりの低下、コ
ストアップを招く。また、i層/n層を共通化するには
ゲート絶縁層7やp層3のエッチング工程が必要とな
り、先に述べた光センサの重要な層である注入阻止層の
p層3とi層4が同一真空内で成膜できなかったり、T
FTの重要なゲート絶縁膜7とi層4の界面がゲート絶
縁膜のエッチングにより汚染され、特性の劣化やSN比
の低下の原因になる。
When a conventional optical sensor is formed on the same substrate as the TFT, this layer structure becomes a problem, resulting in an increase in cost and a decrease in characteristics. The reason for this is that the configuration of the conventional optical sensor shown in FIG. 4 is different from that of the PIN type shown in FIG.
While the i-layer / n-layer / electrode and the Schottky type shown in FIG. 4B have the structure of electrode / i-layer / n-layer / electrode, the TFT
The reason for this is that both layers have different structures in the structure of electrode / insulating film / i-layer / n-layer / electrode. This indicates that the optical sensor and the TFT cannot be formed simultaneously in the same process, and the yield is reduced and the cost is increased due to the complexity of a process in which a photolithography process and the like are repeated to form a necessary layer in a necessary place. Further, in order to make the i-layer / n-layer common, an etching step of the gate insulating layer 7 and the p-layer 3 is required. 4 cannot be formed in the same vacuum,
The important interface between the gate insulating film 7 and the i-layer 4 of the FT is contaminated by the etching of the gate insulating film, which causes deterioration of characteristics and reduction of the SN ratio.

【0016】また、前述した図4(b)のショットキー
型の特性を改善するため下部電極2とi層4の間に酸化
膜や窒化膜を形成したものは膜構成の順は同一であるが
先に述べたように酸化膜や窒化膜は100オングストロ
ーム前後である必要がありゲート絶縁膜と共用すること
は困難である。図3にゲート絶縁膜とTFTの歩留まり
について、我々が実験した結果を示す。ゲート絶縁膜厚
が1000オングストローム以下で歩留まりは急激に低
下し、800オングストロームで歩留まりは約30%、
500オングストロームで歩留まりは0%、250オン
グストロームではTFTの動作すら確認できなかった。
トンネル効果を利用した光センサの酸化膜や窒化膜と、
電子やホールを絶縁しなければならないTFTのゲート
絶縁膜を共用化することは明らかに困難であり、これを
データが示している。
In the case where an oxide film or a nitride film is formed between the lower electrode 2 and the i-layer 4 in order to improve the Schottky characteristics shown in FIG. 4B, the order of the film configuration is the same. However, as described above, the oxide film and the nitride film need to be around 100 angstroms, and it is difficult to share the oxide film and the nitride film with the gate insulating film. FIG. 3 shows the results of our experiments on the yield of the gate insulating film and the TFT. When the thickness of the gate insulating film is 1000 Å or less, the yield sharply decreases, and when the thickness is 800 Å, the yield is about 30%.
At 500 Å, the yield was 0%, and at 250 Å, even the operation of the TFT could not be confirmed.
An oxide film or a nitride film of an optical sensor using a tunnel effect;
Obviously, it is difficult to share a gate insulating film of a TFT, which must insulate electrons and holes, as shown by data.

【0017】またさらに、図示していないが電荷や電流
の積分値を得るのに必要となる素子である容量素子(以
下コンデンサと記す)を従来の光センサと同一の構成で
リークが少ない良好な特性ものを作るのは難しい。コン
デンサは2つの電極間に電荷を蓄積するのが目的なため
電極間の中間層には必ず電子とホールの移動を阻止する
層が必要であるのに対し、従来の光センサは電極間に半
導体層のみ利用しているため熱的にリークの少ない良好
な特性の中間層を得るのは難しいからである。
Further, although not shown, a capacitance element (hereinafter referred to as a capacitor), which is an element necessary for obtaining an integrated value of a charge or a current, has the same configuration as that of a conventional optical sensor and has a small leakage and a good quality. It is difficult to make something special. The purpose of a capacitor is to accumulate charge between two electrodes, so an intermediate layer between the electrodes must have a layer to prevent the movement of electrons and holes, whereas a conventional photosensor has a semiconductor between the electrodes. This is because it is difficult to obtain an intermediate layer having good characteristics with little thermal leakage because only the layer is used.

【0018】このように光電変換装置を構成するうえで
重要な素子であるTFTやコンデンサとプロセス的にま
たは特性的にマッチングが良くないことは複数の光セン
サを一次元もしくは二次元に多数配置し、この光信号を
順次検出するようなシステム全体を構成するうえで工程
が多くかつ複雑になるため歩留まりが非常に悪く、低コ
ストで高性能多機能な装置を作るうえで重大な問題にな
る場合がある。
As described above, poor matching in process or characteristics with TFTs and capacitors, which are important elements in configuring a photoelectric conversion device, is caused by arranging a large number of optical sensors one-dimensionally or two-dimensionally. However, when the entire system for sequentially detecting this optical signal is composed of many steps and becomes complicated, the yield is extremely low, and this is a serious problem in producing a low-cost, high-performance, multifunctional device. There is.

【0019】[発明の目的]本発明の目的はSN比が高
く、特性が安定している光電変換装置、その駆動方法及
びそれを有するシステムを提供することを目的とする。
[Object of the Invention] An object of the present invention is to provide a photoelectric conversion device having a high SN ratio and stable characteristics, a driving method thereof, and a system having the same.

【0020】又、本発明は歩留りが高く、生産が容易な
光電変換装置及びそれを有するシステムを提供すること
を目的とする。
Another object of the present invention is to provide a photoelectric conversion device having a high yield and easy production and a system having the photoelectric conversion device.

【0021】加えて本発明は、TFTと同一プロセスで
形成することが可能で、生産プロセスの複雑化を生じる
ことなく、低コストで作製可能な光電変換装置、その駆
動方法及びそれを有するシステムを提供することを目的
とする。
In addition, the present invention provides a photoelectric conversion device which can be formed in the same process as a TFT, can be manufactured at low cost without complicating the production process, a driving method thereof, and a system having the same. The purpose is to provide.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するための手段として、基体上に複数の光電変換素子
を二次元的に配置してなる光電変換装置であって、該二
次元的に配置された複数の光電変換素子に対して上下方
向あるいは左右方向に配された制御配線あるいは信号配
線のうち奇数番目と偶数番目をそれぞれ対向する側に取
り出し、各取り出し側でそれぞれ複数の集積回路素子に
接続されている光電変換装置を提供する。
According to the present invention, there is provided a photoelectric conversion apparatus comprising a plurality of photoelectric conversion elements arranged two-dimensionally on a substrate, as a means for solving the above-mentioned problems. Odd-numbered and even-numbered control wirings or signal wirings arranged vertically or horizontally with respect to a plurality of photoelectric conversion elements arranged in parallel are taken out on opposite sides, and a plurality of integrated circuits are taken out at each takeout side. Provided is a photoelectric conversion device connected to a circuit element.

【0023】また本発明は、基体上に複数の光電変換素
子を二次元的に配置してなる光電変換装置であって、該
二次元的に配置された複数の光電変換素子に対して上下
方向あるいは左右方向に配された制御配線あるいは信号
配線、該制御配線あるいは信号配線に接続された複数の
集積回路素子とを有し、一つの集積回路素子ごとに連続
する該制御配線あるいは信号配線を接続し、この集積回
路素子を左右または上下に振り分けてなる光電変換装置
を提供する。
The present invention also relates to a photoelectric conversion device in which a plurality of photoelectric conversion elements are two-dimensionally arranged on a substrate, wherein the plurality of photoelectric conversion elements are vertically arranged with respect to the two-dimensionally arranged photoelectric conversion elements. Alternatively, it has control wiring or signal wiring arranged in the left-right direction and a plurality of integrated circuit elements connected to the control wiring or signal wiring, and connects the control wiring or signal wiring continuous for each integrated circuit element. The present invention also provides a photoelectric conversion device in which the integrated circuit elements are divided left and right or up and down.

【0024】また本発明は、基台上に設けられた、X線
を受けて電気信号に変換する光電変換素子の複数を二次
元的に配置した光電変換部を有する基板の複数、該光電
変換素子に供給される信号または該光電変換素子から出
力された信号のために設けられた集積回路素子、該基台
と該集積回路素子を収容するケース、を有する光電変換
装置を提供する。
The present invention also relates to a plurality of substrates each having a photoelectric conversion unit provided on a base and having a plurality of two-dimensionally arranged photoelectric conversion elements for receiving X-rays and converting the signals into electric signals. Provided is a photoelectric conversion device including an integrated circuit element provided for a signal supplied to an element or a signal output from the photoelectric conversion element, and a base and a case for housing the integrated circuit element.

【0025】[0025]

【実施例】以下、本発明を必要に応じて図面を参照しな
がら説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings as necessary.

【0026】[実施例1]図1(a)および図1(b)
は、それぞれ順に、本発明の第1の実施例に係る光電変
換装置の光電変換部を説明するための模式的層構成図、
光電変換装置の概略的回路図である。
Embodiment 1 FIGS. 1A and 1B
Is a schematic layer configuration diagram for explaining the photoelectric conversion unit of the photoelectric conversion device according to the first embodiment of the present invention, respectively,
It is a schematic circuit diagram of a photoelectric conversion device.

【0027】図1(a)においては、1はガラスなどで
形成される絶縁基板、2はAlやCrなどで形成される
下部電極である。70は電子、ホール共に通過を阻止す
る窒化シリコンSiNなどで形成される絶縁層であり、
その厚さはトンネル効果により電子、ホールが通過でき
ないほどの厚さである500オングストローム以上に設
定される。4は水素化アモルファスシリコン(a−S
i:H)の真性半導体i層で形成される光電変換半導体
層、5は光電変換半導体層4に透明電極6側からのホー
ルの注入を阻止するa−Siのn+層で形成される注入
阻止層、透明電極6はITOのようなインジウム又はス
ズを含む化合物、酸化物などで形成される。
In FIG. 1A, reference numeral 1 denotes an insulating substrate made of glass or the like, and reference numeral 2 denotes a lower electrode made of Al or Cr. Reference numeral 70 denotes an insulating layer formed of silicon nitride SiN or the like that blocks passage of both electrons and holes.
The thickness is set to 500 Å or more, which is a thickness that does not allow electrons and holes to pass through due to the tunnel effect. 4 is hydrogenated amorphous silicon (a-S
i: H), a photoelectric conversion semiconductor layer formed of an intrinsic semiconductor i layer, and 5 is an injection formed of an a-Si n + layer for preventing injection of holes into the photoelectric conversion semiconductor layer 4 from the transparent electrode 6 side. The blocking layer and the transparent electrode 6 are formed of a compound containing indium or tin, such as ITO, or an oxide.

【0028】図1(b)において100は図1(a)で
示した光電変換部を記号化したものでDが透明電極6
側、Gが下部電極2側の電極を示している。120は検
出部、110は電源部であり、電源部110はD電極に
正の電位を与える正電源111、負の電位を与える負電
源112の両者を切り換えるスイッチ113で構成され
る。スイッチ113はリフレッシュモードではrefr
esh側、光電変換モードではread側に接続される
よう制御される。
In FIG. 1B, reference numeral 100 denotes a symbol of the photoelectric conversion unit shown in FIG.
G indicates an electrode on the lower electrode 2 side. Reference numeral 120 denotes a detection unit, and 110 denotes a power supply unit. The power supply unit 110 includes a switch 113 that switches between a positive power supply 111 that applies a positive potential to the D electrode and a negative power supply 112 that applies a negative potential. Switch 113 is refr in refresh mode.
In the photoelectric conversion mode, control is performed so as to be connected to the read side.

【0029】ここで本実施例で使用している光電変換部
100の動作について説明する。図5(a),図5
(b)はそれぞれ本実施例のリフレッシュモードおよび
光電変換モードの動作を示す光電変換部のエネルギーバ
ンド図で、光電変換部の各層の厚さ方向の状態を表して
いる。
Here, the operation of the photoelectric conversion unit 100 used in this embodiment will be described. FIG. 5 (a), FIG.
(B) is an energy band diagram of the photoelectric conversion unit showing the operation in the refresh mode and the photoelectric conversion mode of the present embodiment, and shows the state of each layer of the photoelectric conversion unit in the thickness direction.

【0030】リフレッシュモード(a)において、D電
極はG電極に対して負の電位が与えられているため、i
層4中の黒丸で示されたホールは電界によりD電極に導
かれる。同時に白丸で示された電子はi層4に注入され
る。この時一部のホールと電子はn層5,i層4におい
て再結合して消滅する。充分に長い時間この状態が続け
ばi層4内のホールはi層4から掃き出される(図5
(a))。
In the refresh mode (a), the D electrode is given a negative potential with respect to the G electrode.
The holes indicated by black circles in the layer 4 are guided to the D electrode by the electric field. At the same time, electrons indicated by white circles are injected into the i-layer 4. At this time, some holes and electrons recombine in the n-layer 5 and the i-layer 4 and disappear. If this state continues for a sufficiently long time, holes in the i-layer 4 are swept out of the i-layer 4 (FIG. 5).
(A)).

【0031】この状態で光電変換モード(b)になる
と、D電極はG電極に対して正の電位が与えられるため
i層4中の電子は瞬時にD電極に導かれる。しかしホー
ルはn層5が注入阻止層として働くためi層4に導かれ
ることはない。この状態でi層4内に光が入射すると光
は吸収され電子・ホール対が発生する。この電子は電界
によりD電極に導びかれ、ホールはi層4内を移動し絶
縁層70の界面に達する。しかし、絶縁層70内には移
動できないため、i層4内に留まることになる。この時
電子はD電極に移動し、ホールはi層4内の絶縁層70
界面に移動するため、素子内の電気的中性を保つため、
電流がG電極から検出部120に流れる。この電流は光
により発生した電子・ホール対に対応するため入射した
光に比例する(図5(b))。
In the photoelectric conversion mode (b) in this state, a positive potential is applied to the D electrode with respect to the G electrode, so that electrons in the i layer 4 are instantaneously guided to the D electrode. However, holes are not led to the i-layer 4 because the n-layer 5 functions as an injection blocking layer. When light enters the i-layer 4 in this state, the light is absorbed and electron-hole pairs are generated. These electrons are guided to the D electrode by the electric field, and the holes move in the i-layer 4 and reach the interface of the insulating layer 70. However, since they cannot move into the insulating layer 70, they stay in the i-layer 4. At this time, the electrons move to the D electrode, and the holes become
To move to the interface, to maintain electrical neutrality inside the device,
A current flows from the G electrode to the detection unit 120. This current is proportional to the incident light because it corresponds to the electron-hole pair generated by the light (FIG. 5B).

【0032】ある期間光電変換モード(b)を保った
後、再びリフレッシュモード(a)の状態になると、i
層4内に留まっていたホールは前述のようにD電極に導
びかれ、同時にこのホールに対応した電荷が検出部12
0に流れる。このホールの量は光電変換モード期間に入
射した光の総量に対応し、検出部120に流れる電荷は
光の総量に対応する。この時i層4内に注入される電子
の量に対応した電荷も流れるが、この量はおよそ一定な
ため差し引いて検出すればよい。
After the photoelectric conversion mode (b) is maintained for a certain period, when the state is again changed to the refresh mode (a), i
The hole remaining in the layer 4 is guided to the D electrode as described above, and at the same time, the charge corresponding to this hole is detected by the detection unit 12.
Flows to zero. The amount of holes corresponds to the total amount of light incident during the photoelectric conversion mode period, and the charge flowing to the detection unit 120 corresponds to the total amount of light. At this time, a charge corresponding to the amount of electrons injected into the i-layer 4 also flows, but since this amount is approximately constant, it may be detected by subtracting it.

【0033】つまり、本実施例においての光電変換部1
00は、リアルタイムに入射する光の量を出力すると同
時に、ある期間に入射した光の総量も出力することもで
きる。このことは本実施例の大きな特徴といえる。検出
部120は目的に応じてどちらか一方、もしくは両方を
検出すればよい。
That is, the photoelectric conversion unit 1 in this embodiment
00 can output the amount of light incident in real time and also output the total amount of light incident in a certain period. This is a major feature of this embodiment. The detecting unit 120 may detect either one or both depending on the purpose.

【0034】ここで図6を用いて本実施例の動作につい
て説明する。
Here, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG.

【0035】図6は図1の光電変換装置における動作の
タイミングチャートである。図中V dgは光電変換部10
0のG電極に対するD電極の電位であり、Pは光の入射
の状態を示し、ONで光が入射の状態、OFFで光の入
射がない。つまりダーク状態を示している。Isは検出
部120に流れ込む電流を示し、横軸方向は時間の経過
を示す。
FIG. 6 shows the operation of the photoelectric conversion device of FIG.
It is a timing chart. V in the figure dgIs the photoelectric conversion unit 10
0 is the potential of the D electrode with respect to the G electrode, and P is the incidence of light.
Indicates the state of light incidence when ON, and light input when OFF.
There is no shooting. That is, it indicates a dark state. IsIs detected
Indicates the current flowing into the unit 120, and the horizontal axis indicates the passage of time
Is shown.

【0036】始めにスイッチ113がrefresh方
向に接続されるとリフレッシュモードに入り、Vdgは負
電圧となり、図5(a)のようにホールが掃き出され、
また電子がi層4に注入されるにともない検出部120
には図6のEで示される負の突入電流Eが流れる。その
後リフレッシュモードは終了し、スイッチ113がre
ad方向に接続されるとi層4内の電子が掃き出され正
の突入電流E′が流れ光電変換モードに入る。この時光
が入射されているとAで示される光電流Aが流れる。も
し同様な動作でダーク状態であればA′で示されるよう
に電流は流れない。よって光電流Aを直接、もしくは一
定の期間、光電流Aを積分すれば光の入射を検出でき
る。
First, when the switch 113 is connected in the refresh direction, a refresh mode is entered, V dg becomes a negative voltage, and holes are swept out as shown in FIG.
Further, as electrons are injected into the i-layer 4, the detection unit 120
, A negative rush current E shown by E in FIG. 6 flows. Thereafter, the refresh mode ends, and the switch 113
When connected in the ad direction, electrons in the i-layer 4 are swept out and a positive rush current E 'flows to enter the photoelectric conversion mode. At this time, if light is incident, a photocurrent A indicated by A flows. If the operation is similar to that of the dark state, no current flows as indicated by A '. Therefore, if the photocurrent A is integrated directly or for a certain period, the incidence of light can be detected.

【0037】また、Aの状態からスイッチ113がre
fresh方向に接続されると突入電流Bが流れる。こ
れは直前の光電変換モード期間における光の入射の総量
に反映された量になり、この突入電流Bを積分もしくは
積分相当の値を得ればよい。直前の光電変換モードで光
が入射していなければ突入電流はB′のように小さくな
り、その差を検出すれば、光の入射を検出できる。また
前述の突入電流E′やE″はおよそ突入電流B′と等し
いため、突入電流Bからこれらを差し引いてもよい。
Further, from the state of A, the switch 113 is set to re.
When connected in the fresh direction, an inrush current B flows. This is an amount reflected on the total amount of light incident during the immediately preceding photoelectric conversion mode period, and the rush current B may be integrated or a value equivalent to integration may be obtained. If no light is incident in the immediately preceding photoelectric conversion mode, the rush current becomes small as B ', and if the difference is detected, the incident light can be detected. Since the inrush currents E 'and E "described above are approximately equal to the inrush current B', they may be subtracted from the inrush current B.

【0038】また、さらに、同じ光電変換モード期間で
あっても光の入射の状態が変化すれば、C,C′のよう
にISは変化する。これを検出しても光の入射状態を検
出できる。つまり、必ずしも検出機会ごとに毎回リフレ
ッシュモードにする必要はないことを示している。
Further, even during the same photoelectric conversion mode period, if the incident state of light changes, I S changes like C and C ′. Even if this is detected, the incident state of light can be detected. In other words, this indicates that it is not always necessary to set the refresh mode every time a detection opportunity occurs.

【0039】しかしながら、何らかの理由により、光電
変換モードの期間が長くなったり、入射する光の照度が
強い場合、Dのように光の入射があるにもかかわらず電
流が流れないことがある。これは図5(c)のように、
i層4内にホールが多数留まり、このホールのためi層
4内の電界が小さくなり、発生した電子がD電極に導び
かれなくなり、i層4内のホールと再結合してしまうか
らである。この状態で光の入射の状態が変化すると、電
流が不安定に流れることもあるが、再びリフレッシュモ
ードにすればi層4内のホールは掃き出され、次の光電
変換モードではA″のようにAと等しい電流が得られ
る。
However, when the period of the photoelectric conversion mode is long or the illuminance of the incident light is strong for some reason, the current may not flow despite the incident light as shown in D. This is as shown in FIG.
Many holes remain in the i-layer 4 and the electric field in the i-layer 4 decreases due to the holes, and the generated electrons are not conducted to the D electrode, and recombine with the holes in the i-layer 4. is there. If the light incident state changes in this state, the current may flow in an unstable manner. However, when the refresh mode is set again, the holes in the i-layer 4 are swept out, and in the next photoelectric conversion mode, as shown by A ″. A current equal to A is obtained.

【0040】以上の説明において、入射光は一定で説明
したが、入射光の強弱によりA,B,Cの電流はともに
連続的に変化し、入射光の有無の検出に限らず、強弱に
ついても定量的に検出できることはいうまでもない。
In the above description, the incident light is described as being constant. However, the current of A, B, and C continuously changes depending on the intensity of the incident light, and the intensity is not limited to the detection of the presence or absence of the incident light. It goes without saying that it can be quantitatively detected.

【0041】また、前述の説明において、リフレッシュ
モードで、i層4内のホールを掃き出す場合、全てのホ
ールを掃き出すのが理想であるが、一部のホールを掃き
出すだけでも効果はあり、光電流であるAもしくはCに
おいて全てを掃き出した場合と値は変わらず、問題はな
い。また、常に一定量が残るように掃き出せば、Bの電
流によっても光の量を定量的に検出することができる。
つまり、次の光電変換モードでの検出機会において電流
値がDの状態、すなわち図5(c)の状態にならなけれ
ばよく、リフレッシュモードのVdgの電圧、リフレッシ
ュモードの期間、および、n層5の注入阻止層の特性を
決めればよい。
In the above description, when the holes in the i-layer 4 are to be swept out in the refresh mode, it is ideal that all the holes are swept out. The value is not different from the case where all are swept out in A or C, and there is no problem. In addition, by sweeping out so that a constant amount always remains, the amount of light can be quantitatively detected also by the current of B.
That is, it is sufficient that the current value does not reach the state of D, that is, the state of FIG. 5C at the detection opportunity in the next photoelectric conversion mode, the voltage of V dg in the refresh mode, the period of the refresh mode, and the n-layer. The characteristics of the fifth injection blocking layer may be determined.

【0042】また、さらに、リフレッシュモードにおい
て、i層4への電子の注入は必要条件でなく、Vdgの電
圧は負に限定されるものでもない。ホールの一部がi層
4から掃き出されればよい。ホールが多数i層4に留ま
っている場合には、たとえV dgが正の電圧であってもi
層4内の電界はホールをD電極に導く方向に加わるから
である。n層5の注入阻止層の特性も同様に電子をi層
4に注入できることが必要条件ではない。
Further, in the refresh mode,
Therefore, injection of electrons into the i-layer 4 is not a necessary condition,dgNo electricity
The pressure is not limited to negative. Part of the hole is i-layer
It only has to be swept out of 4. Many holes remain in i-layer 4
, If V dgIs a positive voltage even if i
The electric field in layer 4 is applied in the direction that leads the hole to the D electrode.
It is. Similarly, the characteristics of the injection blocking layer of the n-layer 5 indicate that electrons are transferred to the i-layer.
It is not a requirement that 4 can be injected.

【0043】図7(a),図7(b),図7(c),図
7(d)は、それぞれ検出部の構成例を示したものであ
る。121は電流Ampで代表される電流計、122は
電圧計、123は抵抗器、124はコンデンサ、125
はスイッチ素子、126はオペアンプである。
FIGS. 7 (a), 7 (b), 7 (c), and 7 (d) show examples of the configuration of the detection unit. 121 is an ammeter represented by a current Amp, 122 is a voltmeter, 123 is a resistor, 124 is a capacitor, 125
Is a switch element, and 126 is an operational amplifier.

【0044】図7(a)は直接電流を検出するもので、
電流計121の出力は電圧や、増幅された電流である。
図7(b)は電流を抵抗器123に流して電圧を電圧計
122で検出している。図7(c)は電荷をコンデンサ
124に蓄積し、その電圧を電圧計122で検出してい
る。図7(d)はオペアンプ126により電流の積分値
を電圧として検出している。図7(c),図7(d)に
おいてスイッチ素子125は毎回の検出に対して初期値
を与える役割をし、検出の方法によって高抵抗の抵抗器
に置き換えることも可能である。
FIG. 7 (a) directly detects current.
The output of the ammeter 121 is a voltage or an amplified current.
FIG. 7B shows a state in which a current flows through the resistor 123 and a voltage is detected by the voltmeter 122. FIG. 7C shows that the electric charge is accumulated in the capacitor 124, and the voltage is detected by the voltmeter 122. In FIG. 7D, the operational amplifier 126 detects the integrated value of the current as a voltage. 7 (c) and 7 (d), the switch element 125 serves to give an initial value for each detection, and can be replaced with a high-resistance resistor depending on the detection method.

【0045】電流計や電圧計は、トランジスタやこれを
組み合せたオペアンプ、抵抗、コンデンサ等で構成し、
高速で動作するものを使用することができる。検出部は
これら4種に限定するものでなく、電流もしくは電荷を
直接もしくは積分値を検出できればよく、電流もしくは
電圧値を検出する検出器と、抵抗器、コンデンサ、スイ
ッチ素子を組合せ、複数の光電変換部を同時もしくは順
次出力するよう構成することもできる。
The ammeter or voltmeter is composed of a transistor, an operational amplifier combining the transistor, a resistor, a capacitor, and the like.
Anything that operates at high speed can be used. The detection unit is not limited to these four types, and it is sufficient if the current or charge can be detected directly or the integrated value can be detected. A detector that detects the current or voltage value, a resistor, a capacitor, and a switch element are combined, and a plurality of The conversion units may be configured to output simultaneously or sequentially.

【0046】ラインセンサやエリアセンサを構成する場
合は、電源部の配線やスイッチ素子と組合せてマトリク
スで1000ケ以上の光電変換部の電位を制御し、また
検出する。この場合、スイッチ素子やコンデンサ、抵抗
の一部は光電変換部と同一基板上に構成するとSN比
や、コスト面で有利である。この場合、本実施例の光電
変換部は代表的なスイッチ素子であるTFTと同一膜構
成のため同一プロセスで同時に形成することが可能であ
り低コストの高SN比の光電変換装置が実現できる。
When configuring a line sensor or an area sensor, the potentials of 1000 or more photoelectric conversion units are controlled and detected in a matrix in combination with the wiring and switch elements of the power supply unit. In this case, if a part of the switch element, the capacitor, and the resistor are formed on the same substrate as the photoelectric conversion unit, it is advantageous in terms of the SN ratio and the cost. In this case, since the photoelectric conversion unit of this embodiment has the same film configuration as a TFT which is a typical switch element, it can be formed simultaneously in the same process and a low-cost photoelectric conversion device with a high SN ratio can be realized.

【0047】[実施例2]図8は、本発明の光電変換装
置の第2の実施例を示す回路図である。なお先に説明し
た図と同一部分には同一符号を付している。光電変換部
100の層構成については図3(a)と同一である。1
14はD電極に正の電位を与える電源、115は光電変
換部のリフレッシュモードにおいてG電極に正の電位を
与える電源、および116は各モードを切り換える切り
換えスイッチ素子である。このとき電源115は電源1
14と同等もしくは高電圧に設定されている。
[Embodiment 2] FIG. 8 is a circuit diagram showing a second embodiment of the photoelectric conversion device of the present invention. The same parts as those in the above-described drawings are denoted by the same reference numerals. The layer configuration of the photoelectric conversion unit 100 is the same as that in FIG. 1
Reference numeral 14 denotes a power supply for applying a positive potential to the D electrode, reference numeral 115 denotes a power supply for applying a positive potential to the G electrode in the refresh mode of the photoelectric conversion unit, and reference numeral 116 denotes a switch element for switching each mode. At this time, the power supply 115 is the power supply 1
The voltage is set to be equal to or higher than 14.

【0048】本実施例では、細く4つのモードを持ち、
それぞれ、光電変換部リフレッシュモード、G電極
初期化モード、蓄積モード、検出モードである。
の光電変換部リフレッシュモードは前記実施例のリフレ
ッシュモードと、また,,のG電極初期化モー
ド、蓄積モード、検出モードは前記実施例の光電変換モ
ードと光電変換部100各層に同じ方向に電界が加って
おり、光電変換部100の動作は基本的に同じである。
以下各モードについて順次説明する。
In this embodiment, there are four thin modes.
These are a photoelectric conversion unit refresh mode, a G electrode initialization mode, an accumulation mode, and a detection mode, respectively.
The refresh mode of the photoelectric conversion unit is the refresh mode of the above embodiment, and the G electrode initialization mode, the accumulation mode, and the detection mode are the photoelectric conversion mode of the embodiment and an electric field is applied to each layer of the photoelectric conversion unit 100 in the same direction. In addition, the operation of the photoelectric conversion unit 100 is basically the same.
Hereinafter, each mode will be sequentially described.

【0049】光電変換部リフレッシュモードではスイ
ッチ素子116は図中のrefreshの位置に接続さ
れ、電源115によってG電極には正の電位が与えられ
る。D電極には電源114により正の電位が与えられて
おり、つまり、D電極のG電極の電位に対しての電位V
dgはおよそ0もしくは負の電圧が与えられたことにな
る。すると光電変換部100内のホールは掃き出されリ
フレッシュされる。
In the photoelectric conversion unit refresh mode, the switch element 116 is connected to the refresh position in the drawing, and a positive potential is applied to the G electrode by the power supply 115. A positive potential is applied to the D electrode by the power supply 114, that is, the potential V with respect to the potential of the G electrode of the D electrode.
dg is approximately 0 or a negative voltage is applied. Then, the holes in the photoelectric conversion unit 100 are swept out and refreshed.

【0050】次にスイッチ素子116は、GNDの位置
に接続されG電源初期化モードに移行しG電極はGN
D電位が与えられる。このときVdgは正の電圧になり、
光電変換部100は突入電流が流れた後光電変換モード
になる。
Next, the switch element 116 is connected to the GND position and shifts to the G power supply initialization mode, and the G electrode is set to GN.
D potential is applied. At this time, V dg becomes a positive voltage,
The photoelectric conversion unit 100 enters the photoelectric conversion mode after the inrush current flows.

【0051】次にスイッチ素子116はopenの位置
になり、蓄積モードに移行し、G電極は直流的にオー
プンになる。しかし、実際には点線で示された光電変換
部100の等価的な容量成分CS や浮遊容量CO により
電位は保たれる。ここで光電変換部100に光が入射し
ていると対応する電流がG電極から流れ出し、G電極の
電位は上昇する。つまり、CS やCO に光の入射情報が
電荷として蓄積される。一定の蓄積時間後スイッチ素子
116がsenseの位置に接続されると検出モード
に移行しG電極の電位はGND電位に再び戻される。こ
の時同時にCS,CO に蓄積された電荷は検出部120
に流れるが、この電荷は蓄積モードで光電変換部100
から流れ出た電流の積分と等しく、つまり光の入射の総
量として検出部120により検出される。
Next, the switch element 116 is set to the open position, the mode shifts to the accumulation mode, and the G electrode is opened DC. However, the potential is actually maintained by the equivalent capacitance component CS and stray capacitance CO of the photoelectric conversion unit 100 indicated by the dotted line. Here, when light is incident on the photoelectric conversion unit 100, a corresponding current flows out of the G electrode, and the potential of the G electrode rises. That is, light incident information is accumulated as charges in C S and C O. When the switch element 116 is connected to the sense position after a certain accumulation time, the mode shifts to the detection mode, and the potential of the G electrode is returned to the GND potential again. At this time, the electric charges simultaneously accumulated in C S and C O are detected by the detection unit 120.
However, this charge is stored in the photoelectric conversion unit 100 in the accumulation mode.
It is detected by the detection unit 120 as equal to the integral of the current flowing out of the detector, that is, as the total amount of incident light.

【0052】さらに、スイッチ素子116は再びref
resh位置に接続され以下動作が繰り返される。
Further, the switch element 116 is set to ref again.
It is connected to the "resh" position, and the following operation is repeated.

【0053】以上本実施例の特徴は、簡単な素子の組合
せで、一定な長期間の蓄積時間に流れた電流の積分値
が、検出モードの短期間に得られるところにありこのこ
とは複数の光電変換部をもつ高SN比の光電変換装置が
低コストで構成できることを示している。
The feature of this embodiment is that the integrated value of the current flowing during a certain long-term storage time can be obtained in a short period of the detection mode by a simple combination of elements. This shows that a photoelectric conversion device having a high SN ratio having a photoelectric conversion unit can be configured at low cost.

【0054】本実施例の光電変換部の動作は基本的に第
1の実施例と等しいが、異なる点は光電変換モード中に
G電極の電位が上昇し、Vdgが低下することである。こ
のことは少ない光の入射量で図5の(c)で示す状態に
なりやすいと言え、正常動作における入射光量の制限に
成り得るが、これは浮遊容量COと並列に積極的に大き
な蓄積用コンデンサを挿入することで容易に改善でき
る。
The operation of the photoelectric conversion unit of this embodiment is basically the same as that of the first embodiment, except that the potential of the G electrode increases and the voltage V dg decreases during the photoelectric conversion mode. This is said to likely become a state indicated by the quantity of incident small light (c) in FIG. 5, may become a limiting amount of incident light in a normal operation, this is positively large storage in parallel with the stray capacitance C O It can be easily improved by inserting a capacitor.

【0055】また検出部120は、コンデンサ124,
スイッチ素子125,オペアンプ126で構成され、検
出モード時に流れ込んだ電荷をコンデンサ124に蓄
え、電圧に変換し、バッファーアンプを介して出力して
おり、このため検出モード時にG電極は完全なGND電
位にならないが、基本的な動作に影響を与えるものでな
い。なおコンデンサ124は他のモード時に、スイッチ
素子125により初期化される。また、切り換えスイッ
チ素子116は多極性である必要もなく、たとえばTF
Tのようなスイッチ素子を3ケで構成することもでき
る。
The detection unit 120 includes a capacitor 124,
The switch is composed of a switch element 125 and an operational amplifier 126. The charge flowing in the detection mode is stored in the capacitor 124, converted into a voltage, and output through a buffer amplifier. Therefore, the G electrode is set to a complete GND potential in the detection mode. It does not affect the basic operation. The capacitor 124 is initialized by the switch element 125 in another mode. Further, the changeover switch element 116 does not need to be multipolar, for example, TF
A switch element such as T can be composed of three switches.

【0056】[実施例3]図9(a),図9(b),図
9(c)は夫々光電変換部100の別の実施例を示す層
構成図である。なお、先に説明した図と同一部分には同
一符号を付している。
[Embodiment 3] FIGS. 9A, 9B, and 9C are layer configuration diagrams showing another embodiment of the photoelectric conversion unit 100, respectively. The same parts as those in the above-described drawings are denoted by the same reference numerals.

【0057】図9(a)において、101は透明な絶縁
基板であり、21は透明な導電層を用いた下部透明電極
である。61は上部電極であり、必ずしも透明である必
要はなく、Al等の金属でよい。入射光は透明絶縁基板
101,透明電極21,絶縁層70を通過してi層4に
入射する。
In FIG. 9A, 101 is a transparent insulating substrate, and 21 is a lower transparent electrode using a transparent conductive layer. Reference numeral 61 denotes an upper electrode, which is not necessarily required to be transparent, and may be a metal such as Al. The incident light passes through the transparent insulating substrate 101, the transparent electrode 21, and the insulating layer 70 and enters the i-layer 4.

【0058】図9(b)において、62は上部電極であ
り、この電極はn層5を完全に覆っていない。よって、
光はn層5を通過させてi層4に入射することができ
る。つまり電極62はAl等の金属でよく透明である必
要はない。キャリアは上部電極62を通って外部に出力
される。
In FIG. 9B, reference numeral 62 denotes an upper electrode, which does not completely cover the n-layer 5. Therefore,
Light can pass through the n-layer 5 and enter the i-layer 4. That is, the electrode 62 is made of a metal such as Al and need not be transparent. The carriers are output to the outside through the upper electrode 62.

【0059】図9(c)は、電極61を直接i層4上に
堆積している。この構成では電極61からi層4へのホ
ールの注入を電極61とi層4の仕事関数の差からでき
る、ショットキーバリア層で阻止している。したがっ
て、先に述べたn層5は堆積する必要はなく、さらに低
コストの光電変換装置が構成できる。
FIG. 9C shows that the electrode 61 is directly deposited on the i-layer 4. In this configuration, injection of holes from the electrode 61 to the i-layer 4 is prevented by the Schottky barrier layer, which is formed from the difference in work function between the electrode 61 and the i-layer 4. Therefore, the above-described n-layer 5 does not need to be deposited, and a further low-cost photoelectric conversion device can be configured.

【0060】以上の説明から明らかなように、光電変換
部は実施例で示したものに限定するものではない。つま
り第一の電極層、ホールおよび電子の移動を阻止する絶
縁層、光電変換半導体層、第二の電極層があり、第二の
電極層と光電変換半導体層の間に光電変換半導体層への
ホールの注入を阻止する注入阻止層があればよい。
As is clear from the above description, the photoelectric conversion unit is not limited to the one shown in the embodiment. That is, there is a first electrode layer, an insulating layer that blocks movement of holes and electrons, a photoelectric conversion semiconductor layer, and a second electrode layer, and between the second electrode layer and the photoelectric conversion semiconductor layer, What is necessary is just to have an injection blocking layer for blocking the injection of holes.

【0061】また、以上の説明において、キャリアであ
るホールと電子との関係を逆にして構成してもよい。た
とえば注入阻止層はp層でもよい。この場合、上述の説
明において、電圧や電界の印加を逆にし他の構成部を構
成すれば同様の動作となる。
In the above description, the relationship between holes as carriers and electrons may be reversed. For example, the injection blocking layer may be a p-layer. In this case, in the above description, the operation is the same if the application of the voltage or the electric field is reversed and other components are configured.

【0062】さらに光電変換半導体はi層に限定するも
のでない。光が入射して電子、ホール対を発生する光電
変換機能をもっていればよい。層構成も一層でなく多層
で構成してもよく、また、組成などを層厚方向に連続的
に変化させて連続的に特性を変化させたものでもよい。
Further, the photoelectric conversion semiconductor is not limited to the i-layer. What is necessary is that it has a photoelectric conversion function of generating a pair of electrons and holes upon incidence of light. The layer structure may be a multilayer structure instead of a single layer, or a structure in which the composition or the like is continuously changed in the layer thickness direction to continuously change the characteristics.

【0063】またさらに絶縁基板も全て絶縁物である必
要はなく、導体もしくは半導体上に絶縁物が堆積された
ものでもよい。また絶縁基板上への各層の堆積順も第一
の電極、絶縁層…に限定されず、逆に第二の電極、注入
阻止層…の順、つまり逆の順に積層した構成でもよい。
Further, the insulating substrate need not be entirely an insulator, and may be a conductor or a semiconductor on which an insulator is deposited. The order of depositing the respective layers on the insulating substrate is not limited to the first electrode, the insulating layer, or the like, but may be reversed, that is, the second electrode, the injection blocking layer, or the like.

【0064】もちろん図9(a)〜図9(c)で説明し
た構成の光電変換部を有する場合も、上述した駆動方法
を適用できるのはいうまでもない。
Needless to say, the above-described driving method can be applied to the case where the photoelectric conversion unit having the configuration described with reference to FIGS. 9A to 9C is provided.

【0065】[実施例4]図10(a)は本実施例に係
る光電変換装置内の光電変換素子100、スイッチ素子
であるTFT200および配線層400の模式的層構成
図、図10(b)は光電変換装置の概略的回路図であ
る。図10(a)において、図3と同じ番号で示される
部分は同じものを示す。
[Embodiment 4] FIG. 10A is a schematic layer configuration diagram of a photoelectric conversion element 100, a TFT 200 serving as a switching element, and a wiring layer 400 in a photoelectric conversion apparatus according to the present embodiment, and FIG. FIG. 2 is a schematic circuit diagram of a photoelectric conversion device. In FIG. 10A, the parts indicated by the same numbers as those in FIG. 3 indicate the same parts.

【0066】本実施例においては下部電極2および上部
電極6を不透明電極で形成し、上部電極6は注入阻止層
5を完全に覆わない構成にし上部より注入阻止層5を通
して光の入射を可能にしている。しかし例えばITO等
の透明電極で上部もしくは下部電極を形成すれば上部電
極6は注入阻止層5を覆う構成でも光の入射は可能であ
る。
In this embodiment, the lower electrode 2 and the upper electrode 6 are formed of opaque electrodes, and the upper electrode 6 does not completely cover the injection blocking layer 5 so that light can enter from the upper side through the injection blocking layer 5. ing. However, if the upper or lower electrode is formed of a transparent electrode such as ITO, light can enter even if the upper electrode 6 covers the injection blocking layer 5.

【0067】また、202はAlやCr等で形成される
ゲート電極、207は窒化シリコンSiNで形成される
ゲート絶縁層、204は水素化アモルファスシリコンa
−Siの真性半導体i層で形成された半導体層、205
は半導体層204とソース電極206およびドレイン電
極208との間で電子の移動をさせるa−Siのn層で
形成されるオーミックコンタクト層である。
Further, reference numeral 202 denotes a gate electrode formed of Al or Cr, etc., 207 denotes a gate insulating layer formed of silicon nitride SiN, and 204 denotes hydrogenated amorphous silicon a.
A semiconductor layer 205 formed of an intrinsic semiconductor i-layer of Si, 205
Is an ohmic contact layer formed of an n-layer of a-Si for transferring electrons between the semiconductor layer 204 and the source electrode 206 and the drain electrode 208.

【0068】ソース電極206およびドレイン電極20
8はAlやCrなどの金属やポリシリコンで形成され
る。また光電変換素子100の上部電極106とTFT
200のソース電極206はAlやCrの配線406で
接続している。
Source electrode 206 and drain electrode 20
8 is made of metal such as Al or Cr or polysilicon. The upper electrode 106 of the photoelectric conversion element 100 and the TFT
The 200 source electrodes 206 are connected by wirings 406 of Al or Cr.

【0069】図から明らかなように光電変換部とTFT
の層構成は同一であり同一絶縁基板1上に同一材料で同
時に成膜することができ、また配線層も光電変換部とT
FTの各電極と同時に形成することが可能であり、共通
の膜で構成することにより簡易的なプロセスで形成する
ことができる。
As is apparent from the figure, the photoelectric conversion unit and the TFT
Can be simultaneously formed on the same insulating substrate 1 with the same material, and the wiring layer is also formed by the photoelectric conversion unit and the T
It can be formed simultaneously with each electrode of the FT, and can be formed by a simple process by using a common film.

【0070】尚、図10(a)においてはスイッチ素子
であるTFT200は1つが接続された例が示されてい
るが、これは1つに限られるわけではない。
Although FIG. 10A shows an example in which one TFT 200 as a switching element is connected, the number is not limited to one.

【0071】図10(b)において、100は図10
(a)で示した光電変換素子を記号化したもので、Dが
上部電極6側、Gが下部電極2側の電極を示している。
120は検出部、110は電源部であり、電源部110
はD電極に正の電位を与える正電源111、負の電位を
与える負電源112で構成される。また、図中210お
よび211は図10(a)で示したTFTを記号化した
ものでg,sおよびdがそれぞれゲート電極202、ソ
ース電極206およびドレイン電極208を示してい
る。図10(a)では前述したように代表してTFT2
00とし1個のみ示しているが実際には図10(b)に
示したようにTFT210と211共に同一絶縁基板上
に形成している。それぞれのゲート電極は制御部130
に接続されており、この制御部130によりリフレッシ
ュモードではrefresh−TFT210、光電変換
モードではread−TFT211がonするように制
御されている。
In FIG. 10B, reference numeral 100 denotes FIG.
(A) is a symbol of the photoelectric conversion element, wherein D indicates an electrode on the upper electrode 6 side and G indicates an electrode on the lower electrode 2 side.
Reference numeral 120 denotes a detection unit, 110 denotes a power supply unit, and the power supply unit 110
Is composed of a positive power supply 111 for applying a positive potential to the D electrode and a negative power supply 112 for applying a negative potential. In the figure, reference numerals 210 and 211 symbolize the TFT shown in FIG. 10A, and g, s, and d indicate a gate electrode 202, a source electrode 206, and a drain electrode 208, respectively. In FIG. 10A, as described above, the TFT 2
Although only one TFT is shown as 00, both TFTs 210 and 211 are actually formed on the same insulating substrate as shown in FIG. Each gate electrode is connected to the control unit 130
The control unit 130 controls the refresh-TFT 210 to be turned on in the refresh mode, and the read-TFT 211 to be turned on in the photoelectric conversion mode.

【0072】尚、本実施例においては、実施例1におい
て説明したスイッチ113をread−TFT211と
refresh−TFT210とに具体的に示してあ
り、実施例1でのreadとrefreshの選択を制
御部130からの信号によることが図10(b)に明記
されているが、光電変換部の駆動方法については実施例
1においての説明を適用することができる。
In this embodiment, the switch 113 described in the first embodiment is specifically shown as a read-TFT 211 and a refresh-TFT 210, and the selection of the read and the refresh in the first embodiment is performed by the control unit 130. FIG. 10B clearly shows that the signal is supplied from the first embodiment, but the description in the first embodiment can be applied to the method of driving the photoelectric conversion unit.

【0073】本実施例においては光電変換部と代表的な
スイッチ素子であるTFTとを少なくとも一部が同一の
層構成で形成できるため同一プロセスで同時に必要な層
を堆積、パターンニングでき高歩留り、低コスト、高S
N比の優れた光電変換装置を提供することができる。
In this embodiment, at least a part of the photoelectric conversion portion and the TFT as a representative switch element can be formed in the same layer configuration, so that necessary layers can be simultaneously deposited and patterned in the same process, and a high yield can be obtained. Low cost, high S
A photoelectric conversion device having an excellent N ratio can be provided.

【0074】[実施例5]図11(a)は本発明の第5
の実施例に係る光電変換装置内の光電変換部100、ス
イッチ素子であるTFT200、容量素子であるコンデ
ンサ300、および配線層400の層の模式的構成図、
図11(b)は図11(a)に適用可能な光電変換装置
の概略的回路図である。図11(a)及び図11(b)
において、図10(a)及び図10(b)と同じ番号の
ものは同じ部材を示すのでここでは説明を省略する。
[Embodiment 5] FIG. 11A shows a fifth embodiment of the present invention.
Schematic configuration diagram of a photoelectric conversion unit 100, a TFT 200 as a switch element, a capacitor 300 as a capacitance element, and a wiring layer 400 in the photoelectric conversion device according to the example of
FIG. 11B is a schematic circuit diagram of a photoelectric conversion device applicable to FIG. FIG. 11 (a) and FIG. 11 (b)
10A and 10B denote the same members, and a description thereof will not be repeated.

【0075】尚、図11(a)において、302はAl
やCr等で形成されるコンデンサの下部電極、307は
窒化シリコンSiNで形成される絶縁層、304は水素
化アモルファスシリコンa−Siの真性半導体i層で形
成された半導体層、305は半導体層304とコンデン
サ上部電極306との間で電子の移動をさせるa−Si
のn層で形成されるオーミックコンタクト層である。コ
ンデンサの上部電極306はAlやCrで形成される。
ここで絶縁層307/半導体層304/オーミックコン
タクト層305はコンデンサ300の中間層として働
き、絶縁層307を含んでいるためリークの少ない良好
なコンデンサが形成されている。また光電変換素子10
0の下部電極102とコンデンサの下部電極302はA
lやCrの配線402で接続している。
In FIG. 11A, reference numeral 302 denotes Al.
307 is an insulating layer formed of silicon nitride SiN, 304 is a semiconductor layer formed of an intrinsic semiconductor i layer of hydrogenated amorphous silicon a-Si, and 305 is a semiconductor layer 304. A-Si for transferring electrons between the capacitor and the capacitor upper electrode 306
Is an ohmic contact layer formed by the n-layer. The upper electrode 306 of the capacitor is formed of Al or Cr.
Here, the insulating layer 307 / semiconductor layer 304 / ohmic contact layer 305 functions as an intermediate layer of the capacitor 300, and includes the insulating layer 307, whereby a good capacitor with little leakage is formed. The photoelectric conversion element 10
0 and the lower electrode 302 of the capacitor are A
They are connected by a wiring 402 of l or Cr.

【0076】図から明らかなように各素子の層構成は同
一であり同一絶縁基板1上に各層は同一材料で同時に成
膜することができ、また配線層も各素子の電極と同時に
形成することが可能であり、共通の膜で構成することに
より簡易的なプロセスで形成することができる。
As is clear from the drawing, the layer structure of each element is the same, each layer can be formed simultaneously with the same material on the same insulating substrate 1, and the wiring layer must be formed simultaneously with the electrodes of each element. It can be formed by a simple process by using a common film.

【0077】図11(b)では、図10(b)と較べて
制御部130からの信号で駆動されるDETECT T
FT(検出用TFT)212を光電変換部100と検出
部120との間に介挿されている点と、光電変換部10
0の一方の電極がコンデンサ300を介して接地されて
いる点が異なっている。
In FIG. 11B, DETECT T driven by a signal from the control unit 130 is different from FIG. 10B.
The point that an FT (detection TFT) 212 is interposed between the photoelectric conversion unit 100 and the detection unit 120;
The difference is that one electrode of the zero is grounded via the capacitor 300.

【0078】又、本実施例においても図11(a)にお
いては1つのTFTが示されているだけであるが、実施
例4と同様に代表的な一例を示してあるにすぎず、図1
1(b)に示されるread TFT211,refr
esh TFT210及びDETECT TFT212
を同一基板上に形成できるのは云うまでもないことであ
る。
In this embodiment, only one TFT is shown in FIG. 11A, but only a typical example is shown in the same manner as in the fourth embodiment.
The read TFT 211, refr shown in FIG.
Esh TFT210 and DETECT TFT212
Can be formed on the same substrate.

【0079】図11(b)に示したようにTFT210
〜212共に同一絶縁基板上に形成している。それぞれ
のゲート電極は制御部130に接続されており、この制
御部130によりフレッシュモードではrefresh
−TFT210、光電変換モードではread−TFT
211がonするように制御されている。また、det
ect−TFT212はコンデンサ300に蓄積された
光電変換素子の出力の積分値を検出するタイミングで適
宜on/offするように制御されている。
As shown in FIG. 11B, the TFT 210
212 are formed on the same insulating substrate. Each gate electrode is connected to a control unit 130, and the control unit 130 refreshes in a fresh mode.
-TFT210, read-TFT in photoelectric conversion mode
211 is turned on. Also, det
The ect-TFT 212 is controlled so as to be appropriately turned on / off at the timing of detecting the integrated value of the output of the photoelectric conversion element accumulated in the capacitor 300.

【0080】本実施例の光電変換装置の駆動については
実施例4と同様に実施例1で説明した駆動方法を適用で
きる。しかしながら、本実施例においてはコンデンサ3
00に電荷を蓄積しているので、図5及び図6を用いて
あらためて説明する。
The driving method described in the first embodiment can be applied to the driving of the photoelectric conversion device of the present embodiment as in the fourth embodiment. However, in this embodiment, the capacitor 3
Since the electric charge is stored at 00, it will be described again with reference to FIGS.

【0081】本実施例ではD電極はn層を完全には覆っ
ていないがD電極とn層との間は電子の移動が自由に行
われるためD電極とn層の電位は常に同電位であり以下
の説明ではそれを前提としている。また、G電極は検出
期間において検出部を介してGND電位を与えられ、蓄
積期間においてもコンデンサ300によっておよそGN
D電位に保たれる。
In this embodiment, the D electrode does not completely cover the n-layer, but the electron can freely move between the D-electrode and the n-layer. Yes, and the following explanation assumes that. The G electrode is supplied with the GND potential via the detection unit during the detection period, and is also approximately GND by the capacitor 300 during the accumulation period.
It is kept at the D potential.

【0082】リフレッシュモードの図5(a)において
D電極はG電極に対して負の電位が与えられているた
め、i層4中の黒丸で示されたホールは電界によりD電
極に導かれる。同時に白丸で示された電子はi層4に注
入される。このとき一部のホールと電子はn層5,i層
4において再結合して消滅する。十分に長い時間この状
態が続けばi層4内のホールはi層4から掃き出され
る。
In FIG. 5A in the refresh mode, since the D electrode is given a negative potential with respect to the G electrode, holes indicated by black circles in the i layer 4 are guided to the D electrode by an electric field. At the same time, electrons indicated by white circles are injected into the i-layer 4. At this time, some holes and electrons recombine in the n-layer 5 and the i-layer 4 and disappear. If this state continues for a sufficiently long time, holes in the i-layer 4 are swept out of the i-layer 4.

【0083】この状態で光電変換モードの図5(b)に
なるとD電極はG電極に対して正の電位が与えられるた
め、i層4中の電子は瞬時にD電極に導かれる。しかし
ホールはn層5が注入阻止層として働くためi層4に導
かれることはない。この状態でi層4内に光が入射する
と、光は吸収され電子・ホール対が発生する。この電子
は電界によりD電極に導かれ、ホールはi層4内を移動
しi層4と絶縁層70の界面に達する。しかし、絶縁層
70内には移動できないため、i層4内に留まることに
なる。このとき電子はD電極に移動し、ホールはi層4
内の絶縁層70界面に移動するため、素子内の電気的中
性を保つため電流がG電極からコンデンサ300に流れ
る。この電流は光により発生した電子・ホール対に対応
するため、入射した光に比例する。ある期間光電変換モ
ードの図5(b)を保った後、再びリフレッシュモード
の図5(a)の状態になると、i層4に留まっていたホ
ールは前述のようにD電極に導かれ、同時にこのホール
に対応した電流がコンデンサ300に流れる。このホー
ルの量は光電変換モード期間に入射した光の総量に対応
し、電流は光の総量に対応する。この時i層4内に注入
される電子の量に対応した電流も流れるが、この量はお
よそ一定なため差し引いて検出すればよい。つまり、本
実施例においての光電変換素子100はリアルタイムに
入射する光の量を出力すると同時に、ある期間に入射し
た光の総量も出力することもできる。このことは本実施
例の大きな特徴といえる。コンデンサ300はこれらの
出力のうち目的の出力を蓄積しその積分値をdetec
t−TFTをonすることにより検出部120で検出す
ればよい。
In this state, in the photoelectric conversion mode shown in FIG. 5B, a positive potential is applied to the D electrode with respect to the G electrode, so that the electrons in the i layer 4 are instantaneously guided to the D electrode. However, holes are not led to the i-layer 4 because the n-layer 5 functions as an injection blocking layer. When light enters the i-layer 4 in this state, the light is absorbed and electron-hole pairs are generated. These electrons are guided to the D electrode by the electric field, and the holes move in the i-layer 4 and reach the interface between the i-layer 4 and the insulating layer 70. However, since they cannot move into the insulating layer 70, they stay in the i-layer 4. At this time, the electrons move to the D electrode, and the holes move to the i-layer 4.
In order to maintain electrical neutrality in the device, a current flows from the G electrode to the capacitor 300 in order to move to the interface of the insulating layer 70 in the device. This current is proportional to the incident light because it corresponds to electron-hole pairs generated by the light. After maintaining the photoelectric conversion mode in FIG. 5B for a certain period, when the state in FIG. 5A in the refresh mode is returned again, the holes remaining in the i-layer 4 are led to the D electrode as described above, and at the same time, A current corresponding to this hole flows through the capacitor 300. The amount of holes corresponds to the total amount of light incident during the photoelectric conversion mode period, and the current corresponds to the total amount of light. At this time, a current corresponding to the amount of electrons injected into the i-layer 4 also flows, but since this amount is approximately constant, it may be detected by subtracting it. That is, the photoelectric conversion element 100 in the present embodiment can output the amount of light incident in real time, and can also output the total amount of light incident in a certain period. This is a major feature of this embodiment. The capacitor 300 accumulates a desired output among these outputs and decrements the integrated value thereof.
The detection may be performed by the detection unit 120 by turning on the t-TFT.

【0084】次に本実施例の動作について説明する。図
6は図11(a)の光電変換装置における動作のタイミ
ングチャートである。図中Vdgは光電変換素子100の
G電極に対するD電極の電位であり、Pは光の入射の状
態を示し、ONで光が入射の状態、OFFで光の入射が
ない、つまりダーク状態を示している。IS はコンデン
サ300に流れ込む電流を示し、横軸方向は時間の経過
を示す。始めに制御部130によりrefresh−T
FT210がonになるとリフレッシュモードに入りV
dgは負電圧となり図2(a)のようにホールが掃き出さ
れ、また電子がi層4に注入されるにともないコンデン
サ300には図6Eで示される負の突入電流Eが流れ
る。その後リフレッシュモードは終了しrefresh
−TFT210がoffと同時にread−TFT21
1がonに制御されるとVdgは正電圧となりi層4内の
電子が掃き出され、正の突入電流E′が流れ光電変換モ
ードにはいる。この時光が入射されているとAで示され
る光電流が流れる。もし同様な動作でダーク状態であれ
ばA′で示されるように電流は流れない。よって一定の
期間光電流Aを積分すれば光の入射を検出できる。ま
た、Aの状態からrefresh−TFT210がon
に制御されると突入電流Bが流れる。これは直前の光電
変換モード期間における光の入射の総量に反映された量
になり、この突入電流Bを積分すれば光の入射を検出で
きる。直前の光電変換モードで光が入射していなければ
突入電流はB′のように小さくなり、その差を検出すれ
ば光の入射を検出できる。また前述の突入電流E′や
E″はおよそ突入電流B′と等しいため、突入電流Bか
らこれを差し引いてもよい。つまり、突入電流Bの直前
から突入電流E″の直後までコンデンサ300によって
積分すればよい。これは本実施例の特徴でもあり特別な
引き算器なしに、 (突入電流B−突入電流E″) が得られる。
Next, the operation of this embodiment will be described. FIG. 6 is a timing chart of the operation in the photoelectric conversion device of FIG. In the figure, V dg is the potential of the D electrode with respect to the G electrode of the photoelectric conversion element 100, P indicates the state of light incidence, ON indicates the state of light incidence, and OFF indicates no light incidence, that is, the dark state Is shown. I S indicates the current flowing into the capacitor 300, and the horizontal axis indicates the passage of time. First, the control unit 130 refresh-T
When FT210 is turned on, it enters refresh mode and V
dg becomes a negative voltage, holes are swept out as shown in FIG. 2A, and a negative rush current E shown in FIG. 6E flows through the capacitor 300 as electrons are injected into the i-layer 4. After that, the refresh mode ends and refresh
-The TFT 210 is turned off and the read-TFT 21
When 1 is controlled to be on, V dg becomes a positive voltage, electrons in the i layer 4 are swept out, a positive rush current E 'flows, and the device enters the photoelectric conversion mode. At this time, if light is incident, a photocurrent indicated by A flows. If the operation is similar to that of the dark state, no current flows as indicated by A '. Therefore, if the photocurrent A is integrated for a certain period, the incidence of light can be detected. Also, from the state of A, the refresh-TFT 210 is turned on.
Rush current B flows. This is an amount reflected on the total amount of light incident during the immediately preceding photoelectric conversion mode period, and the light incident can be detected by integrating this rush current B. If light is not incident in the immediately preceding photoelectric conversion mode, the rush current becomes small as B ', and if the difference is detected, the incident light can be detected. Since the inrush currents E 'and E "described above are approximately equal to the inrush current B', they may be subtracted from the inrush current B. That is, the capacitor 300 integrates from just before the inrush current B to immediately after the inrush current E". do it. This is a feature of this embodiment, and (inrush current B-inrush current E ″) can be obtained without any special subtractor.

【0085】また、さらに同じ光電変換モード期間であ
っても光の入射の状態が変化すれば、C,C′のように
S は変化する。これを積分しても光の入射状態を検出
できる。つまり、必ずしも検出機会ごとに毎回リフレッ
シュモードにする必要はないことを示している。
Further, even during the same photoelectric conversion mode period, if the incident state of light changes, I S changes like C and C ′. Even if this is integrated, the incident state of light can be detected. In other words, this indicates that it is not always necessary to set the refresh mode every time a detection opportunity occurs.

【0086】しかしながら、何らかの理由により光電変
換モードの期間が長くなったり、入射する光の照度が強
い場合、Dのように光の入射があるにもかかわらず電流
が流れないことがある。これは図5(c)のように、i
層4内にホールが多数留まり、このホールのためi層4
内の電界が小さくなり、発生した電子がD電極に導かれ
なくなりi層4内のホールと再結合してしまうからであ
る。この状態で光の入射の状態が変化すると、電流が不
安定に流れることもあるが、再びリフレッシュモードに
すればi層4内のホールは掃き出され次の光電変換モー
ドではA″のようにAと等しい電流が得られる。
However, if the period of the photoelectric conversion mode becomes longer or the illuminance of incident light is strong for some reason, current may not flow even though light is incident as shown in D. This is, as shown in FIG.
Many holes remain in the layer 4 and the i-layer 4
This is because the electric field in the inside becomes small, and the generated electrons are not guided to the D electrode and recombine with the holes in the i-layer 4. If the light incident state changes in this state, the current may flow in an unstable manner. However, when the refresh mode is set again, the holes in the i-layer 4 are swept out, and in the next photoelectric conversion mode, as shown by A ″. A current equal to A is obtained.

【0087】ここでコンデンサ300による積分値を得
る方法について説明する。まずdetect−TFT2
12を制御部130によりonし検出部を介してコンデ
ンサ300にGND電位を与える。この時検出部120
では流れる電荷を検出する必要はない。次にdetec
t−TFT212をoffし積分が開始する。積分期間
中はコンデンサ300に流れた電流はコンデンサ300
に電荷として蓄えられる。このとき若干ではあるがコン
デンサ300の電位は上昇するがこれは光電変換素子1
00の動作にはほとんど影響しない。ある一定期間積分
した後detect−TFT212をonするとコンデ
ンサ300に蓄えられた電荷はdetect−TFT2
12を通して検出部120に流れる。この電流は一定期
間積分された積分値に対応するためこれを検出部120
で検知すればよい。
Here, a method of obtaining an integrated value by the capacitor 300 will be described. First, detect-TFT2
12 is turned on by the control unit 130, and a GND potential is applied to the capacitor 300 via the detection unit. At this time, the detection unit 120
It is not necessary to detect the flowing charge. Then detec
The t-TFT 212 is turned off and the integration starts. During the integration period, the current flowing through the capacitor 300 is
Is stored as an electric charge. At this time, although slightly, the potential of the capacitor 300 rises.
00 has almost no effect. When the detect-TFT 212 is turned on after integrating for a certain period, the electric charge stored in the capacitor 300 is changed to the detect-TFT2.
It flows to the detection unit 120 through 12. Since this current corresponds to the integrated value integrated for a certain period of time,
It is sufficient to detect with.

【0088】以上の説明において、入射光は一定で説明
したが、入射光の強弱によりA,B,Cの電流は共に連
続で変化し、入射光の有無の検出に限らず、強弱につい
ても定量的に検出できることは言うまでもない。
In the above description, the incident light has been described as being constant. However, the currents of A, B, and C change continuously depending on the intensity of the incident light, and the intensity is not limited to the detection of the presence or absence of the incident light. Needless to say, it can be detected.

【0089】また、前述の説明において、リフレッシュ
モードでi層4内のホールを掃き出す場合、全てのホー
ルを掃き出すのが理想であるが、一部のホールを掃き出
すだけでも効果はあり、光電流であるAもしくはCにお
いて全てを掃き出した場合と値は変わらず、問題はな
い。また、常に一定量が残るように掃き出せば、Bの電
流によっても光の量を定量的に検出することができる。
つまり、次の光電変換モードでの検出機会において電流
値がDの状態、すなわち図5の(c)の状態になってい
なければよく、リフレッシュモードでのVdgの電圧、リ
フレッシュモードの期間およびn層5の注入阻止層の特
性を決めればよい。また、さらにリフレッシュモードに
おいてi層4への電子の注入は必要条件ではなく、Vdg
の電圧は負に限定されるものでもない。ホールが多数i
層4に留まっている場合には例えV dgが正の電圧であっ
てもi層内の電界はホールをD電極に導く方向に加わる
からである。n層5の注入阻止層の特性も同様に電子を
i層4に注入できることが必要条件ではない。
In the above description, the refresh
When sweeping holes in the i-layer 4 in mode, all holes
Ideally, but some holes
There is an effect even if it is just a
Value is the same as when all are swept out, and there is no problem.
No. Also, if it is swept so that a constant amount always remains, the B
The amount of light can also be quantitatively detected by the flow.
That is, at the next photoelectric conversion mode detection opportunity, the current
The value is in the state of D, that is, the state of FIG.
If not, V in refresh modedgVoltage,
Characteristics of the injection blocking layer of the n-layer 5 and the period of the fresh mode
You only have to decide the sex. In addition, refresh mode
Injection of electrons into the i-layer 4 is not a necessary condition,dg
Is not limited to negative. Many holes i
If staying in layer 4 dgIs a positive voltage
Even so, the electric field in the i-layer is applied in the direction that leads the hole to the D electrode.
Because. Similarly, the characteristics of the injection blocking layer of the n layer
It is not a necessary condition that the i-layer 4 can be implanted.

【0090】尚、検出部としては図7に一例を挙げて説
明した多くのタイプを使用し得るものである。
As the detecting section, many types described using an example in FIG. 7 can be used.

【0091】本実施例においてはコンデンサ300を有
しているので所望の期間の光電変換した信号を蓄積する
ことができ、より一層高感度、高SN比化をはかること
ができる。
In this embodiment, since the capacitor 300 is provided, it is possible to accumulate the photoelectrically converted signal for a desired period, thereby achieving higher sensitivity and higher SN ratio.

【0092】[実施例6]図12は本発明の光電変換装
置の第6の実施例を示す回路図である。なお、先に説明
した図と同一部分には同一符号を付している。光電変換
素子100、及びスイッチ素子であるTFT220〜2
22の層構成については図10(a)の光電変換素子1
00、TFT200を適用可能である。114はD電極
に正の電位を与える電源Vd 、115は光電変換素子の
リフレッシュモードにおいてG電極に正の電位を与える
電源Vg である。この時電源115は電源114と同等
もしくは高電圧に設定されている。各TFT220〜2
22のゲート電極はそれぞれ制御部131〜133でo
n/offを制御されている。破線で囲まれている部分
120が検出部であり、以下述べるように光電変換素子
100に入射する光を検出している。
[Embodiment 6] FIG. 12 is a circuit diagram showing a sixth embodiment of the photoelectric conversion device of the present invention. The same parts as those in the above-described drawings are denoted by the same reference numerals. Photoelectric conversion element 100 and TFTs 220 to 2 serving as switching elements
Regarding the layer configuration of No. 22, the photoelectric conversion element 1 shown in FIG.
00, the TFT 200 is applicable. Reference numeral 114 denotes a power supply V d for applying a positive potential to the D electrode, and 115 denotes a power supply V g for applying a positive potential to the G electrode in the refresh mode of the photoelectric conversion element. At this time, the power supply 115 is set equal to or higher than the power supply 114. Each TFT 220-2
The gate electrodes 22 are controlled by the control units 131 to 133 respectively.
n / off is controlled. A portion 120 surrounded by a broken line is a detection portion, and detects light incident on the photoelectric conversion element 100 as described below.

【0093】本実施例では細かく4つのモードを持ち、
それぞれ光電変換素子リフレッシュモード、G電極
初期化モード、蓄積モード、検出モードである。
の光電変換素子リフレッシュモードは前記の実施例のリ
フレッシュモードと、また,,のG電極初期化モ
ード、蓄積モード、検出モードは前記の実施例の光電変
換モードと対応し、光電変換素子100の各層には同じ
方向に電界が加わっており、光電変換素子100の動作
は基本的に同じである。以下各モードについて順次説明
する。3つのTFT220〜222がoff後、光電変
換素子リフレッシュモードでは制御部131によりT
FT220がonし、電源115によってG電極には正
の電位Vg が与えられる。D電極には電源114により
正の電位Vd が与えられており、つまり、D電極のG電
極の電位に対しての電位Vdgは(Vd −Vg )が与えら
れたことになる。すると光電変換素子100内のホール
は掃き出されリフレッシュされる。次にTFT220が
off後、制御部132によりTFT221がonし、
G電極初期化モードに移行し、G電極はGND電位が
与えられる。この時Vdgは正の電圧になり、光電変換素
子100は突入電流が流れた後光電変換モードになる。
次にTFT221はoffし、G電極は直流的にオープ
ンになる。しかし実際には点線で示された光電変換素子
100の等価的な容量成分CS や浮遊容量CO により電
位は保たれる。ここで光電変換素子100に光が入射し
ていると対応する電流がG電極から流れ出し、G電極の
電位は上昇する。つまり、CS やCO に光の入射情報が
電荷として蓄積される。一定の蓄積時間後制御部133
によりTFT222がonし、検出モードに移行す
る。この時CS やCO に蓄積された電荷はTFT222
を通してオペアンプ126側に流れるが、この電荷は蓄
積モードで光電変換素子100から流れ出た電流の積分
値に対応し、つまり光の入射の総量としてオペアンプ1
26、コンデンサ124およびスイッチ素子125で構
成された積分器により検出される。この積分器は検出モ
ードに移行する前に図示していない制御部によりスイ
ッチ素子125をonしコンデンサ124を放電し初期
化しておく。さらに、TFT222がoff後、制御部
131によりTFT220が再びonし、以下動作が繰
り返される。
In this embodiment, there are four modes in detail.
They are a photoelectric conversion element refresh mode, a G electrode initialization mode, an accumulation mode, and a detection mode, respectively.
The photoelectric conversion element refresh mode corresponds to the refresh mode of the above-described embodiment, and the G electrode initialization mode, accumulation mode, and detection mode correspond to the photoelectric conversion mode of the above-described embodiment. , An electric field is applied in the same direction, and the operation of the photoelectric conversion element 100 is basically the same. Hereinafter, each mode will be sequentially described. After the three TFTs 220 to 222 are turned off, in the photoelectric conversion element refresh mode,
FT220 is on, a positive potential V g is applied to the electrode G by the power supply 115. The D electrode positive potential V d are given by the power supply 114, that is, the potential V dg of the relative potential of the G electrode of the D electrode will be given the (V d -V g). Then, the holes in the photoelectric conversion element 100 are swept out and refreshed. Next, after the TFT 220 is turned off, the TFT 221 is turned on by the control unit 132,
The mode shifts to the G electrode initialization mode, and the G electrode is supplied with the GND potential. At this time, V dg becomes a positive voltage, and the photoelectric conversion element 100 enters the photoelectric conversion mode after a rush current flows.
Next, the TFT 221 is turned off, and the G electrode is opened DC. However, the potential is actually maintained by the equivalent capacitance component CS and the stray capacitance CO of the photoelectric conversion element 100 indicated by the dotted line. Here, when light is incident on the photoelectric conversion element 100, a corresponding current flows out of the G electrode, and the potential of the G electrode rises. That is, light incident information is accumulated as charges in C S and C O. Control unit 133 after a certain accumulation time
As a result, the TFT 222 is turned on, and the mode shifts to the detection mode. At this time, the charges accumulated in C S and C O are
Flows to the operational amplifier 126 side, and this charge corresponds to the integrated value of the current flowing out of the photoelectric conversion element 100 in the accumulation mode, that is, the operational amplifier 1
26, a capacitor 124, and a switch element 125. The control unit (not shown) turns on the switch element 125 and discharges the capacitor 124 to initialize the integrator before shifting to the detection mode. Further, after the TFT 222 is turned off, the TFT 220 is turned on again by the control unit 131, and the following operation is repeated.

【0094】以上、本実施例の特徴は素子の組み合わせ
で、一定な長時間の蓄積時間に流れた電流の積分値が、
検出モードの短時間に得られるところにあり、高コスト
であるオペアンプの負荷が軽く複数の光電変換素子をも
つ高SN比の光電変換装置が低コストで構成できること
を示している。本実施例の光電変換素子の動作は基本的
に第1の実施例と等しいが、異なる点は光電変換モード
中にG電極の電位が上昇し、Vdgが低下することであ
る。このことは少ない光の入射量で図5(c)で示す状
態になりやすく、正常動作における入射光量の制限にな
り得るが、これは浮遊容量CO と並列に積極的に大きな
蓄積用コンデンサを挿入することで容易に改善できる。
As described above, the feature of this embodiment is that the integrated value of the current flowing during a certain long accumulation time is obtained by combining the elements.
This shows that the detection mode can be obtained in a short time, the cost of the high-cost operational amplifier is light, and a high SN ratio photoelectric conversion device having a plurality of photoelectric conversion elements can be configured at low cost. The operation of the photoelectric conversion element of this embodiment is basically the same as that of the first embodiment, except that the potential of the G electrode increases and the voltage V dg decreases during the photoelectric conversion mode. This tends to cause the state shown in FIG. 5C with a small amount of incident light, which may limit the amount of incident light in normal operation. This is because a large storage capacitor must be actively connected in parallel with the stray capacitance C O. It can be easily improved by inserting.

【0095】図13(a)に図12で示した光電変換装
置の模式的平面図、図13(b)に図13(a)の模式
的平面図で図示したA−B間の模式的断面図を示す。図
13(a)において詳細に図示できない部分は図12と
同じ記号で示している。100は光電変換素子、220
〜222はTFT、402並びに406は各素子を電気
的に結ぶ配線でありコンタクトホール408を介して接
続されている。図13(b)において412並びに41
6は他の構成部と結ぶ配線である。ここで図13により
各素子の形成方法について順に説明する。
FIG. 13 (a) is a schematic plan view of the photoelectric conversion device shown in FIG. 12, and FIG. 13 (b) is a schematic cross section taken along AB shown in the schematic plan view of FIG. 13 (a). The figure is shown. Parts that cannot be shown in detail in FIG. 13A are indicated by the same symbols as in FIG. 100 is a photoelectric conversion element, 220
Reference numerals 222 denote TFTs, 402 and 406 denote wirings for electrically connecting the elements, and are connected via contact holes 408. In FIG. 13B, 412 and 41
Reference numeral 6 denotes a wiring connected to another component. Here, a method of forming each element will be described in order with reference to FIG.

【0096】まず、絶縁材料であるガラス基板1上にス
パッタ等により下部メタル層2としてCrを約500オ
ングストローム堆積させ、その後フォトリソグラフィに
よりパターニングし不必要なエリアをエッチングする。
これにより光電変換素子100の下部電極、TFT22
0〜222のゲート電極、および下部配線402と41
2が形成される。
First, about 500 angstroms of Cr is deposited as a lower metal layer 2 on a glass substrate 1, which is an insulating material, by sputtering or the like, and then patterned by photolithography to etch unnecessary areas.
As a result, the lower electrode of the photoelectric conversion element 100, the TFT 22
Gate electrodes 0 to 222, and lower wirings 402 and 41
2 are formed.

【0097】次に、CVD法により同一真空内でSiN
層70/i層4/n層5をそれぞれ約2000Å/50
00Å/500Å堆積する。これらの各層は光電変換素
子100の絶縁層/光電変換半導体層/ホール注入阻止
層、およびTFT220〜222のゲート絶縁膜/半導
体層/オーミックコンタクト層となる。また、上下配線
のクロス部絶縁層としても使われる。各層の厚さはこれ
に限らず光電変換装置として使用する電圧、電流、電
荷、入射光量等により最適に設計できるが、少なくとも
SiNは電子とホールが通過できず、また、TFTのゲ
ート絶縁膜として機能ができる500オングストローム
以上が望ましい。
Next, SiN is formed in the same vacuum by CVD.
Layer 70 / i-layer 4 / n-layer 5 is approximately 2000/50
Deposit 00 ° / 500 °. These layers are the insulating layer / photoelectric conversion semiconductor layer / hole injection blocking layer of the photoelectric conversion element 100 and the gate insulating film / semiconductor layer / ohmic contact layer of the TFTs 220 to 222. It is also used as a cross section insulating layer for upper and lower wiring. The thickness of each layer is not limited to this and can be optimally designed according to the voltage, current, charge, incident light amount, etc. used as a photoelectric conversion device. However, at least SiN cannot pass electrons and holes, and at the same time, as a TFT gate insulating film. It is desirable that the thickness be 500 Å or more that can function.

【0098】各層堆積後、コンタクトホール408にな
るエリアをエッチングし、その後、上部メタル層6とし
てAlをスパッタ等で約10000オングストローム堆
積させる。さらにフォトリングラフィによりパターニン
グし不必要なエリアをエッチングし光電変換素子100
の上部電極、TFT220〜222の主電極であるソー
ス電極並びにドレイン電極、および上部配線406と4
16が形成される。同時にコンタクトホール408で
は、下部配線402と上部配線406が接続されてい
る。
After the deposition of each layer, the area to become the contact hole 408 is etched, and thereafter, about 10000 Å of Al is deposited as the upper metal layer 6 by sputtering or the like. Further, the unnecessary area is etched by patterning by photolinography and the photoelectric conversion element 100 is etched.
Upper electrodes, source electrodes and drain electrodes which are main electrodes of the TFTs 220 to 222, and upper wirings 406 and 4
16 are formed. At the same time, in the contact hole 408, the lower wiring 402 and the upper wiring 406 are connected.

【0099】さらにTFT220〜222のチャネル部
のみn層をRIEでエッチングし、その後不必要なSi
N層70/i層4/n層5をエッチングして各素子が分
離される。これで光電変換素子100、TFT220〜
222、下部配線402,412、上部配線406,4
16、およびコンタクトホール408が完成する。ま
た、図示はしていないが耐久性を向上させるため通常各
素子の上部をSiN等のパッシベーション膜で覆う。
Further, only the channel portions of the TFTs 220 to 222 are etched by RIE for the n-layer, and then unnecessary Si layers are etched.
Each element is separated by etching the N layer 70 / i layer 4 / n layer 5. With this, the photoelectric conversion element 100 and the TFTs 220 to
222, lower wirings 402, 412, upper wirings 406, 4
16 and the contact hole 408 are completed. Although not shown, the upper part of each element is usually covered with a passivation film such as SiN to improve the durability.

【0100】以上の説明の通り本実施例では光電変換素
子100、TFT220〜222、及び配線部300と
が同時に堆積された共通の下部メタル層2、SiN層7
/i層4/n層5、および上部メタル層6と各層のエッ
チングのみで形成することができ、また光電変換素子1
00内に注入阻止層が1カ所しかなく、かつ、同一真空
内で形成でき、さらにTFTの特性上重要なゲート絶縁
膜/i層界面も同一真空内で形成でき、総合的に高歩留
りでかつ低コストで高性能の光電変換装置の生産を可能
としている。
As described above, in this embodiment, the common lower metal layer 2 and the SiN layer 7 on which the photoelectric conversion element 100, the TFTs 220 to 222, and the wiring section 300 are simultaneously deposited.
/ I layer 4 / n layer 5, and upper metal layer 6 and each layer can be formed only by etching.
There is only one injection blocking layer in the same 00, and it can be formed in the same vacuum, and the gate insulating film / i-layer interface, which is important for TFT characteristics, can be formed in the same vacuum. It enables the production of high-performance photoelectric conversion devices at low cost.

【0101】[実施例7]図14は本発明の光電変換装
置の第7の実施例を示す回路図である。なお、先に説明
した図と同一機能の部分には、同一符号を付している。
光電変換素子100、TFT220〜222、およびコ
ンデンサ300の層構成については図11(a)と同一
である。114はD電極に正の電位を与える電源Vd
115は光電変換素子のリフレッシュモードにおいてG
電極に正の電位を与える電源Vg である。この時電源1
15は電源114と同等もしくは高電圧に設定されてい
る。各TFT220〜222のゲート電極はそれぞれ制
御部131〜133でon/offを制御されている。
破線で囲まれている部分120が検出部であり、以下述
べるように光電変換素子100に入射する光を検出して
いる。
[Embodiment 7] FIG. 14 is a circuit diagram showing a photoelectric conversion device according to a seventh embodiment of the present invention. Note that portions having the same functions as those in the above-described drawings are denoted by the same reference numerals.
The layer configurations of the photoelectric conversion element 100, the TFTs 220 to 222, and the capacitor 300 are the same as those in FIG. 114 is a power supply V d for applying a positive potential to the D electrode,
115 indicates G in the refresh mode of the photoelectric conversion element.
Electrodes is a power supply V g which gives a positive potential. At this time, power supply 1
Reference numeral 15 is set equal to or higher than the power supply 114. Gate electrodes of the TFTs 220 to 222 are controlled on / off by the control units 131 to 133, respectively.
A portion 120 surrounded by a broken line is a detection portion, and detects light incident on the photoelectric conversion element 100 as described below.

【0102】本実施例では細かく4つのモードを持ち、
それぞれ光電変換素子リフレッシュモード、G電極
初期化モード、蓄積モード、検出モードである。
の光電変換素子リフレッシュモードは前記の実施例のリ
フレッシュモードと、また,,のG電極初期化モ
ード、蓄積モード、検出モードは前記の実施例の光電変
換モードと対応し、光電変換素子100の各層には同じ
方向に電界が加わっており、光電変換素子100の動作
は基本的に同じである。以下各モードについて順次説明
する。3つのTFT220〜222がoff後、光電変
換素子リフレッシュモードでは制御部131によりT
FT220がonし、電源115によってG電極には正
の電位Vg が与えられる。D電極には電源114により
正の電位Vd が与えられており、つまり、D電極のG電
極の電位に対しての電位Vdgは(Vd −Vg )が与えら
れたことになる。すると光電変換素子100内のホール
は掃き出されリフレッシュされる。次にTFT220が
off後、制御部132によりTFT221がonし、
G電極初期化モードに移行し、G電極はGND電位が
与えられる。この時Vdgは正の電圧になり、光電変換素
子100は突入電流が流れた後光電変換モードになる。
次にTFT221はoffし、G電極は直流的にオープ
ンになる。しかしコンデンサ300により電位は保たれ
る。ここで光電変換素子100に光が入射していると対
応する電流がG電極から流れ出し、G電極の電位は上昇
する。つまり、コンデンサ300に光の入射情報が電荷
として蓄積される。一定の蓄積時間後制御部133によ
りTFT222がonし、検出モードに移行する。こ
の時コンデンサ300に蓄積された電荷はTFT222
を通してオペアンプ126側に流れるが、この電荷は蓄
積モードで光電変換素子100から流れ出た電流の積分
値に対応し、つまり光の入射の総量としてオペアンプ1
26、コンデンサ124およびスイッチ素子125で構
成された積分器により検出される。この積分器は検出モ
ードに移行する前に図示していない制御部によりスイ
ッチ素子125をonしコンデンサ124を放電し初期
化しておく。さらに、TFT222がoff後、制御部
131によりTFT220が再びonし以下動作が繰り
返される。
In this embodiment, there are four modes in detail.
They are a photoelectric conversion element refresh mode, a G electrode initialization mode, an accumulation mode, and a detection mode, respectively.
The photoelectric conversion element refresh mode corresponds to the refresh mode of the above-described embodiment, and the G electrode initialization mode, accumulation mode, and detection mode correspond to the photoelectric conversion mode of the above-described embodiment. , An electric field is applied in the same direction, and the operation of the photoelectric conversion element 100 is basically the same. Hereinafter, each mode will be sequentially described. After the three TFTs 220 to 222 are turned off, in the photoelectric conversion element refresh mode,
FT220 is on, a positive potential V g is applied to the electrode G by the power supply 115. The D electrode positive potential V d are given by the power supply 114, that is, the potential V dg of the relative potential of the G electrode of the D electrode will be given the (V d -V g). Then, the holes in the photoelectric conversion element 100 are swept out and refreshed. Next, after the TFT 220 is turned off, the TFT 221 is turned on by the control unit 132,
The mode shifts to the G electrode initialization mode, and the G electrode is supplied with the GND potential. At this time, V dg becomes a positive voltage, and the photoelectric conversion element 100 enters the photoelectric conversion mode after a rush current flows.
Next, the TFT 221 is turned off, and the G electrode is opened DC. However, the potential is maintained by the capacitor 300. Here, when light is incident on the photoelectric conversion element 100, a corresponding current flows out of the G electrode, and the potential of the G electrode rises. That is, light incident information is accumulated in the capacitor 300 as electric charges. After a certain accumulation time, the control unit 133 turns on the TFT 222 and shifts to the detection mode. At this time, the electric charge stored in the capacitor 300 is
Flows to the operational amplifier 126 side, and this charge corresponds to the integrated value of the current flowing out of the photoelectric conversion element 100 in the accumulation mode, that is, the operational amplifier 1
26, a capacitor 124, and a switch element 125. The control unit (not shown) turns on the switch element 125 and discharges the capacitor 124 to initialize the integrator before shifting to the detection mode. Further, after the TFT 222 is turned off, the control unit 131 turns on the TFT 220 again, and the following operation is repeated.

【0103】以上本実施例の特徴は簡単な素子の組み合
わせで、一定な長時間の蓄積時間に流れた電流の積分値
が、検出モードの短時間に得られるところにあり、高コ
ストであるオペアンプの負荷が軽く複数の光電変換素子
をもつ高SN比の光電変換装置が低コストで構成できる
ことを示している。本実施例の光電変換装置の動作にお
いて第1の実施例と同様に光電変換モード中にG電極の
電位が上昇し、Vdgが低下する。このことは少ない光の
入射量で図5(c)で示す状態になりやすく、正常動作
における入射光量の制限に成り得るが、これはコンデン
サ300を十分に大きくすることで改善できる。逆に少
ない光の検出でよい場合は積極的な素子としてコンデン
サ300を構成しなくとも点線で示した光電変換素子1
00の持つ浮遊容量CS が容量素子として働き動作可能
である。この浮遊容量CS は光電変換素子100の上部
電極106の面積により調整することができる。
The feature of the present embodiment is that the integrated value of the current flowing during a fixed long accumulation time can be obtained in a short time in the detection mode by a simple combination of elements, and the operational amplifier is expensive. This indicates that a photoelectric conversion device having a high SN ratio and a plurality of photoelectric conversion elements with a light load can be configured at low cost. In the operation of the photoelectric conversion device of the present embodiment, the potential of the G electrode increases and V dg decreases during the photoelectric conversion mode as in the first embodiment. This easily leads to the state shown in FIG. 5C with a small amount of incident light, which can limit the amount of incident light in normal operation. This can be improved by making the capacitor 300 sufficiently large. Conversely, when detection of a small amount of light is sufficient, the photoelectric conversion element 1 indicated by a dotted line without forming the capacitor 300 as an active element.
The stray capacitance C S of 00 operates as a capacitance element and can operate. This stray capacitance C S can be adjusted by the area of the upper electrode 106 of the photoelectric conversion element 100.

【0104】図15(a)に図14で示した光電変換装
置の平面図、図15(b)に図15(a)の平面図で図
示したA−B間の断面図を示す。図15(a)において
詳細に図示できない部分は図14と同じ記号で示してい
る。100は光電変換素子、220〜222はTFT、
300はコンデンサ、402並びに406は各素子を電
気的に結ぶ配線でありコンタクトホール408を介して
接続されている。図15(b)において412並びに4
16は他の構成部と結ぶ配線である。ここで図15によ
り各素子の形成方法について順に説明する。
FIG. 15A is a plan view of the photoelectric conversion device shown in FIG. 14, and FIG. 15B is a cross-sectional view taken along a line AB shown in the plan view of FIG. Parts that cannot be shown in detail in FIG. 15A are indicated by the same symbols as in FIG. 100 is a photoelectric conversion element, 220 to 222 are TFTs,
Reference numeral 300 denotes a capacitor, and reference numerals 402 and 406 denote wirings for electrically connecting the elements, which are connected through contact holes 408. In FIG. 15B, 412 and 4
Reference numeral 16 denotes a wiring connected to another component. Here, a method for forming each element will be described in order with reference to FIG.

【0105】まず、絶縁材料であるガラス基板1上にス
パッタ等により下部メタル層2としてCrを約500オ
ングストローム堆積させ、その後フォトリソグラフィに
よりパターニングし不必要なエリアをエッチングする。
これにより光電変換素子100の下部電極、TFT22
0〜222のゲート電極、コンデンサ300の下部電
極、および下部配線402と412が形成される。
First, about 500 angstroms of Cr is deposited as a lower metal layer 2 on a glass substrate 1, which is an insulating material, by sputtering or the like, and then patterned by photolithography to etch unnecessary areas.
As a result, the lower electrode of the photoelectric conversion element 100, the TFT 22
Gate electrodes 0 to 222, a lower electrode of the capacitor 300, and lower wirings 402 and 412 are formed.

【0106】次にCVD法により同一真空内でSiN層
70/i層4/n層5をそれぞれ約2000Å/500
0Å/500Å堆積する。これらの各層は光電変換素子
100の絶縁層/光電変換半導体層/ホール注入阻止
層、TFT220〜222のゲート絶縁膜/半導体層/
オーミックコンタクト層、およびコンデンサ300の中
間層となる。また、上下配線のクロス部絶縁層としても
使われる。各層の厚さはこれに限らず光電変換装置とし
て使用する電圧、電流、電荷、入射光量等により最適に
設計できるが、少なくともSiNは電子とホールが通過
できず、また、TFTのゲート絶縁膜として機能ができ
る500オングストローム以上が望ましい。
Next, the SiN layer 70 / i-layer 4 / n-layer 5 were each formed by CVD at about 2,000 / 500 in the same vacuum.
0 ° / 500 ° is deposited. These layers are the insulating layer / photoelectric conversion semiconductor layer / hole injection blocking layer of the photoelectric conversion element 100, the gate insulating film / semiconductor layer /
It becomes an ohmic contact layer and an intermediate layer of the capacitor 300. It is also used as a cross section insulating layer for upper and lower wiring. The thickness of each layer is not limited to this and can be optimally designed according to the voltage, current, charge, incident light amount, etc. used as a photoelectric conversion device. However, at least SiN cannot pass electrons and holes, and at the same time, as a TFT gate insulating film. It is desirable that the thickness be 500 Å or more that can function.

【0107】各層堆積後、コンタクトホール408にな
るエリアをエッチングし、その後、上部メタル層6とし
てAlをスパッタ等で約10000オングストローム堆
積させる。さらにフォトリソグラフィによりパターニン
グし不必要なエリアをエッチングし光電変換素子100
の上部電極、TFT220〜222の主電極であるソー
ス電極並びにドレイン電極、コンデンサ300の上部電
極、および上部配線406と416が形成される。同時
にコンタクトホール408では、下部配線402と上部
配線406が接続されている。
After the deposition of each layer, the area to become the contact hole 408 is etched, and then about 10,000 Å of Al is deposited as the upper metal layer 6 by sputtering or the like. Further, the unnecessary area is etched by patterning by photolithography, and the photoelectric conversion element 100 is etched.
, A source electrode and a drain electrode which are main electrodes of the TFTs 220 to 222, an upper electrode of the capacitor 300, and upper wirings 406 and 416. At the same time, in the contact hole 408, the lower wiring 402 and the upper wiring 406 are connected.

【0108】さらにTFT220〜222のチャネル部
のみn層をRIEでエッチングし、その後不必要なSi
N層70/i層4/n層5をエッチングして各素子が分
離される。これで光電変換素子100、TFT220〜
222、下部配線402,412、上部配線406,4
16、およびコンタクトホール408が完成する。
Further, only the channel portions of the TFTs 220 to 222 are etched by RIE for the n-layer, and then unnecessary Si is etched.
Each element is separated by etching the N layer 70 / i layer 4 / n layer 5. With this, the photoelectric conversion element 100 and the TFTs 220 to
222, lower wirings 402, 412, upper wirings 406, 4
16 and the contact hole 408 are completed.

【0109】また、図示はしていないが耐久性を向上さ
せるため通常各素子の上部をSiN等のパッシベーショ
ン膜で覆う。
Although not shown, the upper part of each element is usually covered with a passivation film such as SiN to improve the durability.

【0110】以上の説明の通り本実施例では光電変換素
子100、TFT220〜222、コンデンサ300、
および配線部400とが同時に堆積された共通の下部メ
タル層2、SiN層70/i層4/n層5、および上部
メタル層6と各層のエッチングのみで形成することがで
きる。また光電変換素子100内に注入阻止層が1カ所
しかなく、かつ、同一真空内で形成できる。さらにTF
Tの特性上重要なゲート絶縁膜/i層界面も同一真空内
で形成できる。またさらにコンデンサ300の中間層が
熱によるリークの少ない絶縁層を含んでいるため良好な
特性のコンデンサが形成される。このように本実施例は
低コストで高性能の光電変換装置の生産を可能としてい
る。
As described above, in this embodiment, the photoelectric conversion element 100, the TFTs 220 to 222, the capacitor 300,
And the common lower metal layer 2, SiN layer 70 / i layer 4 / n layer 5, and upper metal layer 6 on which the wiring section 400 and the wiring section 400 are simultaneously deposited. In addition, there is only one injection blocking layer in the photoelectric conversion element 100, and it can be formed in the same vacuum. Further TF
The gate insulating film / i-layer interface, which is important for the characteristics of T, can be formed in the same vacuum. Further, since the intermediate layer of the capacitor 300 includes an insulating layer with less heat leakage, a capacitor having good characteristics is formed. As described above, this embodiment enables production of a low-cost, high-performance photoelectric conversion device.

【0111】[実施例8]図16は本発明の第8の実施
例に係る光電変換装置の概略的全体回路図、図17
(a)は本実施例中の1画素に相当する各構成素子の模
式的平面図、図17(b)は図17(a)の模式的A−
B断面図である。図16において、S11〜S33は光
電変換素子で下部電極側をG、上部電極側をDで示して
いる。
[Embodiment 8] FIG. 16 is a schematic overall circuit diagram of a photoelectric conversion device according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 17A is a schematic plan view of each component corresponding to one pixel in the present embodiment, and FIG. 17B is a schematic A- of FIG.
It is B sectional drawing. In FIG. 16, S11 to S33 are photoelectric conversion elements, in which the lower electrode side is denoted by G and the upper electrode side is denoted by D.

【0112】この9個の光電変換素子S11〜S33は
同一の絶縁基板であるガラス基板上に一次元的に一列
に、つまりライン状に配置されラインセンサとしてのセ
ンサ部として機能する。C11〜C33は容量素子であ
る蓄積用コンデンサ、Re11〜Re33は初期化用T
FT、Rf11〜Rf33はリフレッシュ用TFT、T
11〜T33は転送用TFTである。転送用TFT・T
11に示したg,d,sはそれぞれゲート電極、ドレイ
ン電極、ソース電極を示し、ゲート電極の電位を低電圧
(以下Loと記す)にするとドレイン電極・ソース電極
間は非導通(off)、高電圧(以下Hiと記す)にす
ると導通(on)の状態になりスイッチ素子として機能
する。図中の他のTFTについても同様である。
The nine photoelectric conversion elements S11 to S33 are arranged one-dimensionally in a line, that is, in a line, on the same insulating substrate, ie, a glass substrate, and function as a sensor unit as a line sensor. C11 to C33 are storage capacitors which are capacitive elements, and Re11 to Re33 are initialization T
FT, Rf11 to Rf33 are refresh TFTs, Tf
11 to T33 are transfer TFTs. Transfer TFT ・ T
11, g, d, and s denote a gate electrode, a drain electrode, and a source electrode, respectively. When the potential of the gate electrode is set to a low voltage (hereinafter, referred to as Lo), non-conduction (off) occurs between the drain electrode and the source electrode. When a high voltage (hereinafter, referred to as Hi) is applied, the transistor is turned on and functions as a switch element. The same applies to other TFTs in the figure.

【0113】g1〜g5は各TFTを制御するための配
線であり、シフトレジスタSR1で作られる制御パルス
Hi/Loによって各TFTは制御される。Vd は光電
変換素子S11〜S33のD電極に共通に接続された読
み出し用電源、Vg はリフレッシュ用TFT・Rf11
〜Rf33のドレイン電極に共通に接続されたリフレッ
シュ用電源である。1画素は1個の光電変換素子とコン
デンサ、3個のTFTで構成され、その信号出力はマト
リクス信号配線MTXにより検出用集積回路ICに接続
されている。本実施例の光電変換装置は計9個の画素を
3つのブロックに分け1ブロックあたり3画素の出力を
同時に処理しこのマトリクス信号配線MTXを通して検
出用集積回路ICによって順次出力に変換され出力され
る。検出用集積回路IC内のM1〜M3は読み取りスイ
ッチでありシフトレジスタSR2で作られた制御パルス
のHi/Loにより制御線sg1〜sg3を介して制御
され、その出力は積分検出器Ampに接続されている。
積分検出器Ampは読み取りスイッチM1〜M3を介し
て流れ込んできた電荷を積分してVoutとして出力す
る。
Reference numerals g1 to g5 denote wirings for controlling each TFT, and each TFT is controlled by a control pulse Hi / Lo generated by the shift register SR1. V d is read power source connected in common to the D electrode of the photoelectric conversion elements S11 to S33, V g is refresh TFT · Rf11
Rf33 are refresh power supplies commonly connected to the drain electrodes of Rf33. One pixel is composed of one photoelectric conversion element, a capacitor, and three TFTs, and its signal output is connected to a detection integrated circuit IC by a matrix signal wiring MTX. The photoelectric conversion device of this embodiment divides a total of nine pixels into three blocks, simultaneously processes the output of three pixels per block, and sequentially converts and outputs the outputs through the matrix signal wiring MTX by the integrated circuit IC for detection. . M1 to M3 in the detection integrated circuit IC are read switches, which are controlled via control lines sg1 to sg3 by Hi / Lo control pulses generated by the shift register SR2, and whose output is connected to the integration detector Amp. ing.
The integration detector Amp integrates the electric charge flowing through the read switches M1 to M3 and outputs the result as Vout.

【0114】図中破線で囲んだ部分は大面積の同一ガラ
ス基板上に形成されているが、このうち第1画素目に相
当する部分の平面図を図16(a)に示す。また図中破
線A−Bで示した部分の断面図を図17(b)に示す。
図17において図16と同一な部分は同じ記号で示して
いる。
In FIG. 16A, a portion surrounded by a broken line is formed on the same glass substrate having a large area, and a plan view of a portion corresponding to the first pixel is shown in FIG. FIG. 17B is a cross-sectional view of a portion indicated by a broken line AB in the drawing.
17, the same parts as those in FIG. 16 are indicated by the same symbols.

【0115】図17(a),(b)において、S11は
光電変換素子、Re11,Rf11,T11はTFT,
C11はコンデンサ、およびMTXはマトリクス信号配
線である。ここで図17により各素子の形成方法につい
て順に説明する。
In FIGS. 17A and 17B, S11 is a photoelectric conversion element, Re11, Rf11, and T11 are TFTs,
C11 is a capacitor, and MTX is a matrix signal wiring. Here, a method for forming each element will be described in order with reference to FIG.

【0116】まず、絶縁材料であるガラス基板1上にス
パッタ等により下部メタル層2としてCrを約500オ
ングストローム堆積させ、その後フォトリソグラフィに
よりパターニングし不必要なエリアをエッチングする。
これにより光電変換素子S11の下部電極、TFT・R
e11,Rf11,T11のゲート電極、コンデンサC
11の下部電極、およびマトリクス信号配線MTXの下
部配線が形成される。
First, about 500 angstroms of Cr is deposited as a lower metal layer 2 on a glass substrate 1 which is an insulating material by sputtering or the like, and then patterned by photolithography to etch unnecessary areas.
Thereby, the lower electrode of the photoelectric conversion element S11, the TFT R
Gate electrode of e11, Rf11, T11, capacitor C
Eleven lower electrodes and the lower wiring of the matrix signal wiring MTX are formed.

【0117】次にCVD法により同一真空内でSiN層
70/i層4/n層5をそれぞれ約2000Å/500
0Å/500Å堆積する。これら各層は光電変換素子S
11の絶縁層/光電変換半導体層/ホール注入阻止層、
TFT・Re11,Rf11,T11のゲート絶縁膜/
半導体層/オーミックコンタクト層、およびコンデンサ
C11の中間層となる。また、マトリクス信号配線MT
Xのクロス部絶縁層としても使われる。各層の厚さはこ
れに限らず光電変換装置として使用する電圧、電流、電
荷、入射光量等により最適に設計できる、少なくともS
iNは電子とホールが通過できず、また、TFTのゲー
ト絶縁膜として機能ができる500オングストローム以
上が望ましい。
Next, the SiN layer 70 / i-layer 4 / n-layer 5 are formed by CVD at about 2000/500 in the same vacuum.
0 ° / 500 ° is deposited. Each of these layers is a photoelectric conversion element S
11 insulating layer / photoelectric conversion semiconductor layer / hole injection blocking layer,
Gate insulating film of TFT / Re11, Rf11, T11 /
It becomes a semiconductor layer / ohmic contact layer and an intermediate layer of the capacitor C11. Also, the matrix signal wiring MT
It is also used as an insulating layer for X cross section. The thickness of each layer is not limited to this, and can be optimally designed according to the voltage, current, charge, incident light amount, etc. used as the photoelectric conversion device.
iN is preferably not less than 500 angstroms that cannot pass electrons and holes and can function as a gate insulating film of a TFT.

【0118】各層堆積後、コンタクトホールになるエリ
アをエッチングし、その後、上部メタル層6としてAl
をスパッタ等で約10000オングストローム堆積させ
る。さらにフォトリソグラフィによりパターニングし不
必要なエリアをエッチングし光電変換素子S11の上部
電極、TFT・Re11,Rf11,T11の主電極で
あるソース電極並びにドレイン電極、コンデンサC11
の上部電極、およびマトリクス信号配線MTXの上部配
線が形成される。同時にコンタクトホールでは、下部配
線と上部配線とが接続されている。
After depositing each layer, an area to be a contact hole is etched.
Is deposited to about 10000 angstroms by sputtering or the like. Further, unnecessary areas are etched by patterning by photolithography, and the upper electrode of the photoelectric conversion element S11, the source electrode and the drain electrode which are the main electrodes of the TFTs Re11, Rf11 and T11, the capacitor C11
And the upper wiring of the matrix signal wiring MTX are formed. At the same time, the lower wiring and the upper wiring are connected in the contact hole.

【0119】またさらにTFT・Re11,Rf11,
T11のチャネル部のみn層をRIEでエッチングし、
その後不必要なSiN層70/i層4/n層5をエッチ
ングし各素子が分離される。これで光電変換素子S1
1,TFT・Re11,Rf11,T11,マトリクス
信号配線MTX、およびコンタクトホールが完成する。
以上、第一画素目について説明したが他の画素について
も同時に形成されることは言うまでもない。
Further, the TFTs Re11, Rf11,
Only the n-layer is etched by RIE in the channel portion of T11,
Thereafter, the unnecessary SiN layer 70 / i layer 4 / n layer 5 is etched to separate each element. With this, the photoelectric conversion element S1
1, TFTs Re11, Rf11, T11, matrix signal wiring MTX, and contact holes are completed.
The first pixel has been described above, but it goes without saying that other pixels are formed at the same time.

【0120】また、図示はしていないが耐久性を向上さ
せるため通常各素子の上部をSiN等のパッシベーショ
ン膜で覆い、さらに50ミクロン程度の薄板ガラスを接
着する。
Although not shown, in order to improve the durability, the upper portion of each element is usually covered with a passivation film such as SiN, and a thin glass plate of about 50 μm is bonded.

【0121】以上の説明の通り本実施例では光電変換素
子、TFT、コンデンサ、およびマトリクス信号配線と
が同時に堆積された共通の下部メタル層2、SiN層7
0/i層4/n層5、および上部メタル層6と各層のエ
ッチングのみで形成することができる。また光電変換素
子内に注入阻止層が1カ所しかなく、かつ、同一真空内
で形成できる。さらにTFTの特性上重要なゲート絶縁
膜/i層界面も同一真空内で形成できる。またさらにコ
ンデンサの中間層が熱によるリークの少ない絶縁層を含
んでいるため良好な特性のコンデンサが形成される。
As described above, in this embodiment, the common lower metal layer 2 and the SiN layer 7 on which the photoelectric conversion element, TFT, capacitor, and matrix signal wiring are simultaneously deposited.
It can be formed only by etching the 0 / i layer 4 / n layer 5, the upper metal layer 6, and each layer. Further, the photoelectric conversion element has only one injection blocking layer and can be formed in the same vacuum. Further, the gate insulating film / i-layer interface, which is important for TFT characteristics, can be formed in the same vacuum. Further, since the intermediate layer of the capacitor includes an insulating layer with less heat leakage, a capacitor having good characteristics is formed.

【0122】次に図16乃至図18を用いて本実施例の
光電変換装置の動作について説明する。図18は本実施
例の動作を示すタイミングチャートである。前述の説明
のように本実施例においての光電変換素子は定期的にリ
フレッシュすれば光電変換モードにおいては入射した光
に比例した光電流を出力する光センサとして動作する。
ここでまず本光電変換装置内の第1ブロック目の画素の
動作について説明する。
Next, the operation of the photoelectric conversion device of this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 18 is a timing chart showing the operation of this embodiment. As described above, the photoelectric conversion element in this embodiment operates as an optical sensor that outputs a photocurrent proportional to incident light in the photoelectric conversion mode if refreshed periodically.
Here, the operation of the pixels in the first block in the photoelectric conversion device will be described first.

【0123】図16の光電変換素子S11〜S13はリ
フレッシュ後一定の蓄積期間が経過したとする。すると
コンデンサC11〜C13にはこの期間に入射した光情
報の積分値に比例した電荷が蓄積している。ここで配線
g1に図18に示したようにシフトレジスタSR1によ
りHiの制御パルスが印加される。すると転送用TFT
・T11〜T13はonし導通状態になる。同時にシフ
トレジスタSR2により制御線sg1〜sg3に順次制
御パルスが印加されるとコンデンサC11〜C13の電
荷は転送用TFT・T11〜T13、マトリクス信号配
線MTX、読み取りスイッチM1〜M3を通して積分検
出器Ampに転送されVoutにv1〜v3に順次出力
される(図示していないが積分検出器Ampは各電荷の
転送の前に初期化されている)。この出力は一定の蓄積
期間に光電変換素子S11〜S13に入射された光情報
の積分値に比例している。次に図18に示したように配
線g2に制御パルスが印加されるとリフレッシュ用TF
T・Rf11〜Rf13が導通し光電変換素子S11〜
S13のG電極はリフレッシュ用電源Vg によって上昇
する。すると光電変換素子内のホールは掃き出されリフ
レッシュされる。つぎに配線g3に制御パルスが印加さ
れると初期化用TFT・Re11〜Re13が導通し光
電変換素子S11〜S13のリフレッシュが終了すると
共にコンデンサC11〜C13が初期化される。配線g
3がLoになると光電変換素子S11〜S13のG電極
はDC的にはオープンになるがコンデンサC11〜C1
3によって電位は保持される。ここからつぎの周期の蓄
積期間が開始され光電変換素子S11〜S13に入射さ
れた光情報がつぎに配線g1に制御パルス印加されるま
でコンデンサC11〜C13に蓄積され、以下動作が繰
り返される。
It is assumed that a certain accumulation period has elapsed after the refresh in the photoelectric conversion elements S11 to S13 in FIG. Then, charges proportional to the integral value of the optical information incident during this period are accumulated in the capacitors C11 to C13. Here, a Hi control pulse is applied to the wiring g1 by the shift register SR1 as shown in FIG. Then transfer TFT
-T11 to T13 turn on and become conductive. At the same time, when control pulses are sequentially applied to the control lines sg1 to sg3 by the shift register SR2, the charges of the capacitors C11 to C13 are transferred to the integration detector Amp through the transfer TFTs T11 to T13, the matrix signal wiring MTX, and the read switches M1 to M3. The data is transferred and sequentially output to Vout as v1 to v3 (although not shown, the integration detector Amp is initialized before the transfer of each charge). This output is proportional to the integral value of the optical information incident on the photoelectric conversion elements S11 to S13 during a certain accumulation period. Next, when a control pulse is applied to the wiring g2 as shown in FIG.
T · Rf11 to Rf13 conduct and the photoelectric conversion elements S11 to S11
G electrode in S13 is increased by the refresh power supply V g. Then, the holes in the photoelectric conversion element are swept out and refreshed. Next, when a control pulse is applied to the wiring g3, the resetting TFTs Re11 to Re13 conduct, and the refreshing of the photoelectric conversion elements S11 to S13 ends, and the capacitors C11 to C13 are initialized. Wiring g
When 3 becomes Lo, the G electrodes of the photoelectric conversion elements S11 to S13 become DC open, but the capacitors C11 to C1 become open.
3 holds the potential. From here, the accumulation period of the next cycle is started, and the optical information incident on the photoelectric conversion elements S11 to S13 is accumulated in the capacitors C11 to C13 until the next control pulse is applied to the wiring g1, and the operation is repeated thereafter.

【0124】ここまでは第1ブロック目の動作を説明し
たが第2ブロックには制御配線g2〜g4、第3ブロッ
クには制御配線g3〜g5が配線されており、図18の
ようにそれぞれ制御パルスが印加されており各ブロック
時間をずらしながら同時に動作する。ただし動作は1パ
ルスずつずらして動作しているためマトリクス信号配線
MTXには同時に複数のブロックの信号が流れることな
くVoutには図示したようにv1〜v9として光電変
換素子S11〜S33に入射した光情報が光信号として
出力される。
The operation of the first block has been described so far. However, the control wirings g2 to g4 are provided in the second block, and the control wirings g3 to g5 are provided in the third block. A pulse is applied, and they operate simultaneously while shifting each block time. However, since the operation is performed by shifting one pulse at a time, signals of a plurality of blocks do not simultaneously flow through the matrix signal wiring MTX, and the light incident on the photoelectric conversion elements S11 to S33 is denoted by vout as v1 to v9 as illustrated. Information is output as an optical signal.

【0125】図17(b)中、破線で示した箇所は本実
施例で構成された光電変換装置を用いて原稿を読み取る
場合の光の経路(矢印)と原稿1000である。LED
等でガラス基板1の裏面より光電変換素子の脇にある窓
を通して原稿1000を照明する。原稿1000に書か
れた文字や絵の情報を含んだ反射光がライン状に並んだ
光電変換素子S11〜S33に入射し本光電変換装置が
順次出力する。1ライン出力後、原稿を適当な量ずら
し、さらに1ライン読み取る。これを繰り返し原稿全体
の画像情報を電気信号に変換できる。本実施例では9個
の画素で1ラインを構成しているが、これに限らず例え
ば1mmあたり8個の画素で1728個の画素をライン
状に並べ、36ブロックに分割し48画素単位で処理す
ればA4ファクシミリ用の光電変換装置が構成できる。
In FIG. 17B, the portions indicated by broken lines are the light path (arrow) and the original 1000 when the original is read by using the photoelectric conversion device constructed in this embodiment. LED
For example, the document 1000 is illuminated from the back surface of the glass substrate 1 through a window beside the photoelectric conversion element. Reflected light containing information on characters and pictures written on the document 1000 is incident on the photoelectric conversion elements S11 to S33 arranged in a line, and is sequentially output by the present photoelectric conversion device. After outputting one line, the original is shifted by an appropriate amount, and one line is read. This can be repeated to convert the image information of the entire original into an electric signal. In this embodiment, one line is composed of nine pixels. However, the present invention is not limited to this. For example, 1728 pixels are arranged in a line at 8 pixels per mm, divided into 36 blocks, and processed in units of 48 pixels. Then, a photoelectric conversion device for A4 facsimile can be configured.

【0126】このように本実施例の光電変換装置は複数
の光電変換素子をnブロックに分割し各ブロック毎にm
個のTFTを1本の制御線で同時に制御することにより
n×m個の光電変換素子の光信号をマトリクス信号配線
に出力することにより少ない制御配線と少ない検出回路
で光信号を出力することを可能としている。また1本の
制御配線により1つのブロックのm個のTFTのゲート
を制御すると共に他のブロックの他の機能のm個のTF
Tのゲートも同時に制御させることによりさらに制御配
線の本数を少なく構成している。
As described above, the photoelectric conversion device of this embodiment divides a plurality of photoelectric conversion elements into n blocks, and sets m for each block.
By controlling the TFTs simultaneously with one control line, the optical signals of the n × m photoelectric conversion elements are output to the matrix signal wiring, so that the optical signals can be output with a small number of control wirings and a small number of detection circuits. It is possible. The gate of m TFTs of one block is controlled by one control wiring, and the m TFs of other functions of other blocks are controlled.
The number of control wirings is further reduced by controlling the gate of T at the same time.

【0127】以上の説明の通り本実施例では光電変換素
子、TFT、コンデンサ、およびマトリクス信号配線と
が同時に堆積された共通の下部メタル層2、SiN層7
0/i層4/n層5、および上部メタル層6と各層のエ
ッチングのみで形成することができる。このように各層
の形成工程が少ないということは工程中で不良ができに
くく、特に上記説明のような多数の画素の光電変換装置
を作る場合歩留まりの向上が可能になる。このように本
実施例は低コストで大面積・高性能の光電変換装置の生
産を可能としている。
As described above, in this embodiment, the common lower metal layer 2 and the SiN layer 7 on which the photoelectric conversion elements, TFTs, capacitors, and matrix signal wirings are simultaneously deposited.
It can be formed only by etching the 0 / i layer 4 / n layer 5, the upper metal layer 6, and each layer. The fact that the number of steps for forming each layer is small as described above makes it difficult for defects to occur during the steps. In particular, when a photoelectric conversion device having a large number of pixels as described above is manufactured, the yield can be improved. As described above, this embodiment enables production of a large-area, high-performance photoelectric conversion device at low cost.

【0128】[実施例9]図20は本発明の光電変換装
置の第9の実施例を示す全体回路図、図20(a)は本
実施例中の1画素に相当する各構成素子の平面図、図2
0(b)は図20(a)のA−B線断面図である。な
お、図16、図17と同一機能の部分には同一符号を付
している。図19において、S11〜S33は光電変換
素子で下部電極側をG、上部電極側をDで示している。
C11〜C33は蓄積用コンデンサ、T11〜T33は
転送用TFTである。VS は読み出し用電源、Vg はリ
フレッシュ用電源であり、それぞれスイッチSWs,S
Wgを介して全光電変換素子S11〜S33のG電極に
接続されている。スイッチSWsはインバータを介し
て、スイッチSWgは直接にリフレッシュ制御回路RF
に接続されており、リフレッシュ期間はSWgがon、
その他の期間はSWsがonするよう制御されている。
1画素は1個の光電変換素子とコンデンサ、およびTF
Tで構成され、その信号出力は信号配線SIGにより検
出用集積回路ICに接続されている。本実施例の光電変
換装置は計9個の画素を3つのブロックに分け1ブロッ
クあたり3画素の出力を同時に転送しこの信号配線SI
Gを通して検出用集積回路ICによって順次出力に変換
され出力される(Vout)。また1ブロック内の3画
素を横方向に配置し、3ブロックを順に縦に配置するこ
とにより各画素を二次元的に配置している。
[Embodiment 9] FIG. 20 is an overall circuit diagram showing a ninth embodiment of the photoelectric conversion device of the present invention, and FIG. 20 (a) is a plan view of each component corresponding to one pixel in this embodiment. FIG. 2
0 (b) is a sectional view taken along line AB in FIG. 20 (a). Parts having the same functions as those in FIGS. 16 and 17 are denoted by the same reference numerals. In FIG. 19, S11 to S33 are photoelectric conversion elements, in which the lower electrode side is indicated by G and the upper electrode side is indicated by D.
C11 to C33 are storage capacitors, and T11 to T33 are transfer TFTs. V S is a read power supply, V g is refresh power supply, the switches SWs, S
It is connected to the G electrodes of all the photoelectric conversion elements S11 to S33 via Wg. The switch SWs is directly connected to the refresh control circuit RF via the inverter, and the switch SWg is directly connected to the refresh control circuit RF.
SWg is on during the refresh period,
In other periods, SWs is controlled to be turned on.
One pixel has one photoelectric conversion element, one capacitor, and TF
The signal output is connected to a detection integrated circuit IC by a signal wiring SIG. The photoelectric conversion device according to the present embodiment divides a total of nine pixels into three blocks and simultaneously transfers the outputs of three pixels per block.
The signals are sequentially converted into outputs by the integrated circuit IC for detection through G and output (Vout). Each pixel is two-dimensionally arranged by arranging three pixels in one block in the horizontal direction and sequentially arranging the three blocks in the vertical direction.

【0129】図中破線で囲んだ部分は大面積の同一絶縁
基板上に形成されているが、このうち第1画素に相当す
る部分の平面図を図20(a)に示す。また図中破線A
−Bで示した部分の断面図を図20(b)に示す。S1
1は光電変換素子、T11はTFT、C11はコンデン
サ、およびSIGは信号配線である。本実施例において
はコンデンサC11と光電変換素子S11とは特別に素
子を分離しておらず、光電変換素子S11の電極の面積
を大きくすることによりコンデンサC11を形成してい
る。これは本実施例の光電変換素子とコンデンサが同じ
層構成であるから可能なことで本実施例の特徴でもあ
る。各層の形成法は第1の実施例におよそ等しいがコン
タクトホールがないためその形成用のエッチングはな
い。また、画素上部にはパッシベーション用窒化シリコ
ン膜SiNとヨウ化セシウム等の蛍光体CsIが形成さ
れている。上方よりX線(X−ray)が入射すると蛍
光体CsIにより光(破線矢印)に変換され、この光が
光電変換素子に入射される。
In FIG. 20, a portion surrounded by a broken line is formed on the same insulating substrate having a large area, and a plan view of a portion corresponding to the first pixel is shown in FIG. The broken line A in the figure
FIG. 20B is a cross-sectional view of the portion indicated by -B. S1
1 is a photoelectric conversion element, T11 is a TFT, C11 is a capacitor, and SIG is a signal wiring. In this embodiment, the capacitor C11 and the photoelectric conversion element S11 are not specially separated from each other, and the capacitor C11 is formed by increasing the area of the electrode of the photoelectric conversion element S11. This is a feature of the present embodiment because it is possible because the photoelectric conversion element and the capacitor of the present embodiment have the same layer configuration. The method of forming each layer is almost the same as that of the first embodiment, but since there is no contact hole, there is no etching for the formation. Further, a passivation silicon nitride film SiN and a phosphor CsI such as cesium iodide are formed above the pixels. When an X-ray (X-ray) is incident from above, it is converted into light (broken arrow) by the phosphor CsI, and this light is incident on the photoelectric conversion element.

【0130】次に図19乃至図21を用いて本実施例の
光電変換装置の動作について説明する。図21は本実施
例の動作を示すタイミングチャートである。
Next, the operation of the photoelectric conversion device of this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 21 is a timing chart showing the operation of this embodiment.

【0131】はじめにシフトレジスタSR1およびSR
2により制御配線g1〜g3、sg1〜sg3にHiが
印加される。すると転送用TFT・T11〜T33とス
イッチM1〜M3がonし導通し、全光電変換素子S1
1〜S33のD電極はGND電位になる(積分検出器A
mpの入力端子はGND電位に設計されているため)。
同時にリフレッシュ制御回路RFがHiを出力しスイッ
チSWgがonし全光電変換素子S11〜S33のG電
極はリフレッシュ用電源Vg により正電位になる。する
と全光電変換素子S11〜S33はリフレッシュモード
になりリフレッシュされる。つぎにリフレッシュ制御回
路RFがLoを出力しスイッチSWsがonし全光電変
換素子S11〜S33のG電極は読み取り用電源VS
より負電位になる。すると全光電変換素子S11〜S3
3は光電変換モードになり同時にコンデンサC11〜C
33は初期化される。この状態でシフトレジスタSR1
およびSR2により制御配線g1〜g3、sg1〜sg
3にLoが印加される。すると転送用TFT・T11〜
T33のスイッチM1〜M3がoffし、全光電変換素
子S11〜S33のD電極はDC的にはオープンになる
がコンデンサC11〜C33によって電位は保持され
る。しかしこの時点ではX線は入射されていないため全
光電変換素子S11〜S33には光は入射されず光電流
は流れない。この状態でX線がパルス的に出射され人体
等を通過し蛍光体CsIに入射すると光に変換され、そ
の光がそれぞれの光電変換素子S11〜S33に入射す
る。この光は人体等の内部構造の情報が含まれている。
この光により流れた光電流は電荷としてそれぞれのコン
デンサC11〜C33に蓄積されX線の入射終了後も保
持される。つぎにシフトレジスタSR1により制御配線
g1にHiの制御パルスが印加され、シフトレジスタS
R2の制御配線sg1〜sg3への制御パルス印加によ
って転送用TFT・T11〜T13、スイッチM1〜M
3を通してv1〜v3が順次出力される。同様にシフト
レジスタSR1,SR2の制御により他の光信号も順次
出力される。これにより人体等の内部構造の二次元情報
がv1〜v9として得られる。静止画像を得る場合はこ
こまでの動作であるが動画像を得る場合はここまでの動
作を繰り返す。
First, shift registers SR1 and SR
2, Hi is applied to the control wirings g1 to g3 and sg1 to sg3. Then, the transfer TFTs T11 to T33 and the switches M1 to M3 are turned on to conduct, and all the photoelectric conversion elements S1
The D electrodes 1 to S33 have the GND potential (integral detector A
mp input terminal is designed to GND potential).
The G electrodes of Zenhikariden conversion element S11~S33 and on the refresh control circuit RF outputs a Hi switch SWg is simultaneously a positive potential by the refresh power supply V g. Then, all the photoelectric conversion elements S11 to S33 enter the refresh mode and are refreshed. Then G electrodes of the refresh control circuit RF is on the switch SWs outputs Lo Zenhikariden transducer S11~S33 becomes negative potential by the reading power supply V S. Then, all the photoelectric conversion elements S11 to S3
3 is in the photoelectric conversion mode, and at the same time, the capacitors C11 to C
33 is initialized. In this state, the shift register SR1
Control lines g1 to g3, sg1 to sg
Lo is applied to 3. Then, the transfer TFTs T11-T11
The switches M1 to M3 of T33 are turned off, and the D electrodes of all the photoelectric conversion elements S11 to S33 are DC open, but the potential is held by the capacitors C11 to C33. However, at this time, no X-rays have been incident, so that no light enters the photoelectric conversion elements S11 to S33 and no photocurrent flows. In this state, when X-rays are emitted in a pulsed manner, pass through a human body or the like, and enter the phosphor CsI, they are converted into light, and the light enters the respective photoelectric conversion elements S11 to S33. This light contains information on the internal structure of the human body and the like.
The photocurrent flowing by this light is accumulated as a charge in each of the capacitors C11 to C33, and is held even after the end of X-ray incidence. Next, a control pulse of Hi is applied to the control line g1 by the shift register SR1, and the shift register S
The transfer TFTs T11 to T13 and the switches M1 to M13 are applied by applying a control pulse to the control lines sg1 to sg3 of R2.
3, v1 to v3 are sequentially output. Similarly, other optical signals are sequentially output under the control of the shift registers SR1 and SR2. Thereby, two-dimensional information of the internal structure of the human body or the like is obtained as v1 to v9. The operation up to this point is performed to obtain a still image, but the operation up to here is repeated to obtain a moving image.

【0132】本実施例では光電変換素子のG電極が共通
に接続され、この共通の配線をスイッチSWgとスイッ
チSWsを介してリフレッシュ用電源Vg と読み取り用
電源VS電位に制御しているため、全光電変換素子を同
時にリフレッシュモードと光電変換モードとに切り換え
ることができる。このため複雑な制御なくして1画素あ
たり1個のTFTで光出力を得ることができる。
[0132] G electrodes of the photoelectric conversion element in the present embodiment are connected in common, because it controls the common wiring via the switch SWg and a switch SWs to the power supply V g and the reading power supply V S potential refreshing All the photoelectric conversion elements can be simultaneously switched between the refresh mode and the photoelectric conversion mode. Therefore, light output can be obtained with one TFT per pixel without complicated control.

【0133】本実施例では9個の画素を3×3に二次元
配置し3画素ずつ同時に、3回に分割して転送・出力し
たがこれに限らず、例えば縦横1mmあたり5×5個の
画素を2000×2000個の画素として二次元的に配
置すれば40cm×40cmのX線検出器が得られる。
これをX線フィルムの代わりにX線発生器と組み合わせ
X線レントゲン装置を構成すれば胸部レントゲン検診や
乳ガン検診に使用できる。するとフィルムと異なり瞬時
にその出力をCRTで映し出すことが可能で、さらに出
力をディジタルに変換しコンピュータで画像処理して目
的に合わせた出力に変換することも可能である。また光
磁気ディスクに保管もでき、過去の画像を瞬時に検索す
ることもできる。また感度もフィルムより良く人体に影
響の少ない微弱なX線で鮮明な画像を得ることもでき
る。
In this embodiment, nine pixels are two-dimensionally arranged in 3 × 3, and three pixels are simultaneously transferred and output in three divisions. However, the present invention is not limited to this. For example, 5 × 5 pixels per 1 mm (vertical and horizontal) are used. If the pixels are two-dimensionally arranged as 2000 × 2000 pixels, a 40 cm × 40 cm X-ray detector can be obtained.
If this is combined with an X-ray generator instead of an X-ray film to constitute an X-ray radiograph, it can be used for chest X-ray examination and breast cancer examination. Then, unlike a film, the output can be instantly projected on a CRT, and further, the output can be converted into digital, processed by a computer, and converted into an output suitable for the purpose. It can also be stored on a magneto-optical disk, and past images can be searched instantaneously. Also, the sensitivity is better than that of a film, and a clear image can be obtained with weak X-rays having little effect on the human body.

【0134】図22,図23に2000×2000個の
画素を持つ検出器の実装を示す概念図を示す。2000
×2000個の検出器を構成する場合図19で示した破
線内の素子を縦・横に数を増せばよいが、この場合制御
配線もg1〜g2000と2000本になり信号配線S
IGもsig1〜sig2000と2000本になる。
またシフトレジスタSR1や検出用集積回路ICも20
00本の制御・処理をしなければならず大規模となる。
これをそれぞれ1チップの素子で行なうことは1チップ
が非常に大きくなり製造時の歩留りや価格等で不利であ
る。そこで、シフトレジスタSR1は例えば100段ご
と1個のチップに形成し、20個(SR1−1〜SR1
−20)を使用すればよい。また検出用集積回路も10
0個の処理回路ごと1個のチップに形成し、20個(I
C1〜IC20)を使用する。
FIGS. 22 and 23 are conceptual diagrams showing the implementation of a detector having 2000 × 2000 pixels. 2000
In the case of configuring × 2000 detectors, the number of elements in the broken line shown in FIG. 19 may be increased in the vertical and horizontal directions. In this case, the number of control wirings is g1 to g2000, and the number of control wirings is 2,000.
The number of IGs is also sig1 to sig2000 and 2000.
Also, the shift register SR1 and the integrated circuit IC for detection are 20
The control and processing of 00 pieces must be performed, and the scale becomes large.
Performing this process with one chip element is disadvantageous in terms of yield, cost, and the like during manufacture because one chip becomes very large. Therefore, the shift register SR1 is formed on one chip for every 100 stages, for example, and 20 (SR1-1 to SR1)
-20) may be used. The integrated circuit for detection is also 10
0 processing circuits are formed on one chip, and 20 (I
C1 to IC20).

【0135】図22には左側(L)に20チップ(SR
1−1〜SR1−20)と下側(D)に20チップ実装
し、1チップあたり100本の制御配線、信号配線をお
のおのワイヤーボンディングでチップと接線している。
図22中破線部は図19の破線部に相当する。また外部
への接続は省略している。また、SWg,SWs,
g ,VS ,RF等も省略している。検出集積回路IC
1〜IC20からは20本の出力(Vout)がある
が、これらはスイッチ等を介して1本にまとめたり、2
0本をそのまま出力し並列処理すればよい。
In FIG. 22, 20 chips (SR
1-1 to SR1-20) and 20 chips mounted on the lower side (D)
And 100 control lines and signal lines per chip.
Each wire is connected to the chip by wire bonding.
The broken line in FIG. 22 corresponds to the broken line in FIG. Also external
The connection to is omitted. SWg, SWs,
V g, VS, RF, etc. are also omitted. Detection integrated circuit IC
There are 20 outputs (Vout) from 1 to IC20
However, these are combined into one via a switch or the like,
What is necessary is just to output 0 lines as they are and perform parallel processing.

【0136】あるいは図23に示すように左側(L)に
10チップ(SR1−1〜SR1−10)、右側(R)
に10チップ(SR1−11〜SR1−20)と上側に
10チップ(IC1〜10)、下側(D)に10チップ
(IC11〜20)を実装してもよい。この構成は上・
下・左・右側(U,D,L,R)にそれぞれ各配線を1
000本ずつに振り分けているため、各辺の配線の密度
が小さくなり、また各辺のワイヤーボンディングの密度
も小さく、歩留りが向上する。配線の振り分けは左側
(L)にg1,g3,g5,…,g1999、右側
(R)にg2,g4,g6,…,g2000とし、つま
り奇数番目の制御線を左側(L)、偶数番目の制御を右
側(R)に振り分ける。こうすると各配線は等間隔に引
き出され配線されるので密度の集中なく一層歩留りが向
上する。また、上側(U)下側(D)への配線も同様に
振り分ければよい。また、図示していないが別の実施例
として配線の振り分けは左側(L)にg1〜g100,
g201〜g300,…,g1801〜g1900、右
側(R)にg101〜g200,g301〜g400,
…,g1901〜g2000を振り分け、つまり、1チ
ップごと連続な制御線を振り分け、これを左・右側
(L,R)交互に振り分ける。こうすると、1チップ内
は連続に制御でき、駆動タイミングが楽で回路を複雑に
しなくてよく安価なものが使用できる。上側(U)、下
側(D)についても同様で、連続な処理が可能で安価な
回路が使用できる。
Alternatively, as shown in FIG. 23, 10 chips (SR1-1 to SR1-10) are located on the left side (L), and
10 chips (SR1-11 to SR1-20), 10 chips (IC1 to 10) on the upper side, and 10 chips (IC11 to 20) on the lower side (D). This configuration is
Connect each wiring to the bottom, left and right (U, D, L, R)
Since the wires are distributed every 000 lines, the density of wiring on each side is reduced, and the density of wire bonding on each side is also small, so that the yield is improved. .., G1999 on the left (L) and g2, g4, g6,..., G2000 on the right (R), that is, odd-numbered control lines are on the left (L) and even-numbered Distribute control to the right (R). In this case, the wirings are drawn out at equal intervals and wired, so that the yield is further improved without concentration. Also, the wiring to the upper side (U) and the lower side (D) may be similarly distributed. Although not shown, as another embodiment, the wiring is distributed on the left side (L) by g1 to g100,
, g1801 to g1900, and g101 to g200, g301 to g400,
.., G1901 to g2000, that is, a continuous control line is distributed for each chip, and the control lines are distributed alternately to the left and right (L, R). In this case, the inside of one chip can be controlled continuously, the drive timing is easy, the circuit is not complicated, and an inexpensive device can be used. The same applies to the upper side (U) and the lower side (D), and an inexpensive circuit capable of continuous processing can be used.

【0137】また図22,図23に示される例は共に1
枚の基板上に破線部の回路を形成した後、その基板上に
チップを実装してもよいし、別の大きな基板上に破線部
の回路基板とチップを実装してもよい。また、チップを
フレキシブル基板上に実装して破線部の回路基板に張り
付け接線してもよい。
The examples shown in FIG. 22 and FIG.
After the circuit indicated by the broken line is formed on one substrate, a chip may be mounted on the substrate, or the circuit board and the chip indicated by the broken line may be mounted on another large substrate. Alternatively, the chip may be mounted on a flexible substrate and attached to the circuit board indicated by a broken line to make a tangent.

【0138】またこのような非常に多くの画素をもつ大
面積の光電変換装置は従来の光センサを用いた複雑な工
程では不可能であったが、本発明の光電変換装置の工程
は各素子を共通な膜で同時に形成しているため工程数が
少なく、簡易的な工程で済むため高歩留まりが可能で低
コストで大面積・高性能の光電変換装置の生産を可能と
している。また、コンデンサと光電変換素子とが同じ素
子内で構成でき、実質上素子を半減することが可能でさ
らに歩留まりを向上できる。
Although a large-area photoelectric conversion device having such a large number of pixels cannot be realized by a complicated process using a conventional optical sensor, the process of the photoelectric conversion device according to the present invention is performed by each element. Are formed simultaneously with a common film, so that the number of steps is small, and simple steps are sufficient, so that a high yield can be achieved, and a low-cost, large-area, high-performance photoelectric conversion device can be produced. Further, the capacitor and the photoelectric conversion element can be configured in the same element, and the number of elements can be substantially reduced by half, and the yield can be further improved.

【0139】次に本発明の理解のためにあらためて突入
電流の説明及びTFTによるリフレッシュ動作の説明を
行う。図24はTFT1700及び電源1115で構成
される光電変換装置の1ビット等価回路図であり、図2
5がその動作を示すタイミングチャートである。
Next, the inrush current and the refresh operation by the TFT will be described again for understanding the present invention. FIG. 24 is a 1-bit equivalent circuit diagram of a photoelectric conversion device including a TFT 1700 and a power supply 1115, and FIG.
5 is a timing chart showing the operation.

【0140】ここでは説明を簡単にする為に、TFT1
700を介して光電変換素子のG電極に正の電位を与え
る場合である図24に示した光電変換装置の1ビット等
価回路図を用いて説明を行う。そして光電変換素子のD
電極の電位は電源114によりVD に設計され、リフレ
ッシュ動作時のG電極の電位は電源1115によりV rG
に設定されるものとする。
Here, in order to simplify the explanation, the TFT 1
A positive potential is applied to the G electrode of the photoelectric conversion element through 700
1 bit of the photoelectric conversion device shown in FIG.
The description will be made with reference to a circuit diagram. And D of the photoelectric conversion element
The potential of the electrode is VD Designed for reflation
The potential of the G electrode during the flash operation is V rG
Shall be set to

【0141】ここで光電変換素子100は前述した実施
例1に示す光電変換素子100と同じ構成である為、図
1(a)と参照しながら以下で説明する。
Here, since the photoelectric conversion element 100 has the same configuration as that of the photoelectric conversion element 100 shown in Embodiment 1 described above, it will be described below with reference to FIG.

【0142】図1(a)に示すように光電変換素子10
0のG電極の電位(VO )をD電極の電位(VD )以上
にリフレッシュすると(VO =VrG≧VD )、光電変換
素子1100のi層4内に留まっていたホール及びi層
4と絶縁層70との界面に存在する界面欠陥にトラップ
されていたホールの全てがD電極に完全に掃き出され
る。逆に電子はこの時D電極からi層4内へ流れ込み、
その一部はi層4と絶縁層70との界面に存在する界面
欠陥にトラップされる。以下この電流を負の突入電流と
いう。そしてリフレッシュ動作終了後、光電変換素子1
00のG電極の電位をGND電位等に初期化する時、i
層4内及び界面欠陥にトラップされていた電子が全てD
電極へ掃き出される。以下この電流を正の突入電流とい
う。i層4と絶縁層70との界面に存在する界面欠陥は
一般にエネルギー準位が深い為、界面欠陥位置に存在す
る電子及びホールを移動させるエネルギー、及び他の位
置から界面欠陥位置へ電子及びホールを移動させるエネ
ルギーは相対的に高く、見かけ上の移動度も低くなる。
その為、正の突入電流がゼロになるまで即ち界面欠陥に
トラップされていた電子の全てがD電極へ掃き出される
まで数十マイクロ秒から数秒かかることになり、G電極
リセット動作が終了しても大きな突入電流が流れる。そ
の結果、G電極が持つ容量に蓄積された電荷の中にはノ
イズ成分である突入電流による電荷が含まれ、結果的に
その電荷分SN比が低下してしまうのである。
[0142] As shown in FIG.
When the potential (V O ) of the G electrode of 0 is refreshed to the potential (V D ) of the D electrode or more (V O = V rG ≧ V D ), the holes and i remaining in the i layer 4 of the photoelectric conversion element 1100 All the holes trapped by the interface defects existing at the interface between the layer 4 and the insulating layer 70 are completely swept out to the D electrode. Conversely, electrons flow from the D electrode into the i-layer 4 at this time,
A part thereof is trapped by an interface defect existing at the interface between the i-layer 4 and the insulating layer 70. Hereinafter, this current is referred to as a negative inrush current. After the refresh operation is completed, the photoelectric conversion element 1
When the potential of the G electrode of 00 is initialized to a GND potential or the like, i
All the electrons trapped in the layer 4 and at the interface defects are D
Swept out to the electrodes. Hereinafter, this current is referred to as a positive inrush current. Since the interface defect existing at the interface between the i-layer 4 and the insulating layer 70 generally has a deep energy level, the energy for moving the electrons and holes existing at the interface defect position, and the electrons and holes from other positions to the interface defect position. Is relatively high in energy, and the apparent mobility is low.
Therefore, it takes several tens of microseconds to several seconds until the positive rush current becomes zero, that is, until all the electrons trapped in the interface defect are swept out to the D electrode, and the G electrode reset operation ends. A large inrush current flows. As a result, the charge accumulated in the capacitance of the G electrode includes the charge due to the rush current, which is a noise component, and as a result, the S / N ratio is reduced by the charge.

【0143】上記の理由について、更に図24と図25
と用いて詳細に説明する。
For the above reason, FIG. 24 and FIG.
This will be described in detail with reference to FIG.

【0144】図25のPa,Pb,Pc,Pdは各々図
24におけるスイッチ素子1125、転送用TFT13
00、リフレッシュ用TFT1700、リセット用TF
T1400を駆動するハイレベルパルスのタイミングを
示している。ここでHは各駆動素子をオン状態にするハ
イレベルを示しており、一般に結晶シリコン半導体スイ
ッチ素子では+5V〜+12V、a−SiTFTでは+
8〜+15V位が用いられる。又、Lは一般的に0Vが
多く用いられる。IS とVO は、図24中の矢印で示す
ように、各々光電変換素子100に一定の信号光が照射
された状態において、矢印の方向へ流れる電流とG電極
の電位を示している。ここでPa〜Pdのパルス幅が2
0マイクロ秒の動作時におけるIS とVO を図25に示
している。
In FIG. 25, Pa, Pb, Pc and Pd are the switch element 1125 and the transfer TFT 13 in FIG.
00, refresh TFT 1700, reset TF
The timing of a high-level pulse for driving T1400 is shown. Here, H indicates a high level that turns on each drive element. Generally, +5 V to +12 V for a crystalline silicon semiconductor switch element and + for a-Si TFTs.
A voltage of 8 to +15 V is used. In general, 0 V is often used for L. As shown by arrows in FIG. 24, I S and V O indicate the current flowing in the direction of the arrow and the potential of the G electrode when the photoelectric conversion element 100 is irradiated with a constant signal light, respectively. Here, the pulse width of Pa to Pd is 2
FIG. 25 shows I S and V O during the operation of 0 microsecond.

【0145】図25において、VO はPcのリフレッシ
ュ用パルス立ち上がりから、Pdのリセット用パルス立
ち上がりまで一定の高い電位に保たれている。その為正
の突入電流は、その間に発生せず、Pdのパルス立ち上
がり時に初めて、前述した界面欠陥にトラップされてい
た電子の掃き出しによると考えられる正の突入電流が発
生している。この正の突入電流が減衰しほぼゼロになる
まで我々の作製した装置では約80〜100マイクロ秒
かかる為、G電極が持つ容量に信号電荷を蓄積しはじめ
るPdのパルスの立ち下がり時には、正の突入電流が多
く発生しており、図中の斜線で示した部分の電荷及び電
圧値がノイズ成分として蓄積されてしまうのである。そ
の結果その蓄積分SN比が低下してしまうのである。正
の突入電流を低減する方法としては、Pdのリセット用
パルスの時間を長くすることが考えられるが、その時間
にも限界があり、又時間を長くすることにより装置全体
の信号読み取り時間が長くなり、装置の低速化即ち性能
ダウンを引き起こすことになる。
In FIG. 25, V O is kept at a constant high potential from the rising of the refresh pulse of Pc to the rising of the reset pulse of Pd. Therefore, a positive rush current does not occur during that period, and a positive rush current is generated only at the rising edge of the Pd pulse, which is considered to be due to the sweeping out of the electrons trapped by the interface defects described above. Since it takes about 80 to 100 microseconds in the device manufactured by us until the positive inrush current is attenuated and becomes almost zero, when the pulse of Pd which starts to accumulate signal charges in the capacitance of the G electrode, the positive A large amount of inrush current is generated, and the charges and voltage values in the hatched portions in the figure are accumulated as noise components. As a result, the accumulated S / N ratio decreases. As a method of reducing the positive rush current, it is conceivable to lengthen the time of the Pd reset pulse. However, there is a limit to that time, and by increasing the time, the signal reading time of the entire apparatus becomes longer. This causes a reduction in the speed of the device, that is, a decrease in performance.

【0146】次に図26を用いて光電変換素子100を
リフレッシュさせる時の印加電圧の条件について説明す
る。
Next, the condition of the applied voltage when the photoelectric conversion element 100 is refreshed will be described with reference to FIG.

【0147】図26は光電変換素子100のエネルギー
バンド図であり、両端の各々の電極(D電極及びG電
極)は開放(オープン)状態である。光電変換素子10
0は一般にいわれているMIS(Metal−Insu
lator−Semiconductor)構造であり
両端の電極に加わる電圧条件により全容量が相対的に小
さい状態(デプレッション状態)と全容量が相対的に大
きい状態(アキュムレーション状態)が現れる。
FIG. 26 is an energy band diagram of the photoelectric conversion element 100. Each electrode (D electrode and G electrode) at both ends is in an open state. Photoelectric conversion element 10
0 is a commonly-known MIS (Metal-Insu
It has a lateral-semiconductor structure, and a state in which the total capacity is relatively small (depression state) and a state in which the total capacity is relatively large (accumulation state) appear depending on voltage conditions applied to the electrodes at both ends.

【0148】図26における各デバイスの両端はオープ
ンであるが、エネルギーバンド図については図26
(b)の場合が上記デプレッション状態のエネルギーバ
ンド図と同じであり、図26(c)の場合がアキュムレ
ーション状態のエネルギーバンド図と同じである。
Although both ends of each device in FIG. 26 are open, the energy band diagram is shown in FIG.
The case of (b) is the same as the energy band diagram in the depletion state, and the case of FIG. 26 (c) is the same as the energy band diagram in the accumulation state.

【0149】一般にMISコンデンサは、作製直後にお
いて図26(a)の状態即ちi層のバンドがフラットな
状態(フラットバンド電圧VFB=0V)又は図26
(b)の状態即ち若干デプレッション状態(3V≧VFB
>0V)である事が多い。又、MISコンデンサの両端
に電圧を加える事によりVFBはある程度任意の正及び負
の値にする事も可能である。
Generally, the MIS capacitor is in the state shown in FIG. 26A, that is, the state in which the band of the i-layer is flat (flat band voltage V FB = 0 V) immediately after fabrication, or in FIG.
State (b), that is, a slightly depleted state (3V ≧ V FB
> 0V) in many cases. Further, by applying a voltage to both ends of the MIS capacitor, V FB can be set to arbitrary positive and negative values to some extent.

【0150】以上のことにより、正の突入電流(減衰時
間が長く、且つ電流値が大であること)をもたらす電圧
値の条件を以下においてまとめる。
From the above, the conditions of the voltage value that causes a positive inrush current (a long decay time and a large current value) are summarized below.

【0151】まず、光電変換素子100のi層のフラッ
トバンド電圧VFBがゼロの時はリフレッシュ時のG電極
の電位(VrG)はD電極の電位(VD )より高ければ、
即ちVrG>VD であれば、正の突入電流が流れる。
First, when the flat band voltage V FB of the i-layer of the photoelectric conversion element 100 is zero, if the potential (V rG ) of the G electrode during refresh is higher than the potential (V D ) of the D electrode,
That is, if the V rG> V D, positive inrush current flows.

【0152】又、光電変換素子100のi層のフラット
バンド電圧VFBがゼロでない時はリフレッシュ時のG電
極の電位(VrG)はD電極の電位(VD )からVFBを差
し引いた電圧値よりも高いもしくは同等であれば即ちV
rG≧VD −VFBであれば正の突入電流が流れるのであ
る。
When the flat band voltage V FB of the i-layer of the photoelectric conversion element 100 is not zero, the potential of the G electrode (V rG ) at the time of refreshing is a voltage obtained by subtracting V FB from the potential of the D electrode (V D ). Higher than or equal to the value, ie V
inrush current positive if rG ≧ V D -V FB is the flow.

【0153】上記のメカニズムを図27を用いて説明す
る。
The above mechanism will be described with reference to FIG.

【0154】図27はVrG≧VD −VFBの場合の光電変
換素子1100のエネルギーバンド図で図27(a)の
下部電極層2から透明電極層6までの各層の厚さ方向の
状態を表している。リフレッシュ動作の図27(a)に
おいて、D電極はG電極に対して負の電位が与えられて
いるため、i層4中の黒丸で示されたホールは電界によ
りD電極に導かれる。同時に白丸で示された電子はi層
4に注入される。又、i層4と絶縁層70の界面欠陥に
トラップされていたホールはある程度の時間を費しD電
極に導かれ、i層4に注入された電子のうち一部は逆
に、ある程度の時間を費してi層4と絶縁層70の界面
欠陥にトラップされる。この時一部のホールと電子はn
層5、i層4において再結合して消滅する。十分に長い
時間この状態が続けばi層4内のホールはi層4から掃
き出される。この状態で光電変換動作の図27(b)に
なるとD電極はG電極に対して正の電位が与えられるた
めi層4中の電子は瞬時にD電極に導かれる。そしてi
層4と絶縁層70の界面欠陥にトラップされていた電子
は、ある程度時間を費してD電極へ導かれる。この界面
欠陥にトラップされていた電子が前述した問題の突入電
流の原因である。ここでホールはn層5が注入阻止層と
して働く為、i層4に導かれることはない。この状態で
i層4内に光が入射すると、光は吸収され電子・ホール
対が発生する。この電子は電界によりD電極に導かれ、
ホールはi層4内を移動しi層4と絶縁層70の界面に
達する。しかし、絶縁層70内には移動できない為、i
層4内に留まることになる。そして一部のホールは界面
欠陥にトラップされる。そしてある期間光電変換動作の
図27(b)を保った後の状態が図27(c)である。
FIG. 27 is an energy band diagram of the photoelectric conversion element 1100 when V rG ≧ V D −V FB , and shows the state in the thickness direction of each layer from the lower electrode layer 2 to the transparent electrode layer 6 in FIG. Is represented. In FIG. 27A of the refresh operation, since the D electrode is given a negative potential with respect to the G electrode, holes indicated by black circles in the i layer 4 are guided to the D electrode by an electric field. At the same time, electrons indicated by white circles are injected into the i-layer 4. The holes trapped in the interface defects between the i-layer 4 and the insulating layer 70 take a certain amount of time to be led to the D electrode, and some of the electrons injected into the i-layer 4 have a certain time. Is trapped in interface defects between the i-layer 4 and the insulating layer 70. At this time, some holes and electrons are n
The layer 5 and the i-layer 4 recombine and disappear. If this state continues for a sufficiently long time, holes in the i-layer 4 are swept out of the i-layer 4. In this state, when the photoelectric conversion operation is as shown in FIG. 27B, the D electrode is given a positive potential with respect to the G electrode, so that the electrons in the i layer 4 are instantaneously guided to the D electrode. And i
The electrons trapped by the interface defect between the layer 4 and the insulating layer 70 are led to the D electrode with some time. The electrons trapped by this interface defect are the cause of the rush current of the above-mentioned problem. Here, the holes are not guided to the i-layer 4 because the n-layer 5 functions as an injection blocking layer. When light enters the i-layer 4 in this state, the light is absorbed and electron-hole pairs are generated. These electrons are guided to the D electrode by the electric field,
The holes move in the i-layer 4 and reach the interface between the i-layer 4 and the insulating layer 70. However, since it cannot move into the insulating layer 70, i
It will stay in layer 4. Some holes are trapped by interface defects. FIG. 27C shows a state after the photoelectric conversion operation shown in FIG. 27B is maintained for a certain period.

【0155】以下、本発明の他の実施例を図面に基づい
て詳細に説明する。
Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0156】[実施例10]図28は、本発明の第10
の実施例に係る光電変換装置の1ビットの概略的等価回
路図である。図29は図28の光電変換装置を実際に駆
動した時のタイミングチャートである。
[Embodiment 10] FIG. 28 shows a tenth embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic equivalent circuit diagram of one bit of the photoelectric conversion device according to the example of FIG. FIG. 29 is a timing chart when the photoelectric conversion device of FIG. 28 is actually driven.

【0157】図28において図24と同じ番号で示され
る部分については同じものを示しているので説明は省略
する。図24に示される概略的等価回路と本実施例との
違いはTFT1700に接続される電源の大きさであ
る。
In FIG. 28, the portions indicated by the same reference numerals as those in FIG. 24 are the same, and the description is omitted. The difference between the schematic equivalent circuit shown in FIG. 24 and this embodiment is the size of the power supply connected to the TFT 1700.

【0158】尚、ここで光電変換部100は、図4
(a)と同一の構造をしているので、i層と第2の電極
層との間の注入阻止層はn型の半導体層であり、注入が
阻止されるキャリアはホールである。その為、注入が阻
止されるキャリア1個の電荷をqとすると、この場合は
q>0となる。
Here, the photoelectric conversion unit 100 corresponds to FIG.
Since it has the same structure as (a), the injection blocking layer between the i-layer and the second electrode layer is an n-type semiconductor layer, and the carriers whose injection is blocked are holes. Therefore, assuming that the charge of one carrier whose injection is blocked is q, q> 0 in this case.

【0159】なお、本実施例において信号検出部は図2
8の点線内の検出手段とTFT1300、及びハイレベ
ルパルスPbを印加する手段を含む。
In this embodiment, the signal detecting section is the one shown in FIG.
8 includes a detection unit within the dotted line, a TFT 1300, and a unit for applying a high-level pulse Pb.

【0160】図28において図24と異なる点は、光電
変換素子100のリフレッシュ動作においてG電極に正
の電位を与える電源1115の電位VrGを、D電極に正
の電位を与える電源114の電位VD に比べて低くして
いる点のみである。詳細にいえば、光電変換素子100
には、i層のエネルギーバンドをフラットにする為にG
電極に印加するフラットバンド電圧(VFB)が存在する
ので、実際には、図24の例ではVrG≧VD −VFBの状
態で駆動していたのに対し、図28の本実施例ではVrG
<VD −VFBの状態で駆動するのである。
FIG. 28 differs from FIG. 24 in that the potential V rG of a power supply 1115 for applying a positive potential to the G electrode and the potential V rG of a power supply 114 for applying a positive potential to the D electrode in the refresh operation of the photoelectric conversion element 100 are different from those of FIG. The only difference is that it is lower than D. More specifically, the photoelectric conversion element 100
In order to make the energy band of the i-layer flat,
Since the flat band voltage (V FB ) to be applied to the electrode exists, in the example of FIG. 24, the driving is performed in a state of V rG ≧ V D −V FB , whereas in the example of FIG. Then V rG
Drive in the state of <V D -V FB .

【0161】次に図29において本実施例の光電変換装
置の動作を説明する。
Next, the operation of the photoelectric conversion device of this embodiment will be described with reference to FIG.

【0162】図29において図25と異なる点は、光電
変換素子100の電流IS と電流I S によるG電極の
電位VO の振舞いである。
FIG. 29 is different from FIG.
Current I of conversion element 100SAnd current I S Of the G electrode by
Potential VOIs the behavior.

【0163】図29において、Pcのリフレッシュパル
スが立ち上がり、光電変換部100のG電極に電圧VrG
(VrG<VD −VFB)が印加されると光電変換部100
のi層内に留まっていたホールの一部がD電極に掃き出
される。この時、i層と絶縁層の界面欠陥にトラップさ
れていたホールのほぼ全てはそのままの状態であると考
えられる。又、この時電子はD電極に掃き出された一部
のホールに相当する量もしくはそれ以下の数量がD電極
からi層内へ流れ込むが、i層内における電界はG電極
側の電位が低い為、i層と絶縁層の界面欠陥にトラップ
される電子はほぼゼロであると考えられる。よって図2
9におけるIS はPcのリフレッシュパルス立ち上がり
時において小さな負の突入電流しか生じることなく、又
減衰時間も短くなっている。又、Pcのリフレッシュパ
ルス立ち上がりからPdのG電極リセットパルス立ち上
がりまでのG電極の電圧VO はVrGにほぼ一致してお
り、その電位はVD −VFBより下がっていることを図2
9は示している。
In FIG. 29, the refresh pulse of Pc rises, and the voltage V rG is applied to the G electrode of the photoelectric conversion unit 100.
When (V rG <V D −V FB ) is applied, the photoelectric conversion unit 100
Some of the holes remaining in the i-layer are swept out to the D electrode. At this time, it is considered that almost all of the holes trapped by the interface defect between the i-layer and the insulating layer remain as they are. Also, at this time, an amount of electrons corresponding to a part of the holes swept out to the D electrode or less flows from the D electrode into the i-layer, but the electric field in the i-layer has a low potential on the G-electrode side. Therefore, it is considered that the number of electrons trapped by the interface defect between the i-layer and the insulating layer is almost zero. Therefore, FIG.
I S without only small negative inrush current occurring at the time of the refresh pulse rise of the Pc, also has shorter decay time at 9. FIG. 2 also shows that the voltage V O of the G electrode from the rising of the refresh pulse of Pc to the rising of the reset electrode of Pd substantially coincides with V rG , and that the potential is lower than V D −V FB .
9 shows.

【0164】次にG電極リセットパルスが立ち上がり、
光電変換部100のG電極がGNDに接地されるとi層
内に留まっていた若干の電子は全てD電極に流れ出すこ
とになる。この時、i層と絶縁層との界面欠陥には電子
は存在しない為、電子は少量で且つ瞬時に流れ出ると考
えられる。又、この時界面欠陥に存在するホールはほと
んど移動しないと思われる。よってPdのG電極リセッ
トパルス立ち上がり時において、IS は小さな正の突入
電流しか生じることなく、又減衰時間も短くなってい
る。PdのG電極リセットパルスの立ち上がりから立ち
下がりまでを約20マイクロ秒で動作させると、図のよ
うに光電変換動作開始となるPdのパルスの立ち下がり
時には、ほぼ突入電流はゼロになる。よってPdのパル
スの立ち下がりから蓄積されはじめる電荷は、ほぼすべ
てが光電変換部100内に入射した信号光による電荷と
なり、その信号電圧を読み出すことによりSN比の高い
情報を得ることが可能となる。ここで図28に示した四
角の点線内の信号検出用の素子は特に限定されるもので
はなく、電流もしくは電荷を直接もしくは積分値で検出
できればよく、又、信号電荷を読み出し用コンデンサ1
124に蓄積せず、電流計等で読み出す場合は、読み出
し用コンデンサ1124及び電位初期化用スイッチ素子
1125を省略可能であるが、このことは先の説明で述
べたことと同じである。
Next, the G electrode reset pulse rises,
When the G electrode of the photoelectric conversion unit 100 is grounded to GND, some of the electrons remaining in the i-layer flow out to the D electrode. At this time, since no electrons exist at the interface defect between the i-layer and the insulating layer, it is considered that the electrons flow out in a small amount and instantaneously. At this time, it seems that the holes existing in the interface defects hardly move. Therefore, when the Pd G electrode reset pulse rises, IS has only a small positive rush current, and the decay time is short. When the operation from the rising to the falling of the Pd G electrode reset pulse is performed in about 20 microseconds, the rush current becomes almost zero at the time of the falling of the Pd pulse which starts the photoelectric conversion operation as shown in the figure. Therefore, almost all charges starting to be accumulated from the falling edge of the pulse of Pd become charges due to the signal light incident on the photoelectric conversion unit 100, and reading out the signal voltage makes it possible to obtain information with a high SN ratio. . Here, the elements for signal detection within the square dotted line shown in FIG. 28 are not particularly limited, as long as the current or charge can be detected directly or by an integrated value.
In the case where reading is performed by an ammeter or the like without being stored in the memory 124, the reading capacitor 1124 and the potential initializing switch element 1125 can be omitted, but this is the same as described above.

【0165】以下、本発明の第10の実施例における基
本的なメカニズムについて図を用いてさらに詳細に説明
する。
Hereinafter, the basic mechanism in the tenth embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

【0166】図30(a)〜図30(c)はVrG<VD
−VFBの場合の光電変換部100の動作を示すエネルギ
ーバンド図であり、図27(a)〜図27(c)に示し
たエネルギーバンド図に対応している。
FIGS. 30A to 30C show V rG <V D
FIG. 28 is an energy band diagram illustrating the operation of the photoelectric conversion unit 100 in the case of −V FB , and corresponds to the energy band diagrams illustrated in FIGS. 27 (a) to 27 (c).

【0167】リフレッシュ動作の図30(a)において
D電極はG電極に対して正の電位が与えられている為、
i層4中の黒丸で示されたホールの一部が電界によりD
電極に導かれる。同時に白丸で示された電子はi層4に
注入される。ここでi層4と絶縁層70の界面欠陥にト
ラップされていたホールはほとんど移動せず、又電子が
界面欠陥にトラップされることもない。
In FIG. 30A of the refresh operation, since the D electrode is given a positive potential with respect to the G electrode,
Some of the holes indicated by black circles in the i-layer 4 become D
Guided to the electrodes. At the same time, electrons indicated by white circles are injected into the i-layer 4. Here, the holes trapped by the interface defects between the i-layer 4 and the insulating layer 70 hardly move, and electrons are not trapped by the interface defects.

【0168】この状態で光電変換動作の図30(b)に
なるとG電極はD電極に対して更に大きな負の電位が与
えられる為、i層4中の電子は瞬時にD電極に導かれる
が、界面欠陥にトラップされた電子はほとんど存在しな
い為、先に説明した図24の光電変換装置で問題となる
突入電流はほとんど存在しなくなる。
In this state, when the photoelectric conversion operation is as shown in FIG. 30B, the G electrode is applied with a larger negative potential than the D electrode, so that the electrons in the i layer 4 are instantaneously guided to the D electrode. Since almost no electrons are trapped in the interface defect, there is almost no rush current which is a problem in the above-described photoelectric conversion device shown in FIG.

【0169】そしてある期間光電変換動作の図30
(b)を保った後の状態の図30(c)になる。
FIG. 30 shows the photoelectric conversion operation for a certain period.
FIG. 30C shows the state after the state shown in FIG.

【0170】このように本実施例においては、i層4と
絶縁層70との界面欠陥に電子が存在することはほとん
どない為、電子の出入りに長い時間を費すことがなくな
り、結果的にノイズ成分となる突入電流を大きく削減す
ることが可能となる。
As described above, in the present embodiment, since there is almost no electron at the interface defect between the i-layer 4 and the insulating layer 70, it is not necessary to spend a long time for entering and exiting the electron. Inrush current, which is a noise component, can be greatly reduced.

【0171】[実施例11]図31から図32を用いて
第11の実施例を説明する。図31は本発明の第11の
実施例を示す光電変換装置の概略的等価回路図である。
但しここでは9個の一次元的に配置される光電変換素子
を有する光電変換素子アレイの場合を一例として取り上
げる。
[Eleventh Embodiment] An eleventh embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 31 is a schematic equivalent circuit diagram of a photoelectric conversion device showing an eleventh embodiment of the present invention.
However, here, a case of a photoelectric conversion element array having nine one-dimensionally arranged photoelectric conversion elements is taken as an example.

【0172】図32は長尺方向に複数個の画素のある光
電変換部100、リフレッシュ用TFT部1700、転
送用TFT部1300、リセット用TFT部1400、
配線部1500の組のうち、1画素分を示す模式的平面
図である。
FIG. 32 shows a photoelectric conversion section 100 having a plurality of pixels in the longitudinal direction, a refresh TFT section 1700, a transfer TFT section 1300, a reset TFT section 1400,
FIG. 14 is a schematic plan view showing one pixel in a set of wiring sections 1500.

【0173】図32において、光電変換部100は基板
側からの光に対する遮光膜を兼ねた下部電極2を有す
る。基板側から照射された光は採光用窓17を通して図
面に対して垂直な上方に位置する原稿面(不図示)で反
射し、その反射光が光電変換素子100に入射する。こ
こで発生したキャリアによる光電流は光電変換素子10
0の等価的な容量成分及びその他の浮遊容量に蓄積され
る。蓄積された電荷は転送用TFT300により信号線
用マトリクス配線部500へ転送され、信号処理部(不
図示)により電圧として読み取られる。
In FIG. 32, the photoelectric conversion unit 100 has a lower electrode 2 which also serves as a light shielding film for light from the substrate side. Light emitted from the substrate side is reflected by an original surface (not shown) positioned vertically above the drawing through the lighting window 17, and the reflected light enters the photoelectric conversion element 100. The photocurrent generated by the carriers generated here is converted to the photoelectric conversion element 10.
It is stored in an equivalent capacitance component of 0 and other stray capacitance. The accumulated charges are transferred to the signal line matrix wiring section 500 by the transfer TFT 300 and read as a voltage by a signal processing section (not shown).

【0174】ここで第2の電極層は特に透明電極にして
いない。又、実施例においては、i層と第2の電極層と
の間の注入阻止層はn型であり、注入が阻止されるキャ
リアはホールである。その為、注入が阻止されるキャリ
ア1個の電荷をqとすると、この場合もq>0となる。
Here, the second electrode layer is not particularly a transparent electrode. In the embodiment, the injection-blocking layer between the i-layer and the second electrode layer is n-type, and the carriers whose injection is blocked are holes. Therefore, if the charge of one carrier whose injection is blocked is q, q> 0 also in this case.

【0175】次に本第11の実施例である光電変換装置
の駆動方法について回路図を用いて説明する。
Next, a method of driving the photoelectric conversion device according to the eleventh embodiment will be described with reference to a circuit diagram.

【0176】図31において、光電変換素子S1〜S9
は3個で1ブロックを構成し、3ブロックで光電変換素
子アレイを構成している。光電変換素子S1〜S9に対
応して各々接続されているリフレッシュ用TFT−F1
〜F9、光電変換素子S1〜S9のG電極電位を初期化
するTFT−R1〜R9及び信号電荷転送用TFT−T
1〜T9も同様である。
In FIG. 31, photoelectric conversion elements S1 to S9
, Three blocks constitute one block, and three blocks constitute a photoelectric conversion element array. Refreshing TFT-F1 connected to each of the photoelectric conversion elements S1 to S9
To F9, TFT-R1 to R9 for initializing the G electrode potential of photoelectric conversion elements S1 to S9, and TFT-T for signal charge transfer
The same applies to 1 to T9.

【0177】又、光電変換素子S1〜S9の各ブロック
内で同一順番を有する個別電極は各々転送用TFT−T
1〜T9を介して、共通線1102〜1104の一つに
接続されている。詳細に言えば、各ブロックの第1の転
送用TFT−T1,T4,T7が共通線1102に、各
ブロックの第2の転送用TFT−T2,T5,T8が共
通線1103に、そして各ブロックの第3の転送用TF
T−T3,T6,T9が共通線1104に各々接続され
ている。共通線1102〜1104は各々スイッチング
トランジスタT100〜T120を介してアンプ112
6に接続されている。
The individual electrodes having the same order in each block of the photoelectric conversion elements S1 to S9 are each provided with a transfer TFT-T.
It is connected to one of the common lines 1102 to 1104 via 1 to T9. More specifically, the first transfer TFT-T1, T4, T7 of each block is on the common line 1102, the second transfer TFT-T2, T5, T8 of each block is on the common line 1103, and Third transfer TF of
T-T3, T6, and T9 are connected to the common line 1104, respectively. The common lines 1102 to 1104 are connected to the amplifier 112 via the switching transistors T100 to T120, respectively.
6 is connected.

【0178】又、図3において、共通線1102〜11
04は各々共通コンデンサC100〜C120を介して
接地されており、且つスイッチングトランジスタCT1
〜CT3を介して接地されている。ここで、スイッチン
グトランジスタCT1〜CT3の各ゲート電極は共通に
接続され、図29で示したPaのパルスと同様のタイミ
ングでオン状態とすることにより、共通線1102〜1
104の残留電荷をGNDに放電し、電位の初期化を行
う。なお、本実施例においてリフレッシュ手段はTFT
−F1〜F9、シフトレジスタ1108、電源111
5、電源114を有し、信号検出部は図31の点線内の
検出手段、TFT−T1〜T9、シフトレジスタ110
6を含む。
In FIG. 3, common lines 1102 to 110
04 are grounded via common capacitors C100 to C120, respectively, and are connected to a switching transistor CT1.
To CT3. Here, the gate electrodes of the switching transistors CT1 to CT3 are commonly connected and turned on at the same timing as the pulse of Pa shown in FIG.
The residual charge of the transistor 104 is discharged to GND, and the potential is initialized. In this embodiment, the refresh means is a TFT.
-F1 to F9, shift register 1108, power supply 111
5. The power supply 114 is provided, and the signal detection unit is a detection unit shown in a dotted line in FIG.
6 inclusive.

【0179】次に本第11の実施例の動作を時系列的に
説明する。
Next, the operation of the eleventh embodiment will be described in chronological order.

【0180】まず、光電変換素子S1〜S9に信号光が
入射するとその強度に応じて各光電変換部100の等価
的な容量成分及び各浮遊容量に電荷が蓄積される。そし
てシフトレジスタ1106の第1の並列端子からハイレ
ベルが出力され、転送用TFT−T1〜T3がオン状態
となることで各容量成分及び各浮遊容量に蓄積されてい
た電荷が、各々共通コンデンサC100〜C120へ転
送される。続いてシフトレジスタ1107から出力され
るハイレベルがシフトして、スイッチングトランジスタ
T100〜T120が順次オン状態となる。これによっ
て共通コンデンサC100〜C120に転送された第1
ブロックの光信号がアンプ1126を通って順次読み出
される。
First, when signal light enters the photoelectric conversion elements S1 to S9, electric charges are accumulated in the equivalent capacitance component of each photoelectric conversion unit 100 and each floating capacitance according to the intensity of the signal light. When a high level is output from the first parallel terminal of the shift register 1106 and the transfer TFTs-T1 to T3 are turned on, the charges accumulated in the respective capacitance components and the respective floating capacitances are respectively transferred to the common capacitor C100. To C120. Subsequently, the high level output from the shift register 1107 shifts, and the switching transistors T100 to T120 are sequentially turned on. Thus, the first capacitors transferred to the common capacitors C100 to C120
The optical signals of the blocks are sequentially read through the amplifier 1126.

【0181】転送用TFT−T1〜T3がオフ状態にな
った後、シフトレジスタ1108の第1の並列端子から
ハイレベルが出力され、リフレッシュ用TFT−F1〜
F3がオン状態となり、光電変換素子S1〜S3のG電
極の電位が上昇する。この時、電源1115の電位VrG
は、電源114の電位VD 及び全光電変換素子S1〜S
9の最大のフラットバンド電圧VFBを用いるとVrG<V
D −VFBの関係に設定する。そして、光電変換素子S1
〜S3内のホールの一部が共通電源線1403に掃き出
される。
After the transfer TFTs T1 to T3 are turned off, a high level is output from the first parallel terminal of the shift register 1108, and the refresh TFTs T1 to T3 are turned off.
F3 is turned on, and the potential of the G electrodes of the photoelectric conversion elements S1 to S3 increases. At this time, the potential V rG of the power supply 1115
Are the potential V D of the power supply 114 and all the photoelectric conversion elements S1 to S
9, the maximum flat band voltage V FB is V rG <V
Set to the relationship of D - VFB . Then, the photoelectric conversion element S1
Some of the holes in .about.S3 are swept out to the common power supply line 1403.

【0182】次にシフトレジスタ1109の第1の並列
端子からハイレベルが出力され、リセット用TFT−R
1〜R3をオン状態にすることにより光電変換素子S1
〜S3のG電極の電位がGNDに初期化される。そして
次にPaのパルスにより共通コンデンサC100〜C1
20の電位が初期化される。共通コンデンサC100〜
C120の電位が完全に初期化された時点でシフトレジ
スタ1106がシフトし、第2の並列端子からハイレベ
ルが出力される。これにより、転送用TFT−T4〜T
6がオン状態になり、第2ブロックの光電変換素子S4
〜S6の等価的容量成分及び浮遊容量に蓄積されている
信号電荷が共通コンデンサC100〜C120へ転送さ
れる。そして第1ブロックの場合と同様にシフトレジス
タ1107のシフトにより、スイッチングトランジスタ
T100〜T120が順次オン状態となり、共通コンデ
ンサC100〜C120に蓄積されている第2ブロック
の光信号が順次読み出される。
Next, a high level is output from the first parallel terminal of the shift register 1109, and the reset TFT-R
1 to R3 are turned on so that the photoelectric conversion element S1
Are reset to GND. Then, the common capacitors C100 to C1 are supplied by the pulse of Pa.
The potential of 20 is initialized. Common capacitor C100 ~
When the potential of C120 is completely initialized, the shift register 1106 shifts, and a high level is output from the second parallel terminal. Thereby, the transfer TFTs T4 to T4
6 is turned on, and the photoelectric conversion element S4 of the second block is turned on.
The signal charges accumulated in the equivalent capacitance component and the floating capacitance of S6 to S6 are transferred to the common capacitors C100 to C120. Then, as in the case of the first block, the shifting of the shift register 1107 turns on the switching transistors T100 to T120 sequentially, and the optical signals of the second block stored in the common capacitors C100 to C120 are sequentially read.

【0183】第3のブロックの場合も同様に、電荷転送
動作と光信号の読み出し動作が行われる。
Similarly, in the case of the third block, a charge transfer operation and an optical signal read operation are performed.

【0184】このように第1ブロックから第3ブロック
までの一連の動作により、原稿の主走査方向における1
ライン分の信号を読み取ることが終了し、その読み取ら
れた信号は原稿の反射率の大小によりすなわち入射光量
の大小によりアナログ的に出力される。
As described above, by a series of operations from the first block to the third block, one operation in the main scanning direction of the original is performed.
Reading of the signal for the line is completed, and the read signal is output in an analog manner according to the magnitude of the reflectance of the document, that is, the magnitude of the incident light amount.

【0185】又、上記第10及び第11の実施例の説明
においてホールと電子を逆に構成してもよい。例えば注
入阻止層はp層でもよい。この場合上記の第10及び第
11の実施例において電圧や電界の印加する方向を逆に
し、その他の部分を同様に構成すれば上記実施例と同様
の動作結果が得られる。そのような場合は注入阻止層に
より注入が阻止されるキャリア1個の電荷qはq<0と
なる。
In the description of the tenth and eleventh embodiments, holes and electrons may be reversed. For example, the injection blocking layer may be a p-layer. In this case, in the tenth and eleventh embodiments described above, if the direction in which the voltage or the electric field is applied is reversed and the other parts are configured in the same manner, the same operation result as in the above-described embodiment can be obtained. In such a case, the charge q of one carrier whose injection is blocked by the injection blocking layer is q <0.

【0186】又、上記第11の実施例では一次元的なラ
インセンサを説明したが、ラインセンサを複数本配置す
れば二次元的なエリアセンサとなり、X線撮像装置等の
等倍読み取りを行う光電変換装置も上記実施例で示した
ブロック分割駆動を用いることにより、構成が可能とな
ることは言うまでもない。
In the eleventh embodiment, a one-dimensional line sensor has been described. However, if a plurality of line sensors are arranged, a two-dimensional area sensor can be used, and an X-ray imaging device or the like can read an image at the same magnification. It is needless to say that the photoelectric conversion device can be configured by using the block division driving described in the above embodiment.

【0187】以上説明したように第11の実施例は第1
0の実施例に加えて光電変換素子、TFT、マトリクス
信号配線部が同一膜構成の為、同一プロセスで同時に形
成することが可能な為、小型化・高歩留りが可能となり
低コストで高SN比の光電変換装置が実現できる。
As described above, the eleventh embodiment is the first embodiment.
Since the photoelectric conversion element, TFT, and matrix signal wiring portion have the same film configuration in addition to the embodiment of Example 0, they can be formed simultaneously in the same process, so that miniaturization and high yield are possible, low cost, and high SN ratio. Can be realized.

【0188】[実施例12]図33は本実施例の光電変
換装置の1ビットの概略的等価回路図であり、図34は
図33の光電変換装置を駆動する場合の例を説明するタ
イミングチャートである。
[Embodiment 12] FIG. 33 is a schematic equivalent circuit diagram of one bit of the photoelectric conversion device of this embodiment, and FIG. 34 is a timing chart for explaining an example of driving the photoelectric conversion device of FIG. It is.

【0189】図33において図28と同じ番号のものは
同じ部材を示す。図33では図28のTFT1700の
代わりにコンデンサ1200の一方の電極が光電変換部
100に電気的に接続され、コンデンサ1200の他方
の電極はリフレッシュ用パルス発生手段Pcに接続され
ている。
In FIG. 33, the same members as those in FIG. 28 indicate the same members. 33, one electrode of a capacitor 1200 is electrically connected to the photoelectric conversion unit 100 instead of the TFT 1700 of FIG. 28, and the other electrode of the capacitor 1200 is connected to the refresh pulse generating means Pc.

【0190】コンデンサ1200は光電変換部100の
リフレッシュ動作においてG電極に正の電位を与えるパ
ルス印加用容量手段として機能する。
The capacitor 1200 functions as a pulse applying capacitance means for applying a positive potential to the G electrode in the refresh operation of the photoelectric conversion unit 100.

【0191】また、1300は検出動作において信号電
荷を転送するTFTであり、1400はG電極の電位を
初期化する初期化用TFTである。また、四角の点線内
は信号検出部を表しており、IC等によって構成される
のが一般的であり、図33においては1つの例として示
している。ここで1124は読み出し用コンデンサ、1
125は読み出し用コンデンサ1124を初期化するス
イッチ素子、1126はオペアンプである。信号検出部
はこの一例に限定するものでなく電流もしくは電荷を直
接もしくは積分値で検出できればよい。例えば、信号電
荷を読み出し用コンデンサ1124に蓄積せず、電流計
等で読み出す場合は、読み出し用コンデンサ1124及
び電位初期化用スイッチ素子1125を省略できる。
Reference numeral 1300 denotes a TFT for transferring signal charges in the detection operation, and reference numeral 1400 denotes an initialization TFT for initializing the potential of the G electrode. The inside of the square dotted line represents a signal detection unit, which is generally constituted by an IC or the like, and is shown as one example in FIG. Here, 1124 is a read capacitor, 1
Reference numeral 125 denotes a switch element for initializing the read capacitor 1124, and 1126 denotes an operational amplifier. The signal detection unit is not limited to this example, and may be any device as long as it can detect current or charge directly or by an integrated value. For example, when the signal charge is not stored in the reading capacitor 1124 and read by an ammeter or the like, the reading capacitor 1124 and the potential initialization switch element 1125 can be omitted.

【0192】以下、本実施例の光電変換装置の動作の一
例を図34を用いて説明する。
Hereinafter, an example of the operation of the photoelectric conversion device of this embodiment will be described with reference to FIG.

【0193】光電変換素子のリフレッシュ動作におい
て、図34に示すようにリフレッシュ用ハイレベルパル
スPcをコンデンサ1200のG電極と対向する電極側
に加えることによって、Pcのハイレベルパルスを加え
た時のみG電極の電位が上昇するように構成している。
その為光電変換部100内に留まっていたホールはD電
極に掃き出され、光電変換部100はリフレッシュされ
る。その後、Pcのリフレッシュパルスが立ち下がると
同時にコンデンサ1200の対向電極であるG電極の電
位も瞬時に下がるため、光電変換部1100中に留まっ
ていたホールのD電極への掃き出しが終了し、光電変換
動作になる。実際には光電変換部1100には図34に
示すような正の突入電流が発生し次第に減衰していく
為、突入電流が流れた後、光電変換動作をはじめる。次
にTFT1400はPdの低電位(以下ローレベルとも
いう)パルスによりオフ状態となりG電極は直流的にオ
ープンになる。しかし実際にはコンデンサ1200の容
量及び光電変換部1100の等価的な容量成分や浮遊容
量により電位は保たれる。ここで光電変換部1100の
光信号が入射していると対応する電流がG電極から流れ
出しG電極の電位は上昇する。つまりG電極が持つ容量
に光の入射情報が電荷として蓄積される。一定の蓄積時
間後転送用TFT1300はPbのハイレベルパルスに
よりオフ状態からオン状態になり、蓄積された電荷はコ
ンデンサ1124に流れるが、この電荷は光電変換動作
で光電変換部100から流れ出た電流の積分値に比例し
た値であり、つまり光の入射の総量としてオペアンプ1
126を通して検出部により検出される。またこの転送
動作の前にはコンデンサ1124の電位はTFT112
5のPaのハイレベルパルスによりGND電位に初期化
されていることが望ましい。そして転送用TFT130
0がオフ状態になると、再びリフレッシュ用TFT17
00がPcのハイレベルパルスによりオン状態となり、
以下一連の動作が繰り返される。なお、本実施例におい
てリフレッシュ手段はコンデンサ1200,ハイレベル
パルスPcを印加する手段,及び電源114を含み、信
号検出部は図30の点線内の検出手段,TFT130
0,及びハイレベルパルスPbを印加する手段を含む。
In the refresh operation of the photoelectric conversion element, the refresh high-level pulse Pc is applied to the electrode opposite to the G electrode of the capacitor 1200 as shown in FIG. The configuration is such that the potential of the electrode rises.
Therefore, the holes remaining in the photoelectric conversion unit 100 are swept out to the D electrode, and the photoelectric conversion unit 100 is refreshed. Thereafter, at the same time as the refresh pulse of Pc falls, the potential of the G electrode, which is the opposite electrode of the capacitor 1200, also instantaneously drops. Therefore, the sweeping out of the holes remaining in the photoelectric conversion unit 1100 to the D electrode ends, and the photoelectric conversion ends. It works. Actually, since a positive rush current as shown in FIG. 34 is generated and attenuated gradually in the photoelectric conversion unit 1100, the photoelectric conversion operation starts after the rush current flows. Next, the TFT 1400 is turned off by a low potential (hereinafter, also referred to as low level) pulse of Pd, and the G electrode is opened DC. However, actually, the potential is maintained by the capacitance of the capacitor 1200 and the equivalent capacitance component and stray capacitance of the photoelectric conversion unit 1100. Here, when an optical signal of the photoelectric conversion unit 1100 is incident, a corresponding current flows from the G electrode and the potential of the G electrode rises. In other words, light incident information is accumulated as charges in the capacitance of the G electrode. After a certain accumulation time, the transfer TFT 1300 is turned from the off state to the on state by the high-level pulse of Pb, and the accumulated electric charge flows to the capacitor 1124. This electric charge is the current of the electric current flowing out of the photoelectric conversion unit 100 in the photoelectric conversion operation. It is a value proportional to the integral value, that is, the operational amplifier 1
It is detected by the detection unit through 126. Before this transfer operation, the potential of the capacitor 1124 is
It is preferable that the potential is initialized to the GND potential by a high-level pulse of 5 Pa. And the transfer TFT 130
0 is turned off, the refresh TFT 17
00 is turned on by the high level pulse of Pc,
Hereinafter, a series of operations are repeated. In this embodiment, the refreshing means includes a capacitor 1200, a means for applying a high-level pulse Pc, and a power supply 114, and the signal detecting unit is a detecting means within a dotted line in FIG.
0 and means for applying a high-level pulse Pb.

【0194】本実施例では、リフレッシュ動作において
コンデンサ1200を介して光電変換素子のG電極に正
の電位を与え信号電荷の蓄積時の正の突入電流を防いで
いる。
In the present embodiment, a positive potential is applied to the G electrode of the photoelectric conversion element via the capacitor 1200 in the refresh operation to prevent a positive rush current when signal charges are accumulated.

【0195】正の突入電流を低減する方法としてはPd
の初期化パルスの時間を長くすることが考えられるが、
その時間にも限界があり、又時間を長くすることにより
装置全体の信号読み取り時間が長くなり、装置の低速化
即ち性能ダウンを引き起こすことになる。
As a method for reducing the positive rush current, Pd
It is conceivable to lengthen the initialization pulse time of
There is a limit to the time, and if the time is increased, the signal reading time of the entire apparatus is prolonged, which causes a reduction in the speed of the apparatus, that is, a reduction in performance.

【0196】そこで、本実施例においてはリフレッシュ
動作をコンデンサで行い、且つ適当なタイミング設定を
行うことにより、例えばPcのパルスの立ち下がりか
ら、PdのG電極電位初期化パルスの立ち下がりまでを
約100μ秒で動作させると、図34に示すようにVO
として蓄積される突入電流はほぼゼロになる。よってP
dのパルスの立ち下がりから蓄積されはじめる電荷は、
ほぼすべてが光電変換部100内に入射した信号光によ
る電荷となり、その信号電圧を読み出すことによりSN
比の高い情報を得ることが可能となる。また、Pcのハ
イレベルパルス(Vres )を印加した時のG電極の電位
O(refresh)を計算する。G電極に接続されている浮遊
容量及び光電変換素子1100の等価的な容量成分の和
をCO 、コンデンサ1200の容量をCX とすると、V
O(refresh)は次式で表される。
Therefore, in this embodiment, the refresh operation is performed by the capacitor and the appropriate timing is set so that, for example, the time from the fall of the pulse of Pc to the fall of the G electrode potential initialization pulse of Pd is reduced. When operated in 100 μs, V O as shown in FIG.
And the inrush current accumulated as is approximately zero. Therefore P
The charge that starts to be accumulated from the falling edge of the pulse d is
Almost all of the charges are caused by the signal light incident on the photoelectric conversion unit 100, and the signal voltage is read out to obtain SN.
It is possible to obtain information with a high ratio. Further, the potential V O (refresh) of the G electrode when a high level pulse (V res ) of Pc is applied is calculated. If the sum of the stray capacitance connected to the G electrode and the equivalent capacitance component of the photoelectric conversion element 1100 is C O , and the capacitance of the capacitor 1200 is C X , V
O (refresh) is represented by the following equation.

【0197】 VO(refresh)={CX /(CO +CX )}×Vres よって作り込むコンデンサCX の大きさによってV
O(refresh)を自由に変えられることになり、実際に設計
する時の自由度も増す。
[0197] V O (refresh) = {C X / (C O + C X)} V by the magnitude of × V res Accordingly fabricated capacitor C X
O (refresh) can be changed freely, and the degree of freedom in actual design increases.

【0198】以上述べたことから明らかなように、コン
デンサ1200を介して光電変換素子のG電極に正の電
位を与えることで、正の突入電流がほぼ0になった状態
で信号電荷の蓄積を行うことができる。
As is apparent from the above description, by applying a positive potential to the G electrode of the photoelectric conversion element via the capacitor 1200, the accumulation of signal charges is performed in a state where the positive rush current is almost zero. It can be carried out.

【0199】ここで第2の電極層は透明電極にしていな
い。又、光電変換部100のi層と第2の電極層との間
の注入阻止層はn型であり、注入が阻止されるキャリア
はホールである。その為注入が阻止されるキャリア1個
の電荷をqとするとこの場合はq>0となる。
Here, the second electrode layer is not a transparent electrode. In addition, the injection blocking layer between the i-layer and the second electrode layer of the photoelectric conversion unit 100 is n-type, and carriers whose injection is blocked are holes. Therefore, if the charge of one carrier whose injection is blocked is defined as q, q> 0 in this case.

【0200】又、本実施例の説明においてホールと電子
を逆に構成してもよい。例えば注入阻止層はP層でもよ
い。この場合本実施例において電圧や電界の印加する方
向を逆にし、その他の部分を同様に構成すれば上記実施
例と同様の動作結果が得られる。その様な場合は注入阻
止層により注入が阻止されるキャリア1個の電荷qはq
<0となる。
In the description of this embodiment, holes and electrons may be reversed. For example, the injection blocking layer may be a P layer. In this case, if the direction in which the voltage or the electric field is applied is reversed in the present embodiment and the other parts are configured in the same manner, the same operation result as in the above-described embodiment can be obtained. In such a case, the charge q of one carrier whose injection is blocked by the injection blocking layer is q
<0.

【0201】[実施例13]図35から図37を用いて
本発明の第13の実施例を説明する。
[Thirteenth Embodiment] A thirteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0202】図35は本発明の第13の実施例を説明す
るための光電変換装置の概略的等価回路図である。但し
ここでは9個の一次元的に配置される光電変換素子を有
する光電変換素子アレイの場合を一例として取り上げ
る。図36は長尺方向に複数個の画素のある光電変換素
子部、リフレッシュ用コンデンサ部、転送用TFT部、
リセット用TFT部、配線部の組のうち、1画素分を示
す模式的平面図である。図37は1画素の断面図であ
る。なお図37は理解しやすくする為に模式的に描かれ
ており、配線部の位置は必ずしも図36と一致していな
い。またリセット用TFT部1400は図示されていな
い。又図35から図37において、図33と同一部分に
は同一符号を付している。
FIG. 35 is a schematic equivalent circuit diagram of a photoelectric conversion device for explaining a thirteenth embodiment of the present invention. However, here, a case of a photoelectric conversion element array having nine one-dimensionally arranged photoelectric conversion elements is taken as an example. FIG. 36 shows a photoelectric conversion element portion having a plurality of pixels in a longitudinal direction, a refresh capacitor portion, a transfer TFT portion,
FIG. 3 is a schematic plan view showing one pixel of a set of a reset TFT portion and a wiring portion. FIG. 37 is a cross-sectional view of one pixel. Note that FIG. 37 is schematically drawn for easy understanding, and the position of the wiring portion does not always match FIG. The reset TFT section 1400 is not shown. 35 to 37, the same parts as those in FIG. 33 are denoted by the same reference numerals.

【0203】図36において、光電変換部100は基板
側からの光に対する遮光膜を兼ねた下部電極層2を有す
る。基板側から照射された光は採光用窓17を通して図
面に対して垂直な上方に位置する原稿面(不図示)で反
射し、その反射光が光電変換部100に入射する。ここ
で発生したキャリアによる光電流は光電変換部100の
等価的な容量成分及びその他の浮遊容量に蓄積される。
蓄積された電荷は転送用TFT1300により信号線用
マトリクス配線部1500へ転送され、信号処理部(不
図示)により電圧として読み取られる。
In FIG. 36, the photoelectric conversion unit 100 has a lower electrode layer 2 which also functions as a light shielding film for light from the substrate side. Light emitted from the substrate side is reflected by an original surface (not shown) positioned vertically above the drawing through the lighting window 17, and the reflected light enters the photoelectric conversion unit 100. The photocurrent generated by the carriers generated here is accumulated in the equivalent capacitance component of the photoelectric conversion unit 100 and other stray capacitance.
The accumulated charges are transferred to the signal line matrix wiring section 1500 by the transfer TFT 1300 and read as a voltage by a signal processing section (not shown).

【0204】図37において各部の層構成を簡単に説明
する。
Referring to FIG. 37, the layer structure of each part will be briefly described.

【0205】図中100は光電変換部、1200はリフ
レッシュ用コンデンサ、1300は転送用TFT、15
00は配線部であり、これらは第1の電極層2−1,2
−2,2−3,2−4、絶縁層70、i層4、n層5、
第2の電極層6−1,6−2,6−3,6−4からなる
全5層の共通層の構成をしている。ここで第2の電極層
は特に透明電極にしていない。
In the figure, 100 is a photoelectric conversion unit, 1200 is a refresh capacitor, 1300 is a transfer TFT, 15
Reference numeral 00 denotes a wiring portion, and these are the first electrode layers 2-1 and 2-1.
−2, 2-3, 2-4, insulating layer 70, i-layer 4, n-layer 5,
It has a configuration of a total of five common layers including the second electrode layers 6-1, 6-2, 6-3, and 6-4. Here, the second electrode layer is not particularly a transparent electrode.

【0206】また本実施例においても、光電変換部10
0は第1実施例と同一の構造をしているので、i層4と
第2の電極層6−1との間の注入阻止層はn型であり、
注入が阻止されるキャリアはホールである。その為、注
入が阻止されるキャリア1個の電荷をqとすると、この
場合もq>0となる。
Also in this embodiment, the photoelectric conversion unit 10
0 has the same structure as in the first embodiment, so that the injection blocking layer between the i-layer 4 and the second electrode layer 6-1 is n-type,
The carriers whose injection is blocked are holes. Therefore, if the charge of one carrier whose injection is blocked is q, q> 0 also in this case.

【0207】次に本実施例の光電変換装置の駆動方法に
ついて図35を用いて説明する。
Next, a method for driving the photoelectric conversion device of this embodiment will be described with reference to FIG.

【0208】図35において、光電変換素子S1〜S9
は3個で1ブロックを構成し、3ブロックで光電変換素
子アレイを構成している。光電変換素子S1〜S9に対
応して各々接続しているリフレッシュ用コンデンサC1
〜C9、光電変換素子S1〜S9のG電極電位を初期化
するTFT−R1〜R9及び信号電荷転送用TFT−T
1〜T9も同様である。
In FIG. 35, photoelectric conversion elements S1 to S9
, Three blocks constitute one block, and three blocks constitute a photoelectric conversion element array. Refresh capacitors C1 connected to the photoelectric conversion elements S1 to S9, respectively.
To C9, the TFT-R1 to R9 for initializing the G electrode potential of the photoelectric conversion elements S1 to S9, and the signal charge transfer TFT-T
The same applies to 1 to T9.

【0209】又、光電変換素子S1〜S9の各ブロック
内で同一順番を有する個別電極は各々転送用TFT−T
1〜T9を介して、共通線1102〜1104の一つに
接続されている。詳細に言えば、各ブロックの第1の転
送用TFT−T1,T4,T7が共通線1102に、各
ブロックの第2の転送用TFT−T2,T5,T8が共
通線1103に、そして各ブロックの第3の転送用TF
T−T3,T6,T9が共通線1104に各々接続され
ている。共通線1102〜1104は各々スイッチング
トランジスタT100〜T120を介してアンプ112
6に接続されている。
In each of the blocks of the photoelectric conversion elements S1 to S9, the individual electrodes having the same order are each provided with a transfer TFT-T.
It is connected to one of the common lines 1102 to 1104 via 1 to T9. More specifically, the first transfer TFT-T1, T4, T7 of each block is on the common line 1102, the second transfer TFT-T2, T5, T8 of each block is on the common line 1103, and Third transfer TF of
T-T3, T6, and T9 are connected to the common line 1104, respectively. The common lines 1102 to 1104 are connected to the amplifier 112 via the switching transistors T100 to T120, respectively.
6 is connected.

【0210】又、図35において、共通線1102〜1
104は各々共通コンデンサC100〜C120を介し
て接地されており、且つスイッチングトランジスタCT
1〜CT3を介して接地されている。ここで、スイッチ
ングトランジスタCT1〜CT3の各ゲート電極は共通
に接続され、図34で示したPaのパルスと同様のタイ
ミングでオン状態とすることにより、共通線1102〜
1104の残留電荷をGNDに放電し、電位の初期化を
行う。
In FIG. 35, common lines 1102-1
104 are grounded via common capacitors C100 to C120, respectively, and the switching transistor CT
1 to CT3. Here, the gate electrodes of the switching transistors CT1 to CT3 are commonly connected, and turned on at the same timing as the pulse of Pa shown in FIG.
The residual charge of 1104 is discharged to GND, and the potential is initialized.

【0211】なお、本実施例においてリフレッシュ手段
はコンデンサC1〜C9、シフトレジスタ1108、及
び電源1114を含み、信号検出部は図35中の点線内
の検出手段、TFT−T1〜T9、及びシフトレジスタ
1106を含む。
In this embodiment, the refreshing means includes capacitors C1 to C9, a shift register 1108, and a power supply 1114, and the signal detecting section includes a detecting means within a dotted line in FIG. 35, TFT-T1 to T9, and a shift register. 1106.

【0212】次に本実施例の動作を時系列的に説明す
る。
Next, the operation of this embodiment will be described in chronological order.

【0213】まず、光電変換素子S1〜S9に信号光が
入射するとその強度に応じて電源114からリフレッシ
ュ用コンデンサC1〜C9及び各光電変換部100の等
価的な容量成分及び各浮遊容量に電荷が蓄積される。そ
してシフトレジスタ1106の第1の並列端子からハイ
レベルが出力され、転送用TFT−T1〜T3がオン状
態となることでリフレッシュ用コンデンサC1〜C3及
び各容量成分及び各浮遊容量に蓄積されていた電荷が、
各々共通コンデンサC100〜C120へ転送される。
続いてシフトレジスタ1107から出力されるハイレベ
ルがシフトして、スイッチングトランジスタT100〜
T120が順次オン状態となる。これによって共通コン
デンサC100〜C120に転送された第1ブロックの
光信号がアンプ1126を通って順次読み出される。
First, when signal light is incident on the photoelectric conversion elements S1 to S9, charges are supplied from the power supply 114 to the refresh capacitors C1 to C9 and the equivalent capacitance components of the photoelectric conversion units 100 and the respective floating capacitances according to the intensity of the signal light. Stored. Then, a high level is output from the first parallel terminal of the shift register 1106, and the transfer TFTs-T1 to T3 are turned on, so that the transfer TFTs-T1 to T3 are accumulated in the refresh capacitors C1 to C3, the respective capacitance components, and the respective floating capacitances. Charge
Each is transferred to the common capacitors C100 to C120.
Subsequently, the high level output from the shift register 1107 shifts, and the switching transistors T100 to
T120 is sequentially turned on. Thereby, the optical signals of the first block transferred to the common capacitors C100 to C120 are sequentially read out through the amplifier 1126.

【0214】転送用TFT−T1〜T3がオフ状態にな
った後、シフトレジスタ1108の第1の並列端子から
ハイレベルが出力され、リフレッシュ用コンデンサC1
〜C3の両端の電位が上昇する。そして光電変換素子S
1〜S3内のホールが共通電源線1403に掃き出され
る。
After the transfer TFTs T1 to T3 are turned off, a high level is output from the first parallel terminal of the shift register 1108, and the refresh capacitor C1 is output.
The potential at both ends of C3 increases. And the photoelectric conversion element S
Holes in 1 to S3 are swept out to the common power supply line 1403.

【0215】次にシフトレジスタ1109の第1の並列
端子からハイレベルが出力されリセット用TFT−R1
〜R3をオン状態にすることにより光電変換素子S1〜
S2のG電極の電位がGNDに初期化される。そして次
にPaのパルスにより共通コンデンサC100〜C12
0の電位が初期化される。共通コンデンサC100〜C
120の電位が完全に初期化された時点でシフトレジス
タ1106がシフトし、第2の並列端子からハイレベル
が出力される。これにより、転送用TFT−T4〜T6
がオン状態になり、第2ブロックのリフレッシュ用コン
デンサC4〜C6及び浮遊容量及びセンサの等価的容量
に蓄積されている信号電荷が共通コンデンサC100〜
C120へ転送される。そして第1ブロックの場合と同
様にシフトレジスタ1107のシフトにより、スイッチ
ングトランジスタT100〜T120が順次オン状態と
なり、共通コンデンサC100〜C120に蓄積されて
いる第2ブロックの光信号が順次読み出される。
Next, a high level is output from the first parallel terminal of the shift register 1109, and the reset TFT-R1 is output.
RR3 are turned on, the photoelectric conversion elements S1S
The potential of the G electrode in S2 is initialized to GND. Then, the common capacitors C100 to C12 are supplied by the pulse of Pa.
The potential of 0 is initialized. Common capacitors C100 to C
When the potential of 120 is completely initialized, the shift register 1106 shifts, and a high level is output from the second parallel terminal. Thereby, the transfer TFT-T4 to T6
Is turned on, and the signal charges accumulated in the refresh capacitors C4 to C6 of the second block and the stray capacitance and the equivalent capacitance of the sensor are transferred to the common capacitors C100 to C100.
Transferred to C120. Then, as in the case of the first block, the shifting of the shift register 1107 turns on the switching transistors T100 to T120 sequentially, and the optical signals of the second block stored in the common capacitors C100 to C120 are sequentially read.

【0216】第3ブロックの場合も同様に、電荷転送動
作と光信号の読み出し動作が行われる。
Similarly, in the case of the third block, a charge transfer operation and an optical signal read operation are performed.

【0217】このように第1ブロックから第3ブロック
までの一連の動作により、原稿の主走査方向における1
ライン分の信号を読み取ることが終了し、その読み取ら
れた信号は原稿の反射率の大小によりアナログ的に出力
される。
As described above, by a series of operations from the first block to the third block, one operation in the main scanning direction of the original is performed.
The reading of the signal for the line is completed, and the read signal is output in an analog manner according to the magnitude of the reflectance of the document.

【0218】上記本実施例において図37で説明したよ
うに、光電変換素子、リフレッシュ用コンデンサ、転送
用TFT、リセット用TFT、マトリクス信号配線部
が、第1の電極層、絶縁層、i層、n層、第2の電極層
を有する全5層の共通層の構成を有しているが、必ずし
も全ての素子部が同一な層構成である必要はなく、少な
くとも光電変換素子がこの構造(MIS構造)であり、
他の素子部は各素子としての機能を備える層構成であれ
ば十分である。しかしながら同一の層構成は歩留りの向
上、低コスト化のために都合がよい。
As described with reference to FIG. 37 in the present embodiment, the photoelectric conversion element, the refresh capacitor, the transfer TFT, the reset TFT, and the matrix signal wiring portion are composed of the first electrode layer, the insulating layer, the i-layer, Although a common layer configuration of all five layers including an n-layer and a second electrode layer is provided, it is not necessary that all element portions have the same layer configuration, and at least the photoelectric conversion element has this configuration (MIS Structure)
It is sufficient for the other element portions to have a layer configuration having a function as each element. However, the same layer configuration is convenient for improving the yield and reducing the cost.

【0219】又、上記の本実施例の説明においてホール
と電子を逆に構成してもよい。例えば注入阻止層はP層
でもよい。この場合上記の本実施例において電圧や電界
の印加する方向を逆にし、その他の部分を同様に構成す
れば上記実施例1と同様の動作結果が得られる。そのよ
うな場合は注入阻止層により注入が阻止されるキャリア
1個の電荷qはq<0となる。
In the above description of the present embodiment, holes and electrons may be reversed. For example, the injection blocking layer may be a P layer. In this case, the same operation result as in the first embodiment can be obtained by reversing the direction in which the voltage or the electric field is applied in the above-described embodiment and configuring the other parts in the same manner. In such a case, the charge q of one carrier whose injection is blocked by the injection blocking layer is q <0.

【0220】又、上記本実施例では一次元的なラインセ
ンサを説明したが、ラインセンサを複数本配置すれば2
次元的なエリアセンサとなり、X線撮像装置等の等倍読
み取りを行う光電変換装置も上記実施例で示したブロッ
ク分割駆動を用いることにより、構成が可能となること
は言うまでもない。
Further, in this embodiment, a one-dimensional line sensor has been described.
It goes without saying that a photoelectric conversion device that becomes a dimensional area sensor and performs an equal-magnification reading, such as an X-ray imaging device, can be configured by using the block division driving described in the above embodiment.

【0221】以上説明したように本実施例は光電変換素
子、TFT、マトリクス信号配線部が同一膜構成の為、
同一プロセスで同時に形成することが可能な為、小型化
・高歩留りが可能となり低コストで高SN比の光電変換
装置が実現できる。
As described above, in this embodiment, since the photoelectric conversion element, TFT, and matrix signal wiring portion have the same film configuration,
Since they can be formed simultaneously in the same process, miniaturization and high yield can be achieved, and a photoelectric conversion device with low cost and high SN ratio can be realized.

【0222】以上の説明から明らかな様に、本実施例の
光電変換素子は実施例で示したものに限定するものでは
ない。つまり第1の電極層、ホール及び電子の移動を阻
止する絶縁層、光電変換半導体層、第2の電極層があ
り、第2の電極層と光電変換半導体層の間に光電変換半
導体層へのホールの注入が阻止する注入阻止層があれば
よい。さらに光電変換半導体層は光が入射して電子、ホ
ール対を発生する光電変換機能を持っていればよい。層
構成も一層でなく多層で構成してもよく、また連続的に
特性が変化していてもよい。
As is clear from the above description, the photoelectric conversion element of this embodiment is not limited to the one shown in the embodiment. That is, there are a first electrode layer, an insulating layer for preventing movement of holes and electrons, a photoelectric conversion semiconductor layer, and a second electrode layer, and between the second electrode layer and the photoelectric conversion semiconductor layer, What is necessary is just to have an injection blocking layer that blocks injection of holes. Further, the photoelectric conversion semiconductor layer may have a photoelectric conversion function of generating a pair of electrons and holes upon incidence of light. The layer configuration may be not a single layer but a multilayer, and the characteristics may be continuously changed.

【0223】同様にTFTにおいてもゲート電極、ゲー
ト絶縁膜、チャネル形成が可能な半導体層、オーミック
コンタクト層、主電極があればよい。例えばオーミック
コンタクト層はp層でもよく、この場合ゲート電極の制
御の電圧を逆にしてホールをキャリアとして使用すれば
よい。
Similarly, a TFT only needs to have a gate electrode, a gate insulating film, a semiconductor layer capable of forming a channel, an ohmic contact layer, and a main electrode. For example, the ohmic contact layer may be a p-layer. In this case, the holes may be used as carriers by reversing the control voltage of the gate electrode.

【0224】また同様に、コンデンサにおいても下部電
極層、絶縁層を含んだ中間層、及び上部電極層があれば
よく、例えば光電変換素子やTFTと特別分離しなくと
も各素子の電極部と兼用した構成でもよい。
Similarly, a capacitor only needs to have a lower electrode layer, an intermediate layer including an insulating layer, and an upper electrode layer. For example, the capacitor can also be used as an electrode portion of each element without special separation from a photoelectric conversion element or a TFT. The configuration may be as follows.

【0225】またさらに絶縁基板も全て絶縁物である必
要はなく、導体もしくは半導体上に絶縁物が堆積された
ものでもよい。
Further, the insulating substrate does not need to be entirely an insulator, and may be a conductor or a semiconductor on which an insulator is deposited.

【0226】また光電変換素子そのものに電荷を蓄える
機能もあるため特別なコンデンサ無しである一定期間の
光情報の積分値を得ることもできる。
Further, since the photoelectric conversion element itself has a function of storing electric charge, an integrated value of optical information can be obtained for a certain period without a special capacitor.

【0227】[実施例14]実施例13で説明した図3
3に示される概略的等価図の光電変換装置は図38に示
されるタイミングチャートに示されるタイミングで駆動
することができる。
[Embodiment 14] FIG. 3 described in Embodiment 13
The photoelectric conversion device of the schematic equivalent diagram shown in FIG. 3 can be driven at the timing shown in the timing chart shown in FIG.

【0228】以下、本実施例である光電変換装置の動作
を図38を用いて説明する。
The operation of the photoelectric conversion device according to this embodiment will be described below with reference to FIG.

【0229】光電変換素子のリフレッシュ動作におい
て、図38に示すようにリフレッシュ用ハイレベルパル
スPcをコンデンサ1200のG電極と対向する電極側
に加えることによって、Pcのハイレベルパルスを加え
た時のみG電極の電位が上昇するように構成している。
その為光電変換部100内に留まっていたホールはD電
極に掃き出され、光電変換部100はリフレッシュされ
る。
In the refresh operation of the photoelectric conversion element, a refresh high-level pulse Pc is applied to the electrode of the capacitor 1200 opposite to the G electrode as shown in FIG. The configuration is such that the potential of the electrode rises.
Therefore, the holes remaining in the photoelectric conversion unit 100 are swept out to the D electrode, and the photoelectric conversion unit 100 is refreshed.

【0230】その後、Pcのリフレッシュパルスが立ち
下がると同時にコンデンサ1200の対向電極であるG
電極の電位も瞬時に下がるため、光電変換部100中に
留まっていたホールのD電極への掃き出しが終了し、光
電変換動作になる。実際には光電変換部100には図3
8に示すような正の突入電流が発生し次第に減衰してい
く為、突入電流が流れた後、光電変換動作をはじめる。
Then, at the same time when the refresh pulse of Pc falls, the counter electrode G of the capacitor 1200 is turned off.
Since the potential of the electrode also instantaneously drops, the sweeping out of the holes remaining in the photoelectric conversion unit 100 to the D electrode ends, and the photoelectric conversion operation starts. Actually, the photoelectric conversion unit 100 includes FIG.
Since the positive inrush current as shown in FIG. 8 is gradually attenuated, the photoelectric conversion operation starts after the inrush current flows.

【0231】次にTFT1400はPdの低電位(以下
ローレベルともいう)パルスによりオフ状態となりG電
極は直流的にオープンになる。しかし実際にはコンデン
サ1200の容量及び光電変換部100の等価的な容量
成分や浮遊容量により電位は保たれる。ここで光電変換
部100の光信号が入射していると対応する電流がG電
極から流れ出しG電極の電位は上昇する。
Next, the TFT 1400 is turned off by a low potential (hereinafter also referred to as low level) pulse of Pd, and the G electrode is opened DC. However, actually, the potential is maintained by the capacitance of the capacitor 1200 and the equivalent capacitance component and the stray capacitance of the photoelectric conversion unit 100. Here, when an optical signal of the photoelectric conversion unit 100 is incident, a corresponding current flows from the G electrode and the potential of the G electrode rises.

【0232】つまりG電極が持つ容量に光の入射情報が
電荷として蓄積される。一定の蓄積時間後転送用TFT
1300はPbのハイレベルパルスによりオフ状態から
オン状態になり、蓄積された電荷はコンデンサ1124
に流れるが、この電荷は光電変換動作で光電変換部10
0から流れ出た電流の積分値に比例した値であり、つま
り光の入射の総量としてオペアンプ1126を通して検
出部により検出される。またこの転送動作の前にはコン
デンサ1124の電位はTFT1125のPaのハイレ
ベルパルスによりGND電位に初期化されていることが
望ましい。
That is, light incident information is accumulated as charges in the capacitance of the G electrode. TFT for transfer after a certain storage time
1300 is turned on from the off state by the high level pulse of Pb, and the accumulated electric charge is stored in the capacitor 1124.
However, this charge is transferred to the photoelectric conversion unit 10 by the photoelectric conversion operation.
It is a value proportional to the integral value of the current flowing from 0, that is, detected by the detection unit through the operational amplifier 1126 as the total amount of incident light. Before this transfer operation, it is desirable that the potential of the capacitor 1124 is initialized to the GND potential by the high-level pulse of Pa of the TFT 1125.

【0233】そして転送用TFT1300がオフ状態に
なると、再びリフレッシュ用TFT1700がPcのハ
イレベルパルスによりオン状態となり、以下一連の動作
が繰り返される。なお、本実施例においてリフレッシュ
手段はコンデンサ1200、ハイレベルパルスPcを印
加する手段、及び電源114を含み、信号検出部は図3
3中の点線内の検出手段、TFT1300、及びハイレ
ベルパルスPbを印加する手段を含んでよい。
When the transfer TFT 1300 is turned off, the refresh TFT 1700 is turned on again by the high-level pulse of Pc, and a series of operations is repeated thereafter. In the present embodiment, the refreshing means includes a capacitor 1200, a means for applying a high-level pulse Pc, and a power supply 114, and the signal detecting unit is the one shown in FIG.
3 may include a detection unit within a dotted line, a TFT 1300, and a unit for applying a high-level pulse Pb.

【0234】本実施例では、リフレッシュ動作において
コンデンサ1200を介して光電変換素子のG電極に正
の電位を与え、そしてその正の電位を所定の電位より小
さい電位とすることで図38のIS において実線で示さ
れるごとくにない信号電荷の蓄積時の正の突入電流を防
いでいる。(尚、所定の電位より大きいと破線のごとく
になる。) 正の突入電流を低減する方法としてはPdの初期化パル
スの時間を長くすることが考えられるが、その時間にも
限界があり、又時間を長くすることにより装置全体の信
号読み取り時間が長くなり、装置の低速化即ち性能ダウ
ンを引き起こすことになる。
In this embodiment, in the refresh operation, a positive potential is applied to the G electrode of the photoelectric conversion element via the capacitor 1200, and the positive potential is set to a potential lower than a predetermined potential, so that the I S shown in FIG. 5 prevents a positive inrush current at the time of accumulating signal charges as indicated by a solid line. (Note that when the potential is higher than a predetermined potential, the broken line looks like a broken line.) As a method of reducing the positive rush current, it is conceivable to lengthen the time of the Pd initialization pulse. Increasing the time lengthens the signal reading time of the entire apparatus, which causes a reduction in the speed of the apparatus, that is, a reduction in performance.

【0235】そこで、本発明においてはリフレッシュ動
作をコンデンサで行い、且つ適当なタイミング設定を行
うことにより、例えばPcのパルスの立ち下がりから、
PdのG電極電位初期化パルスの立ち下がりまでを約1
00μ秒で動作させると、図38に示すようにVO とし
て蓄積される突入電流はほぼゼロになる。よってPdの
パルスの立ち下がりから蓄積されはじめる電荷は、ほぼ
すべてが光電変換部100内に入射した信号光による電
荷となり、その信号電圧を読み出すことによりSN比の
高い情報を得ることが可能となる。また、Pcのハイレ
ベルパルス(V res )を印加した時のG電極の電位V
O(refresh)を計算する。G電極に接続されている浮遊容
量及び光電変換部100の等価的な容量成分の和を
O 、コンデンサ1200の容量をCX とすると、V
O(refresh)は次式で表される。
Therefore, in the present invention, the refresh operation is performed.
Operation with a capacitor and appropriate timing settings.
Thus, for example, from the falling edge of the Pc pulse,
It takes about 1 to the fall of the Pd G electrode potential initialization pulse.
When the operation is performed in 00 μsec, as shown in FIG.Oage
The inrush current that is accumulated is almost zero. Therefore Pd
The charge that starts to accumulate from the falling edge of the pulse is almost
All of them are caused by the signal light that has entered the photoelectric conversion unit 100.
And read the signal voltage to obtain the S / N ratio.
It is possible to obtain high information. In addition, Pc
Bell pulse (V res ) Is applied, the potential V of the G electrode
O (refresh)Is calculated. Floating volume connected to G electrode
And the sum of the equivalent capacitance component of the photoelectric conversion unit 100
CO, The capacitance of the capacitor 1200 is CXThen V
O (refresh)Is represented by the following equation.

【0236】 VO(refresh)={CX /(CO +CX )}×Vres よって作り込むコンデンサCX の大きさによってV
O(refresh)を自由に変えられることになり、実際に設計
する時の自由度も増す。
[0236] V O (refresh) = {C X / (C O + C X)} V by the magnitude of × V res Accordingly fabricated capacitor C X
O (refresh) can be changed freely, and the degree of freedom in actual design increases.

【0237】以上述べたことから明らかなように、コン
デンサ1200を介して光電変換素子のG電極に正の電
位を与えることで、正の突入電流がほぼ0になった状態
で信号電荷の蓄積を行うことができるが、さらにコンデ
ンサ1200を介して光電変換素子のG電極に与える電
位を調整することで正の突入電流の値を小さくし、減衰
時間を短くすることができる。
As is apparent from the above description, by applying a positive potential to the G electrode of the photoelectric conversion element via the capacitor 1200, the accumulation of signal charges is performed in a state where the positive rush current is almost zero. However, by adjusting the potential applied to the G electrode of the photoelectric conversion element via the capacitor 1200, the value of the positive rush current can be reduced, and the decay time can be shortened.

【0238】リフレッシュ動作における光電変換素子の
D電極及びG電極の電位については、実施例9中におい
て図24乃至図27を用いて詳細に説明したのでここで
の説明については省略する。
The potentials of the D electrode and the G electrode of the photoelectric conversion element in the refresh operation have been described in detail in Embodiment 9 with reference to FIGS. 24 to 27, and will not be described here.

【0239】本実施例では以下の条件で駆動することで
優れた特性を得ている。
In this embodiment, excellent characteristics are obtained by driving under the following conditions.

【0240】光電変換部100のリフレッシュ動作にお
いてG電極の正の電位を与える電源1115の電位VrG
が、D電極に正の電位を与える電源114の電位VD
比べて低くするのである。詳細にいえば、光電変換部1
00には、i層のエネルギーバンドをフラットにする為
にG電極に印加するフラットバンド電圧(VFB)が存在
するので実際には、VrG<VD −VFBの状態で駆動する
のである。
In the refresh operation of the photoelectric conversion unit 100, the potential V rG of the power supply 1115 for giving the positive potential of the G electrode.
There is to lower than the potential V D of the power supply 114 to provide a positive potential to the D electrode. More specifically, the photoelectric conversion unit 1
Since 00 has a flat band voltage (V FB ) applied to the G electrode in order to flatten the energy band of the i-layer, it is actually driven in a state of V rG <V D −V FB. .

【0241】具体的な動作については実施例10におい
て図29及び図30で詳細に説明してあるのでここでの
説明は省略する。
The specific operation has been described in detail with reference to FIGS. 29 and 30 in the tenth embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0242】本実施例においては、i層4と絶縁層70
の界面欠陥に電子が存在することはほとんどない為、電
子の出入りに長い時間を費すことがなくなり、結果的に
ノイズ成分となる突入電流を大きく削減することが可能
となる。
In this embodiment, the i-layer 4 and the insulating layer 70
Since almost no electrons are present at the interface defect, a long time is not spent for the ingress and egress of electrons, and as a result, the rush current which is a noise component can be greatly reduced.

【0243】コンデンサ1200の容量をCX 、G電極
に接続されている浮遊容量と光電変換部100の等価的
な容量成分の和をCO 、及びPcのハイレベルパルスV
resとするとリフレッシュ時のG電極電位はVrGは VrG=VO(refresh)={CX /(CO +CX )}×V
res となるのであり、{CX /(CO +CX )}×Vres
値がVD −VFBより小さい条件で駆動すれば上記の効果
を得ることができ、図38で示したVrG=VO(re fresh)
≧(VD−VFB)の条件で得られるVOよりも、更に蓄積
された突入電流を減らすことができるのである。
The capacitance of the capacitor 1200 is C X , the sum of the stray capacitance connected to the G electrode and the equivalent capacitance component of the photoelectric conversion unit 100 is C O , and the high-level pulse V of Pc.
res to the G electrode potential during refresh V rG is V rG = V O (refresh) = {C X / (C O + C X)} × V
The above effect can be obtained by driving under the condition that the value of {C X / (C O + C X )} × V res is smaller than V D −V FB , and Vs shown in FIG. 38 can be obtained. rG = V O (re fresh)
The accumulated inrush current can be further reduced as compared with V O obtained under the condition of ≧ (V D −V FB ).

【0244】ここで第2の電極層は透明電極にしていな
い。又、光電変換部100のi層と第2の電極層との間
の注入阻止層はn型であり、注入が阻止されるキャリア
はホールである。その為注入が阻止されるキャリア1個
の電荷をqとするとこの場合はq>0となる。
Here, the second electrode layer is not a transparent electrode. In addition, the injection blocking layer between the i-layer and the second electrode layer of the photoelectric conversion unit 100 is n-type, and carriers whose injection is blocked are holes. Therefore, if the charge of one carrier whose injection is blocked is defined as q, q> 0 in this case.

【0245】又、本実施例の説明においてホールと電子
を逆に構成してもよい。例えば注入阻止層はP層でもよ
い。この場合本実施例において電圧や電界の印加する方
向を逆にし、その他の部分を同様に構成すれば上記実施
例と同様の動作結果が得られる。その様な場合は注入阻
止層により注入が阻止されるキャリア1個の電荷qはq
<0となる。
In the description of this embodiment, holes and electrons may be reversed. For example, the injection blocking layer may be a P layer. In this case, if the direction in which the voltage or the electric field is applied is reversed in the present embodiment, and the other portions are configured in the same manner, the same operation result as in the above embodiment can be obtained. In such a case, the charge q of one carrier whose injection is blocked by the injection blocking layer is q
<0.

【0246】[実施例15]実施例13において説明し
た光電変換装置を用い、別の駆動を行なった例を説明す
る。
[Embodiment 15] An example in which another drive is performed using the photoelectric conversion device described in Embodiment 13 will be described.

【0247】本実施例の動作を時系列的に説明する。The operation of this embodiment will be described in time series.

【0248】まず、光電変換素子S1〜S9に信号光が
入射するとその強度に応じて電源114からリフレッシ
ュ用コンデンサC1〜C9及び各光電変換部100の等
価的な容量成分及び各浮遊容量に電荷が蓄積される。そ
してシフトレジスタ1106の第1の並列端子からハイ
レベルが出力され、転送用TFT−T1〜T3がオン状
態となることでリフレッシュ用コンデンサC1〜C3及
び各容量成分及び各浮遊容量に蓄積されていた電荷が、
各々共通コンデンサC100〜C120へ転送される。
続いてシフトレジスタ1107から出力されるハイレベ
ルがシフトして、スイッチングトランジスタT100〜
T120が順次オン状態となる。これによって共通コン
デンサC100〜C120に転送された第1ブロックの
光信号がアンプ1126を通って順次読み出される。
First, when signal light is incident on the photoelectric conversion elements S1 to S9, charges are supplied from the power supply 114 to the refresh capacitors C1 to C9 and the equivalent capacitance components of the photoelectric conversion units 100 and the respective floating capacitances according to the intensity of the signal light. Stored. Then, a high level is output from the first parallel terminal of the shift register 1106, and the transfer TFTs-T1 to T3 are turned on, so that the transfer TFTs-T1 to T3 are accumulated in the refresh capacitors C1 to C3, the respective capacitance components, and the respective floating capacitances. Charge
Each is transferred to the common capacitors C100 to C120.
Subsequently, the high level output from the shift register 1107 shifts, and the switching transistors T100 to
T120 is sequentially turned on. Thereby, the optical signals of the first block transferred to the common capacitors C100 to C120 are sequentially read out through the amplifier 1126.

【0249】転送用TFT−T1〜T3がオフ状態にな
った後、シフトレジスタ1108の第1の並列端子から
ハイレベルが出力され、リフレッシュ用コンデンサC1
〜C3の両端の電位が上昇する。そしてこの時の光電変
換素子S1〜S3のD電極及びG電極の電位は第1の実
施例で説明した条件が用いられる。即ち、リフレッシュ
動作時のD電極電位を各々VD1〜VD3、G電極電位を各
々VrG1 〜VrG3 、各光電変換素子のフラットバンド電
圧をVFB1 〜VFB3 とすると VrG1 <VD1−VFB1 、VrG2 <VD2−VFB2 、VrG3
<VD3−VFB3 となる。そして光電変換素子S1〜S3内のホールが共
通電源線1403に掃き出される。
After the transfer TFTs-T1 to T3 are turned off, a high level is output from the first parallel terminal of the shift register 1108 and the refresh capacitor C1 is output.
The potential at both ends of C3 increases. At this time, the conditions described in the first embodiment are used for the potentials of the D electrode and the G electrode of the photoelectric conversion elements S1 to S3. That is, assuming that the D electrode potential during the refresh operation is V D1 to V D3 , the G electrode potential is V rG1 to V rG3 , and the flat band voltage of each photoelectric conversion element is V FB1 to V FB3 , V rG1 <V D1 − V FB1 , V rG2 <V D2 −V FB2 , V rG3
<V D3 −V FB3 . Then, holes in the photoelectric conversion elements S1 to S3 are swept out to the common power supply line 1403.

【0250】次にシフトレジスタ1109の第1の並列
端子からハイレベルが出力されリセット用TFT−R1
〜R3をオン状態とすることにより光電変換素子S1〜
S2のG電極の電位がGNDに初期化される。そして次
にPaのパルスにより共通コンデンサC100〜C12
0の電位が初期化される。共通コンデンサC100〜C
120の電位が完全に初期化された時点でシフトレジス
タ1106がシフトし、第2の並列端子からハイレベル
が出力される。これにより、転送用TFT−T4〜T6
がオン状態になり、第2ブロックのリフレッシュ用コン
デンサC4〜C6及び浮遊容量及びセンサの等価的容量
に蓄積されている信号電荷が共通コンデンサC100〜
C120へ転送される。そして第1ブロックの場合と同
様にシフトレジスタ1107のシフトにより、スイッチ
ングトランジスタT100〜T120が順次オン状態と
なり、共通コンデンサC100〜C120に蓄積されて
いる第2ブロックの光信号が順次読み出される。リフレ
ッシュ動作時の光電変換素子S4〜S6の両電極電位の
条件は光電変換素子S1〜S3と同様である。
Next, a high level is output from the first parallel terminal of the shift register 1109, and the reset TFT-R1 is output.
To R3 are turned on, the photoelectric conversion elements S1 to S3 are turned on.
The potential of the G electrode in S2 is initialized to GND. Then, the common capacitors C100 to C12 are supplied by the pulse of Pa.
The potential of 0 is initialized. Common capacitors C100 to C
When the potential of 120 is completely initialized, the shift register 1106 shifts, and a high level is output from the second parallel terminal. Thereby, the transfer TFT-T4 to T6
Is turned on, and the signal charges accumulated in the refresh capacitors C4 to C6 of the second block and the stray capacitance and the equivalent capacitance of the sensor are transferred to the common capacitors C100 to C100.
Transferred to C120. As in the case of the first block, the switching transistors 1100 to T120 are sequentially turned on by the shift of the shift register 1107, and the optical signals of the second block stored in the common capacitors C100 to C120 are sequentially read. The conditions of the potentials of both electrodes of the photoelectric conversion elements S4 to S6 during the refresh operation are the same as those of the photoelectric conversion elements S1 to S3.

【0251】第3ブロックの場合も同様に、電荷転送動
作と光信号の読み出し動作が行われる。
Similarly, in the case of the third block, a charge transfer operation and an optical signal read operation are performed.

【0252】このように第1ブロックから第3ブロック
までの一連の動作により、原稿の主走査方向における1
ライン分の信号を読み取ることが終了し、その読み取ら
れた信号は原稿の反射率の大小によりアナログ的に出力
される。
As described above, a series of operations from the first block to the third block perform one operation in the main scanning direction of the original.
The reading of the signal for the line is completed, and the read signal is output in an analog manner according to the magnitude of the reflectance of the document.

【0253】本実施例において図37で説明したよう
に、光電変換素子、リフレッシュ用コンデンサ、転送用
TFT、リセット用TFT、マトリクス信号配線部が、
第1の電極層、絶縁層、i層、n層、第2の電極層から
なる全5層の共通層の構成を有しているが、必ずしも全
ての素子部が同一な層構成である必要はなく、少なくと
も光電変換素子がこの構造(MIS構造)であり、他の
素子部は各素子としての機能を備える層構成であれば十
分である。しかし、同一な層構成とすることは歩留りの
向上及び低コスト化に都合がよい。
As described with reference to FIG. 37 in this embodiment, the photoelectric conversion element, the refresh capacitor, the transfer TFT, the reset TFT, and the matrix signal wiring portion are
It has a common layer structure of all five layers including a first electrode layer, an insulating layer, an i-layer, an n-layer, and a second electrode layer, but it is necessary that all element portions have the same layer structure. However, it is sufficient that at least the photoelectric conversion element has this structure (MIS structure) and the other element portions have a layered structure having a function as each element. However, having the same layer configuration is convenient for improving the yield and reducing the cost.

【0254】又、上記の本実施例の説明においてホール
と電子を逆に構成してもよい。例えば注入阻止層はP層
でもよい。この場合上記の本実施例において電圧や電界
の印加する方向を逆にし、その他の部分を同様に構成す
れば上記実施例1と同様の動作結果が得られる。そのよ
うな場合は注入阻止層により注入が阻止されるキャリア
1個の電荷qはq<0となる。
In the description of the present embodiment, holes and electrons may be reversed. For example, the injection blocking layer may be a P layer. In this case, the same operation result as in the first embodiment can be obtained by reversing the direction in which the voltage or the electric field is applied in the above-described embodiment and configuring the other parts in the same manner. In such a case, the charge q of one carrier whose injection is blocked by the injection blocking layer is q <0.

【0255】又、上記本実施例では一次元的なラインセ
ンサを説明したが、ラインセンサを複数本配置すれば2
次元的なエリアセンサとなり、X線撮像装置等の等倍読
み取りを行う光電変換装置も上記実施例で示したブロッ
ク分割駆動を用いることにより、構成が可能となること
は言うまでもない。
Further, in this embodiment, a one-dimensional line sensor has been described.
It goes without saying that a photoelectric conversion device that becomes a dimensional area sensor and performs an equal-magnification reading, such as an X-ray imaging device, can be configured by using the block division driving described in the above embodiment.

【0256】以上説明したように本実施例は光電変換素
子、TFT、マトリクス信号配線部が同一膜構成の為、
同一プロセスで同時に形成することが可能な為、小型化
・高歩留りが可能となり低コストで高SN比の光電変換
装置が実現できる。
As described above, in this embodiment, since the photoelectric conversion element, the TFT, and the matrix signal wiring portion have the same film configuration,
Since they can be formed simultaneously in the same process, miniaturization and high yield can be achieved, and a photoelectric conversion device with low cost and high SN ratio can be realized.

【0257】以上の説明から明らかな様に、本発明の光
電変換素子は本実施例で示したものに限定するものでは
ない。つまり第1の電極層、ホール及び電子の移動を阻
止する絶縁層、光電変換半導体層、第2の電極層があ
り、第2の電極層と光電変換半導体層の間に光電変換半
導体層へのホールの注入が阻止する注入阻止層があれば
よい。さらに光電変換半導体層は光が入射して電子、ホ
ール対を発生する光電変換機能を持っていればよい。層
構成も一層でなく多層で構成してもよく、また連続的に
特性が変化していてもよい。
As is clear from the above description, the photoelectric conversion element of the present invention is not limited to the one shown in this embodiment. That is, there are a first electrode layer, an insulating layer for preventing movement of holes and electrons, a photoelectric conversion semiconductor layer, and a second electrode layer, and between the second electrode layer and the photoelectric conversion semiconductor layer, What is necessary is just to have an injection blocking layer that blocks injection of holes. Further, the photoelectric conversion semiconductor layer may have a photoelectric conversion function of generating a pair of electrons and holes upon incidence of light. The layer configuration may be not a single layer but a multilayer, and the characteristics may be continuously changed.

【0258】同様にTFTにおいてもゲート電極、ゲー
ト絶縁膜、チャネル形成が可能な半導体層、オーミック
コンタクト層、主電極があればよい。例えばオーミック
コンタクト層はp層でもよく、この場合ゲート電極の制
御の電圧を逆にしてホールをキャリアとして使用すれば
よい。
Similarly, a TFT only needs to have a gate electrode, a gate insulating film, a semiconductor layer capable of forming a channel, an ohmic contact layer, and a main electrode. For example, the ohmic contact layer may be a p-layer. In this case, the holes may be used as carriers by reversing the control voltage of the gate electrode.

【0259】また同様に、コンデンサにおいても下部電
極層、絶縁層を含んだ中間層、及び上部電極層があれば
よく、例えば光電変換素子やTFTと特別分離しなくと
も各素子の電極部と兼用した構成でもよい。
Similarly, a capacitor only needs to have a lower electrode layer, an intermediate layer including an insulating layer, and an upper electrode layer. For example, the capacitor can also be used as an electrode portion of each element without special separation from a photoelectric conversion element or a TFT. The configuration may be as follows.

【0260】またさらに絶縁基板も全て絶縁物である必
要はなく、導体もしくは半導体上に絶縁物が堆積された
ものでもよい。
Further, the insulating substrate does not need to be entirely an insulator, and may be a conductor or a semiconductor on which an insulator is deposited.

【0261】また光電変換素子そのものに電荷を蓄える
機能もあるため特別なコンデンサ無しである一定期間の
光情報の積分値を得ることもできる。
Further, since the photoelectric conversion element itself has a function of storing electric charges, an integrated value of optical information can be obtained for a certain period without a special capacitor.

【0262】[実施例16]図39は実施例16を示す
光電変換装置の概略的等価回路図である。ただしここで
は9個の一次元的に配置される光電変換素子を有する光
電変換素子アレイの場合を一例として取り上げる。図4
0は図39の等価回路の動作を示すタイミングチャート
である。
[Embodiment 16] FIG. 39 is a schematic equivalent circuit diagram of a photoelectric conversion apparatus according to Embodiment 16. Here, a case of a photoelectric conversion element array having nine one-dimensionally arranged photoelectric conversion elements will be described as an example. FIG.
0 is a timing chart showing the operation of the equivalent circuit of FIG.

【0263】光電変換部の構成については実施例13の
図36及び図37に示される構成を適用することができ
る。
As the structure of the photoelectric conversion unit, the structure shown in FIGS. 36 and 37 of Embodiment 13 can be applied.

【0264】次に本実施例の光電変換装置の駆動方法に
ついて図39及び図40を用いて説明する。図39にお
いて、光電変換素子S1〜S9及び光電変換素子S1〜
S9に各々接続しているリフレッシュ用コンデンサC1
〜C9、光電変換素子S1〜S9のG電極電位を初期化
する(以下G電極リセット用ともいう)TFT−R1〜
R9及び信号電荷転送用TFT−T1〜T9は3個で1
ブロックを構成し、3ブロックで各アレイを構成してい
る。
Next, a method for driving the photoelectric conversion device of this embodiment will be described with reference to FIGS. In FIG. 39, the photoelectric conversion elements S1 to S9 and the photoelectric conversion elements S1 to S9
Refresh capacitor C1 connected to S9
To C9, the G-electrode potentials of the photoelectric conversion elements S1 to S9 are initialized (hereinafter, also referred to as G-electrode resetting).
R9 and signal charge transfer TFTs T1 to T9
Each array is composed of three blocks.

【0265】又、光電変換素子S1〜S9の各ブロック
内で同一順番を有する個別電極は各々転送用TFT−T
1〜T9を介して、共通線1102〜1104の一つに
接続されている。詳細に言えば、各ブロックの第1の転
送用TFT−T1,T4,T7が共通線1102に、各
ブロックの第2の転送用TFT−T2,T5,T8が共
通線1103に、そして各ブロックの第3の転送用TF
T−T3,T6,T9が共通線1104に各々接続され
ている。共通線1102〜1104は各々スイッチング
トランジスタT100〜T120を介してアンプ112
6に接続されている。
The individual electrodes having the same order in each of the blocks of the photoelectric conversion elements S1 to S9 are each provided with a transfer TFT-T.
It is connected to one of the common lines 1102 to 1104 via 1 to T9. More specifically, the first transfer TFT-T1, T4, T7 of each block is on the common line 1102, the second transfer TFT-T2, T5, T8 of each block is on the common line 1103, and Third transfer TF of
T-T3, T6, and T9 are connected to the common line 1104, respectively. The common lines 1102 to 1104 are connected to the amplifier 112 via the switching transistors T100 to T120, respectively.
6 is connected.

【0266】又、図39において共通線1102〜11
04は各々共通コンデンサC100〜C120を介して
接地されており、且つスイッチングトランジスタCT1
〜CT3を介して接地されている。
In FIG. 39, common lines 1102 to 11
04 are grounded via common capacitors C100 to C120, respectively, and are connected to a switching transistor CT1.
To CT3.

【0267】ここで、スイッチングトランジスタCT1
〜CT3の各ゲート電極は共通に端子1116へ接続さ
れ、端子1116をハイレベルに設定しスイッチングト
ランジスタCT1〜CT3をオン状態とする事により、
共通線1102〜1104の残留電荷をGNDに放電
し、電荷の初期化を行う。又、図39において第1ブロ
ックのリフレッシュ用コンデンサC1〜C3のG電極の
各対向電極は共通に接続され、第2ブロックの転送用T
FT−T4〜T6の共通ゲート電極と接続されており、
更に第2ブロックのリフレッシュ用コンデンサC4〜C
6のG電極の各対向電極は共通に接続され、第3ブロッ
クの転送用TFT−T7〜T9の共通ゲート電極及び第
1ブロックのG電極リセット用TFT−R1〜R3の共
通ゲート電極と接続されている。同様に第3ブロックの
リフレッシュ用コンデンサC7〜C9のG電極の各対向
電極は共通に接続され、第2ブロックのG電極リセット
用TFT−R4〜R6の共通ゲート電極と接続されてい
る。なお、本実施例においてリフレッシュ手段はコンデ
ンサC1〜C9、シフトレジスタ1106、及び電源1
114を含み、信号検出部は図39点線内の検出手段、
TFT−T1〜T9、及びシフトレジスタ1106を含
んでよい。
Here, the switching transistor CT1
To CT3 are commonly connected to a terminal 1116, the terminal 1116 is set to a high level, and the switching transistors CT1 to CT3 are turned on.
The residual charges of the common lines 1102 to 1104 are discharged to GND to initialize the charges. In FIG. 39, the counter electrodes of the G electrodes of the refresh capacitors C1 to C3 in the first block are connected in common, and the transfer T
Connected to the common gate electrode of FT-T4 to FT-T6,
Further, the refresh capacitors C4 to C in the second block are provided.
6 are connected in common to the common electrodes of the third block transfer TFTs T7 to T9 and the common gate electrodes of the first block G electrode reset TFTs R1 to R3. ing. Similarly, the opposite electrodes of the G electrodes of the refresh capacitors C7 to C9 in the third block are commonly connected, and are connected to the common gate electrodes of the G electrode reset TFTs-R4 to R6 in the second block. In this embodiment, the refreshing means includes the capacitors C1 to C9, the shift register 1106, and the power supply 1
114, the signal detection unit is a detection means in the dotted line of FIG. 39,
TFT-T1 to T9 and a shift register 1106 may be included.

【0268】次に本実施例の動作を時系列的に説明す
る。
Next, the operation of this embodiment will be described in chronological order.

【0269】まず、光電変換素子S1〜S9に信号光が
入射すると、その強度に応じてリフレッシュ用コンデン
サC1〜C9及び各浮遊容量に電荷が蓄積される。そし
てシフトレジスタ1106の第1の並列端子からハイレ
ベルが出力され[図40(a)]、転送用TFT−T1
〜T3がオン状態となることで、リフレッシュ用コンデ
ンサC1〜C3及び浮遊容量に蓄積されていた電荷が、
各々共通コンデンサC100〜C120へ転送される。
転送用TFT−T1〜T3がオン状態となった後、続い
てシフトレジスタ1107から出力されるハイレベルが
シフトして、スイッチングトランジスタT100〜T1
20が順次オン状態となる[図40(j)〜図40
(l)]。これによって、共通コンデンサC100〜C
120に転送された第1ブロックの光信号がアンプ11
26を通って順次読み出される。そして次に端子111
6がハイレベルとなり[図40(m)]、スイッチング
トランジスタCT1〜CT3がオンする事により共通コ
ンデンサC100〜C120の電位が初期化される。共
通コンデンサC100〜C120の電位が完全に初期化
された時点で、シフトレジスタ1106の第2の並列端
子からハイレベルが出力され[図40(d)]、リフレ
ッシュ用コンデンサC1〜C3の両端の電位が上昇す
る。そして光電変換素子S1〜S3内のホールが共通電
源線1403に掃き出される。これと同時に第2ブロッ
クの転送用TFT−T4〜T6がオン状態になり[図4
0(b)]、第2ブロックのリフレッシュ用コンデンサ
C4〜C6及び浮遊容量に蓄積されている信号電荷が共
通コンデンサC100〜C120へ転送される。そして
第1ブロックの場合と同時にシフトレジスタ1107の
シフトにより、スイッチングトランジスタT100〜T
120が順次オン状態[図40(j)〜図40(l)と
なり、共通コンデンサC100〜C120に蓄積されて
いる第2のブロックの光信号が順次読み出され、その後
共通コンデンサC100〜C120の電位がスイッチン
グトランジスタCT1〜CT3により初期化される[図
40(m)]。
First, when signal light enters the photoelectric conversion elements S1 to S9, electric charges are accumulated in the refresh capacitors C1 to C9 and the floating capacitors according to the intensity. A high level is output from the first parallel terminal of the shift register 1106 [FIG. 40A], and the transfer TFT-T1 is output.
To T3 are turned on, the electric charges accumulated in the refresh capacitors C1 to C3 and the stray capacitance become:
Each is transferred to the common capacitors C100 to C120.
After the transfer TFTs-T1 to T3 are turned on, the high level output from the shift register 1107 subsequently shifts to the switching transistors T100 to T1.
20 are sequentially turned on [FIGS. 40 (j) to 40].
(L)]. Thereby, the common capacitors C100 to C100
The optical signal of the first block transferred to the
26 and are sequentially read. And then the terminal 111
6 becomes high level (FIG. 40 (m)), and when the switching transistors CT1 to CT3 are turned on, the potentials of the common capacitors C100 to C120 are initialized. When the potentials of the common capacitors C100 to C120 are completely initialized, a high level is output from the second parallel terminal of the shift register 1106 [FIG. 40 (d)], and the potentials at both ends of the refresh capacitors C1 to C3. Rises. Then, holes in the photoelectric conversion elements S1 to S3 are swept out to the common power supply line 1403. At the same time, the transfer TFTs-T4 to T6 in the second block are turned on [FIG.
0 (b)], the signal charges stored in the refresh capacitors C4 to C6 and the floating capacitors in the second block are transferred to the common capacitors C100 to C120. Then, simultaneously with the case of the first block, the shift of the shift register 1107 causes the switching transistors T100 to T100 to shift.
40 (j) to FIG. 40 (l), the optical signals of the second block stored in the common capacitors C100 to C120 are sequentially read out, and then the potentials of the common capacitors C100 to C120 Are initialized by the switching transistors CT1 to CT3 [FIG. 40 (m)].

【0270】次に第1ブロックのリフレッシュ用コンデ
ンサC1〜C3の共通電極電位がローレベルになった後
シフトレジスタ1106の第3の並列端子からハイレベ
ルが出力され[図40(g)]、G電極リセット用TF
T−R1〜R3をオン状態にする事により光電変換素子
S1〜S3のG電極の電位がGNDに初期化される。こ
れと同時に第2ブロックのリフレッシュ用コンデンサC
4〜C6の両端の電位が上昇する[図40(e)]。
又、第3ブロックの転送用TFT−T7〜T9も同時に
オン状態になり[図40(c)]、第3ブロックのリフ
レッシュ用コンデンサC7〜C9及び浮遊容量に蓄積さ
れている信号電荷が共通コンデンサC100〜C120
へ転送される。そして第1ブロック及び第2ブロックの
場合と同様に、シフトレジスタ1107のシフトによ
り、スイッチングトランジスタT100〜T120が順
次オン状態[図40(j)〜図40(l)]となり、共
通コンデンサC100〜C120に蓄積されている第3
ブロックの光信号が順次読み出される。その後共通コン
デンサC100〜C120の電位がスイッチングトラン
ジスタCT1〜CT3により初期化される[図40
(m)]。
Next, after the common electrode potentials of the refresh capacitors C1 to C3 of the first block go low, a high level is output from the third parallel terminal of the shift register 1106 [FIG. 40 (g)]. Electrode reset TF
By turning on T-R1 to R3, the potentials of the G electrodes of the photoelectric conversion elements S1 to S3 are initialized to GND. At the same time, the refresh capacitor C of the second block is used.
The potentials at both ends of 4-C6 rise [FIG. 40 (e)].
Further, the transfer TFTs T7 to T9 in the third block are simultaneously turned on [FIG. 40 (c)], and the signal charges accumulated in the refresh capacitors C7 to C9 and the floating capacitance in the third block are shared by the common capacitor. C100-C120
Transferred to Similarly to the case of the first block and the second block, the shift of the shift register 1107 causes the switching transistors T100 to T120 to be sequentially turned on [FIGS. 40 (j) to 40 (l)], and the common capacitors C100 to C120. 3rd accumulated in
The optical signals of the blocks are sequentially read. Thereafter, the potentials of the common capacitors C100 to C120 are initialized by the switching transistors CT1 to CT3 [FIG.
(M)].

【0271】以下同様にシフトレジスタ1106の第4
の並列端子からハイレベルが出力される事により、第2
ブロックのG電極リセット用TFT−R4〜R6をオン
状態へ移行させる[図40(h)]。同時に第3ブロッ
クのリフレッシュ用コンデンサC7〜C9の両端の電位
を上昇させる[図40(f)]。その後、シフトレジス
タ1106の第5の並列端子からハイレベルが出力され
る事により、第3ブロックのG電極リセット用TFT−
R7〜R9をオン状態へ移行させる[図40(i)]。
Similarly, the fourth register of shift register 1106
The high level is output from the parallel terminal of
The G-electrode reset TFTs-R4 to R6 of the block are turned on (FIG. 40 (h)). At the same time, the potentials at both ends of the refresh capacitors C7 to C9 in the third block are raised [FIG. 40 (f)]. After that, a high level is output from the fifth parallel terminal of the shift register 1106, so that the G-electrode reset TFT-
R7 to R9 are turned on [FIG. 40 (i)].

【0272】このように、あるラインにおいて第1ブロ
ックから第3ブロックまでの一連の動作により、原稿の
主走査方向における1ライン分の信号を読み取る事が終
了し、その読み取られた信号は原稿の反射率の大小によ
りアナログ的に出力される。
As described above, by a series of operations from the first block to the third block in a certain line, the reading of one line of the signal in the main scanning direction of the document is completed, and the read signal is converted to the signal of the document. It is output in an analog manner depending on the magnitude of the reflectance.

【0273】以上9個の光電変換素子を3ブロックに分
割して1ライン分のセンサアレイを構成する光電変換装
置の動作を説明したが、その他のラインを読み取る場合
も同様に、電荷転送動作と光信号の読み出し動作が連続
して行われる。
Although the operation of the photoelectric conversion device in which the nine photoelectric conversion elements are divided into three blocks to form a sensor array for one line has been described, the charge transfer operation is similarly performed when reading other lines. The reading operation of the optical signal is performed continuously.

【0274】上記本実施例において、図37で説明した
ように、光電変換素子、リフレッシュ用コンデンサ、T
FT、マトリクス配線部が第1の電極層、絶縁層、半導
体層、n層、第2の電極層からなる全5層の共通層の構
成を有しているが、必ずしもすべての素子部が同一な層
構成である必要はなく、少なくとも光電変換素子がこの
構造(MIS構造)であり、他の素子部は各素子として
の機能を備える層構成であれば十分である。しかしなが
ら共通の構成とすることは歩留りの向上とそれによる一
層の低コスト化を達成することができる。
In this embodiment, as described with reference to FIG. 37, the photoelectric conversion element, the refresh capacitor, and the T
The FT and the matrix wiring section have a configuration of a common layer of five layers including a first electrode layer, an insulating layer, a semiconductor layer, an n layer, and a second electrode layer, but all element sections are not necessarily the same. It is not necessary that the photoelectric conversion element has at least this structure (MIS structure) and the other element portions have a layer structure having a function as each element. However, using a common configuration can improve the yield and thereby further reduce the cost.

【0275】又、以上の説明においてホールと電子を逆
に構成してもよい。例えば注入阻止層はP層でもよい。
この場合上記の本実施例において、電圧や電界の印加す
る方向を逆にし、その他の部分を同様に構成すれば上記
実施例と同様の動作結果が得られる。
In the above description, holes and electrons may be reversed. For example, the injection blocking layer may be a P layer.
In this case, in the above-described embodiment, the operation result similar to that of the above-described embodiment can be obtained by reversing the direction in which the voltage or the electric field is applied and by configuring the other parts in the same manner.

【0276】又、上記本実施例では、一次元的なライン
センサを説明したが、ラインセンサを複数本配置すれば
2次元的なエリアセンサとなり、X線撮像装置等の等倍
読み取りを行う光電変換装置も、上記実施例で示したブ
ロック分割駆動を用いる事により、構成が可能となる事
は言うまでもない。
Although the one-dimensional line sensor has been described in the present embodiment, a two-dimensional area sensor can be obtained by arranging a plurality of line sensors. Needless to say, the conversion device can be configured by using the block division driving shown in the above embodiment.

【0277】以上説明したように本実施例は光電変換素
子、コンデンサ、TFT、マトリクス配線部が同一膜構
成の為、同一プロセスで同時に形成する事が可能な為、
小型化・高歩留りが可能となり、低コストで高SN比の
光電変換装置が実現できる。又、従来用いられていたリ
フレッシュ用電源を1つ削減でき、SN比の高い低コス
トの光電変換装置を作製できる効果がある。又、複数個
の光電変換素子をブロックに分割して、且つ別のブロッ
クにおける2つ以上の動作(例えば、信号転送動作及び
センサリフレッシュ動作及び電位リセット動作)を同一
駆動線により同時に駆動可能な為、高速に動作ができ、
又装置を小型化できる事により、更に高歩留り、低コス
トな光電変換装置が実現できる。
As described above, in this embodiment, since the photoelectric conversion element, the capacitor, the TFT, and the matrix wiring portion have the same film configuration, they can be formed simultaneously by the same process.
The miniaturization and high yield can be achieved, and a low-cost and high SN ratio photoelectric conversion device can be realized. Further, there is an effect that one refresh power supply conventionally used can be reduced, and a low-cost photoelectric conversion device having a high SN ratio can be manufactured. Further, a plurality of photoelectric conversion elements are divided into blocks, and two or more operations (for example, a signal transfer operation, a sensor refresh operation, and a potential reset operation) in another block can be simultaneously driven by the same drive line. , Can operate at high speed,
Further, since the device can be miniaturized, a photoelectric conversion device with higher yield and lower cost can be realized.

【0278】[実施例17]図41は本発明の第17の
実施例を説明するための光電変換装置の1ビットの概略
的等価回路図である。
[Embodiment 17] FIG. 41 is a schematic equivalent circuit diagram of one bit of a photoelectric conversion device for explaining a seventeenth embodiment of the present invention.

【0279】図41において100は光電変換部であ
る。光電変換部の層構成は図4(a)において説明され
たものと同じであり従って、Dが透明電極6側、Gが下
部電極2側の電極を示している。又、1114はD電極
に正の電位(VD )を与える電源、1115は光電変換
素子1100のリフレッシュ動作においてG電極の正の
電位(VrG)を与える電源であり、1700がリフレッ
シュ用のTFTである。このとき、電源1115は電源
1114に比べて低電圧に設定されているのが望まし
い。又、1800は信号電荷蓄積用コンデンサであり、
光電変換部100と同じ積層構造である。そして蓄積コ
ンデンサのG電極をGNDに接地し、D電極を光電変換
部100のG電極と接続してある。更に、1300は検
出動作において信号電荷を転送するTFTであり、14
00はG電極の電位を初期化するG電極初期化用TFT
(以下G電極リセット用TFTともいう)である。又、
四角の点線内は検出手段を表わしており、IC等によっ
て構成されるのが一般的であり図41に1つの例を示し
ている。ここで、1124は読み出し用コンデンサ、1
125は読み出し用コンデンサを初期化するスイッチ素
子、1126はオペアンプである。検出手段はこの1例
に限定するものではなく電流もしくは電荷を直接もしく
は積分値で検出できればよい。例えば信号電荷を読み出
し用コンデンサ1124に蓄積せず、電流計等で読み出
す場合は、読み出し用コンデンサ1124及び電位初期
化用スイッチ素子1125を省略できる。
In FIG. 41, reference numeral 100 denotes a photoelectric conversion unit. The layer configuration of the photoelectric conversion unit is the same as that described in FIG. 4A. Therefore, D indicates an electrode on the transparent electrode 6 side, and G indicates an electrode on the lower electrode 2 side. Reference numeral 1114 denotes a power supply for applying a positive potential (V D ) to the D electrode, 1115 denotes a power supply for applying a positive potential (V rG ) to the G electrode in the refresh operation of the photoelectric conversion element 1100, and 1700 denotes a refresh TFT. It is. At this time, the power supply 1115 is desirably set to a lower voltage than the power supply 1114. Reference numeral 1800 denotes a signal charge storage capacitor.
It has the same laminated structure as the photoelectric conversion unit 100. The G electrode of the storage capacitor is grounded to GND, and the D electrode is connected to the G electrode of the photoelectric conversion unit 100. Further, reference numeral 1300 denotes a TFT for transferring a signal charge in the detection operation.
00 is a G electrode initialization TFT for initializing the potential of the G electrode.
(Hereinafter also referred to as a G electrode reset TFT). or,
The inside of the square dotted line represents the detecting means, which is generally constituted by an IC or the like, and FIG. 41 shows one example. Here, 1124 is a read capacitor, 1
Reference numeral 125 denotes a switch element for initializing a read capacitor, and reference numeral 1126 denotes an operational amplifier. The detection means is not limited to this example, but may be any as long as it can detect current or charge directly or by an integrated value. For example, in the case where the signal charge is not stored in the read capacitor 1124 and read by an ammeter or the like, the read capacitor 1124 and the potential initialization switch element 1125 can be omitted.

【0280】以下、上記光電変換装置の動作を図41を
用いて説明する。
Hereinafter, the operation of the photoelectric conversion device will be described with reference to FIG.

【0281】光電変換素子のリフレッシュ動作におい
て、TFT1700はPcの高電位(以下ハイレベルと
もいう)パルスによってオフ状態からオン状態になり、
電源1115によってG電極には正の電位が与えられ
る。D電極には電源114により正の電位が与えられて
おり、D電極のG電極に対しての電位VDGは正の電位が
与えられたことになる。すると光電変換部100内のホ
ールの一部はD電極に掃き出されリフレッシュされる。
次にTFT1400はPdのハイレベルパルスによって
オフ状態からオン状態になりG電極はGND電位が与え
られる。このときV DGは更に大きな正の電位になり、光
電変換部100は突入電流が流された後、光電変換動作
を始める。次にTFT1400はPdの低電位(以下ロ
ーレベルともいう)パルスによってオフ状態となりG電
極は電荷蓄積コンデンサ1800を介して接地された状
態になる。ここで光電変換部100に光信号が入射して
いると対応する電流がG電極から流れ出しG電極の電位
は上昇する。つまりG電極が持つ容量に光の入射情報が
電荷として蓄積される。一定の蓄積時間後転送用TFT
1300はPbのハイレベルパルスによりオフ状態から
オン状態になり、蓄積された電荷はコンデンサ1124
に流れるが、この電荷は光電変換動作で光電変換部10
0から流れ出た電流の積分値に比例した値であり、つま
り光の入射の総量としてオペアンプ1126を通して検
出手段により検出される。また、この転送動作の前に
は、コンデンサ1124の電位は、TFT1125のP
aのハイレベルパルスによりGND電位に初期化されて
いる事が望ましい。そして転送用TFT1300がオフ
状態になると、再びリフレッシュ用TFT1700がP
cのハイレベルパルスによりオン状態となり、以下一連
の動作が繰り返される。
In the refresh operation of the photoelectric conversion element
Thus, the TFT 1700 has a high potential of Pc (hereinafter referred to as a high level).
The pulse changes from the off state to the on state,
A positive potential is applied to the G electrode by the power supply 1115.
You. A positive potential is applied to the D electrode by the power supply 114.
And the potential V of the D electrode with respect to the G electrodeDGHas a positive potential
It will be given. Then, the photo in the photoelectric conversion unit 100
A part of the rule is swept to the D electrode and refreshed.
Next, the TFT 1400 is driven by a high level pulse of Pd.
From the off state to the on state, the G electrode is supplied with the GND potential.
Can be At this time, V DGBecomes a larger positive potential, and light
The photoelectric conversion unit 100 performs a photoelectric conversion operation after the inrush current flows.
Start. Next, the TFT 1400 is driven to a low potential of Pd (hereinafter referred to as a low potential).
-It is turned off by pulse)
The poles are grounded via the charge storage capacitor 1800
Be in a state. Here, when an optical signal is incident on the photoelectric conversion unit 100,
The corresponding current flows out of the G electrode and the potential of the G electrode
Rises. In other words, light incident information is stored in the capacitance of the G electrode.
It is stored as electric charge. TFT for transfer after a certain storage time
1300 is turned off by a high-level pulse of Pb
The capacitor is turned on, and the accumulated charge is
However, this charge is transferred to the photoelectric conversion unit 10 by the photoelectric conversion operation.
It is a value proportional to the integral of the current flowing out of zero.
The total amount of incident light is detected through the operational amplifier 1126.
It is detected by the output means. Before this transfer operation,
Indicates that the potential of the capacitor 1124 is
Initialized to the GND potential by the high level pulse of a
It is desirable to have. Then, the transfer TFT 1300 is turned off.
In this state, the refreshing TFT 1700 again becomes P
It is turned on by the high level pulse of c.
Is repeated.

【0282】これによってSN比が高く、優れた特性で
光電変換することができる。
As a result, the SN ratio is high, and photoelectric conversion can be performed with excellent characteristics.

【0283】[実施例18]図42は、本発明の第18
の実施例に係る光電変換装置の1ビットの概略的等価回
路図である。図43は図42の光電変換装置を実際に駆
動した時のタイミングチャートである。
[Embodiment 18] FIG. 42 shows an eighteenth embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic equivalent circuit diagram of one bit of the photoelectric conversion device according to the example of FIG. FIG. 43 is a timing chart when the photoelectric conversion device of FIG. 42 is actually driven.

【0284】ここで図42は前述した図41に示した構
成と対応しており同様の各部については対応箇所に同一
符号を付してある。又、図41と同様の部分については
説明を簡略化もしくは省略する。
Here, FIG. 42 corresponds to the configuration shown in FIG. 41 described above, and the same reference numerals are given to the corresponding parts for the same parts. The description of the same parts as those in FIG. 41 is simplified or omitted.

【0285】なお、本実施例において、リフレッシュ手
段はTFT1700、ハイレベルパルスPcを印加する
手段、電源1115、及び電源1114を含んでよい。
In this embodiment, the refresh means may include the TFT 1700, a means for applying the high-level pulse Pc, a power supply 1115, and a power supply 1114.

【0286】さらに、信号検出部は図42中の点線内の
検出手段、TFT1300、ハイレベルパルスPbを印
加する手段、及び蓄積コンデンサ1800を含んでよ
い。
Further, the signal detecting section may include a detecting means indicated by a dotted line in FIG. 42, a TFT 1300, a means for applying a high-level pulse Pb, and a storage capacitor 1800.

【0287】図42において図41と異なる点は、光電
変換部100のG電極に接続される蓄積コンデンサ18
00の端子がD電極でなく、G電極である点である。
The difference between FIG. 42 and FIG. 41 is that the storage capacitor 18 connected to the G electrode of the photoelectric conversion unit 100
The terminal of 00 is not the D electrode but the G electrode.

【0288】次に図43において動作を説明する。図4
3において光電変換部100の電流IS と電流IS によ
るG電極の電位VO の振舞いに注目する。
Next, the operation will be described with reference to FIG. FIG.
In 3, the current I S of the photoelectric conversion unit 100 and the behavior of the potential V O of the G electrode due to the current I S are noted.

【0289】図43において、Pcのリフレッシュパル
スが立ち上がり、光電変換部100のG電極に電圧が印
加されると光電変換部100のi層内に留まっていたホ
ールの一部がD電極に掃き出される。
In FIG. 43, when a refresh pulse of Pc rises and a voltage is applied to the G electrode of the photoelectric conversion unit 100, a part of the holes remaining in the i-layer of the photoelectric conversion unit 100 is swept out to the D electrode. It is.

【0290】次にPdのG電極リセットパルスが立ち上
がり、光電変換部100のG電極がGNDに接地される
とi層内に留まっていた若干の電子は全てD電極に流れ
出す。そして、PdのG電極リセットパルスが立ち下が
る。Pdのパルスの立ち下がりから信号電荷は蓄積され
はじめるが、この時蓄積コンデンサ1800の電荷蓄積
電極はG電極であり、接地電極がD電極である為、蓄積
コンデンサ1800内のi層4のエネルギーバンドはほ
ぼフラットな状態いわゆるフラットバンド状態である。
一般にMIS型コンデンサのフラットバンド状態にする
為の絶縁層側へ印加する電圧いわゆるフラットバンド電
圧はゼロ又は若干の正の電圧である。よってフラットバ
ンド電圧がゼロの場合は前述したようにコンデンサ18
00は電荷蓄積開始時から電荷蓄積終了時までデプレッ
ション状態になることはない。又、フラットバンド電圧
が若干の正の電圧である場合は図42のG電極リセット
用TFT1400とGNDとの間に正のフラットバンド
と同等もしくはそれ以上の電圧を有する電源を挿入すれ
ば蓄積コンデンサ1800は電荷蓄積開始時から電荷蓄
積終了時までデプレッション状態でなくアキュムレーシ
ョン状態で使用する事ができる。即ち図41を用いて説
明した光電変換装置における蓄積コンデンサ1800を
介して流れるリーク電流は生じない。よって蓄積コンデ
ンサ及びその他の浮遊容量に蓄積された電荷は、ほぼす
べて光電変換部100内に入射した信号光による電荷で
あり、その信号電圧を読み出すことによりSN比の高い
情報を得ることが可能となる。ここで図42に示した四
角の点線内の信号検出用の素子は特に限定されるもので
はなく、電流もしくは電荷を直接もしくは積分値で検出
できればよく、又、信号電荷を読み出し用コンデンサ1
124に蓄積せず、電流計等で読み出す場合は、読み出
し用コンデンサ1124及び電位初期化用スイッチ素子
1125を省略可能であるが、このことは図41の光電
変換装置の説明で述べたことと同じである。
Next, when the Pd G electrode reset pulse rises and the G electrode of the photoelectric conversion unit 100 is grounded to GND, all the electrons remaining in the i layer flow out to the D electrode. Then, the Pd G electrode reset pulse falls. The signal charge starts to be accumulated from the fall of the pulse of Pd. At this time, the charge storage electrode of the storage capacitor 1800 is a G electrode, and the ground electrode is a D electrode. Is a substantially flat state, that is, a so-called flat band state.
Generally, the voltage applied to the insulating layer side for bringing the MIS capacitor into the flat band state, that is, the so-called flat band voltage is zero or slightly positive voltage. Therefore, when the flat band voltage is zero, as described above, the capacitor 18
00 does not enter the depletion state from the start of charge storage to the end of charge storage. When the flat band voltage is a slightly positive voltage, a power supply having a voltage equal to or higher than the positive flat band is inserted between the G electrode reset TFT 1400 and GND in FIG. Can be used in the accumulation state instead of the depletion state from the start of charge storage to the end of charge storage. That is, no leak current flows through the storage capacitor 1800 in the photoelectric conversion device described with reference to FIG. Therefore, almost all charges accumulated in the storage capacitor and other floating capacitors are charges due to the signal light incident on the photoelectric conversion unit 100, and by reading out the signal voltage, information with a high SN ratio can be obtained. Become. Here, the elements for signal detection within the square dotted line shown in FIG. 42 are not particularly limited, as long as currents or charges can be detected directly or by an integrated value.
In the case where reading is performed by an ammeter or the like without being stored in the memory 124, the reading capacitor 1124 and the switch element 1125 for resetting the potential can be omitted, but this is the same as described in the description of the photoelectric conversion device in FIG. It is.

【0291】このように本実施例においては信号蓄積用
コンデンサの絶縁層70側のG電極へ信号電荷を蓄積
し、信号蓄積用コンデンサを常にアキュムレーション状
態で用いる事が可能な為、見かけ上信号電荷蓄積用コン
デンサを介して信号電荷がリークして生じるリーク電流
はほとんどない為、結果的により一層SN比の高い光電
変換装置を提供することが可能となる。
As described above, in this embodiment, the signal charges are stored in the G electrode on the insulating layer 70 side of the signal storage capacitor, and the signal storage capacitor can always be used in the accumulation state. Since there is almost no leak current caused by signal charges leaking through the storage capacitor, it is possible to provide a photoelectric conversion device with a higher SN ratio as a result.

【0292】[実施例19]図44から図46を用いて
本発明の第19の実施例を説明する。
[Embodiment 19] A nineteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0293】図44は本実施例の光電変換装置の概略的
等価回路図である。但しここでは9個の一次元的に配置
される光電変換素子を有する光電変換素子アレイの場合
を一例として取り上げる。図45は長尺方向に複数個の
画素のある光電変換素子部、蓄積用コンデンサ部、リフ
レッシュ用TFT部、転送用TFT部、リセット用TF
T部、配線部の組のうち、1画素分を示す平面図であ
る。図46は1画素の断面図である。なお図46は理解
しやすくする為に模式的に描かれており、配線部の位置
は必ずしも図45と一致していない。また図46におい
てリセット用TFT部1400は示されていない。又図
44から図46において、図42と同一部分には同一符
号を付している。
FIG. 44 is a schematic equivalent circuit diagram of the photoelectric conversion device of this embodiment. However, here, a case of a photoelectric conversion element array having nine one-dimensionally arranged photoelectric conversion elements is taken as an example. FIG. 45 shows a photoelectric conversion element section having a plurality of pixels in a longitudinal direction, a storage capacitor section, a refresh TFT section, a transfer TFT section, and a reset TF.
FIG. 4 is a plan view illustrating one pixel of a set of a T portion and a wiring portion. FIG. 46 is a cross-sectional view of one pixel. Note that FIG. 46 is schematically illustrated for easy understanding, and the position of the wiring portion does not always match FIG. In FIG. 46, the reset TFT portion 1400 is not shown. 44 to 46, the same parts as those in FIG. 42 are denoted by the same reference numerals.

【0294】図45において、光電変換部100は基板
側からの光に対する遮光膜を兼ねた下部電極2を有す
る。基板側から照射された光は採光用窓17を通して図
面に対して垂直な上方に位置する原稿面(不図示)で反
射し、その反射光が光電変換部100に入射する。ここ
で発生したキャリアによる光電流は蓄積コンデンサ18
00及び光電変換部100の等価的な容量成分及びその
他の浮遊容量に蓄積される。蓄積された電荷は転送用T
FT1300により信号線用マトリクス配線部1500
へ転送され、信号処理部(不図示)により電圧として読
み取られる。
In FIG. 45, the photoelectric conversion unit 100 has a lower electrode 2 which also serves as a light shielding film for light from the substrate side. Light emitted from the substrate side is reflected by an original surface (not shown) positioned vertically above the drawing through the lighting window 17, and the reflected light enters the photoelectric conversion unit 100. The photocurrent generated by the carriers generated here is stored in the storage capacitor 18.
00 and the equivalent capacitance component of the photoelectric conversion unit 100 and other stray capacitance. The accumulated charge is the transfer T
FT1300 to matrix wiring section 1500 for signal lines
And read as a voltage by a signal processing unit (not shown).

【0295】図46において各部の層構成を簡単に説明
する。
Referring to FIG. 46, the layer structure of each part will be briefly described.

【0296】図中100は光電変換部、1800は蓄積
コンデンサ、1700はリフレッシュ用TFT、130
0は転送用TFT、1500は配線部であり、これらは
第1の電極層2−1,2−2,2−3、絶縁層70、i
層4、n層5、第2の電極層6−1,6−2,6−3,
6−4,6−5からなる全5層の共通層の構成をしてい
る。ここで第2の電極層は特に透明電極にはしていな
い。
In the figure, 100 is a photoelectric conversion unit, 1800 is a storage capacitor, 1700 is a refresh TFT, 130
0 denotes a transfer TFT, 1500 denotes a wiring portion, and these are the first electrode layers 2-1, 2-2, 2-3, the insulating layers 70, i
Layer 4, n-layer 5, second electrode layers 6-1, 6-2, 6-3
The common layer is composed of a total of five layers 6-4 and 6-5. Here, the second electrode layer is not particularly a transparent electrode.

【0297】次に第19の実施例である光電変換装置の
駆動方法について回路図を用いて説明する。
Next, a method for driving the photoelectric conversion device according to the nineteenth embodiment will be described with reference to a circuit diagram.

【0298】図44において、光電変換素子S1〜S9
は3個で1ブロックを構成し、3ブロックで光電変換素
子アレイを構成している。光電変換素子S1〜S9に対
応して各々接続している蓄積コンデンサD1〜D9、リ
フレッシュ用TFT−F1〜F9、光電変換素子S1〜
S9のG電極電位を初期化するTFT−R1〜R9及び
信号電荷転送用TFT−T1〜T9も同様である。
Referring to FIG. 44, photoelectric conversion elements S1 to S9
, Three blocks constitute one block, and three blocks constitute a photoelectric conversion element array. The storage capacitors D1 to D9 respectively connected to the photoelectric conversion elements S1 to S9, the refreshing TFTs F1 to F9, and the photoelectric conversion elements S1 to S9.
The same applies to the TFTs-R1 to R9 for initializing the G electrode potential in S9 and the signal charge transfer TFTs-T1 to T9.

【0299】又、光電変換素子S1〜S9の各ブロック
内で同一順番を有する個別電極は各々転送用TFT−T
1〜T9を介して、共通線1102〜1104の一つに
接続されている。詳細に言えば、各ブロックの第1の転
送用TFT−T1,T4,T7が共通線1102に、各
ブロックの第2の転送用TFT−T2,T5,T8が共
通線1103に、そして各ブロックの第3の転送用TF
T−T3,T6,T9が共通線1104に各々接続され
ている。共通線1102〜1104は各々スイッチング
トランジスタT100〜T120を介してアンプ112
6に接続されている。
The individual electrodes having the same order in each block of the photoelectric conversion elements S1 to S9 are respectively provided with the transfer TFT-T.
It is connected to one of the common lines 1102 to 1104 via 1 to T9. More specifically, the first transfer TFT-T1, T4, T7 of each block is on the common line 1102, the second transfer TFT-T2, T5, T8 of each block is on the common line 1103, and Third transfer TF of
T-T3, T6, and T9 are connected to the common line 1104, respectively. The common lines 1102 to 1104 are connected to the amplifier 112 via the switching transistors T100 to T120, respectively.
6 is connected.

【0300】又、図44において、共通線1102〜1
104は各々共通コンデンサC100〜C120を介し
て接地されており、且つスイッチングトランジスタCT
1〜CT3を介して接地されている。ここで、スイッチ
ングトランジスタCT1〜CT3の各ゲート電極は共通
に接続され、図43で示したPaのパルスと同様のタイ
ミングでオン状態とすることにより、共通線1102〜
1104の残留電荷をGNDに放電し、電荷の初期化を
行う。
In FIG. 44, common lines 1102-1
104 are grounded via common capacitors C100 to C120, respectively, and the switching transistor CT
1 to CT3. Here, the gate electrodes of the switching transistors CT1 to CT3 are commonly connected, and turned on at the same timing as the pulse of Pa shown in FIG.
The residual charge of 1104 is discharged to GND, and the charge is initialized.

【0301】なお、本実施例において光電変換手段はT
FT−R1〜R9、シフトレジスタ1109、電源11
4をいう。またリフレッシュ手段はTFT−F1〜F
9、シフトレジスタ1108、電源1115、電源11
14をいう。さらに信号検出部は図44の点線内の検出
手段、TFT−T1〜T9、シフトレジスタ1106、
蓄積コンデンサD1〜D9をいう。
In this embodiment, the photoelectric conversion means is T
FT-R1 to R9, shift register 1109, power supply 11
4 Refresh means are TFT-F1 to TFT-F
9, shift register 1108, power supply 1115, power supply 11
14 Further, the signal detection unit includes detection means within the dotted line in FIG. 44, TFT-T1 to T9, shift register 1106,
Refers to storage capacitors D1 to D9.

【0302】次に第19の実施例の動作を時系列的に説
明する。
Next, the operation of the nineteenth embodiment will be described in time series.

【0303】まず、光電変換素子S1〜S9に信号光が
入射するとその強度に応じて各蓄積コンデンサD1〜D
9及び各光電変換部100の等価的な容量成分及び各浮
遊容量に電荷が蓄積される。この時、実施例18でも説
明したように蓄積コンデンサD1〜D9は、絶縁層側の
G電極が電荷蓄積電極になっている為、蓄積コンデンサ
D1〜D9の各i層中の電子及びホールは、G電極上へ
流れることがなく、見かけ上のリーク電流は生じること
がない。そしてシフトレジスタ1106の第1の並列端
子からハイレベルが出力され、転送用TFT−T1〜T
3がオン状態となることで蓄積コンデンサD1〜D3及
び各容量成分及び各浮遊容量に蓄積されていた電荷が、
各々共通コンデンサC100〜C120へ転送される。
続いてシフトレジスタ1107から出力されるハイレベ
ルがシフトして、スイッチングトランジスタT100〜
T120が順次オン状態となる。これによって、共通コ
ンデンサC100〜C120に転送された第1ブロック
の光信号がアンプ1126を通って順次読み出される。
First, when signal light enters the photoelectric conversion elements S1 to S9, each of the storage capacitors D1 to D
9 and the equivalent capacitance component of each photoelectric conversion unit 100 and the stray capacitance. At this time, as described in the eighteenth embodiment, in the storage capacitors D1 to D9, since the G electrode on the insulating layer side is a charge storage electrode, electrons and holes in each i layer of the storage capacitors D1 to D9 are: There is no flow on the G electrode, and no apparent leak current occurs. A high level is output from the first parallel terminal of the shift register 1106, and the transfer TFT-T1 to T-T
3 is turned on, the charges stored in the storage capacitors D1 to D3, the respective capacitance components, and the respective floating capacitances become:
Each is transferred to the common capacitors C100 to C120.
Subsequently, the high level output from the shift register 1107 shifts, and the switching transistors T100 to
T120 is sequentially turned on. Thus, the optical signals of the first block transferred to the common capacitors C100 to C120 are sequentially read out through the amplifier 1126.

【0304】転送用TFT−T1〜T3がオフ状態にな
った後、シフトレジスタ1108の第1の並列端子から
ハイレベルが出力され、リフレッシュ用TFT−F1〜
F3がオン状態となり、光電変換素子S1〜S3のG電
極の電位が上昇する。そして、光電変換素子S1〜S3
内のホールの一部が共通電源線1403に掃き出され
る。
After the transfer TFTs-T1 to T3 are turned off, a high level is output from the first parallel terminal of the shift register 1108, and the refresh TFTs-F1 to T3 are output.
F3 is turned on, and the potential of the G electrodes of the photoelectric conversion elements S1 to S3 increases. Then, the photoelectric conversion elements S1 to S3
Some of the holes inside are swept out to the common power supply line 1403.

【0305】次にシフトレジスタ1109の第1の並列
端子からハイレベルが出力されリセット用TFT−R1
〜R3がオン状態にすることにより光電変換素子S1〜
S3のG電極の電位がGNDに初期化される。そして次
にPaのパルスにより共通コンデンサC100〜C12
0の電位が初期化される。共通コンデンサC100〜C
120の電位が完全に初期化された時点でシフトレジス
タ1106がシフトし、第2の並列端子からハイレベル
が出力される。これにより、転送用TFT−T4〜T6
がオン状態になり、第2ブロックの蓄積コンデンサD4
〜D6及び光電変換素子S4〜S6の等価的容量成分及
び浮遊容量に蓄積されている信号電荷が共通コンデンサ
C100〜C120へ転送される。そして第1ブロック
の場合と同時にシフトレジスタ1107のシフトによ
り、スイッチングトランジスタT100〜T120が順
次オン状態となり、共通コンデンサC100〜C120
に蓄積されている第2ブロックの光信号が順次読み出さ
れる。
Next, a high level is output from the first parallel terminal of the shift register 1109, and the reset TFT-R1 is output.
To R3 are turned on, whereby the photoelectric conversion elements S1 to S3 are turned on.
The potential of the G electrode in S3 is initialized to GND. Then, the common capacitors C100 to C12 are supplied by the pulse of Pa.
The potential of 0 is initialized. Common capacitors C100 to C
When the potential of 120 is completely initialized, the shift register 1106 shifts, and a high level is output from the second parallel terminal. Thereby, the transfer TFT-T4 to T6
Is turned on, and the storage capacitor D4 of the second block is turned on.
D6 and the equivalent capacitance components of the photoelectric conversion elements S4 to S6 and the signal charges accumulated in the stray capacitance are transferred to the common capacitors C100 to C120. Then, simultaneously with the case of the first block, the switching of the shift transistors 1100 to T120 is sequentially turned on by the shift of the shift register 1107, and the common capacitors C100 to C120 are turned on.
Are sequentially read out from the second block.

【0306】第3ブロックの場合も同様に、電荷転送動
作と光信号の読み出し動作が行われる。
Similarly, in the case of the third block, a charge transfer operation and an optical signal read operation are performed.

【0307】このように第1ブロックから第3ブロック
までの一連の動作により、原稿の主走査方向における1
ライン分の信号を読み取ることが終了し、その読み取ら
れた信号は原稿の反射率の大小によりアナログ的に出力
される。
As described above, a series of operations from the first block to the third block perform one operation in the main scanning direction of the original.
The reading of the signal for the line is completed, and the read signal is output in an analog manner according to the magnitude of the reflectance of the document.

【0308】本実施例において図46で説明したよう
に、光電変換素子、蓄積コンデンサ、リフレッシュ用T
FT、転送用TFT、リセット用TFT、マトリクス信
号配線部が、第1の電極層、絶縁層、i層、n層、第2
の電極層からなる全5層の共通層の構成を有している
が、必ずしも全ての素子部が同一な層構成である必要は
なく、少なくとも光電変換素子及び蓄積コンデンサがこ
の構造(MIS構造)であり、他の素子部は各素子とし
ての機能を備える層構成であれば十分である。しかしな
がら全素子の層構成が共通であることはより一層の歩留
りの向上と低コスト化につながる。
As described with reference to FIG. 46 in this embodiment, the photoelectric conversion element, the storage capacitor, and the refresh T
The FT, the transfer TFT, the reset TFT, and the matrix signal wiring portion are composed of a first electrode layer, an insulating layer, an i-layer, an n-layer, a second
Although all the element portions do not necessarily have the same layer configuration, at least the photoelectric conversion element and the storage capacitor have this structure (MIS structure). It is sufficient for the other element portions to have a layer configuration having a function as each element. However, the fact that all the elements have the same layer configuration leads to further improvement in yield and cost reduction.

【0309】又、実施例18又は19の説明においてホ
ールと電子を逆に構成してもよい。例えば注入阻止層は
P層でもよい。この場合実施例18又は19において電
圧や電界の印加する方向を逆にし、その他の部分を同様
に構成すれば、上記実施例と同様の動作結果が得られ
る。
In the description of the eighteenth or nineteenth embodiment, holes and electrons may be reversed. For example, the injection blocking layer may be a P layer. In this case, if the direction in which the voltage or electric field is applied is reversed in the embodiment 18 or 19, and the other portions are configured in the same manner, the same operation result as in the above embodiment can be obtained.

【0310】又、実施例19では一次元的なラインセン
サを説明したが、ラインセンサを複数本配置すれば2次
元的なエリアセンサとなり、X線撮像装置等の等倍読み
取りを行う光電変換装置も上記実施例で示したブロック
分割駆動を用いることにより、構成が可能となることは
言うまでもない。
Although the one-dimensional line sensor has been described in the nineteenth embodiment, a two-dimensional area sensor can be obtained by arranging a plurality of line sensors. Needless to say, the configuration can be realized by using the block division driving described in the above embodiment.

【0311】以上説明したように実施例19は実施例1
8の効果に加えて光電変換素子、蓄積コンデンサ、TF
T、マトリクス信号配線部が同一膜構成の為、同一プロ
セスで同時に形成することが可能な為、小型化・高歩留
りが可能となり低コストで高SN比の光電変換装置が実
現できる。
[0311] As described above, the nineteenth embodiment is different from the first embodiment.
8, the photoelectric conversion element, storage capacitor, TF
Since the T and matrix signal wiring portions have the same film configuration, they can be formed simultaneously in the same process, so that miniaturization and high yield can be achieved, and a low cost and high SN ratio photoelectric conversion device can be realized.

【0312】[実施例20]図47〜図49を用いて実
施例20を説明する。
[Embodiment 20] Embodiment 20 will be described with reference to FIGS.

【0313】図47は本発明の実施例20の光電変換装
置の概略的等価回路図である。但しここでは実施例19
と同様に9個の一次元的に配置される光電変換素子を有
する光電変換素子アレイの場合を一例として取り上げ
る。
FIG. 47 is a schematic equivalent circuit diagram of a photoelectric conversion apparatus according to Embodiment 20 of the present invention. However, here, Example 19
As an example, a case of a photoelectric conversion element array having nine one-dimensionally arranged photoelectric conversion elements will be described as an example.

【0314】図48は長尺方向に複数個の画素のある光
電変換素子部、蓄積コンデンサ兼リフレッシュ用コンデ
ンサ部、転送用TFT部、リセット用TFT部、配線部
の組のうち、1画素分を示す平面図である。
FIG. 48 shows one pixel of a set of a photoelectric conversion element portion having a plurality of pixels in the longitudinal direction, a storage capacitor / refresh capacitor portion, a transfer TFT portion, a reset TFT portion, and a wiring portion. FIG.

【0315】図49は1画素の断面図である。なお図4
9は理解しやすくする為に模式的に描かれており、配線
部の位置は必ずしも図49と一致していない。また図4
9においてリセット用TFT部1400は示されていな
い。尚図47から図49において、図42及び図44〜
図46と同一部分には同一符号を付している。
FIG. 49 is a sectional view of one pixel. FIG. 4
Reference numeral 9 is schematically drawn for easy understanding, and the position of the wiring portion does not always match FIG. FIG. 4
In FIG. 9, the reset TFT portion 1400 is not shown. Note that in FIGS. 47 to 49, FIGS.
46 are given the same reference numerals.

【0316】図48において、光電変換部100は基板
側からの光に対する遮光膜を兼ねた下部電極2を有す
る。基板側から照射された光は採光用窓17を通して図
面に対して垂直な上方に位置する原稿面(不図示)で反
射し、その反射光が光電変換部100に入射する。ここ
で発生したキャリアによる光電流は蓄積用兼リフレッシ
ュコンデンサ1200及び光電変換部100の等価的な
容量成分及びその他の浮遊容量に蓄積される。蓄積され
た電荷は転送用TFT1300により信号線用マトリク
ス配線部1500へ転送され、信号処理部(不図示)に
より電圧として読み取られる。
In FIG. 48, the photoelectric conversion unit 100 has a lower electrode 2 which also serves as a light shielding film for light from the substrate side. Light emitted from the substrate side is reflected by an original surface (not shown) positioned vertically above the drawing through the lighting window 17, and the reflected light enters the photoelectric conversion unit 100. The photocurrent generated by the carriers generated here is stored in the storage / refresh capacitor 1200 and the equivalent capacitance component of the photoelectric conversion unit 100 and other floating capacitance. The accumulated charges are transferred to the signal line matrix wiring section 1500 by the transfer TFT 1300 and read as a voltage by a signal processing section (not shown).

【0317】図49において各部の層構成を簡単に説明
する。
Referring to FIG. 49, the layer structure of each part will be briefly described.

【0318】図中100は光電変換部、1200は蓄積
用兼リフレッシュ用コンデンサ、1300は転送用TF
T、1500は配線部であり、これらは第1の電極層2
−1,2−2,2−3、絶縁層70、i層4、n層5、
第2の電極層6−1,6−2,6−3,6−4からなる
全5層の共通層の構成をしている。ここで第2の電極層
は特に透明電極にはしていないことは実施例19と同様
である。
In the figure, 100 is a photoelectric conversion unit, 1200 is a storage / refresh capacitor, and 1300 is a transfer TF.
T, 1500 are wiring portions, which are the first electrode layer 2
-1, 2-2, 2-3, insulating layer 70, i-layer 4, n-layer 5,
It has a configuration of a total of five common layers including the second electrode layers 6-1, 6-2, 6-3, and 6-4. Here, it is the same as Example 19 that the second electrode layer is not particularly formed as a transparent electrode.

【0319】次に本実施例の光電変換装置の駆動方法に
ついて回路図を用いて説明する。
Next, a method for driving the photoelectric conversion device of this embodiment will be described with reference to circuit diagrams.

【0320】図47において、光電変換素子S1〜S9
は3個で1ブロックを構成し、3ブロックで光電変換素
子アレイを構成している。光電変換素子S1〜S9に対
応して各々接続している蓄積用兼リフレッシュ用コンデ
ンサC1〜C9、光電変換素子S1〜S9のG電極電位
を初期化するTFT−R1〜R9及び信号電荷転送用T
FT−T1〜T9も同様である。
In FIG. 47, photoelectric conversion elements S1 to S9
, Three blocks constitute one block, and three blocks constitute a photoelectric conversion element array. The storage and refresh capacitors C1 to C9 respectively connected to the photoelectric conversion elements S1 to S9, the TFTs R1 to R9 for initializing the G electrode potentials of the photoelectric conversion elements S1 to S9, and the signal charge transfer T
The same applies to FT-T1 to T9.

【0321】又、光電変換素子S1〜S9の各ブロック
内で同一順番を有する個別電極は各々転送用TFT−T
1〜T9を介して、共通線1102〜1104の一つに
接続されている。詳細に言えば、各ブロックの第1の転
送用TFT−T1,T4,T7が共通線1102に、各
ブロックの第2の転送用TFT−T2,T5,T8が共
通線1103に、そして各ブロックの第3の転送用TF
T−T3,T6,T9が共通線1104に各々接続され
ている。共通線1102〜1104は各々スイッチング
トランジスタT100〜T120を介してアンプ112
6に接続されている。
In each block of the photoelectric conversion elements S1 to S9, the individual electrodes having the same order are each provided with a transfer TFT-T.
It is connected to one of the common lines 1102 to 1104 via 1 to T9. More specifically, the first transfer TFT-T1, T4, T7 of each block is on the common line 1102, the second transfer TFT-T2, T5, T8 of each block is on the common line 1103, and Third transfer TF of
T-T3, T6, and T9 are connected to the common line 1104, respectively. The common lines 1102 to 1104 are connected to the amplifier 112 via the switching transistors T100 to T120, respectively.
6 is connected.

【0322】又、図47において、共通線1102〜1
104は各々共通コンデンサC100〜C120を介し
て接地されており、且つスイッチングトランジスタCT
1〜CT3を介して接地されている。ここで、スイッチ
ングトランジスタCT1〜CT3の各ゲート電極は共通
に接続され、図43で示したPaのパルスと同様のタイ
ミングでオン状態とすることにより、共通線1102〜
1104の残留電荷をGNDに放電し、電荷の初期化を
行う。
In FIG. 47, common lines 1102-1
104 are grounded via common capacitors C100 to C120, respectively, and the switching transistor CT
1 to CT3. Here, the gate electrodes of the switching transistors CT1 to CT3 are commonly connected, and turned on at the same timing as the pulse of Pa shown in FIG.
The residual charge of 1104 is discharged to GND, and the charge is initialized.

【0323】なお、本実施例において光電変換手段はT
FT−R1〜R9,シフトレジスタ1109,電源11
4をいう。またリフレッシュ手段はコンデンサC1〜C
9,シフトレジスタ1108,電源1114をいう。さ
らに信号検出部は図47の点線内の検出手段,TFT−
T1〜T9,シフトレジスタ1106,コンデンサC1
〜C9をいう。つまり、本実施例においてはコンデンサ
C1〜C9は信号電荷を蓄積するとともに、リフレッシ
ュ手段の一部を構成している。
In this embodiment, the photoelectric conversion means is T
FT-R1 to R9, shift register 1109, power supply 11
4 The refresh means includes capacitors C1 to C
9, a shift register 1108, and a power supply 1114. Further, the signal detecting section is a detecting means within the dotted line in FIG.
T1 to T9, shift register 1106, capacitor C1
To C9. That is, in the present embodiment, the capacitors C1 to C9 accumulate the signal charges and constitute a part of the refresh unit.

【0324】次に本実施例の動作を時系列的に説明す
る。
Next, the operation of this embodiment will be described in time series.

【0325】まず、光電変換素子S1〜S9に信号光が
入射するとその強度に応じて各蓄積用兼リフレッシュ用
コンデンサC1〜C9及び各光電変換部100の等価的
な容量成分及び各浮遊容量に電荷が蓄積される。この
時、実施例18でも説明したように蓄積用兼リフレッシ
ュ用コンデンサC1〜C9は、絶縁層側のG電極が電荷
蓄積電極になっている為、蓄積用兼リフレッシュ用コン
デンサC1〜C9の各i層中の電子及びホールは、G電
極上へ流れることがなく、見かけ上のリーク電流は生じ
ることがない。そしてシフトレジスタ1106の第1の
並列端子からハイレベルが出力され、転送用TFT−T
1〜T3がオン状態となることで蓄積用兼リフレッシュ
用コンデンサC1〜C3及び各容量成分及び各浮遊容量
に蓄積されていた電荷が、各々共通コンデンサC100
〜C120へ転送される。続いてシフトレジスタ110
7から出力されるハイレベルがシフトして、スイッチン
グトランジスタT100〜T120が順次オン状態とな
る。これによって、共通コンデンサC100〜C120
に転送された第1ブロックの光信号がアンプ1126を
通って順次読み出される。
First, when signal light is incident on the photoelectric conversion elements S1 to S9, charge is stored in each of the storage / refresh capacitors C1 to C9, the equivalent capacitance component of each photoelectric conversion unit 100, and each floating capacitance according to the intensity of the signal light. Is accumulated. At this time, as described in the eighteenth embodiment, each of the storage and refresh capacitors C1 to C9 has the G electrode on the insulating layer side serving as a charge storage electrode. The electrons and holes in the layer do not flow onto the G electrode, and no apparent leak current occurs. A high level is output from the first parallel terminal of the shift register 1106, and the transfer TFT-T
When the storage capacitors 1 to T3 are turned on, the charges stored in the storage and refresh capacitors C1 to C3, the respective capacitance components, and the respective floating capacitances are respectively transferred to the common capacitor C100.
To C120. Then, shift register 110
7 shifts to a high level, and the switching transistors T100 to T120 are sequentially turned on. Thereby, the common capacitors C100 to C120
Are sequentially read out through the amplifier 1126.

【0326】転送用TFT−T1〜T3がオフ状態にな
った後、シフトレジスタ1108の第1の並列端子から
ハイレベルが出力され、蓄積用兼リフレッシュ用コンデ
ンサC1〜C3の両端の電位が上昇、即ち光電変換素子
S1〜S3のG電極の電位が上昇する。そして、光電変
換素子S1〜S3内のホールが共通電源線1403に掃
き出される。
After the transfer TFTs T1 to T3 are turned off, a high level is output from the first parallel terminal of the shift register 1108, and the potentials at both ends of the storage and refresh capacitors C1 to C3 rise. That is, the potential of the G electrodes of the photoelectric conversion elements S1 to S3 increases. Then, holes in the photoelectric conversion elements S1 to S3 are swept out to the common power supply line 1403.

【0327】次にシフトレジスタ1109の第1の並列
端子からハイレベルが出力されたリセット用TFT−R
1〜R3がオン状態にすることにより光電変換素子S1
〜S3のG電極の電位がGNDに初期化される。そして
次にPaのパルスにより共通コンデンサC100〜C1
20の電位が初期化される。共通コンデンサC100〜
C120の電位が完全に初期化された時点でシフトレジ
スタ1106がシフトし、第2の並列端子からハイレベ
ルが出力される。これにより、転送用TFT−T4〜T
6がオン状態になり、第2ブロックの蓄積用兼リフレッ
シュ用コンデンサC4〜C6及び光電変換素子S4〜S
6の等価的容量成分及び浮遊容量に蓄積されている信号
電荷が共通コンデンサC100〜C120へ転送され
る。そして第1ブロックの場合と同様にシフトレジスタ
1107のシフトにより、スイッチングトランジスタT
100〜T120が順次オン状態となり、共通コンデン
サC100〜C120に蓄積されている第2ブロックの
光信号が順次読み出される。
Next, the reset TFT-R whose high level has been output from the first parallel terminal of the shift register 1109.
By turning on 1 to R3, the photoelectric conversion element S1
Are reset to GND. Then, the common capacitors C100 to C1 are supplied by the pulse of Pa.
The potential of 20 is initialized. Common capacitor C100 ~
When the potential of C120 is completely initialized, the shift register 1106 shifts, and a high level is output from the second parallel terminal. Thereby, the transfer TFTs T4 to T4
6 is turned on, and the storage / refresh capacitors C4 to C6 and the photoelectric conversion elements S4 to S6 of the second block are turned on.
The signal charge accumulated in the equivalent capacitance component and the stray capacitance of No. 6 is transferred to the common capacitors C100 to C120. Then, as in the case of the first block, the switching of the switching transistor T
100 to T120 are sequentially turned on, and the optical signals of the second block stored in the common capacitors C100 to C120 are sequentially read.

【0328】第3ブロックの場合も同様に、電荷転送動
作と光信号の読み出し動作が行われる。
Similarly, in the case of the third block, a charge transfer operation and an optical signal read operation are performed.

【0329】このように第1ブロックから第3ブロック
までの一連の動作により、原稿の主走査方向における1
ライン分の信号を読み取ることが終了し、その読み取ら
れた信号は原稿の反射率の大小によりアナログ的に出力
される。
As described above, a series of operations from the first block to the third block perform one operation in the main scanning direction of the original.
The reading of the signal for the line is completed, and the read signal is output in an analog manner according to the magnitude of the reflectance of the document.

【0330】本実施例において、光電変換素子、蓄積用
兼リフレッシュ用コンデンサ、転送用TFT、リセット
用TFT、マトリクス信号配線部が、第1の電極層、絶
縁層、i層、n層、第2の電極層からなる全5層の共通
層の構成を有しているが、必ずしも全ての素子部が同一
な層構成である必要はなく、少なくとも光電変換素子及
び蓄積用兼リフレッシュ用コンデンサがこの構造(MI
S構造)であり、他の素子部は各素子としての機能を備
える層構成であれば十分である。しかしながら共通な構
成は歩留りの向上、低コスト化等に都合がよい。
In this embodiment, the photoelectric conversion element, the storage / refresh capacitor, the transfer TFT, the reset TFT, and the matrix signal wiring portion are composed of the first electrode layer, the insulating layer, the i-layer, the n-layer, and the second Although all the element sections do not necessarily have the same layer configuration, at least the photoelectric conversion element and the storage / refresh capacitor have the same structure. (MI
S structure), and the other element portions only need to have a layer configuration having a function as each element. However, a common configuration is convenient for improving yield, reducing cost, and the like.

【0331】又、本実施例では一次元的なラインセンサ
を説明したが、ラインセンサを複数本配置すれば2次元
的なエリアセンサとなり、X線撮像装置等の等倍読み取
りを行う光電変換装置も上記実施例で示したブロック分
割駆動を用いることにより、構成が可能となることは実
施例19と同様である。
In this embodiment, a one-dimensional line sensor has been described. However, if a plurality of line sensors are arranged, a two-dimensional area sensor can be obtained. As in the nineteenth embodiment, the configuration can be realized by using the block division driving described in the above embodiment.

【0332】以上説明したように本実施例は実施例1
8、19の効果に加えて、蓄積コンデンサにリフレッシ
ュ機能を持たせることが可能となり、小型化・高歩留り
が達成でき、更なる低コストの光電変換装置が実現でき
る。
As described above, this embodiment is similar to Embodiment 1.
In addition to the effects of 8 and 19, the storage capacitor can be provided with a refresh function, so that miniaturization and high yield can be achieved, and a further low-cost photoelectric conversion device can be realized.

【0333】[実施例21]図50は本実施例の光電変
換装置の概略的回路図である。
[Embodiment 21] FIG. 50 is a schematic circuit diagram of a photoelectric conversion device according to this embodiment.

【0334】図50においてS11〜Smnはマトリク
ス上に配された光電変換素子で下部電極側をG、上部電
極側をDで示している。C11〜Cmnは蓄積用コンデ
ンサ、T11〜Tmnは転送用TFTである。Vsは読
み出し用電源、Vgはリフレッシュ用電源であり、それ
ぞれのスイッチSWs、SWgを介して全光電変換素子
S11〜SmnのG電極に接続されている。スイッチS
Wsはインバータを介して、スイッチSWgは直接にリ
フレッシュ制御回路RFに接続されており、リフレッシ
ュ期間はSWgがon、その他の期間はSWsがonす
るよう制御されている。1画素は1個の光電変換素子と
それに並列に接続されたコンデンサ、およびTFTで構
成され、その信号出力は信号配線SIGにより検出用集
積回路ICに接続されている。本実施例の光電変換装置
は計m×n個の画素をm個のブロックに分け1ブロック
あたりn画素の出力を同時に転送しこの信号配線SIG
を通して検出用集積回路ICによって順次出力に変換さ
れ出力される(Vout)。また1ブロック内のn画素
を横方向に配置し、m個のブロックを順に縦に配置する
ことにより各画素の二次元的に配置している。
In FIG. 50, S11 to Smn are photoelectric conversion elements arranged on a matrix, and the lower electrode side is denoted by G and the upper electrode side is denoted by D. C11 to Cmn are storage capacitors, and T11 to Tmn are transfer TFTs. Vs is a read power supply, and Vg is a refresh power supply, which are connected to the G electrodes of all the photoelectric conversion elements S11 to Smn via respective switches SWs and SWg. Switch S
Ws is connected via an inverter, and the switch SWg is directly connected to the refresh control circuit RF, and is controlled so that SWg is turned on during the refresh period and SWs is turned on during the other periods. One pixel includes one photoelectric conversion element, a capacitor connected in parallel to the photoelectric conversion element, and a TFT, and a signal output thereof is connected to the detection integrated circuit IC by a signal wiring SIG. The photoelectric conversion device of the present embodiment divides a total of m × n pixels into m blocks and simultaneously transfers outputs of n pixels per block, and outputs the signal wiring SIG.
And is sequentially converted into an output by the integrated circuit for detection IC and output (Vout). In addition, n pixels in one block are arranged in the horizontal direction, and m blocks are sequentially arranged in the vertical direction, so that each pixel is arranged two-dimensionally.

【0335】尚、図50に示される光電変換装置は図1
9のものと同様な動作をするが本実施例の場合、Vgの
極性とVsの大きさが異なっている。
Note that the photoelectric conversion device shown in FIG.
9 operates in the same manner as the ninth embodiment except that the polarity of Vg and the magnitude of Vs are different.

【0336】動作について説明する。The operation will be described.

【0337】はじめにシフトシレジスタSR1およびS
R2により制御配線g1〜gm、sg1〜sgnにHi
が印加される。すると転送用TFT・T11〜Tmnと
スイッチM1〜Mnがonし導通し、全光電変換素子S
11〜SmnのD電極はGND電位になる(積分検出器
Ampの入力端子はGND電位に設計されているた
め)。同時にリフレッシュ制御回路RFがHiを出力し
スイッチSWgがonし全光電変換素子S11〜Smn
のG電極はリフレッシュ用電源Vgにより絶対値の小さ
な負電位になる。すると全光電変換素子S11〜Smn
はリフレッシュモードになりリフレッシュされる。つぎ
にリフレッシュ制御回路RFがLoを出力しスイッチS
Wsがonし全光電変換素子S11〜SmnのG電極は
読み取り用電源Vsにより絶対値の大きな負電位にな
る。すると全光電変換素子S11〜Smnは光電変換モ
ードになり同時にコンデンサC11〜C33は初期化さ
れる。
First, shift registers SR1 and S1
The control lines g1 to gm and sg1 to sgn are Hi due to R2.
Is applied. Then, the transfer TFTs T11 to Tmn and the switches M1 to Mn are turned on to conduct, and all the photoelectric conversion elements S
The D electrodes 11 to Smn have the GND potential (because the input terminal of the integration detector Amp is designed to have the GND potential). At the same time, the refresh control circuit RF outputs Hi, the switch SWg turns on, and all the photoelectric conversion elements S11 to Smn
G electrode becomes negative potential having a small absolute value by the refresh power supply Vg. Then, all the photoelectric conversion elements S11 to Smn
Becomes refresh mode and is refreshed. Next, the refresh control circuit RF outputs Lo and the switch S
Ws is turned on, and the G electrodes of all the photoelectric conversion elements S11 to Smn become a negative potential having a large absolute value by the reading power supply Vs. Then, all the photoelectric conversion elements S11 to Smn enter the photoelectric conversion mode, and at the same time, the capacitors C11 to C33 are initialized.

【0338】上記説明のように本実施例においてのリフ
レッシュモードにおいて、G電極の電位はD電極の電位
に対して負電位となっており、G電極の電位がフラット
バンド電圧VFBに達していない。従って先の実施例中に
説明したようにリフレッシュモードにおいて電子が絶縁
層と光電変換半導体層の界面に達せず、リフレッシュモ
ード、光電変換モードの違いによる界面欠陥への電子の
出入りをさせなくすることが可能となり、突入電流を減
らすことができ、SN比の高い光電変換装置を実現して
いる。本実施例では光電変換素子のD電極とTFTとを
接続し、各光電変換素子のG電極と共通に接続している
が、逆にG電極をTFTと接続し、D電極を共通に接続
してもよい。このときのVgとVsの極性を逆にすれば
同様の動作となる。
As described above, in the refresh mode in this embodiment, the potential of the G electrode is negative with respect to the potential of the D electrode, and the potential of the G electrode does not reach the flat band voltage V FB. . Therefore, as described in the previous embodiment, in the refresh mode, electrons do not reach the interface between the insulating layer and the photoelectric conversion semiconductor layer, and do not allow electrons to enter and exit interface defects due to the difference between the refresh mode and the photoelectric conversion mode. And a rush current can be reduced, and a photoelectric conversion device with a high SN ratio can be realized. In this embodiment, the D electrode of the photoelectric conversion element is connected to the TFT and is commonly connected to the G electrode of each photoelectric conversion element. However, the G electrode is connected to the TFT and the D electrode is commonly connected. You may. If the polarities of Vg and Vs at this time are reversed, the same operation is performed.

【0339】本実施例において全画素をn×m個として
いるが具体的な数は構成するシステムで最適に選べばよ
いが、例えば、1基板を20cm×20cmで構成する
場合、nを2,000、mを2,000とし、m×n
個、つまり4,000,000個の光電変換素子を10
0μmピッチの密度で構成することができる。
In this embodiment, the total number of pixels is n × m. The specific number may be optimally selected depending on the configuration system. For example, when one substrate is composed of 20 cm × 20 cm, n is 2, 000, m is 2,000, m × n
, That is, 4,000,000 photoelectric conversion elements
It can be configured with a density of 0 μm pitch.

【0340】図50においてシフトレジスタSR1や検
出用集積回路ICはそれぞれ1個で表現しているが実際
にはm、nの数により、適当な数で構成する。
In FIG. 50, the shift register SR1 and the integrated circuit for detection IC are each represented by one. However, actually, the shift register SR1 and the detection integrated circuit IC are constituted by appropriate numbers depending on the numbers m and n.

【0341】図51はシステム全体を表す模式的ブロッ
ク図である。6001はa−Siセンサ基板であるこの
図では複数のシフトレジスタSR1を直列に、また検出
用集積回路ICも複数で駆動している。検出用集積回路
ICの出力は処理回路6008内のアナログ−デジタル
変換器6002に入力されデジタル化される。この出力
は固定パターン補正用の引き算器6003を介してメモ
リ6004に記憶される。メモリの中の情報はコントロ
ーラ6005により制御されバッファ6006を介し信
号処理手段としてのイメージプロセッサに転送され、そ
こで画像処理される。
FIG. 51 is a schematic block diagram showing the entire system. In this figure, an a-Si sensor substrate 6001 drives a plurality of shift registers SR1 in series and a plurality of detection integrated circuit ICs. The output of the detection integrated circuit IC is input to an analog-to-digital converter 6002 in the processing circuit 6008 and digitized. This output is stored in the memory 6004 via the fixed pattern correction subtracter 6003. The information in the memory is controlled by a controller 6005 and transferred to an image processor as a signal processing means via a buffer 6006, where the image is processed.

【0342】図52(a),図52(b)は本発明をX
線検出用の光電変換装置に適用した場合の模式的構成図
及び模式断面図である。
FIG. 52 (a) and FIG. 52 (b)
It is a schematic configuration diagram and a schematic cross-sectional view when applied to a photoelectric conversion device for line detection.

【0343】光電変換素子とTFTはa−Siセンサ基
板6011内に複数個形成され、シフトレジスタSR1
と検出用集積回路ICが実装されたフレキシブル回路基
板6010が接続されている。フレキシブル回路基板6
010の逆側は回路基板PCB1、PCB2に接続され
ている。前記a−Siセンサ基板6011の複数枚が基
台6012の上に接着され大型の光電変換装置を構成す
る基台6012の下には処理回路6018内のメモリ6
014をX線から保護するため鉛板6013が実装され
ている。a−Siセンサ基板6011上にはX線を可視
光に変換するための蛍光体6030たとえばCsIが、
塗布または貼り付けされている。前述の図19、図20
で説明したX線検出方法と同じ原理に基き、X線を検出
することができる。本実施例では図52(b)に示され
るように全体をカーボンファイバー製のケース6020
に収納している。
A plurality of photoelectric conversion elements and TFTs are formed in the a-Si sensor substrate 6011, and the shift register SR1
And a flexible circuit board 6010 on which a detection integrated circuit IC is mounted. Flexible circuit board 6
The other side of 010 is connected to circuit boards PCB1 and PCB2. A plurality of the a-Si sensor substrates 6011 are adhered on a base 6012 to form a large-sized photoelectric conversion device.
A lead plate 6013 is mounted to protect 014 from X-rays. On the a-Si sensor substrate 6011, a phosphor 6030 such as CsI for converting X-rays into visible light is provided.
It is applied or pasted. 19 and 20 described above.
X-rays can be detected based on the same principle as the X-ray detection method described in (1). In the present embodiment, as shown in FIG.
Stored in.

【0344】図53は本発明の光電変換装置のX線診断
システムへの応用例を示したものである。
FIG. 53 shows an application example of the photoelectric conversion device of the present invention to an X-ray diagnostic system.

【0345】X線チューブ6050で発生したX線60
60は患者あるいは被験者6061の胸部6062を透
過し、蛍光体を上部に実装した光電変換装置6040に
入射する。この入射したX線には患者6061の体内部
の情報が含まれている。X線の入射に対応して蛍光体は
発光し、これを光電変換して電気的情報を得るこの情報
はディジタルに変換されイメージプロセッサ6070に
より画像処理され制御室のディスプレイ6080で観察
できる。
The X-ray 60 generated by the X-ray tube 6050
Numeral 60 transmits through the chest 6062 of the patient or the subject 6061 and enters the photoelectric conversion device 6040 on which the phosphor is mounted. The incident X-ray includes information on the inside of the body of the patient 6061. The phosphor emits light in response to the incidence of X-rays, and this information is photoelectrically converted to obtain electrical information. This information is converted into digital information, image-processed by an image processor 6070, and can be observed on a display 6080 in a control room.

【0346】また、この情報は電話回線6090等の伝
送手段により遠隔地へ転送でき、別の場所のドクタール
ームなどディスプレイ6081に表示もしくは光ディス
ク等の保存手段に保存することができ、遠隔地の医師が
診断することも可能である。またフィルムプロセッサ6
100によりフィルム6110に記録することもでき
る。
Further, this information can be transferred to a remote place by a transmission means such as a telephone line 6090, displayed on a display 6081 such as a doctor's room in another place, or stored in a storage means such as an optical disk. It is also possible to make a diagnosis. Also film processor 6
100 can also be recorded on the film 6110.

【0347】[0347]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によればS
N比が高く、特性が安定している光電変換装置、その駆
動方法及びそれを有するシステムを提供することができ
る。
As described in detail above, according to the present invention, S
A photoelectric conversion device with high N ratio and stable characteristics, a driving method thereof, and a system including the same can be provided.

【0348】又、本発明によれば歩留りが高く、生産が
容易な光電変換装置を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a photoelectric conversion device having a high yield and easy production.

【0349】加えて、本発明によれば、TFTと同一プ
ロセスで形成することが可能で、作製プロセスの複雑化
を生じさせることがなく、低コストで作製可能な光電変
換装置、その駆動方法及びそれを有するシステムを提供
することができる。
In addition, according to the present invention, a photoelectric conversion device which can be formed in the same process as a TFT, can be manufactured at low cost without complicating the manufacturing process, a driving method thereof, and A system having the same can be provided.

【0350】本発明によれば、光電変換装置内の光電変
換部(光電変換素子)は注入阻止層が一カ所のみで光の
入射量を検出することができ、プロセスの最適化が容易
で、歩留まりの向上が図れ、製造コストの低減が可能
で、SN比の高い低コストの光電変換装置を提供するこ
とができる。更に、第一の電極層/絶縁層/光電変換半
導体層においてトンネル効果や、ショットキーバリアを
利用していないため、電極材料は自由に選択でき、絶縁
層の厚さやその他の制御も自由度が高い。また同時に形
成する薄膜電界効果トランジスタ(TFT)等のスイッ
チ素子および容量素子とはマッチングが良く、同一膜構
成のため共通な膜として同時に形成可能でかつ光電変換
素子、TFT共に重要な膜構成は同一真空内で同時に形
成可能であり、さらに光電変換装置を高SN化、低コス
ト化することができる。
According to the present invention, the photoelectric conversion portion (photoelectric conversion element) in the photoelectric conversion device can detect the amount of incident light only at one injection blocking layer, and can easily optimize the process. The yield can be improved, the manufacturing cost can be reduced, and a low-cost photoelectric conversion device with a high SN ratio can be provided. Furthermore, since the tunnel effect and the Schottky barrier are not used in the first electrode layer / insulating layer / photoelectric conversion semiconductor layer, the electrode material can be freely selected, and the thickness of the insulating layer and other controls can be freely controlled. high. Also, it has good matching with switch elements and capacitance elements such as thin film field effect transistors (TFTs) formed simultaneously, and can be formed simultaneously as a common film because of the same film configuration, and the important film configurations of both the photoelectric conversion element and the TFT are the same. It can be formed at the same time in a vacuum, and the SN ratio and cost of the photoelectric conversion device can be reduced.

【0351】また光電変換素子自身に光情報をキャリア
として蓄え、同時にリアルタイムに電流を流す性質を持
つため簡単な構成で複合的な機能を持つ光電変換装置を
提供できる。またコンデンサも中間層に絶縁層を含んで
おり良好な特性で形成でき光電変換素子で得られた光情
報の積分値を簡単な構成で出力できる高機能の光電変換
装置が提供できる。
In addition, since the photoelectric conversion element itself stores optical information as a carrier and has a property of flowing a current in real time, a photoelectric conversion device having a simple configuration and a complex function can be provided. In addition, a high-performance photoelectric conversion device can be provided in which a capacitor also includes an insulating layer in an intermediate layer and has good characteristics and can output an integrated value of optical information obtained by a photoelectric conversion element with a simple configuration.

【0352】また本発明では光電変換素子のリフレッシ
ュ動作において、コンデンサ等の容量を介して行うこと
も可能で、印加電圧を下げた瞬間に突入電流を発生させ
ることが可能となる。結果的にTFTを用いてリフレッ
シュを行う場合に比べて、蓄積される突入電流が大幅に
削減されよりSN比の高い低コストの光電変換装置を提
供することができる。
In the present invention, the refresh operation of the photoelectric conversion element can be performed through a capacitor or the like, and an inrush current can be generated at the moment when the applied voltage is reduced. As a result, compared with the case where refreshing is performed using a TFT, the accumulated inrush current is greatly reduced, and a low-cost photoelectric conversion device with a higher SN ratio can be provided.

【0353】また光電変換素子のリフレッシュ動作にお
いて、例えば光電変換素子の半導体注入阻止層がn型の
場合即ち注入が阻止されるキャリアの電荷qが正の場
合、D電極の電位をG電極の電位より高くする{(VrG
・q)<(VD ・q−VFB・q)}ことにより、絶縁層
と光電変換半導体層との界面欠陥への電子の出入りをさ
せなくすることが可能となり、逆に光電変換素子の半導
体注入阻止層p型の場合即ち注入が阻止されるキャリア
の電荷qが負の場合、D電極の電位をG電極の電位より
低くする{(VrG・q)<(VD ・q−VFB・q)}こ
とにより、絶縁層と光電変換半導体層との界面欠陥への
電子の出入りをさせなくすることが可能となるため、突
入電流を減らすことができ、更にSN比の高い低コスト
の光電変換装置を提供することができる。
In the refresh operation of the photoelectric conversion element, for example, when the semiconductor injection blocking layer of the photoelectric conversion element is n-type, that is, when the charge q of the carrier whose injection is prevented is positive, the potential of the D electrode is changed to the potential of the G electrode. Higher ({ rG
.Q) <(V D .q-V FB .q)} makes it possible to prevent electrons from entering or leaving interface defects between the insulating layer and the photoelectric conversion semiconductor layer. If the charge q of carriers is negative for the case of the semiconductor injection blocking layer p-type i.e. injection is prevented, the potential of the D electrode is lower than the potential of the electrode G {(V rG · q) < (V D · q-V FB · q)} makes it possible to prevent electrons from entering or leaving an interface defect between the insulating layer and the photoelectric conversion semiconductor layer, so that inrush current can be reduced, and a high SN ratio and low cost can be achieved. Can be provided.

【0354】また信号電荷蓄積用容量素子の積層構造を
光電変換素子と同一にし、更にこの信号電荷蓄積用容量
素子の絶縁層側の電極に蓄積することにより、信号電荷
蓄積用容量素子を常にアキュムレーション状態で用いる
事が可能となり、見かけ上信号電荷蓄積用容量素子を介
して信号電荷がリークして生じるリーク電流を減らすこ
とができ、SN比の高い低コストの光電変換装置を提供
できる。
Further, the signal charge storage capacitor is made to have the same laminated structure as that of the photoelectric conversion element, and is further stored in the electrode on the insulating layer side of the signal charge storage capacitor, whereby the signal charge storage capacitor is always accumulated. It can be used in a state, and it is possible to reduce a leak current generated by apparently leaking signal charges via the signal charge storage capacitor, and to provide a low-cost photoelectric conversion device with a high SN ratio.

【0355】又、複数個の光電変換素子をブロックに分
割して、且つ別のブロックにおける信号転送動作とリフ
レッシュ動作を同一駆動線により同時に駆動することが
可能な為、読み取り動作を高速に行うことができ、更に
装置が小型化できる為、高歩留り、低コストな光電変換
装置を提供することが可能となる。
In addition, since a plurality of photoelectric conversion elements can be divided into blocks, and a signal transfer operation and a refresh operation in another block can be simultaneously driven by the same drive line, the reading operation can be performed at high speed. And the size of the device can be further reduced, so that a high-yield, low-cost photoelectric conversion device can be provided.

【0356】また上記したような優れた特性を有する光
電変換装置を利用することでより低コストで大面積・高
機能・高特性のファクシミリやX線レントゲン装置を提
供できる。
Further, by using the photoelectric conversion device having the above-described excellent characteristics, a facsimile or an X-ray X-ray apparatus having a large area, a high function, and a high characteristic at a lower cost can be provided.

【0357】尚、本発明は上記説明した構成や上記実施
例に限定されるものではなく、本発明の主旨の範囲にお
いて適宜、変形組合せが可能であることはいうまでもな
い。
It is to be noted that the present invention is not limited to the above-described configuration and the above-described embodiments, and it is needless to say that modifications and combinations are possible within the scope of the gist of the present invention.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の光電変換部の構成例を説明するための
模式的断面図(a)及び概略的回路図(b)である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view (a) and a schematic circuit diagram (b) for describing a configuration example of a photoelectric conversion unit of the present invention.

【図2】TFTの構成例を説明するための模式的断面図
である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration example of a TFT.

【図3】TFTのゲート絶縁膜の厚さと歩留りの関係の
一例を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining an example of the relationship between the thickness of a gate insulating film of a TFT and the yield.

【図4】光センサの構成の一例を説明するための模式的
断面図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a configuration of an optical sensor.

【図5】光電変換部のエネルギー状態を説明するための
エネルギーバンド図である。
FIG. 5 is an energy band diagram for explaining an energy state of a photoelectric conversion unit.

【図6】本発明の光電変換装置の動作の一例を説明する
ためのタイミングチャートである。
FIG. 6 is a timing chart for explaining an example of the operation of the photoelectric conversion device of the present invention.

【図7】検出部の構成例を説明するための概略的回路図
である。
FIG. 7 is a schematic circuit diagram illustrating a configuration example of a detection unit.

【図8】本発明の光電変換装置を説明するための概略的
回路図である。
FIG. 8 is a schematic circuit diagram for explaining the photoelectric conversion device of the present invention.

【図9】本発明の光電変換部の一例を説明するための模
式的断面図である。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view for explaining an example of the photoelectric conversion unit of the present invention.

【図10】本発明の光電変換部を含む光電変換装置の構
成例を説明するための模式的断面図(a)及び概略的回
路図(b)である。
10A and 10B are a schematic cross-sectional view and a schematic circuit diagram illustrating a configuration example of a photoelectric conversion device including a photoelectric conversion unit according to the present invention.

【図11】本発明の光電変換部を含む光電変換装置の構
成例を説明するための模式的断面図(a)及び概略的回
路図(b)である。
11A and 11B are a schematic cross-sectional view and a schematic circuit diagram illustrating a configuration example of a photoelectric conversion device including a photoelectric conversion unit according to the present invention.

【図12】本発明の光電変換装置を説明するための概略
的回路図である。
FIG. 12 is a schematic circuit diagram for explaining the photoelectric conversion device of the present invention.

【図13】本発明の光電変換装置の一例を説明するため
の模式的平面図(a)、及び模式的断面図(b)であ
る。
13A and 13B are a schematic plan view and a schematic cross-sectional view illustrating an example of a photoelectric conversion device according to the present invention.

【図14】本発明の光電変換装置を説明するための概略
的回路図である。
FIG. 14 is a schematic circuit diagram for explaining a photoelectric conversion device of the present invention.

【図15】本発明の光電変換装置の一例を説明するため
の模式的平面図(a)、及び模式的断面図(b)であ
る。
15A and 15B are a schematic plan view and a schematic cross-sectional view illustrating an example of a photoelectric conversion device according to the present invention.

【図16】本発明の光電変換装置を説明するための概略
的回路図である。
FIG. 16 is a schematic circuit diagram for explaining the photoelectric conversion device of the present invention.

【図17】本発明の光電変換装置の一例を説明するため
の模式的平面図(a)、及び模式的断面図(b)であ
る。
17A and 17B are a schematic plan view and a schematic cross-sectional view illustrating an example of a photoelectric conversion device according to the present invention.

【図18】本発明の光電変換装置の動作の一例を説明す
るためのタイミングチャートである。
FIG. 18 is a timing chart illustrating an example of the operation of the photoelectric conversion device of the present invention.

【図19】本発明の光電変換装置を説明するための概略
的回路図である。
FIG. 19 is a schematic circuit diagram for explaining a photoelectric conversion device of the present invention.

【図20】本発明の光電変換装置の一例を説明するため
の模式的平面図(a)、及び模式的断面図(b)であ
る。
FIG. 20 is a schematic plan view (a) and a schematic cross-sectional view (b) illustrating an example of the photoelectric conversion device of the present invention.

【図21】本発明の光電変換装置の動作の一例を説明す
るためのタイミングチャートである。
FIG. 21 is a timing chart illustrating an example of an operation of the photoelectric conversion device of the present invention.

【図22】光電変換装置の実装例を説明するための模式
的配置構成図である。
FIG. 22 is a schematic layout diagram for explaining a mounting example of a photoelectric conversion device.

【図23】光電変換装置の実装例を説明するための模式
的配置構成図である。
FIG. 23 is a schematic layout diagram for explaining a mounting example of a photoelectric conversion device.

【図24】本発明の光電変換装置を説明するための概略
的回路図である。
FIG. 24 is a schematic circuit diagram for explaining the photoelectric conversion device of the present invention.

【図25】本発明の光電変換装置の動作の一例を説明す
るためのタイミングチャートである。
FIG. 25 is a timing chart for explaining an example of the operation of the photoelectric conversion device of the present invention.

【図26】光電変換部のエネルギー状態を説明するため
のエネルギーバンド図である。
FIG. 26 is an energy band diagram for explaining an energy state of a photoelectric conversion unit.

【図27】光電変換部のエネルギー状態を説明するため
のエネルギーバンド図である。
FIG. 27 is an energy band diagram for describing an energy state of a photoelectric conversion unit.

【図28】本発明の光電変換装置を説明するための概略
的回路図である。
FIG. 28 is a schematic circuit diagram for explaining the photoelectric conversion device of the present invention.

【図29】本発明の光電変換装置の動作の一例を説明す
るためのタイミングチャートである。
FIG. 29 is a timing chart illustrating an example of the operation of the photoelectric conversion device of the present invention.

【図30】光電変換部のエネルギー状態を説明するため
のエネルギーバンド図である。
FIG. 30 is an energy band diagram for describing an energy state of a photoelectric conversion unit.

【図31】本発明の光電変換装置を説明するための概略
的回路図である。
FIG. 31 is a schematic circuit diagram for explaining a photoelectric conversion device of the present invention.

【図32】本発明の光電変換装置の一例を説明するため
の模式的平面図である。
FIG. 32 is a schematic plan view illustrating an example of the photoelectric conversion device of the present invention.

【図33】本発明の光電変換装置を説明するための概略
的回路図である。
FIG. 33 is a schematic circuit diagram for explaining the photoelectric conversion device of the present invention.

【図34】本発明の光電変換装置の動作の一例を説明す
るためのタイミングチャートである。
FIG. 34 is a timing chart illustrating an example of the operation of the photoelectric conversion device of the present invention.

【図35】本発明の光電変換装置を説明するための概略
的回路図である。
FIG. 35 is a schematic circuit diagram for explaining the photoelectric conversion device of the present invention.

【図36】本発明の光電変換装置の一例を説明するため
の模式的平面図である。
FIG. 36 is a schematic plan view illustrating an example of the photoelectric conversion device of the present invention.

【図37】本発明の光電変換装置の一例を説明するため
の模式的断面図である。
FIG. 37 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of the photoelectric conversion device of the present invention.

【図38】本発明の光電変換装置の動作の一例を説明す
るためのタイミングチャートである。
FIG. 38 is a timing chart illustrating an example of the operation of the photoelectric conversion device of the present invention.

【図39】本発明の光電変換装置を説明するための概略
的回路図である。
FIG. 39 is a schematic circuit diagram for explaining the photoelectric conversion device of the present invention.

【図40】本発明の光電変換装置の動作の一例を説明す
るためのタイミングチャートである。
FIG. 40 is a timing chart illustrating an example of the operation of the photoelectric conversion device of the present invention.

【図41】本発明の光電変換装置を説明するための概略
的回路図である。
FIG. 41 is a schematic circuit diagram for explaining a photoelectric conversion device of the present invention.

【図42】本発明の光電変換装置を説明するための概略
的回路図である。
FIG. 42 is a schematic circuit diagram for explaining a photoelectric conversion device of the present invention.

【図43】本発明の光電変換装置の動作の一例を説明す
るためのタイミングチャートである。
FIG. 43 is a timing chart illustrating an example of the operation of the photoelectric conversion device of the present invention.

【図44】本発明の光電変換装置を説明するための概略
的回路図である。
FIG. 44 is a schematic circuit diagram for explaining the photoelectric conversion device of the present invention.

【図45】本発明の光電変換装置の一例を説明するため
の模式的平面図である。
FIG. 45 is a schematic plan view illustrating an example of the photoelectric conversion device of the present invention.

【図46】本発明の光電変換装置の一例を説明するため
の模式的断面図である。
FIG. 46 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of the photoelectric conversion device of the present invention.

【図47】本発明の光電変換装置を説明するための概略
的回路図である。
FIG. 47 is a schematic circuit diagram for explaining the photoelectric conversion device of the present invention.

【図48】本発明の光電変換装置の一例を説明するため
の模式的平面図である。
FIG. 48 is a schematic plan view illustrating an example of the photoelectric conversion device of the present invention.

【図49】本発明の光電変換装置の一例を説明するため
の模式的断面図である。
FIG. 49 is a schematic cross-sectional view for explaining an example of the photoelectric conversion device of the present invention.

【図50】本発明の光電変換装置を説明するための概略
的回路図である。
FIG. 50 is a schematic circuit diagram for explaining the photoelectric conversion device of the present invention.

【図51】本発明の光電変換装置を有するシステムの一
例を説明するためのシステム構成図である。
FIG. 51 is a system configuration diagram for describing an example of a system having the photoelectric conversion device of the present invention.

【図52】X線検出用装置に適用した場合の一例を説明
する模式的構成図(a)、模式的断面図(b)である。
FIGS. 52A and 52B are a schematic configuration diagram (a) and a schematic cross-sectional view (b) illustrating an example when applied to an X-ray detection device.

【図53】本発明の光電変換装置を有するシステムの一
例を説明するためのシステム構成図である。
FIG. 53 is a system configuration diagram for describing an example of a system having a photoelectric conversion device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

S11〜S33 光電変換素子 C11〜C33 蓄積用コンデンサ T11〜T33 転送用TFT 6010 フレキシブル回路基板 6011 a−Siセンサ基板 6012 基台 6013 鉛板 6014 メモリ 6018 処理回路 6020 ケース 6030 蛍光体 S11 to S33 Photoelectric conversion element C11 to C33 Storage capacitor T11 to T33 Transfer TFT 6010 Flexible circuit board 6011 a-Si sensor board 6012 Base 6013 Lead plate 6014 Memory 6018 Processing circuit 6020 Case 6030 Phosphor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平6−196642 (32)優先日 平成6年8月22日(1994.8.22) (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平6−196643 (32)優先日 平成6年8月22日(1994.8.22) (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平6−196644 (32)優先日 平成6年8月22日(1994.8.22) (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平6−196645 (32)優先日 平成6年8月22日(1994.8.22) (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平6−196648 (32)優先日 平成6年8月22日(1994.8.22) (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平6−196670 (32)優先日 平成6年8月22日(1994.8.22) (33)優先権主張国 日本(JP) (72)発明者 竹田 慎市 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 水谷 英正 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 板橋 哲 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 6-196642 (32) Priority date August 22, 1994 (22 August 1994) (33) Priority claim country Japan (JP) (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 6-196643 (32) Priority date August 22, 1994 (August 22, 1994) (33) Priority claim country Japan (JP) (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 6-196644 (32) Priority Date August 22, 1994 (August 22, 1994) (33) Priority claiming country Japan (JP) (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 6-196645 ( 32) Priority date August 22, 1994 (August 22, 1994) (33) Priority claiming country Japan (JP) (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 6-196648 (32) Priority date 1994 August 22, 1994 (22 August 1994) (33) Priority claiming country Japan (JP) (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 6-196670 (32) Priority date August 22, 1994 (1994. 8.22) (33) Priority claim country Japan (JP) (72) Inventor Shinichi Takeda 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Hidemasa Mizutani 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Tetsu Itabashi Inside Canon Inc. 3- 30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基体上に複数の光電変換素子を二次元的
に配置してなる光電変換装置であって、該二次元的に配
置された複数の光電変換素子に対して上下方向あるいは
左右方向に配された制御配線あるいは信号配線のうち奇
数番目と偶数番目をそれぞれ対向する側に取り出し、各
取り出し側でそれぞれ複数の集積回路素子に接続されて
いる光電変換装置。
1. A photoelectric conversion device in which a plurality of photoelectric conversion elements are two-dimensionally arranged on a substrate, wherein the plurality of photoelectric conversion elements are arranged vertically or horizontally with respect to the two-dimensionally arranged photoelectric conversion elements. A photoelectric conversion device in which odd-numbered and even-numbered control lines or even lines among the control lines or signal lines arranged in the above are taken out on opposite sides, respectively, and each taken-out side is connected to a plurality of integrated circuit elements.
【請求項2】 基体上に複数の光電変換素子を二次元的
に配置してなる光電変換装置であって、該二次元的に配
置された複数の光電変換素子に対して上下方向あるいは
左右方向に配された制御配線あるいは信号配線、該制御
配線あるいは信号配線に接続された複数の集積回路素子
とを有し、一つの集積回路素子ごとに連続する該制御配
線あるいは信号配線を接続し、この集積回路素子を左右
または上下に振り分けてなる光電変換装置。
2. A photoelectric conversion device in which a plurality of photoelectric conversion elements are two-dimensionally arranged on a substrate, wherein the plurality of photoelectric conversion elements are arranged vertically or horizontally with respect to the plurality of two-dimensionally arranged photoelectric conversion elements. A plurality of integrated circuit elements connected to the control wiring or signal wiring, and connecting the control wiring or signal wiring continuous for each integrated circuit element, A photoelectric conversion device in which integrated circuit elements are divided left and right or up and down.
【請求項3】 基台上に設けられた、X線を受けて電気
信号に変換する光電変換素子の複数を二次元的に配置し
た光電変換部を有する基板の複数、 該光電変換素子に供給される信号または該光電変換素子
から出力された信号のために設けられた集積回路素子、 該基台と該集積回路素子を収容するケース、 を有する光電変換装置。
3. A plurality of substrates provided with a photoelectric conversion unit provided on a base and configured to two-dimensionally arrange a plurality of photoelectric conversion elements that receive X-rays and convert the signals into electric signals, and supply the plurality of substrates to the photoelectric conversion elements. A photoelectric conversion device, comprising: an integrated circuit element provided for a signal to be output or a signal output from the photoelectric conversion element; and a case accommodating the base and the integrated circuit element.
【請求項4】 請求項3に記載の光電変換装置におい
て、該ケースはカーボンファイバー製である光電変換装
置。
4. The photoelectric conversion device according to claim 3, wherein said case is made of carbon fiber.
【請求項5】 請求項3乃至4に記載の光電変換装置に
おいて、該基台の該光電変換素子の受けるX線の入射側
と反対側に設けられた鉛板を有する光電変換装置。
5. The photoelectric conversion device according to claim 3, further comprising a lead plate provided on a side of the base opposite to a side on which the X-rays received by the photoelectric conversion elements are incident.
【請求項6】 請求項5に記載の光電変換装置におい
て、該鉛板は処理回路をX線から保護するために設けら
れる光電変換装置。
6. The photoelectric conversion device according to claim 5, wherein the lead plate is provided to protect the processing circuit from X-rays.
【請求項7】 請求項3乃至6のいずれか1項に記載の
光電変換装置において、該光電変換部を有する基板上に
は蛍光体を有する光電変換装置。
7. The photoelectric conversion device according to claim 3, wherein a phosphor is provided on a substrate having the photoelectric conversion portion.
【請求項8】 請求項7に記載の光電変換装置におい
て、該蛍光体はX線を可視光に変換するために設けられ
る光電変換装置。
8. The photoelectric conversion device according to claim 7, wherein the phosphor is provided to convert X-rays into visible light.
JP2000099009A 1993-12-27 2000-03-31 Photoelectric conversion device Expired - Fee Related JP3685446B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000099009A JP3685446B2 (en) 1993-12-27 2000-03-31 Photoelectric conversion device

Applications Claiming Priority (19)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33169093 1993-12-27
JP5-331690 1993-12-27
JP6-196642 1994-08-22
JP19667094 1994-08-22
JP6-196645 1994-08-22
JP19664094 1994-08-22
JP19664294 1994-08-22
JP6-196644 1994-08-22
JP19664894 1994-08-22
JP6-196640 1994-08-22
JP19664494 1994-08-22
JP6-196648 1994-08-22
JP19664394 1994-08-22
JP19664194 1994-08-22
JP6-196641 1994-08-22
JP6-196643 1994-08-22
JP19664594 1994-08-22
JP6-196670 1994-08-22
JP2000099009A JP3685446B2 (en) 1993-12-27 2000-03-31 Photoelectric conversion device

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6313392A Division JP3066944B2 (en) 1993-12-16 1994-12-16 Photoelectric conversion device, driving method thereof, and system having the same

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005127977A Division JP2005326403A (en) 1993-12-27 2005-04-26 Converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000323699A true JP2000323699A (en) 2000-11-24
JP3685446B2 JP3685446B2 (en) 2005-08-17

Family

ID=27577588

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000099009A Expired - Fee Related JP3685446B2 (en) 1993-12-27 2000-03-31 Photoelectric conversion device
JP2005127977A Pending JP2005326403A (en) 1993-12-27 2005-04-26 Converter

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005127977A Pending JP2005326403A (en) 1993-12-27 2005-04-26 Converter

Country Status (1)

Country Link
JP (2) JP3685446B2 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004095833A1 (en) * 2003-04-22 2004-11-04 Canon Kabushiki Kaisha Photoelectric conversion device and radiation photography apparatus
JP2005260706A (en) * 2004-03-12 2005-09-22 Canon Inc Radioactive imaging device and control method thereof
JP2007529004A (en) * 2004-02-11 2007-10-18 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ X-ray detector with photogate and dose control
JP2008228346A (en) * 2008-05-23 2008-09-25 Canon Inc Radiation imaging device, method of driving the same, and radiation imaging system
US7872218B2 (en) 2004-05-18 2011-01-18 Canon Kabushiki Kaisha Radiation image pickup apparatus and its control method
JP2012083336A (en) * 2010-09-16 2012-04-26 Mitsubishi Electric Corp Photoelectric conversion element and image sensor
JP2015213182A (en) * 2010-07-01 2015-11-26 株式会社半導体エネルギー研究所 Imaging apparatus
JP2021114779A (en) * 2010-09-06 2021-08-05 株式会社半導体エネルギー研究所 Semiconductor device, information terminal, and electronic apparatus

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4894921B2 (en) * 2007-05-24 2012-03-14 コニカミノルタホールディングス株式会社 Radiation detector, method for manufacturing radiation detector, and method for manufacturing support substrate
JP5466082B2 (en) * 2010-05-25 2014-04-09 富士フイルム株式会社 Radiation image capturing apparatus, radiation image capturing system, and radiation conversion panel fixing method in radiation image capturing apparatus
CN102870008A (en) 2010-04-30 2013-01-09 富士胶片株式会社 Radiation imaging device, radiation imaging system, and method for affixing radiation conversion panel in radiation imaging device
JP6081697B2 (en) 2011-12-07 2017-02-15 浜松ホトニクス株式会社 Sensor unit and solid-state imaging device
JP2016021445A (en) * 2014-07-11 2016-02-04 キヤノン株式会社 Photoelectric conversion device and imaging system
JP6808316B2 (en) * 2015-12-04 2021-01-06 キヤノン株式会社 Imaging device and imaging system
JP7020770B2 (en) * 2015-12-04 2022-02-16 キヤノン株式会社 Imaging device and imaging system
JP6808317B2 (en) * 2015-12-04 2021-01-06 キヤノン株式会社 Imaging device and imaging system

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004095833A1 (en) * 2003-04-22 2004-11-04 Canon Kabushiki Kaisha Photoelectric conversion device and radiation photography apparatus
US7470911B2 (en) 2003-04-22 2008-12-30 Canon Kabushiki Kaisha Photoelectric conversion device and radiation photography apparatus
JP2007529004A (en) * 2004-02-11 2007-10-18 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ X-ray detector with photogate and dose control
JP2005260706A (en) * 2004-03-12 2005-09-22 Canon Inc Radioactive imaging device and control method thereof
US7683337B2 (en) 2004-03-12 2010-03-23 Canon Kabushiki Kaisha Radiographic apparatus and control method therefor
US7872218B2 (en) 2004-05-18 2011-01-18 Canon Kabushiki Kaisha Radiation image pickup apparatus and its control method
JP4546560B2 (en) * 2008-05-23 2010-09-15 キヤノン株式会社 Radiation imaging apparatus, driving method thereof, and radiation imaging system
JP2008228346A (en) * 2008-05-23 2008-09-25 Canon Inc Radiation imaging device, method of driving the same, and radiation imaging system
JP2015213182A (en) * 2010-07-01 2015-11-26 株式会社半導体エネルギー研究所 Imaging apparatus
JP2021114779A (en) * 2010-09-06 2021-08-05 株式会社半導体エネルギー研究所 Semiconductor device, information terminal, and electronic apparatus
US11239268B2 (en) 2010-09-06 2022-02-01 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electronic device
US11264415B2 (en) 2010-09-06 2022-03-01 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electronic device
US11430820B2 (en) 2010-09-06 2022-08-30 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electronic device
US11728354B2 (en) 2010-09-06 2023-08-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electronic device
JP2012083336A (en) * 2010-09-16 2012-04-26 Mitsubishi Electric Corp Photoelectric conversion element and image sensor

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005326403A (en) 2005-11-24
JP3685446B2 (en) 2005-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3066944B2 (en) Photoelectric conversion device, driving method thereof, and system having the same
JP3636579B2 (en) Photoelectric conversion device, method for driving photoelectric conversion device, and system having the photoelectric conversion device
JP2005326403A (en) Converter
JP4307322B2 (en) Radiation imaging apparatus and radiation imaging system
JP4307230B2 (en) Radiation imaging apparatus and radiation imaging method
JP4100739B2 (en) Photoelectric conversion device
JP3416351B2 (en) Photoelectric conversion device and driving method thereof, X-ray imaging device using the same, and driving method thereof
US5841180A (en) Photoelectric conversion device, method of driving photoelectric conversion device, and system having the device
JPH09297181A (en) Radiation image pick-up device
JP3544075B2 (en) Method for manufacturing photoelectric conversion device
JP4314255B2 (en) Conversion device and X-ray detection system
JP3560298B2 (en) Photoelectric conversion device, driving method thereof, and system having the same
JP3372783B2 (en) Photoelectric conversion device, driving method thereof, and system having the same
JP2022122046A (en) Radiation imaging device, radiation imaging system including the same, and structure inspection device

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050221

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050225

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050426

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050525

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050527

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080610

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090610

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090610

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100610

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110610

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120610

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120610

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130610

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees