JPH0334667B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0334667B2 JPH0334667B2 JP56016702A JP1670281A JPH0334667B2 JP H0334667 B2 JPH0334667 B2 JP H0334667B2 JP 56016702 A JP56016702 A JP 56016702A JP 1670281 A JP1670281 A JP 1670281A JP H0334667 B2 JPH0334667 B2 JP H0334667B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photoelectric conversion
- imaging device
- conversion element
- switch
- function section
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 66
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 30
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 27
- 239000011669 selenium Substances 0.000 claims description 19
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 18
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 150000004770 chalcogenides Chemical class 0.000 claims description 12
- UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+);selenium(2-) Chemical compound [Se-2].[Cd+2] UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 28
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 27
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 14
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 10
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 9
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 5
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 5
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Chemical compound P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910000073 phosphorus hydride Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- 206010034972 Photosensitivity reaction Diseases 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- -1 gold Chemical compound 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 230000036211 photosensitivity Effects 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
- H01L31/0264—Inorganic materials
- H01L31/0272—Selenium or tellurium
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14665—Imagers using a photoconductor layer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
- H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H01L31/102—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
- H01L31/108—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier being of the Schottky type
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
- H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H01L31/102—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
- H01L31/109—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier being of the PN heterojunction type
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
- H04N1/40—Picture signal circuits
- H04N1/40056—Circuits for driving or energising particular reading heads or original illumination means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Facsimile Heads (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光電変換に係り、特にフアクシミリ端
末装置などに用いられる撮像装置に関するもので
ある。
末装置などに用いられる撮像装置に関するもので
ある。
従来、これら装置に用いられている受光センサ
としての撮像装置としては、多数のフオトダイオ
ードとその駆動回路を集積化したシリコンIC、
たとえばCCD、あるいはMOSなどの受光ライン
センサが用いられていた。それらの動作は第１図
に示すの範囲で用いられており、すなわち逆方
向電圧を印加した状態において光照射に対する逆
方向電流の変化を利用していた。しかしこのよう
に逆方向電圧を印加した状態で検出動作を行う場
合には暗電流が生ずるためにSN比を高くするこ
とができない。また逆バイアス回路を必要とし回
路が複雑になるという欠点があつた。
としての撮像装置としては、多数のフオトダイオ
ードとその駆動回路を集積化したシリコンIC、
たとえばCCD、あるいはMOSなどの受光ライン
センサが用いられていた。それらの動作は第１図
に示すの範囲で用いられており、すなわち逆方
向電圧を印加した状態において光照射に対する逆
方向電流の変化を利用していた。しかしこのよう
に逆方向電圧を印加した状態で検出動作を行う場
合には暗電流が生ずるためにSN比を高くするこ
とができない。また逆バイアス回路を必要とし回
路が複雑になるという欠点があつた。
一方近時光電変換能力の優れていることを利用
してセレン系、カルコゲナイド系あるいは非晶質
シリコン系などの半導体薄膜を利用した受光ライ
ンセンサなどが提案されているが、この場合A4
判の大きさに用いる場合でも2000素子程度を必要
とし、これら素子の結線を駆動回路と行なうこと
は極めて困難であつた。
してセレン系、カルコゲナイド系あるいは非晶質
シリコン系などの半導体薄膜を利用した受光ライ
ンセンサなどが提案されているが、この場合A4
判の大きさに用いる場合でも2000素子程度を必要
とし、これら素子の結線を駆動回路と行なうこと
は極めて困難であつた。
本発明は前述の種々な欠陥を改善除去し、優れ
た特性を容易に得ることができる撮像装置を提供
するものであり、この発明の特徴とするところ
は、即ち、先ず第一にシリコンなどの半導体基板
にあらかじめパルス発生機能部、シフトレジスタ
機能部、信号処理機能部などを通常のIC手法を
用いて形成し、更に各光電変換要素にそれぞれ直
列に挿入され、前記パルス発生機能部からのパル
スを受けてスイツチングを行うスイツチ機能部を
アレイ状に形成せしめ、次に前記スイツチ機能部
の電極上に直接光電変換要素の半導体薄膜を形成
して電気的接続を行ない、光電変換要素とスイツ
チ機能部との接続を、その数にかかわりなく、直
接且つ同時に行うことが出来る。又この様に半導
体基板に形成されたスイツチ機能部上に直接光電
変換要素の半導体薄膜を形成しているので、これ
らスイツチ機能部と光電変換要素間の直列抵抗を
非常に小さく出来、従つて従来に比べて損失によ
る低減率が充分に小さい順方向起電力を取り出す
ことが出来る。この点に関連して、光電変換要素
が発生する順方向起電力に対し直列抵抗が変る場
合、例えば直列抵抗が0Ωのときの順方向光起電
力を１とすると、直列抵抗が１、２、５、10Ωの
ときには順方向光起電力が夫々0.77、0.57、0.27、
0.14に低減されてしまうことが発表されている。
斯かる発表によれば、従来の撮像装置の様に基板
上に蒸着などで形成した配線によりスイツチ機能
部と光電変換要素とを接続したものは、配線が非
常に薄く且つ細いので抵抗が大きく、従つて順方
向光起電力の低減率は大きくならざるを得ず、逆
に本発明のものは理想的な接続に近いことは明ら
かである。
た特性を容易に得ることができる撮像装置を提供
するものであり、この発明の特徴とするところ
は、即ち、先ず第一にシリコンなどの半導体基板
にあらかじめパルス発生機能部、シフトレジスタ
機能部、信号処理機能部などを通常のIC手法を
用いて形成し、更に各光電変換要素にそれぞれ直
列に挿入され、前記パルス発生機能部からのパル
スを受けてスイツチングを行うスイツチ機能部を
アレイ状に形成せしめ、次に前記スイツチ機能部
の電極上に直接光電変換要素の半導体薄膜を形成
して電気的接続を行ない、光電変換要素とスイツ
チ機能部との接続を、その数にかかわりなく、直
接且つ同時に行うことが出来る。又この様に半導
体基板に形成されたスイツチ機能部上に直接光電
変換要素の半導体薄膜を形成しているので、これ
らスイツチ機能部と光電変換要素間の直列抵抗を
非常に小さく出来、従つて従来に比べて損失によ
る低減率が充分に小さい順方向起電力を取り出す
ことが出来る。この点に関連して、光電変換要素
が発生する順方向起電力に対し直列抵抗が変る場
合、例えば直列抵抗が0Ωのときの順方向光起電
力を１とすると、直列抵抗が１、２、５、10Ωの
ときには順方向光起電力が夫々0.77、0.57、0.27、
0.14に低減されてしまうことが発表されている。
斯かる発表によれば、従来の撮像装置の様に基板
上に蒸着などで形成した配線によりスイツチ機能
部と光電変換要素とを接続したものは、配線が非
常に薄く且つ細いので抵抗が大きく、従つて順方
向光起電力の低減率は大きくならざるを得ず、逆
に本発明のものは理想的な接続に近いことは明ら
かである。
また第二には、第１図における領域に示すよ
うな従来に用いられている逆方向電流の暗状態と
明状態の差を利用するものにかわつて、第１図に
おける領域に示すように、光電変換要素に実質
的に外部から電圧を印加しない状態において照射
される光による順方向光起電力を用いて各光電変
換要素に並設されたキヤパシタを充電し、その蓄
積電荷などを読出すものである。このことによつ
て暗電流を生ずることなく、SN比を大きくする
ことができ、また逆方向電圧の印加を不要とする
ため、逆方向電圧発生のための回路を必要としな
くなり、回路構成を簡単にすることができ、また
順方向光起電力は、主としてその構成する半導体
材料で特性がきまるため、逆方向電流を利用する
場合に比べて、はるかに安定性が良く、バラツキ
が減少し、信頼性が向上するなどの利点を有す
る。
うな従来に用いられている逆方向電流の暗状態と
明状態の差を利用するものにかわつて、第１図に
おける領域に示すように、光電変換要素に実質
的に外部から電圧を印加しない状態において照射
される光による順方向光起電力を用いて各光電変
換要素に並設されたキヤパシタを充電し、その蓄
積電荷などを読出すものである。このことによつ
て暗電流を生ずることなく、SN比を大きくする
ことができ、また逆方向電圧の印加を不要とする
ため、逆方向電圧発生のための回路を必要としな
くなり、回路構成を簡単にすることができ、また
順方向光起電力は、主としてその構成する半導体
材料で特性がきまるため、逆方向電流を利用する
場合に比べて、はるかに安定性が良く、バラツキ
が減少し、信頼性が向上するなどの利点を有す
る。
第三には、かかる光電変換要素から光入力に応
じた電気的信号を取出す方法にある。すなわち、
第２図に示すような最も単純なる１個の光電変換
要素の場合について説明する。光電変換要素１は
その電極間に並列にキヤパシタンス手段２を有
し、選択的に開閉されるスイツチ素子３を介し
て、例えば抵抗のような読取り部４に接続されて
いる。光電変換要素１に光が照射されると順方向
起電力が発生し、照射光量に応じた電荷がキヤパ
シタンス手段２に充電される。この蓄積電荷は走
査パルスによつてスイツチ素子３を選択的に閉じ
ることにより、スイツチ素子３を介して読取り部
４に放電され、電気的パルス信号とする。このよ
うな光電変換方式によれば、高速の読出しが可能
であると共に、光起電力を一旦キヤパシタンス手
段に充電して、その蓄積電荷を読出しているので
感度が良好で、かつ暗電流が生じない。この様に
半導体基板に形成されたスイツチ機能部の電極部
に窓を有する絶縁性フイルムの前記窓部を介して
前記電極部上に光電変換要素の半導体薄膜を形成
して直接各スイツチ素子と前記半導体薄膜とを接
続し、且つ前記絶縁性フイルム上に延在せられた
前記光電変換要素の半導体薄膜或いは前記絶縁性
フイルムを誘電体とし、光電変換要素の上部電極
を所定の形状に、即ち所望の蓄積電荷を蓄えるの
に必要な容量を得るのに充分な大きさに延在させ
ることによつて、光電変換要素の形成と同時に必
要な容量を与え得るキヤパシタンス手段の形成を
も行うことが出来、製造工程を大幅に簡略でき
る。
じた電気的信号を取出す方法にある。すなわち、
第２図に示すような最も単純なる１個の光電変換
要素の場合について説明する。光電変換要素１は
その電極間に並列にキヤパシタンス手段２を有
し、選択的に開閉されるスイツチ素子３を介し
て、例えば抵抗のような読取り部４に接続されて
いる。光電変換要素１に光が照射されると順方向
起電力が発生し、照射光量に応じた電荷がキヤパ
シタンス手段２に充電される。この蓄積電荷は走
査パルスによつてスイツチ素子３を選択的に閉じ
ることにより、スイツチ素子３を介して読取り部
４に放電され、電気的パルス信号とする。このよ
うな光電変換方式によれば、高速の読出しが可能
であると共に、光起電力を一旦キヤパシタンス手
段に充電して、その蓄積電荷を読出しているので
感度が良好で、かつ暗電流が生じない。この様に
半導体基板に形成されたスイツチ機能部の電極部
に窓を有する絶縁性フイルムの前記窓部を介して
前記電極部上に光電変換要素の半導体薄膜を形成
して直接各スイツチ素子と前記半導体薄膜とを接
続し、且つ前記絶縁性フイルム上に延在せられた
前記光電変換要素の半導体薄膜或いは前記絶縁性
フイルムを誘電体とし、光電変換要素の上部電極
を所定の形状に、即ち所望の蓄積電荷を蓄えるの
に必要な容量を得るのに充分な大きさに延在させ
ることによつて、光電変換要素の形成と同時に必
要な容量を与え得るキヤパシタンス手段の形成を
も行うことが出来、製造工程を大幅に簡略でき
る。
かくして本発明によつてスイツチ機能部その他
の駆動部を設けた半導体基板と、光電変換要素を
形成する半導体薄膜を直接接続すると共に所望容
量を与えるキヤパシタンス手段を形成せしめ、且
つ実質的に逆方向電圧を印加しない状態で照射さ
れる光によつて誘起される順方向起電力をキヤパ
シタンス手段に蓄積してから、光入力に応じたパ
ルス信号として取出すことを特徴とする優れた高
感度の撮像装置を容易に提供し得るものである。
の駆動部を設けた半導体基板と、光電変換要素を
形成する半導体薄膜を直接接続すると共に所望容
量を与えるキヤパシタンス手段を形成せしめ、且
つ実質的に逆方向電圧を印加しない状態で照射さ
れる光によつて誘起される順方向起電力をキヤパ
シタンス手段に蓄積してから、光入力に応じたパ
ルス信号として取出すことを特徴とする優れた高
感度の撮像装置を容易に提供し得るものである。
以下に本発明における撮像装置及びその動作機
能を図面によつて更に詳述する。
能を図面によつて更に詳述する。
第３図のものは第２図に示した光電変換要素１
とこれに並設されたキヤパシタンス手段２を複数
個配列してなるアレイ５を備え、光電変換要素１
のアノード側にアイソレーシヨン用ダイオード６
のアノードが接続され、その共通端子は読取り部
４に接続される。読取り部４の他端は読取り感度
を増大させるための直流電源７の負端子に接続さ
れ、その正端子は接地されている。また光電変換
要素１のカソード側はスイツチ素子３を経て、す
べて共通接続されて接地されている。このような
構成においては各光電変換要素１と各キヤパシタ
ンス手段２が、その両端においてアイソレーシヨ
ン用ダイオード６およびスイツチ素子３によつて
分離されているので、光電変換要素１を多数マト
リツクス状に配列、接続してなる光電変換アレイ
を得るのに適している。また二次元センサも容易
に得ることができる。ここで直流電源７はスイツ
チ素子３としてトランジスタ素子が用いられる場
合には、例えば用いられるトランジスタ素子の飽
和電圧程度の直流電圧を有するものである。
とこれに並設されたキヤパシタンス手段２を複数
個配列してなるアレイ５を備え、光電変換要素１
のアノード側にアイソレーシヨン用ダイオード６
のアノードが接続され、その共通端子は読取り部
４に接続される。読取り部４の他端は読取り感度
を増大させるための直流電源７の負端子に接続さ
れ、その正端子は接地されている。また光電変換
要素１のカソード側はスイツチ素子３を経て、す
べて共通接続されて接地されている。このような
構成においては各光電変換要素１と各キヤパシタ
ンス手段２が、その両端においてアイソレーシヨ
ン用ダイオード６およびスイツチ素子３によつて
分離されているので、光電変換要素１を多数マト
リツクス状に配列、接続してなる光電変換アレイ
を得るのに適している。また二次元センサも容易
に得ることができる。ここで直流電源７はスイツ
チ素子３としてトランジスタ素子が用いられる場
合には、例えば用いられるトランジスタ素子の飽
和電圧程度の直流電圧を有するものである。
さらに第４図においては半導体基板に集積化さ
れた駆動部８においてパルス発生機能部９の出力
端子はシフトレジスタ機能部１０に接続されてい
る。シフトレジスタ機能部１０は走査用パルスを
出力する複数の出力端子T1，T2……Toを有し、
それぞれスイツチ素子として用いられる各MOS
トランジスタ３のゲートに接続される。MOSト
ランジスタはスイツチ素子アレイ１１を形成しそ
の共通出力端子は信号処理機能部１２に接続され
ている。他の端子は光電変換要素１のアノード側
に接続されている。パルス発生機能部９から所定
周期のパルスがシフトレジスタ機能部１０により
順次シフトされ、出力端子T1，T2……Toから走
査用クロツクパルスがスイツチ用MOSトランジ
スタ３の各ゲートに与えられ、トランジスタを順
次オンさせる。一方光電変換要素１に外部から電
圧が印加されず、かつスイツチ素子３がオフの状
態で光が照射されることによつて生ずる順方向光
起電力は、各キヤパシタンス手段２を充電する。
前記走査用クロツクパルスによつてMOSトラン
ジスタ３が順次オンすることによつて、キヤパシ
タンス手段２の充電電荷はオンしているスイツチ
素子３を介して信号処理機能部１２に時系列パル
ス信号として送られる。各キヤパシタンス手段の
容量を調整することによつて光感度、飽和露光量
などを調整することができる。この様にして得ら
れる信号の一例を１個の光電変換要素の場合につ
いて放電電流と放電周期との関係について白色蛍
光灯の照度をパラメーターとして第５図に示し
た。
れた駆動部８においてパルス発生機能部９の出力
端子はシフトレジスタ機能部１０に接続されてい
る。シフトレジスタ機能部１０は走査用パルスを
出力する複数の出力端子T1，T2……Toを有し、
それぞれスイツチ素子として用いられる各MOS
トランジスタ３のゲートに接続される。MOSト
ランジスタはスイツチ素子アレイ１１を形成しそ
の共通出力端子は信号処理機能部１２に接続され
ている。他の端子は光電変換要素１のアノード側
に接続されている。パルス発生機能部９から所定
周期のパルスがシフトレジスタ機能部１０により
順次シフトされ、出力端子T1，T2……Toから走
査用クロツクパルスがスイツチ用MOSトランジ
スタ３の各ゲートに与えられ、トランジスタを順
次オンさせる。一方光電変換要素１に外部から電
圧が印加されず、かつスイツチ素子３がオフの状
態で光が照射されることによつて生ずる順方向光
起電力は、各キヤパシタンス手段２を充電する。
前記走査用クロツクパルスによつてMOSトラン
ジスタ３が順次オンすることによつて、キヤパシ
タンス手段２の充電電荷はオンしているスイツチ
素子３を介して信号処理機能部１２に時系列パル
ス信号として送られる。各キヤパシタンス手段の
容量を調整することによつて光感度、飽和露光量
などを調整することができる。この様にして得ら
れる信号の一例を１個の光電変換要素の場合につ
いて放電電流と放電周期との関係について白色蛍
光灯の照度をパラメーターとして第５図に示し
た。
また第６図に示すように光電変換要素１のカソ
ード側に対してアイソレーシヨン用ダイオード６
のカソード側が負になるような極性の走査パルス
を与えるパルス発生機能部１８をおく。この走査
パルスはアイソレーシヨン用のダイオード６のス
レツシユホールド値よりも大きな振幅を有する。
従つてパルス発生機能部１３からの走査パルスが
読取り機能部４を介して印加されるとアイソレー
シヨン用ダイオード６が導通し、キヤパシタンス
手段２に蓄積されている電荷を読取り機能部４へ
放電せしめることができる。
ード側に対してアイソレーシヨン用ダイオード６
のカソード側が負になるような極性の走査パルス
を与えるパルス発生機能部１８をおく。この走査
パルスはアイソレーシヨン用のダイオード６のス
レツシユホールド値よりも大きな振幅を有する。
従つてパルス発生機能部１３からの走査パルスが
読取り機能部４を介して印加されるとアイソレー
シヨン用ダイオード６が導通し、キヤパシタンス
手段２に蓄積されている電荷を読取り機能部４へ
放電せしめることができる。
次に第６図を具体化した半導体構造の第１、第
２の実施例を第６Ａ図、第６Ｂ図により説明す
る。
２の実施例を第６Ａ図、第６Ｂ図により説明す
る。
先ず第６Ａ図において、通常のIC製作手法に
よつて形成されたパルス発生部９およびＰ型領域
４８を拡散によつて形成したアイソレーシヨン用
ダイオード６を備えたＮ型シリコン基板４９上
に、所定の電極用窓をあけたシリコン酸化膜５０
を設けた。ダイオード６の電極上にセレン化カド
ミウム薄膜５１を真空蒸着法によつて0.1μｍ形成
した。セレン化カドミウム薄膜５１から外側に連
続して伸長し、かつ必要なキヤパシタの容量
（10PFが望ましい）を得ることが出来る所定の形
状に、セレン薄膜５２を真空蒸着法によつて1μ
ｍ形成した。このように、このキヤパシタを形成
するための誘電体物質は、上記光電変換要素を構
成する物質（例えばセレン等）と同一物質を用い
て、同時に形成することが出来るが、光電変換要
素を構成する物質とは異なつた高誘電率の物質な
どを用いて別に構成してもよい。あるいはまた、
第６Ｂ図に示すように、シリコン基板４９の絶縁
用シリコン酸化膜５０を用いることもでき、この
場合には上記ダイオード６の上にあける窓の形状
を変更すればよい。第６Ａ図においてはセレン薄
膜上に、第６Ｂ図においてはセレン薄膜５１上、
及び必要なキヤパシタの容量を得るためにこのセ
レン薄膜上から連続して伸長したシリコン酸化膜
５０上に所定の形状に金などの金属、あるいは
ITO（インジウム・錫・酸化膜）を用いた透明電
極５３を形成せしめた。第６図における抵抗４は
ダイオード６のＮ型側とパルス発生部９との間の
Ｎ型シリコン基板の横方向抵抗を用いてもよい
が、必要に応じて外部からCVDによりポリシリ
コンを形成せしめるか、あるいは抵抗物質を真空
蒸着等によつて形成することもできる。また、光
電変換要素の形成にセレン系素子の構成によつて
説明したが、他の通常のカルコゲナイド、あるい
はアモルフアスシリコンを用いて光電変換要素を
形成せしめても、全く同様に実施することができ
る。たとえばアモルフアス・シリコンを用いる場
合は、上記のダイオード６のシリコン酸化膜にあ
けた電極用窓部からシリコン基板上に所定の形状
のＮ型アモルフアスシリコンを、SiH4：H2（１：
10容積比）に、フオスフインをSiH4に対して0.5
％添加したガスを用いて、グロー放電法によつて
0.3μｍ形成した。ついでSiH4：H2ガスによりｉ
型アモルフアスシリコン膜を0.6μｍ形成した。ア
モルフアスシリコンを並列に配設したキヤパシタ
の誘電体として用いる場合には、このｉ型アモル
フアスシリコンを用いて、キヤパシタ部まで伸長
して形成すればよい。さらに、光電変換要素部に
ジボランをSiH4に対して0.5％添加したガスを用
いてグロー放電法によつてＰ型アモルフアスシリ
コン膜を0.1μｍ形成し、さらに、上記の場合と同
様にして透明電極を形成した。
よつて形成されたパルス発生部９およびＰ型領域
４８を拡散によつて形成したアイソレーシヨン用
ダイオード６を備えたＮ型シリコン基板４９上
に、所定の電極用窓をあけたシリコン酸化膜５０
を設けた。ダイオード６の電極上にセレン化カド
ミウム薄膜５１を真空蒸着法によつて0.1μｍ形成
した。セレン化カドミウム薄膜５１から外側に連
続して伸長し、かつ必要なキヤパシタの容量
（10PFが望ましい）を得ることが出来る所定の形
状に、セレン薄膜５２を真空蒸着法によつて1μ
ｍ形成した。このように、このキヤパシタを形成
するための誘電体物質は、上記光電変換要素を構
成する物質（例えばセレン等）と同一物質を用い
て、同時に形成することが出来るが、光電変換要
素を構成する物質とは異なつた高誘電率の物質な
どを用いて別に構成してもよい。あるいはまた、
第６Ｂ図に示すように、シリコン基板４９の絶縁
用シリコン酸化膜５０を用いることもでき、この
場合には上記ダイオード６の上にあける窓の形状
を変更すればよい。第６Ａ図においてはセレン薄
膜上に、第６Ｂ図においてはセレン薄膜５１上、
及び必要なキヤパシタの容量を得るためにこのセ
レン薄膜上から連続して伸長したシリコン酸化膜
５０上に所定の形状に金などの金属、あるいは
ITO（インジウム・錫・酸化膜）を用いた透明電
極５３を形成せしめた。第６図における抵抗４は
ダイオード６のＮ型側とパルス発生部９との間の
Ｎ型シリコン基板の横方向抵抗を用いてもよい
が、必要に応じて外部からCVDによりポリシリ
コンを形成せしめるか、あるいは抵抗物質を真空
蒸着等によつて形成することもできる。また、光
電変換要素の形成にセレン系素子の構成によつて
説明したが、他の通常のカルコゲナイド、あるい
はアモルフアスシリコンを用いて光電変換要素を
形成せしめても、全く同様に実施することができ
る。たとえばアモルフアス・シリコンを用いる場
合は、上記のダイオード６のシリコン酸化膜にあ
けた電極用窓部からシリコン基板上に所定の形状
のＮ型アモルフアスシリコンを、SiH4：H2（１：
10容積比）に、フオスフインをSiH4に対して0.5
％添加したガスを用いて、グロー放電法によつて
0.3μｍ形成した。ついでSiH4：H2ガスによりｉ
型アモルフアスシリコン膜を0.6μｍ形成した。ア
モルフアスシリコンを並列に配設したキヤパシタ
の誘電体として用いる場合には、このｉ型アモル
フアスシリコンを用いて、キヤパシタ部まで伸長
して形成すればよい。さらに、光電変換要素部に
ジボランをSiH4に対して0.5％添加したガスを用
いてグロー放電法によつてＰ型アモルフアスシリ
コン膜を0.1μｍ形成し、さらに、上記の場合と同
様にして透明電極を形成した。
またこのような動作機構は駆動部を集積化した
半導体基板上に設けられた半導体薄膜によつて形
成される光電変換要素に限定されることはなく、
第７図に示すように半導体基板などに設けられた
フオトトランジスタ１４によつてもなさしめるこ
とができる。この装置はベース・コレクタ間に光
照射されると起電力が生ずる光電変換トランジス
タ１４およびベース・コレクタ間に並設されたキ
ヤパシタンス手段２を備え、エミツタは読取り機
能部４を介してパルス発生器１３に接続されてい
る。ベース・コレクタ間に入射した光によつて生
じた起電力は、キヤパシタンス手段２をトランジ
スタのコレクタ側に対しベース側が正になるよう
な極性で充電する。しかる後にパルス発生器１３
からトランジスタ１４のベース・エミツタ間を順
バイアスする負の走査パルスが読取り機能部４を
介してトランジスタ１４のエミツタに印加される
と、キヤパシタンス手段２の蓄積電荷はベース・
エミツタを介して読取り機能部４に放電され信号
パルスとなる。
半導体基板上に設けられた半導体薄膜によつて形
成される光電変換要素に限定されることはなく、
第７図に示すように半導体基板などに設けられた
フオトトランジスタ１４によつてもなさしめるこ
とができる。この装置はベース・コレクタ間に光
照射されると起電力が生ずる光電変換トランジス
タ１４およびベース・コレクタ間に並設されたキ
ヤパシタンス手段２を備え、エミツタは読取り機
能部４を介してパルス発生器１３に接続されてい
る。ベース・コレクタ間に入射した光によつて生
じた起電力は、キヤパシタンス手段２をトランジ
スタのコレクタ側に対しベース側が正になるよう
な極性で充電する。しかる後にパルス発生器１３
からトランジスタ１４のベース・エミツタ間を順
バイアスする負の走査パルスが読取り機能部４を
介してトランジスタ１４のエミツタに印加される
と、キヤパシタンス手段２の蓄積電荷はベース・
エミツタを介して読取り機能部４に放電され信号
パルスとなる。
この場合における具体的な半導体構造を第８図
に示す。通常のIC手法によつて複数の光電変換
トランジスタを形成してなるシリコン基板１５に
おいて、各トランジスタのコレクタは電極１６に
よつて共通接続され接地されている。光電変換ト
ランジスタのＮ型エミツタにはシリコン酸化膜１
７の窓を介して電極１８が形成されている。Ｐ型
ベース領域面には、光をベース・コレクタ接合に
取入れる部分１９を除いて酸化チタンのような誘
電率の高い誘電体薄膜２０が形成される。この誘
電体薄膜２０はＮ型エミツタ領域に近いＰ型ベー
ス領域面に形成されるのが好ましい。誘電体薄膜
２０の上に、真空蒸着によつてアルミニウムなど
の金属薄膜による電極２１を形成し、これらは共
通に接続して接地される。斯る電極２１と誘電体
薄膜２０とＰ型ベース領域の表面は、トランジス
タのベース・コレクタ間に並列にキヤパシタを与
える。このキヤパシタは好ましくは10PF以上の
容量を有するように誘電体薄膜２０を形成する。
斯る半導体基板に光が照射されると、各光電変換
トランジスタにはＰ型ベース領域から誘電体薄膜
２０、電極２１、接地を介してＮ型コレクタ領域
に電流を流そうとする起電力が生じ、この結果、
キヤパシタに電荷が蓄積される。次に図示してい
ない走査回路から所定の負の走査クロツクパルス
が順次各エミツタ電極１８に印加され、各ベー
ス・エミツタ接合が順バイアスされると、前記キ
ヤパシタの蓄積電荷はスイツチ作用を行うベー
ス・エミツタ接合を介して走査回路に順次放電さ
れて信号パルスとなる。ここで光電変換トランジ
スタは光電変換作用とスイツチ作用の両者を行
う。
に示す。通常のIC手法によつて複数の光電変換
トランジスタを形成してなるシリコン基板１５に
おいて、各トランジスタのコレクタは電極１６に
よつて共通接続され接地されている。光電変換ト
ランジスタのＮ型エミツタにはシリコン酸化膜１
７の窓を介して電極１８が形成されている。Ｐ型
ベース領域面には、光をベース・コレクタ接合に
取入れる部分１９を除いて酸化チタンのような誘
電率の高い誘電体薄膜２０が形成される。この誘
電体薄膜２０はＮ型エミツタ領域に近いＰ型ベー
ス領域面に形成されるのが好ましい。誘電体薄膜
２０の上に、真空蒸着によつてアルミニウムなど
の金属薄膜による電極２１を形成し、これらは共
通に接続して接地される。斯る電極２１と誘電体
薄膜２０とＰ型ベース領域の表面は、トランジス
タのベース・コレクタ間に並列にキヤパシタを与
える。このキヤパシタは好ましくは10PF以上の
容量を有するように誘電体薄膜２０を形成する。
斯る半導体基板に光が照射されると、各光電変換
トランジスタにはＰ型ベース領域から誘電体薄膜
２０、電極２１、接地を介してＮ型コレクタ領域
に電流を流そうとする起電力が生じ、この結果、
キヤパシタに電荷が蓄積される。次に図示してい
ない走査回路から所定の負の走査クロツクパルス
が順次各エミツタ電極１８に印加され、各ベー
ス・エミツタ接合が順バイアスされると、前記キ
ヤパシタの蓄積電荷はスイツチ作用を行うベー
ス・エミツタ接合を介して走査回路に順次放電さ
れて信号パルスとなる。ここで光電変換トランジ
スタは光電変換作用とスイツチ作用の両者を行
う。
次にスイツチ機能部、その他の駆動部を有する
半導体基板に光電変換部を形成する半導体薄膜の
製作について具体的に説明する。
半導体基板に光電変換部を形成する半導体薄膜の
製作について具体的に説明する。
第９図において、通常のIC製造手段によつて
Ｎ型シリコン基板２２をコレクタ領域２３とし、
該基板に形成されたＰ型領域２４をベース領域、
その内に形成されたＮ型領域２５をエミツタ領域
とする複数のスイツチング・トランジスタが基板
２２の同一面上に形成される。さらに同一面上に
シリコン酸化膜２６の一部分を除去して、各エミ
ツタ領域２５には電極２７が形成され、別々に駆
動部８に結合される。各ベース領域２４面に形成
されたシリコン酸化膜２６も部分的に除去されそ
の一部分を覆つて厚さ0.5μｍ程度にセレン化カド
ミウム２８を真空蒸着する。次に残りのベース領
域２４面と、セレン化カドミウム膜２８の上に後
述する工程で結晶化される非晶質のセレン膜２９
を蒸着によつて1μｍ程度形成する。その上に金
を0.1μｍ程度蒸着して電極３０を形成する。しか
る後約220℃で30分間熱処理を行ない、セレン層
２９を結晶化する。かくして各スイツチング用ト
ランジスタのベース領域（ベース電極上）にセレ
ン化カドミウム層２８とセレン層２９からなる光
電変換要素を備えるとともに、セレン層２９を誘
電体とするキヤパシタを光電変換要素に対して並
列に設けることとなる。また電極３０と共通コレ
クタ電極３１とは接地点を介して接続される。斯
る構造においては比較的容易に10PF以上のキヤ
パシタを光電変換要素の形成時にこれらの夫々に
並設することができる。斯る撮像装置は基板上面
から光が照射された場合に前述の場合と全く同様
に動作せしめて、信号パルスを得ることができ
る。
Ｎ型シリコン基板２２をコレクタ領域２３とし、
該基板に形成されたＰ型領域２４をベース領域、
その内に形成されたＮ型領域２５をエミツタ領域
とする複数のスイツチング・トランジスタが基板
２２の同一面上に形成される。さらに同一面上に
シリコン酸化膜２６の一部分を除去して、各エミ
ツタ領域２５には電極２７が形成され、別々に駆
動部８に結合される。各ベース領域２４面に形成
されたシリコン酸化膜２６も部分的に除去されそ
の一部分を覆つて厚さ0.5μｍ程度にセレン化カド
ミウム２８を真空蒸着する。次に残りのベース領
域２４面と、セレン化カドミウム膜２８の上に後
述する工程で結晶化される非晶質のセレン膜２９
を蒸着によつて1μｍ程度形成する。その上に金
を0.1μｍ程度蒸着して電極３０を形成する。しか
る後約220℃で30分間熱処理を行ない、セレン層
２９を結晶化する。かくして各スイツチング用ト
ランジスタのベース領域（ベース電極上）にセレ
ン化カドミウム層２８とセレン層２９からなる光
電変換要素を備えるとともに、セレン層２９を誘
電体とするキヤパシタを光電変換要素に対して並
列に設けることとなる。また電極３０と共通コレ
クタ電極３１とは接地点を介して接続される。斯
る構造においては比較的容易に10PF以上のキヤ
パシタを光電変換要素の形成時にこれらの夫々に
並設することができる。斯る撮像装置は基板上面
から光が照射された場合に前述の場合と全く同様
に動作せしめて、信号パルスを得ることができ
る。
第１０図においては半導体薄膜としてカルコゲ
ナイドを用いた例を示している。シリコン基板３
１には通常のIC製作手法によつて光電変換要素
の数だけ形成されたスイツチ用素子３２からなる
スイツチ機能部３３、パルス発生機能部３４、シ
フトレジスタ機能部３５、信号処理機能部３６が
集積化されている。基板３１の上面は所要の接続
に必要な窓を除いてシリコン酸化膜３７でおおわ
れている。次にカルコゲナイドとして
Se50Ge10As40を用いて、少なくともスイツチ機能
部３３が形成されている半導体基板の面域に0.2μ
ｍ程度真空蒸着した。次に各スイツチ素子３２の
上のシリコン酸化膜３７の窓に対応する部分のカ
ルコゲナイド膜３８上に、これとシヨツトキバリ
アで代表されるような整流性接触をなすように金
を800Å程度蒸着して電極３９を形成する。この
電極の形状及び大きさは特に制約はないが、光電
変換要素に並設され、かつ電極３９と各スイツチ
素子３２間に形成されるキヤパシタの容量を大き
くしたい場合には、シリコン酸化膜３７上に形成
されたカルコゲナイド層３８上まで、つまりスイ
ツチ素子３２と対向する部分が大きくなるように
電極３９を延在させればよい。この場合キヤパシ
タの誘電体としてシリコン酸化膜およびカルコゲ
ナイド膜が作用する。さらに電極３９は通常の方
法によつてアルミニウム配線蒸着膜４０によつて
シフトレジスタ機能部３５に接続される。ここで
用いたカルコゲナイド膜は一般に比抵抗が大きい
ために、それぞれの光電変換機能に分離すること
なく、帯状の薄膜であつても支障はない。キヤパ
シタの容量は検出感度などから10PF以上の値で
あることが望ましい。
ナイドを用いた例を示している。シリコン基板３
１には通常のIC製作手法によつて光電変換要素
の数だけ形成されたスイツチ用素子３２からなる
スイツチ機能部３３、パルス発生機能部３４、シ
フトレジスタ機能部３５、信号処理機能部３６が
集積化されている。基板３１の上面は所要の接続
に必要な窓を除いてシリコン酸化膜３７でおおわ
れている。次にカルコゲナイドとして
Se50Ge10As40を用いて、少なくともスイツチ機能
部３３が形成されている半導体基板の面域に0.2μ
ｍ程度真空蒸着した。次に各スイツチ素子３２の
上のシリコン酸化膜３７の窓に対応する部分のカ
ルコゲナイド膜３８上に、これとシヨツトキバリ
アで代表されるような整流性接触をなすように金
を800Å程度蒸着して電極３９を形成する。この
電極の形状及び大きさは特に制約はないが、光電
変換要素に並設され、かつ電極３９と各スイツチ
素子３２間に形成されるキヤパシタの容量を大き
くしたい場合には、シリコン酸化膜３７上に形成
されたカルコゲナイド層３８上まで、つまりスイ
ツチ素子３２と対向する部分が大きくなるように
電極３９を延在させればよい。この場合キヤパシ
タの誘電体としてシリコン酸化膜およびカルコゲ
ナイド膜が作用する。さらに電極３９は通常の方
法によつてアルミニウム配線蒸着膜４０によつて
シフトレジスタ機能部３５に接続される。ここで
用いたカルコゲナイド膜は一般に比抵抗が大きい
ために、それぞれの光電変換機能に分離すること
なく、帯状の薄膜であつても支障はない。キヤパ
シタの容量は検出感度などから10PF以上の値で
あることが望ましい。
また第１０図に示す様な構造の撮像装置にあつ
てはカルコゲナイド薄膜のかわりにアモルフアス
シリコン膜を用いても全く同様に構成することが
できる。この場合はシランを10％含むアルゴン気
中において高周波グロー放電によつてアモルフア
スシリコン膜を形成して、PN接合又はヘテロ接
合の様な整流性接合を得る。必要に応じてジボラ
ン、フオスフインを添加して伝導型、比抵抗など
を調整することは勿論である。
てはカルコゲナイド薄膜のかわりにアモルフアス
シリコン膜を用いても全く同様に構成することが
できる。この場合はシランを10％含むアルゴン気
中において高周波グロー放電によつてアモルフア
スシリコン膜を形成して、PN接合又はヘテロ接
合の様な整流性接合を得る。必要に応じてジボラ
ン、フオスフインを添加して伝導型、比抵抗など
を調整することは勿論である。
第１１図は通常のIC製作手法によつて複数の
アイソレーシヨン用ダイオードを形成してなるダ
イオードアレイ・シリコン基板４１を用い、各ダ
イオードのアノードとなるＰ型導電領域上に第９
図の場合と同様にして0.5μｍのセレン化カドミウ
ム層４２と後述する工程で結晶化されるセレン膜
４３が1μｍ蒸着されるとともに、その上に0.1μｍ
の金電極４４を形成する。ついで220℃30分間の
熱処理を行ないセレンを結晶化せしめて、光電変
換要素を形成する。またあわせてセレン層４３を
延在せしめて、キヤパシタンス手段を並設せしめ
た。カソード側は電極４５によつて共通接続さ
れ、蓄積電荷を取出すための端子４６につなが
る。光電変換要素のアノードと並設されているキ
ヤパシタンス手段との共通電極４４は駆動部など
に接続される端子４７につながる。かくして第６
図に従つて前述したように動作せしめることによ
り信号パルスを得ることができる。
アイソレーシヨン用ダイオードを形成してなるダ
イオードアレイ・シリコン基板４１を用い、各ダ
イオードのアノードとなるＰ型導電領域上に第９
図の場合と同様にして0.5μｍのセレン化カドミウ
ム層４２と後述する工程で結晶化されるセレン膜
４３が1μｍ蒸着されるとともに、その上に0.1μｍ
の金電極４４を形成する。ついで220℃30分間の
熱処理を行ないセレンを結晶化せしめて、光電変
換要素を形成する。またあわせてセレン層４３を
延在せしめて、キヤパシタンス手段を並設せしめ
た。カソード側は電極４５によつて共通接続さ
れ、蓄積電荷を取出すための端子４６につなが
る。光電変換要素のアノードと並設されているキ
ヤパシタンス手段との共通電極４４は駆動部など
に接続される端子４７につながる。かくして第６
図に従つて前述したように動作せしめることによ
り信号パルスを得ることができる。
以上は一次元の配列を示したが、当然必要に応
じて二次元の配列とすることも容易に行なうこと
ができる。
じて二次元の配列とすることも容易に行なうこと
ができる。
このようにして本発明によれば駆動部を有する
半導体基板とすぐれた特性を有する光電変換要素
を形成する半導体薄膜とを直接接続せしめ、さら
に順方向起電力を用いることによつて、安定性の
向上、もれ電流の減少による感度の向上、外部回
路の簡単化などを行ない、また光電変換要素に並
列にキヤパシタンス手段を設けて蓄積型の動作を
させることにより、さらに感度の向上、高速化を
達成でき、また製造工程を簡略化し得る撮像装置
を提供できる。
半導体基板とすぐれた特性を有する光電変換要素
を形成する半導体薄膜とを直接接続せしめ、さら
に順方向起電力を用いることによつて、安定性の
向上、もれ電流の減少による感度の向上、外部回
路の簡単化などを行ない、また光電変換要素に並
列にキヤパシタンス手段を設けて蓄積型の動作を
させることにより、さらに感度の向上、高速化を
達成でき、また製造工程を簡略化し得る撮像装置
を提供できる。
第１図は光電変換特性を示す図、第２図は光入
力を時系列放電パルス出力として取り出す撮像装
置の基本的な構成図、第３図及び第４図は夫々撮
像装置の異なる一例を説明するための図、第５図
は本発明による撮像装置における光電変換特性を
示す図、第６図及び第７図は本発明によつて光入
力を時系列放電パルス出力として取り出す方法を
説明するための図、第６Ａ図、第６Ｂ図は第６図
を具体化した半導体構造の第１、第２の実施例を
示す断面図、第８図乃至第１１図は夫々本発明の
異なる一実施例を示す図である。 １……光電変換要素、２……キヤパシタ、３…
…スイツチ要素、４……読取り機能部、５……ア
レイ、６……アイソレーシヨン用ダイオード、７
……直流電源、８……駆動部、９，３４……パル
ス発生機能部、１０，３５……シフトレジスタ機
能部、１１……スイツチ素子アレイ、１２，３６
……信号処理機能部、１３……パルス発生器、１
４……光電変換トランジスタ、１５，２２，４１
……半導体基板、１６，３１……コレクタ電極、
１７，２６，３７……シリコン酸化膜、１８，２
１，２７，３０，３９，４４，４５……電極、２
０……誘電体薄膜、２８，４２……セレン化カド
ミウム、２９，４３……セレン層、３２……スイ
ツチ用素子、３３……スイツチ機能部、３８……
カルコゲナイド膜。
力を時系列放電パルス出力として取り出す撮像装
置の基本的な構成図、第３図及び第４図は夫々撮
像装置の異なる一例を説明するための図、第５図
は本発明による撮像装置における光電変換特性を
示す図、第６図及び第７図は本発明によつて光入
力を時系列放電パルス出力として取り出す方法を
説明するための図、第６Ａ図、第６Ｂ図は第６図
を具体化した半導体構造の第１、第２の実施例を
示す断面図、第８図乃至第１１図は夫々本発明の
異なる一実施例を示す図である。 １……光電変換要素、２……キヤパシタ、３…
…スイツチ要素、４……読取り機能部、５……ア
レイ、６……アイソレーシヨン用ダイオード、７
……直流電源、８……駆動部、９，３４……パル
ス発生機能部、１０，３５……シフトレジスタ機
能部、１１……スイツチ素子アレイ、１２，３６
……信号処理機能部、１３……パルス発生器、１
４……光電変換トランジスタ、１５，２２，４１
……半導体基板、１６，３１……コレクタ電極、
１７，２６，３７……シリコン酸化膜、１８，２
１，２７，３０，３９，４４，４５……電極、２
０……誘電体薄膜、２８，４２……セレン化カド
ミウム、２９，４３……セレン層、３２……スイ
ツチ用素子、３３……スイツチ機能部、３８……
カルコゲナイド膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 複数の配列されたスイツチ素子からなるスイ
ツチ機能部と、所要の電気的接続を行うための電
極部の所定個所に窓を有する絶縁性フイルムとを
少くとも備えた半導体基板において、前記絶縁性
フイルムの窓においてスイツチ機能部のスイツチ
素子に接続され且つ少くとも前記スイツチ機能部
の一部分を含む半導体基板表面上の所定の形状に
形成された複数の光電変換要素、及び前記光電変
換要素のそれぞれに並列に配設されたキヤパシタ
ンス手段とを備え、前記光電変換要素の電極間に
実質的に逆方向の電圧を印加しない状態において
照射される光により前記光電変換要素の夫々が発
生する順方向起電力によつて、対応する前記キヤ
パシタンス手段が充電され、その蓄積電荷をそれ
ぞれの走査パルスによつて周期的に順次放電せし
めて、照射光信号を同期的な時系列パルス信号と
して取出すことを特徴とする撮像装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の撮像装置にお
いて、前記各光電変換要素に、前記キヤパシタン
ス手段の放電電流が流れる方向を順方向とする極
性にダイオードをそれぞれ直列に接続し、これら
のダイオードを介して、走査パルスが印加される
ように構成したことを特徴とする撮像装置。 ３ 特許請求の範囲第１項に記載の撮像装置にお
いて、前記光電変換要素が主としてセレンおよび
セレン化カドミウムからなることを特徴とする撮
像装置。 ４ 特許請求の範囲第１項に記載の撮像装置にお
いて、前記光電変換要素が主としてセレン系カル
コゲナイドあるいはセレンからなることを特徴と
する撮像装置。 ５ 特許請求の範囲第１項に記載の撮像装置にお
いて、前記光電変換要素が主として非晶質シリコ
ンからなることを特徴とする撮像装置。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/118,907 US4341954A (en) | 1980-02-06 | 1980-02-06 | Photo-electric converting apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56124279A JPS56124279A (en) | 1981-09-29 |
| JPH0334667B2 true JPH0334667B2 (ja) | 1991-05-23 |
Family
ID=22381469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1670281A Granted JPS56124279A (en) | 1980-02-06 | 1981-02-06 | Image pickup device |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4341954A (ja) |
| JP (1) | JPS56124279A (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57167002A (en) * | 1981-04-07 | 1982-10-14 | Minolta Camera Co Ltd | Focus detecting element |
| JPS5848962A (ja) * | 1981-09-18 | 1983-03-23 | Hitachi Ltd | 光センサアレイ装置 |
| JPS58146972A (ja) * | 1982-02-26 | 1983-09-01 | Toshiba Corp | 光学的情報読取り装置 |
| US4633287A (en) * | 1982-08-09 | 1986-12-30 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor photoelectric conversion device |
| DE3313764A1 (de) * | 1983-04-15 | 1984-10-18 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Elektrisches bildaufnahmeverfahren und geraet zu seiner durchfuehrung |
| JPS63161780A (ja) * | 1986-12-25 | 1988-07-05 | Hamamatsu Photonics Kk | 固体撮像素子 |
| JPS63161784A (ja) * | 1986-12-25 | 1988-07-05 | Hamamatsu Photonics Kk | 固体撮像素子 |
| JP3066944B2 (ja) * | 1993-12-27 | 2000-07-17 | キヤノン株式会社 | 光電変換装置、その駆動方法及びそれを有するシステム |
| US7038242B2 (en) * | 2001-02-28 | 2006-05-02 | Agilent Technologies, Inc. | Amorphous semiconductor open base phototransistor array |
| FR2833410B1 (fr) * | 2001-12-10 | 2004-03-19 | Commissariat Energie Atomique | Procede de realisation d'un dispositif d'imagerie |
| US20070041063A1 (en) * | 2005-08-18 | 2007-02-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Image sensor |
-
1980
- 1980-02-06 US US06/118,907 patent/US4341954A/en not_active Expired - Lifetime
-
1981
- 1981-02-06 JP JP1670281A patent/JPS56124279A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56124279A (en) | 1981-09-29 |
| US4341954A (en) | 1982-07-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4271420A (en) | Solid-state image pickup device | |
| JP3467858B2 (ja) | 光電変換素子 | |
| US4862237A (en) | Solid state image sensor | |
| JP3645585B2 (ja) | オーバフロードレイン構造を有する電荷結合素子型固体撮像装置 | |
| JP2844733B2 (ja) | 光受感ドット信号増幅を伴う光受感装置 | |
| US5084747A (en) | Photoelectric conversion device having cells of different spectral sensitivities | |
| US4412900A (en) | Method of manufacturing photosensors | |
| JP2011151271A (ja) | 光電変換装置およびその製造方法、および固体撮像装置 | |
| CN107634079B (zh) | 光电传感器及其制造方法 | |
| Lule et al. | Design and fabrication of a high-dynamic-range image sensor in TFA technology | |
| US4271435A (en) | Scanning type readout device | |
| US5101255A (en) | Amorphous photoelectric conversion device with avalanche | |
| JPH0334667B2 (ja) | ||
| TW201913196A (zh) | 紅外光偵測薄膜、紅外光偵測器件、紅外光偵測顯示裝置及紅外光偵測薄膜的製備方法 | |
| JPH0414543B2 (ja) | ||
| CN115411135A (zh) | 一种光电探测晶体管 | |
| JP3878744B2 (ja) | Ｍｏｓイメージ・センサ | |
| US4972252A (en) | Photosensor with a capacitor connected in parallel so as to increase the dynamic range and to improve the holding characteristics of the photosensor | |
| JPH0217992B2 (ja) | ||
| Böhm et al. | Image sensors in TFA technology-status and future trends | |
| EP0276683B1 (en) | Photoelectric conversion device | |
| JPS6042666B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPS6333353B2 (ja) | ||
| JPS61263156A (ja) | イメ−ジセンサ | |
| JPS5879756A (ja) | 非晶質シリコンイメ−ジセンサ− |