NL9301775A - Foto-electrisch omzettingssysteem. - Google Patents

Foto-electrisch omzettingssysteem. Download PDF

Info

Publication number
NL9301775A
NL9301775A NL9301775A NL9301775A NL9301775A NL 9301775 A NL9301775 A NL 9301775A NL 9301775 A NL9301775 A NL 9301775A NL 9301775 A NL9301775 A NL 9301775A NL 9301775 A NL9301775 A NL 9301775A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
semiconductor layer
gate electrode
voltage
photoelectric conversion
state
Prior art date
Application number
NL9301775A
Other languages
English (en)
Other versions
NL194314C (nl
NL194314B (nl
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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 Casio Computer Co Ltd filed Critical Casio Computer Co Ltd
Publication of NL9301775A publication Critical patent/NL9301775A/nl
Publication of NL194314B publication Critical patent/NL194314B/nl
Application granted granted Critical
Publication of NL194314C publication Critical patent/NL194314C/nl

Links

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
    • H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. phototransistors
    • 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
    • H01L27/02—Devices 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/12—Devices 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • 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
    • H01L31/036—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 their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes
    • H01L31/0392—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 their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including thin films deposited on metallic or insulating substrates ; characterised by specific substrate materials or substrate features or by the presence of intermediate layers, e.g. barrier layers, on the substrate
    • H01L31/03921—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 their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including thin films deposited on metallic or insulating substrates ; characterised by specific substrate materials or substrate features or by the presence of intermediate layers, e.g. barrier layers, on the substrate including only elements of Group IV of the Periodic System
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. phototransistors
    • H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
    • H01L31/112—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by field-effect operation, e.g. junction field-effect phototransistor
    • H01L31/113—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by field-effect operation, e.g. junction field-effect phototransistor being of the conductor-insulator-semiconductor type, e.g. metal-insulator-semiconductor field-effect transistor
    • H01L31/1136—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by field-effect operation, e.g. junction field-effect phototransistor being of the conductor-insulator-semiconductor type, e.g. metal-insulator-semiconductor field-effect transistor the device being a metal-insulator-semiconductor field-effect transistor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Description

Korte aanduiding: Foto-electrisch omzettingssysteem.
Deze uitvinding heeft betrekking op een foto-electrisch omzettingssysteem dat een foto-electrische omzettingsinrichting en een schakelingsinrichting voor het aansturen van de inrichting heeft.
Als een foto-electrische omzettingsinrichting zijn een MOSFET-fotocel en fotodiode, die gebruik maken van monokristallijn silicium, amorf silicium, polykristallijn silicium of dergelijke, bekend. Een CCD is goed bekend in de techniek als een systeem voor het door aftasting van een electrisch veld overdragen van door toepassing van licht in de silicium-massa opgewekte ladingen. Ten gevolge van de ladingsoverdracht binnen de massa kan in dit systeem geen zogenaamde dunne halfgeleiderfiLmafzettings-techniek voor het vormen van een foto-electrische omzettingsinrichting op het isolerende substraat worden gebruikt en is dit systeem niet geschikt voor een foto-inrichting met grote oppervlakte.
Een oppervlaktetype fotoreeks kan worden gevormd door het in een matrixvorm rangschikken van fotodiodes of MOS-fotocellen op het isolerende substraat. In dit geval is elk van de fotodiodes of MOS-fotocellen verbonden met een schakelelement, zoals een MOS-TFT, en worden in de respectieve fotodiodes of MOS-fotocellen opgeslagen ladingen op van tevoren ingestelde tijdstippen sequentieel uitgelezen.
Een nieuwe fotosensor met TFT-structuur is door de uitvinder van deze aanvrage voorgesteld. Deze uitvinding is aan de openbaarheid prijsgegeven in Japanse octrooiaanvrage KOKAI publicatie nr. 3-82 171, en de grote lijnen ervan worden toegelicht onder verwijzing naar figuren 9 en 10.
Figuur 9 is een vergroot aanzicht in doorsnede van een fotosensor 1. De fotosensor 1 heeft een structuur die een benedenste poort-electrode 3 heeft, benedenste poortisolerende film 4, foto-electrische omzettingshalfgeleiderlaag 5, die van amorf silicium is gevormd, toevoer-electrode 6, afvoerelectrode 7, bovenste poortisolerende film 9 en bovenste poortelectrode 10, die in deze volgorde op een transparant glazen substraat 2 zijn gelamineerd. De bovenste poortelectrode 10 en bovenste poortisolerende film 9 zijn transparant. De toevoerelectrode 6 en afvoerelectrode 7 zijn van elkaar gescheiden, zodat licht op dat gedeelte van de halfgeleiderlaag 5 kan worden uitgestraald, dat ligt tussen de rand- gedeelten van de electroden 6 en 7. Verlichtingslicht A wordt vanaf de zijde van de bovenste poortelectrode 10 van de fotosensor 1 uitgestraald. De werking van de fotosensor wordt onder verwijzing naar figuur 10 toegelicht.
Figuur 10 laat karakteristieke krommen zien, die de betrekking laten zien tussen een afvoerstroom 1^ en een bovenste poortspanning V die aan de bovenste poortelectrode 10 wordt aangelegd onder gebruikmaking van de aanwezigheid en afwezigheid van het verlichtingslicht A als parameters in een omstandigheid dat een benedenste poortspanning νβ(.=+20 V aan de benedenste poortelectorde 3 is aangelegd en een afvoerspanning V,=+10 V tussen de toevoerelectrode 6 en de afvoerelectrode 7 is aan- d gelegd. In figuur 10 geeft de karakteristieke kromme Cg een geval van geen verlichting en geeft de karakteristieke kromme een geval van verlichting aan.
In het geval van geen verlichting worden n-kanalen gevormd in zowel de bovenste als benedenste oppervlaktegebieden van de halfgeleider-Laag 5, wanneer de bovenste poortspanning VT(.=+40 V. Als een resultaat kan een afvoerstroom 1^ van verscheidene tientallen micro-ampère worden verkregen. De afvoerstroom I. wordt kleiner, wanneer de bovenste poort- ü -14 spanning VT(. lager wordt, en deze wordt kleiner dan 10 A, wanneer de bovenste poortspanning V.^ bij benadering gelijk aan -20 V wordt. Dit wordt beschouwd zo te zijn, omdat het in het benedenste oppervlak van de halfgeleiderlaag 5 door aanlegging van de benedenste poortspanning V_=+20 V gevormde n-kanaal wordt opgeheven door aanlegging van de
DO
bovenste poortspanning \Λ^=-20 V. In het geval van verlichting vloeit een afvoerstroom 1^, die zo groot is als verscheidene tientallen micro-ampère, net zoals in het geval van geen verlichting ten tijde van aanlegging van de bovenste poortspanning Vyg=+40 V, zoals mocht worden verwacht. In tegenstelling tot het geval van geen verlichting zal de afvoerstroom 1^ niet in belangrijke mate worden gereduceerd, wanneer de bovenste poortspanning V.^ wordt verlaagd en zal een stroom van bij benadering 1 micro-ampère vloeien, zelfs wanneer de bovenste poortspanning VT(. tot -40 V wordt verlaagd. Daardoor kan in de fotosensor 1 een uitstekende karakteristiek worden verkregen, waarbij de verhouding van een stroom (lichtstroom) in het geval van verlichting tot een stroom (donkerstroom) in het gevaL van geen verlichting is ingesteld op een getal van zeven cij fers.
Zelfs in de fotosensor kan echter alleen de signaal/ruis-verhouding worden vergroot en is net zoals bij de conventionele fotodiode en MOS-fotocel een schakelelement voor het uitlezen van opgeslagen ladingen vereist.
Deze uitvinding is gemaakt in de hierboven beschreven situaties en een doel van deze uitvinding is om te voorzien in een foto-electrisch omzettingssysteem dat zodanig kan worden ontworpen, dat de fotosensor zelf zowel de foto-electrische omzettingsfunctie als de uitleesselectiefunctie zal hebben.
In overeenstemming met deze uitvinding is er voorzien in een foto-electrisch omzettingssysteem dat een fotosensor omvat, die is voorzien van een halfgeleiderlaag die een foto-electrische omzettingsfunctie heeft, toevoer- en afvoerelectroden die gescheiden op de half-geleiderlaag zijn aangebracht, een eerste poortelectrode die op een oppervlaktezijde van de halfgeleiderlaag is aangebracht, en een tweede poortelectrode die op de andere oppervlaktezijde van de halfgeleiderlaag is aangebracht, waarbij ten minste een van de eerste en tweede poort-electroden een lichtdoorlatingseigenschap heeft, een aftasttoestand-stuurinrichting voor het aanleggen van een spanning aan een van de eerste en tweede poortelectroden om een toestand te sturen, waarin ladingen die in de halfgeleiderlaag worden opgewekt door toepassing van verlichtings-licht worden vastgehouden en een toestand, waarin de ladingen niet worden vastgehouden, en een selectiestuurinrichting voor het aanleggen van een spanning aan de andere van de eerste en tweede poortelectroden om een selectietoestand te sturen, waarin ladingen'die in de halfgeleiderlaag worden opgewekt door toepassing van verlichtingslicht vanaf de afvoer-electrode worden uitgelezen en een niet-selectietoestand, waarin de Ladingen niet worden uitgelezen.
Aanvullende doelen en voordelen van de uitvinding zullen worden uiteengezet in de beschrijving die volgt, en zullen ten dele voor de hand liggend zijn op basis van de beschrijving, of kunnen door het in de praktijk brengen van de uitvinding worden geleerd. De doelen en voordelen van de uitvinding kunnen worden verwezenlijkt en verkregen door middel van de middelen en combinaties die in het bijzonder in de aangehechte conclusies zijn uiteengezet.
De begeleidende tekening, die is opgenomen in en deel uitmaakt van de beschrijving, illustreert thans de voorkeur hebbende uitvoeringsvormen van de uitvinding, en dient samen met de hierboven gegeven algemene beschrijving en de hieronder gegeven gedetailleerde beschrijving van de de voorkeur hebbende uitvoeringsvormen om de principes van de uitvinding toe te Lichten.
Figuur 1 is een vergroot aanzicht in doorsnede van een op een uitvoeringsvorm van een fotosensorsysteem in overeenstemming met deze uitvinding toegepaste fotosensor; figuur 2 laat een vervangingsschema van de in figuur 1 getoonde fotosensor zien; figuren 3A tot en met 3D laten een schema zien voor het illustreren van aan electroden van de in figuur 1 getoonde fotosensor aangeLegde spanningen en de statusvariatie daarvan; figuur 4 is een karakteristiekendiagram dat uitgangs-karakteristieken in de spanningsaanleggingstoestand van figuur 3 Laat zien; figuur 5 is een schakelschema dat een deel van een voorbeeld van een sensorenreeks laat zien, waarin dezelfde fotosensoren als de in figuur 1 getoonde fotosensor worden gebruikt; figuur 6 is een tijddiagram dat de betrekking tussen aan verscheidene gedeelten van de sensorenreeks van figuur 5 aangeLegde spanningen en een uitgangssignaal laat zien; figuur 7 is een blokschema dat een deel van een ander voorbeeld van een sensorenreeks laat zien, waarin dezelfde fotosensoren als de in figuur 1 getoonde fotosensor worden gebruikt; figuur 8 is een tijddiagram dat de betrekking tussen aan verscheidene gedeelten van de sensorenreeks van figuur 5 aangeLegde spanningen en een uitgangssignaal laat zien; figuur 9 is een vergroot aanzicht in doorsnede dat de conventionele fotosensor laat zien; en figuur 10 is een karakteristiekdiagram dat de uitgangs-karakteristiek van de fotosensor van figuur 9 laat zien.
Er zullen nu uitvoeringsvormen van deze uitvinding worden beschreven onder verwijzing naar de begeleidende tekening.
Figuren 1 tot en met 6 illustreren een uitvoeringsvorm van een fotosensorsysteem in overeenstemming met deze uitvinding, en figuur 1 is een vergroot aanzicht in doorsnede van een in het fotosensorsysteem gebruikte fotosensor, figuur 2 Laat een vervangingsschema van de in figuur 1 getoonde fotosensor zien, figuren 3A tot en met 3D vormen een diagram voor het illustreren van aan verscheidene electroden van de in figuur 1 getoonde fotosensor aangelegde spanningen en de statusvariatie daarvan, figuur 4 is een karakteristiekendiagram dat uitgangskarakteristieken in de spanningsaanleggingstoestand van figuren 3A tot en met 3D laat zien; figuur 5 is een schakelschema dat een deel van een voorbeeld van een sensorenreeks laat zien, die de hierboven beschreven fotosensoren gebruikt, en figuur 6 is een tijddiagram dat de betrekking tussen aan verscheidene gedeelten van de sensorenreeks van figuur 5 aangelegde spanningen en een uitgangssignaal laat zien.
Zoals in figuur 1 is getoond, heeft een fotosensor 1 een basisstructuur, die is verkregen door het combineren van een omgekeerd stapeltype dunne fiLmtransistor en een coplanair type dunne fiLm— transistor, waarbij de halfgeleiderlagen daarvan worden gebruikt als een enkele laag. De basisstructuur van de fotosensor 1 is gelijksoortig aan die van de in figuur 9 getoonde conventionele fotosensor en overeenkomstige gedeelten zijn aangegeven door dezelfde verwijzingsgetallen en de gedetailleerde toelichting daarvan is achterwege gelaten.
De fotosensor 1 heeft een op een van glas of dergelijke gevormd transparant isolerend substraat 2 gevormde benedenste poortelectrode 3 en een van si Liciumnitride (SiN) gevormde benedenste poortisolerende film 4 om de benedenste poortelectrode 3 en het isolerende substraat 2 te bedekken. Een halfgeleiderlaag 5 is in positie boven de benedenste poortelectrode 3 gevormd om tegenover de benedenste poortelectrode 3 te liggen, en de halfgeleiderlaag 5 is gevormd van i-type amorf silicium (i-a-Si). Een toevoerelectrode 6 en een afvoerelectrode 7 zijn gevormd aan beide zijden van de halfgeleiderlaag 5 en in posities op de halfgeleider-Laag 5 om tegenover elkaar te liggen met een van tevoren ingestelde afstand daartussen ingesteld en de toevoerelectrode 6 en de afvoer-eLectrode 7 zijn via respectieve n+-siLiciumlagen 11 en 12, die zijn gevormd van amorf silicium, waarin doteerstof, zoals fosfor, is gediffundeerd, met de halfgeleiderlaag 5 verbonden. Een benedenste transistor (omgekeerd stapeltype dunne filmtransistor) is door de hierboven beschreven elementen gevormd.
De toevoerelectrode 6, afvoerelectrode 7 en een gedeelte van de halfgeleiderlaag 5, dat ligt tussen de toevoerelectrode 6 en afvoerelectrode 7, zijn bedekt met een van siliciumnitride gevormde transparante bovenste poortisolerende film 9 en een bovenste poortelectrode 10 is gevormd van transparant geleidend materiaal in een positie om tegenover de benedenste poortelectrode 3 te liggen. De bovenste poortelectrode 10 is bij voorkeur met een zodanige grootte gevormd, dat deze niet alleen het kanaalgebied van de halfgeleiderlaag 5 bedekt, maar eveneens de n+-siliciumlagen 11, 12, zoals in figuur 1 is getoond, teneinde electron-gatparen op te wekken, zoals later zal worden beschreven. Ofschoon dit niet in de tekening is getoond, is een van siliciumnitride gevormde transparante bekledingsfilm gevormd om de bovenste poortelectrode 10 en de bovenste poortisolerende film 9 te bedekken, teneinde hen te beschermen. Een bovenste transistor (coplanaire transistor) is opgebouwd door de bovenste poortelectrode 10, bovenste poortisolerende film 9, halfgeleider-Laag 5, toevoerelectrode 6 en afvoerelectrode 7.
Zoals in figuur 1 is getoond, wordt in deze uitvoeringsvorm verlichtingslicht A op de fotosensor 1 toegepast vanaf de zijde van de bovenste poortelectrode 10 en wordt het verlichtingslicht A op de halfgeleiderlaag 5 toegepast via de bovenste poortelectrode 10 en bovenste poortisolerende film 9. Zoals duidelijk aan de hand van de hierboven structuur zal worden begrepen, wordt het, indien de benedenste poortelectrode 3 en benedenste isolerende film 4 van de fotosensor 1 van transparant materiaal zijn gevormd, mogelijk het verlichtingslicht A vanaf de zijde van de benedenste poortelectrode 3 toe te passen en kan het hieronder beschreven bedrijf op dezelfde manier worden bewerkstelligd.
De fotosensor 1 is bijvoorbeeld zodanig gevormd, dat de benedenste poortelectrode 3 500 angstrom dik is, de benedenste poortisolerende film 4 2 000 angstrom dik is, de halfgeleiderlaag 5 1 500 angstrom dik is, de toevoerelectrode 6 en afvoerelectrode 7 500 angstrom dik zijn, de ohmse contactlagen 11 en 12 250 Sngström dik zijn, de bovenste poortisolerende film 9 2 000 Sngström dik is, de bovenste poortelectrode 10 500 angstrom dik is, en de (niet getoonde) bekledingsfilm 2 000 angstrom dik is, en de afstand tussen de toevoerelectrode 6 en de afvoerelectrode 7 op de halfgeleiderlaag 5 7 micrometer is.
Aldus heeft de fotosensor 1 een structuur die is verkregen door het combineren van de omgekeerd stapeLtype dunne fiLmtransistor en coplanair type dunne fiLmtransistor en kan het in figuur 2 getoonde vervangingsschema daarvan worden verkregen. In figuur 2 geeft BG een rugpoortelectrode aan, geeft TG een bovenste poortelectrode aan, geeft S een toevoerelectrode aan, geeft D een afvoerelectrode aan en het bedrijf wordt in het volgende toegelicht door gebruik te maken van de hierboven gegeven verwijzingsgetallen.
Wanneer een positieve spanning, bijvoorbeeld +10 V aan de benedenste poortelectrode BG van de fotosensor 1 wordt aangelegd, wordt in de benedenste transistor een n-kanaal gevormd. Op dit moment worden, wanneer een positieve spanning, bijvoorbeeld +10 V, tussen de toevoerelectrode S en de afvoerelectrode D wordt aangelegd, electronen vanaf de zijde van de toevoerelectrode S toegevoerd, hetgeen tot gevolg heeft dat een stroom gaat vloeien. In deze omstandigheid werkt, indien een negatieve spanning met een niveau voor het opheffen van het kanaal door een electrisch veld, dat wordt tot stand gebracht door de benedenste poortelectrode BG, bijvoorbeeld -20 V, aan de bovenste poortelectrode TG wordt aangelegd, het electrische veld vanaf de bovenste poortelectrode TG om de door het kanaalgebied gegeven invloed te reduceren door het electrische veld dat tot stand wordt gebracht door de benedenste poort-electrode BG, en strekt als een resultaat een verarmingslaag zich uit in de dikterichting van de halfgeleiderlaag 5 om het n-kanaal af te knijpen. Op dit moment worden, indien verlichtingslicht A vanaf de zijde van de bovenste poortelectrode TG wordt toegepast, electrongatparen opgewekt aan de zijde van de bovenste poortelectrode TG van de halfgeleiderlaag 5.
In dit geval worden, aangezien -20 V aan de bovenste poortelectrode TG wordt aangelegd, geïnduceerde gaten in het kanaalgebied opgeslagen om het electrische veld uit te schakelen, dat door de bovenste poortelectrode TG tot stand wordt gebracht. Om deze reden wordt een n-kanaal hersteld in het kanaalgebied van de halfgeleiderlaag 5, hetgeen tot gevolg heeft dat de stroom gaat vloeien. Een stroom (waarnaar hierna wordt verwezen als een afvoerstroom) 1^, die vloeit tussen de toevoerelectrode S en de afvoer-electrode D, varieert in overeenstemming met een hoeveelheid verlichtingslicht A.
Aldus kan, aangezien de fotosensor 1 het electrische veld vanaf de bovenste poortelectrode TG stuurt om vorming van een door het electrische veld vanaf de zijde van de benedenste poortelectrode BG te vormen kanaal te voorkomen en het n-kanaal af te knijpen, de ten tijde van geen verlichting vloeiende afvoerstroom tot een uitermate kleine -14 waarde, van bijvoorbeeld bij benadering 10 A, worden onderdrukt. Als een resultaat kan een verschil tussen de afvoerstroom ten tijde van verlichting en de afvoerstroom ten tijde van geen verlichting voldoende groot worden gemaakt, en varieert de versterkingsfactor van de benedenste transistor met een hoeveelheid verlichtingslicht en kan de signaal/ruis-verhouding groot worden gemaakt.
Verder worden in de fotosensor, indien de bovenste poortelectrode TG bijvoorbeeld op 0 V wordt ingesteld in een toestand dat een positieve spanning van +10 V aan de benedenste poortelectrode BG wordt aangelegd, gaten vanuit het invangniveau tussen de halfgeleiderlaag 5 en de bovenste poortisolerende film 9 afgevoerd om het opfrisbedrijf te bewerkstelligen, dat wil zeggen het terugzetbedrijf„ Specifieker wordt, wanneer de fotosensor 1 continu wordt gebruikt, het invangniveau tussen de halfgeleiderlaag 5 en de bovenste poortisolerende film 9 gevuld met door verlichting opgewekte gaten en vanaf de afvoerelectrode 0 geïnjecteerde gaten, de kanaalweerstand in de geen-verlichtingtoestand klein, en neemt de afvoerstroom toe ten tijde van geen verlichting. Dan wordt 0 V aan de bovenste poortelectrode TG aangelegd om de gaten af te voeren, waarbij aldus het terugzetbedrijf wordt bewerkstelligd. In dit geval is het mogelijk het terugzetbedrijf te bewerkstelligen, wanneer een negatieve spanning als een aan de bovenste poortelectrode TG aangelegde spanning wordt aangelegd.
Verder wordt, wanneer geen positieve spanning aan de benedenste poortelectrode BG in de fotosensor 1 wordt aangelegd, geen kanaal in de benedenste transistor gevormd, zodat geen afvoerstroom zal vloeien, zelfs niet, wanneer wordt verlicht, waardoor een niet-selectietoestand wordt ingesteld. Dat wil zeggen dat de fotosensor 1 de selectietoestand en niet-selectietoestand kan sturen door het sturen van de aan de benedenste poortelectrode BG aangelegde spanning VB(.. Verder worden, wanneer 0 V aan de bovenste poortelectrode TG wordt aangelegd in de niet-selectietoestand, gaten vanuit het invangniveau tussen de halfgeleiderlaag 5 en de bovenste poortisolerende film 9 afgevoerd, om het terugzetbedrijf op dezelfde manier te bewerkstelligen als hierboven is beschreven.
Vervolgens wordt het hierboven beschreven bedrijf toegelicht onder verwijzing naar figuren 3A tot en met 3D die de betrekking laten zien tussen aan de electroden van de fotosensor 1 aangelegde spanningen, en figuur 4 die een op dit moment verkregen afvoerstroomkarakteristiek-kromme laat zien. Figuur 4 laat de afvoerstroomkarakteristiek zien, die wordt verkregen, wanneer een aan de bovenste poortelectrode TG aangelegde bovenste poortspanning V.^ wordt veranderd met betrekking tot de aan de benedenste poortelectrode BG aangelegde benedenste poortspanning νβ(. en de aanwezigheid en afwezigheid van verlichtingslicht A als parameters.
De twee door figuren 3A en 3B getoonde toestanden zijn dezelfde doordat de rugpoortspanning V_. 0 V is. De toestanden komen overeen met
DU
de afvoerstroomkarakteristiekkromme T1 die wordt verkregen wanneer het verlichtingslicht A wordt toegepast (in de donkere tijd) en de afvoer-stroomkarakteristiekkromme T2 die wordt verkregen, wanneer het verlichtingslicht A niet wordt toegepast (in de donkertijd). Dat wil zeggen dat in deze toestand, zelfs wanneer de bovenste poortspanning VT(. wordt veranderd in een bereik van 0 V tot en met -20 V, of ongeacht de aanwezigheid of afwezigheid van het verlichtingslicht A, de afvoerstroom IDS Lager dan 10 pA blijft en de fotosensor 1 in de niet-selectietoestand is ingesteld. De afvoerstroom in de donkere tijd is kleiner dan -14 10 A en de afvoerstroomkarakteristiekkromme T2 in figuur 4 ligt onder de benedengrenswaarde in figuur 4.
De door figuren 3C en 3D getoonde toestanden zijn dezelfde doordat de rugpoortspanning V__ +10 V is. In deze toestand vloeit altijd,
DU
zelfs indien Licht wordt toegepast en de bovenste poortspanning VT(. van 0 V tot en met -20 V veranderd, de afvoerstroom IDS van meer dan 1 micro-ampère, zoals door de afvoerstroomkarakteristiekkromme B1 in de heldere tijd in figuur 4 is getoond, waarbij aldus verlichting wordt gedetecteerd. Verder vloeit, wanneer het verlichtingslicht A niet op de fotosensor 1 wordt toegepast, een afvoerstroom Ιβ5 van kleiner dan 10 pA met de bovenste poortspanning V.^ gelijk aan of kleiner dan -14 V ingesteld, zoals is getoond door de afvoerkarakteristiekkromme B2 in de donkere tijd in figuur 4 en neemt de afvoerstroom 1^ toe, wanneer de bovenste poortspanning VTg hoger dan de hierboven genoemde waarde -14 V is ingesteld.
Daardoor kan, zoals in figuren 3A tot en met 3D is getoond, in de fotosensor 1 de aftasttoestand en terugzettoestand worden gestuurd door
het sturen van de bovenste poortspanning VT_ op bijvoorbeeld 0 V en -20 V
I u en kunnen de selectietoestand en niet-selectietoestand worden gestuurd
door het sturen van de benedenste poortspanning VD_ op bijvoorbeeld 0 V
bu en +10 V. Als een resultaat wordt het mogelijk om de fotosensor 1 te bedrijven als een fotosensor die de fotosensorfunctie en de selectie-transistorfunctie heeft door het sturen van de bovenste poortspanning V_„ en benedenste poortspanning V__.
TG du
De fotosensor 1 is toegepast op een sensorenreeks 20 die in figuur 5 is getoond door het benutten van het kenmerk dat deze de fotosensorfunctie en de selectietransistorfunctie heeft.
Dat wil zeggen dat de sensorenreeks 20 is opgebouwd door het in een matrixvorm rangschikken van een groot aantal fotosensoren 1, en figuur 5 toont een gebied, waarin n-de en (n+1)-de fotosensoren 1 in de rijrichting en m-de en (m+1)-de fotosensoren 1 in de kolomrichting zijn gerangschikt. De benedenste poortelectrode BG van de fotosensoren zijn verbonden met respectieve aanstuurleidingen 21 die zijn aangebracht om zich uit te strekken in de rijrichting, en de afvoerelectroden D daarvan zijn verbonden met respectieve signaalleidingen 22 die zijn aangebracht om zich uit te strekken in de kolomrichting. De aanstuurleidingen 21 zijn verbonden met een rij-adresdecodeerschakeling 23, die een verticale aftastschakeling is, en de signaalleidingen 22 zijn verbonden met een kolomschakelaar 24, die een horizontale aftastschakeling is. De rij-adres-decodeerschakeling 23 legt een benedenste poortspanning Φ^ aan de benedenste poortelectrode BG van de voor elke rij gerangschikte fotosensoren 1 aan via de overeenkomstige aanstuurleidingen 21. De benedenste poortspanning φ^ wordt geschakeld tussen 0 V en +10 V, zoals in figuur 6 is getoond. Verder Legt de kolomschakelaar 24 een afvoerspanning Φ^ van 5 V aan de afvoerelectroden D van de voor elke kolom gerangschikte fotosensoren 1 aan via de overeenkomstige signaalleidingen 22. De afvoerspanning φ^ wordt via een optrekweerstand 25 aan de kolomschakelaar 24 toegevoerd. Een buffer 26 is verbonden met de uitgangsklem van de kolomschakelaar 24 en een uitgangssignaal VUIT van elk van de fotosensoren 1 wordt via de buffer 26 afgegeven. Dat wil zeggen dat de optrekweerstand 25 in serie met de signaal Leidingen 22 is verbonden en een door de weerstandsverhouding met de uitgangsweerstand van elk van de fotosensoren 1 bepaalde waarde als een ingangssignaal voor de buffer van de eerstvolgende trap wordt gebruikt. Verder wordt een bovenste poortspanning Φ een van tevoren ingestelde spanningsaanleggingsschakeling of een ** y kloksignaalgenerator 27 aan de bovenste poortelectrode TG van de foto-sensoren 1 aangelegd, en wordt de bovenste poortspanning φ geschakeld tussen 0 V en -20 V, zoals in figuur 6 is getoond. De toevoerelectroden S van de fotosensoren 1 zijn geaard. Spanningen en Φ^ worden vanaf de kloksignaalgenerator 27 toegevoerd.
Met de in figuur 5 getoonde schakelingsopbouw worden de selectie/niet-selectietoestand en de aftast/terugzettoestand gestuurd door het sturen van de benedenste poortspanning Φ^, bovenste poortspanning φ en afvoerspanning Φ^, zoals in figuur 6 is getoond.
Dat wil zeggen dat, indien de bovenste poortspanning Φ^ van een van de fotosensoren 1 op 0 V wordt ingesteld om de terugzettoestand in te stellen, en dan de bovenste poortspanning Φ op 20 V wordt ingesteld en de benedenste poortspanning Φ^ op 10 V wordt ingesteld, zoals in figuur 6 is getoond, de fotosensor 1 in de selectietoestand ingesteld, zoals door figuur 3D is getoond. In een geval, waarin de bovenste poortspanning op -20 V is ingesteld om de aftasttoestand in te stellen, nadat de fotosensor 1 in de selectietoestand is ingesteld, varieert de waarde van een uitgangssignaal VUIT in overeenstemming met of al dan niet het verlich-tingslicht A wordt toegepast, dat wil zeggen of het een heldere tijd of donkere tijd is, wanneer het gegevensuitleesbedrijf wordt bewerkstelligd, terwijl de afvoerspanning φ^ gedurende een van tevoren ingestelde tijdsperiode op +10 V wordt gehouden. Dat wil zeggen dat in de heldere tijd, de fotosensor 1 die in de aftasttoestand is ingesteld, in de AAN-toestand wordt ingesteld, aangezien gaten in het kanaalgebied van de halfgeleider-Laag 5 zijn opgeslagen om een n-kanaal te vormen door toepassing van het verlichtingslicht A. Daardoor wordt de aan de signaalleiding 22 aangelegde afvoerspanning Φ^ via de fotosensor 1 naar de aarde afgevoerd. Als een resultaat wordt een uitgangssignaal van 0 V afgegeven. Anderzijds wordt, in de donkere tijd, aangezien geen n-kanaal in de fotosensor 1 is gevormd en de fotosensor 1 in de UIT-toestand is ingesteld, een spanning van +10 V, die de afvoerspanning Φ^ is, zoals deze is als een uitgangssignaal VyIT afgegeven.
Daarna wordt, wanneer de bovenste poortspanning Φ op 0 V is ingesteld, zoals in figuur 6 is getoond, de fotosensor 1 in de terugzet-toestand ingesteld. Dan wordt, wanneer de benedenste poortspanning φ op 0 V is ingesteld, de fotosensor 1 in de niet-selectietoestand ingesteld, en wordt in deze toestand de bovenste poortspanning Φ op -20 V ingesteld om de aftasttoestand in te stellen. Dan wordt in de aftasttoestand, zelfs indien de afvoerspanning φ^ is ingesteld op +10 V, zelfs indien het ver-Lichtingslicht A wordt toegepast, of zelfs indien het verlichtingslicht A niet wordt toegepast, het uitgangssignaal V op hetzelfde niveau van +10 V gehouden, dat wordt verkregen in de donkere tijd in de selectie-toestand. Dat wil zeggen dat zelfs indien de bovenste poortspanning Φ op -20 V is ingesteld om de aftasttoestand in te stellen, de fotosensor 1 in de niet-selectietoestand kan worden ingesteld, ongeacht toepassing van het verlichtingslicht A door het instellen van de benedenste poortspanning Φ^ op 0 V. Verder kan, zoals duidelijk kan worden gezien aan de hand van figuur 6, de terugzettoestand worden ingesteld ongeacht de benedenste poortspanning Φ^ door het instellen van de bovenste poortspanning Φ.^ op 0 V en kan een uitgangssignaal ν^ΙΤ stabiel vanaf de fotosensor 1 worden afgeleid in het eerstvolgende gegevensuitleesproces.
Figuur 7 is een schema dat een voorbeeld Laat zien, waarin de fotosensor 1 is toegepast op een andere sensorenreeks 30. De in figuur 7 getoonde sensorenreeks 30 is gelijksoortig aan die van figuur 5, behalve dat de afvoerspanning Φ^ via een vooroplaadtransistor 31 aan de kolom-schakelaar 24 wordt aangelegd, waarbij de vooroplaadtransistor 31 kan zijn gevormd van een P-M0SFET of dergelijke en in de AAN- of UIT-toestand wordt gestuurd door een vooroplaadspanning Φ^.
Figuur 8 is een tijddiagram voor het illusteren van de werking van de sensorenreeks 30 en de werking daarvan wordt hieronder toegelicht.
De bovenste poortspanning φ van de fotosensor 1 wordt op 0 V
ingesteld, en de benedenste poortspanning Φ^ wordt op 0 V ingesteld om de terugzettoestand in te stellen, en in de terugzettoestand wordt een vooroplaadspanning Φ gedurende een van tevoren ingestelde tijdsperiode P9 aan de vooroplaadtransistor 31 aangelegd, teneinde een afvoerspanning Φ^ aan de signaalleidingen 32 aan te leggen en deze voor op te laden. Daarna wordt de bovenste poortspanning φ op -20 V ingesteld om de fotosensor 1 * y in de aftasttoestand in te stelten, en wordt in de aftasttoestand, indien de benedenste poortspanning op 10 V is ingesteld, de fotosensor 1 in de selectietoestand ingesteld. Wanneer de fotosensor 1 in de selectie-toestand is ingesteld, wordt de waarde van het uitgangssignaal V^ in overeenstemming met de heldere tijd of donkere tijd veranderd. Dat wil zeggen dat in de heldere tijd de fotosensor 1 in de AAN-toestand wordt ingesteld door toepassing van het verlichtingslicht A, en het uitgangssignaal in 0 V wordt veranderd. Anderzijds wordt, in de donkere tijd, aangezien de fotosensor 1 niet wordt AAN-geschakeld, een spanning van +10 V in de vooroplaadtoestand zoals dit is als een uitgangssignaal afgegeven.
Daarna wordt, indien de benedenste poortspanning Φ^ op 0 V is ingesteld, zoals in figuur 8 is getoond, de niet-selectietoestand ingesteld, en wordt in de niet-selectietoestand, indien de bovenste poortspanning Φ op 0 V is ingesteld, de fotosensor 1 in de terugzet- w toestand ingesteld. Dan wordt in de terugzettoestand het vooroplaadbedrijf bewerkstelligd met de vooroplaadspanning Φ ingesteld op 0 V. De aftast- P9 toestand wordt ingesteld door het instellen van de bovenste poortspanning Φΐ op 20 V in de vooropgeladen toestand. In de aftasttoestand wordt, aangezien de benedenste poortspanning Φ^ 0 V is, het uitgangssignaal op dezelfde spanning van +10 V gehouden, als een uitgangssignaal dat in de donkere tijd wordt verkregen in de selectietoestand, zelfs indien het verlichtingslicht A wordt toegepast of zelfs indien het verlichtings-
Licht A niet wordt toegepast. Dat wil zeggen dat zelfs indien de bovenste poortspanning Φ op -20 V is ingesteld om de aftasttoestand in te stellen nadat het vooroplaadbedrijf is bewerkstelligd, de fotosensor 1 in de niet-selectietoestand kan worden gehouden, ongeacht toepassing van het verlichtingslicht A door het instellen van de benedenste poortspanning Φ, op 0 V. Verder kan, zoals duidelijk aan de hand van figuur 8 kan bg worden begrepen, de terugzettoestand worden ingesteld ongeacht de benedenste poortspanning Φ^ door het instellen van de bovenste poortspanning Φ^ op 0 V en kan aldus een uitgangssignaal V^-j. stabiel vanaf de fotosensor 1 worden afgeleid in het eerstvolgende gegevensuitlees-proces.
In het fotosensorsysteem, dat de hierboven beschreven foto-sensoren heeft, kan aangezien de aftasttoestandstuurinrichting een spanning stuurt, die is aangelegd aan de poortelectrode aan de verlich-tingszijde, die is gerangschikt aan een zijde van de halfgeleiderlaag om de aftasttoestand van de fotosensor te sturen en de selectiestuur-inrichting een spanning stuurt, die is aangelegd aan de poortelectrode die is gerangschikt aan de zijde die ligt tegenover de halfgeleiderlaag om de selectie- en niet-selectietoestanden van de fotosensor te sturen, zowel de fotosensorfunctie als de selectietransistorfunctie gelijktijdig worden bereikt, waarbij het aldus mogelijk wordt gemaakt om selectietransistoren achterwege te laten, waarin in de stand van de techniek gescheiden is voorzien voor het selecteren van de fotosensoren. Als een resultaat kan de grootte van het fotosensorsysteem zelf worden gereduceerd, waardoor beeldelementen met hoge dichtheid worden bereikt.
Verder kunnen, indien een aan de poortelectrode aan de verlich-tingszijde aangelegde spanning wordt gestuurd door de aftasttoestand-stuurinrichting om de zet- en terugzettoestanden van de fotosensor te sturen, in de voorafgaande cyclus opgeslagen ladingen snel worden afgevoerd, zodat de hoeveelheid verlichtingslicht continu kan worden gedetecteerd.
Aanvullende voordelen en modificaties zullen zich gemakkelijk voordoen aan vaklui op dit gebied van de techniek. Daarom is de uitvinding in haar bredere aspecten niet beperkt tot de specifieke details, representatieve inrichtingen en geïllustreerde voorbeelden die hierin zijn getoond en beschreven. Dienovereenkomstig kunnen verscheidene modificaties worden gemaakt zonder buiten de geest of strekking van het algemene inventieve concept te komen, zoals is gedefinieerd door de aangehechte conclusies en hun equivalenten.

Claims (20)

1. Foto-electrisch omzettingssysteem, met het kenmerk, dat dit een fotosensor (1) omvat, die is voorzien van een halfgeleiderlaag (5) die een foto-electrische omzettingsfunctie heeft, toevoer- en afvoerelectroden (6, 7) die gescheiden op de halfgeleiderlaag (5) zijn aangebracht, een eerste poortelectrode (3) die aan een oppervlaktezijde van de halfgeleiderlaag (5) is aangebracht, en een tweede poortelectrode (10) die aan de andere oppervlaktezijde van de halfgeleiderlaag (5) is aangebracht, waarbij ten minste een van de eerste en tweede poortelectroden een lichtdoorlatings-eigenschap heeft, een aftasttoestandstuurinrichting (27) voor het aanleggen van een spanning aan een van de eerste en tweede poortelectroden om een toestand te sturen, waarin ladingen die in de halfgeleiderlaag zijn opgewekt door toepassing van verlichtingslicht worden vastgehouden en een toestand, waarin de ladingen niet worden vastgehouden, en een selectie-stuurinrichting (21, 23) voor het aanleggen van een spanning aan de andere van de eerste en tweede poortelectroden om een selectietoestand te sturen, waarin ladingen die in de halfgeleiderlaag worden opgewekt door aanlegging van verlichtingslicht vanaf de afvoerelectrode worden uitgelezen en een niet-selectietoestand, waarin de ladingen niet worden uitgelezen.
2. Foto-electrisch omzettingssysteem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de halfgeleiderlaag (5) is gevormd van amorf silicium.
3. Foto-electrisch omzettingssysteem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat halfgeleiderlagen (11, 12), die zwaar met n-type onzuiverheid zijn gedoteerd, zijn aangebracht tussen de halfgeleiderlaag (5) en de toevoerelectrode (6) en tussen de halfgeleiderlaag (5) en de afvoerelectrode (7).
4. Foto-electrisch omzettingssysteem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een toestand, waarin de in de halfgeleiderlaag (5) opgewekte ladingen worden vastgehouden, wordt ingesteld wanneer een door de aftasttoestandstuurinrichting (27) aan de poortelectrode (10) aangelegde spanning negatief is.
5. Foto-electrisch omzettingssysteem volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat een toestand, waarin de in de halfgeleiderlaag (5) opgewekte ladingen niet worden vastgehouden, wordt ingesteld wanneer een door de aftasttoestandstuurinrichting (27) aan de poortelectrode (10) aangelegde O of positief is.
6. Foto-electrisch omzettingssysteem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een terugzettoestand, waarin de in de haIfgeleiderlaag C5) opgeslagen ladingen vanaf de halfgeleiderlaag (5) worden afgevoerd, wordt ingesteld wanneer een door de aftasttoestandstuurinrichting (27) aan de poortelectrode (10) aangelegde spanning 0 of positief is.
7. Foto-electrisch omzettingssysteem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een selectietoestand, waarin de in de halfgeleiderlaag (5) opgewekte ladingen vanaf de afvoerelectrode (7) worden uitgelezen, wordt ingesteld wanneer een door de selectiestuurinrichting (21, 23) aan de poortelectrode (3) aangelegde spanning positief is.
8. Foto-electrisch omzettingssysteem volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat een selectietoestand, waarin de in de halfgeleiderlaag (5) opgewekte Ladingen vanaf de afvoerelectrode (7) worden uitgelezen, wordt ingesteld wanneer een door de aftasttoestandstuurinrichting (27) aan de poortelectrode (10) aangelegde spanning 0 of negatief is.
9. Foto-electrisch omzettingssysteem met het kenmerk, dat dit ten minste één aanstuurleiding (21) omvat, een aantal signaalleidingen (22), fotosensoren (1), die zijn ingericht om respectievelijk overeen te komen met het aantal signaalleidingen (22), waarbij elk van de fotosensoren (1) is voorzien van een halfgeleiderlaag (5) die een foto-electrische omzet-tingsfunctie heeft, toevoer- en afvoerelectrode (6, 7) die gescheiden op de halfgeleiderlaag (5) zijn aangebracht, waarbij een (7) van de toevoeren afvoerelectroden (6, 7) is verbonden met een overeenkomstige van de signaalleidingen (22), een eerste poortelectrode (10) die transparant is en is aangebracht aan een oppervlaktezijde van de halfgeleiderlaag (5), en een tweede poortelectrode (3) die is aangebracht aan de andere oppervlaktezi j de van de halfgeleiderlaag (5) en is verbonden met de aanstuur-leidingen (21), een aftasttoestandstuurinrichting (27) voor het aanleggen van een spanning aan de eerste poortelectrode (10) om een toestand te sturen, waarin door toepassing van verlichtingslicht in de hal.fgeleider-laag (5) opgewekte ladingen worden vastgehouden en een toestand, waarin de ladingen niet worden vastgehouden, en een selectiestuurinrichting (21, 23) voor het aanleggen van een spanning aan de tweede poortelectrode (3) om een selectietoestand te sturen, waarin door toepassing van verlichtingsli cht in de halfgeleiderlaag (5) opgewekte ladingen vanaf de afvoer- electrode (7) worden uitgelezen en een niet-selectietoestand, waarin de ladingen niet worden uitgelezen.
10. Foto-electrisch omzettingssysteem volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat dit verder een kolomschakelinrichting (24) omvat voor het selecteren van een van het aantaL signaalleidingen (22).
11. Foto-electrisch omzettingssysteem volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de schakelinrichting (24) is voorzien van een afvoer-spanningsaanleggingsinrichting (24, 25, 27) voor het aanleggen van een afvoerspanning aan elk van de signaalleidingen (22).
12. Foto-electrisch omzettingssysteem volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de afvoerspanningsaanleggingsinrichting (24, 25, 27) is voorzien van een schakelelement (24) dat aan de afvoerspanningsingangs-zijde is aangebracht.
13. Foto-electrisch omzettingssysteem volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de kolomschakelinrichting (24, 25, 27) is voorzien van een inrichting (25, 26) voor het detecteren van een variatie in de aan de signaalleiding (22) aangelegde afvoerspanning door AAN-schakeling van de fotosensor (1).
14. Foto-electrisch omzettingssysteem volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat dit verder een aantal aanstuurleidingen (21) omvat, dat is ingericht om zich uit te strekken in een richting die loodrecht staat op het aantal signaalleidingen (22) en dat de fotosensor (1) is gerangschikt op een positie nabij elk van de kruisingen tussen de signaalleidingen (22) en de aanstuurleidingen (21).
15. Foto-electrische omzettingswerkwijze, met het kenmerk, dat deze een voorbereidingsstap omvat voor het verschaffen van een fotosensor (1) die is voorzien van een halfgeleider Laag (5) die een foto-electrische omzettingsfunctie heeft, toevoer- en afvoerelectroden (6, 7) die gescheiden op de halfgeleiderlaag (5) zijn aangebracht, een eerste poortelectrode (10) die transparant is en is aangebracht aan een oppervlaktezijde van de halfgeleiderlaag (5), en een tweede poortelectrode (3) die aan de andere oppervlaktezijde van de halfgeleiderlaag (5) is aangebracht, een selectie-stap voor het aan de tweede poortelectrode aanleggen van een spanning om de fotosensor (1) in een selectietoestand te sturen, een aftaststuurstap voor het aan de eerste poortelectrode aanleggen van een spanning om de halfgeleiderlaag (5) van de fotosensor (1) in een aftasttoestand te sturen, een verlichtingsstap voor het toepassen van verlichtingslicht vanaf de zijde van de eerste poortelectrode, een uitleesstap voor het reduceren van een aan de eerste poortelectrode (10) aangelegde spanning om een afvoerstroom op te wekken die overeenkomt met een hoeveelheid op de fotosensor (1) toegepast verlichtingslicht, en een detectiestap voor het detecteren van de afvoerstroom.
16. Foto-electrische omzettingswerkwijze volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat een in de selectiestap aan de tweede poortelectrode (3) aangelegde spanning een polariteit heeft, die tegengesteld is aan die van een in de aftaststuurstap aan de eerste poortelectrode (10) aangelegde spanning.
17. Foto-electrische omzettingswerkwijze, met het kenmerk, dat deze een voorbereidingsstap omvat voor het verschaffen van een fotosensoren-reeks die is voorzien van ten minste één aanstuurschakeling (23), een aantal signaalleidingen (22), en fotosensoren (1) die zijn gerangschikt om overeen te komen met het aantal signaalleidingen (22) en waarbij elk van de fotosensoren (1) is voorzien van een halfgeleiderlaag (5) die een foto-electrische omzettingsfunctie heeft, toevoer- en afvoerelectroden (6, 7) die gescheiden op de halfgeleiderlaag (5) zijn aangebracht, waarbij een van de toevoer- en afvoerelectroden is verbonden met een overeenkomstige van de signaalleidingen (22), een eerste poortelectrode (10) die transparant is en is aangebracht aan een oppervlaktezijde van de halfgeleiderlaag (5), en een tweede poortelectrode (3) die is aangebracht aan de andere oppervlaktezijde van de halfgeleiderlaag (5) en is verbonden met de aanstuur Leiding (21), een vooroplaadstap voor het vooropladen van de signaalleidingen (22) door het aan de signaalleidingen (22) aanLeggen van de afvoerspanning, een selectiestap voor het aan de tweede poort-electrode (3) aanLeggen van een spanning om de fotosensor (1) in een selectietoestand te sturen, een aftaststuurstap voor het via de aanstuur-Leiding aan de eerste poortelectrode (10) aanleggen van een spanning om de halfgeleiderlaag (5) van de fotosensor (1) in een aftasttoestand te sturen, een verlichtingsstap voor het toepassen van verlichtingslicht vanaf de zijde van de eerste poortelectrode (10), een uitleesstap voor het in de halfgeleiderlaag (5) opwekken van met een hoeveelheid op de fotosensor (1) toegepast verlichtingslicht overeenkomende ladingen om een afvoerstroom te veroorzaken, en een detectiestap voor het detecteren van een spanning van de signaaLLeiding (22) die is gereduceerd door opwekking van de afvoerstroom.
18. Foto-electrische omzettingswerkwijze volgens conclusie 17, met het kenmerk, dat een in de selectiestap aan de tweede poortelectrode (3) aangelegde spanning een polariteit heeft, die tegengesteld is aan die van een in de aftaststuurstap aan de eerste poortelectrode (10) aangelegde spanning.
19. Foto-electrische omzettingswerkwijze volgens conclusie 17, met het kenmerk, dat deze verder een terugzetstap omvat voor het na de detectiestap afvoeren van door verlichting vanaf de fotosensor (1) in de halfgeleiderlaag (5) opgeslagen ladingen door het reduceren van een aan de eerste poortelectrode (10) aangelegde spanning.
20. Foto-electrische omzettingswerkwijze volgens conclusie 19, met het kenmerk, dat de vooroplaadstap wordt bewerkstelligd in een periode tussen de terugzetstap en de aftaststuurstap. Eindhoven, oktober 1993.
NL9301775A 1992-10-16 1993-10-14 Foto-elektrisch omzettingssysteem. NL194314C (nl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4304587A JP3019632B2 (ja) 1992-10-16 1992-10-16 フォトセンサシステム及びその駆動方法
JP30458792 1992-10-16

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NL9301775A true NL9301775A (nl) 1994-05-16
NL194314B NL194314B (nl) 2001-08-01
NL194314C NL194314C (nl) 2001-12-04

Family

ID=17934795

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL9301775A NL194314C (nl) 1992-10-16 1993-10-14 Foto-elektrisch omzettingssysteem.

Country Status (4)

Country Link
US (2) US5463420A (nl)
JP (1) JP3019632B2 (nl)
KR (1) KR970007134B1 (nl)
NL (1) NL194314C (nl)

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3019632B2 (ja) * 1992-10-16 2000-03-13 カシオ計算機株式会社 フォトセンサシステム及びその駆動方法
US6021172A (en) * 1994-01-28 2000-02-01 California Institute Of Technology Active pixel sensor having intra-pixel charge transfer with analog-to-digital converter
JP3089971B2 (ja) * 1995-01-20 2000-09-18 カシオ計算機株式会社 光電変換素子の駆動方法
JP3416351B2 (ja) * 1995-09-28 2003-06-16 キヤノン株式会社 光電変換装置及びその駆動方法、それを用いたｘ線撮像装置及びその駆動方法
US6310683B1 (en) 1997-08-05 2001-10-30 Casio Computer Co., Ltd. Apparatus for reading fingerprint
EP1040650B1 (en) * 1997-12-18 2001-07-04 Simage Oy Device for imaging radiation
US6020581A (en) * 1998-02-24 2000-02-01 International Business Machines Corporation Solid state CMOS imager using silicon-on-insulator or bulk silicon
JP2000131444A (ja) * 1998-10-28 2000-05-12 Canon Inc 放射線検出装置、放射線検出システム、及び放射線検出装置の製造方法
KR100382975B1 (ko) 1999-04-09 2003-05-09 가시오게산키 가부시키가이샤 광센서 시스템에 대한 구동 제어 방법
EA003343B1 (ru) * 1999-08-02 2003-04-24 Касио Компьютер Ко., Лтд. Фотодатчик и система фотодатчиков
US6888571B1 (en) 1999-09-27 2005-05-03 Casio Computer Co., Ltd. Photosensor system and drive control method thereof
AU756561B2 (en) 1999-11-08 2003-01-16 Casio Computer Co., Ltd. Photosensor system and drive control method thereof
US6867811B2 (en) * 1999-11-08 2005-03-15 Casio Computer Co., Ltd. Photosensor system and drive control method thereof
JP3455761B2 (ja) 1999-11-10 2003-10-14 カシオ計算機株式会社 フォトセンサシステムの感度調整装置及びその感度調整方法
US6566685B2 (en) * 2000-04-12 2003-05-20 Casio Computer Co., Ltd. Double gate photo sensor array
ATE506807T1 (de) * 2001-06-18 2011-05-15 Casio Computer Co Ltd Photosensorsystem und ansteuerungsverfahren dafür
US6765187B2 (en) * 2001-06-27 2004-07-20 Canon Kabushiki Kaisha Imaging apparatus
JP4154874B2 (ja) * 2001-07-30 2008-09-24 カシオ計算機株式会社 指紋読取装置および指紋読取方法
JP4019250B2 (ja) * 2001-11-14 2007-12-12 カシオ計算機株式会社 フォトセンサシステム及びフォトセンサシステムにおけるフォトセンサの駆動制御方法
JP2003332560A (ja) * 2002-05-13 2003-11-21 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置及びマイクロプロセッサ
JP4342774B2 (ja) 2002-07-10 2009-10-14 シャープ株式会社 光電変換量検出方法および光電変換装置、画像入力方法および画像入力装置、２次元イメージセンサおよび２次元イメージセンサの駆動方法
JP4373063B2 (ja) 2002-09-02 2009-11-25 株式会社半導体エネルギー研究所 電子回路装置
JP4094386B2 (ja) * 2002-09-02 2008-06-04 株式会社半導体エネルギー研究所 電子回路装置
AU2003290429A1 (en) * 2002-12-25 2004-07-22 Casio Computer Co., Ltd. Optical dna sensor, dna reading apparatus, identification method of dna and manufacturing method of optical dna sensor
JP4574118B2 (ja) * 2003-02-12 2010-11-04 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置及びその作製方法
JP2007060070A (ja) * 2005-08-23 2007-03-08 Casio Comput Co Ltd 画像読取装置及びその駆動制御方法
US20080070423A1 (en) * 2006-09-15 2008-03-20 Crowder Mark A Buried seed one-shot interlevel crystallization
US20090078940A1 (en) * 2007-09-26 2009-03-26 Sharp Laboratories Of America, Inc. Location-controlled crystal seeding
US20120074474A1 (en) * 2009-06-26 2012-03-29 Sharp Kabushiki Kaisha Phototransistor and display device including the same
WO2011089833A1 (en) * 2010-01-20 2011-07-28 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device
US9024367B2 (en) * 2012-02-24 2015-05-05 The Regents Of The University Of California Field-effect P-N junction
CN104576810B (zh) * 2014-08-12 2016-04-20 深圳市芯思杰联邦国际科技发展有限公司 共面电极模拟光电探测器芯片及其制作方法
JP6814429B2 (ja) * 2015-08-10 2021-01-20 天馬微電子有限公司 光センサ素子及び光電変換装置
RU2617881C2 (ru) * 2015-10-22 2017-04-28 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Интегральная схема быстродействующего матричного приемника оптических излучений
CN109860328B (zh) * 2019-03-07 2020-11-24 昆山龙腾光电股份有限公司 光传感器及其制作方法和显示装置
US11830904B2 (en) * 2020-07-08 2023-11-28 Hannstouch Solution Incorporated Light sensing device having offset gate electrode and light sensing panel and light sensing display panel using the same
CN113421942B (zh) * 2021-05-13 2022-11-29 北京大学深圳研究生院 光电探测晶体管及其制造方法及相应的光电探测方法
CN113363343A (zh) * 2021-05-31 2021-09-07 Tcl华星光电技术有限公司 半导体器件和感光装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62104074A (ja) * 1985-10-30 1987-05-14 Fuji Photo Film Co Ltd 固体撮像素子
JPS62198155A (ja) * 1986-02-26 1987-09-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd 薄膜イメ−ジセンサ
JPS62203365A (ja) * 1986-03-03 1987-09-08 Seiko Epson Corp 固体撮像装置
JPH0382171A (ja) * 1989-08-25 1991-04-08 Casio Comput Co Ltd フォトセンサ

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58120379A (ja) * 1982-01-11 1983-07-18 Olympus Optical Co Ltd 固体撮像装置
USRE34309E (en) * 1984-12-26 1993-07-13 Canon Kabushiki Kaisha Image sensor device having plural photoelectric converting elements
US4959723A (en) * 1987-11-06 1990-09-25 Canon Kabushiki Kaisha Solid state image pickup apparatus having multi-phase scanning pulse to read out accumulated signal
JP3019632B2 (ja) * 1992-10-16 2000-03-13 カシオ計算機株式会社 フォトセンサシステム及びその駆動方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62104074A (ja) * 1985-10-30 1987-05-14 Fuji Photo Film Co Ltd 固体撮像素子
JPS62198155A (ja) * 1986-02-26 1987-09-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd 薄膜イメ−ジセンサ
JPS62203365A (ja) * 1986-03-03 1987-09-08 Seiko Epson Corp 固体撮像装置
JPH0382171A (ja) * 1989-08-25 1991-04-08 Casio Comput Co Ltd フォトセンサ

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 11, no. 309 (E - 547) 8 October 1987 (1987-10-08) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 12, no. 49 (E - 582) 13 February 1988 (1988-02-13) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 12, no. 60 (E - 584) 23 February 1988 (1988-02-23) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 15, no. 254 (E - 1083) 27 June 1991 (1991-06-27) *

Also Published As

Publication number Publication date
KR940010403A (ko) 1994-05-26
JP3019632B2 (ja) 2000-03-13
NL194314C (nl) 2001-12-04
NL194314B (nl) 2001-08-01
JPH06132560A (ja) 1994-05-13
KR970007134B1 (ko) 1997-05-02
US5463420A (en) 1995-10-31
US5583570A (en) 1996-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL9301775A (nl) Foto-electrisch omzettingssysteem.
US10217781B2 (en) One transistor active pixel sensor with tunnel FET
US4816910A (en) Image sensing apparatus
NL9301774A (nl) Foto-electrisch omzettingssysteem.
EP0233489B1 (en) Method of addressing at least one photosensitive pixel or liquid crystal pixel in a matrix array
US6445414B1 (en) Solid-state image pickup device having vertical overflow drain and resistive gate charge transfer device and method of controlling thereof
JP2002152603A (ja) 電荷結合デバイスにおける暗電流低減方法
US5477070A (en) Drive transistor for CCD-type image sensor
JP2985113B2 (ja) フォトセンサシステム及びフォトセンサシステムに使用されるフォトセンサ
US4845355A (en) Photoconductive type sensor and its driving method and apparatus
EA003343B1 (ru) Фотодатчик и система фотодатчиков
US4525742A (en) Two-dimensional solid-state image sensor device
US6046446A (en) Photoelectric conversion apparatus having semiconductor structure and refresh feature, and method for driving same
JPH07264485A (ja) 撮像装置
KR100595795B1 (ko) 화상 판독 장치 및 화상 판독 방법
EP0371485A2 (en) Image sensor driving method with high-speed voltage response
JPH06296036A (ja) フォトセンサ
JPH07264495A (ja) 電荷蓄積装置
JP3718103B2 (ja) 固体撮像装置とその駆動方法、およびこれを用いたカメラ
JPH0864793A (ja) 光電変換装置
US5539458A (en) TFT-drive image sensor capable of producing an offset-free image signal
JP3265676B2 (ja) フォトセンサシステム
JP3089971B2 (ja) 光電変換素子の駆動方法
JP3246062B2 (ja) フォトセンサシステム
JP2790096B2 (ja) 赤外線固体撮像素子の駆動方法及びその装置

Legal Events

Date Code Title Description
A1A A request for search or an international-type search has been filed
BB A search report has been drawn up
BC A request for examination has been filed
V1 Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20080501

V1 Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20130501