DE3751242T2 - Photoelektrischer Wandler. - Google Patents

Photoelektrischer Wandler.

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DE3751242T2
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Masaki Fukaya
Ihachiro Gofuku
Katsunori Hatanaka
Yoshinori Isobe
Satoshi Itabashi
Tetsuya Kaneko
Soichiro Kawakami
Nobuko Kitahara
Katsumi Nakagawa
Toshihiro C O Canon Dain Saika
Hideyuki Suzuki
Katsunori Terada
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • 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
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Description

    ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen photoelektrischen Wandler.
    • Zum Stand der Technik
  • Es ist allgemein bekannt, daß Photosensoren als photoelektrische Wandler in verschiedenen Bildinformations- Verarbeitungsgeräten verwendet werden wie Faksimiles, Digitalkopierer und Zeichenleser. In modernen Geräten sind Photosensoren in linearer Weise angeordnet, um einen Zong- Sensor zu bilden. Dieser Sensor ist in der Lage, Bilder mit einem hohen Genauigkeitsgrad zu lesen. Kürzlich ist ein Photosensor vorgeschlagen worden, der ein preisgünstiges Hochgeschwindigkeits- Bildlesegerät ermöglicht, bei dem ein Dünnfilmtransistor (nachstehend als TFT bezeichnet) aus nichtkristallinem Silizium mit einem photoelektrischen Wandlerabschnitt verbunden ist, der aus einer Gruppierung von Photosensorelementen gebildet ist, die ebenfalls aus nichtkristallinem Silizium bestehen. Der Photosensor dieses Typs ist preiswert und in der Lage, Bildinformationen mit hoher Geschwindigkeit zu lesen. In diesem Sensor wird ein parallel von der Gruppierung der Photosensorelemente ausgegebenes Signal mittels der TFT- Schalter in ein serielles Signal umgewandelt. Diese Anordnung ermöglicht es, die Anzahl der Ansteuerbausteine herabzusetzen, wodurch die Kosten für die Ansteuerschaltung reduziert werden
  • Der Photosensor, der einen TFT verwendet, hat jedoch den Nachteil, daß die Anzahl der Herstellschritte anwächst, weil der photoelektrische Wandlungsabschnitt in dem TFT separat hergestellt werden muß, mit dem Ergebnis, daß die Herstellkosten anwachsen und daß die Ausbeute gering ist.
  • Das Japanese Journal of Applied Physics, Band 20, Ergänzung 20/1, 1982, Seiten 311 bis 314, offenbart einen nichtkristallinen Sensor, der aus einem nicht- kristallinen Feldeffekttransistor besteht, einem nicht- kristallinen Silizium- Photoleiter und einem MCS- Kondensator. Das US- Patent 4461956 offenbart eine photoelektrischen Festkörper- Wandler mit einer Gruppierung aus photoelektrischen Wandlerelementen und einer einzigen Verarbeitungsschaltung zur Akkumulation erzeugter Signale als Ausgangssignale aus den photoelektrischen Wandlerelementen sowie eine Anordnung zur Übertragung der akkumulierten Signale, wobei die Übertragungsanordnung von einer Gruppierung aus zu einer zweidimensionalen Matrix verdrahteten Transistoren, den Wandlerelementen, der Übertragungsanordnung und den Transistoren, die die Signalverarbeitungsschaltung bilden, in Form von Dünnfilm- Halbleitern aufgebaut sind.
    • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden gelöst durch eine Vorrichtung, die in patentanspruch 1 angegeben ist, und durch ein Verfahren, das in Patentanspruch 8 angegeben ist.
  • Nach der vorliegenden Erfindung ist eine Bildleseeinrichtung vorgesehen, die auf einem Substrat einen photoelektrischer Wandlerabschnitt mit einer Dünnfilm- Halbleiterschicht zur photoelektrischen Wandlung einer Bildinformation, einen Ladeakkumulationsabschnitt mit einem Kondensator zur Akkumulation eines, photoelektrisch von dem photoelektrischen Wandlerabschnitt erzeugten elektrischen Signals, und einen Schalterabschnitt mit einem Dünnfilmtransistor mit einer Dünnfilm- Halbleiterschicht zur Ausgabe der in dem Ladeakkumulationsabschnitt akkumulierten Ladung trägt, wobei der photoelektrische Wandlerabschnitt wenigstens ein Elektrodenpaar enthält, deren Eletroden durch die Dünnfilm- Halbleiterschicht voneinander beabstandet und auf dieser gebildet sind, wobei der Kondensator des Ladeakkumulationsabschnitts eine Dünnfilm- Halbleiterschicht und eine Isolationsschicht umfaßt, dessen beide Schichten zwischen wenigstens einem Elektrodenpaar geschichtet angeordnet sind, wobei der Dünnfilmtransistor des Schalterabschnitts eine Gate- Elektrode eine zwischen der Gate- Elektrode und der Dünnfilm- Halbleiterschicht eine geschichtet angeordnete Isolationsschicht und elektrisch mit der Halbleiterschicht verbundene, voneinander beabstandete Sourceund Drain- Elektroden aufweist, wobei die Dünnfilm- Halbleiterschichten aus dem gleichen Halbleitermaterial bestehen.
  • Nach der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Bildleseeinrichtung nach Anspruch 1 vorgesehen, das die folgenden Verfahrensschritte umfaßt: Bilden eines photoelektrischen Wandlerabschnitts, eines Ladeakkumulationsabschnitts mit einem Kondensator zum Akkumulieren eines Ausgangssignals des photoelektrischen Wandlerabschnitts und eines Schalterabschnitts mit einem Dünnfilmtransistor, der die in dem Ladeakkumulationsabschnitt akkumulierte Ladung ausgibt, wobei jeder Abschnitt mit einer Isolationsschicht und einer Dünnfilm- Halbleiterschicht vorgesehen ist, wobei die Halbleiterschicht mit den drei Abschnitten aus gleichem Material in einem einzigen Herstellschritt hergestellt wird.
  • Wie die Erfindung ausführbar ist, wird nun lediglich über ein Beispiel anhand der beiliegenden Zeichnung beschrieben.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • Fig. 1A ist eine Aufsicht auf einen photoelektrischen Wandler, der in dieser Art in der vorliegenden Erfindung anwendbar ist;
  • Fig. 1B ist ein Querschnitt längs der Linie X-X von Fig. 1A;
  • Figuren 2A bis 2D sind Querschnitte, die verschiedene Herstellschritte der in den Figuren 1A und 1B gezeigten Vorrichtung veranschaulichen;
  • Fig. 3 ist eine Aufsicht auf den Abschnitt eines anderen photoelektrischen Wandlers, der in dieser Art in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;
  • Fig. 4 ist ein Querschnitt längs der Linie A-B von Fig. 3;
  • Figuren 5A bis 5F sind Querschnitte verschiedener Herstellschritte eines photoelektrischen Wandlers, der in dieser Art in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;
  • Fig. 6A ist eine Aufsicht auf einen anderen photoelektrischen Wandler, der in dieser Art in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;
  • Fig. 6B ist ein senkrechter Querschnitt entlang der Linie A-A' von Fig. 6A;
  • Fig. 7 ist ein Diagramm einer Ersatzschaltung des in den Figuren 6A und 6B dargestellten photoelektrischen Wandlers;
  • Fig. 8 ist eine Darstellung eines Zeilensensors, der die in den Figuren 6A und 6B gezeigte Anordnung enthält;
  • Fig. 9A ist eine Aufsicht auf einen weiteren photoelektrischen Wandler, der in dieser Art in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;
  • Fig. 9B ist ein Querschnitt längs der Linie A-A' von Fig. 9A;
  • Fig. 10 ist ein Diagramm einer Ersatzschaltung des photoelektrischen Wandlers;
  • Fig. 11 ist eine Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des photoelektrischen Wandlers gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 12 ist ein Querschnitt längs der Linie A-A' von Fig. 11;
  • Fig. 13 ist ein Querschnitt längs der Linie B-B' von Fig. 11;
  • Fig. 14 ist eine schematische Veranschaulichung eines zweiten Ausführungsbeispiels des photoelektrischen Wandlers nach der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 15 ist ein Querschnitt längs der Linie A-A' von Fig. 14;
  • Fig. 16 ist ein Querschnitt längs der Linie B-B' von Fig. 14;
  • Fig. 17 ist eine Darstellung eines Ladeakkumulationsabschnitts 20;
  • Fig. 18 ist eine Tafel, die die Ladungsakkumulations- Kapazitätskennlinie des Ladeakkurnulationsabschnitts 20 zeigt;
  • Fig. 19 ist ein Querschnitt eines Zeilensensors eines dritten Ausführungsbeispiels des photoelektrischen Wandlers nach der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 20 ist ein Diagramm, das eine Ersatzschaltung des Zeilensensors zeigt, der eine Matrixanordnung enthält;
  • Fig. 21 ist eine Zeittafel, die die Arbeitsweise des Zeilensensors veranschaulicht;
  • Fig. 22 ist eine perspektivische Ansicht eines Zeilensensors;
  • Fig. 23 ist ein Teilquerschnitt des in Fig. 22 dargestellten Zeilensensors;
  • Figuren 24A bis 24C sind gebochene Querschnittsansichten des in Fig. 22 dargestellten Zeilensensors;
  • Fig. 25 ist eine Aufsicht auf einen Teil eines Zeilensensors eines vierten Ausführungsbeispiels nach der vorliegenden Erfindung;
  • Figuren 26A und 26B sind gebrochene Querschnittsansichten des in Fig. 2 dargestellten Zeilensensors;
  • Fig. 27 ist eine Aufsicht eines Teiles des in Fig. 22 dargestellten Zeilensensors, die insbesondere Führungszeilen 218 zeigt;
  • Figuren 28A bis 28E sind gebrochene Querschnittsansichten des Zeilensensors in verschiedenen Schritten bei der Herstellung;
  • Fig. 29 ist eine gebrochene Querschnittsansicht des in Fig. 25 dargestellten Zeilensensors;
  • Figuren 30A bis 30E sind gebrochene Querschnittsansichten des Zeilensensors in verschiedenen Schritten der Herstellung;
  • Fig. 31 ist eine gebrochene Querschnittsansicht eines anderen Zeilensensors;
  • Figuren 32A bis 32E sind gebrochene Querschnittsansichten des Zeilensensors in verschiedenen Schritten der Herstellung und
  • Fig. 33 ist eine gebrochene Querschnittsansicht eines noch anderen Zeilensensors.
    • BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
  • Die Figuren 1A und 1B zeigen einen photoelektrischen Wandler der in der vorliegenden Erfindung anwendbaren Art.
  • Genauer gesagt, ist Fig. 1A eine gebrochene Querschnittsansichtm die eine Photosensorgruppierung zeigt, die in dem Wandler enthalten ist, während Fig. 1B eine Querschnittsansicht längs der Linie X-Y von Fig. 1A ist.
  • In diesen Figuren sind die Photosensorgruppierungen ausgestattet mit einem Glassubstrat 1, einer Unterlageelektrode 2 eines Kondensators, einer Gate- Elektrode 3, einer Isolationsschicht 4, einer Ohmschen Kontaktschicht 6, bestehend aus einer n&spplus;- Schicht, einer photoleitfähigen Schicht 7 eines photoelektrischen Wandlerabschnitts und aus einer Halbleiterschicht 8 eines TFT Die photoleitfähige Schicht 7 und die Halbleiterschicht 8 bestehen gleichermaßen aus nichtkristallinem Silizium. Die Photosensorgruppierung hat des weiteren eine gemeinsame Elektrode 10 und Signalansteuerleitungen 11. Ein einfallendes Licht trifft auf die photoleitfähige Schicht 7, um so durch letztere in parallele elektrische Signale umgesetzt zu werden, die wiederum weiter in serielle elektrische Signale umgesetzt werden.
  • Ein Beispiel des Herstellprozesses der Photosensorgruppierung, dargestellt in den Figuren 1A bis 1B, wird nun anhand der Figuren 2A bis 2D beschrieben
  • Ein Glassubstrat 1 (Corning No. 7059), das auf beiden Oberflächen poliert ist und mit einem gewöhnlichen neutralen Reinigungsmittel gereinigt oder mit einem organisch alkalischen Reinigungsmittel gereinigt ist. Dann wird Cr mit einer Stärke von 0,15µ durch einen Elektronenstrahl aufgedampft. Dann wird ein PhotoLackmuster einer gewünschten Form unter Verwendung einer posi- typischen Photowiderstandsschicht (AZ- 1370 von Sibure) gebildet. Nachfolgend wird das überflüssige Cr durch eine wasserhaltige Lösung aus einer Mischung von sekundären Ammonium- Zer (III)- Nitrat und Perchloridsäure beseitigt, um so die Unterlageelektrode 2 des Kondensators und der Gate- Elektrode 3 zu schaffen, wie in Fig. 2A dargestellt.
  • Nachfolgend wird das Glassubstrat 1 in Glimmentladungs- Zerlegungsgerät des kondensatorgekoppelten Typs gebracht, um so in einer Vakuumatmosphäre von einem Druck von 1 x 10&supmin;&sup6; Torr bei 230ºC gehalten zu werden. Danach wird SiH&sub4; verdünnt auf 10% durch H&sub2; und NH&sub3; gleichzeitig angewandt in dem Gerät mit Flußraten von 5 SCCM bzw. 20 SCCM. Dann wird eine Glimmentladung für zwei Stunden mit einer RF- Entladungsleistung von 15 W angewandt unter Verwendung einer Hochfrequenzleistungsbehandlung bei 13,56 MHz, um so eine Isolationsschicht 4 aus Siliziumnitrid mit einer Stärke von 0,3 µm zu bilden. Dann wird SiH&sub4;- Gas mit einer Flußrate von 10 SCCM angewandt, und die Glimmentladung wird für 2,5 Stunden mit einer Entladestärke von 8 W und einem Gasdruck von 0,7 Torr (1 Torr = 133,3 Pa) beibehalten, um so eine nicht- kristalline Silizium- Eigenleitschicht mit einer Stärke von 0,50 µ herzustellen. Dann wird eine n&spplus;- Schicht 6, bestehend aus einer Chmschen Kontaktschicht mit einer Stärke von 0,12µ aufgebracht, wie in Fig. 2B dargestellt, die als Material eines aus SiH&sub4; zusammengesetzten Gases verwendet wird, das durch H&sub2; auf 10% und PH&sub3; durch H&sub2; auf 100 ppm verdünnt, in einem Mischungsverhältnis von SiH&sub4; : PH&sub3; = 1 : 10 mit einer Entladestärke von 30 W anwenwendet wird.
  • Nachfolgend wird ein gewünschtes Muster unter Anwendung einer posi- typischen photobeschichtung (OFPR- 1300 von Tokyo Ouka Kogyo) gebildet, und einer Trockenätzung durch ein Plasma- Ätzverfahren geführt mit CH&sub4;- Gas eines Druckes von 0,30 Torrunterzogen bei einer RF- Entladungsleistung von 100 W, um so die unerwünschten Abschnitte der n&spplus; - Schicht und der Eigenleitschicht aus nicht- kristallinem Silizium zu entfernen, wodurch eine nicht- kristalline photoleitende Siliziumschicht 7 und eine Halbleiterschicht 8 gebildet wird, wie in Fig. 2C dargestellt.
  • Dann wird Al durch ein Elektronenstrahl Aufbringverfahren auf eine Stärke von 0,5 µ aufgebracht, um so eine Leitschicht zu bilden, wie in Fig. 2D dargestellt.
  • Dann nach Bildung eines Photolackbeschichtungsmusters in gewünschter Form werden vorstehende Abschnitte der Leitschicht 9 durch eine Mischung entfernt, die aus phosphorischer Säure (85% Wasserlösung), salpetrische Säure (60 VOL% Wasserlösung), Eisessigsäure und Wasser, die in einem Volumenverhältnis von 16 : 1 : 2 : 1 gemischt werden, wodurch eine gemeinsame Elektrode 10 und eine Signalableitleitung 11 gebildet wird. Nachfolgend wird Trockenätzung geführt durch ein Plasmaätzverfahren unter Anwendung von CF&sub4;- Gas, um so den überflüssigen Abschnitt der n&spplus;- Schicht zu beseitigen, wodurch eine n&spplus;- Schicht des gewünschten Musters gebildet wird. Nachfolgend wird die Photolackbeschichtung abgetrennt, um so die in Fig. 1B dargestellte Photosensorgruppierung zu bilden.
  • Der Photosensor dieser Anordnung reduziert in bemerkenswerte Weise die Anzahl der Herstellschritte, verglichen mit einer Photosensorgruppierung, die durch einen Prozess hergestellt wird, bei dem die photoleitfähige Schicht und die Halbleiterschicht unabhängig voneinander gebildet werden. Es ist auch anzumerken, daß das beschriebene Ausführungsbeispiel die Notwendigkeit der Maskierung umgeht, die unabdingbar im herkömmlichen Prozess zum Zwecke der Vermeidung ist, daß eine jede nicht- kristalline Siliziumschicht auf Bereichen gebildet wird, wo die Schicht nicht hingehört. Des weiteren ist die Integrationsdichte der Photosensorelemente in der Gruppierung größer, so daß die Fläche des Substrats verkleinert wird, weil der photoelektrische Wandlerabschnitt und der TFT- Abschnitt in enger Nähe zueinander gebildet werden.
  • Fig. 3 ist eine Aufsicht auf einen Abschnitt der Photosensorgruppierung in einer anderen Anordnung in der Art, auf die die vorliegende Erfindung angewandt werden kann, während Fig. 4 ein Querschnitt entlang der Linie A-B von Fig. 3 ist. Diese Anordnung hat einen leichten Schutzfilm 12 und einen Lichtauf treff- Film 12. Andere Abschnitte sind Materialmäßig die gleichen wie jene in der ersten Anordnung und werden durch die gleichen Bezugszeichen wie jene in Fig. 1A und 1B bezeichnet.
  • Schichten aus Al und Cr werden auf dem Glassubstrat 1 in gleicher Weise gebildet wie im der ersten Anordnung. Dann wird die Unterlageschicht 2 des Kondensators, der Gate- Elektrode 3 und der Lichtschutzfilm 12 durch ein photolithographisches Verfahren erzeugt. Dann folgen die gleichen Schritte wie bei der ersten Anordnung, so daß die Photosensorgruppierung gemäß den Figuren 3 und 4 gebildet werden.
  • Die Photosensoranordnung dieses Ausführungsbeispiels ist ein Sensor des Typs mit Originalkontakt, welcher keinen Gebrauch von irgendeiner Stablinsengruppierung des Brechungsverteilungstyps macht. Wie in Fig. 4 dargestellt, kommt das einfallende Licht von der Unterseite des Glassubstrates und trifft auf die photoleitfähige Schicht 7, nachdem es von der Oberfläche eines Originals (nicht dargestellt) reflektiert wurde, das auf dem Photosensor plaziert ist. Der Lichtschutzfilm 12 ist zur Vermeidung einfallenden Lichtes vorgesehen, das in die photoleitfähige Schicht von dessen Unterseite kommt. Diese Anordnung liefert neben den Vorteilen, die aus der ersten Anordnung hergeleitet werden, einen Vorteil dadurch, daß die Empfindlichkeit des Photosensors Kraft der Tatsache anwächst, daß das auftreffende Licht, welches durch die photoleitfähige Schicht tritt, von der Al- Schicht reflektiert wird.
  • Mit den bis hier beschriebenen Anordnungen ist eine Verringerung der Anzahl von Herstellschritten Kraft der Tatsache gegeben, daß die photoelektrische Wandlerschicht und die Halbleiterschicht des TFT aus der selben nicht- kristallinen Siliziumschicht gebildet werden. Da der photoelektrische Wandlerabschnitt und der TFT- Abschnitt darüber hinaus in enger Nähe zueinander gebildet werden, kann der Grad der Integrationsdichte der Sensorelemente gesteigert werden, um so eine Verringerung der Größe der Sensorgruppierung zu erreichen und eine bemerkenswerte Verringerung der Substratfläche.
  • Die Figüren 5A bis 5F sind Querschnittsansichten, die die Herstellprozesse einer Photosensorgruppierung, dargestellt in Fig. 2, als eine noch andere Anordnung veranschaulichen, auf die die vorliegende Erfindung anwendbar ist. Die Figuren 5A bis 5F sind Querschnittsansichten längs der Linie X-Y von Fig. 2.
  • In diesem Prozess wird das Glassubstrat 1 (Corning No. 7059) poliert, und beide Oberflächen werden mit gewöhnlichem neutralen Reinigungsmittel oder einem organischen Alkali- Reinigungsmittel gereinigt. Dann wird Cr zu einer Dicke von 0,15µ durch Elektronenstrahlaufdampfung aufgetragen. Dann wird ein Photolack- Beschichtungsmuster einer gewünschten Form unter Verwendung einer posi- typischen Photolackbeschichtung (AZ- 1370 von Sibure) gebildet. Nachfolgend wird das überflüssige Cr mit einer Wasserlösung aus einer Mischung von sekundärem Ammonium-Zer (III)- Nitrat und Perchloridsäure beseitigt, um so eine Unterlageelektrode 2 des Kondensators und der Gate- Elektrode 3 zu schaffen, wie in Fig. 5A dargestellt.
  • Nachfolgend wird das Glassubstrat 1 in einem Glimmentladungs- Trenngerät des Kapazitätskoppeltyps plaziert, um so in einer Vakuumatmosphäre mit einem Druck von 1 x 10&supmin;&sup6; Torr bei 230ºC gehalten zu werden. Nachfolgend wird SiH&sub4;, verdünnt auf 10% durch H&sub2; und NH&sub3; parallel dazu in das Gerät mit Flußgeschwindigkeiten von 5 SCCM bzw. 20 SCCM gegeben. Dann wird eine Glimmentladung für zwei Stunden mit einer RF- (Radiofrequenz)- Entladestärke von 15 W bewirkt, wobei die Hochfrequenzleistung mit 13,56 MHz erfolgt, um so eine Isolationsschicht 4 aus Siliziumnitrid mit einer Stärke von 0,3µ herzustellen. Dann wird SiH&sub4; mit einer Flußgeschwindigkeit von 10 SCCM angeliefert und eine Glimmentladung wird für 2,5 Stunden mit einer Entladestärke von 8 W unter einem Gasdruck von 0,07 Torr bewirkt, um so eine eigenleitende Schicht aus nichtkristallinem Silizium mit einer Stärke von 0,50 µ zu schaffen. Dann wird eine n&spplus;- Schicht 6 aus einer ohmschen Kontaktschicht mit einer Stärke von 0,12 µ aufgetragen, wie in Fig. 5B dargestellt, wobei als Material eine Gaszusammensetzung von SiH&sub4; verdünnt mit H&sub2; auf 10% und PH&sub3; verdünnt mit H&sub2; auf 100 PPM gemischt mit einem Verhältnis von SiH&sub4; : PH&sub3; = 1 : 10 mit einer Entladestärke von 30 W verwendet wird.
  • Nachfolgend wird ein gewünschtes Muster unter Anwendung einer posi- typischen Photolackbeschichtung (OFPR- 1300 von Tokyo Ouka Kogyo) gebildet, und eine Trockenätzung durch ein Plasmaätzverfahren wird mit CF&sub4;- Gas unter einem Druck von 0,30 Torr geführt, bei einer RF- Entladestärke von 100 W, um so die überflüssigen Abschnitte der n&spplus;- Schicht und der eigenleitenden Schicht aus nicht- kristallinem Silizium zu entfernen, wodurch eine nicht- kristalline photoleitfähige Siliziumschicht 7 und eine Halbleiterschicht 8 gebildet wird, wie in Fig. 5C dargestellt.
  • Dann wird Al durch einen Elektronenstrahl- Aufdampfungsverfahren in einer Starke von 0,5 µ aufgetragen, um so eine Leitschicht zu bilden, wie in Fig. 5D dargestellt.
  • Nach Bildung eines Photolackschichtmusters in gewünschter Form werden abstehende Abschnitte der Leitschicht 9 durch eine Mischung beseitigt, die aus Phosphorsäure (85 Vol % Wasserlösung), salpetrischer Säure (50 Vol % Wasserlösung), Bisessigsäure und Wasser zu einem Volumenverhältnis von 16 : 1 : 2 : 1 zusammengesetzt wird, wodurch eine gemeinsame Elektrode 10 und Signalableit- Leitungen 11 gebildet werden. Nachfolgend wird Trockenätzen durchgeführt, geleitet durch ein Plasmaätzverfahren unter Anwendung von CF&sub4;- Gas, um so die überflüssigen Abschnitte der n&spplus;- Schicht zu beseitigen, wodurch eine n&spplus;- Schicht mit der gewünschten Musterung erzeugt wird. Nachfolgend wird die Photolackbeschichtung getrennt, wie in Fig. 5E dargestellt. Schließlich wird eine Photolackbeschichtung in einer gewünschten Musterung gebildet, um so eine Photolackbeschichtung eines gewünschten Musters zu schaffen, und die nicht- kristalline Silizium- Halbleiterschicht 8 des TFT- Abschnitts wird durch Plasma geätzt, so daß die Halbleiterschicht 8 auf eine Stärke von 0,2µ heruntergebracht wird, wie in Fig. 5F dargestellt.
  • Fig. 2 zeigt einen Teil der Photosensoranordnung, die durch den zuvor erläuterten Prozess entstanden ist.
  • Der Photosensor dieser Anordnung reduziert in bemerkenswerter Weise die Anzahl der Verfahrensschritte bei der Herstellung, verglichen mit einer herkömmlichen Photosensorgruppierung, weil die photoleitfähige Schicht und die Halbleiterschicht des TFT aus der gleichen nicht- kristallinen Siliziumschicht gebildet werden. Es ist anzumerken, daß die beschriebene Anordnung eine hohe Güte der Photosensoren durch Verbesserung der Empfindlichkeit des photoelektrischen Wandlerabschnitts sicherstellt und durch Erhöhung des Sperr-Widerstands des TFT- Abschnitts Kraft der Tatsache, daß die Stärke der photoleitfähigen Schicht 7 aus nicht- kristallinem Silizium und die HAlbleiterschicht 8 optimiert worden sind. Darüber hinaus kann die Integrationsdichte der Photosensorelemente in der Gruppierung erhöht werden, um so die Fläche des Substrats zu verkleinern, weil der photoelektrische Wandlerabschnitt und der TFT- Abschnitt in enger Nähe zueinander gebildet werden.
  • Die Figuren 6A und 6B zeigen einen anderen photoelektrischen Wandler in der Art, wie er nach der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Genauer gesagt, ist Fig. 6a eine Aufsicht, wohingegen Fig. 6B eine Querschnittsansicht entlang der Linie A- A' von Fig. 6A ist.
  • In diesen Figuren sind eine Gate- Elektrode 19 und ein Isolationsfilm 11 aus Siliziumnitrid (SiNx : H) oder Siliziumoxid (SiO&sub2;) auf einem Glassubstrat 10 gebildet. Darüber hinaus sind eine Halbleiterschicht 12, wie aus nichtkristallinem Silizium (a- Si) und eine n&spplus;- Schicht 13 aus einer ohmschen Kontaktschicht in Aufeinanderfolge auf der Isolationsschicht aufgebracht. Auf der n&spplus;- Schicht 13 sind des weiteren Elektroden 14, 15 des photoelektrischen Wandlerabschnitts 20, Source- und Drain- Elektroden 17, 18 eines TFT- Abschnitts 21, und eine Masseelektrode 16 eines Serienwiderstandsabschnitts 22 gebildet. Die Elektrode 15 des photoelektrischen Wandlerabschnitts 20 ist verbunden mit der Gate- Elektrode 19 des TFT- Abschnitts 21, und die Gate- Elektrode 19 ist verbunden mit dem Serienwiderstandabschnitt 22. In diesem Ausführungsbeispiel werden der Isolationsfilm 11 des TFT- Abschnitts 21, die Halbleiterschicht 12 und die n&spplus;- Schicht 13 parallel gebildet, so daß die Anzahl dieser Schritte beim Herstellprozess vermindert werden kann.
  • Fig. 7 ist ein Diagramm, das eine Ersatzschaltung des photoelektrischen Wandlerabschnitts zeigt. Der photoelektrische Wandler 28 ist in der Fläche gezeigt, die durch unterbrochene Linien markiert ist. Das photoelektrische Wandlerelement 23 entspricht dem photoelektrischen Wandlerabschnitt 20, während der TFT 24 dem TFT- Abschnitt 21 entspricht. In gleicher Weise entspricht der Serienwiderstand 25 dem Serienwiderstandabschnitt 22. Das photoelektrische Wandlerelement 23 ist auf seiner einen Seite mit der Gate- Elektr6de des TFT- Transistors 24 verbunden und ebenfalls mit einem Ende des Serienwiderstands 25. Die Serienelektrode 25 ist mit ihrem anderen Ende mit Masse verbunden. Spannungen VG und VD werden an das andere Ende des photoelektrischen Wandlerelements 23 und an die Source- Elektrode des TFT 24 angelegt. Ein Kondensator 26 zur Akkumulation von Ladungen und ein Verstärker 27 sind mit der Drain- Elektrode des TFT 24 verbunden.
  • Die Arbeitsweise des photoelektrischen Wandlers dieser Anordnung wird unter Bezugnahme auf die in Fig. 7 dargestellte Ersatzschaltung beschrieben.
  • Durch Darstellen der Leitfähigkeiten des photoelektrischen Wandlerelements 23 und des Serienwiderstands 25 durch G&sub1; bzw. G&sub2; kann das Potential Vg der Gate- Elektrode folgendermaßen ausgedrückt werden.
  • Vg = G&sub1; / G&sub1; + G&sub2;) VG (VG > 0)
  • Wenn Licht auf das photoelektrische Wandlerelement 23 fällt, wächst der Leitwert G&sub1; an, verglichen mit demjenigen vor Empfang des Lichts, so daß die Spannung Vg der Gate- Elektrode des TFT 24 ebenfalls ansteigt. Das heißt, das an das photoelektrische Wandlerelement 23 angelegte optische Signal wird in elektrische Signale umgesetzt und von dem TFT 24 verstärkt. Das solchermaßen verstärkte elektrische Signal wird in dem Kondensator 26 akkumuliert und weiter durch den Verstärker 27 verstärkt.
  • Fig. 8 zeigt einen Zeilensensor als Anwendung des zuvor beschriebenen photoelektrischen Wandlers. In dieser Figur sind gleiche Bezugszeichen verwendet, um die gleichen Teile zu bezeichnen wie jede der Ersatzschaltung gemäß Fig. 7, und auf die Beschreibung dieser Teile wird zur Vereinfachung der Erläuterung verzichtet.
  • In Fig. 8 ist ein Ladungsübertragungsabschnitt 31 durch Kondensatoren 26&sub1; bis 26n gebildet, der mit den Drain- Elektroden des TFT 24&sub1; bis 24n der photoelektrischen Wandler 28&sub1; bis 28n verbunden ist, Transistoren 29&sub1; bis 29n zur Übertragung der akkumulierten Ladungen in den Kondensatoren 26&sub1; bis 26n, Schieberegister 30&sub1; bis 30n zur sequentiellen Ansteuerung der Transistoren 20&sub1; bis 29n und einen Verstärker 27. Üblicherweise ist der Ladungsübertragungsabschnitt 31 integriert als ein Ansteuer- IC aufgebaut.
  • Es wird nun eine Beschreibung als ein Beispiel des Verfahrens zur Erzeugung des photoelektrischen Wandlers dieser Anordnung gegeben.
  • Ein auf seinen beiden Oberflächen poliertes Glassubstrat 10 (Corning No. 7059) wird einer üblichen Waschung mi einem neutralen Reinigungsmittel unterzogen. Dann wird Cr in einer Stärke von 0,05 µm durch Sputtern aufgetragen, und ein Photobeschichtungsmuster gewünschter Form wird unter Verwendung einer posi- typischen Photobeschichtung (OFPR- 800, hergestellt von Tokyo Ouka Kogyo) gebildet. Nachfolgend wird die Gate- Elektrode 19 des TFT unter Verwendung einer wässrigen Lösung einer Mischung aus sekundärem Ammonium- Zer (III)- Nitrat und Perchlorsäure gebildet. Nach Beseitigung der Photolackschicht wird das Glassubstrat 10 in einem Glimmentladungs- Zersetzungsgerät des kapazitätsgekoppelten Typs plaziert und bei einer Temperatur von 200ºC im Vakuum von 1 x 10&supmin;&sup6; Torr gehalten. Dann werden SiH&sub4;- Gas (von Komatzu Denshi) verdünnt durch Wasserstoff auf 10% und NH&sub3;- Gas von 99,999 % Reinheit in das Gerät mit einer Geschwindigkeit von 100 SCCM bzw. 50 SCCM geleitet, um so den Gasdruck bei 0,4 Torr einzustellen. Dann wird nach Einstellen des Druckes von 0,4 Torr eine Glimmentladung für eine Stunde mit einer RF- (Radio Freguency)- Entladestärke von 50 W angewandt, wobei eine Hochfrequenzquelle von 13,56 MHz benutzt wird, wodurch auf diese Weise eine SiNx : H- Isolationsschicht 11 von 3000 Å (10 Å = 1nm) gebildet wird. Danach wird ein gewünschtes Muster unter Anwendung einer positypischen Photoschicht und ein Trockenätzen durchgeführt, wobei die Photolackschicht als Maske dient, durch ein RIE- (reaktives Ionenätzen)- Verfahren unter Behandlung mit CF&sub4;- Gas in einer Lieferrate von 20 SCCM, Gasdruck von 0,1 Torr und RF- Leistung von 100 W. Nachfolgend wird nach Beseitigung des Photolacks eine -Glimmentladung für drei Stunden unter Bedingungen mit 10% SiH&sub4;, Strömungsrate von 40 SCCM, Gasdruck von 0,1 Torr und RF- Entladestärke von 50 W durchgeführt, wodurch eine Halbleiterschicht 12 von aus beispielsweise nicht- kristallinem Silizium (a-Si) mit einer Stärke von 5000 Å gebildet wird. Nachfolgend wird eine Glimmentladung während einer Stunde durchgeführt, bei der 10% SiH&sub4; mit einer Rate von 40 SCCM und PH&sub3;- Gas verdünnt auf 100 PPM durch Wasserstoff unter Bedingungen eines Gasdruckes von 0,2 Torr und bei einer RF- Entladestärke von 200 W eingeführt wird, wodurch eine ohmsche n&spplus;- Kontaktschicht 13 mit einer Stärke von 1000 Å gebildet wird. Dann wird eine gewünschte Form einer Photolackmusterung mit einer posi- typischen Photolackschicht gebildet und es wird ein Trockenätzen unter Verwendung der Photolackschicht als Maske durch IRE (reaktives Ionenätz- Verfahren) unter den Bedingungen von CF&sub4;- Gas mit Zuströmrate von 20 SCCM, Gasdruck von 0,1 Torr und RF- Entladestärke von 100 W durchgeführt, wodurch überflüssige Abschnitte der n&spplus;- Schicht, der Halbleiterschicht und der Isolationsschicht beseitigt werden. Dann wird Al durch Sputtern auf eine Stärke von 0,5 µm aufgetragen, und danach wird eine gewünschte Form eines Musters der Photolackschicht mit einer posi- typischen Photobeschichtung gebildet, und Ätzen wird gebildet mit einer Flüssigkeitsmischung gebildet, die aus Phosphorsäure (85 vol% wässrige Lösung), salpetrischer Säure (60 Vol % wässrige Lösung), Eisessigsäure und Wasser mit einem Volumenverhältnis von 16 : 1 : 2 : 1 gemischt, wodurch das gewünschte Muster entsteht.
  • Danach wird nach Beseitigung der Photolackschicht der überflüssige Abschnitt des n&spplus;- Films durch Trockenätzung im RIE- Verfahren beseitigt, das dem vorherigen gleich ist, so daß der photoelektrische Wandler entsteht, wie er in Fig. 6A dargestellt ist.
  • Figuren 9A und 9B zeigen den Aufbau eines weiteren photoelektrischen Wandlers der Art, die nach der vorliegenden Erfindung angewandt werden kann. Genauer gesagt, ist Fig. 9A eine Aufsicht, während Fig. 9b ein Querschnitt längs der Linie A-A' ist. In diesen Figuren werden die gleichen Bezugszeichen verwandt, um gleiche Teile wie jene in der Anordnung gemäß Figuren 6A und 6B zu benennen.
  • In den Figuren 9A und 9B wird eine transparente Gate-Elektrode, wie aus ITC oder SnO&sub2;, auf einem Glassubstrat 10 gebildet. Eine n&spplus;- Schicht 13 und ein Isolationsfilm 11 werden auf der Gate- Elektrode 19 gebildet. Dann wird eine Halbleiterschicht 12 und n&spplus;- Schicht 13 aufeinanderfolgend auf diese Schichten aufgetragen. In dieser Anordnung wird eine der Elektroden des photoelektrischen Wandlerabschnitts 20 auch als Source- Elektrode 18 verwendet, so daß die von dem photoelektrischen Wandlerabschnitt besetzte Fläche in vorteilhafter Weise reduziert werden kann.
  • Fig. 10 zeigt eine Ersatzschaltung des photbelektrischen Wandlers dieser Anordnung. In dieser Figur bedeuten gleiche Bezugszeichen die gleichen Teile wie jene, die in der Ersatzschaltung gemäß Fig. 7 verwendet werden, und auf eine detaillierte Beschreibung dieser Teile wird verzichtet.
  • Aus Fig. 10 versteht sich, daß in dieser Anordnung eine gemeinsame Spannung VD sowohl an eine der Elektroden des photoelektrischen Wandlerelements 23 des photoelektrischen Wandlers 32 als auch an die Source- Elektrode von TFT 24 anliegt. Die Arbeitsweise dieser Anordnung des photoelektrischen Wandlers ist die gleiche wie jene des Verarbeitungselements, und kann ausgedrückt werden durch die folgende Gleichung
  • Vg = g1 / g1 + g2 VD (VD > 0)
  • Auf eine detaillierte Beschreibung der Arbeitsweise wird verzichtet, weil sie im wesentlichen mit derjenigen der vorherigen Anordnung übereinstimmt.
  • Eine Beschreibung wird nachstehend als Beispiel des Herstellprozesses des photoelektrischen Wandlers beschrieben, dessen Art in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
  • Ein Glassubstrat 10 (Corning No. 7059) wird einem gewöhnlichen Waschvorgang mit einem neutralen Reinigungsmittel unterzogen. Dann wird ITO in einer Stärke von 0,1 µm durch Sputtern aufgetragen. Nach Bildung einer Photolackschichtmusterung in gewünschter Form mit einer positypischen Photolackschicht (von Shibure) wird die Gate-Elektrode 19 des TFT unter Verwendung einer wässrigen Lösung gebildet, die eine Mischung aus Hydrochloridsäure und Eisenchlorid ist. Dann wird die n&spplus;- Schicht 13 gebildet, die aus der ohmschen Kontaktschicht und einem Photolackschichtmuster für den photoelektrischen Wandlerabschnitt besteht, unter Verwendung einer-posi- typischen Photolackschicht. Danach wird durch Trockenätzung die Musterung erzeugt. Nach Beseitigung der Photobeschichtung wird dann der Isolationsfilm 11 aus SiNx : H gebildet, und ein Muster dieser Schicht wird in gleicher Weise wie bei der n&spplus;- Schicht 13 gebildet. Nachfolgend werden die Halbleiterschicht 12 aus nicht- kristallinem Silizium (a- Si) und die n&spplus;- Schicht 13 in gleicher Weise wie im vorherigen Ausführungsbeispiel übereinander geschichtet. Nach Bildung der Photolackschichtmusterung unter Verwendung einer posi- typischen Photobeschichtung (OFPR- 800 von Tokyo Uoka Kogyo) wird Trockenätzen unter Verwendung der Photolackschicht als Maske ausgeführt, um die überflüssigen Abschnitte des Isolationsfilms, der Halbleiterschicht und der n&spplus;- Schicht 13 auf der Gate-Elektrode 19 zu entfernen. Danach wird der Photolack beseitigt und Elektronenstrahl- Dampfauftragung wird durchgeführt, um Al in einer Stärke von 0,5 µm aufzutragen. Dann wird das gewünschte Elektrodenmuster in gleicher Weise gebildet, wie im vorherigen Ausführungsbeispiel, und überflüssige Abschnitte der n&spplus;- Schicht werden durch Trockenätzung beseitigt, wodurch der in den Figuren 9A und 9B dargestellte photoelektrische Wandler erzeugt wird.
  • Aus der vorstehenden Beschreibung wird verständlich, daß sowohl die erläuterte Anordnung in Verbindung mit den Figuren 6A und 6B und die Anordnung, die in Verbindung mit den Figuren 9A und 9B erläutert wurde, die Anzahl der Schritte bei der Herstellung erheblich vermindern kann, aufgrund der Tatsache, daß der photoelektrische Wandlerabschnitt und der Transistorabschnitt durch die gleichen Filmbildungsschritte erzeugt werden. Folglich ist das Ergebnis verbessert und die Herstellkosten sind in vorteilhafter Weise verringert.
  • Ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der Figuren 11, 12 und 13 beschrieben.
  • Fig. 11 ist eine schematische Darstellung dieses Ausführungsbeispiels des photoelektrischen Wandlers, während Fig. 11 ein Querschnitt längs der Linie A-A' von Fig. 11 ist. Fig. 13 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B' von Fig. 11.
  • Dieses Ausführungsbeispiel des photoelektrischen Wandlers gemäß der vorliegenden Erfindung hat einen photoelektrischen Wandlerabschnitt 101, einen Lade- Akkumulationsabschnitt 102 gemäß dem photoelektrischen Wandlerabschnitt 101, einen Schaltelementeabschnitt 103, dessen eines Ende mit dem Lade- Akkumulationsabschnitt 102 verbunden ist, und eine Signalverarbeitungs- Abschnittsschaltung 103, die mit dem anderen Ende des Schaltelementabschnitts 103 verbunden ist. Ein Bezugszeichen 106 bedeutet eine Stromversorgung, die mit dem photoelektrischen Wandler 1 verbunden ist. Der photoelektrische Wandlerabschnitt, der Ladeakkumulationsabschnitt 102 und der Schaltelementeabschnitt 103 werden nach dem folgenden Verfahren hergestellt.
  • Wie in den Figuren 12 ünd 13 dargestellt, werden eine gemeinsame Elektrode 4 und die Gate- Elektrode 111 des Schaltelementabschnitts 3 auf einem Glassubstrat 116 gebildet. Eine Isolationsschicht 112 wird auf der Gate- Elektrode 111 gebildet, auf der eine Halbleiterschicht 113 aus einem photoelektrischen Wandlermaterial und einer ohmschen Kontaktschicht 114 gebildet ist. Auf der ohmschen Kontaktschicht 114 werden eine gemeinsame Elektrode 108 des photoelektrischen Wandlerabschnitts 102, Einzelektroden 105 des Ladeakkumulationsabschnitts 102 und die Drain- und Source- Elektroden 109 und 110 des Schalterelementeabschnitts 103 gebildet. Die Halbleiterschicht 113 und die ohmsche Kontaktschicht 114 zwischen den Einzelektroden 105 und der gemeinsamen Elektrode 104 dienen als dielektrisches Material, so daß dieses nicht durch das Ätzen beseitigt wird, sondern in dem Ladeakkumulationsabschnitt 102 verbleibt, wie in Fig. 12 dargestellt. Diese Schichten werden jedoch durch Ätzen während ihrer Bildung von den Einzelektroden 105 getrennt. Folglich besteht keine Gefahr, daß die Isolationsschicht 112 zwischen der Einzelektrode und der gemeinsamen Elektrode 104 aufgrund von Stiftlöchern oder Deformation verschlechtert wird.
  • In diesem Ausführungsbeispiel gibt es keinen Höhenunterschied zwischen der gemeinsamen Elektrode 108 und der Einzelektrode 108 in Bereich nahe dem Fenster des photoelektrischen Wandlerabschnitts, so daß das Auftreten von Störungen, wie Schneiden von Linien, unterdrückt wird.
  • Die Arbeitsweise dieses photoelektrischen Wandlers ist die folgende.
  • Fig. 17 ist eine Veranschaulichung der Arbeitsweise des Ladeakkumulationsabschnitts in diesem Ausführungsbeispiel, während Fig. 18 eine Ladeakkumulationskennlinie derselben zeigt.
  • Wenn der photoelektrische Wandlerabschnitt 101 mit Licht bestrahlt wird, wird eine Spannung an die gemeinsame Elektrode 108 angelegt, so daß die Leitfähigkeit der Zone des Fensters in der Halbleiterschicht 113 ansteigt, so daß Ladungen in den Einzelektroden 105 des Ladeakkumulationsabschnitts 102 akkumuliert werden. Dann wird die Stromversorgung 115 zwischen die Einzelektroden 105 und die gemeinsame Elektrode 104 geschaltet, so daß das Potential der gemeinsamen Elektrode 104 ansteigt wie in Fig. 17 dargestellt, und eine über einem vorbestimmter Pegel liegende Spannung tritt zwischen diesen Elektroden 104 und 105 auf. Als Ergebnis des Anlegens dieser Spannung wächst die Kapazität C an, so daß der Ladeakkumulationsbetrag erhöht werden kann. Die akkumulierten Ladungen werden auf die Signalverarbeitungsschaltung 107 übertragen, wenn der Feldeffektransistor des Schalterelementeabschnitts 103 eingeschaltet ist, um so in ein serielles Signal von der Signalverarbeitungsschaltung 107 und ausgeliefert von letzterem als ein Ausgangssignal umgesetzt zu werden.
  • Ein zweites Ausführungsbeispiel des photoelektrischen Wandlers dieser Erfindung wird nun anhand der Figuren 14, 15 und 16 beschrieben. Genauer gesagt, ist Fig. 14 eine schematische Veranschaulichung dieses Ausführungsbeispiels, Fig. 15 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A' von Fig. 14, und Fig. 16 ist eine Querschnittsansicht längs der Linie B-B von Fig. 14.
  • In diesem Ausführungsbeispiel ist die Anordnung der gemeinsamen Elektrode 104 und der Einzelektroden 105 in dem Ladeakkumulationsabschnitt gegenüber dem vorherigen, in den Figuren 11 bis 14 gezeigten Ausführungsbeispielen umgekehrt.
  • In diesem Ausführungsbeispiel werden die Einzelektroden 105 des Ladeakkumulationsabschnitts 102 und die Gate- Elektrode 111 des Schaltelementeabschnitts 3 auf einem Glassubstrat 116 gebildet. Dann werden die Isolationsschicht 112, die Halbleiterschicht 113 und die ohmsche Kontaktschicht 114 auf der gemeinsamen Elektrodenschicht 105 gebildet. Nachfolgend werden Abschnitte der Isolationsschicht 112, der Halbleiterschicht 113 und der ohmschen Kontaktschicht 114 mit Ausnahme des Abschnitts zur Bildung der gemeinsamen Elektrode beseitigt. Dann wird ein Prozess ausgeführt, um die gemeinsame Elektrode 108 und die Masseelektrode 117 des photoelektrischen Wandlerabschnitts 101 zu bilden der gemeinsamen Elektrode 104 des Ladeakkumulationsabschnitts 102 und der Drain- Elektrode 109 und der Source- Elektrode 110 des Schaltelementeabschnitts 103. Auch in diesem Ausführungsbeispiel werden die Isolationsschicht 112 zwischen den Einzelektroden 105 und der gemeinsamen Elektrode 104 ohne Ätzen ausgelassen, so daß die gleichen Vorteile wie jene im vorstehenden, in den Figuren 11 bis 13 dargestellten Ausführungsbeispiel auch in diesem Ausführungsbeispiel erreicht werden.
  • In diesen Ausführungsbeispielen ist die Halbleiterschicht, auf der Isolationsschicht gebildet, die gleiche wie die Halbleiterschicht des nicht- kristallinen Siliziums, aus welcher das photoelektrische Wandlermaterial des photoelektrischen Wandlerabschnitts 101 besteht. Dieses gilt jedoch nicht ausschließlich. Ein photoelektrischer Wandler des Typs, der nach der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, enthält die Halbleiterschicht auf der Isolationsschicht 112, die getrennt von der Halbleiterschicht des nicht- kristallinen Siliziums vorgesehen sein kann. Beispielsweise kann die Halbleiterschicht auf der Isolationsschicht 112 aus einer nicht- kristallinen Silizium- Germanium- Halbleiterschicht bestehen.
  • Es versteht sich aus der vorstehenden Beschreibung dieses Ausführungsbeispiels, das in den Figuren 11 bis 13 und in den Figuren 14 bis 16 dargestellt ist, daß der Herstellprozess vereinfacht ist und eine Verschlechterung der Isolationsschicht während der Herstellung Kraft des Vorsehens der Halbleiterschicht auf der Isolationsschicht auf wenigstens dem Ladeakkumulationsabschnitt vermieden wird. Folglich wird jedwede Tendenz zur Kapazitätsansammlung und jedwede Schwankung der photoelektrische Wandlerkennlinie in einer Weise unterdrückt, die bemerkenswert ist.
  • Fig. 19 ist ein drittes Ausführungsbeispiel des Zeilensensors als photoelektrischer Wandler gemäß der vorliegenden Erfindung. In dieser Figur hat ein Substrat 201 eine untere Elektrodenleitungsführung 206 von einem Leitungsführungsabschnitt 202 eine untere Elektrodenleitungsführung 207 des Ladeakkumulationsabschnitts 204 und eine untere Elektrodenleitungsführung 208, die aus der Gate- Elektrode eines Schaltelementabschnitts 205 gebildet ist. Eine Isolationsschicht 209 ist auf diesen unteren Elektrodenleitungsführungen 206, 207 und 208 gebildet, und die Abschnitte des Substrats 201 zwischen diesen Leitungsführungen 206, 207 und 208. Eine photoelektrische Halbleiterschicht 210 ist auf der Isolationsschicht 209 gebildet. Abschnitte der lsolationsschicht 209 und der photoleitfähigen Halbleiterschicht 210 auf dem Leitungsfübrungsabschnitt 202 sind mit Öffnungen zum Zwecke der Verbindung versehen. Obere Elektrodenleitungsführungen 212, 213 und 214 sind auf der photoleitfähigen Halbleiterschicht 210 gebildet. Die offene Fläche zwischen der unteren Elektrodenleitungsführung 212 und der oberen Elektrodenleitungsführung 213 bildet den photoelektrischen Wandlerbereich des photoelektrischen Wandlerabschnitts 203. Die obere Elektrodenleitungsführung 213, die photoelektrische Halbleiterschicht 210, die Isolationsschicht 209 und die untere Elektrodenleitungsführung 207 bilden gemeinsam einen Ladeakkumulationskondensator, während das Ende der oberen Elektrodenleitungsführung 213, angrenzend an den Schalter 205, eine Drain- Elektrode bildet. Das Ende der oberen Elektrodenleitungsführung, das an den Schalterabschnitt 205 angrenzt, bildet andererseits eine Source- Elektrode. Obwohl nicht dargestellt, ist eine Dotierungsschicht zwischen der oberen Elektrodenleitungsführung 212, 213, 214 und der photoleitfähigen Halbleiterschicht 210 gebildet, so daß ein ohmscher Kontakt zwischen diesen erreicht wird. Im beschriebenen Ausführungsbeispiel nach der Erfindung ist ein jeder Leitungsführungsabschnitt 202, photoelektrischer Wandlerabschnitt 203, Ladeakkumulationsabschnitt 204 und der Schalterabschnitt 205 mit der Isolationsschicht 209 und der photoleitfähigen Halbleiterschicht 210 vorgesehen. Diese Schichten für die Abschnitte 202 bis 205 sind mit den gleichen Verfahrensschritten hergestellt.
  • In dem Leitungsführungsabschnitt 202 existiert die photoleitfähige Halbleiterschicht neben der Isolationsschicht 209 zwischen der unteren Elektrodenleitungsführung 206 und der oberen Elektrodenleitungsführung 212. Die Anwesenheit der Halbleiterschicht 212 erzeugt jedoch keine unerwünschten Effekte, weil sie lediglich notwendig ist, damit eine ausreichende Isolation zwischen der unteren Elektrodenleitungsführung 206 und der oberen Elektrodenleitungsführung 212 geschaffen wird.
  • Der photoelektrische Wandlerabschnitt 203 verwendet die auf dem Substrat 1 durch die Einlage der Isolationsschicht 209 gebildeten photoleitfähigen Halbleiterschichten 210. Die Anwesenheit der photoleitfähigen Halbleiterschicht 210 erscheint als Änderung in Energiepegel der Schnittstelle zwischen dem photoleitfähigen Halbleiter 210 und der Isolationsschicht 209. Diese jedoch verursacht keinerlei Änderung, die die grundlegende Funktion des photoleitfähigen Materials beeinträchtigen könnte. In diesem Falle ist es möglich, eine Elektrode zwischen dem Substrat 201 des photoelektrischen Wandlerabschnitts 203 und der Isolationsschicht 209 vorzusehen, um so den Energiepegel an der inneren Oberfläche der photoleitfähigen Hableiterschicht 210 zu steuern und zu optimieren.
  • In dem Ladeakkumulationsabschnitt 204 ist eine photoleitfähige Halbleiterschicht 210 auf der Isolationsschicht 209 vorgesehen und bewirkt die Ladeakkumulationskapazität. Dieser Effekt hat eine Abhängigkeit auf die Vorspannung der Kapazität. Auf diese Weise wird die elektrostatische Kapazität gemäß dem Grad der Bandabhängigkeit der Halbleiterschicht an der Schnittstelle der Isolationsoberfläche verändert. In dem Lade- und Entladevorgang dieses Ausführungsbeispiels jedoch kann die Vorspannungsabhängigkeit auf einen zu vernachlässigenden Pegel herabgesetzt werden, indem eine negative Vorspannung an die Blektrode angelegt wird, die an die Isolationsschicht 209 angrenzt.
  • Die Stärke der photoleitfähigen Halbleiterschicht 210 ist so ausgewählt, daß eine hervorragende photoelektrische Wandlerkennline des photoelektrischen Wandlerabschnitts 203 und der Schaltkennlinie des Schaltabschnitts 205 erzielt wird.
  • Nachstehend wird nun eine Beschreibung für den Fall gegeben, bei dem der Schaltabschnitt des Zeilensensors durch eine Matrixschaltanordnung gebildet wird.
  • Fig. 20 zeigt eine Ersatzschaltung eines Zeilensensors mit einer Matrixschalteranordnung. In dieser Figur bedeuten S1, S2, ..., Sn (nachstehend als SY1 bezeichnet) bezeichnen Photosensoren, die dem photoelektrischen Wandlerabschnitt 203 entsprechen, Ladeakkumulationskondensatoren C1, C2, ..., CN (nachstehend als CY1 bezeichnet) entsprechend dem Ladeakkumulationsabschnitt 204, und die zur Akkumulation von Photoströmen in den Photosensoren SY1 eingerichtet sind. ST1, ST2, ..., STN (nachstehend als STY1 bezeichnet) repräsentieren Übertragungsschalter zur Übertragung der Ladungen aus den Akkumulationskondensatoren CY1 auf die Ladekondensatoren CX1. SR1, SR2, ... SRN (nachstehend mit SR1 bezeichnet) sind Ladeschalter zur Löschung der Ladungen in den Akkumulationskondensator CY1. In diesem Beispiel ist der Schalterabschnitt 205 aus übertragungsschaltern STY1 und den Entladeschaltern SRY1 zusammengesetzt.
  • Der Photosensor S1, der Akkumulationskondensator CY1, die Übertragungsschalter ST1 und die Entladeschalter SRY1 sind in betreffenden Gruppierungen angeordnet und eingeteilt in N x M- Blöcke. Die Gate- Elektroden der Übertragungsschalter ST1 und der Entladeschalter SR1, die in Gruppierungen angeordnet sind, sind mit einem Matrix- Leitungsführungs- Abschnitt 215 verbunden. Die Gate- Elektroden der Übertragungsschalter ST1 eines jeden Blockes sind gemeinsam mit den Gate- Elektroden der übertragungsschalter der zugehörigen Ordnung oder anderer Blöcke verbunden. Andererseits sind die Gate- Elektroden der Entladeschalter mit den Gate- Elektrodenschaltern der Übertragungsschalter der nächsten Ordnung in jedem Block verbunden.
  • Die gemeinsamen Leitungen (Gate- Ansteuerleitungen G&sub1;, G&sub2;, ... GN) des Matrix- Leitungsführungs- Abschnitts 215 werden von dem Gate- Ansteuerabschnitt 216 angesteuert. Andererseits werden die Ausgangssignale an den Signalverarbeitungsabschnitt 217 über die Signalableitleitungen 218 geliefert (Signalausgangsleitungen D1, D2 DN).
  • Fig. 21 ist eine Zeittafel, die die Arbeitsweise des oben beschriebenen Sensors veranschaulicht.
  • Auswahlimpulse (VG&sub1;, VG&sub2;, VG3 VGN) werden aufeinanderfolgend auf die Gate- Ansteuerleitungen (G&sub1;, G&sub2;, ...GN) aus dem Gate- Ansteuerabschnitt 216 geliefert. Da die Gate- Ansteuerleitung G&sub1; zuerst ausgewählt wird, wird der Übertragungsschalter ST1 eingeschaltet, und dann wird die akkumulierte Ladung des Akkumulationskondensators C1 in den Ladekondensator CX1 übertragen. Dann wird die Gate- Ansteuerleitung G&sub2; ausgewählt, so daß der Übertragungsschalter ST2 eingeschaltet wird, so daß die in dem Akkumulationskondensator C2 akkumulierte Ladung in den Ladekondensator CX 1 übertragen wird. Zu dieser Zeit läßt der Entladeschalter SR1 die Ladung des Akkumulationskondensators C1 löschen. Dann werden die Gate- Ansteuerleitungen G3, G4, . . ., GN nacheinander ausgewählt, um auf diese Weise das Lesen der Information auszuführen. In Fig. 21 stellen die Symbole VC1, VC2 VCN Ladungen in den Potentialen des Lade- Akkumulationskondensators CY1 dar. Die oben beschriebene Arbeitsweise wird für jeden Block durchgeführt, und die ausgegebenen Signale VX1, VX2, ..., VXN aus den betreffenden Blöcken werden zu Eingängen D1, D2, ..., DM des Signalverarbeitungsabschnitts 217 gesandt, um so in serielle Signale umgewandelt zu werden. Die auf diese Weise gebildeten seriellen Signale werden von dem Signalverarbeitungsabschnitt 217 ausgegeben.
  • Fig. 22 ist eine perspektivische Ansicht des oben beschriebenen Zeilensensors.
  • In Fig. 22 bedeutet das Bezugszeichen 201 ein Substrat, auf dem der Matrix- Leitungsführungs- Abschnitt 215 gebildet ist, der photoelektrische Wandlerabschnitt 203, der Lade- Akkumulationsabschnitt 204 zur Akkumulation der Ladungen, die von dem photoelektrischen Wandlerabschnitt 203 ausgegeben werden, die Gruppierung von Übertragungsschaltern 219 zur Übertragung der Ladungen aus dem Ladeakkumulationsabschnitt 204 zum Signalverarbeitungs- IC 21 und zur Gruppierung von Entladeschaltern 220 zum Löschen des Ladeakkumulationsabschnitts 204. Die Übertragungsschalter 219 und die Entladeschalter 220 werden in N x M Blöcke ausgewählt. Die Drain- Elektroden der Übertragungsschalter 219 sind mit zugehörigen Ladeakkumulationsabschnitten verbunden, während die Source- Elektroden eines jeden Blockes gemeinsam mit einer gemeinsamen Leitung verbunden sind, die wiederum mit dem Ladekondensator (nicht dargestellt) und mit dem Signalverarbeitungs- IC 221 verbunden ist.
  • Andererseits sind die Gate- Elektroden eines jeden Blockes mit dem Matrix- Leitungsführungs- Abschnitt 215 in der Weise verbunden, daß die Gate- Elektrodenleitungen gleicher Ordnung eines jeden Blockes gemeinsam verbunden sind. Die gemeinsame Elektrode des Matrix- Leitungsführungs- Abschnitt 215 ist mit dem Gate- Ansteuer- IC 222 verbunden. Das Signalverarbeitungs- IC 221 ist in dem Mittelabschnitt des Substrats angeordnet, um so die Länge der Ableit- Leitungen 218 zu minimieren. Schirmmuster (nicht dargestellt), die ein Massepotential führen, sind in den Bereichen zwischen angrenzenden Ableit- Leitungen 218 angeordnet.
  • Fig. 23 ist eine Aufsicht auf einen Abschnitt des oben beschriebenen Zeilensensors. In dieser Figur wird ein Matrix- Leitungsführungs- Abschnitt 215 gezeigt der photoelektrische Wandlerabschnitt 203, der Ladeakkumulatiönsabschnitt 204, der Übertragungsschalter 219, der Entladeschalter 220 zur Löschung der Ladungen des Ladeakkumulationsabschnitts 204, der Ableit- Leitung 218 zur Verbindung der Signale aus dem Übertragungsschalter mit dem Signalverarbeitungs- IC und dem Ladekondensator 223 zur Akkumulation und zum Lesen der von den Schaltern 219 übertragenen Ladungen.
  • In diesem Ausführungsbeispiel wird ein nicht- kristalliner Silizium- (a-Si:H)- Film als eine photoleitfähige Halbleiterschicht des photoelektrischen Wandlerabschnitts 203 verwendet, der übertragungsschalter 219 und der Entladeschalter 220. Andererseits besteht die Isolationsschicht aus einem Siliziumnitridfilm (SiNH), der durch eine Glimmentladung gebildet wird.
  • Fig. 23 zeigt zum Zwecke der Vereinfachung der Zeichnung lediglich die obere und untere Elektrode der Leitungsführung, während die photoleitfähige Halbleiterschicht und die Isolationsschicht fortgelassen worden sind. Die photoleitfähige Halbleiterschicht und die Isolationsschicht sind in jedem einzelnen der photoelektrischen Wandlerabschnitte 203 gebildet, dem Ladeakkumulationsabschnitt 204, Übertragungsschalter 219 und Entladeschalter 220 sowie zwischen der oberen Elektrodenleitungsführung und dem Substrat. Des weiteren ist eine in n&spplus;- Art dotierte a- SiH- Schicht auf der Schnitt stelle zwischen oberem Elektrodendraht und photoleitfähiger Halbleiterschicht gebildet, wodurch auf diese Weise ein ohmscher Kontakt hergestellt wird.
  • In dem Leitungsführungsmuster des Zeilensensors dieses Ausführungsbeispiels sind die Signalleitungsausgänge aller photoelektrischer Wandlerabschnitte so gelegt, daß sie sich mit keinem anderen Kreuzen, wodurch das Entstehen von Übersprechen zwischen den Signalkomponenten und der Erzeugung von Störungen aus der Gate- Elektrodenleitungsführung vermieden werden.
  • Die Figuren 24A bis 24G sind gebrochene Längsquerschnitte von photoelektrischen Wandlerabschnitten 203 entlang der Linien A-A', B-B' bzw. C-C' in Fig. 23. In Fig. 24A, die einen Längsabschnitt des photoelektrischen Wandlerabschnitts 203 dargestellt, ist eine untere Elektrodenleitungsführung 224 dargestellt, die mit der Gate- Elektrode des Ubertragungsschalters 219 verbunden ist, der Isolationsschicht 209, der photoleitfähigen Halbleiterschicht 210 und den oberen Elektrodenleitungsführungen 212, 213. Das auf den Zeilensensor auftreffende Licht verursacht eine Änderung der Leitfähigkeit der a-Si:H- Schicht, die die photoelektrische Halbleiterschicht 210 bildet, wodurch eine Änderung des elektrischen Stroms verursacht wird, der in den oben geführten Elektrodenleitungen 212, 213 fließt, die einander kammzahnförmig gegenüberstehen.
  • Fig. 24B zeigt einen Längsabschnitt des Ladeakkumulationsabschnitts 204. Wie aus der Figur ersichtlich, verfügt der Ladeakkumulationsabschnitt 204 über die untere Elektrodenleitungsführung 207, die auf der unteren Elektrodenleitungsführung 207 und der photoleitfähigen Halbleiterschicht 210 gebildete dielektrische Struktur aus der Isolationsschicht 209 und die obere auf der photoleitfähigen Halbleiterschicht 210 gebildete Elektrodenleitungsführung 213. Dieser Ladeakkumulationsabschnitt 4 hat einen Aufbau, der der gleiche ist, wie der von der MIS- (Metal- Insulator- Semiconductor)- Kapazität, und kann sowohl mit positiver als auch mit negativer Vorspannung betrieben werden. Es sei jedoch angemerkt, daß die stabile Kapazität und die stabile Frequenzkennlinie unter Verwendung eines Zeilensensors in der Weise erzielt werden kann, daß eine negative Spannung stets an die unter Elektrodenleitungsführung 207 angelegt wird.
  • Fig. 24C ist ein Längsschnitt des Übertragungsschalters 219 und des Entladeschalters 220. Wie aus dieser Figur ersichtlich, ist der Übertragungsschalter 219 zusammengesetzt aus einer unteren, die Gate- Elektrode bildende Elektrodenleitungsführung 224, aus der die Gate- Isolationsschicht bildenden Isolationsschicht 209, der photoleitfähigen Halbleiterschicht 210, der oberen, die Source- Elektrode bildende Elektrodenleitungsführung 214, und die die Drain- Elektrode bildende, obere Elektrodenleitungsführung 213. Die Gate- Elektrode und die photoleitfähige Halbleiterschicht des Entladeschalter 220 sind die gleichen Schichten wie die Isolationsschicht 209 und die photoleitfähige Halbleiterschicht 210, wie schon zuvor erwähnt. Die Source- Elektrode, die Gate- Elektrode bzw. die Drain- Elektrode sind durch die obere Elektrodenleitungsführung 213, die untere Elektrodenleitungsführung 227 bzw die obere Elektrodenleitungsführüng 226 gebildet. Der Übertragungsschalter 219 und der Entladeschalter 220 bilden gemeinsam einen TFT.
  • Wie schon erläutert, wird die n&spplus;- Schicht aus a-Si:H zwischen einer jeden oberen Elektrodenleitungsführung 213, 214 und 226 und der photoempfindlichen Halbleiterschicht 210 gebildet, um so einen ohmschen Kontakt herzustellen.
  • Es ist ein übliche Maßnahme, einen Passivierungsfilm aus SiNH, SiO&sub2;- Silizium oder einem anderen organischen Harz zu bilden, der auf den oberen Abschnitt des TFT aufgeformt wird. Ein solcher Passivierungsfilm jedoch ist in Fig. 24C fortgelassen.
  • Es versteht sich aus der vorhergehenden Beschreibung, daß es möglich ist, den Zeilensensor dieses Ausführungsbeispiels parallel in dem gleichen Vorgang mit dem photoelektrischen Wandlerabschnitt, dem Ladeakkumulationsabschnitt, dem Übertragungsschalter, dem Entladeschalter und den Matrixleitungsführungsabschnitten herzustellen, weil diese Abschnitte einen gemeinsamen laminierten Aufbau haben, der aus einer photoleitfähigen Halbleiterschicht und der Isolationsschicht gebildet wird.
  • Fig. 25 ist eine Aufsicht auf einen Abschnitt eines Zeilensensors als ein noch weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dieser Zeilensensor wird als ein sogenannter photoelektrischer Wandler des linsenlosen Typs eingesetzt, bei dem das Licht von der Substratseite einfällt, so daß das von dem Original, das in Kontakt mit dem photoelektrischen Wandlerabschnitt 203 steht, direkt von dem photoelektrischen Wandlerabschnitt 203 gelesen wird.
  • Der photoelektrische Wandlerabschnitt 203 ist mit einer Lichtabschirmschicht 225 vorgesehen, um die Beleuchtung, die von der Substratseite herkommt, abzuschirmen, sowie als ein Fenster 228, durch das das Original beleuchtet wird.
  • Die Figuren 26A und 26B sind Querschnitte des in Fig. 25 dargestellten Zeilensensors entlang der Linien D-D' und E-E' aus Fig. 25.
  • Aus dieser Figur ist ersichtlich, daß das Beleuchtungsfenster 228 aus einer Öffnung in der oberen Elektrodenleitungsführung 212 gebildet ist. Jedoch kann dieses Fenster auch durch die unter Elektrodenleitungsführung gebildet werden.
  • Es ist aus Fig. 26B ersichtlich, daß die Lichtabschirmschicht 225 von der unteren Elektrodenleitungsführung gebildet wird. Üblicherweise wird eine negative Vorspannung an diese Lichtabschirmschicht 225 angelegt, und die Vorspannung wird so gesteuert, daß der Dunkelstrom hinreichend abgeschwächt wird.
  • Fig. 27 ist eine Aufsicht auf einen Abschnitt der Ausgangs- Ableit- Leitung 218, dargestellt in Fig. 22.
  • In dieser Figur ist ein Grundmuster 229 zwischen Ausgangsleitungen 218 des benachbarten Blocks angeordnet. Das Grundmuster 229 verhindert in wirksamer Weise jedwedes Übersprechen, das anderenfalls durch die Kapazitätskopplung zwischen benachbarten Anleit- Leitungen verursacht werden würde. Die zwischen der Ausgangsleitung 218 und dem Grundmuster 229 gebildete Kapazität dient als ein Teil der Ladekapazität. Irgendwelche Unterschiede in der Kapazität aufgrund unterschiedlicher Längen der Ausgangsleitungen können durch Einstellen der Fläche des Ladekondensators 223 beseitigt werden, wodurch auf diese Weise eine im wesentlichen gleiche Kapazität der Ladekondensatoren in allen Blöcken erreicht wird. Ein Bezugszeichen 230 bezeichnet einen Ausgangsanschluß, der mit der Ableit- Leitung 218 verbunden ist.
  • In diesem Ausführungsbeispiel ist die Matrixleitungsführung von der Gate- Elektrode des Schalterabschnitts gebildet, und die Source- Elektroden der Übertragungsschalter eines jeden Blockes sind zu einer gemeinsamen Leitung vereinigt. Diese Anordnung ist jedoch nicht die einzig mögliche, sondern kann in verschiedener Art abgewandelt werden. Beispielsweise kann die Matrixleitungsführung durch die Source- Elektroden gebfidet werden.
  • Es versteht sich aus der vorstehenden Beschreibung, daß in diesem Ausführungsbeispiel des photoelektrischen Wandlers wenigstens der photoelektrische Wandlerabschnitt, der Akkumulationsabschnitt und der Schalterabschnitt mit einer Isolationsschicht und einer photoleitfähigen Halbleiterschicht, die auf der Isolationsschicht gebildet ist, vorgesehen sind.
  • Diese Anordnung ermöglicht diesen Abschnitten des photoelektrischen Wandlers, parallel aufgebaut zu werden, so daß der Herstellprozess in Verbindung mit der Bildung der Schichten und Elemente vereinfacht wird. Darüber hinaus ist das Ausführungsbeispiel zur Integration geeignet, weil die bildenden Teile im wesentlichen einen identischen Aufbau aufweisen, und auf diese Weise ist es möglich, einen kleindimensionierten photoelektrischen Wandler zu schaffen. Darüber hinaus ist jedwede Tendenz zur Verschlechterung der Isolationsschicht während des Herstellvorganges ausgeschaltet, wodurch die Risiken von Störungen, wie Kurzschlüsse im Kondensatorabschnitt, Abweichungen der Kapazitätswerte, Verschlechterung der Isolation in Kreuzungsabschnitten der Blektrodenleitungsführung eleminiert werden.
  • Folglich ermöglicht es dieses Ausführungsbeispiel, den photoelektrischen Wandler mit niedrigen Kosten, einem hohen Freiheitsgrad bei der Schaltungsauslegung und bei hervorragender Zuverlässigkeit herzustellen.
  • Wenn es notwendig ist, einen laminierten Aufbau für den Leitungsführungsabschnitt im photoelektrischen Wandler dieses Ausführungsbeispiels zu verwenden, dienen die Isolationsschicht und die photoleitfähige Halbleiterschicht gemeinsam als Zwischenschicht- Isolation. Es ist ersichtlich, daß diese Zwischenschicht- Isolation im selben Schritt wie die Bildung des photoelektrischen Wandlerabschnitts und des Schalterabschnitts gebildet werden kann.
  • Die Figuren 28A bis 28E sind Längsschnitte des Ausführungsbeispiels in verschiedenen Schritten der Herstellung.
  • Als erster Schritt wird Al/Cr in einer Stärke von 0,1 µm durch ein Vakuumtechniksverfahren aufgebracht, und zwar auf die Oberfläche eines gespülten Glassubstrats mit einem hohen Grad an Gleichmäßigkeit, das als das in Fig. 28A dargestellte Substrat 301 dient. Dann wird ein Lackmuster durch ein photolithographisches Verfahren verformt, wodurch die untere Form der Elektrodenleitungsführung 306, 307 und 308 in dem Matrixleitungsführungsabschnitt 302, der Ladeakkumulationsabschnitt 304 und der den Schalterabschnitt 305 bildende Übertragungsschalterabschnitt geschaffen wird.
  • Dann wird, wie in Fig. 28B dargestellt, eine Isolationsschicht 309 aus Siliziumnitrid mit einer Stärke von 0,3 µm durch RF -Glühentladung gemäß einem CVD- Plasmaverfahren unter Verwendung von SiH&sub4;- Gas und NH&sub3;- oder N2- Gas aufgetragen. Nachfolgend wird eine photoleitfähige Halbleiterschicht 310 als nicht- kristalline Siliziumschicht mit Eigenleiteigenschaft in einer Stärke von 0,1 bis 1 µm gebildet, durch das gleiche Verfahren unter Verwendung des Materials SiH&sub4;. Danach wird eine n&spplus;- Schicht 315 in einer Stärke von 0,1 µm unter Verwendung von SiH&sub4; und PH&sub3;- Gas als Material aufgetragen, die die ohmsche Kontaktschicht bildet.
  • Dann wird, wie in Fig. 28C dargestellt, eine Lackmusterung durch Photolithographie und Trockenätzung mit diesem Lackmuster bewirkt, während CF&sub4;- Gas angewandt wird, um so insbesondere die n&spplus;- Schicht, die photoleitfähige Halbleiterschicht und die Isolationsschicht zu beseitigen, wodurch ein Kontaktloch 316 gebildet wird. In diesem Fall ist es nicht notwendig, eine Selektivätzung der n&spplus;- Schicht der photoleitfähigen Halbleiterschicht und der Isolationsschicht zu bewirken.
  • Dann wird, wie in Fig. 28D dargestellt, Al/Cr in einer Stärke von 1,0 bis 1,5 µm durch Vakuumtechnik aufgetragen. Dann wird ein Lackmuster durch ein photolithographisches Verfahren gebildet, und eine Feuchtätzung wird ausgeführt, um so teilweise die Al/CR- Schicht und die n&spplus;- Schicht zu beseitigen, wodurch die obere Elektrodenleitungsführungen 311, 312, 313 und 314 gebildet werden. Die elektrische Verbindung zur oberen Elektrodenleitungsführung 306 und die obere Elektrodenleitungsführung 312 des Leitungsführungsabschnitts 302, der in Form einer Matrix angeordnet ist, geschieht durch die Kontaktlöcher 316. Sowohl der Spalt der photoelektrischen Wandlerschicht 303 als auch der als Schalterabschnitt 30 dienende Kanal des Übertragungstransistors werden ebenfalls im selben Herstellungsschritt gebildet.
  • Dann wird ein Lackmuster durch ein in Fig. 28E dargestellte photolithographisches Verfahren gebildet, und Trockenätzung wird unter Verwendung von CF&sub4;- Gas bewirkt, wodurch die n&spplus;- Schicht, die photoleitfähige Halbleiterschicht und die Isolationsschicht teilweise beseitigt werden. Folglich werden die Elemente, die durch die photoleitfähige Halbleiterschicht verbunden waren, isoliert, so daß elektrische Verbindungen nur in Abschnitten gebildet werden, wo derartige Verbindungen erforderlich sind.
  • Dann wird ein Lackmuster durch ein in Fig. 28E dargestelltes photolithographisches Verfahren gebildet, und Trockenätzung wird unter Verwendung von CF&sub4;- Gas bewirkt, wodurch die n&spplus;- Schicht, die photoleitfähige Halbleiterschicht und die Isolationsschicht teilweise beseitigt werden. Folglich werden die Elemente, die durch die photoleitfähige Halbleiterschicht verbunden waren, isoliert, so daß elektrische Verbindungen nur in Abschnitten gebildet werden, wo derartige Verbindungen erforderlich sind.
  • Dann wird der Zeilensensor durch Bildung eines Passivierungsfilms (nicht dargestellt) durch Siliziumnitrid oder ein organisches Harz vervollständigt.
  • Der in Fig. 25 dargestellte Zeilensensor kann auch durch den anhand der Figuren 28A bis 28E beschriebenen Prozess hergestellt werden. In diesem Falle jedoch ist es erforderlich, daß die in Fig. 29 dargestellte Lichtschirmschicht 317 in jedem Abschnitt vorzusehen ist. Bis hierhin wird die Schirmschicht 317 parallel mit den in Fig. 28B dargestellten unteren Elektroden 306, 307 und 308 gebildet.
  • Es wird nun eine Beschreibung anhand der Figuren 30A bis 30E für ein noch weiteres Ausführungsbeispiel gegeben, in dem die Muster der oberen Elektrode und der unteren Elektrode, dargestellt in Fig. 19, untereinander vertauscht werden. Während nämlich der Übertragungstransistor in dem in den Figuren 28A bis 28E gezeigten Ausführungsbeispiel sog. TFT des Typs mit versetztem unteren Gate sind, wird in dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 30A bis 30E ein Übertragungstransistor des Typs mit versetztem oberen Gate verwendet.
  • Genauer gesagt, sind die Figuren 30A bis 30E Querschnittsansichten dieses Ausführungsbeispiels in verschiedenen Schritten der Herstellung.
  • In Fig. 30E sind auf dem Substrat 301 eine untere Elektrodenleitungsführung 306 des Leitungsführungsabschnitts 302, eine untere Elektrodenleitungsführung 307 des Ladungsakkumulationsabschnitts 304 und eine untere Elektrodenleitungsführung 308 des Schalterabschnitts 305 gebildet. Eine n&spplus; - Schicht 350, die eine ohmsche Kontaktschicht bildet, ist auf der unteren Elektrodenleitungsführung 306, 307 und 308 gebildet. Eine photoleitfähige Halbleiterschicht 310 ist auf der n&spplus; - Schicht 15 und der Fläche zwischen der unteren Elektrodenleitungsführung des photoelektrischen Wandlerabschnitts 303 und dem Schalterabschnitt 305 gebildet. Auf die Halbleiterschicht 310 sind eine Isolationsschicht 309 und obere Elektrodenleitungsführungsabschnitte 312, 313 und 315 aufgeformt. In dem Schalterabschnitt 305 bildet die obere Elektrodenleitungsführung 314 die Gate- Elektrode, während die untere Elektrodenleitungsführung 308 eine Source- Elektrode bildet. Bin Ende der unteren Elektroderleitungsführung 307 bildet eine Drain- Elektrode.
  • Wenn Licht auf den photoelektrischen Wandlerabschnitt 303 fällt, wird elektrischer Strom durch den photoelektrischen Effekt erzeugt, und dieser Strom wird an den Ladungsakkumulationsabschnitt 304 aus dem photoelektrischen Wandlerabschnitt 303 durch die untere Elektrodenleitungsführung 307 geliefert. Im Falle des in Verbindung mit den Figuren 28A bis 28E erläuterten Ausführungsbeispiels ist der Ladeakkumulationsabschnitt 304 aus der unteren Elektrodenleitungsführung 307, der n&spplus;- Schicht 315, der photoleitfähigen Halbleiterschicht 310, der Isolationsschicht 309 und der oberen Elektrodenleitungsführung 313 zusammengesetzt. Die auf diese Weise akkumulierten Ladungen werden nacheinander zum Zwecke des Lesens durch die photoleitfähige Halbleiterschicht 310 und die untere Elektrodenleitungsführung 308 infolge des Ein- und Ausschaltens der Gate- Elektrode übertragen, die durch die obere Elektrodenleitungsführung 314 des Übertragungstransistorabschnitts gebildet wird, der als Schalterabschnitt 305 gemäß dem aufeinanderfolgend durch den Matrixleitungsführungsabschnitt 302 gelieferten Signale fungiert.
  • Nachstehend wird nun eine Beschreibung des Herstellprozesses des oben beschriebenen Zeilensensors gegeben.
  • In dem ersten Schritt wird Al/Cr mit einer Stärke von 0,1 µm durch ein Vakuumtechniksverfahren auf die Oberfläche eines gereinigten Glassubstrats mit einem hohen Grad an Gleichmäßigkeit aufgetragen, welches als das in Fig. 30A dargestellte Substrat 301 dient. Dann wird die n&spplus; - Schicht 315 als ohmsche Kontaktschicht durch eine RF- Glimmentladung nach dem Plasma- CVD- Verfahren unter Verwendung von SiH&sub4;- Gas und PH&sub3;- Gas als Material mit einer Stärke von 0,1 µm gebildet Danach wird ein Lackmuster durch ein photolithographisches Verfahren aufgebracht, und Naßatzung wird unter Verwendung dieser Lackmusterung durchgeführt, wodurch die unteren Elektrodenleitungsführungen 306, 307 und 308 des Matrixleitungsführungsabschnitts 302, der Ladeakkumulationsabschnitt 304 und der Übertragungsschalter- Abschnitt 305 sowie die n&spplus;- Schicht 315 gebildet werden.
  • Dann wird die photoleitfähige Halbleiterschicht 310 in der in Fig. 30B dargestellten Weise als eine nicht- kristalline Eigenleitschicht mit einer Stärke von 0,1 bis 1 µm durch eine RF- Glimmentladung nach dem Plasma- CVD- Verfahren aufgetragen, wobei SiH&sub4;- Gas als Material verwendet wird. Nachfolgend wird die Isolationsschicht 309 aus Siliziumnitrid durch Auftragung auf eine Stärke von 0,3µm nach dem gleichen Verfahren unter Verwendung SiH&sub4;- Gas und NH&sub3;- oder N2- Gas als Material aufgetragen.
  • Wie in Fig. 3ºC dargestellt, wird nachfolgend ein Lackmuster durch ein photolithographisches Verfahren und durch Trockenätzung mit diesem Lackmuster gebildet, wobei CF&sub4;- Gas verwendet wird, um so die Isolationsschicht, die photoleitfähige Halbleiterschicht und die n&spplus;- Schicht teilweise zu beseitigen, wodurch auf diese Weise das Kontaktloch 316 gebildet wird. In diesem Falle ist es nicht erforderlich, die Isolationsschicht, die photoleitfähige Halbleiterschicht und die n&spplus;- Schicht selektiv zu ätzen.
  • Wie in Fig. 30D dargestellt, wird mit einem Vakuumtechniksverf ahren Al/Cr mit einer Stärke von 1,0 bis 2,0 µm aufgetragen. Danach wird ein Lackmuster auf photolithographischem Wege gebildet, und Naßätzung wird zur teilweisen Beseitigung des Al/Cr durchgeführt, um so die oberen Elektrodenleitungsführungen 312, 313 und 314 zu bilden. In diesem Falle sind die unteren Elektrodenleitungsführungen 306 und die oberen Leitungsführungen 312 des Leitungsführungsabschnitts in Form einer Matrix angeordnet und werden elektrisch durch die Kontaktlöcher 316 gehandhabt. In dem Abschnitt der Übertragungstransistoren, der als Schalterabschnitt 305 dient, bilden die obere Elektrodenleitungsführung 314 die Gate- Elektrode.
  • Wie in Fig. 30E gezeigt, wird dann ein Lackmuster auf photolithographischem Wege und durch Trockenätzung unter Anwendung von CF&sub4;- Gas gebildet, wodurch die Isolationsschicht, die photoleitfähige Halbleiterschicht und die n&spplus;- Schicht teilweise beseitigt wird, um so die Elemente, die elektrisch zu verbinden sind, mit einer Isolation zu versehen. Auf diese Weise erfolgt die elektrische Verbindung nur in Abschnitten, an denen eine derartige Verbindung erforderlich ist. Der Zeilensensor dieses Ausführungsbeispiels ist somit vervollständigt.
  • In Hinblick auf die elektrischen Ansteuerung der Vorrichtung wird es vorgezogen, daß die photoelektrische Wandlerschicht, die Ladeakkumulationsabschnitte und die Schalterabschnitte des Zeilensensors in Gruppierungsform eine gleichmäßige Verteilung der elektrischen Kennlinien aufweisen. Die elektrische Kennlinienverteilung wird wiederum weitestgehend durch die Stärkeverteilung der Isolationsschicht und der photoleitfähigen Halbleiterschicht bestimmt.
  • In diesem Ausführungsbeispiel werden die Stärken der Isolationsschicht und der photoleitfähigen Halbleiterschicht bestimmt, wenn sie durch Auftragung in dem in Fig. 30B gezeigten Schritt gebildet werden, und es wird keine Änderung in der Stärke in den nachfolgenden, in den Figuren 30C bis 30E dargestellten Schritten vorgenommen. Folglich ist es möglich, die Verteilung der elektrischen Eigenschaften einheitlich zu gestalten, und von daher einen Zeilensensor zu schaffen, der einen hohen Grad an Gleichförmigkeit in der Betriebskennlinie aufweist; vorausgesetzt, daß gute Bedingungen zur Auftragung derartig vereinheitlichter Stärkeverteilung gegeben ist.
  • Es wird nun noch ein weiteres Ausführungsbeispiel nach der Erfindung beschrieben.
  • Fig. 31 ist eine gebrochene Querschittsansicht des Zeilensensors in einem noch weiteren Ausführungsbeispiel.
  • In diesem Ausführungsbeispiel wird eine Lichtschirmschicht 312' auf dem oberen Abschnitt des photoelektrischen Wandlerabschnitts 303 des vorstehenden Ausführungsbeispiels gebildet. Auf diese Weise ist dieser Zeilensensor einer vom sog. linsenlosen Typ, bei dem das Licht direkt von der Flementseite des Substrats eintrifft, und bei dem das Licht von einem Original reflektiert wird, das in Kontakt mit der Rückseite des Substrates gehalten und direkt von dem photoelektrischen Wandlerabschnitt gelesen wird. Dieses Beleuchtungslicht beleuchtet das Original von der Elementseite des Substrats. Die Lichtschirmschicht 312' verhindert in effektiver Weise das Eintreten des Beleuchtungslichts auf die photoleitfähige Halbleiterschicht des photoelektrischen Wandlerabschnitts 303, wodurch die Erzeugung von Störströmen vermindert wird.
  • Der Zeilensensor dieses Ausführungsbeispiels kann im wesentlichen nach dem gleichen Verfahren hergestellt werden, wie es schon in Verbindung mit den Figuren 30A bis 30E beschrieben worden ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist es jedoch erforderlich, die Lichtschirmschicht 312' zu bilden. Diese Lichtschirmschicht 312' kann parallel mit der Bildung der oberen Elektrodenleitungsführungen 312, 313 und 314 aus gleichem Material wie diese Leitungsführungen hergestellt werden.
  • Aus Fig. 31 versteht es sich, daß die Lichtschirmschicht 312' auf dem oberen Abschnitt des photoelektrischen Wandlerabschnitts vorgesehen ist, und die Funktion hat, jedwede Dunkelströme hinreichend abzuschwächen, wenn dieser mit einer Vorspannung betrieben wird, die im allgemeinen negativ ist. Die Lichtschirmschicht 312', die sich in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel auf der oberen Seite des photoelektrischen Wandlerabschnitts ist, kann auf einer Anordnungseinheit vorgesehen sein, mit der der Zeilensensor dieses Ausführungsbeispiels befestigt befindet, um so Beleuchtungslicht am Auftreffen auf den photoelektrischen Wandlerabschnitt zu hindern. In diesem Falle ist es jedoch erforderlich, eine positionsmäßige Ausrichtung zwischen der Lichtschirmschicht auf der Anordnungseinheit und dem Zeilensensor zu erreichen.
  • Im allgemeinen erfordert der Zeilensensor des linsenlosen Typs, daß das Original in der Nähe des photoelektrischen Wandlerabschnitts angeordnet werden muß. In diesem Ausführungsbeispiel wird das Original auf der Rückseite des Substrats angeordnet. Das Substrat 301 wird üblicherweise aus einer Glasplatte gebildet. Das Glassubstrat zeigt hervorragende optische Eigenschaften und ist widerstandsfähig gegenüber Verschleiß und kann auch als Abstandshalter dienen, um die positionsgebundene Beziehung zwischen dem photoelektrischen Wandlerabschnitt 302 und dem Original festzulegen.
  • In diesem Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erf indung ist es auf diese Weise möglich, einen Zeilensensor des Typs ohne Linsen herzustellen, ohne daß irgendwelche besonderen Glieder erforderlich wären, indem in geeigneter Weise die Faktoren, wie die Stärke des Substrats, der einfallende Lichtwinkel usw., festgelegt werden. Des weiteren ist in diesem Ausführungsbeispiel der photoelektrische Wandlerabschnitt auf dem Substrat so vorgesehen, daß das von der Originaloberfläche reflektierte Licht nur durch zwei geglättete Zwischenoberflächen übertragen wird, d. h., die Zwischenoberfläche zwischen der Originaloberfläche und der Substratoberfläche und der Zwischenoberfläche zwischen der Substratoberfläche und der Oberfläche des photoelektrischen Wandlerabschnitts. Dadurch wird die optische Auslegung der Einrichtung bemerkenswert vereinfacht. Darüber hinaus ist es in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel möglich, die photoleitfähige Halbleiterschicht zu schützen, was in Hinsicht auf die Kennlinien des photoelektrischen Wandlerabschnitts und des Schalterabschnitts gegenüber Beschädigungen und Kontaminationen, die während der Herstellung auftreten können, sehr wichtig ist.
  • Ein noch weiteres Ausführungsbeispiel des photoelektrischen Wandlers sowie dessen Herstellverfahren wird nachstehend beschrieben. Dieses Ausführungsbeispiel verwendet an Stelle der n&spplus;- Schicht des in Verbindung mit den Figuren 28A bis 28E erläuterten Ausführungsbeispiels eine Isolationsschicht aus Siliziumnitrid, und diese Siliziumnitridschicht wird perforiert, um ein Kontaktloch zu bilden, wodurch auf diese Weise die elektrische Verbindung zischen der photoleitfähigen Halbleiterschicht und der oberen Elektrodenleitungsführung geschaffen wird.
  • Die Figuren 32A bis 32E sind gebrochene Querschnittsansichten des Zeilensensors bei verschiedenen Schritten der Herstellung.
  • In dem ersten Schritt wird Al/Cr mit einer Stärke von 0,1 µm durch ein Vakuumtechniksverfahren auf die Oberfläche eines gereinigten Glassubstrats mit einer hochgradig geglätteten Oberfläche aufgetragen, wie in Fig. 32A dargestellt. Dann wird ein Lackmuster durch ein photolithographisches Verfahren gebildet, und Naßätzung wird mit diesem Lackmuster geführt, wodurch die untere Elektrodenleitungsführungen 306, 307 und 308 in dem Matrixleitungsführungsabschnitt 302, der Ladeakkumulationsabschnitt 304 und der den Schalterabschnitt 305 bildende übertragungsschalterabschnitt geschaffen werden.
  • Dann wird, wie Fig. 32B dargestellt, eine Isolationsschicht 309a aus Siliziumnitrid gebildet, das mit einer Stärke von 0,3 m durch RF- Glimmentladung gemäß dem Plasma- CVD- Verfahren aufgetragen wird, wobei SiH&sub4;- Gas und NH&sub3;- oder N2- Gas als Material verwendet werden. Nachfolgend wird eine photoleitfähige Halbleiterschicht 310 als nicht- kristalline Silizium- Eigenleitschicht mit einer Stärke von 0,1 bis 1,0 µm gebildet, wobei das gleiche Verfahren unter Verwendung von SiH&sub4; als Material verwendet wird. Danach wird eine Isolationsschicht 309b aus Siliziumnitrid auf eine Stärke von 0,3 µm gebracht, indem SiH&sub4;- Gas und NH&sub3;- oder N2- Gas als Material verwendet werden.
  • Dann wird ein Lackmuster durch Photolithographie gebildet, wie in Fig. 32C dargestellt, und Trockenätzung wird mit diesem Lackmuster bewirkt, wobei CF&sub4;- Gas verwendet wird, um so eine Öffnung in der Isolationsschicht 309b herzustellen. Danach wird eine n&spplus;- Schicht 315 als ohmsche Kontaktschicht mit einer Stärke von 0,1 µm aufgetragen, wobei SiH&sub4;- Gas und PH&sub3;- Gas als Material verwendet werden. Dann wird, wie in Fig. 32D dargestellt, ein Lackmuster durch Photolithographie gebildet, und Trockenätzung wird durch CF&sub4;- Gas bewirkt, um so die n&spplus;- Schicht- die Isolationsschicht und die photoleitfähige Halbleiterschicht teilweise zu beseitigen, wodurch ein Kontaktloch 316 gebildet wird. In diesem Falle ist es nicht erforderlich, eine selektive Ätzung der n&spplus;- Schicht, der photoleitfähigen Halbleiterschicht und der Isolationsschicht zu bewirken.
  • Dann wird Al/Cr mit einer Stärke von 1,0 bis 1,5 µm durch Vakuumtechnik aufgetragen. Dann wird ein Lackmuster durch ein photolithographisches Verfahren gebildet, und Trockenätzung wird bewirkt, um die Al/Or- Schicht und die n&spplus;- Schicht teilweise zu beseitigen, wodurch die oberen Elektrodenleitungsführungen 312, 313 und 314 gebildet werden. Die elektrische Verbindung zu der unteren Elektrodenleitungsführung 306 und zu der oberen Elektrodenleitungsführung 312 des Leitungsführungsabschnitts 302, der in Form einer Matrix angeordnet ist, erfolgt durch die Knntaktlöcher 316. Der Spalt des photoelektrischen Wandlerabschnitts 303 und der Kanal des Übertragungstransistors dienen als Schalterabschnitt 305, und werden ebenfalls in diesem Schritt des Herstellungsprozesses gebildet. Dann wird ein Lackmuster durch ein photolithographisches Verfahren gebildet, wie in Fig. 32E dargestellt, und Trockenätzung wird unter Verwendung von CS&sub4;- Gas bewirkt, wodurch die n&spplus;- Schicht, die photoleitfähige Halbleiterschicht und die Isolationsschicht teilweise beseitigt werden. Folglich sind die Elemente, die durch die photoleitfähige Halbleiterschicht verbunden sind, isoliert, so daß elektrische Verbindungen nur an erforderlichen Abschnitten für eine Verbindung gebildet werden.
  • Dann wird ein Passivierungsfilm (nicht dargestellt) aus Siliziumnitrid oder einem organischen Harz gebildet, wodurch auf diese Weise die Herstellung des Zeilensensors beendet ist.
  • Es ist vorzuziehen, daß die photoelektrischen Wandlerabschnitte und die Schalterabschnitte des Zeilensensors, die in Form einer Gruppierung angeordnet sind, eine einheitliche Verteilung der elektrischen Eigenschaften aufweisen. In diesem Ausführungsbeispiel kann die Eigenschaftsverteilung lediglich durch Steuerung der Stärkeverteilung in den Schritten zur Schichtbildung vereinheitlicht werden. In diesem Ausführungsbeispiel werden die Spaltabschnitte und die in dem photoelektrischen Wandlerabschnitt tätigen Kanalabschnitte sowie die Schalterabschnitte durch die Isolationsschicht geschützt, die im Verlauf der Filmbildung hergestellt wird, so daß die Spaltabschnitte und die Kanalabschnitte niemals von nachfolgenden Schritten tangiert werden. Da darüber hinaus die Schichten nacheinander gebildet werden, ist es möglich, die Schnittstelle zwischen der Halbleiterschicht und der Isolationsschicht gegen Kontamination durch Verunreinigungen zu schützen. Da außerdem die photoleitfähige Halbleiterschicht schon von dem Isolationsfilm bedeckt ist, kann das Material des letztlichen Passivierungsfilms sehr unterschiedlich sein.
  • Nachstehend wird eine Beschreibung eines noch weiteren Ausführungsbeispiels dieser Erfindung gegeben. Dieses Ausführungsbeispiel gleicht dem in den Figuren 32A bis 32E gezeigten Ausführungsbeispiel, mit der Ausnahme, daß eine Lichtschicht 317 auf dem unteren Teil des photoelektrischen Wandlerabschnitts 303 dieses in Fig. 32 dargestellten Ausführungsbeispiels gebildet wird. Im Betrieb fällt das Licht von der Substratseite ein, und das von einem Original reflektierte Licht, welches die Oberfläche des photoelektrischen Wandlerabschnitts brührt, wird -direkt durch den Photowandlerabschnitt gelesen. Fig. 33 ist eine gebrochene Querschnittsansicht eines Beispiels dieses Ausführungsbeispiels. Wie aus dieser Figur ersichtlich, fällt das Licht von derselben Seite auf das Original, auf der sich das Substrat befindet.
  • Der Prozess zur Herstellung des photoelektrischen Wandlers dieses Ausführungsbeispiels ist materialmäßig das gleiche wie das in den Figuren 32A bis 32E dargestellte. In diesem Ausführungsbeispiel wird jedoch die Lichtschirmschicht 317 parallel mit der unteren Blektrodenleitungsführung 306, 307 und 308 aus dem gleichen Material wie diese Leitungsführungen hergestellt.
  • Sowohl in den in den Figuren 25 und 31 dargestellten Ausführungsbeispielen als auch in dem in Fig. 33 dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein solcher Aufbau angewandt, daß das auf den photoelektrischen Wandler einfallende Licht von der oberen Seite eintrifft, so daß die photoelektrischen Wandlerkennlinien in bedeutender Weise durch den Zustand der oberen Zwischenoberfläche der photoleitfähigen Halbleiterschicht in dem Spaltabschnitt des photoelektrischen Wandlerabschnitts bewirkt wird. In diesen Ausführungsbeispielen jedoch wird die Zwischenoberfläche des Spaltabschnitts durch einen durchgehenden Filmbildungsschritt erzeugt und ist durch die Isolationsschicht der nachfolgenden Schritte geschützt. Folglich wird die Zwischenoberfläche mit geringerer Wahrscheinlichkeit berührt und durch Verunreinigungen kontaminiert, verglichen mit dem Fall, bei dem der Spaltabschnitt beispielsweise durch einen Ätzprozess erzeugt wird. Folglich bieten diese Ausführungsbeispiele den Vorteil, daß die Arbeitskennlinien des photoelektrischen Wandlers bemerkenswert stabil sind. Da darüber hinaus die photoleitfähige Halbleiterschicht schon von der Isolationsschicht bedeckt ist, bieten sich für das Material des Passivierungsfilms, welcher letztlich zu bilden ist, viele Auswahlmöglichkeiten an.
  • Es versteht sich aus der vorstehenden Beschreibung, daß dieses Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung einen Herstellprozess anbietet, bei dem eine Isolationsschicht und eine photoleitfähige Halbleiterschicht auf der Isolationsschicht in wenigstens dem photoelektrischen Wandlerabschnitt gebildet werden, dem Ladeakkumulationsabschnitt und dem Schalterabschnitt, und dann werden die Isolationsschicht und die photoleitfähige Halbleiterschicht gemustert. Bei diesem Prozess ist es möglich, die Isolationsschicht vor Verschlechterung in nachfolgenden Schritten, beispielsweise durch Ätzen, zu schützen, und es ist möglich, das Auftreten von Störungen, wie Kurzschlüsse in dem Ladeakkumulationsabschnitt und in den Flächen, wo die oberen und unteren Leitungsführungen einander kreuzen, das Auftreten von Schwankungen der Kapazität und Verschlechterung der Isolation in der Fläche, wo die Elektrodenleitungsführungen einander kreuzen, zu vermeiden, wodurch die Zuverlässigkeit bemerkenswert verbessert wird.
  • Da darüber hinaus die Hauptbestandteile des photoelektrischen Wandlers zeitlich parallel gebildet werden können, kann der Prozess zur Bildung der Schichten und zur Bildung der Elemente vereinfacht werden. Da darüber hinaus die Bestandteile einen gleichen Grundaufbau aufweisen, kann die Vorrichtung mit einem hohen Grad an Integrationsdichte hergestellt werden, so daß die Mäße der Vorrichtung in vorteilhafter Weise verkleinert werden können. Aus diesem Grund ist es möglich, die Herstellkosten zu senken und die Freiheitsgrade bei der Konzeption des photoelektrischen Wandlers zu erhöhen.
  • Wenn eine Vielzahl von Schichten in diesem Ausführungsbeispiel gebildet werden, werden die Isolationsschicht und die photoleitfähige Halbleiterschicht auf der Isolationsschicht gemustert und als Zwischenschichtisolation verwendet. Auf diese Weise kann die Zwischenschichtisolation im gleichen Schritt wie die Bildung der Wandlerschicht und der Ladeakkumulationsschicht erfolgen.

Claims (12)

1. Bildleseeinrichtung, die auf einem Substrat (116, 301) einen photoelektrischer Wandlerabschnitt (101, 303) mit einer Dünnfilm- Halbleiterschicht (113, 310) zur photoelektrischen Wandlung einer Bildinformation, einen Ladeakkumulationsabschnitt (102, 304) mit einem Kondensator zur Akkumulation eines photoelektrisch von dem photoelektrischen Wandlerabschnitt erzeugten elektrischen Signals, und einen Schalterabschnitt (103, 305) mit einem Dünnfilmtransistor mit einer Dünnfilm- Halbleiterschicht (113, 310) zur Ausgabe der in dem Ladeakkumulationsabschnitt (102, 304) akkumulierten Ladung trägt, wobei der photoelektrische Wandlerabschnitt (101, 303) wenigstens ein Elektrodenpaar (108, 105, 312', 313) enthält, deren Eletroden durch die Dünnfilm- Halbleiterschicht (113, 310) voneinander beabstandet und auf dieser gebildet sind, wobei der Kondensator des Ladeakkumulationsabschnitts (102, 304) eine Dünnfilm- Halbleiterschicht (113, 310) und eine Isolationsschicht (112, 309) umfaßt, dessen beide Schichten zwischen wenigstens einem Elektrodenpaar (104, 105, 307, 313) geschichtet angeordnet sind, wobei der Dünnf ilmtransistor des Schalterabschnitts (103, 305) eine Gate- Elektrode (111, 308) eine zwischen der Gate- Elektrode und der Dünnfilm- Halbleiterschicht eine geschichtet angeordnete Isolationsschicht und elektrisch mit der Halbleiterschicht verbundene, voneinander beabstandete Source- und Drain- Elektroden (109, 110, 315) aufweist, wobei die Dünnfilm- Halbleiterschichten (113, 310) aus dem gleichen Halbleitermaterial bestehen.
2. Bildleseeinrichtung nach Anspruch 1, deren photoelektrischer Wandlerabschnitt (101) aus einer Vielzahl photoelektrischer Wandlerelemente und dem Ladeakkumulationsabschnitt (102) zusammengesetzt ist, der eine gemeinsame Elektrode (104) enthält, die zur Akkumulation der durch die Vielzahl photoelektrischer Wandlerelemente erzeugten elektrischen Ladungen dient.
3. Bildleseeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, in der eine Elektrode des Elektrodenpaares (203) in dem photoelektrischen Wandlerabschnitt und eine Elektrode des Elektrodenpaares in dem Ladeakkumulationsabschnitt eine gemeinsame Elektrode bilden.
4. Bildleseeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, in der die Stärke der Halbleiterschicht (113, 310) des Schalterabschnitts (103, 305) geringer ist als die Stärke der Halbleiterschicht (113, 310) des photoelektrischen Wandlerabschnitts (101, 303)
5. Vorrichtung oder Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Halbleiterschicht (113, 310) aus einem hydrierten nichtkristallinem Silizium besteht.
6. Bildleseeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die des weiteren einen Matrixleitungsführungsabschnitt (302) zur Verbindung des photoelektrischen Wandlers mit einer Außenschaltung enthält, wobei die dem photoelektrischen Wandlerabschnitt (101, 303), dem Ladeakkumulationsabschnitt (102, 304) und dem Schalterabschnitt (103, 305) gemeinsame Halbleiterschicht (113, 310) zwischen dem oberen (312, 313, 314) und dem unteren (306, 307, 308) Leitungsführungsabschnitt geschichtet angeordnet ist.
Bildleseeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der eine Halbleiterschicht (315) des n&spplus;- Typs wenigstens zwischen der Halbleiterschicht (113, 310) und der Elektrode (312, 313, 314) vorgesehen ist.
8. Verfahren zur Herstellung einer Bildleseeinrichtung nach Anspruch 1, mit folgenden Verfahrensschritten: Bilden eines photoelektrischen Wandlerabschnitts (101, 303), eines Ladeakkumulationsabschnitts (102, 304) mit einem Kondensator zum Akkumulieren eines Ausgangssignals des photoelektrischen Wandlerabschnitts und eines Schalterabschnitts (103, 305) mit einem Dünnfilmtransistor, der die in dem Ladeakkumulationsabschnitt akkumulierte Ladung ausgibt, wobei jeder Abschnitt mit einer Isolationsschicht (112, 309) und einer Dünnfilm- Halbleiterschicht (113, 310) vorgesehen ist, wobei die Halbleiterschicht (310) mit den drei Abschnitten aus gleichem Material in einem einzigen Herstellschritt hergestellt wird.
9. Verfahren zur Herstellung einer Bildleseeinrichtung nach Anspruch 8, das den Verfahrensschritt aufeinanderfolgender Laminierung der Isolationsschicht (112, 309) und der Halbleiterschicht (113, 310), und dann den Verfahrensschritt einer Musterbildung für die Isolationsschicht (112, 309) und die Halbleiterschicht (113, 310) umfaßt.
10. Verfahren zur Herstellung einer Bildleseeinrichtung nach Anspruch 8, mit dem weiteren Verfahrensschritt: Atzen der Halbleiterschicht (113, 310) zur Bildung des Schalterabschnitts (103, 305) und des photoelektrischen Wandlerabschnitts (101, 303).
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, mit dem weiteren Verfahrensschritt: Vorsehen eines die photoelektrische Wandlereinrichtung mit einer externen Schaltung verbindenden Matrixleitungsführungsabschnitts (302), worin die untere und obere Elektrode des Matrixleitungsführungsabschnitts, die Isolationsschicht und die Halbleiterschicht, die dem photoelektrischen Wandlerabschnitt gemeinsam sind, der Ladeakkumulationsabschnitt und der Dünnfilm- Transistorabschnitt vorgesehen sind.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, das eine Ha1bleiterschicht (315) des n&spplus;- Typs wenigstens zwischen der Halbleiterschicht (113, 310) und der Elektrode (312, 313, 314) vorsieht.
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