光电转换设备制造技术

与ＴＦＴ相同工艺形成光电转换装置，实现高Ｓ／Ｎ比率、稳定及高速阅读，光电转换设备包括具有第一电极层、半导体层、和第二电极层的光电转换装置，具有第一和第二主电极的开关装置，电源，和阅读电路；第一电极层电连接到第一主电极，第二电极层电连接到电源，第二主电极电连接到阅读电路，在从电源给第二电极层施加电场的更新驱动中接通开关，确定光电转换装置的第一电极层上的电位。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，尤其涉及一种用作例如扫描器或X射线图像拍摄设备的图像输入装置，并沿一维或两维排列均具有光电转换装置和开关装置的多个象素构成的光电转换设备，及其驱动方法。近年来，作为扫描器，数字复印机、或X射线图像拍摄设备的阅读系统，一种用于阅读图像的具有下述结构的一维或二维的传感器已被投入使用，在上述结构中，包含以能形成薄膜的氢化非晶硅(a-Si)为代表的半导体材料构成的光电转换装置和信号处理单元被形成在大面积基片上。尤其是，a-Si或多晶硅(poly-Si)不但可用作光电转换材料、而且可用作薄膜场效应晶体管(TFT)的半导体材料，因此，光电转换半导体层和TFT半导体层可同时形成。另外，在光电转换设备中，电容器被连接到信号输出线上，或信号输出线具有电容器，且使该电容器初始化(更新)。该光电转换装置中也具有一个电容器元件，储存在该光电转换装置中的电荷被初始化(被更新)，以防止对下一个信号阅读产生不利影响。但是，当该光电转换装置仅一个电极的电压被例如用一个开关控制时，初始化(更新)可以进行，但这一操作需要时间。因此，这种结构不能有效满足高速操作的要求。本专利技术是考虑到上述问题而提出的，本专利技术的目的是提供一种能进行高速阅读操作的。本专利技术的另一个目的是提供一种能够输出一个具有较高S/N比信号的。本专利技术的又一个目的是提供一种具有稳定阅读特性的。本专利技术的再一个目的是提供一种光电转换设备，该设备包括一个具有第一电极层，第二电极层、和位于该第一和第二电极层之间的半导体层的光电转换装置，一个具有第一和第二主电极的开关装置，一个电源，一个阅读电路，该第一电极层被电连接到该第一主电极，该第二电极层被电连接到电源上，该第二主电极被电连接到该阅读电路上，以及用于在更新驱动中接通该开关装置的装置，用于将来自该电源的电场沿着使载流子导向该第二电极层的方向施加到第二电极层，从而在该第一电极层侧确定一个电位。本专利技术的再一个目的是提供一种驱动光电转换设备的方法，该光电转换设备包括一个具有第一电极层、第二电极层、和一个位于该第一和第二电极层之间的半导体层的光电转换装置，一个具有被电连接到该第一电极层的第一主电极，和一个被电连接到一个阅读电路的第二主电极的开关装置，以及一个电连接到该第二电极层的电源，该方法包括将一个电压施加到第二电极层上，以便接通该开关装置，并同时更新该光电转换装置的步骤，从而将该光电转换装置更新。为实现上述目的，根据本专利技术，可简化同时形成有光电转换装置和TFT的光电转换设备的驱动系统电路，且当设置大量象素时，阅读速度可提高。另外，由于该光电转换装置也可被初始化，故可实现更稳定、准确的阅读。在该设备中，该光电转换装置最好在第一电极层和半导体层之间有一个绝缘层，用于阻止分别具有负和正极性的第一和第二载流子通过，在该半导体层和第二电极层之间有一个载流子注入阻挡层，用于防止第一载流子被注入该半导体层。该开关装置最好包括一个具有用于控制第一和第二主电极间电连接的栅电极的薄膜晶体管，一个绝缘层，一个半导体层，以及用作彼此有间隙的、且经一个电阻接触层形成在该半导体层上的第一和第二主电极的源极和漏极。该光电转换装置最好在第一电极层和半导体层之间具有一个绝缘层、用于阻止分别具有负和正极性的第一和第二载流子通过，在该半导体层和第二电极层之间具有一个载流子注入阻挡层，用于防止第一载流子注入半导体层，以及该开关装置包括一个具有用于控制第一和第二主电极间电连接的栅电极的薄膜晶体管、一个绝缘层、一个半导体层、以及用作彼此有间隙的、且经一个电阻接触层形成在该半导体上的第一和第二主电极的源极和漏极。光电转换装置的第一电极层与薄膜晶体管的栅电极，光电转换装置的绝缘层与薄膜晶体管的绝缘层，光电转换装置的半导体层与薄膜晶体管的半导体层，光电转换装置的第一载流子注入阻挡层与薄膜晶体管的电阻接触层，以及光电转换装置的第二电极层与薄膜晶体管的源极和漏极最好分别用相同材料制成。这样，由于相同材料的层可同时制成，故制造更加方便。对半导体层，可使用氢化非晶硅或多晶硅。注入阻挡层最好包括掺入n或p型元素的半导体层。阅读电路可具有一个电容器装置和一个第二开关装置，该电容器装置的一端可连接到该光电转换设备开关装置的第二主电极，该第二开关装置的一端可连接到该光电转换设备开关装置的第二主电极，以及该第二开关装置的另一端可连接到该第二电源。该设备还包括用于在更新驱动中接通该第二开关的装置、从而确定该光电转换装置第一电极层上的电位。可设置多个象素，每个象素具有连接到薄膜晶体管源极或漏极的该光电转换装置的该第一电极层，用于确定该电位的装置可以具有一个用来接收启动脉冲和时钟并与该时钟同步地顺序输出移位脉冲的移位寄存器和一个逻辑操作装置，并且输入一个更新驱动脉冲，以便更新驱动，且从该移位寄存器将该移位脉冲输出到该逻辑操作装置，以产生一个施加到各象素薄膜晶体管的一个栅电极的信号，经逻辑计算该更新驱动脉冲和移位脉冲而得到一个栅驱动脉冲。该逻辑操作装置可由薄膜晶体管构成。该移位寄存器可由薄膜晶体管构成。在上述方法中，用于更新该光电转换装置的施加电压最好包括沿着将存储在该光电转换装置中的电荷导向该第二电极层的方向所施加的电场。附图说明图1是表示光电转换装置实例的截面图。图2是表示光电转换装置基本驱动电路实例的示意电路图。图3是表示光电转换设备的光电转换单元实例的截面图。图4是图3所示的光电转换设备的示意电路图。图5是图4所示电路的时序图。图6是表示图4所示电路更详细设置的示意电路图。图7是图6所示电路的时序图。图8是另一实施例的光电转换设备的示意电路图。图9是图8所示电路的时序图。下面说明可适用于本专利技术的光电转换装置的实例。图1是说明可用于光电转换设备的光电转换装置层结构实例的截面图。图2是表示可适用于该光电转换装置的驱动电路实例的示意电路图。图1表示一个pin型光电二极管的层结构。在图1中，pin型光电二极管具有一个绝缘基底1、一个下层电极2、一个P型半导体层3(下文称作P层)，一个本征半导体层4(下文称i层)，一个n型半导体层5(下文称n层)，和一个由例如ITO制成的透明电极6。图2示出一个用于偏置该电源和测量该光电转换装置中所提供电流(即，用于驱动该光电转换装置)的电路。参见图2，该电路包括一个如pin型光电二极管的光电转换装置7，一个电源8，和一个诸如电流放大器的检测单元9。图2所示光电二极管7的阴极与图1所示透明电极6的一侧对应，光电二极管7的阳极与图1所示下电极2的一侧对应。电源8被设置成使正电压施加到与该阳极侧相对的阴极侧。如图1所示，当外部光入射并经n层被i层4吸收时，产生了电子和空穴。电源8将一个电场施加到i层4。于是，电子移向阴极侧，即穿过n层5到达透明电极6，而空穴移向阳极侧，即下层电极2侧。这时，光电流流过该光传感器。当没有外部光入射时，均不会产生电子和空穴。由于n层5对透明电极6中的空穴起注入阻挡层的作用，p层3对下层电极2中的电子起注入阻挡层的作用，因此没有光电流流动。该光电流依据外部光的存在/不存在而变化。当这种变化被检测单元9检测时，则该光电二极管像根据光量改变电流值的光传感器那样工作。但是，这样的光传感器可能具有下列问题。(1)由于必须形成两本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电转换设备，包括： 一个光电转换装置，该装置具有一个第一电极层，一个第二电极层，和一个位于所述第一和第二电极层之间的半导体层； 一个具有第一和第二主电极的开关装置； 一个电源； 一个阅读电路，所述第一电极层被电连接到所述的第一主电极，所述第二电极层被电连接到所述电源，所述第二主电极被电连接到所述阅读电路；和 用于在从所述电源沿着将载流子导向所述第二电极层的方向给所述第二电极层施加一个电场的更新驱动中接通所述开关装置，从而确定所述第一电极层侧上的电位的装置。

【技术特征摘要】
JP 1996-12-24 343144/961.一种光电转换设备，包括一个光电转换装置，该装置具有一个第一电极层，一个第二电极层，和一个位于所述第一和第二电极层之间的半导体层；一个具有第一和第二主电极的开关装置；一个电源；一个阅读电路，所述第一电极层被电连接到所述的第一主电极，所述第二电极层被电连接到所述电源，所述第二主电极被电连接到所述阅读电路；和用于在从所述电源沿着将载流子导向所述第二电极层的方向给所述第二电极层施加一个电场的更新驱动中接通所述开关装置，从而确定所述第一电极层侧上的电位的装置。2.一种如权利要求1所述的设备，其特征在于，在所述光电转换装置中，在所述第一电极层和所述半导体层之间，有一个用于分别阻止具有负电性和正电性的第一和第二载流子通过的绝缘层，在所述半导体层和所述第二电极层之间，有一个用于防止该第一载流子被注入所述半导体层的载流子注入阻挡层。3.一种如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述开关装置包括一个具有用于控制所述第一和第二主电极间电连接的栅电极的薄膜晶体管，一个绝缘层，一个半导体层，和用作该第一和第二主电极的源极和漏极，该第一和第二主电极彼此间有一个间隙，且通过欧姆接触层均被形成在所述的半导体层上。4.一种如权利要求1所述的设备，其特征在于，在所述光电转换装置中，在所述第一电极层和所述半导体层之间，有一个用于分别阻止具有负电性和正电性的第一和第二载流子通过的绝缘层，在所述半导体层和所述第二电极层之间，有一个用于防止该第一载流子被注入所述半导体层的载流子注入阻挡层，和所述开关装置包括一个具有用于控制所述第一和第二主电极间电连接的栅电极的薄膜晶体管、一个绝缘层、一个半导体层，和用作该第一和第二主电极的源极和漏极，该第一和第二主电极彼此间有一个间隙，且通过欧姆接触层均被形成在所述的半导体层上。5.一种如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述光电转换装置的所述第一电极层和所述薄膜晶体管的所述栅电极，所述光电转换装置的所述绝缘层和所述薄膜晶体管的所述绝缘层，所述光电转换装置的所述半导体层和所述薄膜晶体管的所述半导体层，所述光电转换装置的所述第一载流子注入阻挡层和所述薄膜晶体管的欧姆接触层，以及所述光电转换装置的所述第二电极层和所述薄膜晶体管的源极和漏极均分别由同一材料制成。6.一种如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述半导...

【专利技术属性】
技术研发人员：亀岛登志男，远藤丰，海部纪之，小林功，野中秀树，小仓隆，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]