光传感器和光传感器阵列制造技术

光传感器包括：由金属膜构成的下部电极；设置在上述下部电极之上的无定形硅膜；设置在上述无定形硅膜之上的n型无定形硅膜；设置在上述n型无定形硅膜之上、且被输入第一基准电压的上部电极；在导通状态时向上述下部电极输入第一电源电压、在截止状态时使上述下部电极为浮置状态的开关电路；在上述开关电路为导通状态时，检测向上述无定形硅膜照射预定期间的光后的上述下部电极的电压变化的检测电路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光传感器和光传感器阵列，尤其涉及作为光传感器元件使用光依赖可变电阻元件即厚膜无定形硅膜的光传感器阵列。
技术介绍
本专利技术的专利技术人已经申请使用无定形硅(a-Si)膜作为光传感器元件的光传感器和光传感器阵列(日本特愿2009-16261 。该已经申请的专利技术中光传感器的无定形硅 (a-Si)膜作为与入射光对应地改变电阻的光控可变电阻元件而进行工作。
技术实现思路
本专利技术的专利技术人研发出使用无定形硅(a-Si)膜作为光传感器元件的光传感器，可知通过在厚膜无定形硅(a-Si)与上部电极之间插入掺杂了磷的η型无定形硅膜 (n+a-Si)，由厚膜无定形硅(a-Si)和掺杂了磷的η型无定形硅膜(n+a-Si)形成二极管，并且以正向偏置使用该二极管，从而得到大的光电流放大效果，能够实现灵敏度高的光传感ο本专利技术是基于上述见解而完成的，提供如下技术在使用厚膜无定形硅作为依赖于光的可变电阻元件的光传感器和光传感器阵列中，利用在厚膜无定形硅与上部电极之间插入低电阻的η型无定形硅膜而形成于连接面的二极管，从而能够将基于光传导的光电流放大输出。本专利技术的上述以及其他目的和新特征将通过本说明书的记载以及附图而变得清林疋。简单说明本申请所公开的专利技术中具有代表性的技术方案的概要如下。(1) 一种光传感器，包括由金属膜构成的下部电极；设置在上述下部电极之上的无定形硅膜；设置在上述无定形硅膜之上的η型无定形硅膜；设置在上述η型无定形硅膜之上、且被输入第一基准电压的上部电极；在导通状态时向上述下部电极输入第一电源电压、在截止状态时使上述下部电极为浮置状态的开关电路；在上述开关电路为导通状态时， 检测向上述无定形硅膜照射预定期间的光后的上述下部电极的电压变化的检测电路。(2)在⑴中，具有连接于上述下部电极与第二基准电压之间的电容元件。(3)在O)中，上述第一基准电压与上述第二基准电压为同一电压。(4)在(1) (3)的任一项中，上述第一电源电压为比上述第一基准电压高电位的电压。(5)在(1) (4)的任一项中，上述无定形硅膜的膜厚为500nm以上。(6)在(5)中，上述无定形硅膜的膜厚为1200nrn以下。(7) 一种光传感器阵列，包括配置成阵列状的mXn个光传感器像素、η条读出线， 上述各光传感器像素包括由金属膜构成的下部电极；设置在上述下部电极之上的无定形硅膜；设置在上述无定形硅膜之上的η型无定形硅膜；设置在上述η型无定形硅膜之上、且被输入第一基准电压的上部电极；第二电极与上述η个读出线中的所对应的读出线连接、 第一电极与上述下部电极连接，并且控制电极被输入第一时钟的第一晶体管，将1水平扫描期间内的上述各读出线的电压变化作为上述第一晶体管导通的光传感器像素的传感器输出电压而输出。(8)在(7)中，上述各光传感器像素具有连接于上述下部电极与第二基准电压之间的电容元件。(9)在(7)或(8)中，具有η个第二晶体管，该第二晶体管的第一电极与上述η条读出线中的所对应的读出线连接，并且对第二电极输入第一电源电压、对控制电极输入第二时钟。(10)在(9)中，上述各第二晶体管在利用上述第二时钟成为导通时，向上述各读出线输入上述第一电源电压，接着在被输入上述第二时钟之前的截止期间，使上述各读出线为浮置状态。(11)在(10)中，上述第一时钟在上述第二时钟之后导通，上述各光传感器像素的上述第一晶体管在利用上述第一时钟而成为导通时，将上述下部电极与上述各读出线连接。(12) 一种光传感器阵列，包括配置成阵列状的mXn个光传感器像素、mXl个补偿用的光传感器像素、η条读出线、补偿用像素的读出线，上述各光传感器像素包括由金属膜构成的下部电极；设置在上述下部电极之上的无定形硅膜；设置在上述无定形硅膜之上的η型无定形硅膜；设置在上述η型无定形硅膜之上、且被输入第一基准电压的上部电极； 第二电极与上述η条读出线中的所对应的读出线连接、第一电极与上述下部电极连接，并且向控制电极输入第一时钟的第一晶体管，上述各补偿用的光传感器像素包括由金属膜构成的下部电极；设置在上述下部电极之上并被遮光的无定形硅膜；设置在上述无定形硅膜之上的η型无定形硅膜；设置在上述η型无定形硅膜之上、且被输入第一基准电压的上部电极；第二电极与上述补偿用像素的读出线连接、第一电极与上述下部电极连接，并且控制电极被输入第一时钟的第二晶体管，将基于入射到上述各光传感器像素的上述无定形硅膜的光量的电压作为传感器输出电压而输出。(13)在(1 中，上述各光传感器像素和上述各补偿用的光传感器像素具有连接于上述下部电极与第二基准电压之间的电容元件。(14)在(1 或(1 中，还具有η个第三晶体管和第四晶体管，该第三晶体管的第一电极与上述η条读出线中的所对应的读出线连接，并且第二电极被输入第一电源电压、 控制电极被输入第二时钟，该第四晶体管的第一电极与上述补偿用像素的读出线连接，并且第二电极被输入第一电源电压，控制电极被输入第二时钟。(15)在(14)中，上述各第三晶体管在利用上述第二时钟成为导通时，向上述各读出线输入上述第一电源电压，接着在被输入上述第二时钟之前的截止期间，使上述各读出线为浮置状态，上述第四晶体管在利用上述第二时钟成为导通时，向上述补偿用像素的读出线输入上述第一电源电压，接着在被输入上述第二时钟之前的截止期间，使上述补偿用像素的读出线为浮置状态。(16)在(1 中，上述第一时钟在上述第二时钟之后导通，上述各光传感器像素的上述第一晶体管在利用上述第一时钟而成为导通时，将上述下部电极与上述η条读出线中6的所对应的读出线连接，上述各补偿用的光传感器像素的上述第二晶体管在利用上述第一时钟而成为导通时，将上述下部电极与上述补偿用像素的读出线连接。(17)在(7) (16)的任一项中，包括供给上述第一基准电压的第一基准电压线、供给上述第二基准电压的第二基准电压线、供给上述第一电源电压的第一电源电压线、 供给上述第一时钟的m个扫描线、供给上述第二时钟的第二时钟线。(18)在(17)中，具有与上述m个扫描线连接，按每个1水平扫描期间对上述各扫描线依次供给第一时钟的扫描电路。(19)在(9)、(10)、(11)、(14)、(15) (16)的任一项中，上述第一电源电压是电位比上述第一基准电压高的电压。(20)在(8)或(13)中，上述第一基准电压与上述第二基准电压是同一电压。(21)在(8) (16)的任一项中，具有输入上述各光传感器像素的传感器输出电压和上述补偿用的光传感器像素的补偿用信号电压的信号处理电路，上述信号处理电路具有对上述各传感器输出电压和补偿用信号电压进行A/D转换的A/D转换器、从被上述A/D转换器转换的上述各传感器输出电压的数字值减去被上述A/D转换器转换的上述补偿用信号电压的数字值的减法器。简单说明本申请所公开的专利技术中具有代表性的技术方案所能得到的效果如下。根据本专利技术，在使用厚膜无定形硅作为依赖于光的可变电阻元件的光传感器和光传感器阵列中，利用在厚膜无定形硅与上部电极之间插入低电阻的η型无定形硅膜而形成于连接面的二极管，从而能够将基于光传导的光电流放大输出。附图说明图1是表示本专利技术实施方式的光传感器的截面构造的剖面图。图2是表示图1所示的光传感器的等价电路的电路图。图3是表示无定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：宫泽敏夫，长谷川笃，齐藤辉儿，安田好三，米仓健史，
申请(专利权)人：株式会社日立显示器，松下液晶显示器株式会社，
类型：发明
国别省市：