專利名稱：成像設(shè)備和輻射成像設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及應用于使用醫(yī)學診斷成像設(shè)備、非破壞性檢查設(shè)備和
輻射(radiation)的分析儀器等的光學成像設(shè)備和輻射成像設(shè)備。順 便提及，在本說明書中，輻射是指包括諸如X射線、Y射線或oc射線 和P射線的微粒(corpuscular)射線的輻射。而且，轉(zhuǎn)換元件是指將 至少光信號或輻射轉(zhuǎn)換成電信號的半導體元件。
背景技術(shù)：
近年來，使用薄膜晶體管(TFT)的液晶顯示面板的制造技術(shù)一 直在進展，且面板和顯示單元屏幕的尺寸正在增大。這種制造技術(shù)被 用于具有包括半導體的轉(zhuǎn)換元件(光電轉(zhuǎn)換元件)和諸如TFT的開關(guān) 元件的大的面型傳感器(area sensor)。這樣的面型傳感器(輻射成 像傳感器面板)結(jié)合有將輻射轉(zhuǎn)換成諸如可見光的光的閃爍體 (scintillator),而且被用于諸如醫(yī)學X射線成像設(shè)備的輻射成像設(shè) 備的領(lǐng)域中。
迄今，醫(yī)學圖像診斷使用的成像方法已被粗略地分為用于得到靜 止圖像的普通射線照相術(shù)(plain radiography)和用于得到運動圖像 的熒光(fluoroscopic)射線照相術(shù)。然而，目前，上述輻射成像設(shè)備 開始被主要用于普通射線照相術(shù)。同時，情況是對于熒光射線照相術(shù) 來說讀取速度是不夠的。
從而，在US 2005/145800 (日本專利申請公開No. 2003-218339 ) 中，面型傳感器的一個像素包括轉(zhuǎn)換元件、用于傳輸來自轉(zhuǎn)換元件 的信號的傳輸開關(guān)(傳輸TFT等)、以及用于復位轉(zhuǎn)換元件的復位開 關(guān)(復位TFT)。通過這種配置，提出了縮短讀取速度的輻射成像設(shè) 備。
通常，面型傳感器(輻射成像傳感器面板)的像素的結(jié)構(gòu)被粗略
地分為兩種類型將轉(zhuǎn)換元件和開關(guān)元件設(shè)置在相同平坦表面上的平 坦型和將轉(zhuǎn)換元件設(shè)置在開關(guān)元件的上側(cè)上的層疊型。前者能夠簡化 制造工藝，因為能夠用同樣的半導體制造工藝形成轉(zhuǎn)換元件和開關(guān)元 件。與平坦型相比，后者能夠在一個像素中形成較大的轉(zhuǎn)換元件的區(qū) 域，因為轉(zhuǎn)換元件被設(shè)置在開關(guān)元件上。因此，能夠使得像素的開口 率較大，從而像素變得高度靈敏。由于這個緣故，在專利文件l中也 描述了層疊型的傳感器。
圖11是使用傳統(tǒng)的層疊型結(jié)構(gòu)的輻射成像設(shè)備的平面圖。雖然 閃爍體被設(shè)置在輻射成像設(shè)備的像素上，但它在圖11中被略去。
傳統(tǒng)的輻射成像設(shè)備在如圖11中所示的一個像素內(nèi)包括轉(zhuǎn)換 元件(光電轉(zhuǎn)換元件)101、傳輸開關(guān)(傳輸TFT ) 102和復位開關(guān)(復 位TFT) 103。
孔連接。類似地，轉(zhuǎn)換元件的下電極和復位開關(guān)的源極電極或漏極電 極也通過接觸孔連接。從而，為各開關(guān)元件提供接觸孔。

發(fā)明內(nèi)容
在US 2005/145800 (日本專利申請^Hf No. 2()03 - 218339 )中， 如圖11所示，傳輸開關(guān)102和復位開關(guān)103被分別獨立地設(shè)置，且包 括轉(zhuǎn)換元件101的光電轉(zhuǎn)換元件和用于連接所述開關(guān)元件的接觸孔 109被分別獨立地提供在一個像素內(nèi)。因此，例如，即4吏當在某個像 素中在復位開關(guān)103的接觸孔109中出現(xiàn)連接故障時，如果傳輸開關(guān) 102是正常的，則一些種類的轉(zhuǎn)換元件的信號也能被讀取，因此，經(jīng) 常存在在缺陷檢查過程中難以指出缺陷像素的情況。
而且，盡管接觸孔的尺寸通常例如到達10 jim到20 jim的程度， 但當如圖11中所示像素間距(pitch ) dl和d2較大到達200 nm的程 度時，這種接觸孔的這樣的尺寸也不導致任何大的問題，且可以自由 地設(shè)置各開關(guān)元件。
與此相比，當需要類似于乳房X線照片(mammogram)的高清 晰度圖像時，圖像間距變得較小，但到達100 nm的程度的像素間距 d3和d4是兩個開關(guān)元件可以被設(shè)置在一個像素內(nèi)的極限，如圖12中 所示。而且，當像素間距d3和d4變得較小諸如80nm和50nm時， 存在接觸孔109最終與諸如柵極配線(wiring) 105和信號配線106 的各配線重疊的可能性。
當輻射成像傳感器面板內(nèi)的層間絕緣層的膜厚度出現(xiàn)波動時，接 觸孔109的尺寸發(fā)生波動。結(jié)果，在輻射成像傳感器面板內(nèi)各配線和 轉(zhuǎn)換元件101之間的寄生電容發(fā)生波動，且這導致靈敏度的波動。為 了防止這種波動，例如，當柵極配線105被制造得薄時，柵極配線105 的電阻變得較大。從而，施加到柵極配線105的柵極驅(qū)動脈沖變得較 小。因此，為了通過傳輸開關(guān)102進行充分的信號的傳輸，傳輸開關(guān) 102的導電時間增加，且讀取速度降低。而且，例如，當信號配線106 被制造得薄時，信號配線106的電阻變得較大，且這增大噪聲，導致 S/N即靈敏度最終被降低。即，在任一情況中，都可能導致特性劣化。
從上清楚可見，本發(fā)明的目的是，防止具有小的像素間距的成像 設(shè)備和輻射成像設(shè)備中的特性劣化，且能夠在缺陷檢查過程中容易地 指出缺陷像素。
作為解決上述問題的手段，本發(fā)明提供一種光電轉(zhuǎn)換設(shè)備，在所 述光電轉(zhuǎn)換設(shè)備中，像素被二維地設(shè)置在絕緣基板上，所述像素包括 將至少光信號轉(zhuǎn)換成電信號的轉(zhuǎn)換元件、電連接到轉(zhuǎn)換元件的信號傳 輸開關(guān)、以及電連接到轉(zhuǎn)換元件且施加偏壓到轉(zhuǎn)換元件的復位開關(guān)， 其中，通過公共接觸孔電連接轉(zhuǎn)換元件、信號傳輸開關(guān)和復位開關(guān)。
可以將閃爍體設(shè)置在上述轉(zhuǎn)換元件上以構(gòu)成輻射成像設(shè)備，所述 閃爍體將諸如X射線、Y射線或a射線和P射線的微粒射線的輻射轉(zhuǎn) 換成光。
而且，本發(fā)明提供一種輻射成像設(shè)備，在所述輻射成像設(shè)備中， 像素被二維地設(shè)置在絕緣基板上，所述像素包括將至少輻射轉(zhuǎn)換成電 信號的轉(zhuǎn)換元件、電連接到轉(zhuǎn)換元件的信號傳輸開關(guān)、以及電連接到
轉(zhuǎn)換元件且施加偏壓到轉(zhuǎn)換元件的復位開關(guān)，其中，通過^^共接觸孔 電連接轉(zhuǎn)換元件、信號傳輸開關(guān)和復位開關(guān)。
根據(jù)本發(fā)明，容易在缺陷檢查過程中指出缺陷像素。而且，即使 在具有小的像素間距的成像設(shè)備和輻射成像設(shè)備中也能防止特性劣 化。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將從下面結(jié)合附圖進行的描述而變得 明顯，在附圖中，相似的附圖標記在所有附圖中指代相同或類似的部 件。


被并入說明書中并構(gòu)成說明書一部分的

本發(fā)明的實施 例，且與描述一起，用于解釋本發(fā)明的原理。
圖l是解釋作為本發(fā)明第一實施例的輻射成像設(shè)備的頂視圖2是沿圖1中線2-2切取以解釋作為本發(fā)明第一實施例的輻
射成像設(shè)備的剖面圖3是解釋作為本發(fā)明第二實施例的輻射成像設(shè)備的頂視圖； 圖4是沿圖3中線4-4切取以解釋作為本發(fā)明第三實施例的輻
射成像設(shè)備的剖面圖5是解釋作為本發(fā)明第三實施例的輻射成像設(shè)備的剖面圖； 圖6是解釋作為本發(fā)明第四實施例的輻射成像設(shè)備的剖面圖7是在像素間距為50 fim的情況下比較例的輻射成像設(shè)備的頂
視圖8是沿圖7中線8-8切取的剖面圖9是根據(jù)本發(fā)明第五實施例的平坦型輻射成像設(shè)備的頂視圖； 圖IO是解釋將本發(fā)明的輻射成像設(shè)備應用到X射線診斷系統(tǒng)的 例子的示意圖11是解釋傳統(tǒng)的輻射成像設(shè)備的頂視圖；以及 圖12是解釋傳統(tǒng)的輻射成像設(shè)備的問題的頂視圖。
具體實施例方式
下面，將參考附圖詳細描述執(zhí)行本發(fā)明的最佳模式。在下面的描 述中，將采用輻射成像設(shè)備。使用閃爍體和光電轉(zhuǎn)換元件的輻射成像
設(shè)備被設(shè)置有將諸如X射線、Y射線或a射線和P射線的微粒射線轉(zhuǎn) 換成可見光的閃爍體，且這種成像設(shè)備是本發(fā)明的成像設(shè)備的最佳模 式。在下面的描述中，將示出檢測X射線的輻射檢測器的例子。而且， 本發(fā)明也適于應用到檢測紅外線的成像設(shè)備。 笫一實施例
將使用附圖描述根據(jù)本發(fā)明第一實施例的輻射成像設(shè)備。圖l是 本發(fā)明的輻射成像設(shè)備的一個像素的頂視圖，且圖2是沿圖1中線2 -2切取的剖面圖。
本實施例中的輻射成像設(shè)備包括形成MIS型光電轉(zhuǎn)換元件的層 疊型輻射成像傳感器面板，所述MIS型光電轉(zhuǎn)換元件包括在傳輸開關(guān) (傳輸TFT )和復位開關(guān)(復位TFT )的上部之上的轉(zhuǎn)換元件。而且， 這種設(shè)備是包括位于這些開關(guān)上用于將X射線轉(zhuǎn)換成諸如可見光的光 的閃爍體的間接型輻射成像設(shè)備。
將使用圖1和2描述本實施例的輻射探測器的配置。
在圖1中，附圖標記l表示諸如光電轉(zhuǎn)換元件的轉(zhuǎn)換元件，所述 光電轉(zhuǎn)換元件將諸如入射的可見光的光轉(zhuǎn)換成電荷。附圖標記2表示 用于傳輸由轉(zhuǎn)換元件1轉(zhuǎn)換的電荷的傳輸開關(guān)。附圖標記3表示用于 復位轉(zhuǎn)換元件l的復位開關(guān)。在轉(zhuǎn)換元件l上設(shè)置有將沒有示出的入 射的X射線轉(zhuǎn)換成諸如可見光的光的閃爍體。這里，傳輸開關(guān)是傳輸 TFT，且復位開關(guān)是復位TFT。附圖標記4表示用于施加偏壓到轉(zhuǎn)換 元件1的偏壓配線，且附圖標記5表示用于將柵極驅(qū)動脈沖從驅(qū)動裝 置(沒有示出)給至傳輸開關(guān)2的柵極配線。附圖標記6表示用于將 由傳輸開關(guān)2傳輸?shù)碾姾蓚鬏數(shù)阶x取裝置(沒有示出)的信號配線。 附圖標記7表示用于將柵極驅(qū)動脈沖從驅(qū)動裝置(沒有示出)給至復 位開關(guān)3的柵極配線，且附圖標記8表示用于給予偏壓以復位轉(zhuǎn)換元 件l的復位配線。附圖標記9表示接觸孔，所述接觸孔電連接轉(zhuǎn)換元
件1的源極電極或漏極電極和傳輸開關(guān)2或者復位開關(guān)3的源極電極 或漏極電極。
如圖2中所示，傳輸開關(guān)2和復位開關(guān)3包括第一導電層11、第 一絕緣層12、第一半導體層13、第一雜質(zhì)半導體層14和第二導電層 15,其全部被分別形成在絕緣基板10上。這里，第一導電層ll被用 作傳輸開關(guān)2和復位開關(guān)3的柵極電極與柵極配線5和7，且第一絕 緣層12被用作柵極絕緣膜。而且，第一半導體層13被用作傳輸開關(guān) 2和復位開關(guān)3的溝道，且第一雜質(zhì)半導體14被用作歐姆接觸層。而 且，第二導電層15被用作傳輸開關(guān)2和復位開關(guān)3的源極電極或漏極 電極、信號配線6和復位配線8。在那個層上，提供層間絕緣層16， 并且進一步在該層間絕緣層16上，層疊包括轉(zhuǎn)換元件1的MIS型光 電轉(zhuǎn)換元件。包括轉(zhuǎn)換元件1的MIS型光電轉(zhuǎn)換元件由第三導電層 17、第二絕緣層18、第二半導體層19、第二雜質(zhì)導體層20、第四導 電層21和第五導電層26制成。這里，第三導電層17被用作MIS型 光電轉(zhuǎn)換元件的下電極，且第二絕緣層18被用作MIS型光電轉(zhuǎn)換元 件的絕緣層。而且，第二半導體層19被用作MIS型光電轉(zhuǎn)換元件的 光電轉(zhuǎn)換層，且第二雜質(zhì)半導體層20被用作MIS型光電轉(zhuǎn)換元件的 具有空穴阻擋效果的歐姆接觸層和上電極。而且，第四導電層21被用 作MIS型光電轉(zhuǎn)換元件的偏壓配線4，且第五導電層26被用作MIS 型光電轉(zhuǎn)換元件的上電極。而且，在那個層上，形成第三絕緣層(保 護層)22、鈍化層23、粘合層24、以及將X射線轉(zhuǎn)換成諸如可見光 的光的諸如Csl的閃爍體25。閃爍體25被設(shè)置在碳板或膜(沒有示 出)上，其通過粘合層24被一起膠合到輻射成像傳感器面板。
傳輸開關(guān)2的源極電極和漏極電極之一與復位開關(guān)3的源極電極 和漏極電極之一包括公共的第二導電層15，且第二導電層15是公共 的電極。然而，可以設(shè)想公共的第二導電層15包括將傳輸開關(guān)2的源 極電極和漏極電極之一、復位開關(guān)3的源極電極和漏極電極之一、以 及傳輸開關(guān)2和復位開關(guān)3的電極之一連接在一起的配線。在那種情 況下，公共的第二導電層15的一部分包括傳輸開關(guān)的源極電極和漏極
電極之一與復位開關(guān)3的源極電極和漏極電極之一。
這里，在本實施例中，作為光電轉(zhuǎn)換元件的下電極的第三導電層 17與傳輸開關(guān)2的源極電極和漏極電極之一 (第二導電層15 )通過接 觸孔9連接。而且，光電轉(zhuǎn)換元件的下電極(第三導電層17)與復位 開關(guān)3的源極電極和漏極電極之一 (第二導電層15 )通過接觸孔9連 接。即，通過一個公共的接觸孔9，連接變成光電轉(zhuǎn)換元件的轉(zhuǎn)換元 件l、傳輸開關(guān)2和復位開關(guān)3。
從而，當連接故障出現(xiàn)在接觸孔9中時，光電轉(zhuǎn)換元件的信號不 被讀取，因此在缺陷檢查過程中指出缺陷像素是容易的。
而且，盡管本實施例的輻射成像設(shè)備的像素間距d5和d6各為 80 nm，但即使當接觸孔9的直徑被制成20 nm以便通過穿過層間絕 緣層設(shè)置光電轉(zhuǎn)換元件來實現(xiàn)層疊型，也可以設(shè)置兩個開關(guān)元件。即， 在本實施例中，因為在一個像素內(nèi)只有一個接觸孔存在，所以可以在 一個像素內(nèi)設(shè)置兩個TFT，而不會使得柵極線5和7與信號線6的線 寬度細。即，對于兩個開關(guān)元件，用于連接到光電轉(zhuǎn)換元件的接觸孔 9被共用，使得一個像素內(nèi)占有接觸孔的面積的比率被降低，且即使 在小間距的像素中也可以容易地確保用于設(shè)置兩個開關(guān)元件的面積。
從上可知，本實施例的輻射成像設(shè)備能夠在缺陷像素檢查過程中 容易地指出缺陷像素，而且即使在輻射成像設(shè)備具有小的像素間距的 情況下也能夠防止特性的劣化。
順便提及，盡管只有一個像素被示出在圖1中，實際上，例如2000 x 2000個像素被設(shè)置在絕緣基板10上，且配置光電成像傳感器面板。 而且，在本實施例中，已經(jīng)示出了組合光電轉(zhuǎn)換元件和閃爍體的間接 輻射成像設(shè)備。然而，代替光電轉(zhuǎn)換元件，在使用將直接將諸如x射 線、y射線或a射線和P射線的微粒射線轉(zhuǎn)換成電荷的諸如非晶硒的 半導體層夾在電極之間的轉(zhuǎn)換元件(下面，稱為直接轉(zhuǎn)換型元件)的 直接型輻射成像設(shè)備中能夠獲得相同效果。而且，間接型輻射成像設(shè) 備的轉(zhuǎn)換元件可以使用MIS型光電轉(zhuǎn)換元件的另一類型的光電轉(zhuǎn)換 元件，例如PIN型光電轉(zhuǎn)換元件。而且，關(guān)于間接輻射成像設(shè)備的像
素的結(jié)構(gòu)，可以提供光電轉(zhuǎn)換元件和開關(guān)元件被包括在相同層中的平 坦型或光電轉(zhuǎn)換元件被形成在開關(guān)元件上的層疊型。此外，在本實施
例中，盡管示出了碳板和膜被提供有諸如Csl的閃爍體層以通過粘合 層24被一起膠合到輻射成像傳感器面板的例子，但是諸如Csl的閃爍 體材料可以被直接層疊在鈍化層23上。 第二實施例
下面，將使用附圖描述根據(jù)本發(fā)明第二實施例的輻射成像設(shè)備。 圖3是本實施例的輻射成像設(shè)備的一個像素的頂視圖，且圖4是沿圖 3中線4-4切取的剖面圖。
本實施例中的輻射成像設(shè)備具有設(shè)置有MIS型光電轉(zhuǎn)換元件的 層疊型輻射成像設(shè)備基板，所述MIS型光電轉(zhuǎn)換元件包括在傳輸開關(guān) (傳輸TFT )和復位開關(guān)(復位TFT )的上部之上的轉(zhuǎn)換元件。而且， 位于層疊型輻射成像設(shè)備基板上，是具有用于將X射線轉(zhuǎn)換成諸如可 見光的光的閃爍體的間接輻射成像設(shè)備。本實施例的輻射成像設(shè)備的 等效電路圖與圖13相同，且其操作原理與使用圖11到14所描述的傳 統(tǒng)輻射成像設(shè)備相同，因此這里將省略其描述。
將使用圖3和4描述本實施例的輻射成像設(shè)備的配置。
在圖3中，附圖標記l表示諸如光電轉(zhuǎn)換元件的轉(zhuǎn)換元件，所述 光電轉(zhuǎn)換元件將諸如入射的可見光的光轉(zhuǎn)換成電荷。附圖標記2表示 用于傳輸由轉(zhuǎn)換元件1轉(zhuǎn)換的電荷的傳輸開關(guān)。附圖標記3表示用于 復位轉(zhuǎn)換元件1的復位開關(guān)。在轉(zhuǎn)換元件l上設(shè)置有將沒有示出的入 射的X射線轉(zhuǎn)換成諸如可見光的光的閃爍體。這里，傳輸開關(guān)是傳輸 TFT，且復位開關(guān)是復位TFT。附圖標記4表示用于施加偏壓到轉(zhuǎn)換 元件1的偏壓配線，且附圖標記5表示用于將柵極驅(qū)動脈沖從驅(qū)動裝 置(沒有示出)給至傳輸開關(guān)2的柵極配線。附圖標記6表示用于將 傳輸開關(guān)2傳輸?shù)碾姾蓚魉偷阶x取裝置(沒有示出)的信號配線。附 圖標記7表示用于將柵極驅(qū)動脈沖從驅(qū)動裝置(沒有示出)給至復位 開關(guān)3的柵極配線，且附圖標記8表示用于給予偏壓以復位轉(zhuǎn)換元件 1的復位配線。附圖標記9表示接觸孔，所述接觸孔電連接轉(zhuǎn)換元件1
的源極電極或漏極電極和傳輸開關(guān)2和復位開關(guān)3的源極電極或漏極 電極。
如圖4中所示，傳輸開關(guān)2和復位開關(guān)3包括第一導電層11、第 一絕緣層12、第一半導體層13、第四絕緣層28、第一雜質(zhì)半導體層 14和第二導電層15，它們?nèi)勘恍纬稍诮^緣基板10上。這里，第一 導電層11被用作傳輸開關(guān)2和復位開關(guān)3的柵極電極與柵極配線5 和7,且第一絕緣層12被用作柵極絕緣膜。而且，第一半導體層13 被用作傳輸開關(guān)2和復位開關(guān)3的溝道，且第一雜質(zhì)半導體層14被用 作歐姆接觸層。而且，第二導電層15被用作傳輸開關(guān)2和復位開關(guān)3 的源極電極或漏極電極、信號配線6和復位配線8。在那個層上，第 五絕緣層(保護層)27和層間絕緣層16被提供，且進一步在該層間 絕緣層16上，層疊包括轉(zhuǎn)換元件1的MIS型光電轉(zhuǎn)換元件。包括轉(zhuǎn) 換元件1的MIS型光電轉(zhuǎn)換元件由第三導電層17、第二絕緣層18、 第二半導體層19、第二雜質(zhì)半導體層20、第四導電層21和第五導電 層26制成。這里，第三導電層17被用作MIS型光電轉(zhuǎn)換元件的下電 極，且第二絕緣層18被用作MIS型光電轉(zhuǎn)換元件的絕緣層。而且， 第二半導體層19被用作MIS型光電轉(zhuǎn)換元件的光電轉(zhuǎn)換層，且第二 雜質(zhì)半導體層20被用作MIS型光電轉(zhuǎn)換元件的具有空穴阻擋效果的 歐姆接觸層。而且，第四導電層21被用作MIS型光電轉(zhuǎn)換元件的上 電極或偏壓配線4，且第五導電層26被用作MIS型光電轉(zhuǎn)換元件的 上電極。而且，在那個層上，形成第三絕緣層22、鈍化層23、以及將 X射線轉(zhuǎn)換成諸如可見光的光的諸如Csl的閃爍體層25。閃爍體層25 被直接層疊且形成在鈍化層23上。
傳輸開關(guān)2的源極電極和漏極電極之一與復位開關(guān)3的源極電極 和漏極電極之一包括公共的第二導電層15，且第二導電層15是公共 的電極。然而，可以設(shè)想公共的第二導電層15包括將傳輸開關(guān)2的源 極電極和漏極電極之一、復位開關(guān)3的源極電極和漏極電極之一、以 及傳輸開關(guān)2和復位開關(guān)3的電極之一連接到一起的配線。在那種情 況下，公共的第二導電層15的一部分包括傳輸開關(guān)2的源極電極和漏
極電極之一與復位開關(guān)3的源極電極和漏極電極之一。
這里，在本實施例中，作為光電轉(zhuǎn)換元件的下電極的第三導電層 17與傳輸開關(guān)2的源極電極和漏極電極之一 (第二導電層15 )通過接 觸孔9連接。而且，光電轉(zhuǎn)換元件的下電極(第三導電層17)與復位 開關(guān)3的源極電極和漏極電極之一 (第二導電層15)通過接觸孔9連 接。即，通過一個公共的接觸孔9，連接變成光電轉(zhuǎn)換元件的轉(zhuǎn)換元 件l、傳輸開關(guān)2和復位開關(guān)3。
從而，當連接故障出現(xiàn)在接觸孔9中時，光電轉(zhuǎn)換元件的信號不 能被讀取，因此在缺陷檢查過程中指出缺陷像素是容易的。
而且，盡管本實施例的輻射成像設(shè)備的像素間距d5和d6各為 80 nm，但即使當接觸孔9的尺寸被制成20 nm以便通過穿過層間絕 緣層設(shè)置光電轉(zhuǎn)換元件來實現(xiàn)層疊型，也可以設(shè)置兩個開關(guān)元件。即， 在本實施例中，因為在一個像素內(nèi)只有一個接觸孔存在，所以可以在 一個像素內(nèi)設(shè)置兩個TFT，而不會使得柵極線5和7與信號線6的線 寬度細。即，對于兩個開關(guān)元件，用于連接到光電轉(zhuǎn)換元件的接觸孔 被共用，使得一個像素內(nèi)接觸孔所占面積的比率被降低，且即使在小 間距的像素中也可以容易地確保用于設(shè)置兩個開關(guān)元件的面積。
而且，與第一實施例不同，不允許在接觸孔9上設(shè)置偏壓配線4。 結(jié)果，即使當接觸孔9是深的時，偏壓配線4的圖案化在抗蝕劑膜厚 度是均勻的區(qū)域中也是可能的，且因此可以實現(xiàn)工藝的更大穩(wěn)定性。 這里，盡管偏壓配線4的設(shè)置方向與柵極配線5和7平行，但如果偏 壓配線4被設(shè)置在不是設(shè)置在接觸孔9上的位置上，則它可以被設(shè)置 成與信號配線6平行。
從上可知，本實施例的輻射成像設(shè)備能夠在缺陷像素檢查過程中 容易地指出缺陷像素，且即使在具有小的像素間距的輻射成像設(shè)備的 情況下仍能夠防止特性的劣化。
順便提及，盡管僅一個像素被示出在圖3中，但實際上，例如2000 x 2000個像素被設(shè)置在絕緣基板10上，且配置光電成像傳感器面板。 而且，在本實施例中，已經(jīng)示出了組合具有光電轉(zhuǎn)換元件的轉(zhuǎn)換元件 和閃爍體的間接輻射成像設(shè)備。然而，代替光電轉(zhuǎn)換元件，在使用將
直接將諸如X射線、Y射線或oc射線和P射線的微粒射線轉(zhuǎn)換成電荷 的諸如非晶硒的半導體層夾在電極之間的轉(zhuǎn)換元件的直接型輻射成像
設(shè)備中能夠獲得同樣效果。而且，間接型輻射成像設(shè)備的轉(zhuǎn)換元件可 以使用MIS型光電轉(zhuǎn)換元件的另一類型的光電轉(zhuǎn)換元件，例如PIN 型光電轉(zhuǎn)換元件。而且，關(guān)于間接輻射成像設(shè)備的像素的結(jié)構(gòu)，可以 提供其中半導體轉(zhuǎn)換元件和開關(guān)元件被包括在相同層中的平坦型或其 中光電轉(zhuǎn)換元件被形成在開關(guān)元件上的層疊型。
而且，在本實施例中，盡管諸如CsI的閃爍體材料被直接層疊在 鈍化層23上，但可以在碳板和膜上提供諸如Csl的閃爍體層，以便通 過粘合層被一起粘合到輻射成像傳感器面板。
而且，在上述第一和第二實施例中，當接觸孔被制成公共的時， 可能不一定使用公共的電極(這適用于后面將描述的第三到第五實施 例)。這是因為，即使當傳輸開關(guān)2的源極電極或漏極電極中的一個 和復位開關(guān)3的源極電極或漏極電極中的一個不是公共的電極時，如 果傳輸開關(guān)2和復位開關(guān)3的源極電極或漏極電極的端部被形成在接 觸孔內(nèi)，也能夠產(chǎn)生公共的連接。 第三實施例
以下，將使用附圖描述根據(jù)第三實施例的輻射成像設(shè)備。圖5是 本實施例的輻射成像設(shè)備的剖面圖，且是相當于圖1中線2-2的剖面 圖。與圖2相同的部件部分將被附上相同的附圖標記，且將省略其描 述。
本實施例涉及一種直接型輻射成像設(shè)備，代替示出第 一實施例的 圖2的光電轉(zhuǎn)換元件，所述直接型輻射成像設(shè)備使用將直接將諸如X 射線、Y射線或a射線和P射線的微粒射線轉(zhuǎn)換成諸如可見射線的光 的諸如非晶硒的半導體層夾在電極之間的轉(zhuǎn)換元件。本實施例描述類 似于第 一和第二實施例允許X射線進入輻射檢測器的情況。
圖5的本實施例的輻射成像設(shè)備和圖2中所示第一實施例的輻射 成像設(shè)備之間的差異點如下。第一個差異點是，圖5所示本實施例的 輻射成像設(shè)備被配置成使用直接將x射線轉(zhuǎn)換成電荷的轉(zhuǎn)換元件，因
此，沒有被提供閃爍體25和粘合層24。第二個差異點是，由于直接 將輻射轉(zhuǎn)換成電荷的諸如非晶硒的半導體層被夾在電極之間，所以用 第三雜質(zhì)半導體層30代替第二絕緣層18。
在如上所述笫一到第三實施例中，已經(jīng)描述了例子，其中，如圖 l和3中所示，在其中形成傳輸開關(guān)2和復位開關(guān)3的大致正方形區(qū) 域上設(shè)置轉(zhuǎn)換元件，以使它穿過層間絕緣層16正好被容納在那個區(qū)域 中。然而，其中設(shè)置轉(zhuǎn)換元件(包括第三實施例的直接轉(zhuǎn)換型的轉(zhuǎn)換 元件)1的區(qū)域不是必須被設(shè)置在其中形成傳輸開關(guān)2和復位開關(guān)3 的區(qū)域上。即，層疊型輻射成像設(shè)備可以是這樣的轉(zhuǎn)換元件1、傳 輸開關(guān)2和復位開關(guān)3通過接觸孔連接。而且，轉(zhuǎn)換元件可以是諸如 蜂窩形狀的另一形狀，而不是正方形形狀。此外，盡管包括轉(zhuǎn)換元件、 傳輸開關(guān)和復位開關(guān)的像素的設(shè)置已經(jīng)在圖13中被示為矩陣圖案，但 它可以是二維圖案，例如蜂窩圖案。
第四實施例
下面，將使用附圖描述根據(jù)本發(fā)明第四實施例的輻射成像設(shè)備。 圖6是本實施例的輻射成像設(shè)備的剖面圖。與圖2相同的部件部分將 被附上相同的附圖標記，且將省略其描述。
第一到第三實施例被提供設(shè)置有MIS型光電轉(zhuǎn)換元件的層疊型 輻射成像基板，所述MIS型光電轉(zhuǎn)換元件包括在傳輸開關(guān)和復位開關(guān) 的上部之上的轉(zhuǎn)換元件。本實施例通過去除傳輸開關(guān)和復位開關(guān)的上 部來形成光電轉(zhuǎn)換元件。在這樣的配置中，在已經(jīng)形成光電轉(zhuǎn)換元件 之后，即使當發(fā)現(xiàn)諸如在傳輸開關(guān)和復位開關(guān)的源極電極和漏極電極 之間的短路的缺陷時，也能夠進行用激光去除缺陷部分的修理。 第五實施例
下面，當描述本發(fā)明的第五實施例時，將通過與其中在一個像素 它: 1 —> 、 、、.'、.
圖7是像素間距為50 nm的比較例的輻射成像設(shè)備的頂視圖，且
圖8是沿圖7中線8-8切取的剖面圖。圖9是根據(jù)本發(fā)明第五實施例 的平坦型輻射成像設(shè)備的頂視圖。與圖l和2相同的部件部分將被附 上相同的附圖標記，且將省略其描述。
如圖8中所示，在平坦型的情況下，能夠用相同層同時形成作為 光電轉(zhuǎn)換元件的轉(zhuǎn)換元件1、傳輸開關(guān)(這里，傳輸TFT) 2和復位 開關(guān)(這里，復位TFT)3。即，用相同的第一半導體層13形成光電 轉(zhuǎn)換元件l的光電轉(zhuǎn)換層、以及傳輸開關(guān)2和復位開關(guān)3的溝道層。 而且，用相同的第一雜質(zhì)半導體層14形成轉(zhuǎn)換元件1的具有空穴阻擋 效果的歐姆接觸層、傳輸開關(guān)2、以及復位開關(guān)3的歐姆接觸層。
這里，因為平坦型不設(shè)置層間絕緣膜16,所以能夠以到達10nm 的程度的直徑形成接觸孔91和92。
然而，如圖7所示，當像素間距d6被制成50 nm時，偏壓配線 4經(jīng)常被設(shè)置成不被上像素和下像素連接。
與此相比，在本實施例的平坦型輻射成像設(shè)備中，即使當像素間 距為50nm時，如圖9所示，在一個像素內(nèi)接觸孔9所占面積的比率 也被降低，因此使得易于設(shè)置偏壓配線4。而且，能夠獲得類似于其 它實施例的相同效果。 應用例子
圖10顯示將根據(jù)本發(fā)明的輻射成像設(shè)備應用到X射線診斷系統(tǒng) 的例子。
如圖10中所示，由X射線管6050產(chǎn)生的X射線6060透過病人 的胸部6062或測試對象6061，且入射到在上部安裝閃爍體(磷光體) 的輻射成像設(shè)備6040上。入射的X射線包含有關(guān)病人6061的內(nèi)部身 體的信息。對應于X射線的入射，閃爍體發(fā)光，且這受到光電轉(zhuǎn)換， 從而獲得電信息。這個信息被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息，且通過作為信號處理 裝置的圖像處理器6070受到圖像處理，且能夠通過作為控制室的顯示 裝置的顯示器6080被觀察到。
而且，這個信息能夠通過諸如電話線6090的傳送處理裝置被傳 輸?shù)竭h處，且能夠在變成安裝于另一處的醫(yī)生室中的顯示裝置的顯示
器6081中被顯示，或者能夠被存儲在諸如光盤的記錄裝置中，使得遠 處的醫(yī)生能夠給出診斷。而且，也能夠通過變成記錄裝置的膠片處理 器6100在變成記錄介質(zhì)的膠片6110中記錄這個信息。
因為可以作出本發(fā)明的許多顯然很不同的實施例而不脫離其精 神和范圍，所以要理解，本發(fā)明除了如權(quán)利要求中所限定之外不限于 其特定實施例。
本申請要求2006年1月27日提交的日本專利申請No. 2006-019032的優(yōu)先權(quán)，其在此通過參考而被并入。
權(quán)利要求
1.一種成像設(shè)備，包含絕緣基板；和設(shè)置在所述絕緣基板上的像素，所述像素包含用于將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的轉(zhuǎn)換元件；電連接到所述轉(zhuǎn)換元件的信號傳輸開關(guān)；和電連接到所述轉(zhuǎn)換元件并且用于施加偏壓到所述轉(zhuǎn)換元件的復位開關(guān)，其中，通過公共的接觸孔電連接所述轉(zhuǎn)換元件、所述信號傳輸開關(guān)和所述復位開關(guān)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1的成像設(shè)備，其中，所述信號傳輸開關(guān)的一 個電極被電連接到所述轉(zhuǎn)換元件，且所述復位開關(guān)的一個電極被電連 接到所述轉(zhuǎn)換元件，并且其中，從公共的導電層形成其至少一部分形成所述信號傳輸開關(guān) 的所述一個電極的導電層與其至少一部分形成所述復位開關(guān)的所述一 個電極的導電層，且通過所述公共的接觸孔形成所述公共的導電層和 所述轉(zhuǎn)換元件之間的電連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2的成像設(shè)備，其中，所述信號傳輸開關(guān)和所 述復位開關(guān)是薄膜晶體管，且所述信號傳輸開關(guān)的所述一個電極和所 述復位開關(guān)的所述一個電極是所述薄膜晶體管的源極電極或漏極電 極。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1的成像設(shè)備，其中，所述信號傳輸開關(guān)和所 述復位開關(guān)被設(shè)置在所述絕緣基板上，并且其中，所述轉(zhuǎn)換元件被設(shè)置在所述絕緣基板上排除其中形成所述 信號傳輸開關(guān)和所述復位開關(guān)的區(qū)域的至少一部分的區(qū)域中。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1的成像設(shè)備，其中，所述信號傳輸開關(guān)和所 述復位開關(guān)被設(shè)置在所述絕緣基板上，并且其中，所述轉(zhuǎn)換元件通過絕緣層被設(shè)置在所述絕緣基板上包括其中設(shè)置所述信號傳輸開關(guān)和所述復位開關(guān)的區(qū)域的區(qū)域中。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像設(shè)備，其中，在所述轉(zhuǎn)換元件上 設(shè)置將輻射轉(zhuǎn)換成光的閃爍體。
7、 一種輻射成像設(shè)備，包含 絕緣基板；和設(shè)置在所述絕緣基板上的像素，所述像素包含 將輻射轉(zhuǎn)換成電信號的轉(zhuǎn)換元件； 電連接到所述轉(zhuǎn)換元件的信號傳輸開關(guān)；和 電連接到所述轉(zhuǎn)換元件且用于施加偏壓到所述轉(zhuǎn)換元件的復位開關(guān)，其中，通過公共的接觸孔電連接所述轉(zhuǎn)換元件、所述信號傳輸開 關(guān)和所述復位開關(guān)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7的輻射成像設(shè)備，其中，所述信號傳輸開關(guān)的一個電極被電連接到所述轉(zhuǎn)換元件，且所述復位開關(guān)的一個電極被電連接到所述轉(zhuǎn)換元件，并且其中，其至少一部分形成所述信號傳輸開關(guān)的所述一個電極的導 電層與其至少一部分形成所述復位開關(guān)的所迷一個電極的導電層包含公共的導電層，且通過所述公共的接觸孔形成所述公共的導電層和所 述轉(zhuǎn)換元件之間的電連接。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8的輻射成像設(shè)備，其中，所述信號傳輸開關(guān) 和所述復位開關(guān)是薄膜晶體管，且所述信號傳輸開關(guān)的所述一個電極 和所述復位開關(guān)的所述一個電極是所述薄膜晶體管的源極電極或漏極 電極。
10、 根據(jù)權(quán)利要求7的成像設(shè)備，其中，所述信號傳輸開關(guān)和所 述復位開關(guān)被設(shè)置在所述絕緣基板上，并且其中，所述轉(zhuǎn)換元件被設(shè)置在所述絕緣基板上排除其中形成所述 信號傳輸開關(guān)和所述復位開關(guān)的區(qū)域的至少一部分的區(qū)域中。
11、 根據(jù)權(quán)利要求7的成像設(shè)備，其中，所述信號傳輸開關(guān)和所 述復位開關(guān)被設(shè)置在所述絕緣基板上，并且其中，所述轉(zhuǎn)換元件通過絕緣層被設(shè)置在所述絕緣基板上包括其 中設(shè)置所述信號傳輸開關(guān)和所述復位開關(guān)的區(qū)域的區(qū)域中。
12、 一種輻射成像系統(tǒng)，包含根據(jù)權(quán)利要求6或7的輻射成像設(shè)備；處理來自所述輻射檢測器的信號的信號處理裝置；用于記錄來自所述信號處理裝置的信號的記錄裝置；用于顯示來自所述信號處理裝置的信號的顯示裝置；用于傳送來自所述信號處理裝置的信號的傳送處理裝置；和用于產(chǎn)生所述輻射的輻射源。
全文摘要
包括光電轉(zhuǎn)換元件1、電連接到所述光電轉(zhuǎn)換元件的信號傳輸TFT(薄膜晶體管)2、以及電連接到所述光電轉(zhuǎn)換元件且用于施加偏壓到所述光電轉(zhuǎn)換元件的復位TFT 3的像素被二維地設(shè)置在絕緣基板上，且通過公共的接觸孔9電連接光電轉(zhuǎn)換元件1、信號傳輸TFT 2和復位TFT 3。從公共的導電層形成所述信號傳輸TFT 2的源極電極或漏極電極與所述復位TFT 3的源極電極或漏極電極。
文檔編號G01T1/24GK101375397SQ20078000360
公開日2009年2月25日 申請日期2007年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月27日
發(fā)明者望月千織, 渡邊實, 石井孝昌 申請人:佳能株式會社