專利名稱：轉換設備，放射線檢測設備和放射線檢測系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及應用于醫(yī)療圖像診斷設備、無損檢測設備、使用放射 線的分析器等的轉換設備，使用該轉換設備的放射線檢測設備，和放射線檢測系統(tǒng)。在下面的說明中，可見光等的電磁波、X射線、a射 線、p射線、Y射線等包括在放射線中。
背景技術：
按照慣例，用于醫(yī)療圖像診斷的放射線照相術被分成用于獲得靜 態(tài)圖像的諸如X射線照相術之類的普通放射線照相術，和用于獲得運 動圖像的熒光放射線照相術。有需要時，選擇包括成像設備和圖像拾 取設備的每種放射線照相術。在常規(guī)的普通放射線照相術中，主要實現(xiàn)下面說明的兩種系統(tǒng)。 一種系統(tǒng)是屏片成像(下面簡稱為SF成像)系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用通過結合 熒光屏和膠片而準備的屏片(screen film)，進行通過膠片曝光、顯 影和定影的成像。另一種系統(tǒng)是計算機化放射線照相術成像(下面簡稱 為CR成像)系統(tǒng)，該系統(tǒng)把放射線圖像記錄成光刺激熒光體中的潛 像，用激光掃描光刺激熒光體，從而輸出與潛像一致的光學信息，并 由傳感器讀出輸出的光學信息。但是，在常規(guī)的普通放射線照相術中， 一直存在獲得放射線圖像的過程復雜的問題。獲得的放射線圖像可被 轉換成數(shù)字數(shù)據(jù)，不過是間接數(shù)字化的。從而，出現(xiàn)為了獲得數(shù)字化 的放射線圖像數(shù)據(jù)，需要花費許多時間的問題。其次，在常規(guī)的熒光放射線照相術中，主要采用圖像增強器放射 線照相術(下面簡稱為I丄放射線照相術)系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用熒光材料和 電子管。但是，在常規(guī)的熒光放射線照相術中， 一直存在由于電子管 的使用，設備尺寸大的問題。由于視野(檢測區(qū))較小，電子管的使用導致難以獲得具有較大面積的圖像。此外， 一直存在由于電子管的使 用，所獲得的圖像的分辨率較低的問題。從而近年來，注意力一直集中在通過把具有用于把來自熒光材料二維矩;^構成的傳感器'面板上。 一特別地，注意力一直集中在平板檢測器(下面簡稱為FPD)上，其中在絕緣襯底上成二維矩陣地排列具有 由非單晶半導體，比如無定形硅(下面簡稱為a-Si)等制備的轉換元件 和由非單晶半導體制備的薄膜晶體管(下面簡稱為TFT)的多個像素。通過借助轉換元件把具有圖像信息的放射線轉換成電荷，并通過 開關元件讀取電荷，F(xiàn)PD能夠獲得基于圖像信息的電信號。因此，能 夠直接取得圖像信息作為來自FPD的數(shù)字信號信息，從而圖像數(shù)據(jù) 的操作(比如存儲、處理和傳輸)被簡化，使得能夠進一步使用放射 線圖像信息。FPD的諸如靈敏度之類的特征取決于放射線照相條件。 但是，與常規(guī)的SF或CR成像系統(tǒng)相比，證實了相同或更好的特性。 另外，由于能夠直接從FPD獲得具有圖像信息的電信號，因此與常 規(guī)的SF或CR成像系統(tǒng)相比，具有獲得圖像所必需的時間被縮短的 優(yōu)點。作為FPD，如國際申請公開No.WO 93/14418中所述， 一種PIN 型FPD已為人們所知，所述PIN型FPD ^f吏用通過把由a-Si和TFT 構成的PIN型光電二極管形成的多個像素排列成二維矩陣而構成的 傳感器面板。這種PIN型FPD具有層疊結構，其中構成PIN型光電 二極管的一層被置于在襯底上構成TFT的一層之上。如美國專利 No.6075256中所述， 一種MIS型FPD已為人們所知，所迷MIS型 FPD使用通過把由a-Si和TFT構成的MIS型光電傳感器形成的多個 像素排列成二維矩陣而構成的傳感器面板。這種MIS型FPD具有平 面結構，其中MIS型光電傳感器由和在襯底上構成TFT的層結構相 同的層結構配置。此外，如美國申請/>開No.2003-0226974中所述， 一種層疊結構的MIS型FPD已為人們所知，其中構成MIS型光電傳 感器的一層被置于在襯底上構成TFT的一層之上。下面參考附圖，以美國申請7^開No.2003-0226974為例子，說明 上面提及的FPD。為了簡化說明，將采用排列成3x3二維矩陣的FPD 的例子。圖10是表示在US 2003/0226974中說明的常規(guī)FPD的等效電路 的示意等效電路圖。圖11是在美國申請7〉開No.2003-0226974中描述 的常規(guī)FPD的一個像素的示意平面圖。圖12是沿圖11的12-12線的 示意剖視圖。在具有上述層疊結構的FPD的相交部分，配線由絕緣層相互絕 緣。但是，由于相交部分的可靠性受產(chǎn)量或圖像質量影響極大，因此 在配線之間要求很高的絕緣性。特別地，由光電轉換元件產(chǎn)生并由開 關元件傳送的信號電荷流向信號配線。從而，信號配線的寄生電容或 配線電阻的影響導致圖像信號的噪聲被輸出，產(chǎn)生不利地影響圖像信 號的可能性。特別地，靠小的膝光放射線劑量輸出信號電荷的放射線 檢測設備必須具有高的靈敏度，因為由于光電轉換元件產(chǎn)生的信號電 荷較少，噪聲影響較大。必須降低信號配線的寄生電容或配線電阻的 影響。從而，必須確保在信號配線和驅動配線的相交部分的絕緣，以 及在信號配線和偏壓配線(bias wiring)的相交部分的絕緣，這在信號 配線中引起寄生電容。尤其必須確保信號配線和偏壓配線之間的絕 緣。其原因將在下面說明。如上所述，在位于信號配線和驅動配線的相交部分的配線之間存 在與用于開關元件的那些層類似的第一絕緣層、第一半導體層和第一 雜質半導體層。由于這些層是在形成開關元件的過程中形成的，因此 層質量較高，并且第一絕緣層表現(xiàn)出很高的絕緣性能，因為它被用于 開關元件的柵極絕緣膜。從而，由于在位于相交部分的信號配線和驅 動配線之間，絕緣性能較高，因此厚厚地形成驅動配線，并且配線寬 度被縮小，以降低寄生電容的影響，從而也能夠降低噪聲的影響。另 一方面，在位于相交部分的信號配線和偏壓配線之間存在層間絕緣 層、第二絕緣層、第二半導體層和第二雜質半導體層。由于這些層是 在形成開關元件之后形成的，其形成溫度必定小于開關元件的耐受溫度。 一般來說，由于開關元件的耐受溫度小于形成溫度，因此在其上 層中形成的層間絕緣層是在比第一絕緣層的溫度低的溫度下形成的。 即使與第 一絕緣層類似的無機材料被用于層間絕緣層，由于形成溫度 較低，因此其絕緣性仍然較低。即使使用還用作平整膜的有機材料來 形成層間絕緣層(盡管不同于第 一絕緣層的情況)，其絕緣性能被降低， 因為在多數(shù)情況下，與無機材料相比，有機材料具有較低的絕緣性能。當使用MIS型光電傳感器時，布置可由和第一絕緣層相同的材料構成 的第二絕緣層，但是，和層間絕緣層的情況一樣，第二絕緣層是在比 第一絕緣層低的溫度下形成的。因此，第二絕緣層的絕緣性能低于第 一絕緣層。如上所述，信號配線和偏壓配線之間的相交部分的絕緣性 能低于信號配線和驅動配線之間的相交部分的絕緣性能。此外，要求降低在信號配線中引起噪聲的配線電阻。當通過其形 狀實現(xiàn)配線電阻的這種降低時， 一般來說，厚厚地或者較寬地形成配 線。但是，在通過把配線排列成矩陣而構成的FPD中，當寬度較大 地形成配線時，配線之間的相交部分的面積變大，這導致寄生電容的 增大。從而，不是較寬地形成配線。因此，主要通過厚厚地形成配線 來降低配線電容。但是，當厚厚地形成信號配線時，伴隨著梯級(step)的擴大。當 信號配線擴大梯級時，難以均勻地形成通過覆蓋信號配線而布置的層 間絕緣膜。當無機材料用來做層間絕緣膜時，難以厚厚地形成層間絕 緣膜。從而，難以形成把信號配線的側面覆蓋到和表面的厚度相似厚 度的層間絕緣膜。因此，在信號配線和偏壓配線之間的相交部分，在 信號配線的側面和偏壓配線之間，絕緣性能被降低，從而增大了泄漏 的可能性和產(chǎn)生不均勻行式映像(line image)的可能性。換句話說， 當為降低噪聲而厚厚地形成每個配線時，在配線之間發(fā)生泄漏。此外， 泄漏的避免導致噪聲方面的改進不足。發(fā)明內(nèi)容為了解決上述問題，做出了本發(fā)明，本發(fā)明的一個目的是提供一種通過在包括開關元件的開關元件層上堆疊包括光電轉換元件的光 電轉換元件層而構成的光電轉換設備，和放射線檢測設備，以避免由 配線之間的相交部分造成的泄漏，以及抑制噪聲。從而能夠獲得高的S/N比。因此，能夠獲得高圖像質量的圖像信息。按照本發(fā)明的轉換設備和放射線檢測設備包括絕緣襯底；包括 開關元件區(qū)和轉換元件區(qū)的像素區(qū)，在所迷開關元件區(qū)中，沿行和列 方向排列多個開關元件，每個開關元件包括布置在絕緣襯底上的第一 金屬層，布置在第一金屬層上的絕緣層，第一半導體層和第二金屬層， 在所述轉換元件區(qū)中，沿行和列方向排列多個轉換元件，每個轉換元 件包括由布置在開關元件區(qū)上的第三金屬層構成的下電極，布置在下 電極上的第二半導體層，和由布置在第二半導體層上的第四金屬層構 成的上電極，并且每個像素包括所述開關元件和轉換元件；包括第二 金屬層的多個信號配線，所述多個信號配線與列方向的多個開關元件 連接；包括第四金屬層的多個偏壓配線，所述多個偏壓配線與多個轉 換元件連接；在像素區(qū)之外的包括第四金屬層的外部信號配線部分， 所述外部信號配線部分與信號配線連接；和在像素區(qū)之外的包括第一 金屬層的外部偏壓配線部分，所述外部偏壓配線部分與多個偏壓配線 連接，其中外部信號配線和外部偏壓配線彼此相交。本發(fā)明的轉換設備和放射線檢測設備包括像素區(qū)，信號配線和偏 壓配線，所述像素區(qū)包括由布置在絕緣襯底上的第一金屬層、布置在 第一金屬層上的絕緣層、第一半導體層和第二金屬層形成的開關元 件，包括由在開關元件上形成的第三金屬層構成的下電極、布置在下 電極上的第二半導體層和由布置在第二半導體層上的第四金屬層構 成的上電極的轉換元件，以及行和列方向上的包括開關元件和轉換元 件的多個像素，信號配線與列方向的多個開關元件連接，偏壓配線與 多個轉換元件連接。在信號配線和偏壓配線之間的相交部分，每個信 號配線包括第四金屬層，每個偏壓配線包括第一金屬層。按照本發(fā)明，在像素區(qū)之外的信號配線和偏壓配線之間的相交部 分確保高的絕緣性能。從而，信號配線和偏壓配線之間的電容(它變成信號配線的寄生電容)被降低。從而能夠抑制增加到信號電荷中的噪聲，能夠獲得高S/N比的圖像信號。從而，能夠獲得高圖像質量的圖 像信息。此外，能夠布置厚的信號配線，并且降低信號配線的配線電 阻，從而能夠提高光電轉換設備和放射線檢測設備的靈敏度。結合附圖，根據(jù)下面的說明，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將是顯而 易見的，附圖中，相同的附圖標記表示相同或相似的部分。


包含在說明書中并構成說明書的一部分的附解說明本發(fā)明 的實施例，并且和下面的說明一起用于解釋本發(fā)明的原理。圖1是按照本發(fā)明的光電轉換設備和放射線檢測設備的概念平面圖；圖2是按照第一實施例的其中光電轉換設備和放射線檢測設備 的區(qū)域A的概念平面圖；圖3A和3B是按照第一實施例的光電轉換設備和放射線檢測設 備示意剖視圖；圖4是表示本發(fā)明的放大光電轉換設備和放射線檢測設備的另一例子的概念剖視圖；圖5是按照第二實施例的其中光電轉換設備和放射線檢測設備 的區(qū)域A的概念平面圖；圖6A和6B是按照第二實施例的光電轉換設備和放射線檢測設 備示意剖視圖；圖7是按照第三實施例的其中光電轉換設備和放射線檢測設備 的區(qū)域A的概念平面圖；圖8A和8B是按照第三實施例的光電轉換設備和放射線檢測設 備示意剖視圖；圖9是表示放射線檢測設備對本發(fā)明的放射線檢測系統(tǒng)的應用 的說明圖；圖IO是表示常規(guī)的光電轉換設備和常規(guī)的放射線檢測設備的概念平面圖；圖ll是表示常規(guī)的光電轉換設備和常規(guī)的放射線檢測設備的一 個像素的概念平面圖；圖12是表示常規(guī)的光電轉換設備和常規(guī)的放射線檢測設備的概 念剖視圖。
具體實施方式
下面參考附圖，詳細說明實現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式。 (第一實施例)參見圖l-3B，詳細說明本發(fā)明的第一實施例。圖1是表示按照 本發(fā)明的第 一 實施例的光電轉換設備和放射線檢測設備的概念平面 圖。圖2是圖1的放大區(qū)域A的概念平面圖。圖3A是沿圖2的3A-3A 線的示意剖視圖。圖3B是沿圖2的3B-3B線的示意剖視圖。在圖l-3B 中，和圖10-12中所示的常規(guī)FPD的組件相同的組件將用相同的附圖 標記表示，其詳細說明將被省略。在圖1-3B中，附圖標記100表示絕緣襯底，101表示光電轉換 元件(它是轉換元件)，102表示開關元件，103表示驅動配線，104表 示信號配線，105表示偏壓配線。玻璃襯底，石英襯底和塑料襯底等 適合于用于絕緣襯底100。光電轉換元件101是由a-Si構成的MIS型 光電傳感器，開關元件是由a-Si構成的TFT，光電轉換元件101和開 關元件102構成一個像素。這樣的像素被排列成二維矩陣，以構成像 素區(qū)P。驅動配線103是與沿行方向排列的多個開關元件102的柵電 極110連接，并且由第一金屬層Ml形成的配線，所述第一金屬層 Ml和開關元件102的柵電極110同層。信號配線104是與沿列方向 排列的多個開關元件102的源電極或漏電極114連接，并且由第二金 屬層M2形成的配線，所述第二金屬層M2和開關元件的源電極或漏 電極114同層。偏壓配線105是與上電極層120連接，向光電轉換元 件101施加偏壓，從而構成傳感器上電極，并且由第四金屬層M4形 成的配線，所述第四金屬層由諸如Al之類的金屬材料制成。在圖2中，為了簡化附圖，省略了第一~第二絕緣層111~117。按照本發(fā)明的第一實施例，附圖標記103a表示通過在像素區(qū)P 之外的接觸孔126與每個驅動配線103連接的驅動配線拉延(drawing) 部分。驅動配線拉延部分103a包括與驅動電路107電連接的驅動配 線端子123。驅動配線拉延部分103a和驅動配線端子123由作為層疊 結構的FPD中的最上面金屬層的第四金屬層M4形成，第四金屬層 M4是與偏壓配線105相同的一層。因此，由于其中在驅動配線端子 123上只存在保護層121的結構，易于形成用于與驅動電路107電連 接的開孔。由于驅動配線拉延部分103a和驅動配線端子123與偏壓 配線105同樣由第四金屬層M4形成，和偏壓配線105的情況一樣， 其表面覆蓋上電極層120。從而，能夠避免驅動配線端子123中第四 金屬層M4的腐蝕。附圖標記104a表示通過在像素區(qū)P之外的接觸孔127與每個信 號配線104連接的信號配線拉延部分。信號配線拉延部分104a包括 與信號處理電路106電連接的信號配線端子124。信號配線拉延部分 104a和信號配線端子124由作為層疊結構的FPD中的最上面金屬層 的第四金屬層M4形成，第四金屬層M4是與偏壓配線105相同的一 層。因此，由于其中在信號配線端子124上只存在保護層121的結構， 易于形成用于與信號處理電路106電連接的開孔。由于信號配線拉延 部分104a和信號配線端子124與偏壓配線105同樣由第四金屬層M4 形成，和偏壓配線105的情況一樣，其表面覆蓋上電極層120。從而， 能夠避免信號配線端子124中第四金屬層M4的腐蝕。接下來，附圖標記105a表示通過在像素區(qū)P之外的接觸孔128 與每個偏壓配線105連接的第一偏壓配線拉延部分。第一偏壓配線拉 延部分105a由作為層疊結構的FPD中的最下面金屬層的第一金屬層 Ml形成，第一金屬層Ml是與驅動配線103相同的一層。第一偏壓 配線拉延部分105a通過接觸孔129與第二偏壓配線拉延部分105b連 接。第二偏壓配線拉延部分105b包括與偏壓電源部件109電連接的 偏壓配線端子125。這種情況下，偏壓配線拉延部分105b和偏壓配線端子125由作為層疊結構的FPD中的最上面金屬層的第四金屬層M4 形成，第四金屬層M4是與偏壓配線105相同的一層。因此，由于其 中在偏壓配線端子125上只存在保護層121的結構，易于形成用于與 偏壓電源部件109電連接的開孔。由于偏壓配線拉延部分105b和偏 壓配線端子125與偏壓配線105同樣由第四金屬層M4形成，和偏壓 配線105的情況一樣，其表面覆蓋上電極層120。從而，能夠避免偏 壓配線端子125中第四金屬層M4的腐蝕。下面參考圖3A，詳細說明在接觸孔128的偏壓配線105和第一 偏壓配線拉延部分105a的剖面結構，和在相交部分C3的第一偏壓配 線拉延部分105a和信號配線拉延部分104a的剖面結構。參考圖3B， 詳細說明在接觸孔127的信號配線104和信號配線拉延部分104a的 剖面結構。在圖3A和3B中，附圖標記111表示第一絕緣層111，附圖標 記112表示第一半導體層(它是和開關元件102的活性層相同的一層)， 附圖標記113是第 一雜質半導體層(它是和開關元件102的歐姆接觸層 相同的一層)，附圖標記115表示層間絕緣層。附圖標記116表示第三 金屬層M3，它是和傳感器下電極相同的一層，附圖標記117表示第 二絕緣層，它是和MIS型光電傳感器的絕緣層相同的一層，附圖標記 118表示第二半導體層，它是和MIS型光電傳感器的光電轉換層相同 的一層，附圖標記119表示第二雜質半導體層，它是和MIS型光電傳 感器的歐姆接觸層相同的一層，附圖標記120表示透明電極層，它是 與MIS型光電傳感器的上電極層相同的一層，附圖標記121表示保護 層。這里，省略了波長轉換器122。在圖3A中，通過在第一絕緣層111、第一半導體層112、第一 雜質半導體層113、層間絕緣層115、第二絕緣層117、第二半導體層 118和第二雜質半導體層119中鉆孔，借助第三金屬層116提供接觸 孔128。因此，由第一金屬層Ml形成的第一偏壓配線拉延部分105a 和由第四金屬層M4形成的偏壓配線105相互電連接。借助第一絕緣 層111、第一半導體層112、第一雜質半導體層113、層間絕緣層115、第二絕緣層117、第二半導體層118和第二雜質半導體層119，相交 部分C3在由第一金屬層Ml形成的第一偏壓配線拉延部分105a和由 第四金屬層M4形成的信號配線拉延部分104a之間被絕緣。這種情 況下，與其它相交部分C1和C2的情況相同，借助構成開關元件102 的柵極絕緣膜的第一絕緣層111絕緣本發(fā)明的第一實施例的相交部分 C3。由于第一絕緣層111被用作開關元件102的柵極絕緣膜，因此介 電常數(shù)極低，并且使用具有大電阻和高絕緣性能的第一絕緣層111。 從而，通過在相交部分C3插入具有低介電常數(shù)和高絕緣性能的第一 絕緣層111，能夠降低寄生電容和防止配線之間的泄漏。與常規(guī)的相 交部分C3相比，存在許多插入的層結構，因此能夠增大第一偏壓配 線拉延部分105a和信號配線拉延部分104a之間的距離。從而，能夠 進一步降低寄生電容。接下來，在圖3B中，通過在層間絕緣層115、第二絕緣層117、 第二半導體層118和第二雜質半導體層119中鉆孔，借助第三金屬層 116提供接觸孔127。因此，由第四金屬層M4形成的信號配線拉延 部分104a和由第二金屬層M2形成的信號配線104相互電連接。和接觸孔128的情況一樣，通過在第一絕緣層lll、第一半導體 層112、第一雜質半導體層113、層間絕緣層115、第二絕緣層117、 第二半導體層118和第二雜質半導體層119中鉆孔，借助第三金屬層 116提供接觸孔129。因此，由第一金屬層Ml形成的第一偏壓配線 拉延部分105a，由第四金屬層M4形成的第二偏壓配線拉延部分105b 和偏壓配線端子125相互電連接。本實施例說明了使用MIS型光電傳感器作為光電轉換元件101 的層疊結構的MIS型FPD的情況。但是，對于和圖4中所示類似的 光電轉換元件，可以使用采用PIN型光電二極管131的PIN型FPD。 130是其中引入和第二雜質半導體層119的導電雜質不同的導電雜質 的第三雜質半導體層。在PIN型光電二極管中，n型a-Si層和p型 a-Si層分別適合用于第二雜質半導體層119和第三雜質半導體層130。 本實施例說明了間隙(gap)蝕刻型TFT4皮用作TFT(它是開關元件102)的情況。但是，本發(fā)明并不局限于此。例如，可以使用多晶硅TFT 采用的間隙阻擋層(gapstopper)型TFT或平面型TFT。換句話說，當 結合開關元件102和光電轉換元件101使用包括三層或更多層的至少 所述驅動配線103、信號配線104和偏壓配線105的金屬層時，按照 本發(fā)明能夠獲得改進。按照本實施例，通過分別使用不同的金屬層形 成信號配線104和源電極或漏電極114，以及傳感器下電極，即，信 號配線104和源電極或漏電極114由第二金屬層M2形成，傳感器下 電極由第三金屬層M3形成。但是，本發(fā)明并不局限于此?？梢岳?相同的金屬層形成信號配線104，源電極或漏電極114和傳感器下電 極(第三金屬層)116。但是，這種情況下，信號配線104和傳感器下電 極不能相互堆疊，光電轉換元件不能完全堆疊在開關元件上。從而， 與利用不同的金屬層形成的FPD的數(shù)值孔徑相比，該FPD的數(shù)值孔 徑較低。本實施例說明了使用利用由a-Si制成的第二半導體層118的 MIS型光電傳感器101或PIN型光電二極管作為轉換元件的FPD的 情況。但是，本發(fā)明并不局限于此?？梢圆捎檬褂糜糜诘诙雽w層 的a-Se或CdTe作為轉換元件，或者直接把放射線轉換成電荷的轉換 元件的FPD。(第二實施例)參見圖5-6B，詳細說明本發(fā)明的第二實施例。圖5是其中放大 圖1的區(qū)域A的概念平面圖。圖6A是沿圖5的6A-6A線的示意剖視 圖，圖6B是沿圖5的6B-6B線的示意剖視圖。在圖5-6B中，和圖 10-12中所示的常規(guī)FPD的組件，以及圖l-3B中所示的第一實施例 的組件相同的組件用相同的附圖標記表示，其詳細說明將被省略。按照第一實施例的接觸孔128是借助置于第一偏壓配線拉延部 分105a上的一個開孔(opening)中的第三金屬層116形成的。而按 照第二實施例的觸點128'是借助置于第一偏壓配線拉延部分105a上 的兩個開孔中的第三金屬層116形成的。這是第一實施例和第二實施 例之間的區(qū)別。另外，按照第一實施例，接觸孔127是借助信號配線 104上的開孔處的第三金屬層116形成的。按照第二實施例中，接觸層127，是借助在信號配線104上的開孔處和不在信號配線104上的開 孔處的第三金屬層116形成的。在這方面，第二實施例不同于第一實 施例。
按照本實施例，如圖6A中所示，第一開孔132形成于第一偏壓 配線拉延部分105a上的第一絕緣層111、第一半導體層112、第一雜 質半導體層113和層間絕緣層115中。在第一開孔132，第一偏壓配 線拉延部分105a與第三金屬層116電連接。第二開孔133被置于第 三金屬層116上的第二絕緣層117、第二半導體層118和第二雜質半 導體層119中，第三金屬層116和偏壓配線105通過第二開孔133相 互電連接。因此，形成第一偏壓配線拉延部分105a和偏壓配線105 的觸點128'。
和第一實施例的情況一樣，借助第一絕緣層lll、第一半導體層 112、第一雜質半導體層113、層間絕緣層115、第二絕緣層117、第 二半導體層118和第二雜質半導體層119，本實施例的相交部分C3 在由第一金屬層Ml形成的第一偏壓配線拉延部分105a和由第四金 屬層M4形成的信號配線拉延部分104a之間被絕緣。從而，和第一 實施例的情況一樣，能夠降低寄生電容，并避免配線之間的泄漏。
接下來，如圖6B中所示，第三開孔134被置于信號配線104上 的層間絕緣層115中，信號配線104和第三金屬層116通過第三開孔 134相互電連接。第四開孔135被置于第三金屬層116上的第二絕緣 層117、第二半導體層118和第二雜質半導體層119中，第三金屬層 116和信號配線拉延部分104a通過第四開孔135相互電連接。因此， 形成信號配線104和信號配線拉延部分104a的觸點127，。
在使開孔和觸點之間的梯級(step)更大的情況下，第一實施例特 別有利。例如有機絕緣材料被用作層間絕緣層115，于是會使層間絕 緣層的厚度更大即是這種情況。另外，為了提高光電轉換效率，使第 二半導體層118的厚度更大也是這樣的情況。當開孔或觸點中的梯級 變大時，開孔或觸點的面積相應被增大。從而，按照本實施例，通過 獨立地構成開孔和觸點，開孔和觸點的梯級被逐一減小，從而能夠限制開孔和觸點的形成面積。 (第三實施例)
參見圖7-8B，詳細說明本發(fā)明的第三實施例。圖7是其中放大 圖1的區(qū)域A的概念平面圖。圖8A是沿圖7的8A-8A線的示意剖視 圖，圖8B是沿圖7的8B-8B線的示意剖視圖。在圖7-8B中，和圖 10-12中所示的常規(guī)FPD的組件，圖l-3B中所示的第一實施例的組 件，以及圖5-6B中所示的第二實施例的組件相同的組件用相同的附 圖標記表示，其詳細說明將被省略。
按照第二實施例，觸點128'是借助在第一偏壓配線拉延部分105a 上的兩個開孔處的第三金屬層116形成的。按照第三實施例，觸點 128"是借助在第一偏壓配線拉延部分105a上的開孔處和不在第一偏 壓配線拉延部分105a上的開孔處的第三金屬層116形成的。第二實 施例的觸點127'是借助布置在信號配線104中的開孔，和布置在不在 信號配線104上的某一位置的開孔中的第三金屬層116形成的。在這 方面，第三實施例與第二實施例類似，不過它們的布局不同。
按照本實施例，如圖8A中所示，第五開孔136被布置在第一偏 壓配線拉延部分105a上的第一絕緣層111、第一半導體層112、第一 雜質半導體層113和層間絕緣層115中。第一偏壓配線拉延部分105a 與第三金屬層116通過第五開孔136相互電連接。第六開孔(未示出) 被布置在第三金屬層116上的第二絕緣層117、第二半導體層118和 第二雜質半導體層119中，第三金屬層116和偏壓配線105通過第六 開孔相互電連接。因此，形成第一偏壓配線拉延部分105a和偏壓配 線105的觸點128"。
和第一及第二實施例的情況一樣，借助第一絕緣層lll、第一半 導體層112、第一雜質半導體層113、層間絕緣層115、第二絕緣層 117、第二半導體層118和第二雜質半導體層119，本實施例的相交部 分C3在由第一金屬層Ml形成的第一偏壓配線拉延部分105a和由第 四金屬層M4形成的信號配線拉延部分104a之間被絕緣。從而，和 第一及第二實施例的情況一樣，能夠降低寄生電容，并避免配線之間的泄漏。
接下來，如圖8B中所示，第七開孔137被布置在信號配線104 上的層間絕緣層115中，信號配線104和第三金屬層116通過第七開 孔137相互電連接。第八開孔138被布置在第三金屬層116上的第二 絕緣層117、第二半導體層118和第二雜質半導體層119中，第三金 屬層116和信號配線拉延部分104a通過第八開孔138相互電連接。 因此，形成信號配線104和信號配線拉延部分104a的觸點127"。
按照本實施例，和第二實施例的情況一樣，通過獨立地構成開孔 和觸點，開孔和觸點的梯級被逐一減小，從而能夠限制開孔和觸點的 形成面積。
(第四實施例)
(應用例子)
圖9表示使用本發(fā)明的FPD型放射線檢測設備的X射線診斷系 統(tǒng)的應用例子。
從X射線管6050發(fā)出的X射線6060透過待檢查患者或人6061 的胸部6062，并入射到其上裝有閃爍體(熒光材料)的放射線檢測設備 6040。入射的X射線包含和患者6061的身體內(nèi)部有關的信息。閃爍 體發(fā)出與X射線的入射對應的光線，所述光線經(jīng)過光電轉換，從而獲 得電信息。該信息被轉換成數(shù)字信息，由圖像處理器6070(信號處理 裝置)進行圖像處理，并且可被顯示器6080觀察，所述顯示器6080 是控制室的顯示裝置。
圖像處理器6070能夠通過諸如電話線6090之類的傳輸處理裝 置，把從圖像傳感器6040輸出的電信號傳給遠程位置，從而由諸如 診室之類的不同位置中的顯示裝置(顯示器)6081顯示電信號。從圖像 傳感器6040輸出的電信號被保存在諸如光盤之類的記錄裝置中，通 過利用該記錄裝置，位于所述遠程位置的醫(yī)生能夠進行診斷。所述電 信號也可由成為記錄裝置的膠片沖洗機6100記錄在膠片6110中。
由于在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可做出本發(fā)明的許 多明顯不同的實施例，因此除了如權利要求中限定的之外，本發(fā)明并不局限于具體的實施例。
本發(fā)明用于光電轉換設備，放射線檢測感光膠層和放射線檢測設 備，所述光電轉換設備，放射線檢測感光膠層和放射線檢測設備用于 醫(yī)療診斷設備，無損檢測設備等等。
本申請要求于2005年7月11日和2006年6月30日提交的日本 專利申請No.2005-201604和2006-181891的優(yōu)先權，所述申請在此引 為參考。
權利要求
1、一種轉換設備，包括絕緣襯底；像素區(qū)，所述像素區(qū)包括開關元件區(qū)，其中沿行和列方向排列多個開關元件，每個開關元件包括布置在絕緣襯底上的第一金屬層、布置在金屬層上的絕緣層、第一半導體層和第二金屬層，轉換元件區(qū)，其中沿行和列方向排列多個轉換元件，每個轉換元件包括由布置在開關元件區(qū)上的第三金屬層構成的下電極、布置在下電極上的第二半導體層、和由布置在第二半導體層上的第四金屬層構成的上電極，并且每個像素包括所述開關元件和所述轉換元件；包括第二金屬層的多個信號配線，所述多個信號配線與列方向的多個開關元件連接；包括第四金屬層的多個偏壓配線，所述多個偏壓配線與多個轉換元件連接；在像素區(qū)之外的包括第四金屬層的外部信號配線部分，所述外部信號配線部分與信號配線連接；和在像素區(qū)之外的包括第一金屬層的外部偏壓配線部分，所述外部偏壓配線部分與多個偏壓配線連接，其中外部信號配線和外部偏壓配線彼此相交。
2、 按照權利要求1所述的轉換設備，其中開關元件包括包含布 置在絕緣襯底上的第一金屬層的柵電極，布置在柵電極上的絕緣層， 布置在絕緣層上的第一半導體層，和包含布置在第一半導體層上的第 二金屬層的源或漏電極。
3、 按照權利要求1所述的轉換設備，其中偏壓配線與列方向的 多個轉換元件連接，外部偏壓配線部分與沿行方向平行排列的多個偏 壓配線連接，并且外部信號配線部分和外部偏壓配線部分通過至少夾著所述絕緣層而彼此相交。
4、 按照權利要求3所述的轉換設備，還包括布置在開關元件區(qū) 和轉換元件區(qū)之間的層間絕緣層，其中外部信號配線部分和外部偏壓配線部分還通過夾著所述層 間絕緣層而彼此相交。
5、 按照權利要求1所述的轉換設備，其中第二金屬層和第三金 屬層包括相同的金屬層。
6、 按照權利要求1所述的轉換設備，還包括在像素區(qū)之外、含 有第四金屬層并且與外部偏壓配線部分連接的的第二外部偏壓配線 部分。
7、 按照權利要求1所述的轉換設備，還包括含有第一金屬層并 與行方向的多個開關元件連接的多個驅動配線，和在像素區(qū)之外的含 有第四金屬層并與驅動配線連接的外部驅動配線部分。
8、 按照權利要求7所述的轉換設備，其中 外部驅動配線部分包括第一端子；外部信號配線部分包括第二端子； 第二外部偏壓配線部分包括第三端子；驅動電路與第一端子連接，從而驅動開關元件；信號處理電路與第二端子連接，從而處理轉換元件轉換的電信號；和偏壓電源部件與第三端子連接，從而對轉換元件施加偏壓。
9、 按照權利要求1所述的轉換設備，其中轉換元件是光電轉換元件。
10、 按照權利要求9所述的轉換設備，其中光電轉換元件是還包 括安排在下電極和第二半導體層之間的第二絕緣層、以及安排在第二半導體層和上電極之間的第二雜質半導體層的光電轉換元件。
11、 按照權利要求9所述的轉換設備，其中光電轉換元件還包括 安排在下電極和第二半導體層之間的第二雜質半導體層、和安排在第 二半導體層和上電極之間的第三雜質半導體層。
12、 按照權利要求1所述的轉換設備，其中第一半導體層和第二 半導體層由無定形硅制成。
13、 一種放射線檢測設備，包括 按照權利要求1所述的轉換設備； 按照權利要求1-11任意之一所述的轉換設備；和 安排在轉換元件層上的波長轉換器，所述波長轉換器用于把入射放射線轉換成可由可見光轉換元件感知的波長范圍的光線。
14、 一種放射線檢測系統(tǒng)，包括 按照權利要求13所述的放射線檢測設備； 處理來自放射線檢測設備的信號的信號處理裝置； 記錄來自信號處理裝置的信號的記錄裝置； 顯示來自信號處理裝置的信號的顯示裝置； 傳送來自信號處理裝置的信號的傳輸處理裝置；和 產(chǎn)生放射線的放射線源。
15、 一種轉換設備，包括 絕緣襯底；像素區(qū)，所述像素區(qū)包括行和列方向上的多個像素，每個像素包括開關元件，所述開關元件包括布置在絕緣襯底上的第一金屬層、 布置在第一金屬層上的絕緣層、第一半導體層和第二金屬層，和轉換元件，所述轉換元件包括由布置在開關元件上的第三金屬層 構成的下電極、布置在下電極上的第二半導體層和由布置在第二半導 體層上的第四金屬層構成的上電極；與列方向的多個開關元件連接的信號配線；和與多個轉換元件連接的偏壓配線；其中在信號配線和外部偏壓配線之間的相交部分，信號配線包括 第四金屬層，偏壓配線包括第一金屬層。
全文摘要
本發(fā)明的轉換設備包括多個像素，所述像素包括開關元件和轉換元件。所述像素排列在像素區(qū)中，所述像素區(qū)包括其中沿行和列方向排列開關元件的開關元件區(qū)，和其中沿行和列方向排列轉換元件的轉換元件區(qū)。包括第二金屬層的多個配線與列方向的多個開關元件連接。第四金屬層的一個以上的偏壓配線與一個以上的轉換元件連接。在像素區(qū)之外的第四金屬層的外部信號配線與所述信號配線連接。在像素區(qū)之外的第一金屬層的外部偏壓配線與所述多個偏壓配線連接。外部信號配線和外部偏壓配線彼此相交。
文檔編號H01L27/146GK101218679SQ20068002522
公開日2008年7月9日 申請日期2006年7月10日 優(yōu)先權日2005年7月11日
發(fā)明者望月千織, 渡邊實, 石井孝昌, 野村慶一 申請人:佳能株式會社