CN102593140A - 间接变换型图像检测器 - Google Patents

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Abstract

一种间接变换型图像检测器，具备：并列配置的多个扫描布线；与该扫描布线交叉的多个数据布线；以矩阵状设置的薄膜晶体管，其与扫描布线和数据布线连接；以矩阵状设置的传感部，其与薄膜晶体管连接；和多个公共布线，其以矩阵状形成，向传感部共同施加偏压电压。通过隔着绝缘膜而设置的彼此不同的金属层形成扫描布线(101)、数据布线(3)和公共布线(102)的每一个。从而降低电子噪声，提高检测图像的画质。

Description

间接变换型图像检测器
本申请是申请日为2007年12月20日、申请号为200710159713.2、发明名称为“图像检测器以及放射线检测系统”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及具有薄膜晶体管的多个像素以二维状排列的图像检测器，尤其涉及该像素的构造。
背景技术
近年来，在TFT有源矩阵基板上配置X线感应层，并且能够将X线信息直接变换为数字数据的FPD(flat panel detector)正在实用化。与现有的成像底片(imaging plate)相比，具有能实时确认图像，还能确认动画的优点，从而正在快速推进普及化。
首先，使用图20，对使用了FPD的放射线图像检测器进行说明。
就放射线图像检测器而言，在以阵列状配置了电荷收集电极11的有源矩阵基板10上，形成具有电磁波导电性的半导体膜6，并且在其之上依次形成有偏压电极(bias electrode)7。上部电极7与高压电源连接。
而且，半导体膜6为以硒为主成分的膜厚100～1000μm的非结晶a-Se膜，如果被照射X线，则在膜的内部产生电荷。在以阵列状配置于有源矩阵基板10上的电荷收集电极11附近，设置有TFT开关4和电荷蓄积电容5，TFT开关4的漏电极与电荷蓄积电容5的一方电极连接。而且，电荷蓄积电极5的另一方电极与蓄积电容布线102连接。在TFT开关4的栅电极与扫描布线101连接，源电极与数据布线3连接，数据布线3的终端与信号检测器(放大器)105连接(例如，参照特开平11-190774号公报、特开2001-135809号公报)。
接下来，对上述构造的放射线图像检测器的动作原理进行说明。
如果从图20的上方被照射X线，则半导体膜6在其内部产生电荷。所产生的电荷中的空穴因偏压电极7与电荷收集电极11之间的电位差而集中到电荷收集电极11，并且被蓄积在与电荷收集电极11电连接的电荷蓄积电容5。由于半导体膜6根据X线量来产生不同的电荷量，因此与X线所承载的图像信息对应的电荷蓄积到各像素的电荷蓄积电容。之后，经由扫描布线101依次施加使TFT开关4成为接通(ON)状态的信号，并且经由数据布线3取出各电荷蓄积电容5所蓄积的电荷。进而，用信号检测器105检测各像素的电荷量，由此能够读取图像信息。
接下来，对采用一般液晶面板等的制造技术来制造TFT有源矩阵基板时的像素构造进行说明。图21是表示放射线图像检测器的1个像素单位的构造的剖视图、图22是其俯视图。图21是图22的21-21线的剖视图。
就放射线图像检测器而言，如图21及图22所示那样在玻璃基板1上设置有栅电极2、扫描布线101、蓄积电容下部电极14和蓄积电容布线102。而且，在栅电极2、扫描布线101、蓄积电容下部电极14和蓄积电容布线102的上方，设置有栅绝缘膜15。在栅电极2的上方隔着栅绝缘膜15而形成有半导体层8。而且，在半导体层8上形成有源电极9和漏电极13。蓄积电容上部电极18层叠在用于构成电荷蓄积电容5的层的上方。而且，在与源电极9、漏电极13和蓄积电容上部电极18相同的金属层，设置有数据布线3。而且，在数据布线、蓄积电容上部电极18、源电极9和漏电极13的上方配置有绝缘保护膜17。
而且，在绝缘保护膜17的上方设置有层间绝缘膜12。在层间绝缘膜12的上层也就是有源矩阵基板10的最上层，设置有电荷收集电极11。电荷收集电极11与TFT开关4经由蓄积电容上部电极18及漏电极13而连接。另外，数据布线3与扫描布线101及蓄积电容布线102，经由栅绝缘膜15而交叉。而且，在有源矩阵基板10上形成有半导体膜6和偏压电极7。
如上所述的结构的放射线图像检测器中存在TFT阵列的制造成品率低以及检测图像的画质不良这两种应当解决的重要课题。
首先，对TFT阵列的制造成品率相关的课题进行说明。
TFT阵列制造时的不良可分为两大类，即存在线缺陷不良和点缺陷不良。其中，就点缺陷不良而言，由于在图像检测器中能够通过图像处理进行校正处理，因此不会成为太大的问题。另一方面，对线缺陷不良而言、尤其是蓄积电容布线与扫描布线或者数据布线之间的连接不良而言，由于不易进行TFT阵列工艺中的激光修复等物理修正、或者基于图像校正的修正，所以成为致命的缺陷，是一种致使TFT阵列的制造成本上升的原因。
在图21中，扫描布线、栅电极和蓄积电容布线形成于相同层的金属层(栅层)。因而，在形成栅层时发生图案形成不良，当在扫描布线或者栅电极、与蓄积电容布线之间残留有导电材料时，在扫描布线与蓄积电容布线之间将会发生连接不良。
图像检测器的分辨率越窄，上述不良发生的频率越高。
接下来，对检测图像的画质相关的课题进行说明。
在上述结构的放射线图像检测器中，为了提高检测图像的画质，理所当然，放射线图像检测器的电子噪声的减小尤为重要。一般而言，在采用了上述结构的有源矩阵基板的放射线图像检测器中，电子噪声受到因数据布线的布线电容而引起的影响大。从而，为了提高检测图像的画质，数据布线的布线电容的减小成为最大的课题。
数据布线的布线电容，例如将1根数据布线的布线电容设为Cd_line，则可通过下式来表达。
Cd_line＝Ngate×(Cdgx+Cdcsx+Ctft+Cdp)
+Ccom
其中，Ngate是与数据布线交叉的扫描布线数，Cdgx是数据布线与蓄积电容布线的交叉部电容、Cdcsx是数据布线与蓄积电容布线的交叉部电容、Ctft是数据布线与TFT开关之间的TFT部电容、Cdp是数据布线与电荷收集电极之间的耦合电容、Ccom是偏压电极与数据布线之间的电容。
通常，因Com和Cdp很小而可以省略，从而可通过下式来表达。
Cd_line＝Ngate×(Cdgx+Cdcsx+Ctft)
在此，考虑了作为栅绝缘膜15使用了膜厚300nm、相对介电常数7.5的膜的情况。扫描布线101和蓄积电容布线102的宽度为10μm、数据布线3的宽度为10μm。TFT部电容通过沟道(channel)宽度和沟道长度来决定，将其设为0.01pF。与数据布线交叉的扫描布线数为1500根。于是，Cdgx＝0.0256pF、Cdcsx＝0.0256pF、Ctft＝0.01pF、Ngete＝1500，所以Cd_line＝91.8pF。
通过使栅绝缘膜15变厚，也能够减小上述的交叉部电容，但是在该情况下，TFT开关4的驱动能力反比例下降。因此，需要扩大TFT开关4的尺寸，从而就会导致面积增大。
发明内容
本发明鉴于上述事实，其目的在于提供一种能够提高TFT阵列的制造成品率、而且能够降低电子噪声来提高检测图像的画质的图像检测器。
本发明的第一方式是一种图像检测器，具备：并列配置的多个扫描布线；与该扫描布线交叉设置，并且与形成有该扫描布线的金属层隔着绝缘膜，由不同的金属层所形成的多个数据布线；以矩阵状设置的薄膜晶体管，其与上述扫描布线和上述数据布线连接；以矩阵状设置的传感部，其与该薄膜晶体管连接，并且具有在被照射电磁波时产生电荷的半导体膜；和多个公共布线，其为了向上述以矩阵状设置的传感部共同施加偏压电压而设置，相对于上述传感部的半导体膜位于更下层，且与形成有上述扫描布线的金属层和形成有上述数据布线的金属层隔着绝缘膜，由不同的金属层所形成。
另外，在上述方式中，上述公共布线也可与上述数据布线并行配置。
另外，在上述方式中，上述公共布线也可在形成有上述薄膜晶体管的源电极和漏电极的金属层形成。
另外，在上述方式中，上述传感部也可各自具有蓄积电容，该蓄积电容蓄积因被照射电磁波而在上述半导体膜产生的电荷；上述公共布线也可与上述蓄积电容连接。
另外，在上述方式中，上述传感部也可各自具有偏压电极，该偏压电极向上述半导体膜施加偏压电压；上述公共布线也可与上述偏压电极连接。
再有，在上述方式中，上述数据布线也可配置在绝缘膜上，该绝缘膜设置在形成有上述薄膜晶体管的源电极和漏电极的金属层上。
另外，在上述方式中，也可还包括：基板；第一金属层，其形成上述扫描布线和上述薄膜晶体管的栅电极；单层或多层的第一绝缘膜；第二金属层，其形成上述薄膜晶体管的源电极、漏电极、上述蓄积电容下部电极和上述公共布线；单层或多层的第二绝缘膜；第三金属层，其形成上述数据布线和上述蓄积电容上部电极；单层或多层的第三绝缘膜；第四金属层，其形成将上述电荷收集到上述蓄积电容的电荷收集电极；半导体膜，其在被照射电磁波时产生上述电荷；和偏压电极，其向上述半导体膜施加偏压电压；并且，将上述的部件按照上述顺序层叠。
另外，在上述方式中，在上述数据布线与上述扫描布线之间也可层叠有上述第一绝缘膜、半导体膜、上述第二绝缘膜。
另外，在上述方式中，上述蓄积电容上部电极也可隔着上述第二绝缘膜，配置在上述薄膜晶体管的上部。
另外，在上述方式中，上述数据布线也可延伸至上述薄膜晶体管的上部。
另外，在上述方式中，上述第二绝缘膜的膜厚也可比上述第一绝缘膜的膜厚更厚。
另外，在上述方式中，上述第二绝缘膜的介电常数也可比上述第一绝缘膜的介电常数更低。
本发明另一方式是一种图像检测器，按照下述部件的顺序对下述部件进行层叠：基板；第一金属层，其形成并列配置的多个扫描布线、以矩阵状设置的薄膜晶体管的栅电极、与该薄膜晶体管连接并且蓄积因被照射电磁波而产生的电荷的蓄积电容的下部电极、以及为了向该蓄积电容下部电极施加偏压电压而设置的多个公共布线；单层或多层的第一绝缘膜；第二金属层，其形成薄膜晶体管的源电极、漏电极和蓄积电容的上部电极；单层或多层的第二绝缘膜；第三金属层，其形成与扫描布线交叉设置的数据布线；单层或多层的第三绝缘膜；第四金属层，其形成将电荷收集到蓄积电容的电荷收集电极；半导体膜，其在被照射电磁波时产生电荷；和偏压电极，其向半导体膜施加偏压电压。
本发明其他另一方式是一种图像检测器，按照下述部件的顺序对下述部件进行层叠：基板；第一金属层，其形成并列配置的多个扫描布线和以矩阵状设置的薄膜晶体管的栅电极；单层或多层的第一绝缘膜；第二金属层，其形成薄膜晶体管的源电极、漏电极、蓄积因被照射电磁波而产生的电荷的蓄积电容的下部电极；单层或多层的第二绝缘膜；第三金属层，其与和扫描布线交叉设置的数据布线、蓄积电容的上部电极、以及数据布线并行，形成为了向蓄积电容的下部电极施加偏压电压而设置的多个公共布线；单层或多层的第三绝缘膜；第四金属层，其形成将电荷收集到蓄积电容的电荷收集电极；半导体膜，其在被照射电磁波时产生电荷；和偏压电极，其向半导体膜施加偏压电压。
此外，一种图像检测器，具备：并列配置的多个扫描布线；与该扫描布线交叉设置的多个数据布线；与上述扫描布线和上述数据布线连接并以矩阵状设置的薄膜晶体管；和与该薄膜晶体管连接并以矩阵状设置的传感部；其中上述数据布线也可设置在形成有上述薄膜晶体管的源电极和漏电极的金属层上所设置的绝缘膜上。
本发明的第二方式是一种放射线检测系统，具备：本发明的第一方式中的图像检测器；信号处理部，其处理从上述图像检测器输出的信号；存储部，其存储从上述信号处理部输出的处理完成信号；显示部，其根据从上述信号处理部输出的处理完成信号，显示图像；和放射线源，其向上述图像检测器射出放射线。
(发明效果)
根据本发明的第一方式，由于通过隔着绝缘膜而设置的彼此不同的金属层来形成扫描布线、数据布线和公共布线的每一个，所以，能够提高TFT阵列的制造成品率。另外，由于能够降低电子噪声，所以检测图像的画质提高。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的图像检测器的等效电路图。
图2是表示本发明的第一实施方式的放射线图像检测器的1个像素单位的构造的剖视图。
图3是表示本发明的第一实施方式的放射线图像检测器的1个像素单位的构造的俯视图。
图4是用于说明本发明的第一实施方式的放射线图像检测器的制造工序的图。
图5是表示本发明的第二实施方式的放射线图像检测器的1个像素单位的构造的剖视图。
图6是表示本发明的第二实施方式的放射线图像检测器的1个像素单位的构造的俯视图。
图7是用于说明本发明的第二实施方式的放射线图像检测器的制造工序的图。
图8是表示本发明的第二实施方式的放射线图像检测器的变形例的1个像素单位的构造的俯视图。
图9是表示本发明的第二实施方式的放射线图像检测器的变形例的1个像素单位的构造的剖视图。
图10是表示本发明的第二实施方式的放射线图像检测器的变形例的1个像素单位的构造的剖视图。
图11是表示本发明的第二实施方式的放射线图像检测器的变形例的1个像素单位的构造的俯视图。
图12是表示本发明的第二实施方式的放射线图像检测器的变形例的1个像素单位的构造的剖视图。
图13是表示本发明的第二实施方式的放射线图像检测器的变形例的1个像素单位的构造的俯视图。
图14是表示本发明的第三实施方式的放射线图像检测器的1个像素单位的构造的剖视图。
图15是表示本发明的第三实施方式的放射线图像检测器的1个像素单位的构造的俯视图。
图16是用于说明本发明的第三实施方式的放射线图像检测器的制造工序的图。
图17是表示本发明的第三实施方式的放射线图像检测器的变形例的1个像素单位的构造的俯视图。
图18是表示本发明的第三实施方式的放射线图像检测器的变形例的1个像素单位的构造的剖视图。
图19是本发明的放射线检测系统的概略结构图。
图20是现有的放射线图像检测器的概略结构图。
图21是表示现有的放射线图像检测器的1个像素单位的构造的剖视图。
图22是表示现有的放射线图像检测器的1个像素单位的构造的俯视图。
图23是本发明的第二及第三实施方式的图像检测器的等效电路图。
具体实施方式
以下，参照附图，对应用了本发明的图像检测器的一种实施方式的放射线图像检测器进行说明。
图1是第一实施方式的放射线图像检测器的等效电路。
第一实施方式的放射线图像检测器是以二维状排列多个像素的部件，其中像素包括：图像传感部103，其由后面叙述的偏压电极、半导体膜和电荷收集电极构成；电荷蓄积电容5，其蓄积由图像传感部103检测出的电荷信号；和薄膜晶体管(以下称作“TFT开关”)4，其用于读出电荷蓄积电容5所蓄积的电荷。而且，在上述放射线图像检测器中，设置有用于接通/断开(ON/OFF)上述TFT开关4的多个扫描布线101、和读出上述电荷蓄积电容所蓄积的电荷的多个数据布线3。另外，电荷蓄积电容5的一方电极与蓄积电容布线102连接。
而且，各数据布线3与将流过各数据布线的电荷作为电信号进行检测的信号检测器105连接；各扫描布线101与向各扫描布线输出用于接通/断开TFT开关4的控制信号的扫描信号控制装置104连接。而且，各信号检测器105和扫描信号控制装置104，与信号处理装置106连接，其中该信号处理装置106对由各信号检测器105检测出的电信号实施规定处理，并且向各信号检测器105和扫描信号控制装置104输出用于表示信号检测的定时(timing)的控制信号或者用于表示扫描信号的输出的定时的控制信号。
在此，首先更详细地说明第一实施方式的放射线图像检测器100。图2是表示第一实施方式的放射线图像检测器100的1个像素单位的构造的剖视图、图3是其俯视图。图2是图3的2-2线的剖视图。
如图2所示，第一实施方式的放射线图像检测器100，在有源矩阵基板10上依次形成了具有电磁波导电性的半导体膜6、与未图示的高压电源连接的偏压电极7。半导体膜6是因被照射X线等电磁波而在其内部产生电荷(电子-空穴)的膜。也就是，半导体膜6具有电磁波导电性，其将基于X线的图像信息变换为电荷信息。另外，半导体膜6例如由以硒为主成分的非结晶a-Se(非结晶硒)构成。在此，主成分是指具有50％以上的含有率的成分。
以下，详细地说明有源矩阵基板10。
有源矩阵基板10具有玻璃基板1、栅电极2、蓄积电容下部电极14、栅绝缘膜15、半导体层8、源电极9、漏电极13、蓄积电容上部电极18、绝缘保护膜17、数据布线3、层间绝缘膜12和电荷收集电极11。须指出的是，虽然在图2中未图示，但是如图3所示那样栅电极2与扫描布线101连接，栅电极2与扫描布线101通过相同的金属层所形成。另外，如图3所示，蓄积电容下部电极14与蓄积电容布线102连接，蓄积电容下部电极14与蓄积电容布线102通过相同的金属层所形成。
另外，由栅电极2或栅绝缘膜15、源电极9、漏电极13、半导体层8等构成TFT开关4，由蓄积电容下部电极14或栅绝缘膜15、蓄积电容上部电极18等构成电荷蓄积电容5。
玻璃基板1是支撑基板，作为玻璃基板1能够采用无碱性玻璃基板(例如，科宁公司制造#1737等)。扫描布线101和数据布线3是如图3所示那样以格子状排列的电极布线，在其交点形成有TFT开关4。TFT开关4是开关元件，其源电极9经由连接孔而与各个数据布线3连接，漏电极13与蓄积电容上部电极18连接。
栅绝缘膜15由SiNx或SiOx等构成。栅绝缘膜15被设置为覆盖栅电极2、扫描布线101、蓄积电容下部电极14和蓄积电容布线102，位于栅电极2上的部位作为TFT开关4中的栅绝缘膜发挥作用，位于蓄积电容下部电极14上的部位作为电荷蓄积电容5中的电介质层发挥作用。也就是，电荷蓄积电容5，通过形成于与栅电极2相同层的蓄积电容下部电极14和蓄积电容上部电极18之间的重叠区域所形成。
另外，半导体层8是TFT开关4的沟道部，是联结与数据布线3连接的源电极9和与蓄积电容上部电极18连接的漏电极13的电流的通道。
绝缘保护膜17，在玻璃基板1上形成于大致整个面(大致整个区域)。由此，在保护漏电极13和源电极9的同时，实现了电绝缘分离。另外，绝缘保护膜17在位于与蓄积电容下部电极14对置的部分上的部位，具有连接孔16。
电荷收集电极11由非结晶透明导电氧化膜构成。电荷收集电极11形成为填满连接孔16，并且层叠在源电极9和漏电极13上、蓄积电容上部电极18上。电荷收集电极11与半导体膜6电导通，以使能够由电荷收集电极11收集由半导体膜6产生的电荷。
层间绝缘膜12由具有感光性的丙烯酸树脂构成，实现了TFT开关4的电绝缘分离。在层间绝缘膜12贯穿有连接孔16，电荷收集电极11经由连接孔16而与蓄积电容上部电极18连接。
在玻璃基板1上设置有栅电极2、扫描布线101、蓄积电容下部电极14和蓄积电容布线102。在栅电极2的上方隔着栅绝缘膜15而形成有半导体层8。在半导体层8上形成有源电极9和漏电极13。蓄积电容上部电极18层叠在构成电荷蓄积电容5的层的上方。另外，在蓄积电容上部电极18和源电极9及漏电极13的上方配置有绝缘保护膜17。
在绝缘保护膜17的上方配置有数据布线3。而且，在绝缘保护膜17和数据布线3的上方设置有层间绝缘膜12。在层间绝缘膜12的上层也就是有源矩阵基板10的最上层设置有电荷收集电极11。电荷收集电极11与TFT开关4经由蓄积电容上部电极18和漏电极13而连接。
在偏压电极7与蓄积电容下部电极14之间，连接有未图示的高压电源。
以下，使用图4，说明第一实施方式的放射线图像检测器的制造工序的一例。
首先，在玻璃基板1上作为栅布线层形成栅电极2、扫描布线101、蓄积电容下部电极14、蓄积电容布线102(1)。栅布线层以与由Al或者Al合金等低电阻金属、或者低电阻金属与高熔点金属构成的势垒金属(barrier metal)层的层叠膜构成。膜厚为100-300nm左右，通过溅射法堆积在玻璃基板上。然后，通过光刻技术对抗蚀剂膜进行图案形成。然后，通过基于Al用的蚀刻剂的湿蚀刻法(wet etching)或者干蚀刻法(dryetching)对金属膜进行图案形成。然后，除去抗蚀剂，完成栅布线层。
接下来，在栅布线层上依次堆积栅绝缘膜15、半导体层(非晶硅层)8、杂质添加半导体层(未图示)(2)。栅绝缘膜由SiNx构成，其膜厚为200-600nm左右，半导体层8由非晶硅层构成，其膜厚为20-100nm左右，杂质添加半导体层由杂质添加非晶硅层构成，其膜厚为10-50nm左右，通过P-CVD法进行堆积。然后，与栅布线层同样，通过光刻技术对抗蚀剂进行图案形成。然后，针对栅绝缘膜选择性地干蚀刻半导体层8与杂质添加半导体层，由此形成半导体活性区域。
接着，形成源电极9、漏电极13、蓄积电容上部电极18(3)。在栅绝缘膜15和半导体层8的上层，堆积源布线层。与栅布线层同样，源布线层也是由与栅布线层相同的金属膜构成，通过Al或者Al合金等低电阻金属，或低电阻金属与势垒金属层的层叠膜、或者Mo等金属膜单层所构成。膜厚为100-300nm左右。与栅布线层同样，通过光刻技术进行图案形成，通过基于Al用的蚀刻剂的湿蚀刻法或者干蚀刻法对金属膜进行图案形成。此时，由于选择性地采用蚀刻法，所以栅绝缘膜不会被除去。然后，通过干蚀刻法，除去杂质添加半导体层和半导体层8的一部分，来形成沟道区域。
接着，在通过上述方式形成的层的上层，堆积绝缘保护膜17(4)。绝缘保护膜17由SiNx、SiO2等无机材料构成，通过P-CVD法所堆积。膜厚为200-600nm左右。与栅布线层同样，通过光刻技术进行连接孔的图案形成，并且通过干蚀刻法选择性地形成图案。
接着，形成数据布线3(5)。在绝缘保护膜17的上层，与栅布线层同样，形成由金属膜构成，形成Al或者Al合金等低电阻金属，或低电阻金属与势垒金属层的层叠膜。膜厚为100-400nm左右。与栅布线层同样，通过光刻技术进行图案形成，并且通过基于Al用的蚀刻剂的湿蚀刻法或者干蚀刻法对金属膜进行图案形成。此时，由于选择性地采用蚀刻法，所以栅绝缘膜不会被除去。
接下来，在通过上述方式形成的层的上层堆积层间绝缘膜12(6)。层间绝缘膜由SiNx、SiO2等无机材料、或者SOG、感光性丙烯酸材料等有机绝缘膜材料构成。一般而言，与无机材料相比，有机绝缘膜材料的一方其介电常数低，而且更容易进行厚膜化，因此在数据布线与电荷收集电极之间的电容的降低中更具有效果，比较理想。在感光性有机绝缘膜材料的情况下，以1～3μm左右的膜厚旋转涂布材料之后，通过光刻技术进行连接孔16的图案形成，通过专用蚀刻剂进行图案形成以及烧成来完成。在不是感光性材料的情况下，与其他层同样，光刻后进行干蚀刻等，来形成连接孔。须指出的是，连接孔16的大小优选小于10μm见方。这是因为，当连接孔16大时，在制造半导体膜6后因段差部而发生结晶化。
接着，形成电荷收集电极11(7)。在通过上述方式形成的层的上层，通过溅射法堆积ITO等透明电极材料。膜厚为20-200nm左右。通过光刻技术进行图案形成，通过基于ITO用的蚀刻剂等的湿蚀刻法或者干蚀刻法对金属膜进行图案形成。此时，由于选择性地采用蚀刻法，所以下层的层间绝缘膜栅绝缘膜不会损坏。
接着，形成半导体膜6和偏压电极7(8)。在通过上述方式形成的层的上层，通过真空蒸镀法以大约0.5mm～1.5mm的膜厚来形成由a-Se构成的具有电磁波导电性的半导体膜6。而且，最后在半导体膜6的大致整个面，通过真空蒸镀法以大约100nm的厚度形成由Au、Al等构成的偏压电极7。
接下来，对上述构造的放射线图像检测器的动作原理进行说明。在偏压电极7与蓄积电容下部电极14之间施加电压的状态下，如果对半导体膜6照射X线，则在半导体膜6内产生电荷(电子-空穴对)。而且，由于半导体膜6与电荷蓄积电容5之间为串联电连接的构造，所以，在半导体膜6内所产生的电子向+电极侧移动、空穴向-电极侧移动，结果在电荷蓄积电容5中蓄积电荷。
由向扫描布线101的输入信号使TFT开关4处于接通状态，通过这样，电荷蓄积电容5中所蓄积的电荷能够经由数据布线3被提取到外部。
而且，由于扫描布线101和数据布线3、TFT开关4和电荷蓄积电容5均被设置为XY矩阵状，因此通过依次扫描向扫描布线101输入的信号，并且按每个数据布线3检测来自数据布线3的信号，能够以二维的方式获得X线的图像信息。
如图2所示，在第一实施方式的放射线图像检测器100中，数据布线3隔着绝缘保护膜17而形成于源电极9和漏电极13的上层。因此，在数据布线3与扫描布线101的交叉部、数据布线3与蓄积电容布线102的交叉部，存在栅绝缘膜15和绝缘保护膜17。从而，能够减小数据布线3的布线电容。另一方面，在电荷蓄积电容5或TFT开关中4只存在栅绝缘膜15，因此能够防止蓄积电容电极面积的增大、TFT驱动能力的下降。
另外，在TFT开关的制造工序中，存在因静电破坏而常常发生栅布线层与源布线层之间的连接不良的问题。当采用了第一实施方式的放射线图像检测器的构造时，由于和数据布线与扫描布线的交叉部相比TFT开关的源电极-栅电极之间的一方其绝缘膜更薄，所以将耐压设定得较低。由此，即使在因静电而发生了连接不良时，发生TFT开关的连接不良的概率也较高。当布线之间的连接不良时，成为线缺陷不良，但是在TFT开关中的连接不良的情况下，如果不切断TFT开关则能够成为单一像素的不良。通常，在放射线图像检测器中，根据周边像素的数据生成缺陷像素的信息，并且通过图像校正，能够使之成为优良产品。另一方面，在线缺陷的情况下，很多情况下难以进行基于图像校正的修正。从而，如上所述那样通过避免线缺陷，能够提高制造成品率。
另外，由于需要使数据布线成为低电阻，因此优选进行厚膜化。也就是，优选使数据布线的金属层的厚度比源电极和漏电极的金属层的厚度更厚。但是，当源电极与漏电极形成在相同层时，如果使金属膜厚膜化，则图案形成的精度下降，因此对膜厚有限制。对应与此，根据第一实施方式的放射线图像检测器，将数据布线形成在与源电极和漏电极不同的层，因此能够使数据布线厚膜化来实现低电阻的数据布线，能够减小数据布线噪声。另外，能够使源电极和漏电极的金属层变薄，因此能够缩短工艺过程。
接下来，使用具体的数值，说明第一实施方式的放射线图像检测器的数据布线的布线电容。
如上所述，通过下式来表达数据布线的布线电容Cd_line。
Figure BDA0000140223050000141
在此，作为栅绝缘膜15采用SiNx，其膜厚为300nm、相对介电常数为7.5。另一方面，绝缘保护层17也采用SiNx，其膜厚为500nm、相对介电常数为7.5。扫描布线101、蓄积电容布线102的布线宽度为10μm、数据布线3的布线宽度为10μm。TFT电容通过沟道宽度W、沟道长度L来决定，这次采用了0.01pF的TFT电容。栅线数目为1500根。在现有构造的情况下，由于Cdgx＝0.0256pF、Cdcsx＝0.0256pF、Ctft＝0.01pF、Ngate＝1500，因此Cd_line＝91.8pF。另一方面，在第一实施方式的放射线图像检测器的构造中，Cdgx＝0.0096pF、Cdcsx＝0.0096pF、Cd_line＝43.8pF。从而，能够将数据布线的布线电容减小到48％，因此降低电子噪声。
须指出的是，在第一实施方式的放射线图像检测器中，如图3所示，也可在数据布线3与扫描布线101的交叉部的栅绝缘膜15与绝缘保护膜17之间，设置半导体层19。通过这样构成，能够更进一步减少数据布线3与扫描布线101的交叉部的电容。另外，设置半导体层19，由此能够防止因半导体层的蚀刻、源电极层的蚀刻而引起的栅绝缘膜15的膜缩小，所以，能够使栅绝缘膜15的残膜量也更厚、且能够实现低电容，从而能够降低电子噪声。
接下来，更详细地说明第二实施方式的放射线图像检测器200。图23是第二实施方式的放射线图像检测器的等效电路。图5是表示第二实施方式的放射线图像检测器200的1个像素单位的构造的剖视图、图6是其平面图。图5是图6的5-5线的剖视图。
第二实施方式的放射线图像检测器200，与第一实施方式的放射线图像检测器相比，蓄积电容下部电极14和蓄积电容布线102以及蓄积电容上部电极18的位置不同。而且，如图23和图6所示，第二实施方式的放射线图像检测器200的蓄积电容布线102，与数据布线3并行配置。该蓄积电容布线102，按每规定根数，在设置有图像传感部103的传感器阵列部的区域外，与布线107连接，该布线107各自与信号检测器105连接。对各蓄积电容布线102，由信号检测器105经由布线107施加规定电压Vcom。须指出的是，在图23中各蓄积电容布线102与1根布线107连接，是简化表示。对其他构成要素而言，与第一实施方式相同。
如图5所示，在第二实施方式的放射线图像检测器200的玻璃基板1上，设置有栅电极2和扫描布线101。在栅电极2和扫描布线的上方，设置有栅绝缘膜15，并且隔着该栅绝缘膜15形成有半导体层8。在半导体层8上形成有源电极9和漏电极13。而且，在与源电极9和漏电极13相同的金属层形成有蓄积电容下部电极14和蓄积电容布线102。而且，在源电极、漏电极13、蓄积电容下部电极14和蓄积电容布线102的上方，形成有绝缘保护膜17。
而且，在绝缘保护膜17的上方配置有数据布线3，在与该数据布线3相同的金属层形成有蓄积电容上部电极18。而且，在数据布线3和蓄积电容上部电极18的上方设置有层间绝缘膜12。在层间绝缘膜12的上层设置有电荷收集电极11。电荷收集电极11与TFT开关4经由蓄积电容上部电极18和漏电极13而连接。
另外，电荷收集电极11与蓄积电容上部电极18，通过贯穿层间绝缘膜12的连接孔16相连。须指出的是，连接孔16的大小优选小于10μm见方。这是因为，当连接孔16大时，在制造半导体膜6后因段差部而发生结晶化。
另外，蓄积电容上部电极18与漏电极13也是通过连接孔相连。
以下，使用图7，说明第二实施方式的放射线图像检测器的制造工序的一例。须指出的是，对具体的制造工序以及材料等而言，与第一实施方式的放射线图像检测器相同。
首先，在玻璃基板1上作为栅布线层形成栅电极2、扫描布线101(1)。接着，在栅布线层上依次堆积栅绝缘膜15、半导体层8、杂质添加半导体层(未图示)(2)。接着，形成源电极9、漏电极13、蓄积电容下部电极14和蓄积电容布线102(3)。接着，在通过上述方式形成的层的上层，堆积绝缘保护膜17(4)。接着，形成数据布线3和蓄积电容上部电极18(5)。接着，在通过上述方式形成的层的上层，堆积层间绝缘膜12(6)。接着，形成电荷收集电极11(7)。接着，形成半导体膜6和偏压电极7(8)。
在第二实施方式的放射线图像检测器200中，与第一实施方式的放射线图像检测器100同样，数据布线3隔着绝缘保护膜17而形成于源电极9和漏电极13的上层。因此，在数据布线3与扫描布线101的交叉部、数据布线3与蓄积电容布线102的交叉部，存在栅绝缘膜15和绝缘保护膜17。从而，能够减小数据布线3的布线电容。另一方面，在电荷蓄积电容5或TFT开关4中只存在栅绝缘膜15，因此能够防止蓄积电容电极面积的增大、TFT驱动能力的下降。
另外，与第一实施方式的放射线图像检测器100同样，由于与数据布线与扫描布线的交叉部相比TFT开关的源电极-栅电极之间的一方其绝缘膜更薄，因此耐压设定得较低。由此，即使在因静电而发生了连接不良时，发生TFT开关的连接不良的概率较高。当布线之间的连接不良时，成为线缺陷不良，但是在TFT开关中的连接不良的情况下，如果不切断TFT开关则能够成为单一像素的不良。通常，在放射线图像检测器中，根据周边像素的数据生成缺陷像素的信息，并且通过图像校正，能够使之成为优良产品。另一方面，在线缺陷的情况下，很多情况下难以进行基于图像校正的修正。从而，如上所述那样通过避免线缺陷，能够提高制造成品率。
另外，蓄积电容布线102，与扫描布线101隔着栅绝缘膜15而以不同层的金属材料形成，并且与数据布线3隔着绝缘保护膜17而以不同层的金属材料形成。由此，即使在形成蓄积电容布线102层时发生图案形成不良，并且残留有导电材料膜的情况下，也不会发生与扫描布线101、数据布线3的连接不良。由此，很大程度上改善了图像检测器用的TFT阵列的制造成品率，所以，尤其在制造高精密(像素间距＜200μm)的图像检测用TFT阵列时有效。例如，在像素间距200μm、数据布线3的布线宽度10μm、蓄积电容布线102的宽度10μm时，布线间的间隙仅为90μm(再有，例如，当形成在与电荷蓄积电容5的蓄积电容上部电极18或蓄积电容下部电极14相同的层中时，如果将该蓄积电容上部电极18或蓄积电容下部电极14的宽度设为110μm，则布线间的间隙仅为40μm)。另一方面，将蓄积电容布线102、扫描布线101和数据布线3形成在不同层，通过这样，即使发生布线形成时的图案形成不良而留下导电材料膜的残留物，也不会发生蓄积电容布线102与数据布线3之间的连接不良。
另外，蓄积电容布线102形成为相对于半导体膜6位于更下层。由此，在形成半导体膜6之前的工序步骤中，形成蓄积电容布线102的布线层，所以能够改善放射线图像检测器100的制造线的生产效率。
也就是说，在放射线图像检测器100中，为了维持充分的检测灵敏度而需要使半导体膜6比有源矩阵基板10上形成的其他层更厚。例如，在本实施方式中，作为半导体膜6蒸镀0.5mm～1.5mm的a-Se。该半导体膜6的堆积工序，其处理时间长且需要高制造成本。因此，仅在完成相对半导体膜6位于更下层的主要布线层的形成、并进行各工序的图像检查和导通检查等后成为优良产品的有源矩阵基板10上形成半导体膜6。由此，能够减少制造效率最低的半导体膜6层的堆积工序的处理件数，从而改善制造效率。
另外，与第一实施方式的放射线图像检测器100同样，使数据布线3厚膜化，来实现低电阻的数据布线，能够降低数据布线噪声。也就是，优选使数据布线的金属层比源电极和漏电极的金属层更厚。
另外，将蓄积电容布线102与数据布线3并行配置的结果，由于没有蓄积电容布线102与数据布线3的交叉部，所以，能够减小蓄积电容布线102与数据布线3的交叉部电容，能够进一步降低电子噪声。
另外，由蓄积电容下部电极14、绝缘保护膜17和蓄积电容上部电极18来构成电荷蓄积电容5，所以，能够由与构成TFT开关4的栅绝缘膜15不同的绝缘膜来构成电荷蓄积电容5。当由栅绝缘膜15构成电荷蓄积电容5时，为了增大TFT开关的接通电流而使栅绝缘膜15变薄，则电荷蓄积电容5的蓄积电容也成比例增大。另一方面，根据第二实施方式的放射线图像检测器，由于即使使栅绝缘膜15变薄，电荷蓄积电容5的蓄积电容也不增加，所以，能够缩短像素的电荷传输时间。其结果，能够实现理想的传感元件的设计，能够降低电子噪声。
接下来，使用具体的数据，说明第二实施方式的放射线图像检测器的数据布线的布线电容。
如上所述，能够通过下式来表达数据布线的布线电容Cd_line。
Figure BDA0000140223050000181
在此，作为栅绝缘膜15采用SiNx，其膜厚为300nm、相对介电常数为7.5。另一方面，绝缘保护层17也采用SiNx，其膜厚为500nm、相对介电常数为7.5。扫描布线101、蓄积电容布线102的布线宽度为10μm、数据布线3的布线宽度为10μm。TFT电容通过沟道宽度W、沟道长度L来决定，这次采用了0.01pF的TFT电容。栅线数目为1500根。在现有构造的情况下，由于Cdgx＝0.0256pF、Cdcsx＝0.0256pF、Ctft＝0.01pF、Ngate＝1500，因此Cd_line＝91.8pF。另一方面，在第二实施方式的放射线图像检测器的构造中，Cdgx＝0.0096pF、Cdcsx＝0pF(这是因为没有数据布线与蓄积电容布线的交叉部)、Cd_line＝29.4pF。从而，能够将数据布线的布线电容减少到32％，因此降低电子噪声。
须指出的是，在第二实施方式的放射线图像检测器中，如图6所示，也可在数据布线3与扫描布线101的交叉部的栅绝缘膜15与绝缘保护膜17之间，设置半导体层19。通过这样构成，能够进一步减小数据布线3与扫描布线101的交叉部的电容。
另外，在第二实施方式的放射线图像检测器中，如图8所示，也可使蓄积电容上部电极18延伸、且隔着绝缘保护膜17配置在TFT开关4的上部。图9表示图8的9-9线的剖视图。例如，当向放射线图像检测器的偏压电极施加的是正偏压时，电荷蓄积电容5中所蓄积的电荷成为正，但是使与电荷收集电极11连接的蓄积电容上部电极18如图8和图9所示那样在TFT开关4上延伸而导致蓄积电荷增大时，能够实现TFT开关4自动接通的构造。由此，能够避免因蓄积电荷增大而破坏像素的情况。
另外，在第二实施方式的放射线图像检测器中，如图10所示那样也可除去TFT开关4上方的层间绝缘膜。通过采用上述结构，当像素的蓄积电荷增大时，能够降低TFT开关4自动接通的阈值电压，能够更有效的避免像素破坏。
另外，在第二实施方式的放射线图像检测器中，如图11所示那样也可将数据布线3延伸至TFT开关4上方。图12表示图11的12-12线的剖视图。通过采用上述结构，能够实现针对电荷收集电极11的电位的屏蔽构造。例如，即使向电荷收集电极11施加了100V，只要数据布线3的电位为0，则电场不会施加到TFT开关4的反向沟道(back channel)。
另一方面，在上述第二实施方式的放射线图像检测器中，将蓄积电容布线102与数据布线3并行配置，但是如图13所示那样也可将蓄积电容布线102与扫描布线101并行设置。须指出的是，对层结构和制造工序而言，与上述第二实施方式的放射线图像检测器相同。
接下来，更详细地说明第三实施方式的放射线图像检测器300。图14是表示第三实施方式的放射线图像检测器300的1个像素单位的构造的剖视图、图15是其俯视图。图14是图15的14-14线的剖视图。
第三实施方式的放射线图像检测器200，与第二实施方式的放射线图像检测器相比，蓄积电容布线102的位置不同，而且电荷收集电极11与蓄积电容下部电极14连接。对其他构成要素而言，与第二实施方式相同。
在第三实施方式的放射线图像检测器300的玻璃基板1上，设置有栅电极2、扫描布线101。而且，在栅电极2和扫描布线的上方设置有栅绝缘膜15，并且隔着该栅绝缘膜15形成有半导体层8。在半导体层8上形成有源电极9和漏电极13。而且，在与源电极9和漏电极13相同的金属层形成有蓄积电容下部电极14。而且，在源电极、漏电极13、蓄积电容下部电极14的上方形成有绝缘保护膜17。
而且，在绝缘保护膜17的上方配置有数据布线3，在与该数据布线3相同的金属层形成有蓄积电容上部电极18和蓄积电容布线102。而且，在数据布线3、蓄积电容上部电极18和蓄积电容布线102的上方设置有层间绝缘膜12。在层间绝缘膜12的上层设置有电荷收集电极11。电荷收集电极11和TFT开关4经由蓄积电容下部电极14和漏电极13而连接。
另外，电荷收集电极11和蓄积电容下部电极14，通过贯穿层间绝缘膜12和绝缘保护膜17的连接孔16而相连。需指出的是，连接孔16的大小优选小于10μm见方。这是因为，当连接孔16大时，在制造半导体膜6后因段差部而发生结晶化。
以下，使用图16，说明第三实施方式的放射线图像检测器的制造工序的一例。须指出的是，对具体的制造工序和材料而言，与第一实施方式的放射线图像检测器相同。
首先，在玻璃基板1上作为栅布线层形成栅电极2、扫描布线101(1)。接着，在栅布线层上依次堆积栅绝缘膜15、半导体层8、杂质添加半导体层(未图示)(2)。接着，形成源电极9、漏电极13、蓄积电容下部电极14(3)。接着，在通过上述方式形成的层的上层，堆积绝缘保护膜17(4)。接着，形成数据布线3、蓄积电容上部电极18和蓄积电容布线102(5)。接着，在通过上述方式形成的层的上层，堆积层间绝缘膜12(6)。接着，形成电荷收集电极119(7)。接着，形成半导体膜6和偏压电极7(8)。
根据第三实施方式的放射线图像检测器300，也能够得到基本上与第二实施方式的放射线图像检测器200相同的效果。
另外，第三实施方式的放射线图像检测器，在蓄积电容布线102与扫描布线101的交叉部也配置有栅绝缘膜15和绝缘保护膜17。由此，能够减小蓄积电容布线102和扫描布线101的布线电容。
另外，电荷蓄积电容5通过蓄积电容下部电极14-蓄积电容上部电极18间、和电荷收集电极11-蓄积电容上部电极18间的上下2层来构成。因而，能够增大每单位面积的电容，能够减小蓄积电容上部电极18的面积。当蓄积电容上部电极18的面积小时，能够加宽数据布线3-蓄积电容上部电极18间的距离，能够减少发生连接不良。
另外，由蓄积电容下部电极14、绝缘保护膜17和蓄积电容上部电极18来构成电荷蓄积电容5，所以，能够由与构成TFT开关4的栅绝缘膜15不同的绝缘膜来构成电荷蓄积电容5。当由栅绝缘膜15构成电荷蓄积电容5时，为了增大TFT开关的接通电流而使栅绝缘膜15变薄，则电荷蓄积电容5的蓄积电容也成比例增大。另一方面，根据第二实施方式的放射线图像检测器，由于即使使栅绝缘膜15变薄，电荷蓄积电容5的蓄积电容也不增加，因此能够缩短像素的电荷传输时间。其结果，能够实现理想的传感元件的设计，能够降低电子噪声。
须指出的是，在第二和第三实施方式的放射线图像检测器中，说明了将用于向各电荷蓄积电容5的蓄积电容下部电极14共同施加偏压电压的蓄积电容布线102作为公共布线，与数据布线3并行配置的情况；另外，在第二实施方式的放射线图像检测器中，说明了将扫描布线101、数据布线3和蓄积电容布线102通过各自隔着绝缘膜而设置的彼此不同的金属层所形成的情况，但是本发明不限于此。例如，也可以采用下述结构：与各图像传感部103对应地单独形成偏压电极7，从各偏压电极7向半导体膜6施加偏压电压时，将用于向各偏压电极7施加偏压电压的偏压布线作为公共布线，与数据布线3并行配置，另外，通过隔着绝缘膜而彼此不同的金属层来形成该偏压布线、扫描布线101和数据布线3。
另外，在第一～第三实施方式的放射线图像检测器中，说明了将半导体膜6适用于将放射线直接变换为电荷的所谓的直接变换型的放射线图像检测器的情况，但是本发明不限于此。例如，利用通过放射线冲撞而发出电磁波(例如，光)的物质、即闪烁体(scintillator)在基板上形成膜，将对由闪烁体产生的光进行光电变换而得到的电荷蓄积在各光电变换元件所附带的电容(也有另外附设辅助电容的情况)中的、所谓的间接变换型的放射线图像检测器中，也可对用于向各光电变换元件的电极施加偏压电压的偏压布线采用同样的结构。
另外，在第三实施方式的放射线图像检测器中，如图15所示，也可在数据布线3与扫描布线101的交叉部的栅绝缘膜15与绝缘保护膜17之间，设置半导体层19。通过这样构成，能够进一步减小数据布线3与扫描布线101的交叉部的电容。
另外，在第三实施方式的放射线图像检测器中，如图17所示，也可将蓄积电容上部电极18延伸，以使其隔着绝缘保护膜17，配置在TFT开关4上方。图18表示图17的18-18线的剖视图。通过采用上述结构，能够实现针对电荷收集电极11的电位的屏蔽构造。例如，即使向电荷收集电极11施加了100V，只要数据布线3的电位为0，则电场不会施加到TFT开关4的背沟道。
另外，在上述第一至第三实施方式的放射线图像检测器中，优选使绝缘保护膜17的厚度比栅绝缘膜15的厚度更厚。在表1中表示栅绝缘膜15和绝缘保护膜17的材料、栅绝缘膜15和绝缘保护膜17的厚度和介电常数的适当的范围、更优选的范围和理想值。为了提高TFT开关4的驱动能力而优选使栅绝缘膜15变薄，为了减小数据布线的布线电容而优选使绝缘保护膜17变厚。
【表1】
Figure BDA0000140223050000221
另外，在上述第一至第三实施方式的放射线图像检测器中，优选将绝缘保护膜17的介电常数设为比栅绝缘膜15的介电常数小的低介电常数。在表2中表示栅绝缘膜15和绝缘保护膜17的材料、栅绝缘膜15和绝缘保护膜17的厚度和介电常数的适当的范围、更优选的范围和理想值。
【表2】
Figure BDA0000140223050000222
另外，上述第一至第三实施方式的放射线图像检测器，例如使用于对透过了人体的X线像进行图像化的X线摄像装置等，是能够检测X线等的图像的图像传感器。
也就是说，如图19所示，例如从X线管球91出射的X线而形成的待测体92的透过X线像，通过本实施方式的放射线图像检测器100、200、300变换为图像信号。
从该放射线图像检测器100、200、300输出的模拟信号由A/D变换器93变换为数字图像信号，并输入到图像处理装置94。图像处理装置94进行各种图像处理的同时，将需要保存的图像存储到图像存储装置96。另外，从图像处理装置94输出的数字图像信号，由D/A变换器95变换为模拟信号后，显示在图像监视装置97的画面。
另外，在上述第一至第三实施方式的放射线图像检测器中，半导体膜6能够由a-Se、对a-Se将Li、Na、K、Cs、Rb等碱性金属以0.001ppm～20ppm范围微量掺杂的材料、对a-Se将LiF、NaF、KF、CsF、RbF等氟化物以10ppm～10000ppm范围微量掺杂的材料、对a-Se将P、As、Sb、Ge以50ppm～0.5％范围添加的材料、或者对a-Se将As以50ppm～0.5％范围添加、还将Cl、Br、I以1ppm～100ppm范围微量掺杂的材料等来形成。另外，能够利用在a-Se中含有将Bi12MO20(M：Ti、Si、Ge)、Bi4M3O12(M：Ti、Si、Ge)、Bi2O3、BiMO4(M：Nb、Ta、V)、Bi2WO6、Bi24B2O39、ZnO、ZnS、ZnTe、MNbO3(M：Li、Na、K)、PbO、HgI2、PbI2、CdS、CdSe、CdTe、BiI3、或者GaAs等中的至少一个为主成分的光导电性物质的材料。
另外，在直接接受X线而产生电荷的情况下，半导体膜6的优选厚度范围是100μm～2mm。
尤其，作为乳房X线照相术(mammography)用途中，半导体膜6的优选厚度范围是150～250μm，在一般摄影用途中，半导体膜6的优选厚度范围是500μm～1.5mm。
另外，作为半导体膜6也可以采用氧化铋复合物。例如，记载在特开2005-274257号公报中。
当作为半导体膜6采用了以a-Se为主成分的非结晶半导体时，为了防止其结晶化而也可在半导体膜6与偏压电极7之间设置上部电极界面层、在半导体膜6与电荷收集电极11之间为了防止结晶化而也可设置下部电极界面层。作为上述电极界面层能够采用对a-Se将As以1％～20％的范围添加的材料、对a-Se将S、Te、P、Sb、Ge以1％～10％的范围添加的材料、对a-Se添加了上述元素与其他元素的组合的材料等。或者，也可采用结晶化温度更高的As2S3或As2sS3。
再有，以防止来自偏压电极7或电荷收集电极11的电荷注入为目的，尤其为了防止空穴注入，也可除了上述添加元素外还将Li、Na、K、Rb、Cs等碱性金属、LiF、NaF、KF、RbF、CsF、LiCl、NaCl、KCl、RbF、CsF、CsCl、CsBr等分子以10ppm～5000ppm的范围来掺杂。相反，为了防止电子注入，也可将Cl、I、Br等卤元素、或者In2O3等分子以10ppm～5000ppm的范围来掺杂。另外，上部电极界面层和下部电极界面层的厚度，为了充分达到上述目的而只要设定在0.05μm～1μm之间即可。
另外，上述的下部电极界面层、半导体膜、上部电极界面层，在真空度10-3～10-7Torr之间的真空槽内，使基板保持在常温至70℃之间，加入了上述各合金的船型器皿(boat)或者坩埚进行电阻加热或者通过电子束来升温，使合金、化合物蒸发或升华，从而层叠在基板上。
当合金、化合物的蒸发温度的差异大时，也可通过同时加热与多个蒸发源对应的多个船型器皿并且对每个进行控制，由此对添加浓度、掺杂浓度进行控制。例如，将As2Se3、a-Se、LiF各自放入船型器皿内，对As2Se3的船型器皿设为340℃、对a-Se的船型器皿设为240℃、对LiF的船型器皿设为800℃，来打开/关闭各船型器皿的快门，通过这样，能够实现a-SeAs10％：LiF500ppm/a-Se/a-SeAs10％这样的分层结构。
另外，偏压电极7是金属薄膜，作为材料只要由Au、Ni、Cr、Pt、Ti、Al、Cu、Pd、Ag、Mg、MgAg3～20％合金、Mg-Ag系金属间化合物、MgCu3～20％合金、Mg-Cu系金属间化合物等的金属来形成即可。例如，使用了Au时，优选厚度为15nm～200nm左右。例如，优选地，使用MgAg3～20％合金，并将厚度设为100nm～400nm左右。
偏压电极7通过蒸镀形成在半导体膜6的上面。例如，通过电阻加热方式在船型器皿内金属块融解后打开快门，蒸镀15秒并暂时冷却。然后，多次重复进行直到电阻值足够低为止，由此形成偏压电极7。
须指出的是，上述第一至第三实施方式的放射线图像检测器，是直接受到放射线的照射而产生电荷的、所谓的直接变换型的放射线图像检测器，但是本发明的图像检测器不限于直接变换型的放射线图像检测器，还可以适用于将放射线由荧光体暂时变换为光，并且受到该光的照射而产生电荷的、所谓的间接变换型的放射线图像检测器。
在间接变换型的放射线图像检测器中，在半导体膜6上形成荧光体的层，使荧光体暂时吸收X线，此时受到从荧光体产生的光而半导体膜6产生电荷，其中半导体膜6的优选厚度为1μm～20μm左右。由此，按每个像素的电荷收集电极11的静电电容增大，所以，很多情况下如直接变换型那样不另外形成电荷蓄积电容5。
在间接变换型的放射线图像检测器中，如直接变换型的放射线图像检测器那样也可连续形成半导体膜6，但是很多情况下使用具有按每个像素划分的半导体层6的光检测元件阵列。在该情况下，偏压电极7由公共布线连接。
在间接变换型的放射线图像检测器中，由于不需要将多吸收X线的素材用作半导体膜6，因此能够使用非晶硅(a-Si)或形成电荷产生层与电荷传输层的层叠构造的有机化合物等。例如，通过气相成长法、旋转涂布法或浸渍涂布法来连续形成半导体膜6，由此能够将半导体膜6层叠在TFT开关4上。作为电荷产生层能够采用苯并咪唑二萘嵌苯(benzimidazole perylene)、羟基镓酞菁(hydroxygallium phthalocyanine)、钛氧酞菁(titanyl phthalocyanine)，作为电荷传输层能够采用四苯基甲烷(tetraphenyldiamine)等。
另外，在间接变换型的放射线图像检测器中，作为偏压电极7需要透过由吸收了X线的荧光体产生的光，所以使用ITO或IZO等的光透过性电极。

Claims (10)

1.一种间接变换型图像检测器，具备：
将照射的放射线变换为光的荧光体；
接受所述光而产生电荷的半导体层；
相互并列配置的多个扫描布线；
与上述多个扫描布线交叉设置，并且与形成有上述扫描布线的金属层隔着绝缘层，由不同的金属层所形成的多个数据布线；
以矩阵状设置的薄膜晶体管，其与上述扫描布线和上述数据布线连接；
以矩阵状设置的传感部，其与上述薄膜晶体管连接；
多个公共布线，其为了向上述半导体层施加偏压电压而设置，与形成有上述扫描布线的金属层和形成有上述数据布线的金属层隔着绝缘层，由不同的金属层所形成；
第一绝缘层，其设置在上述薄膜晶体管的源电极以及漏电极与栅电极之间；和
第二绝缘层，其设置在上述数据布线与上述扫描布线之间，并且比上述第一绝缘层厚。
2.根据权利要求1所述的间接变换型图像检测器，其特征在于，
还具备：第三绝缘层，其设置在上述源电极以及上述漏电极与上述数据布线之间，并且比上述第一绝缘层厚。
3.根据权利要求2所述的间接变换型图像检测器，其特征在于，
上述第三绝缘层的厚度，比上述第一绝缘层厚并且比上述第一绝缘层的两倍厚度薄。
4.根据权利要求2所述的间接变换型图像检测器，其特征在于，
上述第三绝缘层的介电常数比上述第一绝缘层的介电常数低。
5.根据权利要求2所述的间接变换型图像检测器，其特征在于，
形成有上述数据布线的上述金属层，比形成有上述源电极以及上述漏电极的金属层厚。
6.根据权利要求5所述的间接变换型图像检测器，其特征在于，
形成有上述薄膜晶体管的上述源电极以及上述漏电极的金属层，是单层的金属膜，
形成有上述数据布线的金属层，是多层的金属膜。
7.根据权利要求2所述的间接变换型图像检测器，其特征在于，
还具备：矩阵状地设置的电荷收集电极，其收集在上述半导体层产生的上述电荷，
上述电荷收集电极与上述数据布线在层叠方向上不重叠。
8.根据权利要求7所述的间接变换型图像检测器，其特征在于，
上述电荷收集电极隔着上述第三绝缘层覆盖上述薄膜晶体管。
9.根据权利要求1～8中任意一项所述的间接变换型图像检测器，其特征在于，
上述数据布线、上述扫描布线和上述公共布线，在层叠方向上形成在上述半导体层的下方。
10.根据权利要求9所述的间接变换型图像检测器，其特征在于，
依次层叠了：
基板；
第一金属层，其形成上述扫描布线以及上述薄膜晶体管的上述栅电极；
单层或多层的上述第一绝缘层；
第二金属层，其形成上述薄膜晶体管的上述源电极以及上述漏电极；
单层或多层的上述第三绝缘层；
第三金属层，其形成上述数据布线；
单层或多层的绝缘膜；
第四金属层，其形成收集在上述半导体层产生的上述电荷的电荷收集电极；
上述半导体层；
上述公共电极，其向上述半导体层施加偏压电压；和
上述荧光体。
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