CN103715212A - 检测设备、检测系统和用于生产检测设备的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及检测设备、检测系统和用于生产检测设备的方法。一种检测设备包括多个转换元件、层间绝缘层和覆盖层。多个转换元件中的每一个都包括电连接到多个开关元件中的一个对应开关元件的电极和设置在所述电极上的半导体层。层间绝缘层被设置为覆盖多个开关元件并由有机材料构成，并且具有包括第一区域和位于第一区域之外的第二区域的表面。电极被设置在第一区域中的层间绝缘层的表面上。覆盖层被设置在第二区域中的层间绝缘层的表面上并由无机材料构成。

Description

检测设备、检测系统和用于生产检测设备的方法
技术领域
本发明涉及被应用于医疗图像诊断设备、无损检查设备、使用放射线的分析设备等的检测设备、检测系统和用于生产检测设备的方法。
背景技术
近年来，薄膜半导体生产技术已经被应用于制造包括像素的阵列（像素阵列）的放射线检查设备。在这些设备中，通过组合诸如薄膜晶体管（TFT）的开关元件和（将放射线或光转换为电荷的）诸如光电二极管的转换元件来提供每一个像素。在日本专利特开No.2007-035773中描述的现有技术的检查设备包括在设置于基板上的电极上提供的转换元件。这些电极由透明导电氧化物构成，并且在逐个像素的基础上被相互分开。此外，现有技术的检查设备还包括经由在层间绝缘层中提供的接触孔被连接到电极的开关元件。层间绝缘层被设置在基板与电极之间，并且由有机材料构成。以将其在层间绝缘层上的杂质半导体层和半导体层去除的方式，现有技术的检查设备的转换元件被在逐个像素的基础上被相互分开。但是，在日本专利特开No.2007-035773中描述的结构的生产中，在沉积要成为转换元件的杂质半导体层的杂质半导体膜和要成为转换元件的半导体层的半导体膜的情况中，以及将在层间绝缘层上的杂质半导体膜和半导体膜去除的情况中，存在层间绝缘层被暴露的处理。更具体地说，在基板上，其中没有设置像素的区域（像素阵列外部区域）存在于其中设置有多个像素的区域（像素阵列区域）的外部。为了在像素阵列区域中使层间绝缘层的厚度均匀，层间绝缘层不仅被设置在像素阵列区域内，而且被设置为延伸超出像素阵列区域并到达像素阵列外部区域。因此，在形成转换元件的情况中，在像素阵列外部区域中的层间绝缘层的暴露面积大于在像素阵列区域中的层间绝缘层的暴露面积。当由有机材料构成的层间绝缘层在使用化学气相沉积（CVD）法、蚀刻法等来形成转换元件的情况中被暴露时，会发生有机材料被混入转换元件的有机污染。在层间绝缘层的暴露区域之间的大的差异导致了有机污染的程度之间的大的差异。这样，位于像素阵列区域的边缘处的转换元件的有机污染的程度与位于像素阵列区域的中心处的转换元件的有机污染的程度会存在大的差异。出于这一原因，在有机污染的程度之间的差异导致了位于像素阵列区域的边缘处的转换元件的转换特征与位于像素阵列区域的中心处的转换元件的转换特征之间的大的差异。因此，位于像素阵列区域的边缘处的转换元件的转换特征与位于像素阵列区域的中心处的转换元件的转换特征的差异会导致在成像期间发生图像伪影。
发明内容
本发明致力于解决这些问题，并且提供一种检测设备，其中，减少了来自像素阵列外部区域中的层间绝缘层的有机材料到转换元件的杂质半导体层和半导体层中的混合，并且，因此，降低了图像伪影的发生。
根据本发明的检测设备包括多个转换元件、层间绝缘层和覆盖层。多个转换元件中的每一个都包括电连接到多个开关元件中的一个对应开关元件的电极和设置在所述电极上的半导体层。层间绝缘层被设置为覆盖所述多个开关元件并由有机材料构成，并且具有包括第一区域和位于第一区域之外的第二区域的表面。电极被设置在第一区域中的层间绝缘层的表面上。覆盖层被设置在第二区域中的层间绝缘层的表面上并由无机材料构成。
此外，根据本发明的用于制造检测设备的方法是用于制造包括多个转换元件的检测设备的方法。多个转换元件中的每一个都包括电连接到所述多个开关元件中的一个对应开关元件的电极和设置在所述电极上的半导体层。该方法包括如下：形成层间绝缘层以覆盖所述多个开关元件、以及在第一区域中的层间绝缘层的表面上形成电极和在第二区域中的层间绝缘层的表面上形成覆盖层的第一步骤，层间绝缘层由有机材料构成并具有包括第一区域和位于第一区域之外的第二区域的表面，该覆盖层由无机材料构成；以及在第一步骤之后在电极上形成半导体层的第二步骤。
根据本发明，可以提供一种检测设备，其中，减少了来自像素阵列外部区域中的层间绝缘层的有机材料到转换元件的杂质半导体层和半导体层中的混合，并且，因此，降低图像伪影的发生。
根据下面参照附图的对示例性实施例的描述，本发明的进一步的特征将会变得清晰。
附图说明
图1A、1B和1C是根据第一实施例的检测设备的示意平面图。
图2A、2B和2C是根据第一实施例的检测设备的示意截面图。
图3A、3C、3E、3G和3I是用于解释制造根据第一实施例的检测设备的方法的掩模图案的示意平面图，图3B、3D、3F、3H和3J是用于解释制造根据第一实施例的检测设备的方法的检测设备的示意截面图。
图4A、4C、4E和4G是用于解释制造根据第一实施例的检测设备的方法的掩模图案的示意平面图，图4B、4D、4F和4H是用于解释制造根据第一实施例的检测设备的方法的检测设备的示意截面图。
图5是根据本发明的第一实施例的检测设备的等效电路的示图。
图6A至6D是根据第二实施例的检测设备的示意截面图。
图7A至7C是根据第三实施例的检测设备的示意截面图。
图8A和8C是用于解释制造根据第三实施例的检测设备的方法的掩模图案的示意平面图，图8B和8D是用于解释制造根据第三实施例的检测设备的方法的示意截面图。
图9A和9C是用于解释制造根据第三实施例的检测设备的另一方法的例子的掩模图案的示意平面图，图9B和9D是用于解释制造根据第三实施例的检测设备的另一方法的例子的检测设备的示意截面图。
图10A和10C是根据第四实施例的检测设备的示意截面图；图10B是掩模图案的示意平面图。
图11A、11C、11E和11G是用于解释制造根据第四实施例的检测设备的方法的掩模图案的示意平面图，图11B、11D、11F和11H是用于解释制造根据第四实施例的检测设备的方法的示意截面图。
图12是使用根据本发明的实施例中的任何一个实施例的检测设备的放射线检测系统的示意图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图具体地描述本发明的实施例。请注意，在本说明书中，放射线的例子不仅包括作为由通过放射性衰变而发射的粒子（包括光子）构成的α射线、β射线和γ射线，而且包括具有几乎相同或更多的能量的射束，例如，X射线、粒子束和宇宙线。
第一实施例
首先，将使用图1A至1C和图2A至2C来描述根据本发明的第一实施例的检测设备的平面结构。图1A是在检测设备中包含的基板的示意平面图，图1B是放大图1A中的区域IB的示意平面图。图1C是图1B中图示的区域IC中的每个像素的平面图。请注意，在图1C中，为了简单起见，关于转换元件，只图示第一电极。
如图1A所示，根据本发明的检测设备包括设置在基板100上的多个像素11。在基板100上存在像素阵列区域20，该像素阵列区域20是设置多个像素11的区域。而且，在基板100上还存在像素阵列外部区域21，该像素阵列外部区域21是位于像素阵列区域20之外的区域。在像素阵列外部区域21中没有设置多个像素。如图1C所示，在根据本发明的检测设备中包含的像素11中的每一个包括转换元件12和TFT13，转换元件12将放射线或光转换为电荷，TFT13是根据转换元件12所具有的电荷而输出电信号的开关元件。PIN光电二极管用作转换元件12。TFT13被设置在诸如玻璃基板的绝缘基板100上。每一个转换元件12以这样的方式设置，即转换元件12和由无机材料构成的层间绝缘层120被堆叠在TFT13中的一个对应TFT上，并且，层间绝缘层120被夹于转换元件12和TFT13之间。层间绝缘层120被设置为覆盖作为所述多个开关元件的多个TFT13。请注意，在本实施例中，基板100的表面具有多个区域，并且，层间绝缘层120被设置为覆盖该多个区域中的比设置多个TFT13的区域大的区域中的基板100的表面。然后，如图1B所示，层间绝缘层120的表面具有多个区域，并且，多个第一电极122被设置在所述多个区域中的位于像素阵列区域20中的第一区域中的层间绝缘层120的表面上，因此，设置包括多个转换元件12的多个像素11。相反，由无机材料构成的覆盖层150被设置在所述多个区域中的第二区域中的层间绝缘层120的表面上，该第二区域被设置在第一区域之外并位于像素阵列外部区域21中。请注意，在本实施例中，由无机材料构成的覆盖层150被设置为覆盖层间绝缘层120的表面的第二区域。请注意，第一电极122对应于本发明的转换元件的电极。
接下来，将参照图1C和图2A至2C描述根据本发明的第一实施例的检测设备的截面结构。图2A是沿着图1C中的线A-A截取的示意截面图，图2B是放大图2A中的区域IIB的示意截面图，图2C是沿着图1C中的线B-B截取的示意截面图。请注意，在图2A至2C中，还图示在图1C中未图示的包含在转换元件12中的各个层和各个绝缘层。
每一个TFT13包括从基板侧依次地设置在基板100上的控制电极131、绝缘层132、半导体层133、具有比半导体层133的杂质浓度高的杂质浓度的杂质半导体层134、第一主电极135和第二主电极136。杂质半导体层134的某些区域与第一主电极135和第二主电极136接触，并且，在作为与所述某些区域接触的区域的半导体层133的区域之间的半导体层133的区域是TFT13的沟道区。控制电极131电连接到控制布线图案15中的对应的一个控制布线图案。第一主电极135电连接到信号布线图案16中的对应的一个信号布线图案。第二主电极136电连接到转换元件12中的对应的一个转换元件的第一电极122。请注意，在本实施例中，第一主电极135、第二主电极136和信号布线图案16一起被形成在同一导电层中，并且，第一主电极135被形成为信号布线图案16的部分。保护层137被设置为覆盖TFT13、控制布线图案15和信号布线图案16。在本实施例中，虽然使用主要由非晶硅构成的杂质半导体层134和半导体层133的反交错TFT用作每一个开关元件，但是本发明并不限于此。例如，可以使用主要由多晶硅构成的交错TFT，或者，可以使用有机TFT、氧化物TFT等。
层间绝缘层120被设置在基板100和下述的多个第一电极122之间以覆盖多个TFT13，并且具有接触孔。转换元件12中的每一个的第一电极122和TFT13中的对应的一个TFT的第二主电极136在设置于层间绝缘层120中的接触孔中的对应的一个接触孔中相互电连接。
每一个转换元件12包括从层间绝缘层侧依次地设置在层间绝缘层120上的第一电极122中的对应的一个第一电极、第一导电类型杂质半导体层123、半导体层124、第二导电类型杂质半导体层125和第二电极126。这里，第一导电类型杂质半导体层123具有第一导电类型极性，并且，具有比半导体层124和第二导电类型杂质半导体层125中的每一个的杂质浓度高的第一导电类型杂质浓度。此外，第二导电类型杂质半导体层125具有第二导电类型极性，并且，具有比第一导电类型杂质半导体层123和半导体层124中的每一个的杂质浓度高的第二导电类型杂质浓度。第一导电类型和第二导电类型是具有相互不同的极性的导电类型。例如，当第一导电类型是n型时，第二导电类型是p型。电极布线图案14中的对应的一个电极布线图案电连接到转换元件12的第二电极126。转换元件12的第一电极122电连接到设置于层间绝缘层120中的接触孔的对应的一个接触孔中的TFT13中的对应的一个TFT的第二主电极136。请注意，虽然在本实施例中使用下述光电二极管，但是本发明并不限于此，该光电二极管使用主要由非晶硅构成的第一导电类型杂质半导体层123、半导体层124和第二导电类型杂质半导体层125。例如，可以使用这样的元件，该元件使用主要由非晶硒构成并将放射线直接转换为电荷的第一导电类型杂质半导体层123、半导体层124和第二导电类型杂质半导体层125。请注意，第二电极126对应于本发明的转换元件的其它电极。
如图2A至2C所示，多个第一电极122被设置在位于像素阵列区域20中的第一区域中的层间绝缘层120的表面上，因此，设置包括多个转换元件12的多个像素11。相反，由无机材料构成的覆盖层150被设置在第二区域中的层间绝缘层120的表面上以与层间绝缘层120接触，该第二区域被设置在第一区域之外并位于像素阵列外部区域21中。请注意，在本实施例中，由无机材料构成的覆盖部件121被设置在位于像素阵列区域20中的第一区域中的层间绝缘层120的表面上的多个第一电极122之间，以与层间绝缘层120接触。第一电极122、覆盖部件121和覆盖层150被设置在层间绝缘层120上，以覆盖层间绝缘层120的表面。因此，在使用CVD方法、蒸发方法、溅射方法等沉积要作为杂质半导体层123的杂质半导体膜的情况中，减少层间绝缘层120的表面的暴露。因此，可以减少有机材料混合到位于像素阵列区域20的边缘处的像素11中包含的转换元件12的杂质半导体层中去。因此，可以降低由于位于像素阵列区域20的中心处的像素11的输出和位于像素阵列区域20的边缘处的像素11的输出之间的差而导致的图像伪影的发生。此外，在本实施例中，杂质半导体层123、半导体层124和杂质半导体层125在覆盖部件121上逐个像素地被分成多个。而且，在像素阵列外部区域21中，通过干法蚀刻等去除杂质半导体层123、半导体层124和杂质半导体层125。在分离和去除中，覆盖部件121和覆盖层150充当蚀刻停止层。因此，层间绝缘层120不会被暴露于在干法蚀刻中使用的蚀刻物料（species），因此，可以减少有机材料对转换元件12的各个层的污染。
另外，绝缘层127和层间绝缘层128被设置为覆盖转换元件12。每一个转换元件12的第二电极126和电极布线图案14的对应的一个电极布线图案经由设置于绝缘层127和层间绝缘层128中的接触孔中的对应的一个接触孔中的导电层129相互电连接。另外，钝化层155被设置为覆盖电极布线图案14、导电层129和层间绝缘层128。
接下来，将使用图3A至3J和图4A至4H描述制造根据本发明的第一实施例的检测设备的方法。尤其是，在层间绝缘层120中形成接触孔的处理及其后面的处理将使用掩模图案和经过这些处理的检测设备的截面图来被详细地描述。请注意，图3A、3C、3E、3G、3I、4A、4C、4E和4G中的每一个是在这些处理中的对应的一个处理中使用的光掩模的掩模图案的示意平面图。此外，图3B、3D、3F、3H、3J、4B、4D、4F和4H中的每一个是这些处理中的对应的一个处理中的沿着图1C中的线A-A截取的示意截面图。
首先，多个TFT13被设置在绝缘基板100上，并且，保护膜137被设置为覆盖多个TFT13。对作为位于第二主电极136上的部分且要与光电二极管电连接的保护膜137的部分进行蚀刻，从而在保护膜137中设置接触孔。然后，在图3B中图示的处理中，使用诸如旋转机的涂布设备，将由作为具有光敏性的有机材料的丙烯酸树脂构成的膜作为层间绝缘膜沉积，以覆盖TFT13和保护膜137。可替换地，聚酰亚胺树脂等可以用作具有光敏性的有机材料。然后，使用图3A中图示的掩模执行曝光处理和显影处理，从而形成具有接触孔的层间绝缘层120。
接下来，在图3D中图示的处理中，沉积导电膜以覆盖层间绝缘层120。然后，使用图3C中图示的掩模对导电膜进行蚀刻，从而形成转换元件12的第一电极122。请注意，在本实施例中，由ITO构成且作为非晶膜的透明导电氧化物膜用作导电膜。使用图3E中图示的掩模对透明导电氧化物膜进行湿法蚀刻，并且，对该透明导电氧化物膜进行退火处理以变成多晶膜，从而形成转换元件12的第一电极122。但是，由金属材料构成的膜可以用作导电膜。
接下来，在图3F中图示的处理中，使用等离子体CVD方法沉积绝缘膜，以覆盖层间绝缘层120，该绝缘膜由例如硅氮化物膜或硅氧化物膜的典型的无机材料构成。然后，使用图3E中图示的掩模对绝缘膜进行蚀刻，由此，分别在第一区域中的层间绝缘层120的表面上和在第二区域中的层间绝缘层120的表面上的多个第一电极122之间形成覆盖部件121和覆盖层150。因此，层间绝缘层120的表面被多个覆盖部件121、多个第一电极122和覆盖层150覆盖。在本实施例中，图3D中图示的处理和图3F中图示的处理对应于本发明的第一步骤。请注意，在本实施例中，描述这样的例子，其中，与构成覆盖部件121的材料相同的无机绝缘材料用作构成覆盖层150的材料，并且，覆盖层150和覆盖部件121一起形成。但是，本发明不限于此。例如，覆盖部件121和覆盖层150可以在不同的过程中被形成。此外，构成覆盖层150的材料并不限于无机绝缘材料，并且，可以使用可以覆盖层间绝缘层120的表面的任何无机膜。例如，在覆盖层150的区域中，与第一电极122和杂质半导体层123接触的区域可以由无机绝缘材料形成，并且，其它区域可以由诸如ITO、Al或Cu的无机导电材料形成。
接下来，在图3H中图示的处理中，使用等离子体CVD方法沉积非晶硅膜作为第一导电类型杂质半导体膜123’以覆盖覆盖部件121和第一电极122，诸如磷的五价元素作为杂质被注入该非晶硅膜中。接下来，使用等离子体CVD方法等依次地沉积作为非晶硅膜的半导体膜124’和作为第二导电类型杂质半导体膜125’的非晶硅膜，诸如硼的三价元素作为杂质被注入该第二导电类型杂质半导体膜125’中。在沉积杂质半导体膜123’的情况中，当层间绝缘层120不被覆盖部件121、覆盖层150和第一电极122覆盖时，层间绝缘层120被暴露于等离子体。当由有机材料构成的层间绝缘层120被暴露于等离子体时，有机材料溅射并混合入杂质半导体膜123’中。因此，在某些情况中，第一电极122和杂质半导体层123之间的结被污染。尤其是，像素阵列外部区域21中的层间绝缘层120的暴露区域大于像素阵列区域20中的层间绝缘层120的暴露区域。因此，位于像素阵列区域20的边缘处的像素11中包含的转换元件12的有机污染程度高于位于像素阵列区域20的中心处的像素11中包含的转换元件12的有机污染程度。由于这种原因，在本实施例中，使用这样的结构，其中，像素阵列区域20中的层间绝缘层120的表面被覆盖部件121、第一电极122和覆盖层150覆盖，因此，在沉积要作为第一导电类型杂质半导体层123的杂质半导体膜123’的情况中，层间绝缘层120的表面未被暴露。因此，在沉积要作为杂质半导体层123的杂质半导体膜123’的情况中，可以减少由于有机材料的散射而导致有机材料混合入杂质半导体膜123’中去。由此，可以降低图像伪影的发生。接下来，使用溅射方法沉积透明导电氧化物膜，以覆盖杂质半导体膜125’。接下来，使用图3G中图示的掩模对透明导电氧化物膜进行湿法蚀刻，从而形成转换元件12的第二电极126。请注意，在本实施例中，透明导电氧化物用作构成第二电极126的材料。但是，本发明不限于此。可以使用任何导电膜。例如，在将放射线直接转换为电荷的元件用作每一个转换元件12的情况中，可以使用诸如Al膜的放射线容易通过的导电膜。
接下来，在图3J中图示的处理中，使用图3I中图示的掩模通过干法蚀刻去除杂质半导体膜125’、半导体膜124’和杂质半导体膜123’。因此，转换元件12逐个像素地相互分离，并且，去除了像素阵列外部区域21中的杂质半导体膜123’、半导体膜124’和杂质半导体膜125’。在已经相互分离的转换元件12中，形成杂质半导体层125、半导体层124和杂质半导体层123。
接下来，在图4B中图示的处理中，使用等离子体CVD方法沉积由诸如硅氮化物膜的无机材料构成的绝缘膜，以覆盖转换元件12和覆盖部件121。此外，在沉积该绝缘膜的情况中，使用这样的结构，其中，通过覆盖层150减少了层间绝缘层120的暴露。因此，可以减少有机材料对各个层的污染。然后，使用图4A中图示的掩模对绝缘膜进行干法蚀刻，从而形成具有接触孔的绝缘层127。
接下来，在图4D中图示的处理中，由作为具有光敏性的有机材料的丙烯酸树脂构成的层作为层间绝缘层被沉积，以覆盖第二电极126和绝缘层127。然后，使用图4C中图示的掩模，形成具有接触孔的层间绝缘层128。
接下来，在图4F中图示的处理中，使用溅射方法来沉积透明导电氧化物膜。接下来，使用图4E中图示的掩模对透明导电氧化物膜进行湿法蚀刻，从而形成导电层129。
接下来，在图4H中图示的处理中，使用溅射方法来沉积要作为电极布线图案14的例如Al膜的导电膜。然后，使用图4G中图示的掩模对导电膜进行湿法蚀刻，从而形成电极布线图案14。通过执行该处理，转换元件12的第二电极126和电极布线图案14通过导电层129相互电连接。在这种情况中，因为导电层129由透明导电氧化物形成，所以可以防止孔径比的减少。
然后，形成钝化层155以覆盖电极布线图案14、导电层129和层间绝缘层128，从而获得图2A中图示的结构。此外，在形成钝化层155的情况中，使用这样的结构，其中，在设置像素的区域之外，层间绝缘层120未被暴露。因此，可以减少有机材料对各个层的污染。在本实施例中，图3H中图示的处理和其后的处理对应于本发明的第二步骤。
接下来，将使用图5描述根据本发明的第一实施例的检测设备的示意等效电路。请注意，在图5中，为了简化描述，使用三行×三列的等效电路的示图。但是，本发明不限于此。检测设备具有n行×m列的像素阵列（其中，n和m中的每一个都是等于或大于2的自然数）。关于根据本实施例的检测设备，在基板100的表面上设置转换单元3，该转换单元3包括沿着行方向和列方向布置的多个像素1。每一个像素1包括将放射线或光转换为电荷的转换元件12中的对应的一个转换元件和根据转换元件12所具有的电荷输出电信号的TFT13中的对应的一个TFT。可以在第二电极126侧的转换元件12的表面上设置闪烁器（未图示），该闪烁器执行波长转换，使得放射线将被转换为可见光。电极布线图案14作为转换元件12公共的布线图案被连接到转换元件12的第二电极126。控制布线图案15作为沿着行方向布置的TFT13公共的布线图案被连接到多个TFT13的控制电极131，并且，被电连接到驱动电路2。驱动电路2将驱动脉冲顺序地或同时地供应给沿着列方向布置的多个控制布线图案15，由此，电信号被逐行地从像素1并行地输出到沿着行方向布置的多个信号布线图案16。信号布线图案16作为沿着列方向布置的TFT13公共的布线图案被连接到多个TFT13的第一主电极135，并且，被电连接到读取电路4。驱动电路4包括用于信号布线图案16中的每一个的积分放大器5和采样保持电路6，该积分放大器5对从信号布线图案16输出的电信号进行积分和放大，该采样保持电路6对由积分放大器5放大和输出的电信号进行采样和保持。读取电路4还包括复用器7和A/D转换器8，该复用器7将从多个采样保持电路6并行地输出的电信号串行地转换为电信号，该A/D转换器8将输出的电信号转换为数字数据。基准电位Vref从电源电路9被供应给积分放大器5的非反相输入端子。此外，电源电路9被电连接到沿着行方向布置的多个电极布线图案14，并且将偏置电位Vs供应给转换元件12的第二电极126。
在下文中，将描述根据本实施例的检测设备的操作。基准电位Vref经由TFT13被供应给转换元件12的第一电极122。执行用于从放射线或可见光产生的电荷的电子空穴对分离所需的偏置电位Vs被供应给第二电极126。在这种状态中，通过被摄体的放射线或者基于放射线的可见光进入转换元件12并被转换为电荷。在转换元件12中累积电荷。从驱动电路2施加到控制布线图案15的驱动脉冲使得TFT13进入导通状态，由此，基于电荷的电信号被输出到信号布线图案16。电信号作为数字数据被读取电路4读取到外部。
第二实施例
接下来，将使用图6A至6D描述根据本发明的第二实施例的检测设备中包含的每一个像素的结构。图6A至6D中的每一个是沿着图1C中的线A-A截取的示意截面图。
本实施例与第一实施例的不同之处如下。换句话说，在其中转换元件12和TFT13相互连接的接触孔中的每一个中，用于保护第二主电极136和保护膜137的保护部件160被设置为与保护膜137的阶梯部分和层间绝缘层120的阶梯部分相对应。
在图3F中图示的处理中，在为了形成覆盖部件121和覆盖层150而执行的蚀刻的情况中，第二主电极136和保护膜137需要被第一电极122保护。但是，在某些情况中，由于第一电极122的可结晶性或厚度而导致对第二主电极136和保护膜137的保护是不可能的。更具体地，在层间绝缘层120的接触孔中的每一个中，当要作为第一电极122的导电膜被沉积在保护膜137的阶梯部分或者层间绝缘层120的阶梯部分上时，该阶梯部分上的第一电极122的可结晶性降低。容易对该阶梯部分上的第一电极122进行蚀刻。因此，在形成覆盖部件121和覆盖层150的情况中，不可能用第一电极122保护第二主电极136和保护膜137，因此，不期望对第二主电极136和绝缘层127进行蚀刻。
因此，在本实施例中的结构中，在层间绝缘层120的接触孔中的每一个中，根据保护膜137的阶梯部分和层间绝缘层120的阶梯部分设置用于保护第二主电极136和保护膜137的保护部件160。因此，在图3F中图示的处理中，防止第二主电极136和保护膜137不期望地被蚀刻，从而可以保护第二主电极136和保护膜137。
在图6A中图示的结构中，在层间绝缘层120的接触孔中的每一个中，保护部件160被设置为覆盖保护膜137的阶梯部分和层间绝缘层120的阶梯部分。下面将描述用于制造图6A中图示的结构的方法。在本实施例中，在第一实施例中的图3F中图示的处理中，形成覆盖部件121和覆盖层150，同时，由相同的材料形成保护部件160，由此获得图6A中图示的结构。请注意，在图6A中，图示这样的结构，其中，每一个保护部件160仅仅覆盖保护膜137的阶梯部分和层间绝缘层120的阶梯部分。但是，本发明不限于此。
例如，如图6B所示，可以使用这样的结构，其中，每一个保护部件160被设置为覆盖除了保护膜137的阶梯部分和层间绝缘层120的阶梯部分以外还覆盖位于接触孔中的对应的一个接触孔的底表面中的保护膜137的表面。与采用图6A中图示的结构相比，采用该结构，可以更确信地保护保护膜137。
此外，如图6C所示，可以使用这样的结构，其中，每一个保护部件160被设置为覆盖层间绝缘层120的接触孔中的对应的一个接触孔的整个底表面。与采用图6B中图示的结构相比，采用该结构，可以更确信地保护第二主电极136。
请注意，关于图6A至6C中图示的保护部件160，当每一个保护部件160被形成为还覆盖位于层间绝缘层120的接触孔中的对应的一个接触孔之外的第一电极122的表面时，保护部件160可以覆盖由于接触孔而导致成阶梯状的第一电极122的整个阶梯部分。即使当保护部件160由无机绝缘层形成并由此每一个保护部件160的面积增加时，杂质半导体层123也被设置在保护部件160的整个表面上。这样，可以无任何问题地收集电荷。
请注意，参照图6A至6C，描述这样的方法，其中，与覆盖部件121和覆盖层150的形成同时地形成保护部件160。但是，本发明不限于此。在执行图3F中图示的处理之前，可以预先形成保护部件160。在这种情况中，需要将具有导电性且对要针对覆盖部件121和覆盖层150执行的蚀刻具有抵抗性的材料用作构成保护部件160的材料。例如，在要由硅氮化物构成覆盖部件121和覆盖层150并且要使用氢氟酸等通过湿法蚀刻形成覆盖部件121和覆盖层150的情况中，构成保护部件160的材料可以是如下材料中的任何一种材料。构成保护部件160的材料的例子包括诸如Mo、Cr、Pt和Au的金属材料，诸如MoCr的合金材料，以及对氢氟酸具有抵抗性的诸如钛氧化物和钛氮化物的半导体材料。可替换地，在要由硅氮化物构成覆盖部件121和覆盖层150并且要通过干法蚀刻形成覆盖部件121和覆盖层150的情况中，需要使用诸如MoCr和MoW的合金材料、以及对干法蚀刻具有抵抗性的诸如WN的导电材料中的任何一种。在预先形成保护部件160的情况中，如图6D所示，使用这样的结构，其中，每一个保护部件160被设置在层间绝缘层120的接触孔中的对应的一个接触孔下在第一电极122和第二主电极136之间。
第三实施例
接下来，将使用图7A至7C描述根据本发明的第三实施例的检测设备中包含的每一个像素的结构。图7A是沿着图1C中的线A-A截取的示意截面图。图7B是放大图7A中的区域VIIB的示意截面图。图7C是沿着图1C中的线B-B截取的示意截面图。此外，与前述实施例中描述的元件相同的元件用相同的附图标记表示，并且，省略其详细描述。
在第一实施例中，第一电极122的末端被设置在覆盖层150的下方。与此形成对照，在本实施例中，第一电极122的末端被设置在覆盖层150和杂质半导体层123之间。
接下来，将使用图8A至8D描述制造根据本发明的第三实施例的检测设备的方法。请注意，关于与第一实施例中描述的处理相同的处理，省略其详细描述。请注意，图8A和8C中的每一个是在对图1C中图示的像素的处理中的对应的一个处理中使用的光掩模的掩模图案的示意平面图。此外，图8B和8D中的每一个是这些处理中的对应的一个处理中的沿着图1C中的线A-A截取的示意截面图。请注意，因为在层间绝缘层120中形成接触孔的处理和在执行该处理之前已经执行的处理与第一实施例中描述的处理相同，所以省略其详细描述。
首先，在图8B中图示的处理中，使用CVD方法沉积绝缘膜，以覆盖层间绝缘层120，该绝缘膜由例如硅氮化物膜或硅氧化物膜的典型的无机材料构成。然后，使用图8A中图示的掩模来形成覆盖部件121和覆盖层150。
接下来，在图8D中图示的处理中，沉积由Al或ITO等构成的导电膜，以覆盖层间绝缘层120、覆盖部件121和覆盖层150。然后，使用图8C中图示的掩模对导电膜进行蚀刻，从而形成转换元件12的第一电极122。在这种情况中，层间绝缘层120的表面被覆盖部件121、第一电极122和覆盖层150覆盖。因此，在图8D中图示的处理之后的处理中，在使用CVD方法沉积要作为杂质半导体层123的杂质半导体层的情况中，可以减少由于有机材料的散射而导致有机材料混合到第一导电类型杂质半导体层中去。由此，可以降低图像伪影的发生。在本实施例中，图8B中图示的处理和图8D中图示的处理对应于本发明的第一步骤。
因为对应于第二步骤的沉积杂质半导体层的处理和其后的处理与第一实施例中作为例子描述的处理相同，所以省略其描述。请注意，在本实施例中，描述这样的例子，其中，与形成覆盖部件121的材料相同的无机绝缘膜用作形成覆盖层150的材料，并且，覆盖部件121和覆盖层150一起形成。但是，本发明不限于此。如第一实施例中描述的，甚至在本实施例中，也可以应用另一种结构和方法。
此外，在本实施例中，可以使用这样的结构，其中，使用图9A中图示的掩模替代图8A中图示的掩模，只对作为保护膜137的部分和要作为接触孔的部分的内侧进行蚀刻。在这种情况中，获得图9B中图示的结构。
此外，在本实施例中，在没有预先在保护膜137中设置接触孔的情况中，可以使用图9C中图示的掩模替代图8A中图示的掩模对作为接触孔的部分的保护膜137’和无机绝缘膜121’的部分一起进行蚀刻，由此，可以一起形成保护膜137、覆盖部件121和覆盖层150的接触孔。在这种情况中，获得图9D中图示的结构。
与采用图8B中图示的结构一样，甚至采用图9B和9D中图示的结构中的任何一个，也可以减少由于有机材料的散射而导致有机材料混合到第一导电类型杂质半导体层中去。由此，可以降低图像伪影的发生。
第四实施例
接下来，将使用图10A至10C描述根据本发明的第四实施例的检测设备中包含的每一个像素的结构。图10A和10C是沿着图1C中的线A-A截取的示意截面图。请注意，图10B是在处理中使用的光掩模的掩模图案的示意平面图。请注意，与前述实施例中描述的元件相同的元件用相同的附图标记表示，并且，省略其详细描述。
在第一实施例中，半导体层124和杂质半导体层125被逐个像素地分成多个，并且，第二电极126逐个像素地相互分离。与此形成对照，在本实施例中，如图10A所示，半导体层124a和杂质半导体层125a没有逐个像素地分成多个，并且，第二电极126a也没有逐个像素地相互分离。但是，第一电极122逐个像素地相互分离，并且，杂质半导体层123逐个像素地分成多个。这样，转换元件12逐个第一电极122地被个别化（individualize）。因此，与第一实施例中的结构相比，在本实施例中的结构中，可以增加孔径比。此外，因为第二电极126a没有逐个像素地相互分离，所以不需要设置导致孔径比减少的电极布线图案14。但是，在仅仅基于第二电极126a的电阻的电阻高的情况中，可以设置电极布线图案14。在这种情况中，半导体层124a没有逐个像素地分成多个，并且，第二电极126a也没有逐个像素地相互分离。这样，电极布线图案14可以被设置为使得电极布线图案14的部分包括电极布线图案14的正交投影与杂质半导体层123不重叠的位置。因此，可以在没有减少孔径比的情况下设置电极布线图案14。此外，在本实施例中，没有设置覆盖部件121。甚至在没有覆盖部件121的情况中，在各个转换元件12的有机污染程度之间也没有大的差别。因此，图像伪影不会成为问题。这同样也适用于本发明的其它实施例。
接下来，将使用图11A至11H描述制造根据本发明的第四实施例的检测设备的方法。请注意，图11A、11C、11E和11G中的每一个是在对应的一个处理中使用的光掩模的掩模图案的示意平面图。此外，图11B、11D、11F和11H中的每一个是这些处理中的对应的一个处理中的沿着图1C中的线A-A截取的示意截面图。请注意，关于与第一实施例中描述的处理相同的处理，省略其详细描述。更具体地，形成第一电极122的处理和在执行该处理之前已经执行的处理与使用图3A至3D描述的处理相同。因此，将描述其后的处理。
首先，在图11B中图示的处理中，沉积由例如硅氮化物膜或硅氧化物膜的典型的无机材料构成的膜，以覆盖层间绝缘层120和第一电极122。然后，在像素阵列外部区域21中，使用图9A中图示的掩模来形成覆盖层150。在这种情况中，层间绝缘层120至多仅仅在多个第一电极122之间被暴露。在第一电极122之间的层间绝缘层120的暴露面积至多在每一个像素的层间绝缘层120的总面积的20%内，并且远小于像素阵列外部区域21中的层间绝缘层120的面积。因此，层间绝缘层120的暴露不是导致有机污染的因素，例如，有机污染导致图像伪影的发生。请注意，覆盖层150可以完全覆盖像素阵列外部区域21中的层间绝缘层120的表面。可替换地，如果像素阵列外部区域21中的层间绝缘层120的表面的暴露面积几乎等于像素阵列区域20中的层间绝缘层120的表面的暴露面积，那么覆盖层150可能不会完全覆盖层间绝缘层120的表面。这同样也适用于本发明的其它实施例。在本实施例中，图11B中图示的处理对应于本发明的第一步骤。
接下来，在图11D中图示的处理中，使用等离子体CVD方法等沉积非晶硅膜作为第一导电类型杂质半导体膜123’以覆盖覆盖层150和第一电极122，诸如磷的五价元素作为杂质被注入该非晶硅膜中。然后，使用图11C中图示的掩模，通过干法蚀刻去除杂质半导体膜123’的一部分，从而形成杂质半导体层123。
接下来，在图11F中图示的处理中，使用等离子体CVD方法等沉积非晶硅膜作为半导体膜124’以覆盖覆盖层150和杂质半导体层123。接下来，使用等离子体CVD方法等沉积非晶硅膜作为第二导电类型杂质半导体膜125’，诸如硼的三价元素作为杂质被注入该非晶硅膜中。
接下来，使用溅射方法沉积透明导电氧化物膜126’，以覆盖杂质半导体膜125’。然后，使用图11E中图示的掩模对透明导电氧化物膜126’进行湿法蚀刻，从而形成第二电极126a。
接下来，在图11H中图示的处理中，使用图11G中图示的掩模，对像素阵列外部区域21中的半导体膜124’和杂质半导体膜125’进行干法蚀刻，从而形成杂质半导体层125a和半导体层124a。
接下来，形成钝化层155以覆盖第二电极126a和覆盖层150，从而获得图10A中图示的结构。在本实施例中，图11D中图示的处理、图11F中图示的处理和图11H中图示的处理对应于本发明的第二步骤。
请注意，此外，在本实施例中，覆盖部件121可以被设置在第一电极122之间。
此外，同样地，在本实施例中，如第二实施例中描述的，保护部件160可以被设置在层间绝缘层120的接触孔中。此外，同样地，在本实施例中，如第三实施例中一样，可以使用这样的结构，其中，第一电极122的末端设置在覆盖层150和杂质半导体层123之间。
应用实施例
接下来，将使用图12描述使用根据本发明的实施例中的任何一个的检测设备的放射线检测系统。
如图12所示，由作为放射线源的X射线管6050产生的X射线6060通过患者或被摄体6061的身体部位6062，并且进入放射线检测设备6040中包含的各个转换元件。关于患者6061的身体内部的信息被包含在进入转换元件的X射线中。基于进入转换元件的X射线，转换单元3（图5）将放射线转换为电荷，从而获得电信息。该信息被转换为数字数据，经过由作为信号处理单元的图像处理器6070进行的图像处理，并且，可以在作为控制室的显示单元的显示屏幕6080上被监视。
此外，诸如有线或无线网络6090的发送处理单元可以将该信息传送到远程位置，并且，该信息可例如在诸如医生室的另一个地方被显示在作为显示单元的显示屏幕6081上或者被存储在诸如光盘的记录单元中。在远程位置的医生可以进行诊断。此外，作为记录单元的胶片处理器6100可以将该信息记录在作为记录介质的胶片6110中。
虽然参考示例性实施例已经描述了本发明，但是应该理解，本发明不限于公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应该被赋予最广义的解释，以涵盖所有这样的修改及等同结构和功能。

Claims (17)

1.一种检测设备，包含：
多个转换元件，所述多个转换元件中的每一个都包括电连接到多个开关元件中的一个对应开关元件的电极和设置在所述电极上的半导体层；
层间绝缘层，该层间绝缘层被设置为覆盖所述多个开关元件并由有机材料构成，该层间绝缘层具有包括第一区域和位于第一区域之外的第二区域的表面，所述电极在第一区域中被设置于层间绝缘层的表面上；以及
覆盖层，该覆盖层在第二区域中被设置于层间绝缘层的表面上并由无机材料构成。
2.根据权利要求1所述的检测设备，
其中，所述多个转换元件还包括设置在所述电极和所述半导体层之间的杂质半导体层，并且
其中，所述电极的末端被设置在所述覆盖层和所述杂质半导体层之间。
3.根据权利要求1所述的检测设备，其中，所述电极的末端被设置在所述层间绝缘层和所述覆盖层之间。
4.根据权利要求1所述的检测设备，还包括覆盖部件，所述覆盖部件被设置在所述电极之间以覆盖所述层间绝缘层并由无机材料构成。
5.根据权利要求1所述的检测设备，
其中，所述多个开关元件是设置在基板上的薄膜晶体管，
其中，所述层间绝缘层具有用于电连接所述薄膜晶体管的主电极和所述电极的接触孔，并且
其中，所述检测设备还包括保护部件，所述保护部件被配置为保护所述接触孔中的主电极。
6.一种检测系统，包括：
根据权利要求1所述的检测设备；
信号处理单元，该信号处理单元被配置为处理从所述检测设备供应的信号；
记录单元，该记录单元被配置为记录从所述信号处理单元供应的信号；
显示单元，该显示单元被配置为显示从所述信号处理单元供应的信号；以及
发送处理单元，该发送处理单元被配置为发送从所述信号处理单元供应的信号。
7.一种用于制造检测设备的方法，该检测设备包括多个转换元件，所述多个转换元件中的每一个都包括电连接到多个开关元件中的一个对应开关元件的电极和设置在所述电极上的半导体层，该方法包括：
形成所述多个开关元件、形成由有机材料构成并具有包括第一区域和位于第一区域之外的第二区域的表面的层间绝缘层以覆盖所述多个开关元件、以及在第一区域中在层间绝缘层的表面上形成电极和至少在第二区域中在层间绝缘层的表面上形成覆盖层的第一步骤，该覆盖层由无机材料构成；以及
在第一步骤之后至少在所述电极上形成半导体层的第二步骤。
8.根据权利要求7所述的制造检测设备的方法，其中，第一步骤还包括：沉积导电膜以覆盖层间绝缘层并由导电膜形成电极的步骤；以及沉积膜以覆盖所述层间绝缘层和所述电极并由该膜形成覆盖层的步骤，该膜由无机材料构成。
9.根据权利要求7所述的制造检测设备的方法，其中，第一步骤还包括：沉积膜以覆盖所述层间绝缘层并由该膜形成覆盖层的步骤，该膜由无机材料构成；以及沉积导电膜以覆盖所述层间绝缘层和所述覆盖层并由该导电膜形成电极的步骤。
10.根据权利要求7所述的制造检测设备的方法，其中，第二步骤还包括：沉积杂质半导体膜的步骤，该杂质半导体膜要作为设置在电极和半导体层之间的杂质半导体层；以在覆盖层上去除杂质半导体膜的一部分的方式形成杂质半导体层的步骤；以及沉积半导体膜以覆盖杂质半导体层的步骤，该半导体膜要作为所述半导体层。
11.根据权利要求7所述的制造检测设备的方法，其中，第二步骤还包括：沉积杂质半导体膜的步骤，该杂质半导体膜要作为设置在所述电极和所述半导体层之间的杂质半导体层；沉积半导体膜以覆盖所述杂质半导体膜的步骤，该半导体膜要作为所述半导体层；以在所述覆盖层上分别去除所述杂质半导体膜的一部分和所述半导体膜的一部分的方式由所述杂质半导体膜形成杂质半导体层并由所述半导体膜形成转换元件的半导体层的步骤。
12.根据权利要求10所述的制造检测设备的方法，其中，第二步骤还包括：沉积具有与前述杂质半导体膜的导电类型不同的导电类型的杂质半导体膜以覆盖所述半导体膜的步骤；沉积要作为所述转换元件的与前述电极不同的其它电极的导电膜以覆盖具有不同的导电类型的杂质半导体膜的步骤；以及在电极布线图案的正交投影与覆盖部件重叠的位置处形成电极布线图案的步骤，电极布线图案和导电膜之间具有结。
13.根据权利要求11所述的制造检测设备的方法，其中，第二步骤还包括：沉积具有与前述杂质半导体膜的导电类型不同的导电类型的杂质半导体膜以覆盖半导体膜的步骤；沉积要作为所述转换元件的与前述电极不同的其它电极的导电膜以覆盖具有不同的导电类型的所述杂质半导体膜的步骤；以及在电极布线图案的正交投影与覆盖部件重叠的位置处形成电极布线图案的步骤，所述电极布线图案和导电膜之间具有结。
14.根据权利要求7所述的制造检测设备的方法，其中，第一步骤还包括：形成覆盖部件使得覆盖部件被设置在第一区域中的电极之间以覆盖所述层间绝缘层的步骤，所述覆盖部件由无机材料构成；以及在第二区域中在层间绝缘层的表面上形成覆盖层的步骤。
15.根据权利要求14所述的制造检测设备的方法，其中，所述覆盖层和所述覆盖部件由同一膜形成。
16.根据权利要求7所述的制造检测设备的方法，
其中，所述多个开关元件是设置在基板上的薄膜晶体管，
其中，所述层间绝缘层具有用于电连接所述薄膜晶体管的主电极和所述电极的接触孔，并且
其中，第一步骤还包括形成被配置为保护接触孔中的主电极的保护部件的步骤。
17.根据权利要求7所述的制造检测设备的方法，其中，所述无机材料是无机绝缘材料。
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