CN106663685A - 半导体装置及其制造方法 - Google Patents

半导体装置及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106663685A
CN106663685A CN201580030095.4A CN201580030095A CN106663685A CN 106663685 A CN106663685 A CN 106663685A CN 201580030095 A CN201580030095 A CN 201580030095A CN 106663685 A CN106663685 A CN 106663685A
Authority
CN
China
Prior art keywords
semiconductor device
photoelectric conversion
substrate
active
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201580030095.4A
Other languages
English (en)
Inventor
东名敦志
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Publication of CN106663685A publication Critical patent/CN106663685A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14609—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
    • H01L27/14612—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements involving a transistor
    • H01L27/14616—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements involving a transistor characterised by the channel of the transistor, e.g. channel having a doping gradient
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/30—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/1222—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or crystalline structure of the active layer
    • H01L27/1225—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or crystalline structure of the active layer with semiconductor materials not belonging to the group IV of the periodic table, e.g. InGaZnO
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/124—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or layout of the wiring layers specially adapted to the circuit arrangement, e.g. scanning lines in LCD pixel circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14636—Interconnect structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
    • H01L27/14649—Infrared imagers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14665—Imagers using a photoconductor layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14689—MOS based technologies
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14692—Thin film technologies, e.g. amorphous, poly, micro- or nanocrystalline silicon
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/30—Transforming light or analogous information into electric information
    • H04N5/32—Transforming X-rays

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Abstract

本发明的目的是不使制造成品率降低地提高检测放射线的半导体装置的动作稳定性。半导体装置包括：具有多个TFT(10)和多个像素电极(20)的有源矩阵基板(50)；以与有源矩阵基板(50)相对的方式配置的光电转换基板(62)；设置在光电转换基板(62)的与有源矩阵基板(50)侧相反的一侧的表面上的上部电极(64)；和设置在有源矩阵基板(50)和光电转换基板(62)之间，由金属形成的多个连接电极(72)，多个连接电极(72)各自与多个像素电极(20)中的任一个以及光电转换基板(62)直接接触，且在从有源矩阵基板(50)的法线方向看时与多个TFT(10)中的任一个的半导体层(14)重叠，包含原子序数为42以上82以下的金属元素。

Description

半导体装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及半导体装置及其制造方法，例如，涉及检测放射线的半导体装置或将放射线转换成电荷的半导体装置及其制造方法。
背景技术
平板型的放射线检测装置，在例如医疗领域中的利用正在不断扩大。例如，包括按每个像素具有薄膜晶体管(以下称为“TFT”)的有源矩阵基板和设置在有源矩阵基板上的光电转换层的放射线检测装置，例如，已作为密合图像传感器和X射线检测装置使用。入射到光电转换层的放射线(例如X射线)，被转换成与其照射剂量相应的电荷，并通过作为开关元件起作用的TFT，作为电信号被读出。利用光电转换层将放射线信息直接转换成电信号的方式称为直接转换方式。放射线检测装置也能够使用间接转换方式代替直接转换方式来检测放射线。在间接转换方式中，由闪烁器等波长转换层将放射线转换成光之后，由光电转换层将光转换成电荷。
本申请人的专利文献1中公开了一种二维放射线图像检测器，其中，有源矩阵基板和对置基板由包含树脂的连接层连接。
专利文献2中公开了一种放射线检测装置，该放射线检测装置为了抑制由于反向散射的放射线入射到光电转换层而使电信号中包含噪声，具有使反向散射的放射线衰减的金属层。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-167260号公报
专利文献2：日本特开2012-211866号公报
发明要解决的技术问题
但是，根据本发明的发明人的研究得知，专利文献1的二维放射线图像检测器和专利文献2的放射线检测装置存在动作稳定性不充分的情况。具体而言，从放射线的照射剂量向电信号的转换，有时依赖于照射剂量。在此，检测放射线的半导体装置的动作稳定性是指，同等地进行从放射线的照射剂量向电信号的转换。
发明内容
本发明的目的是不使制造成品率降低地提高检测放射线的半导体装置的动作稳定性。
用于解决问题的技术手段
本发明的实施方式的半导体装置包括：具有多个TFT和多个像素电极的有源矩阵基板；以与上述有源矩阵基板相对的方式配置的光电转换基板；设置在上述光电转换基板的与上述有源矩阵基板侧相反的一侧的表面上的上部电极；和设置在上述有源矩阵基板和上述光电转换基板之间，由金属形成的多个连接电极，上述多个连接电极的各连接电极与上述多个像素电极中的任一个像素电极以及上述光电转换基板直接接触，且在从上述有源矩阵基板的法线方向看时与上述多个TFT中的任一个TFT的半导体层重叠，包含原子序数为42以上82以下的金属元素。
在某个实施方式中，上述多个连接电极各自的厚度为10μm以上100μm以下。
本发明的另一个实施方式的半导体装置包括：具有多个TFT和多个像素电极的有源矩阵基板；以与上述有源矩阵基板相对的方式配置的光电转换基板；设置在上述光电转换基板的与上述有源矩阵基板侧相反的一侧的表面上的上部电极；设置在上述光电转换基板的上述有源矩阵基板侧的表面上的多个连接电极和多个放射线吸收膜；和设置在上述多个像素电极和上述多个连接电极之间的至少1个连接树脂层，该至少1个连接树脂层分别具有将上述多个像素电极中的任一个像素电极和上述多个连接电极中的任一个连接电极电连接的多个连接树脂部，上述多个放射线吸收膜的各放射线吸收膜具有绝缘性，且在从上述有源矩阵基板的法线方向看时与上述多个TFT中的任一个TFT的半导体层重叠，包含原子序数为42以上82以下的元素。
在某个实施方式中，上述多个放射线吸收膜的各放射线吸收膜与上述多个连接电极中的任一个连接电极直接接触。
在某个实施方式中，上述光电转换基板的上述有源矩阵基板侧的表面由上述多个连接电极和上述多个放射线吸收膜覆盖。
在某个实施方式中，上述多个放射线吸收膜各自的厚度为10μm以上100μm以下。
在某个实施方式中，上述光电转换基板将放射线转换成电荷。
在某个实施方式中，上述半导体装置还包括将放射线转换成红外线、可见光线和紫外线中的至少任一者的波长转换层，上述光电转换基板将红外线、可见光线和紫外线中的至少任一者转换成电荷。
在某个实施方式中，上述半导体层包含氧化物半导体。
在某个实施方式中，上述氧化物半导体包含In-Ga-Zn-O类的半导体。
在某个实施方式中，上述In-Ga-Zn-O类的半导体包含结晶部分。
本发明的实施方式的半导体装置的制造方法包括：工序(a)，准备具有多个TFT和多个像素电极的有源矩阵基板，并且在上述多个像素电极上设置由金属形成的多个连接电极，该多个连接电极的各连接电极与上述多个像素电极中的任一个像素电极直接接触，且在从上述有源矩阵基板的法线方向看时与上述多个TFT中的任一个TFT的半导体层重叠，包含原子序数为42以上82以下的金属元素；工序(b)，准备光电转换基板，并且在上述光电转换基板的一个表面上设置上部电极；和工序(c)，在上述工序(a)和上述工序(b)之后，将上述多个连接电极以与上述光电转换基板直接接触的状态固定。
发明效果
根据本发明的实施方式，能够不使制造成品率降低地提高检测放射线的半导体装置的动作稳定性。
附图说明
图1中，(a)是本发明的实施方式的半导体装置100的示意性的剖视图，(b)是半导体装置100的示意性的俯视图。
图2是本发明的实施方式的另一个半导体装置110的示意性的剖视图。
图3中，(a)是用于对进行模拟的模型进行说明的图，(b)是表示模拟的结果的图表。
图4中，(a)～(g)分别为用于对半导体装置100的制造方法的一个例子进行说明的示意性的剖视图。
图5中，(a)～(d)分别为用于对半导体装置100的制造方法的一个例子进行说明的示意性的剖视图。
图6中，(a)为本发明的实施方式的又一个半导体装置120的示意性的剖视图，(b)为半导体装置120的示意性的俯视图。
图7中，(a)～(c)分别为用于对半导体装置120的制造方法的一个例子进行说明的示意性的剖视图。
图8为本发明的实施方式的再一个半导体装置130的示意性的剖视图。
图9中，(a)和(b)是用于说明通过对TFT照射X射线，TFT的阈值电压如何变化的图。
具体实施方式
首先，对本发明的发明人发现的、专利文献1的二维放射线图像检测器和专利文献2的放射线检测装置的动作稳定性不充分的情况产生的原因进行说明。
根据本发明的发明人的研究得知，在专利文献1的二维放射线图像检测器和专利文献2的放射线检测装置中，存在以下情况：从放射线的照射剂量向电信号的转换不是同等地进行，其转换依赖于照射剂量。
本发明的发明人，为了调查专利文献1的二维放射线图像检测器和专利文献2的放射线检测装置的动作稳定性不充分的原因，对由照射X射线引起的TFT的特性的变化进行了调查。特别调查了对TFT照射的X射线会对TFT的阈值电压(Vth)造成什么样的影响，参照图9对其结果进行说明。
图9(a)是表示相对于对TFT照射的X射线的吸收剂量D(Gy)的、TFT的阈值电压的偏移的绝对值|ΔVth|(V)的图表。在图9(a)的图表中，横轴用对数刻度表示X射线的吸收剂量D(Gy)，纵轴用对数刻度表示阈值电压的偏移的绝对值|ΔVth|(V)。
准备使用InGaZnO4作为半导体层(有源层)的材料的TFT，使对TFT照射的X射线的剂量D变化，测量与各个剂量对应的TFT的阈值电压的偏移ΔVth。X射线的剂量由吸收剂量(放射线与物质的相互作用的结果，对该物质的单位质量提供的能量)表示。图9(a)的图表中的白色圆圈表示测量结果。图表中的实线是根据测量结果(白色圆圈)通过最小二乘法得到的、吸收剂量D与阈值电压的偏移的绝对值|ΔVth|的关系式|ΔVth|＝0.1233D0.8794。可看出，当对TFT照射的X射线的剂量增加时，TFT的阈值电压的偏移变大，TFT的特性的变化变大。
图9(b)是表示相对于对TFT照射X射线后的经过时间t(hour：小时)的、TFT的阈值电压Vth(V)的图表。在图9(b)的图表中，横轴由对数刻度表示经过时间t(h)，纵轴表示阈值电压Vth(V)。
准备分别使用非晶硅(a-Si)和InGaZnO4作为半导体层的材料的2种TFT。测量相对于对各个TFT照射(照射120min以管电压80kV、管电流80μA产生的X射线)与吸收剂量284Gy相当的X射线后的经过时间t(h)的、阈值电压Vth(V)的变化。测量使用Pony工业株式会社(Pony Industry Co.,Ltd.)制造的微焦点X射线检查装置ME4100IV(最大管电压100kV)。TFT的源极漏极间电压Vsd为5V。图9(b)的图表中的黑色菱形表示使用非晶硅(a-Si)作为半导体层的材料的TFT(a-SiTFT)的结果，白色菱形表示使用InGaZnO4作为半导体层的材料的TFT(In-Ga-Zn-O类TFT)的结果。为了进行比较，在纵轴上，画出了照射X射线前的阈值电压Vth的值。
如图9(b)所示，通过照射X射线，各个TFT的阈值电压Vth向负向偏移(减少)。特别是，In-Ga-Zn-O类TFT，照射X射线后的阈值电压成为负的值。可知，In-Ga-Zn-O类TFT，与a-SiTFT相比，阈值电压的偏移的绝对值大。例如，照射X射线后的经过时间t＝0.14h的、与X射线照射前的值比较的阈值电压Vth的偏移(差)ΔVth，在a-SiTFT中为-0.30V，在In-Ga-Zn-O类TFT中为-16.9V。在该情况下，In-Ga-Zn-O类TFT的偏移的绝对值为a-SiTFT的50倍以上。另外，由照射X射线引起的阈值电压的偏移，In-Ga-Zn-O类TFT、a-SiTFT均处于随着照射X射线后的经过时间t增加而减少的趋势。与a-SiTFT相比，In-Ga-Zn-O类TFT的偏移的绝对值大，因此，可知，照射X射线后，阈值电压的偏移有长时间残留的趋势。
通常，TFT的阈值电压的偏移，例如，由于电荷积存在半导体层与和该半导体层接触的绝缘层(例如栅极绝缘膜或钝化膜)的界面而引起。例如，在电子为载流子的n型半导体中，当正电荷积存在界面时，阈值电压向负向偏移。电荷被由在半导体层或绝缘层产生的缺陷形成的能级捕获也可能成为阈值电压偏移的主要原因。因此，可认为，在对TFT照射X射线的情况下，由于载流子被光激发和/或产生缺陷能级，如图9(a)和图9(b)所示，阈值电压发生了偏移。另外，通常，在氧化物半导体中具有容易产生氧缺损的趋势，氧缺损能够形成施主能级。因此，如图9(b)所示，可认为，在In-Ga-Zn-O类TFT中得到了比a-SiTFT大的阈值电压的偏移。
本发明的发明人根据图9(a)和图9(b)所示的测量结果进行了研究，结果得知，在专利文献1的二维放射线图像检测器中，动作稳定性不充分的原因是，透过光电转换层的放射线入射到TFT的半导体层。由于透过光电转换层的放射线入射到TFT的半导体层，TFT的特性改变(例如阈值电压偏移)，这导致了动作稳定性不充分。
另外，得知，在专利文献2的放射线检测装置中，虽然透过光电转换层后反向散射的放射线入射到TFT的情况被抑制，但是存在专利文献2的放射线检测装置的动作稳定性也不充分的情况。本发明的发明人发现，透过光电转换层的放射线直接入射到TFT的半导体层，导致了放射线检测装置的动作稳定性不充分。
根据本发明的发明人的研究得知，特别是在使用氧化物半导体作为TFT的半导体层的材料的放射线检测装置中，动作稳定性不充分的问题有显著出现的趋势。氧化物半导体例如包含以铟、镓、锌和氧为主要成分的In-Ga-Zn-O类的半导体。
此外，上述的说明是本发明的发明人的研究，并不是对本发明进行限定。
以下，参照附图，对本发明的实施方式的半导体装置进行说明。实施方式的半导体装置例如为平板型，例如为放射线检测装置(例如X射线平板检测器、X射线成像设备、X射线摄像显示装置)。放射线广泛地包括电磁波和光，电磁波和光例如包括γ射线、X射线、紫外线、可见光线、红外线等。但是，本发明并不限于以下例示的实施方式。此外，在以下的附图中，实质上具有相同功能的构成要素，有时用相同的参照符号表示，省略其说明。
图1表示本发明的实施方式的半导体装置100的示意性的剖视图和俯视图。图1(a)是半导体装置100的示意性的剖视图，图1(b)是半导体装置100的示意性的俯视图。
如图1(a)所示，半导体装置100包括：有源矩阵基板50；以与有源矩阵基板50相对的方式配置的光电转换基板62；设置在光电转换基板62的与有源矩阵基板50侧相反的一侧的表面上的上部电极64；和设置在有源矩阵基板50和光电转换基板62之间，由金属形成的多个连接电极72。金属包括合金和金属间化合物。有源矩阵基板50具有多个TFT10和多个像素电极20。连接电极72与像素电极20和光电转换基板62分别直接接触。连接电极72，在从有源矩阵基板50的法线方向看时，与TFT10的半导体层14重叠。连接电极72包含原子序数为42以上82以下的金属元素。连接电极72可以包含原子序数为42以上82以下的金属元素的单体，也可以包含这些金属元素的化合物(例如氧化物或氮化物)中具有导电性的化合物。
连接电极72包含原子序数为42以上82以下的金属元素，因此，能够使从光电转换基板62侧入射到半导体装置100的放射线101中的透过光电转换基板62的放射线衰减。连接电极72在从有源矩阵基板50的法线方向看时与TFT10的半导体层14重叠，因此，能够抑制从光电转换基板62侧入射到半导体装置100的放射线101中的透过光电转换基板62的放射线直接入射到半导体层14。半导体装置100能够抑制透过光电转换基板62的放射线直接入射到半导体层14，因此，动作稳定性优异。连接电极72包含原子序数为42以上82以下的金属元素，由此具有使放射线衰减的效果，关于这一点，将参照图3进行说明。
连接电极72与像素电极20和光电转换基板62分别直接接触，因此，半导体装置100不需要设置将有源矩阵基板50和光电转换基板62连接的连接树脂层。半导体装置100不需要为了使动作稳定性提高而设置其它的层或膜。半导体装置100能够不使制造成品率降低地实现优异的动作稳定性。
半导体装置100的TFT10还具有由基板11支承的、栅极电极12、栅极绝缘膜13、源极电极16和漏极电极18。半导体装置100例如还具有覆盖TFT10的第一层间绝缘膜15、层间平坦化膜17和第二层间绝缘膜19。TFT10也可以以与半导体层14的上表面中的至少成为沟道区域的部分接触的方式设置绝缘膜(未图示)。该绝缘膜在形成源极电极16和漏极电极18时能够作为蚀刻阻挡层起作用。半导体装置100的TFT10为底栅型的TFT，但是本发明的实施方式的半导体装置并不限于此。本发明的实施方式的半导体装置的TFT也可以为顶栅型的TFT。
如图1(b)所示，TFT10与对应的栅极线12和对应的源极线16连接。为了使表示简单，栅极线12和源极线16，与栅极电极12和源极电极16分别用相同的参照符号表示。半导体装置100例如具有呈矩阵状配置的TFT10。连接电极72例如与各个TFT10对应地设置。光电转换基板62和上部电极64例如设置在有源矩阵基板50的整个面上。有源矩阵基板50例如可以还具有与各个TFT10连接的多个电荷存储电容(未图示)。
如图1(b)所示，在从有源矩阵基板50的法线方向看时，连接电极72与半导体层14重叠。优选连接电极72在从有源矩阵基板50的法线方向看时，与半导体层14中的至少沟道区域重叠。优选连接电极72在从有源矩阵基板50的法线方向看时，与整个半导体层14重叠。优选连接电极72在从相对于有源矩阵基板50的法线方向倾斜0度～45度的角度看时，与整个半导体层14重叠。
当光电转换基板62被照射放射线时，会产生与放射线的照射剂量相应的电荷(空穴-电子对)。电荷被存储在有源矩阵基板50具有的电荷存储电容(未图示)中，与电荷存储电容连接的TFT10因供给到栅极线12的信号而成为导通状态，由此，该电荷经由源极线16被取出到外部。这样，半导体装置100将对光电转换基板62照射的放射线的照射量转换成电荷的量(电流量)，作为电信号或图像被输出。
光电转换基板62例如由具有光电效应的半导体形成。光电转换基板62例如由CdTe或CdZnTe形成。在光电转换基板62的厚度小的情况下，能够使对光电转换基板62施加的电压减小。半导体装置100是利用光电转换基板62将入射到半导体装置100的放射线101的信息直接转换成电信号的直接转换方式。但是，本发明的实施方式的半导体装置并不限于此，也可以如以下说明的图2的半导体装置110那样，为间接转换方式。
参照图2对本发明的实施方式的另一个半导体装置110进行说明。图2是半导体装置110的示意性的剖视图。
如图2所示，半导体装置110，在还具有波长转换层66的间接转换方式这一点上，与半导体装置100不同。半导体装置110，除了为间接转换方式这一点以外，可以与半导体装置100相同。半导体装置110的制造方法，除了形成波长转换层66的工序以外，可以与后述的半导体装置100的制造方法(参照图4和图5)相同。
波长转换层66设置在上部电极64之上。波长转换层66例如设置在上部电极64上的整个面上。半导体装置110由波长转换层66将入射的放射线101转换成紫外线、可见光线或红外线之后，由光电转换基板62转换成电荷。波长转换层66典型地为闪烁器，光电转换基板62典型地为光电二极管。波长转换层66例如包含CsI、NaI等。光电转换基板62例如为PIN型光电二极管或PN型光电二极管。在光电转换基板62例如为PIN型的光电二极管的情况下，光电转换基板62包括n型半导体层、p型半导体层和设置在它们之间的i型半导体层叠层而成的构造。光电转换基板62例如包含非晶硅(a-Si)。
在半导体装置110中，连接电极72包含原子序数为42以上82以下的金属元素，因此，能够使从光电转换基板62侧入射到半导体装置110的放射线101中的透过光电转换基板62的放射线衰减。连接电极72在从有源矩阵基板50的法线方向看时，与TFT10的半导体层14重叠，因此，能够抑制从光电转换基板62侧入射到半导体装置110的放射线101中的透过光电转换基板62的放射线直接入射到半导体层14。半导体装置110能够抑制透过光电转换基板62的放射线直接入射到半导体层14，因此，动作稳定性优异。
连接电极72与像素电极20和光电转换基板62分别直接接触，因此，半导体装置110不需要设置将有源矩阵基板50和光电转换基板62连接的连接树脂层。半导体装置110不需要为了使动作稳定性提高而设置其它的层或膜。半导体装置110能够不使制造成品率降低地实现优异的动作稳定性。
以下，将模拟的结果示于图3，对在本发明的实施方式的半导体装置中，入射到TFT的半导体层的放射线衰减的情况进行说明。
图3(a)是用于说明进行模拟的模型(几何学)的图。如图3(a)所示，使用了对层L1～层L6的叠层构造从设置在叠层构造之上的放射线源S照射X射线的模型，进行模拟。层L1～层L6如下述的表1所示，分别与半导体装置110的主要的层或膜对应。将形成层L1～层L6的物质和层L1～层L6的厚度也一并示于下述的表1。
[表1]
层 对应的层或膜 物质 厚度
L1 波长转换层66 CsI 500μm
L2 光电转换基板62 Si 500nm
L3 连接电极72 d3
L4 第一层间绝缘膜15 SiN 300nm
L5 半导体层14 InGaZnO4 70nm
L6 栅极绝缘膜13 SiN 300nm
改变形成与连接电极72对应的层L3的物质和层L3的厚度d3，在各个情况下，利用蒙特卡洛法模拟入射到与TFT10的半导体层14对应的层L5的光子的数量。
在使用的模型中，层L1～层L6为圆柱形，底面的直径Φ为10cm。放射线源S在从层L1～层L6的底面的法线方向看时，位于层L1～层L6的底面的圆的中心点上，放射线源S与将层L5的两底面的圆的中心连结的线段的中心之间的距离h为10cm。从放射线源S，以(π/2)sr(球面角度)的立体角，放射能量为100keV的X射线。
图3(b)和下述的表2表示对形成层L3的物质和层L3的厚度d3的模拟的结果。模拟的结果用入射到层L5的光子的数量n除以将层L3替换成相同厚度的空气层的情况下入射到层L5的光子的数量n0得到的值(n/n0)乘以100而得到的值(单位为％)表示。
[表2]
d3 铅 钨 钼 铜 氧化铬 丙烯酸树脂
1μm 100 99 100 100 100 100
10μm 94 92 99 100 100 100
100μm 54 42 91 97 99 100
作为形成层L3的物质进行模拟的物质中的铅(Pb)、钨(W)、钼(Mo)和铜(Cu)的原子序数分别为82、74、42和29。氧化铬(Cr2O3)和丙烯酸树脂(PMMA:(CH2C(CH3)(COOCH3))n)例如在液晶显示装置中作为形成黑矩阵的材料使用。
根据表2的结果可知，由氧化铬和丙烯酸树脂形成的层L3使入射到层L5的光子的数量减少的效果低。由作为原子序数为42以上82以下的金属的铅、钨或钼形成的层L3，使入射到层L5的光子的数量减少的效果高。特别是，在层L3的厚度为10μm以上的情况下，效果高。例如，利用由钨形成的厚度100μm的层L3，使入射到层L5的光子的数量减少至42％。例如，根据图9(a)所示的、对TFT照射的吸收剂量D与阈值电压的偏移的绝对值|ΔVth|的关系式|ΔVth|＝0.1233D0.8794，在吸收剂量从100Gy减少至42Gy的情况下，阈值电压的偏移的绝对值从7.1V减少至3.3V。
各元素的射线吸收系数和射线衰减系数与元素的密度成比例，因此，形成层L3的物质并不限于铅、钨和钼，只要是原子序数为42以上82以下的元素，就能够得到同样的效果。形成层L3的物质也可以为原子序数为42以上82以下的元素的化合物(例如氧化物或氮化物)。
根据参照图3说明的模拟的结果可知，本发明的实施方式的半导体装置100和半导体装置110，能够利用包含原子序数为42以上82以下的金属元素的连接电极72，抑制透过光电转换基板62的放射线直接入射到半导体层14。连接电极72的厚度优选为10μm以上。在连接电极72的厚度大的情况下，形成连接电极72的工序花费时间，制造成品率会降低，因此，连接电极72的厚度优选为100μm以下。
接着，参照图4和图5对半导体装置100的制造方法进行说明。图4(a)～图4(g)和图5(a)～图5(d)是示意性地表示半导体装置100的制造工序的剖视图。
首先，如图4(a)所示，在基板11上形成栅极电极12。
栅极电极12例如通过在基板11上沉积金属而形成薄膜之后，利用光刻处理对薄膜进行蚀刻、图案化而得到。
在半导体装置100的制造工序中，沉积(deposition)工序例如能够使用CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积)法或PVD(Physical Vapor Deposition：物理气相沉积)法(例如溅射法)。在光刻处理中，能够使用干式蚀刻或湿式蚀刻。
基板11例如为玻璃基板或硅基板。基板11也可以由具有耐热性的塑料或树脂形成。基板11例如可以使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)、丙烯酸树脂或聚酰亚胺形成。
栅极电极12例如由铝(Al)、钨(W)、钼(Mo)、钽(Ta)、铬(Cr)、钛(Ti)、铜(Cu)等金属形成。栅极电极12也可以为包含上述金属的合金。栅极电极12也可以包含上述金属的氮化物。栅极电极12可以为单层，也可以具有将多个膜叠层而成的构造。栅极电极12的厚度例如为100nm～500nm。
在此，栅极电极12例如为铝(Al)和钛(Ti)的叠层构造，栅极电极12的厚度例如为300nm。在此，例如，利用溅射法形成导电膜后，利用光刻处理，使用抗蚀剂掩模进行图案化，由此形成栅极电极12。
接着，如图4(b)所示，在栅极电极12上形成栅极绝缘膜13。
栅极绝缘膜13例如通过在基板11的整个面上沉积绝缘性材料来制作。栅极绝缘膜13例如包含二氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiNx)、氧氮化硅(SiOxNy，x＞y)或氮氧化硅(SiNxOy，x＞y)。栅极绝缘膜13可以为单层，也可以为多个膜的叠层构造。栅极绝缘膜13的厚度例如为100nm～500nm。在此，栅极绝缘膜13例如为二氧化硅和氮化硅的叠层构造(SiO2/SiNx)。在此，例如，使用CVD装置，将氮化硅膜和二氧化硅膜依次成膜，由此形成栅极绝缘膜13。
接着，如图4(c)所示，在栅极绝缘膜13之上形成半导体层14。
半导体层14例如通过使半导体沉积之后，利用光刻处理对半导体的薄膜进行蚀刻、图案化而得到。在使半导体沉积之后进行光刻处理之前，可以根据需要(例如在半导体包含氧化物半导体的情况下)进行退火。半导体层14的厚度例如为30nm～300nm。
半导体层14例如包含氧化物半导体。氧化物半导体例如包括以铟、镓、锌和氧为主要成分的In-Ga-Zn-O类的半导体(以下，简称为“In-Ga-Zn-O类半导体”)。在此，In-Ga-Zn-O类半导体为In(铟)、Ga(镓)、Zn(锌)的三元类氧化物，In、Ga和Zn的比例(组成比)没有特别限定，例如包括In:Ga:Zn＝2:2:1、In:Ga:Zn＝1:1:1、In:Ga:Zn＝1:1:2等。半导体层14可以为例如以In:Ga:Zn＝1:1:1的比例含有In、Ga、Zn的In-Ga-Zn-O类半导体层。
具有In-Ga-Zn-O类半导体层的TFT具有高迁移率(与a-SiTFT相比超过20倍)和低泄漏电流(与a-SiTFT相比小于100分之1)，因此，适合作为驱动TFT和像素TFT使用。当使用具有In-Ga-Zn-O类半导体层的TFT时，能够大幅削减半导体装置的消耗电力和/或提高半导体装置的分辨率。
In-Ga-Zn-O类半导体可以为非晶的，也可以包含结晶部分。作为结晶In-Ga-Zn-O类半导体，优选c轴与层面大致垂直地取向的结晶In-Ga-Zn-O类半导体。这样的In-Ga-Zn-O类半导体的结晶构造，例如已在日本特开2012-134475号公报中公开。为了参考，在本说明书中援用日本特开2012-134475号公报的全部公开内容。
半导体层14也可以包含其它的氧化物半导体，代替In-Ga-Zn-O类半导体。例如也可以包含Zn-O类半导体(ZnO)、In-Zn-O类半导体(IZO(注册商标))、Zn-Ti-O类半导体(ZTO)、Cd-Ge-O类半导体、Cd-Pb-O类半导体、CdO(氧化镉)、Mg-Zn-O类半导体、In-Sn-Zn-O类半导体(例如In2O3-SnO2-ZnO)、In-Ga-Sn-O类半导体等。
半导体层14也可以包含其它的半导体，代替氧化物半导体。例如也可以包含非晶硅、多晶硅、低温多晶硅等。
在此，半导体层14例如由InGaZnO4形成。
接着，如图4(d)所示，形成源极电极16和漏极电极18。
源极电极16和漏极电极18，例如，通过在半导体层14上沉积金属之后，利用光刻处理对金属薄膜进行蚀刻，将该金属薄膜加工成规定的形状(图案)而得到。
源极电极16和漏极电极18典型地由相同的膜形成，但是并不限于此，也可以由不同的膜形成。源极电极16和漏极电极18分别由例如铝(Al)、钨(W)、钼(Mo)、钽(Ta)、铬(Cr)、钛(Ti)、铜(Cu)等金属形成。源极电极16和漏极电极18分别也可以为包含上述金属的合金。源极电极16和漏极电极18分别也可以包含上述金属的氮化物。源极电极16和漏极电极18分别可以为单层，也可以具有多个膜的叠层构造。源极电极16和漏极电极18的厚度分别为例如100nm～500nm。
在此，形成具有Ti和Al的叠层构造(Ti/Al/Ti)的源极电极16和漏极电极18。使用溅射装置，将Ti和Al依次成膜后，利用使用干式蚀刻的光刻处理，加工成规定的形状(图案)，由此形成源极电极16和漏极电极18。
接着，如图4(e)所示，形成第一层间绝缘膜15。
第一层间绝缘膜15通过在基板11的整个面上沉积绝缘性材料来制作。在沉积工序之后，可以根据需要进行退火。
第一层间绝缘膜15例如包含氮化硅、二氧化硅、氮氧化硅或氧氮化硅。第一层间绝缘膜15可以为单层，也可以具有多个膜叠层而成的构造。第一层间绝缘膜15的厚度例如为100nm～500nm。在此，第一层间绝缘膜15例如为二氧化硅和氮化硅的叠层构造(SiO2/SiNx)。
接着，如图4(f)所示，形成层间平坦化膜17，并形成接触孔17c。
在第一层间绝缘膜15上涂敷绝缘性材料之后，利用光刻处理进行蚀刻，由此形成接触孔17c。接触孔17c用于形成像素电极20。接触孔17c贯通第一层间绝缘膜15和层间平坦化膜17，使漏极电极18的表面的一部分露出。
层间平坦化膜17例如由无机绝缘材料(例如二氧化硅、氮化硅、氧氮化硅或氮氧化硅)或有机绝缘材料形成。层间平坦化膜17的厚度例如为100nm～300nm。在此，层间平坦化膜17例如由氮化硅等形成。
接着，如图4(g)所示，形成第二层间绝缘膜19。
在层间平坦化膜17上沉积绝缘性材料之后，利用光刻处理进行蚀刻，使漏极电极18的表面的一部分露出。第二层间绝缘膜19例如由与第一层间绝缘膜15相同的材料形成。
接着，如图5(a)所示，形成像素电极20。
像素电极20例如通过在基板11上沉积金属或无机导电性材料形成薄膜之后，利用光刻处理对薄膜进行蚀刻、进行图案化而得到。
像素电极20例如包含金属或无机导电性材料(例如氧化物或氮化物)。金属例如包括钼(Mo)等。无机导电性材料例如包括In-Zn-O类半导体(IZO(注册商标))等。像素电极20的厚度例如为100nm～300nm。
接着，如图5(b)所示，形成连接电极72。
连接电极72通过使金属沉积之后，利用光刻处理进行蚀刻、图案化而得到。通过该工序，连接电极72设置在像素电极20上，且与像素电极20直接接触。
通过参照图4(a)～图4(g)和图5(a)～图5(b)说明的工序，制造有源矩阵基板50。在制造有源矩阵基板50的工序以外，另外准备光电转换基板62，并且在光电转换基板62的一个表面上形成上部电极64。
光电转换基板62的厚度例如为100nm～1000nm。上部电极64例如通过在光电转换基板62的表面上沉积金属或无机导电性材料而形成。上部电极64例如包含铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO(注册商标))等。上部电极64的厚度例如为100nm～300nm。
制造有源矩阵基板50的工序和准备光电转换基板62并且形成上部电极64的工序的顺序没有关系。
在制造有源矩阵基板50的工序和准备光电转换基板62并且形成上部电极64的工序之后，如图5(c)所示，将有源矩阵基板50和光电转换基板62以相对的方式配置，进行对位。
接着，如图5(d)所示，进行有源矩阵基板50和光电转换基板62的贴合。通过贴合，连接电极72和光电转换基板62相互直接接触而被固定。贴合例如可以使用包含树脂的粘接剂。贴合例如可以使用在液晶显示装置中使用的公知的密封材料。
通过以上的工序，制造半导体装置100。
接着，参照图6对本发明的实施方式的又一个半导体装置120进行说明。图6(a)是半导体装置120的示意性的剖视图，图6(b)是半导体装置120的示意性的俯视图。
如图6(a)所示，半导体装置120在有源矩阵基板50和光电转换基板62之间具有多个连接电极76、多个放射线吸收膜78和连接树脂层74，在这一点上与半导体装置100不同。半导体装置120除了上述方面以外，可以与半导体装置100相同。
多个连接电极76和多个放射线吸收膜78设置在光电转换基板62的有源矩阵基板50侧的表面上。连接树脂层74设置在像素电极20和连接电极76之间，具有多个连接树脂部74。为了使表示简单，用相同的参照符号表示连接树脂层74和连接树脂部74。连接树脂部74将像素电极20和连接电极76电连接。放射线吸收膜78具有绝缘性。放射线吸收膜78在从有源矩阵基板50的法线方向看时，与TFT10的半导体层14重叠。放射线吸收膜78包含原子序数为42以上82以下的元素。放射线吸收膜78可以包含原子序数为42以上82以下的元素的单体，也可以包含这些元素的化合物(例如氧化物或氮化物)。半导体装置120可以具有多个连接树脂层。
在半导体装置120中，放射线吸收膜78包含原子序数为42以上82以下的元素，因此，能够使从光电转换基板62侧入射到半导体装置120的放射线101中的透过光电转换基板62的放射线衰减。放射线吸收膜78在从有源矩阵基板50的法线方向看时，与TFT10的半导体层14重叠，因此，能够抑制从光电转换基板62侧入射到半导体装置120的放射线101中的透过光电转换基板62的放射线直接入射到半导体层14。半导体装置120能够抑制透过光电转换基板62的放射线直接入射到半导体层14，因此，动作稳定性优异。
放射线吸收膜78具有绝缘性，因此，半导体装置120，在光电转换基板62的表面设置连接电极76和放射线吸收膜78的工序中，不需要使得连接电极76和放射线吸收膜78相互不接触。半导体装置120能够不使制造成品率降低地实现优异的动作稳定性。放射线吸收膜78也可以与连接电极76直接接触。
如图6(b)所示，在从有源矩阵基板50的法线方向看时，放射线吸收膜78与半导体层14重叠。优选放射线吸收膜78在从有源矩阵基板50的法线方向看时，与半导体层14中的至少沟道区域重叠。优选放射线吸收膜78在从有源矩阵基板50的法线方向看时，与整个半导体层14重叠。优选放射线吸收膜78在从相对于有源矩阵基板50的法线方向倾斜0度～45度的角度看时，与整个半导体层14重叠。光电转换基板62的有源矩阵基板50侧的表面可以由多个连接电极76和多个放射线吸收膜78覆盖。
接着，参照图7对半导体装置120的制造方法进行说明。图7(a)～图7(c)是示意性地表示半导体装置120的制造工序的剖视图。此外，对于与上述的半导体装置100的制造方法相同的工序，省略说明。
首先，在半导体装置120的制造工序中也同样地进行上述的半导体装置100的制造方法中参照图4(a)～图4(g)和图5(a)说明的工序。
接着，如图7(a)所示，在像素电极20之上形成连接树脂层74。连接树脂层74通过将形成连接树脂层74的材料涂敷在有源矩阵基板50的整个面上之后，利用光刻处理进行蚀刻，图案化为连接树脂部74的形状而得到。也可以通过利用丝网印刷法或喷墨法涂敷形成连接树脂层74的材料，形成具有规定的图案的连接树脂层74。
连接树脂层74包含树脂(例如丙烯酸树脂或环氧树脂等)，且具有导电性。连接树脂层74例如为在树脂中分散导电性颗粒而得到的各向异性导电膏。导电性颗粒例如为金属颗粒、实施了金属镀层的颗粒、碳颗粒等。
在制造有源矩阵基板50的工序以外，另外准备光电转换基板62，并且在光电转换基板62的一个表面上形成上部电极64。另外，在光电转换基板62的另一个表面上形成连接电极76和放射线吸收膜78。
连接电极76通过使形成连接电极76的材料(例如金属或无机导电性材料)沉积在光电转换基板62的表面上形成薄膜之后，利用光刻处理对薄膜进行蚀刻、图案化而得到。放射线吸收膜78例如通过在形成连接电极76之后，使绝缘性材料沉积在光电转换基板62的表面上形成薄膜(例如使用溅射法成膜)之后，利用光刻处理对薄膜进行蚀刻、图案化而得到。
制造有源矩阵基板50的工序和准备光电转换基板62并且在光电转换基板62的表面上形成上部电极64、连接电极76和放射线吸收膜78的工序的顺序没有关系。
接着，如图7(b)所示，将有源矩阵基板50和光电转换基板62以相对的方式配置，进行对位。
接着，如图7(c)所示，进行有源矩阵基板50和光电转换基板62的贴合。通过贴合，像素电极20和连接电极76由连接树脂部74电连接。
通过以上的工序，制造半导体装置120。
接着，参照图8对本发明的实施方式的再一个半导体装置130进行说明。图8是半导体装置130的示意性的剖视图。
如图8所示，半导体装置130，在为还具有波长转换层66的间接转换方式这一点上，与半导体装置120不同。半导体装置130，除了为间接转换方式这一点以外，可以与半导体装置120相同。半导体装置130的波长转换层66，例如，可以与半导体装置110具有的波长转换层66相同。半导体装置130的制造方法，除了形成波长转换层66的工序以外，可以与半导体装置120的制造方法相同。
在半导体装置130中，放射线吸收膜78包含原子序数为42以上82以下的元素，因此，能够使从光电转换基板62侧入射到半导体装置130的放射线101中的透过光电转换基板62的放射线衰减。放射线吸收膜78在从有源矩阵基板50的法线方向看时，与TFT10的半导体层14重叠，因此，能够抑制从光电转换基板62侧入射到半导体装置130的放射线101中的透过光电转换基板62的放射线直接入射到半导体层14。半导体装置130能够抑制透过光电转换基板62的放射线直接入射到半导体层14，因此，动作稳定性优异。
放射线吸收膜78具有绝缘性，因此，半导体装置130，在光电转换基板62的表面设置连接电极76和放射线吸收膜78的工序中，不需要设置成使得连接电极76和放射线吸收膜78相互不接触。半导体装置130能够不使制造成品率降低地实现优异的动作稳定性。
产业上的可利用性
本发明的实施方式的半导体装置，例如，能够作为平板型的X射线检测装置或图像传感器等各种放射线检测装置或光检测装置使用。本发明的实施方式的半导体装置并不限于医疗领域，例如，也能够应用于机场等的随身行李等的非破坏检查。
附图标记的说明
10 TFT
11 基板
12 栅极电极(栅极线)
14 半导体层
16 源极电极(源极线)
18 漏极电极
20 像素电极
50 有源矩阵基板
62 光电转换基板
64 上部电极
66 波长转换层
72、76 连接电极
74 连接树脂层(连接树脂部)
78 放射线吸收膜
100、110、120、130 半导体装置
101 放射线。

Claims (12)

1.一种半导体装置，其特征在于，包括：
具有多个TFT和多个像素电极的有源矩阵基板；
以与所述有源矩阵基板相对的方式配置的光电转换基板；
设置在所述光电转换基板的与所述有源矩阵基板侧相反的一侧的表面上的上部电极；和
设置在所述有源矩阵基板和所述光电转换基板之间，由金属形成的多个连接电极，
所述多个连接电极的各连接电极与所述多个像素电极中的任一个像素电极以及所述光电转换基板直接接触，且在从所述有源矩阵基板的法线方向看时与所述多个TFT中的任一个TFT的半导体层重叠，包含原子序数为42以上82以下的金属元素。
2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：
所述多个连接电极各自的厚度为10μm以上100μm以下。
3.一种半导体装置，其特征在于，包括：
具有多个TFT和多个像素电极的有源矩阵基板；
以与所述有源矩阵基板相对的方式配置的光电转换基板；
设置在所述光电转换基板的与所述有源矩阵基板侧相反的一侧的表面上的上部电极；
设置在所述光电转换基板的所述有源矩阵基板侧的表面上的多个连接电极和多个放射线吸收膜；和
设置在所述多个像素电极和所述多个连接电极之间的至少1个连接树脂层，该至少1个连接树脂层分别具有将所述多个像素电极中的任一个像素电极和所述多个连接电极中的任一个连接电极电连接的多个连接树脂部，
所述多个放射线吸收膜的各放射线吸收膜具有绝缘性，且在从所述有源矩阵基板的法线方向看时与所述多个TFT中的任一个TFT的半导体层重叠，包含原子序数为42以上82以下的元素。
4.如权利要求3所述的半导体装置，其特征在于：
所述多个放射线吸收膜的各放射线吸收膜与所述多个连接电极中的任一个连接电极直接接触。
5.如权利要求3或4所述的半导体装置，其特征在于：
所述光电转换基板的所述有源矩阵基板侧的表面由所述多个连接电极和所述多个放射线吸收膜覆盖。
6.如权利要求3至5中任一项所述的半导体装置，其特征在于：
所述多个放射线吸收膜各自的厚度为10μm以上100μm以下。
7.如权利要求1至6中任一项所述的半导体装置，其特征在于：
所述光电转换基板将放射线转换成电荷。
8.如权利要求1至6中任一项所述的半导体装置，其特征在于：
还包括将放射线转换成红外线、可见光线和紫外线中的至少任一者的波长转换层，所述光电转换基板将红外线、可见光线和紫外线中的至少任一者转换成电荷。
9.如权利要求1至8中任一项所述的半导体装置，其特征在于：
所述半导体层包含氧化物半导体。
10.如权利要求9所述的半导体装置，其特征在于：
所述氧化物半导体包含In-Ga-Zn-O类的半导体。
11.如权利要求10所述的半导体装置，其特征在于：
所述In-Ga-Zn-O类的半导体包含结晶部分。
12.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，包括：
工序(a)，准备具有多个TFT和多个像素电极的有源矩阵基板，并且在所述多个像素电极上设置由金属形成的多个连接电极，该多个连接电极的各连接电极与所述多个像素电极中的任一个像素电极直接接触，且在从所述有源矩阵基板的法线方向看时与所述多个TFT中的任一个TFT的半导体层重叠，包含原子序数为42以上82以下的金属元素；
工序(b)，准备光电转换基板，并且在所述光电转换基板的一个表面上设置上部电极；和
工序(c)，在所述工序(a)和所述工序(b)之后，将所述多个连接电极以与所述光电转换基板直接接触的状态固定。
CN201580030095.4A 2014-06-06 2015-06-01 半导体装置及其制造方法 Pending CN106663685A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014117885 2014-06-06
JP2014-117885 2014-06-06
PCT/JP2015/065757 WO2015186657A1 (ja) 2014-06-06 2015-06-01 半導体装置およびその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106663685A true CN106663685A (zh) 2017-05-10

Family

ID=54766728

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580030095.4A Pending CN106663685A (zh) 2014-06-06 2015-06-01 半导体装置及其制造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9859316B2 (zh)
CN (1) CN106663685A (zh)
WO (1) WO2015186657A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110164885A (zh) * 2018-02-16 2019-08-23 夏普株式会社 有源矩阵基板、具备其的摄像面板及其制造方法
CN110911428A (zh) * 2018-09-14 2020-03-24 夏普株式会社 有源矩阵基板、以及具备该有源矩阵基板的拍摄面板
CN111106134A (zh) * 2018-10-29 2020-05-05 夏普株式会社 有源矩阵基板以及具备其的x射线拍摄面板
TWI798767B (zh) * 2021-07-25 2023-04-11 袁知賢 光電轉換元件及其製作方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10861898B2 (en) 2017-03-16 2020-12-08 Sharp Kabushiki Kaisha Imaging device and X-ray imaging device
JP2019145596A (ja) * 2018-02-16 2019-08-29 シャープ株式会社 アクティブマトリクス基板及びそれを備えたｘ線撮像パネルと製造方法
WO2020143483A1 (zh) * 2019-01-11 2020-07-16 惠科股份有限公司 X射线探测器、x射线探测器制造方法及医用设备
CN111244119A (zh) * 2019-12-13 2020-06-05 京东方科技集团股份有限公司 一种探测基板、其制作方法及平板探测器

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1224244A (zh) * 1998-01-20 1999-07-28 夏普株式会社 二维图像检像器及其制造方法
JP2000208749A (ja) * 1999-01-14 2000-07-28 Sharp Corp 放射線検出装置
US6242746B1 (en) * 1998-02-09 2001-06-05 Sharp Kabushiki Kaisha Two-dimensional image detecting device and manufacturing method thereof
JP2009212120A (ja) * 2008-02-29 2009-09-17 Fujifilm Corp 電磁波検出素子
JP2010096616A (ja) * 2008-10-16 2010-04-30 Fujifilm Corp 放射線画像検出器
JP2013036814A (ja) * 2011-08-05 2013-02-21 Canon Inc 軟ｘ線検出装置、及び軟ｘ線検出システム

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4202315B2 (ja) 1998-02-09 2008-12-24 シャープ株式会社 二次元画像検出器
KR100448448B1 (ko) 2001-07-12 2004-09-13 주식회사 디알텍 Ｘ선 센서용 스위칭소자 및 그 제조방법
JP5599681B2 (ja) * 2010-08-31 2014-10-01 富士フイルム株式会社 放射線画像撮影装置
KR101995082B1 (ko) * 2010-12-03 2019-07-02 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 산화물 반도체막 및 반도체 장치
JP2012211866A (ja) 2011-03-31 2012-11-01 Fujifilm Corp 放射線検出装置
CN103959098B (zh) 2011-11-29 2017-04-26 皇家飞利浦有限公司 包括x射线吸收封装的闪烁体组以及包括所述闪烁体组的x射线探测器阵列
KR101784118B1 (ko) * 2013-07-16 2017-10-10 도시바 덴시칸 디바이스 가부시키가이샤 방사선 검출기, 신틸레이터 패널, 및 그 제조 방법
JP2015230175A (ja) * 2014-06-03 2015-12-21 コニカミノルタ株式会社 放射線画像検出装置及びその製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1224244A (zh) * 1998-01-20 1999-07-28 夏普株式会社 二维图像检像器及其制造方法
US6242746B1 (en) * 1998-02-09 2001-06-05 Sharp Kabushiki Kaisha Two-dimensional image detecting device and manufacturing method thereof
JP2000208749A (ja) * 1999-01-14 2000-07-28 Sharp Corp 放射線検出装置
JP2009212120A (ja) * 2008-02-29 2009-09-17 Fujifilm Corp 電磁波検出素子
JP2010096616A (ja) * 2008-10-16 2010-04-30 Fujifilm Corp 放射線画像検出器
JP2013036814A (ja) * 2011-08-05 2013-02-21 Canon Inc 軟ｘ線検出装置、及び軟ｘ線検出システム

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110164885A (zh) * 2018-02-16 2019-08-23 夏普株式会社 有源矩阵基板、具备其的摄像面板及其制造方法
CN110911428A (zh) * 2018-09-14 2020-03-24 夏普株式会社 有源矩阵基板、以及具备该有源矩阵基板的拍摄面板
CN111106134A (zh) * 2018-10-29 2020-05-05 夏普株式会社 有源矩阵基板以及具备其的x射线拍摄面板
CN111106134B (zh) * 2018-10-29 2023-08-08 夏普株式会社 有源矩阵基板以及具备其的x射线拍摄面板
TWI798767B (zh) * 2021-07-25 2023-04-11 袁知賢 光電轉換元件及其製作方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20170148834A1 (en) 2017-05-25
US9859316B2 (en) 2018-01-02
WO2015186657A1 (ja) 2015-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106663685A (zh) 半导体装置及其制造方法
US11699068B2 (en) Imaging device, imaging module, electronic device, and imaging system
Jang et al. Study on the photoresponse of amorphous In–Ga–Zn–O and zinc oxynitride semiconductor devices by the extraction of sub-gap-state distribution and device simulation
CN107425020B (zh) 辐射传感器
CN102403361B (zh) 薄膜晶体管及其制造方法、以及具备该薄膜晶体管的装置
CN106449861B (zh) 光传感器元件和光电转换装置
WO2016195000A1 (ja) フォトセンサ基板
CN107636840B (zh) 有源矩阵基板
CN103456753B (zh) 摄像装置和摄像显示系统
CN111202536B (zh) 射线探测器及其制造方法、电子设备
JP2012146805A (ja) 放射線撮像装置、放射線撮像表示システムおよびトランジスタ
CN110364542B (zh) 有源矩阵基板和具备有源矩阵基板的x射线摄像面板
US9276025B2 (en) Active matrix image sensing panel and apparatus
CN110034133A (zh) X射线检测器
CN106847986A (zh) X射线平板探测器及其制备方法
JPWO2015019609A1 (ja) Ｘ線イメージセンサー用基板
CN107851667B (zh) 有源矩阵基板
KR20110109066A (ko) 산화물 반도체 트랜지스터를 구비한 엑스선 검출기
JP2012028617A (ja) 放射線検出装置及び放射線撮像装置
US20210111218A1 (en) Imaging panel and method for manufacturing same
CN110021615A (zh) 阵列基板、包括其的数字x射线检测器及其制造方法
US20190170884A1 (en) Imaging panel and method for producing same
CN109950355B (zh) 平板探测器及其制作方法
JP6928333B2 (ja) 酸化物半導体薄膜、薄膜トランジスタ、薄膜トランジスタの製造方法及びスパッタリングターゲット
CN103972249B (zh) 主动矩阵式影像感测面板及装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20170510

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication