CN108807433B - 图像传感器及传感器装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种图像传感器及传感器装置。该图像传感器包括以矩阵设置的多个像素，每个像素包括：第一TFT，该第一TFT具有设置在衬底上的第一栅电极和第二栅电极；第二TFT；以及光电转换元件，该光电转换元件具有电连接到a‑Si薄膜的第一表面和第一TFT的第二栅电极的第一电极、以及连接到第二控制线的第二电极，并且光电转换元件以在层叠方向上叠置在第一TFT上的方式设置在第一TFT上方。设置气体阻隔膜，其位于第一TFT、第二TFT与光电转换元件之间，并防止氢气渗透到第一TFT和第二TFT，第一电极和第二栅电极由同一层构成，在各像素中气体阻隔膜上未设置开口。

Description

图像传感器及传感器装置
技术领域
本发明涉及图像传感器及包括该图像传感器的传感器装置。
背景技术
近年来，用于进行循环器官透视放射摄影的X射线成像设备已被广泛使用。循环器官透视放射摄影通过将导管插入血管内并用造影剂拍摄血管的路径来进行。在这种X射线成像设备中，旨在用于运动特别快的心血管的造影成像的设备强烈要求高帧速率和高分辨率的摄影。用于X射线摄影设备的传感器装置是采用图像增强器(I.I.)或者非晶硅(a-Si)薄膜晶体管(TFT)的X射线图像传感器。I.I.由于其结构而具有低空间分辨率，使其难以提供高分辨率。采用a-Si TFT的X射线图像传感器具有a-Si TFT的电流驱动能力低因而不能以高帧速率进行操作的问题。另外，在如导管检查及导管治疗那样长时间段进行X射线透视的情况下，为了减少患者和执业医师受到的辐射量，强烈要求将X射线的照射剂量抑制得较低。因此，X射线图像传感器所需要的技术规范是即使信号量少也能够提供高信噪比(SN比)。
作为实现具有高帧速率的X射线图像传感器的手段，可以想到具有高电流驱动能力的氧化物半导体TFT。然而，氧化物半导体TFT具有这样的问题：氧化物半导体可能由于形成光电二极管(下文中称为PD，其用作光电转换元件)的氢化非晶硅(a-Si：H)薄膜的原料气体中包含的氢而变质。氧化物半导体的退化引起TFT特性的退化。作为对策，发明人已提出了日本特开专利申请No.2015-90957中公开的X射线图像传感器。图18是示出日本特开专利申请No.2015-90957中公开的图像传感器的结构的剖视图。如图18所示，日本特开专利申请No.2015-90957中公开的图像传感器具有如下结构：在衬底700上依次形成由氢化a-Si制成的PD 400和氧化物半导体TFT 300。图像传感器具有用于防止氢气渗透的气体阻隔膜730配置在PD 400和氧化物半导体TFT 300之间的结构。在该结构中，形成a-Si PD 400，然后在其上形成氧化物半导体TFT。这使得氧化物半导体TFT受氢化a-Si的原料气体中含有的氢的影响较小。此外，气体阻隔膜730防止在形成氧化物半导体TFT 300时由于热处理而使a-Si PD400中含有的氢气扩散到氧化物半导体TFT 300。由此，可以抑制氧化物半导体TFT 300的特性变化。
另一方面，提高图像传感器的SN比的技术包括应用于互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器的有源像素传感器(APS)。该技术通过为各像素设置放大器电路、放大来自光电转换元件的信号并输出放大的信号来实现SN比的增加。
使用氧化物半导体TFT来制造APS方式的图像传感器的方法包括日本特开专利申请No.2011-211171中公开的技术。图19是示出日本特开专利申请No.2011-211171中公开的图像传感器的一个像素的电路结构的电路图。图像传感器的一个像素由一个氧化物半导体TFT 901和一个PD 902构成。TFT 901的栅极端子连接到选择信号线SEL。TFT 901的漏极端子连接到输出信号线OUT。TFT 901的源极端子连接到光电传感器基准信号线GND。PD 902的阳极端子连接到光电二极管复位信号线RST。PD 902的阴极端子连接到TFT 901的背栅。图20是示出日本特开专利申请No.2011-211171中公开的图像传感器的剖面结构的剖视图。在此公开的氧化物半导体TFT为沟道刻蚀型，并具有反向交错结构。在氧化物半导体TFT 901中，用作主栅极的底栅设置于半导体层的下部(衬底侧)。氧化物半导体TFT具有在衬底903上依次形成氧化物半导体TFT 901和a-Si PD 902的结构。与a-Si PD的n-a-Si层913接触设置的背栅电极912经由绝缘膜910和保护绝缘膜911设置在氧化物半导体TFT 901的沟道上方。当PD 902被光照射以改变阴极电位时，背栅电极912的电位也改变。随着背栅电极912的电位改变，氧化物半导体TFT 901的阈值电压也改变。通过将选择信号线SEL切换到高电平，以使氧化物半导体TFT 901导通，并改变之前已经被充电到高电压的输出信号线OUT的电位，来执行信号的读取。本文公开的通过PD的电位的变化来调节晶体管的阈值电压的方法的其他例子在采用晶体硅作为衬底的日本特开专利申请No.1990-180071和日本特开专利申请No.2009-147056中也进行了公开。
发明内容
然而，作为仔细研究使用氧化物半导体TFT的APS方式的图像传感器的结果，本发明人发现，仅是已公开的方法的组合不能制作具有充分的性能的图像传感器。
对于发明人在日本特开专利申请No.2015-90957中公开的图像传感器，PD和氧化物半导体TFT依次层叠在衬底上，其妨碍同时实现高SN比和高空间分辨率。理由如下。PD更靠近衬底设置，为了使PD的受光面积更大，需要光从衬底侧入射。该情况下，在衬底的背面上设置闪烁体，由此闪烁体与PD之间的距离加宽。因此，由闪烁体激发的可见光照射到相邻的PD上，导致低空间分辨率。相对于此，在TFT侧设置闪烁体的情况下，光在该面不照射到与TFT重叠的PD上，从而使PD的有效受光面积减小，导致低SN比。
对于日本特开专利申请No.2011-211171中公开的图像传感器，在衬底上依次层叠PD和氧化物半导体TFT。这引起氧化物半导体可能由于形成PD时原料气体中含有的氢而变质导致TFT特性变差的问题。进一步，本发明人发现以下的实质问题：即使TFT正常工作，像素上配置的用于放大的TFT的放大因数小，导致信噪比严重下降。
鉴于上述问题而做出本发明，本发明的目的是提供具有高分辨率、高帧速率和高SN比的特性的图像传感器等。
根据本发明的图像传感器包括以矩阵设置的多个像素，每个像素包括：衬底；第一TFT，所述第一TFT包括设置在所述衬底上的第一栅电极、包括经由绝缘膜层叠在第一栅电极上方的氧化物半导体的第一半导体、层叠在所述第一半导体上的第一源电极和第一漏电极、以及设置在所述第一半导体上方的第二栅电极，其中，所述第一源电极电连接到所述第一栅电极，所述第一漏电极电连接到电源线；第二TFT，所述第二TFT包括所述衬底上的由与所述第一栅电极相同的层构成的第三栅电极、包括经由所述绝缘膜层叠在所述第三栅电极上方并由与所述第一半导体相同的层构成的氧化物半导体的第二半导体、以及层叠在所述第二半导体上的第二源电极和第二漏电极，其中，所述第二漏电极电连接到所述第一栅电极，所述第二源电极电连接到信号线，所述第三栅电极电连接到第一控制线；以及光电转换元件，所述光电转换元件包括a-Si薄膜、电连接到所述a-Si薄膜的第一表面和所述第一TFT的所述第二栅电极的第一电极、以及连接到第二控制线的第二电极，并且所述光电转换元件以在层叠方向上叠置在所述第一TFT上的方式设置在所述第一TFT上方，其中设置位于所述第一TFT以及所述第二TFT与所述光电转换元件之间并防止氢气渗透到所述第一TFT和所述第二TFT的气体阻隔膜，所述第一电极和所述第二栅电极由同一层构成，在每个像素中所述气体阻隔膜未设置有开口。
本发明具有高分辨率、高帧速率和高信噪比的特性。
从下面的详细描述和附图中，上述的和其他的目的和特征将更加充分地显而易见。
应该理解的是，前面的概述和下面的详述都是示例性的和解释性的，而不旨在限制本发明。
附图说明
图1是示出图像传感器的结构示例的说明图；
图2是示出一个像素的电路的一个示例的电路图；
图3是示出图像传感器的剖面结构的一个示例的剖视图；
图4是示出检测电路的结构示例的电路图；
图5是示出用于说明图像传感器的一个像素的操作的等效电路的电路图；
图6是示出图像传感器的操作示例的时序图；
图7是示出氧化物半导体TFT的阈值电压的波动的图；
图8是示出图像传感器的一个像素的电路的另一结构示例的电路图；
图9是示出图像传感器的剖面结构的另一示例的剖视图；
图10A、图10B和图10C是示出根据实施方式1的图像传感器的制造方法的一个示例的剖视图；
图11A和图11B是示出根据实施方式1的图像传感器的制造方法的一个示例的剖视图；
图12A、图12B和图12C是示出根据实施方式2的图像传感器的制造方法的一个示例的剖视图；
图13是示出一个像素电路的另一结构示例的电路图；
图14是示出一个像素电路的另一结构示例的电路图；
图15是示出检测电路的另一结构示例的电路图；
图16是示出检测电路的另一结构示例的电路图；
图17是示出图16所示的检测电路的操作的时序图；
图18是示出日本特开专利申请No.2015-90957中公开的图像传感器的结构的剖视图；
图19是示出日本特开专利申请No.2011-211171中公开的图像传感器的一个像素的电路结构的电路图；
图20是示出日本特开专利申请No.2011-211171中公开的图像传感器的剖面结构的剖视图；以及
图21是日本特开专利申请No.2011-211171中公开的结构中将TFT设为源极跟随器电路的情况下的电路图。
具体实施方式
下面将参照附图详细描述本发明的实施方式。应该注意的是，为了使附图具有可视性，适当地改变了各附图中的各部件的大小和比例。各图中的阴影是为了将一个部件与另一个部件区分开，而不一定意味着剖面。
实施方式1
图1是示出图像传感器的结构示例的说明图。在根据本实施方式的图像传感器100中，在衬底(未图示)上以矩阵设置像素200。对于图像传感器100的每个像素行，设置每个公共选择线G1-G5和每个公共复位线R1-R5。对于图像传感器100的每个像素列，设置每个公共信号线D1-D5。在图像传感器100的所有的像素200中，设置公共电源线VP。选择线G1-G5和复位线R1-R5连接到驱动电路500。信号线D1-D5连接到检测电路510。电源线VP连接到电源电路520。
在此，驱动电路500、检测电路510以及电源电路520可以形成在衬底上。驱动电路500、检测电路510以及电源电路520可以通过柔性衬底等连接到图像传感器。虽然在图1中为了简化描述以矩阵状设置5行×5列的像素200，但是像素的数量仅仅是一个示例。这并不旨在表示对像素行数和像素列数的限制。像素200也可以以一维阵列设置。
图2是示出一个像素的电路的一个示例的电路图。图像传感器的每个像素200包括两个TFT 300、301以及一个PD 400。PD 400的阳极端子连接到复位线Rn。PD 400的阴极端子连接到TFT 300的背栅端子。TFT 300的漏极端子连接到电源线VP。TFT 300的源极端子连接到TFT 301的漏极端子和TFT 300的栅极端子。TFT 301的源极端子连接到信号线Dm。TFT301的栅极端子连接到选择线Gn。
图3是示出图像传感器的剖面结构的一个示例的剖视图。图像传感器包括形成在衬底700上的栅电极310和栅电极311。栅电极310和栅电极311上层叠有栅极绝缘膜320。栅极绝缘膜320上形成有氧化物半导体膜330和氧化物半导体膜331。氧化物半导体膜330和氧化物半导体膜331上形成有构成源电极和漏电极的源极和漏极金属350。源极和漏极金属350上层叠有层间膜(层间绝缘膜)720和气体阻隔膜730。气体阻隔膜730上形成有PD 400。PD 400包括下电极(第一电极)410、n-a-Si 420、i-a-Si 430、p-a-Si 440和上电极(第二电极)450。n-a-Si 420是n型a-Si薄膜。i-a-Si 430是本征a-Si薄膜。p-a-Si 440是p型a-Si薄膜。在气体阻隔膜730上依次层叠有下电极410、n-a-Si 420、i-a-Si 430、p-a-Si 440和上电极450。在PD 400上层叠有保护膜740和钝化膜750。在钝化膜750上形成有配线金属膜760。配线金属膜760通过接触孔电连接到上电极450。根据需要，层叠平坦化膜770，并在平坦化膜770上沉积闪烁体800。
根据本实施方式的图像传感器是对TFT 300和TFT 301应用具有反向交错结构的沟道蚀刻型TFT的示例。对于TFT 300，将置于衬底700上并置于氧化物半导体膜330之下的栅电极310称为底栅。对于TFT 301，将置于衬底700上并置于氧化物半导体膜331之下的栅电极311称为底栅。栅电极310和栅电极311用作主栅极。另一方面，置于氧化物半导体膜330和331之上并且在俯视图中与TFT 300和TFT 301的沟道区重叠的PD 400的下电极410用作背栅。
图4是示出检测电路的结构示例的电路图。对于每个信号线，设置检测电路510。检测电路510包括恒定电流源600和电压放大电路610。
以下描述根据本实施方式的图像传感器的操作。图5是示出用于描述图像传感器的一个像素的操作的等效电路的电路图。图5所示的电路是图4所示的电路被连接作为图像传感器的检测电路时的等效电路。图6是示出图像传感器的操作示例的时序图。如图6所示，从时刻t1至时刻t2，复位线Rn被设定为高电平。这使得正向电压流入图5所示的PD 400并使PD 400复位。Rn被设定为低电平时的时刻t2处PD 400两端的电压Vpd(阴极端子和阳极端子之间的电位差)由下式(1)表示。
Figure BDA0001588550610000071
在此，VL表示Rn的低电平电压，VH表示Rn的高电平电压。Cpd表示PD 400的等效电容。Ccp表示连接到PD 400的阴极端子的寄生电容。Vthpd表示PD 400的阈值电压。从式(1)可知，通过上述的复位操作，PD 400处于被施加反向偏置电压的状态。
当在该状态下从时刻t2到时刻t3用光照射PD时，PD 400中保持的电荷减少。假设紧接PD 400复位后的阴极电位由V2表示，则其根据照射在PD上的光量如V3所示地减少。
接着，在时刻t3，将选择线Gn设定为高电平。这使得TFT 301导通，从而使电流根据TFT 300的栅极电位而流入信号线Dm。另一方面，信号线Dm连接到恒定电流源600，因此流入信号线Dm中的电流保持恒定。在图5的示例中，恒定电流源600的电流值设为Iref。因此，信号线Dm的电位Vdm变化，使得流经TFT 300和TFT 301的电流与Iref一致。电位Vdm是取决于Vc的电压(Vc与TFT 300的栅极电压相等)。
复位线Rn的电位在时刻t4被设定为高电平。复位线Rn的电位在时刻t5变为低电平。这使得PD 400被复位。在此，选择线Gn从时刻t3到时刻t6被设定为高电平。因此，信号线Dm的电位Vdm在时刻t5到时刻t6的时段期间根据PD 400的复位之后的阴极电压Vc而变化。在此，时刻t3到时刻t4的Vdm的电位设为V6，而从时刻t5到时刻t6的Vdm的电位设为V8。电位V6是取决于从时刻t2到时刻t3照射到PD 400上的光量的电压。电位V8是取决于复位之后的PD 400的阴极电压的电压。因此，通过获得电位V6与电位V8之间的差值，执行相关双重采样。因此，仅仅可以获得与照射到PD 400上的光量相对应的信号电压分量，而不受PD 400的阈值电压和TFT 300的阈值电压影响。
根据以上描述，根据本实施方式的图像传感器可实现高分辨率、高速操作和高SN比。此外，虽然图像传感器具有在氧化物半导体膜TFT 300、301上方层叠PD 400的结构，但是该图像传感器可以获得高生产率而不会引起特性变差。下面描述理由。
对于根据本发明的图像传感器，如图3所示，在TFT 300、301上方设置有PD 400。这使得即使像素的尺寸变小也能够保持PD 400的填充因子较大，由此能够实现高分辨率。由于采用氧化物半导体作为TFT 300、301的半导体层，因此能够实现大电流驱动能力和高速操作。
氧化物半导体TFT具有在氧化物半导体膜形成之后经历氢扩散时TFT特性波动的问题。因此，当将PD层叠在氧化物半导体TFT上时，构成PD的a-Si薄膜的原料气体中含有的大量的氢渗透到氧化物半导体膜中。这导致TFT的特性大幅波动，造成异常操作。然而，对于根据本实施方式的图像传感器，在氧化物半导体TFT 300、301与PD 400之间设置有用于防止氢气渗透的气体阻隔膜730。特别注意的是，在像素区域中，在气体阻隔膜730上未形成接触孔。这种结构使得能够增强防止氢气渗透的效果，并且显著地防止由于TFT 300、301的特性变化引起的生产率降低。
另外，层叠在TFT 300、301上方的PD 400允许闪烁体紧密地设置在PD 400上方。在PD 400和闪烁体之间以长距离设置的情况下，从闪烁体发出的光沿横向传播，这极大地降低了空间分辨率。根据本实施方式的图像传感器的结构能够缩短该距离。这使得可以保持高空间分辨率，由此能够实现高分辨率。
在根据本实施方式的图像传感器中，对每个像素设置用于放大的TFT 300，从而以放大的方式输出来自PD400的电压，这提供了高SN比。此外，虽然根据本实施方式的图像传感器具有将PD 400的电压输入到用于放大的TFT 300的背栅的电路结构，但是放大电路的增益不会由于底栅的电压而波动。这使得能够提高放大电路的增益，从而获得高SN比。以下详细描述理由。
在本发明的图像传感器中，与图5所示的电路类似，PD 400的阴极连接到用于放大的TFT 300的背栅。TFT 300的底栅连接到源极端子。对于具有底栅和背栅的TFT，在源极和漏极之间流动的电流由底栅电压和背栅电压二者控制。在此，将氧化物半导体膜和底栅之间的电容设为CBI。将氧化物半导体膜和背栅之间的电容设为CKI。假设氧化物半导体膜的电容比CBI和CKI充分大。在这种情况下，流入TFT的饱和区中的电流可如下紧密相关。
Figure BDA0001588550610000091
Figure BDA0001588550610000092
C0＝(CKI+CBI) (4)
W和L分别表示TFT的沟道宽度和沟道长度。μ0表示TFT的场效应迁移率。Vth表示TFT的阈值电压。VKgs表示TFT中的相对于源极端子的背栅电压。VBgs表示TFT中的相对于源极端子的底栅电压。由于以这种方式使用具有底栅和背栅的TFT，所以在对其中一个栅极施加信号电压的情况下，流经TFT的电流受到另一个栅极的电压影响。这是由于与由结晶硅形成的晶体管中的衬底偏置效应相似的原理。
接着，使用式(2)估计图5中的信号线Dm的电压。对于根据本实施方式的图像传感器，在读出像素的信号时，对TFT 301的栅极施加高电压。这使得TFT 301导通，并使TFT 300连接到信号线DM。在此，由于恒定电流源600连接到信号线Dm，所以流经信号线Dm、TFT 301和TFT 300的电流是恒定的。恒定电流源600的电流值设为Iref。假设TFT 301处的电压下降足够小，并且TFT 301的源极端子的电压等于信号线Dm的电压Vdm。该情况下，信号线Dm的电压通过式(2)如下估计。
Figure BDA0001588550610000101
为了简化说明，假定在此TFT 301的源极与漏极之间的电压足够小。但是，即使电压不能被忽略，信号线Dm的电压也仅是在其上累加恒定偏移电压或者从其中减去恒定偏移电压的值，几乎不影响增益。在根据本实施方式的图像传感器中，从式(5)可知，输出电压Vdm与信号电压Vc成比例。换言之，通过TFT 300的源极跟随器电路的增益是1。
相对于此，日本特开专利申请No.2011-211171中公开的结构未提供高SN比。在日本特开专利申请No.2011-211171中公开的信号读取方法中，将图19所示的输出信号线OUT预先充电为高电压，然后将选择信号线设定为高电平，从而使TFT 901导通。其描述了然后降低输出信号线OUT的电位。因此，TFT 901不是如源极跟随器电路那样用作放大电路。在该方法中，由于TFT 901的导通时间以及选择信号线的高电平电压的微小波动，输出信号线OUT的电位可能大幅波动。因此，可以预期从各个像素获得的信号电压的偏移电压的波动和噪声较大。
然而，在日本特开专利申请No.2011-211171中公开的结构中，TFT 901也可以用作源极跟随器电路。图21是日本特开专利申请No.2011-211171中公开的结构中将TFT设为源极跟随器电路的情况下的电路图。图21中所示的这种结构能够解决在日本特开专利申请No.2011-211171中公开的方法中产生的信号电压的偏移电压的变化和噪声的问题。然而，源极跟随器电路的增益远小于1，导致无法获得高SN比的新问题。通过式(2)的近似表达式计算的、图21的电路中的信号线Dm的电压如下。
Figure BDA0001588550610000111
在此，VSELH是选择信号线的高电平电压。从式(6)可知，源极跟随器电路的增益是α/(1+α)，其中α取式(3)所示的正值。因此，增益是等于或小于1的值。换言之，信号电压Vc被衰减并输出。
为了尽可能大地增大增益，只需要使CKI大于CBI。增大CKI意味着减小设置在氧化物半导体膜与PD的下电极之间的绝缘膜的厚度，导致使用具有高介电常数的绝缘膜。然而，需要在TFT与PD之间设置在形成PD时防止氢气扩散到氧化物半导体膜中的气体阻隔膜。
图7是表示氧化物半导体TFT的阈值电压的波动的图。图7示出了在形成PD之前和形成PD之后之间阈值电压波动的程度。对于气体阻隔膜，采用对二甲苯聚合物。从图7可知，形成PD之前和形成PD之后之间的阈值电压的波动ΔVth取决于气体阻隔膜的厚度。换言之，随着气体阻隔膜变厚，波动减小。根据本发明人的实验结果，需要厚度等于或大于至少1μm的气体阻隔膜。换言之，不能减小气体阻隔膜的厚度。
作为具体的例子，将底栅与氧化物半导体膜之间的绝缘膜设为具有400nm的厚度的氧化硅膜。在氧化物半导体膜与PD的下电极之间，形成具有100nm的厚度的氧化硅膜和具有1μm的厚度的用作气体阻隔膜的对二甲苯聚合物。该情况下，α为约0.22，增益为约0.19。在该计算中，氧化硅膜和对二甲苯聚合物的介电常数分别是4和3.3。因此，这种结构使得增益远小于1并且不能获得高SN比。
根据本实施方式的图像传感器包括以矩阵设置的多个像素。每个像素包括衬底、第一TFT、第二TFT以及光电转换元件。设置位于第一TFT、第二TFT与光电转换元件之间并防止氢气扩散到第一TFT和第二TFT的气体阻隔膜。第一电极和第二栅电极由同一层构成。在各像素中气体阻隔膜上未设置开口。第一TFT例如是TFT 300。第二TFT例如是TFT 301。光电转换元件例如是PD 400。第一电极例如是下电极410。第二栅电极例如是PD 400的用作TFT301的栅电极的下电极410。气体阻隔膜例如是气体阻隔膜730。
第一TFT包括设置在衬底上的第一栅电极、包括经由绝缘膜层叠在第一栅电极上方的氧化物半导体的第一半导体、设置在第一半导体上的第一源电极和第一漏电极、以及层叠在第一半导体上方的第二栅电极。第一源电极电连接到第一栅电极，而第一漏电极电连接到电源线。第一半导体例如是氧化物半导体膜330。第一源电极和第一漏电极例如是源极和漏极金属350的一部分。
第二TFT包括：由衬底上的与第一栅电极相同的层构成的第三栅电极；包括经由绝缘膜层叠在第三栅电极上方的氧化物半导体、以及由与第一半导体相同的层构成的氧化物半导体的第二半导体；以及层叠在第二半导体上的第二源电极和第二漏电极。第二漏电极电连接到第一栅电极，第二源电极电连接到信号线，第三栅电极电连接到第一控制线。第三栅电极例如是栅电极311。第二半导体例如是氧化物半导体膜331。第二源电极和第二漏电极例如是源极和漏极金属350的一部分。
光电转换元件包括a-Si薄膜、电连接到a-Si薄膜的第一表面和第一TFT的第二栅电极的第一电极以及连接到第二控制线的第二电极，光电转换元件以在层叠方向上叠置在第一TFT上的方式设置在第一TFT上方。a-Si薄膜例如是n-a-Si 420、i-a-Si 430以及p-a-Si 440。第二电极例如是上电极450。
在根据本实施方式的图像传感器中，第一源电极和第二漏电极由相同的金属层制成，第一源电极通过设置在绝缘膜上的接触孔连接到第一栅电极。在此描述的同一金属层例如是源极和漏极金属350的一部分。绝缘膜例如是保护膜740和钝化膜750。
在根据本实施方式的图像传感器中，第一电极和第二栅电极层叠在气体阻隔膜上。
通过使用上述图像传感器，可以构成以下的传感器装置。
传感器装置设置有图像传感器和控制电路，该控制电路包括用于向电源线输出电力的电力输出端子、用于向第一控制线输出第一控制信号的第一控制输出端子、用于向第二控制线输出第二控制信号的第二控制输出端子、以及输入端子，从第二TFT的第二源电极输出的电位要经由信号线输入到该输入端子。
对于传感器装置的操作，图像传感器的操作时段分为读出时段和积累时段。在读出时段期间，控制电路进行：第一观察操作，即，使第一控制信号从低电平电压变到高电平电压并观察从第二源电极输出并经由信号线施加于输入端子的输入信号的电位，其中，第一控制信号从第一控制输出端子输出并经由第一控制线施加于第二TFT的第三栅电极；复位操作，即，第一观察操作之后，使从第二控制输出端子输出并经由第二控制线施加到光电转换元件的第二电极的第二控制信号从低电平电压变到高电平电压，然后使第二控制信号再次恢复到低电平电压；以及第二观察操作，即，复位操作之后观察输入信号的电位并使第二控制信号恢复到低电平电压。控制电路输出通过第一观察操作观察到的电位和通过第二观察操作观察到的电位之间的差值。
在积累时段期间，控制电路将第一控制信号和第二控制信号保持在低电平电压，并进行在光电转换元件中通过照射光而积累信号电荷的操作。交替地进行读出时段期间和积累时段期间的操作。
控制电路例如是包括驱动电路500和检测电路510的电路。电源输出端子例如是连接到图5中的VP端子的端子。第一控制输出端子是用于输出图6中的信号Gn的端子。第二控制输出端子是用于输出图6中的信号Rn的端子。复位操作是从时刻t1到时刻t2进行的操作以及从时刻t4到时刻t5进行的操作。第一观察操作是从图6中的时刻t3到时刻t4进行的操作。第二观察操作是从时刻t5到时刻t6进行的操作。
实施方式2
图8是示出基于图像传感器的一个像素的电路的配置的另一示例的电路图。根据本实施方式的图像传感器可以使用与图1所示的实施方式1的部件相似的部件。在根据本实施方式的图像传感器中，一个像素包括两个TFT 302、303以及PD 401。
图9是表示图像传感器的剖面结构的另一示例的剖视图。TFT 303具有在氧化物半导体膜331的下方设置有底栅311的反向交错结构。另一方面，TFT 302具有在氧化物半导体膜330的下方未设置有底栅的结构。TFT 302具有将PD 401的下电极410用作背栅(也可称为顶栅)的结构。TFT 302具有交错结构。
作为电路结构，PD 401的阳极端子连接到复位线Rn。PD 401的阴极端子连接到TFT302的背栅。TFT 302的漏极端子连接到电源线VP。TFT 302的源极端子连接到TFT 303的漏极端子。TFT 303的栅极端子连接到选择线Gn。TFT 303的源极端子连接到信号线Dm。这种连接方式使TFT 302可作为用于放大PD401的阴极电压的放大电路。
如图9中的剖面图所示，根据本实施方式的图像传感器的结构与实施方式1的结构基本相同。如已经描述的，较大的区别在于用于放大的TFT 302具有交错结构，而没有底栅，而TFT 303具有带底栅的反向交错结构。
根据本实施方式的图像传感器可以通过将其连接到相应的信号线来驱动图4所示的检测电路。此时，根据本实施方式的图像传感器可以采用与图6的时序图中所示的实施方式1的驱动方法同样的驱动方法。
根据本实施方式的图像传感器能够实现高分辨率、高速操作以及高SN比。此外，虽然图像传感器具有在氧化物半导体膜TFT上方层叠PD的结构，但是该图像传感器能够实现高生产率而不会引起氧化物半导体TFT的特性劣化。下面描述理由。
根据本实施方式的图像传感器能够实现高速操作的理由与实施方式1的理由相同。根据本实施方式的图像传感器与实施方式1同样地在TFT与PD之间包括气体阻隔膜，并且在像素中气体阻隔膜未设置有接触孔。因此，由于与实施方式1相同的理由，能够实现高生产率。实现高分辨率的理由与实施方式1相同。
根据本实施方式的图像传感器实现高SN比的理由是能够将由TFT 302和检测电路构成的放大电路的增益保持较高。下面详细说明理由。
在根据本实施方式的图像传感器中，用于放大的TFT 302具有交错结构并且不具有底栅。因此，在TFT 302的源极和漏极之间流动的电流由PD的用作背栅的下电极的电压、即PD的阴极电压来控制。因此，TFT 302的漏极电流如下紧密相关。
Figure BDA0001588550610000151
其中，W和L分别表示TFT的沟道宽度和沟道长度。μ0表示场效应迁移率。C0表示氧化物半导体膜与TFT中的顶栅之间的每单位面积的电容。Vth表示TFT的阈值电压。VKgs表示TFT的相对于源极端子的背栅电压。使用如下该适当的表达式估计图4中所示的检测电路连接到信号线Dm时的信号线Dm的电压。
Figure BDA0001588550610000152
作为信号电压的Vc的系数是1，因此能够实现高增益。因此，能够实现高SN比。对本实施方式与实施方式1之间的不同点进行说明。在实施方式1中，通过将TFT的源极端子的电压施加于底栅，流经用于放大的TFT的电流受底栅电压的影响较小。相对于此，在本实施方式中，用于放大的TFT最初构造成不具有底栅，由此可以仅通过背栅来控制流经TFT的电流。这不会引起与在晶体硅上形成的晶体管中发现的衬底偏置效应相同的效应。其结果，可为放大电路实现高增益。
这里，不对TFT 303应用交错结构的理由如下。TFT 303需要具有低导通电阻。然而，在具有交错结构的TFT的情况下，难以在氧化物半导体膜上层叠膜质量高的薄绝缘膜。具有交错结构的TFT 303不能提供足够的特性。因此，通过对TFT 303应用可形成膜质量高的薄绝缘膜的反向交错结构，可以实现低导通电阻。
制造方法1
参照附图详细描述根据实施方式1的图像传感器的制造方法的一个示例。
图10A、图10B和图10C是示出根据实施方式1的图像传感器的制造方法的一个示例的剖视图。图11A和图11B是示出根据实施方式1的图像传感器的制造方法的一个示例的剖视图。图10A是示出在衬底700上沉积和图案化形成用作底栅的栅电极310和311的金属之前和期间的工序的剖视图。衬底700可以由诸如玻璃衬底、树脂衬底的绝缘衬底或用绝缘膜涂覆金属制成的衬底等制成。形成栅电极的金属可以采用诸如Al、Cr、Cu等的金属或其合金。
然后，如图10B所示，层叠栅极绝缘膜320，并且层叠并图案化氧化物半导体膜330、331。栅极绝缘膜可由氧化硅膜、氮化硅膜、氮氧化硅膜或其层叠膜制成。氧化物半导体膜可以采用含有In、Ga和Zn的氧化物半导体膜。接下来，形成用于将接下来要层叠的源极和漏极金属与栅极金属电连接的接触孔。
然后，如图10C所示，层叠并图案化源极和漏极金属350。源极和漏极金属可以由诸如Al、Cr、Cu等的金属或其合金制成。此外，可以在用作TFT的沟道区的氧化物半导体膜与源极和漏极金属之间层叠并图案化氧化硅膜。氧化硅膜用作沟道保护膜。采用沟道保护膜的结构具有防止将源极和漏极金属图案化时由于蚀刻溶液等损害氧化物半导体膜的沟道区的效果。
接下来，如图11A所示层叠层间膜720和气体阻隔膜730。层间膜720可以采用氧化硅膜。气体阻隔膜可以由对二甲苯聚合物、丙烯酸树脂等制成。层间膜和气体阻隔膜期望以防止氢气扩散到TFT的程度尽可能薄地制成。然后，将用作PD 400的下电极410的金属层叠在气体阻隔膜上，并在其上连续地沉积n-a-Si 420、i-a-Si 430和p-a-Si 440。在其上沉积用作上电极450的透明电极。然后，将它们图案化。下电极410可以由Al、Cr等制成。上电极450可以采用诸如ITO和IZO的氧化物导电膜。
接下来，如图11B所示，层叠用于保护PD的侧部的保护膜740和钝化膜750。此外，根据需要形成接触孔，然后，层叠并图案化配线金属膜760。保护膜740可采用氮化硅膜、氮氧化硅膜等。钝化膜可以采用氧化硅膜、氮化硅膜、氮氧化硅膜、丙烯酸树脂等。配线金属膜可以采用由Al、Cu等制成的金属膜。之后，虽然未图示，层叠平坦化膜和闪烁体以制作图像传感器。
制造方法2
参照附图详细描述根据实施方式2的图像传感器的制造方法的一个示例。图12A、图12B和图12C是示出根据实施方式2的图像传感器的制造方法的一个示例的剖视图。根据实施方式2的图像传感器除了氧化物半导体TFT的结构以外，可以采用与实施方式1相同的结构。因此，仅对形成氧化物半导体TFT之前和期间的制造方法进行描述。
在根据实施方式2的图像传感器中，如图12A所示，在衬底700上沉积和图案化形成TFT 303的底栅311的金属膜。另一方面，在衬底的其上方要形成TFT 302的位置上，未设置形成底栅的金属膜。衬底除了诸如玻璃衬底和树脂衬底的绝缘衬底以外，还可以采用对金属涂布绝缘膜等制成的衬底。形成底栅的金属膜可以采用诸如Al、Cr、Cu等的金属膜或其合金。
接下来，如图12B所示，层叠栅极绝缘膜320，并且层叠并图案化氧化物半导体膜330、331。栅极绝缘膜可以采用氧化硅膜、氮化硅膜、氮氧化硅膜或它们的层叠膜。氧化物半导体膜可以采用包含In、Ga和Zn的氧化物半导体膜。
接下来，如图12C所示，层叠并图案化源极和漏极金属350，并在其上层叠层间膜720和气体阻隔膜730。源极和漏极金属可以采用诸如Al、Cr、Cu等的金属或它们的合金。层间膜720可以采用氧化硅膜。气体阻隔膜可以由对二甲苯聚合物、丙烯酸树脂等制成。然后，形成PD。对于PD的制造方法，可以应用与上述相同的方法。
根据本实施方式的图像传感器包括以矩阵设置的多个像素。各像素包括衬底、第一TFT、第二TFT以及光电转换元件。设置位于第一TFT、第二TFT与光电转换元件之间并防止氢气渗透到第一TFT和第二TFT的气体阻隔膜。第一电极和第一栅电极由同一层构成。在各像素中气体阻隔膜上未设置开口。第一TFT例如是TFT 302。第二TFT例如是TFT 303。光电转换元件例如是PD 401。第一电极例如是下电极410。第一栅电极例如是PD 401的用作TFT302的栅电极的下电极410。气体阻隔膜例如是气体阻隔膜730。
第一TFT包括：第一半导体，所述第一半导体包括经由绝缘膜层叠在衬底上方的氧化物半导体；层叠在第一半导体上的第一源电极和第一漏电极；以及设置在第一半导体上方的第一栅电极。第一漏电极电连接到电源线。第一半导体例如是氧化物半导体膜330。第一源电极和第一漏电极例如是金属350的一部分。
第二TFT包括：设置在衬底上的第二栅电极；第二半导体，所述第二半导体包括经由绝缘膜层叠在第二栅电极上方的氧化物半导体、以及由与第一半导体同一层构成的氧化物半导体；以及第二源电极和第二漏电极，所述第二源电极和第二漏电极层叠在第二半导体上。第二漏电极电连接到第一源电极，第二源电极电连接到信号线，以及第二栅电极电连接到第一控制线。第二半导体例如是氧化物半导体膜331。第二源电极和第二漏电极例如是源极和漏极金属350的一部分。第二栅电极例如是栅电极311。
光电转换元件包括：a-Si薄膜；电连接到a-Si薄膜的第一表面和第一TFT的第一栅电极的第一电极；以及连接到第二控制线的第二电极，光电转换元件以在层叠方向上叠置在第一TFT上的方式设置在第一TFT上方。a-Si薄膜例如是n-a-Si 420、i-a-Si 430和p-a-Si 440。第二电极例如是上电极450。
根据本实施方式的图像传感器包括位于第一TFT、第二TFT与光电转换元件之间并防止氢气扩散到第一TFT和第二TFT的气体阻隔膜。气体阻隔膜例如是气体阻隔膜730。
在根据本实施方式的图像传感器中，第一电极和第一栅电极由同一层构成，并且在各像素中气体阻隔膜未设置开口。
在根据本实施方式的图像传感器中，第一电极和第一栅电极层叠在气体阻隔膜上。
在根据本实施例的图像传感器中，第一电极和第一栅电极在层叠方向上叠置在第一半导体、第一源电极、第二漏电极和第二半导体上。
在根据本实施方式的图像传感器中，第一电极和第一栅电极设置在层叠于第一半导体、第一源电极、第二漏电极和第二半导体上的层间绝缘膜上。
在根据本实施方式的图像传感器中，光电转换元件的第二电极层叠在a-Si薄膜的与第一表面相对的第二表面上。
在根据本实施方式的图像传感器中，光电转换元件是光电二极管，第一电极是阴极端子，第二电极是阳极端子。
在根据本实施方式的图像传感器中，光电转换元件是光电二极管，第一电极可以是阳极端子，第二电极可以是阴极端子。
实施方式3
上述的实施方式1中的图像传感器具有PD的阴极端子连接到TFT的栅极的电路结构。另一个实施方式可以采用PD的阳极端子连接到TFT的栅极的电路结构。图13是表示一个像素电路的另一结构示例的电路图。图13表示PD的阳极端子连接到TFT的栅极的根据实施方式1的图像传感器的电路结构。在该电路结构中，除了对复位线施加负脉冲来复位PD之外，还可以应用与实施方式1中描述的驱动方法相同的驱动方法。所实现的效果也与实施方式1的效果相同。
实施方式4
与实施方式3相同，可以将实施方式2改变为具有PD的阳极端子连接到TFT的栅极的电路结构。图14是表示一个像素电路的另一结构示例的电路图。图14示出了PD的阳极端子连接到TFT的栅极的根据实施方式2的图像传感器的电路结构。在该电路结构中，除了通过对复位线施加负脉冲来复位PD之外，还可以应用与实施方式2中描述的驱动方法相同的驱动方法。所实现的效果也与实施方式2的效果相同。
变型例1
在上述图像传感器中，可以应用不同于图4所示的检测电路的结构。图15是示出检测电路的另一结构示例的电路图。检测电路包括电压放大电路610和电阻器620。具有图15所示的结构的检测电路可以以与图4所示的检测电路相同的方法操作。
变型例2
图16是示出检测电路的另一结构示例的电路图。图17是表示图16所示的检测电路的操作的时序图。在图17中，信号PCG是用于使信号线Dm复位到低电位的脉冲信号。通过PCG，在紧接时刻t3之后以及紧接时刻t5之后，信号线Dm复位到低电位。时刻t3是一时段(时刻t3到t4)的起点，在该时段期间，读出取决于PD被照射的光量的电压。时刻t5是一时段(时刻t5至t6)的起点，在该时段期间，读出复位后的电压。将信号线Dm复位到低电位的理由如下。用于像素放大的TFT 300、302能够仅在信号线的电位增加的方向上流通电流，因此需要在即将读出信号之前将信号线预充电到低电位。另外，在图4和图15所示的电路中，电流源600或电阻器620可以在信号线的电位降低的方向上流通电流，因此不需要上述的预充电操作。
目前，尚未发现作为氧化物半导体TFT的、用于形成具有充分特性的p沟道型TFT的半导通材料。因此，在实施方式中例示了采用n沟道型TFT的氧化物半导体TFT。但是，在未来实现了具有充分特性的p沟道型TFT的情况下，能够将p沟道型TFT应用于本发明的图像传感器。该情况下，通过改变用于控制TFT的控制信号的极性以及电源的极性，本发明可以应用于p沟道型TFT。
最后，总结根据实施方式1-4(包括变型例1和2)的图像传感器的突出特征。在根据实施方式1-4的图像传感器中，由a-Si制成的PD层叠在氧化物半导体TFT上方。另外，防止氢气扩散的气体阻隔膜设置在氧化物半导体TFT和PD之间。在像素区域中在气体阻隔膜上未形成接触孔。因此，能够防止在形成PD时原料气体中含有的氢气扩散到氧化物半导体TFT并且能够大幅降低氧化物半导体TFT的特性波动。
在如实施方式1等那样，对用于放大的TFT采用反向交错结构的情况下，通过对底栅施加TFT的源极电位，防止了放大电路的增益下降。在实施方式2等中，对用于放大的TFT采用交错结构，实现了不降低放大电路的增益的电路，对用于选择各像素的TFT采用反向交错结构，实现了低导通电阻。
各实施方式中描述的技术特征(要素)可以相互组合，并且通过组合可以形成新的技术特征。应该理解的是，在此公开的实施方式在所有方面都是说明性的而不是限制性的。本发明的范围由所附权利要求限定，而不是由之前的描述限定，落入权利要求的含义和范围内或者这样的含义和范围的等同物内的所有的变化旨在被权利要求涵盖。

Claims (12)

1.一种图像传感器，包括以矩阵设置的多个像素，每个像素包括：
衬底；
第一TFT，所述第一TFT包括：设置在所述衬底上的第一栅电极、包括经由绝缘膜层叠在所述第一栅电极上方的氧化物半导体的第一半导体、层叠在所述第一半导体上的第一源电极和第一漏电极、以及设置在所述第一半导体上方的第二栅电极，其中，所述第一源电极电连接到所述第一栅电极，以及所述第一漏电极电连接到电源线；
第二TFT，所述第二TFT包括：在所述衬底上的由与所述第一栅电极相同的层构成的第三栅电极、包括经由所述绝缘膜层叠在所述第三栅电极上方并由与所述第一半导体相同的层构成的氧化物半导体的第二半导体、以及层叠在所述第二半导体上的第二源电极和第二漏电极，其中，所述第二漏电极电连接到所述第一栅电极，所述第二源电极电连接到信号线，以及所述第三栅电极电连接到第一控制线；以及
光电转换元件，所述光电转换元件包括：a-Si薄膜、电连接到所述a-Si薄膜的第一表面和所述第一TFT的所述第二栅电极的第一电极、以及连接到第二控制线的第二电极，并且所述光电转换元件以在层叠方向上叠置在所述第一TFT上的方式设置在所述第一TFT上方，其中，
设置位于所述第一TFT以及所述第二TFT与所述光电转换元件之间并防止氢气扩散到所述第一TFT和所述第二TFT的气体阻隔膜，
所述第一电极和所述第二栅电极由同一层构成，以及
在每个所述像素中所述气体阻隔膜未设置有开口。
2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，
所述第一源电极和所述第二漏电极由同一金属层制成，所述第一源电极通过设置在所述绝缘膜上的接触孔连接到所述第一栅电极。
3.根据权利要求1或2所述的图像传感器，其中，
所述第一电极和所述第二栅电极层叠在所述气体阻隔膜上。
4.一种图像传感器，包括以矩阵设置的多个像素，每个像素包括：
衬底；
第一TFT，所述第一TFT包括：包括经由绝缘膜层叠在所述衬底上方的氧化物半导体的第一半导体、层叠在所述第一半导体上的第一源电极和第一漏电极、以及设置在所述第一半导体上方的第一栅电极，其中，所述第一漏电极电连接到电源线；
第二TFT，所述第二TFT包括：设置在所述衬底上的第二栅电极、包括经由所述绝缘膜层叠在所述第二栅电极上方并由与所述第一半导体相同的层构成的氧化物半导体的第二半导体、以及层叠在所述第二半导体上的第二源电极和第二漏电极，其中，所述第二漏电极电连接到所述第一源电极，所述第二源电极电连接到信号线，以及所述第二栅电极电连接到第一控制线；以及
光电转换元件，所述光电转换元件包括：a-Si薄膜、电连接到所述a-Si薄膜的第一表面和所述第一TFT的所述第一栅电极的第一电极、以及连接到第二控制线的第二电极，并且所述光电转换元件以在层叠方向上叠置在所述第一TFT上的方式设置在所述第一TFT上方，其中，
设置位于所述第一TFT以及所述第二TFT与所述光电转换元件之间并防止氢气扩散到所述第一TFT和所述第二TFT的气体阻隔膜，
所述第一电极和所述第一栅电极由同一层构成，以及
在每个所述像素中所述气体阻隔膜未设置有开口。
5.根据权利要求4所述的图像传感器，其中，
所述第一电极和所述第一栅电极层叠在所述气体阻隔膜上。
6.根据权利要求4或5所述的图像传感器，其中，所述第一电极和所述第一栅电极在层叠方向上叠置在所述第一半导体、所述第一源电极以及所述第二漏电极上。
7.根据权利要求4或5所述的图像传感器，其中，所述第一电极和所述第一栅电极设置在层叠于所述第一半导体、所述第一源电极和所述第二漏电极上方的层间绝缘膜上。
8.根据权利要求1或4所述的图像传感器，其中，所述光电转换元件的所述第二电极层叠在所述a-Si薄膜的与所述第一表面相对的第二表面上。
9.根据权利要求1或4所述的图像传感器，其中，所述光电转换元件是光电二极管，所述第一电极是阴极端子，以及所述第二电极是阳极端子。
10.根据权利要求1或4所述的图像传感器，其中，所述光电转换元件是光电二极管，所述第一电极是阳极端子，以及所述第二电极是阴极端子。
11.一种传感器装置，包括：
根据权利要求1所述的图像传感器；以及
控制电路，所述控制电路包括：用于向所述电源线输出电力的电力输出端子、用于向所述第一控制线输出第一控制信号的第一控制输出端子、用于向所述第二控制线输出第二控制信号的第二控制输出端子、以及输入端子，其中，从所述第二TFT的所述第二源电极输出的电位经由所述信号线被输入到所述输入端子中，其中，
所述控制电路：
将所述图像传感器的操作时段分为读出时段和积累时段，
在所述读出时段期间进行：
第一观察操作：使第一控制信号从低电平电压变到高电平电压并观察从所述第二源电极输出并经由所述信号线施加于所述输入端子的输入信号的电位，其中，所述第一控制信号从所述第一控制输出端子输出并经由所述第一控制线施加于所述第二TFT的所述第三栅电极；
复位操作：在所述第一观察操作之后，使从所述第二控制输出端子输出并经由所述第二控制线施加于所述光电转换元件的所述第二电极的所述第二控制信号从低电平电压变到高电平电压，然后使所述第二控制信号再次恢复到低电平电压；以及
第二观察操作：在所述复位操作之后观察所述输入信号的电位并使所述第二控制信号恢复到低电平电压，以及
输出通过所述第一观察操作观察到的电位和通过所述第二观察操作观察到的电位之间的差分电位，以及
在所述积累时段期间，将所述第一控制信号和所述第二控制信号保持在低电平电压，并且进行在所述光电转换元件中通过照射光而积累信号电荷的操作，以及
交替地进行所述读出时段期间的操作和所述积累时段期间的操作。
12.一种传感器装置，包括：
根据权利要求4所述的图像传感器；以及
控制电路，所述控制电路包括：用于向所述电源线输出电力的电力输出端子、用于向所述第一控制线输出第一控制信号的第一控制输出端子、用于向所述第二控制线输出第二控制信号的第二控制输出端子、以及输入端子，从所述第二TFT的所述第二源电极输出的电位经由所述信号线被输入到所述输入端子，其中，
所述控制电路：
将所述图像传感器的操作时段分为读出时段和积累时段，
在所述读出时段期间进行：
第一观察操作：使第一控制信号从低电平电压变到高电平电压并且观察从所述第二源电极输出并经由所述信号线施加于所述输入端子的输入信号的电位，其中，所述第一控制信号从所述第一控制输出端子输出并经由所述第一控制线施加于所述第二TFT的所述第二栅电极；
复位操作：在所述第一观察操作之后，使从所述第二控制输出端子输出并经由所述第二控制线施加于所述光电转换元件的所述第二电极的所述第二控制信号从低电平电压变到高电平电压，然后使所述第二控制信号再次恢复到低电平电压；以及
第二观察操作：在所述复位操作之后观察所述输入信号的电位并使所述第二控制信号恢复到低电平电压，以及
输出通过所述第一观察操作观察到的电位和通过所述第二观察操作观察到的电位之间的差分电位，以及
在所述积累时段期间，将所述第一控制信号和所述第二控制信号保持在低电平电压，并进行在所述光电转换元件中通过照射光而积累信号电荷的操作，以及
交替地进行所述读出时段期间的操作和所述积累时段期间的操作。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108305874B (zh) * 2017-01-12 2022-03-08 株式会社日本有机雷特显示器 半导体装置
CN109276268A (zh) * 2018-11-21 2019-01-29 京东方科技集团股份有限公司 X射线探测装置及其制造方法
DE112019006318T5 (de) * 2018-12-20 2021-10-14 Sony Semiconductor Solutions Corporation Bildgebungsvorrichtung
CN110047859A (zh) * 2019-04-24 2019-07-23 北京京东方传感技术有限公司 传感器及其制备方法
CN110391308B (zh) * 2019-09-19 2019-12-27 南京迪钛飞光电科技有限公司 一种平板探测器及其制造方法
CN111430386B (zh) * 2020-04-01 2023-11-10 京东方科技集团股份有限公司 光电探测器、显示基板及光电探测器的制作方法
JP7464447B2 (ja) * 2020-06-05 2024-04-09 Ｔｉａｎｍａ Ｊａｐａｎ株式会社 イメージセンサ
CN116547817A (zh) * 2021-12-02 2023-08-04 京东方科技集团股份有限公司 光电传感器和基板

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1748314A (zh) * 2003-02-14 2006-03-15 佳能株式会社 固态图像拾取设备和辐射图像拾取设备
CN1856039A (zh) * 2002-11-22 2006-11-01 佳能株式会社 放射线摄像装置
CN101529593A (zh) * 2006-09-14 2009-09-09 卡尔斯特里姆保健公司 具有减少耦合的高填充系数传感器
JP2011211171A (ja) * 2010-02-12 2011-10-20 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置及び、その駆動方法
CN103247645A (zh) * 2012-02-01 2013-08-14 株式会社日本显示器西 摄像装置、其制造方法以及摄像显示系统
CN104637962A (zh) * 2013-11-07 2015-05-20 Nlt科技股份有限公司 图像传感器及其制造方法
CN106454165A (zh) * 2015-08-03 2017-02-22 光子科学研究所 具有非局部读出电路的图像传感器以及包括所述图像传感器的光电装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2638286B1 (fr) * 1988-10-25 1990-12-07 Thomson Csf Dispositif photosensible du type a amplification du signal au niveau des points photosensibles
JP2692218B2 (ja) 1988-12-29 1997-12-17 ソニー株式会社 固体撮像素子
US5408113A (en) 1992-06-30 1995-04-18 Ricoh Company, Ltd. High sensitivity improved photoelectric imaging device with a high signal to noise ratio
JP3253179B2 (ja) 1992-06-30 2002-02-04 株式会社リコー 光電変換装置
US20070161165A1 (en) * 2006-01-12 2007-07-12 Toppoly Optoelectronics Corp. Systems and methods involving thin film transistors
JP2009147056A (ja) 2007-12-13 2009-07-02 Seiko Epson Corp 半導体装置及びその製造方法
TWI529942B (zh) * 2009-03-27 2016-04-11 半導體能源研究所股份有限公司 半導體裝置
WO2011111530A1 (en) * 2010-03-11 2011-09-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
US8928792B1 (en) * 2011-01-31 2015-01-06 Aptina Imaging Corporation CMOS image sensor with global shutter, rolling shutter, and a variable conversion gain, having pixels employing several BCMD transistors coupled to a single photodiode and dual gate BCMD transistors for charge storage and sensing
US20160013243A1 (en) * 2014-03-10 2016-01-14 Dpix, Llc Photosensor arrays for detection of radiation and process for the preparation thereof
WO2015141777A1 (ja) * 2014-03-20 2015-09-24 シャープ株式会社 光検出装置
US9881954B2 (en) * 2014-06-11 2018-01-30 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Imaging device
JP6459271B2 (ja) * 2014-07-23 2019-01-30 Ｔｉａｎｍａ Ｊａｐａｎ株式会社 イメージセンサ及びその駆動方法
KR20160034200A (ko) * 2014-09-19 2016-03-29 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치의 제작 방법
JP6587497B2 (ja) * 2014-10-31 2019-10-09 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置
US9871060B2 (en) * 2015-02-16 2018-01-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light emitting device
US10389961B2 (en) * 2015-04-09 2019-08-20 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Imaging device and electronic device

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1856039A (zh) * 2002-11-22 2006-11-01 佳能株式会社 放射线摄像装置
CN1748314A (zh) * 2003-02-14 2006-03-15 佳能株式会社 固态图像拾取设备和辐射图像拾取设备
CN101529593A (zh) * 2006-09-14 2009-09-09 卡尔斯特里姆保健公司 具有减少耦合的高填充系数传感器
JP2011211171A (ja) * 2010-02-12 2011-10-20 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置及び、その駆動方法
CN103247645A (zh) * 2012-02-01 2013-08-14 株式会社日本显示器西 摄像装置、其制造方法以及摄像显示系统
CN104637962A (zh) * 2013-11-07 2015-05-20 Nlt科技股份有限公司 图像传感器及其制造方法
CN106454165A (zh) * 2015-08-03 2017-02-22 光子科学研究所 具有非局部读出电路的图像传感器以及包括所述图像传感器的光电装置

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Address after: 1918 Tianma Building, Liuxian Avenue, Beizhan community, Minzhi street, Longhua District, Shenzhen City, Guangdong Province

Applicant after: Tianma Microelectronics Co., Ltd.

Address before: Kanagawa Prefecture, Japan

Applicant before: Tianma Japan Corporation

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GR01 Patent grant
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