CN109804468B - 摄像面板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供能抑制光电转换层的漏电流的X射线的摄像面板及其制造方法。摄像面板(1)基于从经过了被摄体的X射线得到的闪烁光生成图像。摄像面板(1)在基板(101)上具备:薄膜晶体管(13);绝缘膜(103),其覆盖薄膜晶体管(13);光电转换层(15),其将闪烁光转换为电荷;上部电极(14b);下部电极(14a),其与薄膜晶体管(13)连接;以及保护膜(142),其覆盖下部电极(14a)的侧端部。

Description

摄像面板及其制造方法
技术领域
本发明涉及摄像面板及其制造方法。
背景技术
已知通过具备多个像素部的摄像面板来拍摄X射线图像的X射线摄像装置。在这种X射线摄像装置中,例如,通过光电二极管将照射的X射线转换为电荷。通过使像素部所具备的薄膜晶体管(Thin Film Transistor:以下也称为“TFT”。)进行动作而读出转换后的电荷。通过这样读出电荷,能得到X射线图像。在特开2013-46043号公报中公开了这种摄像面板。特开2013-46043号公报的光电二极管具有将n层、i层、p层的半导体膜层叠而成的PIN结构。在光电二极管的上部设置有包括透明导电膜的上部电极,在光电二极管的下部设置有包含铝等金属的下部电极。
发明内容
然而,在特开2013-46043号公报中,在形成PIN结构的光电转换层时,为了抑制漏电流,有时对光电二极管的表面进行用氢氟酸的清洗处理。此时,若通过清洗处理,下部电极的侧面被暴露于氢氟酸,则下部电极所包含的铝等金属会溶解。其结果是,其金属离子附着到光电转换层的侧面,成为漏电流的原因。
本发明的目的在于提供能抑制漏电流的X射线的摄像面板及其制造方法。
解决上述问题的本发明的摄像面板是基于从经过的X射线得到的闪烁光生成图像的摄像面板,具备:基板;薄膜晶体管,其形成在上述基板上;绝缘膜,其覆盖上述薄膜晶体管;光电转换层,其设置在上述绝缘膜之上,将上述闪烁光转换为电荷;上部电极,其设置在上述光电转换层之上;下部电极,其设置在上述光电转换层之下,与上述薄膜晶体管连接;以及保护膜,其覆盖上述下部电极的侧端部。
根据本发明,能抑制光电转换层的漏电流。
附图说明
图1是示出实施方式的X射线摄像装置的示意图。
图2是示出图1所示的摄像面板的概略构成的示意图。
图3是将图2所示的摄像面板1的一个像素部分放大后的俯视图。
图4是将图3所示的像素沿A-A线切断后的截面图。
图5A是示出在基板之上形成栅极绝缘膜和TFT并形成第1绝缘膜的工序的截面图。
图5B是示出在图5A所示的第1绝缘膜形成接触孔CH1的工序的截面图。
图5C是示出在图5B的第1绝缘膜之上形成第2绝缘膜的工序的截面图。
图5D是示出在图5C的接触孔CH1之上形成第2绝缘膜的开口的工序的截面图。
图5E是示出在图5D的第2绝缘膜之上形成金属膜的工序的截面图。
图5F是示出将图5E所示的金属膜图案化而形成经由接触孔CH1与漏极电极连接的下部电极的工序的截面图。
图5G是示出形成覆盖图5F所示的下部电极的无机绝缘膜的工序的截面图。
图5H是示出在图5G所示的无机绝缘膜之上形成抗蚀剂的工序的截面图。
图5I是示出对图5H所示的无机绝缘膜进行蚀刻而形成保护膜的工序的截面图。
图5J是示出将图5I所示的抗蚀剂剥离的工序的截面图。
图5K是示出形成覆盖图5J所示的下部电极和保护膜的n型非晶质半导体层、本征非晶质半导体层以及p型非晶质半导体层,并在p型非晶质半导体层之上形成透明导电膜的工序的截面图。
图5L是示出将图5K中的透明导电膜图案化而形成上部电极的工序的截面图。
图5M是示出形成覆盖图5L中的上部电极的抗蚀剂的工序的截面图。
图5N是示出将图5M中的n型非晶质半导体层、本征非晶质半导体层以及p型非晶质半导体层图案化而形成光电转换层,并对光电转换层的表面进行了使用氟化氢的清洗处理的状态的截面图。
图5O是示出将图5N中的抗蚀剂剥离后的状态的截面图。
图5P是示出形成覆盖图5O中的光电转换层、下部电极以及保护膜的第3绝缘膜的工序的截面图。
图5Q是示出在图5P中的第3绝缘膜形成开口部的工序的截面图。
图5R是示出在图5Q中的第3绝缘膜之上形成第4绝缘膜,并形成第4绝缘膜的开口而形成接触孔CH2的工序的截面图。
图5S是示出在图5R中的第4绝缘膜之上形成金属膜的工序的截面图。
图5T是示出将图5S中的金属膜图案化而形成偏置配线的工序的截面图。
图5U是示出形成覆盖图5T中的偏置配线的透明导电膜的工序的截面图。
图5V是示出将图5U中的透明导电膜图案化的工序的截面图。
图5W是示出形成覆盖图5V所示的透明导电膜的第5绝缘膜的工序的截面图。
图5X是示出在图5W中的第5绝缘膜之上形成第6绝缘膜的工序的截面图。
图6是第2实施方式的摄像面板的像素的截面图。
图7是变形例(1)中的摄像面板的像素的截面图。
具体实施方式
本发明的一实施方式的摄像面板是基于从经过的X射线得到的闪烁光生成图像的摄像面板,具备:基板;薄膜晶体管,其形成在上述基板上;绝缘膜,其覆盖上述薄膜晶体管;光电转换层,其设置在上述绝缘膜之上,将上述闪烁光转换为电荷;上部电极,其设置在上述光电转换层之上;下部电极,其设置在上述光电转换层之下,与上述薄膜晶体管连接;以及保护膜,其覆盖上述下部电极的侧端部(第1构成)。
根据第1构成,保护膜覆盖下部电极的侧端部,因此,在形成光电转换层时,例如即使对光电转换层的表面进行使用氟化氢的清洗处理,下部电极的侧面也不会暴露于氟化氢。因此,下部电极所包含的金属离子不会附着到光电转换层的侧面,能抑制漏电流。
在第1构成中也可以设为,还具备覆盖上述上部电极、上述光电转换层以及上述保护膜的无机绝缘膜,上述保护膜设置在与上述光电转换层不重叠的位置(第2构成)。
根据第2构成,保护膜配置为与光电转换层不重叠,由无机绝缘膜覆盖光电转换层。因此,在形成光电转换层时,即使通过对光电转换层的表面进行使用氟化氢的清洗处理而保护膜变薄,光电转换层也会被无机绝缘膜完全覆盖。因此,与保护膜重叠于光电转换层的情况相比,光电转换层不易被污染,能更可靠地抑制光电转换层中的漏电流的发生。
在第1或第2构成中也可以设为,上述保护膜包括氮化硅。(第3构成)。
根据第3构成,能抑制光电转换层中的漏电流,并且提高下部电极与保护膜的紧贴性。
在第1或第2构成中也可以设为,上述保护膜包括氧化硅(第4构成)。
根据第4构成,能抑制光电转换层中的漏电流。
在第1或第2构成中也可以设为,上述保护膜包括氧氮化硅(第5构成)。
根据第5构成,能抑制光电转换层中的漏电流。
本发明的一实施方式的摄像面板的制造方法是基于从经过了被摄体的X射线得到的闪烁光生成图像的摄像面板的制造方法,包含:在基板上形成薄膜晶体管的工序;在上述薄膜晶体管之上形成第1绝缘膜和第2绝缘膜的工序;在上述薄膜晶体管的漏极电极之上形成贯通上述第1绝缘膜和上述第2绝缘膜的第1接触孔的工序;在上述第2绝缘膜之上形成经由上述第1接触孔与上述漏极电极连接的下部电极的工序;形成覆盖上述下部电极的侧端部的保护膜的工序;以覆盖上述下部电极和上述保护膜的方式,按顺序形成具有第1导电类型的第1半导体层、本征非晶质半导体层以及具有与上述第1导电类型相反的第2导电类型的第2半导体层作为光电转换层的工序;在上述第2半导体层之上形成上部电极的工序;以覆盖上述上部电极的方式在上述第2半导体层之上涂敷抗蚀剂,对上述第1半导体层、上述本征非晶质半导体层以及上述第2半导体层进行蚀刻,形成上述光电转换层的工序;以及对形成的上述光电转换层的表面进行使用氟化氢的清洗处理的工序(第1制造方法)。
根据第1制造方法,下部电极的侧端部由保护膜覆盖。因此,即使对光电转换层的表面进行使用氟化氢的清洗处理,下部电极所包含的金属离子也不会附着到光电转换层的表面。其结果是,能制作抑制了光电转换层中的漏电流的摄像面板。
在第1制造方法中也可以设为,上述保护膜设置在与上述光电转换层不重叠的位置,在上述清洗处理之后,还包含形成覆盖上述上部电极、上述光电转换层以及上述保护膜的第3绝缘膜的工序(第2制造方法)。
根据第2制造方法,保护膜配置为与光电转换层不重叠,由第3绝缘膜覆盖光电转换层。因此,即使对光电转换层的表面进行使用氟化氢的清洗处理,由于氟化氢而保护膜变薄,光电转换层也会被第3绝缘膜完全覆盖。因此,与保护膜重叠于光电转换层的情况相比,光电转换层不易被污染,能更可靠地抑制光电转换层中的漏电流的发生。
以下,参照附图详细地说明本发明的实施方式。对图中相同或相当的部分附上同一附图标记,不重复其说明。
[第1实施方式]
(构成)
图1是示出本实施方式的X射线摄像装置的示意图。X射线摄像装置100具备摄像面板1和控制部2。控制部2包含栅极控制部2A和信号读出部2B。从X射线源3对被摄体S照射X射线,透射过被摄体S的X射线由配置于摄像面板1的上部的闪烁器1A转换为荧光(以下称为闪烁光)。X射线摄像装置100通过摄像面板1和控制部2对闪烁光进行拍摄,从而取得X射线图像。
图2是示出摄像面板1的概略构成的示意图。如图2所示,在摄像面板1上形成有多个源极配线10以及与多个源极配线10交叉的多个栅极配线11。栅极配线11与栅极控制部2A连接,源极配线10与信号读出部2B连接。
摄像面板1在源极配线10与栅极配线11交叉的位置具有连接到源极配线10和栅极配线11的TFT13。在由源极配线10和栅极配线11包围的区域(以下称为像素)中设置有光电二极管12。在像素中,将透射过被摄体S的X射线转换而得到的闪烁光由光电二极管12转换为与其光量相应的电荷。
摄像面板1中的各栅极配线11由栅极控制部2A依次切换为选择状态,连接到选择状态的栅极配线11的TFT13成为导通状态。当TFT13成为导通状态时,与由光电二极管12所转换的电荷相应的信号经由源极配线10输出到信号读出部2B。
图3是将图2所示的摄像面板1的一个像素部分放大后的俯视图。如图3所示,在被栅极配线11和源极配线10包围的像素中,构成光电二极管12的下部电极14a、光电转换层15以及上部电极14b重叠配置。另外,以与栅极配线11和源极配线10俯视时重叠的方式配置有偏置配线16。偏置配线16对光电二极管12供应偏置电压。TFT13具有与栅极配线11一体化的栅极电极13a、半导体活性层13b、与源极配线10一体化的源极电极13c、以及漏极电极13d。在像素中,设置有用于将漏极电极13d和下部电极14a连接的接触孔CH1。另外,在像素中,设置有与偏置配线16重叠配置的透明导电膜17,并设置有用于将透明导电膜17和上部电极14b连接的接触孔CH2。
在此,图4中示出图3所示的像素的A-A线的截面图。如图4所示,在基板101之上形成有TFT13。基板101例如是玻璃基板、硅基板、具有耐热性的塑料基板、或树脂基板等具有绝缘性的基板。
在基板101之上形成有与栅极配线11一体化的栅极电极13a。栅极电极13a和栅极配线11例如包括铝(Al)、钨(W)、钼(Mo)、氮化钼(MoN)、钽(Ta)、铬(Cr)、钛(Ti)、铜(Cu)等金属或它们的合金、或它们的金属氮化物。在本实施方式中,栅极电极13a和栅极配线11具有将包括氮化钼的金属膜和包括铝的金属膜按该顺序层叠而成的层叠结构。这些金属膜的膜厚例如是,氮化钼为100nm,铝为300nm。
栅极绝缘膜102形成于基板101上,覆盖栅极电极13a。栅极绝缘膜102例如可以使用氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氧氮化硅(SiOxNy)(x>y)、氮氧化硅(SiNxOy)(x>y)等。在本实施方式中,栅极绝缘膜102包括将氧化硅(SiOx)和氮化硅(SiNx)按顺序层叠而成的层叠膜,其膜厚是,氧化硅(SiOx)为50nm,氮化硅(SiNx)为400nm。
在栅极电极13a之上隔着栅极绝缘膜102形成有半导体活性层13b和连接到半导体活性层13b的源极电极13c及漏极电极13d。
半导体活性层13b以与栅极绝缘膜102接触的方式形成。半导体活性层13b包括氧化物半导体。氧化物半导体例如可以使用按规定的比率含有InGaO3(ZnO)5、氧化镁锌(MgxZn1-xO),氧化镉锌(CdxZn1-xO),氧化镉(CdO)、或者按规定的比率含有铟(In)、镓(Ga)以及锌(Zn)的非晶氧化物半导体等。在本实施方式中,半导体活性层13b包括按规定的比率含有铟(In)、镓(Ga)以及锌(Zn)的非晶氧化物半导体,其膜厚例如是70nm。
源极电极13c和漏极电极13d以与半导体活性层13b和栅极绝缘膜102接触的方式形成。源极电极13c是与源极配线10一体化的。漏极电极13d经由接触孔CH1连接到下部电极14a。
源极电极13c和漏极电极13d形成于同一层上,例如包括铝(Al)、钨(W)、钼(Mo)、钽(Ta)、铬(Cr)、钛(Ti)、铜(Cu)等金属或它们的合金、或它们的金属氮化物。另外,作为源极电极13c和漏极电极13d的材料,也可以使用铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、包含氧化硅的铟锡氧化物(ITSO)、氧化铟(In2O3)、氧化锡(SnO2),氧化锌(ZnO)、氮化钛等具有透光性的材料和将它们适当地组合而成的材料。
源极电极13c和漏极电极13d例如可以是将多个金属膜层叠而成的电极。具体地说,源极电极13c、源极配线10以及漏极电极13d具有将包括氮化钼(MoN)的金属膜、包括铝(Al)的金属膜、包括氮化钼(MoN)的金属膜按该顺序层叠而成的层叠结构。其膜厚是,下层的包括氮化钼(MoN)的金属膜为100nm,包括铝(Al)的金属膜为500nm,上层的包括氮化钼(MoN)的金属膜为50nm。
以覆盖源极电极13c和漏极电极13d的方式设置有第1绝缘膜103。第1绝缘膜103既可以是包括氧化硅(SiO2)或氮化硅(SiN)的单层结构,也可以是将氮化硅(SiN)、氧化硅(SiO2)按该顺序层叠而成的层叠结构。
在第1绝缘膜103之上形成有第2绝缘膜104。第2绝缘膜104例如包括丙烯酸系树脂或硅氧烷系树脂等有机系透明树脂,其膜厚例如是2.5μm。
在漏极电极13d之上形成有将第2绝缘膜104和第1绝缘膜103贯通的接触孔CH1。
在第2绝缘膜104之上形成有在接触孔CH1中与漏极电极13d连接的下部电极14a。下部电极14a例如包括将钼(Mo)、铝(Al)、钼(Mo)层叠而成的金属膜。该各金属膜的膜厚例如从下层起按顺序分别为50nm、150nm、100nm。
下部电极14a的x轴方向的侧端部由保护膜142覆盖。保护膜142在该例子中例如包括包含氮化硅(SiN)的无机绝缘膜。
另外,在下部电极14a之上,在与保护膜142不重叠的位置,形成有x轴方向的宽度比下部电极14a小的光电转换层15。光电转换层15具有将n型非晶质半导体层151、本征非晶质半导体层152以及p型非晶质半导体层153按顺序层叠而成的PIN结构。
n型非晶质半导体层151包括掺杂了n型杂质(例如磷)的非晶硅。n型非晶质半导体层151的膜厚例如是30nm。
本征非晶质半导体层152包括本征的非晶硅。本征非晶质半导体层152以与n型非晶质半导体层151接触的方式形成。本征非晶质半导体层的膜厚例如是1000nm。
p型非晶质半导体层153包括掺杂了p型杂质(例如硼)的非晶硅。p型非晶质半导体层153以与本征非晶质半导体层152接触的方式形成。p型非晶质半导体层153的膜厚例如是5nm。
在p型非晶质半导体层153之上形成有上部电极14b。上部电极14b的x轴方向的宽度比光电转换层15小。上部电极14b例如包括ITO(Indium Tin Oxide:氧化铟锡),其膜厚例如是70nm。
以覆盖保护膜142和光电二极管12的方式形成有第3绝缘膜105。第3绝缘膜105例如是包括氮化硅(SiN)的无机绝缘膜,其膜厚例如是300nm。
在第3绝缘膜105中的与上部电极14b重叠的位置形成有接触孔CH2。在第3绝缘膜105之上,在除了接触孔CH2以外的部分形成有第4绝缘膜106。第4绝缘膜106例如包括包含丙烯酸系树脂或硅氧烷系树脂的有机系透明树脂,其膜厚例如是2.5μm。
在第4绝缘膜106之上形成有偏置配线16。另外,在第4绝缘膜106之上,以与偏置配线16重叠的方式形成有透明导电膜17。透明导电膜17在接触孔CH2中与上部电极14b接触。偏置配线16连接到控制部2(参照图1)。偏置配线16将从控制部2输入的偏置电压经由接触孔CH2施加到上部电极14b。偏置配线16例如具有将包括氮化钼(MoN)的金属膜、包括铝(Al)的金属膜、包括钛(Ti)的金属膜按顺序层叠而成的层叠结构。氮化钼(MoN)、铝(Al)、钛(Ti)各自的膜厚例如是100nm、300nm、50nm。
在第4绝缘膜106之上,以覆盖透明导电膜17的方式形成有第5绝缘膜107。第5绝缘膜107例如是包括氮化硅(SiN)的无机绝缘膜,其膜厚例如是200nm。
在第5绝缘膜107之上形成有第6绝缘膜108。第6绝缘膜108例如包括包含丙烯酸系树脂或硅氧烷系树脂的有机系透明树脂,其膜厚例如是2.0μm。
(摄像面板1的制造方法)
接下来,说明摄像面板1的制造方法。图5A~图5X是摄像面板1的各制造工序中的像素的A-A线(图3)的截面图。
如图5A所示,在基板101之上,通过已知的方法形成栅极绝缘膜102和TFT13,以覆盖TFT13的方式,例如使用等离子CVD法形成包括氮化硅(SiN)的第1绝缘膜103。
接下来,对基板101的整个面施加350℃程度的热处理,进行光刻法和湿式蚀刻,将第1绝缘膜103图案化而在漏极电极13d之上形成接触孔CH1(参照图5B)。
接下来,在第1绝缘膜103之上例如通过狭缝涂层法形成包括丙烯酸系树脂或硅氧烷系树脂的第2绝缘膜104。(参照图5C)。
然后,通过光刻法在接触孔CH1之上形成第2绝缘膜104的开口104a(参照图5D)。
接下来,在第2绝缘膜104之上,例如通过溅射法形成将钼(Mo)、铝(Al)、钼(Mo)按顺序层叠而成的金属膜140(参照图5E)。
然后,进行光刻法和湿式蚀刻,将金属膜140图案化。由此,在第2绝缘膜104之上形成经由接触孔CH1与漏极电极13d连接的下部电极14a、以及与下部电极14a分离配置的金属膜140(参照图5F)。
接下来,以覆盖下部电极14a和金属膜140的方式,在第2绝缘膜104之上,例如通过等离子体CVD法形成包括氮化硅(SiN)的无机绝缘膜220(参照图5G)。
之后,通过光刻法,在无机绝缘膜220之上,在与下部电极14a的侧端部附近和金属膜140重叠的位置形成抗蚀剂201(参照图5H)。此时,抗蚀剂201具有锥形形状。
然后,进行干式蚀刻,对未由抗蚀剂201覆盖的无机绝缘膜220进行蚀刻(参照图5I)。由此,形成覆盖下部电极14a的侧端部和金属膜140的侧端部的保护膜142。此外,抗蚀剂201的侧面通过干式蚀刻被向内侧蚀刻,保护膜142成为锥形形状。优选保护膜142的锥形角度例如为70°以下。
之后,将抗蚀剂201剥离(参照图5J)。
接下来,以覆盖保护膜142和下部电极14a的方式,例如,通过等离子体CVD法,按顺序形成n型非晶质半导体层151、本征非晶质半导体层152、p型非晶质半导体层153。然后,在p型非晶质半导体层153之上,例如形成包括ITO的透明导电膜240(参照图5K)。
接下来,进行光刻法和干式蚀刻,将透明导电膜240图案化,从而在p型非晶质半导体层153之上形成上部电极14b(参照图5L)。
接下来,在p型非晶质半导体层153之上,以覆盖上部电极14b的方式,例如通过等离子体CVD法形成抗蚀剂202(参照图5M)。
然后,进行干式蚀刻,从而将未由抗蚀剂202覆盖的n型非晶质半导体层151、本征非晶质半导体层152以及p型非晶质半导体层153图案化。由此,形成x轴方向的宽度比下部电极14a小的光电转换层15。之后,为了抑制光电转换层15的漏电流,对光电转换层15的表面进行使用氟化氢的清洗处理(参照图5N)。下部电极14a和金属膜140的侧端部由于被保护膜142覆盖,因而不会暴露于氟化氢。因此,通过使用氟化氢的清洗处理,下部电极14a所包含的铝不会溶解,金属离子不会附着到光电转换层15的侧面。其结果是,能抑制光电转换层15中的漏电流。
接下来,将抗蚀剂202剥离(图5O),以覆盖保护膜142、上部电极14b、下部电极14a以及光电转换层15的方式,例如通过等离子体CVD法,形成包括氮化硅(SiN)的第3绝缘膜105(参照图5P)。
然后,进行光刻法和湿式蚀刻,形成第3绝缘膜105的开口105a(参照图5Q)。
接下来,在第3绝缘膜105之上,例如通过狭缝涂层法形成包括丙烯酸系树脂或硅氧烷系树脂的第4绝缘膜106。然后,通过光刻法,在开口105a之上形成第4绝缘膜106的开口106a(参照图5R)。由此,形成包括开口105a和106a的接触孔CH2。
接下来,在第4绝缘膜106之上,例如通过溅射法形成将氮化钼(MoN)、铝(Al)、钛(Ti)按该顺序层叠而成的金属膜160(参照图5S)。
然后,进行光刻法和湿式蚀刻,将金属膜160图案化,从而形成偏置配线16(参照图5T)。
接下来,在第4绝缘膜106之上,以覆盖偏置配线16的方式,例如通过溅射法形成包括ITO的透明导电膜170(参照图5U)。
然后,进行光刻法和干式蚀刻,将透明导电膜170图案化,从而形成与偏置配线16连接并且经由接触孔CH2与上部电极14b连接的透明导电膜17(参照图5V)。
接下来,在第4绝缘膜106之上,以覆盖透明导电膜17的方式,例如通过等离子体CVD法形成包括氮化硅(SiN)的第5绝缘膜107(参照图5W)。
接下来,在第5绝缘膜107之上,例如,通过狭缝涂层法形成包括丙烯酸系树脂或硅氧烷系树脂的第6绝缘膜108(参照图5X)。
以上是第1实施方式的摄像面板1的制造方法。如上所述,下部电极14a的侧端部由保护膜142覆盖。因此,在形成光电转换层15后,即使进行使用氟化氢的清洗处理,下部电极14a也不会暴露于氟化氢,下部电极14a所包含的铝离子不会附着到光电转换层15的侧面。因此,能抑制光电转换层15中的漏电流的发生。
另外,通过将保护膜142设为锥形形状,在形成光电转换层15时的蚀刻时,能使未被蚀刻的半导体层的部分不残留。在保护膜142不是锥形形状的情况下,保护膜142的侧壁相对于下部电极14a大致垂直,侧壁附近的光电转换层15容易比其它区域厚。另外,蚀刻方法使用作为各向异性蚀刻的干式蚀刻。因此,在保护膜142不是锥形形状的情况下,保护膜142的侧壁附近的n型非晶质半导体层153的一部分、或者n型非晶质半导体层153和本征非晶质半导体层152的一部分容易不被蚀刻而残留下来。未被蚀刻而残留的半导体层的部分容易剥离而成为颗粒,成为不良的原因,导致成品率降低。
另外,在使用氟化氢的清洗处理时,保护膜142被氟化氢蚀刻而膜变薄。在光电转换层15与保护膜142重叠的情况下,由于保护膜142变薄,会在光电转换层15与保护膜142之间形成间隙。其结果是,可能产生光电转换层15未被第3绝缘膜105完全覆盖的状态。在该情况下,光电转换层15容易被污染,成为产生漏电路径的原因,容易在光电转换层15产生漏电流。在第1实施方式中,由于光电转换层15与保护膜142不重叠,因此能由第3绝缘膜105将光电转换层15完全覆盖。由此,能抑制光电转换层15中的漏电流的发生。
(X射线摄像装置100的动作)
在此,说明图1所示的X射线摄像装置100的动作。首先,从X射线源3照射X射线。此时,控制部2对偏置配线16(参照图3等)施加规定的电压(偏置电压)。从X射线源3照射的X射线透射过被摄体S,并向闪烁器1A入射。入射到闪烁器1A的X射线被转换为荧光(闪烁光),闪烁光向摄像面板1入射。当闪烁光入射到在摄像面板1的各像素中设置的光电二极管12时,由光电二极管12变化为与闪烁光的光量相应的电荷。在TFT13(参照图3等)由于从栅极控制部2A经由栅极配线11输出的栅极电压(正的电压)而成为了导通(ON)状态时,与由光电二极管12所转换的电荷相应的信号通过源极配线10被信号读出部2B(参照图2等)读出。然后,在控制部2中生成与所读出的信号相应的X射线图像。
[第2实施方式]
在上述的第1实施方式中,说明了保护膜142是锥形形状的例子,但是如图6所示,保护膜142也可以不是锥形形状。
另外,在第1实施方式中说明了保护膜142包括氮化硅(SiN)的例子,但是保护膜142的材料不限于此。保护膜142例如也可以包括氧化硅(SiO2),也可以包括氧氮化硅(SiON)。
另外,氮化硅(SiN)、氧化硅(SiO2)以及氧氮化硅(SiON)的由浸渍在氟化氢中所致的蚀刻量各自不同。即,氮化硅(SiN)、氧化硅(SiO2)以及氧氮化硅(SiON)的由浸渍在氟化氢中所致的蚀刻量的大小关系为氮化硅(SiN)<氧化硅(SiO2)<氧氮化硅(SiON)。从而,无论使用哪种材料,都要考虑由浸渍在氟化氢中所致的蚀刻量而设定成膜时的膜厚。
即使在使用氧化硅(SiO2)或氧氮化硅(SiON)作为保护膜142的材料的情况下,由于下部电极14a的侧端部由保护膜142覆盖,因此使用氟化氢的清洗处理也不会导致下部电极14a所包含的铝溶解。由此,与第1实施方式同样,能抑制光电转换层15中的漏电流。
以上说明了本发明的实施方式,但上述的实施方式不过是用于实施本发明的例示。因而,本发明不限于上述的实施方式,能够在不脱离其宗旨的范围内将上述的实施方式适当地变形后实施。
(1)在上述的第1、第2实施方式中,说明了保护膜142设置在与光电转换层15不重叠的位置的例子,但是也可以按以下的方式构成。图7是主要表示与上述的实施方式不同的结构部分的本变形例的摄像面板的部分截面图。在图7中,对与上述的实施方式同样的构成,标注与实施方式同样的附图标记。
如图7所示,在本变形例中,保护膜142和光电转换层15的一部分以重叠的方式配置。并且,如图7的虚线框S所示,在保护膜142与光电转换层15之间形成有间隙。这是因为,在形成光电转换层15后通过使用氟化氢的清洗处理,致使保护膜142变薄,光电转换层15成为倒锥形形状。由于在保护膜142与光电转换层15之间形成有间隙,从而光电转换层15不被第3绝缘膜105完全覆盖,光电转换层15容易被污染。然而,即使在该情况下,由于下部电极14a的侧端部被保护膜142覆盖,因此下部电极14a所包含的铝也不会被氟化氢溶解,能防止其附着到光电转换层15的表面。

Claims (5)

1.一种摄像面板,基于从经过了被摄体的X射线得到的闪烁光生成图像,其特征在于,具备:
基板;
薄膜晶体管,其形成在上述基板上;
绝缘膜,其覆盖上述薄膜晶体管;
光电转换层,其设置在上述绝缘膜之上,将上述闪烁光转换为电荷;
上部电极,其设置在上述光电转换层之上;
下部电极,其设置在上述光电转换层之下,与上述薄膜晶体管连接;
保护膜,其覆盖上述下部电极的侧端部;以及
无机绝缘膜,其覆盖上述上部电极、上述光电转换层以及上述保护膜,
上述保护膜设置在与上述光电转换层不重叠的位置。
2.根据权利要求1所述的摄像面板,
上述保护膜包括氮化硅。
3.根据权利要求1所述的摄像面板,
上述保护膜包括氧化硅。
4.根据权利要求1所述的摄像面板,
上述保护膜包括氧氮化硅。
5.一种摄像面板的制造方法,是基于从经过了被摄体的X射线得到的闪烁光生成图像的摄像面板的制造方法,其特征在于,包含:
在基板上形成薄膜晶体管的工序;
在上述薄膜晶体管之上形成第1绝缘膜和第2绝缘膜的工序;
在上述薄膜晶体管的漏极电极之上形成贯通上述第1绝缘膜和上述第2绝缘膜的第1接触孔的工序;
在上述第2绝缘膜之上形成经由上述第1接触孔与上述漏极电极连接的下部电极的工序;
形成覆盖上述下部电极的侧端部的保护膜的工序;
以覆盖上述下部电极和上述保护膜的方式,按顺序形成具有第1导电类型的第1半导体层、本征非晶质半导体层以及具有与上述第1导电类型相反的第2导电类型的第2半导体层作为光电转换层的工序;
在上述第2半导体层之上形成上部电极的工序;
以覆盖上述上部电极的方式在上述第2半导体层之上涂敷抗蚀剂,对上述第1半导体层、上述本征非晶质半导体层以及上述第2半导体层进行蚀刻,形成上述光电转换层的工序;以及
对形成的上述光电转换层的表面进行使用氟化氢的清洗处理的工序,
上述保护膜设置在与上述光电转换层不重叠的位置,
在上述清洗处理之后,还包含形成覆盖上述上部电极、上述光电转换层以及上述保护膜的第3绝缘膜的工序。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
JP2019145594A (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撮像パネルと製造方法
JP2019145595A (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
JP7308595B2 (ja) * 2018-07-02 2023-07-14 Tianma Japan株式会社 イメージセンサ
CN110797357A (zh) * 2018-08-02 2020-02-14 夏普株式会社 摄像面板及其制造方法
US11257855B2 (en) * 2019-03-08 2022-02-22 Sharp Kabushiki Kaisha Imaging panel and production method thereof
CN114388538A (zh) * 2020-10-22 2022-04-22 北京京东方传感技术有限公司 一种探测基板、平板探测器

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0878719A (ja) * 1994-09-01 1996-03-22 Nec Corp 光電変換素子
CN101465360A (zh) * 2007-12-17 2009-06-24 三菱电机株式会社 光传感器以及光传感器的制造方法
JP2009170768A (ja) * 2008-01-18 2009-07-30 Mitsubishi Electric Corp フォトセンサーアレイ基板とフォトセンサー
US20100059804A1 (en) * 2008-09-10 2010-03-11 Mitsubishi Electric Corporation Photoelectric conversion device and method of manufacturing the same
JP2011114310A (ja) * 2009-11-30 2011-06-09 Mitsubishi Electric Corp 光電変換装置、及びその製造方法
CN103715212A (zh) * 2012-10-02 2014-04-09 佳能株式会社 检测设备、检测系统和用于生产检测设备的方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4136009B2 (ja) * 1995-02-02 2008-08-20 住友電気工業株式会社 pin型受光素子、およびpin型受光素子の製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0878719A (ja) * 1994-09-01 1996-03-22 Nec Corp 光電変換素子
CN101465360A (zh) * 2007-12-17 2009-06-24 三菱电机株式会社 光传感器以及光传感器的制造方法
JP2009170768A (ja) * 2008-01-18 2009-07-30 Mitsubishi Electric Corp フォトセンサーアレイ基板とフォトセンサー
US20100059804A1 (en) * 2008-09-10 2010-03-11 Mitsubishi Electric Corporation Photoelectric conversion device and method of manufacturing the same
JP2011114310A (ja) * 2009-11-30 2011-06-09 Mitsubishi Electric Corp 光電変換装置、及びその製造方法
CN103715212A (zh) * 2012-10-02 2014-04-09 佳能株式会社 检测设备、检测系统和用于生产检测设备的方法

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