JP2000307091A - 光又は放射線検出素子ならびに二次元画像検出器の製造方法 - Google Patents
光又は放射線検出素子ならびに二次元画像検出器の製造方法Info
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 効果的な電荷阻止効果、および信頼性の向上
を実現した光又は放射線検出素子、更にこの光又は放射
線検出素子を応用した二次元画像検出器の製造方法を提
供する。 【解決手段】 対向基板２の製造工程において、支持基
板上に上部電極、第１の電荷阻止層、半導体層１９がこ
の順に形成された後、該半導体層１９の表面に砥粒吐出
ノズル２２によりセラミック粒子２３を吹き付ける。該
砥粒吐出ノズル２２は、セラミック粒子２３を噴射しな
がら一定の周期でＸ方向に高速で往復移動を繰り返し、
Ｙ方向に移動する対向基板２の半導体層１９表面全体に
対してセラミック粒子２３を吹き付けて、半導体層１９
表面の平坦化処理を行う。
を実現した光又は放射線検出素子、更にこの光又は放射
線検出素子を応用した二次元画像検出器の製造方法を提
供する。 【解決手段】 対向基板２の製造工程において、支持基
板上に上部電極、第１の電荷阻止層、半導体層１９がこ
の順に形成された後、該半導体層１９の表面に砥粒吐出
ノズル２２によりセラミック粒子２３を吹き付ける。該
砥粒吐出ノズル２２は、セラミック粒子２３を噴射しな
がら一定の周期でＸ方向に高速で往復移動を繰り返し、
Ｙ方向に移動する対向基板２の半導体層１９表面全体に
対してセラミック粒子２３を吹き付けて、半導体層１９
表面の平坦化処理を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体膜を用い
た、光又は放射線検出素子あるいは二次元画像検出器の
製造方法に関するものである。
た、光又は放射線検出素子あるいは二次元画像検出器の
製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、放射線により画像を検出する
放射線二次元画像検出器として、Ｘ線を感知して電荷
（電子−正孔）を発生する半導体センサ（光又は放射線
検出素子）を二次元状に配置し、これら半導体センサに
それぞれ電気スイッチを設けて、各行毎に電気スイッチ
を順次オンにして各列毎にこれら半導体センサの電荷を
読み出すものが知られている。このような放射線二次元
画像検出器については、例えば、特開平６−３４２０９
８号公報等に具体的な構造や原理が記載されている。
放射線二次元画像検出器として、Ｘ線を感知して電荷
（電子−正孔）を発生する半導体センサ（光又は放射線
検出素子）を二次元状に配置し、これら半導体センサに
それぞれ電気スイッチを設けて、各行毎に電気スイッチ
を順次オンにして各列毎にこれら半導体センサの電荷を
読み出すものが知られている。このような放射線二次元
画像検出器については、例えば、特開平６−３４２０９
８号公報等に具体的な構造や原理が記載されている。
【０００３】以下、上記従来の放射線二次元画像検出器
の構成と原理について説明する。図６は、上記従来の放
射線二次元画像検出器の構造を模式的に示した図であ
る。また図７は、上記放射線二次元画像検出器の１画素
当たりの構造を模式的に示す断面図である。
の構成と原理について説明する。図６は、上記従来の放
射線二次元画像検出器の構造を模式的に示した図であ
る。また図７は、上記放射線二次元画像検出器の１画素
当たりの構造を模式的に示す断面図である。
【０００４】ガラス基板５１上にＸＹマトリクス状の電
極配線（ゲート電極５２とデータ電極５３）、薄膜トラ
ンジスタ（以降、ＴＦＴと称する。）５４、電荷蓄積容
量（Ｃｓ）５５等が形成されたアクティブマトリクス基
板と、該アクティブマトリクス基板上のほぼ全面に形成
された光導電層（半導体層）５６、誘電体層５７、上部
電極５８によって構成されている。
極配線（ゲート電極５２とデータ電極５３）、薄膜トラ
ンジスタ（以降、ＴＦＴと称する。）５４、電荷蓄積容
量（Ｃｓ）５５等が形成されたアクティブマトリクス基
板と、該アクティブマトリクス基板上のほぼ全面に形成
された光導電層（半導体層）５６、誘電体層５７、上部
電極５８によって構成されている。
【０００５】上記光導電層５６には、Ｘ線等の放射線の
照射により電荷（電子−正孔）が発生する半導体材料が
用いられる。上記文献によれば、この半導体材料とし
て、暗抵抗が高く、Ｘ線照射に対して良好な光導電特性
を示すアモルファスセレニウム（ａ−Ｓｅ）が用いられ
ている。該光導電層（ａ−Ｓｅ）５６は、真空蒸着法に
よって３００〜６００μｍの厚みで形成されている。
照射により電荷（電子−正孔）が発生する半導体材料が
用いられる。上記文献によれば、この半導体材料とし
て、暗抵抗が高く、Ｘ線照射に対して良好な光導電特性
を示すアモルファスセレニウム（ａ−Ｓｅ）が用いられ
ている。該光導電層（ａ−Ｓｅ）５６は、真空蒸着法に
よって３００〜６００μｍの厚みで形成されている。
【０００６】また、上記アクティブマトリクス基板に
は、液晶表示装置を製造する過程で形成されるアクティ
ブマトリクス基板を流用することが可能である。例え
ば、アクティブマトリクス型液晶表示装置（ＡＭＬＣ
Ｄ）に用いられるアクティブマトリクス基板は、アモル
ファスシリコン（ａ−Ｓｉ）やポリシリコン（ｐ−Ｓ
ｉ）によって形成された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
や、ＸＹマトリクス状の電極、電荷蓄積容量（Ｃｓ）を
備えた構造になっているので、若干の設計変更を行うだ
けで、放射線二次元検出器用のアクティブマトリクス基
板として利用することが容易である。
は、液晶表示装置を製造する過程で形成されるアクティ
ブマトリクス基板を流用することが可能である。例え
ば、アクティブマトリクス型液晶表示装置（ＡＭＬＣ
Ｄ）に用いられるアクティブマトリクス基板は、アモル
ファスシリコン（ａ−Ｓｉ）やポリシリコン（ｐ−Ｓ
ｉ）によって形成された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
や、ＸＹマトリクス状の電極、電荷蓄積容量（Ｃｓ）を
備えた構造になっているので、若干の設計変更を行うだ
けで、放射線二次元検出器用のアクティブマトリクス基
板として利用することが容易である。
【０００７】次に、上記のような構造の放射線二次元画
像検出器の動作原理について説明する。ａ−Ｓｅ膜等か
らなる光導電層５６に放射線が照射されると、該光導電
層５６内に電荷（電子−正孔）が発生する。図６、およ
び図７に示すように、光導電層５６と電荷蓄積容量（Ｃ
ｓ）５５とは電気的に直列に接続されているので、上部
電極５８と電荷蓄積容量電極（Ｃｓ電極）５９間に電圧
を印加しておくと、光導電層５６で発生した電荷（電子
−正孔）がそれぞれ＋電極側と−電極側に移動し、その
結果電荷蓄積容量（Ｃｓ）５５に電荷が蓄積される仕組
みになっている。上記電荷蓄積容量（Ｃｓ）５５は、電
荷蓄積容量電極（Ｃｓ電極）５９と画素電極６０とを備
えている。
像検出器の動作原理について説明する。ａ−Ｓｅ膜等か
らなる光導電層５６に放射線が照射されると、該光導電
層５６内に電荷（電子−正孔）が発生する。図６、およ
び図７に示すように、光導電層５６と電荷蓄積容量（Ｃ
ｓ）５５とは電気的に直列に接続されているので、上部
電極５８と電荷蓄積容量電極（Ｃｓ電極）５９間に電圧
を印加しておくと、光導電層５６で発生した電荷（電子
−正孔）がそれぞれ＋電極側と−電極側に移動し、その
結果電荷蓄積容量（Ｃｓ）５５に電荷が蓄積される仕組
みになっている。上記電荷蓄積容量（Ｃｓ）５５は、電
荷蓄積容量電極（Ｃｓ電極）５９と画素電極６０とを備
えている。
【０００８】上記の作用で、電荷蓄積容量（Ｃｓ）５５
に蓄積された電荷は、ゲート電極Ｇ 1 、Ｇ2 、Ｇ3 、
…、Ｇn の入力信号によってＴＦＴ５４をオープン状態
にすることで、データ電極Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 、…、Ｓn
により外部に取り出すことが可能である。電極配線（ゲ
ート電極５２とデータ電極５３）、ＴＦＴ５４、電荷蓄
積容量（Ｃｓ）５５等は、すべてＸＹマトリクス状に設
けられているため、ゲート電極Ｇ1 、Ｇ2 、Ｇ3 、…、
Ｇn に入力する信号を線順次に走査することで、二次元
的にＸ線の画像情報を得ることが可能となる。
に蓄積された電荷は、ゲート電極Ｇ 1 、Ｇ2 、Ｇ3 、
…、Ｇn の入力信号によってＴＦＴ５４をオープン状態
にすることで、データ電極Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 、…、Ｓn
により外部に取り出すことが可能である。電極配線（ゲ
ート電極５２とデータ電極５３）、ＴＦＴ５４、電荷蓄
積容量（Ｃｓ）５５等は、すべてＸＹマトリクス状に設
けられているため、ゲート電極Ｇ1 、Ｇ2 、Ｇ3 、…、
Ｇn に入力する信号を線順次に走査することで、二次元
的にＸ線の画像情報を得ることが可能となる。
【０００９】なお、上記放射線二次元画像検出器は、使
用する光導電層５６がＸ線等の放射線に対する光導電性
だけでなく、可視光や赤外光に対しても光導電性を示す
場合は、可視光や赤外光の二次元画像検出器としても作
用する。
用する光導電層５６がＸ線等の放射線に対する光導電性
だけでなく、可視光や赤外光に対しても光導電性を示す
場合は、可視光や赤外光の二次元画像検出器としても作
用する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の二次元検出
器では、光導電層に用いられるａ−Ｓｅが、蒸着法によ
ってアクティブマトリクス基板上に直接成膜された構造
になっている。このような構造の場合、次のような問題
が生じる。
器では、光導電層に用いられるａ−Ｓｅが、蒸着法によ
ってアクティブマトリクス基板上に直接成膜された構造
になっている。このような構造の場合、次のような問題
が生じる。
【００１１】（１）仮に、光導電層として、ａ−Ｓｅの
代わりに他の半導体材料を使用しようとした場合、アク
ティブマトリクス基板の耐熱性の問題で使用できる半導
体材料が制限される。例えば、ａ−Ｓｅに比べてＸ線に
対する感度向上が期待できるＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅの
多結晶膜は、大面積成膜に適したＭＯＣＶＤ（MetalOrg
anic Chemical Vapor Deposition ）法、近接昇華法、
ペースト印刷・焼成法などで成膜すると、４００℃以上
の成膜温度が必要になる。これに対して、一般にアクテ
ィブマトリクス基板に形成されているスイッチング素子
には、半導体層として約３００℃程度で成膜されたａ−
Ｓｉが用いられているため、該ＴＦＴの耐熱温度は約３
００℃である。従って、アクティブマトリクス基板上に
ＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅの多結晶膜を直接成膜すること
は困難である。
代わりに他の半導体材料を使用しようとした場合、アク
ティブマトリクス基板の耐熱性の問題で使用できる半導
体材料が制限される。例えば、ａ−Ｓｅに比べてＸ線に
対する感度向上が期待できるＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅの
多結晶膜は、大面積成膜に適したＭＯＣＶＤ（MetalOrg
anic Chemical Vapor Deposition ）法、近接昇華法、
ペースト印刷・焼成法などで成膜すると、４００℃以上
の成膜温度が必要になる。これに対して、一般にアクテ
ィブマトリクス基板に形成されているスイッチング素子
には、半導体層として約３００℃程度で成膜されたａ−
Ｓｉが用いられているため、該ＴＦＴの耐熱温度は約３
００℃である。従って、アクティブマトリクス基板上に
ＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅの多結晶膜を直接成膜すること
は困難である。
【００１２】（２）一般に、アクティブマトリクス基板
は、半導体の微細加工プロセス（フォトリソグラフィ）
を繰り返し用いることによって製造されており、当然な
がらプロセスが長くなるほど歩留まりが低下する。上記
従来のような構造の場合、アクティブマトリクス基板上
に、更に電荷阻止層、光導電層、上部電極などを追加形
成している。従って、この追加形成のプロセスで不良が
発生すると、トータルでの歩留まりが急激に悪化する。
は、半導体の微細加工プロセス（フォトリソグラフィ）
を繰り返し用いることによって製造されており、当然な
がらプロセスが長くなるほど歩留まりが低下する。上記
従来のような構造の場合、アクティブマトリクス基板上
に、更に電荷阻止層、光導電層、上部電極などを追加形
成している。従って、この追加形成のプロセスで不良が
発生すると、トータルでの歩留まりが急激に悪化する。
【００１３】そこで、上記２点の問題を解決する手段と
して、アクティブマトリクス基板と、光導電層を含む対
向基板（光又は放射線検出素子）とを予め別に形成した
後、両基板を導電性接続材で貼り合わせて接続する方法
が考えられる。こうすることにより、光導電層である半
導体層の成膜温度の制限が緩和されるとともに、良品同
士のアクティブマトリクス基板と対向基板とをそれぞれ
組み合わせることで、歩留まりの悪化を防ぐことが可能
になる。
して、アクティブマトリクス基板と、光導電層を含む対
向基板（光又は放射線検出素子）とを予め別に形成した
後、両基板を導電性接続材で貼り合わせて接続する方法
が考えられる。こうすることにより、光導電層である半
導体層の成膜温度の制限が緩和されるとともに、良品同
士のアクティブマトリクス基板と対向基板とをそれぞれ
組み合わせることで、歩留まりの悪化を防ぐことが可能
になる。
【００１４】なお、導電性接続材に、異方導電性材料、
または画素毎に独立してパターン配置された導電性材料
を用いることで、アクティブマトリクス基板上に多数配
置されている画素が、接続面に対して法線方向にのみ導
通を得ることができる。これにより、接続面内での隣接
画素同士の電気的クロストークを防ぐことができる。
または画素毎に独立してパターン配置された導電性材料
を用いることで、アクティブマトリクス基板上に多数配
置されている画素が、接続面に対して法線方向にのみ導
通を得ることができる。これにより、接続面内での隣接
画素同士の電気的クロストークを防ぐことができる。
【００１５】上記異方導電性材料としては、接着剤（バ
インダー樹脂）に導電粒子を分散させた、いわゆる異方
導電性接着剤が適当である。該異方導電性接着剤に用い
られる導電粒子としては、Ｎｉ（ニッケル）などの金属
粒子、Ｎｉなどの金属にＡｕ（金）メッキを施した金属
粒子、カーボン粒子、プラスチック粒子にＡｕ／Ｎｉメ
ッキを施した金属膜被覆プラスチック粒子、ＩＴＯ（In
dium Tin Oxide）などの透明導電粒子、Ｎｉ粒子をポリ
ウレタンに混合させた導電粒子複合プラスチック等が使
用できる。また、該異方導電性接着剤に用いることがで
きる接着剤は、熱硬化型、光硬化型、または熱可塑型の
ものである。
インダー樹脂）に導電粒子を分散させた、いわゆる異方
導電性接着剤が適当である。該異方導電性接着剤に用い
られる導電粒子としては、Ｎｉ（ニッケル）などの金属
粒子、Ｎｉなどの金属にＡｕ（金）メッキを施した金属
粒子、カーボン粒子、プラスチック粒子にＡｕ／Ｎｉメ
ッキを施した金属膜被覆プラスチック粒子、ＩＴＯ（In
dium Tin Oxide）などの透明導電粒子、Ｎｉ粒子をポリ
ウレタンに混合させた導電粒子複合プラスチック等が使
用できる。また、該異方導電性接着剤に用いることがで
きる接着剤は、熱硬化型、光硬化型、または熱可塑型の
ものである。
【００１６】また、画素毎に独立してパターン配置され
た導電性材料としては、フォトリソグラフィ技術により
画素電極上のみにパターン配置できる、導電性が付与さ
れた感光性樹脂や、スクリーン印刷により画素電極上の
みにパターン配置できる導電性接着剤、さらにはハンダ
バンプなどが使用できる。
た導電性材料としては、フォトリソグラフィ技術により
画素電極上のみにパターン配置できる、導電性が付与さ
れた感光性樹脂や、スクリーン印刷により画素電極上の
みにパターン配置できる導電性接着剤、さらにはハンダ
バンプなどが使用できる。
【００１７】ところが、上記のごとく、アクティブマト
リクス基板と、光導電性を有する半導体層（光導電層）
を含む対向基板（光又は放射線検出素子）とを予め別に
形成しておき、その後両基板を導電性接続材で貼り合せ
て接続する構造の二次元画像検出器を作成する場合、以
下のような問題が生じる。
リクス基板と、光導電性を有する半導体層（光導電層）
を含む対向基板（光又は放射線検出素子）とを予め別に
形成しておき、その後両基板を導電性接続材で貼り合せ
て接続する構造の二次元画像検出器を作成する場合、以
下のような問題が生じる。
【００１８】図８は、アクティブマトリクス基板６１
と、光導電性を有する半導体層（光導電層）６６を含む
対向基板（光又は放射線検出素子）６２とが予め別々に
形成された後、両基板が導電性接続材６９により貼り合
わされて接続さている構成の二次元画像検出器におい
て、一画素あたりの構造を模式的に示している断面図で
ある。
と、光導電性を有する半導体層（光導電層）６６を含む
対向基板（光又は放射線検出素子）６２とが予め別々に
形成された後、両基板が導電性接続材６９により貼り合
わされて接続さている構成の二次元画像検出器におい
て、一画素あたりの構造を模式的に示している断面図で
ある。
【００１９】上記二次元画像検出器において、半導体層
６６を含む対向基板（光又は放射線検出素子）６２の構
成は、支持基板６３上のほぼ全面に、上部電極６４、必
要に応じて第１の電荷阻止層６５、光導電性を有する半
導体層６６、必要に応じて第２の電荷阻止層６７、接続
電極６８が順に形成されている。
６６を含む対向基板（光又は放射線検出素子）６２の構
成は、支持基板６３上のほぼ全面に、上部電極６４、必
要に応じて第１の電荷阻止層６５、光導電性を有する半
導体層６６、必要に応じて第２の電荷阻止層６７、接続
電極６８が順に形成されている。
【００２０】このうち、第１の電荷阻止層６５および第
２の電荷阻止層６７は、半導体層６６の暗電流（リーク
電流）を低減させる目的のものであるので、必要に応じ
て設けると良い。また上記接続電極６８は、各画素毎に
電荷を収集する目的のものである。
２の電荷阻止層６７は、半導体層６６の暗電流（リーク
電流）を低減させる目的のものであるので、必要に応じ
て設けると良い。また上記接続電極６８は、各画素毎に
電荷を収集する目的のものである。
【００２１】ここで、半導体層６６として、前述のＣｄ
ＴｅやＣｄＺｎＴｅといった多結晶の半導体膜を用いる
場合、Ｘ線の吸収効率を考慮すれば、該半導体層６６の
膜厚（層厚）を数百μｍに設計する必要がある。ところ
が、多結晶のＣｄＴｅを数百μｍの厚みで成膜すると、
表面にランダムな凹凸が発生することが判明した。この
現象は、ＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅの成膜を、ＭＯＣＶＤ
法、近接昇華法、ペースト印刷・焼成法の何れの成膜方
法を用いたとしても観察されるものである。
ＴｅやＣｄＺｎＴｅといった多結晶の半導体膜を用いる
場合、Ｘ線の吸収効率を考慮すれば、該半導体層６６の
膜厚（層厚）を数百μｍに設計する必要がある。ところ
が、多結晶のＣｄＴｅを数百μｍの厚みで成膜すると、
表面にランダムな凹凸が発生することが判明した。この
現象は、ＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅの成膜を、ＭＯＣＶＤ
法、近接昇華法、ペースト印刷・焼成法の何れの成膜方
法を用いたとしても観察されるものである。
【００２２】以上のように、半導体層６６の表面に凹凸
が存在すると、次の（ａ）〜（ｃ）の３点の問題が発生
する。
が存在すると、次の（ａ）〜（ｃ）の３点の問題が発生
する。
【００２３】（ａ）半導体層６６と第２の電荷阻止層６
７との界面で理想的な接合状態が得られず、充分な電荷
阻止効果が得られない。すなわち、半導体層６６と第２
の電荷阻止層６７との接合（例えばＰＩＮ接合、ショッ
トキー接合、ＭｌＳ（MetalInsulator Semiconductor
）接合、ヘテロ接合）によって電荷阻止効果を得よう
としても、半導体層６６表面の凹凸面上に第２の電荷阻
止層６７を形成する為、半導体層６６の凸部分の頂部な
どでは第２の電荷阻止層６７が上手く形成されず、その
部分でリークが発生し充分な電荷阻止効果を得ることが
できない。
７との界面で理想的な接合状態が得られず、充分な電荷
阻止効果が得られない。すなわち、半導体層６６と第２
の電荷阻止層６７との接合（例えばＰＩＮ接合、ショッ
トキー接合、ＭｌＳ（MetalInsulator Semiconductor
）接合、ヘテロ接合）によって電荷阻止効果を得よう
としても、半導体層６６表面の凹凸面上に第２の電荷阻
止層６７を形成する為、半導体層６６の凸部分の頂部な
どでは第２の電荷阻止層６７が上手く形成されず、その
部分でリークが発生し充分な電荷阻止効果を得ることが
できない。
【００２４】（ｂ）アクティブマトリクス基板６１と対
向基板６２とを貼り合せる際、半導体層６６表面の凹凸
に沿って対向基板６２表面の接続電極６８の表面にも凹
凸が存在する為、接続電極６８と導電性接続材６９との
接触不良が発生しやすい。
向基板６２とを貼り合せる際、半導体層６６表面の凹凸
に沿って対向基板６２表面の接続電極６８の表面にも凹
凸が存在する為、接続電極６８と導電性接続材６９との
接触不良が発生しやすい。
【００２５】例えば、導電性接続材６９として異方導電
性接着剤を用いる場合、接続電極６８の凹部分に導電粒
子が埋もれてしまうため導電粒子が充分に偏平されず、
導通不良や信頼性の劣化が発生し易い。
性接着剤を用いる場合、接続電極６８の凹部分に導電粒
子が埋もれてしまうため導電粒子が充分に偏平されず、
導通不良や信頼性の劣化が発生し易い。
【００２６】また、導電性接続材６９として画素毎にパ
ターニングされた導電性材料（例えば感光性樹脂）を用
いる場合、接続電極６８と導電性接続材６９との間隙に
気泡が巻き込まれやすく、信頼性の劣化が発生しやす
い。さらに、この場合導電性接続材６９はパターニング
により画素毎に独立配置される必要があるが、貼り合わ
せ工程時に接続電極６８表面の凹凸形状の影響で導電性
接続材６９のパターン形状にバラツキが発生しやすく、
隣接画素同士の導電性接続材６９が互いに接触しやすく
なる。
ターニングされた導電性材料（例えば感光性樹脂）を用
いる場合、接続電極６８と導電性接続材６９との間隙に
気泡が巻き込まれやすく、信頼性の劣化が発生しやす
い。さらに、この場合導電性接続材６９はパターニング
により画素毎に独立配置される必要があるが、貼り合わ
せ工程時に接続電極６８表面の凹凸形状の影響で導電性
接続材６９のパターン形状にバラツキが発生しやすく、
隣接画素同士の導電性接続材６９が互いに接触しやすく
なる。
【００２７】（ｃ）電荷収集の役割を果たす接続電極６
８を、半導体層６６上に形成された第２の電荷阻止層６
７上、あるいは半導体層６６上（第２の電荷阻止層６７
が設けられていない場合）に形成する場合、半導体層６
６表面の形状が凸凹であると接続電極６８の微細加工を
行うことが困難である。
８を、半導体層６６上に形成された第２の電荷阻止層６
７上、あるいは半導体層６６上（第２の電荷阻止層６７
が設けられていない場合）に形成する場合、半導体層６
６表面の形状が凸凹であると接続電極６８の微細加工を
行うことが困難である。
【００２８】一方、ＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅの多結晶膜
は、二次元画像検出器以外のデバイス、例えば光検出素
子の一例である太陽電池にも使用される。松下技報（Ma
tsushita Technical Journal），Vol.44，No.4，pp.477
-480，(1998)に、ＣｄＳ／ＣｄＴｅ薄膜太陽電池の作成
例が報告されている。
は、二次元画像検出器以外のデバイス、例えば光検出素
子の一例である太陽電池にも使用される。松下技報（Ma
tsushita Technical Journal），Vol.44，No.4，pp.477
-480，(1998)に、ＣｄＳ／ＣｄＴｅ薄膜太陽電池の作成
例が報告されている。
【００２９】簡単に、上記ＣｄＳ／ＣｄＴｅ薄膜太陽電
池の製造工程を説明すれば、ＩＴＯからなる透明電極上
にＭＯＣＶＤ法によりＣｄＳ薄膜を形成した後、近接昇
華法によって、結晶粒径が約３μｍのＣｄＴｅ多結晶膜
を約６μｍの厚みで形成する。更に熱処理によりＣｄＴ
ｅの結晶粒径を約５μｍに成長させた後、ＣｄＴｅ膜上
に上部電極としてカーボンなどの導電ペーストを印刷塗
布することで太陽電池が完成する。
池の製造工程を説明すれば、ＩＴＯからなる透明電極上
にＭＯＣＶＤ法によりＣｄＳ薄膜を形成した後、近接昇
華法によって、結晶粒径が約３μｍのＣｄＴｅ多結晶膜
を約６μｍの厚みで形成する。更に熱処理によりＣｄＴ
ｅの結晶粒径を約５μｍに成長させた後、ＣｄＴｅ膜上
に上部電極としてカーボンなどの導電ペーストを印刷塗
布することで太陽電池が完成する。
【００３０】このとき、ＣｄＴｅ膜の表面には、５μｍ
程度の結晶粒の形状を反映して、凹部分と凸部分との高
低差が３μｍ（±１．５μｍ）程度の凹凸が存在する場
合がある。その上に導電ペーストを印刷すれば、表面の
凹凸の影響により印刷不良が発生しやすくなるといった
問題が生じる。
程度の結晶粒の形状を反映して、凹部分と凸部分との高
低差が３μｍ（±１．５μｍ）程度の凹凸が存在する場
合がある。その上に導電ペーストを印刷すれば、表面の
凹凸の影響により印刷不良が発生しやすくなるといった
問題が生じる。
【００３１】本発明は上記のような問題に鑑みてなされ
たもので、凹凸が存在する半導体膜表面を平坦化するこ
とにより、効果的な電荷阻止効果の向上および信頼性の
劣化の抑制を実現する光又は放射線検出素子、更にこの
光又は放射線検出素子を応用した二次元画像検出器の製
造方法を提供することを課題とする。
たもので、凹凸が存在する半導体膜表面を平坦化するこ
とにより、効果的な電荷阻止効果の向上および信頼性の
劣化の抑制を実現する光又は放射線検出素子、更にこの
光又は放射線検出素子を応用した二次元画像検出器の製
造方法を提供することを課題とする。
【００３２】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の光又は放射線検出素子の製造方
法は、基板上に半導体膜を形成する工程と、上記半導体
膜の表面を平坦化する工程と、上記半導体膜上に、電荷
阻止層または電極層を形成する工程とを含むことを特徴
としている。
めに、請求項１に記載の光又は放射線検出素子の製造方
法は、基板上に半導体膜を形成する工程と、上記半導体
膜の表面を平坦化する工程と、上記半導体膜上に、電荷
阻止層または電極層を形成する工程とを含むことを特徴
としている。
【００３３】上記の方法によれば、基板上に半導体膜を
形成し、その後該半導体膜の表面を平坦化してから、該
半導体膜上に電荷阻止層または電極層を形成する。従っ
て、該半導体膜上に電荷阻止層または電極層を形成する
際、該半導体膜表面には凹凸がほとんど存在せず、平坦
な状態となっている。
形成し、その後該半導体膜の表面を平坦化してから、該
半導体膜上に電荷阻止層または電極層を形成する。従っ
て、該半導体膜上に電荷阻止層または電極層を形成する
際、該半導体膜表面には凹凸がほとんど存在せず、平坦
な状態となっている。
【００３４】これにより、半導体膜上に電荷阻止層を形
成する場合、半導体膜と電荷阻止層との界面で理想的な
接続状態を得ることができる。従って、界面における半
導体膜と電荷阻止層とのリークの発生を抑制することが
でき、効果的な電荷阻止効果を得ることができる。ま
た、半導体膜上に電荷阻止層、または電極層を形成する
場合、該半導体膜表面が平坦化されているので、該電荷
阻止層または該電極層の微細加工を容易に行うことがで
きる。
成する場合、半導体膜と電荷阻止層との界面で理想的な
接続状態を得ることができる。従って、界面における半
導体膜と電荷阻止層とのリークの発生を抑制することが
でき、効果的な電荷阻止効果を得ることができる。ま
た、半導体膜上に電荷阻止層、または電極層を形成する
場合、該半導体膜表面が平坦化されているので、該電荷
阻止層または該電極層の微細加工を容易に行うことがで
きる。
【００３５】請求項２に記載の光又は放射線検出素子の
製造方法は、上記の課題を解決するために、請求項１に
記載の方法において、上記電極層は、二次元マトリクス
状に複数形成されることを特徴としている。
製造方法は、上記の課題を解決するために、請求項１に
記載の方法において、上記電極層は、二次元マトリクス
状に複数形成されることを特徴としている。
【００３６】上記の方法によれば、電極層が二次元マト
リクス状に複数形成されている。これにより、二次元画
素検出器に用いられる光又は放射線検出素子を製造する
ことができる。
リクス状に複数形成されている。これにより、二次元画
素検出器に用いられる光又は放射線検出素子を製造する
ことができる。
【００３７】請求項３に記載の光又は放射線検出素子の
製造方法は、上記の課題を解決するために、請求項１ま
たは２に記載の方法において、半導体膜の表面を平坦化
する工程において、該半導体膜の表面にセラミック粒子
を吹き付けることを特徴としている。
製造方法は、上記の課題を解決するために、請求項１ま
たは２に記載の方法において、半導体膜の表面を平坦化
する工程において、該半導体膜の表面にセラミック粒子
を吹き付けることを特徴としている。
【００３８】一般的に、ワークとなる基板に対してセラ
ミック粒子を吹き付ける方法は、基板の表面に意図的に
ランダムな凹凸を形成する目的で使用されている。従っ
て、上記の方法のように、予め表面に凹凸が存在する半
導体膜に対してセラミック粒子を吹き付けることで、逆
に半導体膜表面の平坦性を向上させることができる。こ
のようにセラミック粒子を吹き付ける方法は非常に簡便
であるので、簡単な装置で半導体膜表面の平坦化を実現
することができる。
ミック粒子を吹き付ける方法は、基板の表面に意図的に
ランダムな凹凸を形成する目的で使用されている。従っ
て、上記の方法のように、予め表面に凹凸が存在する半
導体膜に対してセラミック粒子を吹き付けることで、逆
に半導体膜表面の平坦性を向上させることができる。こ
のようにセラミック粒子を吹き付ける方法は非常に簡便
であるので、簡単な装置で半導体膜表面の平坦化を実現
することができる。
【００３９】これにより、大面積の基板に形成された半
導体膜に対しても、容易にその表面の平坦化を実現する
ことができる。
導体膜に対しても、容易にその表面の平坦化を実現する
ことができる。
【００４０】なお、ここで記されているセラミック粒子
とは、固体物質から形成される金属以外の粒子を総称し
たものである。
とは、固体物質から形成される金属以外の粒子を総称し
たものである。
【００４１】請求項４に記載の光又は放射線検出素子の
製造方法は、上記の課題を解決するために、請求項１ま
たは２に記載の方法において、半導体膜の表面を平坦化
する工程において、該半導体膜の表面を研磨することを
特徴としている。
製造方法は、上記の課題を解決するために、請求項１ま
たは２に記載の方法において、半導体膜の表面を平坦化
する工程において、該半導体膜の表面を研磨することを
特徴としている。
【００４２】上記の方法によれば、半導体膜の表面を研
磨することにより、該半導体膜の表面の平坦性を向上さ
せる。従って、半導体膜表面に特異的な突起や、巨視的
な表面うねりがある場合でも平坦化することができる。
また、例えば、化学研磨液を併用したＣＭＰ（Chemical
Mechanical Polish）技術を用いれば、研磨時に半導体
膜内に与えるストレスを最小限に抑えながら、平坦化処
理を行うことができる。
磨することにより、該半導体膜の表面の平坦性を向上さ
せる。従って、半導体膜表面に特異的な突起や、巨視的
な表面うねりがある場合でも平坦化することができる。
また、例えば、化学研磨液を併用したＣＭＰ（Chemical
Mechanical Polish）技術を用いれば、研磨時に半導体
膜内に与えるストレスを最小限に抑えながら、平坦化処
理を行うことができる。
【００４３】これにより、半導体膜表面の形状にかかわ
らず、完全に該半導体膜の表面を平坦化することができ
る。
らず、完全に該半導体膜の表面を平坦化することができ
る。
【００４４】請求項５に記載の光又は放射線検出素子の
製造方法は、上記の課題を解決するために、請求項１ま
たは２に記載の方法において、上記半導体膜は、ＣｄＴ
ｅまたはＣｄＺｎＴｅからなる多結晶膜であることを特
徴としている。
製造方法は、上記の課題を解決するために、請求項１ま
たは２に記載の方法において、上記半導体膜は、ＣｄＴ
ｅまたはＣｄＺｎＴｅからなる多結晶膜であることを特
徴としている。
【００４５】上記の方法によれば、半導体膜が、Ｘ線等
の放射線に対して感度が優れているＣｄＴｅまたはＣｄ
ＺｎＴｅからなる多結晶膜により形成されている。
の放射線に対して感度が優れているＣｄＴｅまたはＣｄ
ＺｎＴｅからなる多結晶膜により形成されている。
【００４６】これにより、Ｘ線等の放射線に対する感度
の優れた放射線検出素子や、高効率の光検出素子（例え
ば太陽電池）を提供することができる。
の優れた放射線検出素子や、高効率の光検出素子（例え
ば太陽電池）を提供することができる。
【００４７】請求項６に記載の二次元画像検出器の製造
方法は、上記の課題を解決するために、格子状に配列す
る電極配線、該電極配線の各格子点近傍に設けられたス
イッチング素子、および該スイッチング素子を介して上
記電極配線に接続されている画素電極を含む電荷蓄積容
量からなる画素配列層を備えたアクティブマトリクス基
板と、支持基板上に第１の電極層および光導電性を有す
る半導体膜がこの順に設けられた対向基板と、上記アク
ティブマトリクス基板の画素配列層、および上記対向基
板の半導体膜を対面させて、これら両基板を電気的に接
続する導電性接続材とを備えた二次元画像検出器の製造
方法であって、上記支持基板上に第１の電極層を形成す
る工程と、上記第１の電極層上に半導体膜を形成する工
程と、上記半導体膜の表面を平坦化する工程と、上記半
導体膜上に、電荷阻止層または第２の電極層を形成する
工程とを含むことを特徴としている。
方法は、上記の課題を解決するために、格子状に配列す
る電極配線、該電極配線の各格子点近傍に設けられたス
イッチング素子、および該スイッチング素子を介して上
記電極配線に接続されている画素電極を含む電荷蓄積容
量からなる画素配列層を備えたアクティブマトリクス基
板と、支持基板上に第１の電極層および光導電性を有す
る半導体膜がこの順に設けられた対向基板と、上記アク
ティブマトリクス基板の画素配列層、および上記対向基
板の半導体膜を対面させて、これら両基板を電気的に接
続する導電性接続材とを備えた二次元画像検出器の製造
方法であって、上記支持基板上に第１の電極層を形成す
る工程と、上記第１の電極層上に半導体膜を形成する工
程と、上記半導体膜の表面を平坦化する工程と、上記半
導体膜上に、電荷阻止層または第２の電極層を形成する
工程とを含むことを特徴としている。
【００４８】上記の方法によれば、画素配列層を備えた
アクティブマトリクス基板と、光導電性を有する半導体
膜を備えた対向基板とが別々に形成され、その後、これ
ら両基板が導電性接続材により電気的に接続される。該
対向基板は、支持基板上に第１の電極層、半導体膜がこ
の順に形成され、その後、該半導体膜の表面が平坦化さ
れてから、該半導体膜上に電荷阻止層または第２の電極
層が形成されて完成する。従って、該半導体膜上に電荷
阻止層または第２の電極層を形成する際、該半導体膜表
面には凹凸がほとんど存在せず、平坦な状態となってい
る。
アクティブマトリクス基板と、光導電性を有する半導体
膜を備えた対向基板とが別々に形成され、その後、これ
ら両基板が導電性接続材により電気的に接続される。該
対向基板は、支持基板上に第１の電極層、半導体膜がこ
の順に形成され、その後、該半導体膜の表面が平坦化さ
れてから、該半導体膜上に電荷阻止層または第２の電極
層が形成されて完成する。従って、該半導体膜上に電荷
阻止層または第２の電極層を形成する際、該半導体膜表
面には凹凸がほとんど存在せず、平坦な状態となってい
る。
【００４９】これにより、半導体膜上に電荷阻止層を形
成する場合、半導体膜と電荷阻止層との界面で理想的な
接続状態を得ることができるので、界面における半導体
膜と電荷阻止層とのリークの発生を抑制することがで
き、効果的な電荷阻止効果を得ることができる。また、
半導体膜上に電荷阻止層、または電荷収集の役割を果た
す第２の電極層を形成する場合、該半導体膜表面が平坦
化されているので、該電荷阻止層、または該第２の電極
層の微細加工を容易に行うことができる。
成する場合、半導体膜と電荷阻止層との界面で理想的な
接続状態を得ることができるので、界面における半導体
膜と電荷阻止層とのリークの発生を抑制することがで
き、効果的な電荷阻止効果を得ることができる。また、
半導体膜上に電荷阻止層、または電荷収集の役割を果た
す第２の電極層を形成する場合、該半導体膜表面が平坦
化されているので、該電荷阻止層、または該第２の電極
層の微細加工を容易に行うことができる。
【００５０】請求項７に記載の二次元画像検出器の製造
方法は、上記の課題を解決するために、請求項６に記載
の方法における、半導体膜の表面を平坦化する工程にお
いて、該半導体膜の表面にセラミック粒子を吹き付ける
ことを特徴としている。
方法は、上記の課題を解決するために、請求項６に記載
の方法における、半導体膜の表面を平坦化する工程にお
いて、該半導体膜の表面にセラミック粒子を吹き付ける
ことを特徴としている。
【００５１】一般的に、ワークとなる基板に対してセラ
ミック粒子を吹き付ける方法は、基板の表面に意図的に
ランダムな凹凸を形成する目的で使用されている。従っ
て、上記の方法のように、表面に凹凸が存在する半導体
膜にセラミック粒子を吹き付けることで、逆に半導体膜
の平坦性を向上させることができる。このようにセラミ
ック粒子を吹き付ける方法は非常に簡便であるので、簡
単な装置で、二次元画像検出器を構成している半導体膜
の表面の平坦化を実現することができる。
ミック粒子を吹き付ける方法は、基板の表面に意図的に
ランダムな凹凸を形成する目的で使用されている。従っ
て、上記の方法のように、表面に凹凸が存在する半導体
膜にセラミック粒子を吹き付けることで、逆に半導体膜
の平坦性を向上させることができる。このようにセラミ
ック粒子を吹き付ける方法は非常に簡便であるので、簡
単な装置で、二次元画像検出器を構成している半導体膜
の表面の平坦化を実現することができる。
【００５２】これにより、二次元画像検出器における半
導体膜が、大面積の支持基板上に形成される場合であっ
ても、容易にその表面を平坦化することができる。
導体膜が、大面積の支持基板上に形成される場合であっ
ても、容易にその表面を平坦化することができる。
【００５３】なお、ここで記されているセラミック粒子
とは、固体物質から形成される金属以外の粒子を総称し
たものである。
とは、固体物質から形成される金属以外の粒子を総称し
たものである。
【００５４】請求項８に記載の二次元画像検出器の製造
方法は、上記の課題を解決するために、請求項６に記載
の方法における、半導体膜の表面を平坦化する工程にお
いて、該半導体膜の表面を研磨することを特徴としてい
る。
方法は、上記の課題を解決するために、請求項６に記載
の方法における、半導体膜の表面を平坦化する工程にお
いて、該半導体膜の表面を研磨することを特徴としてい
る。
【００５５】上記の方法によれば、半導体膜の表面を研
磨することにより、該半導体膜の表面の平坦性を向上さ
せる。従って、半導体膜表面に特異的な突起や、巨視的
な表面うねりがある場合でも、平坦化することができ
る。また、例えば、化学研磨液を併用したＣＭＰ（Chem
ical Mechanical Polish）技術を用いれば、研磨時に半
導体膜内に与えるストレスを最小限に抑えながら、半導
体膜に対して平坦化処理を施すことができる。
磨することにより、該半導体膜の表面の平坦性を向上さ
せる。従って、半導体膜表面に特異的な突起や、巨視的
な表面うねりがある場合でも、平坦化することができ
る。また、例えば、化学研磨液を併用したＣＭＰ（Chem
ical Mechanical Polish）技術を用いれば、研磨時に半
導体膜内に与えるストレスを最小限に抑えながら、半導
体膜に対して平坦化処理を施すことができる。
【００５６】これにより、二次元画像検出器を構成して
いる半導体膜表面の形状にかかわらず、完全に該半導体
膜の表面を平坦化することができる。
いる半導体膜表面の形状にかかわらず、完全に該半導体
膜の表面を平坦化することができる。
【００５７】請求項９に記載の二次元画像検出器の製造
方法は、上記の課題を解決するために、請求項６に記載
の方法において、上記半導体膜は、ＣｄＴｅまたはＣｄ
ＺｎＴｅからなる多結晶膜であることを特徴としてい
る。
方法は、上記の課題を解決するために、請求項６に記載
の方法において、上記半導体膜は、ＣｄＴｅまたはＣｄ
ＺｎＴｅからなる多結晶膜であることを特徴としてい
る。
【００５８】上記の方法によれば、二次元画像検出器を
構成している半導体膜が、Ｘ線等の放射線に対して感度
が優れているＣｄＴｅまたはＣｄＺｎＴｅからなる多結
晶膜により形成されている。
構成している半導体膜が、Ｘ線等の放射線に対して感度
が優れているＣｄＴｅまたはＣｄＺｎＴｅからなる多結
晶膜により形成されている。
【００５９】これにより、Ｘ線等の放射線に対する感度
の優れた二次元画像検出器を提供することができる。
の優れた二次元画像検出器を提供することができる。
【００６０】
【発明の実施の形態】〔実施の形態１〕本発明の第１の
実施の形態について、図１ないし図４に基づいて説明す
れば、以下のとおりである。
実施の形態について、図１ないし図４に基づいて説明す
れば、以下のとおりである。
【００６１】図１は、本実施の形態に係る二次元画像検
出器の製造方法によって製造される二次元画像検出器の
構成を示す断面図である。ただし、外部に付加すべき駆
動回路、データ読み出し回路などは省略されている。
出器の製造方法によって製造される二次元画像検出器の
構成を示す断面図である。ただし、外部に付加すべき駆
動回路、データ読み出し回路などは省略されている。
【００６２】二次元画像検出器の全体の面積は、およそ
４０ｃｍ×５０ｃｍであり、１５０μｍピッチで画素が
マトリクス状に配列されたものである。アクティブマト
リクス基板１上には、後述する電荷蓄積容量を構成して
いる画素電極３、スイッチング素子である薄膜トランジ
スタ（以降、ＴＦＴと称する。）４、マトリクス状に配
された電極配線（図示せず）などが形成されている。
４０ｃｍ×５０ｃｍであり、１５０μｍピッチで画素が
マトリクス状に配列されたものである。アクティブマト
リクス基板１上には、後述する電荷蓄積容量を構成して
いる画素電極３、スイッチング素子である薄膜トランジ
スタ（以降、ＴＦＴと称する。）４、マトリクス状に配
された電極配線（図示せず）などが形成されている。
【００６３】また対向基板２には、上部電極（図示せ
ず）、必要に応じて設けられる第１の電荷阻止層（図示
せず）、光導電性を有する半導体層（半導体膜）（図示
せず）、必要に応じて設けられる第２の電荷阻止層（図
示せず）、接続電極５などが形成されている。
ず）、必要に応じて設けられる第１の電荷阻止層（図示
せず）、光導電性を有する半導体層（半導体膜）（図示
せず）、必要に応じて設けられる第２の電荷阻止層（図
示せず）、接続電極５などが形成されている。
【００６４】本実施の形態に係る二次元画像検出器は、
上記アクティブマトリクス基板１と上記対向基板２と
が、画素毎にパターン配置された導電性接続材６で電気
的および機械的に接続されることにより構成されてい
る。
上記アクティブマトリクス基板１と上記対向基板２と
が、画素毎にパターン配置された導電性接続材６で電気
的および機械的に接続されることにより構成されてい
る。
【００６５】図２は、上記二次元画像検出器における単
位画素当りの構成を示す断面図である。以下、図２を用
いて、アクティブマトリクス基板１および対向基板２の
構成についてそれぞれ詳細に説明する。
位画素当りの構成を示す断面図である。以下、図２を用
いて、アクティブマトリクス基板１および対向基板２の
構成についてそれぞれ詳細に説明する。
【００６６】本実施の形態におけるアクティブマトリク
ス基板１は、液晶表示装置を製造する過程で形成される
アクティブマトリクス基板と同じプロセスで形成するこ
とが可能である。ガラス基板７上にＸＹマトリクス状の
電極配線（ゲート電極８とデータ電極９）、ＴＦＴ４、
電荷蓄積容量（Ｃｓ）１０等が形成されている。
ス基板１は、液晶表示装置を製造する過程で形成される
アクティブマトリクス基板と同じプロセスで形成するこ
とが可能である。ガラス基板７上にＸＹマトリクス状の
電極配線（ゲート電極８とデータ電極９）、ＴＦＴ４、
電荷蓄積容量（Ｃｓ）１０等が形成されている。
【００６７】ガラス基板７には、無アルカリガラス基板
（例えばコーニング社製♯７０５９や♯１７３７）を用
い、その上にＴａ（タンタル）、Ａｌ（アルミニウ
ム）、Ｍｏ（モリブテン）等の金属膜からなるゲート電
極８を形成する。ゲート電極８は、上記金属膜をスパッ
タ蒸着で約４０００Åの厚さに成膜した後、所望の形状
にパターニングすることにより形成される。この時同時
に、電荷蓄積容量（Ｃｓ）１０を構成している電荷蓄積
容量電極（Ｃｓ電極）１１も形成しておく。
（例えばコーニング社製♯７０５９や♯１７３７）を用
い、その上にＴａ（タンタル）、Ａｌ（アルミニウ
ム）、Ｍｏ（モリブテン）等の金属膜からなるゲート電
極８を形成する。ゲート電極８は、上記金属膜をスパッ
タ蒸着で約４０００Åの厚さに成膜した後、所望の形状
にパターニングすることにより形成される。この時同時
に、電荷蓄積容量（Ｃｓ）１０を構成している電荷蓄積
容量電極（Ｃｓ電極）１１も形成しておく。
【００６８】次にＳｉＮｘ（窒化シリコン）やＳｉＯｘ
（酸化シリコン）をＣＶＤ（Chemical Vapor Depositio
n ）法で厚さ約３５００Åに成膜して、絶縁層１２を形
成する。該絶縁膜１２は、ゲート絶縁膜および電荷蓄積
容量（Ｃｓ）１０の誘電体として作用する。なお、該絶
縁膜１２には、ＳｉＮｘやＳｉＯｘだけでなく、ゲート
電極８および電荷蓄積容量電極（Ｃｓ電極）１１を陽極
酸化した陽極酸化膜が併用される場合もある。
（酸化シリコン）をＣＶＤ（Chemical Vapor Depositio
n ）法で厚さ約３５００Åに成膜して、絶縁層１２を形
成する。該絶縁膜１２は、ゲート絶縁膜および電荷蓄積
容量（Ｃｓ）１０の誘電体として作用する。なお、該絶
縁膜１２には、ＳｉＮｘやＳｉＯｘだけでなく、ゲート
電極８および電荷蓄積容量電極（Ｃｓ電極）１１を陽極
酸化した陽極酸化膜が併用される場合もある。
【００６９】次に、ＴＦＴ４のチャネル部となるａ−Ｓ
ｉ膜（ｉ層）１３と、データ電極９および後述するドレ
イン電極と上記ａ−Ｓｉ膜（ｉ層）１３とのコンタクト
を図るａ−Ｓｉ膜（ｎ+ 層）１４とを、ＣＶＤ法で各々
約１０００Å厚、約４００Å厚に成膜した後、所望の形
状にパターニングして形成する。
ｉ膜（ｉ層）１３と、データ電極９および後述するドレ
イン電極と上記ａ−Ｓｉ膜（ｉ層）１３とのコンタクト
を図るａ−Ｓｉ膜（ｎ+ 層）１４とを、ＣＶＤ法で各々
約１０００Å厚、約４００Å厚に成膜した後、所望の形
状にパターニングして形成する。
【００７０】次に、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ（チタン）等の金
属膜からなるデータ電極９とドレイン電極としても兼用
される画素電極３とが形成される。上記データ電極９お
よび画素電極３は、上記金属膜をスパッタ蒸着で約４０
００Å厚に成膜した後、所望の形状にパターニングされ
て形成される。なお、画素電極３とドレイン電極とを別
々に形成しても良く、画素電極３にＩＴＯ（Indiumu Ti
n Oxide ）などの透明電極を使用することも可能であ
る。
属膜からなるデータ電極９とドレイン電極としても兼用
される画素電極３とが形成される。上記データ電極９お
よび画素電極３は、上記金属膜をスパッタ蒸着で約４０
００Å厚に成膜した後、所望の形状にパターニングされ
て形成される。なお、画素電極３とドレイン電極とを別
々に形成しても良く、画素電極３にＩＴＯ（Indiumu Ti
n Oxide ）などの透明電極を使用することも可能であ
る。
【００７１】更にその後、画素電極３の開口部以外の領
域を絶縁保護する目的で絶縁保護膜１５を形成する。該
絶縁保護膜１５は、ＳｉＮｘやＳｉＯｘの絶縁膜をＣＶ
Ｄ法で約６０００Å厚に成膜した後、所望の形状にパタ
ーニングすることにより形成される。また、該絶縁保護
膜１５には、無機膜の他にアクリルやポリイミド等の有
機膜を使用することも可能である。
域を絶縁保護する目的で絶縁保護膜１５を形成する。該
絶縁保護膜１５は、ＳｉＮｘやＳｉＯｘの絶縁膜をＣＶ
Ｄ法で約６０００Å厚に成膜した後、所望の形状にパタ
ーニングすることにより形成される。また、該絶縁保護
膜１５には、無機膜の他にアクリルやポリイミド等の有
機膜を使用することも可能である。
【００７２】以上のように、アクティブマトリクス基板
１が形成される。なお、ここでは、ＴＦＴ４として、ア
モルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）を用いた逆スタガ構造
のＴＦＴ素子を用いたが、これに限定されるものではな
く、ポリシリコン（ｐ−Ｓｉ）を用いても良いし、スタ
ガ構造にしても良い。
１が形成される。なお、ここでは、ＴＦＴ４として、ア
モルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）を用いた逆スタガ構造
のＴＦＴ素子を用いたが、これに限定されるものではな
く、ポリシリコン（ｐ−Ｓｉ）を用いても良いし、スタ
ガ構造にしても良い。
【００７３】一方、対向基板２は、支持基板（基板）１
６として、Ｘ線に対して透過性を有するガラス、セラミ
ック等の基板が用いられる。ここでは、Ｘ線と可視光と
の両方に対して透過性の優れた、厚み０．７〜１．１ｍ
ｍのガラス基板が用いられている。このようなガラス基
板であれば、４０〜１００ｋｅＶのＸ線をほとんど透過
することができる。
６として、Ｘ線に対して透過性を有するガラス、セラミ
ック等の基板が用いられる。ここでは、Ｘ線と可視光と
の両方に対して透過性の優れた、厚み０．７〜１．１ｍ
ｍのガラス基板が用いられている。このようなガラス基
板であれば、４０〜１００ｋｅＶのＸ線をほとんど透過
することができる。
【００７４】次に、該支持基板１６の一方側の面のほぼ
全体に、ＩＴＯ、Ａｕ（金）等の導電膜からなる上部電
極（第１の電極層）１７が形成される。但し、可視光に
より画像を検出する二次元画像検出器とする場合は、上
記上部電極１７には、可視光に対して透過性を有するＩ
ＴＯ電極を用いる必要がある。
全体に、ＩＴＯ、Ａｕ（金）等の導電膜からなる上部電
極（第１の電極層）１７が形成される。但し、可視光に
より画像を検出する二次元画像検出器とする場合は、上
記上部電極１７には、可視光に対して透過性を有するＩ
ＴＯ電極を用いる必要がある。
【００７５】次に、上記上部電極１７上のほぼ全面に、
第１の電荷阻止層１８として、例えばＺｎＴｅなどから
なるｐ型の半導体層が形成される。さらにその上に、光
導電性を有するｉ型の半導体により半導体層１９が形成
される。この光導電性を有する半導体層１９は、ＣｄＴ
ｅやＣｄＺｎＴｅの多結晶膜をＭＯＣＶＤ（Metal Orga
nic Chemical Vapor Deposition ）法を用いて約数百μ
ｍの厚みで形成することにより形成される。なお、Ｃｄ
ＴｅやＣｄＺｎＴｅの多結晶膜の成膜方法としては、Ｍ
ＯＣＶＤ法の他に、近接昇華法、ペースト印刷・焼成法
などを用いることができる。
第１の電荷阻止層１８として、例えばＺｎＴｅなどから
なるｐ型の半導体層が形成される。さらにその上に、光
導電性を有するｉ型の半導体により半導体層１９が形成
される。この光導電性を有する半導体層１９は、ＣｄＴ
ｅやＣｄＺｎＴｅの多結晶膜をＭＯＣＶＤ（Metal Orga
nic Chemical Vapor Deposition ）法を用いて約数百μ
ｍの厚みで形成することにより形成される。なお、Ｃｄ
ＴｅやＣｄＺｎＴｅの多結晶膜の成膜方法としては、Ｍ
ＯＣＶＤ法の他に、近接昇華法、ペースト印刷・焼成法
などを用いることができる。
【００７６】この時、上記半導体層１９の表面には、ラ
ンダムな凹凸が発生する。そこで、次に半導体層１９表
面の凹凸の平坦化処理を行う。この平坦化処理の方法に
ついては、後で詳細に説明する。
ンダムな凹凸が発生する。そこで、次に半導体層１９表
面の凹凸の平坦化処理を行う。この平坦化処理の方法に
ついては、後で詳細に説明する。
【００７７】その後、第２の電荷阻止層（電荷阻止層）
２０として、例えばＣｄＳなどからなるｎ型の半導体層
を形成した後、ＩＴＯ、Ａｕ、Ｐｔ（白金）などからな
る接続電極（電極層、第２の電極層）５を形成する。こ
のとき、第２の電荷阻止層２０と接続電極５とは、隣接
画素間のリークを防ぐために、画素単位で独立するよう
にパターン形成される。該接続電極５は、各画素毎に電
荷を収集する目的で形成されているものである。なお、
対向基板２における２１は絶縁保護膜である。
２０として、例えばＣｄＳなどからなるｎ型の半導体層
を形成した後、ＩＴＯ、Ａｕ、Ｐｔ（白金）などからな
る接続電極（電極層、第２の電極層）５を形成する。こ
のとき、第２の電荷阻止層２０と接続電極５とは、隣接
画素間のリークを防ぐために、画素単位で独立するよう
にパターン形成される。該接続電極５は、各画素毎に電
荷を収集する目的で形成されているものである。なお、
対向基板２における２１は絶縁保護膜である。
【００７８】上記のような構造の対向基板２は、第１の
電荷阻止層（ｐ型の半導体層）１８と第２の電荷阻止層
（ｎ型の半導体層）２０とに、光導電性を有するｉ型の
半導体層１９が挟まれた構造、すなわちＰｌＮ接合型の
阻止型フォトダイオード構造を有している。従って、Ｘ
線が照射されない時の暗電流が低減され、Ｓ／Ｎ比（Ｘ
線に対する感度）の優れたセンサ特性を示すことができ
る。
電荷阻止層（ｐ型の半導体層）１８と第２の電荷阻止層
（ｎ型の半導体層）２０とに、光導電性を有するｉ型の
半導体層１９が挟まれた構造、すなわちＰｌＮ接合型の
阻止型フォトダイオード構造を有している。従って、Ｘ
線が照射されない時の暗電流が低減され、Ｓ／Ｎ比（Ｘ
線に対する感度）の優れたセンサ特性を示すことができ
る。
【００７９】なお、第１の電荷阻止層１８や第２の電荷
阻止層２０の存在の是非、あるいは材料や構造は限定さ
れるものではなく、必要に応じて種々の材料や組み合わ
せが可能である。例えば、ＰｌＮ接合の他にも、ショッ
トキー接合、ＭｌＳ（MetalInsulator Semiconductor
）接合などが可能である。さらに、要求される特性に
応じて、第１の電荷阻止層１８または第２の電荷阻止層
２０の一方、あるいは両者を省略することも可能であ
る。
阻止層２０の存在の是非、あるいは材料や構造は限定さ
れるものではなく、必要に応じて種々の材料や組み合わ
せが可能である。例えば、ＰｌＮ接合の他にも、ショッ
トキー接合、ＭｌＳ（MetalInsulator Semiconductor
）接合などが可能である。さらに、要求される特性に
応じて、第１の電荷阻止層１８または第２の電荷阻止層
２０の一方、あるいは両者を省略することも可能であ
る。
【００８０】そして上述のプロセスで製造されたアクテ
ィブマトリクス基板１または対向基板２の一方に、画素
単位毎に独立するように導電性接続材６がパターン形成
される。該導電性接続材６は、感光性樹脂に導電性顔料
が分散された樹脂材料を用いることで、フォトグラフィ
技術によってパターン形成が可能となる。
ィブマトリクス基板１または対向基板２の一方に、画素
単位毎に独立するように導電性接続材６がパターン形成
される。該導電性接続材６は、感光性樹脂に導電性顔料
が分散された樹脂材料を用いることで、フォトグラフィ
技術によってパターン形成が可能となる。
【００８１】そして、両基板１，２を貼り合わせて熱圧
着処理を施して、該両基板１，２を電気的および機械的
に接続することにより、二次元画像検出器が完成する。
両基板１，２を接続する導電性接続材６には、上述の感
光性樹脂の他に、スクリーン印刷によってパターン配置
できる導電性接着剤、さらにはハンダバンプなどを使用
することができる。
着処理を施して、該両基板１，２を電気的および機械的
に接続することにより、二次元画像検出器が完成する。
両基板１，２を接続する導電性接続材６には、上述の感
光性樹脂の他に、スクリーン印刷によってパターン配置
できる導電性接着剤、さらにはハンダバンプなどを使用
することができる。
【００８２】また、上記導電性接続材６として、接着剤
（バインダー樹脂）に導電粒子を分散させた、いわゆる
異方導電性接着剤を使用することも可能である。異方導
電性接着剤の場合は、それ自身が導電性の異方性を有し
ている。従って、画素単位毎にパターン形成しなくて
も、隣接画素間の絶縁性を保ちながら、アクティブマト
リクス基板１の画素電極３と対向基板２の接続電極５と
の導通を得ることが可能である。
（バインダー樹脂）に導電粒子を分散させた、いわゆる
異方導電性接着剤を使用することも可能である。異方導
電性接着剤の場合は、それ自身が導電性の異方性を有し
ている。従って、画素単位毎にパターン形成しなくて
も、隣接画素間の絶縁性を保ちながら、アクティブマト
リクス基板１の画素電極３と対向基板２の接続電極５と
の導通を得ることが可能である。
【００８３】以上のようにして得られた二次元画像検出
器は、格子状に配された電極配線（ゲート電極８および
データ電極９）、各格子点毎に設けられた複数のＴＦＴ
４、および該ＴＦＴ４とそれぞれ接続された複数の画素
電極３が具備されたアクティブマトリクス基板１と、光
導電性を有する半導体層１９がほぼ全面に具備された対
向基板２とが、電気的および機械的に接続されて構成さ
れている。
器は、格子状に配された電極配線（ゲート電極８および
データ電極９）、各格子点毎に設けられた複数のＴＦＴ
４、および該ＴＦＴ４とそれぞれ接続された複数の画素
電極３が具備されたアクティブマトリクス基板１と、光
導電性を有する半導体層１９がほぼ全面に具備された対
向基板２とが、電気的および機械的に接続されて構成さ
れている。
【００８４】従って、アクティブマトリクス基板１の耐
熱温度以上の成膜温度が要求される半導体材料であって
も、アクティブマトリクス基板１上に直接成膜しないの
で、容易に二次元画像検出器の半導体層１９として使用
することが可能になる。
熱温度以上の成膜温度が要求される半導体材料であって
も、アクティブマトリクス基板１上に直接成膜しないの
で、容易に二次元画像検出器の半導体層１９として使用
することが可能になる。
【００８５】この結果、ＭＯＣＶＤ法、近接昇華法、ペ
ースト印刷・焼成法などの成膜手段により、４００℃以
上の成膜温度で成膜された多結晶性のＣｄＴｅやＣｄＺ
ｎＴｅを、半導体層１９の材料として用いることができ
る。これにより、半導体層１９としてａ−Ｓｅを用いた
二次元画像検出器に比べてＸ線に対する感度が向上し、
動画に対応する画像データ、すなわち３３ｍｓｅｃ／ｆ
ｒａｍｅのレートで画像データを得ることが可能とな
る。
ースト印刷・焼成法などの成膜手段により、４００℃以
上の成膜温度で成膜された多結晶性のＣｄＴｅやＣｄＺ
ｎＴｅを、半導体層１９の材料として用いることができ
る。これにより、半導体層１９としてａ−Ｓｅを用いた
二次元画像検出器に比べてＸ線に対する感度が向上し、
動画に対応する画像データ、すなわち３３ｍｓｅｃ／ｆ
ｒａｍｅのレートで画像データを得ることが可能とな
る。
【００８６】次に、上述した二次元画像検出器の対向基
板２に具備されている半導体層１９表面の平坦化方法に
ついて詳細に説明する。
板２に具備されている半導体層１９表面の平坦化方法に
ついて詳細に説明する。
【００８７】上述のようにＣｄＴｅ、ＣｄＺｎＴｅから
なる多結晶性の半導体層１９は、ＭＯＣＶＤ法、近接昇
華法、ペースト印刷・焼成法などによって成膜すること
が可能である。しかし、該半導体層１９を数百μｍの厚
みになるよう成膜すると、膜表面全体に凹凸が無数に発
生するといった現象が見られる。
なる多結晶性の半導体層１９は、ＭＯＣＶＤ法、近接昇
華法、ペースト印刷・焼成法などによって成膜すること
が可能である。しかし、該半導体層１９を数百μｍの厚
みになるよう成膜すると、膜表面全体に凹凸が無数に発
生するといった現象が見られる。
【００８８】例えば、図３は、ＭＯＣＶＤ法によって成
膜されたＣｄＴｅ多結晶膜表面の凹凸を示す写真であ
る。粒径数μｍのＣｄＴｅ結晶粒が、膜表面にランダム
に存在している様子が確認される。この現象は、ＭＯＣ
ＶＤ法に限らず、近接昇華法やペースト焼成法によって
ＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅの成膜を行った場合でも、同様
に観察されるものである。
膜されたＣｄＴｅ多結晶膜表面の凹凸を示す写真であ
る。粒径数μｍのＣｄＴｅ結晶粒が、膜表面にランダム
に存在している様子が確認される。この現象は、ＭＯＣ
ＶＤ法に限らず、近接昇華法やペースト焼成法によって
ＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅの成膜を行った場合でも、同様
に観察されるものである。
【００８９】そこで本実施の形態では、図４に示すよう
に、成膜後の半導体層１９表面にセラミック粒子（砥
粒）２３を吹き付けることによって表面の平坦化を試み
た。図に示すように、半導体層１９が略全面に形成され
た対向基板２に対し、砥粒吐出ノズル２２を用いてセラ
ミック粒子２３が吹き付けられる。砥粒吐出ノズル２２
は、セラミック粒子２３を噴射しながら、一定の周期で
Ｘ方向に高速往復移動を繰り返している。さらに、図の
ように対向基板２をＹ方向に移動させることで、半導体
層１９全表面の平坦化処理を行うことができる。
に、成膜後の半導体層１９表面にセラミック粒子（砥
粒）２３を吹き付けることによって表面の平坦化を試み
た。図に示すように、半導体層１９が略全面に形成され
た対向基板２に対し、砥粒吐出ノズル２２を用いてセラ
ミック粒子２３が吹き付けられる。砥粒吐出ノズル２２
は、セラミック粒子２３を噴射しながら、一定の周期で
Ｘ方向に高速往復移動を繰り返している。さらに、図の
ように対向基板２をＹ方向に移動させることで、半導体
層１９全表面の平坦化処理を行うことができる。
【００９０】以上のような、半導体層１９の表面の平坦
化方法は、単に半導体層１９の表面にセラミック粒子を
吹き付けるだけであるため非常に簡便で、半導体層１９
が大面積基板上に形成された場合でも、適用することが
できるというメリットを有する。
化方法は、単に半導体層１９の表面にセラミック粒子を
吹き付けるだけであるため非常に簡便で、半導体層１９
が大面積基板上に形成された場合でも、適用することが
できるというメリットを有する。
【００９１】なお、ここで記されている「セラミック粒
子２３」とは、固体物質から形成される金属以外の粒子
を総称したものを指し、Ａｌ2 Ｏ3 以外にも、ＳｉＣ、
Ｂ4Ｃ、ＢＮ、ダイヤモンドなど各種の研磨粒子を用い
る事が可能である。また各種研磨粒子をブレンドしたも
のを用いることも可能である。さらに、水などの溶液中
にセラミック粒子２３を分散させた状態で、ワークに吹
き付けることも可能である。
子２３」とは、固体物質から形成される金属以外の粒子
を総称したものを指し、Ａｌ2 Ｏ3 以外にも、ＳｉＣ、
Ｂ4Ｃ、ＢＮ、ダイヤモンドなど各種の研磨粒子を用い
る事が可能である。また各種研磨粒子をブレンドしたも
のを用いることも可能である。さらに、水などの溶液中
にセラミック粒子２３を分散させた状態で、ワークに吹
き付けることも可能である。
【００９２】また、半導体層１９の表面に特異的な突起
や、巨視的な表面うねりが存在する場合は、予め別の研
磨方法で粗削りを行った後、上述した平坦化方法を用い
て、半導体層１９表面の平坦化を行うことも可能であ
る。
や、巨視的な表面うねりが存在する場合は、予め別の研
磨方法で粗削りを行った後、上述した平坦化方法を用い
て、半導体層１９表面の平坦化を行うことも可能であ
る。
【００９３】なお、半導体層１９の平坦化方法として
は、上述のようにセラミック粒子２３を半導体層１９表
面に吹き付ける方法以外にも、従来の一般的な研磨方法
を用いることもできる。すなわち、砥石またはラッピン
グシート、砥粒が分散された研磨液、またはランダムな
突起を有する布性のシートなどを用いて、半導体層１９
表面を研磨することも可能である。この従来の研磨方法
を用いれば、半導体層１９表面に特異的な突起や巨視的
な表面うねりがある場合でも、完全に平坦化することが
可能になる。
は、上述のようにセラミック粒子２３を半導体層１９表
面に吹き付ける方法以外にも、従来の一般的な研磨方法
を用いることもできる。すなわち、砥石またはラッピン
グシート、砥粒が分散された研磨液、またはランダムな
突起を有する布性のシートなどを用いて、半導体層１９
表面を研磨することも可能である。この従来の研磨方法
を用いれば、半導体層１９表面に特異的な突起や巨視的
な表面うねりがある場合でも、完全に平坦化することが
可能になる。
【００９４】また、化学研磨液を併用したＣＭＰ（Chem
ical Mechanical Polish）技術を用いれば、半導体層１
９内に与えるストレスを最小限に抑えつつ、表面の平坦
化を行うことも可能となり、さらに究極には、半導体ウ
エハレベル並みの平坦化も可能となる。
ical Mechanical Polish）技術を用いれば、半導体層１
９内に与えるストレスを最小限に抑えつつ、表面の平坦
化を行うことも可能となり、さらに究極には、半導体ウ
エハレベル並みの平坦化も可能となる。
【００９５】以下、上述の二次元画像検出器における半
導体層１９表面の平坦化処理による、３つの効果につい
て説明する。
導体層１９表面の平坦化処理による、３つの効果につい
て説明する。
【００９６】第１に、半導体層１９の表面平坦化処理工
程を導入することで、対向基板２内の半導体層１９と第
２の電荷阻止層２０との界面でリークが発生しにくくな
る。従来は、半導体層１９表面の凹凸の影響で、数ｎＡ
／ｍｍ2 のリーク電流が発生する場合があったが、半導
体層１９の表面平坦化処理工程の導入により表面が平坦
化されるので、リーク電流を安定して数十ｐＡ／ｍｍ2
のレベルに低減でき、センサ特性のＳ／Ｎ比および信頼
性を飛躍的に向上させることが可能となる。
程を導入することで、対向基板２内の半導体層１９と第
２の電荷阻止層２０との界面でリークが発生しにくくな
る。従来は、半導体層１９表面の凹凸の影響で、数ｎＡ
／ｍｍ2 のリーク電流が発生する場合があったが、半導
体層１９の表面平坦化処理工程の導入により表面が平坦
化されるので、リーク電流を安定して数十ｐＡ／ｍｍ2
のレベルに低減でき、センサ特性のＳ／Ｎ比および信頼
性を飛躍的に向上させることが可能となる。
【００９７】第２に、アクティブマトリクス基板１と対
向基板２とを導電性接続材６で貼り合わせる工程で、導
電性接続材６として画素毎にパターン配置された導電性
材料（例えば感光性樹脂）を用いる場合、接続電極５と
導電性接続材６との間隙に気泡が巻き込まれにくくな
る。この結果、接続不良および、信頼性の劣化を抑制す
ることができる。さらに、各画素毎に設けられる導電性
接続材６のパターン形状にバラツキが発生せず、隣接画
素同士の導電性接続材６の接触を防ぐことができる。ま
た、接続電極５の平坦性が良いため、導電性接続材６と
して異方導電性接着剤を用いた場合にも、同様の効果を
奏する。
向基板２とを導電性接続材６で貼り合わせる工程で、導
電性接続材６として画素毎にパターン配置された導電性
材料（例えば感光性樹脂）を用いる場合、接続電極５と
導電性接続材６との間隙に気泡が巻き込まれにくくな
る。この結果、接続不良および、信頼性の劣化を抑制す
ることができる。さらに、各画素毎に設けられる導電性
接続材６のパターン形状にバラツキが発生せず、隣接画
素同士の導電性接続材６の接触を防ぐことができる。ま
た、接続電極５の平坦性が良いため、導電性接続材６と
して異方導電性接着剤を用いた場合にも、同様の効果を
奏する。
【００９８】第３に、電荷収集の役割を果たす電極層で
ある接続電極５や、半導体層１９上の第２の電荷阻止層
２０を画素単位に独立するようパターン形成する場合、
該半導体層１９が平坦であるので、接続電極５や電荷阻
止層２０も平坦となる。従って、該接続電極５上に微細
加工を容易に行うことができる。
ある接続電極５や、半導体層１９上の第２の電荷阻止層
２０を画素単位に独立するようパターン形成する場合、
該半導体層１９が平坦であるので、接続電極５や電荷阻
止層２０も平坦となる。従って、該接続電極５上に微細
加工を容易に行うことができる。
【００９９】以上のように、上述した半導体層１９の表
面平坦化処理を二次元画像検出器の製造工程に導入する
ことで、二次元画像検出器の性能や信頼性を向上させる
ことが可能となる。
面平坦化処理を二次元画像検出器の製造工程に導入する
ことで、二次元画像検出器の性能や信頼性を向上させる
ことが可能となる。
【０１００】〔実施の形態２〕本発明の第２の実施の形
態について、図５に基づいて説明すれば以下のとおりで
ある。なお、前記した実施の形態１で説明した構成と同
様の機能を有する構成については同一の番号を付記し、
その説明を省略する。
態について、図５に基づいて説明すれば以下のとおりで
ある。なお、前記した実施の形態１で説明した構成と同
様の機能を有する構成については同一の番号を付記し、
その説明を省略する。
【０１０１】実施の形態１で説明した半導体層１９の平
坦化処理方法は、二次元画像検出器の製造に限らず他の
デバイスの製造方法にも有効に適用することが出来る。
その一例として、上記半導体層１９の平坦化処理方法を
太陽電池の製造に応用した例について説明する。図５
は、ＣｄＳ／ＣｄＴｅ接合を用いた太陽電池の構成を示
す断面図であり、これを参考に太陽電池の製造プロセス
を説明する。
坦化処理方法は、二次元画像検出器の製造に限らず他の
デバイスの製造方法にも有効に適用することが出来る。
その一例として、上記半導体層１９の平坦化処理方法を
太陽電池の製造に応用した例について説明する。図５
は、ＣｄＳ／ＣｄＴｅ接合を用いた太陽電池の構成を示
す断面図であり、これを参考に太陽電池の製造プロセス
を説明する。
【０１０２】先ずガラス基板（例えばコーニング社製♯
１７３７）（基板）３１上に透明電極３２であるＩＴＯ
やＳｎＯ2 を形成する。その後、該透明電極３２上にＭ
ＯＣＶＤ法によってＣｄＳ薄膜３３を約数μｍの厚みで
形成する。更にその上に近接昇華法を用いてＣｄＴｅ膜
（半導体膜）３４を厚み約十μｍで形成する。その後、
ＣｄＣｌ2 水溶液を塗布して熱処理を施すことで、Ｃｄ
Ｔｅ結晶が約数μｍの粒径に成長する。
１７３７）（基板）３１上に透明電極３２であるＩＴＯ
やＳｎＯ2 を形成する。その後、該透明電極３２上にＭ
ＯＣＶＤ法によってＣｄＳ薄膜３３を約数μｍの厚みで
形成する。更にその上に近接昇華法を用いてＣｄＴｅ膜
（半導体膜）３４を厚み約十μｍで形成する。その後、
ＣｄＣｌ2 水溶液を塗布して熱処理を施すことで、Ｃｄ
Ｔｅ結晶が約数μｍの粒径に成長する。
【０１０３】この時のＣｄＴｅ膜３４表面には、ＣｄＴ
ｅ結晶粒の影響を受けて粒径の大きさ程度の凹凸が生じ
る事がある。そこで、成膜後のＣｄＴｅ膜３４表面に対
して、平坦化処理を施す。平坦化処理の基本的な方法
は、実施の形態１で示した方法と同様である。すなわ
ち、ＣｄＴｅ膜３４表面にセラミック粒子を吹き付ける
ことにより、ＣｄＴｅ膜３４の表面を平坦化する。
ｅ結晶粒の影響を受けて粒径の大きさ程度の凹凸が生じ
る事がある。そこで、成膜後のＣｄＴｅ膜３４表面に対
して、平坦化処理を施す。平坦化処理の基本的な方法
は、実施の形態１で示した方法と同様である。すなわ
ち、ＣｄＴｅ膜３４表面にセラミック粒子を吹き付ける
ことにより、ＣｄＴｅ膜３４の表面を平坦化する。
【０１０４】これにより、ＣｄＴｅ膜３４表面の凹凸が
低減されて、平坦性が増すことが確認された。ただし、
このようにセラミック粒子を吹き付けることによって、
ＣｄＴｅ膜３４の平均膜厚が減少するので、この減少分
を成膜時に予め考慮しておく必要がある。
低減されて、平坦性が増すことが確認された。ただし、
このようにセラミック粒子を吹き付けることによって、
ＣｄＴｅ膜３４の平均膜厚が減少するので、この減少分
を成膜時に予め考慮しておく必要がある。
【０１０５】その後、ＣｄＴｅ膜３４表面に、カーボン
ペーストをスクリーン印刷及び焼成することにより、Ｃ
電極（電極層）３５が形成される。さらに、ＣｄＴｅ膜
３４およびＣ電極３５の表面に、Ａｇペーストをスクリ
ーン印刷及び焼成することにより、Ａｇ電極（電極層）
３６が形成される。これら、Ｃ電極３５およびＡｇ電極
３６は、上部電極として作用する。
ペーストをスクリーン印刷及び焼成することにより、Ｃ
電極（電極層）３５が形成される。さらに、ＣｄＴｅ膜
３４およびＣ電極３５の表面に、Ａｇペーストをスクリ
ーン印刷及び焼成することにより、Ａｇ電極（電極層）
３６が形成される。これら、Ｃ電極３５およびＡｇ電極
３６は、上部電極として作用する。
【０１０６】以上のようにして、太陽電池の基本構造が
完成する。従って、ＣｄＴｅ膜３４内の多結晶粒径を数
μｍ程度に保ったまま、ＣｄＴｅ膜３４表面の平坦化が
可能となる。このため、ＣｄＴｅ膜３４表面にペースト
印刷などで、上部電極であるＣ電極３５およびＡｇ電極
３６を形成しても、ＣｄＴｅ膜３４表面の凹凸に起因す
る印刷不良の発生を減らすことが可能になる。
完成する。従って、ＣｄＴｅ膜３４内の多結晶粒径を数
μｍ程度に保ったまま、ＣｄＴｅ膜３４表面の平坦化が
可能となる。このため、ＣｄＴｅ膜３４表面にペースト
印刷などで、上部電極であるＣ電極３５およびＡｇ電極
３６を形成しても、ＣｄＴｅ膜３４表面の凹凸に起因す
る印刷不良の発生を減らすことが可能になる。
【０１０７】また、上述した平坦化方法は大面積の半導
体膜に対しても適しているため、大面積のガラス基板上
に太陽電池を形成する場合にも問題なく適応できる。た
だし、ＣｄＴｅ膜３４の平坦化処理方法はこれに限定さ
れるわけではなく、実施の形態１と同様に従来の研磨方
法を用いることも当然可能である。
体膜に対しても適しているため、大面積のガラス基板上
に太陽電池を形成する場合にも問題なく適応できる。た
だし、ＣｄＴｅ膜３４の平坦化処理方法はこれに限定さ
れるわけではなく、実施の形態１と同様に従来の研磨方
法を用いることも当然可能である。
【０１０８】ところで、本発明に係る光又は放射線検出
素子や二次元画像検出器の製造方法は、実施の形態１お
よび２で説明したデバイスに限定して用いられるもので
はなく、半導体膜を用いた他の光又は放射線検出素子や
二次元画像検出器の製造方法にも適用できることは言う
までもない。例えば、赤外線センサの製造プロセスなど
にも適用可能である。
素子や二次元画像検出器の製造方法は、実施の形態１お
よび２で説明したデバイスに限定して用いられるもので
はなく、半導体膜を用いた他の光又は放射線検出素子や
二次元画像検出器の製造方法にも適用できることは言う
までもない。例えば、赤外線センサの製造プロセスなど
にも適用可能である。
【０１０９】適用可能な半導体膜の材料としても、上述
してきたＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅに限定されるものでは
なく、II−VI族化合物半導体、III −Ｖ族化合物半導
体、ＩＶ族半導体などに広く適用でき、その中でも特に
多結晶性の半導体膜表面の凹凸の平坦化が必要とされる
際に極めて有効である。
してきたＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅに限定されるものでは
なく、II−VI族化合物半導体、III −Ｖ族化合物半導
体、ＩＶ族半導体などに広く適用でき、その中でも特に
多結晶性の半導体膜表面の凹凸の平坦化が必要とされる
際に極めて有効である。
【０１１０】
【発明の効果】以上のように、請求項１に係る発明の光
又は放射線検出素子の製造方法は、基板上に半導体膜を
形成する工程と、上記半導体膜の表面を平坦化する工程
と、上記半導体膜上に、電荷阻止層または電極層を形成
する工程とを含む方法である。
又は放射線検出素子の製造方法は、基板上に半導体膜を
形成する工程と、上記半導体膜の表面を平坦化する工程
と、上記半導体膜上に、電荷阻止層または電極層を形成
する工程とを含む方法である。
【０１１１】これにより、半導体膜上に電荷阻止層を形
成する場合、半導体膜と電荷阻止層との界面で理想的な
接続状態を得ることができる。従って、界面における半
導体膜と電荷阻止層とのリークの発生を抑制することが
でき、効果的な電荷阻止効果を得ることができるという
効果を奏する。また、半導体膜上に電荷阻止層、または
電極層を形成する場合、該半導体膜表面が平坦化されて
いるので、該電荷阻止層、または該電極層の微細加工を
容易に行うことができるという効果を奏する。
成する場合、半導体膜と電荷阻止層との界面で理想的な
接続状態を得ることができる。従って、界面における半
導体膜と電荷阻止層とのリークの発生を抑制することが
でき、効果的な電荷阻止効果を得ることができるという
効果を奏する。また、半導体膜上に電荷阻止層、または
電極層を形成する場合、該半導体膜表面が平坦化されて
いるので、該電荷阻止層、または該電極層の微細加工を
容易に行うことができるという効果を奏する。
【０１１２】請求項２に係る発明の光又は放射線検出素
子の製造方法は、上記電極層が、二次元マトリクス状に
複数形成される方法である。
子の製造方法は、上記電極層が、二次元マトリクス状に
複数形成される方法である。
【０１１３】これにより、請求項１の発明による効果に
加えて、二次元画素検出器に用いられる光又は放射線検
出素子を製造することができるという効果を奏する。
加えて、二次元画素検出器に用いられる光又は放射線検
出素子を製造することができるという効果を奏する。
【０１１４】請求項３に係る発明の光又は放射線検出素
子の製造方法は、半導体膜の表面を平坦化する工程にお
いて、該半導体膜の表面にセラミック粒子を吹き付ける
方法である。
子の製造方法は、半導体膜の表面を平坦化する工程にお
いて、該半導体膜の表面にセラミック粒子を吹き付ける
方法である。
【０１１５】これにより、請求項１または２の発明によ
る効果に加えて、大面積の基板に形成された半導体膜に
対しても、容易にその表面の平坦化を実現することがで
きるという効果を奏する。
る効果に加えて、大面積の基板に形成された半導体膜に
対しても、容易にその表面の平坦化を実現することがで
きるという効果を奏する。
【０１１６】請求項４に係る発明の光又は放射線検出素
子の製造方法は、半導体膜の表面を平坦化する工程にお
いて、該半導体膜の表面を研磨する方法である。
子の製造方法は、半導体膜の表面を平坦化する工程にお
いて、該半導体膜の表面を研磨する方法である。
【０１１７】これにより、請求項１または２の発明によ
る効果に加えて、半導体膜表面の形状にかかわらず、完
全に該半導体膜の表面を平坦化することができるという
効果を奏する。
る効果に加えて、半導体膜表面の形状にかかわらず、完
全に該半導体膜の表面を平坦化することができるという
効果を奏する。
【０１１８】請求項５に係る発明の光又は放射線検出素
子の製造方法は、上記半導体膜が、ＣｄＴｅまたはＣｄ
ＺｎＴｅからなる多結晶膜である方法である。
子の製造方法は、上記半導体膜が、ＣｄＴｅまたはＣｄ
ＺｎＴｅからなる多結晶膜である方法である。
【０１１９】これにより、請求項１または２の発明によ
る効果に加えて、Ｘ線等の放射線に対する感度の優れた
放射線検出素子や、高効率の光検出素子（例えば太陽電
池）を提供することができるという効果を奏する。
る効果に加えて、Ｘ線等の放射線に対する感度の優れた
放射線検出素子や、高効率の光検出素子（例えば太陽電
池）を提供することができるという効果を奏する。
【０１２０】請求項６に係る発明の二次元画像検出器の
製造方法は、格子状に配列する電極配線、該電極配線の
各格子点近傍に設けられたスイッチング素子、および該
スイッチング素子を介して上記電極配線に接続されてい
る画素電極を含む電荷蓄積容量からなる画素配列層を備
えたアクティブマトリクス基板と、支持基板上に第１の
電極層および光導電性を有する半導体膜がこの順に設け
られた対向基板と、上記アクティブマトリクス基板の画
素配列層、および上記対向基板の半導体膜を対面させ
て、これら両基板を電気的に接続する導電性接続材とを
備えた二次元画像検出器の製造方法であって、上記支持
基板上に第１の電極層を形成する工程と、上記第１の電
極層上に半導体膜を形成する工程と、上記半導体膜の表
面を平坦化する工程と、上記半導体膜上に、電荷阻止層
または第２の電極層を形成する工程とを含む方法であ
る。
製造方法は、格子状に配列する電極配線、該電極配線の
各格子点近傍に設けられたスイッチング素子、および該
スイッチング素子を介して上記電極配線に接続されてい
る画素電極を含む電荷蓄積容量からなる画素配列層を備
えたアクティブマトリクス基板と、支持基板上に第１の
電極層および光導電性を有する半導体膜がこの順に設け
られた対向基板と、上記アクティブマトリクス基板の画
素配列層、および上記対向基板の半導体膜を対面させ
て、これら両基板を電気的に接続する導電性接続材とを
備えた二次元画像検出器の製造方法であって、上記支持
基板上に第１の電極層を形成する工程と、上記第１の電
極層上に半導体膜を形成する工程と、上記半導体膜の表
面を平坦化する工程と、上記半導体膜上に、電荷阻止層
または第２の電極層を形成する工程とを含む方法であ
る。
【０１２１】これにより、半導体膜上に電荷阻止層を形
成する場合、半導体膜と電荷阻止層との界面で理想的な
接続状態を得ることができるので、界面における半導体
膜と電荷阻止層とのリークの発生を抑制することがで
き、効果的な電荷阻止効果を得ることができるという効
果を奏する。また、半導体膜上に電荷阻止層、または電
荷収集の役割を果たす第２の電極層を形成する場合、該
半導体膜表面が平坦化されているので、該電荷阻止層、
または該第２の電極層の微細加工を容易に行うことがで
きるという効果を奏する。
成する場合、半導体膜と電荷阻止層との界面で理想的な
接続状態を得ることができるので、界面における半導体
膜と電荷阻止層とのリークの発生を抑制することがで
き、効果的な電荷阻止効果を得ることができるという効
果を奏する。また、半導体膜上に電荷阻止層、または電
荷収集の役割を果たす第２の電極層を形成する場合、該
半導体膜表面が平坦化されているので、該電荷阻止層、
または該第２の電極層の微細加工を容易に行うことがで
きるという効果を奏する。
【０１２２】請求項７に係る発明の二次元画像検出器の
製造方法は、半導体膜の表面を平坦化する工程におい
て、該半導体膜の表面にセラミック粒子を吹き付ける方
法である。
製造方法は、半導体膜の表面を平坦化する工程におい
て、該半導体膜の表面にセラミック粒子を吹き付ける方
法である。
【０１２３】これにより、請求項６の発明による効果に
加えて、二次元画像検出器における半導体膜が、大面積
の支持基板上に形成される場合であっても、容易にその
表面を平坦化することができるという効果を奏する。
加えて、二次元画像検出器における半導体膜が、大面積
の支持基板上に形成される場合であっても、容易にその
表面を平坦化することができるという効果を奏する。
【０１２４】請求項８に係る発明の二次元画像検出器の
製造方法は、半導体膜の表面を平坦化する工程におい
て、該半導体膜の表面を研磨する方法である。
製造方法は、半導体膜の表面を平坦化する工程におい
て、該半導体膜の表面を研磨する方法である。
【０１２５】これにより、請求項６の発明による効果に
加えて、二次元画像検出器を構成している半導体膜表面
の形状にかかわらず、完全に該半導体膜の表面を平坦化
することができるという効果を奏する。
加えて、二次元画像検出器を構成している半導体膜表面
の形状にかかわらず、完全に該半導体膜の表面を平坦化
することができるという効果を奏する。
【０１２６】請求項９に係る発明の二次元画像検出器の
製造方法は、上記半導体膜は、ＣｄＴｅまたはＣｄＺｎ
Ｔｅからなる多結晶膜である方法である。
製造方法は、上記半導体膜は、ＣｄＴｅまたはＣｄＺｎ
Ｔｅからなる多結晶膜である方法である。
【０１２７】これにより、請求項６の発明による効果に
加えて、Ｘ線等の放射線に対する感度の優れた二次元画
像検出器を提供することができるという効果を奏する。
加えて、Ｘ線等の放射線に対する感度の優れた二次元画
像検出器を提供することができるという効果を奏する。
【図１】本発明の第１の実施の形態における二次元画像
検出器の構成を示す断面図である。
検出器の構成を示す断面図である。
【図２】上記二次元画像検出器において、単位画素当た
りの構成を示す断面図である。
りの構成を示す断面図である。
【図３】ＭＯＣＶＤ法によって成膜されたＣｄＴｅ多結
晶膜表面の凹凸示す写真である。
晶膜表面の凹凸示す写真である。
【図４】半導体層表面の平坦化方法を示す説明図であ
る。
る。
【図５】本発明の第２の実施の形態におけるＣｄＳ／Ｃ
ｄＴｅ接合を用いた太陽電池の構成を概略的に示す断面
図である。
ｄＴｅ接合を用いた太陽電池の構成を概略的に示す断面
図である。
【図６】従来の二次元画像検出器の構成を模式的に示し
た斜視図である。
た斜視図である。
【図７】上記二次元画像検出器の単位画素当たりの構成
を模式的に示した断面図である。
を模式的に示した断面図である。
【図８】他の従来の二次元画像検出器の単位画素当たり
の構成を、模式的に示した断面図である。
の構成を、模式的に示した断面図である。
１ アクティブマトリクス基板 ２ 対向基板 ３ 画素電極 ４ 薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）（スイッチング素
子） ５ 接続電極（電極層、第２の電極層） ６ 導電性接続材 ８ ゲート電極（電極配線） ９ データ電極（電極配線） １０ 電荷蓄積容量 １６ 支持基板（基板） １７ 上部電極（第１の電極層） １８ 第１の電荷阻止層 １９ 半導体層（半導体膜） ２０ 第２の電荷阻止層（電荷阻止層） ２３ セラミック粒子 ３１ ガラス基板（基板） ３４ ＣｄＴｅ膜（半導体膜） ３５ Ｃ電極（電極層） ３６ Ａｇ電極（電極層）
子） ５ 接続電極（電極層、第２の電極層） ６ 導電性接続材 ８ ゲート電極（電極配線） ９ データ電極（電極配線） １０ 電荷蓄積容量 １６ 支持基板（基板） １７ 上部電極（第１の電極層） １８ 第１の電荷阻止層 １９ 半導体層（半導体膜） ２０ 第２の電荷阻止層（電荷阻止層） ２３ セラミック粒子 ３１ ガラス基板（基板） ３４ ＣｄＴｅ膜（半導体膜） ３５ Ｃ電極（電極層） ３６ Ａｇ電極（電極層）
フロントページの続き (72)発明者 寺沼 修 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 佐藤 敏幸 京都府相楽郡精華町光台３−９ 株式会社 島津製作所内 (72)発明者 徳田 敏 京都府相楽郡精華町光台３−９ 株式会社 島津製作所内 (72)発明者 吉牟田 利典 京都府京都市中京区西ノ京桑原町１ 株式 会社島津製作所内 Ｆターム(参考） 2G088 EE01 EE27 GG21 JJ05 JJ09 JJ33 JJ37 4M118 AA05 AB10 BA05 CA14 CB05 EA01 FB03 FB09 FB13 FB16 5F088 AB09 CB05 CB20 DA15 EA04 EA08 EA16 KA03 KA08 LA07
Claims (9)
- 【請求項１】基板上に半導体膜を形成する工程と、 上記半導体膜の表面を平坦化する工程と、 上記半導体膜上に、電荷阻止層または電極層を形成する
工程とを含むことを特徴とする光又は放射線検出素子の
製造方法。 - 【請求項２】上記電極層は、二次元マトリクス状に複数
形成されることを特徴とする請求項１に記載の光又は放
射線検出素子の製造方法。 - 【請求項３】半導体膜の表面を平坦化する工程におい
て、該半導体膜の表面にセラミック粒子を吹き付けるこ
とを特徴とする請求項１または２に記載の光又は放射線
検出素子の製造方法。 - 【請求項４】半導体膜の表面を平坦化する工程におい
て、該半導体膜の表面を研磨することを特徴とする請求
項１または２に記載の光又は放射線検出素子。 - 【請求項５】上記半導体膜は、ＣｄＴｅまたはＣｄＺｎ
Ｔｅからなる多結晶膜であることを特徴とする請求項１
または２に記載の光又は放射線検出素子の製造方法。 - 【請求項６】格子状に配列する電極配線、該電極配線の
各格子点近傍に設けられたスイッチング素子、および該
スイッチング素子を介して上記電極配線に接続されてい
る画素電極を含む電荷蓄積容量からなる画素配列層を備
えたアクティブマトリクス基板と、支持基板上に第１の
電極層および光導電性を有する半導体膜がこの順に設け
られた対向基板と、上記アクティブマトリクス基板の画
素配列層、および上記対向基板の半導体膜を対面させ
て、これら両基板を電気的に接続する導電性接続材とを
備えた二次元画像検出器の製造方法であって、 上記支持基板上に第１の電極層を形成する工程と、 上記第１の電極層上に半導体膜を形成する工程と、 上記半導体膜の表面を平坦化する工程と、 上記半導体膜上に、電荷阻止層または第２の電極層を形
成する工程とを含むことを特徴とする二次元画像検出器
の製造方法。 - 【請求項７】半導体膜の表面を平坦化する工程におい
て、該半導体膜の表面にセラミック粒子を吹き付けるこ
とを特徴とする請求項６に記載の二次元画像検出器の製
造方法。 - 【請求項８】半導体膜の表面を平坦化する工程におい
て、該半導体膜の表面を研磨することを特徴とする請求
項６に記載の二次元画像検出器の製造方法。 - 【請求項９】上記半導体膜は、ＣｄＴｅまたはＣｄＺｎ
Ｔｅからなる多結晶膜であることを特徴とする請求項６
に記載の二次元画像検出器の製造方法。
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