JP2002100753A - 半導体装置及び放射線検出装置並びに放射線撮像システム - Google Patents

半導体装置及び放射線検出装置並びに放射線撮像システム

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JP2002100753A
JP2002100753A JP2001177325A JP2001177325A JP2002100753A JP 2002100753 A JP2002100753 A JP 2002100753A JP 2001177325 A JP2001177325 A JP 2001177325A JP 2001177325 A JP2001177325 A JP 2001177325A JP 2002100753 A JP2002100753 A JP 2002100753A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光電変換素子部の開口率を減らすことのない
予備配線による冗長回路を形成し、パネル製造工程にお
ける配線の断線による歩留まりの低下を防ぐ。 【解決手段】 ゲート線Vg4とVg冗長配線は電気的
に絶縁され、配線間のクロス部G点を形成するように配
置されている。Vg冗長配線YはSig線と同時に形成
されるため、Vg冗長配線Yを形成するために製造プロ
セスを増やす必要はない。ゲート線Vg4に断線が生じ
た場合、クロス部Gをレーザー照射することによりゲー
ト線Vg4とVg冗長配線Yが電気的に接続される。よ
って、断線した配線上の薄膜トランジスタにも、Vg冗
長配線Yを介してゲート駆動パルスが印加される。つま
り、光電変換素子部の開口率を減らすことなく、ゲート
線Vg4の断線による歩留まりの低下を防ぐことにな
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、半導体装置に関
し、特に、マトリックス状に配列された光電変換素子を
有する光電変換装置、エリアセンサー、X線撮像装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】図13は、従来の光電変換装置の等価回
路図である。P11〜P44は光電変換素子などの半導
体変換素子、T11〜T44は薄膜トランジスタ(TF
T)である。図示するように、一般に、各TFTのゲー
ト電極は、共通のゲート線Vg1〜Vg4に接続されて
いる。各ゲート線は、TFTのON、OFFを制御す
る。
【0003】又、各TFTのソース若しくはドレイン電
極は、共通の信号線Sig1〜Sig4に接続されてお
り、Sig1〜Sig4は、読み出し装置に接続されて
いる。入射する可視光や放射線によって半導体変換素子
で発生した電荷は、ゲート駆動装置により印加されるゲ
ート駆動パルスによって信号線に転送され、読み出し装
置により読み出される。
【0004】図14は、図13に示した光電変換装置の
平面図である。Vg線の冗長配線(Vg冗長配線)とし
て、Vg線の上部にVg線とは別の配線が設けられ、コ
ンタクトホールを介してVg線と接合している。
【0005】図15は、半導体装置の1画素の層構成を
示す平面図及び断面図である。絶縁基板上に第1の電極
層、絶縁層、第1の半導体層、n+型半導体層、第2の
電極層から構成される半導体変換素子すなわち光電変換
素子もしくは放射線検出素子等と、ゲート電極層、ゲー
ト絶縁層、第2の半導体層、オーミックコンタクト層か
ら成るスイッチTFTとを備えている。各Vg線はTF
Tのゲート電極が形成される電極層に、各Sig線はソ
ース・ドレイン電極を形成する層にそれぞれ接続されて
いる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、TFTを用い
た液晶パネルの製造技術の発展や、光電変換素子を有す
るエリアセンサーの各分野への利用(例えばX線撮像装
置)の進展により、TFTを用いたパネルの大画面化が
急速に進んでいる。又、その大画面化の流れと共に、パ
ターンピッチの微細化が進んでいる。
【0007】これに伴い、パネル製造工程における歩留
まりの低下がおこっている。その原因として、次のよう
なことが考えられる。
【0008】まず、パネルの大画面化が進むにつれて、
パネル当たりの配線距離が増加し、断線確率が上がる。
【0009】又、パターンの微細化が進むにつれて、パ
ネル当たりのTFTの面積や配線クロス部の面積が増加
したため、異物等により上下の金属配線間のショート確
率が上がる。
【0010】又、パネルサイズの大画面化により、パネ
ルを搬送、処理するための装置とそのパネルとの接触部
の面積が大きくなったことから、静電気の発生量が増加
し、静電気破壊(ESD)による不良発生確率が上が
る。
【0011】上記技術課題が解決されることによって、
歩留まりの向上が可能となり、特に断線の問題は、配線
幅を太くすることにより解決される。
【0012】しかし、配線を太くすることによって、S
ig線とVg線とのクロス部のような上下の金属配線間
に形成されるコンデンサのキャパシタンスが増加し、転
送する信号の感度が減少してしまう。
【0013】又、断線した際に補修する意味で各配線に
冗長配線を形成すると、光電変換素子部の開口率の減少
を招き、感度が更に減少するといった問題が起こる。
【0014】以上述べたように、配線幅、冗長回路等の
設計が非常に難しいものとなっている。
【0015】そこで、本発明は、開口率を減らすことな
く冗長回路を形成し、パネル製造工程おける配線の断線
による歩留まりの低下を防止することを目的としてい
る。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、絶縁基板上に、エネルギーを電荷に変換
する複数個の半導体変換素子と、スイッチ素子と、それ
らの素子に駆動信号を供給する駆動線(Vg線)と、前
記半導体変換素子にて変換された電荷を読み出す信号線
(Sig線)とを有する半導体装置において、前記素子
を駆動するための駆動予備配線(Vg冗長配線)と、前
記電荷を読み出すための信号予備配線(Sig冗長配
線)とを、いずれか一方又は両方を有し、前記駆動予備
配線(Vg冗長配線)は駆動線(Vg線)と、前記信号
予備配線(Sig冗長配線)は信号線(Sig線)と、
それぞれ配線間にクロス部を形成し、各クロス部が電気
的に絶縁されるように配置されていることを特徴とす
る。
【0017】上記光電変換装置において、前記駆動線又
は信号線が断線箇所を有する場合、この断線した配線と
前記予備配線とのクロス部を電気的に接続することによ
って、開口率を減らすことなく、配線の断線による製作
プロセスの歩留まり低下を防止する。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。
【0019】〔実施形態1〕図1は、本発明の光電変換
装置の第1の実施形態を示す等価回路図である。P11
〜P44は光電変換素子又は放射線検出素子などの、エ
ネルギーを電荷に変換する半導体変換素子、T11〜T
44はTFTなどのスイッチ素子である。TFTのゲー
ト電極は、共通の駆動配線であるゲート線Vg1〜Vg
4に接続されている。Vg1〜Vg4は、TFTのO
N、OFFを制御するゲート駆動装置に接続されてい
る。又、各TFTのソース若しくはドレイン電極は、共
通の信号線Sig1〜Sig4に接続されており、Si
g1〜Sig4は読み出し装置に接続されている。
【0020】更に、ゲート駆動装置に接続された予備配
線(Vg冗長配線)は、Vg線の冗長配線の役割を果た
し、画素エリア外で、各Vg線とクロス部を形成する。
又、読み出し装置に接続された予備配線(Sig冗長配
線)は、Sig線の冗長配線の役割を果たし、画素エリ
ア外で、各Sig線とクロス部を形成する。
【0021】ここで、Vg冗長配線は、Vg冗長配線X
とVg冗長配線Yとから成り、図中のC点でコンタクト
ホールを介して接合されている。Sig冗長配線は、S
ig冗長配線XとSig冗長配線Yとから成り、図中の
C点でコンタクトホールを介して接合されている。前記
Vg冗長配線及びSig冗長配線は、画素エリア外に形
成される。
【0022】可視光もしくは放射線などの入射によって
半導体変換素子で発生した電荷は、ゲート駆動装置によ
り印加されるゲート駆動パルスによって信号線に転送さ
れ、読み出し装置により読み出される。
【0023】図2は、図1に示した光電変換装置の平面
図である。
【0024】図3は、図1及び図2に示したクロス部G
点の拡大平面図及びその断面図である。図3において、
Vg線とVg冗長配線とは電気的に絶縁され、配線間の
クロス部を形成するように配置されている。このとき半
導体層に関しては、配線に比べて電気伝導度がかなり小
さく、冗長配線とゲート配線の絶縁性が保たれる場合に
は残しておいてもよい。もちろん絶縁性が保たれるのな
らば取り除いてもよい。例えば半導体装置が図13のよ
うな構成になっている場合においては、クロス部は絶縁
層、第1の半導体層、n+型半導体層、もしくはゲート
絶縁層、第2の半導体層、オーミックコンタクト層とう
いように、それぞれの素子構成をそのまま用いればよ
く、余分なプロセスを設けることなく、簡易なプロセス
でクロス部を形成することができる。
【0025】図4は、図1及び図2に示したクロス部S
点の拡大平面図及びその断面図である。図4において、
Sig線とSig冗長配線とは電気的に絶縁され、配線
間のクロス部を形成するように配置されている。このと
き同様に、半導体層、n+型半導体層に関しては、配線
に比べて電気伝導度がかなり小さく、冗長配線と信号線
の絶縁性が保たれる場合には残しておいてもよい。もち
ろん絶縁性が保たれるのならば取り除いてもよい。
【0026】ここでは、Vg冗長配線X及びSig冗長
配線XはVg線と同時に形成され、光電変換素子と同様
の膜を絶縁層としており、Vg冗長配線Y及びSig冗
長配線YはSig線と同時に形成される。したがって、
各冗長配線を形成するために製造プロセスを増やす必要
はない。
【0027】図1、図2に示したA点のように、ゲート
線Vg4に断線が生じた場合、Vg4とVg冗長配線Y
とのクロス部G点をレーザー照射することにより、ゲー
ト線Vg4とVg冗長配線とが電気的に接続される。よ
って、断線した配線(ゲート線Vg4)上のT14、T
24、T34にも、Vg冗長配線を介してゲート駆動パ
ルスが印加される。
【0028】又、図1、図2に示したB点のように、信
号線Sig1に断線が生じた場合、Sig1とSig冗
長配線Xとのクロス部S点をレーザー照射することによ
り、信号線Sig1とSig冗長配線とが電気的に接続
される。よって、断線した配線(信号線Sig1)上の
T12、T13、T14においても、ゲート駆動装置に
より印加されるゲート駆動パルスによって転送された電
荷が、Sig冗長配線を介して読み出し装置により読み
出される。
【0029】つまり、従来ならば断線が起こった際に、
その配線に接続されている全ての素子を使うことが不可
能となり、パネル自体の歩留まりが低下していたが、本
実施形態によれば、断線してもその断線した配線に接続
されている素子を使うことができ、歩留まり確保のため
に線幅を太くする必要がないため、光電変換素子部の開
口率を減らすことなく、Vg線又はSig線の断線によ
る歩留りの低下を防ぐことができる。
【0030】本実施形態では、予備配線として、Vg冗
長配線とSig冗長配線の2本を配置したが、どちらか
1本でもそれぞれ同様の効果が得られるため、各配線の
断線数に応じてその数と用途を選択すればよい。
【0031】〔実施形態2〕図5は、本発明の光電変換
装置の第2の実施形態を示す等価回路図である。P01
〜P54は光電変換素子又は放射線検出素子などの半導
体変換素子、T01〜T54はTFTなどのスイッチ素
子である。各TFTのゲート電極は、共通の駆動配線で
あるゲート線Vg1〜Vg4又はVg5〜Vg8に接続
されている。Vg1〜Vg4はTFTのON、OFFを
制御するゲート駆動装置1に、同様にVg5〜Vg8は
ゲート駆動装置2に接続されている。又、各TFTのソ
ース若しくはドレイン電極は共通の信号線Sig0〜S
ig5に接続されており、Sig0〜Sig5は読み出
し装置に接続されている。
【0032】更に、読み出し装置には予備配線が3本接
続されている。すなわち、Sig線の冗長配線としての
Sig冗長配線1、2、3である。Sig冗長配線1
は、Sig0,1と、Sig冗長配線2はSig2,3
と、Sig冗長配線3はSig4,5と、それぞれ絶縁
基板の端部でクロス部を形成する。
【0033】ここで、各Sig冗長配線は、Sig冗長
配線XとSig冗長配線Yとから成り、図中のC点で接
合されている。入射する可視光もしくは放射線などによ
って半導体変換素子で発生した電荷は、ゲート駆動装置
により印加されるゲート駆動パルスによって信号線に転
送され、読み出し装置により読み出される。
【0034】尚、各Sig線と各Sig冗長配線とは電
気的に絶縁され、配線間のクロス部を形成するように配
置されている。
【0035】B点のように、信号線Sig1に断線が生
じた場合、Sig1とSig冗長配線1とのクロス部S
点をレーザー照射することにより、Sig1とSig冗
長配線1とが電気的に接続される。よって、断線した配
線(信号線Sig1)上のT12、T13、T14にお
いても、ゲート駆動装置により印加されるゲート駆動パ
ルスによって転送された電荷が、Sig冗長配線1を介
して読み出し装置により読み出される。
【0036】つまり、Sig線の断線による歩留りの低
下を防ぐことができる。更に、本実施形態のように複数
の冗長配線を形成することにより、断線が複数発生する
場合でも、歩留りの低下を防止できる。
【0037】本実施形態では、予備配線を読み出し装置
に接続したが、Vg線の断線が複数発生する場合は、予
備配線をゲート駆動装置に接続し、Vg線の冗長配線と
する等、各配線の断線数に応じてその数と用途を選択す
ることができる。
【0038】〔実施形態3〕図6は、本発明の光電変換
装置の第3の実施形態を示す等価回路図である。P11
〜P44は光電変換素子又は放射線検出素子などの半導
体変換素子、T11〜T44はTFTなどのスイッチ素
子である。TFTのゲート電極は、共通の駆動配線であ
るゲート線Vg1〜Vg4に接続されている。Vg1〜
Vg4は、TFTのON、OFFを制御するゲート駆動
装置に接続されている。又、各TFTのソース若しくは
ドレイン電極は共通の信号線Sig1〜Sig4に接続
されており、Sig1〜Sig4は読み出し装置に接続
されている。
【0039】更に、ゲート駆動装置に接続された予備配
線(Vg冗長配線)は、Vg線の冗長配線の役割を果た
し、画素エリア外で、各Vg線とクロス部を形成する。
又、読み出し装置に接続された予備配線(Sig冗長配
線)は、Sig線の冗長配線の役割を果たし、画素エリ
ア外で、各Sig線とクロス部を形成する。
【0040】ここで、Vg冗長配線は、Vg冗長配線X
とVg冗長配線Yとから成り、図中のC点で接合されて
いる。Sig冗長配線は、Sig冗長配線XとSig冗
長配線Yとから成り、図中のC点で接合されている。
【0041】入射する可視光や放射線によって半導体変
換素子で発生した電荷は、ゲート駆動装置により印加さ
れるゲート駆動パルスによって信号線に転送され、読み
出し装置により読み出される。
【0042】尚、Vg線とVg冗長配線は電気的に絶縁
され、配線間のクロス部を形成するように配置されてい
る。又、Sig線とSig冗長配線とは、電気的に絶縁
され、配線間のクロス部を形成するように配置されてい
る。
【0043】A点のように、ゲート線Vg4に断線が生
じた場合、Vg4のパッド部Pvg4とVg冗長配線と
の間に電圧を加えることにより、Vg4とVg冗長配線
との間にある絶縁膜が破壊され、クロス部G点が電気的
に接続される。よって、断線した配線(ゲート線Vg
4)上のT14、T24、T34にも、Vg冗長配線を
介してゲート駆動パルスが印加される。
【0044】又、B点のように、信号線Sig1に断線
が生じた場合、Sig1のパッド部Psig1とSig
冗長配線との間に電圧を加えることにより、絶縁層が破
壊されてクロス部S点が電気的に接続される。よって、
断線した配線(信号線Sig1)上のT11、T12、
T13、T14においても、ゲート駆動装置により印加
されるゲート駆動パルスによって転送された電荷が、S
ig冗長配線を介して読み出し装置により読み出され
る。
【0045】つまり、パッド部を設けそこに電圧を印加
することによって冗長配線と駆動線もしくは信号線との
絶縁を破壊し、冗長配線との電気接続を行っている。こ
のようにパッド部を設けることによって、このパッド部
を断線の検査にも用いることができ、検査した後に、検
査時よりも大きな電圧を印加して絶縁破壊すればよい。
本実施形態の構成によれば、Vg線の断線、Sig線の
断線による歩留りの低下を防ぐことができる。更に、本
実施形態では、予備配線を画素エリア外に配置している
ため、光電変換素子の開口率を減少させることもない。
【0046】本実施形態では、予備配線として、Vg冗
長配線とSig冗長配線の2本を配置したが、どちらか
1本でもそれぞれ同様の効果が得られるため、各配線の
断線数に応じてその数と用途を選択することができる。
【0047】〔実施形態4〕図7は、本発明の光電変換
装置の第4の実施形態を示す等価回路図である。P11
〜P44は光電変換素子又は放射線検出素子などの半導
体変換素子、T11〜T44はTFTなどのスイッチ素
子である。TFTのゲート電極は、共通の駆動配線であ
るゲート線Vg1〜Vg4に接続されている。Vg1〜
Vg4は、TFTのON、OFFを制御するゲート駆動
装置に接続されている。又、各TFTのソース若しくは
ドレイン電極は、共通の信号線Sig1〜Sig4に接
続されており、Sig1〜Sig4は読み出し装置に接
続されている。
【0048】更に、予備配線(Vg冗長配線)は、基準
電位(例えばGND)に接続され、Vg線の冗長配線と
されており、画素エリア外で各Vg線とクロス部を形成
する。
【0049】ここで、Vg冗長配線は、Vg冗長配線X
とVg冗長配線Yとから成り、図中のC点で接合されて
いる。
【0050】可視光もしくは放射線などの入射によって
半導体変換素子で発生した電荷は、ゲート駆動装置によ
り印加されるゲート駆動パルスにより信号線に転送さ
れ、読み出し装置により読み出される。
【0051】尚、Vg線とVg冗長配線とは電気的に絶
縁され、配線間のクロス部を形成するように配置されて
いる。
【0052】A点のように、ゲート線Vg4に断線が生
じた場合、Vg4とVg冗長配線Yとのクロス部G点を
レーザー照射することにより、Vg4とVg冗長配線Y
とが電気的に接続される。よって、断線した配線(ゲー
ト線Vg4)上のT14、T24、T34の電位を固定
でき、断線した配線(ゲート線Vg4)の電位が不安定
になって周囲の画素に悪影響を及ぼすことを防止でき
る。
【0053】更に、本実施形態では、予備配線を画素エ
リア外に配置しているため、光電変換素子の開口率を減
少させることもない。又、前記クロス部G点を電気的に
接続する方法としては、第3の実施形態に示したよう
な、電圧を加えて絶縁膜を破壊する方法を用いても良
い。
【0054】本実施形態では、予備配線としてVg冗長
配線を1本配置したが、Sig線の冗長配線を一本配置
する、又は予備配線を2本配置してそれぞれをVg冗長
配線、Sig冗長配線とする等、各配線の断線数に応じ
てその数と用途を選択することができる。
【0055】〔実施形態5〕図8は、本発明の光電変換
装置の第5の実施形態を示す等価回路図である。P11
〜P44は光電変換素子又は放射線検出素子などの半導
体変換素子、T11〜T44はTFTなどのスイッチ素
子である。TFTのゲート電極は、共通の駆動配線であ
るゲート線Vg1〜Vg4に接続されている。Vg1〜
Vg4はTFTのON、OFFを制御するゲート駆動装
置に接続されている。又、各TFTのソース若しくはド
レイン電極は共通の信号線Sig1〜Sig4に接続さ
れており、Sig1〜Sig4は読み出し装置に接続さ
れている。
【0056】更に、ゲート駆動装置に接続された予備配
線(Vg冗長配線)が複数本(ここでは4本)存在し、
それぞれがVg線の冗長配線の役割を果たし、絶縁基板
との端部で、各Vg線とクロス部を形成する。
【0057】ここで、Vg冗長配線は、Vg冗長配線X
とVg冗長配線Yとから成り、図中のC点で接合されて
いる。
【0058】入射する可視光や放射線によって半導体変
換素子で発生した電荷は、ゲート駆動装置により印加さ
れるゲート駆動パルスによって信号線に転送され、読み
出し装置により読み出される。
【0059】尚、Vg線とVg冗長配線とは電気的に絶
縁され、配線間のクロス部を形成するように配置されて
いる。
【0060】A点のように、ゲート線Vg4に断線が生
じた場合、Vg4とVg冗長配線4Yとのクロス部G点
をレーザー照射することにより、Vg4とVg冗長配線
4Yとが電気的に接続される。よって、断線した配線
(ゲート線Vg4)上のT14、T24、T34にも、
Vg冗長配線4Yを介してゲート駆動パルスが印加され
る。したがって、配線の断線による歩留りの低下を防ぐ
ことができる。
【0061】又、前記クロス部G点を電気的に接続する
方法としては、第3の実施形態に示したような、電圧を
加えて絶縁膜を破壊する方法を用いても良い。
【0062】本実施形態では、予備配線として、Vg冗
長配線を4本配置したが、Sig冗長配線を配置する
等、各配線の断線数に応じて、その数と用途を選択でき
る。
【0063】〔実施形態6〕図9は、本発明の第6の実
施形態である放射線検出装置の模式的な断面図であり、
図10は、その平面図である。本実施の形態の放射線検
出装置は、少なくともTFTを有した二次元TFTアレ
イに、アモルファスセレン(a−Se)を蒸着したもの
やGaAs基板を貼り合わせた構造等のように放射線を
直接電荷に変換するエネルギー変換体を備えている。
【0064】図9には共通電極101とエネルギー変換
体102で変換された電荷を収集する電荷収集用電極1
03と、電荷収集用電極103で収集された電荷を蓄積
する蓄積容量104と、蓄積容量104で蓄積された電
荷の読み出しを制御するスイッチ素子105とを示して
いる。この際、電荷収集用電極103を複数に分割する
ことにより複数の画素を形成している。
【0065】図10には、電荷収集用電極103等を複
数備えた画素領域100と、画素領域100から読み出
された電荷を増幅するアンプ201及びコンデンサCR
0〜CR3を有する積分回路202と画素領域100と
積分回路202とを接続するデータ信号ラインD0〜D
3とTFT105のゲート端子に接続されたゲート駆動
ラインG1〜G3とを示している。ここで、D0はD0
XとD0Yから成る予備配線、すなわち冗長配線であ
り、D0XとD0Yは絶縁膜を介して上下に配置されて
おり、図中Cで接続されている。また、D0は各データ
信号ラインD1〜D3と画素領域以外で上下にクロス部
を有しており、各クロス部は電気的に絶縁されている。
【0066】図10の断線Vに示すように、D2に断線
が生じた場合、クロス部Zをレーザー照射することによ
って、D2とD0が電気的に接続されるため、断線した
配線においても電荷の読み出しが可能となる。すなわ
ち、データ信号ラインの断線による歩留まりの低下を防
止することができる。
【0067】本実施形態では予備配線、すなわち冗長配
線をデータ信号ラインに接続する構成としたが、ゲート
駆動ラインに接続する構成であってもよいし、両者が接
続される構成にしてもよい。
【0068】〔実施形態7〕次に、本発明による半導体
装置を用いた、X線等の放射線を検出する放射線検出装
置の実装例及びそれを用いた放射線撮像システムについ
て説明する。放射線撮像システムの一例として、X線診
断システムを説明する。
【0069】図11(a),(b)は本発明による半導
体装置に蛍光体層を接着し、X線等の放射線を検出する
放射線検出装置の実装例の模式的構成図及び模式的断面
図である。
【0070】光電変換素子とTFTはa−Si(アモル
ファスシリコン)センサ基板6011内に複数個形成さ
れ、シフトレジスタSR1と検出用集積回路ICが実装
されたフレキシブル回路基板6010が接続されてい
る。フレキシブル回路基板6010のa−Siと反対側
は回路基板PCB1、PCB2に接続されている。前記
a−Siセンサ基板6011の複数枚が基台6012の
上に接着され大型の光検出装置を構成する基台6012
の下には処理回路6018内のメモリ6014をX線か
ら保護するため鉛板6013が実装されている。a−S
iセンサ基板6011上には入射した電磁波を可視光に
変換するための波長変換体である蛍光体6030たとえ
ばCsIが、蒸着されている。ここで、放射線に関して
直接感応性のある半導体材料を用いるなどすれば、特に
蛍光体などの波長変換体を設ける必要はない。図11
(b)に示されるように全体をカーボンファイバー製の
ケース6020に収納している。
【0071】図12は上記の放射線検出装置のX線診断
システムへの応用例を示したものである。
【0072】X線チューブ6050で発生したX線60
60は患者あるいは被験者6061の胸部6062を透
過し、光検出装置6040に入射する。この入射したX
線には患者6061の体内部の情報が含まれている。X
線の入射に対応して蛍光体は発光し、これを光電変換し
て、電荷などの電気的情報を得る。この情報はディジタ
ル変換されイメージプロセッサ6070により画像処理
され制御室のディスプレイ6080で観察できる。
【0073】また、この情報は電話回線6090等の伝
送手段により遠隔地へ転送でき、別の場所のドクタール
ームなどディスプレイ6081に表示もしくは光ディス
ク等の保存手段に保存することができ、遠隔地の医師が
診断することも可能である。またフィルムプロセッサ6
100によりフィルム6110に記録することもでき
る。
【0074】なお、放射線とはX線やα,β,γ線等を
いい、光は光電変換素子により検出可能な波長領域の電
磁波であり、可視光を含む。
【0075】
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、画素エリ
ア外に冗長配線を形成することにより、以下のような効
果をもつ。
【0076】まず、各配線幅を太くする必要がないた
め、Sig線とVg線のクロス部のような上下の金属配
線間に形成されるコンデンサのキャパシタンスを増加さ
せることなく、歩留りの低下を防ぐことができる。つま
り、転送する信号の感度が減少することがない。又、光
電変換素子の開口率が減少することもない。
【0077】更に、冗長配線を基準電位(例えばGN
D)に接続することによって、断線した配線の電位を固
定できることから、断線した配線の電位が不安定になっ
て周囲の画素に悪影響を及ぼすことを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光電変換装置の第1の実施形態を示す
等価回路図
【図2】本発明の光電変換装置の第1の実施形態を示す
平面図
【図3】図1、図2中のクロス部G点の拡大平面図及び
その断面図
【図4】図1、図2中のクロス部S点の拡大平面図及び
その断面図
【図5】本発明の光電変換装置の第2の実施形態を示す
等価回路図
【図6】本発明の光電変換装置の第3の実施形態を示す
等価回路図
【図7】本発明の光電変換装置の第4の実施形態を示す
等価回路図
【図8】本発明の光電変換装置の第5の実施形態を示す
等価回路図
【図9】本発明の第6の実施形態である放射線検出装置
の模式的な断面図
【図10】図9に示す放射線検出装置の平面図
【図11】本発明によるX線検出装置の実装例の模式的
構成図及び模式的断面図
【図12】本発明によるX線検出装置のX線診断システ
ムへの応用例を示す図
【図13】従来の光電変換装置の等価回路図
【図14】図13に示す光電変換装置の平面図
【図15】従来の光電変換装置の1画素の層構成を示す
平面図及び断面図
【符号の説明】
TFT 薄膜トランジスタ Vg線 ゲート線 Sig線 信号線 P01〜P54 光電変換素子(ここではフォトダイオ
ード) T01〜T54 薄膜トランジスタ(TFT) Vg1〜Vg8 共通のゲート線 Vg冗長配線1〜4 Vg線の冗長配線 Vg冗長配線X Vg冗長配線のX方向の配線 Vg冗長配線Y Vg冗長配線のY方向の配線 Sig1〜Sig4 共通の信号線 Sig冗長配線1〜3 Sig線の冗長配線 Sig冗長配線X Sig冗長配線のX方向の配線 Sig冗長配線Y Sig冗長配線のY方向の配線 G Vg線とVg冗長配線のクロス部 S Sig線とSig冗長配線のクロス部 A Vg線の断線個所 B Sig線の断線個所 C Vg冗長配線XとVg冗長配線Yとの接合部分 Sig冗長配線XとSig冗長配線Yとの接合部分 Pvg1〜4 Vg線のパッド部 Psig〜4 Sig線のパッド部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G01T 7/00 H04N 5/32 5F033 H01L 21/3205 5/335 U 5F088 27/146 7/18 L 31/09 H01L 27/14 K H04N 5/32 C 5/335 21/88 Z 7/18 31/00 A Fターム(参考) 2G065 AA04 AB04 BA03 BA34 BC02 BC03 BE01 2G088 FF02 GG19 GG21 JJ05 JJ33 JJ37 4M118 AA10 AB01 BA05 CA02 CB02 CB05 EA05 FB09 FB10 FB13 FB16 GA10 HA20 HA22 5C024 AX12 AX16 CX41 CY47 5C054 CA02 DA09 GA02 GB01 HA12 5F033 HH00 KK00 UU04 VV06 VV15 XX36 5F088 AA01 AB05 BA20 BB03 BB07 EA04 EA08 GA04 KA03 LA08

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁基板上に、エネルギーを電荷に変換
    する複数個の半導体変換素子と、スイッチ素子と、それ
    らの素子に駆動信号を供給する駆動線(Vg線)と、前
    記半導体変換素子にて変換された電荷を読み出す信号線
    (Sig線)とを有する半導体装置において、 前記素子を駆動するための駆動予備配線(Vg冗長配
    線)と、前記電荷を読み出すための信号予備配線(Si
    g冗長配線)とを、いずれか一方又は両方を有し、 前記駆動予備配線(Vg冗長配線)は駆動線(Vg線)
    と、前記信号予備配線(Sig冗長配線)は信号線(S
    ig線)と、それぞれ配線間にクロス部を形成し、 各クロス部が電気的に絶縁されるように配置されている
    ことを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記駆動線又は信号線が断線箇所を有す
    る場合、この断線した配線と前記予備配線とのクロス部
    を電気的に接続することを特徴とする請求項1記載の光
    電変換装置。
  3. 【請求項3】 前記断線した配線と前記予備配線とのク
    ロス部をレーザー照射することにより、前記断線した配
    線と前記予備配線とを電気的に接続することを特徴とす
    る請求項2記載の光電変換装置。
  4. 【請求項4】 前記断線した配線と前記予備配線との間
    に電圧を加えることにより、そのクロス部を電気的に接
    続することを特徴とする請求項2記載の光電変換装置。
  5. 【請求項5】 前記駆動線又は信号線に、前記予備配線
    との接続のためのパッド部を有することを特徴とする請
    求項1記載の光電変換装置。
  6. 【請求項6】 前記予備配線が基準電位に接続されてい
    ることを特徴とする請求項1記載の光電変換装置。
  7. 【請求項7】 前記基準電位が接地電位であることを特
    徴とする請求項6記載の光電変換装置。
  8. 【請求項8】 前記駆動線又は信号線と、それらの予備
    配線とのクロス部は、半導体層を介して構成されている
    ことを特徴とする請求項1記載の光電変換装置。
  9. 【請求項9】 入射した電磁波の波長を変換して出射す
    る波長変換体を備え、 この変換後の波長の電磁波を前記半導体変換素子にて電
    荷に変換することを特徴とする請求項1記載の半導体装
    置。
  10. 【請求項10】 絶縁基板上に第1の電極層、絶縁層、
    第1の半導体層、n+型半導体層、第2の電極層から構
    成される半導体変換素子と、ゲート電極層、ゲート絶縁
    層、第2の半導体層、オーミックコンタクト層から成る
    スイッチTFTと、前記半導体変換素子及びスイッチT
    FTに駆動信号を供給する駆動線と、前記半導体変換素
    子にて変換された電荷を読み出す信号線とを有する半導
    体装置において、 前記素子を駆動するための駆動予備配線と、前記電荷を
    読み出すための信号予備配線とを、いずれか一方又は両
    方を有し、 前記駆動予備配線は駆動線と、前記信号予備配線は信号
    線と、それぞれ配線間にクロス部を形成し、 各クロス部は、前記絶縁層、第1の半導体層、n+型半
    導体層又はゲート絶縁層、第2の半導体層、オーミック
    コンタクト層から構成されることを特徴とする半導体装
    置。
  11. 【請求項11】 共通電極と、放射線を電荷に変換する
    エネルギー変換体と、この変換された電荷を収集する複
    数の電極と、この収集された電荷を蓄積する容量素子
    と、この蓄積された電荷を読み出すためのトランジスタ
    と、前記蓄積された電荷を読み出すためのデータ信号線
    と、前記トランジスタに接続されたゲート駆動線とを有
    する放射線検出装置において、 前記データ信号線又はゲート駆動線と複数のクロス部を
    有する予備配線を備えることを特徴とする放射線検出装
    置。
  12. 【請求項12】 前記エネルギー変換体は、アモルファ
    スセレン、GaAsからなることを特徴とする請求項1
    1記載の放射線検出装置。
  13. 【請求項13】 被験者または被験物に放射線を照射す
    るための放射線源と、 この放射線を検出する請求項1ないし10のいずれかに
    記載の半導体装置、又は請求項11若しくは12に記載
    の放射線検出装置装置と、 この検出された信号をディジタル変換して画像処理する
    画像処理手段と、 この処理された画像を表示する表示手段とを備えること
    を特徴とする放射線撮像システム。
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