JP2002314121A

JP2002314121A - 電磁波検出器

Info

Publication number: JP2002314121A
Application number: JP2001329836A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Izumi; 良弘和泉
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2001-02-07
Filing date: 2001-10-26
Publication date: 2002-10-25
Anticipated expiration: 2021-10-26
Also published as: JP3594134B2

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体膜の剥がれを防止できるようにする。【解決手段】絶縁基板２１と、この絶縁基板２１の上
方に形成された電荷蓄積容量２３と、電荷蓄積容量２３
の上方に形成され、電荷蓄積容量２３と接続されている
電荷収集電極２４と、電荷収集電極２４上に積層され、
電磁波導電性を有する半導体膜１２とを備えている。電
荷収集電極２４には、半導体膜の剥がれを防止するため
に、凹部と凸部との少なくとも一方からなり、半導体膜
１２と電荷収集電極２４との接続強度増強専用の凹凸部
４１が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線等の放射線、
可視光あるいは赤外光等の電磁波を検出する電磁波検出
器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、Ｘ線などの電磁波を感知して電荷
（電子−正孔のペア）を発生する半導体膜、即ち電磁波
導電性を有する半導体膜と画素電極（電荷収集電極）等
からなる半導体センサーとを二次元状に配置するととも
に、各画素電極にスイッチング素子を設けた二次元の電
磁波検出器が知られている。この電磁波検出器では、各
行毎にスイッチング素子を順次オンにして各列毎に上記
電荷を読み出すようになっている。

【０００３】例えば、文献「D.L.Lee,et al., “A New
Digital Detector for ProjectionRadiografy”,SPIE,2
432,pp.237-249,1995」には、上記電磁波検出器に相当
する二次元画像検出器についての具体的な構造や原理が
記載されている。この二次元画像検出器の原理を図８を
参照して説明する。

【０００４】電磁波導電性を示すＳｅから成る半導体膜
１０１の上層には、共通となる単一のバイアス電極１０
２が形成され、下層には複数の電荷収集電極１０３が形
成されている。これら電荷収集電極１０３は、それぞれ
電荷蓄積容量（Ｃｓ）１０４およびＴＦＴ素子（アクテ
ィブ素子）１０５に接続されている。なお、半導体膜１
０１とバイアス電極１０２との間、および半導体膜１０
１と電荷収集電極１０３との間には、電荷阻止層として
それぞれ誘電層１０６、１０７が必要に応じて設けられ
る。また、１０８は絶縁基板であり、バイアス電極１０
２には高圧電源１０９が接続される。

【０００５】このような二次元画像検出器では、Ｘ線な
どの電磁波が入射すると、半導体膜１０１内で電荷（電
子−正孔のペア）が発生する。このとき、半導体膜１０
１と電荷蓄積容量１０４とは、電気的に直列に接続され
た構造になっている。したがって、バイアス電極１０２
にバイアス電圧を印加しておくと、半導体膜１０１で発
生した電荷（電子−正孔のペア）はそれぞれ＋電極側と
−電極側に移動し、その結果、電荷蓄積容量１０４に電
荷が蓄積される仕組みになっている。

【０００６】電荷蓄積容量１０４に蓄積された電荷は、
ＴＦＴ素子１０５をオンにすることで外部に取り出すこ
とができる。このように、二次元画像検出器では、電荷
収集電極１０３、電荷蓄積容量１０４およびＴＦＴ素子
１０５を二次元状に配置し、線順次に電荷を読み出して
いくことで検出対象である電磁波の二次元情報を得るこ
とが可能となる。

【０００７】一般に、電磁波導電性を有する半導体膜１
０１としては、Ｓｅ、ＣｄＴｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＰｂＩ
₂ 、ＨｇＩ₂ 、ＳｉＧｅ、Ｓｉ等が使用される。この中
で、Ｓｅ膜（特に非晶質のａ−Ｓｅ膜）は、低い暗電流
（リーク電流）特性を有し、真空蒸着法により低温で大
面積成膜が可能なことから、アクティブマトリクス基板
１１０（図８参照）上に直接半導体膜１０１を形成する
構造の電磁波検出器（特にＸ線検出器）に広く使用され
ている。

【０００８】図９には上記電磁波検出器の構成をさらに
詳細に示すものとして、電磁波検出器の１画素当たりの
縦断面を示す。同図において、アクティブマトリクス基
板１１０では、例えばガラス基板からなる絶縁基板１０
８上に、ゲート電極１１１、電荷蓄積容量（Ｃｓ）電極
１１２、ゲート絶縁膜１１３、接続電極（ドレイン電
極）１１４、データ電極（ソース電極）１１５、絶縁保
護膜１１６、ＴＦＴ素子１０５、層間絶縁膜１１７、お
よび電荷収集電極（画素電極）１０３などが形成されて
いる。上記層間絶縁膜１１７にはコンタクトホール１１
８が形成され、このコンタクトホール１１８により電荷
収集電極１０３が接続電極１１４と接続されている。電
磁波検出器では、さらにこのようなアクティブマトリク
ス基板１１０上に、半導体膜１０１およびバイアス電極
１０２が形成されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の電磁
波検出器に用いるアクティブマトリクス基板１１０は、
通常、ガラス基板を絶縁基板１０８とし、その上に金属
膜（ＡｌあるいはＴａなど）、半導体膜（ａ−Ｓｉある
いはｐ−Ｓｉなど）、絶縁膜（ＳｉＮｘやＳｉＯｘ）を
成膜して所定の形状にパターニングすることで、電気配
線やＴＦＴ素子１０５などの要素部材が構成されてい
る。

【００１０】しかしながら、例えば、ガラス基板を絶縁
基板１０８としたアクティブマトリクス基板１１０上
に、半導体膜１０１としてａ−Ｓｅ膜が成膜された電磁
波検出器の場合、ガラス基板の熱膨張係数３〜８（×１
０^-6／℃）とＳｅ膜の熱膨張係数３０〜５０（×１０^-6
／℃）とが約１桁の差を有するため、環境温度の変化に
伴いａ−Ｓｅ膜が剥離しやすくなる。この剥離（膜剥が
れ）現象は、電磁波検出器が大画面化した際には、ａ−
Ｓｅ膜と絶縁基板１０８との間での熱膨張量の差が大き
くなることや、絶縁基板１０８の反りによって特に顕著
となる。

【００１１】上記のようにしてａ−Ｓｅ膜が剥離した場
合には、例えばＸ線の照射によりａ−Ｓｅ膜で発生した
電荷が、ＴＦＴ素子１０５の電荷収集電極１０３に到達
できず、Ｘ線の検出が不能となる。

【００１２】したがって、本発明の電磁波検出器は、半
導体膜の剥がれを防止できるようにすることを目的とし
ている。

【００１３】

【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、本発明の電磁波検出器は、絶縁基板と、この絶縁
基板の上方に形成された電荷蓄積容量と、前記電荷蓄積
容量の上方に形成され、前記電荷蓄積容量と接続されて
いる電荷収集電極と、前記電荷収集電極上に積層され、
電磁波導電性を有する半導体層とを備えている電磁波検
出器において、前記電荷収集電極には、凹部と凸部との
少なくとも一方からなり、前記半導体層と電荷収集電極
との接続強度増強専用の凹凸部が形成されていることを
特徴としている。

【００１４】上記の構成によれば、電荷収集電極に形成
されている凹凸部は、半導体層と電荷収集電極との接続
強度増強専用のものであるので、形成領域、個数あるい
は形状等において制約を受け難く、半導体層と電荷収集
電極との接続強度増強のみを目的として最良の状態で形
成することができる。

【００１５】そして、半導体層は、電荷収集電極の凹凸
部に対して嵌合した状態で接合されている。したがっ
て、半導体層は実質的に広い面積にて電荷収集電極と接
合し、かつその接合部にはアンカー効果が生じている。
この結果、半導体層と絶縁基板との間に熱膨張係数の大
幅な差がある場合であっても、半導体層の剥離を防止す
ることができる。

【００１６】上記の電磁波検出器において、前記電荷収
集電極の下層には、前記凹凸部に対応する凹凸部を有す
る有機絶縁層が設けられている構成としてもよい。

【００１７】上記の構成によれば、例えば０．１〜０．
２μｍといった膜厚の薄い電荷収集電極を用いたとして
も、有機絶縁層に凹凸部を形成し、その上に電荷収集電
極を形成することにより、０．３〜１０μｍ程度の高さ
あるいは深さを有する凹凸部を容易に形成することがで
きる。また、絶縁層として有機絶縁層を用いることで、
例えば簡単な熱処理により、有機絶縁層に滑らかな表面
形状を有する凹凸部を容易に形成できる。これにより、
その凹凸部上に形成される電荷収集電極に、断切れとい
った不良が発生する事態を容易に防ぐことができる。

【００１８】本発明の電磁波検出器は、絶縁基板上に、
電荷蓄積容量、格子状に配列された複数の電極配線、こ
れら電極配線の各格子毎に配置されたアクティブ素子、
前記電極配線およびアクティブ素子の上層に設けられた
層間絶縁層、並びにこの層間絶縁層上に形成され、前記
電荷蓄積容量に接続された電荷収集電極を備えているア
クティブマトリクス基板と、前記アクティブマトリクス
基板上の前記電荷収集電極の上層に設けられ、電磁波導
電性を有する半導体層とを備えているアクティブマトリ
クス型の電磁波検出器において、前記電荷収集電極に
は、凹部と凸部との少なくとも一方からなり、前記半導
体層と電荷収集電極との接続強度増強専用の凹凸部が形
成されていることを特徴としている。

【００１９】上記の構成によれば、電荷収集電極に形成
されている凹凸部は、半導体層と電荷収集電極との接続
強度増強専用のものであるので、形成領域、個数あるい
は形状等において制約を受け難く、半導体層と電荷収集
電極との接続強度増強のみを目的として最良の状態で形
成することができる。

【００２０】そして、半導体層は、電荷収集電極の凹凸
部に対して嵌合した状態で接合されている。したがっ
て、半導体層は実質的に広い面積にて電荷収集電極と接
合し、かつその接合部にはアンカー効果が生じている。
この結果、半導体層と絶縁基板との間に熱膨張係数の大
幅な差がある場合であっても、半導体層の剥離を防止す
ることができる。

【００２１】本発明の電磁波検出器は、絶縁基板上に、
電荷蓄積容量、格子状に配列された複数の電極配線、こ
れら電極配線の各格子毎に配置されたアクティブ素子、
前記電極配線およびアクティブ素子の上層に設けられた
層間絶縁層、並びにこの層間絶縁層上に形成され、前記
電荷蓄積容量に接続された電荷収集電極を備えているア
クティブマトリクス基板と、前記アクティブマトリクス
基板上の前記電荷収集電極の上層に設けられ、電磁波導
電性を有する半導体層とを備えているアクティブマトリ
クス型の電磁波検出器において、前記電荷収集電極は、
凹部と凸部との少なくとも一方からなり、前記アクティ
ブ素子および電荷蓄積容量と接続されない領域に形成さ
れた凹凸部を備えていることを特徴としている。

【００２２】上記の構成によれば、半導体層は、電荷収
集電極の凹凸部に対して嵌合した状態で接合されてい
る。したがって、半導体層は実質的に広い面積にて電荷
収集電極と接合し、かつその接合部にはアンカー効果が
生じている。この結果、半導体層と絶縁基板との間に熱
膨張係数の大幅な差がある場合であっても、半導体層の
剥離を防止することができる。

【００２３】上記の電磁波検出器において、前記電荷収
集電極には、電気的機能を有する凹部がさらに形成され
ている構成としてもよい。

【００２４】上記の構成によれば、電荷収集電極には、
電気的機能を有する凹部、例えば電荷収集電極を電荷蓄
積容量に接続させるための凹部、あるいは電磁波検出器
がアクティブ素子を有する場合に、電荷収集電極をアク
ティブ素子に接続させるための凹部、あるいはこれらの
両者として機能する凹部が形成されている。したがっ
て、これとは別の前記凹凸部は、半導体層の接続強度増
強専用のものとして機能することができる。

【００２５】上記の電磁波検出器において、前記電荷収
集電極には、前記アクティブ素子との接続部となってい
る接続用凹部がさらに形成されている構成としてもよ
い。

【００２６】上記の構成によれば、電荷収集電極には、
アクティブ素子との接続部となっている接続用凹部がさ
らに形成されているので、これとは別の前記凹凸部は、
半導体層の接続強度増強専用のものとして機能すること
ができる。

【００２７】上記の電磁波検出器において、前記層間絶
縁層は、前記凹凸部に対応する凹凸部を有している構成
としてもよい。

【００２８】上記の構成によれば、例えば０．１〜０．
２μｍといった膜厚の薄い電荷収集電極を用いたとして
も、層間絶縁層に凹凸部を形成し、その上に電荷収集電
極を形成することにより、０．３〜１０μｍ程度の高さ
あるいは深さを有する凹凸部を容易に形成することがで
きる。

【００２９】上記の電磁波検出器は、前記層間絶縁層が
有機材料からなる構成としてもよい。

【００３０】上記の構成によれば、層間絶縁層として有
機材料を用いることで、例えば簡単な熱処理により、層
間絶縁層に滑らかな表面形状を有する凹凸部を容易に形
成できる。これにより、その凹凸部上に形成される電荷
収集電極に、断切れといった不良が発生する事態を容易
に防ぐことができる。

【００３１】上記の電磁波検出器において、前記電荷収
集電極は前記アクティブ素子を覆うように前記層間絶縁
層上に配置され、かつ前記凹凸部は、前記アクティブ素
子に対する積層方向において前記アクティブ素子と重合
する領域には存在しない構成としてもよい。

【００３２】上記の構成によれば、電荷収集電極の凹凸
部が例えば凹部からなる場合に、この凹部により電荷収
集電極とアクティブ素子との距離が短くなり、電荷収集
電極の電位がアクティブ素子の動作に悪影響を与えるよ
うな事態を回避することができる。

【００３３】上記の電磁波検出器は、前記電荷収集電極
の表面からの前記凹凸部の高さまたは深さをｄとしたと
きに、０．３μｍ≦ｄ≦１０μｍを満たす構成としても
よい。

【００３４】上記の構成によれば、電荷収集電極の表面
からの凹凸部の高さまたは深さｄを、０．３μｍ≦ｄと
することにより、半導体層と電荷収集電極の凹凸部との
間において十分な接合強度を確実に得ることができる。
また、ｄ≦１０μｍとすることにより、電荷収集電極を
形成した際のカバーレッジが悪化する事態を防止するこ
とができる。

【００３５】上記の電磁波検出器において、前記凹凸部
は、前記電荷収集電極の１０％以上の領域に存在する構
成としてもよい。

【００３６】上記の構成によれば、凹凸部が電荷収集電
極の１０％以上の領域に存在するので、凹凸部による半
導体層と電荷収集電極との接合強度を確実に高めること
ができる。

【００３７】上記の電磁波検出器において、前記凹凸部
は複数個設けられ、それらが不規則に配置されている構
成としてもよい。

【００３８】上記の構成によれば、凹凸部が複数個設け
られ、それらが不規則に配置されているので、凹凸部に
よる半導体と電荷収集電極との間の接合強度が、ある特
定の方向において弱くなるといった事態を防止すること
ができる。

【００３９】上記の電磁波検出器において、前記半導体
層は、Ｓｅを主成分としている構成としてもよい。

【００４０】上記の構成によれば、半導体層がＳｅを主
成分としているので、電荷収集電極上に半導体を形成す
る場合に、例えば真空蒸着法により電荷収集電極上に直
接、低温で大面積成膜が可能となる。この場合、Ｓｅは
一般に電荷収集電極に対して接合強度が低くなり易いも
のの、この接合強度については凹凸部により補われるの
で問題はない。

【００４１】上記の電磁波検出器において、前記電荷収
集電極は、Ａｌを主成分とする導電層である構成として
もよい。

【００４２】上記の構成によれば、Ａｌの熱膨張係数が
その上に形成される例えばＳｅからなる半導体層の熱膨
張係数に比較的近いので、熱膨張による半導体層の剥が
れをさらに確実に防止することができる。

【００４３】上記の電磁波検出器は、前記電荷収集電極
と前記半導体層との間に電荷阻止層を備えている構成と
してもよい。

【００４４】上記の構成によれば、電荷阻止層が半導体
層の暗電流を低減させることにより、電磁波検出器のS/
N比を改善させることができる。

【００４５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図１ない
し図６に基づいて以下に説明する。

【００４６】本実施の形態における電磁波検出器は、図
１に示すように、主な構成要素として、アクティブマト
リクス基板１１、半導体膜（半導体層）１２およびバイ
アス電極（共通電極）１３を備えている。なお、図１は
図２におけるＡ−Ａ線矢視断面図である。アクティブマ
トリクス基板１１にはアクティブマトリクスアレイが形
成されている。半導体膜１２は検出対象の電磁波に感応
して電荷を生成する。バイアス電極１３は半導体膜１２
にバイアス電圧を印加するためのものである。

【００４７】アクティブマトリクス基板１１は、ガラス
あるいはセラミックス等からなる絶縁基板２１を有し、
この絶縁基板２１上に前記アクティブマトリクスアレイ
が形成されている。このアクティブマトリクスアレイで
は、例えばａ−Ｓｉやｐ−Ｓｉを用いたＴＦＴ素子（ア
クティブ素子）２２、電荷蓄積容量（Ｃｓ）２３、電荷
収集電極（画素電極）２４、並びにバスラインを形成す
るゲート電極２５およびデータ（ソース電極）電極２９
などがＸＹマトリクス状に配列され、画素配列領域が構
成されている。

【００４８】上記絶縁基板２１には、無アルカリの低熱
膨張ガラス基板を用いるのが一般的である。また、アク
ティブ素子としては、上記ＴＦＴ素子２２以外に、例え
ばＭＩＭ素子あるいはダイオード素子等であってもよ
い。

【００４９】上記ＸＹマトリクスは、単位格子に相当す
る１画素のサイズが、０．１×０．１ｍｍ² 〜０．３×
０．３ｍｍ² 程度であり、この１画素が５００×５００
〜３０００×３０００画素程度、マトリクス状に配列さ
れたものが一般的である。

【００５０】電磁波導電性を有する半導体膜には、Ｓ
ｅ、ＣｄＴｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＰｂＩ ₂ 、ＨｇＩ₂ 、Ｓ
ｉＧｅ、あるいはＳｉ等を使用することができる。ただ
し、アクティブマトリクスアレイが形成されたアクティ
ブマトリクス基板１１上に直接半導体膜１２が形成され
た構造の電磁波検出器とする場合には、真空蒸着法によ
り低温で大面積成膜が可能なアモルファスＳｅ膜（ａ−
Ｓｅ膜）が最適である。このＳｅ膜からなる半導体膜１
２は、Ｘ線の吸収効率を考慮し、真空蒸着法により膜厚
が約０．５〜１．５ｍｍ、好ましくは１ｍｍになるよう
に成膜する。

【００５１】最上部のバイアス電極１３には、Ａｌ、Ａ
ｕなどからなる導電膜を使用することができる。このバ
イアス電極１３には、外部高圧電源からバイアス電圧が
印加されるようになっている。

【００５２】電荷収集電極２４としては、具体的には、
例えば厚み０．１〜０．２μｍのＡｌ膜、またはＡｌ合
金膜（例えばＡｌ−Ｎｄ、Ａｌ−Ｚｒ合金など）、また
はＡｌと他の導電膜との積層膜（例えばＡｌ／Ｍｏ、Ａ
ｌ／Ｔｉなど）を用いることができる。なお、本実施の
形態では、上記のＡｌ膜およびＡｌ合金膜、およびＡｌ
と他の導電膜との積層膜を併せて「Ａｌを主成分とする
導電膜」と称する。

【００５３】また、一般的には、電荷収集電極２４の材
料として、他にＩＴＯなど各種導電膜を使用することが
可能である。しかしながら、半導体膜１２としてａ−Ｓ
ｅ膜を用いる場合には、ａ−Ｓｅ膜と熱膨張係数が近い
Ａｌ（熱膨張係数：約２４（×１０^-6／℃））やＡｌ合
金などのＡｌを主成分とする導電膜を用いることが望ま
しい。これにより、ａ−Ｓｅ膜、即ち半導体膜１２と電
荷収集電極２４との接合強度が向上する。

【００５４】上記の図１は１画素当たりの電磁波検出器
の構成を示す縦断面図であり、その構成はさらに詳細に
は次のようになっている。アクティブマトリクス基板１
１では、絶縁基板２１上に、ゲート電極２５、電荷蓄積
容量（Ｃｓ）電極２６、電荷蓄積容量２３、ゲート絶縁
膜２７、接続電極（ドレイン電極）２８、データ電極
（ソース電極）２９、ＴＦＴ素子２２、絶縁保護膜３
０、層間絶縁膜（層間絶縁層）３１、および電荷収集電
極（画素電極）２４などが形成されている。なお、ＴＦ
Ｔ素子２２はチャンネル層３２およびコンタクト層３３
を有している。また、層間絶縁膜３１にはコンタクトホ
ール３４が形成され、このコンタクトホール３４により
電荷収集電極２４が接続電極２８と接続されている。そ
して、電磁波検出器では、このようなアクティブマトリ
クス基板１１上に、半導体膜１２およびバイアス電極１
３が形成されている。

【００５５】本実施の形態の電磁波検出器において、上
記の電荷収集電極２４には、凹部と凸部との少なくとも
一方からなる凹凸部４１が形成されている。この凹凸部
４１は、電荷収集電極２４と半導体膜１２との接合強度
を増強する接合増強部として機能する。なお、図１にお
いては、凹凸部４１が凸部からなるものとしているがこ
れは凹部であってよく、さらには凹部および凸部からな
るものであってもよい。例えば、凹凸部４１が凹部から
なる場合、その凹部は、図１において凹凸部４１を構成
する凸部の高さ分ｄだけ電荷収集電極２４の表面から凹
んだ形となる。また、凹凸部４１の個数については特に
限定されず、電荷収集電極２４に対する半導体膜１２の
接合強度を高めることができる適当な個数であればよ
い。本実施の形態において、このような凹凸部４１は、
予め層間絶縁膜３１に凹凸部を形成しておき、この凹凸
部により層間絶縁膜３１上に電荷収集電極２４を形成し
たときに生じるようにしている。

【００５６】図１に示すように、コンタクトホール３４
は、層間絶縁膜３１を貫通し、２８の表面に達してい
る。したがって、コンタクトホール３４の位置の電荷収
集電極２４は、直接的に接続電極２８と接続されてい
る。一方、本実施の形態において、凹凸部４１は、ＴＦ
Ｔ素子２２と導通する接続電極２８と直接的に接続され
ていない。また、凹凸部４１は、他の電極との間で、各
画素において所望の静電容量を得るための電極部分とも
なっていない。即ち、凹凸部４１は、所望の静電容量を
得るための誘電層と直接的に接触していない。このよう
に凹凸部４１は、ＴＦＴ素子２２および電荷蓄積容量２
３と接続されない領域に形成されている。

【００５７】電荷収集電極２４上における上記凹凸部４
１の配設状態は、図２に示すようになっている。なお、
同図は、アクティブマトリクス基板１１における１画素
の構成を示す平面図である。

【００５８】同図において、複数個の凹凸部４１は、電
荷収集電極２４上において、互いに適当な間隔をおいて
分散配置されている。ただし、ＴＦＴ素子２２上の位置
には配されていない。凹凸部４１は、上面から見て円形
をなしているが、その他、楕円形、四角形、ストライプ
形状、格子形状、波線形状など各種のパターンに形成す
ることが可能である。例えば、規則的または不規則的に
凹と凸との少なくとも一方の複数のパターンが電荷収集
電極２４上に配置されるように形成すればよい。

【００５９】なお、凹凸部４１を規則的に配置した場合
に、ある特定の方向に対する接合強度が弱くなるといっ
た問題が発生する場合には、例えば図３に示すように、
凹凸部４１を電荷収集電極２４において不規則（ランダ
ム）に配置すればよい。

【００６０】上記の構成において、電磁波検出器では、
Ｘ線などの電磁波が入射すると、半導体膜１２内で電荷
（電子−正孔のペア）が発生する。このとき、半導体膜
１２と電荷蓄積容量２３とは電気的に直列に接続された
構造になっている。したがって、バイアス電極１３にバ
イアス電圧を印加しておくと、半導体膜１２で発生した
電荷（電子−正孔のペア）はそれぞれ＋電極側と−電極
側に移動する。この結果、電荷蓄積容量２３に電荷が蓄
積される。

【００６１】電荷蓄積容量２３に蓄積された電荷は、Ｔ
ＦＴ素子２２をオンにすることで、データ電極２９を介
して、図示しない外部のアンプ回路に取り出すことがで
きる。このとき、電荷収集電極２４、電荷蓄積容量２３
およびＴＦＴ素子２２は、上述のようにＸＹマトリクス
状に配置されているので、線順次にＴＦＴ素子２２を駆
動して電荷を読み出していくことにより、検出対象であ
る電磁波の二次元情報を得ることが可能となる。

【００６２】次に、本実施の形態の電磁波検出器の製造
方法について説明する。絶縁基板２１としての例えばガ
ラス基板には、例えば無アルカリガラス基板（例えばコ
ーニング社製＃１７３７等）を用いることができる。そ
して、このガラス基板１上にＴａやＡｌ等の金属膜から
なるゲート電極２５および電荷蓄積容量電極２６を形成
する。これらは、ガラス基板上に上記金属膜をスパッタ
蒸着により厚さ約３０００Å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する。

【００６３】次に、ゲート電極２５および電荷蓄積容量
電極２６を覆うようにして、ガラス基板上面のほぼ全面
に、ＳｉＮｘやＳｉＯｘ等からなるゲート絶縁膜２７を
ＣＶＤ法により厚さ約３５００Åに成膜する。このゲー
ト絶縁膜２７は、電荷蓄積容量２３における誘電体とし
ての機能も兼ねている。なお、ゲート絶縁膜２７として
は、ＳｉＮｘやＳｉＯｘに限らず、ゲート電極２５およ
び電荷蓄積容量電極２６を陽極酸化した陽極酸化膜を併
用することもできる。

【００６４】次に、ゲート電極２５の上方に、ゲート絶
縁膜２７を介して、ＴＦＴ素子（ＴＦＴ）２２のチャネ
ル部となるチャンネル層（ｉ層）３２、およびデータ電
極２９と接続電極（ドレイン電極）２８とのコンタクト
を図るためのコンタクト層（ｎ⁺ 層）３３を形成する。
これらはａ−Ｓｉから成り、ＣＶＤ法によりそれぞれ約
１０００Å、約４００Åの厚さになるように成膜し、そ
の後、所望の形状にパターニングすることにより形成す
ることができる。

【００６５】次に、コンタクト層（ｎ⁺ 層）３３上に、
データ電極２９と接続電極（ドレイン電極）２８を形成
する。この接続電極２８は、電荷蓄積容量２３を構成す
る上層側の電極ともなっている。これらデータ電極２９
および接続電極２８は、上記ゲート絶縁膜２７および電
荷蓄積容量電極２６と同様に、ＴａやＡｌ等の金属膜を
スパッタ蒸着により厚さ約３０００Å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する。

【００６６】次に、ＴＦＴ素子２２や電荷蓄積容量２３
等を形成した絶縁基板（ガラス基板）２１のほぼ全面を
覆うようにして、絶縁保護膜３０を形成する。この絶縁
保護膜３０は、ＣＶＤ法にてＳｉＮｘを厚さ約３０００
Åに成膜することにより形成する。なお、コンタクトホ
ール３４が形成される接続電極２８上の部分において
は、ＳｉＮｘを除去しておく。

【００６７】次に、絶縁保護膜３０上の略全面を覆うよ
うにして層間絶縁膜３１を形成する。この層間絶縁膜３
１は、感光性を有するアクリル樹脂をスピナー等の塗布
装置を用いて厚さ約３μｍに成膜することにより形成す
る。感光性を有する有機材料としては、他にもポリイミ
ド樹脂等が使用可能である。

【００６８】その後、所定の遮光パターンを有するフォ
トマスクを用いて、層間絶縁膜３１に露光・現像処理
（フォトリソグラフィ）を施し、コンタクトホール３４
を形成するとともに、図４（ａ）に示すように、凹凸部
４１を形成するための凹凸パターン４２を形成する。な
お、同図においては、簡略化のために層間絶縁膜３１と
絶縁基板２１との間の各層を省略している。

【００６９】コンタクトホール３４では、層間絶縁膜３
１を縦方向に貫通する孔を形成し、下層の接続電極（ド
レイン電極）２８を露出させる。一方、凹凸部４１は、
その最も高い部分と最も低い部分との高低差（図１に示
したｄ）がここでは例えば約１μｍとなるように形成す
る。

【００７０】次に、層間絶縁膜３１に対して必要に応じ
て加熱処理を施し、図４（ｂ）に示すように、上記凹凸
パターン４２の段部を熱だれ現象によって滑らかに整形
し、凹凸パターン４３とする。凹凸パターン４２におけ
るこのような段部の鈍化処理は、層間絶縁膜３１として
有機材料を用いているので、熱処理により容易に行うこ
とができる。この場合には、例えば１００℃のメルト焼
成（ホットプレートで２５０秒加熱）で凹凸パターン４
２の形状を整え、凹凸パターン４３とした後、２００℃
の本焼成（オーブンで１時間加熱）を行うとよい。

【００７１】上記のように凹凸パターン４２の段部の鈍
化処理を行うこと（凹凸パターン４３とすること）によ
り、次段の電荷収集電極２４の形成工程において、図５
（ａ）に示すような電荷収集電極２４の段切れ不良の発
生を防止することができる。したがって、電荷収集電極
２４は、図５（ｂ）に示すように、段切れを生じること
がなく、つながった状態となる。

【００７２】また、さらに後段の、電荷収集電極２４上
に半導体膜１２としての例えばａ−Ｓｅ膜を成膜する工
程において、電荷収集電極２４の表面が上記処理によっ
て滑らかであると、ａ−Ｓｅ膜の異常成長を回避するこ
とができる。仮に、鋭利な突起が電荷収集電極２４の表
面に存在した場合、その突起部分が特異点となり、ａ−
Ｓｅ成膜時にＳｅ膜の異常成長が発生し、半導体特性の
均一性が悪くなることがある。

【００７３】次に、上記複数の凹凸パターン４３および
コンタクトホール３４が形成された層間絶縁膜３１上に
電荷収集電極（画素電極）２４として、導電膜をパター
ン形成する。上記電荷収集電極２４は、コンタクトホー
ル３４を介して、ＴＦＴ素子２２の接続電極（ドレイン
電極）２８と電気的に接続される。このとき、層間絶縁
膜３１に設けられた凹凸パターン４３およびコンタクト
ホール３４形状を反映した電荷収集電極２４を形成する
ことができる。なお、本実施の形態においては、層間絶
縁膜３１に凹凸パターン４３およびコンタクトホール３
４の貫通孔を形成した後、電荷収集電極２４を形成して
いるので、０．１〜０．２μｍといった膜厚の薄い電荷
収集電極２４を用いたとしても、０．３μｍ以上の高さ
を有する凹凸部４１を容易に形成することができる。

【００７４】なお、凹凸部４１を有する電荷収集電極
（画素電極）２４の詳細や、凹凸部４１の他の形成方法
については、液晶表示装置用に開発されている光散乱性
反射板（反射電極）の製造方法を適用することができ
る。例えば、特開２０００−１７１７９３号、特開平６
−７５２３８号あるいは特開平９−９０４２６号などに
記載されている散乱性反射画素電極の製造方法を参考に
することができる。

【００７５】次に、上記のようにして形成したアクティ
ブマトリクス基板１１に対し、画素配列領域（アクティ
ブマトリクス領域）をすべて覆うように、例えばａ−Ｓ
ｅからなる電磁波導電性の半導体膜１２を形成する。こ
の半導体膜１２は、真空蒸着法により、膜厚が約０．５
〜１．５ｍｍ、好ましくは１ｍｍになるように成膜す
る。

【００７６】そして、上記半導体膜１２上のほぼ全面に
Ａｕ、Ａｌなどからなるバイアス電極１３を、真空蒸着
法により約２０００Åの厚さで形成することにより、図
１に示した電磁波検出器を得る。

【００７７】ここで、本実施の形態の電磁波検出器で
は、アクティブマトリクス基板１１における電荷収集電
極（画素電極）２４に、半導体膜１２と電荷収集電極２
４との接合強度を増強する目的で専用の凹凸部４１が意
図的に形成されている。即ち、凹凸部４１においては、
半導体膜１２と電荷収集電極２４とが嵌合状態で接合さ
れている。したがって、本実施の形態の電磁波検出器で
は、電荷収集電極２４の表面が平坦になっている従来構
造（図９）と比較して、上記凹凸部４１により、半導体
膜１２と電荷収集電極２４との接合面積が増大し、かつ
アンカー効果が発生しており、上記両者間の接合強度が
高くなっている。

【００７８】特に、半導体膜１２としてａ−Ｓｅ膜を使
用し、アクティブマトリクス基板１１の絶縁基板２１と
してガラス基板を使用した場合には、ａ−Ｓｅ膜の熱膨
張係数３０〜５０（×１０^-6／℃）がガラス基板の一般
的な熱膨張係数３〜５（×１０^-6／℃）に比べて約１桁
大きくなる。このため、従来構造（図９）の電磁波検出
器では半導体膜１２が剥がれ易いといった問題が生じて
いたが、図１に示す本実施の形態の電磁波検出器では、
このような問題が生じない。また、電磁波検出器を曲げ
るような外力が加わった場合においても、凹凸部４１の
存在により、電磁波検出器の曲げ変形による半導体膜１
２の剥がれを防止することができる。

【００７９】なお、従来文献 "Thin Film Transistor a
rray technology for high performance direct conver
sion X-ray sensors," Proceeding of SPIE, Medical I
maging 1988, Vol.3336, pp.520-528 (1998)に見られる
ように、従来から、表面に凹部を有するアクティブマト
リクス基板、即ち電荷収集電極（画素電極）に凹部を有
するアクティブマトリクス基板を電磁波検出器に用いる
例が存在する。

【００８０】しかしながら、上記従来文献に見られるア
クティブマトリクス基板の表面の凹部は、電荷収集電極
（画素電極）とアクティブ素子（ＴＦＴ素子）との電気
的接続を得るために層間絶縁膜に設けられた孔や、電荷
収集電極（画素電極）を用いて電荷蓄積容量（Ｃst）を
形成するために層間絶縁膜に設けられた孔により生じた
ものである。即ち、上記の従来文献に記載の電荷収集電
極に形成されている凹部は、電気的接続や容量形成を目
的とした電気的機能を有するものである。したがって、
このような凹部は、その形成領域、個数あるいは形状等
において制約を受けやすく、例えば、アクティブマトリ
クス基板の絶縁基板とアクティブマトリクス基板上に形
成された半導体膜との熱膨張係数が大幅に異なる場合に
おいて、半導体膜の剥離に対して十分な防止機能を発揮
することができない。

【００８１】これに対し、本実施の形態の電磁波検出器
は、上記の電気的機能を有する凹部としての少なくとも
上記電気的接続を得るための凹部（電荷収集電極２４と
接続電極２８とを接続させるためのコンタクトホール３
４）や、層間絶縁膜３１の下層に存在する配線等の段差
によって必然的に電荷収集電極に生じる段差（凹凸部）
とは別に、半導体膜１２とアクティブマトリクス基板１
１との接合強度を高めるための専用の凹凸部４１を有し
ている。なお、上記電気的機能を有する凹部とは、電荷
収集電極２４をＴＦＴ素子２２に接続させるもの、電荷
収集電極２４を電荷蓄積容量２３に接続させるもの（あ
るいは電荷蓄積容量２３の電極の一部を構成するも
の）、またはこれら両者の機能を有するもののいずれで
あってもよい。

【００８２】即ち、本実施の形態の電磁波検出器は、電
気的機能を有する凹部（コンタクトホール３４）、およ
び半導体膜１２と電荷収集電極２４との接続強度を増強
させる専用の凹凸部４１を有する電荷収集電極２４を備
えたアクティブマトリクス基板１１を使用し、このアク
ティブマトリクス基板１１の上に半導体膜１２が形成さ
れたものとなっている。

【００８３】上記の実施の形態においては、電荷収集電
極２４に凸部からなる凹凸部４１を有する電磁波検出器
について示したが、電磁波検出器は、図６に示すよう
に、電荷収集電極２４に凹部からなる凹凸部５１を有し
ていてもよい。この電磁波検出器では、層間絶縁膜３１
を貫通する状態に凹部を形成し、その上に電荷収集電極
２４を形成することにより、電荷収集電極２４に凹部か
らなる凹凸部５１を形成している。

【００８４】この電磁波検出器の凹凸部５１による半導
体膜１２と電荷収集電極２４との接続増強機能は前記凹
凸部４１を有する場合と同様であるものの、凹凸部５１
を形成する際に層間絶縁膜３１に凹部を形成する処理を
層間絶縁膜３１にコンタクトホール３４を形成する工程
において行うことができる。したがって、電磁波検出器
の製造工程において、凹凸部５１を形成することによる
工程数の増加を抑制可能である。

【００８５】以上の実施の形態の電磁波検出器におい
て、凹凸部４１、５１により半導体膜１２と電荷収集電
極２４との十分な接合強度を確実に得るには、凹凸部４
１、５１の高さまたは深さはを０．３μｍ以上に設定す
るのが好ましいことが実験により判明した。なお、さら
に好ましくは、０．５μｍ以上である。また、図６に示
したように、凹部からなる凹凸部５１の場合、凹凸部５
１の深さの上限は、層間絶縁膜３１の最大の厚みｔと同
等であり、凹凸部５１として層間絶縁膜３１を貫通する
孔を形成した状態が最大となる。したがって、層間絶縁
膜３１の厚みをｔとした場合、凹凸部５１の有効な範囲
は、０．３μｍ≦ｄ≦ｔとなる。

【００８６】なお、凹凸部４１、５１のサイズや電荷収
集電極２４での存在密度が同じ場合、凹凸部４１、５１
による半導体膜１２と電荷収集電極２４との接触面積の
増大効果、およびアンカー効果は、凹凸部４１、５１の
高さまたは深さが大きいほど大きくなる。したがって、
半導体膜１２の剥離防止の面からは、ｄ＝ｔの場合、即
ち図６に示す構成の場合が最も好ましいと言える。

【００８７】一方で、層間絶縁膜３１の厚みｔが１０μ
ｍより大きくなると、層間絶縁膜３１上に形成する電荷
収集電極２４のカバーレッジが悪くなる傾向が見られ
た。この点からのｔの取り得る範囲は、ｔ≦１０μｍと
なる。したがって、電磁波検出器でのｄの好ましい範囲
は、０．３μｍ≦ｄ≦１０μｍと定めることができる。

【００８８】また、凸部からなる凹凸部４１の場合、ｄ
の上限側は、ｄ≦５μｍとしてもよい。なお、凹凸部４
１、５１の側面の傾斜角は、電荷収集電極２４の表面に
対して、２０〜７０°の範囲とするのが好ましい。

【００８９】次に、電荷収集電極２４における凹凸部４
１、５１の存在密度と接合強度の向上効果との関係につ
いて評価した結果について説明する。例えば、凹凸部４
１として円型ドーム状の凸パターン（直径３μｍ、高さ
２μｍ）をランダムに配置する場合、電荷収集電極２４
の１０％以上の領域に凹凸部４１を存在させることで、
前記接合強度の向上効果が現れることが判明した。

【００９０】また、他の幾つかの試験条件の下で同様の
実験を行ったところ、接合強度の絶対値は異なるもの
の、接合強度の向上効果の点において略同様の結果が得
られた。これより、接合強度を向上させる上において、
凹凸部４１、５１は、電荷収集電極２４に対して１０％
以上の面積割合で存在させることが有効であることが判
明した。なお、さらに好ましくは、３０％以上である。

【００９１】また、凹凸部４１、５１の数を増やすこと
により、半導体膜１２と電荷収集電極２４との接合面積
を実質的に増大させることができ、両者の接合強度を効
率良く向上させることが可能である。具体的には、１画
素あたり５個以上の凹凸部４１（凹凸部４１または凹凸
部５１）を設けることが望ましい。

【００９２】また、電荷収集電極２４におけるＴＦＴ素
子（アクティブ素子）２２の真上の領域に凹部からなる
凹凸部５１が形成された場合、電荷収集電極２４とＴＦ
Ｔ素子２２との間隙が狭くなり、電荷収集電極２４の電
位がＴＦＴ素子２２の動作に悪影響を与える虞がある。
したがって、図２および図３に示したように、上記領域
には凹凸部４１、５１を形成しないようにするのが好ま
しい。

【００９３】本実施の形態の電磁波検出器では、以上の
ように、従来の電磁波検出器に比べてアクティブマトリ
クス基板１１上に形成された半導体膜１２が剥がれ難く
なっている。したがって、信頼性が向上するとともに、
使用環境温度範囲を広げることが可能となる。

【００９４】また、アクティブマトリクス基板１１に半
導体膜１２を形成する工程の後に、アクティブマトリク
ス基板１１の周辺部に熱処理により駆動回路や読み出し
回路を実装する工程を行う場合であっても、上記熱処理
工程（例えばアクティブマトリクス基板１１にＦＰＣを
熱圧着する工程）において、半導体膜１２と絶縁基板２
１との熱膨張係数の差により、半導体膜１２が電荷収集
電極２４、即ちアクティブマトリクス基板１１から剥が
れる事態を防止することができる。

【００９５】なお、以上の実施の形態においては、半導
体膜１２としてａ−Ｓｅ膜を用いた電磁波検出器につい
て説明したが、電荷収集電極２４に接合増強部としての
凹凸部４１、５１、即ち接合増強専用の凹凸部４１、５
１が意図的に形成されている構成であれば、他の半導体
膜１２を用いた場合であっても同様の接合強度向上機能
を得ることができる。また、本実施の形態で説明した電
荷収集電極２４での凹凸部４１、５１の形成方法につい
ては、上述の方法に限定されるわけではなく、電荷収集
電極２４に意図的に凹凸部４１、５１を形成することが
できるものであれば、同様に採用可能である。

【００９６】また、本発明の実施の他の形態として、図
７に示すように、半導体膜１２と電荷収集電極２４との
間に、電荷阻止層６１を挿入することもできる。電荷阻
止層６１は、半導体膜１２の暗電流を低減させて電磁波
検出器のS/N比を改善させる場合に使用するとよい。こ
のため、電荷阻止層６１は、電荷収集電極２４から半導
体膜１２への電荷の注入を阻止するという機能を有す
る。具体的には、半導体膜１２としてａ−Ｓｅ膜を用い
る場合には、電荷阻止層６１としてSb₂S₃膜やAs₂Se
₃膜、あるいは非常に薄い厚み（＜200Å）のAl₂0₃膜等
を使用することができる。なお、半導体膜１２と電荷収
集電極２４との間には、その他のバッファー層を挿入す
ることもできる。バッファー層は、半導体膜１２と電荷
収集電極２４の密着性を向上させる場合に使用するとよ
い。なお、電荷阻止層６１は、電荷収集電極２４におけ
る凹凸部４１、５１の形状を反映して、同様の凹凸部を
有している。

【００９７】

【発明の効果】以上のように、本発明の電磁波検出器
は、絶縁基板と、この絶縁基板の上方に形成された電荷
蓄積容量と、前記電荷蓄積容量の上方に形成され、前記
電荷蓄積容量と接続されている電荷収集電極と、前記電
荷収集電極上に積層され、電磁波導電性を有する半導体
層とを備えている電磁波検出器において、前記電荷収集
電極には、凹部と凸部との少なくとも一方からなり、前
記半導体層と電荷収集電極との接続強度増強専用の凹凸
部が形成されている構成である。

【００９８】上記の構成によれば、電荷収集電極に形成
されている凹凸部は、半導体層と電荷収集電極との接続
強度増強専用のものであるので、形成領域、個数あるい
は形状等において制約を受け難く、半導体層と電荷収集
電極との接続強度増強のみを目的として最良の状態で形
成することができる。

【００９９】そして、半導体層は、電荷収集電極の凹凸
部に対して嵌合した状態で接合されている。したがっ
て、半導体層は実質的に広い面積にて電荷収集電極と接
合し、かつその接合部にはアンカー効果が生じている。
この結果、半導体層と絶縁基板との間に熱膨張係数の大
幅な差がある場合であっても、半導体層の剥離を防止す
ることができる。

【０１００】上記の電磁波検出器において、前記電荷収
集電極の下層には、前記凹凸部に対応する凹凸部を有す
る有機絶縁層が設けられている構成としてもよい。

【０１０１】上記の構成によれば、例えば０．１〜０．
２μｍといった膜厚の薄い電荷収集電極を用いたとして
も、有機絶縁層に凹凸部を形成し、その上に電荷収集電
極を形成することにより、０．３〜１０μｍ程度の高さ
あるいは深さを有する凹凸部を容易に形成することがで
きる。また、絶縁層として有機絶縁層を用いることで、
例えば簡単な熱処理により、有機絶縁層に滑らかな表面
形状を有する凹凸部を容易に形成できる。これにより、
その凹凸部上に形成される電荷収集電極に、断切れとい
った不良が発生する事態を容易に防ぐことができる。

【０１０２】本発明の電磁波検出器は、絶縁基板上に、
電荷蓄積容量、格子状に配列された複数の電極配線、こ
れら電極配線の各格子毎に配置されたアクティブ素子、
前記電極配線およびアクティブ素子の上層に設けられた
層間絶縁層、並びにこの層間絶縁層上に形成され、前記
電荷蓄積容量に接続された電荷収集電極を備えているア
クティブマトリクス基板と、前記アクティブマトリクス
基板上の前記電荷収集電極の上層に設けられ、電磁波導
電性を有する半導体層とを備えているアクティブマトリ
クス型の電磁波検出器において、前記電荷収集電極に
は、凹部と凸部との少なくとも一方からなり、前記半導
体層と電荷収集電極との接続強度増強専用の凹凸部が形
成されている構成である。

【０１０３】上記の構成によれば、電荷収集電極に形成
されている凹凸部は、半導体層と電荷収集電極との接続
強度増強専用のものであるので、形成領域、個数あるい
は形状等において制約を受け難く、半導体層と電荷収集
電極との接続強度増強のみを目的として最良の状態で形
成することができる。

【０１０４】そして、半導体層は、電荷収集電極の凹凸
部に対して嵌合した状態で接合されている。したがっ
て、半導体層は実質的に広い面積にて電荷収集電極と接
合し、かつその接合部にはアンカー効果が生じている。
この結果、半導体層と絶縁基板との間に熱膨張係数の大
幅な差がある場合であっても、半導体層の剥離を防止す
ることができる。

【０１０５】本発明の電磁波検出器は、絶縁基板上に、
電荷蓄積容量、格子状に配列された複数の電極配線、こ
れら電極配線の各格子毎に配置されたアクティブ素子、
前記電極配線およびアクティブ素子の上層に設けられた
層間絶縁層、並びにこの層間絶縁層上に形成され、前記
電荷蓄積容量に接続された電荷収集電極を備えているア
クティブマトリクス基板と、前記アクティブマトリクス
基板上の前記電荷収集電極の上層に設けられ、電磁波導
電性を有する半導体層とを備えているアクティブマトリ
クス型の電磁波検出器において、前記電荷収集電極は、
凹部と凸部との少なくとも一方からなり、前記アクティ
ブ素子および電荷蓄積容量と接続されない領域に形成さ
れた凹凸部を備えている構成である。

【０１０６】上記の構成によれば、半導体層は、電荷収
集電極の凹凸部に対して嵌合した状態で接合されてい
る。したがって、半導体層は実質的に広い面積にて電荷
収集電極と接合し、かつその接合部にはアンカー効果が
生じている。この結果、半導体層と絶縁基板との間に熱
膨張係数の大幅な差がある場合であっても、半導体層の
剥離を防止することができる。

【０１０７】上記の電磁波検出器において、前記電荷収
集電極には、電気的機能を有する凹部がさらに形成され
ている構成としてもよい。

【０１０８】上記の構成によれば、電荷収集電極には、
電気的機能を有する凹部、例えば電荷収集電極を電荷蓄
積容量に接続させるための凹部、あるいは電磁波検出器
がアクティブ素子を有する場合に、電荷収集電極をアク
ティブ素子に接続させるための凹部、あるいはこれらの
両者として機能する凹部が形成されている。したがっ
て、これとは別の前記凹凸部は、半導体層の接続強度増
強専用のものとして機能することができる。

【０１０９】上記の電磁波検出器において、前記電荷収
集電極には、前記アクティブ素子との接続部となってい
る接続用凹部がさらに形成されている構成としてもよ
い。

【０１１０】上記の構成によれば、電荷収集電極には、
アクティブ素子との接続部となっている接続用凹部がさ
らに形成されているので、これとは別の前記凹凸部は、
半導体層の接続強度増強専用のものとして機能すること
ができる。

【０１１１】上記の電磁波検出器において、前記層間絶
縁層は、前記凹凸部に対応する凹凸部を有している構成
としてもよい。

【０１１２】上記の構成によれば、例えば０．１〜０．
２μｍといった膜厚の薄い電荷収集電極を用いたとして
も、層間絶縁層に凹凸部を形成し、その上に電荷収集電
極を形成することにより、０．３〜１０μｍ程度の高さ
あるいは深さを有する凹凸部を容易に形成することがで
きる。

【０１１３】上記の電磁波検出器は、前記層間絶縁層が
有機材料からなる構成としてもよい。

【０１１４】上記の構成によれば、層間絶縁層として有
機材料を用いることで、例えば簡単な熱処理により、層
間絶縁層に滑らかな表面形状を有する凹凸部を容易に形
成できる。これにより、その凹凸部上に形成される電荷
収集電極に、断切れといった不良が発生する事態を容易
に防ぐことができる。

【０１１５】上記の電磁波検出器において、前記電荷収
集電極は前記アクティブ素子を覆うように前記層間絶縁
層上に配置され、かつ前記凹凸部は、前記アクティブ素
子に対する積層方向において前記アクティブ素子と重合
する領域には存在しない構成としてもよい。

【０１１６】上記の構成によれば、電荷収集電極の凹凸
部が例えば凹部からなる場合に、この凹部により電荷収
集電極とアクティブ素子との距離が短くなり、電荷収集
電極の電位がアクティブ素子の動作に悪影響を与えるよ
うな事態を回避することができる。

【０１１７】上記の電磁波検出器は、前記電荷収集電極
の表面からの前記凹凸部の高さまたは深さをｄとしたと
きに、０．３μｍ≦ｄ≦１０μｍを満たす構成としても
よい。

【０１１８】上記の構成によれば、電荷収集電極の表面
からの凹凸部の高さまたは深さｄを、０．３μｍ≦ｄと
することにより、半導体層と電荷収集電極の凹凸部との
間において十分な接合強度を確実に得ることができる。
また、ｄ≦１０μｍとすることにより、電荷収集電極を
形成した際のカバーレッジが悪化する事態を防止するこ
とができる。

【０１１９】上記の電磁波検出器において、前記凹凸部
は、前記電荷収集電極の１０％以上の領域に存在する構
成としてもよい。

【０１２０】上記の構成によれば、凹凸部が電荷収集電
極の１０％以上の領域に存在するので、凹凸部による半
導体層と電荷収集電極との接合強度を確実に高めること
ができる。

【０１２１】上記の電磁波検出器において、前記凹凸部
は複数個設けられ、それらが不規則に配置されている構
成としてもよい。

【０１２２】上記の構成によれば、凹凸部が複数個設け
られ、それらが不規則に配置されているので、凹凸部に
よる半導体と電荷収集電極との間の接合強度が、ある特
定の方向において弱くなるといった事態を防止すること
ができる。

【０１２３】上記の電磁波検出器において、前記半導体
層は、Ｓｅを主成分としている構成としてもよい。

【０１２４】上記の構成によれば、半導体層がＳｅを主
成分としているので、電荷収集電極上に半導体を形成す
る場合に、例えば真空蒸着法により電荷収集電極上に直
接、低温で大面積成膜が可能となる。この場合、Ｓｅは
一般に電荷収集電極に対して接合強度が低くなり易いも
のの、この接合強度については凹凸部により補われるの
で問題はない。

【０１２５】上記の電磁波検出器において、前記電荷収
集電極は、Ａｌを主成分とする導電層である構成として
もよい。

【０１２６】上記の構成によれば、Ａｌの熱膨張係数が
その上に形成される例えばＳｅからなる半導体層の熱膨
張係数に比較的近いので、熱膨張による半導体層の剥が
れをさらに確実に防止することができる。

【０１２７】上記の電磁波検出器は、前記電荷収集電極
と前記半導体層との間に電荷阻止層を備えている構成と
してもよい。

【０１２８】上記の構成によれば、電荷阻止層が半導体
層の暗電流を低減させることにより、電磁波検出器のS/
N比を改善させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態における電磁波検出器の
略１画素領域の構成を示すものであって、図２における
Ａ−Ａ線矢視断面図である。

【図２】図１に示した電磁波検出器が備えるアクティブ
マトリクス基板における凹凸部の配設状態を示す平面図
である。

【図３】図２に示したアクティブマトリクス基板におけ
る凹凸部の他の配設状態を示す平面図である。

【図４】図４（ａ）は、図１に示した電磁波検出器にお
ける凹凸部の形成のための、層間絶縁膜での凹凸パター
ンの形成工程を示す説明図、図４（ｂ）は、図４（ａ）
に示した凹凸パターンにおける段部の鈍化処理後の状態
を示す説明図である。

【図５】図５（ａ）は、図１に示した電荷収集電極に段
切れが生じた状態を示す説明図、図５（ｂ）は、図４
（ｂ）に示した段部の鈍化処理により、電荷収集電極に
段切れが生じていない状態を示す説明図である。

【図６】本発明の実施の他の形態における電磁波検出器
の略１画素領域の構成を示す縦断面図である。

【図７】本発明の実施の他の形態における電磁波検出器
の略１画素領域の構成を示す縦断面図である。

【図８】従来の電磁波検出器の動作原理を説明する縦断
面図である。

【図９】図８に示した電磁波検出器の略１画素領域の構
成を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１１アクティブマトリクス基板１２半導体膜（半導体層）１３バイアス電極２１絶縁基板２２ＴＦＴ素子（アクティブ素子）２３電荷蓄積容量２４電荷収集電極２８接続電極３１層間絶縁膜（層間絶縁層）３４コンタクトホール４１凹凸部５１凹凸部６１電荷阻止層

フロントページの続きＦターム(参考） 2G088 FF02 GG21 JJ05 JJ09 4M118 AA10 AB01 BA05 CA14 CA19 CB05 CB06 FB03 FB09 FB13 FB23 FB25 GA10 5F049 MA20 MB05 NB05 PA06 RA08 SE09 5F088 AA11 AB01 BA03 CA05 EA08 FA04 GA02 LA08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁基板と、この絶縁基板の上方に形成された電荷蓄積容量と、前記電荷蓄積容量の上方に形成され、前記電荷蓄積容量
と接続されている電荷収集電極と、前記電荷収集電極上に積層され、電磁波導電性を有する
半導体層とを備えている電磁波検出器において、前記電荷収集電極には、凹部と凸部との少なくとも一方
からなり、前記半導体層と電荷収集電極との接続強度増
強専用の凹凸部が形成されていることを特徴とする電磁
波検出器。
【請求項２】前記電荷収集電極の下層には、前記凹凸部
に対応する凹凸部を有する有機絶縁層が設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の電磁波検出器。
【請求項３】絶縁基板上に、電荷蓄積容量、格子状に配
列された複数の電極配線、これら電嵌極配線の各格子毎
に配置されたアクティブ素子、前記電極配線およびアク
ティブ素子の上層に設けられた層間絶縁層、並びにこの
層間絶縁層上に形成され、前記電荷蓄積容量に接続され
た電荷収集電極を備えているアクティブマトリクス基板
と、前記アクティブマトリクス基板上の前記電荷収集電極の
上層に設けられ、電磁波導電性を有する半導体層とを備
えているアクティブマトリクス型の電磁波検出器におい
て、前記電荷収集電極には、凹部と凸部との少なくとも一方
からなり、前記半導体層と電荷収集電極との接続強度増
強専用の凹凸部が形成されていることを特徴とする電磁
波検出器。
【請求項４】絶縁基板上に、電荷蓄積容量、格子状に配
列された複数の電極配線、これら電極配線の各格子毎に
配置されたアクティブ素子、前記電極配線およびアクテ
ィブ素子の上層に設けられた層間絶縁層、並びにこの層
間絶縁層上に形成され、前記電荷蓄積容量に接続された
電荷収集電極を備えているアクティブマトリクス基板
と、前記アクティブマトリクス基板上の前記電荷収集電極の
上層に設けられ、電磁波導電性を有する半導体層とを備
えているアクティブマトリクス型の電磁波検出器におい
て、前記電荷収集電極は、凹部と凸部との少なくとも一方か
らなり、前記アクティブ素子および電荷蓄積容量と接続
されない領域に形成された凹凸部を備えていることを特
徴とする電磁波検出器。
【請求項５】前記電荷収集電極には、電気的機能を有す
る凹部がさらに形成されていることを特徴とする請求項
１から４の何れか１項に記載の電磁波検出器。
【請求項６】前記電荷収集電極には、前記アクティブ素
子との接続部となっている接続用凹部がさらに形成され
ていることを特徴とする請求項３または４に記載の電磁
波検出器。
【請求項７】前記層間絶縁層は、前記凹凸部に対応する
凹凸部を有していることを特徴とする請求項３または４
に記載の電磁波検出器。
【請求項８】前記層間絶縁層が有機材料からなることを
特徴とする請求項３から７の何れか１項に記載の電磁波
検出器。
【請求項９】前記電荷収集電極は前記アクティブ素子を
覆うように前記層間絶縁層上に配置され、かつ前記凹凸
部は、前記アクティブ素子に対する積層方向において前
記アクティブ素子と重合する領域には存在しないことを
特徴とする請求項３から８の何れか１項に記載の電磁波
検出器。
【請求項１０】前記電荷収集電極の表面からの前記凹凸
部の高さまたは深さをｄとしたときに、０．３μｍ≦ｄ≦１０μｍを満たすことを特徴とする請求項１から９の何れか１項
に記載の電磁波検出器。
【請求項１１】前記凹凸部は、前記電荷収集電極の１０
％以上の領域に存在することを特徴とする請求項１から
１０の何れか１項に記載の電磁波検出器。
【請求項１２】前記凹凸部は複数個設けられ、それらが
不規則に配置されていることを特徴とする請求項１から
１１の何れか１項に記載の電磁波検出器。
【請求項１３】前記半導体層は、Ｓｅを主成分としてい
ることを特徴とする請求項１から１２の何れか１項に記
載の電磁波検出器。
【請求項１４】前記電荷収集電極は、Ａｌを主成分とす
る導電層であることを特徴とする請求項１から１３の何
れか１項に記載の電磁波検出器。
【請求項１５】前記電荷収集電極と前記半導体層との間
に電荷阻止層を備えていることを特徴とする請求項１か
ら１４の何れか１項に記載の電磁波検出器。