JP6384822B2 - イメージセンサ及びその製造方法 - Google Patents

イメージセンサ及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6384822B2
JP6384822B2 JP2013231151A JP2013231151A JP6384822B2 JP 6384822 B2 JP6384822 B2 JP 6384822B2 JP 2013231151 A JP2013231151 A JP 2013231151A JP 2013231151 A JP2013231151 A JP 2013231151A JP 6384822 B2 JP6384822 B2 JP 6384822B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image sensor
photoelectric conversion
conversion element
layer
switching element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2013231151A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2015090957A (ja
Inventor
関根　裕之
裕之 関根
石野　隆行
隆行 石野
亨 浮田
亨 浮田
文識 田村
文識 田村
和重 竹知
和重 竹知
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianma Japan Ltd
Original Assignee
Tianma Japan Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianma Japan Ltd filed Critical Tianma Japan Ltd
Priority to JP2013231151A priority Critical patent/JP6384822B2/ja
Priority to CN201410599391.3A priority patent/CN104637962B/zh
Priority to US14/529,340 priority patent/US9401382B2/en
Publication of JP2015090957A publication Critical patent/JP2015090957A/ja
Priority to US15/189,252 priority patent/US9806123B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6384822B2 publication Critical patent/JP6384822B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
    • H01L27/14658—X-ray, gamma-ray or corpuscular radiation imagers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/1222—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or crystalline structure of the active layer
    • H01L27/1225—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or crystalline structure of the active layer with semiconductor materials not belonging to the group IV of the periodic table, e.g. InGaZnO
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14609—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
    • H01L27/14612—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements involving a transistor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1462—Coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
    • H01L27/14658—X-ray, gamma-ray or corpuscular radiation imagers
    • H01L27/14663—Indirect radiation imagers, e.g. using luminescent members
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14685—Process for coatings or optical elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14692—Thin film technologies, e.g. amorphous, poly, micro- or nanocrystalline silicon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66969—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies not comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/78606—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/7869—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film having a semiconductor body comprising an oxide semiconductor material, e.g. zinc oxide, copper aluminium oxide, cadmium stannate
    • H01L29/78693—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film having a semiconductor body comprising an oxide semiconductor material, e.g. zinc oxide, copper aluminium oxide, cadmium stannate the semiconducting oxide being amorphous
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0232—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L31/02322—Optical elements or arrangements associated with the device comprising luminescent members, e.g. fluorescent sheets upon the device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0256—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
    • H01L31/0264—Inorganic materials
    • H01L31/028—Inorganic materials including, apart from doping material or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/036—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes
    • H01L31/0376—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including amorphous semiconductors
    • H01L31/03762—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including amorphous semiconductors including only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/20—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials
    • H01L31/202—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials including only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H01L31/204—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials including only elements of Group IV of the Periodic Table including AIVBIV alloys, e.g. SiGe, SiC
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14609—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic radiation-sensitive element covered by group H10K30/00
    • H10K39/30—Devices controlled by radiation
    • H10K39/32—Organic image sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/60—OLEDs integrated with inorganic light-sensitive elements, e.g. with inorganic solar cells or inorganic photodiodes
    • H10K59/65—OLEDs integrated with inorganic image sensors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Description

本発明は、イメージセンサの構造及びその製造方法に関し、特に放射線撮影装置用イメージセンサの構造及びその製造方法に関する。
Ｘ線の透過像により調査対象の内部を非破壊で検査する技術は、医療、工業用非破壊検査の分野などにおいて、欠くことのできない技術となっている。特にＸ線の透過像を電子データとして直接取り込むＸ線イメージセンサは、撮影の迅速性、画像処理による読影補助、動画対応可能などの理由から、広く用いられるようになった。このＸ線イメージセンサとして主に用いられているのは、ＦＰＤ（フラットパネルディテクタ）と呼ばれるデバイスである。
ＦＰＤとして現在良く用いられる構造として、特許文献１に記載の構造がある。図１３は、その構造を示したものであり、基板２００上にゲート電極７１０、ゲート絶縁膜７２０、ａ−Ｓｉ：Ｈ（水素化アモルファスシリコン）膜７３０、ソース、ドレイン金属７４０からなるスイッチング素子７００、下部電極３１０、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜３３０、上部電極３５０からなる光電変換素子３００、パッシベーション膜７５０及び平坦化膜７６０を介して、Ｘ線を光に変換する蛍光体６００を積層した構造を有している。この構造では、検体を透過したＸ線は蛍光体６００で光に変換され、その光が光電変換素子３００で電荷に変換され、その電荷を、スイッチング素子７００を開閉することで外部に取り出し、Ｘ線の照射強度に依存した電気信号を得ている。
現在多く用いられているＦＰＤでは、スイッチング素子であるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）としてａ−Ｓｉ：Ｈ ＴＦＴが、光電変換素子としてａ−Ｓｉ：Ｈフォトダイオードが使われている。なお、この例では、基板側からスイッチング素子、光電変換素子、蛍光体という順序で積層されているが、特許文献２の第１図で開示されているように、基板、蛍光体、光電変換素子、スイッチング素子の順に積層される例もある。また、Ｘ線を電気信号に変換する別の方式のＦＰＤとして、蛍光体を用いない方式のものも有り、例えば特許文献３に記載された構造のものがある。これはＸ線を直接電荷に変換する光導電層を用いるものであり、光導電層の例としてＢｉ１２Ｇｅ２０を用いる方法が開示されている。しかし、Ｘ線を直接電荷に変換する直接型のＦＰＤでは、量子効率が蛍光体を用いる間接型に比べて低いという欠点を有している。このようにＦＰＤの構造には幾つかの例があるが、何れの場合も基板上に少なくともスイッチング素子と、光電変換素子を積層した構造を有している。
近年、医療の分野において、Ｘ線診断装置に対し、撮影時の高精細化と透視（動画撮影）対応が強く求められるようになってきた。高精細化はより詳細な患部の観察に不可欠であり、透視は撮影する最適な状態の確認やタイミングを探るのに必要なためである。ＦＰＤを高精細化するには、高精細化の為に増えた受光素子から高速に信号を読み出す必要が有り、透視対応するには、ある決められたフレーム周期内に全ての受光素子から信号を読み出す必要がある。つまり、高精細化されたＦＰＤで透視対応するには、従来よりも遥かに高速に信号を読み出す必要が生ずるのである。
ＦＰＤの信号読み出し速度を制限する主要因は、スイッチング素子のオン抵抗である。従来のＦＰＤではスイッチング素子にａ−Ｓｉ：Ｈ ＴＦＴを用いている。このａ−Ｓｉ：Ｈの電界効果移動度は１ｃｍ２／Ｖｓ以下と低く、これがａ−Ｓｉ：Ｈ ＴＦＴのオン抵抗が高い原因となっている。これに変わり、大面積基板に形成可能なスイッチング素子としてｐｏｌｙ−Ｓｉ（ポリシリコン） ＴＦＴがある。このｐｏｌｙ-Ｓｉの電界効果移動度は１００ｃｍ２／Ｖｓを超えるものまで報告されており、ｐｏｌｙ-Ｓｉ ＴＦＴのオン抵抗は極めて小さいものとなる。
しかしながら、ｐｏｌｙ-Ｓｉ ＴＦＴには閾値電圧のばらつきが大きいという別の問題がある。閾値電圧のばらつきはＦＰＤの信号電荷のばらつきの原因となり、ＦＰＮ（固定パターンノイズ）を引き起こす。ＦＰＮは信号読み出し回路の工夫により補正することも可能であるが、その場合ダイナミックレンジが狭くなる、あるいは信号読み出し回路のコストが高くなるという課題が生ずる。ＦＰＮの原因となるｐｏｌｙ−Ｓｉ ＴＦＴの閾値電圧ばらつきは、その結晶構造が多結晶であることに起因する本質的な問題であり、ＦＰＤには殆ど用いられていない。
近年、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏを代表例とするアモルファス酸化物半導体の開発が急速に行なわれている。アモルファス酸化物半導体の電界効果移動度は１０〜２０ｃｍ２／Ｖｓ程度であり、ａ−Ｓｉ：Ｈよりも１桁以上大きい。従ってアモルファス酸化物半導体によるＴＦＴのオン抵抗はａ−Ｓｉ：Ｈ ＴＦＴよりも１桁以上小さくなる。さらに、アモルファスという構造であることから、ｐｏｌｙ-Ｓｉ ＴＦＴのように閾値電圧が大きくばらつくという課題も生じない。
アモルファス酸化物半導体をイメージセンサに応用した例として特許文献４に開示された方法がある。ここで開示されているイメージセンサは、スイッチング素子と特定の波長に感度を有する光電変換部からなる受光素子を基板上に複数積層した構造であるが、基本となる１層分の受光素子の構造は図１４のようになる。これは、基板２００の上に、ゲート電極１１０、ゲート絶縁膜１２０、アモルファス酸化物半導体膜１３０、ソース、ドレイン電極１４０からなるスイッチング素子１００としてのＴＦＴと、パッシベーション膜１５０を介して、下部電極８１０、光電変換膜８２０、上部電極８３０からなる光電変換素子８００を積層したものである。このようにアモルファス酸化物半導体をイメージセンサに適用した場合、信号の高速読み出しを実現できる可能性がある。
このように優れた特性を有するアモルファス酸化物半導体であるが、その作製方法によっては、オフ電流を制御できなくなるなどの課題もある。この課題の原因は、特許文献５、特許文献６などに記されているように、アモルファス酸化物半導体の酸素欠損（酸素空孔）の制御が難しいためである。その対策として特許文献５では、酸化処理を行なうことで、アモルファス酸化物を挟み込むように積層される２層の絶縁膜がアモルファス酸化物半導体層と接する２つの界面のどちらかの酸素空孔濃度を、アモルファス酸化物半導体膜中の酸素空孔濃度よりも小さくする方法を開示している。また、特許文献６では、アモルファス酸化物半導体膜の上に第一絶縁膜と第二絶縁膜を積層する構造において、第二絶縁膜を積層する前に第一絶縁膜を酸化させる方法を開示している。
特開平４−２０６５７３号公報、第５図 特開平６−３４２０７８号公報、第１図 特開昭６２−８６８５５号公報、第２図 特開２００９−１７０５７号公報、第３図 特開２００８−４２０８８号公報、段落０００６、請求項１０ 特開２００８−６０４１９号公報、段落０００５、請求項１
しかしながら、図１３で示したようにスイッチング素子であるＴＦＴを基板上に形成した後に、ａ−Ｓｉ：Ｈからなる光電変換素子を形成するという構造のＦＰＤで、ＴＦＴにアモルファス酸化物半導体を適用した場合、特許文献５、特許文献６などで開示された製造方法を適用しても、ＴＦＴの特性ばらつきが大きく、イメージセンサを安定に動作させることができないことを確認した。これは、ａ−Ｓｉ：Ｈからなる光電変換素子を基板上に形成し、その後にアモルファス酸化物半導体からなるＴＦＴを形成した場合でも同じであった。
この原因について、本願発明者らは解析を進めた結果、基板上にアモルファス酸化物半導体を形成した後にａ−Ｓｉ：Ｈを成膜すると、原料ガスに含まれる水素が酸化物半導体膜に浸透し、特性劣化を引き起こしていることを発見した。さらに、ａ−Ｓｉ：Ｈを先に形成し、その後にアモルファス酸化物半導体を形成した場合でも、アモルファス酸化物半導体膜成膜時や、ＴＦＴの上に積層する絶縁膜成膜時の温度上昇などで、光電変換素子を形成するａ−Ｓｉ：Ｈ膜から水素が離脱し、アモルファス酸化物半導体にまで浸透し、ＴＦＴの特性劣化を引き起こしていることを発見した。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、光電変換素子に水素化アモルファスシリコン層を含み、スイッチング素子にアモルファス酸化物半導体層を含む構成において、スイッチング素子の特性劣化を抑制可能なイメージセンサ及びその製造方法を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係るイメージセンサは、基板上に光電変換素子とスイッチング素子とを順次積層した構造を有するイメージセンサにおいて、前記光電変換素子は、水素化アモルファスシリコン層を含み、前記スイッチング素子は、アモルファス酸化物半導体層を含み、前記水素化アモルファスシリコン層と前記アモルファス酸化物半導体層との間に、前記水素化アモルファスシリコン層から離脱する水素の透過を抑制するブロッキング層を備えることを特徴とする。
上記目的を達成するために、本発明の第２の観点に係るイメージセンサは、前記光電変換素子と前記スイッチング素子との間に、前記ブロッキング層が配置され、前記ブロッキング層が、ＳｉＣ、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＡｌＮの中から選択される１以上の材料で構成されることを特徴とする。また、前記基板の上部から光を入射するイメージセンサであって、前記ブロッキング層は、前記１以上の材料で形成される膜の上面及び下面に絶縁膜が形成された積層構造を有していることを特徴とする。
上記目的を達成するために、本発明の第３の観点に係るイメージセンサは、前記光電変換素子は、前記水素化アモルファスシリコン層の上層、若しくは、上層及び下層に、水素化アモルファスシリコンカーバイトで構成される半導体層を有し、前記半導体層が前記ブロッキング層として機能することを特徴とする。
上記目的を達成するために、本発明の第４の観点に係るイメージセンサは、前記イメージセンサは、前記基板の裏面又は前記スイッチング素子の上層に蛍光体を備える放射線撮影装置用イメージセンサであることを特徴とする。また、前記イメージセンサは、複数の画素が配列された構造であり、前記水素化アモルファスシリコン層は画素間で連続し、前記上層の半導体層及び前記光電変換素子の上部電極は画素毎に分離されていることを特徴とする。
上記目的を達成するために、本発明の第５の観点に係るイメージセンサは、基板上に光電変換素子とスイッチング素子とを有するイメージセンサの製造方法において、前記基板上に、水素化アモルファスシリコン層を含む前記光電変換素子を形成する光電変換素子形成工程と、前記光電変換素子の上層に、アモルファス酸化物半導体層を含む前記スイッチング素子を形成するスイッチング素子形成工程と、をこの順に有し、前記光電変換素子形工程と前記スイッチング素子形成工程との間に、前記水素化アモルファスシリコン層から離脱する水素の透過を抑制するブロッキング層を形成することを特徴とする。
上記目的を達成するために、本発明の第６の観点に係るイメージセンサは、基板上に光電変換素子とスイッチング素子とを有するイメージセンサの製造方法において、前記基板上に、水素化アモルファスシリコン層を含む前記光電変換素子を形成する光電変換素子形成工程と、前記光電変換素子の上層に、アモルファス酸化物半導体層を含む前記スイッチング素子を形成するスイッチング素子形成工程と、有し、前記光電変換素子形成工程では、前記水素化アモルファスシリコン層の少なくとも上層に、前記水素化アモルファスシリコン層から離脱する水素の透過を抑制するブロッキング層として機能する水素化アモルファスシリコンカーバイト層を形成することを特徴とする。
本発明によれば、高精細のイメージセンサを高速に信号読み出しすることが可能となる。従って、Ｘ線検出に用いるＦＰＤの高精細化と、透視（動画撮影）対応が可能となる。
その理由は、本発明のイメージセンサでは、スイッチング素子にアモルファス酸化物半導体を用いる。アモルファス酸化物半導体の電界効果移動度は１０〜２０ｃｍ２／Ｖｓ程度とａ−Ｓｉ：Ｈの１桁以上大きい。従って、高精細のイメージセンサの信号読み出しを高速に行なうことができる。
本発明によれば、アモルファス酸化物半導体をスイッチング素子として用いたイメージセンサの、製造時のばらつきを抑制でき、歩留を向上させることが可能となる。
その理由は、本発明のイメージセンサでは、光電変換素子であるａ−Ｓｉ：Ｈをスイッチング素子の形成前に形成する。従って、ａ−Ｓｉ：Ｈの原料ガスに含まれる水素が、アモルファス酸化物半導体に浸透することを防ぐことができる。さらに、本発明のイメージセンサでは、光電変換素子とスイッチング素子の間に、水素の透過を抑制するブロッキング層が配置されている。従って、スイッチング素子形成時の熱等により、ａ−Ｓｉ：Ｈ層から水素が離脱し、アモルファス酸化物半導体に浸透するのを防ぐことができる。さらにブロッキング層をＳｉＣとして、光電変換素子の一部として構成することも可能であり、製造コストの低減も可能である。
本発明の実施形態１に係るイメージセンサの構造を示した断面図である。 本発明の実施形態２に係るイメージセンサの構造を示した断面図である。 本発明の実施例１に係るイメージセンサの構造を示した断面図である。 本発明の実施例２に係るイメージセンサの構造を示した断面図である。 本発明の実施例３に係るイメージセンサの構造を示した断面図である。 本発明の実施例４に係るイメージセンサの構造を示した断面図である。 本発明の実施例５に係るイメージセンサの構造を示した断面図である。 本発明の実施例５に係るイメージセンサの構造を示した平面図である。 本発明のイメージセンサの回路構成を示したブロック図である。 本発明のイメージセンサに適用可能な信号読み出し回路の回路図である。 本発明のイメージセンサの動作を示したタイミングチャートである。 本発明の実施例７に係るイメージセンサの構造を示した断面図である。 従来のイメージセンサの構造を示した断面図である。 従来のイメージセンサの構造を示した断面図である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、各図面における各構成要素の大きさや縮尺は、図の視認性を確保するために適宜変更して記載している。また、各図面におけるハッチングは、各構成要素を区別するためのものであり、必ずしも切断面を意味するものではない。
［実施形態１］
図１は本発明の実施形態１に係るイメージセンサの断面図を示したものである。本発明のイメージセンサは、基板２００上にａ−Ｓｉ：Ｈによる光電変換素子３００、アモルファス酸化物半導体ＴＦＴによるスイッチング素子１００を積層した構造を有している。光電変換素子３００とスイッチング素子１００との間には、水素の透過を抑制するブロッキング層５００が配置される。
光電変換素子３００は、下部電極３１０、ｐ型水素化アモルファスシリコンであるｐ−ａ−Ｓｉ：Ｈ層３２０、真性水素化アモルファスシリコンであるｉ−ａ−Ｓｉ：Ｈ層３３０、ｎ型水素化アモルファスシリコンであるｎ−ａ−Ｓｉ：Ｈ層３４０、上部電極３５０で構成される。この構成の場合、光は下部電極３１０側から入射することを前提としている。スイッチング素子１００は、ゲート電極１１０、ゲート絶縁膜１２０、アモルファス酸化物半導体膜１３０、チャネル保護膜１３５、ドレイン電極１４０、ソース電極１４５で構成される。光電変換素子３００の下部電極３１０は共通電極４１０に電気的に接続され、光電変換素子３００を形成した後に保護膜４２０、平坦化膜４３０を形成するのが望ましい。また、Ｘ線を検出するＦＰＤとして用いる場合は、蛍光体６００をガラス基板上の反対側に配置する。
次に、上記構成のイメージセンサの製造工程について説明する。基板２００上に光電変換素子３００を形成する。具体的には、基板２００の上に共通電極４１０を形成する。基板２００にはガラスなどを用いることができ、共通電極４１０には、抵抗率の比較的小さいＡｌ、Ｃｒなどを用いることができる。その上に下部電極３１０を形成する。下部電極３１０にはＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明電極を用いることができる。その後、ｐ−ａ−Ｓｉ：Ｈ層３２０、ｉ−ａ−Ｓｉ：Ｈ層３３０、ｎ−ａ−Ｓｉ：Ｈ３４０層を積層し、形成する。この際、これら３つの層は同一真空中で連続的に成膜するのが望ましい。この上に上部電極３５０を形成する。上部電極３５０にはＣｒなどを用いることができる。次に、保護膜４２０、平坦化膜４３０を成膜する。保護膜４２０にはＳｉＯ２やＳｉＮ、それらの積層膜などを用いることができ、平坦化膜４３０にはアクリル樹脂などを用いることができる。ここで、光電変換素子とスイッチング素子の平面的なレイアウトによっては、平坦化膜４３０は必ずしも設ける必要が無い場合もある。
次に、本発明では、この上に、ブロッキング層５００を成膜する。ブロッキング層５００には、ＳｉＣ、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＡｌＮなどの水素の透過を抑制する材料を用いることができる。
この上にスイッチング素子１００を形成する。具体的には、ゲート電極１１０を成膜、形成し、ゲート絶縁膜１２０を成膜する。ゲート電極１１０にはＡｌ、Ｃｒ、それら金属の合金などを用いることができ、ゲート絶縁膜１２０にはＳｉＯ２などを用いることができる。ここで、ブロッキング層５００の種類によっては、ゲート電極１１０の絶縁性が悪化する場合があり、その際には、ブロッキング層５００とゲート電極１１０の間に、ＳｉＯ２などの絶縁膜を配置してもよい。次に、アモルファス酸化物半導体膜１３０を成膜する。アモルファス酸化物半導体膜１３０としては、ＩｎＧａＺｎＯまたは、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎの少なくとも何れかを含む酸化膜を用いることができる。アモルファス酸化物半導体膜１３０を成膜した後、アニール処理を行なっても良い。その後、チャネル保護膜１３５を成膜しても良い。チャネル保護膜１３５を設ける場合には、ＳｉＯ２などを用いることができる。チャネル保護膜１３５、アモルファス酸化物半導体膜１３０の形成を行なった後、ドレイン電極１４０及びソース電極１４５となる金属膜を成膜、形成する。ドレイン電極１４０、ソース電極１４５となる金属膜には抵抗率の低い金属を用いたほうが良く、ＡｌとＭｏ及びＴｉなどの合金などを用いることができる。この上にパッシベーション膜１５０を成膜する。パッシベーション膜１５０にはＳｉＯ２およびＳｉＯ２とＳｉＮの積層膜などを用いることができる。パッシベーション膜１５０成膜後に、アニール処理を施しても良い。
イメージセンサをＸ線検出用ＦＰＤとして用いる場合は、基板２００の光電変換素子３００が配置される面とは反対の面に蛍光体６００を設ける。蛍光体６００にはヨウ化セシウムなどを用いることができる。
本発明によれば、高精細のイメージセンサを高速に信号読み出しすることが可能となる。従って、Ｘ線検出に用いるＦＰＤの高精細化と、透視（動画撮影）対応が可能となる。さらに、製造時のばらつきを抑制でき、歩留を向上させることが可能となる。その理由について、以下に説明する。
Ｘ線検出に用いるＦＰＤのように（２０ｃｍ×２０ｃｍ以上の）大型のイメージセンサでは、スイッチング素子にａ−Ｓｉ：Ｈを用いており、このａ−Ｓｉ：Ｈの電界効果移動度が１ｃｍ２／Ｖｓ以下と小さいことが、イメージセンサの信号読み出し速度を制限していた。本発明のイメージセンサでは、スイッチング素子にアモルファス酸化物半導体を用いる。アモルファス酸化物半導体の電界効果移動度は１０〜２０ｃｍ２／Ｖｓ程度とａ−Ｓｉ：Ｈの１桁以上大きい。従って、高精細のイメージセンサの信号読み出しを高速に行なうことができる。
本発明のイメージセンサでは、スイッチング素子にアモルファス酸化物半導体を用いても、素子の特性ばらつきを抑制することができる。従来の構造のイメージセンサでは、スイッチング素子にアモルファス酸化物半導体によるＴＦＴを用いると、特性が不安定になると言う課題が有った。この原因は、ａ−Ｓｉ：Ｈによる光電変換素子を成膜する際に、原料ガスに含まれる水素がアモルファス酸化物半導体に浸透し、酸素欠損を引き起こすためである。光電変換素子を先に形成し、その後にアモルファス酸化物半導体を形成した場合でも、アモルファス酸化物半導体成膜時や、その他アニールなどの処理の際に基板に加わる熱の為に、ａ−Ｓｉ：Ｈから水素が離脱し、アモルファス酸化物半導体に浸透していた。本発明のイメージセンサでは、光電変換素子を基板上に先に形成し、その上に水素の透過を抑制するブロッキング層を形成してからアモルファス酸化物半導体膜を形成している。特にブロッキング層としてＳｉＣ、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＡｌＮのなどを用いた場合、その膜の水素透過係数は同じ膜厚のＳｉＯ２やＳｉＮに比べ大幅に小さい。従って、光電変換素子からの水素の浸透を抑制でき、スイッチング素子のばらつきを抑えることができる。このため、アモルファス酸化物半導体を用いたイメージセンサを高い歩留で製造することが可能になる。
［実施形態２］
図２は本発明の実施形態２に係るイメージセンサの断面図を示したものである。本発明のイメージセンサは、基板２００上にａ−Ｓｉ：Ｈによる光電変換素子３００、アモルファス酸化物半導体ＴＦＴによるスイッチング素子１００を積層した構造を有している。
スイッチング素子の構成は、実施形態１で示した構成と同じである。光電変換素子３００は、下部電極３１０、ｐ型水素化アモルファスシリコンカーバイトであるｐ−ａ−ＳｉＣ：Ｈ層３２５、真性水素化アモルファスシリコンであるｉ−ａ−Ｓｉ：Ｈ層３３０、ｎ型水素化アモルファスシリコンカーバイトであるｎ−ａ−ＳｉＣ：Ｈ層３４５、上部電極３５０で構成される。すなわち、光電変換素子３００は、水素化アモルファスシリコンであるｉ−ａ−Ｓｉ：Ｈ層３３０の上層に、ブロッキング層として機能するｎ−ａ−ＳｉＣ：Ｈ層３４５を含んだ構成である。この構成では、光は下部電極３１０側から入射することを前提としている。また、ｐ−ａ−ＳｉＣ：Ｈに代えてｐ−ａ−Ｓｉ：Ｈを用いても良い。光電変換素子３００の下部電極３１０は共通電極４１０に電気的に接続されており、上部電極３５０の上には、保護膜４２０、平坦化膜４３０を形成するのが望ましい。また、Ｘ線を検出するＦＰＤとして用いる場合は、蛍光体６００をガラス基板上の反対側に配置する。
なお、上記構成のイメージセンサは、基板２００上に、水素化アモルファスシリコンであるｉ−ａ−Ｓｉ：Ｈ層３３０の上層にブロッキング層として機能するｎ−ａ−ＳｉＣ：Ｈ層３４５を含んだ構成の光電変換素子３００を形成し、この上にスイッチング素子１００を形成し、必要に応じて、基板２００の光電変換素子３００が配置される面とは反対の面に蛍光体６００を設けることによって製造することができる。
本発明によれば、実施形態１と同様に、高精細のイメージセンサを高速に信号読み出しすることが可能となり、Ｘ線検出に用いるＦＰＤの高精細化と、透視（動画撮影）対応が可能となる。また、製造時のばらつきを抑制でき、歩留を向上させることが可能となる。さらに、イメージセンサの製造コストを低減させることが可能となる。その理由について、以下に説明する。
イメージセンサの信号読み出し速度を高速化できる理由は、実施形態１で説明した理由と同じである。また、製造時のばらつきを抑制でき、歩留を向上させることができる理由も、実施形態１で説明した理由と同じである。
製造コストを低減できる理由は、本発明では、水素の透過を抑制するブロッキング層を光電変換素子の一部で代用しているからである。シリコンカーバイトＳｉＣは水素の透過を抑制する機能を有するが、本発明ではこれを光電変換素子のｎ型半導体層（最上層の半導体層）としても用いている。そのため、実施形態１のように新たにブロッキング層を設ける必要が無い。従って、製造コストを低減することが可能となる。このＳｉＣは、不純物を変更することでｐ型半導体層としても用いることができる。Ｐ−Ｉ−Ｎ型光電変換素子では、キャリアの移動度を考慮して、Ｐ型の面から光を入射する場合が多いが、このＰ型半導体層にＳｉＣを用いると、光学的バンドギャップがａ−Ｓｉよりも広がり、量子効率を高めることができる。本発明の構造を製造するには、ブロッキング層として機能するｎ−ａ−ＳｉＣ：Ｈ層３４５を成膜するための原料ガス系を設けており、新たに原料ガス系を追加することなくｐ型半導体層をＳｉＣに容易に変更することが可能である。従って、量子効率の高いイメージセンサを低コストで作成することが可能となる。
図３は本発明の実施形態１に係るイメージセンサの他の実施例の構造を示したものである。基板２００上に光電変換素子３００、ブロッキング層５００、スイッチング素子１００を積層した構造を有する事は変わらないが、Ｘ線を光に変換する蛍光体６００がスイッチング素子１００の上に形成されている点が異なる。この構造では、Ｘ線は蛍光体６００が配置されている面から照射する。蛍光体からの光が光電変換素子３００の上部側から入射するため、光電変換素子３００の構成は以下ようにするのが望ましい。下部電極３１０は、光を透過させる必要が無いため、抵抗率の小さいＡｌやＣｒなどを用いることができる。この場合、共通電極４１０と下部電極３１０とを同一の金属層で形成することができる。下部電極３１０の上にはｎ−ａ−Ｓｉ：Ｈ層３２１、ｉ−ａ−Ｓｉ：Ｈ層３３０、ｐ−ａ−Ｓｉ：Ｈ層３４１を積層する。このようにすることで、光電変換素子３００の光が入射される側に、ホールが移動する構造となるため、ｉ−ａ−Ｓｉ：Ｈ層３３０で生成したホール−エレクトロンペアを効率的に収集することができ、残像特性も良化する。また、スイッチング素子１００と蛍光体６００の間には、平坦化膜１６０を配置しても良い。
また、ブロッキング層５００には、実施形態１で示した材料と同じ材料であるＳｉＣ、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＡｌＮを用いることができるが、本実施例の構造では、光電変換素子３００に照射される光がブロッキング層５００を透過することになるので、ブロッキング層５００で光が吸収されたり、反射したりするのを防止する構造を用いることが望ましい。先に示したブロッキング層５００に適用可能な材料は、何れも可視光に対する吸収は殆ど無いが、屈折率はＳｉＯ２やアクリル樹脂などよりも大きい。特にＳｉＣの屈折率は２．６程度であり、ＳｉＯ２の１．４５、アクリル樹脂の１．５程度よりも遥かに大きい。そこでブロッキング層５００を、ＳｉＮ、ＳｉＣ、ＳｉＮの積層膜にすると光の反射を大幅に低減できる。これはＳｉＮの屈折率が２程度と、ＳｉＯ２やアクリル樹脂の屈折率とＳｉＣの屈折率の中間的な値であり、ＳｉＮが反射防止膜として働くからである。尚、その他の材料の屈折率は、Ａｌ２Ｏ３：１．７程度、Ｙ２Ｏ３：１．８程度、ＡｌＮ：２．１程度であり、先に述べたＳｉＣの場合と同様に、各々適切な屈折率を有する薄膜との積層構造とすることで、反射防止の効果が得られるのは言うまでもない。
本発明によれば、実施形態１と同様に、高精細のイメージセンサを高速に信号読み出しすることが可能となり、Ｘ線検出に用いるＦＰＤの高精細化と、透視（動画撮影）対応が可能となる。また、製造時のばらつきを抑制でき、歩留を向上させることが可能となる。さらに、イメージセンサの空間分解能を高めることができる。その理由について、以下に説明する。
イメージセンサの信号読み出し速度を高速化できる理由は、実施形態１で説明した理由と同じである。また、製造時のばらつきを抑制でき、歩留を向上させることができる理由も、実施形態１で説明した理由と同じである。
次に空間分解能を高めることができる理由について説明する。実施形態１のように蛍光体６００を、基板２００の光電変換素子３００やスイッチング素子１００が配置される面とは反対の面に配置すると、蛍光体６００から放射される光が基板２００の厚さ分を伝播し、光電変換素子３００に入射することになる。ここで、蛍光体６００から放射される光は、Ｘ線の伝播方向とは無関係に拡散して放射される。そのため、基板２００が厚いと、Ｘ線の伝播方向の直線上に位置する光電変換素子ではなく、隣接する光電変換素子へ光が到達する確率が高くなる。結果として空間分解能が低下するのである。しかしながら、本発明では蛍光体６００をスイッチング素子１００の上に配置している。光電変換素子３００と蛍光体６００の間には、保護膜４２０、平坦化膜４３０、ブロッキング層５００、ゲート絶縁膜１２０、パッシベーション膜１５０、平坦化膜１６０が配置されているが、それらの膜厚全てを合計しても１０μｍ以下で形成することが可能であり、基板２００の厚さよりも圧倒的に薄い。また、ブロッキング層５００として用いるＳｉＣ、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＡｌＮは、赤外から紫外域に亘って透過率が高い。よって量子効率を低下させることが少ない。従って、本来照射されるべき光電変換素子の周辺に光が伝播する確率を小さくすることが出来るため、空間分解能が高くなるのである。
図４は本発明の実施形態１に係るイメージセンサの他の実施例の構造を示したものである。基板上２００上に光電変換素子３００、スイッチング素子１００を積層し、さらにその上に蛍光体６００を配置する構造を有する点は実施例１で示した構造と同じである。異なるのは、光電変換素子３００の構成である。本発明では、光電変換素子３００がショットキーダイオードとなっている。下部電極３１０の上にｉ−ａ−Ｓｉ：Ｈ層３３０が積層され、その上にｐ−ａ−Ｓｉ：Ｈ層３４１が積層され、その上に上部電極３５０が積層されている。蛍光体６００からの光は上部電極側から入射される。ショットキーダイオードのバリアハイトを適切にするには、半導体層に適した下部電極３１０となる金属の選択が重要となる。具体的には金属の仕事関数が、半導体層の電子親和力よりも高くなる組み合わせにする。半導体層としてａ−Ｓｉ：Ｈを用いた場合、例えばＣｒを用いることで、良好なショットキーダイオードをつくることができる。上部電極には、ＩＴＯなどの透明電極を用いることができる。
本発明によれば、実施例１と同様に、イメージセンサの高精細化と、透視（動画撮影）対応が可能であり、歩留を向上が可能であり、イメージセンサの空間分解能を高めることができる。さらに製造コストの低減が可能である。その理由について、以下に説明する。
イメージセンサの信号読み出し速度を高速化できる理由は、実施形態１で説明した理由と同じである。また、製造時のばらつきを抑制でき、歩留を向上させることができる理由も、実施形態１で説明した理由と同じである。空間分解能を高めることができる理由は、実施例１で説明した理由と同じである。
本発明では、光電変換素子３００としてショットキーダイオードを用いている。この構造は既に説明したとおり、ｎ−ａ−Ｓｉ：Ｈ層が無い。したがって、このｎ−ａ−Ｓｉ：Ｈの半導体層を積層しない分だけ、製造コストを低減させることができるのである。
図５は本発明の実施形態２に係るイメージセンサの他の実施例の構造を示したものである。基板２００上に光電変換素子３００、スイッチング素子１００を積層した構造を有している点は同じである。異なるのは、蛍光体６００が、平坦化膜１６０を介して、スイッチング素子１００の上に配置されることである。さらに、光電変換素子３００の構成を、下部電極３１０、ｎ−ａ−Ｓｉ：Ｈ層３２１、ｉ−ａ−Ｓｉ：Ｈ層３３０、ｐ−ａ−ＳｉＣ：Ｈ層３４６、上部電極３５０とするのが望ましい。ただし、ｎ−ａ−Ｓｉ：Ｈ層３２１の代わりにｎ−ａ−ＳｉＣ：Ｈを用いることもできる。
本発明によれば、実施形態２と同様に、イメージセンサの高精細化と、透視（動画撮影）対応が可能であり、歩留を向上が可能であり、且つ製造コストの低減が可能である。さらに、実施例２と同様にイメージセンサの空間分解能を高めることができる。
本発明のイメージセンサが、高精細化と、透視（動画撮影）対応が可能であり、歩留を向上が可能であり、且つ製造コストの低減が可能である理由は、実施形態２で説明した理由と同じである。空間分解能を高めることができる理由は、実施例１で説明した理由と同じである。
図６は本発明の実施形態２に係るイメージセンサの他の実施例の構造を示したものである。基板２００の上に、光電変換素子３００、スイッチング素子１００、蛍光体６００を積層した構造は実施例３と同じである。異なるのは光電変換素子３００の構成である。ここで用いる光電変換素子３００は、下部電極３１０、ｉ−ａ−Ｓｉ：Ｈ層３３０、ｐ−ａ−ＳｉＣ：Ｈ層３４７、上部電極３５０で構成される。つまり、ショットキーバリアダイオードの構成となっている。下部電極３１０に適用できる金属はその仕事関数が半導体層の電子親和力よりも大きくなるように選択する。この例では下部電極３１０としてＣｒを用いており、この場合、共通電極４１０も同じ金属で形成することも可能である。上部電極３５０には、光を透過するＩＴＯを用いることができる。
本発明によれば、実施例３と同様に、イメージセンサの高精細化と、透視（動画撮影）対応が可能であり、歩留を向上が可能で、イメージセンサの空間分解能も高めることができる。さらに、実施例３で示したイメージセンサよりも、さらに製造コストを下げることができる。
本発明のイメージセンサが、高精細化と、透視（動画撮影）対応が可能であり、歩留を向上が可能である理由は、実施形態２で説明した理由と同じである。空間分解能を高めることができる理由は、実施例１で説明した理由と同じである。実施例３のイメージセンサよりもさらに製造コストを下げられる理由は、光電変換素子を構成する半導体層の数が２層であり、実施例３で示した光電変換素子を構成する半導体層の３層よりも少ないからである。
図７は、実施形態２に関わるイメージセンサの他の実施例の構造を示したものである。この構造は隣接する二つの画素の光電変換素子３００の間に、光電変換素子３００と同一層構造を有するダミーエリア３０１が配置された構造を有している。ダミーエリア３０１と光電変換素子３００とは、少なくとも上部電極および上部電極に接する不純物添加されたアモルファス半導体層が電気的に分離されている。図７の例では、光電変換素子３００の構成として、基板２００側から下部電極３１０、ｐ型水素化アモルファスシリコンカーバイトであるｐ-ａ−ＳｉＣ：Ｈ層３２５、真性水素化アモルファスシリコンであるｉ-ａ−Ｓｉ：Ｈ層３３０、ｎ型水素化アモルファスシリコンカーバイトであるｎ−ａ−ＳｉＣ：Ｈ層３４５、上部電極３５０の積層構造としているので、上部電極３５０と最上層の水素化アモルファスシリコンカーバイト（ここでは、ｎ型水素化アモルファスシリコンカーバイトであるｎ−ａ−ＳｉＣ：Ｈ層３４５）が、画素の光電変換素子３００と絶縁エリア３０１とで電気的に分離され、少なくとも水素化アモルファスシリコン層（ここでは、ｉ-ａ−Ｓｉ：Ｈ層３３０とｐ-ａ−ＳｉＣ：Ｈ層３２５と下部電極３１０）が画素間で連続している。
図８は、上部電極３５０の平面図を示したもので、ハッチング部分が、上部電極３５０の配置された領域である。図からわかるように、区画化された各画素７００の中に、光電変換素子３００とダミーエリア３０１とが配置され、その両者の間に上部電極３５０およびｎ型水素化アモルファスシリコンカーバイトであるｎ−ａ−ＳｉＣ：Ｈ層３４５が除去された絶縁領域３０２が配置されている。このようなレイアウトにすることで、各画素の光電変換素子３００の上部電極は、隣接する画素の光電変換素子３００の上部電極と電気的に分離される。図８には図示していないが、アモルファス酸化物半導体ＴＦＴによるスイッチング素子１００は、ダミーエリア３０１の位置に配置される。
ここで図７では、蛍光体を図示していないが、本実施例では、蛍光体を、実施形態１と同様に基板２００の光電変換素子３００が形成される面と反対の面に配置しても、実施例１と同様にスイッチング素子１００の上部に配置してもよい。また、絶縁領域３０２の部分において、上部電極３５０およびｎ型水素化アモルファスシリコンカーバイトであるｎ−ａ−ＳｉＣ：Ｈ層３４５を除去する際に、真性水素化アモルファスシリコンであるｉ-ａ−Ｓｉ：Ｈ層３３０が一部エッチングされても問題ない。
本発明によれば、実施形態２と同様に、高精細のイメージセンサを高速に信号読み出しすることが可能となり、Ｘ線検出に用いるＦＰＤの高精細化と、透視（動画撮影）対応が可能となる。また、製造時のばらつきを抑制でき、歩留を向上させることが可能となり、さらに、イメージセンサの製造コストを低減させることが可能となる。
本発明のイメージセンサが、製造コストの低減が可能である理由は、実施形態２で説明した理由と同じである。また、本発明のイメージセンサが、高精細化と、透視（動画撮影）対応が可能であり、歩留を向上することが可能である理由は、実施形態２で説明した理由に加え、アモルファス酸化物半導体ＴＦＴによるスイッチング素子１００を形成する際に、スイッチング素子１００を構成する各膜を製膜する際に基板に加わる熱、およびスイッチング素子１００をアニール処理する際に基板に加わる熱により、光電変換素子を構成する水素化アモルファスシリコンであるａ−Ｓｉ：Ｈから水素が離脱し、アモルファス酸化物半導体層に浸透するのをより抑制できるからである。それは、水素を最も多く含む真性水素化アモルファスシリコンであるｉ-ａ−Ｓｉ：Ｈ層３３０に断面がほとんどなく、保護膜４２０と接している面積が少なくなるからである。
図９は、実施形態１、２、実施例１〜５で説明した構造を用いて、イメージセンサを構成した際の回路図を示したものである。イメージセンサ９００は、スイッチング素子であるＴＦＴ９１１と光電変換素子９１２とを含む画素９１０がマトリクス状に配置された構成となる。この図では、縦横に４×４の画素がマトリクス状に配置された例を示しているが、画素の数は目的に応じて変えることができるのは言うまでも無い。縦方向に整列した画素列のＴＦＴ９１１のドレイン端子は、同一のデータ線（Ｄ１〜Ｄ４）に接続され、横方向に整列した画素行のＴＦＴのゲート端子は、同一のゲート線（Ｇ１〜Ｇ４）に接続されている。一端がＴＦＴと接続された光電変換素子９１２の、もう一つの端子は、バイアス線Ｖｂに接続されている。データ線Ｄ１〜Ｄ４は、信号読み出し回路９２０に接続され、ゲート線Ｇ１〜Ｇ４はゲート駆動回路９３０に接続される。
信号読み出し回路９２０には、図１０に示す回路をデータ線の数だけ設けたものを用いることができる。図１０では、オペアンプ９２１、積分容量９２２、リセットスイッチ９２３で構成された積分回路を信号読み出し回路として用いる例を示している。データ線Ｄ１〜Ｄ４は信号読み出し回路９２０の中の積分回路の入力端子Ｉｎに接続される。バイアス電圧Ｖｂは、光電変換素子９１２を構成するｐ−ｉ−ｎダイオードまたはショットキーダイオードに逆バイアスが印加される電位とする。その電位は、光電変換素子９１２の等価容量とイメージセンサに照射される最大露光量とで決まり、イメージセンサに最大の光が照射された場合でも、光電変換素子９１２の内部に逆バイアス方向の電界が残る程度にするのが望ましい。
図１１は、イメージセンサの動作を示したタイミングチャートである。図中のＧ１〜Ｇ４は各ゲート線の電位を示しており、ＲＳＴは積分回路のリセットスイッチ９２３の動作を示している。ＲＳＴがハイレベルの際にリセットスイッチが同通する。Ｏｕｔ＿１〜Ｏｕｔ＿４は信号読み出し回路９２０の出力を示している。Ｏｕｔ＿１はデータ線Ｄ１に接続された積分回路の出力であり、同様にＯｕｔ＿２はデータ線Ｄ２、Ｏｕｔ＿３はデータ線Ｄ３、Ｏｕｔ＿４はデータ線Ｄ４に接続された積分回路の出力である。
まず、全ての画素の光電変換素子９１２に逆バイアスを印加しておく。その後、期間ＴｘにＸ線が照射される。すると、Ｘ線がイメージセンサの蛍光体で光に変換され、その光の量に応じて、光電変換素子９１２に蓄えられた電荷が減少する。一定の期間の後、ゲート線に順次パルスを印加する。期間Ｔ１はゲート線Ｇ１にパルスが印加される期間であり、ゲート線Ｇ１に接続された画素行のＴＦＴが同通状態となり、光電変換素子９１２で減少した電荷を再充電する方向にデータ線Ｄ１〜Ｄ４に電流が流れる。この電流を積分回路で積分することで、Ｘ線の照射量に応じた信号が得られる。信号の積分が終了した後、積分回路のリセットスイッチが信号ＲＳＴに応じて同通し、積分容量に蓄えられた電荷がリセットされる。この動作を全てのゲート線に対して行うことで、２次元のＸ線影像を得ることができる。
図１２は、本発明の実施形態２に係るイメージセンサの他の実施例の構造を示したものである。この構造は光電変換素子３００の構成を除き、実施例３で示した構造と同じである。本発明では光電変換素子３００が、下部電極３１０、絶縁膜３６０、ｉ−ａ−Ｓｉ：Ｈ層３３０、ｎ−ａ−ＳｉＣ：Ｈ層３４５、上部電極３５０で構成される。これは光電変換素子が、ＭＩＳ（メタル−絶縁膜−半導体）ダイオードとよばれる構造になっているものである。ここで、下部電極３１０にはＣｒ、Ａｌなどを用いることができ、上部電極３５０には透明電極であるＩＴＯなどを用いることができる。
本発明によれば、実施例３と同様に、イメージセンサの高精細化と、透視（動画撮影）対応が可能であり、歩留を向上が可能で、イメージセンサの空間分解能も高めることができ、製造コストを下げることができる。
その理由は実施例３で説明した理由と同じである。さらに、この構造の場合、半導体層を真性層と、ｐ型あるいはｎ型だけで作ることができる。つまりｐ−ｉ−ｎダイオードのように、製造時に２種類の不純物導入をする必要が無く、製造設備を簡略化できる。ただし、ＭＩＳダイオードでは、信号の読み出し時に、ダイオードに順バイアスを印加して、リセットする必要が有り、信号の読み出し速度は若干遅くなる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、イメージセンサの構成や製造方法は適宜変更可能である。
例えば、上記では、ブロッキング層の材料として、ＳｉＣ、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＡｌＮを例示したが、ブロッキング層は、水素の透過を抑制する機能を有する材料を含んでいればよい。
また、上記では、ａ−Ｓｉ：Ｈによる光電変換素子と、光電変換素子とスイッチング素子との間にブロッキング層を配置する構成と、光電変換素子の少なくとも最上層の半導体層をブロッキング層として機能させる構成とを示したが、これらを組み合わせて、少なくとも最上層の半導体層をブロッキング層として機能させる光電変換素子とスイッチング素子との間に更にブロッキング層を配置する構成とすることもでき、ブロッキング層を複数層にすることによって、水素の透過を抑制する機能を更に高めることもできる。
また、上記では、イメージセンサの各構成部材の厚さは特に限定していないが、各構成部材の厚さは、イメージセンサとして機能可能な任意の値（ブロッキング層は水素の透過を効果的に抑制可能な任意の値）に設定することができる。また、上記では、イメージセンサの各構成部材の形成に使用する製造装置について記載していないが、製造装置としては、スパッタリング装置、真空蒸着装置、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）装置、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）装置、イオン注入装置などを適宜使用することができる。
本発明は、イメージセンサ、特に放射線撮影装置用イメージセンサに利用可能である。
１００、７００ スイッチング素子
１１０、７１０ ゲート電極
１２０、７２０ ゲート絶縁膜
１３０、７３０ アモルファス酸化物半導体膜
１３５ チャネル保護膜
１４０、７４０ ドレイン電極
１４５、７４０ ソース電極
１５０、７５０ パッシベーション膜
１６０、４３０、７６０ 平坦化膜
２００ 基板
３００、８００、９１２ 光電変換素子
３０１ ダミー領域
３０２ 絶縁領域
３１０、８１０ 下部電極
３２０、３４１ ｐ−ａ−Ｓｉ：Ｈ層
３３０ ｉ−ａ−Ｓｉ：Ｈ層
３４０、３２１ ｎ−ａ−Ｓｉ：Ｈ層
３４５ ｎ−ａ−ＳｉＣ：Ｈ層
３２５、３４６、３４７ ｐ−ａ−ＳｉＣ：Ｈ層
３５０、８３０ 上部電極
４１０ 共通電極
４２０ 保護膜
５００ ブロッキング層
６００ 蛍光体
７００ 画素光電変換膜
８２０ 光電変換膜
９００ イメージセンサ
９１０ 画素
９１１ ＴＦＴ
９２０ 信号読み出し回路
９２１ オペアンプ
９２２ 積分容量
９２３ リセットスイッチ
９３０ ゲート駆動回路

Claims (3)

  1. 基板上に光電変換素子とスイッチング素子とを順次積層した構造を有するイメージセンサにおいて、
    前記光電変換素子は、水素化アモルファスシリコン層を含み、
    前記スイッチング素子は、アモルファス酸化物半導体層を含み、
    前記水素化アモルファスシリコン層と前記アモルファス酸化物半導体層との間に、前記水素化アモルファスシリコン層から離脱する水素の透過を抑制するブロッキング層を備え、
    前記ブロッキング層は、ＳｉＣ、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＡｌＮの中から選択される１以上の材料で構成される膜がＳｉＮ膜で挟まれた積層構造を有している、
    ことを特徴とするイメージセンサ。
  2. 前記イメージセンサは、前記基板の裏面又は前記スイッチング素子の上層に蛍光体を備える放射線撮影装置用イメージセンサである、
    ことを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサ。
  3. 基板上に光電変換素子とスイッチング素子とを有するイメージセンサの製造方法において、
    前記基板上に、水素化アモルファスシリコン層を含む前記光電変換素子を形成する光電変換素子形成工程と、
    前記光電変換素子の上層に、アモルファス酸化物半導体層を含む前記スイッチング素子を形成するスイッチング素子形成工程とをこの順に有し、
    前記光電変換素子形成工程と前記スイッチング素子形成工程との間に、ＳｉＣ、Ａｌ ２ Ｏ ３ 、Ｙ ２ Ｏ ３ 、ＡｌＮの中から選択される１以上の材料で構成される膜がＳｉＮ膜で挟まれた積層構造を有し、前記水素化アモルファスシリコン層から離脱する水素の透過を抑制するブロッキング層を形成する、
    ことを特徴とするイメージセンサの製造方法。
JP2013231151A 2013-11-07 2013-11-07 イメージセンサ及びその製造方法 Active JP6384822B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013231151A JP6384822B2 (ja) 2013-11-07 2013-11-07 イメージセンサ及びその製造方法
CN201410599391.3A CN104637962B (zh) 2013-11-07 2014-10-30 图像传感器及其制造方法
US14/529,340 US9401382B2 (en) 2013-11-07 2014-10-31 Image sensor and manufacturing method thereof
US15/189,252 US9806123B2 (en) 2013-11-07 2016-06-22 Image sensor and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013231151A JP6384822B2 (ja) 2013-11-07 2013-11-07 イメージセンサ及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015090957A JP2015090957A (ja) 2015-05-11
JP6384822B2 true JP6384822B2 (ja) 2018-09-05

Family

ID=53006368

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013231151A Active JP6384822B2 (ja) 2013-11-07 2013-11-07 イメージセンサ及びその製造方法

Country Status (3)

Country Link
US (2) US9401382B2 (ja)
JP (1) JP6384822B2 (ja)
CN (1) CN104637962B (ja)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016167277A1 (ja) * 2015-04-17 2016-10-20 シャープ株式会社 撮像パネル、及びそれを備えたｘ線撮像装置
CN104979287A (zh) * 2015-05-25 2015-10-14 上海瑞艾立光电技术有限公司 二极管及其制造方法
JP7020783B2 (ja) 2016-02-03 2022-02-16 株式会社半導体エネルギー研究所 撮像装置
JP2017152656A (ja) * 2016-02-26 2017-08-31 Ｔｉａｎｍａ Ｊａｐａｎ株式会社 イメージセンサおよびその製造方法
US9953839B2 (en) * 2016-08-18 2018-04-24 International Business Machines Corporation Gate-stack structure with a diffusion barrier material
JP6892577B2 (ja) 2017-04-28 2021-06-23 天馬微電子有限公司 イメージセンサ及びセンサ装置
KR20200083433A (ko) 2017-08-03 2020-07-08 더 리서치 파운데이션 포 더 스테이트 유니버시티 오브 뉴욕 비대칭 반사 스크린을 갖는 듀얼-스크린 디지털 라디오그래피
KR102008933B1 (ko) * 2017-08-29 2019-08-08 현대오트론 주식회사 근적외선 이미지 센서 및 그 제조 방법
TWI613804B (zh) * 2017-09-04 2018-02-01 友達光電股份有限公司 光感測裝置
KR102536859B1 (ko) 2017-09-29 2023-05-24 엘지디스플레이 주식회사 광 검출 장치 및 그의 제조 방법
KR102543082B1 (ko) * 2017-11-29 2023-06-12 엘지디스플레이 주식회사 백사이드 신틸레이터가 적용된 디지털 엑스레이 검출기용 기판, 디지털 엑스레이 검출기 및 이의 제조 방법
CN108336100A (zh) * 2018-04-12 2018-07-27 京东方科技集团股份有限公司 一种阵列基板及其制备方法、显示面板、显示装置
CN108615826B (zh) * 2018-05-04 2019-10-25 京东方科技集团股份有限公司 一种有机发光二极管显示基板及其制作方法、显示装置
WO2019226859A1 (en) * 2018-05-23 2019-11-28 The Research Foundation For The State University Of New York Flat panel x-ray imager with scintillating glass substrate
JP7308595B2 (ja) * 2018-07-02 2023-07-14 Ｔｉａｎｍａ Ｊａｐａｎ株式会社 イメージセンサ
KR102645177B1 (ko) * 2019-03-15 2024-03-11 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그 구동 방법
CN114823745A (zh) * 2021-01-28 2022-07-29 睿生光电股份有限公司 X射线装置
JP7393471B2 (ja) * 2021-06-03 2023-12-06 シャープ株式会社 光電変換装置およびｘ線撮像装置
WO2023097598A1 (zh) * 2021-12-02 2023-06-08 京东方科技集团股份有限公司 光电传感器和基板
CN115117108A (zh) * 2022-01-19 2022-09-27 友达光电股份有限公司 感测装置
CN115602750B (zh) * 2022-10-13 2024-07-16 上海天马微电子有限公司 光电检测组件、光电检测组件制备方法及显示装置
CN115821394B (zh) * 2023-01-05 2023-05-26 西北电子装备技术研究所(中国电子科技集团公司第二研究所) 一种SiC晶片的检测系统及其检测方法
WO2024178635A1 (zh) * 2023-02-28 2024-09-06 京东方科技集团股份有限公司 光探测基板、图像传感器和电子设备

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6218755A (ja) * 1985-07-18 1987-01-27 Toshiba Corp 固体撮像装置
FR2585183B1 (fr) * 1985-07-19 1987-10-09 Thomson Csf Procede de fabrication d'un detecteur d'image lumineuse et detecteur matriciel bidimensionnel obtenu par ce procede
JPS6286855A (ja) 1985-10-14 1987-04-21 Fuji Photo Film Co Ltd 放射線用固体撮像素子
JP3039989B2 (ja) 1990-11-30 2000-05-08 株式会社日立メディコ 放射線撮像装置
JP3094648B2 (ja) * 1992-05-06 2000-10-03 三菱電機株式会社 Ｘ線マスク
JP3285928B2 (ja) * 1992-05-27 2002-05-27 株式会社東芝 固体撮像装置
JPH06342078A (ja) 1993-05-31 1994-12-13 Shimadzu Corp 放射線２次元検出器
JPH08250696A (ja) * 1995-03-10 1996-09-27 Toshiba Corp 固体撮像装置およびその製造方法
JP3360984B2 (ja) * 1995-08-30 2003-01-07 株式会社東芝 半導体装置
JPH11307756A (ja) 1998-02-20 1999-11-05 Canon Inc 光電変換装置および放射線読取装置
JP2001135851A (ja) * 1999-11-05 2001-05-18 Minolta Co Ltd 光電変換素子および固体撮像装置
US7391066B2 (en) * 2003-04-25 2008-06-24 Micron Technology, Inc. Imager floating diffusion region and process for forming same
KR100753391B1 (ko) * 2004-05-14 2007-08-30 매그나칩 반도체 유한회사 씨모스 이미지센서
JP4609797B2 (ja) 2006-08-09 2011-01-12 Ｎｅｃ液晶テクノロジー株式会社 薄膜デバイス及びその製造方法
JP5128792B2 (ja) 2006-08-31 2013-01-23 財団法人高知県産業振興センター 薄膜トランジスタの製法
CN100578800C (zh) * 2006-12-19 2010-01-06 力晶半导体股份有限公司 图像传感器及其制作方法
JP2008182166A (ja) * 2006-12-28 2008-08-07 Fujifilm Corp 固体撮像素子およびその製造方法
JP2008198648A (ja) * 2007-02-08 2008-08-28 Toshiba Corp Ｘ線撮像装置
JP2008258201A (ja) * 2007-03-30 2008-10-23 Fujifilm Corp 裏面照射型固体撮像素子
WO2009014155A1 (en) * 2007-07-25 2009-01-29 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Photoelectric conversion device and electronic device having the same
JP5171178B2 (ja) 2007-09-13 2013-03-27 富士フイルム株式会社 イメージセンサ及びその製造方法
JP5213422B2 (ja) * 2007-12-04 2013-06-19 キヤノン株式会社 絶縁層を有する酸化物半導体素子およびそれを用いた表示装置
JP4697258B2 (ja) * 2008-05-09 2011-06-08 ソニー株式会社 固体撮像装置と電子機器
JP2010016128A (ja) * 2008-07-02 2010-01-21 Canon Inc 固体撮像装置及びその製造方法
JP5004892B2 (ja) * 2008-07-29 2012-08-22 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置
WO2011027649A1 (en) * 2009-09-02 2011-03-10 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device including a transistor, and manufacturing method of semiconductor device
KR101343293B1 (ko) * 2010-04-30 2013-12-18 샤프 가부시키가이샤 회로 기판 및 표시 장치
US9473714B2 (en) * 2010-07-01 2016-10-18 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Solid-state imaging device and semiconductor display device
JP2012129250A (ja) * 2010-12-13 2012-07-05 Panasonic Corp 光電変換素子とその製造方法
US8791419B2 (en) * 2010-12-15 2014-07-29 Carestream Health, Inc. High charge capacity pixel architecture, photoelectric conversion apparatus, radiation image pickup system and methods for same
JP5055421B2 (ja) * 2010-12-27 2012-10-24 富士フイルム株式会社 放射線画像変換パネル及び放射線画像変換パネルの製造方法、並びに放射線画像検出装置
JP5604323B2 (ja) 2011-01-31 2014-10-08 富士フイルム株式会社 放射線画像検出装置
US8709922B2 (en) 2011-05-06 2014-04-29 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
US8792618B2 (en) * 2011-12-31 2014-07-29 Carestream Health, Inc. Radiographic detector including block address pixel architecture, imaging apparatus and methods using the same
US8916424B2 (en) * 2012-02-07 2014-12-23 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing semiconductor device
US9236408B2 (en) * 2012-04-25 2016-01-12 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Oxide semiconductor device including photodiode
US8901557B2 (en) * 2012-06-15 2014-12-02 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
US9054678B2 (en) * 2012-07-06 2015-06-09 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and driving method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
US9401382B2 (en) 2016-07-26
CN104637962A (zh) 2015-05-20
CN104637962B (zh) 2018-11-09
JP2015090957A (ja) 2015-05-11
US9806123B2 (en) 2017-10-31
US20150123119A1 (en) 2015-05-07
US20160293659A1 (en) 2016-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6384822B2 (ja) イメージセンサ及びその製造方法
JP5978625B2 (ja) 放射線撮像装置、放射線撮像表示システムおよびトランジスタ
JP6463136B2 (ja) 放射線検出装置及び放射線検出システム
US8901562B2 (en) Radiation imaging device, radiation imaging display system, and transistor
US7468531B2 (en) Imaging apparatus and radiation imaging apparatus
US20100054418A1 (en) X-ray detecting element
WO2015141777A1 (ja) 光検出装置
US10811449B2 (en) Active matrix substrate and x-ray imaging panel including same
US8039809B2 (en) Sensor panel and image detecting device
JP2013012696A (ja) 光電変換素子および光電変換装置
WO2016163347A1 (ja) フォトセンサ基板
US8916833B2 (en) Imaging device and imaging display system
JP2018190803A (ja) イメージセンサ及びセンサ装置
CA3062873A1 (en) Apparatus for radiation detection in a digital imaging system
JP2013161810A (ja) 撮像装置およびその製造方法ならびに撮像表示システム
KR102670831B1 (ko) 광차단층을 구비한 디지털 엑스레이 검출장치 및 그 제조방법
JP7308595B2 (ja) イメージセンサ
WO2016111192A1 (ja) 撮像パネル及びｘ線撮像装置
WO2016167179A1 (ja) 撮像パネル、及びそれを備えたｘ線撮像装置
US9165957B2 (en) Detecting device, detecting system, and manufacturing method of detecting device
JP2013157347A (ja) 撮像装置およびその製造方法ならびに撮像表示システム
WO2015163288A1 (ja) 光検出装置
JP2013156119A (ja) 放射線撮像装置およびその製造方法ならびに放射線撮像表示システム
JP4449749B2 (ja) 放射線検出装置およびその製造方法
KR101858356B1 (ko) 수소침투가 방지된 디지털 엑스레이 검출장치

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20150415

RD07 Notification of extinguishment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7427

Effective date: 20150410

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20161004

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170607

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170613

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170727

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20171226

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180208

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180717

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180731

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6384822

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250