WO2019004194A1 - 撮像パネル及びその製造方法 - Google Patents

撮像パネル及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2019004194A1
WO2019004194A1 PCT/JP2018/024157 JP2018024157W WO2019004194A1 WO 2019004194 A1 WO2019004194 A1 WO 2019004194A1 JP 2018024157 W JP2018024157 W JP 2018024157W WO 2019004194 A1 WO2019004194 A1 WO 2019004194A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
insulating film
photoelectric conversion
conversion layer
layer
opening
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/024157
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
克紀 美▲崎▼
Original Assignee
シャープ株式会社
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 シャープ株式会社 filed Critical シャープ株式会社
Priority to US16/622,461 priority Critical patent/US20210151477A1/en
Publication of WO2019004194A1 publication Critical patent/WO2019004194A1/ja

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14643Photodiode arrays; MOS imagers
    • H01L27/14658X-ray, gamma-ray or corpuscular radiation imagers
    • H01L27/14663Indirect radiation imagers, e.g. using luminescent members
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/04Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/20Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G01T1/2018Scintillation-photodiode combinations
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/20Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G01T1/2018Scintillation-photodiode combinations
    • G01T1/20188Auxiliary details, e.g. casings or cooling
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/14609Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
    • H01L27/1461Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements characterised by the photosensitive area
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/14636Interconnect structures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14683Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14689MOS based technologies
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14683Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14692Thin film technologies, e.g. amorphous, poly, micro- or nanocrystalline silicon
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14683Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14698Post-treatment for the devices, e.g. annealing, impurity-gettering, shor-circuit elimination, recrystallisation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/40Imaging
    • G01N2223/413Imaging sensor array [CCD]
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/50Detectors
    • G01N2223/505Detectors scintillation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/14609Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
    • H01L27/14612Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements involving a transistor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/08Semiconductor 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 in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/10Semiconductor 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 in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
    • H01L31/101Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
    • H01L31/102Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
    • H01L31/105Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier being of the PIN type
    • H01L31/1055Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier being of the PIN type the devices comprising amorphous materials of Group IV of the Periodic Table

Definitions

  • the invention disclosed below relates to an imaging panel and a method of manufacturing the same.
  • an X-ray imaging apparatus that captures an X-ray image by an imaging panel including a plurality of pixel units.
  • a PIN (p-intrinsic-n) photodiode is used as a photoelectric conversion element, and the PIN photodiode converts the irradiated X-ray into a charge.
  • the converted charge is read out by operating a thin film transistor (hereinafter, also referred to as “TFT”) included in the pixel portion.
  • TFT thin film transistor
  • Japanese Patent Laying-Open No. 2014-078651 discloses a photoelectric conversion element array unit using a PIN photodiode.
  • the photoelectric conversion layer and the upper electrode layer of the PIN photodiode in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-078651 are formed in substantially the same island pattern by sequentially etching from the upper layer using the same resist mask.
  • the upper electrode layer is also formed simultaneously with the formation of the photoelectric conversion layer. Therefore, if the organic matter or the like attached to the surface of the photoelectric conversion layer is washed with hydrofluoric acid or the like, the upper electrode layer is dissolved by exposure to hydrofluoric acid, and metal ions of the upper electrode layer adhere to the photoelectric conversion layer. It will Therefore, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-078651, it is difficult to wash the surface of the photoelectric conversion layer with hydrofluoric acid only, and an off leak current caused by an organic substance or the like tends to occur in the photoelectric conversion layer. .
  • the invention disclosed below aims to provide an imaging panel capable of suppressing an off leak current.
  • An imaging panel which solves the above problems, is an imaging panel that generates an image based on scintillation light obtained from X-rays that have passed through a subject, and includes a photoelectric conversion layer, a pair of first electrodes, and a first electrode.
  • a first protective layer provided on the side to which the X-ray is irradiated among the two electrodes, and the first protective layer covers the side surface of the photoelectric conversion layer,
  • the photoelectric conversion layer is overlapped with the photoelectric conversion layer so as to have an opening on the inner side of the end portion of the photoelectric conversion layer on the side irradiated with the X-ray, and the first electrode is formed in the opening It is disposed in contact with the photoelectric conversion layer so as to overlap with at least a part of the first protective layer.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an X-ray imaging apparatus in the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic view showing a schematic configuration of the imaging panel shown in FIG.
  • FIG. 3 is an enlarged plan view of one pixel portion of the imaging panel shown in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the pixel shown in FIG. 3 taken along the line AA.
  • FIG. 5 is an enlarged view of the wiring frame portion of FIG.
  • FIG. 6A is a cross-sectional view showing a process of manufacturing the imaging panel shown in FIG. 4, in which a gate insulating film and a TFT are formed on a substrate and a first insulating film is formed.
  • FIG. 6B is a cross-sectional view showing the step of forming the opening of the first insulating film shown in FIG. 6A.
  • FIG. 6C is a cross-sectional view showing the step of forming the second insulating film shown in FIG. 6D is a cross-sectional view showing the step of forming the opening of the second insulating film shown in FIG. 6C.
  • FIG. 6E is a cross-sectional view showing a step of forming a metal film as the lower electrode shown in FIG. 6F is a cross-sectional view showing the step of forming the lower electrode shown in FIG. FIG.
  • 6G is a cross-sectional view showing a step of forming an n-type amorphous semiconductor layer, an intrinsic amorphous semiconductor layer, and a p-type amorphous semiconductor layer as the photoelectric conversion layer shown in FIG. 4.
  • 6H is a cross-sectional view showing a step of forming the photoelectric conversion layer shown in FIG. 6I is a cross-sectional view showing a step of forming a third insulating film shown in FIG.
  • FIG. 6J is a cross-sectional view showing the step of forming the fourth insulating film shown in FIG. 4;
  • FIG. 6K is a cross-sectional view showing the step of forming a metal film as the bias wiring shown in FIG. 4.
  • 6L is a cross-sectional view showing the step of forming the bias interconnection shown in FIG. 6M is a cross-sectional view showing the step of forming the opening of the fourth insulating film shown in FIG. 4;
  • 6N is a cross-sectional view showing a step of forming an opening of the third insulating film shown in FIG. 4;
  • FIG. 6O is a cross-sectional view showing a step of forming a transparent conductive film as the upper electrode shown in FIG. 4.
  • 6P is a cross-sectional view showing the step of forming the upper electrode shown in FIG. 6Q is a cross-sectional view showing the step of forming the fifth insulating film shown in FIG. FIG.
  • FIG. 6R is a cross-sectional view showing the step of forming the sixth insulating film shown in FIG.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the imaging panel in the second embodiment.
  • FIG. 8A is a cross-sectional view showing a step of forming a metal film as the bias wiring shown in FIG. 7.
  • FIG. 8B is a cross-sectional view showing the step of forming the bias interconnection shown in FIG. 7.
  • FIG. 8C is a cross-sectional view showing the step of forming the opening of the third insulating film shown in FIG. 7;
  • FIG. 8D is a cross-sectional view showing a step of forming a transparent conductive film as the upper electrode shown in FIG. 7.
  • FIG. 8A is a cross-sectional view showing a step of forming a metal film as the bias wiring shown in FIG. 7.
  • FIG. 8B is a cross-sectional view showing the step of forming the bias interconnection shown in FIG. 7.
  • FIG. 8C is
  • FIG. 8E is a cross-sectional view showing the step of forming the upper electrode shown in FIG. 7.
  • FIG. 8F is a cross-sectional view showing the step of forming the fourth insulating film shown in FIG. 7.
  • FIG. 8G is a cross-sectional view showing the step of forming the opening of the fourth insulating film shown in FIG. 7;
  • FIG. 8H is a cross-sectional view showing the step of forming the fifth insulating film shown in FIG. 7;
  • FIG. 8I is a cross-sectional view showing a step of forming a sixth insulating film shown in FIG. 7;
  • FIG. 9A is a cross-sectional view of an imaging panel in an application example 1 of the second embodiment.
  • FIG. 9A is a cross-sectional view of an imaging panel in an application example 1 of the second embodiment.
  • FIG. 9B is a cross-sectional view of the imaging panel in the application 2 of the second embodiment.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the imaging panel in the third embodiment.
  • 11A is a cross-sectional view showing a step of forming an opening of the third insulating film shown in FIG. 11B is a cross-sectional view showing a step of forming a transparent conductive film as the upper electrode shown in FIG. 11C is a cross-sectional view showing the step of forming the upper electrode shown in FIG. 11D is a cross-sectional view showing the step of forming the fourth insulating film shown in FIG. 11E is a cross-sectional view showing a step of forming an opening of the fourth insulating film shown in FIG.
  • FIG. 11F is a cross-sectional view showing a step of forming a metal film as the bias wiring shown in FIG.
  • FIG. 11G is a cross-sectional view showing the step of forming the bias interconnection shown in FIG.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of an imaging panel according to an application example 1 of the third embodiment.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of an imaging panel according to application 2 of the third embodiment.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of the imaging panel in the fourth embodiment.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of an imaging panel according to the application example 1 of the fourth embodiment.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of an imaging panel according to application 2 of the fourth embodiment.
  • An imaging panel is an imaging panel that generates an image based on scintillation light obtained from X-rays that have passed through a subject, and includes a photoelectric conversion layer, a pair of first electrodes, and a second And a first protective layer provided on the side to which the X-rays are irradiated, and the first protective layer covers the side surface of the photoelectric conversion layer,
  • the photoelectric conversion layer is overlapped with the photoelectric conversion layer so as to have an opening on the inner side of the end of the photoelectric conversion layer on the side irradiated with the X-rays
  • the first electrode is formed of the photoelectric It is disposed in contact with the conversion layer so as to overlap with at least a part of the first protective layer (first configuration).
  • the side surface of the photoelectric conversion layer is covered with the first protective layer, and in the photoelectric conversion layer, the portion provided with the opening of the first protective layer inside the end of the photoelectric conversion layer is Not covered by the first protective layer.
  • the first electrode is in contact with the photoelectric conversion layer at the opening of the first protective layer, and is disposed to overlap with at least a portion of the first protective layer. That is, the first electrode is formed after the formation of the first protective layer. Therefore, when the photoelectric conversion layer is formed, the surface of the photoelectric conversion layer can be cleaned using hydrofluoric acid or the like. As a result, in the imaging panel according to the present configuration, off leak current is less likely to occur in the photoelectric conversion layer.
  • the photoelectric conversion layer includes a first amorphous semiconductor layer having a first conductivity type, an intrinsic amorphous semiconductor layer in contact with the first amorphous semiconductor layer, and the intrinsic amorphous semiconductor layer. And a second amorphous semiconductor layer having a second conductivity type opposite to the first conductivity type in contact with the semiconductor layer, and the first protective layer is formed of the second amorphous semiconductor layer.
  • the upper surface has the opening, the first electrode is in contact with the second amorphous semiconductor layer at the opening, and the film thickness of the second amorphous semiconductor layer overlaps the first protective layer.
  • the area provided with the opening may be thinner than the area (second configuration).
  • the film thickness of the second amorphous semiconductor layer in the portion where the opening of the first protective layer is provided is thinner than the film thickness of the portion in which the first protective layer overlaps. Therefore, the transmittance of the photoelectric conversion layer can be improved and the quantum efficiency can be improved, as compared to the case where the film thickness of the second amorphous semiconductor layer is uniform.
  • the first protective layer includes a first inorganic insulating film and a first organic insulating film, and the first organic insulating film is formed on the first inorganic insulating film.
  • the membranes may be arranged so as to overlap (third configuration).
  • the third configuration the side surface of the photoelectric conversion layer is covered with the first inorganic insulating film and the first organic insulating film. Therefore, compared with the case where the side surface of the photoelectric conversion layer is covered with one insulating film, the coverage of the side surface of the photoelectric conversion layer is improved, and off leak current is less likely to occur in the photoelectric conversion layer.
  • the first protective layer includes a first inorganic insulating film and a first organic insulating film, and the first electrode is formed on the first inorganic insulating film.
  • the first organic insulating film is disposed above the first electrode, and is inside the end of the photoelectric conversion layer and outside the opening of the first inorganic insulating film. May have an opening (fourth configuration)
  • the first protective layer includes a first inorganic insulating film, and the first electrode is disposed so as to overlap the first inorganic insulating film.
  • the fifth configuration may be used.
  • the semiconductor device may further include a second protective layer arranged to overlap with the first electrode and at least a part of the first protective layer ( Sixth configuration). According to the sixth configuration, since the upper portion of the first electrode is covered by the second protective layer, the first electrode can be protected.
  • the second protective layer includes a second inorganic insulating film and a second organic insulating film, and the second inorganic insulating film is in contact with the first electrode,
  • the second organic insulating film may be provided on the second inorganic insulating film (a seventh configuration).
  • the second protective layer includes a second inorganic insulating film and a second organic insulating film, the second inorganic insulating film being in contact with the first electrode, and the opening In the outside of the above, it may be arranged between the first inorganic insulating film and the second organic insulating film (eighth configuration).
  • the semiconductor device may further include a bias wiring in contact with the first electrode and to which a predetermined bias voltage is applied (a ninth configuration). According to the ninth configuration, the bias voltage can be applied to the first electrode.
  • the bias wiring may be in contact with the first electrode outside the opening (a tenth configuration). According to the tenth configuration, the transmittance of the photoelectric conversion layer can be improved as compared with the case where the bias wiring is provided inside the opening.
  • the bias wiring may be provided above the first protective layer (an eleventh configuration).
  • a conductive film covering the bias wiring may be further included (a twelfth configuration). According to the twelfth configuration, corrosion of the bias wiring can be prevented.
  • the area of the opening may be 70.56% or more of the area of the side of the photoelectric conversion layer on which the X-ray is irradiated (13th Configuration). According to the thirteenth configuration, the quantum efficiency of the photoelectric conversion layer can be improved.
  • a method of manufacturing an imaging panel is a method of manufacturing an imaging panel that generates an image based on scintillation light obtained from X-rays that have passed through a subject.
  • Forming a first amorphous semiconductor layer having a conductivity type, an intrinsic amorphous semiconductor layer, and a second amorphous semiconductor layer having a second conductivity type opposite to the first conductivity type Etching the first amorphous semiconductor layer, the intrinsic amorphous semiconductor layer, and the second amorphous semiconductor layer to form a photoelectric conversion layer, and a surface of the photoelectric conversion layer
  • the adhesion on the surface of the photoelectric conversion layer is removed.
  • the generation of off leak current can be suppressed.
  • the removal process may include a cleaning process using hydrofluoric acid (second manufacturing method).
  • second manufacturing method organic substances and the like attached to the surface of the photoelectric conversion layer can be removed.
  • the opening of the first protective layer may be formed by performing wet etching of the first protective layer using hydrofluoric acid (third Production method). According to the third manufacturing method, the deposit on the surface of the photoelectric conversion layer can be removed.
  • the area of the opening may be 70.56% or more of the area of the photoelectric conversion layer on the side irradiated with the X-rays 4) manufacturing method).
  • the quantum efficiency of the photoelectric conversion layer can be improved.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an X-ray imaging apparatus in the present embodiment.
  • the X-ray imaging apparatus 100 includes an imaging panel 1 and a control unit 2.
  • Control unit 2 includes a gate control unit 2A and a signal reading unit 2B.
  • An X-ray is emitted from the X-ray source 3 to the subject S, and the X-ray transmitted through the subject S is converted into fluorescence (hereinafter, scintillation light) in the scintillator 1A disposed above the imaging panel 1.
  • the X-ray imaging apparatus 100 captures scintillation light with the imaging panel 1 and the control unit 2 to acquire an X-ray image.
  • FIG. 2 is a schematic view showing a schematic configuration of the imaging panel 1. As shown in FIG. 2, in the imaging panel 1, a plurality of source wirings 10 and a plurality of gate wirings 11 intersecting the plurality of source wirings 10 are formed. The gate wiring 11 is connected to the gate control unit 2A, and the source wiring 10 is connected to the signal reading unit 2B.
  • the imaging panel 1 has a TFT 13 connected to the source wiring 10 and the gate wiring 11 at a position where the source wiring 10 and the gate wiring 11 intersect.
  • a photodiode 12 is provided in a region (hereinafter referred to as a pixel) surrounded by the source wiring 10 and the gate wiring 11. In the pixel, the scintillation light obtained by converting the X-ray transmitted through the subject S is converted by the photodiode 12 into a charge corresponding to the amount of light.
  • Each gate line 11 in the imaging panel 1 is sequentially switched to the selected state in the gate control unit 2A, and the TFT 13 connected to the selected gate line 11 is turned on.
  • the TFT 13 is turned on, a signal corresponding to the charge converted by the photodiode 12 is output to the signal reading unit 2 B via the source wiring 10.
  • FIG. 3 is an enlarged plan view of one pixel portion of the imaging panel 1 shown in FIG.
  • the photodiode 12 includes a lower electrode 14 a and an upper electrode 14 b as a pair of electrodes, and a photoelectric conversion layer 15.
  • the upper electrode 14 b is provided on the top of the photoelectric conversion layer 15, that is, the side on which the X-ray is irradiated from the X-ray source 3 (see FIG. 1).
  • the TFT 13 has a gate electrode 13a integrated with the gate wiring 11, a semiconductor active layer 13b, a source electrode 13c integrated with the source wiring 10, and a drain electrode 13d. Further, the bias wiring 16 is disposed so as to overlap the gate wiring 11 and the source wiring 10 in plan view. The bias wiring 16 supplies a bias voltage to the photodiode 12. In the pixel, a contact hole CH1 for connecting the drain electrode 13d and the lower electrode 14a is provided.
  • FIG. 4 shows a cross-sectional view taken along the line AA of the pixel shown in FIG.
  • each element in the pixel is disposed on the substrate 101.
  • the substrate 101 is a substrate having an insulating property, and is formed of, for example, a glass substrate.
  • a gate electrode 13a integrated with the gate wiring 11 (see FIG. 3) and a gate insulating film 102 are formed.
  • the gate electrode 13a and the gate wiring 11 are made of, for example, aluminum (Al), tungsten (W), molybdenum (Mo), molybdenum nitride (MoN), tantalum (Ta), chromium (Cr), titanium (Ti), copper (copper It consists of metals, such as Cu), or these alloys, or these metal nitrides.
  • the gate electrode 13a and the gate wiring 11 have a laminated structure in which a metal film made of molybdenum nitride and a metal film made of aluminum are laminated in this order.
  • the film thickness thereof is, for example, 100 nm for a metal film made of molybdenum nitride and 300 nm for a metal film made of aluminum.
  • the gate insulating film 102 covers the gate electrode 13a.
  • silicon oxide (SiOx), silicon nitride (SiNx), silicon oxynitride (SiOxNy) (x> y), silicon nitride oxide (SiNxOy) (x> y) or the like may be used as the gate insulating film 102.
  • the gate insulating film 102 is a laminated film in which silicon oxide (SiOx) and silicon nitride (SiNx) are sequentially laminated, and the film thickness is 50 nm of silicon oxide (SiOx), silicon nitride (SiN x) is 400 nm.
  • a semiconductor active layer 13 b and a source electrode 13 c and a drain electrode 13 d connected to the semiconductor active layer 13 b are formed on the gate electrode 13 a via the gate insulating film 102.
  • the semiconductor active layer 13 b is formed in contact with the gate insulating film 102.
  • the semiconductor active layer 13 b is made of an oxide semiconductor.
  • the oxide semiconductor is, for example, InGaO 3 (ZnO) 5 , magnesium zinc oxide (MgxZn 1 -xO), cadmium zinc oxide (CdxZn 1 -xO), cadmium oxide (CdO), or indium (In), gallium (Ga)
  • Amorphous oxide semiconductor containing zinc and zinc (Zn) at a predetermined ratio may be used.
  • the semiconductor active layer 13 b is made of an amorphous oxide semiconductor containing indium (In), gallium (Ga) and zinc (Zn) in a predetermined ratio, and the film thickness thereof is 70 nm, for example.
  • the source electrode 13 c and the drain electrode 13 d are disposed on the gate insulating film 102 so as to be in contact with part of the semiconductor active layer 13 b.
  • the source electrode 13c is integrated with the source wiring 10 (see FIG. 3).
  • the drain electrode 13d is connected to the lower electrode 14a via the contact hole CH1.
  • the source electrode 13c and the drain electrode 13d are formed on the same layer, and for example, aluminum (Al), tungsten (W), molybdenum (Mo), tantalum (Ta), chromium (Cr), titanium (Ti), copper (copper) It consists of metals, such as Cu) or these alloys, or these metal nitrides.
  • the source electrode 13c and the drain electrode 13d may be, for example, a stack of a plurality of metal films.
  • each of the source electrode 13c and the drain electrode 13d is a metal film made of molybdenum nitride (MoN), a metal film made of aluminum (Al), and a metal film made of molybdenum nitride (MoN). It has the laminated structure laminated
  • the film thickness thereof is 100 nm for a lower metal film made of molybdenum nitride (MoN), 500 nm for a metal film made of aluminum (Al), and 50 nm for a metal film made of upper molybdenum nitride (MoN).
  • a first insulating film 103 is provided to cover the source electrode 13c and the drain electrode 13d.
  • the first insulating film 103 may have a single layer structure made of silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiN), or may have a laminated structure in which silicon nitride (SiN) and silicon oxide (SiO 2 ) are laminated in this order.
  • a second insulating film 104 is formed on the first insulating film 103.
  • a contact hole CH1 is formed on the drain electrode 13d.
  • the contact hole CH1 penetrates the second insulating film 104 and the first insulating film 103.
  • the second insulating film 104 is made of, for example, an organic transparent resin such as an acrylic resin or a siloxane resin, and its film thickness is, for example, 2.5 ⁇ m.
  • the lower electrode 14 a is formed on the second insulating film 104.
  • the lower electrode 14a is connected to the drain electrode 13d through the contact hole CH1.
  • the lower electrode 14a is made of, for example, a metal film containing molybdenum nitride (MoN), and the film thickness thereof is, for example, 200 nm.
  • the photoelectric conversion layer 15 is formed on the lower electrode 14a.
  • the photoelectric conversion layer 15 is configured by sequentially laminating an n-type amorphous semiconductor layer 151, an intrinsic amorphous semiconductor layer 152, and a p-type amorphous semiconductor layer 153.
  • the length in the X-axis direction of the photoelectric conversion layer 15 is shorter than the length in the X-axis direction of the lower electrode 14a.
  • the n-type amorphous semiconductor layer 151 is made of amorphous silicon doped with an n-type impurity (for example, phosphorus).
  • the film thickness of the n-type amorphous semiconductor layer 151 is, for example, 30 nm.
  • the intrinsic amorphous semiconductor layer 152 is made of intrinsic amorphous silicon.
  • the intrinsic amorphous semiconductor layer 152 is formed in contact with the n-type amorphous semiconductor layer 151.
  • the film thickness of the intrinsic amorphous semiconductor layer is, for example, 1000 nm.
  • the p-type amorphous semiconductor layer 153 is made of amorphous silicon doped with p-type impurities (for example, boron).
  • the p-type amorphous semiconductor layer 153 is formed in contact with the intrinsic amorphous semiconductor layer 152.
  • the film thickness of the p-type amorphous semiconductor layer 153 is, for example, 5 nm.
  • a third insulating film 105 as a first protective layer is provided on the second insulating film 102.
  • the third insulating film 105 covers the side surfaces of the lower electrode 14 a and the photoelectric conversion layer 15, and has an opening 105 a in the upper part of the photoelectric conversion layer 15.
  • the third insulating film 105 is, for example, an inorganic insulating film made of silicon nitride (SiN), and the film thickness thereof is, for example, 300 nm.
  • the film thickness h1 of the portion overlapping with the upper electrode 14b is greater than the film thickness h2 of the portion overlapping with the third insulating film 105. It is also getting thinner. The reason why the film thickness of the p-type amorphous semiconductor layer 153 is not uniform will be mentioned in the description of the manufacturing process of the imaging panel described later.
  • a fourth insulating film 106 as a first protective layer is provided on the third insulating film 105.
  • the fourth insulating film 106 has an opening 106 a at a position overlapping the opening 105 a of the third insulating film 105.
  • Contact hole CH2 is formed of openings 105a and 106a.
  • the fourth insulating film 106 is made of, for example, an organic transparent resin made of an acrylic resin or a siloxane resin, and has a film thickness of, for example, 2.5 ⁇ m.
  • the openings 105a and 106a of the third insulating film 105 and the fourth insulating film 106, which are the first protective layer, are inside the end of the photoelectric conversion layer 15, and the X-ray irradiation side of the photoelectric conversion layer 15, That is, about 70.56% or more of the area on the p-type amorphous semiconductor layer 153 side is desirable. Such a configuration improves the quantum efficiency of the photoelectric conversion layer 15.
  • the bias wiring 16 is formed on the fourth insulating film 106.
  • the bias wiring 16 has a laminated structure in which, for example, a metal film made of molybdenum nitride (MoN), a metal film made of aluminum (Al), and a metal film made of titanium (Ti) are sequentially laminated.
  • the film thickness of each of molybdenum nitride (MoN), aluminum (Al), and titanium (Ti) is, for example, 100 nm, 300 nm, and 50 nm.
  • An upper electrode 14 b is provided on the fourth insulating film 106 and the photoelectric conversion layer 15.
  • the upper electrode 14 b covers the bias wire 16 and the p-type amorphous semiconductor layer 153 in the contact hole CH 2.
  • the upper electrode 14 b is made of, for example, ITO (Indium Tin Oxide), and the film thickness thereof is, for example, 70 nm.
  • the bias wiring 16 is connected to the control unit 2 (see FIG. 1).
  • the bias wire 16 applies a bias voltage input from the control unit 2 to the upper electrode 14b through the contact hole CH2.
  • a fifth insulating film 107 as a second protective film is provided on the fourth insulating film 106 and the transparent conductive film 17.
  • the fifth insulating film 107 is, for example, an inorganic insulating film made of silicon nitride (SiN), and the film thickness thereof is, for example, 200 nm.
  • a sixth insulating film 108 as a second protective film is provided on the fifth insulating film 107.
  • the sixth insulating film 108 is made of, for example, an organic transparent resin made of an acrylic resin or a siloxane resin, and the film thickness thereof is, for example, 2.0 ⁇ m.
  • FIG. 1 Method of manufacturing imaging panel 1
  • 6A to 6R are cross-sectional views (AA cross section in FIG. 3) in respective manufacturing steps of the imaging panel 1.
  • the gate insulating film 102 and the TFT 13 are formed on the substrate 101 using a known method, and the silicon nitride (SiN) is used to cover the TFT 13 using, for example, plasma CVD.
  • the first insulating film 103 is formed.
  • heat treatment at about 350 ° C. is applied to the entire surface of the substrate 101 to perform photolithography and wet etching, and the first insulating film 103 is patterned to form an opening 103 a on the drain electrode 13 d (see FIG. 6B). ).
  • a second insulating film 104 made of an acrylic resin or a siloxane resin is formed on the first insulating film 103 by using, for example, a slit coating method (see FIG. 6C).
  • the opening 104 a of the second insulating film 104 is formed over the opening 103 a by photolithography. Thereby, the contact hole CH2 composed of the openings 103a and 104a is formed (see FIG. 6D).
  • the metal film 140 made of molybdenum nitride (MoN) is formed on the second insulating film 104 by using, for example, a sputtering method (see FIG. 6E).
  • an n-type amorphous semiconductor layer 151, an intrinsic amorphous semiconductor layer 152, and a p-type amorphous semiconductor layer are formed to cover the second insulating film 104 and the lower electrode 14 by plasma CVD, for example.
  • the films are formed in the order of 153 (see FIG. 6G).
  • the n-type amorphous semiconductor layer 151, the intrinsic amorphous semiconductor layer 152, and the p-type amorphous semiconductor layer 153 are patterned by photolithography and dry etching. As a result, the photoelectric conversion layer 15 is formed (see FIG. 6H).
  • an organic substance, a natural oxide film or the like adheres to the surface of the photoelectric conversion layer 15 at the time of patterning. Therefore, in the present embodiment, after forming the photoelectric conversion layer 15, the surface of the photoelectric conversion layer 15 is subjected to a cleaning process using hydrofluoric acid and a reduction process using hydrogen plasma.
  • a third insulating film 105 made of silicon nitride (SiN) is formed to cover the surface of the photoelectric conversion layer 15 using, for example, plasma CVD (see FIG. 6I).
  • a fourth insulating film 106 made of an acrylic resin or a siloxane resin is formed on the third insulating film 105 by using, for example, a slit coating method (see FIG. 6J).
  • a metal film 160 in which molybdenum nitride (MoN), aluminum (Al), and titanium (Ti) are sequentially stacked is formed on the fourth insulating film 106 by using, for example, a sputtering method ( See Figure 6K).
  • the opening 106a of the fourth insulating film 106 is formed on the photoelectric conversion layer 15 by photolithography (see FIG. 6M).
  • the area of the contact hole CH2 is about 70.56 with respect to the area on the X-ray irradiation side of the photoelectric conversion layer 15, ie, the p-type amorphous semiconductor layer 153 side, inside the end of the photoelectric conversion layer 15. % Or more.
  • the end of each mask pattern is 1 ⁇ m or more, 8 ⁇ m from the end of the photoelectric conversion layer 15 It should just be arrange
  • the wet etching of the third insulating film 105 is performed using hydrofluoric acid.
  • the organic substance and the natural oxide film attached to the surface of the p-type amorphous semiconductor layer 153 of the photoelectric conversion layer 15 are removed by being exposed to hydrofluoric acid.
  • the portion of the opening 105a in the third insulating film 105 is also etched away by wet etching.
  • the surface of the p-type amorphous semiconductor layer 153 in the portion where the opening 105a is provided is cleaned using hydrofluoric acid.
  • the natural oxide layer attached to the surface of the photoelectric conversion layer 15 is removed.
  • the portion of the third insulating film 105 where the opening 105 a is provided is scraped in the p-type amorphous semiconductor layer 153, and the film thickness of the p-type amorphous semiconductor layer 153 in the opening 105 a is Furthermore, the thickness is thinner than the portion covered by the third insulating film 105.
  • the film thickness h1 of the opening 105a portion where the third insulating film 105 is not provided is the portion where the third insulating film 105 is provided.
  • a transparent conductive film 141 made of ITO is formed to cover the p-type amorphous semiconductor layer 153, the bias wiring 16, and the fourth insulating film 106 (see FIG. 6O). .
  • the transparent conductive film 141 is patterned by photolithography and dry etching. As a result, the upper electrode 14b connected to the bias wiring 16 and connected to the photoelectric conversion layer 15 through the contact hole CH2 is formed (see FIG. 6P).
  • a fifth insulating film 107 made of silicon nitride (SiN) is formed to cover the upper electrode 14b by plasma CVD (see FIG. 6Q).
  • a sixth insulating film 108 made of an acrylic resin or a siloxane resin is formed on the fifth insulating film 107 using, for example, a slit coating method (see FIG. 6R).
  • the above is the manufacturing method of imaging panel 1 in this embodiment.
  • the surface of the photoelectric conversion layer 15 is subjected to cleaning using hydrofluoric acid and reduction processing using hydrogen plasma. Therefore, the attached matter such as the organic substance or the natural oxide film attached to the surface of the photoelectric conversion layer 15 is removed.
  • the side walls of the photoelectric conversion layer 15 are the third insulating film 105 and the fourth insulating film 105 which are the first protective film, and the fifth insulating film 107 and the sixth insulating film which are the second protective film.
  • the upper electrode 14 b is covered with the insulating film 108, and is covered with the fifth insulating film 107 and the sixth insulating film 108 as the second protective film. Therefore, in the photoelectric conversion layer 15, off-leakage current due to contaminants and the like is less likely to occur.
  • the surface of the p-type amorphous semiconductor layer 153 is exposed to hydrofluoric acid at the time of and after the formation of the opening 105 a of the third insulating film 105.
  • the deposit on the surface of the p-type amorphous semiconductor layer 153 is removed, and a good contact can be obtained between the upper electrode 14 b and the p-type amorphous semiconductor layer 153.
  • the surface of the p-type amorphous semiconductor layer 153 is scraped by exposure to hydrofluoric acid, and the film thickness of the p-type amorphous semiconductor layer 153 in the opening 105 a portion where the third insulating film 105 is not provided.
  • the thickness of the third insulating film 105 is smaller than the overlapping thickness (see FIG. 5). Therefore, the transmittance of the photoelectric conversion layer 15 can be improved, and the quantum efficiency of the photoelectric conversion layer 15 can be improved.
  • X-ray imaging apparatus 100 (Operation of X-ray imaging apparatus 100)
  • the control unit 2 applies a predetermined voltage (bias voltage) to the bias wiring 16 (see FIG. 3 and the like).
  • the X-ray emitted from the X-ray source 3 passes through the subject S and enters the scintillator 1A.
  • the X-rays incident on the scintillator 1 A are converted into fluorescence (scintillation light), and the scintillation light is incident on the imaging panel 1.
  • the photodiode 12 When scintillation light is incident on the photodiode 12 provided in each pixel in the imaging panel 1, the photodiode 12 changes the charge according to the amount of the scintillation light.
  • the signal corresponding to the charge converted by the photodiode 12 is turned on according to the gate voltage (plus voltage) that the TFT 13 (see FIG. 3 etc.) is output from the gate control unit 2A via the gate wiring 11.
  • the signal is read out to the signal reading unit 2 B (see FIG. 2 etc.) through the source wiring 10. Then, the control unit 2 generates an X-ray image according to the read signal.
  • FIG. 7 is a schematic view showing a cross section of the imaging panel in the second embodiment.
  • the same components as in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as in the first embodiment.
  • configurations different from the first embodiment will be mainly described.
  • the bias wiring 16 is provided on the third insulating film 105 outside the photoelectric conversion layer 15.
  • the upper electrode 14 b is provided on the third insulating film 105 so as to cover the p-type amorphous semiconductor layer 153 and the bias wiring 16.
  • the fourth insulating film 106 is provided so as to overlap the upper electrode 14 b and the third insulating film 105 outside the contact hole CH 2. That is, the fourth insulating film 106 is provided above the upper electrode 14 b, and has an opening inside the end of the photoelectric conversion layer 15 and outside the opening of the third insulating film 105.
  • the side surface of the photoelectric conversion layer 15 is covered with the third insulating film 105 as a first protective film.
  • the bias wiring 16 is covered with the upper electrode 14 b on the third insulating film 105.
  • the method of manufacturing the imaging panel 1_1 in the present embodiment is performed as follows. First, the steps of FIGS. 6A to 6I described above are performed.
  • a metal film 160 is formed on the third insulating film 105 by the same method as the process of FIG. 6K (see FIG. 8A), and then, by the same method as the process of FIG. 160 is patterned to form a bias wiring 16 (see FIG. 8B).
  • the opening 105a of the third insulating film 105 is formed in the upper part of the photoelectric conversion layer 15 using the method similar to FIG. 6N (see FIG. 8C).
  • a transparent conductive film 141 is formed to cover the opening 105a and the bias wiring 16 using the same method as the process of FIG. 6O described above (see FIG. 8D), and similar to the process of FIG. Using a method, the transparent conductive film 141 is patterned to form the upper electrode 14 b (see FIG. 8E). The upper electrode 14 b is connected to the bias wiring 16, and is connected to the photoelectric conversion layer 15 through the contact hole CH 2.
  • the fourth insulating film 106 is formed to cover the upper electrode 14b by using the same method as the process of FIG. 6J described above (see FIG. 8F). Then, the opening 106a of the fourth insulating film 106 is formed at a position overlapping the opening 105a of the third insulating film 105 by using the same method as the process of FIG. 6M described above (see FIG. 8G).
  • the fifth insulating film 107 covering the fourth insulating film 106 is formed (see FIG. 8H) using the same method as the process of FIG. 6R described above (see FIG. 8H), and the sixth insulating film 108 covering the fifth insulating film 107 is formed. Form (see FIG. 8I).
  • the process of FIG. 6H is performed as in the first embodiment described above. That is, when the photoelectric conversion layer 15 is formed, the surface of the photoelectric conversion layer 15 is subjected to a cleaning process using hydrofluoric acid and a reduction process using hydrogen plasma.
  • the side walls of the photoelectric conversion layer 15 are covered with the third insulating film 105 and the fourth insulating film 105 which are the first protective film, and the fifth insulating film 107 and the sixth insulating film 108 which are the second protective film.
  • the upper electrode 14 b is covered with the fifth insulating film 107 and the sixth insulating film 108 which are the second protective film. Therefore, the generation of the off leak current due to the attached matter such as the organic matter or the natural oxide film of the photoelectric conversion layer 15 is suppressed.
  • the wet etching is performed using hydrofluoric acid in the same manner as the step of FIG.
  • the quality semiconductor layer 153 is cleaned using hydrofluoric acid. Therefore, a good contact can be obtained between the upper electrode 14 b and the p-type amorphous semiconductor layer 153.
  • the thickness of the p-type amorphous semiconductor layer 153 in the portion of the opening 105 a where the third insulating film 105 is not provided is the p-type amorphous in the portion where the third insulating film 105 is provided. It becomes thinner than the film thickness of the quality semiconductor layer 153. Therefore, the transmittance of the photoelectric conversion layer 15 can be improved, and the quantum efficiency of the photoelectric conversion layer 15 can be improved.
  • the same method as the steps of FIGS. 6K and 6L described above is sequentially performed, and a portion of the upper electrode 14b is formed on the third insulating film 105 outside the photoelectric conversion layer 15. And the bias wiring 16 overlapping the After forming the bias wiring 16, the same steps as those of FIGS. 8C to 8I of the second embodiment are performed.
  • the bias wiring 16 is formed simultaneously with the formation of the lower electrode 14a in the steps of FIGS. 6E and 6F described above. That is, the lower electrode 14a and the bias wiring 16 are formed using, for example, a metal film in which molybdenum nitride (MoN), aluminum (Al), and titanium (Ti) are sequentially stacked. Note that after the process of FIG. 6F, the processes similar to FIGS. 6G to 6I and the processes similar to FIGS. 8A to 8H are performed to fabricate the imaging panel shown in FIG. 9B.
  • MoN molybdenum nitride
  • Al aluminum
  • Ti titanium
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a pixel of the imaging panel 1_2 in the present embodiment.
  • the same reference numerals as in the first embodiment denote the same parts as in the first embodiment.
  • the bias wiring 16 of the present embodiment is in contact with the upper electrode 14b inside the contact hole CH2, and is disposed from the upper electrode 14b to the upper portion of the fourth insulating film 106.
  • the method of manufacturing the imaging panel 1_2 is performed as follows. First, the steps of FIGS. 6A to 6I described above are performed. Thereafter, the opening 105a of the third insulating film 105 is formed using the same method as the process of FIG. 6N (see FIG. 11A).
  • a transparent conductive film 141 is formed using the same method as the step of FIG. 6O (see FIG. 11B), and the opening 105a is covered using the same method as the step of FIG.
  • An upper electrode 14b overlapping a portion of the electrode 105 is formed (see FIG. 11C).
  • the fourth insulating film 106 is formed on the third insulating film 105 by using the same method as the process of FIG. 6J (see FIG. 11D), and the opening 105a is formed with the same method as the process of FIG.
  • the opening 104a of the fourth insulating film 106 is formed at the overlapping position (see FIG. 11E). As a result, a contact hole CH2 composed of the openings 105a and 106a is formed.
  • a metal film 160 is formed on the fourth insulating film 106 and the upper electrode 14b by using the same method as the process of FIG. 6K (see FIG. 11F), and by using the same method as the process of FIG. And patterning the metal film 160 (see FIG. 11G). As a result, a bias wiring 16 is formed in contact with part of the upper electrode 14b in the contact hole CH2 and overlapping part of the fourth insulating film 106.
  • the same method as the steps of FIGS. 6Q and 6R is sequentially performed to form the fifth insulating film 107 and the sixth insulating film 108 on the upper layer of the bias wiring 16 (see FIG. 10). That is, in this example, the fifth insulating film 107 covers the bias wiring 16 and the upper electrode 14 b, and the sixth insulating film 108 covers the fifth insulating film 107.
  • the transmittance of the photoelectric conversion layer 15 upper portion is reduced as compared with the first embodiment.
  • the surface of the photoelectric conversion layer 15 is subjected to a cleaning process using hydrofluoric acid and a reduction process using hydrogen plasma in order to perform the same process as FIG. 6H.
  • the side walls of the photoelectric conversion layer 15 are covered with the third insulating film 105 and the fourth insulating film 105 which are the first protective film, and the fifth insulating film 107 and the sixth insulating film 108 which are the second protective film.
  • the upper electrode 14 b is covered with the fifth insulating film 107 and the sixth insulating film 108 which are the second protective film. Therefore, also in the present embodiment, it is possible to suppress the generation of the off leak current due to the contamination of the organic substance of the photoelectric conversion layer 15, the natural oxide film and the like.
  • the configuration for connecting the bias wiring 16 and the upper electrode 14b inside the contact hole CH2 is not limited to the above-described configuration.
  • application examples of the present embodiment will be described.
  • FIG. 12 is a cross-sectional structural view of a pixel of the imaging panel according to the application example 1 of the third embodiment.
  • the fifth insulating film 107 has an opening 107 a inside the opening 105 a of the third insulating film 105.
  • the bias wiring 16 is provided on the upper side of the fifth insulating film 107, and is in contact with the upper electrode 14b at the opening 107a.
  • the fifth insulating film 107 covering the fourth insulating film 106 and the upper electrode 14b is formed, and the photolithography method and wet etching are performed to overlap with a part of the upper electrode 14b.
  • the opening 107a of the fifth insulating film 107 is formed (not shown).
  • the bias wiring 16 in contact with the upper electrode 14b in the opening 107a and overlapping with a part of the fifth insulating film 107 is formed (see FIG. 12).
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of a pixel of an imaging panel according to Application 2 of the third embodiment. As shown in FIG. 13, Application Example 2 differs from Application Example 1 described above in that the fourth insulating film 106 is not provided. Hereinafter, the configuration different from that of the first application example will be mainly described.
  • the fifth insulating film 107 is provided on the third insulating film 105 and the upper electrode 14 b. Therefore, in this case, after the process of FIG. 11C described above, the fifth insulating film 107 covering the third insulating film 105 and the upper electrode 14b is formed using the same method as the process of FIG.
  • the opening 107a of the fifth insulating film 107 may be formed at a position overlapping with a part.
  • the configuration of the present application example 2 can reduce the number of steps of manufacturing the imaging panel as compared to the above-described application example 1.
  • FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of a pixel of the imaging panel 1_3 according to the present embodiment.
  • the present embodiment differs from the second embodiment in that the bias wiring 16 is provided above the third insulating film 105, and the bias wiring 16 and the upper electrode 14b are outside the opening 105a. It differs from the third embodiment in that it is connected.
  • configurations different from the second and third embodiments will be mainly described.
  • the position of the end of the upper electrode 14 b on the positive side in the X-axis direction is disposed outside the photoelectric conversion layer 15 than the end on the negative side of the X-axis and overlaps the third insulating film 106. ing. That is, one end of the upper electrode 14 b in the X-axis direction is longer than the other end in overlapping length with the third insulating film 106.
  • the fourth insulating film 106 has an opening 106 a at a position overlapping the end of the upper electrode 14 b in the positive X-axis direction.
  • the bias wiring 16 is provided on the fourth insulating film 106 so as to be in contact with the upper electrode 14 b at the opening 106 a.
  • the method of manufacturing the imaging panel 1_3 is performed as follows. First, the steps of FIGS. 6A to 6I described above are performed. Thereafter, the opening 105a of the third insulating film 105 and the upper electrode 14b are formed using the same method as the process of FIGS. 11A to 11D described above. Then, the opening 106 a and the opening 106 b of the fourth insulating film 106 are formed using the same method as the process of FIG. 11E described above.
  • a metal film 160 covering the fourth insulating film 106 and the upper electrode 14b is formed by using the same method as the process of FIG. 11F described above, and a metal film 160 is formed by using the same method as the process of FIG. Are patterned to form the bias wiring 16.
  • a method similar to the steps of FIGS. 6Q and 6R is sequentially performed to form a fifth insulating film 107 covering the upper electrode 14b in the opening 106a of the fourth insulating film 106, the fourth insulating film 106, and the bias wiring 16;
  • the sixth insulating film 108 covering the fifth insulating film 107 is sequentially formed (see FIG. 14).
  • FIG. 15 is a schematic cross-sectional view of a pixel according to Application Example 1.
  • configurations different from the fourth embodiment will be mainly described.
  • the fifth insulating film 107 is provided on the third insulating film 105 so as to cover the upper electrode 14 b.
  • the fourth insulating film 106 is provided on the upper side of the fifth insulating film 107.
  • a contact hole CH3 penetrating the fifth insulating film 107 and the fourth insulating film 106 is formed in the upper part of the X-axis positive direction side end portion of the upper electrode 14b.
  • the bias wiring 16 is provided on the fourth insulating film 106 so as to be in contact with the upper electrode 14 b in the contact hole CH3.
  • the upper electrode 14 b is formed using the same method as the process of FIG. 11C described above. Thereafter, a fifth insulating film 107 covering the upper electrode 14 b is formed on the third insulating film 105 by the same method as the process of FIG. 6Q described above. Next, photolithography and wet etching are performed to form an opening 107a of the fifth insulating film 107 at a position overlapping the X-axis positive direction end of the upper electrode 14b.
  • the fourth insulating film 106 is formed on the fifth insulating film 107 using the same method as the step of FIG. 11D described above, and the fourth method is performed using the same method as the step of FIG. 11E described above.
  • the opening 106 a and the opening 106 b of the insulating film 106 are formed.
  • the opening 106 a is provided above the opening 105 a of the third insulating film 105
  • the opening 106 b is provided above the opening 107 a of the fifth insulating film 107.
  • a contact hole CH3 is formed by the opening 106b and the opening 107a.
  • a sixth insulating film 108 covering the fourth insulating film 106, the fifth insulating film 107, and the bias wiring 16 is formed using the same method as the process of FIG. 6R described above (see FIG. 15).
  • FIG. 16 is a schematic cross-sectional view of a pixel in the second application example. As shown in FIG. 16, Application Example 2 differs from Application Example 1 in that the fourth insulating film 106 is not provided.
  • the fifth insulating film 107 is provided on the upper electrode 14 b. Further, on the fifth insulating film 107, a contact hole CH4 including an opening 107a is provided at a position overlapping the X-axis positive direction side end portion of the upper electrode 14b.
  • the bias wiring 16 is provided on the fifth insulating film 107, and is in contact with the upper electrode 14b via the contact hole CH4.
  • a sixth insulating film 108 is provided on the fifth insulating film 107 and the upper electrode 16.
  • a cap layer having conductivity may be provided to cover the surface of the bias wiring 16.
  • the cap layer may be, for example, a metal film containing titanium (Ti) or a transparent conductive film such as ITO.
  • Only one insulating layer (sixth insulating film 108) is provided in the upper layer of the bias wiring 16 in the application examples 1 and 2 in the third embodiment and the application examples 1 and 2 in the fourth embodiment. Therefore, when the cap layer is not provided, the bias wiring 16 is easily corroded as compared with the case where two or more insulating layers are provided in the upper layer of the bias wiring 16. Even if the insulating layer covering the bias wiring 16 is only one layer, corrosion of the bias wiring 16 can be prevented by providing the cap layer as in this modification.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

オフリーク電流を抑制し得るX線の撮像パネル及びその製造方法を提供する。撮像パネルは、光電変換層15と、第1の電極14bと、第1の保護層105,106とを備える。第1の保護層105,106は、光電変換層15の側面を覆い、光電変換層15の上部において、光電変換層15の端部より内側に開口105a,106aを有する。第1の電極14bは、開口105a,106aにおいて光電変換層15と接するように第1の保護層106の上に配置されている。

Description

撮像パネル及びその製造方法
 以下に開示する発明は、撮像パネル及びその製造方法に関する。
 複数の画素部を備える撮像パネルにより、X線画像を撮影するX線撮像装置が知られている。このようなX線撮像装置においては、例えば、光電変換素子としてPIN(p-intrinsic-n)フォトダイオードを用い、PINフォトダイオードは、照射されたX線を電荷に変換する。変換された電荷は、画素部が備える薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:以下、「TFT」とも称する。)を動作させることことで読み出される。このようにして電荷が読み出されることで、X線画像が得られる。特開2014-078651号公報には、PINフォトダイオードを用いた光電変換素子アレイユニットが開示されている。
 特開2014-078651号公報におけるPINフォトダイオードの光電変換層と上部電極層は、同一のレジストマスクを用いて上層から順次エッチングを行い、略同一のアイランドパターンに形成される。
 特開2014-078651号公報では、光電変換層の形成と同時に上部電極層も形成される。そのため、光電変換層の表面に付着した有機物等をフッ酸等を用いて洗浄すると、上部電極層がフッ酸に曝されることで溶解し、光電変換層に上部電極層の金属イオンが付着してしまう。そのため、特開2014-078651号公報では、光電変換層の表面にのみにフッ酸等を用いた洗浄処理を施すことが困難であり、光電変換層において有機物等を原因とするオフリーク電流が生じやすい。
 以下に開示する発明は、オフリーク電流を抑制し得る撮像パネルを提供することを目的とする。
 上記課題を解決する本発明の撮像パネルは、被写体を通過したX線から得られたシンチレーション光に基づいて画像を生成する撮像パネルであって、光電変換層と、一対の第1の電極と第2の電極のうち、前記X線が照射される側に設けられる第1の電極と、第1の保護層と、を備え、前記第1の保護層は、前記光電変換層の側面を覆い、前記光電変換層において前記X線が照射される側であって、前記光電変換層の端部より内側に開口を有するように前記光電変換層と重なり、前記第1の電極は、前記開口において前記光電変換層と接し、前記第1の保護層の少なくとも一部と重なるように配置されている。
 本発明によれば、オフリーク電流を抑制し得る撮像パネルを提供することができる。
図1は、第1実施形態におけるX線撮像装置を示す模式図である。 図2は、図1に示す撮像パネルの概略構成を示す模式図である。 図3は、図2に示す撮像パネルの一の画素部分を拡大した平面図である。 図4は、図3に示す画素をA-A線で切断した断面図である。 図5は、図4の配線枠部分の拡大図である。 図6Aは、図4に示す撮像パネルの製造工程であって、基板の上に、ゲート絶縁膜とTFTとが形成され、第1絶縁膜を成膜する工程を示す断面図である。 図6Bは、図6Aに示す第1絶縁膜の開口を形成する工程を示す断面図である。 図6Cは、図4に示す第2絶縁膜を成膜する工程を示す断面図である。 図6Dは、図6Cに示す第2絶縁膜の開口を形成する工程を示す断面図である。 図6Eは、図4に示す下部電極としての金属膜を成膜する工程を示す断面図である。 図6Fは、図4に示す下部電極を形成する工程を示す断面図である。 図6Gは、図4に示す光電変換層としてのn型非晶質半導体層、真性非晶質半導体層及びp型非晶質半導体層を成膜する工程を示す断面図である。 図6Hは、図4に示す光電変換層を形成する工程を示す断面図である。 図6Iは、図4に示す第3絶縁膜を形成する工程を示す断面図である。 図6Jは、図4に示す第4絶縁膜を形成する工程を示す断面図である。 図6Kは、図4に示すバイアス配線としての金属膜を成膜する工程を示す断面図である。 図6Lは、図4に示すバイアス配線を形成する工程を示す断面図である。 図6Mは、図4に示す第4絶縁膜の開口を形成する工程を示す断面図である。 図6Nは、図4に示す第3絶縁膜の開口を形成する工程を示す断面図である。 図6Oは、図4に示す上部電極としての透明導電膜を成膜する工程を示す断面図である。 図6Pは、図4に示す上部電極を形成する工程を示す断面図である。 図6Qは、図4に示す第5絶縁膜を形成する工程を示す断面図である。 図6Rは、図4に示す第6絶縁膜を形成する工程を示す断面図である。 図7は、第2実施形態における撮像パネルの断面図である。 図8Aは、図7に示すバイアス配線としての金属膜を成膜する工程を示す断面図である。 図8Bは、図7に示すバイアス配線を形成する工程を示す断面図である。 図8Cは、図7に示す第3絶縁膜の開口を形成する工程を示す断面図である。 図8Dは、図7に示す上部電極としての透明導電膜を形成する工程を示す断面図である。 図8Eは、図7に示す上部電極を形成する工程を示す断面図である。 図8Fは、図7に示す第4絶縁膜を形成する工程を示す断面図である。 図8Gは、図7に示す第4絶縁膜の開口を形成する工程を示す断面図である。 図8Hは、図7に示す第5絶縁膜を形成する工程を示す断面図である。 図8Iは、図7に示す第6絶縁膜を形成する工程を示す断面図である。 図9Aは、第2実施形態の応用例1における撮像パネルの断面図である。 図9Bは、第2実施形態の応用例2における撮像パネルの断面図である。 図10は、第3実施形態における撮像パネルの断面図である。 図11Aは、図10に示す第3絶縁膜の開口を形成する工程を示す断面図である。 図11Bは、図10に示す上部電極としての透明導電膜を形成する工程を示す断面図である。 図11Cは、図10に示す上部電極を形成する工程を示す断面図である。 図11Dは、図10に示す第4絶縁膜を形成する工程を示す断面図である。 図11Eは、図10に示す第4絶縁膜の開口を形成する工程を示す断面図である。 図11Fは、図10に示すバイアス配線としての金属膜を成膜する工程を示す断面図である。 図11Gは、図10に示すバイアス配線を形成する工程を示す断面図である。 図12は、第3実施形態の応用例1に係る撮像パネルの断面図である。 図13は、第3実施形態の応用例2に係る撮像パネルの断面図である。 図14は、第4実施形態における撮像パネルの断面図である。 図15は、第4実施形態の応用例1に係る撮像パネルの断面図である。 図16は、第4実施形態の応用例2に係る撮像パネルの断面図である。
 発明の一実施形態に係る撮像パネルは、被写体を通過したX線から得られたシンチレーション光に基づいて画像を生成する撮像パネルであって、光電変換層と、一対の第1の電極と第2の電極のうち、前記X線が照射される側に設けられる第1の電極と、第1の保護層と、を備え、前記第1の保護層は、前記光電変換層の側面を覆い、前記光電変換層において前記X線が照射される側であって、前記光電変換層の端部より内側に開口を有するように前記光電変換層と重なり、前記第1の電極は、前記開口において前記光電変換層と接し、前記第1の保護層の少なくとも一部と重なるように配置されている(第1の構成)。
 第1の構成によれば、光電変換層の側面は第1の保護層に覆われ、光電変換層において、光電変換層の端部より内側の第1の保護層の開口が設けられた部分は第1の保護層に覆われない。第1の電極は、第1の保護層の開口において光電変換層と接し、第1の保護層の少なくとも一部と重なって配置される。つまり、第1の電極は、第1の保護層の形成後に形成される。そのため、光電変換層が形成された際に、光電変換層の表面をフッ酸等を用いて洗浄することが可能となる。その結果、本構成による撮像パネルは、光電変換層においてオフリーク電流が発生しにくい。
 第1の構成において、前記光電変換層は、第1の導電型を有する第1非晶質半導体層と、前記第1非晶質半導体層に接する真性非晶質半導体層と、前記真性非晶質半導体層に接し、前記第1の導電型と反対の第2の導電型を有する第2非晶質半導体層とを含み、前記第1の保護層は、前記第2非晶質半導体層の上面において前記開口を有し、前記第1の電極は、前記開口において前記第2非晶質半導体層と接し、前記第2非晶質半導体層の膜厚は、前記第1の保護層と重なる領域よりも前記開口が設けられた領域の方が薄いこととしてもよい(第2の構成)。第2の構成によれば、第1の保護層の開口が設けられた部分の第2非晶質半導体層の膜厚が、第1の保護層が重なっている部分の膜厚よりも薄い。そのため、第2非晶質半導体層の膜厚が均一である場合と比べ、光電変換層の透過率が向上し、量子効率を向上させることができる。
 第1又は第2の構成において、前記第1の保護層は、第1の無機絶縁膜と第1の有機絶縁膜とを含み、前記第1の無機絶縁膜の上に前記第1の有機絶縁膜が重なるように配置されていることとしてもよい(第3の構成)。第3の構成によれば、光電変換層の側面が第1の無機絶縁膜と第1の有機絶縁膜とに覆われる。そのため、1つの絶縁膜に光電変換層の側面が覆われる場合と比べ、光電変換層の側面の被覆性が向上し、光電変換層においてオフリーク電流が生じにくい。
 第1又は第2の構成において、前記第1の保護層は、第1の無機絶縁膜と第1の有機絶縁膜とを含み、前記第1の無機絶縁膜の上に前記第1の電極が重なるように配置され、前記第1の有機絶縁膜は、前記第1の電極より上層に設けられ、前記光電変換層の端部より内側であって、前記第1の無機絶縁膜の開口より外側に開口を有することとしてもよい(第4の構成)
 第1又は第2の構成において、前記第1の保護層は、第1の無機絶縁膜を含み、前記第1の無機絶縁膜の上に前記第1の電極が重なるように配置されていることとしてもよい(第5の構成)。
 第1から第5のいずれかの構成において、前記第1の電極と、前記第1の保護層の少なくとも一部とに重なるように配置された第2の保護層をさらに備えることとしてもよい(第6の構成)。第6の構成によれば、第1の電極の上部が第2の保護層に覆われるため、第1の電極を保護することができる。
 第6の構成において、前記第2の保護層は、第2の無機絶縁膜と第2の有機絶縁膜とを含み、前記第2の無機絶縁膜は、前記第1の電極と接し、前記第2の有機絶縁膜は、前記第2の無機絶縁膜の上に設けられることとしてもよい(第7の構成)。
 第6の構成において、前記第2の保護層は、第2の無機絶縁膜と第2の有機絶縁膜とを含み、前記第2の無機絶縁膜は、前記第1の電極と接し、前記開口の外側において、前記第1の無機絶縁膜と前記第2の有機絶縁膜との間に配置されていることとしてもよい(第8の構成)。
 第1から第8のいずれかの構成において、前記第1の電極と接し、所定のバイアス電圧が印加されるバイアス配線をさらに備えることとしてもよい(第9の構成)。第9の構成によれば、第1の電極にバイアス電圧を印加することができる。
 第9の構成において、前記バイアス配線は、前記開口の外側において前記第1の電極と接していることとしてもよい(第10の構成)。第10の構成によれば、バイアス配線が開口の内側に設けられる場合と比べ、光電変換層の透過率を向上させることができる。
 第9又は第10の構成において、前記バイアス配線は、前記第1の保護層より上層に設けられていることとしてもよい(第11の構成)。
 第9から第11のいずれかの構成において、前記バイアス配線を覆う導電膜をさらに備えることとしてもよい(第12の構成)。第12の構成によれば、バイアス配線の腐食を防止することができる。
 第1から第12のいずれかの構成において、前記開口の面積は、前記光電変換層の前記X線が照射される側における面積に対して70.56%以上であることとしてもよい(第13の構成)。第13の構成によれば、光電変換層の量子効率を向上させることができる。
 本発明の一実施形態に係る撮像パネルの製造方法は、被写体を通過したX線から得られたシンチレーション光に基づいて画像を生成する撮像パネルの製造方法であって、基板上に、第1の導電型を有する第1非晶質半導体層と、真性非晶質半導体層と、前記第1の導電型と反対の第2の導電型を有する第2非晶質半導体層とを順に形成する工程と、前記第1非晶質半導体層と、前記真性非晶質半導体層と、前記第2非晶質半導体層とをエッチングして光電変換層を形成する工程と、前記光電変換層の表面の付着物を除去する除去処理を施す工程と、前記除去処理の工程の後、前記光電変換層の側面を覆い、前記光電変換層において前記X線が照射される側であって、前記光電変換層の端部より内側に開口を有し、前記光電変換層の一部と重なる第1の保護層を形成する工程と、一対の第1の電極と第2の電極のうち、前記開口において前記光電変換層と接し、前記第1の保護層の少なくとも一部に重なるように配置された第1の電極を形成する工程と、を含む(第1の製造方法)。
 第1の製造方法によれば、光電変換層を形成後、第1の保護層を形成する前に、光電変換層の表面の付着物を除去する処理を行うため、光電変換層の付着物に因るオフリーク電流の発生を抑制することができる。
 第1の製造方法において、前記除去処理は、フッ酸を用いた洗浄処理を含むこととしてもよい(第2の製造方法)。第2の製造方法によれば、光電変換層の表面に付着した有機物等を除去することができる。
 第1又は第2の製造方法において、前記第1の保護層の前記開口は、前記第1の保護層をフッ酸を用いたウェットエッチングを行うことにより形成されることとしてもよい(第3の製造方法)。第3の製造方法によれば、光電変換層の表面の付着物を除去することができる。
 第1から第3のいずれかの製造方法において、前記開口の面積は、前記光電変換層の前記X線が照射される側における面積に対して70.56%以上であることとしてもよい(第4の製造方法)。第4の製造方法によれば、光電変換層の量子効率を向上させることができる。
 以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
[第1実施形態]
 (構成)
 図1は、本実施形態におけるX線撮像装置を示す模式図である。X線撮像装置100は、撮像パネル1と、制御部2とを備える。制御部2は、ゲート制御部2Aと信号読出部2Bとを含む。被写体Sに対しX線源3からX線が照射され、被写体Sを透過したX線が、撮像パネル1の上部に配置されたシンチレータ1Aにおいて蛍光(以下、シンチレーション光)に変換される。X線撮像装置100は、シンチレーション光を撮像パネル1及び制御部2で撮像し、X線画像を取得する。
 図2は、撮像パネル1の概略構成を示す模式図である。図2に示すように、撮像パネル1には、複数のソース配線10と、複数のソース配線10と交差する複数のゲート配線11とが形成されている。ゲート配線11は、ゲート制御部2Aと接続され、ソース配線10は、信号読出部2Bと接続されている。
 撮像パネル1は、ソース配線10とゲート配線11とが交差する位置に、ソース配線10及びゲート配線11に接続されたTFT13を有する。また、ソース配線10とゲート配線11とで囲まれた領域(以下、画素)には、フォトダイオード12が設けられている。画素において、被写体Sを透過したX線を変換したシンチレーション光は、フォトダイオード12でその光量に応じた電荷に変換される。
 撮像パネル1における各ゲート配線11は、ゲート制御部2Aにおいて順次選択状態に切り替えられ、選択状態のゲート配線11に接続されたTFT13がオン状態となる。TFT13がオン状態になると、フォトダイオード12で変換された電荷に応じた信号がソース配線10を介して信号読出部2Bに出力される。
 図3は、図2に示す撮像パネル1の一の画素部分を拡大した平面図である。図3に示すように、ゲート配線11及びソース配線10に囲まれた画素には、フォトダイオード12とTFT13とが設けられている。フォトダイオード12は、一対の電極として下部電極14a及び上部電極14bと、光電変換層15とを含む。上部電極14bは、光電変換層15の上部、すなわち、X線源3(図1参照)からX線が照射される側に設けられる。TFT13は、ゲート配線11と一体化されたゲート電極13aと、半導体活性層13bと、ソース配線10と一体化されたソース電極13cと、ドレイン電極13dとを有する。また、ゲート配線11及びソース配線10と平面視で重なるようにバイアス配線16が配置されている。バイアス配線16は、フォトダイオード12にバイアス電圧を供給する。画素には、ドレイン電極13dと下部電極14aとを接続するためのコンタクトホールCH1が設けられている。
 ここで、図4に、図3に示す画素のA-A線の断面図を示す。図4に示すように、画素における各素子は、基板101の上に配置されている。基板101は、絶縁性を有する基板であり、例えば、ガラス基板等で構成される。
 基板101上には、ゲート配線11(図3参照)と一体化されたゲート電極13aと、ゲート絶縁膜102とが形成されている。
 ゲート電極13a及びゲート配線11は、例えば、アルミニウム(Al)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、モリブデンナイトライド(MoN)、タンタル(Ta)、クロム(Cr)、チタン(Ti)、銅(Cu)等の金属、又はこれらの合金、若しくはこれら金属窒化物からなる。本実施形態では、ゲート電極13a及びゲート配線11は、モリブデンナイトライドからなる金属膜とアルミニウムからなる金属膜とがこの順番で積層された積層構造を有する。その膜厚は、例えば、モリブデンナイトライドからなる金属膜が100nm、アルミニウムからなる金属膜が300nmである。
 ゲート絶縁膜102は、ゲート電極13aを覆う。ゲート絶縁膜102は、例えば、酸化ケイ素(SiOx)、窒化ケイ素(SiNx)、酸化窒化ケイ素(SiOxNy)(x>y)、窒化酸化ケイ素(SiNxOy)(x>y)等を用いてもよい。本実施形態では、ゲート絶縁膜102は、酸化ケイ素(SiOx)と、窒化ケイ素(SiNx)とが順に積層された積層膜で構成され、その膜厚は、酸化ケイ素(SiOx)が50nm、窒化ケイ素(SiNx)が400nmである。
 ゲート絶縁膜102を介してゲート電極13aの上に、半導体活性層13bと、半導体活性層13bに接続されたソース電極13c及びドレイン電極13dとが形成されている。
 半導体活性層13bは、ゲート絶縁膜102に接して形成されている。半導体活性層13bは、酸化物半導体からなる。酸化物半導体は、例えば、InGaO(ZnO)、酸化マグネシウム亜鉛(MgxZn-xO)、酸化カドミウム亜鉛(CdxZn-xO)、酸化カドミウム(CdO)、又は、インジウム(In)、ガリウム(Ga)及び亜鉛(Zn)を所定の比率で含有するアモルファス酸化物半導体等を用いてもよい。本実施形態では、半導体活性層13bは、インジウム(In)、ガリウム(Ga)及び亜鉛(Zn)を所定の比率で含有するアモルファス酸化物半導体からなり、その膜厚は、例えば70nmである。
 ソース電極13c及びドレイン電極13dは、ゲート絶縁膜102の上において半導体活性層13bの一部と接するように配置されている。ソース電極13cは、ソース配線10(図3参照)と一体化されている。ドレイン電極13dは、コンタクトホールCH1を介して下部電極14aと接続されている。
 ソース電極13c及びドレイン電極13dは、同一層上に形成され、例えば、アルミニウム(Al)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、タンタル(Ta)、クロム(Cr)、チタン(Ti)、銅(Cu)等の金属又はこれらの合金、若しくはこれら金属窒化物からなる。また、ソース電極13c及びドレイン電極13dの材料として、インジウム錫酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)、酸化ケイ素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)、酸化インジウム(In)、酸化錫(SnO)、酸化亜鉛(ZnO)、窒化チタン等の透光性を有する材料及びそれらを適宜組み合わせたものを用いてもよい。
 ソース電極13c及びドレイン電極13dは、例えば、複数の金属膜を積層したものであってもよい。具体的には、ソース電極13c及びドレイン電極13dは、モリブデンナイトライド(MoN)からなる金属膜と、アルミニウム(Al)からなる金属膜と、モリブデンナイトライド(MoN)からなる金属膜とが、この順番で積層された積層構造を有する。その膜厚は、下層のモリブデンナイトライド(MoN)からなる金属膜は100nm、アルミニウム(Al)からなる金属膜は500nm、上層のモリブデンナイトライド(MoN)からなる金属膜は50nmである。
 ソース電極13c及びドレイン電極13dを覆うように、第1絶縁膜103が設けられている。第1絶縁膜103は、酸化ケイ素(SiO)又は窒化ケイ素(SiN)からなる単層構造でもよいし、窒化ケイ素(SiN)、酸化ケイ素(SiO)をこの順に積層した積層構造でもよい。
 第1絶縁膜103の上には、第2絶縁膜104が形成されている。ドレイン電極13dの上には、コンタクトホールCH1が形成されている。コンタクトホールCH1は、第2絶縁膜104と第1絶縁膜103とを貫通する。第2絶縁膜104は、例えば、アクリル系樹脂又はシロキサン系樹脂などの有機系透明樹脂からなり、その膜厚は、例えば2.5μmである。
 第2絶縁膜104の上には、下部電極14aが形成されている。下部電極14aは、コンタクトホールCH1を介してドレイン電極13dと接続されている。下部電極14aは、例えば、モリブデンナイトライド(MoN)を含む金属膜で構成され、その膜厚は、例えば200nmである。
 下部電極14aの上には、光電変換層15が形成されている。光電変換層15は、n型非晶質半導体層151、真性非晶質半導体層152と、p型非晶質半導体層153が順に積層されて構成されている。この例において、光電変換層15のX軸方向の長さは、下部電極14aのX軸方向の長さよりも短い。
 n型非晶質半導体層151は、n型不純物(例えば、リン)がドーピングされたアモルファスシリコンからなる。n型非晶質半導体層151の膜厚は、例えば、30nmである。
 真性非晶質半導体層152は、真性のアモルファスシリコンからなる。真性非晶質半導体層152は、n型非晶質半導体層151に接して形成されている。真性非晶質半導体層の膜厚は、例えば1000nmである。
 p型非晶質半導体層153は、p型不純物(例えば、ボロン)がドーピングされたアモルファスシリコンからなる。p型非晶質半導体層153は、真性非晶質半導体層152に接して形成されている。p型非晶質半導体層153のは膜厚は、例えば5nmである。
 第2絶縁膜102の上には、第1の保護層としての第3絶縁膜105が設けられている。第3絶縁膜105は、下部電極14aと光電変換層15の側面を覆い、光電変換層15の上部において開口105aを有する。第3絶縁膜105は、例えば、窒化ケイ素(SiN)からなる無機絶縁膜であり、その膜厚は、例えば300nmである。
 ここで、図4の配線枠Rの拡大図を図5に示す。図5に示すように、本実施形態におけるp型非晶質半導体層153において、上部電極14bと重なっている部分の膜厚h1は、第3絶縁膜105と重なっている部分の膜厚h2よりも薄くなっている。p型非晶質半導体層153の膜厚が均一でない理由については、後述する撮像パネルの製造工程の説明において言及する。
 図4に戻り、第3絶縁膜105の上には、第1の保護層としての第4絶縁膜106が設けられている。第4絶縁膜106は、第3絶縁膜105の開口105aと重なる位置に開口106aを有する。コンタクトホールCH2は、開口105aと106aとで構成される。第4絶縁膜106は、例えばアクリル系樹脂又はシロキサン系樹脂からなる有機系透明樹脂からなり、その膜厚は、例えば2.5μmである。
 なお、第1の保護層である第3絶縁膜105と第4絶縁膜106の開口105a、106aは、光電変換層15の端部より内側であって、光電変換層15のX線照射側、すなわち、p型非晶質半導体層153側の面積に対して約70.56%以上であることが望ましい。このような構成により、光電変換層15の量子効率が向上する。
 第4絶縁膜106の上にはバイアス配線16が形成されている。バイアス配線16は、例えば、モリブデンナイトライド(MoN)からなる金属膜と、アルミニウム(Al)からなる金属膜と、チタン(Ti)からなる金属膜とを順に積層した積層構造を有する。モリブデンナイトライド(MoN)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)のそれぞれの膜厚は、例えば、100nm、300nm、50nmである。
 そして、第4絶縁膜106及び光電変換層15の上には、上部電極14bが設けられている。上部電極14bは、バイアス配線16とコンタクトホールCH2におけるp型非晶質半導体層153とを覆う。上部電極14bは、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)からなり、その膜厚は、例えば70nmである。
 バイアス配線16は、制御部2(図1参照)に接続されている。バイアス配線16は、コンタクトホールCH2を介して、制御部2から入力されるバイアス電圧を上部電極14bに印加する。
 第4絶縁膜106及び透明導電膜17の上には、第2の保護膜としての第5絶縁膜107が設けられている。第5絶縁膜107は、例えば窒化ケイ素(SiN)からなる無機絶縁膜であり、その膜厚は、例えば200nmである。
 第5絶縁膜107の上には、第2の保護膜としての第6絶縁膜108が設けられている。第6絶縁膜108は、例えば、アクリル系樹脂又はシロキサン系樹脂からなる有機系透明樹脂からなり、その膜厚は、例えば2.0μmである。
 (撮像パネル1の製造方法)
 次に、撮像パネル1の製造方法について説明する。図6A~図6Rは、撮像パネル1の各製造工程における断面図(図3のA-A断面)である。
 図6Aに示すように、基板101の上に、既知の方法を用いて、ゲート絶縁膜102とTFT13を形成し、TFT13を覆うように、例えば、プラズマCVD法を用い、窒化ケイ素(SiN)からなる第1絶縁膜103を成膜する。
 続いて、基板101の全面に350℃程度の熱処理を加え、フォトリソグラフィ法及びウェットエッチングを行い、第1絶縁膜103をパターニングして、ドレイン電極13dの上に開口103aを形成する(図6B参照)。
 次に、第1絶縁膜103の上に、例えば、スリットコーティング法を用いて、アクリル系樹脂又はシロキサン系樹脂からなる第2絶縁膜104を形成する(図6C参照)。
 そして、フォトリソグラフィ法を用いて、開口103aの上に、第2絶縁膜104の開口104aを形成する。これにより、開口103a及び104aからなるコンタクトホールCH2が形成される(図6D参照)。
 続いて、第2絶縁膜104の上に、例えば、スパッタリング法を用いて、モリブデンナイトライド(MoN)からなる金属膜140を成膜する(図6E参照)。
 そして、フォトリソグラフィ法及びウェットエッチングを行い、金属膜140をパターニングする。その結果、第2絶縁膜104の上に、コンタクトホールCH1を介してドレイン電極13dと接続された下部電極14aが形成される(図6F参照)。
 次に、第2絶縁膜104と下部電極14aを覆うように、例えば、プラズマCVD法を用いて、n型非晶質半導体層151、真性非晶質半導体層152、p型非晶質半導体層153の順に成膜する(図6G参照)。
 そして、フォトリソグラフィ法及びドライエッチングを行うことで、n型非晶質半導体層151、真性非晶質半導体層152、及びp型非晶質半導体層153をパターニングする。その結果、光電変換層15が形成される(図6H参照)。
 図6Hの工程において、光電変換層15の表面にはパターニングの際に有機物や自然酸化膜等が付着する。そのため、本実施形態では、光電変換層15を形成後、光電変換層15の表面に対してフッ酸を用いた洗浄処理と、水素プラズマを用いた還元処理を行う。
 次に、光電変換層15の表面を覆うように、例えば、プラズマCVD法を用いて、窒化ケイ素(SiN)からなる第3絶縁膜105を成膜する(図6I参照)。
 続いて、第3絶縁膜105の上に、例えば、スリットコーティング法を用いて、アクリル系樹脂又はシロキサン系樹脂からなる第4絶縁膜106を形成する(図6J参照)。
 また、第4絶縁膜106の上に、例えば、スパッタリング法を用いて、モリブデンナイトライド(MoN)と、アルミニウム(Al)と、チタン(Ti)とを順に積層した金属膜160を成膜する(図6K参照)。
 そして、フォトリソグラフィ法及びウェットエッチングを行い、金属膜160をパターニングし、バイアス配線16を形成する(図6L参照)。
 次に、フォトリソグラフィ法を用いて、光電変換層15の上部に第4絶縁膜106の開口106aを形成する(図6M参照)。
 続いて、フォトリソグラフィ法及びウェットエッチングを行い、開口106aの下に第3絶縁膜105の開口105aを形成する。その結果、開口105a及び106aからなるコンタクトホールCH2が形成される(図6N参照)。
 コンタクトホールCH2の面積は、光電変換層15の端部より内側であって、光電変換層15のX線照射側、すなわち、p型非晶質半導体層153側の面積に対して約70.56%以上である。このような開口が形成されるためには、第3絶縁膜105及び第4絶縁膜106の開口を形成する際、各マスクパターンの端部が、光電変換層15の端部から1μm以上、8μm以下に配置されていればよい。言い換えれば、コンタクトホールCH2の面積が光電変換層15のX線照射側の面積に対して70.56%未満となる場合、各マスクパターンのずれにより、開口が、光電変換層15より外側にはみ出して形成され、光電変換層15の特性が悪化する。
 第3絶縁膜105のウェットエッチングはフッ酸を用いて行う。光電変換層15のp型非晶質半導体層153の表面に付着された有機物や自然酸化膜はフッ酸に曝されることで除去される。また、このとき、p型非晶質半導体層153において、第3絶縁膜105における開口105a部分もウェットエッチングによって削られる。
 さらに、図6Nの工程において、第3絶縁膜105のウェットエッチング後、開口105aが設けられた部分におけるp型非晶質半導体層153の表面をフッ酸を用いて洗浄する。その結果、光電変換層15の表面に付着された自然酸化層が除去される。また、洗浄処理の際、p型非晶質半導体層153において、第3絶縁膜105における開口105aが設けられた部分が削られ、開口105a部分のp型非晶質半導体層153における膜厚は、さらに、第3絶縁膜105に覆われている部分よりも薄くなる。その結果、図5に示したように、p型非晶質半導体層153において、第3絶縁膜105が設けられていない開口105a部分の膜厚h1は、第3絶縁膜105が設けられた部分の膜厚h2よりも薄くなる。
 次に、例えば、スパッタリング法を用いて、p型非晶質半導体層153、バイアス配線16、第4絶縁膜106を覆うように、ITOからなる透明導電膜141を成膜する(図6O参照)。
 そして、フォトリソグラフィ法及びドライエッチングを行い、透明導電膜141をパターニングする。その結果、バイアス配線16と接続され、コンタクトホールCH2を介して光電変換層15と接続された上部電極14bが形成される(図6P参照)。
 続いて、例えば、プラズマCVD法を用いて、上部電極14bを覆うように、窒化ケイ素(SiN)からなる第5絶縁膜107を成膜する(図6Q参照)。
 次に、第5絶縁膜107の上に、例えば、スリットコーティング法を用いて、アクリル系樹脂又はシロキサン系樹脂からなる第6絶縁膜108を形成する(図6R参照)。
 以上が、本実施形態における撮像パネル1の製造方法である。上述したように、本実施形態では、光電変換層15を形成後、光電変換層15の表面に対してフッ酸を用いた洗浄と、水素プラズマを用いた還元処理とを行う。そのため、光電変換層15の表面に付着した有機物や自然酸化膜等の付着物が除去される。また、本実施形態では、光電変換層15の側壁は、第1の保護膜である第3絶縁膜105及び第4絶縁膜105と、第2の保護膜である第5絶縁膜107及び第6絶縁膜108に覆われ、上部電極14bは、第2の保護膜である第5絶縁膜107及び第6絶縁膜108に覆われる。そのため、光電変換層15において汚染物等に因るオフリーク電流が生じにくい。
 さらに、p型非晶質半導体層153の表面は、第3絶縁膜105の開口105aの形成時と形成後においてフッ酸に曝される。その結果、p型非晶質半導体層153の表面の付着物が除去され、上部電極14bとp型非晶質半導体層153との間において良好なコンタクトが得られる。
 また、p型非晶質半導体層153の表面はフッ酸に曝されることで削られ、p型非晶質半導体層153において、第3絶縁膜105が設けられていない開口105a部分における膜厚が、第3絶縁膜105が重なっている膜厚よりも薄くなる(図5参照)。そのため、光電変換層15の透過率が向上し、光電変換層15における量子効率を向上させることができる。
 (X線撮像装置100の動作)
 ここで、図1に示すX線撮像装置100の動作について説明しておく。まず、X線源3からX線が照射される。このとき、制御部2は、バイアス配線16(図3等参照)に所定の電圧(バイアス電圧)を印加する。X線源3から照射されたX線は、被写体Sを透過し、シンチレータ1Aに入射する。シンチレータ1Aに入射したX線は蛍光(シンチレーション光)に変換され、撮像パネル1にシンチレーション光が入射する。撮像パネル1における各画素に設けられたフォトダイオード12にシンチレーション光が入射すると、フォトダイオード12において、シンチレーション光の光量に応じた電荷に変化される。フォトダイオード12で変換された電荷に応じた信号は、TFT13(図3等参照)が、ゲート制御部2Aからゲート配線11を介して出力されるゲート電圧(プラスの電圧)に応じてON状態となっているときに、ソース配線10を通じて信号読出部2B(図2等参照)に読み出される。そして、読み出された信号に応じたX線画像が、制御部2で生成される。
[第2実施形態]
 図7は、第2実施形態における撮像パネルの断面を示す模式図である。図7において、第1実施形態と同様の構成には第1実施形態と同じ符号が付されている。以下、第1実施形態と異なる構成を主に説明する。
 図7に示すように、本実施形態では、バイアス配線16は、光電変換層15の外側において、第3絶縁膜105の上に設けられている。
 上部電極14bは、p型非晶質半導体層153とバイアス配線16とを覆うように第3絶縁膜105の上に設けられている。
 第4絶縁膜106は、コンタクトホールCH2の外側において、上部電極14bと第3絶縁膜105とに重なるように設けられる。すなわち、第4絶縁膜106は、上部電極14bより上層に設けられ、光電変換層15の端部より内側であって、第3絶縁膜105の開口より外側に開口を有する。
 本実施形態では、光電変換層15の側面が第1の保護膜としての第3絶縁膜105に覆われる。バイアス配線16は、第3絶縁膜105上において上部電極14bに覆われる。
 本実施形態における撮像パネル1_1の製造方法は、以下のようにして行う。まず、上述した図6A~6Iの工程を行う。
 図6Iの工程後、図6Kの工程と同様の方法で、第3絶縁膜105上に金属膜160を形成し(図8A参照)、続いて、図6Lの工程と同様の方法で、金属膜160をパターニングしてバイアス配線16を形成する(図8B参照)。
 次に、図6Nと同様の方法を用い、光電変換層15の上部において、第3絶縁膜105の開口105aを形成する(図8C参照)。
 続いて、上述の図6Oの工程と同様の方法を用いて、開口105a及びバイアス配線16を覆うように透明導電膜141を成膜し(図8D参照)、上述の図6Pの工程と同様の方法を用いて、透明導電膜141をパターニングして上部電極14bを形成する(図8E参照)。上部電極14bは、バイアス配線16と接続され、コンタクトホールCH2を介して光電変換層15と接続される。
 次に、上述の図6Jの工程と同様の方法を用いて、上部電極14bを覆うように、第4絶縁膜106を形成する(図8F参照)。そして、上述の図6Mの工程と同様の方法を用いて、第3絶縁膜105の開口105aと重なる位置に、第4絶縁膜106の開口106aを形成する(図8G参照)。
 そして、上述の図6Rの工程と同様の方法を用いて、第4絶縁膜106を覆う第5絶縁膜107を形成し(図8H参照)、第5絶縁膜107を覆う第6絶縁膜108を形成する(図8I参照)。
 本実施形態においても、上述した第1実施形態と同様に図6Hの工程を行う。つまり、光電変換層15の形成時に、光電変換層15の表面に対してフッ酸を用いた洗浄処理と、水素プラズマを用いた還元処理とを行う。また、光電変換層15の側壁は、第1の保護膜である第3絶縁膜105及び第4絶縁膜105と、第2の保護膜である第5絶縁膜107及び第6絶縁膜108に覆われ、上部電極14bは、第2の保護膜である第5絶縁膜107及び第6絶縁膜108に覆われる。そのため、光電変換層15の有機物や自然酸化膜等の付着物に因るオフリーク電流の発生が抑制される。
 また、第3絶縁膜105の開口105aを形成する工程(図8C)では、第1実施形態の図6Nの工程と同様、フッ酸を用いてウェットエッチングを行い、開口105a部分におけるp型非晶質半導体層153上にフッ酸を用いて洗浄する。そのため、上部電極14bとp型非晶質半導体層153との間において良好なコンタクトが得られる。また、本実施形態においても、第3絶縁膜105が設けられていない開口105a部分のp型非晶質半導体層153の膜厚が、第3絶縁膜105が設けられた部分のp型非晶質半導体層153の膜厚よりも薄くなる。そのため、光電変換層15の透過率が向上し、光電変換層15における量子効率を向上させることができる。
 (応用例1)
 上述した第2実施形態では、バイアス配線16の上に上部電極14bが重なって配置されている例を説明したが、図9Aに示すように、上部電極14bの上にバイアス配線16が重なって配置されてもよい。
 この場合には、上部電極14bを形成後、上述した図6K、6Lの工程と同様の方法を順に行い、光電変換層15の外側において、第3絶縁膜105上に、上部電極14bの一部と重なるバイアス配線16を形成する。バイアス配線16を形成後は、第2実施形態の図8C~図8Iと同様の工程を行う。
 (応用例2)
 上述した第2実施形態では、バイアス配線16が第3絶縁膜105の上に設けられていたが、図9Bに示すように、第2絶縁膜104の上にバイアス配線16が設けられていてもよい。
 この場合には、上述した図6E、6Fの工程において、下部電極14aの形成と同時にバイアス配線16を形成する。つまり、下部電極14aとバイアス配線16を、例えば、モリブデンナイトライド(MoN)と、アルミニウム(Al)と、チタン(Ti)とを順に積層した金属膜を用いて形成する。なお、図6Fの工程の後、図6G~6Iと同様の工程、及び図8A~8Hと同様の工程を行い、図9Bに示す撮像パネルが作製される。
[第3実施形態]
 上述した実施形態では、コンタクトホールCH2の外側の位置で、バイアス配線16と上部電極14bとが接続される例を説明した。本実施形態では、コンタクトホールCH2において、バイアス配線16と上部電極14bとが接続される例を説明する。
 図10は、本実施形態における撮像パネル1_2の画素の概略断面図である。図10において、第1実施形態と同様の構成には第1実施形態と同じ符号が付されている。
 図10に示すように、本実施形態のバイアス配線16は、コンタクトホールCH2の内側において上部電極14bと接し、上部電極14bから第4絶縁膜106の上部まで配置されている。
 撮像パネル1_2の製造方法は、以下のようにして行う。まず、上述した図6A~6Iの工程を行う。その後、図6Nの工程と同様の方法を用いて、第3絶縁膜105の開口105aを形成する(図11A参照)。
 次に、図6Oの工程と同様の方法を用いて、透明導電膜141を成膜し(図11B参照)、図6Pの工程と同様の方法を用いて、開口105aを覆い、第3絶縁膜105の一部と重なる上部電極14bを形成する(図11C参照)。
 その後、図6Jの工程と同様の方法を用いて、第3絶縁膜105上に第4絶縁膜106を形成し(図11D参照)、図6Mの工程と同様の方法を用いて、開口105aと重なる位置に第4絶縁膜106の開口104aを形成する(図11E参照)。その結果、開口105a、106aからなるコンタクトホールCH2が形成される。
 その後、図6Kの工程と同様の方法を用いて、第4絶縁膜106及び上部電極14bの上に金属膜160を成膜し(図11F参照)、図6Lの工程と同様の方法を用いて、金属膜160をパターニングする(図11G参照)。その結果、コンタクトホールCH2において上部電極14bの一部と接し、第4絶縁膜106の一部と重なるバイアス配線16が形成される。
 バイアス配線16の形成後、図6Q、6Rの工程と同様の方法を順に行い、バイアス配線16の上層に第5絶縁膜107と第6絶縁膜108とが形成される(図10参照)。つまり、この例では、第5絶縁膜107は、バイアス配線16と上部電極14bとを覆い、第6絶縁膜108は、第5絶縁膜107を覆う。
 上述した第3実施形態では、バイアス配線16と上部電極14bとがコンタクトホールCH2の内側で接続されるため、第1実施形態と比べ、光電変換層15上部の透過率が低下する。しかしながら、本実施形態においても、図6Hと同様の工程を行うため、光電変換層15の表面にフッ酸を用いた洗浄処理と、水素プラズマを用いた還元処理とが施される。また、光電変換層15の側壁は、第1の保護膜である第3絶縁膜105及び第4絶縁膜105と、第2の保護膜である第5絶縁膜107及び第6絶縁膜108に覆われ、上部電極14bは、第2の保護膜である第5絶縁膜107及び第6絶縁膜108に覆われる。よって、本実施形態においても、光電変換層15の有機物や自然酸化膜等の汚染に因るオフリーク電流の発生を抑制することができる。
 なお、コンタクトホールCH2の内側においてバイアス配線16と上部電極14bとを接続する構成は上述した構造に限らない。以下、本実施形態の応用例について説明する。
 (応用例1)
 図12は、第3実施形態の応用例1に係る撮像パネルの画素の断面構造図である。図12に示すように、本応用例1では、第5絶縁膜107は、第3絶縁膜105の開口105aより内側に開口部107aを有する。バイアス配線16は、第5絶縁膜107の上部に設けられ、開口107aにおいて上部電極14bと接する。
 この場合、上述した図11Eの工程の後、第4絶縁膜106及び上部電極14bを覆う第5絶縁膜107を形成し、フォトリソグラフィ法及びウェットエッチングを行い、上部電極14bの一部と重なる位置に第5絶縁膜107の開口107aを形成する(図示略)。その後、上述した図11F、11Gの工程と同様の方法を用い、開口107aにおいて上部電極14bと接し、第5絶縁膜107の一部と重なるバイアス配線16を形成する(図12参照)。
 (応用例2)
 図13は、第3実施形態の応用例2に係る撮像パネルの画素の断面構造図である。図13に示すように、本応用例2では、第4絶縁膜106が設けられていない点で上述の応用例1と異なる。以下、主として上記応用例1と異なる構成について説明する。
 本応用例2では、第5絶縁膜107は、第3絶縁膜105と上部電極14bの上部に設けられる。そのため、この場合、上述した図11Cの工程の後、図6Qの工程と同様の方法を用いて、第3絶縁膜105及び上部電極14bを覆う第5絶縁膜107を形成し、上部電極14bの一部と重なる位置に第5絶縁膜107の開口107aを形成すればよい。本応用例2の構成は、上記応用例1と比べて撮像パネルを作製する工程を削減することができる。
[第4実施形態]
 図14は、本実施形態に係る撮像パネル1_3の画素の概略断面図である。図14に示すように、本実施形態は、バイアス配線16が第3絶縁膜105よりも上層に設けられる点で第2実施形態と異なり、バイアス配線16と上部電極14bとが開口105aの外側で接続される点で第3実施形態と異なる。以下、第2及び第3実施形態と異なる構成を主として説明する。
 図14に示すように、上部電極14bのX軸正方向側の端部の位置は、X軸負方向側の端部よりも光電変換層15の外側に配置されて第3絶縁膜106と重なっている。つまり、上部電極14bのX軸方向の一方の端部の方が、他方の端部よりも第3絶縁膜106とが重なる長さが長くなっている。
 第4絶縁膜106は、上部電極14bのX軸正方向側の端部と重なる位置に開口106aを有する。バイアス配線16は、開口106aにおいて上部電極14bと接するように第4絶縁膜106上に設けられている。
 撮像パネル1_3の製造方法は、以下のようにして行う。まず、上述した図6A~6Iの工程を行う。その後、上述した図11A~図11Dの工程と同様の方法を用いて、第3絶縁膜105の開口105aと上部電極14bとを形成する。そして、上述した図11Eの工程と同様の方法を用いて、第4絶縁膜106の開口106aと開口106bとを形成する。
 次に、上述した図11Fの工程と同様の方法を用いて、第4絶縁膜106及び上部電極14bを覆う金属膜160を成膜し、図11Gの工程と同様の方法を用い、金属膜160をパターニングしてバイアス配線16を形成する。その後、図6Q及び6Rの工程と同様の方法を順に行い、第4絶縁膜106の開口106aにおける上部電極14bと第4絶縁膜106とバイアス配線16とを覆う第5絶縁膜107が形成され、第5絶縁膜107を覆う第6絶縁膜108が順に形成される(図14参照)。
 (応用例1)
 上述した第4実施形態では、第4絶縁膜106の上に第5絶縁膜107が重なる例を説明したが、第5絶縁膜107の上に第4絶縁膜106が重なるように構成されてもよい。図15は、本応用例1に係る画素の概略断面図である。以下、第4実施形態と異なる構成を主として説明する。
 図15に示すように、本応用例1では、第5絶縁膜107は、上部電極14bを覆うように第3絶縁膜105上に設けられる。また、第4絶縁膜106は、第5絶縁膜107の上部に設けられている。上部電極14bのX軸正方向側端部の上部には、第5絶縁膜107と第4絶縁膜106とを貫通するコンタクトホールCH3が形成されている。バイアス配線16は、コンタクトホールCH3において上部電極14bと接するように第4絶縁膜106上に設けられている。
 本応用例1では、第4実施形態と同様、上述した図11Cの工程と同様の方法を用いて上部電極14bを形成する。その後、上述した図6Qの工程と同様の方法を用い、第3絶縁膜105上において、上部電極14bを覆う第5絶縁膜107を形成する。次に、フォトリソグラフィ法及びウェットエッチングを行い、上部電極14bのX軸正方向側端部と重なる位置に第5絶縁膜107の開口107aを形成する。
 次に、上述した図11Dの工程と同様の方法を用いて、第5絶縁膜107の上に第4絶縁膜106を形成し、上述した図11Eの工程と同様の方法を用いて、第4絶縁膜106の開口106aと開口106bとを形成する。開口106aは、第3絶縁膜105の開口105aの上部に設けられ、開口106bは、第5絶縁膜107の開口107aの上部に設けられる。開口106bと開口107aとでコンタクトホールCH3が形成される。
 第4絶縁膜106の開口106a、106bを形成後、上述した図11F、11Gの工程と同様の方法を順に行い、第4絶縁膜106上に、コンタクトホールCH3において上部電極14bと接するバイアス配線16を形成する。その後、上述した図6Rの工程と同様の方法を用いて、第4絶縁膜106、第5絶縁膜107、及びバイアス配線16を覆う第6絶縁膜108を形成する(図15参照)。
 (応用例2)
 図16は、本応用例2における画素の概略断面図である。図16に示すように、本応用例2では、第4絶縁膜106が設けられていない点で上記応用例1と異なる。
 つまり、本応用例2では、上部電極14bの上に、第5絶縁膜107が設けられる。また、第5絶縁膜107の上には、上部電極14bのX軸正方向側端部と重なる位置に開口107aからなるコンタクトホールCH4を有する。バイアス配線16は、第5絶縁膜107の上に設けられ、コンタクトホールCH4を介して上部電極14bと接する。第5絶縁膜107と上部電極16の上に、第6絶縁膜108が設けられる。
 本応用例2では、上述の応用例1における第4絶縁膜106及び第4絶縁膜106の開口106aを形成する工程が不要であるため、応用例1と比べ、撮像パネルを作製するための工数を削減することができる。
 以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。以下、本発明の変形例について説明する。
 (1)上述した第3実施形態における応用例1,2と、第4実施形態における応用例1、2において、バイアス配線16の表面を覆う導電性を有するキャップ層が設けられていてもよい。キャップ層は、例えば、チタン(Ti)を含む金属膜でもよいし、ITO等の透明導電膜であってもよい。
 第3実施形態における応用例1,2と、第4実施形態における応用例1、2におけるバイアス配線16の上層には、1つの絶縁層(第6絶縁膜108)のみが設けられる。そのため、キャップ層が設けられていない場合、2層以上の絶縁層がバイアス配線16の上層に設けられる場合と比べ、バイアス配線16が腐食しやすい。バイアス配線16を覆う絶縁層が1層だけであっても、本変形例のように、キャップ層を設けることで、バイアス配線16の腐食を防止することができる。
 1,1_1~1_3…撮像パネル、1A…シンチレータ、2…制御部、2A…ゲート制御部、2B…信号読出部、3…X線源、10…ソース配線、11…ゲート配線、12…フォトダイオード、13…薄膜トランジスタ(TFT)、13a…ゲート電極、13b…半導体活性層、13c…ソース電極、13d…ドレイン電極、14a…下部電極、14b…上部電極、15…光電変換層、16…バイアス配線、100…X線撮像装置、101…基板、102…ゲート絶縁膜、103…第1絶縁膜、104…第2絶縁膜、105…第3絶縁膜、106…第4絶縁膜、107…第5絶縁膜、108…第6絶縁膜、151…n型非晶質半導体層、152…真性非晶質半導体層、153…p型非晶質半導体層

Claims (17)

  1.  被写体を通過したX線から得られたシンチレーション光に基づいて画像を生成する撮像パネルであって、
     光電変換層と、
     一対の第1の電極と第2の電極のうち、前記X線が照射される側に設けられる第1の電極と、
     第1の保護層と、を備え、
     前記第1の保護層は、前記光電変換層の側面を覆い、前記光電変換層において前記X線が照射される側であって、前記光電変換層の端部より内側に開口を有するように前記光電変換層と重なり、
     前記第1の電極は、前記開口において前記光電変換層と接し、前記第1の保護層の少なくとも一部と重なるように配置されている、撮像パネル。
  2.  前記光電変換層は、
     第1の導電型を有する第1非晶質半導体層と、
     前記第1非晶質半導体層に接する真性非晶質半導体層と、
     前記真性非晶質半導体層に接し、前記第1の導電型と反対の第2の導電型を有する第2非晶質半導体層とを含み、
     前記第1の保護層は、前記第2非晶質半導体層の上面において前記開口を有し、
     前記第1の電極は、前記開口において前記第2非晶質半導体層と接し、
     前記第2非晶質半導体層の膜厚は、前記第1の保護層と重なる領域よりも前記開口が設けられた領域の方が薄い、請求項1に記載の撮像パネル。
  3.  前記第1の保護層は、第1の無機絶縁膜と第1の有機絶縁膜とを含み、
     前記第1の無機絶縁膜の上に前記第1の有機絶縁膜が重なるように配置されている、請求項1又は2に記載の撮像パネル。
  4.  前記第1の保護層は、第1の無機絶縁膜と第1の有機絶縁膜とを含み、
     前記第1の無機絶縁膜の上に前記第1の電極が重なるように配置され、
     前記第1の有機絶縁膜は、前記第1の電極より上層に設けられ、前記光電変換層の端部より内側であって、前記第1の無機絶縁膜の開口より外側に開口を有する、請求項1又は2に記載の撮像パネル。
  5.  前記第1の保護層は、第1の無機絶縁膜を含み、
     前記第1の無機絶縁膜の上に前記第1の電極が重なるように配置されている、請求項1又は2に記載の撮像パネル。
  6.  前記第1の電極と、前記第1の保護層の少なくとも一部とに重なるように配置された第2の保護層をさらに備える、請求項1から5のいずれか一項に記載の撮像パネル。
  7.  前記第2の保護層は、第2の無機絶縁膜と第2の有機絶縁膜とを含み、
     前記第2の無機絶縁膜は、前記第1の電極と接し、
     前記第2の有機絶縁膜は、前記第2の無機絶縁膜の上に設けられる、請求項6に記載の撮像パネル。
  8.  前記第2の保護層は、第2の無機絶縁膜と第2の有機絶縁膜とを含み、
     前記第2の無機絶縁膜は、前記第1の電極と接し、前記開口の外側において、前記第1の無機絶縁膜と前記第2の有機絶縁膜との間に配置されている、請求項6に記載の撮像パネル。
  9.  前記第1の電極と接し、所定のバイアス電圧が印加されるバイアス配線をさらに備える、請求項1から8のいずれか一項に記載の撮像パネル。
  10.  前記バイアス配線は、前記開口の外側において前記第1の電極と接している、請求項9に記載の撮像パネル。
  11.  前記バイアス配線は、前記第1の保護層より上層に設けられている、請求項9又は10に記載の撮像パネル。
  12.  前記バイアス配線を覆う導電膜をさらに備える、請求項9から11のいずれか一項に記載の撮像パネル。
  13.  前記開口の面積は、前記光電変換層の前記X線が照射される側における面積に対して70.56%以上である、請求項1から12のいずれか一項に記載の撮像パネル。
  14.  被写体を通過したX線から得られたシンチレーション光に基づいて画像を生成する撮像パネルの製造方法であって、
     基板上に、第1の導電型を有する第1非晶質半導体層と、真性非晶質半導体層と、前記第1の導電型と反対の第2の導電型を有する第2非晶質半導体層とを順に形成する工程と、
     前記第1非晶質半導体層と、前記真性非晶質半導体層と、前記第2非晶質半導体層とをエッチングして光電変換層を形成する工程と、
     前記光電変換層の表面の付着物を除去する除去処理を施す工程と、
     前記除去処理の工程の後、前記光電変換層の側面を覆い、前記光電変換層において前記X線が照射される側であって、前記光電変換層の端部より内側に開口を有し、前記光電変換層の一部と重なる第1の保護層を形成する工程と、
     一対の第1の電極と第2の電極のうち、前記開口において前記光電変換層と接し、前記第1の保護層の少なくとも一部に重なるように配置された第1の電極を形成する工程と、
     を含む製造方法。
  15.  前記除去処理は、フッ酸を用いた洗浄処理を含む、請求項14に記載の製造方法。
  16.  前記第1の保護層の前記開口は、前記第1の保護層をフッ酸を用いたウェットエッチングを行うことにより形成される、請求項14又は15に記載の製造方法。
  17.  前記開口の面積は、前記光電変換層の前記X線が照射される側における面積に対して70.56%以上である、請求項12から16のいずれか一項に記載の製造方法。
     
PCT/JP2018/024157 2017-06-27 2018-06-26 撮像パネル及びその製造方法 WO2019004194A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/622,461 US20210151477A1 (en) 2017-06-27 2018-06-26 Imaging panel and method for producing same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-125391 2017-06-27
JP2017125391 2017-06-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019004194A1 true WO2019004194A1 (ja) 2019-01-03

Family

ID=64742355

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/024157 WO2019004194A1 (ja) 2017-06-27 2018-06-26 撮像パネル及びその製造方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20210151477A1 (ja)
WO (1) WO2019004194A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010067762A (ja) * 2008-09-10 2010-03-25 Mitsubishi Electric Corp 光電変換装置、及びその製造方法
JP2013258314A (ja) * 2012-06-13 2013-12-26 Sony Corp 撮像装置および撮像表示システム
JP2014078651A (ja) * 2012-10-12 2014-05-01 Nlt Technologies Ltd 光電変換装置及びその製造方法並びにx線画像検出装置
WO2016002562A1 (ja) * 2014-06-30 2016-01-07 シャープ株式会社 撮像パネル及びx線撮像装置
JP2016044968A (ja) * 2014-08-19 2016-04-04 ソニー株式会社 放射線検出器、撮像装置、および撮像システム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010067762A (ja) * 2008-09-10 2010-03-25 Mitsubishi Electric Corp 光電変換装置、及びその製造方法
JP2013258314A (ja) * 2012-06-13 2013-12-26 Sony Corp 撮像装置および撮像表示システム
JP2014078651A (ja) * 2012-10-12 2014-05-01 Nlt Technologies Ltd 光電変換装置及びその製造方法並びにx線画像検出装置
WO2016002562A1 (ja) * 2014-06-30 2016-01-07 シャープ株式会社 撮像パネル及びx線撮像装置
JP2016044968A (ja) * 2014-08-19 2016-04-04 ソニー株式会社 放射線検出器、撮像装置、および撮像システム

Also Published As

Publication number Publication date
US20210151477A1 (en) 2021-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8044445B2 (en) Photoelectric conversion device and method of manufacturing the same
US8507963B2 (en) Photoelectric conversion device and its manufacturing method
JP6796150B2 (ja) 撮像パネル及びその製造方法
US20140231804A1 (en) Sensor and method for fabricating the same
WO2018070349A1 (ja) 撮像パネル及びその製造方法
JP2014078651A (ja) 光電変換装置及びその製造方法並びにx線画像検出装置
JP6125017B2 (ja) X線イメージセンサー用基板
CN110364542B (zh) 有源矩阵基板和具备有源矩阵基板的x射线摄像面板
WO2014015598A1 (zh) 传感器及其制造方法
JPWO2018056255A1 (ja) 撮像パネル及びその製造方法
WO2018025820A1 (ja) 撮像パネル及びその製造方法
CN110164884B (zh) 有源矩阵基板、具备其的x射线摄像面板及其制造方法
WO2018181438A1 (ja) 撮像パネル及びその製造方法
CN110100311B (zh) 摄像面板及其制造方法
WO2018025819A1 (ja) 撮像パネル及びその製造方法
WO2019004194A1 (ja) 撮像パネル及びその製造方法
US9171879B2 (en) Method for fabricating sensor
WO2018123907A1 (ja) 撮像パネル及びその製造方法
CN111668244B (zh) 摄像面板及其制造方法
US20140335641A1 (en) Method for fabricating sensor
US11011570B2 (en) Imaging panel and method for manufacturing same
US20190259798A1 (en) Active matrix substrate, x-ray imaging panel including same, and producing method thereof
WO2019013189A1 (ja) 撮像パネル及びその製造方法
JP2019145594A (ja) アクティブマトリクス基板及びそれを備えた撮像パネルと製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18823475

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18823475

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP