专利名称：放射线检测设备和包括该放射线检测设备的检测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及放射线检测设备和包括该设备的检测系统，其可以用作医疗图像诊断设备、非破坏性测试设备、使用放射线的分析设备等。
背景技术：
在检测设备(诸如具有像素的阵列(像素阵列)的光检测设备或者放射线检测设备)的制造中使用薄膜半导体制造技术。薄膜半导体制造技术通过将开关元件(诸如薄膜晶体管(在下文中被称为TFT))与转换元件(诸如光电转换元件)结合以形成每个像素来允许有效地制造像素阵列。近年来，作为薄膜半导体制造技术的结果，可以处理多个成像模式(诸如动态(透视(fluoroscopic))成像、一般(静态)成像等)的放射线检测设备已经被公开。
一般，由于放射线检测设备(检测设备)在透视成像模式中主要需要可高速操作性并且该检测设备在静态成像模式中主要需要高信噪(S/N)比，因此可以处理多个拍摄模式的检测设备需要可高速操作性和高S/N比两者。尤其是，在使用薄膜晶体管(TFT)的大约X射线胶片尺寸的大面积检测设备中，由于用于驱动TFT的驱动布线或者用于传输来自TFT的信号的信号布线较长，因此驱动布线或者信号布线的布线电容会增大。当驱动布线或者信号布线的布线电容增大时，驱动布线或者信号布线中的信号的传输延迟可能增大。因此，在使用TFT的大面积检测设备中，可高速操作性的实现是重要议题。信号布线的布线电容的增大使噪声增大，并且S/N比可能被较大程度地减小。另外,在截止时间处在TFT中存在漏电流，并且S/N比可能被减小。因此，在使用TFT的大面积检测设备中，确保高S/N比也是重要议题。因此，为了利用使用TFT的大面积检测设备适当地处理多个成像模式，确保可高速操作性和高S/N比两者是高度期望的。由本申请的受让人(佳能株式会社)公开的美国专利申请公开No. 2006/0249763讨论了包括由与转换元件连接的TFT形成的像素的检测设备。美国专利申请公开No. 2006/0249763讨论了使用多晶的半导体层作为TFT，其提供可高速操作性。美国专利申请公开No. 2006/0249763还讨论了使用包括与驱动布线公共地连接的多个栅极电极的TFT(即具有多栅极结构的TFT)。因此，TFT的漏电流被抑制并且S/N比被提高。也由本申请的受让人公开的美国专利申请公开No. 2011/0006191讨论了包括多个像素、选择单元和信号布线的检测设备，该多个像素中的每一个包括具有不同的操作电阻的多个TFT和转换元件，该选择单元用于选择该多个TFT中的至少一个，该信号布线经由所选的TFT输出信号。在其中要求可高速操作性的拍摄模式中，通过使用具有低操作电阻的TFT将信号输出到信号布线。同时，在其中要求高S/N比的拍摄模式中，通过使用具有高操作电阻(换言之，低的泄漏)的TFT将信号输出到信号布线。因此，在美国专利申请公开No. 2011/0006191中讨论的可适用于多个拍摄模式的使用TFT的大面积检测设备确保可高速操作性和高S/N比两者。在美国专利申请公开No. 2006/0249763中讨论的检测设备中，一个驱动布线与一行具有多栅极结构的TFT公共地连接，在其中驱动布线电容没有被减少，并且存在研究可高速操作性的余地。另外，信号布线电容没有被减少，并且噪声不能被抑制，因此存在研究高S/N比的要求的余地。在美国专利申请公开No. 2011/0006191中讨论的检测设备中，由于与信号布线连接的TFT的数量较大，信号布线电容没有被抑制，并且噪声不能被抑制，因此存在研究高S/N比的要求的余地。另外，驱动布线电容没有被减少，并且存在研究其的余地。
发明内容
本发明的示例性实施例涉及可以处理多个拍摄模式并且可以通过减少与晶体管连接的信号布线和驱动布线的电容来确保可高速操作性和高S/N比两者的检测设备。根据在本申请中公开的至少一个实施例，一种检测设备包括转换元件，被配置为将放射线或者光转换成电荷；晶体管，被配置为根据电荷将电信号输出给信号布线，所述晶体管包括与转换元件连接的第一区域、与信号布线连接的第二区域、布置在第一区域与第二区域之间的第一沟道区、布置在第一区域与第一沟道区之间的第二沟道区、与第一沟道 区对应的第一栅极电极以及与第二沟道区对应的第二栅极电极；与第一栅极电极连接的第一驱动布线；与第二栅极电极连接的第二驱动布线；第一导通电压供应单元，被配置为将允许第一沟道区处于导通状态的第一导通电压供应给第一驱动布线；第二导通电压供应单元，被配置为将允许第二沟道区处于导通状态的第二导通电压供应给第二驱动布线；以及选择单元，被配置为选择在第二驱动布线与第一导通电压供应单元之间的第一连接以及在第二驱动布线与第二导通电压供应单元之间的第二连接中的任何一个。因此，在本申请中公开的示例性实施例提供了检测设备，其适用于多个拍摄模式并且可以抑制与晶体管连接的信号布线和驱动布线的电容的增大由此确保可高速操作性和高S/N比两者。根据以下参考附图的示例性实施例的详细描述，本发明更多的特征和方面将变得清晰。
被加入说明书且构成说明书一部分的附图示出了本发明的示例性实施例、特征和方面，并且与描述一起用来解释本发明的原理。图1A示意性地示出根据第一示例性实施例的检测设备的等效电路，并且图1B示出一个像素的平面图。图2A是沿着图1B中的线A-A'截取的截面图，并且图2B是沿着图1B中的线B-B/截取的截面图。图3是用于描述根据第一示例性实施例的检测设备的操作的时序图。图4A是根据第二示例性实施例的检测设备的一个像素的平面图，并且图4B是根据第二示例性实施例的检测设备的一个像素的截面图。图5A示意性地示出根据第三示例性实施例的检测设备的等效电路，并且图5B是根据第三示例性实施例的检测设备的一个像素的平面图。图6是用于描述根据第三示例性实施例的检测设备的操作的时序图。
图7是使用检测设备的放射线检测系统的概念视图。
具体实施例方式下面将参考附图来详细描述本发明的各个示例性实施例、特征以及方面。在本说明书中，放射线不仅包括作为通过由于放射性衰变释放的粒子(包括光子)产生的射束的a射线、0射线、Y射线等，而且包括具有相同或更大的水平的能量的射束，例如，X射线、粒子束、宇宙射线等。参考图1A、图1B、图2A和图2B描述根据第一示例性实施例的检测设备。图1A示意性地示出根据第一示例性实施例的检测设备的等效电路，并且图1B示出一个像素的平面图。在图1B中，为了便于图示，在转换元件120中仅仅示出了第一电极123和第二电极127。图2A是沿着图1B中的线A-A'截取的截面图，并且图2B是沿着图1B中的线B-B'截取的截面图。 检测设备包括在其中多个像素110被排列成布置在绝缘衬底100上的多行和多列或者矩阵的像素阵列。在本示例性实施例中，像素阵列具有m行和n列。像素110包括用于将放射线或者光转换成电荷的转换元件120以及根据转换的电荷输出电信号的薄膜晶体管(TFT) 130。如图2A和图2B中所示出的，根据本示例性实施例的转换元件120从绝缘衬底100那侧开始依次包括第一电极123、第一导电类型杂质半导体层124、本征半导体层125、具有与第一导电类型杂质半导体层124相反的极性的第二导电类型杂质半导体层126以及第二电极127。转换元件120的第一电极123经由接触孔121和136中的连接电极151而电连接到杂质半导体区133。杂质半导体区133是TFT 130的源极和漏极之一。接触孔136被设置在覆盖TFT 130的半导体层131的第一绝缘层137中以及在覆盖第一栅极电极134和第二栅极电极135的第二绝缘层138中。接触孔121被设置在覆盖连接电极151和信号布线150的第三绝缘层139中以及在第四绝缘层122中。与转换元件120的第一电极123连接的杂质半导体区133被称为“第一区域”或者也可以被称为“第一半导体区”。转换元件111的第二电极127电连接到电极布线160。第五绝缘层128和第六绝缘层129被设置为覆盖转换元件120和电极布线160。根据本示例性实施例，由于转换元件120使用PIN型光电二极管作为将光转换成电荷的光电转换元件，因此当转换元件120被用作将放射线转换成电荷的转换元件时，闪烁体(未示出)被布置在第六绝缘层129上。闪烁体将放射线的波长转换成具有可以由光电转换元件检测的波长带的光的波长。电极布线160与电源单元190连接。作为TFT 130的源极和漏极中的另一个的杂质半导体区133电连接到在接触孔136中的信号布线150。与信号布线150连接的杂质半导体区133被称为“第二区域”或者也可以被称为“第二半导体区”。在行方向上布置多个U根)信号布线150。每个信号布线150被公共地连接到在列方向上排列的多个TFT 130的源极和漏极中的另一个，并且在每一行处连接到读取电路单元180。TFT 130包括布置在绝缘衬底100上的半导体层131。半导体层131包括在两个杂质半导体区133之间(在第一区域和第二区域之间)的多个沟道区132。在该多个沟道区132之中，布置为最接近与信号布线150连接的杂质半导体区133 (第二区域)的区域被定义为第一沟道区。布置在与第一电极123连接的杂质半导体区133 (第一区域)与第一沟道区之间的区域被定义为第二沟道区。根据本示例性实施例，多晶的半导体层(诸如多晶硅)被用作半导体层131。半导体层131还包括杂质半导体区133。TFT 130包括经由覆盖半导体层131的第一绝缘层137与第一沟道区对应的第一栅极电极134和与第二沟道区对应的第二栅极电极135。换句话说，TFT 130是具有多栅极结构的TFT。通过使用具有多栅极结构的TFT，与具有单栅极结构的TFT相比，TFT的外观上的(apparent)沟道长度L可以较大，施加于每个沟道区的电压可以被降低，并且截止时间处的漏电流可以被减少。此外，由于TFT具有多栅极结构并且与信号布线的连接是一个点，因此与在美国专利申请公开No. 2011/0006191中讨论的配置相比，信号布线电容可以被减少并且噪声可以被抑制。检测设备的驱动布线140包括与第一栅极电极134连接的第一驱动布线141和与第二栅极电极135连接的第二驱动布线142。第一驱动布线141被公共地连接到在行方向上的多个像素110的TFT 130的第一栅极电极134，并且在列方向上被布置有多个(m·根)。第二驱动布线142被公共地连接到在行方向上的多个像素110的TFT 130的第二栅极电极135，并且在列方向上被布置有多个(m根)。根据上述配置，与在美国专利申请公开No. 2006/0249763中讨论的配置相比，第一驱动布线141和第二驱动布线142的电容可以被减少，并且由驱动布线的信号延迟引起的可高速操作性的降低可以被抑制。检测设备包括驱动电路单元170。驱动电路单元170包括第一导通电压供应单元171，该第一导通电压供应单元171经由第一驱动布线141将包括允许第一沟道区处于导通状态的第一导通电压和允许第一沟道区处于不导通状态的非导通电压的第一驱动信号供应给第一栅极电极134。驱动电路单元170还包括第二导通电压供应单元172，该第二导通电压供应单元172经由第二驱动布线142将包括允许第二沟道区处于导通状态的第二导通电压的第二驱动信号供应给第二栅极电极135。驱动电路单元170还包括选择单元174。选择单元174包括多个开关173，与第二驱动布线142成对地设置所述多个开关173中的每个开关。开关173选择在第二驱动布线142与第一导通电压供应单元171之间的第一连接和在第二驱动布线142与第二导通电压供应单元172之间的第二连接中的任何一个。控制单元175控制选择单元174以便根据多个拍摄模式来选择第一连接和第二连接中的任何一个。当开关元件173选择第二连接时，利用不同的定时执行通过第一导通电压供应单元171给第一栅极电极134的第一导通电压的供应以及通过第二导通电压供应单元172给第二栅极电极135的第二导通电压的供应。尤其是，在第二导通电压供应单元172供应第二导通电压时的时段期间，第一导通电压供应单元171开始第一导通电压的供应。因此，与从像素输出电信号时的时间常数有关的TFT 130的电容可以以与第二沟道区有关的量被降低。因此，可高速操作性进一步提高。在开始第一沟道区的导通之前，如果第二沟道区处于导通状态，则导通电压不被加到信号布线150的电容，因此信号布线150的电容没有增大并且可以获得闻S/No然而，在第一导通电压供应单元171供应非导通电压时，第二导通电压供应单元172供应第二导通电压以使得实际的沟道长度减少了和第二沟道区一样多。因此，对于漏电流的抑制，为输出整个像素阵列的电信号所需的时间(在下文中，被称为一帧时间)变长是不利的。在诸如0. 015到0. 03秒之类的相对短的时间的一帧时间的操作模式中，例如，在诸如透视拍摄之类的运动图像拍摄模式中，漏电流没有变成一个问题。换句话说，如果多个拍摄模式包括第一拍摄模式和第二拍摄模式，并且在第二拍摄模式中的为TFT 130所需的操作速度比第一拍摄模式中的操作速度高时，期望的是在第二拍摄模式中选择第二连接。运动图像拍摄模式(诸如透视拍摄)相当于第二拍摄模式。在开关元件173选择第一连接时，以相同的定时将第一导通电压从第一导通电压供应单元171供应到第一栅极电极134和第二栅极电极135。因此，与选择第二连接的情况相比，可高速操作性较差，然而，在供应非导通电压时漏电流的抑制被提高。因此，期望的是，特别在相对长的时间(诸如0.3到1.0秒)的一帧时间的操作模式中，例如在一般拍摄(静态图像拍摄)模式中，选择第一连接。换句话说，如果多个拍摄模式包括第一拍摄模式和第二拍摄模式，并且在第二拍摄模式中的为TFT 130所需的操作速度比第一拍摄模式中的操作速度高时，期望的是在第一拍摄模式中选择第一连接。一般拍摄(静态图像拍摄)模式相当于第一拍摄模式。 根据本示例性实施例，包括用于将放射线转换成光的闪烁体和用于将光转换成电荷的PIN型光电二极管的间接型转换元件被用作转换元件120，然而，本领域技术人员将理解在本申请中的公开内容不限于该配置。作为PIN型光电二极管的替代，金属绝缘体半导体(MIS)型光电转换元件可以被使用。作为转换元件120，将放射线直接转换成电荷的直接型转换元件可以被使用。根据示例性实施例，具有顶栅结构的多晶硅TFT被用作TFT130。然而，非晶硅TFT、使用氧化物半导体的氧化物TFT以及使用有机半导体的有机TFT或者其它等效结构也可以被使用。然而，在进一步要求可高速操作性时，多晶硅TFT、氧化物TFT和有机TFT中的任何一种是更期望的。此外，根据示例性实施例，使用在其中半导体层包括第一沟道区和第二沟道区的晶体管。然而，具有与包括第一沟道区的半导体层分离的包括第二沟道区的半导体层的配置也可以是可行的。接下来，参考图3中的时序图描述图1A和图1B中示出的检测设备的操作。这里，描述了第一导通电压和第二导通电压具有相同的导通电压值Von和相同的非导通电压值Voff。在选择透视拍摄模式(运动图像拍摄模式)时，控制单元175将控制信号供应给选择单元174以使得选择单元174的开关173选择第二连接。因此，选择单元174的开关173选择第二连接并且开始将第二导通电压从第二导通电压供应单元172供应到第二驱动布
线142。然后，每个第二驱动布线142的电位Vgl2、Vg22.....Vgm2变为第二导通电压Von，
并且每个TFT 130的第二沟道区变为导通状态。上述是第一处理。接下来，用放射线照射检测设备持续预定的时段。与根据照射每个像素的放射线产生的电荷对应的电信号被蓄积。因此，第一导通电压Von被从第一导通电压供应单兀171顺序地供应到每个第一驱动布线141。因此，每个第一驱动布线141的电位Vgll、Vg21、...、Vgml变为第一导通电压Von，并且每个TFT 130的第一沟道区以行为单位顺序地变为导通状态。因此，在像素110中蓄积的电信号作为并行的电信号从以行为单位的像素110经由信号布线150以行为单位地顺序地输出到读取电路单元180。上述是第二处理。在第二处理中，根据本示例性实施例，在透视拍摄模式(运动图像拍摄模式)期间维持第二导通电压从第二导通电压供应单元172到第二驱动布线142的供应。在透视拍摄模式(运动图像拍摄模式)中，第二处理被重复地执行若干次。接下来，在选择一般拍摄模式(静态图像拍摄模式)时，控制单元175将控制信号供应给选择单元174以使得选择单元174的开关173选择第一连接。因此，选择单元174的
开关173选择第一连接。然后，每个第二驱动布线142的电位Vgl2、Vg22.....Vgm2变为
从第一导通电压供应单元171供应的非导通电压Voff，并且每个TFT 130的第二沟道区变为非导通状态。上述是第三处理。然后，用放射线照射检测设备持续预定的时段。与根据照射每个像素的放射线产生的电荷对应的电信号被蓄积。因此，第一导通电压Von被从第一导通电压供应单元171顺序地供应到第一驱动布线141和第二驱动布线142的每一组。因此，第一行的第一驱动布线141的电位Vgll和第二驱动布线142的电位Vgl2变为第一导通电压Von，并且第一 行的TFT 130的第一沟道区和第二沟道区两者变为导通状态。因此，蓄积在第一行的像素110中的电信号经由信号布线150作为并行的电信号被输出到读取电路单元180。在第二行和第三行中以行为单位地顺序地执行该操作，并且输出整个像素阵列的电信号。上述是第四处理。根据本示例性实施例，描述了从第一导通电压供应单元171供应的导通电压和从第二导通电压供应单元172供应的导通电压是相同的电压值。然而，还可以设想其它配置。例如，不同的电压值可以被应用于每个拍摄模式或者每个导通电压供应单元。期望的是供应适合于每个沟道区的电容值的电压值的导通电压。根据本示例性实施例，描述了第二导通电压供应单元172与每个开关173公共地连接并且供应预定的第二导通电压。与第一导通电压供应单元171类似地，第二导通电压供应单元172可以被配置为能够给每个第二驱动布线142独立地供应第二导通电压，像移动电阻器(shift resister)—样。即使提供这种配置,在由选择单元174选择第二连接的情况下，也必须在将第一导通电压供应给第一驱动布线141时将第二导通电压供应给第二驱动布线142。接下来，参考图4A和图4B描述根据第二示例性实施例的检测设备。图4A是一个像素的平面图，并且图4B是沿着图4A中的线C-C'截取的截面图。与第一示例性实施例中描述的部件类似的部件被给予相同的附图标记，并且省略了其详细描述。根据本示例性实施例的TFT 130与根据第一示例性实施例的TFT 130的不同之处在于以下的点。第一栅极电极134被设置为在其宽度方面比第二栅极电极135窄。因此，第一沟道区的沟道长度比第二沟道区的沟道长度短。因此，第一栅极电极134的电容比第二栅极电极135的电容小，使得第一驱动布线141的电容比第二驱动布线142的电容小。因此，在其中由选择单元174选择第二连接的拍摄模式中,可高速操作性进一步提高。通过减少第一沟道区的电容，在其中由选择单元174选择第二连接的拍摄模式中，信号布线150的电容可以被减少并且S/N比进一步提闻。接下来，第一沟道区的沟道宽度比第二沟道区的沟道宽度短。因此，第一栅极电极134和第一沟道区的电容分别被进一步减少。在其中由选择单元174选择第二连接的拍摄模式中，可高速操作性和S/N比进一步提高。
设置多个第二栅极电极135 (在本示例性实施例中为两个)，因此设置多个第二沟道区(在本示例性实施例中为两个地方)。根据该配置，与包括一个第二沟道区的配置相比，施加到多个第二沟道区之一的电压被降低并且漏电流被减少。因此，在其中由选择单元174选择第一连接的拍摄模式中，漏电流被进一步减少并且S/N比进一步提高。第一驱动布线141和第二驱动布线142在布线的宽度方面在与信号布线150交叉的区域处比其它区域细(窄)。因此，分别减少每个驱动布线的电容和信号布线150的电容，并且可闻速操作性和S/N比进一步提闻。接下来，参考图5A和图5B描述根据第三示例性实施例的检测设备。图5A示意性地示出根据本示例性实施例的检测设备的等效电路，并且图5B示出一个像素的平面图。与第二示例性实施例中描述的部件类似的部件被给予相同的附图标记，并且省略了其详细描述。根据本示例性实施例的检测设备与根据第一示例性实施例的检测设备的不同之处在于 以下的点。与像素110相比，像素510还包括用于初始化的薄膜晶体管(TFT)520以便将转换元件120初始化。作为用于初始化的TFT 520的源极和漏极之一的杂质半导体区523经由TFT 130的接触孔121和526中的连接电极541电连接到转换元件120的第一电极123。接触孔526被设置在第一绝缘层137和第二绝缘层138中。与转换元件120的第一电极123连接的杂质半导体区523被称为“第三区域”或者可以被称为“第三半导体区”。作为用于初始化的TFT 520的源极和漏极中的另一个的杂质半导体区523电连接到接触孔526中的用于初始化的电源布线540。与用于初始化的电源布线540连接的杂质半导体区523被认为是“第四区域”或者“第四半导体区”。用于初始化的电源布线540与电源单元190连接。根据本示例性实施例，电源单元190将与读取电路单元180提供给信号布线150的电位相同的电位提供给用于初始化的电源布线540，并且用于初始化的TFT 520具有输出没有被输出到TFT 130的、剩余在转换元件120中的电荷的功能。用于初始化的TFT 520包括布置在绝缘衬底100上的半导体层521。半导体层521在两个杂质半导体区523之间(在第三区域和第四区域之间)包括多个沟道区522。在该多个沟道区522之中，布置为最接近与电源布线540连接的杂质半导体区523 (第四区域)的区域被定义为第三沟道区。布置在与第一电极123连接的杂质半导体区523 (第三区域)之间的区域被定义为第四沟道区。根据本示例性实施例，作为半导体层521，与TFT 130类似的多晶的半导体层(诸如多晶硅)被使用，并且半导体层521还包括杂质半导体区523。用于初始化的TFT 520包括经由覆盖半导体层521的第一绝缘层137与第三沟道区对应的第三栅极电极524和与第四沟道区对应的第四栅极电极525。换句话说，用于初始化的TFT 520是具有多栅极结构的TFT。通过使用具有多栅极结构的TFT，与具有单栅极结构的TFT相比，TFT的外观上的沟道长度L可以较大，并且截止时间处的漏电流可以被减少。第三栅极电极524连接到用于初始化的驱动布线530，并且用于初始化的驱动布线530连接到用于初始化的驱动电路单元550。用于初始化的驱动布线530公共地连接到行方向上的多个像素110的TFT520的第三栅极电极524，并且在列方向上被布置有多个(m根)。用于初始化的驱动电路单元550经由用于初始化的驱动布线530将允许第三沟道区处于导通状态的第三导通电压供应给第一栅极电极524。同时第四栅极电极525连接到第二驱动布线141。第三栅极电极524的宽度被形成为比第四栅极电极525的宽度窄。因此，第三沟道区的沟道长度比第四沟道区的沟道长度短。因此，第三栅极电极524的电容比第四栅极电极525的电容小，并且用于初始化的驱动布线540的电容比第二驱动布线142的电容小。因此，在其中由选择单元174选择第二连接的拍摄模式中，用于初始化的TFT520的可高速操作性进一步提闻。设置多个第三栅极电极524 (在本示例性实施例中为两个)，因此设置多个第三沟道区(在本示例性实施例中为两个地方)。根据该配置，与包括一个第三沟道区的配置相比，施加到多个第三沟道区之一的电压被抑制并且漏电流可以被减少。因此，在其中由选择单元174选择第二连接的拍摄模式中，用于初始化的TFT 520的漏电流被进一步减少并且S/N比进一步提高。随着用于初始化的电压与在其读取时的转换元件的电压之间的差增大，漏电流的减少的效果变得更高。
接下来，参考图6的时序图描述图5A和图5B中示出的检测设备的操作。描述了第一导通电压、第二导通电压和第三导通电压具有相同的导通电压值Von和相同的非导通电压值Voff。首先，在选择透视拍摄模式(运动图像拍摄模式)时，控制单元175将控制信号供应给选择单元174以使得选择单元174的开关173选择第二连接。因此，选择单元174的开关173选择第二连接并且开始将第二导通电压从第二导通电压供应单元172供应到第二驱
动布线142。然后，每个第二驱动布线142的电位Vgl2、Vg22.....Vgm2变为第二导通电压
Von，并且每个TFT 130的第二沟道区和每个TFT540的第四沟道区变为导通状态。上述是第一处理。接下来，用放射线照射检测设备持续预定的时段。与根据照射每个像素的放射线产生的电荷对应的电信号被蓄积。因此，首先将第一导通电压Von从第一导通电压供应单元171供应到第一行的第一驱动布线141。因此，第一行的第一驱动布线141的电位Vgll变为第一导通电压Von。第一行的TFT 130的第一沟道区以行为单元变为导通状态。接下来，将第二导通电压Von从用于初始化的驱动电路单元550供应到第一行的第三驱动布线530。因此，第一行的第三驱动布线530的电位Vgl3变为第三导通电压Von。第一行的TFT520的第三沟道区以行为单位地变为导通状态，并且转换元件120由TFT 520初始化。在第二行到第m行中执行相同的操作。因此，在像素110中蓄积的电信号作为并行的电信号从以行为单位的像素110经由信号布线150以行为单位地顺序地输出到读取电路单元180。上述是第二处理。在第二处理中，根据本示例性实施例，在透视拍摄模式(运动图像拍摄模式)期间维持第二导通电压从第二导通电压供应单元172到第二驱动布线142的供应。在透视拍摄模式(运动图像拍摄模式)中，第二处理被重复地执行若干次。 接下来，在选择一般拍摄模式(静态图像拍摄模式)时，控制单元175将控制信号供应给选择单元174以使得选择单元174的开关173选择第一连接。因此，选择单元174的
开关173选择第一连接。然后，每个第二驱动布线142的电位Vgl2、Vg22.....Vgm2变为
从第一导通电压供应单元171供应的非导通电压Voff，并且每个TFT 130的第二沟道区和每个TFT 520的第四沟道区变为非导通状态。上述是第三处理。
然后，用放射线照射检测设备持续预定的时段。与根据照射每个像素的放射线产生的电荷对应的电信号被蓄积。因此，第一导通电压Von被从第一导通电压供应单元171顺序地供应到第一驱动布线141和第二驱动布线142的每一组。因此，第一行的第一驱动布线141的电位Vgl I和第二驱动布线142的电位Vgl2变为第一导通电压Von，并且第一行的TFT 130的第一沟道区和第二沟道区两者变为导通状态。因此，蓄积在第一行的像素110中的电信号作为并行的电信号经由信号布线150输出到读取电路单元180。在这时候，TFT540的第四沟道区也变为导通状态。接下来，在第一行的第一驱动布线141的电位Vgll和第二驱动布线142的电位Vgl2为第一导通电压Von期间，将第二导通电压Von从用于初始化的驱动电路单元550供应到第一行的第三驱动布线530。因此，第一行的第三驱动布线530的电位Vgl3变为第三导通电压Von。第一行的TFT 520的第三沟道区也以行为单位地变为导通状态，并且转换元件120由TFT 520初始化。在第二行和第三行中以行为单位地顺序地执行该操作，并且输出整个像素阵列的电信号。上述是第四处理。根据本示例性实施例，具有顶栅结构的多晶硅TFT被用作用于初始化的TFT 520。然而，非晶硅TFT、使用氧化物半导体的氧化物TFT以及使用有机半导体的有机TFT以及其 它等效结构也可以被使用。在任何情况下，期望的是该配置将与TFT 130相同。接下来，参考图7描述使用根据上述实施例中的任何一个的检测设备的放射线检测系统。在图7中，在用作放射源的X射线管6050中产生的X射线6060穿透作为病人的被检体6061的身体部分6062，并且入射在包括在放射线检测设备6040内的转换单元的每个转换元件上。入射的X射线包括病人6061的身体内的信息。在转换单元3处将放射线转换为与入射的X射线对应的电荷，并且获得电学信息。信息被转换为数字数据并且经受通过用作信号处理单元的图像处理器6070 (例如，编程的计算机)的图像处理。可以在用作控制室中的显示单元的显示器6080处观察信息。此外，信息可以经由传输网络(诸如电话线)6090由传输处理单元传输到远程位置。信息可以被显示在用作远程显示单元的显示器6081上，或者可以被存储在另一个地方的医生室中的记录单元(诸如光盘)中。另外，该遥远地方的医生可以诊断。信息可以由用作记录单元的胶片处理器6100记录在作为记录介质的胶片6110中。虽然上面描述的示例性实施例将使得本领域技术人员能够实践下面列出的权利要求中的任何和全部，但是应当理解，本发明的范围不限于公开的示例性实施例。以下权利要求的范围将被给予最宽的解释从而包括所有的修改、等效结构与功能。
权利要求
1.一种检测设备，包括 转换元件，被配置为将放射线或者光转换成电荷； 晶体管，被配置为根据电荷将电信号输出给信号布线，所述晶体管包括与转换元件连接的第一区域、与信号布线连接的第二区域、布置在第一区域与第二区域之间的第一沟道区、布置在第一区域与第一沟道区之间的第二沟道区、与第一沟道区对应的第一栅极电极以及与第二沟道区对应的第二栅极电极； 与第一栅极电极连接的第一驱动布线； 与第二栅极电极连接的第二驱动布线； 第一导通电压供应单元，被配置为将允许第一沟道区处于导通状态的第一导通电压供应给第一驱动布线； 第二导通电压供应单元，被配置为将允许第二沟道区处于导通状态的第二导通电压供应给第二驱动布线；以及 选择单元，被配置为选择在第二驱动布线与第一导通电压供应单元之间的第一连接以及在第二驱动布线与第二导通电压供应单元之间的第二连接中的任何一个。
2.根据权利要求1所述的检测设备，还包括被配置为控制选择单元的控制单元， 其中控制单元控制选择单元以便在多个拍摄模式之中的第一拍摄模式中选择第二连接并且在多个拍摄模式之中的第二拍摄模式中选择第一连接，以及 其中，晶体管的操作速度在第二拍摄模式中比在第一拍摄模式中高。
3.根据权利要求2所述的检测设备，其中，在第二拍摄模式中，第一导通电压供应单元在其中由第二导通电压供应单元将第二导通电压供应给第二栅极电极的状态中将第一导通电压供应给第一栅极电极。
4.根据权利要求3所述的检测设备，其中第一栅极电极的宽度比第二栅极电极的宽度窄，并且第一沟道区的长度比第二沟道区的长度短。
5.根据权利要求3所述的检测设备，其中多个第二栅极电极被设置，并且多个第二沟道区被设置。
6.根据权利要求1所述的检测设备， 其中多个像素被布置在衬底上并且排列成行和列的矩阵，所述多个像素中的每一个包括转换元件和晶体管， 转换元件被布置在衬底上， 晶体管是被布置在衬底和转换元件之间的薄膜晶体管，以及 薄膜晶体管包括包含第一沟道区、第二沟道区、第一区域和第二区域的半导体层，并且半导体层是多晶的半导体层。
7.根据权利要求6所述的检测设备， 其中像素还包括与用于使转换元件初始化的电源布线连接的用于初始化的薄膜晶体管， 用于初始化的薄膜晶体管包括包含布置在与转换元件连接的第三区域和与电源布线连接的第四区域之间的第三沟道区和布置在第三区域和第三沟道区之间的第四沟道区的半导体层、与第三沟道区对应的第三栅极电极、以及与第四沟道区对应地设置的第四栅极电极。
8.根据权利要求7所述的检测设备，其中第三栅极电极的宽度比第四栅极电极的宽度窄。
9.根据权利要求7所述的检测设备，其中多个第三栅极电极被设置，并且多个第三沟道区被设置。
10.一种检测系统，包括 根据权利要求1所述的检测设备； 信号处理单元，被配置为处理来自检测设备的信号； 记录单元，被配置为记录来自信号处理单元的信号； 显示单元，被配置为显示来自信号处理单元的信号；以及 传输处理单元，被配置为传输来自信号处理单元的信号。
全文摘要
本发明涉及放射线检测设备和包括该放射线检测设备的检测系统。一种检测设备包括转换元件；晶体管，包括半导体层、第一栅极电极以及第二栅极电极，该半导体层包括第一沟道区和第二沟道区；与第一栅极电极连接的第一驱动布线；与第二栅极电极连接的第二驱动布线；第一导通电压供应单元，将第一导通电压供应给第一驱动布线；第二导通电压供应单元，将第二导通电压供应给第二驱动布线；以及选择单元，选择在第二驱动布线与第一导通电压供应单元之间的第一连接以及在第二驱动布线与第二导通电压供应单元之间的第二连接中的任何一个。
文档编号H01L27/146GK103006245SQ20121034710
公开日2013年4月3日 申请日期2012年9月18日 优先权日2011年9月22日
发明者渡边实, 望月千织, 横山启吾, 大藤将人, 川锅润, 藤吉健太郎, 和山弘 申请人:佳能株式会社