专利名称：固态图像拾取设备和辐射图像拾取设备的制作方法
技术领域：
一般而言，本发明涉及用于检测诸如X射线、α射线、β射线或γ射线之类的辐射的辐射图像拾取设备，该设备应用于医学图像诊断系统、非破坏性检查系统、分析器等等。具体来说，本发明涉及用于平板检测器中的固态图像拾取设备(在适用时简称为“FPD”)。FPD是通过下列方式获得的将由使用非单晶硅，例如，非晶硅(以下简称为“a-Si”)的传感器设备构成的传感器阵列和TFT元件与用于将辐射转换为可见光线的磷光体组合。
背景技术：
近年来，用于制造液晶显示器的TFT技术取得了较大的进步，并且服务于信息基础结构令人满意。如此，目前，有人提出了FPD，甚至在医学成像领域，FPD可以具有较大的应用领域，并可以实现FPD的数字化。
此FPD适用于立刻读出辐射图像以同时在显示设备上显示这样读出的辐射图像，且可以直接从FPD以数字信息的形式获取图像。如此，FPD具有处理管理在保护数据或数据的处理和传输比较方便的特点。此外，还验证了，尽管诸如灵敏度之类的特征取决于照相的条件，这些特征等于或优于常规屏幕胶片照相方法或计算的射线照相方法中的特征。
FPD的商业化已经实现。另一方面，有人提出了针对FPD的各种建议，旨在进一步提高灵敏度。例如，在L.E Antonuk等人的文献(“SPIE Medical Imaging VI”，二月号，PP.23 to 27，1992)中作出的报告中，说明了其中在TFT元件上形成传感器元件的结构。在此相关的技术中，采用上文所提及的结构可使传感器元件的开口面积比增大，使灵敏度提高成为可能。此外，还描述了由于TFT元件正好位于传感器元件下面，形成不必要的寄生电容，因此产生了接地平面。
此外，在授予DuPont的美国专利No.5,498,880的说明书的文献中作出的建议中，同样显示了这样的结构，在该结构中，为了增大开口面积比，在TFT元件上形成传感器元件。在此相关技术中，采用了这样的结构在该结构中，连接到TFT的源/漏电极的电极覆盖TFT元件，并且还变成传感器元件的单独的电极。
另一方面，在Canon Kabushiki Kaisha提出的日本专利公开申请No.2000-156522的建议以及文献中，显示了这样的结构，在该结构中，为了增大开口面积比，在TFT元件上方形成传感器元件。在此相关技术中，采用了通过层间膜在TFT元件之上形成传感器元件的结构。
然而，在上文所提及的具有在TFT元件上形成传感器元件的结构的FPD中，传感器元件的单独的电极充当TFT元件的背栅电极。因此，由于单独的电极的电位波动，导致诸如TFT元件生成漏电流之类的问题。这样的问题以图像质量发生退化的形式出现。
在具有大传感器输出信号的区域以及具有小传感器输出信号的区域彼此靠近的情况下，会出现串扰，以至于使这些区域之间的边界模糊。此外，还会导致传感器饱和输出被降低以缩小动态范围的问题。
发明内容
本发明是在考虑到前述的问题的情况下作出的，因此，本发明的目的是，甚至在位于开关元件上方的传感器元件的单独的电极的电位波动的情况下，也可以抑制由于开关元件生成漏电流而导致的特征的波动，以提高灵敏度。
为了解决上文所提及的问题，根据本发明，提供了一种固态图像拾取设备，该设备包括多个光电转换元件和多个开关元件，其中，在至少一个开关元件上方形成光电转换元件，并在开关元件和光电转换元件之间设置屏蔽电极层。
此外，根据本发明，提供一种辐射图像拾取设备，该设备包括用于直接将辐射转换为电荷的辐射转换层，以及多个开关元件，其中，在一个或多个开关元件上方形成辐射转换层，并在开关元件和辐射转换层之间设置屏蔽电极层。
根据本发明，提供一种屏蔽层，以便使其插入在开关元件和在开关元件上方形成的传感器部分之间，从而，甚至在位于开关元件上方的传感器元件的单独的电极的电位波动的情况下，也可以抑制由于开关元件生成漏电流而导致的特征的波动，以提高灵敏度。
通过阅读下面的参考附图进行的说明，本发明的其他特点和优点将变得显而易见，在附图中，相同的参考字符表示相同或类似的部分。
此说明书收入的并构成此说明书的一部分的
了本发明的实施例，并与说明书一起用于说明本发明。
图1是根据本发明的实施例1的固态图像拾取设备的3x3的矩阵中的像素的简要等效电路图；图2是根据本发明的实施例1的固态图像拾取设备的一个像素的平面示意图；图3是根据本发明的实施例1的固态图像拾取设备的四个像素的平面示意图；图4是根据本发明的实施例1的固态图像拾取设备的简要剖视图；图5是根据本发明的实施例2的固态图像拾取设备的3x3的矩阵中的像素的简要等效电路图；图6是根据本发明的实施例2的固态图像拾取设备的一个像素的平面示意图；图7是根据本发明的实施例2的固态图像拾取设备的四个像素的平面示意图；
图8是根据本发明的实施例2的固态图像拾取设备的简要剖视图；图9是根据本发明的实施例3的固态图像拾取设备的3x3的矩阵中的像素的简要等效电路图；图10是根据本发明的实施例3的固态图像拾取设备的一个像素的平面示意图；图11是根据本发明的实施例3的固态图像拾取设备的四个像素的平面示意图；图12是根据本发明的实施例3的固态图像拾取设备的简要剖视图；以及图13是根据本发明的实施例4的辐射图像拾取设备的简要剖视图。
具体实施例方式
下面将参考附图详细描述本发明的实施例。
实施例1下面将描述根据本发明的实施例1的使用MIS型光电二极管(在适用时简称为“PD”)的固态图像拾取设备。
图1是根据实施例1的固态图像拾取设备的3x3的矩阵中的像素的简要等效电路图。图2是根据此实施例的固态图像拾取设备的一个像素的平面示意图。图3是根据此实施例的固态图像拾取设备的四个像素的平面示意图。图4是根据此实施例的固态图像拾取设备的简要剖视图。
在图1和2中，参考编号101表示作为光电转换元件(传感器元件)的MIS类型的PD；参考编号102表示作为开关元件(薄膜晶体管)的传输TFT；参考编号103表示传输TFT驱动线路；参考编号104表示信号线；参考编号105表示传感器偏置线路；参考编号106表示屏蔽线路(GND线路)；参考编号107表示传输TFT 102的源/漏电极层；参考编号108表示接触孔；109表示传感器下电极层。
在图4中，参考编号110表示由玻璃等等制成的绝缘衬底；参考编号111表示由SiN、SiO2等等制成的栅绝缘膜；参考编号112表示由a-Si等等制成的第一无定形半导体层；参考编号113表示第一n+型层(欧姆接触层)；参考编号114和115各表示由SiN、SiO2、苯并环丁烯(BCB)、聚酰亚胺(PI)等等制成的层间绝缘膜；参考编号116表示由SiN、SiO2等等制成的绝缘膜；参考编号117表示由a-Si等等制成的第二无定形半导体层；参考编号118表示的由微晶硅、a-Si等等制成的第n+型层(空穴阻挡层)；参考编号119表示由ITO、SnO2等等制成的透明电极层；参考编号132表示由SiN、PI等等制成的钝化层；参考编号134表示粘附层；以及参考编号135表示充当波长转换层的磷光体层。
请注意，在图4中，参考编号103、105和106分别表示栅电极层、传感器偏置电极层和屏蔽电极层。
绝缘膜116、由a-Si等等制成的第二无定形半导体层117以及第n+型的层118构成了MIS型PD 101的光电转换层。栅电极层103、由SiN、SiO2等等制成的栅绝缘膜111，由a-Si等等制成的第一无定形半导体层112、第一n+型层(欧姆接触层)113以及传输TFT的源/漏电极层107构成了传输TFT 102。在传输TFT 102的上方形成光电转换层，因此，传输TFT 102被光电转换层覆盖。
屏蔽电极层106的位置是这样的，以便使其插入在MIS型PD 101和传输TFT 102之间。
使诸如X射线之类的辐射从图2的纸张的上侧入射，以便通过磷光体层135被转换为可见光线。然后，由MIS型PD 101将产生的射线转换为电荷，以便累积在MIS型PD 101中。此后，由TFT驱动电路通过传输TFT驱动线路103对传输TFT 102进行操作，以便将这些累积的电荷传输到连接于传输TFT 102的源电极和漏电极中的一个电极的信号线104，以便在信号处理电路中进行处理，然后，将产生的模拟信号在A/D转换电路中进行A/D转换，然后输出。此时，将屏蔽线路106的电位始终固定到诸如GND之类的恒定电位。
在此实施例中，位于传感器元件下面的屏蔽线路106接地。结果，即使传感器元件的单独的电极的电位发生波动，也可以抑制由于TFT元件生成漏电流而导致的特征的波动，以提高灵敏度。此外，由于屏蔽线路106根本不与信号线104重叠，所以在屏蔽线路106和信号线104之间不会形成寄生电容，因此，还可以抑制传感器灵敏度的劣化。
在此实施例中，显示了其中屏蔽线路106的宽度与TFT的沟道宽度相同的特定情况。然而，为了减小传输TFT驱动线路103和屏蔽线路106之间的交叉部分的电容，还可以在传输TFT驱动线路103和屏蔽线路106之间的交叉部分使用其宽度小于沟道宽度的线路。
此外，屏蔽线路106只能保留在恒定电位，因此，还可以将屏蔽线路106的电位设置为GND之外的任何恒定电位。因为屏蔽线路106的电阻可以较高，由诸如钼(Mo)、铬(Cr)、钛(Ti)、钨(W)或钼-钨(MoW)之类的高熔点金属制成的线路可以被用作屏蔽线路106。结果，可以减小对制造过程的限制。此外，在包括栅电极的层、包括源/漏电极的层、包括屏蔽电极的层以及包括传感器偏置电极的层中，作为最细的线路形成屏蔽电极层，以降低电平差，并降低屏蔽线路106上方形成的传感器部分的电平差，从而改善输出。这是因为，屏蔽电极层的电阻值可以大于每一个其他电极层的电阻值。
实施例2下面将描述根据本发明的实施例2的使用MIS型PD的固态图像拾取设备。
图5是根据实施例2的固态图像拾取设备的3x3的矩阵中的像素的简要等效电路图。图6是根据此实施例的固态图像拾取设备的一个像素的平面示意图。图7是根据此实施例的固态图像拾取设备的四个像素的平面示意图。图8是根据此实施例的固态图像拾取设备的简要剖面图。
与实施例1中相同的参考编号表示相同的部件。
在图5和6中，参考编号101表示MIS型PD；参考编号102表示传输TFT；参考编号103表示传输TFT驱动线路；参考编号104表示信号线；参考编号105表示传感器偏置线路；参考编号106表示屏蔽线路(GND线)；参考编号108表示接触孔；参考编号109表示传感器下电极层；参考编号120表示作为开关元件的复位TFT；参考编号121表示复位TFT驱动线路；126表示复位线路。
在图8中，参考编号110表示由玻璃等等制成的绝缘衬底；参考编号111表示由SiN、SiO2等等制成的栅绝缘膜；参考编号112表示由a-Si等等制成的第一无定形半导体层；参考编号113表示第一n+型层(欧姆接触层)；参考编号114和115两者各表示由SiN、SiO2、苯并环丁烯(BCB)、聚酰亚胺(PI)等等制成的层间绝缘膜；参考编号116表示由SiN、SiO2等等制成的绝缘膜；参考编号117表示由a-Si等等制成的第二无定形半导体层；参考编号118表示的由微晶硅、a-Si等等制成的第二n+型层(空穴阻挡层)；参考编号119表示由ITO、SnO2等等制成的透明电极层；参考编号107表示传输TFT 102的源/漏电极层；参考编号122表示复位TFT的源/漏电极层；参考编号132表示由SiN、PI等等制成的钝化层；参考编号134表示粘附层；而135表示磷光体层。
请注意，在图8中，参考编号103和121两者各表示栅电极层，参考编号105表示传感器偏置电极层，而参考编号106表示屏蔽电极层。
绝缘膜116、由a-Si等等制成的第二无定形半导体层117，以及第二n+型层118构成MIS型PD 101的光电转换层。栅电极层103、由SiN、SiO2等等制成的栅绝缘膜111，由a-Si等等制成的第一无定形半导体层112，第一n+型层(欧姆接触层)113以及传输TFT的源/漏电极层107构成传输TFT 102。栅电极层121、由SiN、SiO2等等制成的栅绝缘膜111、由a-Si等等制成的第一无定形半导体层112、第一n+类型层(欧姆接触层)113以及复位TFT的源/漏电极层122构成复位TFT 120。在传输TFT 102和复位TFT 120的上方形成光电转换层，因此，这两个TFT都被光电转换层覆盖。
屏蔽电极层106的位置是这样的，以便使其插入在MIS型PD 101和传输TFT 102之间，以及在MIS型PD 101和复位TFT 120之间。
使诸如X射线之类的辐射从图6的纸张的上面入射，以便通过磷光体层135被转换为可见光线。然后，由MIS型PD 101将产生的射线转换为电荷，以便累积在MIS型PD 101中。此后，由连接到TFT驱动电路的传输TFT驱动线路103对传输TFT 102进行操作，以便将这些累积的电荷传输到连接于传输TFT 102的源电极和漏电极中的一个电极的信号线104，以便在信号处理电路中进行处理，然后，将产生的模拟信号在A/D转换电路中进行A/D转换，然后输出。此后，通过连接到信号处理电路的复位TFT驱动线路121对复位TFT 120进行操作，以便将MIS型PD 101复位。此时，将屏蔽线路106的电位始终固定到诸如GND之类的恒定电位。
在此实施例中，位于传感器元件下面的屏蔽线路106接地。结果，即使传感器元件的单独的电极的电位发生波动，也可以抑制由于TFT元件生成漏电流而导致的特征的波动，以提高灵敏度。此外，由于屏蔽线路106根本不与信号线104重叠，所以在屏蔽线路106和信号线104之间不形成寄生电容，因此，还可以抑制传感器灵敏度的衰减。
在此实施例中，显示了其中屏蔽线路106的宽度与TFT的沟道宽度相同的特定情况。然而，为了减小相应的TFT驱动线路之间的交叉部分的电容，还可以在相应的TFT驱动线路之间的交叉部分使用其宽度小于沟道宽度的线路。
实施例3下面将描述根据本发明的实施例3的使用MIS型PD的固态图像拾取设备。
图9是根据实施例3的固态图像拾取设备的3x3的矩阵中设置的像素的简要等效电路图。图10是根据此实施例的固态图像拾取设备的一个像素的平面示意图。图11是根据此实施例的固态图像拾取设备的四个像素的平面示意图。图12是根据此实施例的固态图像拾取设备的简要剖面图。
与实施例1中相同的参考编号表示相同的部件。
在图9和10中，参考编号101表示MIS型PD；参考编号104表示信号线；参考编号105表示传感器偏置线路；参考编号106表示屏蔽线路(GND线)；参考编号108表示接触孔；参考编号109表示传感器下电极层；参考编号120表示复位TFT；参考编号121表示复位TFT驱动线路；参考编号123表示存储电容器；参考编号124和125分别表示构成了源跟随器(SFA)的开关TFT和读取TFT；参考编号126表示复位线路；参考编号127表示接触孔，通过该接触孔将存储电容器123和屏蔽线路106彼此连接在一起；参考编号128表示开关TFT驱动线路；而130表示读取TFT驱动电极。
图12是显示由图10中的箭头指示的固态图像拾取设备的一部分的简要剖面视图。参考编号110表示由玻璃等等制成的绝缘衬底；参考编号111表示由SiN、SiO2等等制成的栅绝缘膜；参考编号112表示由a-Si等等制成的第一无定形半导体层；参考编号113表示第一n+型层(欧姆接触层)；参考编号114和115两者各表示由SiN、SiO2、苯并环丁烯(BCB)、聚酰亚胺(PI)等等制成的层间绝缘膜；参考编号116表示由SiN、SiO2等等制成的绝缘膜；参考编号117表示由a-Si等等制成的第二无定形半导体层；参考编号118表示的由微晶硅、a-Si等等制成的第n+型层(空穴阻挡层)；参考编号119表示由ITO、SnO2等等制成的透明电极层；参考编号122表示复位TFT的源/漏电极层；参考编号129表示开关TFT的源/漏电极层；参考编号131表示读取TFT的源/漏电极层；参考编号132表示由SiN、PI等等制成的钝化层；参考编号133表示接触孔；参考编号134表示粘附层；参考编号135表示磷光体层。
请注意，在图12中，参考编号121、128以及130三者各表示栅电极层，参考编号105表示传感器偏置电极层，参考编号106表示屏蔽电极层。
绝缘膜116、第二无定形半导体层117以及第n+型层118构成了MIS型PD 101的光电转换层。栅电极层121、由SiN、SiO2等等制成的栅绝缘膜111、由a-Si等等制成的第一无定形半导体层112、第一n+型层(欧姆接触层)113以及复位TFT的源/漏电极层122构成复位TFT 120。栅电极层128、由SiN、SiO2等等制成的栅绝缘膜111、由a-Si等等制成的第一无定形半导体层112、第一n+型层(欧姆接触层)113以及开关TFT的源/漏电极层129构成开关TFT 124。在复位TFT 120和开关TFT 124的上方形成光电转换层，因此，这两个TFT都被光电转换层覆盖。
屏蔽电极层106的位置是这样的，以便使其插入在MIS型PD 101和复位TFT 102之间，以及在MIS型PD 101和开关TFT 124之间。
使诸如X射线之类的辐射从图10的纸张的上面入射，以便通过磷光体层135被转换为可见光线。然后，由MIS型PD 101将产生的射线转换为电荷，以便通过接触孔108和133累积在存储电容器123中。在读取TFT 125的栅电极中产生对应于这些累积的电荷的电位中的波动。此后，通过开关TFT驱动线路128对开关TFT 124进行操作，以便通过连接到读取TFT 125的源电极和漏电极中的一个的信号线104读出累积的电荷，从而在信号处理电路中进行处理。然后，将产生的模拟信号在A/D转换电路中进行A/D转换，然后输出。此后，通过连接到信号处理电路的复位TFT驱动线路121对复位TFT 120进行操作，以便将存储电容器123复位。此时，将屏蔽线路106的电位始终固定到诸如GND之类的恒定电位。
在此实施例中，位于传感器元件下面的屏蔽线路106接地。结果，即使传感器元件的单独的电极的电位发生波动，也可以抑制由于TFT元件生成漏电流而导致的特征的波动，以提高灵敏度。此外，由于屏蔽线路106根本不与信号线104重叠，所以在屏蔽线路106和信号线104之间不形成寄生电容，因此，还可以抑制传感器灵敏度的劣变。
在此实施例中，显示了其中屏蔽线路部分位于两个TFT部分和存储电容器部分的上方的特定情况。然而，还可以将屏蔽线路部分置于三个TFT部分和存储电容器部分的上方。
在如上所述的本发明的实施例1到3中的每一个中，显示了这样的特定情况在间接类型固态图像拾取设备中，MIS型PD被用作光电转换元件。然而，还可以使用PIN型PD。在PIN型PD的情况下，光电转换层分别包括p+型层，第二无定形半导体层以及第二n+型层，而不是绝缘膜116，第二无定形半导体层117以及第二n+型层118。
实施例4下面将描述根据本发明的实施例4的直接类型辐射图像拾取设备。
图13是直接类型辐射图像拾取设备的简要剖面图。参考编号110表示由玻璃等等制成的绝缘衬底；参考编号111表示由SiN、SiO2等等制成的栅绝缘膜；参考编号112表示由a-Si等等制成的第一无定形半导体层；参考编号113表示n+类型层(欧姆接触层)；参考编号114和115两者各表示由SiN、SiO2、苯并环丁烯(BCB)、聚酰亚胺(PI)等等制成的层间绝缘膜；参考编号120表示复位TFT；参考编号123表示存储电容器；参考编号124和125分别表示构成源跟随器(SFA)的开关TFT和读取TFT；参考编号121表示复位TFT驱动线路；参考编号122表示复位TFT的源/漏电极层；参考编号129表示开关TFT的源/漏电极层；参考编号128表示开关TFT驱动线路；参考编号130表示读取TFT驱动电极；参考编号131表示读取TFT的源/漏电极层；参考编号132表示由SiN、PI等等制成的钝化层；参考编号133表示接触孔；参考编号145表示用于将辐射直接转换为电荷的辐射转换层。
图13所示的辐射图像拾取设备的电路图与图1的电路图相同，只是使用辐射转换层145，而不是MIS型光电二极管101。在直接类型辐射图像拾取设备中，a-Se、GaAs、CdTe等等被用作辐射转换层的材料。
请注意，在图13中，参考编号121、128以及130三者各表示栅电极层，参考编号105表示传感器偏置电极层，参考编号106表示屏蔽电极层。
复位TFT 120和读取TFT 124的分层结构与实施例3的分层结构相同。在复位TFT 120和读取TFT 124的上方形成辐射转换层，因此，两个TFT 120和124都被辐射转换层145覆盖。
此外，屏蔽电极层106的位置是这样的，以便使其插入在辐射转换层145和复位TFT 120之间，以及在辐射转换层145和开关TFT 124之间。
使诸如X射线之类的辐射从图13所示的辐射转换层的上面入射，以便通过辐射转换层145被直接转换为电荷。然后，通过接触孔108和133，将产生的电荷累积在存储电容器123中。在读取TFT 125的栅电极中产生对应于累积的电荷的电位中的波动。此后，通过开关驱动线路128对开关TFT 124进行操作，以便通过连接到读取TFT 125的源电极和漏电极中的一个的信号线104读出累积的电荷，从而在信号处理电路中进行处理。然后，将产生的模拟信号在A/D转换电路中进行A/D转换，然后输出。此后，通过连接到信号处理电路的复位TFT驱动线路121对复位TFT 120进行操作，以便将存储电容器123复位。此时，将屏蔽线路106的电位始终固定到诸如GND之类的恒定电位。
尽管上面描述了本发明的各实施例，现在将列举本发明的优选实施例模式。
实施例模式1包括多个光电转换元件和多个开关元件的固态图像拾取设备，其中，在至少一个开关元件上方形成光电转换元件，并在开关元件和光电转换元件之间提供屏蔽电极层。
实施例模式2根据实施例模式1的固态图像拾取设备，其中，一个光电转换元件和一个或多个开关元件位于一个像素中。
实施例模式3根据实施例模式1或2的固态图像拾取设备，其中，光电转换元件具有光电转换层，并且光电转换层包括绝缘层、半导体层，以及高杂质浓度的半导体层。
实施例模式4根据实施例模式1或2的固态图像拾取设备，其中，光电转换元件具有光电转换层，光电转换层包括一种导电性类型的第一高杂质集中半导体层、半导体层、与该导电类型的第一高杂质集中半导体层相对的一种导电性类型的第二高杂质集中的半导体层。
实施例模式5根据实施例模式1到4中任何一个的固态图像拾取设备，其中，在连接到开关元件的源电极和漏电极中的一个的信号线上方不形成屏蔽电极层。
实施例模式6根据实施例模式1到5中任何一个的固态图像拾取设备，其中，屏蔽电极层保持在恒定电位。
实施例模式7根据实施例模式6的固态图像拾取设备，其中，屏蔽电极层接地。
实施例模式8根据实施例模式1到7中任何一个的固态图像拾取设备，其中，每一个开关元件都由TFT构成，并且屏蔽电极层的位置是这样的，以便使其覆盖每一个TFT的沟道的上部。
实施例模式9根据实施例模式8的固态图像拾取设备，其中，屏蔽电极层具有等于或小于TFT的沟道宽度的宽度，其位置是这样的，以便与TFT驱动线路交叉。
实施例模式10根据实施例模式1到9的任何一个的固态图像拾取设备，其中，屏蔽电极层由高熔点金属制成。
实施例模式11根据实施例模式10的固态图像拾取设备，其中，屏蔽电极层由钼(Mo)、铬(Cr)、钛(Ti)、钨(W)或钼-钨(MoW)制成。
实施例模式12根据实施例模式1的固态图像拾取设备，其中，屏蔽电极层是比栅电极层、源/漏电极层以及传感器偏置电极层中的每一个薄的电极层。
实施例模式13根据实施例模式1的固态图像拾取设备，其中，固态图像拾取设备包括栅电极层、栅绝缘层、第一无定形半导体层、第一n型半导体层、源/漏电极层、第一层间绝缘层、屏蔽电极层、第二层间绝缘层、传感器下电极层、绝缘层、第二无定形半导体层、第n型半导体层、透明电极层以及传感器偏置电极层。
实施例模式14根据实施例模式13的固态图像拾取设备，其中，一个光电转换元件和一个或多个TFT位于一个像素中。
实施例模式15一种辐射图像拾取设备，其中，在实施例模式1到9的任何一个中所描述的固态图像拾取设备中的光电转换元件的上方提供波长转换单元。
实施例模式16根据实施例模式15的辐射图像拾取设备，其中，一个光电转换元件和一个或多个开关元件设置在一个像素中。
实施例模式17一种辐射图像拾取设备，该设备包括用于直接将辐射转换为电荷的辐射转换层，以及多个开关元件，其中，在一个或多个开关元件上方形成辐射转换层，并在开关元件和辐射转换层之间提供屏蔽电极层。
实施例模式18根据实施例模式17的辐射图像拾取设备，其中，辐射图像拾取设备包括栅电极层、栅绝缘层、第一无定形半导体层、第一n型半导体层、源/漏电极层、第一层间绝缘层、屏蔽电极层、第二层间绝缘层、传感器下电极层、辐射转换层以及传感器偏置电极层。
如上所述，根据本发明，即使传感器元件的单独的电极的电位发生波动，通过在传感器元件的下面提供屏蔽线路，也可以抑制由于开关元件生成漏电流而导致的特征的波动，从而提高灵敏度。此外，由于屏蔽线路根本不与信号线重叠，从而可以降低在屏蔽线路和信号线之间形成的寄生电容，并因此可以抑制传感器灵敏度的劣化。
此外，在开关元件的屏蔽线路和驱动线路之间的交叉部分使用具有小于沟道宽度的宽度的屏蔽线路，以便也可以降低栅线路电容。
在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以实现本发明的许多完全不同的实施例，可以理解，本发明不仅限于特定的实施例，而是如所附的权利要求所定义的那样。
权利要求
1.一种包括多个光电转换元件和多个开关元件的固态图像拾取设备，其特征在于，在至少一个开关元件上方形成光电转换元件，并在开关元件和光电转换元件之间设置屏蔽电极层。
2.根据权利要求1的固态图像拾取设备，其中，一个光电转换元件和一个或多个开关元件设置于一个像素中。
3.根据权利要求1或2的固态图像拾取设备，其中，光电转换元件具有光电转换层，并且该光电转换层包括绝缘层、半导体层以及高杂质集中的半导体层。
4.根据权利要求1或2的固态图像拾取设备，其中，光电转换元件具有光电转换层，该光电转换层包括一种导电性类型的第一高杂质集中的半导体层、半导体层以及与该第一高杂质集中的半导体层的该一种导电类型相反的导电性类型的第二高杂质集中的半导体层。
5.根据权利要求1到4中的任何一个的固态图像拾取设备，其中，在连接到开关元件的源电极和漏电极中之一的信号线上方不形成屏蔽电极层。
6.根据权利要求1到5中的任何一个的固态图像拾取设备，其中，屏蔽电极层保持在恒定电位。
7.根据权利要求6的固态图像拾取设备，其中，屏蔽电极层接地。
8.根据权利要求1到7中的任何一个的固态图像拾取设备，其中，每一个开关元件都由TFT构成，并且屏蔽电极层被设置成覆盖每一个TFT的沟道的上部。
9.根据权利要求8的固态图像拾取设备，其中，屏蔽电极层具有等于或小于TFT的沟道宽度的宽度，并且该屏蔽电极层被设置成与TFT驱动线路交叉。
10.根据权利要求1到9中的任何一个的固态图像拾取设备，其中，屏蔽电极层由高熔点金属制成。
11.根据权利要求10的固态图像拾取设备，其中，屏蔽电极层由钼(Mo)、铬(Cr)、钛(Ti)、钨(W)或钼-钨(MoW)制成。
12.根据权利要求1的固态图像拾取设备，其中，屏蔽电极层是比栅电极层、源/漏电极层以及传感器偏置电极层中的每一个薄的电极层。
13.根据权利要求1的固态图像拾取设备，其中，该固态图像拾取设备包括栅电极层、栅绝缘层、第一无定形半导体层、第一n型半导体层、源/漏电极层、第一层间绝缘层、屏蔽电极层、第二层间绝缘层、传感器下电极层、绝缘层、第二无定形半导体层、第二n型半导体层、透明电极层以及传感器偏置电极层。
14.根据权利要求13的固态图像拾取设备，其中，一个光电转换元件和一个或多个TFT被设置于一个像素中。
15.一种辐射图像拾取设备，其特征在于，在根据权利要求1到9的任何一个权利要求所述的固态图像拾取设备中的光电转换元件上方设置波长转换单元。
16.根据权利要求15的辐射图像拾取设备，其中，一个光电转换元件和一个或多个开关元件设置于一个像素中。
17.一种辐射图像拾取设备，该设备包括用于将辐射直接转换为电荷的辐射转换层，以及包括多个开关元件，其特征在于，在一个或多个开关元件上方形成辐射转换层，并且在开关元件和辐射转换层之间提供屏蔽电极层。
18.根据权利要求17的辐射图像拾取设备，其中，辐射图像拾取设备包括栅电极层、栅绝缘层、第一无定形半导体层、第一n型半导体层、源/漏电极层、第一层间绝缘层、屏蔽电极层、第二层间绝缘层、传感器下电极层、辐射转换层以及传感器偏置电极层。
全文摘要
根据本发明的固态图像拾取设备具有多个光电转换元件和多个开关元件，其中，在至少一个开关元件上方形成光电转换元件，并在开关元件和光电转换元件之间设置屏蔽电极层。此外，根据本发明的辐射图像拾取设备具有用于直接将辐射转换为电荷的辐射转换层以及多个开关元件，其中，在一个或多个开关元件上方形成辐射转换层，并在开关元件和辐射转换层之间设置屏蔽电极层。
文档编号H01L27/144GK1748314SQ20048000406
公开日2006年3月15日 申请日期2004年2月10日 优先权日2003年2月14日
发明者野村庆一, 森下正和, 望月千织, 渡边实, 石井孝昌 申请人:佳能株式会社