检测装置以及电子设备的制作方法

专利名称：检测装置以及电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及检测装置以及搭载了该检测装置的电子设备。
技术背景作为在2维传感器、图像传感器、光学式触摸传感器等当中使用的 检测装置之一，公知有如下的检测装置。该检测装置构成为，具有作为 检测元件的光电转换元件、按照该光电转换元件的受光量改变蓄积电荷 量的电容元件、和晶体管，并且通过晶体管的导通/截止动作，读出电 容元件中的电荷蓄积量(例如，参照专利文献l)。另外，在上述结构中，如果把光电转换元件置换成蓄积电容，则上 述电容元件的蓄积电荷量，根据该蓄积电容容量的外界因素的增减而变 化。作为检测装置，也可以采用使用蓄积电容作为检测元件的结构。[专利文献l]特开平4-212458号公报上述的检测装置，越高密度地配置检测元件，其检测分辨率越高。 但是，高密度地配置晶体管、和与晶体管的端子连接的布线等各种构成 要素，会带来晶体管的特性恶化、使特性差异增大的问题。或者因布线 构造复杂而造成信号延迟、成品率下降的问题。发明内容本发明就是为了解决上述问题的至少一部分而提出的，能够以如下的 方式或应用例来实现。[应用例ll一种检测装置，具有配置在上述M上的多条扫 描线、多条检测线、多条第l电源线、多条第2电源线；以及对应于上述 扫描线与上述检测线的交叉点而设置的多个单位电路，上述单位电路具 有第1晶体管，其第1端子与上述检测线连接，第2端子与上述第1电 源线连接，并且向上述检测线供给与栅电极的电位对应的检测信号；检测6元件，其与上述第1晶体管的栅电极连接，使上述第1晶体管的栅极电位按照外界因素变化；第2晶体管，其第l端子与上述第l晶体管的栅电极 连接，第2端子与上述第2电源线连接，并且栅电极与上述扫描线连接； 以及第l电容元件，其保持上述第1晶体管的栅极电位，上述扫描线形成 在与上述第1晶体管的栅电极和上述第2晶体管的栅电极不同的层中，并 且被配置成:在俯视情况下与上述第2晶体管的栅电极的至少一部分重叠。根据这样的结构，由于第1晶体管向检测线输出与外界因素对应大小 的电流，所以通过顺序检测出由扫描线选择的单位电路的上述电流，可检 测出外界因素。这里，由于扫描线形成在与栅电极不同的层中，并且被配 置成从第2晶体管的栅电极的上方通过，所以可高密度地配置单位电路。 在上述说明中，所谓"俯视情况下，，是指"^^L的法线方向进行观察" 的意思。在上述结构中，也可以把第1电源线和第2电源线电连接。即， 也可以共用第1电源线和第2电源线。这样，可简化检测装置的电路结构。 而且，可简化单位电路的层结构以及实现单位电路的高密度化。应用例21在上述检测装置中，扫描线和上述第2晶体管的栅电极， 在上述第2晶体管的栅电极上，通过在上述基板的法线方向所形成的接触 孔电连接。根据这样的结构，由于扫描线在J41的法线方向与栅电极连接，所以 不需要用于扫描线与第2晶体管之间的连接布线的区域。因此，可高密度 地配置单位电路。[应用例3在上述检测装置中，上述第1晶体管的沟道区域和上述第 2晶体管的沟道区域被配置成相对上述扫描线的延伸方向具有一定的角 度，上述扫描线被配置成在俯视情况下横跨上述第1晶体管的沟道区域和 上述第2晶体管的沟道区域。根据这样的结构，可高密度地配置单位电路。[应用例4在上述检测装置中，上述检测线和上述第2电源线形成在 不同的层中，上述检测线被配置成在俯视情况下沿着上述第2电源线的延 伸方向延伸，并且其至少一部分与上述第2电源线重叠。根据这样的结构，由于能够以较小的面积配置检测线和第2电源线，所以可缩小单位电路在行方向的配置间隔，从而可高密度地形成单位电路。另外，在上述的结构中，也可以把第1电源线和第2电源线电连接。 即，也可以共用第1电源线和第2电源线。这样，可简化检测装置的电路 结构。而且，可简化单位电路的层结构以及实现单位电路的高密度化。[应用例5在上述检测装置中，上述单位电路的行中沿着相邻的上述 行配置的2条上述第1电源线，形成在相互不同的层中。根据这样的结构，能够把第1电源线在俯视情况下配置在接近的位置。 因此，可缩小在列方向上的单位电路的配置间隔。[应用例6]在上述检测装置中，上述第1晶体管的沟道长度方向，是 沿着上述第2晶体管的沟道长度方向延伸的方向。根据这样的结构，由于第1晶体管的沟道长度方向是沿着第2晶体管 的沟道长度的方向，所以能够把第1晶体管的沟道区域和第2晶体管的沟 道区域集中配置在最小的区域内。这里，所谓沟道长JLA指，沟道区域中 从晶体管的第1端子向第2端子的方向延伸的长度。由此，可高密度地配 置第1晶体管和第2晶体管。另外，在上述结构中，也可以把第l电源线 与第2电源线电连接。即，也可以共用第1电源线和第2电源线。这样， 可简化检测装置的电路结构。而且，可简化单位电路的层结构以及实现单 位电路的高密度化。[应用例7在上述检测装置中，上述第1晶体管和上述第2晶体管被 配置成其沟道长度方向在俯视情况下与上述扫描线的延伸方向和上述检 测线的延伸方向交叉。根据这样的结构，由于可缩小第1晶体管和第2晶体管的沟道区域的 配置间隔，所以可缩小单位电路的配置间隔。由此，可提高检测装置的分 辨率。在上述中，所谓"俯视情况下"是指"从基敗的法线方向观察"的 意思。应用例81在上述检测装置中，在俯视情况下沿着上述扫描线的延伸 方向配置有上述第1晶体管的第1端子和上述第2晶体管的第1端子，在 俯视情况下沿着上述扫描线的延伸方向配置有上述第1晶体管的第2端子 和上述第2晶体管的第2端子。根据这样的结构，在沿着扫描线的方向上延伸的布线可配置成直线状。 因此，可防止因布线复杂而导致的信号延迟。[应用例9在上述检测装置中，上述第1晶体管和上述第2晶体管的 沟道长度方向在俯视情况下与上述扫描线的延伸方向垂直。根据这样的结构，可以把在与扫描线垂直的方向上延伸的布线与第1 晶体管和第2晶体管重叠，从而能够高密度地配置这些构成要素。[应用例10在上述检测装置中，上述第1电容元件具有第1电极和第 2电极，上述第1晶体管的沟道区域和上述第2晶体管的沟道区域在俯视 情况下被上述第1电极和上述第2电极的至少一方所覆盖。根据这样的结构，由于第1晶体管的沟道区域和笫2晶体管的沟道区 域在俯视情况下被第1电极和第2电极中的至少一方覆盖，所以能够利用 l个或2个遮光层遮挡沟道区域。因此，可降低第1晶体管和第2晶体管 的截止电流。在上述结构中，也可以把第1电源线与第2电源线电连接。 即，也可以共用第1电源线和第2电源线。这样，可筒化检测装置的电路 结构。而且，可简化单位电路的层结构以及实现单位电路的高密度化.[应用例11在上述检测装置中，上述第1电极被兼用做上述检测元件 的电极。根据这样的结构，可分别扩大第1电容元件和检测元件的占有面积。应用例12] —种检测装置，具有配置在上iC^l上的多条扫 描线、多条检测线、多条第l电源线、多条第2电源线；以Ut应于上述 扫描线与上述检测线的交叉点而设置的多个单位电路，上述单位电路具 有第1晶体管，其第1端子与上述检测线连接，第2端子与上述第1电 源线连接，并且向上述检测线供给与栅电极的电位对应的检测信号；检测 元件，其与上述笫1晶体管的栅电极连接，使上述第1晶体管的栅极电位 按照外界因素变化；第2晶体管，其第l端子与上述第1晶体管的栅电极 连接，第2端子与上述第2电源线连接，并且栅电极与上述扫描线连接； 以及第1电容元件，其保持上述第1晶体管的栅极电位，在上述单位电路 的行中被夹在相邻的2个上述行之间的位置，形成有上述第l电源线，并 且相邻的每2个上述行形成1条上述第1电源线，上述第1电源线向相邻的2个上述行的单位电g给电源。根据这样的结构，由于第1晶体管向检测线输出与外界因素对应大小 的电流，所以通过顺序检测出由扫描线选择的单位电路的上述电流，可检 测出外界因素。这里，由于第1电源线在相邻的单位电路中被共用，所以 可减少笫1电源线的数量，从而可提高单位电路的配置密度。[应用例13在上述检测装置中，夹着上述第1电源线相邻的2个上述 单位电路的构成要素，以相对上述笫1电源线的延伸方向线对称的方式构 成。根据这样的结构，可降低单位电路的特性差异。[应用例14在上述检测装置中，夹着上述第1电源线相邻的2个上述 单位电路中的一对上述晶体管的沟道区域，使用连成一体的硅膜构成。根据这样的结构，由于可减少第1晶体管与布线的接触部的数量，所 以可提高制造工序中的成品率。[应用例151在上述检测装置中，上迷第2晶体管的沟道区域，使用跨 越相邻的2个上述单位电路的边界线连成一体的硅膜而构成，形成在上述 相邻的2个单位电路中的一对上述第2晶体管具有共用的第2端子，并且 上述共用的第2端子，与上述第2电源线电连接。根据这样的结构，由于能够减少第1晶体管与布线的接触部的数量， 所以可提高制造工序总的成品率。另外，在上述结构中，也可以把第l电 源线与第2电源线电连接。即，也可以共用第1电源线和第2电源线。这 样，可简化检测装置的电路结构。而且，可简化单位电路的层结构以及实 现单位电路的高密度化。[应用例16
一种检测装置，具有配置在上^J41上的多条扫 描线、多条检测线、多条电源线；以及对应于上述扫描线与上述检测线的 交叉点而设置的多个单位电路，上述单位电路具有第1晶体管，其第1 端子与上述检测线连接，第2端子与上述电源线连接，并且向上述检测线 供给与栅电极的电位对应的检测信号；检测元件，其与上述笫l晶体管的 栅电极连接，使上述第1晶体管的栅极电位按照外界因素变化；第2晶体管，其第1端子与上述第1晶体管的栅电极连接，第2端子与上述电源线 连接，并且栅电极与上述扫描线连接；以及第1电容元件，其保持上述第 1晶体管的栅极电位，上述扫描线形成在与上述第1晶体管的栅电极和上 述第2晶体管的栅电极不同的层中，在俯视情况下与上述第2晶体管的栅 电极的至少一部分重叠。根据这样的结构，由于第1晶体管向检测线输出与外界因素对应大小 的电流，所以通过顺序检测出由扫描线选择的单位电路的上述电流，可检 测出外界因素。这里，扫描线形成在与栅电极不同的层中，并且从第2晶 体管的栅电极上方通过，所以可高密度地配置单位电路。另外，由于各个 单位电路能够采用具有单一电源线的结构，所以与具有多条电源线的结构 相比，可筒化检测装置的电路结构。另外，由于不需要在不同的层中形成 多条电源线，所以可筒化单位电路的层构造。并且，可减少电源线的配置 面积，可更高精度构成单位电路。[应用例17在上述检测装置中，上述检测线和上述电源线被形成在不 同的层中，上述检测线被配置成，在俯视情况下向上述电源线的延伸方向 延伸，并且至少一部分与上述电源线重叠。才艮据这样的结构，由于能够在小面积中配置检测线和电源线，所以可 缩小单位电路在行方向的配置间隔，可高密度地形成单位电路。另外，由 于各个单位电路能够采用具有单一电源线的结构，所以与具有多条电源线 的结构相比，可简化检测装置的电路结构。另外，由于不需要在不同的层 中形成多条电源线，所以可简化单位电路的层构造。并且，可减少电源线 的配置面积，可更高精度构成单位电路。[应用例181在上述检测装置中，上述第1晶体管的沟道长度方向是沿 着上述第2晶体管的沟道长度方向的方向。根据这样的结构，由于第1晶体管的沟道长度方向是沿着第2晶体管 的沟道长度方向的方向，所以能够把第1晶体管的沟道区域和第2晶体管 的沟道区域集中配置在最小的区域内。由此可以高密度地配置第1晶体管 和第2晶体管。另外，由于各个单位电路能够采用具有单一电源线的结构， 所以与具有多条电源线的结构相比，可筒化检测装置的电路结构。另外，由于不需要在不同的层中形成多条电源线，所以可简化单位电路的层构造。并且，可减少电源线的配置面积，可更高精度构成单位电路。[应用例19]在上述检测装置中，上述笫1电容元件具有第1电极和第 2电极，上述第1晶体管的沟道区域和上述第2晶体管的沟道区域，在俯 视情况下能够被上述第1电极和上述第2电极的至少一方所覆盖。根据这样的结构，由于第1晶体管的沟道区域和第2晶体管的沟道区 域在俯视情况下被第1电极和第2电极的至少一方所覆盖，所以可利用1 个或2个遮光层遮挡沟道区域。因此，可降低第1晶体管和第2晶体管的 截止电流。另外，由于各个单位电路能够釆用具有单一电源线的结构，所 以与具有多条电源线的结构相比，可简化检测装置的电路结构。另外，由于不需要在不同的层中形成多条电源线，所以可简化单位电路的层构造。 并且，可减少电源线的配置面积，可更高精度构成单位电路。[应用例20具备了上述检测装置的电子设备。根据这样的结构，可实现具备了高检测灵敏度的输入接口的电子设备。


图l是表示检测装置的结构的方框图。图2是表示像素电路的结构的电路图。图3是表示第1X驱动器的结构的方框图。图4是表示第2X驱动器的结构的方框图。图5是表示检测装置的各部的信号波形的时序图。图6是表示复位期间中的信号流程的说明图。图7是表示初始化期间的信号流程的说明图。图8是表示检测期间的信号流程的说明图。图9是表示像素电路的偏置的说明图。图IO是表示检测线的电位的时间变化的曲线。图11是检测装置的包含多个像素电路的区域的俯视图。图12是像素电路的放大俯视图。图13是表示图11的构成要素中的第l层、第3层的配置的俯视图。 图14是表示图11的构成要素中的第l层、第2层、第4层的配置 的俯视图。图15是表示图11的构成要素中的第1层、第5层的配置的俯视图。图16是表示第1电容元件和光电二极管的配置的俯视图。图17是从图11中抽出第1电源线和半导体层等进行表示的俯视图。图18是表示第1电源线的配置的变形例的俯视图。图19是沿着图11中的B-B线的检测装置的剖面图。图20是沿着图11中的C-C线的检测装置的剖面图.图21是作为检测元件而使用了第2电容元件的检测装置的剖面图。图22是变形例l-2的检测装置的电路图。图23是变形例1-2的检测装置的包含多个像素电路的区域的俯视图。图24是表示图23的构成要素中的第l层、第3层的配置的俯视图。 图25是检测装置的包含多个像素电路的区域的俯视图。 图26是像素电路的放大俯视图。图27是表示图25的构成要素中的第l层、笫5层的配置的俯视图。 图28是表示图25的构成要素中的第l层、第2层的配置的俯视图。 图29是表示图25的构成要素中的第l层、第3层、第4层的配置的俯视图。图30是表示沿着图25中的D-D线的检测装置的剖面图。图31是作为检测元件而使用了第2电容元件的检测装置的剖面图。图32是变形例2-2的检测装置的包含多个像素电路的区域的俯视图。图33是表示图32的构成要素中的第l层、第5层的配置的俯视图。图34是作为电子设备的移动电话机的立体图。图中1、 2 -检测装置；5、 6 -基板；10 -扫描线；11、 lla、 lib -第1电源线；12 -第2电源线；14 -检测线；40 -作为 单位电路的像素电路；41 -作为第2晶体管的复位晶体管；41a、 45a -半导体层；41c、 45c -沟道区域；41d、 45d -漏极区域；41g、 45g -栅电极；41s、 45s -源极区域；43 -第1电容元件；43a -第1电极；43b -第2电极；43d -绝缘膜；44國第2电容元件； 44b -第2电极；44d -绝缘层；45 -作为第1晶体管的放大晶体 管；47 -作为检测元件的光电二极管；48 -阳极；51 -基底绝缘 膜；52 -栅极绝缘膜；53、 54、 55 -层间绝缘膜；56 -平坦化膜； 57 -绝缘层；61~67 -中继电极；71~78、 79a、 79b、 81~89 -接 触孔；500 -作为电子i殳备的移动电话机。
具体实施方式
下面，参照附图，对检测装置和电子设备的实施方式进行说明。另 外，在以下所示的各个附图中，由于对各个构成要素采用在图面上能够 识别的大小尺寸，所以构成要素的尺寸和比率与实际的构成要素相比， 存在适量的不同。<第1实施方式>(A.电路的结构和动作)图l表示第1实施方式的检测装置的结构。如该图所示，检测装置1具有像素区域A、 Y驱动器IOO、第1X驱动器200A、第2X驱动器 200B、和控制电路300。其中，在^f象素区域A中，形成有在X方向上 延伸的m条扫描线10、与各个扫描线10成对地在X方向上延伸的m 条第1电源线11、在与X方向正交的Y方向上延伸的n条第2电源线 12、和与各个第2电源线12成对地在Y方向上延伸的n条检测线14。 在与扫描线10和第2电源线12的各个交叉点对应的位置，配置有像素 电路40(单位电路)。因此，这些像素电路40被排列配置成纵m行x 横n列的矩阵状。Y驱动器100在每个水平扫描期间以行为单位选择在像素区域A中 排列的各个像素电路40，并向各个扫描线10输出扫描信号Yl Ym。第 IX驱动器200A对从n条检测线14供给的检测信号Xl Xn取样保持， 根据取样保持的结果，生成合成检测信号VID。另外，第2X驱动器200B 向第2电源线12供给电源电压RSL。电源电压RSL成为第1电源电位 VDD或第2电源电位VSS中的一方。并且，第1X驱动器200A以规定 的定时，把各个检测线14预充电到第2电源电位VSS。如后所述，在 第1电源线11的电位是第1电源电位VDD时，从各个像素电路40输 出与入射光的光量对应大小的检测信号Xl Xn。另夕卜，在各个检测信号 Xl Xn中，时分复用从在列方向排列的m个像素电路40输出的信号。 控制电路300向Y驱动器100、第1X驱动器200A、和第2X驱动器200B 供给时钟信号等各种控制信号。图2表示像素电路40的结构。该像素电路40虽然被配置在第i (i 是KKm的整数)行第j (j是Kj《n的整数)列，但其他像素电路 40也是同样构成的。像素电路40具有作为检测元件的光电二极管47 。 光电二极管47用于输出与入射光的光量对应大小的电流，是把光能转 换成电能的光电转换元件。光电二极管47的阳极与固定电位连接，其 阴极与作为第1晶体管的放大晶体管45的栅极连接。另外，放大晶体 管45的栅极与第1电源线11之间，设有保持放大晶体管45的栅极电 位的第1电容元件43。在该第1电容元件43中蓄积从光电二极管47 输出的电荷。在放大晶体管45的栅极与第2电源线12之间，设有作为 第2晶体管的复位晶体管41。该复位晶体管41作为开关元件发挥功能， 当扫描信号Yi成为选择电位时，成为导通状态，当成为非选择电位时， 成为截止状态。在复位晶体管41为导通状态时，第2电源线12的电位被供给到放大晶体管45的栅极。并且，另外，放大晶体管45的漏极与 第l电源线ll电连接，其源极与检测线14电连接。另外，由于对放大 晶体管45中的漏极与源极的关系，把电位高的一方定义为漏极，把电 位低的一方定义为源极，所以根据偏置，有时将漏极和源极颠倒。图3是表示第IX驱动器200A的方框图.第IX驱动器200A具有 与n条检测线14的每一个对应的处理单元Ual Uan。这里，虽然只对 处理单元Ual进行说明，但其他处理单元也具有同样的结构。传输门 20、电容元件21和电容元件22作为取样保持电路发挥功能。传输门20 在取样信号SHG是高电平时，成为导通状态，低电平时成为截止状态。 由此来取得并保持检测信号X1。另外，反相器23作为放大电路发挥功 能。传输门24用于把反相器23的输入偏置调整为中间电位。即，当控 制信号AMG成为高电平时，反相器23的输入和输出被短路，从而把 输入电位偏置调整为中间电位。反相器23的输出端子通过开关晶体管 25与布线L连接。开关晶体管25的栅极被供给位移寄存器26的输出 信号。位移寄存器26通过按照X时钟信号XCK依次将转送开始脉冲 DX转发，生成输出信号。根据该输出信号，各个处理单元Ual Uan排 他地向布线L供给检测信号，在布线L中，检测信号被合并，通过緩 冲器B作为合并检测信号VID输出。另外，从控制电路300供给取样 信号SHG、控制信号AMG、转送开始脉冲DX、以及X时钟信号XCK。图4是表示笫2X驱动器200B的结构的方框图。笫2X驱动器200B 具有分别与n列的每一个对应的处理单元Ubl Ubn。这里，虽然只对 处理单元Ubl进行说明，但其他处理单元也具有同样的结构。晶体管 27和晶体管28由控制信号SG1和控制信号SG2进行导通/截止控制。 这里，控制信号SG2是控制信号SG1的反转信号。因此，晶体管27和 晶体管28互斥地成为导通状态，向第2电源线12供给第1电源电位 VDD或第2电源电位VSS。另外，晶体管29在控制信号RG为高电平 时成为导通状态，向检测线14供给第2电源电位VSS。由此，能够对 检测线14进行预充电。下面，说明检测装置1的动作。图5是表示检测装置1的各部的信 号波形的时序图。扫描信号Yl Ym在各个水平扫描期间的一部分期间 顺序成为高电平。如该图所示，第i个水平扫描期间由复位期间Trest、16初始化期间Tini、检测期间Tdet、和读出期间Tread构成。首先，在复位期间Trest中，把放大晶体管45的栅极电位设定为第 2电源电位VSS。如图5所示，在该期间，由于扫描信号Yi成为高电平， 所以复位晶体管41成为导通状态。此时，由于控制信号SG1为低电平， 而控制信号SG2为高电平，所以晶体管28成为导通状态，第2电源电 位VSS通过第2电源线12被供给到放大晶体管45的栅极。并且，由 于控制信号RG为高电平，所以晶体管29成为导通状态，把检测线13 预充电为笫2电源电位VSS。在111=11=3的情况下，如图6所示，在全 部像素电路40中，放大晶体管45的栅极电位被设定为第2电源电位vss。然后，在初始化期间Tini中，控制信号SG1为高电平，晶体管27 成为导通状态，第1电源电位VDD经由第2电源线12和复位晶体管 41被供给到放大晶体管45的栅极。如图7所示，在初始化期间Tini中， 被供给第1电源电位VDD的只限于扫描信号Yl Ym成为高电平的行， 在图7所示的例中是第2行。对于其他行的像素电路40，由第1电容元 件43保持在复位期间Trest中写入的第2电源电位VSS。另夕卜，在初始 化期间Tini中，由于取样信号SHG和控制信号AMG为高电平，所以 传输门20和24成为导通状态。此时，由于对检测线14供给了第2电 源电位VSS，所以电容元件21的一方端子的电位成为第2电源电位 VSS,另一方端子的电位被^L定为中间电位。由此，电容元件21的电 位被初始化。然后，在检测期间Tdet中，如图5所示，电源信号Gpi的电位为 第1电源电位VDD。另外，由于控制信号RG为低电平，所以晶体管 29成为截止状态，不向检测线14供给第2电源电位VSS。如图8所示 那样，在检测期间Tdet中，从所选择的行(在本例中是第2行)的像 素电路40输出检测信号X1 X3。图9表示所选择的第2行第2列的像素电路40的偏置。如该图所 示，如果把光电二极管47的电压设为Vpd，则放大晶体管45的栅极电 位Vg为Vg=VDD-Vpd。电压Vpd 4艮据向光电二极管47的入射光的光 量而变化。即，光电二极管47根据作为外界因素的入射光的光量，使 放大晶体管45的栅极电位变化。而且，把根据栅极电位确定的电流作为检测信号X2，输出到检测线14。换言之，放大晶体管45向检测线 14供给与栅电极的电位对应的检测信号X2。如果把检测线14的电位i殳为Vsense，则电位Vsense如图10所示 那样变化。这里，特性Ql表示入射光的光量少，暗的情况，特性Q2 表示入射光的光量大，明亮的情况。即，在暗的情况下，由于光电二极 管47的电压Vpd小，所以栅极电位Vg高。因此，从放大晶体管45的 源极流出的电流大，使检测线14的电位Vsense急速上升。另一方面， 在明亮的情况下，由于光电二极管47的电压Vpd大，所以栅极电位Vg 低。因此，由于从放大晶体管45的源极流出的电流小，所以检测线14 的电位Vsense緩慢上升。而且，当Vsense=Vg-Vth时，放大晶体管45 成为截止状态。这样，由于对应入射光的光量，流入检测线14的电荷 量不同，所以在上述的处理单元Ua2中把其作为电压检测出来。(B.像素电路的具体结构)下面，对像素电路40的具体结构进行说明。图ll是表示检测装置 1的包含多个像素电路40的区域的俯视图，图12是像素区域40的放大 俯视图。像素区域40沿着多个行和列被配置成矩阵状。在以下的说明 中，把像素电路40的行或列简称为"行"或"列"。图19、图20分别 是沿着图11中的B-B、 C-C线的检测装置1的剖面图。如图19、 20所 示，像素电路40具有包含半导体层41a、45a的第1层、包含栅电极41g、 45g的第2层、包含第2电源线12和检测线14等的第3层、包含扫描 线10和第1电源线llb等的第4层、和包含第1电源线11Adeng的第 5层。图13是表示从图ll所示的构成要素中抽出第l层和第3层的构 成要素的俯视图。图14是表示从图ll所示的构成要素中抽出第l层、 第2层和第4层的构成要素的俯视图。图15是表示从图11所示的构成 要素中抽出第l层和第5层的构成要素的俯视图。首先，参照图19所示的剖面图，对像素电路40的结构进行说明。 在基板5上形成由氧化硅等构成的基底绝缘膜51。作为基板5，可使用 石英基板和玻璃基板等。在基底绝缘膜51上形成包含半导体层41a、45a 的第l层。在第l层上，形成由氧化硅等构成的栅极绝缘膜52，在其上 面形成包含栅电极41g、 45g的第2层。半导体层41a例如由作为硅膜的多晶硅膜构成，其具有基于来自栅 电极41g的电场而形成沟道的沟道区域41c、作为第l端子的漏极区域 41d、和作为第2端子的源极区域41s。半导体层45a也同样由作为硅膜 的多晶硅膜构成，并具有基于来自栅电极45g的电场而形成沟道的沟道 区域45c、作为第1端子的漏极区域45d、和作为第2端子的源极区域 45s。半导体层41a、 45a也可以采用LDD ( Lightly Doped Drain )构造。 例如，也可以采用在沟道区域41c (45c)与漏极区域41d (45d)之间 设置低浓度漏极区域，并且在沟道区域41c ( 45c )与源极区域41s ( 45s ) 之间设置低浓度源极区域的结构。栅电极41g、 45g可以由例如Ti(钛)、Cr (铬)、W(鵠)、Ta(钽)、 Mo (钼)等高熔点金属中的至少一种，金属单体、合金、金属硅化物、 多晶硅化物、将这些物质叠层后的物质、或导电性多晶硅等构成。栅电 极41g、 45g从俯视情况下观察分别至少形成在与沟道区域41c、 45c重 叠的区域。这里，所谓"从俯视情况下观察"是指"从基板5的法线方 向观察"的意思(以下同样)。如图14所示，半导体层41a和半导体层45a被配置成相互平行。 即，半导体层41a沿着半导体层45a的延伸方向设置。因此，沟道区域 41c的沟道长度方向成为沿着沟道区域45c的沟道长度方向的方向。或 者，沟道区域41c的沟道长度的方向也可以与沟道区域45c的沟道长度 的方向平行。这里，沟道区域41c (45c)是半导体层41a ( 45a )中的 与栅电极41g(45g)重叠的区域，所谓沟道长度是指沟道区域41c(45c) 中的从漏极区域41d (45d)向源极区域41s ( 45s )方向延伸的长度。 根据这样的结构，由于能够把沟道区域41c和沟道区域45c集中配置在 最小的区域，所以能够高密度地配置放大晶体管45和复位晶体管41。 另外，在半导体层41a、 45a是经过激光退火处理而形成的低温多晶硅 的情况下，具有可基于沟道区域41c、 45c的尺寸控制晶体管特性的优 点。并且，特别是在半导体层41a、 45a是低温多晶硅的情况下，可以 使放大晶体管45和复位晶体管41的电流特性一致，例如，能够使两者 的导通电流和截止电流相同。在检测装置1中，在使某个像素电路40 不动作的情况下，必须使放大晶体管45和复位晶体管41都可靠地成为 截止状态，根据上述的结构，容易进行该动作。更具体的是，放大晶体管45在使像素电路40动作时，需要在阈值 区域附近提高输出电流对栅极电位的灵敏度。而且，在不使其动作的情 况下，为了取得针对动作的像素电路40的检测信号Xn的良好的S/N 比，需要可靠地截止。另外，复位晶体管41通过使应扫描线10的电位 成为低电平的情况而可靠地成为截止状态，可切实地保持光检测时的放 大晶体管45的栅极电位，可提高检测信号Xn的S/N比。如上述那样 通过配置成沟道区域41c的沟道长度的方向成为沿着沟道区域45c的沟 道长度的方向，可容易地进行这些动作。另外，如图11所示，沟道区域41c、 45c的沟道长度被配置成，在 俯视情况下的延伸方向与扫描线10的延伸方向和检测线14的延伸方向 交叉。或者，也可以配置成使上述沟道长度的延伸方向成为沿着像素电 路40的对角方向的方向。或者，也可以配置成使上述沟道长度的延伸 方向成为相对于沿着扫描线10的延伸方向或检测线14的延伸方向呈45 度的角度。同样，也可以形成与第1电源线lla、 llb、第2电源线12 交叉，或呈45度的角度。另外，在本实施方式中，扫描线IO、第l电 源线lla、 llb被沿着图的横方向(行方向)配置，第2电源线12、检 测线14沿着图的纵方向(列方向)配置。根据这样的结构，由于在图 11的纵方向和横方向上能够缩小沟道区域41c、 45c的配置间隔，进一 步讲是缩小半导体层41a、 45a的配置间隔，所以可减小像素电路40的 大小。由此，可提高检测装置1的分辨率。这里，在半导体层41a、 45a是经过激光退火而形成的低温多晶硅 的情况下，优先把沟道区域41c、 45c配置成相对退火用激光光束的长 度方向成45度的角度。这样，能够以少量的激光照射完成对半导体层 41a、 45a的退火。因此，可减小基于激光退火导致的特性的不一致。另夕卜，如图ll所示那样，在放大晶体管45中，把漏极区域45d(第 l端子)和源极区域45s (第2端子)，在俯视情况下，配置在沿着与扫 描线10、第1电源线lla、 llb、第2电源线12、和检测线14的延伸方 向交叉的方向。或者也可以把漏极区域45d和源极区域45s沿着像素电 路40的对角方向配置。或者，也可以把漏极区域45d、源极区域45s 沿着相对扫描线10成45度角的方向配置。同样，在复位晶体管41中， 把漏极区域41d (第1端子)和源极区域41s (第2端子)在俯视情况下配置在沿着与扫描线10、第l电源线lla、 llb、第2电源线12、检 测线14的延伸方向交叉的方向。或者，也可以把漏极区域41d和源极 区域41s沿着4象素电路40的对角方向配置。或者也可以漏极区域41d、 源极区域41s沿着相对扫描线10成45度角的方向配置.根据这样的结 构，能够把各个晶体管的第l端子和第2端子配置成相互分离的状态。 另外，在进行在图11的纵方向和横方向延伸的布线的配置时，可以在 把与放大晶体管45和复位晶体管41重叠的区域抑制在最小限度的同 时，配置成直线状。因此，可防止因布线复杂而导致的信号延迟。并且，如图11所示，放大晶体管45的漏极区域45d和复位晶体管 41的漏极区域41d在俯视情况下被沿着扫描线10和第1电源线lla、 llb的延伸方向配置。另外，放大晶体管45的源极区域45s和复位晶体 管41的源极区域41s在俯视情况下被沿着扫描线10和第1电源线lla、 llb的延伸方向配置。根据这样的结构，可将图ll的横方向(行方向) 延伸的布线，即扫描线IO、第l电源线lla、 llb配置成直线状。因此， 可防止因布线复杂而导致的信号延迟。另外，栅电极45g在俯视情况下被延伸设置到与复位晶体管41的 漏极区域41d重叠的位置，并且通过接触孔72(图19)与漏极区域41d 电连接。由此，能够利用复位晶体管41的输出控制放大晶体管45。通 过使半导体层41a、 41b成为上述那样的配置，使漏极区域41d位于从 沟道区域45c延伸到半导体层45a的短轴方向的线段上，即存在于半导 体层45a的垂直等分线上。因此，栅电极45g通过以沟道区域45c为始 点，仅向半导体层45a的短轴方向单向延伸，可容易地形成到漏极区域 41d上。而且，可确保漏极区域41d中的接触部较大。再回到图19，在第2层的上面，隔着由氧化硅等构成的层间绝缘膜 53，形成有包含第2电源线12、检测线14等的第3层。另外，在该第 3层上还形成有中继电极61、 62、 65 (图13、图20 )。第2电源线12 通过贯通层间绝缘膜53和栅极绝缘膜52而设置的接触孔71，与复位晶 体管41的源极区域41s电连接。检测线14通过贯通层间绝缘膜53和 栅极绝缘膜52而设置的接触孔73，与放大晶体管45的漏极区域45d 电连接。中继电极61通过贯通层间绝缘膜53和栅极绝缘膜52而设置 的接触孔72，与复位晶体管41的漏极区域41d电连接。中继电极62、2165通过贯通层间绝缘膜53和栅极绝缘膜52而设置的接触孔74，与放 大晶体管45的源极区域45s电连接。上述第3层的构成要素的平面配置如图13所示。第2电源线12和 检测线14沿着像素电路40 (图11)的列方向延伸，第2电源线12在 图13中被配置在像素电路40的左端侧，检测线14在图13中被配置在 像素电路40的右端侧。由此，在像素电路40中，放大晶体管45和复 位晶体管41在俯视情况下被配置在第2电源线12与检测线14之间。 换言之，第2电源线12与复位晶体管41的连接部、以及检测线14与 放大晶体管45的连接部位于比沟道区域41c、 45c (图11)更靠近像素 电路40的外缘部的区域。根据这样的结构，能够把在图11的纵方向(列 方向)延伸的布线、即第2电源线12和检测线14配置成直线状。因此， 可防止因布线复杂而导致的信号延迟。中继电极61至少被配置在复位晶体管41的漏极区域41d (图11) 中与接触孔72重叠的区域。中继电极62、 65至少被配置在放大晶体管 45的源极区域45s中与接触孔74重叠的区域。这里，在某行的像素电 路40中配置有中继电极62，而且在与该像素电路40相邻行的像素电路 40中配置有中继电极65。即，中继电极62、 65被隔行配置。更具体是， 在具有第1电源线lla (图11)的像素电路40中形成中继电极62，在 具有第1电源线lib (图11)的像素电路40中形成中继电极65。中继 电极65在第1电源线lib的配置区域中，延伸到接触孔78 (图14)的 配置区域。再回到图19，在第3层上，隔着由氧化硅等构成的层间绝缘膜54， 形成包含有扫描线IO等的第4层。在第4层上，除了扫描线10以外， 还形成有第1电源线llb(图14、图20)。扫描线IO通过贯通层间绝缘 膜54、 53而设置的接触孔75，与复位晶体管41的栅电极41g电连接。 第1电源线11b通过贯通层间绝缘膜54、 53而设置的接触孔78，与中 继电极65 (图20)电连接。这里，由于中继电极65与放大晶体管45 的源极区域45s连接，所以第1电源线lib与该源极区域45s电连接。 如后述那样，在本实施方式中，作为第1电源线的2种第1电源线lla、 llb分别形成在不同的层中。第3层的第1电源线llb是其中的一方。上述第4层的构成要素的平面配置如图14所示。扫描线10在俯视情况下被配置成与复位晶体管41的栅电极41g的至少一部分重叠。在 本实施方式中，进一步被配置成横跨放大晶体管45的沟道区域45c和 复位晶体管41的沟道区域41c的状态，且呈直线状。另外，扫描线IO 被配置成相对沟道区域41c、 45c的沟道长度方向具有一定的角度。在 本实施方式中，该一定的角度是45度。另外，如上述那样，扫描线IO 与复位晶体管41的栅电极41g通过在栅电极41g上在基板5的法线方 向形成的接触孔75电连接。这样，扫描线IO被配置成在与第2层和非 第3层不同的层中并通过2个晶体管的上方，且在基板5的法线方向与 栅电极41g连接，因此，不需要另外设置用于扫描线10的布线的区域， 也不需要用于扫描线10与复位晶体管41的连接布线的区域。因此，可 高密度地配置放大晶体管45和复位晶体管41。在本说明书中，所谓在 基板5的法线方向的连接，是指例如在利用接触孔的连接的情况下，接 触孔的形成方向具有基板5的法线方向的成分，不限于接触孔精确地沿 着基板5的法线方向形成的情况。第1电源线lib被平行于扫描线10配置成直线状，即沿着行方向 配置成直线状。第1电源线llb被隔行配置。再回到图19,在第4层上，隔着由氧化硅等构成的层间绝缘膜55， 形成有包含笫1电源线lla、中继电极63、 64 (图20)的第5层。笫1 电源线11a是2种第1电源线11中的另一方。第1电源线lla通过贯 通层间绝缘膜55、 54设置的接触孔77，与中继电极62电连接。这里， 由于中继电极62与放大晶体管45的源极区域45s连接，所以第1电源 线11a与该源极区域45s电连接。中继电极63通过贯通层间绝缘膜55、 54而设置的接触孔76与中继电极61连接。中继电极64通过贯通层间 绝缘膜55、 54而设置的接触孔77与中继电极65连接。上述笫5层的构成要素的平面配置如图15所示。第1电源线lla 沿着像素电路40的行方向被配置，并被配置成其一部分突出到接触孔 74、 77的配置区域。中继电极63至少被配置在复位晶体管41的漏极区 域41d中与接触孔72、 76重叠的区域。中继电极64至少被配置在放大 晶体管45的源极区域45s中与接触孔74、 77重叠的区域。中继电极64 只配置在具有第1电源线lib的像素电路40中。这里，结合图17,对笫1电源线lla、 lib的配置进行说明。图17是从图11中抽出第1电源线lla、 llb、半导体层41a、 45a等进行表示 的俯视图。第l电源线lla、 11b都被直线状延伸设置在与扫描线10平 行的方向。更具体是，第1电源线lla在图17中形成在像素电路40的 上端侧，第1电源线lib形成在像素电路40的下端侧。而且，形成有 第1电源线lla的像素电路40的行、和形成有第1电源线lib的像素 电路40的行被交替配置。因此，第1电源线lla和第1电源线llb在 俯视情况下被配置在相互接近的位置。另外，如上所述，笫1电源线lla形成在第5层(图19)，第1电 源线llb形成在与其不同的第4层(图20)。因此，与把第1电源线lla、 llb形成在同一层的情况相比，能够把第1电源线lla、 lib配置在俯视 情况下更接近的位置。因此，可缩小在图17的纵方向(列方向)的像 素电路40的配置间隔。另外，如图18所示，也可以把第1电源线lla、 llb配置成在俯视 情况下其一部分相互重叠。这样，可进一步缩小像素电路40在列方向 上的配置间隔。再回到图19，在第5层的上面，形成由丙烯树脂等构成的平坦化膜 56,在平坦化膜56上按顺序叠层第1电容元件43、和作为检测元件的 光电二极管47。第1电容元件43和光电二极管47形成在每个#>素电路 40中。第1电容元件43具有从下层侧顺序叠层了由Al-Nd等构成的第2 电极43b、由氮化硅等构成的绝缘膜43d、由Al-Nd等构成的第1电极 43a的结构。第2电极43b通过形成在平坦化膜56中的接触孔79b，与 第1电源线11b或中继电极64 (图20)电连接。因此，第2电极43b 通过中继电极62或中继电极65与放大晶体管45的源极区域45s电连 接。接触孔79b在俯视情况下形成在与第2电极43b重叠的区域内。另 外，第1电极43a通过形成在平坦化膜56中的接触孔79a，与中继电极 63电连接。因此，第1电极43a通过中继电极61与复位晶体管41的漏 极区域41d、和放大晶体管45的栅电极45g电连接。接触孔79a在俯 视情况下形成在与第1电极43a重叠的区域内。这样，根据通过设在基 板5的法线方向的接触孔79a、 79b进行电连接的结构，可切实地进行 连接，并且可扩大设在同一层的布线的行数/空间。另外，笫l电极43a在俯视情况下，其一部分与半导体层41a重叠，第2电极43b在俯视情 况下，其一部分与半导体层45a重叠。基于这样的特征，也可获得能够 扩大设在同一层的布线的行数/空间的效果。并且，对于第1电极43a与复位晶体管41的漏极区域41d的连接、 和放大晶体管45的栅电极45g与复位晶体管41的漏极区域41d的连接， 通过同一接触孔72进行(共用接触构造)。根据这样的结构，可减少俯 视情况下的接触孔所使用的区域，从而可高密度地配置像素电路40。第1电极43a、第2电极43b的平面配置如图16所示。第2电极 43b形成在像素电路40中除了复位晶体管41的漏极区域41d以外的区 域，第1电极43a形成在像素电路40的大致全体面上。因此，放大晶 体管45的沟道区域45c和复位晶体管41的沟道区域41c，在俯视情况 下，被第1电极43a和第2电极43b的至少一方所覆盖。根据这样的结 构，由于能够利用1个或2个遮光层(第1电极43a、第2电极43b) 遮挡沟道区域45c、 41c (图11)，所以可降低放大晶体管45和复位晶 体管41的截止电流。由此，可提高检测信号Xn的S/N比。返回图19，第1电容元件43的第1电极43a被兼用做光电二极管 47的阴极。光电二极管47具有从下层侧顺序叠层了作为阴极的第1电 极43a、由非晶珪构成的n层47n、 i层47i、 p层47p、和由ITO( Indium Tin Oxide )构成的透明阳极48的结构。光电二极管47，如图16所示， 形成在俯视情况下的像素电路40中心附近的矩形区域。在光电二极管 47的矩形区域周围，形成有由氮化硅等构成的绝缘膜57。这样，根据 把第1电容元件43的第1电极43a兼用做光电二极管47的阴极，与第 1电容元件43重叠地形成光电二极管的结构，可分别扩大第1电容元件 43、光电二极管47的占有面积。(变形例1-1)本实施方式的检测装置1是使用光电二极管47作为检测元件，但 除此以外，还可以使用其他各种检测元件。图21是作为检测元件而使 用了笫2电容元件44的检测装置1的剖面图，剖面的位置与图11中的 B-B线的位置对应。第2电容元件44与第1电容元件43重叠形成，具 有从下层叠开始层了第1电极43a、绝缘层44d、第2电极44b的构造。这里，第1电极43a是与第1电容元件43共用的电极。在第2电容元 件44的上面配置有由玻璃或透明树脂等构成的基板6。当基板6由于外 界的因素而发生变形时，绝缘层44d的厚度变化，由此使第2电容元件 44的容量发生变化。其结果，蓄积在第2电容元件44中的电荷量发生 变动，使放大晶体管45的栅极电位发生变化。因此，通过把第2电容 元件44作为检测元件使用的检测装置1，也可以检测出外界因素。(变形例1-2)本实施方式的检测装置1在各个像素电路40中具有2条电源线(第 l电源线ll、第2电源线12)，但也可以釆用通过把这些电源线电连接 而使其共用，在各个像素电路40中具有单一电源线的结构。图22是具 有这样构成的像素电路40的检测装置1的电路图。在各个像素电路40 中，第1电容元件43的一方的端子与第2电源线12 (在本变形例中也 简称为电源线12)电连接。而且，复位晶体管41和放大晶体管45的一 端(源极或漏极)都与电源线12电连接。这样，能够向第1电容元件 43的端子和复位晶体管41、放大晶体管45的一端通过电源线12供给 电源电压RSL。这里，电源电压RSL成为第1电源电位VDD或第2 电源电位VSS中的一方。根据这样的结构，也能够进行与上述实施方式同样的检测动作。即， 首先，在复位期间Trest，复位晶体管41成为导通状态，第2电源电压 VSS通过电源线12被供给到放大晶体管45的栅极。而且，检测线14 被预充电到笫2电源电位VSS。然后，在初始化期间Tini，在扫描信号 Yl Ym成为高电平的行中，第1电源电位VDD通过电源线12和复位 晶体管41被提供给放大晶体管45的栅极。此时，第1电容元件43的 另一端也通过电源线12被供给笫1电源电位VDD。然后，在检测期间 Tdet,从所选择的行的像素电路40输出检测信号X1 X3。此时，放大 晶体管45输出与栅极电位对应大小的检测信号X1 X3。这里，放大晶 体管45的栅极电位由于对应向光电二极管47入射的光量而变化，所以 检测信号X1 X3成为与该入射光量对应的大小。图23是本变形例的检测装置1的包含多个像素电路40的区域的俯 视图。另外，图24是表示图23的构成要素中的第l层(形成了半导体 层41a、 45a的层)、第3层(形成了电源线12的层)的配置的俯视图。如这些图所示，电源线12具有沿着图的纵方向(列方向)配置，并且 用于在各个像素电路40中把源极区域41s和源极区域45s连接的枝部 12a。枝部12a通过接触孔71、 74与源极区域41s 和源极区域45s电 连接。另外，源极区域41s、 45s通过接触孔77与第1电容元件43的第 2电极43b电连接。本实施方式的检测装置1不具有第1电源线lla、 llb。因此，可省 略在第1实施方式中包含的、包含第1电源线lla和中继电极63、 64 的第5层(图15)。在这种情况下，只要在包含扫描线10的第4层中， 在与中继电极63、 64相应的位置重新设置中继电极，并且把第1电容 元件43的第1电极43a、第2电极43b分别与该中继电极电连接即可。根据本变形例的结构，由于各个像素电路(单位电路)40具有单一 的电源线12，所以与具有多条电源线的结构相比，可简化检测装置1 的电路结构。而且，由于不需要在不同的层中形成多条电源线12，所以 可简化像素电路40的层结构。并且，可减小电源线12的配置面积，以 更高的精度构成像素电路40。<第2实施方式>下面，对检测装置的第2实施方式进行说明。本实施方式的检测装 置在像素电路40的构成要素的配置方面与第1实施方式不同，其他方 面与第1实施方式相同。图25是本实施方式的检测装置2的包含多个像素电路40的区域中 的俯视图，图26是像素电路40的放大俯视图。图30是沿着图25中的 D-D线的检测装置2的剖面图。如图30所示，具有包含半导体层41a、 45a的第l层、包含栅电极41g、 45g的第2层、包含检测线14等的第 3层、包含扫描线10、第1电源线11等的第4层、和包含第2电源线 12等的第5层。图27是表示从图25所示的构成要素中抽出第l层和笫 5层的构成要素进行表示的俯视图。图28是表示从图25所示的构成要 素中抽出第1层和第2层的构成要素进行表示的俯视图。图29是表示 从图25所示的构成要素中抽出第l层、第3层和笫4层的构成要素进 行表示的俯视图。27首先，参照图30的剖面图对像素电路40的结构进行说明。在基板 5上形成有由氧化硅等构成的基底绝缘膜51。在基底绝缘膜51上形成 有包含半导体层41a、 45a的第l层。在第1层的上面，形成有由氧化 硅等构成的栅极绝缘膜52，在其上面形成有包含栅电极41g、 45g的第 2层。半导体层41a例如由多晶硅膜构成，具有基于来自栅电极41g的电 场形成沟道的沟道区域41c、作为第1端子的漏极区域41d、和作为第2 端子的源极区域41s。半导体层45a也是同样，具有基于来自栅电极45g 的电场形成沟道的沟道区域45c、作为第1端子的漏极区域45d、和作 为第2端子的源极区域45s。半导体层41a、 45a也可以釆用LDD构造. 栅电极41g、 45g在俯视情况下，分别至少形成在与沟道区域41c、 45c 重叠的区域。如图28所示，半导体层41a、 45a以在列方向相互错开的方式配置 成锯齿状。而且，半导体层41a、 45a都是由跨越邻接的2个像素电路 40的边界线而连续形成的硅膜构成，并且成为在长度方向上对称的形 状。即，l个半导体层41a成为把漏极区域41d、沟道区域41c、源极区 域41s、沟道区域41c、漏极区域41d排成一列的结构。其中的源极区 域41s在相邻的2个像素电路40中被共用，并与第2电源线12电连接。 同样，l个半导体层45a成为把漏极区域45d、沟道区域45c、源极区域 45s、沟道区域45c、漏极区域45d排成一列的结构。其中的源极区域 45s在相邻的2个像素电路40中被共用，并与第1电源线11电连接。 在上述中，沟道区域41c、 45c是半导体层41a、 45a中的与栅电极41g、 45g重叠的区域。根据这样的结构，由于可减少半导体层41a、 45a与布 线的接触数量，所以可提高制造工序中的成品率。另外，半导体层41a和半导体层45a被配置成相互平行。即，半导 体层41a沿着半导体层45a的延伸方向被i殳置。因此，沟道区域41c的 沟道长度方向成为沿着沟道区域45c的沟道长度的方向的方向。或者， 沟道区域41c的沟道长度的方向也可以与沟道区域45c的沟道长度方向 平行。根据这样的结构，由于能够把沟道区域41c和沟道区域45c集中 配置在最小的区域内，所以可高密度地配置放大晶体管45和复位晶体 管41。另外，在半导体层41a、 45a是经过激光退火处理而形成的低温多晶硅的情况下，具有可基于沟道区域41c、 45c的尺寸控制晶体管特 性的优点。并且，特别是半导体层41a、 45a是低温多晶硅的情况下， 可以使放大晶体管45和复位晶体管41的电流特性一致，例如，能够使 两者的导通电流和截止电流相同。在检测装置2中，在使某个像素电路 40不动作的情况下，必须使放大晶体管45和复位晶体管41都可靠地成 为截止状态，根据上述的结构，容易进行该动作。另外，如图28所示，沟道区域41c、 45c的沟道长度被配置成在 俯视情况下其延伸方向与扫描线10 (图29)的延伸方向(行方向)垂 直。根据这样的结构，能够把第电源线12、检测线14等列方向的布线 与放大晶体管45和复位晶体管41重叠，从而可高密度地配置这些构成 要素。另外，在放大晶体管45中把漏极区域45d (第l端子)和源极区域 45s (第2端子)，在俯视情况下，沿着与扫描线10、第1电源线11的 延伸方向(行方向)垂直的方向配置。同样，在复位晶体管41中，把 漏极区域41d (第1端子)和源极区域41s (第2端子)在俯视情况下 沿着与扫描线10、第1电源线11的延伸方向(行方向)垂直的方向配 置。根据这样的结构，在进行在行方向延伸的布线，即扫描线10和第1 电源线11的配置时，可以在把与放大晶体管45和复位晶体管41重叠 的区域抑制在最小限度的同时，配置成直线状。因此，可防止因布线复 杂而导致的信号延迟。而且，在是经过激光退火处理而形成的低温多 晶硅的情况下，利用与像素电路40的列方向平行的激光，可容易地对 半导体层41a、 45a进行退火处理。半导体层41a、 45a的电特性对结晶 方向的依存性强，特别是在激光退火的情况下，根据激光照射的方向， 该依存性更明显。因此，根据本实施方式的结构，可获得电特性的一致 度高的半导体层41a、 45a。另外，如图28所示，在各个像素电路40中，放大晶体管45的沟 道区域45c和复位晶体管41的沟道区域41c在列方向被相互错开配置。 同样，放大晶体管45和复位晶体管41与各种布线的接触点，也在列方 向被相互错开配置。换言之，在俯视情况下，沿着相对扫描线10的延 伸方向成一定角度的方向，配置放大晶体管45的沟道区域45c、和复位 晶体管41的沟道区域41c。根据这样的结构，在把行方向的布线，即把扫描线10和第1电源线11，与沟道区域41c、45c和漏极区域41d、45d、 源极区域41s、 45s连接时，不需要对这些行方向的布线进行复杂的弯 曲，可配置成直线状。由此，可防止因布线复杂而导致的信号延迟。另外，栅电极45g在俯视情况下被延伸设置到与复位晶体管41 的漏极区域41d重叠的位置，而且，通过接触孔82与漏极区域41d电 连接。由此，能够利用复位晶体管41的输出控制放大晶体管45。通过 使半导体层41a、 45a成为上述那样的配置，使漏极区域41d位于从沟 道区域45c向半导体层45a的短轴方向延伸的线段上。因此，栅电极45g 通过以沟道区域45c上为始点，仅向半导体层45a的短轴方向单向延伸， 可容易地形成到漏极区域41d上。而且，可确保漏极区域41d中的接触 部较大。而且，栅电极45g被沿着扫描线10的延伸方向配置成直线状。 由此，对于栅电极45g以外的布线，在沿着扫描线10的方向上也容易 配置成直线状。由此，可防止因布线复杂而导致的信号延迟。再回到图30,在笫2层的上面，隔着由氧化硅等构成的层间绝缘 膜53，形成有包含检测线14等的第3层。另外，在该第3层上还形成 有中继电极66、 67。检测线14通过贯通层间绝缘膜53和栅极绝缘膜 52而设置的接触孔83，与放大晶体管45的漏极区域45d电连接。中继 电极66、 67通过贯通层间绝缘膜53和栅极绝缘膜52而设置的接触孔 82、 81，分别与复位晶体管41的漏极区域41d和源极区域41s电连接。上述第3层的构成要素的平面配置如图29所示。检测线14被配 置成与图的纵方向(列方向)平行，并且其一部分弯曲成"<"字型弯 曲，以避开第l电源线ll的接触孔84。中继电极66至少被配置在复位 晶体管41的漏极区域41d中的与接触孔82重叠的区域。中继电极67 至少被配置在复位晶体管41的源极区域41s中的与接触孔81重叠的区 域。再回到图30，在第3层上，隔着由氧化硅等构成的层间绝缘膜54, 形成有包含扫描线10、第1电源线11等的第4层。扫描线IO通过贯通 层间绝缘膜54、 53而设置的接触孔85，与复位晶体管41的栅电极41g 电连接。第1电源线11通过贯通层间绝缘膜54、 53和栅极绝缘膜52 设置的接触孔84，与放大晶体管45的源极区域45s电连接。上述第4层的构成要素的平面配置如图29所示。扫描线10沿着 图的纵方向(行方向)延伸设置，在俯视情况下被配置成与复位晶体管 41的栅电极41g的至少一部分重叠。另外，如上述那样，扫描线10与 复位晶体管41的栅电极41g通过在栅电极41g上在基板5的法线方向 形成的接触孔85电连接。这样，扫描线10被配置成在第2层和非第3 层的层中通过2个晶体管的上方，且在基板5的法线方向与栅电极41g 连接，因此，不需要另外设置用于扫描线10的布线的区域，也不需要 用于扫描线10与复位晶体管41的连接布线的区域。因此，可高密度地 配置放大晶体管45和复位晶体管41。第1电源线ll被沿着图的横方向(行方向)延伸设置，被配置成 在俯视情况下与放大晶体管45的源极区域45s的至少一部分重叠。这 里，第1电源线11形成在像素电路40的行中被夹在相邻的2行之间的 位置，并且相对相邻的2行形成1条。而且，各个第l电源线向相邻的 2个像素电路40的行供给电源。即，第1电源线ll被相邻的2个像素 电路40的行所共用。并且，隔着第1电源线ll相邻的2个像素电路40 的构成要素构成为相对第1电源线11的延伸方向线对称。根据这样的 结构，通过把第1电源线11的数量限制为最小限度，可提高像素电路 40的配置密度。即，与在像素电路40的相邻的行之间形成2条第1电 源线ll的结构相比，由于不需要设置第1电源线11的配置区域、和2 条第l电源线之间的空间，所以，可缩小像素电路40的配置间隔。另 外，通过线对称地配置像素电路40的构成要素，可降低像素电路40的 特性差异。再回到图30，在第4层上，隔着由氧化硅等构成的层间绝缘膜55， 形成包含有第2电源线12、中继电极63、 64的第5层。第2电源线12 通过贯通层间绝缘膜55、54而设置的接触孔86，与中继电极67电连接。 这里，由于中继电极67与复位晶体管41的源极区域41s连接，所以第 2电源线12与该源极区域41s电连接。中继电极63通过贯通层间绝缘 膜55、 54而设置的接触孔87与中继电极66连接。中继电极64通过贯 通层间绝缘膜55而设置的接触孔88与笫1电源线11电连接，进一步 讲，与放大晶体管45的源极区域45s电连接。中继电极64与第1电源线ll的接触部，即接触孔88的形成位置，在俯视情况下，其一部分与检测线14重叠。这样，根据本实施方式的 结构，可有效利用检测线14的上层区域。由此，可高密度形成像素电 路40。上述第5层的构成要素的平面配置如图27所示。第2电源线12 具有沿着图的纵方向(列方向)延伸配置的、用于与复位晶体管41的 源极区域41s连接的枝部。如上所述，复位晶体管41的源极区域41s 由于在相邻的2个像素电路40中被共用，所以，利用通向源极区域41s 的1个接触部，可以向2个复位晶体管41供给电源。这里，如图25所示，第2电源线12和检测线14都是沿着列方向 延伸的布线，而且，第2电源线12形成在第5层，检测线14形成在第 3层，即分别形成在不同的层中。因此，第2电源线12和检测线14， 在俯视情况下能够配置成至少有一部分重叠。在本实施方式中，第2电 源线12与检测线14部分重叠。根据这样的结构，由于能够把2条布线 重叠，所以可缩小像素电路40在行方向的配置间隔，可高密度形成像 素电路40。再回到图30,在第5层的上面，形成由丙烯树脂等构成的平坦化 膜56，在平坦化膜56上按顺序叠层第1电容元件43、和作为检测元件 的光电二极管47。第1电容元件43和光电二极管47形成在每个像素电 路40中。第1电容元件43具有从下层侧开始顺序叠层了由Al-Nd等构成 的第2电极43b、由氮化硅等构成的绝缘膜43d、由A1-Nd等构成的第 1电极43a的结构。第2电极43b通过形成在平坦化膜56中的接触孔 79b,与中继电极64电连接。因此，第2电极43b通过中继电极64、 第1电源线11与放大晶体管45的源极区域45s电连接。接触孔79b在 俯视情况下形成在与笫2电极43b重叠的区域内。另外，第l电极43a 通过形成在平坦化膜56中的接触孔79a,与中继电极63电连接。因此， 第1电极43a通过中继电极63、 66与复位晶体管41的漏极区域41d、 和放大晶体管45的栅电极45g电连接.接触孔79a在俯视情况下形成 在与第1电极43a重叠的区域内。这样，根据通过设在基板5的法线方 向的接触孔79a、 79b进行电连接的结构，可以可靠地进行连接，并且 可扩大设在同一层的布线的行数/空间。另外，笫1电极43a在俯视情况下，其一部分与半导体层41a重叠，第2电极43b在俯视情况下，其 一部分与半导体层45a重叠。基于这样的特征，也可获得能够扩大设在 同一层的布线的行数/空间的效果。并且，对于第1电极43a与复位晶体管41的漏极区域41d的连接、 和放大晶体管45的栅电极45g与复位晶体管41的漏极区域41d的连接， 通过同一接触孔82进行(共用接触构造)。根据这样的结构，可减少俯 视情况下的接触孔所使用的区域，从而可高密度地配置像素电路40。第2电极43b形成在像素电路40中的除了复位晶体管41的漏极 区域41d及其附近以外的区域，第1电极43a形成在像素电路40的大 致整面。因此，放大晶体管45的沟道区域45c和复位晶体管41的沟道 区域41c，在俯视情况下，被第1电极43a和第2电极43b的至少一方 所覆盖。根据这样的结构，由于能够利用1个或2个遮光层(第1电极 43a、第2电极43b)遮挡沟道区域45c、 41c，所以可降低放大晶体管 45和复位晶体管41的截止电流。由此，可提高检测信号Xn的S/N比。第1电容元件43的第1电极43a被兼用做光电二极管47的阴极。 光电二极管47具有从下层侧开始顺序叠层了作为阴极的第1电极43a、 由非晶硅构成的n层47n、 i层47i、 p层47p、和由ITO构成的透明阳 极48的结构。在光电二极管47周围，形成有由氮化硅等构成的绝缘膜 57。这样，根据把第1电容元件43的第1电极43a兼用做光电二极管 47的阴极，与第1电容元件43重叠形成光电二极管47的结构，可分别 扩大第1电容元件43、光电二极管47的占有面积。(变形例2-l)本实施方式的检测装置2是使用光电二极管47作为检测元件，但 除此以外，还可以使用其他各种检测元件。图31是作为检测元件而使 用了第2电容元件44的检测装置2的剖面图，剖面的位置与图25中的 D-D线的位置对应。第2电容元件44与第1电容元件43重叠形成，具 有从下层开始叠层了第1电极43a、绝缘层44d、第2电极44b的构造。 这里，第1电极43a是与第1电容元件43共用的电极。在第2电容元 件44的上面配置有由玻璃或透明树脂等构成的基板6。当基板6由于外 界的因素而发生变形时，绝缘层44d的厚度发生变化，由此使第2电容33元件44的容量发生变化。其结果，蓄积在第2电容元件44中的电荷量 发生变动，使放大晶体管45的栅极电位发生变化。因此，把第2电容 元件44作为检测元件使用的检测装置2，也可以检测出外界因素。(变形例2-2)本实施方式的检测装置2在各个像素电路40中具有2条电源线(第 l电源线ll、第2电源线12)，但也可以采用通过把这些电源线电连接 而共用，在各个像素电路40中具有单一电源线12的结构。具有这样构 成的像素电路40的检测装置2的电路图，与图22所示的上述变形例1-2 相同。根据这样的结构，也能够进行与上述实施方式相同的检测动作。图32是本变形例的检测装置2的包含多个像素电路40的区域的 俯视图.另外，图33是表示图32的构成要素中的第l层(形成了半导 体层41a、 45a的层)、第5层(形成了电源线12的层)的配置的俯视 图。如这些图所示，电源线12在被沿着图的纵方向(列方向)配置， 并且向与列方向交叉的方向延伸的枝部与接触孔81、 84、 86、 88电连 接。更具体是，电源线12通过接触孔81、 86与源极区域41s电连接， 另外，通过接触孔89与源极区域45s电连接。并且，电源线12在接触 孔79b的位置与第1电容元件43的第2电极43b电连接。本变形例2的检测装置2不具有第1电源线11。因此，在第2实 施方式中所包含的、包含第1电源线11和扫描线10的第4层(图29) 中，可以省略第l电源线ll。根据本变形例的结构，由于各个像素电路(单位电路)40具有单 一的电源线，所以与具有多个电源线的结构相比，可简化检测装置2的 电路结构。而且，由于不需要在不同的层中形成多条电源线12，所以可 简化像素电路40的构造。并且，可减少电源线12的配置面积，更高密 度构成像素电路40。<电子设备>上述的检测装置1 (包括检测装置2。以下同样。)例如可以搭载在 如图34所示的作为电子设备的移动电话机500中被使用。移动电话机 500具有显示部510和操作键520。显示部510能够显示通过操作键520输入的内容和来电信息为代表的各种信息。另外，在显示部510的内部 安装有检测装置l。当把接触笔或手指等接近检测装置l时，由检测装 置l检测出入射光量的变化，把该位置信息输入到电子设备中。这样， 移动电话机500具有使用了检测装置1的用户接口。另外，检测装置1除了使用在上述移动电话机500以外，还可以 使用在便携式计算机、数码照相机、数码摄像机、车载设备、音响设备 等各种电子设备中。另外，检测装置l可应用于扫描仪和摄像装置等图 像读取装置中。
权利要求
1.一种检测装置，具有基板；配置在上述基板上的多条扫描线、多条检测线、多条第1电源线、多条第2电源线；以及对应于上述扫描线与上述检测线的交叉点而设置的多个单位电路，其特征在于，上述单位电路具有第1晶体管，其第1端子与上述检测线连接，第2端子与上述第1电源线连接，并且向上述检测线供给与栅电极的电位对应的检测信号；检测元件，其与上述第1晶体管的栅电极连接，使上述第1晶体管的栅极电位按照外界因素而变化；第2晶体管，其第1端子与上述第1晶体管的栅电极连接，第2端子与上述第2电源线连接，并且栅电极与上述扫描线连接；以及第1电容元件，其保持上述第1晶体管的栅极电位，上述扫描线，形成在与上述第1晶体管的栅电极和上述第2晶体管的栅电极不同的层中，并且被配置为在俯视情况下与上述第2晶体管的栅电极的至少一部分重叠。
2. 根据权利要求l所述的检测装置，其特征在于，上述扫描线和上述第2晶体管的栅电极，在上述第2晶体管的栅电 极上，通过在上述基板的法线方向所形成的接触孔电连接。
3. 根据权利要求l所述的检测装置，其特征在于，上述第1晶体管的沟道区域和上述第2晶体管的沟道区域被配置成 相对上述扫描线的延伸方向具有一定的角度，上述扫描线被配置为在俯视情况下横跨上述第1晶体管的沟道区域 和上述第2晶体管的沟道区域。
4. 根据权利要求l所述的检测装置，其特征在于，上述检测线和上述第2电源线形成在不同的层中，上述检测线被配置成在俯视情况下沿着上述第2电源线的延伸方向 延伸，并且其至少一部分与上述第2电源线重叠。
5. 根据权利要求l所述的检测装置，其特征在于， 上述单位电路的行中沿着相邻的上述行配置的2条上述第1电源线，形成在相互不同的层中。
6. 根据权利要求l所述的检测装置，其特征在于，上述第1晶体管其沟道长度的方向，是沿着上述笫2晶体管的沟道 长度方向延伸的方向。
7. 根据权利要求6所述的检测装置，其特征在于，上述第1晶体管和上述第2晶体管，被配置成其沟道长度方向在俯 视情况下与上述扫描线的延伸方向和上述检测线的延伸方向交叉。
8. 根据权利要求6所述的检测装置，其特征在于，在俯视情况下沿着上述扫描线的延伸方向配置有上述第1晶体管的 第1端子和上述第2晶体管的第1端子，在俯视情况下沿着上述扫描线 的延伸方向配置有上述第1晶体管的第2端子和上述第2晶体管的第2
9. 根据权利要求6所述的检测装置，其特征在于，上述第1晶体管和上述第2晶体管其沟道长度方向在俯视情况下与 上述扫描线的延伸方向垂直。
10. 根据权利要求l所述的检测装置，其特征在于， 上述第1电容元件具有第1电极和第2电极，上述第1晶体管的沟道区域和上述第2晶体管的沟道区域，在俯视 情况下被上述第1电极和上述第2电极中的至少一方所覆盖。
11. 根据权利要求10所述的检测装置，其特征在于， 上述第1电极被兼用作上述检测元件的电极。
12. —种检测装置，具有基板；配置在上述基板上的多条扫描线、 多条检测线、多条第l电源线、多条第2电源线；以及对应于上述扫描 线与上述检测线的交叉点而设置的多个单位电路，其特征在于，上述单位电路具有第1晶体管，其笫l端子与上述检测线连接，第2端子与上述第1 电源线连接，并且向上述检测线供给与栅电极的电位对应的检测信号；检测元件，其与上述第1晶体管的栅电极连接，使上述第1晶体管 的栅极电位按照外界因素而变化；第2晶体管，其第1端子与上述第1晶体管的栅电极连接，第2端 子与上述第2电源线连接，并且栅电极与上述扫描线连接；以及第1电容元件，其保持上述第1晶体管的栅极电位，在上述单位电路的行中被相邻的2个上述行所夹着的位置，形成有 上述第1电源线，并且每相邻的2上述行形成1条上述第1电源线，上述第1电源线，向相邻的2个上述行的单位电路供给电源。
13. 根据权利要求12所述的检测装置，其特征在于，夹着上述第1电源线的相邻的2个上述单位电路的构成要素构成 为，相对上述第1电源线的延伸方向为线对称。
14. 根据权利要求12所述的检测装置，其特征在于，夹着上述第1电源线相邻的2个上述单位电路中的一对上述晶体管 的沟道区域，使用连成一体的硅膜构成。
15. 根据权利要求12所述的检测装置，其特征在于，上述第2晶体管的沟道区域，使用跨越相邻的2个上述单位电路的 边界线连成一体的硅膜构成，形成在上述相邻的2个单位电路中的一对上述第2晶体管具有共用 的第2端子，并且上述共用的第2端子与上述第2电源线电连接。
16. —种检测装置，具有基板；配置在上述基板上的多条扫描线、 多条检测线、多条电源线；以及对应于上述扫描线与上述检测线的交叉 点而设置的多个单位电路，其特征在于，上述单位电路具有第1晶体管，其第1端子与上述检测线连接，第2端子与上述电源 线连接，并且向上述检测线供给与栅电极的电位对应的检测信号；检测元件，其与上述第1晶体管的栅电极连接，使上述第1晶体管 的栅极电位按照外界因素而变化；第2晶体管，其第1端子与上述第1晶体管的栅电极连接，第2端 子与上述电源线连接，并且栅电极与上述扫描线连接；以及第1电容元件，其保持上述第1晶体管的栅极电位，上述扫描线，形成在与上述第1晶体管的栅电极和上述第2晶体管的栅电极不同的层中，在俯视情况下与上述第2晶体管的栅电极的至少 一部分重叠。
17. 根据权利要求16所述的检测装置，其特征在于，上述检测线和上述电源线被形成在不同的层中，上述检测线被配置成在俯视情况下向上述电源线的延伸方向延伸， 并且至少一部分与上述电源线重叠。
18. 根据权利要求16所述的检测装置，其特征在于，上述第1晶体管其沟道长度方向是沿着上述第2晶体管的沟道长度 方向的方向。
19. 根据权利要求16所述的检测装置，其特征在于， 上述第1电容元件具有第1电极和第2电极，上述第1晶体管的沟道区域和上述第2晶体管的沟道区域，在俯视 情况下被上述第1电极和上述第2电极中的至少一方所覆盖。
20. —种电子设备，其特征在于，具备了权利要求1至19中任意一 项所述的检测装置。
全文摘要
本发明提供一种检测装置，具有配置在基板上的扫描线(10)、检测线(14)、第1电源线(11a、11b)、第2电源线(12)、及对应于扫描线(10)与检测线(14)的交叉点而设置的像素电路(40)。像素电路(40)具有向检测线(14)供给与栅电极的电位对应的检测信号的放大晶体管(45)；与放大晶体管(45)的栅电极连接，使放大晶体管(45)的栅极电位按照外界因素变化的检测元件；按照扫描线(10)的电位进行动作的复位晶体管(41)；保持放大晶体管(45)的栅极电位的第1电容元件。扫描线(10)形成在与放大晶体管(45)的栅电极和复位晶体管(41)的栅电极不同的层中，且配置为在俯视情况下与复位晶体管(41)的栅电极的至少一部分重叠。
文档编号H01L27/146GK101330089SQ20081012711
公开日2008年12月24日 申请日期2008年6月19日 优先权日2007年6月22日
发明者神田荣二, 野泽陵一 申请人:精工爱普生株式会社