检测装置、其制造方法和放射线检测系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及检测装置、其制造方法和放射线检测系统。提供了包含像素的检测装置的制造方法。该方法包括：在基板之上形成有机绝缘层，所述基板之上形成有开关元件；在有机绝缘层之上形成对于各个像素分割的像素电极；在有机绝缘层的未覆盖有像素电极的部分之上形成无机材料部分；形成覆盖所述多个像素电极和无机材料部分的无机绝缘膜；形成覆盖无机绝缘膜的半导体膜；以及通过使用无机材料部分与无机绝缘膜的叠层结构作为蚀刻阻止体进行蚀刻，对于各个像素分割半导体膜。
【专利说明】检测装置、其制造方法和放射线检测系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及检测装置、其制造方法和放射线检测系统。
【背景技术】
[0002] 日本专利公开No. 2007-059887提出了包括转换元件和诸如TFT的开关元件的检 测装置。在该检测装置中，在开关元件之上形成转换元件，并且在开关元件与转换元件之间 形成层间绝缘层。转换元件包含对于各个（individual)像素分割的电极、在电极上形成并 且被多个像素共享的绝缘层、以及在绝缘层上形成并且对于各个像素分割的半导体层。
【发明内容】
[0003] 在日本专利公开No. 2007-059887中提出的检测装置的制造方法中，为了形成对 于各个像素分割的半导体层，必须通过蚀刻来去除在绝缘层上形成的半导体膜的部分。在 该蚀刻中，绝缘层用作下层（underlayer)。当与层间绝缘层接触的部分中的绝缘层的膜厚 度通过蚀刻减小到几十nm时，转换元件的绝缘层不能跟随在检测装置的制造方法的加热 步骤中出现的层间绝缘层的收缩，并且转换元件的绝缘层可从层间绝缘层剥离。另外，如果 蚀刻气体透过绝缘层，那么绝缘层下面的层间绝缘层被暴露于蚀刻。如果层间绝缘层在它 由有机材料制成时暴露于蚀刻,那么有机材料污染转换元件，并且暗电流增大。
[0004] 为了防止如上所述的膜剥离和污染，仅需要形成绝缘层以使得与层间绝缘层接触 的部分中的绝缘层具有足够的膜厚度。但是，在日本专利公开No. 2007-059887的布置中， 与层间绝缘层接触的部分中的绝缘层的膜厚度依赖于像素电极上的部分中的绝缘层的膜 厚度。这使得难以为了提高转换元件的灵敏度而减薄绝缘层。
[0005] 因此，根据本发明的一个方面，提供一种有利于减薄包含于检测装置的转换元件 中的绝缘层的技术。
[0006] 根据本发明的一个方面，所提供的是一种包含多个像素的检测装置的制造方法， 包括：在基板之上形成有机绝缘层，所述基板之上形成有开关元件；在有机绝缘层之上形 成对于各个像素分割的多个像素电极；在有机绝缘层的未覆盖有所述多个像素电极的部分 之上形成无机材料部分；形成覆盖所述多个像素电极和无机材料部分的无机绝缘膜；形成 覆盖无机绝缘膜的半导体膜；以及通过使用无机材料部分与无机绝缘膜的叠层结构作为蚀 刻阻止体（stopper)进行蚀刻，对于各个像素分割半导体膜。
[0007] 根据本发明的另一方面，所提供的是一种包含多个像素的检测装置的制造方法， 包括：在基板之上形成有机绝缘层，所述基板之上形成有开关元件；在有机绝缘层之上形 成对于各个像素分割的多个像素电极；形成覆盖所述多个像素电极和有机绝缘层的未覆盖 有所述多个像素电极的部分的无机绝缘膜；通过使用覆盖无机绝缘膜的存在于有机绝缘层 的未覆盖部分之上的第一部分的掩模，通过蚀刻来减小无机绝缘膜的存在于所述多个像素 电极之上的第二部分的厚度；形成覆盖无机绝缘膜的半导体膜；以及通过使用无机绝缘膜 的第一部分作为蚀刻阻止体进行蚀刻，对于各个像素分割半导体膜。
[0008] 根据本发明的又一方面，所提供的是一种包含多个像素的检测装置的制造方法， 包括：在基板之上形成有机绝缘层，所述基板之上形成有开关元件；在有机绝缘层之上形 成无机绝缘层；在无机绝缘层之上形成对于各个像素分割的多个像素电极；形成覆盖所述 多个像素电极和无机绝缘层的未覆盖有所述多个像素电极的部分的无机绝缘膜；形成覆盖 无机绝缘膜的半导体膜；以及通过使用无机绝缘层和无机绝缘膜的叠层结构作为蚀刻阻止 体进行蚀刻，对于各个像素分割半导体膜。
[0009] 根据本发明的再一方面，所提供的是一种包含多个像素的检测装置，包括：开关元 件，形成在基板之上；有机绝缘层，形成在开关元件之上；多个像素电极，形成在有机绝缘 层之上并且对于各个像素被分割；无机材料部分，形成在有机绝缘层的未覆盖有所述多个 像素电极的部分之上；无机绝缘层，形成在所述多个像素电极之上；以及半导体层，形成在 无机绝缘层之上并且对于各个像素被分割。
[0010] 根据本发明的又一方面，所提供的是一种包含多个像素的检测装置，包括：开关元 件，形成在基板之上；有机绝缘层，形成在开关元件之上；多个像素电极，形成在有机绝缘 层之上并且对于各个像素被分割；无机绝缘层，覆盖有机绝缘层的未覆盖有所述多个像素 电极的部分和所述多个像素电极；以及半导体层，形成在无机绝缘层之上并且对于各个像 素被分割，并且无机绝缘层的离所述基板的高度最大的部分存在于有机绝缘层的未覆盖部 分之上。
[0011] 根据本发明的再一方面，所提供的是一种包含多个像素的检测装置，包括：开关元 件，形成在基板之上；有机绝缘层，形成在开关元件之上；第一无机绝缘层，形成在有机绝 缘层之上，并且具有露出开关元件的电极的一部分的接触孔；多个像素电极，形成在第一无 机绝缘层之上并且对于各个像素被分割；第二无机绝缘层，形成在所述多个像素电极之上； 以及半导体层，形成在第二无机绝缘层之上并且对于各个像素被分割。
[0012] 从（参照附图）对示例性实施例的以下描述，本发明的进一步的特征将变得明显。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 图1是用于解释各种实施例的检测装置的等效电路例子的示图；
[0014] 图2A和2B是用于解释一些实施例的检测装置的像素的配置例子的示图；
[0015] 图3A至3J是用于解释图2A和2B所示的检测装置的制造方法的例子的示图；
[0016] 图4是用于解释图2A和2B所示的检测装置的第一变型的布置的示图；
[0017] 图5A和5B是用于解释图2A和2B所示的检测装置的第二变型的布置的示图；
[0018] 图6A和6B是用于解释图2A和2B所示的检测装置的第二变型的制造方法的示 图；
[0019] 图7A和7B是用于解释图2A和2B所示的检测装置的第三变型的布置的示图；
[0020] 图8A至8D是用于解释图2A和2B所示的检测装置的第三变型的制造方法的示 图；
[0021] 图9A和9B是用于解释一些其它实施例的检测装置的像素的配置例子的示图；
[0022] 图10A和10B是用于解释图9A和9B所示的检测装置的制造方法的例子的示图；
[0023] 图11A和11B是用于解释一些其它实施例的检测装置的像素的配置例子的示图；
[0024] 图12A和12B是用于解释图11A和11B所示的检测装置的制造方法的例子的示图； 以及
[0025] 图13是用于解释一些其它实施例的放射线检测系统的示图。
【具体实施方式】
[0026] 以下将参照附图解释本发明的各种实施例。相同的附图标记在所有的各种实施例 中表示相同的要素，并且重复的解释将被省略。并且，可以根据需要改变和组合实施例。
[0027] 将参照图1解释根据本发明的各种实施例的检测装置100的等效电路的例子。检 测装置100被配置为检测发射的放射线。放射线可以例如为X射线、α射线、β射线或 Y 射线。检测装置1〇〇被用于例如医疗图像诊断装置、非破坏性检查装置、或使用放射线的分 析装置中。
[0028] 检测装置100可包含在基板101上形成的像素阵列102。在像素阵列102中，以 阵列的形式布置多个像素103。在图1所示的例子中，出于描述简化的原因，像素阵列102 具有3行Χ3列的像素103。但是，像素阵列102可包含任意数量的行X任意数量的列的 像素103。各像素103可包含用于将放射线或光转换成电荷的转换元件104、以及用作用于 输出与转换元件104的电荷对应的电信号的开关元件的TFT(薄膜晶体管）105。当转换元 件104将光转换成电荷时，检测装置100可在覆盖像素阵列102的位置中具有用于将放射 线转换成光的闪烁体（未不出）。
[0029] 转换元件104包含第一电极106和第二电极107。转换元件104的第一电极106 与在同一像素中形成的TFT105的第一主电极连接。转换元件104的第二电极107经由沿 列方向延伸（running)的偏置线（bias line) 111与电源电路110连接。TFT105的第二主 电极经由沿列方向延伸的信号线121与读取电路120连接。TFT105的控制电极经由沿行方 向延伸的驱动线131与驱动电路130连接。
[0030] 读取电路120可对各信号线121包含用于积分和放大来自信号线121的电信号的 积分放大器122、以及用于采样和保持通过积分放大器122放大的电信号的采样和保持电 路123。读取电路120可进一步包含用于将从多个采样和保持电路123并行输出的电信号 转换成串行电信号的多路复用器124、以及用于将来自多路复用器124的输出电信号转换 成数字数据的A/D转换器125。电源电路110将基准电势Vref供给到积分放大器122的非 反相输入端子。电源电路110进一步经由偏置线111向转换元件104的第二电极107供给 偏置电势Vs。
[0031] 接下来，将解释检测装置100的操作的概要。电源电路110经由TFT105向转换元 件104的第一电极106施加基准电势Vref，并且还向转换元件104的第二电极107施加分开 通过放射线或可见光产生的电子-空穴对所需要的偏置电势Vs。在这种状态下，透过对象 (object)并已进入转换元件104的放射线或与该放射线对应的可见光被转换成电荷并被 存储于转换元件104中。当通过从驱动电路130向驱动线131施加的驱动脉冲接通TFT105 时，与存储于转换元件104中的电荷对应的电信号被输出到信号线121，并且通过读取电路 120作为数字数据被读出到外部。
[0032] 将参照图2A和2B解释根据上述检测装置100的第一实施例的像素103的结构例 子。检测装置100的除像素103以外的布置可以是任何布置，并且可以使用现有的布置，因 此将省略其解释。图2A是具体示出一个像素103及其周边的平面图，图2B是沿图2A中的 线A-A'获取的截面图。为了使得易于看图，图2A省略了一些要素。
[0033] 如上所述，像素103可包含转换元件104和TFT105。在诸如玻璃基板的绝缘基板 101上形成TFT105,并且在TFT105之上形成转换元件104。在TFT105与转换元件104之间 形成层间绝缘层210,由此使TFT105与转换元件104相互绝缘。
[0034] 在基板101上，TFT105从基板101的表面依次包含控制电极201、绝缘层202、半导 体层203、具有比半导体层203的杂质浓度高的杂质浓度的杂质半导体层204、第一主电极 205和第二主电极206。杂质半导体层204的部分区域与第一主电极205和第二主电极206 接触，并且半导体层203的与上述部分区域接触的那些区域之间的区域是TFT105的沟道区 域。TFT105的控制电极201与驱动线131电连接。TFT105的第一主电极205与转换元件 104的第一电极106电连接。TFT105的第二主电极206与信号线121电连接。在本实施例 中，通过同一导电图案一体化形成TFT105的第一主电极205和第二主电极206以及信号线 121，并且第二主电极206形成信号线121的一部分。保护层207被形成为覆盖TFT105、驱 动线131和信号线121。在本实施例中，具有包含非晶硅作为主材料的半导体层203和杂质 半导体层204的逆交错型（inverted stagger type) TFT被用作开关元件。但是，开关元件 也可具有另一布置。例如，也可以使用例如包含多晶硅作为主材料的交错型TFT、有机TFT 或氧化物TFT作为开关元件。
[0035] 层间绝缘层210在基板101与转换元件104的第一电极106之间形成以覆盖各像 素的TFT105。转换元件104的第一电极106和TFT105的第一主电极205在设置在层间绝 缘层210中的接触孔中被连接。
[0036] 在层间绝缘层210上，转换元件104从层间绝缘层210的表面依次包含第一电极 106、无机绝缘层221、半导体层222、杂质半导体层223和第二电极107。转换元件104的第 二电极107与偏置线111电连接。转换元件104被覆盖有钝化层224。在第一实施例中，包 含半导体层222 (其包含非晶娃作为主材料）和杂质半导体层223的MIS光电转换兀件被 用作转换元件104。但是，转换元件104也可具有另一布置。例如，作为转换元件104,也可 以使用包含半导体层222 (其包含非晶硒作为主材料）和杂质半导体层223并直接将放射 线转换成电荷的转换元件。对于各个像素103分割第一电极106和第二电极107,并且一个 像素103包含一个第一电极106和一个第二电极107。因此，第一电极106和第二电极107 两者都可被称为像素电极。第一电极106也可被称为下像素电极（下电极），并且第二电极 107也可被称为上像素电极（上电极）。也对于各个像素103分割半导体层222和杂质半 导体层223,并且一个像素103包含一个半导体层222和一个杂质半导体层223。可对于多 个像素103共同形成无机绝缘层221。
[0037] 层间绝缘层210也可以是通过具有低介电常数并能够形成厚膜或平坦膜的有机 材料形成的有机绝缘层。这使得可以减小在转换元件104与TFT105之间产生的电容。也 可以通过将层间绝缘层210的上表面平坦化，来消除TFT105、驱动线131和信号线121的台 阶（step),并在层间绝缘层210上稳定地形成转换元件104。
[0038] 在来自转换元件104的输出Qout与通过入射的光或放射线在半导体层222中产 生的电荷量Qin之间，以下的关系成立：
[0039] Qout = GXQin
[0040] 这里，G是内部增益并由下式表示：
[0041] G = (Ci)/(Ci+Cs)
[0042] 这里，Ci是无机绝缘层221的电容值，Cs是半导体层222的电容值。因此，随着无 机绝缘层221的电容值增大，输出Qout的值增大，所以可通过减小无机绝缘层221的膜厚 度来提高转换元件104的灵敏度。
[0043] 当无机绝缘层221减薄时，出现以下的问题。无机绝缘层221的覆盖第一电极106 之间的间隙的部分在用于分割半导体层222的干蚀刻期间用作下层。如果该干蚀刻不仅去 除半导体层222而且还去除半导体层222之下的无机绝缘层221，那么由有机材料制成的 层间绝缘层210暴露于干蚀刻，并且这可导致有机材料所造成的污染。作为例子，将检查无 机绝缘层221是硅氮化物膜且半导体层222是非晶硅膜的情况。作为用于基于硅的材料的 蚀刻气体，一般使用诸如CF4或SF6的基于氟的气体或者基于氯的气体。由于硅氮化物与 非晶硅之间的蚀刻选择性在这些蚀刻气体中不是无限大，因此难以仅选择性地蚀刻非晶硅 膜。另外，由于加载效果（loading effect)等，在平面中存在蚀刻速率变动。因此，必须执 行过蚀刻以从蚀刻速率低的部分完全去除非晶硅。该过蚀刻可从蚀刻速率高的部分完全去 除减薄的硅氮化物膜。这可导致上述的有机材料所造成的污染。
[0044] 因此，根据第一实施例的检测装置100在第一电极106之间的间隙的位置中在层 间绝缘层210上不仅包含无机绝缘层221而且还包含无机材料部分225。由于无机材料部 分225与无机绝缘层221的叠层结构用作蚀刻阻止体，因此，即使当无机绝缘层221薄时， 也可防止如上所述的有机材料所造成的污染。由于具有足够厚度的无机材料部分225可在 蚀刻之后保留，因此还可以减小无机材料部分225从层间绝缘层210剥离的可能性。
[0045] 接下来，将参照图3A至3J解释具有参照图2A和2B解释的像素103的结构的检 测装置100的制造方法例子。在图3A至3J中，将详细解释用于形成层间绝缘层210和转 换元件104的方法。可通过现有的方法形成检测装置100的TFT105和其它构成元件，因此 将省略其解释。图38、30、3?、3!1和31与图28的截面图对应，并示出各个步骤中的截面图。 与图2B类似，这些图具体示出一个像素103及其周边。图3A、3C、3E、3G和31中的每一个 是在相应步骤中使用的光掩模的单像素掩模图案的示意性平面图。各图中的阴影部分指示 遮光部分。在实际的掩模中，以阵列的形式布置单像素掩模图案。
[0046] 首先，在图3B所示的步骤中，制备包含TFT105和覆盖TFT105的保护层207的基 板101。在保护层207中形成用于露出第一主电极205的一部分的接触孔。通过使用诸如 旋转器（spinner)的涂敷装置，作为感光有机材料的丙烯酸树脂所制成的有机绝缘膜被沉 积于基板101上以覆盖TFT105和保护层207。也可使用聚酰亚胺树脂等作为感光有机材 料。然后，通过使用图3A所示的掩模执行曝光，并且之后执行显影，由此在有机绝缘膜中形 成接触孔301。由此，形成层间绝缘层210。层间绝缘层210中的接触孔301露出保护层 207中的接触孔。即，从层间绝缘层210中的接触孔301露出第一主电极205的一部分。
[0047] 然后，在图3D所示的步骤中，由ΙΤ0制成的非晶氧化物膜通过溅射被沉积以覆盖 层间绝缘层210。该氧化物膜是透明和导电的。随后，通过使用图3C所示的掩模的湿蚀刻， 对于各个像素分割该氧化物膜。通过利用退火将分割的氧化物膜多晶化，形成多个第一电 极106。虽然在上述的例子中使用ΙΤ0作为氧化物膜的材料，但也可以使用诸如Zn0、Sn0 2、 AT0、AZ0、CdIn204、MgIn204、ZnGa 204和InGaZn04的材料。作为氧化物膜的材料，也可使用诸 如含Cu的铜铁矿型材料的可采取非晶态的材料，例如，CuA10 2。
[0048] 随后，在图3F所示的步骤中，由诸如硅氮化物膜或硅氧化物的无机材料制成的无 机绝缘膜通过等离子体CVD被沉积以覆盖层间绝缘层210和第一电极106。然后，通过使用 图3E所示的掩模蚀刻无机绝缘膜，由此在覆盖第一电极106之间的间隙的位置中形成无机 材料部分225。更具体而言，通过蚀刻来去除除了第一电极106的边缘以外的部分上的无机 绝缘膜。因此，无机材料部分225被形成以覆盖层间绝缘层210的未覆盖有多个第一电极 106的部分302和第一电极106的边缘。
[0049] 在图3H所示的步骤中，由诸如硅氮化物膜或硅氧化物的无机材料制成的绝缘膜 通过等离子体CVD被沉积以覆盖无机材料部分225和第一电极106。该绝缘膜用作无机绝 缘层221。之后，由非晶硅膜制成的半导体膜303和由其中混合诸如磷的五价元素作为杂 质的非晶硅膜制成的杂质半导体膜304通过等离子体CVD依次被沉积。然后，由A1等制成 的导电膜通过溅射被沉积以覆盖杂质半导体膜304。通过湿蚀刻该导电膜形成偏置线111。 随后，氧化物膜通过溅射被沉积以覆盖杂质半导体膜304和偏置线111。该氧化物膜是透明 和导电的。然后，通过使用图3G所示的掩模的湿蚀刻对于各个像素分割该氧化物膜。分割 的氧化物膜用作多个第二电极107。第二电极107的材料可选自与第一电极106的材料相 同的材料。当转换元件104是将放射线直接转换成电荷的元件时，第二电极107不需要是 透明的，并且还可以使用易于透射放射线的导电膜，例如，A1。
[0050] 然后，在图3J所示的步骤中，通过使用图31所示的掩模的干蚀刻对于各个像素分 割杂质半导体膜304和半导体膜303。分割的杂质半导体膜304形成杂质半导体层223,并 且分割的半导体膜303形成半导体层222。在该干蚀刻中，层间绝缘层210的部分302上的 无机材料部分225用作蚀刻阻止体。因此，即使当通过干蚀刻完全去除无机绝缘层221时， 无机材料部分225之下的层间绝缘层210也不暴露于干蚀刻，因此可防止有机材料所造成 的污染。还可以通过形成无机材料部分225以使得具有足够厚度的无机材料部分225在蚀 刻之后保留，来抑制由层间绝缘层210的收缩所导致的无机材料部分225的膜剥离。最后， 通过形成钝化层224以覆盖转换元件104,获得图2B所示的布置。
[0051] 将参照图4解释根据第一实施例的检测装置100的第一变型。图4是具体示出一 个像素103及其周边的截面图，并与图2B对应。第一变型与第一实施例的不同在于无机材 料部分225的形状。在第一实施例中，无机材料部分225覆盖第一电极106的边缘。在第 一变型中，无机材料部分225不与第一电极106接触，并且仅覆盖层间绝缘层210的部分 302的一部分。由于无机材料部分225在第一变型中也用作蚀刻阻止体，因此可防止有机材 料所造成的污染。还可以抑制由层间绝缘层210的收缩所导致的无机材料部分225的膜剥 离。在第一变型中，无机材料部分225不与第一电极106接触，因此无机材料部分225可通 过诸如硅氮化物的无机绝缘体形成，并且也可通过诸如包含A1等的金属的无机导体形成。 可通过改变图3E所示的掩模的形状，以与用于根据第一实施例的检测装置100的方式相同 的方式制造根据第一变型的检测装置100。
[0052] 将参照图5A和5B解释根据第一实施例的检测装置100的第二变型。图5A是具 体示出一个像素103及其周边的平面图，图5B是沿图5A中的线B-B'获取的截面图。为了 使得易于看图，图5A省略了一些要素。
[0053] 第二变型与第一实施例的不同在于进一步包括无机材料部分501。在层间绝缘层 210中形成的接触孔301中，在覆盖第一电极106的台阶部分的位置中形成无机材料部分 501。
[0054] 第一电极106在参照第一实施例中的图3F解释的用于形成无机材料部分225的 蚀刻期间用作下层。要蚀刻的层的蚀刻速率一般根据结晶性或膜厚度而改变。例如，在第 一电极106的覆盖保护层207的边缘的部分中或者在第一电极106的覆盖层间绝缘层210 与保护层207之间的边界的部分中形成台阶。由于结晶性在该台阶部分中弱化，因此蚀刻 速率增大。因此，蚀刻有时穿透第一电极106并蚀刻第一主电极205和保护层207。在第二 变型中，可通过用无机材料部分501保护该台阶部分来防止其被蚀刻。在图5B所示的例子 中，无机材料部分501仅覆盖第一电极106的台阶部分。但是，无机材料部分501也可在整 个接触孔301中覆盖第一电极106。
[0055] 以下将参照图6A和6B解释具有参照图5A和5B解释的像素103的结构的检测装 置100的制造方法例子。直到图3D所示的步骤为止，该方法与第一实施例的方法相同，因 此将省略重复的解释。然后，在图6B所示的步骤中，由诸如硅氮化物膜或硅氧化物的无机 材料制成的无机绝缘膜通过等离子体CVD被沉积以覆盖层间绝缘层210和第一电极106。 随后，通过使用图6A所示的掩模蚀刻无机绝缘膜，由此形成无机材料部分225和501。之后 的步骤与从图3H所示的步骤起的那些相同，因此将省略重复的解释。
[0056] 根据第二变型的检测装置100也可具有与第一实施例的效果相同的效果。另外， 可以组合第一和第二变型。在这种情况下，也可通过无机导体的无机膜形成无机材料部分 501。
[0057] 将参照图7A和7B解释根据第一实施例的检测装置100的第三变型。图7A是具 体示出一个像素103及其周边的平面图，图7B是沿图7A中的线C-C'获取的截面图。为了 使得易于看图，图7A省略了一些要素。
[0058] 第三变型与第一实施例的不同在于进一步包括无机材料部分701。在层间绝缘层 210中形成的接触孔301中，在第一电极106的台阶之下形成无机材料部分701。更具体而 言，在第一电极106与第一主电极205之间以及在第一电极106与保护层207之间形成无 机材料部分701。在第三变型中，由于无机材料部分701用作蚀刻阻止体，因此可以防止第 一主电极205和保护层207被蚀刻。
[0059] 以下将参照图8A至8D解释具有参照图7A和7B解释的像素103的结构的检测装 置100的制造方法例子。在图8B所示的步骤中，以与第一实施例中相同的方式制备包含 TFT105和覆盖TFT105的保护层207的基板101。然后，由诸如硅氮化物膜的无机材料制成 的无机绝缘膜通过等离子体CVD被沉积以覆盖TFT105和保护层207。随后，通过使用图8A 所示的掩模蚀刻该无机绝缘膜，形成无机材料部分701。也可通过诸如A1的无机导体形成 无机材料部分701。
[0060] 然后，在图8D所示的步骤中，以与图3B中相同的方式通过使用图8C所示的掩模 形成层间绝缘层210。之后的步骤与从图3D所示的步骤起的那些相同，因此将省略重复的 解释。
[0061] 根据第三变型的检测装置100也可具有与第一实施例的效果相同的效果。也可以 组合第一和第三变型、或第二和第三变型。并且，可同时组合所有的第一到第三变型。这些 变型和它们的组合也可被应用于以下的任意的实施例。
[0062] 将参照图9A和9B解释根据上述检测装置100的第二实施例的像素103的结构例 子。检测装置100的除像素103以外的布置可以是任何布置，并且可以使用现有的布置，因 此将省略其解释。图9A是具体示出一个像素103及其周边的平面图，图9B是沿图9A中的 线D-D'获取的截面图。为了使得易于看图，图9A省略了一些要素。
[0063] 第二实施例与第一实施例的不同在于不形成无机材料部分225。另外，无机绝缘 层221的形状是这些实施例之间的另一不同。第二实施例的无机绝缘层221在层间绝缘层 210的部分302上具有离基板101的高度最大的部分。该厚度实现与第一实施例的效果相 同的效果。
[0064] 以下将参照图10A和10B解释具有参照图9A和9B解释的像素103的结构的检测 装置100的制造方法例子。由于该方法直到图3D所示的步骤为止与第一实施例的方法相 同，因此将省略重复的解释。然后，在图10B所示的步骤中，由诸如硅氮化物膜或硅氧化物 的无机材料制成的无机绝缘膜通过等离子体CVD被沉积以覆盖层间绝缘层210和第一电极 106。之后，通过使用图10A所示的掩模蚀刻第一电极106上的绝缘膜直到获得希望的厚度 为止，由此形成无机绝缘层221。由于该掩模覆盖层间绝缘层210的部分302上的绝缘膜， 因此层间绝缘层210的部分302上的部分不被蚀刻。因此，可使得无机绝缘层221的存在于 层间绝缘层210的部分302上的那部分的厚度大于存在于第一电极106上的部分的厚度。 之后的步骤与从图3H所示的步骤起的那些相同，因此将省略重复的解释。
[0065] 将参照图11A和11B解释根据上述检测装置100的第三实施例的像素103的结构 例子。检测装置100的除像素103以外的布置可以是任何布置，并且可以使用现有的布置， 因此将省略其解释。图11A是具体示出一个像素103及其周边的平面图，图11B是沿图11A 中的线E-E'获取的截面图。为了使得易于看图，图11A省略了一些要素。
[0066] 第三实施例与第一实施例的不同在于不形成无机材料部分225且形成绝缘层 1101。在第三实施例中，层间绝缘层210的部分302上的无机绝缘层221的厚度与绝缘层 1101的厚度的总和大于第一电极106上的无机绝缘层221的厚度。由于无机绝缘层221和 绝缘层1101的叠层结构用作蚀刻阻止体，因此获得与第一实施例的效果相同的效果。
[0067] 在像素103中，在除至第一主电极205的接触孔以外的整个表面上在第一电极106 之下形成绝缘层1101。因此，为了提高绝缘层1101与第一电极106之间的粘附性，也可通 过金属材料而不是氧化物膜形成第一电极106。
[0068] 以下将参照图12A和12B解释具有参照图11A和11B解释的像素103的结构的检 测装置100的制造方法例子。由于该方法直到图3B所示的步骤为止与第一实施例的方法 相同，因此将省略重复的解释。然后，在图12B所示的步骤中，由诸如硅氮化物膜或硅氧化 物的无机材料制成的绝缘膜通过等离子体CVD被沉积以覆盖层间绝缘层210。之后，通过使 用图12A所示的掩模蚀刻绝缘膜，由此形成露出第一主电极205的一部分的接触孔1102。 由此，形成绝缘层1101。之后的步骤与从图3D所示的步骤起的那些相同，因此将省略重复 的解释。
[0069] 在上述的第一到第三实施例中的任一个中，即使当无机绝缘层221减薄时，也可 增大用作蚀刻阻止体的无机部分的厚度。以下将检查蚀刻半导体膜303之前的蚀刻阻止体 的厚度的实际例子。
[0070] 假定半导体膜303的材料是非晶硅，蚀刻阻止体的材料是硅氮化物，并且用于蚀 刻半导体膜303的蚀刻气体的主成分是基于氟的气体。对于基于氟的气体的非晶硅与硅 氮化物之间的蚀刻选择性约为1: 1。因此，当由加载效果等导致的平面中的蚀刻速率变动 为±10%时，必需至少10%的过蚀刻以从蚀刻速率低的部分完全去除非晶硅。当为了确保 处理余量（margin)执行20%的过蚀刻时，该过蚀刻根据计算在蚀刻速率高的部分中导致 30%的过蚀刻。因此，当半导体膜303的厚度为lOOOnm时，在蚀刻速率高的部分中蚀刻阻 止体被过蚀刻约300nm。如果蚀刻之后的蚀刻阻止体的厚度为50nm或更小，那么可在后面 的加热步骤中出现蚀刻阻止体的膜剥离。因此，在上述的例子中，仅需要形成蚀刻阻止体以 使得蚀刻之前的蚀刻阻止体的厚度为350nm或更大。
[0071] 当用于蚀刻半导体膜303的蚀刻气体的主成分是基于氯的气体时，非晶硅与硅氮 化物之间的选择性约为4:1。因此，根据与上述例子中相同的计算，仅需要形成蚀刻阻止体 以使得蚀刻之前的蚀刻阻止体的厚度为125nm或更大。
[0072] 图13是示出根据本发明的放射线检测装置对放射线诊断系统（放射线检测系统） 的应用例子的示图。通过X射线管6050(放射线源）作为放射线产生的X射线6060透过 对象或患者6061的胸部区域6062,并进入在上部中布置闪烁体的检测装置6040。检测装 置6040可以是根据上述实施例中的任一个的检测装置。在上部中布置闪烁体的检测转换 装置形成放射线检测装置。入射的X射线包含关于患者6061的体内部的信息。当X射线 进入时，闪烁体发光，并且通过光电转换获得电信息。该信息被转换成数字信号。作为信号 处理单元的图像处理器6070对信号执行图像处理。可在控制室中的作为显示单元的显示 器6080上观察处理后的信号。放射线检测系统至少包括检测装置和用于处理来自检测装 置的信号的信号处理单元。
[0073] 另外，可以通过诸如电话线6090的传送处理单元将该信息传输到远程位置。可在 例如医生室的另一位置中的作为显示单元的显示器6081上显示所传输的信息。并且，可以 在诸如光盘的记录单元中存储该信息。以这种方式，远程位置中的另一医生可诊断对象。用 作记录单元的胶片处理器6100可在作为记录介质的胶片6110上记录信息。
[0074] 虽然已参照示例性实施例描述了本发明，但要理解，本发明不限于公开的示例性 实施例。所附的权利要求的范围要被赋予最宽的解释，以包含所有这样的修改以及等同的 结构和功能。
【权利要求】
1. 一种包含多个像素的检测装置的制造方法，包括： 在基板之上形成有机绝缘层，所述基板之上形成有开关元件； 在有机绝缘层之上形成对于各个像素分割的多个像素电极； 在有机绝缘层的未覆盖有所述多个像素电极的部分之上形成无机材料部分； 形成覆盖所述多个像素电极和无机材料部分的无机绝缘膜； 形成覆盖无机绝缘膜的半导体膜；以及 通过使用无机材料部分与无机绝缘膜的叠层结构作为蚀刻阻止体进行蚀刻，对于各个 像素分割半导体膜。
2. 根据权利要求1的制造方法，其中，形成无机材料部分包括： 用无机膜覆盖有机绝缘层的未覆盖部分和所述多个像素电极；以及 通过蚀刻去除无机膜的覆盖所述多个像素电极的至少一部分的部分。
3. 根据权利要求1的制造方法，其中，无机材料部分覆盖有机绝缘层的未覆盖部分和 所述多个像素电极的边缘。
4. 根据权利要求1的制造方法，其中，无机材料部分覆盖有机绝缘层的未覆盖部分的 一部分，并且不接触所述多个像素电极。
5. 根据权利要求1的制造方法，其中，通过无机绝缘体形成无机材料部分。
6. 根据权利要求1的制造方法，其中，通过无机导体形成无机材料部分。
7. -种包含多个像素的检测装置的制造方法，包括： 在基板之上形成有机绝缘层，所述基板之上形成有开关元件； 在有机绝缘层之上形成对于各个像素分割的多个像素电极； 形成覆盖所述多个像素电极和有机绝缘层的未覆盖有所述多个像素电极的部分的无 机绝缘膜； 通过使用覆盖无机绝缘膜的存在于有机绝缘层的未覆盖部分之上的第一部分的掩模， 通过蚀刻来减小无机绝缘膜的存在于所述多个像素电极之上的第二部分的厚度； 形成覆盖无机绝缘膜的半导体膜；以及 通过使用无机绝缘膜的第一部分作为蚀刻阻止体进行蚀刻，对于各个像素分割半导体 膜。
8. -种包含多个像素的检测装置的制造方法，包括： 在基板之上形成有机绝缘层，所述基板之上形成有开关元件； 在有机绝缘层之上形成无机绝缘层； 在无机绝缘层之上形成对于各个像素分割的多个像素电极； 形成覆盖所述多个像素电极和无机绝缘层的未覆盖有所述多个像素电极的部分的无 机绝缘膜； 形成覆盖无机绝缘膜的半导体膜；以及 通过使用无机绝缘层和无机绝缘膜的叠层结构作为蚀刻阻止体进行蚀刻，对于各个像 素分割半导体膜。
9. 根据权利要求8的制造方法，其中 形成有机绝缘层包括： 在其之上形成有开关元件的所述基板之上形成有机绝缘膜；以及 通过在有机绝缘膜中形成露出开关元件的电极的一部分的接触孔来形成有机绝缘层， 并且 所述制造方法还包括：形成覆盖接触孔中的像素电极的台阶部分的无机材料部分。
10. -种包含多个像素的检测装置，包括： 开关元件，形成在基板之上； 有机绝缘层，形成在所述开关元件之上； 多个像素电极，形成在所述有机绝缘层之上并且对于各个像素被分割； 无机材料部分，形成在所述有机绝缘层的未覆盖有所述多个像素电极的部分之上； 无机绝缘层，形成在所述多个像素电极之上；以及 半导体层，形成在所述无机绝缘层之上并且对于各个像素被分割。
11. 一种放射线检测系统，包括： 如权利要求10所述的检测装置；以及 信号处理单元，被配置为处理通过所述检测装置获得的信号。
12. -种包含多个像素的检测装置，包括： 开关元件，形成在基板之上； 有机绝缘层，形成在所述开关元件之上； 多个像素电极，形成在所述有机绝缘层之上并且对于各个像素被分割； 无机绝缘层，覆盖所述有机绝缘层的未覆盖有所述多个像素电极的部分和所述多个像 素电极；以及 半导体层，形成在所述无机绝缘层之上并且对于各个像素被分割，并且 所述无机绝缘层的离所述基板的高度最大的部分存在于所述有机绝缘层的未覆盖部 分之上。
13. -种放射线检测系统，包括： 如权利要求12所述的检测装置；以及 信号处理单元，被配置为处理通过所述检测装置获得的信号。
14. 一种包含多个像素的检测装置，包括： 开关元件，形成在基板之上； 有机绝缘层，形成在所述开关元件之上； 第一无机绝缘层，形成在所述有机绝缘层之上，并且具有露出所述开关元件的电极的 一部分的接触孔； 多个像素电极，形成在所述第一无机绝缘层之上并且对于各个像素被分割； 第二无机绝缘层，形成在所述多个像素电极之上；以及 半导体层，形成在所述第二无机绝缘层之上并且对于各个像素被分割。
15. -种放射线检测系统，包括： 如权利要求14所述的检测装置；以及 信号处理单元，被配置为处理通过所述检测装置获得的信号。
【文档编号】H01L27/146GK104218046SQ201410232324
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年5月29日 优先权日:2013年6月4日
【发明者】川锅润, 渡边实, 横山启吾, 大藤将人, 藤吉健太郎, 和山弘 申请人:佳能株式会社