固体拍摄装置的制作方法

专利名称：固体拍摄装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及将入射光变换为电气信号的固体拍摄装置。
背景技术：
在医疗图像诊断、非破坏检查等中使用x射线等放射线进行拍摄，但 由于在放射线的摄影中难以实现缩小光学系统，因此，需要等倍地进行拍 摄。因此，在医疗图像诊断、非破坏检查等中，因为谋求大面积的拍摄面， 所以使用对于玻璃等141使各种薄膜堆积而将多个像素构成为矩阵状的固
体拍摄装置。此外，在用固定拍摄装置构成2维图像传感器的情况下，也 由于谋求大面积的拍摄面，因此对于玻璃等M使各种薄膜堆积而将多个 像素构成为矩阵状。
具体地，例如，如图15所示，在基座基板10上的拍摄区域100c内， 具有在X方向上延伸的多条扫描线3a、在与多条扫描线3a交叉的Y方向 上延伸的多条数据线6a以及与数据线6a并行存在的多条偏置线5a;在与 扫描线3a和数据线6a的各个交叉处对应的位置处配置有多个像素100a。 此外，在多个像素100a的各个像素上，形成有通过扫描线3a控制的场效 应晶体管30以及由经由该场效应晶体管30与数据线6a电连接的PIN光 电二极管构成的光电变换元件80。在此，光电变换元件80还与偏置线5a 连接，在光电变换元件80上施加反偏置。因此，如果用经由扫描线3a提 供的扫描信号进行场效应晶体管30的导通截止，则能够经由数据线6a检 测与在各^^素100a上存储的电荷对应的信号(参照专利文献1 )。
另外，图15所示的构成是为了与本申请的发明进行对比而给出的示 例，不是现有技术。[专利文献1特许第3l44()91号公报
对这种固体拍摄装置，在制造工序的过程中或者在制造完成后的成品
状态之一中，也在经由布线侵入像素100a的静电的影响下容易引起静电破 坏，但是，关于远离这样的静电的保护的方案完全没有。
另一方面，作为将多个像素配置成矩阵状的装置，有液晶装置，在这 种液晶装置中，为了保护免受静电影响，提出了将扫描线和数据线经由保 护二极管与恒定电位线电连接的构成。因此，如果将在液晶装置中采用的 静电保护对策适用于固体拍摄装置，则在固体拍摄装置中也能进行免受静 电影响的保护。
但是实际上，即使将在液晶装置中采用的静电保护对策适用于固体拍 摄装置，也存在不能防止在静电的影响下发生静电破坏这一问题。

发明内容
鉴于以上的问题，本发明的目的在于提供一种在固体拍摄装置中也能 够可靠地防止静电破坏的构成。
为了解决上述课题，在本发明中，固体拍摄装置在基板上的拍摄区域 内，具有在规定方向上延伸的多条扫描线、在与该多条扫描线交叉的方向 上延伸的多条数据线以及多条偏置线；在配置于与上述扫描线和上述数据 线的各交叉处对应的位置处的多个像素的各个像素上，形成有由上述扫描 线控制的场效应晶体管、具备经由该场效应晶体管与上述数据线电连接的 第1电极和与上述偏置线电连接的第2电极的光电变换元件；其特征在于， 在上述^41上形成静电保护用恒定电位线；对上述偏置线，构成具备在该 偏置线和上述静电保护用恒定电位线之间电连接的保护二极管的偏置线用 的静电保护电路。
在本发明中，在固体拍摄装置的情况下，与液晶装置不同，在拍摄区 域内偏置线延伸，该偏置线着眼于与各像素的光电变换元件电连接，对于 偏置线也采用经由保护二极管与恒定电位线电连接的构成。因此，在固定 拍摄装置中，也能够防止由于静电侵入偏置线而对像素发生静电破坏。在本发明中，优选地，对于上述扫描线和上述数据线之中的至少一方 的信号线，构成具备在该信号线和上述静电保护用恒定电位线之间电连接 的保护二极管的信号线用的静电保护电路。如果采用这样的构成，则能够 防止由于静电侵入信号线而对像素发生静电破坏。
在本发明中，优选地，对于上述扫描线，构成具备在该扫描线和上述 静电保护用恒定电位线之间电连接的保护二极管的扫描线用的静电保护电
路；对于上述数据线，构成具备在该数据线和上述静电保护用恒定电位线 之间电连接的保护二极管的数据线用的静电保护电路。如果采用这样的构 成，则能够防止由于静电侵入扫描线和数据线而对像素发生静电破坏。 在本发明中，优选地，在构成上述偏置线用的静电保护电路以及上述
保护电路)时，上述保护二极管都与共用的上述静电保护用恒定电位线电 连接。
在本发明中，优选地，在上述基板上，在形成多条上述静电保护用恒 定电位线的同时，该多*电保护用恒定电位线经由保护二极管串行地电 连接；上述多条静电保护用恒定电位线之中与直接施加恒定电位的静电保 护用恒定电位线不同的静电保护用恒定电位线，电连接有上述静电保护电 路的保护二极管。如果采用这样的构成，由于能够减小在静电保护用恒定 电位线和偏置线之间产生的电位差，因此，在能够将静电保护用恒定电位 线和偏置线之间的漏电流抑制得小的同时，能够防止由于该电位差而引起 的静电破坏。
在本发明中，优选地，施加在上述静电保护用恒定电位线上的恒定电 位是在从上述像素中读出数据之前施加在上述数据线上的预置电压。
在本发明中，作为上述保护二极管，至少能够使用MIS(金属绝^)
管反向地并联连接的反偏置二极管元件。
在本发明中，作为上述保护二极管，至少能够使用具有对于上述静电 保护用恒定电位线之中高电位的静电保护用恒定电位线在反偏置状态下电连接的高电位侧保护二极管以及与低电位的静电保护用恒定电位线在反偏 置状态下电连接的低电位侧保护二极管的反偏置二极管元件。如果是这种 反偏置二极管元件，则由于对高电位侧保护二极管和低电位侧保护二极管 的任意一个都处于施加了反偏置的状态，因此，能够将漏电流抑制得小。 因此，如果在偏置线、扫描线和数据线之中，在数据线上连接反偏置二极 管元件，则能够防止经由数据线输出的信号的恶化。


图1是示出根据本发明的实施方式1的固体拍摄装置的电气构成的方 框图。
图2 (a) 、 (b)是示出适用了本发明的固体拍摄装置的各像素构成 的电路图以及示出另 一个像素构成的电路图。
图3是模式化地示出适用了本发明的固体拍摄装置的外观的说明图。
图4 ( a ) 、 ( b )分别是在根据本发明的实施方式1的固体拍摄装置 中相邻的多个像素的平面图以及其中1部分的剖面图。
图5是示出在根据本发明的实施方式1的固体拍摄装置的拍摄动作中 1扫描期间中的信号波形的说明图。
图6(a)、 (b)、 (c)分别是示出在根据本发明的实施方式l的固 体拍摄装置中对偏置线设置的静电保护电路的构成的电路图、示出该静电 保护电路的平面构成的平面图以及示出静电保护电路的剖面构成的剖面 图。
图7 (a) 、 (b) 、 (c)分别是示出在根据本发明的实施方式l的固 体拍摄装置中对数据线设置的静电保护电路的构成的电路图、示出该静电 保护电路的平面构成的平面图以及示出静电保护电路的剖面构成的剖面 图。
图8 (a) 、 (b)是示出构成在根据本发明的实施方式1的固体拍摄 装置中使用的保护二极管的MIS型二极管一部分的电流-电压特性的说明 图以及示出该保护二极管的电流-电压特性的说明图。
7图9是示出根据本发明的实施方式2的固体拍摄装置的电气构成的方 框图。
图10是示出根据本发明的实施方式3的固体拍摄装置的电气构成的方 框图。
图11是示出根据本发明的实施方式4的固体拍摄装置的电气构成的方框图。
图12是示出根据本发明的实施方式5的固体拍摄装置的电气构成的方 框图。
图13 (a) 、 (b) 、 (c)分别是示出在根据本发明的实施方式5的 固体拍摄装置中对数据线设置的静电保护电路的构成的电路图、示出该静 电保护电路的平面构成的平面图以及示出静电保护电路的剖面构成的剖面 图。
图14是示出在适用了本发明的另一个固体拍摄装置的拍摄动作中1 扫描期间中的信号波形的说明图。
图15是示出根据本发明的参考例的固体拍摄装置的电气构成的方框图。
符号说明
3a:扫描线；5a:偏置线；5c:偏置线的主线部分；6a:数据线；10:基 座1^1; 7a:对偏置线的静电保护电路；7b:对扫描线的静电保护电路； 7c:对数据线的静电保护电路；9a、 9b、 9c、 9e、 9f:保护二极管(双向 二极管元件)；30:场效应晶体管；71、 72、 73:静电保护用恒定电位线； 77:高电位线(静电保护用恒定电位线)；78:低电位线(静电保护恒用 定电位线)；80:光电变换元件；81a:光电变换元件的第1电极；85a: 光电变换元件的第2电极；91、 92: MIS型二极管；97:高电位側保护二 极管；98:低电位侧保护二极管；100:固体拍摄装置；100a:像素；100c: 拍摄区域。
具体实施方式
以下说明本发明的实施方式。在以下的说明所参照的图中，为了在图 面上将各层和各部件增大到能够识别的程度，对于各个层和各部件，比例 尺不同。此外，在场效应晶体管的情况下，根据其导电型和电流流动的方 向调换源极和漏极，但在本发明中，为了便于说明，将连接光电变换元件 的一侧作为漏极，将连接信号线(数据线)的一侧作为源极。 [实施方式1
(整体构成)
图1是示出根据本发明的实施方式1的固体拍摄装置的电气构成的方
框图。图2 (a) 、 (b)是示出根据本发明的实施方式1的固体拍摄装置 的各像素构成的电路图以及示出另一个像素构成的电路图。图3是模式化
地显示根据本发明的实施方式1的固体拍摄装置的外观的说明图。
图1所示的固体拍才聂装置100具有在X方向上延伸的多条扫描线3a， 以及在与X方向交叉的Y方向上延伸的多条数据线6a。在与扫描线3a和 数据线6a的交叉处对应的各位置处配置有像素100a，采用这些多个像素 100a被配置成矩阵状的区域构成拍摄区域100c。在多个像素100a的各个 像素上形成有使与入射光量相应的电荷发生的光电变换元件80以及与该 光电变换元件80电连接的场效应晶体管30，在本方式中，光电变换元件 80由PIN光电二极管构成。
扫描线3a与场效应晶体管30的栅极电连接，数据线6a与场效应晶体 管30的源极电连接，场效应晶体管30的漏极与光电变换元件80电连接。 在本方式中，偏置线5a以与数据线6a并行的方式延伸，偏置线5a与光电 变换元件80电连接。在偏置线5a上施加恒定电压，在光电变换元件80 上施加反偏置。偏置线5a也可以采用以与扫描线3a并行的方式延伸的构 成。当在偏置线5a上施加恒定电位(偏置电压VB)时，在本方式中，采 用将多条偏置线5a与1条主线部分5c电连接的构成。
多条扫描线3a与扫描线驱动电路110连接，各像素100a的场效应晶 体管30根据从扫描线驱动电路110输出的扫描信号(栅极脉冲)顺序地开 关(导通截止)。多条数据线6a与读出电路120连接，与场效应晶体管30的开关动作联动地，与在各像素100a处的入射光量相应的电信号顺序 地经由数据线6a输出到读出电路120。读出电路120具备由运算放大器和 电容器构成的所谓电荷感应放大器(Charging Sensing Amplifier )。
如图2 (a)所示，在本方式中，场效应晶体管30的漏极与光电变换 元件80的第1电极81a (阴极)电连接，偏置线5a与光电变换元件80的 第2电极85a (阳极)电连接。另外，如图2 (b)所示，存在将与场效应 晶体管30的漏极电连接的光电变换元件80的第1电极81a用作阳极的情 况，此时，与偏置线5a电连接的光电变换元件80的第2电极85a成为阴 极。
在多个像素100a的每一个上具备保持电容80a,这种保持电容80a的 一方的电极与光电变换元件80的第1电极81a —样，与场效应晶体管30 的漏极电连接，保持电容80a的另一方的电极与光电变换元件80的第2 电极85a—样，与偏置线5a电连接。因此，保持电容80a变成与光电变换 元件80并行电连接。这种保持电容80a在对光电变换元件80施加反偏置 时，除了通过在光电变换元件80上生成的耗尽层等形成的构成和通过这样 的耗尽层形成的电容成分之外，另外还通过对像素100a形成与光电变换元 件80并行电连接的存储电容来构成。无论哪一种情况，保持电容80a都存 储在光电变换元件80处产生的电场，在这种保持电容80a中存储的电荷与 在像素100a处接收的光量相对应。
在该固定拍摄装置100中，参照图l说明的扫描线3a、数据线6a、偏 置线5a、像素100a (光电变换元件80、场效应晶体管30、保持电容80a) 在图3所示的基座基板10上形成。在此，基座皿10的大致中央区域用 作上述像素100a被排列成多个矩阵状的拍摄区域100c。此外，在图3所 示的例子中，扫描线驱动电路110和读出电路120与基座基板10上分开地 形成。因此，在基座MlO中，在外侧包围拍摄区域100c的周边区域连 接有安装了驱动用IC (在图3中未图示)的挠性141 150、 160。因此， 在图1中，在基座a 10中用圆点表示连接挠性J^反150、 160的衬垫。 (像素构成)
10图4 (a) 、 (b)分别是在根据本发明的实施方式1的固体拍摄装置 100中相邻的多个像素100a的平面图以及其中一部分的剖面图，图4 (b) 相当于在与图4 (a)的A1-A1，线相当的位置切断固体拍摄装置100时的 剖面图。另外，在图4 (a)中，扫描线3a以及与其同时形成的薄膜用细 实线表示，数据线6a以及与其同时形成的薄膜用细单点划线表示，场效应 晶体管30的半导体膜(有源层)用细短虚线表示，偏置线5a用双点划线 表示。此外，光电变换元件80的第1电极81a用细长虚线表示，光电变换 元件80的半导体膜用粗实线表示，光电变换元件80的第2电极85a用粗 的长虚线表示。
如图4 ( a )所示，在基座M 10上，扫描线3a和数据线6a在相互 交叉的方向上延伸，在与扫描线3a和数据线6a的交叉处对应的各个位置 上形成像素100a。此外，偏置线5a以与数据线6a并行的方式延伸。在本 方式中，数据线6a在与在X方向上相邻的像素100a的边界区域重叠的位 置，沿着该边界区域在Y方向上延伸，偏置线5a穿过像素100a的X方向 的中央在Y方向上延伸。扫描线3a沿着在Y方向上相邻的^f象素100a的边 界区域在X方向上延伸。
在像素100a中，形成有由PIN光电二极管构成的光电变换元件80以 及与该光电变换元件80电连接的场效应晶体管30，由扫描线3a的一部分 形成场效应晶体管30的栅极电极3b，由数据线6a的一部分形成场效应晶 体管30的源极电极6b。本方式的像素构成如图2 (a)所例示的，场效应 晶体管30的漏极电极6d与光电变换元件80的第1电极81a (阴极)电连 接，偏置线5a与光电变换元件80的第2电极85a (阳极)电连接。
参照图4(a)、 (b)说明像素100a的剖面构成等。在图4(a) 、 (b) 所示的固体拍摄装置100中，基座基板10由石英基板或耐热性的玻璃 1 等构成，在其两侧的面10x、 10y之中，在上侧的面10x形成有场效应晶体 管30。场效应晶体管30具有将由扫描线3a的一部分构成的栅极电极3b、 栅极绝缘膜21、由构成场效应晶体管30的有源层的非晶硅膜构成的半导 体膜la、由掺杂了高浓度N型杂质的非晶硅膜构成的连接层4a、 4b按照该顺序叠层的底栅构造。在半导体膜la中，经由连接层4a,数据线6a与 源极侧的端部重叠，作为源极电极6b，经由连接层4b，漏极电极6d与漏 极侧的端部重叠。数据线6a和漏极电极6d由同时形成的导电膜构成。扫 描线3a例如是厚度为50nm左右的钼膜和厚度为250nm左右的铝膜的叠 层膜。半导体膜la例如是厚度为150nm左右的非晶硅膜，栅极绝缘膜21 例如;UI"度为400nm左右的珪氮化膜。连接层4a、 4b例如^j^度为50nm 左右的高浓度N型非晶硅膜，数据线6a例如由厚度为50nm左右的钼膜、 厚度为250nm左右的铝膜和厚度为50nm左右的钼膜的叠层膜构成。
在数据线6a和漏极电极6d的表面一侧，形成有由厚度为400nm左右 的硅氮化膜等构成的下层侧绝缘膜22。在下层侧绝缘膜22的上层，形成 有光电变换元件80的第1电极81a,该第1电极81a在形成在下层側绝缘 膜22上的连接孔22a的内部与漏极电极6d的上面接触以电连接。这样， 第1电极81a在比第1电极81a的更下层一侧与场效应晶体管30的漏极电 连接。第1电极81a例如由厚度为100nm左右的铝膜构成。
在第1电极81a的上层，叠层有由掺杂了高浓度N型杂质的非晶硅膜 构成的高浓度N型半导体膜82a、由纯的非晶硅膜构成的I型半导体膜83a (纯半导体膜)和由掺杂了高浓度P型杂质的非晶硅膜构成的高浓度P型 半导体膜84a，在高浓度P型半导体膜84a的上层叠层有第2电极85a。 通过这种第l电极81a、高浓度N型半导体膜82a、 l型半导体膜83a、高 浓度P型半导体膜84a以及第2电极85a，光电变换元件80被构成为PIN 光电二极管。第2电极85a例如由厚度为卯nm左右的ITO膜构成，光电 变换元件80检测从透光性的第2电极85a —侧入射的光。
在本方式中，为了避免由于在光电变换元件80的段差处的耐电压下降 而引起的可靠性和成品率下降，在构成光电变换元件80的多个薄膜(第1 电极81a、高浓度N型半导体膜82a、 I型半导体膜83a、高浓度P型半导 体膜84a以及笫2电极85a )中，只有第1电极81a被形成在与连接孔22a 重叠的区域，但是，也可以采用光电变换元件80的整体(第1电极81a、 高浓度N型半导体膜82a、 I型半导体膜83a、高浓度P型半导体膜84a以及第2电极85a的全部)被形成在与连接孔22a重叠的区域的构成。
在光电变换元件80的上层一侧，在拍摄区域100c的整个面上，形成 有由厚度为400nm左右的硅氮化膜等无机绝缘膜构成的上层侧绝缘膜23, 在这种上层侧绝缘膜23的上层形成有偏置线5a。在此，在上层侧绝缘膜 23上，在与第2电极85a重叠的位置形成有连接孔23a。因此，偏置线5a 在连接孔23a的内部与第2电极85a相重叠以与第2电极85a电连接。偏 置线5a例如由厚度为50nm左右的钼膜、厚度为250nm左右的铝膜和厚 度为50nm左右的钼膜的叠层膜构成。
在偏置线5a的上层一侧，形成有由厚度为400nm左右的硅氮化膜等 构成的表面保护层24。当将固体拍摄装置IOO用在使用X射线等放射线的 医疗图像诊断和非破坏检查等中时，构成通*面保护层24本身或者在表 面保护层24的上层通过磷光体等将放射线光束变换为可见光的闪烁器。此 外，当进行X射线以外的拍摄时，如果是与光的各波长对应的闪烁器，则 也可以拍摄该波长的光，本方式的固体拍摄装置IOO并不限于X射线拍摄 装置。 (动作)
图5是示出在根据本发明的实施方式1的固体拍摄装置的拍摄动作中 1扫描期间中的信号波形的说明图。在图1和图5中，在本方式的固体拍 摄装置100中，在图1所示的偏置线5a上施加比数据线6a更低电位的偏 置电压VB，光电变换元件80在反方向上被偏置的结果是电荷得到存储。 然后，当将在拍摄区域100c中配置的各像素100a的光电变换元件80统一 地进行反偏置之后，拍摄数据作为光照射到拍摄区域100c。其结果是与光 量相应的电荷在光电变换元件80的内部生成，光电变换元件80内的电荷 量改变。接着，将多条扫描线3a的电位从栅极截止电压Vgl依次切换到栅 极导通电压Vgh，使场效应晶体管30依次导通，使光电变换元件80的电 荷向数据线6a放出。在此，将读入扫描线3a方向的K亍数据的读出时间 设为图5所示的1水平扫描期间。通过与数据线6a电连接的读出电路120 读取此时的数据线6a的电位变化。在这样的动作中，在使场效应晶体管30导通之前，在数据线6a上施 加预置电位Vp,以重置数据线6a，通过读出电路120读^UU亥预置电位 Vp开始的变化量。优选地，这种读取在使场效应晶体管30导通的期间进 行。这是因为在使场效应晶体管30截止时产生馈通电压V2，成为读取误 差的主要原因的缘故。另外，虽然不一定必须使用由于施加预置电位Vp 而引起的预置动作，但是，如果不进行预置动作，则数据线6a方向的拍摄 数据在数据线6a上被积分，容易地进行正确的读出变得困难。
这样，在本方式中，在数据线6a械j殳置成预置电压Vp之后，只有馈 通电压VI的量向高电位侧移动。馈通电压VI在将场效应晶体管30的栅 极设置成栅极导通电压Vgh时，是数据线6a被抑制的电压。在此，如果 将1像素的扫描线3a和数据线6a间的寄生电容(场效应晶体管30的寄生 电容(扫描线3a/数据线6a的交叉部的电容等))设为Cp，将数据线电容 设为Cd，则用下式表示
(Cp/Cd) x (Vgh-Vgl)。 一般地，馈通电压VI由设计决定，但小于等于IV。 Cp/Cd在扫描线3a 的数量被设为N时变成1/N。因此，如果Vgh-Vgl=25V， N=100，则是0.25V 左右。
然后，由于来自光电变换元件80的放电，数据线6a的电压变化，但 其绝对值也是小于等于IV。例如，1像素的光电变换元件80的电容大致 相当于扫描线IO行的数据线电容。此外，由施加在光电变换元件80上的 电压的拍才聂数据产生的电位变化的最高值是(预置电压Vp-偏置电压VB )， 一般是5V左右。因此，由于具有100行的扫描线3a，因此，在光电变换 元件80的电位变化为最高时，产生5Vxl/l(^0.5V左右的变化。虽然假定 了上述是N^100时的低解析度的情况，但当N-1000时，上述的值变成1/10。 (对偏置线5等的静电保护电路的构成)
图6 (a) 、 (b) 、 (c)分别是示出在根据本发明的实施方式l的固 体拍摄装置100中对偏置线5a设置的偏置线用的静电保护电路的构成的电 路图、示出该偏置线用的静电保护电路的平面构成的平面图以及示出偏置线用的静电保护电路的剖面构成的剖面图，图6 (c)相当于图6 (b)的 B1-B1，剖面图。另外，在图6 (b)中，扫描线3a以及与其同时形成的薄 膜用细实线表示，数据线6a以及与其同时形成的薄膜用细的单点划线表 示，与场效应晶体管30的半导体膜(有源膜)同时形成的半导体膜用细且 短的虚线表示，与偏置线5a同时形成的导电膜用双点划线表示，与光电变 换元件80的第1电极81a同时形成的导电膜用细且长的虚线表示。
本方式的固体拍摄装置100由于基座I4反10是绝缘J41，因此，在固 体拍摄装置100的制造工序的过程中，或者在制造结束后的成品状态的任 意一个中都受到静电的影响，对像素100a容易引起静电破坏。因此，在本 方式中，对于偏置线5a、数据线6a以及扫描线3a的每一个，构成参照图 1、图6以及图7以下说明的静电保护电路。
如图1所示，在本方式的固体拍摄装置100中，在基座基板10上，以 包围拍摄区域100c的周围的方式形成有静电保护用恒定电位线71。在此， 静电保护用恒定电位线71在X方向上延伸的部分71a由与参照图4说明 的扫描线3a同时形成的导电膜构成，在Y方向上延伸的部分71b由与参 照图4说明的数据线6a同时形成的导电膜构成。因此，即使以包围拍摄区 域100c的周围的方式形成静电保护用恒定电位线71，静电保护用恒定电 位线71也与扫描线3a和数据线6a交叉而不短路。
在利用这样构成的静电保护用恒定电位线71构成静电保护电路时，在 本方式中，在从多条偏置线5a向X方向延伸的主线部分5c和静电保护用 恒定电位线71之间，构成有具备保护二极管9a的偏置线用的静电保护电 路7a。此外，在与多条扫描线3a和静电保护用恒定电位线71在Y方向上 延伸的部分71b的各交叉对应的位置，构成有具备保护二极管9b的扫描 线用的静电保护电路7b。进一步地，在与多条数据线6a和静电保护用恒 定电位线71在X方向上延伸的部分71a的各交叉对应的位置处，构成有 具备保护二极管9c的数据线用的静电保护电路7c。因此，在本方式中， 偏置线用的静电保护电路7a的保护二极管9a、扫描线用的静电保护电路 7b的保护二极管9b以及数据线用的静电保护电路7c的保护二极管9c都与共用的静电保护用恒定电位线71电连接。
在此，偏置线用的静电保护电路7a的保护二极管9a，如图6 (a)所 示，是在MIS型的半导体元件中将使漏极或者源极与栅极连接而构成的2 个MIS型二极管91、 92反向并行连接的反偏置二极管元件。这种MIS型 二极管91、 92，如参照图6 (b) 、 (c)以下说明的，与在拍摄区域100c 中形成的各种布线和各个半导体元件同时形成。
在本方式中，保护二极管9a虽然构成为与静电保护用恒定电位线71 在X方向上延伸的部分71a以及在Y方向上延伸的部分71b的任意一个电 连接，但是，本方式示出了保护二极管9a与静电保护用恒定电位线71在 X方向上延伸的部分71a电连接的构成。
首先，在保护二极管9a中，MIS型二极管91具有栅极电极3s、栅极 绝缘膜21、由非晶硅膜构成的半导体膜ls、由掺杂了高浓度N型杂质的 非晶硅膜构成的连接层4s、 4t按照该顺序叠层的底栅构造。在半导体膜ls 中，源极一侧的端部经由连接层4t与源极电极6t的一部分重叠，漏极一 侧的端部经由连接层4s与漏极电极6s重叠。在源极电极6t以及漏极电极 6s的表面一侧形成有下层侧绝缘膜22，在下层侧绝缘膜22的上层形成有 与参照图4说明的光电变换元件80的第1电极81a同时形成的中继电极 81s、 81t。中继电极81s经由在下层侧绝缘膜22上形成的连接孔22r、 22t 与漏极电极6s电连接，同时经由在下层侧绝缘膜22以及栅极绝缘膜21上 形成的连接孔22s、 22u，与静电保护用恒定电位线71在X方向上延伸的 部分71a以及栅极电极3s电连接。在这样构成的MIS型二极管91中，源 才a到阴极的作用，漏极起到阳极的作用。
虽然省略了有关MIS型二极管92的剖面的图示，但如图6(b)所示， MIS型二极管92具有栅极电极3t、栅极绝缘膜、由非晶珪膜构成的半导 体膜lt、由掺杂了高浓度N型杂质的非晶硅膜构成的连接层按照该顺序叠 层的底栅构造。在半导体膜lt中，源极一侧的端部与源极电极6t的一部 分重叠，漏极一侧的端部与漏极电极6u重叠。在源极电极6t以及漏极电 极6u的表面一側形成有下层侧绝缘膜22 (参照图6(c))，在下层侧绝缘膜22的上层形成的中继电极81t经由在下层侧绝缘膜22上形成的连接 孔22w、 22y与源极电极6t以及漏极电极6u电连接，同时经由在下层侧 绝缘膜22以及栅极绝缘膜21上形成的连接孔22x与栅极电极3t电连接。 此外，在上层侧绝缘膜23上形成有连接孔23x，偏置线5a的主线部分5c 经由这样的连接孔23x与中继电极81t电连接。在这样构成的MIS型二极 管92中，源^到阴极的作用，漏^到阳极的作用。 (对数据线6a的静电保护电路的构成)
图7 (a) 、 (b) 、 (c)分别是示出在才艮据本发明的实施方式l的固 体拍摄装置100中对数据线5a设置的数据线用的静电保护电路的构成的电 路图、示出该数据线用的静电保护电路的平面构成的平面图以及示出数据 线用的静电保护电路的剖面构成的剖面图，图7 (c)相当于图7 (b)的 C1-C1，剖面图。另外，数据线用的静电保护电路7c的保护二极管9c由于 基本构成与偏置线用的静电保护电路7c的保护二极管9a—样，因此，对 共同的部分付与相同的符号并省略其说明。此外，在图7(b)中，扫描线 3a以及与其同时形成的薄膜用细实线表示，数据线6a以及与其同时形成 的薄膜用细的单点划线表示，与场效应晶体管30的半导体膜(有源层)同 时形成的半导体膜用细且短的虚线表示，与光电变换元件80的笫1电极 81a同时形成的导电膜用细且长的虚线表示。
如图7 (a)所示，数据线用的静电保护电路7c的保护二极管9c也与 保护二极管9a —样，是在MIS型的半导体元件中将使漏极或者源极与栅 极连接而构成的2个MIS型二极管91、 92反向并行连接的反偏置二极管 元件。这种MIS型二极管91、 92也与保护二极管9a的MIS型二极管91、 92—样，与在拍摄区域100c中形成的各种布线和各半导体元件同时形成。
即，如图7 ( b ) 、 ( c )所示，在保护二极管9c中，MIS型二极管91 也具有栅极电极3s、栅极绝缘膜21、由非晶珪膜构成的半导体膜ls、由掺 杂了高浓度N型杂质的非晶珪膜构成的连接层4s、 4t按照该顺序叠层的底 栅构造。在半导体膜ls中，源极一侧的端部经由连接层4t与源极电极6t 的一部分重叠，漏极一侧的端部经由连接层4s与漏极电极6s重叠。在源
17极电极6t以及漏极电极6s的表面一侧形成有下层侧绝缘膜22 (参照图7 (c))，在下层侧绝缘膜22的上层形成有与参照图4说明的光电变换元 件80的第1电极81a同时形成的中继电极81w、 81t。中继电极81w经由 在下层侧绝缘膜22上形成的连接孔22t与漏极电极6s电连接，同时经由 在下层侧绝缘膜22以及栅极绝缘膜21上形成的连接孔22s、 22u，与静电 保护用恒定电位线71在X方向上延伸的部分71a以及栅极电极3s电连接。 在这样构成的MIS型二极管91中，源极起到阴极的作用，漏^到阳极 的作用。
此外，虽然有关MIS型二极管92的剖面的图示省略，但是如图7(b) 所示，MIS型二极管92具有栅极电极3t、栅极绝缘膜、由非晶硅膜构成 的半导体膜u、由掺杂了高浓度N型杂质的非晶硅膜构成的连接层按照该 顺序叠层的底栅构造。在半导体膜lt中，源极一侧的端部与源极电极6t 的一部分重叠，漏极一侧的端部与漏极电极6u重叠。在源极电极6t以及 漏极电极6u的表面一侧形成有下层侧绝缘膜22 (参照图7(c))，在下 层侧绝缘膜22的上层形成的中继电极81u经由在下层侧绝缘膜22上形成 的连接孔22y与由数据线6a的一部分构成的漏极电极6w电连接，同时经 由在下层侧绝缘膜22以及栅极绝缘膜21上形成的连接孔22x，与栅极电 极3t电连接。在这样构成的MIS型二极管92中，源极起到阴极的作用， 漏^L^到阳极的作用。
在这样构成的保护二极管9b中，虽然1条数据线6a连接有2个MIS 型二极管91、 92，但是，与1条数据线6a连接的MIS型二极管91、 92 的通道宽度的和Wl被设定为比与1条数据线6a连接的各像素100a的场 效应晶体管30的通道宽度的总和W2小。因此，即使假设数据线6a的电 位经由MIS型二极管91、 92泄漏，也能够忽略这种泄漏的影响。关于MIS 型二极管91、 92的通道宽度的和W1，优选地，小于等于与l条数据线6a 连接的各像素100a的场效应晶体管30的通道宽度的总和W2的1/10倍， 如果是1/100倍则更理想。即，当各像素100a的场效应晶体管30的通道 宽度是10 ji m左右时，如果连接的数量是100，则MIS型二极管91、 92的通道宽度的和Wl小于等于lmm，优选地，小于等于100"m，更理想 地，小于等于10iam。另外，即使假设数据线6a的电位经由各像素100a 的场效应晶体管30泄漏，也能够忽略这种泄漏的影响。
(对扫描线3a的静电保护电路的构成)
扫描线用的静电保护电路7b的保护二极管9b的构成由于被构成为与 保护二极管9b相同，因此省略说明。即，在扫描线用的静电保护电路7b 中，也与数据线用的静电保护电路7c—样，由于在与数据线6a同时形成 的布线和与扫描线3a同时形成的布线之间形成双向二极管元件(保护二极 管9b/MIS型二极管91、 92 )，因此，保护二极管9b的构成与保护二极管 9c一样，如参照图7说明地构成。
(施加在静电保护用恒定电位线71上的电位)
图8 (a) 、 (b)是示出构成在根据本发明的实施方式1的固体拍摄 装置100中使用的保护二极管的MIS型二极管一部分的电流-电压特性的 说明图以及示出该保护二极管的电流-电压特性的说明图。
在如图6和图7所示构成的保护二极管9a、 9b、 9c中，1个MIS型 二极管91、 92的电流-电压特性，由于如图8 (a)所示地表示，因此，与 它们反向并行电连接的保护二极管9a、 9b、 9c的电流-电压特性，如图8
(b)所示地表示。从这些图可知，当在两端施加的电压小时，漏电流急剧 地减小。
因此，在本方式中，在静电保护用恒定电位线71上，作为恒定电位， 施加参照图5说明的预置电压Vp。如果是这样的电压，由于与数据线6a 的电位差小，因此，即使进行对数据线6a的静电保护，也由于从数据线 6a向静电保护用恒定电位线71的漏电流小，因此，在从各^f象素100a经由 数据线6a输出到读出电路120的信号中不发生恶化。即，如果在静电保护 用恒定电位线71上施加偏置电压VB，则由于发生5V左右的电位差，因 此与施加预置电压Vp的情况相比，漏电流变大，对从各像素100a经由数 据线6a输出到读出电路120的信号容易发生恶化。此外，如果是在静电保 护用恒定电位线71上施加预置电压Vp的构成，则由于扫描线3a、数据线
196a以及偏置线5a(主线部分5c)与静电保护用恒定电位线71的电位差小， 因此，能够防止在布线的交叉部分处的绝缘破坏。 (本方式的主要效果)
如以上说明的，在本方式的固体拍摄装置100中，由于对在拍摄区域 100c内延伸的偏置线5a也采用经由保护二极管9a与静电保护用恒定电位 线71电连接的构成，因此，能够防止由于侵入到偏置线5a的静电而对像 素100a发生静电破坏。
此外，在本方式的固体拍摄装置100中，由于对扫描线3以及数据线 6a也采用经由保护二极管9a、 9c与静电保护用恒定电位线71电连接的构 成，因此，能够防止由于侵入到扫描线3和数据线6a的静电而对像素100a 发生静电破坏。
此外，在进行对偏置线5a、扫描线3和数据线6a的静电保护时，虽 然使用了共用的静电保护用恒定电位线71 ，但在静电保护用恒定电位线71 上施加的电压是预置电压Vp。因此，由于静电保护用恒定电位线71和数 据线6a的电位差小，因此，即使进行对数据线6a的静电保护，从数据线 6a向静电保护用恒定电位线71的漏电流也小。因此，对从各^f象素100a经 由数据线6a输出到读出电路120的信号不发生恶化。此外，如果是在静电 保护用恒定电位线71上施加了预置电压Vp的构成，则由于扫描线3a、数 据线6a以及偏置线5a (主线部分5c )与静电保护用恒定电位线71的电位 差小，因此，能够防止在布线的交叉部分处的绝缘破坏。 [实施方式2j
图9是示出根据本发明的实施方式2的固体拍摄装置的电气构成的方 框图。另外，本方式的基本构成由于与实施方式1 一样，因此对共同的部 分付与相同的符号，并省略其说明。
如图9所示，在本方式的固体拍摄装置中，也与实施方式l一样，在 基座基板10上的拍摄区域100c的外侧，以包围拍摄区域100c的方式形成 有静电保护用恒定电位线，但是，在本方式中，双重地形成有2条静电保 护用恒定电位线71、 72。在此，在静电保护用恒定电位线71、 72之中，相对于外侧的静电保护用恒定电位线72被形成为以完全包围拍摄区域 100c的方式封闭的矩形形状，内侧的静电保护用恒定电位线71在拍摄区 域100c的4边中只沿着3边延伸，而在与和配置有读出电路120的一侧相 反側的边相对的部分不形成。偏置线5a的主线部分5c在静电保护用恒定 电位线71断开的部分在X方向上延伸。
在本方式中，同样地，静电保护用恒定电位线71、 72在X方向上延 伸的部分由与参照图4说明的扫描线3a同时形成的导电膜构成，在Y方 向上延伸的部分由与参照图4说明的数据线6a同时形成的导电膜构成。因 此，即使以包围拍摄区域100c的周围的方式形成静电保护用恒定电位线 71、 72，静电保护用恒定电位线71、 72也与偏置线5a的主线部分5c、扫 描线3a和数据线6a交叉而不短路。
在利用这样构成的静电保护用恒定电位线71、 72构成静电保护电路 时，在本方式中，在从多条偏置线5a向X方向延伸的主线部分5c和静电 保护用恒定电位线71之间，构成有具备保护二极管9a的偏置线用的静电 保护电路7a。此外，在与多条扫描线3a和静电保护用恒定电位线71在Y 方向上延伸的部分71b的各交叉处对应的位置处，构成有具备保护二极管 9b的扫描线用的静电保护电路7b。进一步地，在与多条数据线6a和静电 保护用恒定电位线71在X方向上延伸的部分71a的各交叉处对应的位置 处，构成有具备保护二极管9c的数据线用的静电保护电路7c。因此，在 本方式中，偏置线用的静电保护电路7a的保护二极管9a、扫描线用的静 电保护电路7b的保护二极管9b以及数据线用的静电保护电路7c的保护二 极管9c都与共用的静电保护用恒定电位线71电连接。
在此，静电保护用恒定电位线71和静电保护用恒定电位线72在与基 座基板IO的角相当的部分经由保护二极管9e电连接，在本方式中，直接 施加预置电压Vp的只有静电保护用恒定电位线72。
在这样构成的固体拍摄装置100中，保护二极管9a、 9b、 9c如参照图 6和图7说明的，是MIS型的半导体元件中将使漏极或者源极和栅极连接 而构成的2个MIS型二极管91、 92反向并行连接的反偏置二极管元件。此外，保护二极管9e也和保护二极管9a、 9b、 9c 一样，是MIS型半导体 元件中将使漏极或者源极和栅极连接而构成的2个MIS型二极管91、 92 反向并行连接的反偏置二极管元件。
即使在这样的本方式中，也由于对在拍摄区域100c内延伸的偏置线 5a、扫描线3以及数据线6a的每一个构成具备隊护二极管9a、 9b、 9c的 静电保护电路7a、 7b、 7c，因此能够防止由于侵入到偏置线5a、扫描线3 以及数据线6a的静电而对像素100a发生静电破坏。
此外，在经由保护二极管9e电连接的静电保护用恒定电位线71、 72 之中，将保护二极管9a、 9b、 9c与静电保护用恒定电位线71连接，另一 方面在静电保护用恒定电位线72上施加预置电压Vp。因此，由于能够减 小静电保护用恒定电位线71和数据线6a的电位差，因此即使进行对数据 线6a的静电保护，从数据线6a向静电保护用恒定电位线71的漏电流也小。 因此，对从各像素100a经由数据线6a输出到读出电路120的信号不发生 恶化。此外，如果是在静电保护用恒定电位线72上施加预置电压Vp的构 成，则由于扫描线3a、数据线6a以及偏置线5a (主线部分5c)与静电保 护用恒定电位线71、 72的电位差小，因此能够防止在布线的交叉部分的绝 缘破坏。实施方式3j
图10是示出根据本发明的实施方式3的固体拍摄装置的电气构成的方 框图。另外，本方式的基本构成由于与实施方式l、 2—样，因此对共同部 分付与相同的符号，并省略其说明。
如图10所示，在本方式的固体拍摄装置100中，也与实施方式1 一样， 在基座基板10上的拍摄区域100c的外侧，以包围拍摄区域100c的方式形 成有静电保护用恒定电位线，但在本方式中，三重地形成有3条静电保护 用恒定电位线71、 72、 73。在此，在静电保护用恒定电位线71、 72、 73 之中，相对于最外侧的静电保护用恒定电位线73被形成为以完全包围拍摄 区域100c的方式封闭的矩形形状，内侧的静电保护用定电位线71、 72在 拍摄区域100c的4边中，只沿着3边延伸，在与和配置有读出电路120的一侧相反一侧的边相对的部分不形成。偏置线5a的主线部分5c在静电保 护用恒定电位线71、 72断开的部分在X方向上延伸。
在本方式中，同样地，在静电保护用恒定电位线71、 72、 73中，在X 方向上延伸的部分由与参照图4说明的扫描线3a同时形成的导电膜构成， 在Y方向上延伸的部分由与参照图4说明的数据线6a同时形成的导电膜 构成。因此，即使以包围拍摄区域100c的周围的方式形成静电保护用恒定 电位线71、 72、 73，静电保护用恒定电位线71、 72也与偏置线5a的主线 部分5c、扫描线3a以及数据线6a交叉而不短路。
在利用这样构成的静电保护用恒定电位线71、 72、 73构成静电保护电 路时，在本方式中，在从多条偏置线5a向X方向延伸的主线部分5c和静 电保护用恒定电位线71之间，构成有具备昧护二极管9a的偏置线用的静 电保护电路7a。此外，在与多条扫描线3a和静电保护用恒定电位线71在 Y方向上延伸的部分71b的各交叉处对应的位置处，构成有具备保护二极 管9b的扫描线用的静电保护电路7b。进一步地，在与多条数据线6a和静 电保护用恒定电位线71在X方向上延伸的部分71a的各交叉处对应的位 置处，构成有具备保护二极管9c的数据线用的静电保护电路7c。因此， 在本方式中，偏置线用的静电保护电路7a的保护二极管9a、扫描线用的 静电保护电路7b的保护二极管9b以及数据线用的静电保护电路7c的保护 二极管9c都与共用的静电保护用恒定电位线71电连接。
在此，静电保护用恒定电位线71和静电保护用恒定电位线72在与基 座J4110的角相当的部分经由保护二极管9e电连接，静电保护用恒定电 位线72和静电保护用恒定电位线73在与基座基板10的角相当的部分经由 保护二极管9f电连接。在向这种静电保护用恒定电位线71、 72、 73施加 恒定电位时，在本方式中，直接施加预置电压Vp的只是静电保护用恒定 电位线73。
在这样构成的固体拍摄装置100中，保护二极管9a、 9b、 9c，如参照 图6以及图7说明的，是MIS型的半导体元件中将使漏极或者源极和栅极 连接而构成的2个MIS型二极管91、 92反向并行连接的反偏置二极管元件。此外，保护二极管9e、 9f也与保护二极管9a、 9b、 9c 一样，是MIS
91、 92反向并行连接的反偏置二极管元件。
即使在这样样的本方式中，由于对在拍^t聂区域100c内延伸的偏置线 5a、扫描线3以及数据线6a的每一个，构成具备保护二极管9a、 9b、 9c 的静电保护电路7a、 7b、 7c，因此，能够防止由于侵入到偏置线5a、扫描 线3以及数据线6a的静电而对像素100a发生静电破坏。
此外，在经由保护二极管9e电连接的静电保护用恒定电位线71、 72、 73之中，将静电保护用恒定电位线71与保护二极管9a、 9b、 9c连接，另 一方面，在静电保护用恒定电位线73上施加预置电压Vp。因此，由于静 电保护用恒定电位线71和数据线6a的电位差小，因此，即使进行对数据 线6a的静电保护，从数据线6a向静电保护用恒定电位线71的漏电流也小。 因此，对从各像素100a经由数据线6a输出到读出电路120的信号不发生 恶化。此外，如果是在静电保护用恒定电位线73上施加预置电压Vp的构 成，则由于扫描线3a、数据线6a以及偏置线5a (主线部分5c)与静电保 护用恒定电位线71、 72、 73的电位差小，因此能够防止在布线的交叉部分 的绝缘破坏。 [实施方式4
图11是示出根据本发明的实施方式4的固体拍摄装置的电气构成的方 框图。另外，本方式的基本构成由于与实施方式1 一样，因此对共同的部 分付与相同的符号并省略其说明。
如图11所示，在本方式的固体拍:t聂装置100中，也与实施方式1 一样， 在基座基板10上的拍摄区域100c的外侧，以包围拍摄区域100c的方式形 成有静电保护用恒定电位线71，在该静电保护用恒定电位线71上施加预 置电压Vp。此外，在本方式中，也与实施方式1 一样，在从多条偏置线 5a向X方向延伸的主线部分5c和静电保护用恒定电位线71之间，构成有 具备保护二极管9a的偏置线用的静电保护电路7a。此外，在与多条扫描 线3a和静电保护用恒定电位线71沿着Y方向延伸的部分71b的各交叉处
24对应的位置处，构成有具备保护二极管9b的扫描线用的静电保护电路7b。 但是，在本方式中，在与多条数据线6a和静电保护用恒定电位线71 在X方向上延伸的部分71a的各交叉处对应的位置处，不形成参照图l和 图7说明的保护二极管9c。
因此，即使在以防止由于侵入到偏置线5a和扫描线3的静电而对像素 100a发生静电破坏为目的设置静电保护电路7a、 7c的情况下，也能够忽 略从数据线6a向静电保护用恒定电位线71的漏电流。因此，对从各像素 100a经由数据线6a输出到读出电路120的信号不发生恶化。此外，如果 是在静电保护用恒定电位线71上施加预置电压Vp的构成，则由于扫描线 3a、数据线6a以及偏置线5a (主线部分5c )与静电保护用恒定电位线71 的电位差小，因此能够防止在布线的交叉部分的绝缘破坏。
另外，如本方式所示，虽然在偏置线5a和扫描线3上设置静电保护电 路7a、 7c，但对于数据线6a没有设置静电保护电路的构成也可以适用于 实施方式2、 3。 [实施方式5
图12是示出根据本发明的实施方式5的固体拍摄装置的电气构成的方 框图。图13 (a) 、 (b) 、 (c)是分别示出在根据本发明的实施方式5 的固体拍摄装置100中对数据线6a设置的静电保护电路的构成的电路图、 示出该第1静电保护电路的平面构成的平面图以及示出第1静电保护电路 的剖面构成的剖面图，图13 (c)相当于图13 (b)的D1-D1，剖面图。
在实施方式1 4中，在所有的保护二极管中，虽然使用MIS型的半导 体元件将使漏极或者源极和栅极连接而构成的2个MIS型二极管反向并行 连接的反偏置二极管元件，但在本方式中，对同时使用反偏置二极管元件 和具备对于高电位的静电保护用恒定电位线以反偏置状态电连接的高电位 侧保护二极管以及与低电位的静电保护用恒定电位线以反偏置状态电连接
的低电位侧保护二极管的反偏置二极管元件的形态进行说明。另外，在本 方式中，是将同时使用了反偏置二极管元件和反偏置二极管元件的构成适 用于实施方式2的例子。因此，本方式的基本构成由于与实施 式1一样，因此对共同的部分付与相同的符号并省略其说明。
如图12所示，在本方式的固体拍摄装置100中，也与实施方式2—样， 在基座基板10上的拍摄区域100c的外侧，以包围拍摄区域100c的方式， 双重地形成有2条静电保护用恒定电位线71、 72。
但是，在本方式中，与实施方式2不同，静电保护用恒定电位线71、 72都被形成为以完全包围拍摄区域100c的方式封闭的矩形形状。此外， 偏置线5a的主线部分5c被形成为以完全包围拍4聂区域100c的方式封闭的 矩形形状，构成以后叙述的低电位线78的一部分。
在本方式中，也与上述的实施方式一样，在静电保护用恒定电位线71、 72之中，在X方向上延伸的部分由与参照图4说明的扫描线3a同时形成 的导电膜构成，在Y方向上延伸的部分由与参照图4说明的数据线6a同 时形成的导电膜构成。因此，即使以包围拍摄区域100c的周围的方式形成 静电保护用恒定电位线71、 72，静电保护用恒定电位线71、 72也不与偏 置线5a的主线部分5c、扫描线3a以及数据线6a交叉而不短路。
当利用这样构成的静电保护用恒定电位线71、 72构成静电保护电路 时，在本方式中，在从多条偏置线5a向X方向延伸的主线部分5c与静电 保护用恒定电位线71之间，构成有具备保护二极管9a的偏置线用的静电 保护电路7a。此外，在与多条扫描线3a和静电保护用恒定电位线71在Y 方向上延伸的部分71b的各交叉处对应的位置处，构成有具备床护二极管 9b的扫描线用的静电保护电路7b。
在此，静电保护用恒定电位线71和静电保护用恒定电位线72在与基 座基板IO的角相当的部分经由保护二极管9e电连接，在本方式中，直接 施加预置电压Vp的只是静电保护用恒定电位线72。因此，由于扫描线3a、 数据线6a以及偏置线5a (主线部分5c/低电位线78 )与静电保护用定电位 线71、 72的电位差小，因此能够防止在布线的交叉部分的绝緯"破坏。
另外，保护二极管9a、 9b、 9c如参照图6以及图7说明的，是MIS
管91、 92反向并行连接的反偏置二极管元件'
26进一步地，在本方式中，虽然对于多条数据线6a也构成静电保护电路 7c，但在本方式中，在对数据线6a的静电保护电路7c中使用参照图13说 明的反偏置二极管元件，而不使用参照图6以及图7说明的双向二极管元 件。
在本方式中，当构成对数据线6a的静电保护电路7c时，如图12以及 图13 (a)所示，在对数据线6a的静电保护电路7c中，首先，在基座基 板10上，以包围拍摄区域100c的方式形成有被施加了大于等于在数据线 6a上施加的最高电位的高电位的高电位线77和^皮施加了小于等于在数据 线6a上施加的最低电位的低电位的低电位线78。这种高电位线77以及j氐 电位线78各自独立地作为包围拍摄区域100c的共用线形成，施加各自不 同的电位。
在本方式中，才艮据以后说明的理由，对低电位线78施加与在偏置线 5a上施加的电位(偏置电压VB) —样的电位。因此，多条偏置线5a连接 的主线部分5c构成低电位线78的一部分，低电位线78还具有作为对多条 偏置线5a的主线的功能。另外，由于偏置线5a和低电位线78形成在不同 的层间，因此，采用经由在绝缘膜上形成的连接孔电连接的构造。
此外，在静电保护电路7c中，在基座J4！ 10的拍摄区域100c的外侧 区域，形成有在与数据线6a和高电位线77的交叉处对应的位置与数据线 6a和高电位线77以反偏置状态电连接的高电位侧保护二极管97，以及在 与数据线6a和低电位线78的交叉处对应的位置与数据线6a和低电位线 78以反偏置状态电连接的低电位侧保护二极管98。
这种高电位线77、低电位线78、高电位侧保护二极管97以及低电位 侧保护二极管98，如图13 (b) 、 (c)所示，与在拍摄区域100c中形成 的各种布线和各半导体元件同时形成。
首先，高电位线77和低电位线78都是在与数据线6a交叉的X方向 上的部分由与参照图4说明的扫描线3a同时形成的导电膜构成，在与数据 线6a平行的Y方向上延伸的部分由与参照图4说明的数据线6a同时形成 的导电膜构成，在与数据线6a交叉的方向上延伸的部分和与数据线6a平行地延伸的部分经由在绝缘膜上形成的连接孔电连接。
高电位侧保护二极管97由与参照图4说明的场效应晶体管30大致相 同构成的MIS型半导体元件中使漏极和栅极连接而构成的MIS型二极管 元件构成。即，高电位侧保护二极管97具有栅极电极3g、栅极绝缘膜21、 由非晶硅膜构成的半导体膜li、由掺杂了高浓度N型杂质的非晶硅膜构成 的连接层4i、 4j按照该顺序叠层的底栅构造，在半导体膜li之中，源极一 侧的端部经由连接层4i与源极电极6j重叠，漏极一侧的端部经由连接层 4i数据线6a的一部分重叠。此外，在源极电极6j和数据线6a的表面一侧 形成有下层侧绝缘膜22，在下层侧绝缘膜22的上层形成有与参照图4说 明的光电变换元件80的第1电极81a同时形成的中继电极81g。
中继电极81g经由在下层侧绝缘膜22上形成的连接孔22j与源极电极 6j电连接，同时经由在下层侧绝缘膜22以及栅极绝缘膜21上形成的连接 孔22i与高电位线77电连接。在这样构成的高电位侧保护二极管97中， 与高电位线77 —侧连接的源M到阴极的作用，与数据线6a —側连接的 漏极起到阳极的作用。
关于低电位侧保护二极管98虽然省略了剖面的图示，但如图13 (b) 所示，与高电位侧保护二极管97—样，由与参照图4说明的场效应晶体管 30大致相同的构成的MIS型的半导体元件中使漏极和栅极连接而构成的 MIS型二极管元件构成。即，低电位侧保护二极管98具有栅极电极3e、 栅极绝缘膜21、由非晶硅膜构成的半导体膜lj、由掺杂了高浓度N型杂质 的非晶硅膜构成的连接层按照该顺序叠层的底栅构造，在半导体膜lj中， 源极一侧的端部经由连接层与漏极电极6k重叠，源极一侧的端部经由连接 层与数据线6a的一部分重叠。此外，在漏极电极6k和数据线6a的表面一 侧形成有下层侧绝缘膜22，在下层侧绝缘膜22的上层形成有与参照图4 说明的光电变换元件80的第1电极81a同时形成的中继电极81h。在此， 中继电极81h经由在下层侧绝缘膜22上形成的连接孔22m与漏极电极6k 电连接，同时经由在下层侧绝缘膜22和栅极绝缘膜21上形成的连接孔 22p、 22r，与栅极电极3h和低电位线78电连接。在这样构成的低电位侧保护二极管98中，与低电位线78 —侧连接的漏极起到阴极的作用，与数 据线6a —侧连接的源极起到阳极的作用。
在这样构成的静电保护电路7c中，虽然1条数据线6a连接有2个保 护二极管(高电位侧保护二极管97和低电位侧保护二极管98)，但是， 与一条数据线6a连接的高电位侧保护二极管97和低电位侧保护二极管98 的通道宽度的和Wl被设定为比与1条数据线6a连接的各像素100a的场 效应晶体管30的通道宽度的总和W2小。因此，即使假i殳数据线6a的电 位经由高电位侧保护二极管97以及低电位侧保护二极管98进行泄漏，也 能够忽略这种泄漏的影响。关于高电位侧保护二极管97和低电位侧保护二 极管98的通道宽度的和Wl，优选地，小于等于与1条数据线6a连接的 各像素100a的场效应晶体管30的通道宽度的总和W2的1/10倍，如果是 1/100倍则更理想。即，在各像素100a的场效应晶体管30的通道宽度是 10 n m左右时，如果连接的数量N是100，则高电位侧保护二极管97和低 电位侧保护二极管98的通道宽度的和Wl小于等于lmm,理想地，小于 等于100 pm，进一步更理想地，小于等于10nm。另外，即使假设数据 线6a的电位经由各^f象素100a的场效应晶体管30进行泄漏，这种泄漏的影 响也可以忽略。
在静电保护电路7c中，需要在高电位线77上施加大于等于在数据线 6a上施加的最高电位的电位，在低电位线78上施加小于等于在数据线6a 上施加的最低电位的电位。在此，如参照图5说明的，数据线6a在被设置 成预置电位Vp后，只向高电位一侧移动馈通电位VI的量。该馈通电压 VI在将栅极电压设置成栅极导通电压Vgh时，是数据线6a被抑制的电位。 在此，如果将1个像素的扫描线3a和数据线6a之间的寄生电容(场效应 晶体管3的寄生电容，扫描线3a和数据线6a的交叉部的电容等)设置为 Cp，将数据线电容设置为Cd，则如下式所示
(Cp/Cd) x (Vgh-Vgl)， 满足了预置电位Vp和馈通电压VI的是在数据线6a上施加的电位的最高 值。 一般地，馈通电压VI是取决于设计的，但小于等于1V。因此，在本方式中，将比预置电位Vp大IV以上的电位施加在高电位线77上。
在这样的本方式中，在对数据线6a的静电保护电路7c中，在数据线 6a和高电位线77之间设置反偏置状态的高电位侧保护二极管97，在数据 线6a和低电位线78之间设置反偏置状态的低电位侧保护二极管98。因此， 在静电保护电路7c中，由于高电位侧保护二极管97和低电位侧保护二极 管98始终处于反偏置状态，因此，即使在对数据线6a设置了静电保护电 路7c的情况下，也能够将来自数据线6a的漏电流设置在极低的水平。此 外，在数据线6a上由于设置了独立的恒定电位线(高电位线77以及低电 位线78)，因此，能够将适合于数据线6a的电位的电位设定在高电位线 77以及低电位线78上。因此，在图8 (a)所示的电流-电压特性中，由于 在高电位侧保护二极管97以及低电位侧保护二极管98上加的反偏置电压 低，因此，即使在对数据线6a设置了静电保护电路7c的情况下，来自数 据线6a的漏电流也是能够忽略的水平。因此，如果采用本方式，则由于不 会因为来自数据线6a的漏电流而在各像素100a中与受光相应地发生的电 信号恶化，因此，能够实现分辨能力高的固体拍摄装置100。
进一步地，在本方式中，在静电保护电路7c中，由于在低电位线78 上施加偏置电压VB,因此，作为新的电源电路，只要设置生成在高电位 线77上应当施加的电位的电源电路即可，具有能够简化电源部的电路构成 的优点。
其它的实施方式
在上述实施方式l中，如图2 (a)所示，场效应晶体管的漏极与光电 变换元件80的第1电极81a (阴极)电连接，偏置线5a与光电变换元件 80的第2电极85a (阳极)电连接，但是如图2(b)所示，也可以是对于 场效应晶体管的漏极电连接的光电变换元件80的第1电极81a作为阳极使 用的构成，在这种情况下，与偏置线5a电连接的光电变换元件80的第2 电极85a成为阴极。作为具体例子，也可以在第1电极81a上顺序地形成 高浓度P型半导体层84a、 I型半导体层83、高浓度N型半导体层83a。 在这种如图2(b)所示的构成的情况下，虽然在光电变换元件80上经由
30偏置线5a施加反偏置等基本动作也相同，但是，信号电位电平的高低如图 14所示，与图5所示的图案不同。因此，例如，在实施方式5中，在高电 位线77上施加比预置电位Vp高1V的电位，在^[氐电位线78上施加偏置电 压，但是在如图2(b)所示的构成的情况下，只要在低电位线78上施加 比预置电位Vp低lV的电位，在高电位线77上施加偏置电压VB即可。
在上述实施方式1 5中，作为光电变换元件80,虽然使用了 PIN光电 二极管，但是并不限于此，也可以使用PN光电二极管，进一步地，也可 以使用MIS型、肖特基型的光电变换元件80。
在上述实施方式1 5中，作为场效应晶体管30，虽然以使用非晶硅膜 的TFT为例子进行了说明，但是，也可以将使用了微结晶硅膜、多晶硅膜、 单结晶硅层的薄膜晶体管用作场效应型晶体管30。此外，在上述实施方式 1 5中，作为场效应晶体管30，虽然具备从基座M 10的下层侧向着上层 侧栅极电极3b、栅极绝缘膜21以及半导体膜2a (有源层)顺序层叠的底 栅构造，但是，也可以是具备从基座基板10的下层侧向着上层侧半导体膜 (有源层)、栅极绝缘膜以及栅极电极顺序叠层的顶栅构造的构造。在采 用这种顶栅构造的情况下，当构成为从栅极电极一侧光入射时，如果使用 栅极电极是ITO膜等透光性导电膜，则能够高效率地进行向有源层的光的 入射。此外，对于场效应晶体管30的构造，也可以是交错型、反交错型、 共面型、反共面型的任意一个。
在上述实施方式1 5中，作为像素开关元件，虽然使用了N型场效应 晶体管30，但是作为像素开关元件，也可以使用P型的场效应晶体管30。 在这种情况下，如果和上述的说明反转极性，则能够实现与上述实施方式 1 5同样的构成。
权利要求
1.一种固体拍摄装置，在基板上的拍摄区域内具有在规定方向上延伸的多条扫描线、在与上述多条扫描线交叉的方向上延伸的多条数据线和多条偏置线，并在配置于与上述扫描线和上述数据线的各个交叉处对应的位置处的多个像素的各个像素上，形成有由上述扫描线控制的场效应晶体管以及具备经由该场效应晶体管与上述数据线电连接的第1电极和与上述偏置线电连接的第2电极的光电变换元件，其特征在于，在上述基板上形成静电保护用恒定电位线；对于上述偏置线，构成具备在该偏置线和上述静电保护用恒定电位线之间电连接的保护二极管的偏置线用的静电保护电路。
2. 根据权利要求l所述的固体拍摄装置，其特征在于，对于上述扫描 线和上述数据线之中的至少一方的信号线，构成具备在该信号线和上述静 电保护用恒定电位线之间电连接的保护二极管的信号线用的静电保护电 路。
3. 根据权利要求l所述的固体拍摄装置，其特征在于，对于上述扫描 线，构成具备在该扫描线和上述静电保护用恒定电位线之间电连接的保护 二极管的扫描线用的静电保护电路；对于上述数据线，构成具备在该数据线和上述静电保护用恒定电位线 之间电连接的保护二极管的数据线用的静电保护电路。
4. 根据权利要求2或者3所述的固体拍摄装置，其特征在于，上述保 护二极管都与共用的上述静电保护用恒定电位线电连接。
5. 根据权利要求4所述的固体拍摄装置，其特征在于，在上述M上 形成多条上述静电保护用恒定电位线的同时，上述多^#电保护用恒定电 位线经由保护二极管串行地电连接；上述多条静电保护用恒定电位线之中与直接施加了恒定电位的静电保的保护二极管。
6. 根据权利要求4或者5所述的固体拍摄装置，其特征在于，施加在 上述静电保护用恒定电位线上的恒定电位是在从上述像素中读出数据之前 施加在上述数据线上的预置电压。
7. 根据权利要求1至6的任意一项所述的固体拍摄装置，其特征在于， 作为上述保护二极管，至少是MIS型的半导体元件中将使漏极或者源极和 栅极连接而构成的2个MIS型二极管反向地并联连接的反偏置二极管元 件。
8. 根据权利要求1至6的任意一项所述的固体拍摄装置，其特征在于， 作为上述保护二极管，至少使用具备对于上述静电保护用恒定电位线之中 高电位的静电保护用恒定电位线以反偏置状态电连接的高电位侧保护二极 管以及与低电位的静电保护用恒定电位线以反偏置状态电连接的低电位侧 保护二极管的反偏置二极管元件。
全文摘要
提供一种在固体拍摄装置中也能够可靠地防止静电破坏的构成。在固体拍摄装置(100)中，在基座基板(10)上以包围拍摄区域(100c)的周围的方式形成有静电保护用恒定电位线(71)。在从多条偏置线(5a)向X方向延伸的主线部分(5c)和静电保护用恒定电位线(71)之间、在扫描线(3a)和静电保护用恒定电位线(71)之间以及在数据线(6a)和静电保护用恒定电位线(71)之间电连接有保护二极管(9a、9b、9c)。保护二极管(9a、9b、9c)由MIS型的半导体元件中将漏极或者源极和栅极连接而构成的2个MIS型二极管反向地并联连接的反偏置二极管元件构成。
文档编号H04N5/335GK101604699SQ20091014657
公开日2009年12月16日 申请日期2009年6月8日 优先权日2008年6月10日
发明者佐藤尚, 山崎泰志, 石田幸政 申请人:爱普生映像元器件有限公司