檢測裝置、其制造方法和放射線檢測系統(tǒng)的制作方法

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檢測裝置、其制造方法和放射線檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及檢測裝置、其制造方法和放射線檢測系統(tǒng)。提供了包含像素的檢測裝置的制造方法。該方法包括：在基板之上形成有機絕緣層，所述基板之上形成有開關(guān)元件；在有機絕緣層之上形成對于各個像素分割的像素電極；在有機絕緣層的未覆蓋有像素電極的部分之上形成無機材料部分；形成覆蓋所述多個像素電極和無機材料部分的無機絕緣膜；形成覆蓋無機絕緣膜的半導體膜；以及通過使用無機材料部分與無機絕緣膜的疊層結(jié)構(gòu)作為蝕刻阻止體進行蝕刻，對于各個像素分割半導體膜。
【專利說明】檢測裝置、其制造方法和放射線檢測系統(tǒng)

【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及檢測裝置、其制造方法和放射線檢測系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 日本專利公開No. 2007-059887提出了包括轉(zhuǎn)換元件和諸如TFT的開關(guān)元件的檢測裝置。在該檢測裝置中，在開關(guān)元件之上形成轉(zhuǎn)換元件，并且在開關(guān)元件與轉(zhuǎn)換元件之間形成層間絕緣層。轉(zhuǎn)換元件包含對于各個（individual)像素分割的電極、在電極上形成并且被多個像素共享的絕緣層、以及在絕緣層上形成并且對于各個像素分割的半導體層。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 在日本專利公開No. 2007-059887中提出的檢測裝置的制造方法中，為了形成對于各個像素分割的半導體層，必須通過蝕刻來去除在絕緣層上形成的半導體膜的部分。在該蝕刻中，絕緣層用作下層（underlayer)。當與層間絕緣層接觸的部分中的絕緣層的膜厚度通過蝕刻減小到幾十nm時，轉(zhuǎn)換元件的絕緣層不能跟隨在檢測裝置的制造方法的加熱步驟中出現(xiàn)的層間絕緣層的收縮，并且轉(zhuǎn)換元件的絕緣層可從層間絕緣層剝離。另外，如果蝕刻氣體透過絕緣層，那么絕緣層下面的層間絕緣層被暴露于蝕刻。如果層間絕緣層在它由有機材料制成時暴露于蝕刻,那么有機材料污染轉(zhuǎn)換元件，并且暗電流增大。
[0004] 為了防止如上所述的膜剝離和污染，僅需要形成絕緣層以使得與層間絕緣層接觸的部分中的絕緣層具有足夠的膜厚度。但是，在日本專利公開No. 2007-059887的布置中，與層間絕緣層接觸的部分中的絕緣層的膜厚度依賴于像素電極上的部分中的絕緣層的膜厚度。這使得難以為了提高轉(zhuǎn)換元件的靈敏度而減薄絕緣層。
[0005] 因此，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種有利于減薄包含于檢測裝置的轉(zhuǎn)換元件中的絕緣層的技術(shù)。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所提供的是一種包含多個像素的檢測裝置的制造方法，包括：在基板之上形成有機絕緣層，所述基板之上形成有開關(guān)元件；在有機絕緣層之上形成對于各個像素分割的多個像素電極；在有機絕緣層的未覆蓋有所述多個像素電極的部分之上形成無機材料部分；形成覆蓋所述多個像素電極和無機材料部分的無機絕緣膜；形成覆蓋無機絕緣膜的半導體膜；以及通過使用無機材料部分與無機絕緣膜的疊層結(jié)構(gòu)作為蝕刻阻止體（stopper)進行蝕刻，對于各個像素分割半導體膜。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所提供的是一種包含多個像素的檢測裝置的制造方法，包括：在基板之上形成有機絕緣層，所述基板之上形成有開關(guān)元件；在有機絕緣層之上形成對于各個像素分割的多個像素電極；形成覆蓋所述多個像素電極和有機絕緣層的未覆蓋有所述多個像素電極的部分的無機絕緣膜；通過使用覆蓋無機絕緣膜的存在于有機絕緣層的未覆蓋部分之上的第一部分的掩模，通過蝕刻來減小無機絕緣膜的存在于所述多個像素電極之上的第二部分的厚度；形成覆蓋無機絕緣膜的半導體膜；以及通過使用無機絕緣膜的第一部分作為蝕刻阻止體進行蝕刻，對于各個像素分割半導體膜。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的又一方面，所提供的是一種包含多個像素的檢測裝置的制造方法，包括：在基板之上形成有機絕緣層，所述基板之上形成有開關(guān)元件；在有機絕緣層之上形成無機絕緣層；在無機絕緣層之上形成對于各個像素分割的多個像素電極；形成覆蓋所述多個像素電極和無機絕緣層的未覆蓋有所述多個像素電極的部分的無機絕緣膜；形成覆蓋無機絕緣膜的半導體膜；以及通過使用無機絕緣層和無機絕緣膜的疊層結(jié)構(gòu)作為蝕刻阻止體進行蝕刻，對于各個像素分割半導體膜。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的再一方面，所提供的是一種包含多個像素的檢測裝置，包括：開關(guān)元件，形成在基板之上；有機絕緣層，形成在開關(guān)元件之上；多個像素電極，形成在有機絕緣層之上并且對于各個像素被分割；無機材料部分，形成在有機絕緣層的未覆蓋有所述多個像素電極的部分之上；無機絕緣層，形成在所述多個像素電極之上；以及半導體層，形成在無機絕緣層之上并且對于各個像素被分割。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的又一方面，所提供的是一種包含多個像素的檢測裝置，包括：開關(guān)元件，形成在基板之上；有機絕緣層，形成在開關(guān)元件之上；多個像素電極，形成在有機絕緣層之上并且對于各個像素被分割；無機絕緣層，覆蓋有機絕緣層的未覆蓋有所述多個像素電極的部分和所述多個像素電極；以及半導體層，形成在無機絕緣層之上并且對于各個像素被分割，并且無機絕緣層的離所述基板的高度最大的部分存在于有機絕緣層的未覆蓋部分之上。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的再一方面，所提供的是一種包含多個像素的檢測裝置，包括：開關(guān)元件，形成在基板之上；有機絕緣層，形成在開關(guān)元件之上；第一無機絕緣層，形成在有機絕緣層之上，并且具有露出開關(guān)元件的電極的一部分的接觸孔；多個像素電極，形成在第一無機絕緣層之上并且對于各個像素被分割；第二無機絕緣層，形成在所述多個像素電極之上；以及半導體層，形成在第二無機絕緣層之上并且對于各個像素被分割。
[0012] 從（參照附圖）對示例性實施例的以下描述，本發(fā)明的進一步的特征將變得明顯。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1是用于解釋各種實施例的檢測裝置的等效電路例子的示圖；
[0014] 圖2A和2B是用于解釋一些實施例的檢測裝置的像素的配置例子的示圖；
[0015] 圖3A至3J是用于解釋圖2A和2B所示的檢測裝置的制造方法的例子的示圖；
[0016] 圖4是用于解釋圖2A和2B所示的檢測裝置的第一變型的布置的示圖；
[0017] 圖5A和5B是用于解釋圖2A和2B所示的檢測裝置的第二變型的布置的示圖；
[0018] 圖6A和6B是用于解釋圖2A和2B所示的檢測裝置的第二變型的制造方法的示圖；
[0019] 圖7A和7B是用于解釋圖2A和2B所示的檢測裝置的第三變型的布置的示圖；
[0020] 圖8A至8D是用于解釋圖2A和2B所示的檢測裝置的第三變型的制造方法的示圖；
[0021] 圖9A和9B是用于解釋一些其它實施例的檢測裝置的像素的配置例子的示圖；
[0022] 圖10A和10B是用于解釋圖9A和9B所示的檢測裝置的制造方法的例子的示圖；
[0023] 圖11A和11B是用于解釋一些其它實施例的檢測裝置的像素的配置例子的示圖；
[0024] 圖12A和12B是用于解釋圖11A和11B所示的檢測裝置的制造方法的例子的示圖；以及
[0025] 圖13是用于解釋一些其它實施例的放射線檢測系統(tǒng)的示圖。

【具體實施方式】
[0026] 以下將參照附圖解釋本發(fā)明的各種實施例。相同的附圖標記在所有的各種實施例中表示相同的要素，并且重復的解釋將被省略。并且，可以根據(jù)需要改變和組合實施例。
[0027] 將參照圖1解釋根據(jù)本發(fā)明的各種實施例的檢測裝置100的等效電路的例子。檢測裝置100被配置為檢測發(fā)射的放射線。放射線可以例如為X射線、α射線、β射線或 Y 射線。檢測裝置1〇〇被用于例如醫(yī)療圖像診斷裝置、非破壞性檢查裝置、或使用放射線的分析裝置中。
[0028] 檢測裝置100可包含在基板101上形成的像素陣列102。在像素陣列102中，以陣列的形式布置多個像素103。在圖1所示的例子中，出于描述簡化的原因，像素陣列102 具有3行Χ3列的像素103。但是，像素陣列102可包含任意數(shù)量的行X任意數(shù)量的列的像素103。各像素103可包含用于將放射線或光轉(zhuǎn)換成電荷的轉(zhuǎn)換元件104、以及用作用于輸出與轉(zhuǎn)換元件104的電荷對應的電信號的開關(guān)元件的TFT(薄膜晶體管）105。當轉(zhuǎn)換元件104將光轉(zhuǎn)換成電荷時，檢測裝置100可在覆蓋像素陣列102的位置中具有用于將放射線轉(zhuǎn)換成光的閃爍體（未不出）。
[0029] 轉(zhuǎn)換元件104包含第一電極106和第二電極107。轉(zhuǎn)換元件104的第一電極106 與在同一像素中形成的TFT105的第一主電極連接。轉(zhuǎn)換元件104的第二電極107經(jīng)由沿列方向延伸（running)的偏置線（bias line) 111與電源電路110連接。TFT105的第二主電極經(jīng)由沿列方向延伸的信號線121與讀取電路120連接。TFT105的控制電極經(jīng)由沿行方向延伸的驅(qū)動線131與驅(qū)動電路130連接。
[0030] 讀取電路120可對各信號線121包含用于積分和放大來自信號線121的電信號的積分放大器122、以及用于采樣和保持通過積分放大器122放大的電信號的采樣和保持電路123。讀取電路120可進一步包含用于將從多個采樣和保持電路123并行輸出的電信號轉(zhuǎn)換成串行電信號的多路復用器124、以及用于將來自多路復用器124的輸出電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字數(shù)據(jù)的A/D轉(zhuǎn)換器125。電源電路110將基準電勢Vref供給到積分放大器122的非反相輸入端子。電源電路110進一步經(jīng)由偏置線111向轉(zhuǎn)換元件104的第二電極107供給偏置電勢Vs。
[0031] 接下來，將解釋檢測裝置100的操作的概要。電源電路110經(jīng)由TFT105向轉(zhuǎn)換元件104的第一電極106施加基準電勢Vref，并且還向轉(zhuǎn)換元件104的第二電極107施加分開通過放射線或可見光產(chǎn)生的電子-空穴對所需要的偏置電勢Vs。在這種狀態(tài)下，透過對象 (object)并已進入轉(zhuǎn)換元件104的放射線或與該放射線對應的可見光被轉(zhuǎn)換成電荷并被存儲于轉(zhuǎn)換元件104中。當通過從驅(qū)動電路130向驅(qū)動線131施加的驅(qū)動脈沖接通TFT105 時，與存儲于轉(zhuǎn)換元件104中的電荷對應的電信號被輸出到信號線121，并且通過讀取電路 120作為數(shù)字數(shù)據(jù)被讀出到外部。
[0032] 將參照圖2A和2B解釋根據(jù)上述檢測裝置100的第一實施例的像素103的結(jié)構(gòu)例子。檢測裝置100的除像素103以外的布置可以是任何布置，并且可以使用現(xiàn)有的布置，因此將省略其解釋。圖2A是具體示出一個像素103及其周邊的平面圖，圖2B是沿圖2A中的線A-A'獲取的截面圖。為了使得易于看圖，圖2A省略了一些要素。
[0033] 如上所述，像素103可包含轉(zhuǎn)換元件104和TFT105。在諸如玻璃基板的絕緣基板 101上形成TFT105,并且在TFT105之上形成轉(zhuǎn)換元件104。在TFT105與轉(zhuǎn)換元件104之間形成層間絕緣層210,由此使TFT105與轉(zhuǎn)換元件104相互絕緣。
[0034] 在基板101上，TFT105從基板101的表面依次包含控制電極201、絕緣層202、半導體層203、具有比半導體層203的雜質(zhì)濃度高的雜質(zhì)濃度的雜質(zhì)半導體層204、第一主電極 205和第二主電極206。雜質(zhì)半導體層204的部分區(qū)域與第一主電極205和第二主電極206 接觸，并且半導體層203的與上述部分區(qū)域接觸的那些區(qū)域之間的區(qū)域是TFT105的溝道區(qū) 域。TFT105的控制電極201與驅(qū)動線131電連接。TFT105的第一主電極205與轉(zhuǎn)換元件 104的第一電極106電連接。TFT105的第二主電極206與信號線121電連接。在本實施例中，通過同一導電圖案一體化形成TFT105的第一主電極205和第二主電極206以及信號線 121，并且第二主電極206形成信號線121的一部分。保護層207被形成為覆蓋TFT105、驅(qū) 動線131和信號線121。在本實施例中，具有包含非晶硅作為主材料的半導體層203和雜質(zhì) 半導體層204的逆交錯型（inverted stagger type) TFT被用作開關(guān)元件。但是，開關(guān)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為主材料的交錯型TFT、有機TFT 或氧化物TFT作為開關(guān)元件。
[0035] 層間絕緣層210在基板101與轉(zhuǎn)換元件104的第一電極106之間形成以覆蓋各像素的TFT105。轉(zhuǎn)換元件104的第一電極106和TFT105的第一主電極205在設置在層間絕緣層210中的接觸孔中被連接。
[0036] 在層間絕緣層210上，轉(zhuǎn)換元件104從層間絕緣層210的表面依次包含第一電極 106、無機絕緣層221、半導體層222、雜質(zhì)半導體層223和第二電極107。轉(zhuǎn)換元件104的第二電極107與偏置線111電連接。轉(zhuǎn)換元件104被覆蓋有鈍化層224。在第一實施例中，包含半導體層222 (其包含非晶娃作為主材料）和雜質(zhì)半導體層223的MIS光電轉(zhuǎn)換兀件被用作轉(zhuǎn)換元件104。但是，轉(zhuǎn)換元件104也可具有另一布置。例如，作為轉(zhuǎn)換元件104,也可以使用包含半導體層222 (其包含非晶硒作為主材料）和雜質(zhì)半導體層223并直接將放射線轉(zhuǎn)換成電荷的轉(zhuǎn)換元件。對于各個像素103分割第一電極106和第二電極107,并且一個像素103包含一個第一電極106和一個第二電極107。因此，第一電極106和第二電極107 兩者都可被稱為像素電極。第一電極106也可被稱為下像素電極（下電極），并且第二電極 107也可被稱為上像素電極（上電極）。也對于各個像素103分割半導體層222和雜質(zhì)半導體層223,并且一個像素103包含一個半導體層222和一個雜質(zhì)半導體層223。可對于多個像素103共同形成無機絕緣層221。
[0037] 層間絕緣層210也可以是通過具有低介電常數(shù)并能夠形成厚膜或平坦膜的有機材料形成的有機絕緣層。這使得可以減小在轉(zhuǎn)換元件104與TFT105之間產(chǎn)生的電容。也可以通過將層間絕緣層210的上表面平坦化，來消除TFT105、驅(qū)動線131和信號線121的臺階（step),并在層間絕緣層210上穩(wěn)定地形成轉(zhuǎn)換元件104。
[0038] 在來自轉(zhuǎn)換元件104的輸出Qout與通過入射的光或放射線在半導體層222中產(chǎn) 生的電荷量Qin之間，以下的關(guān)系成立：
[0039] Qout = GXQin
[0040] 這里，G是內(nèi)部增益并由下式表示：
[0041] G = (Ci)/(Ci+Cs)
[0042] 這里，Ci是無機絕緣層221的電容值，Cs是半導體層222的電容值。因此，隨著無機絕緣層221的電容值增大，輸出Qout的值增大，所以可通過減小無機絕緣層221的膜厚度來提高轉(zhuǎn)換元件104的靈敏度。
[0043] 當無機絕緣層221減薄時，出現(xiàn)以下的問題。無機絕緣層221的覆蓋第一電極106 之間的間隙的部分在用于分割半導體層222的干蝕刻期間用作下層。如果該干蝕刻不僅去除半導體層222而且還去除半導體層222之下的無機絕緣層221，那么由有機材料制成的層間絕緣層210暴露于干蝕刻，并且這可導致有機材料所造成的污染。作為例子，將檢查無機絕緣層221是硅氮化物膜且半導體層222是非晶硅膜的情況。作為用于基于硅的材料的蝕刻氣體，一般使用諸如CF4或SF6的基于氟的氣體或者基于氯的氣體。由于硅氮化物與非晶硅之間的蝕刻選擇性在這些蝕刻氣體中不是無限大，因此難以僅選擇性地蝕刻非晶硅膜。另外，由于加載效果（loading effect)等，在平面中存在蝕刻速率變動。因此，必須執(zhí) 行過蝕刻以從蝕刻速率低的部分完全去除非晶硅。該過蝕刻可從蝕刻速率高的部分完全去除減薄的硅氮化物膜。這可導致上述的有機材料所造成的污染。
[0044] 因此，根據(jù)第一實施例的檢測裝置100在第一電極106之間的間隙的位置中在層間絕緣層210上不僅包含無機絕緣層221而且還包含無機材料部分225。由于無機材料部分225與無機絕緣層221的疊層結(jié)構(gòu)用作蝕刻阻止體，因此，即使當無機絕緣層221薄時，也可防止如上所述的有機材料所造成的污染。由于具有足夠厚度的無機材料部分225可在蝕刻之后保留，因此還可以減小無機材料部分225從層間絕緣層210剝離的可能性。
[0045] 接下來，將參照圖3A至3J解釋具有參照圖2A和2B解釋的像素103的結(jié)構(gòu)的檢測裝置100的制造方法例子。在圖3A至3J中，將詳細解釋用于形成層間絕緣層210和轉(zhuǎn) 換元件104的方法?？赏ㄟ^現(xiàn)有的方法形成檢測裝置100的TFT105和其它構(gòu)成元件，因此將省略其解釋。圖38、30、3?、3!1和31與圖28的截面圖對應，并示出各個步驟中的截面圖。與圖2B類似，這些圖具體示出一個像素103及其周邊。圖3A、3C、3E、3G和31中的每一個是在相應步驟中使用的光掩模的單像素掩模圖案的示意性平面圖。各圖中的陰影部分指示遮光部分。在實際的掩模中，以陣列的形式布置單像素掩模圖案。
[0046] 首先，在圖3B所示的步驟中，制備包含TFT105和覆蓋TFT105的保護層207的基板101。在保護層207中形成用于露出第一主電極205的一部分的接觸孔。通過使用諸如旋轉(zhuǎn)器（spinner)的涂敷裝置，作為感光有機材料的丙烯酸樹脂所制成的有機絕緣膜被沉積于基板101上以覆蓋TFT105和保護層207。也可使用聚酰亞胺樹脂等作為感光有機材料。然后，通過使用圖3A所示的掩模執(zhí)行曝光，并且之后執(zhí)行顯影，由此在有機絕緣膜中形成接觸孔301。由此，形成層間絕緣層210。層間絕緣層210中的接觸孔301露出保護層 207中的接觸孔。即，從層間絕緣層210中的接觸孔301露出第一主電極205的一部分。
[0047] 然后，在圖3D所示的步驟中，由ΙΤ0制成的非晶氧化物膜通過濺射被沉積以覆蓋層間絕緣層210。該氧化物膜是透明和導電的。隨后，通過使用圖3C所示的掩模的濕蝕刻，對于各個像素分割該氧化物膜。通過利用退火將分割的氧化物膜多晶化，形成多個第一電極106。雖然在上述的例子中使用ΙΤ0作為氧化物膜的材料，但也可以使用諸如Zn0、Sn0 2、 AT0、AZ0、CdIn204、MgIn204、ZnGa 204和InGaZn04的材料。作為氧化物膜的材料，也可使用諸如含Cu的銅鐵礦型材料的可采取非晶態(tài)的材料，例如，CuA10 2。
[0048] 隨后，在圖3F所示的步驟中，由諸如硅氮化物膜或硅氧化物的無機材料制成的無機絕緣膜通過等離子體CVD被沉積以覆蓋層間絕緣層210和第一電極106。然后，通過使用圖3E所示的掩模蝕刻無機絕緣膜，由此在覆蓋第一電極106之間的間隙的位置中形成無機材料部分225。更具體而言，通過蝕刻來去除除了第一電極106的邊緣以外的部分上的無機絕緣膜。因此，無機材料部分225被形成以覆蓋層間絕緣層210的未覆蓋有多個第一電極 106的部分302和第一電極106的邊緣。
[0049] 在圖3H所示的步驟中，由諸如硅氮化物膜或硅氧化物的無機材料制成的絕緣膜通過等離子體CVD被沉積以覆蓋無機材料部分225和第一電極106。該絕緣膜用作無機絕緣層221。之后，由非晶硅膜制成的半導體膜303和由其中混合諸如磷的五價元素作為雜質(zhì)的非晶硅膜制成的雜質(zhì)半導體膜304通過等離子體CVD依次被沉積。然后，由A1等制成的導電膜通過濺射被沉積以覆蓋雜質(zhì)半導體膜304。通過濕蝕刻該導電膜形成偏置線111。隨后，氧化物膜通過濺射被沉積以覆蓋雜質(zhì)半導體膜304和偏置線111。該氧化物膜是透明和導電的。然后，通過使用圖3G所示的掩模的濕蝕刻對于各個像素分割該氧化物膜。分割的氧化物膜用作多個第二電極107。第二電極107的材料可選自與第一電極106的材料相同的材料。當轉(zhuǎn)換元件104是將放射線直接轉(zhuǎn)換成電荷的元件時，第二電極107不需要是透明的，并且還可以使用易于透射放射線的導電膜，例如，A1。
[0050] 然后，在圖3J所示的步驟中，通過使用圖31所示的掩模的干蝕刻對于各個像素分割雜質(zhì)半導體膜304和半導體膜303。分割的雜質(zhì)半導體膜304形成雜質(zhì)半導體層223,并且分割的半導體膜303形成半導體層222。在該干蝕刻中，層間絕緣層210的部分302上的無機材料部分225用作蝕刻阻止體。因此，即使當通過干蝕刻完全去除無機絕緣層221時，無機材料部分225之下的層間絕緣層210也不暴露于干蝕刻，因此可防止有機材料所造成的污染。還可以通過形成無機材料部分225以使得具有足夠厚度的無機材料部分225在蝕刻之后保留，來抑制由層間絕緣層210的收縮所導致的無機材料部分225的膜剝離。最后，通過形成鈍化層224以覆蓋轉(zhuǎn)換元件104,獲得圖2B所示的布置。
[0051] 將參照圖4解釋根據(jù)第一實施例的檢測裝置100的第一變型。圖4是具體示出一個像素103及其周邊的截面圖，并與圖2B對應。第一變型與第一實施例的不同在于無機材料部分225的形狀。在第一實施例中，無機材料部分225覆蓋第一電極106的邊緣。在第一變型中，無機材料部分225不與第一電極106接觸，并且僅覆蓋層間絕緣層210的部分 302的一部分。由于無機材料部分225在第一變型中也用作蝕刻阻止體，因此可防止有機材料所造成的污染。還可以抑制由層間絕緣層210的收縮所導致的無機材料部分225的膜剝離。在第一變型中，無機材料部分225不與第一電極106接觸，因此無機材料部分225可通過諸如硅氮化物的無機絕緣體形成，并且也可通過諸如包含A1等的金屬的無機導體形成。可通過改變圖3E所示的掩模的形狀，以與用于根據(jù)第一實施例的檢測裝置100的方式相同的方式制造根據(jù)第一變型的檢測裝置100。
[0052] 將參照圖5A和5B解釋根據(jù)第一實施例的檢測裝置100的第二變型。圖5A是具體示出一個像素103及其周邊的平面圖，圖5B是沿圖5A中的線B-B'獲取的截面圖。為了使得易于看圖，圖5A省略了一些要素。
[0053] 第二變型與第一實施例的不同在于進一步包括無機材料部分501。在層間絕緣層 210中形成的接觸孔301中，在覆蓋第一電極106的臺階部分的位置中形成無機材料部分 501。
[0054] 第一電極106在參照第一實施例中的圖3F解釋的用于形成無機材料部分225的蝕刻期間用作下層。要蝕刻的層的蝕刻速率一般根據(jù)結(jié)晶性或膜厚度而改變。例如，在第一電極106的覆蓋保護層207的邊緣的部分中或者在第一電極106的覆蓋層間絕緣層210 與保護層207之間的邊界的部分中形成臺階。由于結(jié)晶性在該臺階部分中弱化，因此蝕刻速率增大。因此，蝕刻有時穿透第一電極106并蝕刻第一主電極205和保護層207。在第二變型中，可通過用無機材料部分501保護該臺階部分來防止其被蝕刻。在圖5B所示的例子中，無機材料部分501僅覆蓋第一電極106的臺階部分。但是，無機材料部分501也可在整個接觸孔301中覆蓋第一電極106。
[0055] 以下將參照圖6A和6B解釋具有參照圖5A和5B解釋的像素103的結(jié)構(gòu)的檢測裝置100的制造方法例子。直到圖3D所示的步驟為止，該方法與第一實施例的方法相同，因此將省略重復的解釋。然后，在圖6B所示的步驟中，由諸如硅氮化物膜或硅氧化物的無機材料制成的無機絕緣膜通過等離子體CVD被沉積以覆蓋層間絕緣層210和第一電極106。隨后，通過使用圖6A所示的掩模蝕刻無機絕緣膜，由此形成無機材料部分225和501。之后的步驟與從圖3H所示的步驟起的那些相同，因此將省略重復的解釋。
[0056] 根據(jù)第二變型的檢測裝置100也可具有與第一實施例的效果相同的效果。另外，可以組合第一和第二變型。在這種情況下，也可通過無機導體的無機膜形成無機材料部分 501。
[0057] 將參照圖7A和7B解釋根據(jù)第一實施例的檢測裝置100的第三變型。圖7A是具體示出一個像素103及其周邊的平面圖，圖7B是沿圖7A中的線C-C'獲取的截面圖。為了使得易于看圖，圖7A省略了一些要素。
[0058] 第三變型與第一實施例的不同在于進一步包括無機材料部分701。在層間絕緣層 210中形成的接觸孔301中，在第一電極106的臺階之下形成無機材料部分701。更具體而言，在第一電極106與第一主電極205之間以及在第一電極106與保護層207之間形成無機材料部分701。在第三變型中，由于無機材料部分701用作蝕刻阻止體，因此可以防止第一主電極205和保護層207被蝕刻。
[0059] 以下將參照圖8A至8D解釋具有參照圖7A和7B解釋的像素103的結(jié)構(gòu)的檢測裝置100的制造方法例子。在圖8B所示的步驟中，以與第一實施例中相同的方式制備包含 TFT105和覆蓋TFT105的保護層207的基板101。然后，由諸如硅氮化物膜的無機材料制成的無機絕緣膜通過等離子體CVD被沉積以覆蓋TFT105和保護層207。隨后，通過使用圖8A 所示的掩模蝕刻該無機絕緣膜，形成無機材料部分701。也可通過諸如A1的無機導體形成無機材料部分701。
[0060] 然后，在圖8D所示的步驟中，以與圖3B中相同的方式通過使用圖8C所示的掩模形成層間絕緣層210。之后的步驟與從圖3D所示的步驟起的那些相同，因此將省略重復的解釋。
[0061] 根據(jù)第三變型的檢測裝置100也可具有與第一實施例的效果相同的效果。也可以組合第一和第三變型、或第二和第三變型。并且，可同時組合所有的第一到第三變型。這些變型和它們的組合也可被應用于以下的任意的實施例。
[0062] 將參照圖9A和9B解釋根據(jù)上述檢測裝置100的第二實施例的像素103的結(jié)構(gòu)例子。檢測裝置100的除像素103以外的布置可以是任何布置，并且可以使用現(xiàn)有的布置，因此將省略其解釋。圖9A是具體示出一個像素103及其周邊的平面圖，圖9B是沿圖9A中的線D-D'獲取的截面圖。為了使得易于看圖，圖9A省略了一些要素。
[0063] 第二實施例與第一實施例的不同在于不形成無機材料部分225。另外，無機絕緣層221的形狀是這些實施例之間的另一不同。第二實施例的無機絕緣層221在層間絕緣層 210的部分302上具有離基板101的高度最大的部分。該厚度實現(xiàn)與第一實施例的效果相同的效果。
[0064] 以下將參照圖10A和10B解釋具有參照圖9A和9B解釋的像素103的結(jié)構(gòu)的檢測裝置100的制造方法例子。由于該方法直到圖3D所示的步驟為止與第一實施例的方法相同，因此將省略重復的解釋。然后，在圖10B所示的步驟中，由諸如硅氮化物膜或硅氧化物的無機材料制成的無機絕緣膜通過等離子體CVD被沉積以覆蓋層間絕緣層210和第一電極 106。之后，通過使用圖10A所示的掩模蝕刻第一電極106上的絕緣膜直到獲得希望的厚度為止，由此形成無機絕緣層221。由于該掩模覆蓋層間絕緣層210的部分302上的絕緣膜，因此層間絕緣層210的部分302上的部分不被蝕刻。因此，可使得無機絕緣層221的存在于層間絕緣層210的部分302上的那部分的厚度大于存在于第一電極106上的部分的厚度。之后的步驟與從圖3H所示的步驟起的那些相同，因此將省略重復的解釋。
[0065] 將參照圖11A和11B解釋根據(jù)上述檢測裝置100的第三實施例的像素103的結(jié)構(gòu) 例子。檢測裝置100的除像素103以外的布置可以是任何布置，并且可以使用現(xiàn)有的布置，因此將省略其解釋。圖11A是具體示出一個像素103及其周邊的平面圖，圖11B是沿圖11A 中的線E-E'獲取的截面圖。為了使得易于看圖，圖11A省略了一些要素。
[0066] 第三實施例與第一實施例的不同在于不形成無機材料部分225且形成絕緣層 1101。在第三實施例中，層間絕緣層210的部分302上的無機絕緣層221的厚度與絕緣層 1101的厚度的總和大于第一電極106上的無機絕緣層221的厚度。由于無機絕緣層221和絕緣層1101的疊層結(jié)構(gòu)用作蝕刻阻止體，因此獲得與第一實施例的效果相同的效果。
[0067] 在像素103中，在除至第一主電極205的接觸孔以外的整個表面上在第一電極106 之下形成絕緣層1101。因此，為了提高絕緣層1101與第一電極106之間的粘附性，也可通過金屬材料而不是氧化物膜形成第一電極106。
[0068] 以下將參照圖12A和12B解釋具有參照圖11A和11B解釋的像素103的結(jié)構(gòu)的檢測裝置100的制造方法例子。由于該方法直到圖3B所示的步驟為止與第一實施例的方法相同，因此將省略重復的解釋。然后，在圖12B所示的步驟中，由諸如硅氮化物膜或硅氧化物的無機材料制成的絕緣膜通過等離子體CVD被沉積以覆蓋層間絕緣層210。之后，通過使用圖12A所示的掩模蝕刻絕緣膜，由此形成露出第一主電極205的一部分的接觸孔1102。由此，形成絕緣層1101。之后的步驟與從圖3D所示的步驟起的那些相同，因此將省略重復的解釋。
[0069] 在上述的第一到第三實施例中的任一個中，即使當無機絕緣層221減薄時，也可增大用作蝕刻阻止體的無機部分的厚度。以下將檢查蝕刻半導體膜303之前的蝕刻阻止體的厚度的實際例子。
[0070] 假定半導體膜303的材料是非晶硅，蝕刻阻止體的材料是硅氮化物，并且用于蝕刻半導體膜303的蝕刻氣體的主成分是基于氟的氣體。對于基于氟的氣體的非晶硅與硅氮化物之間的蝕刻選擇性約為1: 1。因此，當由加載效果等導致的平面中的蝕刻速率變動為±10%時，必需至少10%的過蝕刻以從蝕刻速率低的部分完全去除非晶硅。當為了確保處理余量（margin)執(zhí)行20%的過蝕刻時，該過蝕刻根據(jù)計算在蝕刻速率高的部分中導致 30%的過蝕刻。因此，當半導體膜303的厚度為lOOOnm時，在蝕刻速率高的部分中蝕刻阻止體被過蝕刻約300nm。如果蝕刻之后的蝕刻阻止體的厚度為50nm或更小，那么可在后面的加熱步驟中出現(xiàn)蝕刻阻止體的膜剝離。因此，在上述的例子中，僅需要形成蝕刻阻止體以使得蝕刻之前的蝕刻阻止體的厚度為350nm或更大。
[0071] 當用于蝕刻半導體膜303的蝕刻氣體的主成分是基于氯的氣體時，非晶硅與硅氮化物之間的選擇性約為4:1。因此，根據(jù)與上述例子中相同的計算，僅需要形成蝕刻阻止體以使得蝕刻之前的蝕刻阻止體的厚度為125nm或更大。
[0072] 圖13是示出根據(jù)本發(fā)明的放射線檢測裝置對放射線診斷系統(tǒng)（放射線檢測系統(tǒng)）的應用例子的示圖。通過X射線管6050(放射線源）作為放射線產(chǎn)生的X射線6060透過對象或患者6061的胸部區(qū)域6062,并進入在上部中布置閃爍體的檢測裝置6040。檢測裝置6040可以是根據(jù)上述實施例中的任一個的檢測裝置。在上部中布置閃爍體的檢測轉(zhuǎn)換裝置形成放射線檢測裝置。入射的X射線包含關(guān)于患者6061的體內(nèi)部的信息。當X射線進入時，閃爍體發(fā)光，并且通過光電轉(zhuǎn)換獲得電信息。該信息被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。作為信號處理單元的圖像處理器6070對信號執(zhí)行圖像處理?？稍诳刂剖抑械淖鳛轱@示單元的顯示器6080上觀察處理后的信號。放射線檢測系統(tǒng)至少包括檢測裝置和用于處理來自檢測裝置的信號的信號處理單元。
[0073] 另外，可以通過諸如電話線6090的傳送處理單元將該信息傳輸?shù)竭h程位置?？稍?例如醫(yī)生室的另一位置中的作為顯示單元的顯示器6081上顯示所傳輸?shù)男畔?。并且，可?在諸如光盤的記錄單元中存儲該信息。以這種方式，遠程位置中的另一醫(yī)生可診斷對象。用作記錄單元的膠片處理器6100可在作為記錄介質(zhì)的膠片6110上記錄信息。
[0074] 雖然已參照示例性實施例描述了本發(fā)明，但要理解，本發(fā)明不限于公開的示例性實施例。所附的權(quán)利要求的范圍要被賦予最寬的解釋，以包含所有這樣的修改以及等同的結(jié)構(gòu)和功能。
【權(quán)利要求】
1. 一種包含多個像素的檢測裝置的制造方法，包括：在基板之上形成有機絕緣層，所述基板之上形成有開關(guān)元件；在有機絕緣層之上形成對于各個像素分割的多個像素電極；在有機絕緣層的未覆蓋有所述多個像素電極的部分之上形成無機材料部分；形成覆蓋所述多個像素電極和無機材料部分的無機絕緣膜；形成覆蓋無機絕緣膜的半導體膜；以及通過使用無機材料部分與無機絕緣膜的疊層結(jié)構(gòu)作為蝕刻阻止體進行蝕刻，對于各個像素分割半導體膜。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的制造方法，其中，形成無機材料部分包括：用無機膜覆蓋有機絕緣層的未覆蓋部分和所述多個像素電極；以及通過蝕刻去除無機膜的覆蓋所述多個像素電極的至少一部分的部分。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的制造方法，其中，無機材料部分覆蓋有機絕緣層的未覆蓋部分和所述多個像素電極的邊緣。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的制造方法，其中，無機材料部分覆蓋有機絕緣層的未覆蓋部分的一部分，并且不接觸所述多個像素電極。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的制造方法，其中，通過無機絕緣體形成無機材料部分。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1的制造方法，其中，通過無機導體形成無機材料部分。
7. -種包含多個像素的檢測裝置的制造方法，包括：在基板之上形成有機絕緣層，所述基板之上形成有開關(guān)元件；在有機絕緣層之上形成對于各個像素分割的多個像素電極；形成覆蓋所述多個像素電極和有機絕緣層的未覆蓋有所述多個像素電極的部分的無機絕緣膜；通過使用覆蓋無機絕緣膜的存在于有機絕緣層的未覆蓋部分之上的第一部分的掩模，通過蝕刻來減小無機絕緣膜的存在于所述多個像素電極之上的第二部分的厚度；形成覆蓋無機絕緣膜的半導體膜；以及通過使用無機絕緣膜的第一部分作為蝕刻阻止體進行蝕刻，對于各個像素分割半導體膜。
8. -種包含多個像素的檢測裝置的制造方法，包括：在基板之上形成有機絕緣層，所述基板之上形成有開關(guān)元件；在有機絕緣層之上形成無機絕緣層；在無機絕緣層之上形成對于各個像素分割的多個像素電極；形成覆蓋所述多個像素電極和無機絕緣層的未覆蓋有所述多個像素電極的部分的無機絕緣膜；形成覆蓋無機絕緣膜的半導體膜；以及通過使用無機絕緣層和無機絕緣膜的疊層結(jié)構(gòu)作為蝕刻阻止體進行蝕刻，對于各個像素分割半導體膜。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的制造方法，其中形成有機絕緣層包括：在其之上形成有開關(guān)元件的所述基板之上形成有機絕緣膜；以及通過在有機絕緣膜中形成露出開關(guān)元件的電極的一部分的接觸孔來形成有機絕緣層，并且所述制造方法還包括：形成覆蓋接觸孔中的像素電極的臺階部分的無機材料部分。
10. -種包含多個像素的檢測裝置，包括：開關(guān)元件，形成在基板之上；有機絕緣層，形成在所述開關(guān)元件之上；多個像素電極，形成在所述有機絕緣層之上并且對于各個像素被分割；無機材料部分，形成在所述有機絕緣層的未覆蓋有所述多個像素電極的部分之上；無機絕緣層，形成在所述多個像素電極之上；以及半導體層，形成在所述無機絕緣層之上并且對于各個像素被分割。
11. 一種放射線檢測系統(tǒng)，包括：如權(quán)利要求10所述的檢測裝置；以及信號處理單元，被配置為處理通過所述檢測裝置獲得的信號。
12. -種包含多個像素的檢測裝置，包括：開關(guān)元件，形成在基板之上；有機絕緣層，形成在所述開關(guān)元件之上；多個像素電極，形成在所述有機絕緣層之上并且對于各個像素被分割；無機絕緣層，覆蓋所述有機絕緣層的未覆蓋有所述多個像素電極的部分和所述多個像素電極；以及半導體層，形成在所述無機絕緣層之上并且對于各個像素被分割，并且所述無機絕緣層的離所述基板的高度最大的部分存在于所述有機絕緣層的未覆蓋部分之上。
13. -種放射線檢測系統(tǒng)，包括：如權(quán)利要求12所述的檢測裝置；以及信號處理單元，被配置為處理通過所述檢測裝置獲得的信號。
14. 一種包含多個像素的檢測裝置，包括：開關(guān)元件，形成在基板之上；有機絕緣層，形成在所述開關(guān)元件之上；第一無機絕緣層，形成在所述有機絕緣層之上，并且具有露出所述開關(guān)元件的電極的一部分的接觸孔；多個像素電極，形成在所述第一無機絕緣層之上并且對于各個像素被分割；第二無機絕緣層，形成在所述多個像素電極之上；以及半導體層，形成在所述第二無機絕緣層之上并且對于各個像素被分割。
15. -種放射線檢測系統(tǒng)，包括：如權(quán)利要求14所述的檢測裝置；以及信號處理單元，被配置為處理通過所述檢測裝置獲得的信號。
【文檔編號】H01L27/146GK104218046SQ201410232324
【公開日】2014年12月17日申請日期:2014年5月29日優(yōu)先權(quán)日:2013年6月4日
【發(fā)明者】川鍋潤, 渡邊實, 橫山啟吾, 大藤將人, 藤吉健太郎, 和山弘申請人:佳能株式會社

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