JP6796150B2 - 撮像パネル及びその製造方法 - Google Patents
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Description
(構成)
図1は、本実施形態におけるX線撮像装置を示す模式図である。X線撮像装置1000は、撮像パネル1と、制御部2とを備える。制御部2は、ゲート制御部2Aと信号読出部2Bとを含む。被写体Sに対しX線源3からX線が照射され、被写体Sを透過したX線が、撮像パネル1の上部に配置されたシンチレータ1Aによって蛍光(以下、シンチレーション光)に変換される。X線撮像装置1000は、シンチレーション光を撮像パネル1及び制御部20によって撮像することにより、X線画像を取得する。
図5Aに示すように、G端子31、S端子32、B端子33(以下、端子31〜33)は、共通の構造を有する。
図4Aに示すように、G端子31におけるソース層100は、S−Gコンタクト40Aにおいてゲート配線11と接続される。S−Gコンタクト40Aは、図5Bに示すように、基板101の上に、ゲート配線11と同じ材料からなるゲート層110aが配置され、ゲート層110aの上に、ゲート絶縁膜102が離間して配置され、コンタクトホールCH4aが形成されている。ゲート絶縁膜102の上には、コンタクトホールCH4aを介してゲート層110aと接続されたソース層100aが配置されている。ソース層100aは、ソース層100と同じ材料で構成される。
図4Bに示すように、B端子33におけるソース層100は、S−Bコンタクト40Bにおいてバイアス配線16と接続される。S−Bコンタクト40Bは、図5Cに示すように、ソース層100aと、バイアス配線16と同じ材料からなる透明導電膜160aとが、コンタクトホールCH4bを介して接続されている。ソース層100a上には、第1絶縁膜103、第2絶縁膜104、第3絶縁膜105、第4絶縁膜106、第5絶縁膜107、及び第6絶縁膜108が順に積層されている。コンタクトホールCH4bは、ソース層100aの上において、第1絶縁膜103、第2絶縁膜104、第3絶縁膜105、第4絶縁膜106、及び第5絶縁膜107を貫通する。S−Bコンタクト40Bにおける第1絶縁膜103、第2絶縁膜104、第3絶縁膜105、第4絶縁膜106、第5絶縁膜107、及び第6絶縁膜108はそれぞれ、アクティブ領域に配置された第1絶縁膜103、第2絶縁膜104、第3絶縁膜105、第4絶縁膜106、第5絶縁膜107、及び第6絶縁膜108(図3B参照)と同じ材料からなる。
次に、撮像パネル1の製造方法について説明する。図6A〜図6Uは、撮像パネル1のアクティブ領域においてTFT13が設けられたTFT領域と、端子31〜33が設けられる端子領域の各製造工程を示す断面図である。
ここで、図1に示すX線撮像装置1000の動作について説明しておく。まず、X線源3からX線が照射される。このとき、制御部2は、バイアス配線16(図3A等参照)に所定の電圧(バイアス電圧)を印加する。X線源3から照射されたX線は、被写体Sを透過し、シンチレータ1Aに入射する。シンチレータ1Aに入射したX線は蛍光(シンチレーション光)に変換され、撮像パネル1にシンチレーション光が入射する。撮像パネル1における各画素に設けられたフォトダイオード12にシンチレーション光が入射すると、フォトダイオード12により、シンチレーション光の光量に応じた電荷に変化される。フォトダイオード12によって変換された電荷に応じた信号は、ゲート制御部2Aからゲート配線11を介して出力されるゲート電圧(プラスの電圧)によってTFT13(図3A等参照)がON状態となっているときに、ソース配線10を通じて信号読出部2B(図2等参照)により読み出される。そして、読み出された信号に応じたX線画像が、制御部2において生成される。
上述した第1実施形態におけるG端子31、S端子32、及びB端子33は、端子のパッド部分にソース層100が設けられる例を説明したが、ソース層100に替えて、ゲート電極13aと同じ材料からなるゲート層を用いてもよい。
本実施形態におけるS端子及びB端子は、上述した第1実施形態におけるS端子32及びB端子33(図5A参照)と共通の構造を有し、G端子は、S端子及びB端子と異なる構造を有する。
材料として、上層にモリブデンナイトライド(MoN)、下層にチタン(Ti)を積層してもよい。バイアス配線16を形成する際のウェットエッチングによって、下部電極層の上層に設けられるモリブデンナイトライド(MoN)は除去されるが、下層のチタン(Ti)はモリブデンナイトライド(MoN)よりもエッチング選択性が高いため除去されず、パッド部分が消失しない。
Claims (11)
- 被写体を通過したX線から得られたシンチレーション光に基づいて画像を生成する撮像パネルであって、
基板と、
前記基板上にアクティブ領域と端子領域とを有し、
前記アクティブ領域は、
前記基板上に設けられた薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタの上に設けられた第1の絶縁膜と、
前記第1の絶縁膜の上に設けられた下部電極と、
前記下部電極の上に設けられ、前記シンチレーション光を電荷に変換する光電変換層と、
前記光電変換層の上に設けられた上部電極と、
前記上部電極の上に離間して配置され、コンタクトホールを有する第2の絶縁膜と、
前記上部電極とは別個に形成され、前記第2の絶縁膜の上に配置され、前記コンタクトホールを介して前記上部電極と接続された導電膜と、
前記第2の絶縁膜の上に配置され、前記導電膜と接続されたバイアス配線と、を備え、
前記端子領域には、前記薄膜トランジスタのゲート電極に接続されるゲート端子と、前記薄膜トランジスタのソース電極に接続されるソース端子と、前記バイアス配線に接続されるバイアス端子とが形成されており、
前記ゲート端子と前記ソース端子と前記バイアス端子との各々は、前記基板上に設けられ、前記ゲート電極又は前記ソース電極と接続された第1の導電層と、
前記第1の絶縁膜又は前記第2の絶縁膜と同じ材料で構成され、前記第1の導電層の一部の上に離間して設けられ、第1の開口を有する端子用第1絶縁膜と、
前記導電膜と同じ材料で構成され、前記端子用第1絶縁膜の上層に設けられ、前記第1の開口が設けられた位置において、前記第1の導電層と重なる第2の導電層と、
前記第1の開口が設けられた位置において、前記第1の導電層と前記第2の導電層との間に重なって配置されたカバー層とを備え、
前記ゲート端子の前記第1の導電層と前記ソース端子の前記第1の導電層と前記バイアス端子の前記第1の導電層との各々は、前記ゲート電極、前記ソース電極、及び前記下部電極のいずれか1つの素子と同じ材料で構成され、
前記ゲート端子の前記カバー層と前記ソース端子の前記カバー層と前記バイアス端子の前記カバー層との各々は、前記ソース電極、前記下部電極、及び前記バイアス配線のうち、当該カバー層に対応する前記第1の導電層と同じ材料からなる前記素子よりも上層に配置される少なくとも1つの素子と同じ材料で構成される、撮像パネル。 - 前記ゲート端子と前記ソース端子と前記バイアス端子とのうちの少なくとも1つの端子の前記第1の導電層は、前記ソース電極と同じ材料で構成されており、
前記ソース電極と同じ材料で構成されている前記第1の導電層を有する前記端子の前記カバー層は、前記下部電極と同じ材料で構成された下部電極層と、前記バイアス配線と同じ材料で構成されたバイアス配線層とからなる、請求項1に記載の撮像パネル。 - 前記ゲート端子と前記ソース端子と前記バイアス端子とのうちの少なくとも1つの端子の前記第1の導電層は、前記ゲート電極と同じ材料で構成されており、
前記ゲート電極と同じ材料で構成されている前記第1の導電層を有する前記端子の前記カバー層は、前記下部電極と同じ材料で構成された下部電極層と、前記バイアス配線と同じ材料で構成されたバイアス配線層と、前記ソース電極と同じ材料で構成されたソース層のうちの少なくとも2つの層からなる、請求項1に記載の撮像パネル。 - 前記端子領域において、前記ゲート端子と前記ソース端子と前記バイアス端子とのうち、少なくとも1つの端子が設けられた領域における前記第1の導電層は、前記ゲート電極と接続され、他の端子が設けられた領域における前記第1の導電層は、前記ソース電極と接続される、請求項1から3のいずれか一項に記載の撮像パネル。
- 前記薄膜トランジスタのゲート電極及びソース電極と、前記下部電極と、前記バイアス配線は、同じ材料を含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の撮像パネル。
- 被写体を通過したX線から得られたシンチレーション光に基づいて画像を生成する撮像パネルの製造方法であって、
基板上のアクティブ領域に、
薄膜トランジスタを形成し、
前記薄膜トランジスタの上に第1の絶縁膜を形成し、
前記薄膜トランジスタのドレイン電極の上に、前記第1の絶縁膜を貫通する第1のコンタクトホールを形成し、前記第1の絶縁膜を覆う下部電極用導電膜を形成し、
前記下部電極用導電膜をエッチングし、前記第1の絶縁膜の上に、前記第1のコンタクトホールを介して前記ドレイン電極と接続された下部電極を形成し、
前記下部電極の上に光電変換層を形成して前記光電変換層の上に上部電極を形成し、
前記上部電極を覆う第2の絶縁膜を形成して前記第2の絶縁膜を貫通する第2のコンタクトホールを形成し、
前記第2の絶縁膜の上層にバイアス配線用導電膜を形成し、前記バイアス配線用導電膜をエッチングして、バイアス電圧が印加されるバイアス配線を形成し、
前記第2のコンタクトホールを介して前記上部電極と接続された導電膜を形成し、
前記薄膜トランジスタ又は前記下部電極を形成する工程において、前記基板上の端子領域に、前記薄膜トランジスタのゲート電極又はソース電極、又は前記下部電極のいずれか1つの素子と同じ材料で構成された第1の導電層を形成し、
前記第1の絶縁膜又は前記第2の絶縁膜を形成する工程において、前記第1の絶縁膜又は前記第2の絶縁膜と同じ材料で構成され、前記第1の導電層の一部の上層に第1の開口を有する端子用第1絶縁膜を形成し、
前記導電膜を形成する工程において、前記導電膜と同じ材料で構成され、前記端子用第1絶縁膜の上層に、前記第1の開口が設けられた位置において、前記第1の導電層と重なる第2の導電層を形成し、
前記ソース電極、前記下部電極、及び前記バイアス配線のうち、前記第1の導電層と同じ材料からなる前記素子よりも上層に配置される少なくとも1つの素子が形成される工程において、当該少なくとも1つの素子と同じ材料で構成され、前記第1の開口が設けられた位置に、前記第1の導電層と前記第2の導電層との間に配置されたカバー層を形成することにより、前記ゲート電極に接続されるゲート端子と、前記ソース電極に接続されるソース端子と、前記バイアス配線に接続されるバイアス端子とが構成される、製造方法。 - 前記第1の導電層は、前記ソース電極、前記下部電極、及び前記バイアス配線のうち、前記第1の導電層と同じ材料からなる前記素子よりも上層に配置される素子を形成する工程のエッチングに対し、エッチング選択性が高い材料を含む、請求項6に記載の製造方法。
- 前記第1の導電層と接する前記カバー層における最下層は、前記ソース電極、前記下部電極、及び前記バイアス配線のうち当該最下層と同じ材料からなる素子よりも上層に配置される素子を形成する工程のエッチングに対し、エッチング選択性が高い材料を含む、請求項6に記載の製造方法。
- 前記カバー層は、前記薄膜トランジスタのソース電極が形成される工程において形成され、前記ソース電極と同じ材料からなるソース層と、前記バイアス配線が形成される工程において形成され、前記バイアス配線と同じ材料からなるバイアス配線層とを含み、
前記端子領域は、さらに、
前記第2の絶縁膜を形成する工程において、前記第2の絶縁膜と同じ材料で構成され、前記端子用第1絶縁膜を覆い、前記第1の開口よりも内側に第2の開口を有する端子用第2絶縁膜が形成され、
前記ソース層は、前記第1の開口において前記第1の導電層と接続され、
前記端子用第1絶縁膜は、前記ソース層の一部の上に形成され、
前記バイアス配線層は、前記端子用第2絶縁膜の上に形成され、前記第2の開口において前記ソース層と接続され、
前記第2の導電層は、前記第1の開口と重なる前記第2の開口において、前記カバー層を介して前記第1の導電層と接続される、請求項8に記載の製造方法。 - 前記ソース電極及び前記ソース層は、前記下部電極を形成する際のエッチングに対してエッチング選択性が低い第1の材料と、前記エッチングに対してエッチング選択性が高い第2の材料とが積層されて構成され、
前記第2の絶縁膜及び前記端子用第2絶縁膜の膜厚は、前記第1の材料の膜厚よりも厚く、
前記バイアス配線及び前記バイアス配線層は、前記第1の材料を含む複数の層で構成され、前記バイアス配線及び前記バイアス配線層の膜厚は、前記ソース電極及び前記ソース層の前記第1の材料の膜厚よりも厚い、請求項9に記載の製造方法。 - 前記ソース電極、前記下部電極、及び前記バイアス配線のうち、前記カバー層の形成に用いられない素子の材料は、複数の材料が積層された積層構造を有し、前記積層構造における最下層は、当該素子を形成する工程におけるエッチングに対し、当該素子より下層に設けられる素子よりもエッチング選択性が低い、請求項6に記載の製造方法。
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