检测器的制造方法、放射线检测装置和放射线检测系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及检测器的制造方法、放射线检测装置和放射线检测系统。提供一种用于在不伴随掩模数量的增加而增加成本或降低产量的情况下制造高性能平面型检测器的方法。该方法包括从在基板上沉积的第一导电膜形成第一电极和控制电极的第一步骤；在第一步骤之后依次沉积绝缘膜和半导体膜的第二步骤；在第二步骤之后依次沉积杂质半导体膜和第二导电膜并且从第二导电膜形成共用电极布线和第一导电部件的第三步骤；以及用同一掩模从在第三步骤之后形成的透明导电氧化物膜形成第二电极和第二导电部件并从杂质半导体膜形成杂质半导体层的第四步骤。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及可被应用于使用放射线的分析器、医疗图像诊断装置、和非破坏性检查装置的检测器的制造方法，并且涉及检测器、放射线检测装置和放射线检测系统。
技术介绍
近年来，薄膜半导体制造技术已被用于使用像素阵列的检测器和放射线检测装置，所述像素阵列包含诸如薄膜晶体管(TFT)的开关元件和诸如光电转换元件的转换元件。在这样的检测器中的一些中，在共同的处理中在基板上形成各像素的光电转换元件和TFT (参见美国专利No. 6682960)，并且，该类型的检测器在下面将被称为平面型检测器。美国专利No. 6682960公开了以下的技术。它通过同一掩模执行，以形成将被形成为 TFT的源极和漏极电极的诸如Al (铝)层的金属层并且从将充当TFT的沟道的区域去除杂质半导体层。然后，通过另一掩模蚀刻光电转换元件的诸如Al层的金属层，以形成光电转换元件的上电极。为了减小将被形成为源极和漏极电极的金属层的电阻，使用Ium厚的Al膜作为金属层。在美国专利No. 6682960中，金属层为Iiim厚的Al膜。从减小电阻的观点来看，金属层可由有利地用作半导体器件中的布线材料并在300K具有小于3. Oy Q cm的比电阻(specific resistance)的诸如Al和Cu(铜)的金属形成为0. 5 y m I y m的厚度。由于这些金属不是惰性的，因此，它们可能容易由于制造工艺中使用的蚀刻剂的剩余成分或水分而被腐蚀。因此，用具有足够的覆盖范围(coverage)的耐湿钝化膜覆盖源极和漏极电极变得重要。使用由通过CVD沉积硅氮化物(SiN)等形成的无机绝缘膜作为耐湿钝化膜。由于通过CVD形成的无机绝缘膜是硬的，因此，如果它被形成为小的厚度，则它可能由于伴随制造工艺中执行的热处理的热膨胀和热收缩而破裂。因此，为了用具有足够的覆盖范围的无机绝缘膜覆盖源极和漏极电极，无机绝缘膜被形成为等于源极和漏极电极的厚度的0. 5 y m I y m的厚度。但是，硬的无机绝缘膜具有高的应力，并且可能导致基板翘曲。因此，不希望使无机绝缘膜形成为大的厚度。另外，由于通过诸如CVD的气相沉积形成厚的无机绝缘膜花费长的时间，因此，生产量(throughput)降低。这在制造成本方面是不利的。在上面引用的美国专利No. 6682960中，光电转换元件的上电极由金属层制成。为了均匀地向整个光电转换元件施加偏压，光电转换元件的杂质半导体层在宽的范围上被金属层覆盖。但是，如果光电转换元件的杂质半导体层在宽的范围上被金属层覆盖，那么作为光可进入的半导体层的面积与光电转换元件的表面面积的比的开口率(aperture ratio)减小。此外，如果在不同的步骤中形成光电转换元件的上电极以及TFT的源极和漏极电极，那么掩模的数量增加。因此，产量(yield)可能降低并且成本可能增加
技术实现思路
本专利技术的各方面在不伴随掩模数量的增加而增加成本或降低产量的情况下提供包括在共同的处理中形成的具有高的开口率的光电转换元件和耐腐蚀TFT的检测器的制造方法。根据本专利技术的一个方面，提供一种用于制造检测器的方法，所述检测器包括光电转换元件，其在基板上按照从基板开始的顺序包含第一电极、绝缘层、半导体层、杂质半导体层、与共同的电极布线电连接的第二电极；以及薄膜晶体管，其在基板上按照从基板开始的顺序包含控制电极、绝缘层、半导体层、杂质半导体层、以及包含第一导电部件和第二导电部件的第一和第二主电极。所述方法包括第一步骤，在基板之上沉积包含非惰性金属的第二导电膜以覆盖杂质半导体膜，并且从第二导电膜形成第一和第二主电极的第一导电部件以及电极布线。所述方法还包括第二步骤，在基板之上沉积透明导电氧化物膜以覆盖杂质半导体膜、电极布线和第一导电部件，从透明导电氧化物膜形成第一和第二主电极的第二导电部件以及第二电极，并且从杂质半导体膜形成薄膜晶体管的杂质半导体层和光电转换元件的杂质半导体层。第二导电部件、第二电极、薄膜晶体管的杂质半导体层、以及光电转换元件的杂质半导体层在第二步骤中用同一掩模形成，并且，第一导电部件和电极布线 在第一步骤中用另一掩模形成。本专利技术的各方面能够在不增加成本或降低产量的情况下提供包括在共同的处理中被形成的具有高的开口率的光电转换元件和耐腐蚀TFT的平面型检测器。参照附图阅读示例性实施例的以下描述，本专利技术的其它特征将变得清晰。附图说明图IA是根据本专利技术的第一实施例的检测器的像素的平面图，图IB是沿图IA中的线A-A'切取的断面图。图2A、图2C和图2E是在根据第一实施例的检测器的制造方法中使用的掩模图案的示意性平面图，图2B、图2D和图2F是该方法的步骤中的检测器的示意性断面图。图3A、图3C和图3E是在该方法的各方面中使用的掩模图案的示意性平面图，图3B、图3D和图3F是根据该方法的各方面的步骤中的检测器的示意性断面图。图4是本专利技术的实施例的检测器的等效电路图。图5A是根据本专利技术的第二实施例的检测器的像素的平面图，图5B是沿图5A中的线VB-VB切取的断面图。图6A、图6C、图6E和图6G是在根据第二实施例的检测器的制造方法中使用的掩模图案的示意性平面图，图6B、图6D、图6F和图6H是根据该方法的各方面的步骤中的检测器的示意性断面图。图7是包括根据本专利技术的实施例的检测器的放射线检测系统的概念图。具体实施例方式将参照附图详细描述本专利技术的一些实施例。这里提到的放射线包括诸如a射线、P射线和Y射线的从通过放射线衰变(radioactive decay)发射的粒子(包含光子(photon))产生的射束和诸如X射线、微粒子射束(corpuscular beam)和宇宙射线(cosmicray)的具有相同或更大的能量的射束。首先将参照图IA和图IB描述根据本专利技术的第一实施例的检测器的像素的结构。图IA是检测器的像素的平面图，图IB是沿图IA中的线A-A'切取的断面图。本专利技术的实施例的检测器的每个像素11包含将放射线或光转换成电荷的光电转换兀件12和根据光电转换兀件12的电荷输出电信号的薄膜晶体管(TFT) 13或开关兀件。光电转换元件12具有MIS结构，该MIS结构是与TFT13相同的分层结构。在诸如玻璃基板的绝缘基板100上在同一平面内并排布 置光电转换元件12和TFT13。在共同的处理中在基板100上形成光电转换元件12和TFT13。光电转换元件12在基板100上按照从基板开始的顺序包含第一电极121、绝缘层122、半导体层123、杂质浓度比半导体层123的杂质浓度高的杂质半导体层124、以及第二电极125。诸如Al的金属的电极布线14与光电转换元件12的第二电极125电连接。第二电极125由诸如ITO的透明导电氧化物制成，并且，在光电转换元件12的其中设置了半导体层123和杂质半导体层124的区域中，覆盖杂质半导体层124和电极布线14的整个表面。第二电极125有助于向整个光电转换元件12施加均匀的偏压，并允许光电转换元件12具有闻的开口率。TFT13在基板100上按照从基板开始的顺序包含控制电极131、绝缘层132、半导体层133、杂质浓度比半导体层133的杂质浓度高的杂质半导体层134、以及第一和第二主电极135。杂质半导体层134与第一和第二主电极135部分地接触，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造检测器的方法，所述检测器包括：光电转换元件，所述光电转换元件在基板上按照从基板开始的顺序包含第一电极、绝缘层、半导体层、杂质半导体层、以及与电极布线电连接的第二电极；以及薄膜晶体管，所述薄膜晶体管在基板上按照从基板开始的顺序包含控制电极、绝缘层、半导体层、杂质半导体层、以及包含第一导电部件和第二导电部件的第一和第二主电极，所述方法包括：第一步骤，在基板之上沉积包含非惰性金属的第二导电膜，以便覆盖杂质半导体膜，并且从第二导电膜形成第一和第二主电极的第一导电部件以及所述电极布线；以及第二步骤，在第一步骤之后在基板之上沉积透明导电氧化物膜，以便覆盖所述杂质半导体膜、所述电极布线和所述第一导电部件，从所述透明导电氧化物膜形成第一和第二主电极的第二导电部件以及所述第二电极，并且从所述杂质半导体膜形成所述薄膜晶体管的杂质半导体层和所述光电转换元件的杂质半导体层，其中，第二导电部件、第二电极、所述薄膜晶体管的杂质半导体层、以及所述光电转换元件的杂质半导体层在第二步骤中用同一掩模被形成，并且其中，所述第一导电部件和所述电极布线在第一步骤中用另一掩模被形成。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：藤吉健太郎，望月千织，渡边实，横山启吾，大藤将人，川锅润，和山弘，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：