圖像拾取裝置和圖像拾取顯示系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】圖像拾取裝置和圖像拾取顯不系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求于2013年3月26日提交的日本在先專(zhuān)利申請(qǐng)JP 2013-63729和于2013年7月17日提交的日本在先專(zhuān)利申請(qǐng)JP 2013-148273的權(quán)益，通過(guò)引用將該兩個(gè)申請(qǐng)的每一個(gè)的全部?jī)?nèi)容結(jié)合于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開(kāi)涉及一種圖像拾取裝置，獲取例如基于輻射的圖像；以及包括這種圖像拾取裝置的圖像拾取顯示系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004]已經(jīng)提出了將各種類(lèi)型的裝置作為整合了用于各個(gè)像素(圖像拾取像素)的內(nèi)置光電轉(zhuǎn)換元件的圖像拾取裝置。這種圖像拾取裝置的實(shí)例可以包括所謂的光學(xué)式觸摸面板、射線(xiàn)照相圖像拾取裝置等等(例如，參見(jiàn)PTL1)。
[0005]引用列表
[0006]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0007]PTL I:JP 2011-135561

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]技術(shù)問(wèn)題
[0009]如上所述的圖像拾取裝置將薄膜晶體管(TFT)用作開(kāi)關(guān)裝置，用以從每一個(gè)像素讀出信號(hào)電荷，雖然可能具有由該TFT的特性劣化所引起的可靠性劣化的缺點(diǎn)。
[0010]期望提供能夠通過(guò)抑制晶體管特性劣化而實(shí)現(xiàn)高可靠性的圖像拾取裝置以及包括這種圖像拾取裝置的圖像拾取顯示系統(tǒng)。
[0011]問(wèn)題的解決方案
[0012]—些實(shí)施方式涉及半導(dǎo)體裝置，該半導(dǎo)體裝置包括基板；至少一個(gè)柵電極；至少兩個(gè)氧化硅層，包括第一氧化硅層和第二氧化硅層，其中，第一氧化硅層比第二氧化硅層更靠近基板，并且其中，第一氧化硅層的厚度大于或等于第二氧化硅層的厚度；以及半導(dǎo)體層，被布置在第一氧化硅層的至少一部分與第二氧化硅層的至少一部分之間。至少一個(gè)柵電極可以包括第一柵電極和第二柵電極，其中，第一柵電極比第二柵電極更靠近基板。半導(dǎo)體裝置可以是層壓結(jié)構(gòu)，在該層壓結(jié)構(gòu)中，按照基板、第一柵電極、第一氧化硅層、半導(dǎo)體層、第二絕緣層和第二柵電極這樣的順序進(jìn)行布置。第一氧化硅層的第一部分可以與半導(dǎo)體層在物理上相接觸并且第一氧化硅層的第二部分與第二氧化硅層在物理上相接觸。半導(dǎo)體層可以被布置在第一柵電極與第二柵電極之間。第一柵電極與半導(dǎo)體層之間的第一電容可以小于或等于第二柵電極與半導(dǎo)體層之間的第二電容。在一些實(shí)施方式中，至少一個(gè)柵電極僅包括第一柵電極。第二氧化硅層可以比第一柵電極更靠近基板。半導(dǎo)體裝置可以是層壓結(jié)構(gòu)，在該層壓結(jié)構(gòu)中，按照基板、第一氧化硅層、半導(dǎo)體層、第二絕緣層和第一柵電極這樣的順序進(jìn)行布置。第一柵電極可以比第一氧化硅層更靠近基板。半導(dǎo)體裝置可以是層壓結(jié)構(gòu)，其中，以這該順序排列基板、第一柵電極、第一氧化硅層、半導(dǎo)體層和第二絕緣層。在一些實(shí)施方式中，第一氧化硅層是第一絕緣層的一部分，第一絕緣層包括第一氮化硅層。第二氧化硅層可以是第二絕緣層的一部分，第二絕緣層包括第二氮化硅層。第二氧化硅層可以是絕緣層的一部分，絕緣層包括氮化硅層。半導(dǎo)體層可以包括低溫多晶硅材料。半導(dǎo)體層可以包括微晶硅。至少一個(gè)柵電極可以包括選自由鉬、鈦、鋁、鎢、和鉻組成的組中的至少一種材料。
[0013]—些實(shí)施方式涉及圖像拾取裝置，包括:多個(gè)像素，各像素包括至少一個(gè)半導(dǎo)體裝置，半導(dǎo)體裝置包括:基板；至少一個(gè)柵電極；至少兩個(gè)氧化硅層，包括第一氧化硅層和第二氧化硅層，其中，第一氧化硅層比第二氧化硅層更靠近基板，并且其中，第一氧化硅層的厚度大于或等于第二氧化硅層的厚度；以及半導(dǎo)體層，被布置在第一氧化硅層的至少一部分與第二氧化硅層的至少一部分之間。至少一個(gè)柵電極可以包括第一柵電極和第二柵電極，其中，第一柵電極比第二柵電極更靠近基板。
[0014]一些實(shí)施方式涉及輻射成像設(shè)備，包括:輻射源，被配置為發(fā)出輻射；以及圖像拾取裝置，被配置為接收并且檢測(cè)至少一部分發(fā)出的輻射，圖像拾取裝置包括多個(gè)像素，每個(gè)像素包括至少一個(gè)半導(dǎo)體裝置，半導(dǎo)體裝置包括:基板；至少一個(gè)柵電極；至少兩個(gè)氧化硅層，包括第一氧化硅層和第二氧化硅層，其中，第一氧化硅層比第二氧化硅層更靠近基板，并且其中，第一氧化硅層的厚度大于或等于第二氧化硅層的厚度；以及半導(dǎo)體層，布置于至少部分第一氧化硅層與至少部分第二氧化硅層之間。
[0015]發(fā)明的有益效果
[0016]根據(jù)本公開(kāi)的上述各個(gè)實(shí)施方式的圖像拾取裝置和圖像拾取顯示系統(tǒng)，用于從每一個(gè)像素讀出基于輻射的信號(hào)電荷的晶體管具有從基板側(cè)按照以下順序?qū)訅旱牡谝谎趸枘?、包括有源層的半?dǎo)體層和第二氧化硅膜以及與半導(dǎo)體層相對(duì)設(shè)置的第一柵電極，并且其間插入有第一氧化硅膜或第二氧化硅膜。第二氧化硅膜的厚度小于第一氧化硅膜的厚度，這使得可以減輕半導(dǎo)體層上第二氧化硅膜側(cè)的界面狀態(tài)的任何影響。因此，這允許通過(guò)抑制晶體管特性方面的劣化來(lái)實(shí)現(xiàn)高可靠性。
[0017]應(yīng)當(dāng)理解的是，前述一般性描述和下列詳細(xì)描述均是示例性的并且旨在提供對(duì)所要求保護(hù)的技術(shù)的進(jìn)一步說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0018]附圖被包括在本說(shuō)明中以提供對(duì)本技術(shù)的進(jìn)一步的理解，并且附圖被并入且構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分。附圖示出了實(shí)施方式并與說(shuō)明書(shū)一起用于說(shuō)明技術(shù)的原理。
[0019][圖1]圖1是示出根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方式的圖像拾取裝置的總體配置實(shí)例的示意性框圖。
[0020][圖2]圖2是示出了在圖1中示出的像素等的詳細(xì)配置實(shí)例的電路圖。
[0021][圖3]圖3是示出了在圖2中示出的晶體管的結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0022][圖4]圖4是示出了在圖1中示出的行掃描部的詳細(xì)配置實(shí)例的示意性框圖。
[0023][圖5]圖5是示出了在圖1中示出的列掃描部的詳細(xì)配置實(shí)例的示意性框圖。
[0024][圖6A]圖6A是用于說(shuō)明被施加于兩個(gè)頂部和底部的柵電極的各個(gè)柵極電壓對(duì)電流和電壓特性的影響的特性圖。
[0025][圖6B]圖6B是以放大的方式示出在圖6A中示出的特性圖中的柵極電壓的范圍的一部分的特性圖。
[0026][圖7]圖7是用于說(shuō)明被施加于兩個(gè)頂部和底部的柵電極的各個(gè)柵極電壓對(duì)S(閾值)值的影響的特性圖。
[0027][圖8]圖8是示出在向根據(jù)實(shí)例I的晶體管照射X射線(xiàn)前后的電流和電壓特性的示圖。
[0028][圖9]圖9是示出了根據(jù)變形例I的晶體管的結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0029][圖10A]圖1OA是示出在向根據(jù)實(shí)例I的晶體管照射X射線(xiàn)前后的電流和電壓特性的不圖。
[0030][圖10B]圖1OB是示出在向圖9中示出的晶體管照射X射線(xiàn)前后的電流和電壓特性的不圖。
[0031][圖11]圖11是示出在實(shí)例I和實(shí)例2的各個(gè)情況下閾值電壓的移位量的特性圖。
[0032][圖12]圖12是示出了根據(jù)變形例2的晶體管的結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0033][圖13]圖13是示出了根據(jù)變形例3的晶體管的結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0034][圖14]圖14是示出了根據(jù)變形例4的晶體管的結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0035][圖15]圖15是示出根據(jù)變形例5的像素等的配置的電路圖。
[0036][圖16]圖16是示出根據(jù)變形例6的像素等的配置的電路圖。
[0037][圖17]圖17是示出了根據(jù)變形例7-1的像素等的配置的電路圖。
[0038][圖18]圖18是示出變形例7-2的像素等的配置的電路圖。
[0039][圖19A]圖19A是用于說(shuō)明根據(jù)變形例8_1的圖像拾取裝置的示意圖。
[0040][圖19B]圖19B是用于說(shuō)明根據(jù)變形例8_2的圖像拾取裝置的示意圖。
[0041][圖20]圖20是根據(jù)應(yīng)用例的圖像拾取顯示系統(tǒng)的簡(jiǎn)化配置的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042]在下文中，參考附圖詳細(xì)描述了本公開(kāi)的一些實(shí)施方式。應(yīng)當(dāng)注意的是將按照以下給出的順序進(jìn)行描述。
[0043]1.實(shí)施方式(圖像拾取裝置的實(shí)例，其中，將第二柵極絕緣膜上半導(dǎo)體層側(cè)處的氧化硅膜的厚度制成小于第一柵極絕緣膜上氧化硅膜的厚度)
[0044]2.變形例I (具有另一層壓結(jié)構(gòu)的第二柵極絕緣膜的晶體管的實(shí)例)
[0045]3.變形例2 (具有又一層壓結(jié)構(gòu)的第二柵極絕緣膜的晶體管的實(shí)例)
[0046]4.變形例3 (頂柵型晶體管的實(shí)例)
[0047]5.變形例4 (底柵型晶體管的實(shí)例)
[0048]6.變形例5 (另一無(wú)源型像素電路的實(shí)例)
[0049]7.變形例6 (又一無(wú)源型像素電路的實(shí)例)
[0050]8.變形例7-1和7-2 (有源型像素電路的實(shí)例)
[0051]9.變形例8-1和8-2 (間接轉(zhuǎn)換型和直接轉(zhuǎn)換型的射線(xiàn)照相圖像拾取裝置)
[0052]10.應(yīng)用例(圖像拾取顯示系統(tǒng)的實(shí)例)
[0053](實(shí)施方式)
[0054](圖像拾取裝置I的總體配置)
[0055]圖1示出了根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方式的圖像拾取裝置(圖像拾取裝置I)的總體塊配置。例如，圖像拾取裝置I可以基于入射輻射讀出物體的信息(拾取物體的圖像)。圖像拾取裝置I包括像素部11以及行掃描部13、A/D轉(zhuǎn)換部14、列掃描部15以及作為用于像素部11的驅(qū)動(dòng)電路的系統(tǒng)控制部16。
[0056](像素部11)
[0057]像素部11基于輻射生成信號(hào)電荷。在該像素部11上，像素(圖像拾取像素，單元像素)20被二維地布置在矩陣圖案中，并且每一個(gè)像素20具有根據(jù)例如入射光的量(光接收量)生成電荷量的光電電荷(信號(hào)電荷)的光電轉(zhuǎn)換元件(在下文中要描述的光電轉(zhuǎn)換元件21)。應(yīng)當(dāng)注意的是，如在圖1中所示，在下文中通過(guò)將像素部11內(nèi)的水平方向(橫列方向)表示為“H”方向以及將垂直方向(縱列方向)表示為“V”方向來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。此外，應(yīng)當(dāng)注意的是，在像素部11的光入射側(cè)，形成有例如在下文中要描述的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層(變形例9-1中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層112)，其中，輻射可被轉(zhuǎn)換成例如進(jìn)入像素部11的可見(jiàn)光。
[0058]圖2示出了像素20的電路配置(所謂的無(wú)源型電路配置)以及在下文中的A/D轉(zhuǎn)換部14內(nèi)所要描述的列選擇部17的電路配置。在該無(wú)源型像素20上設(shè)置有一個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件21和一個(gè)晶體管22。此外，沿著H方向延伸的讀出控制線(xiàn)Lread(更具體地，包括在下文中所要描述的兩個(gè)讀出控制線(xiàn)Lreadl和Lread2)以及沿著V方向延伸的信號(hào)線(xiàn)Lsig與像素20相連接。