專利名稱：固體拍攝裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及將入射光變換為電氣信號的固體拍攝裝置。
背景技術：
在醫(yī)療圖像診斷、非破壞檢查等中使用x射線等放射線進行拍攝，但 由于在放射線的攝影中難以實現(xiàn)縮小光學系統(tǒng)，因此，需要等倍地進行拍 攝。因此，在醫(yī)療圖像診斷、非破壞檢查等中，因為謀求大面積的拍攝面， 所以使用對于玻璃等141使各種薄膜堆積而將多個像素構成為矩陣狀的固
體拍攝裝置。此外，在用固定拍攝裝置構成2維圖像傳感器的情況下，也 由于謀求大面積的拍攝面，因此對于玻璃等M使各種薄膜堆積而將多個 像素構成為矩陣狀。
具體地，例如，如圖15所示，在基座基板10上的拍攝區(qū)域100c內， 具有在X方向上延伸的多條掃描線3a、在與多條掃描線3a交叉的Y方向 上延伸的多條數(shù)據線6a以及與數(shù)據線6a并行存在的多條偏置線5a;在與 掃描線3a和數(shù)據線6a的各個交叉處對應的位置處配置有多個像素100a。 此外，在多個像素100a的各個像素上，形成有通過掃描線3a控制的場效 應晶體管30以及由經由該場效應晶體管30與數(shù)據線6a電連接的PIN光 電二極管構成的光電變換元件80。在此，光電變換元件80還與偏置線5a 連接，在光電變換元件80上施加反偏置。因此，如果用經由掃描線3a提 供的掃描信號進行場效應晶體管30的導通截止，則能夠經由數(shù)據線6a檢 測與在各^^素100a上存儲的電荷對應的信號(參照專利文獻1 )。
另外，圖15所示的構成是為了與本申請的發(fā)明進行對比而給出的示 例，不是現(xiàn)有技術。[專利文獻1特許第3l44()91號公報
對這種固體拍攝裝置，在制造工序的過程中或者在制造完成后的成品
狀態(tài)之一中，也在經由布線侵入像素100a的靜電的影響下容易引起靜電破 壞，但是，關于遠離這樣的靜電的保護的方案完全沒有。
另一方面，作為將多個像素配置成矩陣狀的裝置，有液晶裝置，在這 種液晶裝置中，為了保護免受靜電影響，提出了將掃描線和數(shù)據線經由保 護二極管與恒定電位線電連接的構成。因此，如果將在液晶裝置中采用的 靜電保護對策適用于固體拍攝裝置，則在固體拍攝裝置中也能進行免受靜 電影響的保護。
但是實際上，即使將在液晶裝置中采用的靜電保護對策適用于固體拍 攝裝置，也存在不能防止在靜電的影響下發(fā)生靜電破壞這一問題。

發(fā)明內容
鑒于以上的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種在固體拍攝裝置中也能 夠可靠地防止靜電破壞的構成。
為了解決上述課題，在本發(fā)明中，固體拍攝裝置在基板上的拍攝區(qū)域 內，具有在規(guī)定方向上延伸的多條掃描線、在與該多條掃描線交叉的方向 上延伸的多條數(shù)據線以及多條偏置線；在配置于與上述掃描線和上述數(shù)據 線的各交叉處對應的位置處的多個像素的各個像素上，形成有由上述掃描 線控制的場效應晶體管、具備經由該場效應晶體管與上述數(shù)據線電連接的 第1電極和與上述偏置線電連接的第2電極的光電變換元件；其特征在于， 在上述^41上形成靜電保護用恒定電位線；對上述偏置線，構成具備在該 偏置線和上述靜電保護用恒定電位線之間電連接的保護二極管的偏置線用 的靜電保護電路。
在本發(fā)明中，在固體拍攝裝置的情況下，與液晶裝置不同，在拍攝區(qū) 域內偏置線延伸，該偏置線著眼于與各像素的光電變換元件電連接，對于 偏置線也采用經由保護二極管與恒定電位線電連接的構成。因此，在固定 拍攝裝置中，也能夠防止由于靜電侵入偏置線而對像素發(fā)生靜電破壞。在本發(fā)明中，優(yōu)選地，對于上述掃描線和上述數(shù)據線之中的至少一方 的信號線，構成具備在該信號線和上述靜電保護用恒定電位線之間電連接 的保護二極管的信號線用的靜電保護電路。如果采用這樣的構成，則能夠 防止由于靜電侵入信號線而對像素發(fā)生靜電破壞。
在本發(fā)明中，優(yōu)選地，對于上述掃描線，構成具備在該掃描線和上述 靜電保護用恒定電位線之間電連接的保護二極管的掃描線用的靜電保護電
路；對于上述數(shù)據線，構成具備在該數(shù)據線和上述靜電保護用恒定電位線 之間電連接的保護二極管的數(shù)據線用的靜電保護電路。如果采用這樣的構 成，則能夠防止由于靜電侵入掃描線和數(shù)據線而對像素發(fā)生靜電破壞。 在本發(fā)明中，優(yōu)選地，在構成上述偏置線用的靜電保護電路以及上述
保護電路)時，上述保護二極管都與共用的上述靜電保護用恒定電位線電 連接。
在本發(fā)明中，優(yōu)選地，在上述基板上，在形成多條上述靜電保護用恒 定電位線的同時，該多*電保護用恒定電位線經由保護二極管串行地電 連接；上述多條靜電保護用恒定電位線之中與直接施加恒定電位的靜電保 護用恒定電位線不同的靜電保護用恒定電位線，電連接有上述靜電保護電 路的保護二極管。如果采用這樣的構成，由于能夠減小在靜電保護用恒定 電位線和偏置線之間產生的電位差，因此，在能夠將靜電保護用恒定電位 線和偏置線之間的漏電流抑制得小的同時，能夠防止由于該電位差而引起 的靜電破壞。
在本發(fā)明中，優(yōu)選地，施加在上述靜電保護用恒定電位線上的恒定電 位是在從上述像素中讀出數(shù)據之前施加在上述數(shù)據線上的預置電壓。
在本發(fā)明中，作為上述保護二極管，至少能夠使用MIS(金屬絕^)
管反向地并聯(lián)連接的反偏置二極管元件。
在本發(fā)明中，作為上述保護二極管，至少能夠使用具有對于上述靜電 保護用恒定電位線之中高電位的靜電保護用恒定電位線在反偏置狀態(tài)下電連接的高電位側保護二極管以及與低電位的靜電保護用恒定電位線在反偏 置狀態(tài)下電連接的低電位側保護二極管的反偏置二極管元件。如果是這種 反偏置二極管元件，則由于對高電位側保護二極管和低電位側保護二極管 的任意一個都處于施加了反偏置的狀態(tài)，因此，能夠將漏電流抑制得小。 因此，如果在偏置線、掃描線和數(shù)據線之中，在數(shù)據線上連接反偏置二極 管元件，則能夠防止經由數(shù)據線輸出的信號的惡化。


圖1是示出根據本發(fā)明的實施方式1的固體拍攝裝置的電氣構成的方 框圖。
圖2 (a) 、 (b)是示出適用了本發(fā)明的固體拍攝裝置的各像素構成 的電路圖以及示出另 一個像素構成的電路圖。
圖3是模式化地示出適用了本發(fā)明的固體拍攝裝置的外觀的說明圖。
圖4 ( a ) 、 ( b )分別是在根據本發(fā)明的實施方式1的固體拍攝裝置 中相鄰的多個像素的平面圖以及其中1部分的剖面圖。
圖5是示出在根據本發(fā)明的實施方式1的固體拍攝裝置的拍攝動作中 1掃描期間中的信號波形的說明圖。
圖6(a)、 (b)、 (c)分別是示出在根據本發(fā)明的實施方式l的固 體拍攝裝置中對偏置線設置的靜電保護電路的構成的電路圖、示出該靜電 保護電路的平面構成的平面圖以及示出靜電保護電路的剖面構成的剖面 圖。
圖7 (a) 、 (b) 、 (c)分別是示出在根據本發(fā)明的實施方式l的固 體拍攝裝置中對數(shù)據線設置的靜電保護電路的構成的電路圖、示出該靜電 保護電路的平面構成的平面圖以及示出靜電保護電路的剖面構成的剖面 圖。
圖8 (a) 、 (b)是示出構成在根據本發(fā)明的實施方式1的固體拍攝 裝置中使用的保護二極管的MIS型二極管一部分的電流-電壓特性的說明 圖以及示出該保護二極管的電流-電壓特性的說明圖。
7圖9是示出根據本發(fā)明的實施方式2的固體拍攝裝置的電氣構成的方 框圖。
圖10是示出根據本發(fā)明的實施方式3的固體拍攝裝置的電氣構成的方 框圖。
圖11是示出根據本發(fā)明的實施方式4的固體拍攝裝置的電氣構成的方框圖。
圖12是示出根據本發(fā)明的實施方式5的固體拍攝裝置的電氣構成的方 框圖。
圖13 (a) 、 (b) 、 (c)分別是示出在根據本發(fā)明的實施方式5的 固體拍攝裝置中對數(shù)據線設置的靜電保護電路的構成的電路圖、示出該靜 電保護電路的平面構成的平面圖以及示出靜電保護電路的剖面構成的剖面 圖。
圖14是示出在適用了本發(fā)明的另一個固體拍攝裝置的拍攝動作中1 掃描期間中的信號波形的說明圖。
圖15是示出根據本發(fā)明的參考例的固體拍攝裝置的電氣構成的方框圖。
符號說明
3a:掃描線；5a:偏置線；5c:偏置線的主線部分；6a:數(shù)據線；10:基 座1^1; 7a:對偏置線的靜電保護電路；7b:對掃描線的靜電保護電路； 7c:對數(shù)據線的靜電保護電路；9a、 9b、 9c、 9e、 9f:保護二極管(雙向 二極管元件)；30:場效應晶體管；71、 72、 73:靜電保護用恒定電位線； 77:高電位線(靜電保護用恒定電位線)；78:低電位線(靜電保護恒用 定電位線)；80:光電變換元件；81a:光電變換元件的第1電極；85a: 光電變換元件的第2電極；91、 92: MIS型二極管；97:高電位側保護二 極管；98:低電位側保護二極管；100:固體拍攝裝置；100a:像素；100c: 拍攝區(qū)域。
具體實施方式
以下說明本發(fā)明的實施方式。在以下的說明所參照的圖中，為了在圖 面上將各層和各部件增大到能夠識別的程度，對于各個層和各部件，比例 尺不同。此外，在場效應晶體管的情況下，根據其導電型和電流流動的方 向調換源極和漏極，但在本發(fā)明中，為了便于說明，將連接光電變換元件 的一側作為漏極，將連接信號線(數(shù)據線)的一側作為源極。 [實施方式1
(整體構成)
圖1是示出根據本發(fā)明的實施方式1的固體拍攝裝置的電氣構成的方
框圖。圖2 (a) 、 (b)是示出根據本發(fā)明的實施方式1的固體拍攝裝置 的各像素構成的電路圖以及示出另一個像素構成的電路圖。圖3是模式化
地顯示根據本發(fā)明的實施方式1的固體拍攝裝置的外觀的說明圖。
圖1所示的固體拍才聶裝置100具有在X方向上延伸的多條掃描線3a， 以及在與X方向交叉的Y方向上延伸的多條數(shù)據線6a。在與掃描線3a和 數(shù)據線6a的交叉處對應的各位置處配置有像素100a，采用這些多個像素 100a被配置成矩陣狀的區(qū)域構成拍攝區(qū)域100c。在多個像素100a的各個 像素上形成有使與入射光量相應的電荷發(fā)生的光電變換元件80以及與該 光電變換元件80電連接的場效應晶體管30，在本方式中，光電變換元件 80由PIN光電二極管構成。
掃描線3a與場效應晶體管30的柵極電連接，數(shù)據線6a與場效應晶體 管30的源極電連接，場效應晶體管30的漏極與光電變換元件80電連接。 在本方式中，偏置線5a以與數(shù)據線6a并行的方式延伸，偏置線5a與光電 變換元件80電連接。在偏置線5a上施加恒定電壓，在光電變換元件80 上施加反偏置。偏置線5a也可以采用以與掃描線3a并行的方式延伸的構 成。當在偏置線5a上施加恒定電位(偏置電壓VB)時，在本方式中，采 用將多條偏置線5a與1條主線部分5c電連接的構成。
多條掃描線3a與掃描線驅動電路110連接，各像素100a的場效應晶 體管30根據從掃描線驅動電路110輸出的掃描信號(柵極脈沖)順序地開 關(導通截止)。多條數(shù)據線6a與讀出電路120連接，與場效應晶體管30的開關動作聯(lián)動地，與在各像素100a處的入射光量相應的電信號順序 地經由數(shù)據線6a輸出到讀出電路120。讀出電路120具備由運算放大器和 電容器構成的所謂電荷感應放大器(Charging Sensing Amplifier )。
如圖2 (a)所示，在本方式中，場效應晶體管30的漏極與光電變換 元件80的第1電極81a (陰極)電連接，偏置線5a與光電變換元件80的 第2電極85a (陽極)電連接。另外，如圖2 (b)所示，存在將與場效應 晶體管30的漏極電連接的光電變換元件80的第1電極81a用作陽極的情 況，此時，與偏置線5a電連接的光電變換元件80的第2電極85a成為陰 極。
在多個像素100a的每一個上具備保持電容80a,這種保持電容80a的 一方的電極與光電變換元件80的第1電極81a —樣，與場效應晶體管30 的漏極電連接，保持電容80a的另一方的電極與光電變換元件80的第2 電極85a—樣，與偏置線5a電連接。因此，保持電容80a變成與光電變換 元件80并行電連接。這種保持電容80a在對光電變換元件80施加反偏置 時，除了通過在光電變換元件80上生成的耗盡層等形成的構成和通過這樣 的耗盡層形成的電容成分之外，另外還通過對像素100a形成與光電變換元 件80并行電連接的存儲電容來構成。無論哪一種情況，保持電容80a都存 儲在光電變換元件80處產生的電場，在這種保持電容80a中存儲的電荷與 在像素100a處接收的光量相對應。
在該固定拍攝裝置100中，參照圖l說明的掃描線3a、數(shù)據線6a、偏 置線5a、像素100a (光電變換元件80、場效應晶體管30、保持電容80a) 在圖3所示的基座基板10上形成。在此，基座皿10的大致中央區(qū)域用 作上述像素100a被排列成多個矩陣狀的拍攝區(qū)域100c。此外，在圖3所 示的例子中，掃描線驅動電路110和讀出電路120與基座基板10上分開地 形成。因此，在基座MlO中，在外側包圍拍攝區(qū)域100c的周邊區(qū)域連 接有安裝了驅動用IC (在圖3中未圖示)的撓性141 150、 160。因此， 在圖1中，在基座a 10中用圓點表示連接撓性J^反150、 160的襯墊。 (像素構成)
10圖4 (a) 、 (b)分別是在根據本發(fā)明的實施方式1的固體拍攝裝置 100中相鄰的多個像素100a的平面圖以及其中一部分的剖面圖，圖4 (b) 相當于在與圖4 (a)的A1-A1，線相當?shù)奈恢们袛喙腆w拍攝裝置100時的 剖面圖。另外，在圖4 (a)中，掃描線3a以及與其同時形成的薄膜用細 實線表示，數(shù)據線6a以及與其同時形成的薄膜用細單點劃線表示，場效應 晶體管30的半導體膜(有源層)用細短虛線表示，偏置線5a用雙點劃線 表示。此外，光電變換元件80的第1電極81a用細長虛線表示，光電變換 元件80的半導體膜用粗實線表示，光電變換元件80的第2電極85a用粗 的長虛線表示。
如圖4 ( a )所示，在基座M 10上，掃描線3a和數(shù)據線6a在相互 交叉的方向上延伸，在與掃描線3a和數(shù)據線6a的交叉處對應的各個位置 上形成像素100a。此外，偏置線5a以與數(shù)據線6a并行的方式延伸。在本 方式中，數(shù)據線6a在與在X方向上相鄰的像素100a的邊界區(qū)域重疊的位 置，沿著該邊界區(qū)域在Y方向上延伸，偏置線5a穿過像素100a的X方向 的中央在Y方向上延伸。掃描線3a沿著在Y方向上相鄰的^f象素100a的邊 界區(qū)域在X方向上延伸。
在像素100a中，形成有由PIN光電二極管構成的光電變換元件80以 及與該光電變換元件80電連接的場效應晶體管30，由掃描線3a的一部分 形成場效應晶體管30的柵極電極3b，由數(shù)據線6a的一部分形成場效應晶 體管30的源極電極6b。本方式的像素構成如圖2 (a)所例示的，場效應 晶體管30的漏極電極6d與光電變換元件80的第1電極81a (陰極)電連 接，偏置線5a與光電變換元件80的第2電極85a (陽極)電連接。
參照圖4(a)、 (b)說明像素100a的剖面構成等。在圖4(a) 、 (b) 所示的固體拍攝裝置100中，基座基板10由石英基板或耐熱性的玻璃 1 等構成，在其兩側的面10x、 10y之中，在上側的面10x形成有場效應晶體 管30。場效應晶體管30具有將由掃描線3a的一部分構成的柵極電極3b、 柵極絕緣膜21、由構成場效應晶體管30的有源層的非晶硅膜構成的半導 體膜la、由摻雜了高濃度N型雜質的非晶硅膜構成的連接層4a、 4b按照該順序疊層的底柵構造。在半導體膜la中，經由連接層4a,數(shù)據線6a與 源極側的端部重疊，作為源極電極6b，經由連接層4b，漏極電極6d與漏 極側的端部重疊。數(shù)據線6a和漏極電極6d由同時形成的導電膜構成。掃 描線3a例如是厚度為50nm左右的鉬膜和厚度為250nm左右的鋁膜的疊 層膜。半導體膜la例如是厚度為150nm左右的非晶硅膜，柵極絕緣膜21 例如;UI"度為400nm左右的珪氮化膜。連接層4a、 4b例如^j^度為50nm 左右的高濃度N型非晶硅膜，數(shù)據線6a例如由厚度為50nm左右的鉬膜、 厚度為250nm左右的鋁膜和厚度為50nm左右的鉬膜的疊層膜構成。
在數(shù)據線6a和漏極電極6d的表面一側，形成有由厚度為400nm左右 的硅氮化膜等構成的下層側絕緣膜22。在下層側絕緣膜22的上層，形成 有光電變換元件80的第1電極81a,該第1電極81a在形成在下層側絕緣 膜22上的連接孔22a的內部與漏極電極6d的上面接觸以電連接。這樣， 第1電極81a在比第1電極81a的更下層一側與場效應晶體管30的漏極電 連接。第1電極81a例如由厚度為100nm左右的鋁膜構成。
在第1電極81a的上層，疊層有由摻雜了高濃度N型雜質的非晶硅膜 構成的高濃度N型半導體膜82a、由純的非晶硅膜構成的I型半導體膜83a (純半導體膜)和由摻雜了高濃度P型雜質的非晶硅膜構成的高濃度P型 半導體膜84a，在高濃度P型半導體膜84a的上層疊層有第2電極85a。 通過這種第l電極81a、高濃度N型半導體膜82a、 l型半導體膜83a、高 濃度P型半導體膜84a以及第2電極85a，光電變換元件80被構成為PIN 光電二極管。第2電極85a例如由厚度為卯nm左右的ITO膜構成，光電 變換元件80檢測從透光性的第2電極85a —側入射的光。
在本方式中，為了避免由于在光電變換元件80的段差處的耐電壓下降 而引起的可靠性和成品率下降，在構成光電變換元件80的多個薄膜(第1 電極81a、高濃度N型半導體膜82a、 I型半導體膜83a、高濃度P型半導 體膜84a以及笫2電極85a )中，只有第1電極81a被形成在與連接孔22a 重疊的區(qū)域，但是，也可以采用光電變換元件80的整體(第1電極81a、 高濃度N型半導體膜82a、 I型半導體膜83a、高濃度P型半導體膜84a以及第2電極85a的全部)被形成在與連接孔22a重疊的區(qū)域的構成。
在光電變換元件80的上層一側，在拍攝區(qū)域100c的整個面上，形成 有由厚度為400nm左右的硅氮化膜等無機絕緣膜構成的上層側絕緣膜23, 在這種上層側絕緣膜23的上層形成有偏置線5a。在此，在上層側絕緣膜 23上，在與第2電極85a重疊的位置形成有連接孔23a。因此，偏置線5a 在連接孔23a的內部與第2電極85a相重疊以與第2電極85a電連接。偏 置線5a例如由厚度為50nm左右的鉬膜、厚度為250nm左右的鋁膜和厚 度為50nm左右的鉬膜的疊層膜構成。
在偏置線5a的上層一側，形成有由厚度為400nm左右的硅氮化膜等 構成的表面保護層24。當將固體拍攝裝置IOO用在使用X射線等放射線的 醫(yī)療圖像診斷和非破壞檢查等中時，構成通*面保護層24本身或者在表 面保護層24的上層通過磷光體等將放射線光束變換為可見光的閃爍器。此 外，當進行X射線以外的拍攝時，如果是與光的各波長對應的閃爍器，則 也可以拍攝該波長的光，本方式的固體拍攝裝置IOO并不限于X射線拍攝 裝置。 (動作)
圖5是示出在根據本發(fā)明的實施方式1的固體拍攝裝置的拍攝動作中 1掃描期間中的信號波形的說明圖。在圖1和圖5中，在本方式的固體拍 攝裝置100中，在圖1所示的偏置線5a上施加比數(shù)據線6a更低電位的偏 置電壓VB，光電變換元件80在反方向上被偏置的結果是電荷得到存儲。 然后，當將在拍攝區(qū)域100c中配置的各像素100a的光電變換元件80統(tǒng)一 地進行反偏置之后，拍攝數(shù)據作為光照射到拍攝區(qū)域100c。其結果是與光 量相應的電荷在光電變換元件80的內部生成，光電變換元件80內的電荷 量改變。接著，將多條掃描線3a的電位從柵極截止電壓Vgl依次切換到柵 極導通電壓Vgh，使場效應晶體管30依次導通，使光電變換元件80的電 荷向數(shù)據線6a放出。在此，將讀入掃描線3a方向的K亍數(shù)據的讀出時間 設為圖5所示的1水平掃描期間。通過與數(shù)據線6a電連接的讀出電路120 讀取此時的數(shù)據線6a的電位變化。在這樣的動作中，在使場效應晶體管30導通之前，在數(shù)據線6a上施 加預置電位Vp,以重置數(shù)據線6a，通過讀出電路120讀^UU亥預置電位 Vp開始的變化量。優(yōu)選地，這種讀取在使場效應晶體管30導通的期間進 行。這是因為在使場效應晶體管30截止時產生饋通電壓V2，成為讀取誤 差的主要原因的緣故。另外，雖然不一定必須使用由于施加預置電位Vp 而引起的預置動作，但是，如果不進行預置動作，則數(shù)據線6a方向的拍攝 數(shù)據在數(shù)據線6a上被積分，容易地進行正確的讀出變得困難。
這樣，在本方式中，在數(shù)據線6a械j殳置成預置電壓Vp之后，只有饋 通電壓VI的量向高電位側移動。饋通電壓VI在將場效應晶體管30的柵 極設置成柵極導通電壓Vgh時，是數(shù)據線6a被抑制的電壓。在此，如果 將1像素的掃描線3a和數(shù)據線6a間的寄生電容(場效應晶體管30的寄生 電容(掃描線3a/數(shù)據線6a的交叉部的電容等))設為Cp，將數(shù)據線電容 設為Cd，則用下式表示
(Cp/Cd) x (Vgh-Vgl)。 一般地，饋通電壓VI由設計決定，但小于等于IV。 Cp/Cd在掃描線3a 的數(shù)量被設為N時變成1/N。因此，如果Vgh-Vgl=25V， N=100，則是0.25V 左右。
然后，由于來自光電變換元件80的放電，數(shù)據線6a的電壓變化，但 其絕對值也是小于等于IV。例如，1像素的光電變換元件80的電容大致 相當于掃描線IO行的數(shù)據線電容。此外，由施加在光電變換元件80上的 電壓的拍才聶數(shù)據產生的電位變化的最高值是(預置電壓Vp-偏置電壓VB )， 一般是5V左右。因此，由于具有100行的掃描線3a，因此，在光電變換 元件80的電位變化為最高時，產生5Vxl/l(^0.5V左右的變化。雖然假定 了上述是N^100時的低解析度的情況，但當N-1000時，上述的值變成1/10。 (對偏置線5等的靜電保護電路的構成)
圖6 (a) 、 (b) 、 (c)分別是示出在根據本發(fā)明的實施方式l的固 體拍攝裝置100中對偏置線5a設置的偏置線用的靜電保護電路的構成的電 路圖、示出該偏置線用的靜電保護電路的平面構成的平面圖以及示出偏置線用的靜電保護電路的剖面構成的剖面圖，圖6 (c)相當于圖6 (b)的 B1-B1，剖面圖。另外，在圖6 (b)中，掃描線3a以及與其同時形成的薄 膜用細實線表示，數(shù)據線6a以及與其同時形成的薄膜用細的單點劃線表 示，與場效應晶體管30的半導體膜(有源膜)同時形成的半導體膜用細且 短的虛線表示，與偏置線5a同時形成的導電膜用雙點劃線表示，與光電變 換元件80的第1電極81a同時形成的導電膜用細且長的虛線表示。
本方式的固體拍攝裝置100由于基座I4反10是絕緣J41，因此，在固 體拍攝裝置100的制造工序的過程中，或者在制造結束后的成品狀態(tài)的任 意一個中都受到靜電的影響，對像素100a容易引起靜電破壞。因此，在本 方式中，對于偏置線5a、數(shù)據線6a以及掃描線3a的每一個，構成參照圖 1、圖6以及圖7以下說明的靜電保護電路。
如圖1所示，在本方式的固體拍攝裝置100中，在基座基板10上，以 包圍拍攝區(qū)域100c的周圍的方式形成有靜電保護用恒定電位線71。在此， 靜電保護用恒定電位線71在X方向上延伸的部分71a由與參照圖4說明 的掃描線3a同時形成的導電膜構成，在Y方向上延伸的部分71b由與參 照圖4說明的數(shù)據線6a同時形成的導電膜構成。因此，即使以包圍拍攝區(qū) 域100c的周圍的方式形成靜電保護用恒定電位線71，靜電保護用恒定電 位線71也與掃描線3a和數(shù)據線6a交叉而不短路。
在利用這樣構成的靜電保護用恒定電位線71構成靜電保護電路時，在 本方式中，在從多條偏置線5a向X方向延伸的主線部分5c和靜電保護用 恒定電位線71之間，構成有具備保護二極管9a的偏置線用的靜電保護電 路7a。此外，在與多條掃描線3a和靜電保護用恒定電位線71在Y方向上 延伸的部分71b的各交叉對應的位置，構成有具備保護二極管9b的掃描 線用的靜電保護電路7b。進一步地，在與多條數(shù)據線6a和靜電保護用恒 定電位線71在X方向上延伸的部分71a的各交叉對應的位置處，構成有 具備保護二極管9c的數(shù)據線用的靜電保護電路7c。因此，在本方式中， 偏置線用的靜電保護電路7a的保護二極管9a、掃描線用的靜電保護電路 7b的保護二極管9b以及數(shù)據線用的靜電保護電路7c的保護二極管9c都與共用的靜電保護用恒定電位線71電連接。
在此，偏置線用的靜電保護電路7a的保護二極管9a，如圖6 (a)所 示，是在MIS型的半導體元件中將使漏極或者源極與柵極連接而構成的2 個MIS型二極管91、 92反向并行連接的反偏置二極管元件。這種MIS型 二極管91、 92，如參照圖6 (b) 、 (c)以下說明的，與在拍攝區(qū)域100c 中形成的各種布線和各個半導體元件同時形成。
在本方式中，保護二極管9a雖然構成為與靜電保護用恒定電位線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的任意一個電 連接，但是，本方式示出了保護二極管9a與靜電保護用恒定電位線71在 X方向上延伸的部分71a電連接的構成。
首先，在保護二極管9a中，MIS型二極管91具有柵極電極3s、柵極 絕緣膜21、由非晶硅膜構成的半導體膜ls、由摻雜了高濃度N型雜質的 非晶硅膜構成的連接層4s、 4t按照該順序疊層的底柵構造。在半導體膜ls 中，源極一側的端部經由連接層4t與源極電極6t的一部分重疊，漏極一 側的端部經由連接層4s與漏極電極6s重疊。在源極電極6t以及漏極電極 6s的表面一側形成有下層側絕緣膜22，在下層側絕緣膜22的上層形成有 與參照圖4說明的光電變換元件80的第1電極81a同時形成的中繼電極 81s、 81t。中繼電極81s經由在下層側絕緣膜22上形成的連接孔22r、 22t 與漏極電極6s電連接，同時經由在下層側絕緣膜22以及柵極絕緣膜21上 形成的連接孔22s、 22u，與靜電保護用恒定電位線71在X方向上延伸的 部分71a以及柵極電極3s電連接。在這樣構成的MIS型二極管91中，源 才a到陰極的作用，漏極起到陽極的作用。
雖然省略了有關MIS型二極管92的剖面的圖示，但如圖6(b)所示， MIS型二極管92具有柵極電極3t、柵極絕緣膜、由非晶珪膜構成的半導 體膜lt、由摻雜了高濃度N型雜質的非晶硅膜構成的連接層按照該順序疊 層的底柵構造。在半導體膜lt中，源極一側的端部與源極電極6t的一部 分重疊，漏極一側的端部與漏極電極6u重疊。在源極電極6t以及漏極電 極6u的表面一側形成有下層側絕緣膜22 (參照圖6(c))，在下層側絕緣膜22的上層形成的中繼電極81t經由在下層側絕緣膜22上形成的連接 孔22w、 22y與源極電極6t以及漏極電極6u電連接，同時經由在下層側 絕緣膜22以及柵極絕緣膜21上形成的連接孔22x與柵極電極3t電連接。 此外，在上層側絕緣膜23上形成有連接孔23x，偏置線5a的主線部分5c 經由這樣的連接孔23x與中繼電極81t電連接。在這樣構成的MIS型二極 管92中，源^到陰極的作用，漏^到陽極的作用。 (對數(shù)據線6a的靜電保護電路的構成)
圖7 (a) 、 (b) 、 (c)分別是示出在才艮據本發(fā)明的實施方式l的固 體拍攝裝置100中對數(shù)據線5a設置的數(shù)據線用的靜電保護電路的構成的電 路圖、示出該數(shù)據線用的靜電保護電路的平面構成的平面圖以及示出數(shù)據 線用的靜電保護電路的剖面構成的剖面圖，圖7 (c)相當于圖7 (b)的 C1-C1，剖面圖。另外，數(shù)據線用的靜電保護電路7c的保護二極管9c由于 基本構成與偏置線用的靜電保護電路7c的保護二極管9a—樣，因此，對 共同的部分付與相同的符號并省略其說明。此外，在圖7(b)中，掃描線 3a以及與其同時形成的薄膜用細實線表示，數(shù)據線6a以及與其同時形成 的薄膜用細的單點劃線表示，與場效應晶體管30的半導體膜(有源層)同 時形成的半導體膜用細且短的虛線表示，與光電變換元件80的笫1電極 81a同時形成的導電膜用細且長的虛線表示。
如圖7 (a)所示，數(shù)據線用的靜電保護電路7c的保護二極管9c也與 保護二極管9a —樣，是在MIS型的半導體元件中將使漏極或者源極與柵 極連接而構成的2個MIS型二極管91、 92反向并行連接的反偏置二極管 元件。這種MIS型二極管91、 92也與保護二極管9a的MIS型二極管91、 92—樣，與在拍攝區(qū)域100c中形成的各種布線和各半導體元件同時形成。
即，如圖7 ( b ) 、 ( c )所示，在保護二極管9c中，MIS型二極管91 也具有柵極電極3s、柵極絕緣膜21、由非晶珪膜構成的半導體膜ls、由摻 雜了高濃度N型雜質的非晶珪膜構成的連接層4s、 4t按照該順序疊層的底 柵構造。在半導體膜ls中，源極一側的端部經由連接層4t與源極電極6t 的一部分重疊，漏極一側的端部經由連接層4s與漏極電極6s重疊。在源
17極電極6t以及漏極電極6s的表面一側形成有下層側絕緣膜22 (參照圖7 (c))，在下層側絕緣膜22的上層形成有與參照圖4說明的光電變換元 件80的第1電極81a同時形成的中繼電極81w、 81t。中繼電極81w經由 在下層側絕緣膜22上形成的連接孔22t與漏極電極6s電連接，同時經由 在下層側絕緣膜22以及柵極絕緣膜21上形成的連接孔22s、 22u，與靜電 保護用恒定電位線71在X方向上延伸的部分71a以及柵極電極3s電連接。 在這樣構成的MIS型二極管91中，源極起到陰極的作用，漏^到陽極 的作用。
此外，雖然有關MIS型二極管92的剖面的圖示省略，但是如圖7(b) 所示，MIS型二極管92具有柵極電極3t、柵極絕緣膜、由非晶硅膜構成 的半導體膜u、由摻雜了高濃度N型雜質的非晶硅膜構成的連接層按照該 順序疊層的底柵構造。在半導體膜lt中，源極一側的端部與源極電極6t 的一部分重疊，漏極一側的端部與漏極電極6u重疊。在源極電極6t以及 漏極電極6u的表面一側形成有下層側絕緣膜22 (參照圖7(c))，在下 層側絕緣膜22的上層形成的中繼電極81u經由在下層側絕緣膜22上形成 的連接孔22y與由數(shù)據線6a的一部分構成的漏極電極6w電連接，同時經 由在下層側絕緣膜22以及柵極絕緣膜21上形成的連接孔22x，與柵極電 極3t電連接。在這樣構成的MIS型二極管92中，源極起到陰極的作用， 漏^L^到陽極的作用。
在這樣構成的保護二極管9b中，雖然1條數(shù)據線6a連接有2個MIS 型二極管91、 92，但是，與1條數(shù)據線6a連接的MIS型二極管91、 92 的通道寬度的和Wl被設定為比與1條數(shù)據線6a連接的各像素100a的場 效應晶體管30的通道寬度的總和W2小。因此，即使假設數(shù)據線6a的電 位經由MIS型二極管91、 92泄漏，也能夠忽略這種泄漏的影響。關于MIS 型二極管91、 92的通道寬度的和W1，優(yōu)選地，小于等于與l條數(shù)據線6a 連接的各像素100a的場效應晶體管30的通道寬度的總和W2的1/10倍， 如果是1/100倍則更理想。即，當各像素100a的場效應晶體管30的通道 寬度是10 ji m左右時，如果連接的數(shù)量是100，則MIS型二極管91、 92的通道寬度的和Wl小于等于lmm，優(yōu)選地，小于等于100"m，更理想 地，小于等于10iam。另外，即使假設數(shù)據線6a的電位經由各像素100a 的場效應晶體管30泄漏，也能夠忽略這種泄漏的影響。
(對掃描線3a的靜電保護電路的構成)
掃描線用的靜電保護電路7b的保護二極管9b的構成由于被構成為與 保護二極管9b相同，因此省略說明。即，在掃描線用的靜電保護電路7b 中，也與數(shù)據線用的靜電保護電路7c—樣，由于在與數(shù)據線6a同時形成 的布線和與掃描線3a同時形成的布線之間形成雙向二極管元件(保護二極 管9b/MIS型二極管91、 92 )，因此，保護二極管9b的構成與保護二極管 9c一樣，如參照圖7說明地構成。
(施加在靜電保護用恒定電位線71上的電位)
圖8 (a) 、 (b)是示出構成在根據本發(fā)明的實施方式1的固體拍攝 裝置100中使用的保護二極管的MIS型二極管一部分的電流-電壓特性的 說明圖以及示出該保護二極管的電流-電壓特性的說明圖。
在如圖6和圖7所示構成的保護二極管9a、 9b、 9c中，1個MIS型 二極管91、 92的電流-電壓特性，由于如圖8 (a)所示地表示，因此，與 它們反向并行電連接的保護二極管9a、 9b、 9c的電流-電壓特性，如圖8
(b)所示地表示。從這些圖可知，當在兩端施加的電壓小時，漏電流急劇 地減小。
因此，在本方式中，在靜電保護用恒定電位線71上，作為恒定電位， 施加參照圖5說明的預置電壓Vp。如果是這樣的電壓，由于與數(shù)據線6a 的電位差小，因此，即使進行對數(shù)據線6a的靜電保護，也由于從數(shù)據線 6a向靜電保護用恒定電位線71的漏電流小，因此，在從各^f象素100a經由 數(shù)據線6a輸出到讀出電路120的信號中不發(fā)生惡化。即，如果在靜電保護 用恒定電位線71上施加偏置電壓VB，則由于發(fā)生5V左右的電位差，因 此與施加預置電壓Vp的情況相比，漏電流變大，對從各像素100a經由數(shù) 據線6a輸出到讀出電路120的信號容易發(fā)生惡化。此外，如果是在靜電保 護用恒定電位線71上施加預置電壓Vp的構成，則由于掃描線3a、數(shù)據線
196a以及偏置線5a(主線部分5c)與靜電保護用恒定電位線71的電位差小， 因此，能夠防止在布線的交叉部分處的絕緣破壞。 (本方式的主要效果)
如以上說明的，在本方式的固體拍攝裝置100中，由于對在拍攝區(qū)域 100c內延伸的偏置線5a也采用經由保護二極管9a與靜電保護用恒定電位 線71電連接的構成，因此，能夠防止由于侵入到偏置線5a的靜電而對像 素100a發(fā)生靜電破壞。
此外，在本方式的固體拍攝裝置100中，由于對掃描線3以及數(shù)據線 6a也采用經由保護二極管9a、 9c與靜電保護用恒定電位線71電連接的構 成，因此，能夠防止由于侵入到掃描線3和數(shù)據線6a的靜電而對像素100a 發(fā)生靜電破壞。
此外，在進行對偏置線5a、掃描線3和數(shù)據線6a的靜電保護時，雖 然使用了共用的靜電保護用恒定電位線71 ，但在靜電保護用恒定電位線71 上施加的電壓是預置電壓Vp。因此，由于靜電保護用恒定電位線71和數(shù) 據線6a的電位差小，因此，即使進行對數(shù)據線6a的靜電保護，從數(shù)據線 6a向靜電保護用恒定電位線71的漏電流也小。因此，對從各^f象素100a經 由數(shù)據線6a輸出到讀出電路120的信號不發(fā)生惡化。此外，如果是在靜電 保護用恒定電位線71上施加了預置電壓Vp的構成，則由于掃描線3a、數(shù) 據線6a以及偏置線5a (主線部分5c )與靜電保護用恒定電位線71的電位 差小，因此，能夠防止在布線的交叉部分處的絕緣破壞。 [實施方式2j
圖9是示出根據本發(fā)明的實施方式2的固體拍攝裝置的電氣構成的方 框圖。另外，本方式的基本構成由于與實施方式1 一樣，因此對共同的部 分付與相同的符號，并省略其說明。
如圖9所示，在本方式的固體拍攝裝置中，也與實施方式l一樣，在 基座基板10上的拍攝區(qū)域100c的外側，以包圍拍攝區(qū)域100c的方式形成 有靜電保護用恒定電位線，但是，在本方式中，雙重地形成有2條靜電保 護用恒定電位線71、 72。在此，在靜電保護用恒定電位線71、 72之中，相對于外側的靜電保護用恒定電位線72被形成為以完全包圍拍攝區(qū)域 100c的方式封閉的矩形形狀，內側的靜電保護用恒定電位線71在拍攝區(qū) 域100c的4邊中只沿著3邊延伸，而在與和配置有讀出電路120的一側相 反側的邊相對的部分不形成。偏置線5a的主線部分5c在靜電保護用恒定 電位線71斷開的部分在X方向上延伸。
在本方式中，同樣地，靜電保護用恒定電位線71、 72在X方向上延 伸的部分由與參照圖4說明的掃描線3a同時形成的導電膜構成，在Y方 向上延伸的部分由與參照圖4說明的數(shù)據線6a同時形成的導電膜構成。因 此，即使以包圍拍攝區(qū)域100c的周圍的方式形成靜電保護用恒定電位線 71、 72，靜電保護用恒定電位線71、 72也與偏置線5a的主線部分5c、掃 描線3a和數(shù)據線6a交叉而不短路。
在利用這樣構成的靜電保護用恒定電位線71、 72構成靜電保護電路 時，在本方式中，在從多條偏置線5a向X方向延伸的主線部分5c和靜電 保護用恒定電位線71之間，構成有具備保護二極管9a的偏置線用的靜電 保護電路7a。此外，在與多條掃描線3a和靜電保護用恒定電位線71在Y 方向上延伸的部分71b的各交叉處對應的位置處，構成有具備保護二極管 9b的掃描線用的靜電保護電路7b。進一步地，在與多條數(shù)據線6a和靜電 保護用恒定電位線71在X方向上延伸的部分71a的各交叉處對應的位置 處，構成有具備保護二極管9c的數(shù)據線用的靜電保護電路7c。因此，在 本方式中，偏置線用的靜電保護電路7a的保護二極管9a、掃描線用的靜 電保護電路7b的保護二極管9b以及數(shù)據線用的靜電保護電路7c的保護二 極管9c都與共用的靜電保護用恒定電位線71電連接。
在此，靜電保護用恒定電位線71和靜電保護用恒定電位線72在與基 座基板IO的角相當?shù)牟糠纸浻杀Ｗo二極管9e電連接，在本方式中，直接 施加預置電壓Vp的只有靜電保護用恒定電位線72。
在這樣構成的固體拍攝裝置100中，保護二極管9a、 9b、 9c如參照圖 6和圖7說明的，是MIS型的半導體元件中將使漏極或者源極和柵極連接 而構成的2個MIS型二極管91、 92反向并行連接的反偏置二極管元件。此外，保護二極管9e也和保護二極管9a、 9b、 9c 一樣，是MIS型半導體 元件中將使漏極或者源極和柵極連接而構成的2個MIS型二極管91、 92 反向并行連接的反偏置二極管元件。
即使在這樣的本方式中，也由于對在拍攝區(qū)域100c內延伸的偏置線 5a、掃描線3以及數(shù)據線6a的每一個構成具備隊護二極管9a、 9b、 9c的 靜電保護電路7a、 7b、 7c，因此能夠防止由于侵入到偏置線5a、掃描線3 以及數(shù)據線6a的靜電而對像素100a發(fā)生靜電破壞。
此外，在經由保護二極管9e電連接的靜電保護用恒定電位線71、 72 之中，將保護二極管9a、 9b、 9c與靜電保護用恒定電位線71連接，另一 方面在靜電保護用恒定電位線72上施加預置電壓Vp。因此，由于能夠減 小靜電保護用恒定電位線71和數(shù)據線6a的電位差，因此即使進行對數(shù)據 線6a的靜電保護，從數(shù)據線6a向靜電保護用恒定電位線71的漏電流也小。 因此，對從各像素100a經由數(shù)據線6a輸出到讀出電路120的信號不發(fā)生 惡化。此外，如果是在靜電保護用恒定電位線72上施加預置電壓Vp的構 成，則由于掃描線3a、數(shù)據線6a以及偏置線5a (主線部分5c)與靜電保 護用恒定電位線71、 72的電位差小，因此能夠防止在布線的交叉部分的絕 緣破壞。實施方式3j
圖10是示出根據本發(fā)明的實施方式3的固體拍攝裝置的電氣構成的方 框圖。另外，本方式的基本構成由于與實施方式l、 2—樣，因此對共同部 分付與相同的符號，并省略其說明。
如圖10所示，在本方式的固體拍攝裝置100中，也與實施方式1 一樣， 在基座基板10上的拍攝區(qū)域100c的外側，以包圍拍攝區(qū)域100c的方式形 成有靜電保護用恒定電位線，但在本方式中，三重地形成有3條靜電保護 用恒定電位線71、 72、 73。在此，在靜電保護用恒定電位線71、 72、 73 之中，相對于最外側的靜電保護用恒定電位線73被形成為以完全包圍拍攝 區(qū)域100c的方式封閉的矩形形狀，內側的靜電保護用定電位線71、 72在 拍攝區(qū)域100c的4邊中，只沿著3邊延伸，在與和配置有讀出電路120的一側相反一側的邊相對的部分不形成。偏置線5a的主線部分5c在靜電保 護用恒定電位線71、 72斷開的部分在X方向上延伸。
在本方式中，同樣地，在靜電保護用恒定電位線71、 72、 73中，在X 方向上延伸的部分由與參照圖4說明的掃描線3a同時形成的導電膜構成， 在Y方向上延伸的部分由與參照圖4說明的數(shù)據線6a同時形成的導電膜 構成。因此，即使以包圍拍攝區(qū)域100c的周圍的方式形成靜電保護用恒定 電位線71、 72、 73，靜電保護用恒定電位線71、 72也與偏置線5a的主線 部分5c、掃描線3a以及數(shù)據線6a交叉而不短路。
在利用這樣構成的靜電保護用恒定電位線71、 72、 73構成靜電保護電 路時，在本方式中，在從多條偏置線5a向X方向延伸的主線部分5c和靜 電保護用恒定電位線71之間，構成有具備昧護二極管9a的偏置線用的靜 電保護電路7a。此外，在與多條掃描線3a和靜電保護用恒定電位線71在 Y方向上延伸的部分71b的各交叉處對應的位置處，構成有具備保護二極 管9b的掃描線用的靜電保護電路7b。進一步地，在與多條數(shù)據線6a和靜 電保護用恒定電位線71在X方向上延伸的部分71a的各交叉處對應的位 置處，構成有具備保護二極管9c的數(shù)據線用的靜電保護電路7c。因此， 在本方式中，偏置線用的靜電保護電路7a的保護二極管9a、掃描線用的 靜電保護電路7b的保護二極管9b以及數(shù)據線用的靜電保護電路7c的保護 二極管9c都與共用的靜電保護用恒定電位線71電連接。
在此，靜電保護用恒定電位線71和靜電保護用恒定電位線72在與基 座J4110的角相當?shù)牟糠纸浻杀Ｗo二極管9e電連接，靜電保護用恒定電 位線72和靜電保護用恒定電位線73在與基座基板10的角相當?shù)牟糠纸浻?保護二極管9f電連接。在向這種靜電保護用恒定電位線71、 72、 73施加 恒定電位時，在本方式中，直接施加預置電壓Vp的只是靜電保護用恒定 電位線73。
在這樣構成的固體拍攝裝置100中，保護二極管9a、 9b、 9c，如參照 圖6以及圖7說明的，是MIS型的半導體元件中將使漏極或者源極和柵極 連接而構成的2個MIS型二極管91、 92反向并行連接的反偏置二極管元件。此外，保護二極管9e、 9f也與保護二極管9a、 9b、 9c 一樣，是MIS
91、 92反向并行連接的反偏置二極管元件。
即使在這樣樣的本方式中，由于對在拍^t聶區(qū)域100c內延伸的偏置線 5a、掃描線3以及數(shù)據線6a的每一個，構成具備保護二極管9a、 9b、 9c 的靜電保護電路7a、 7b、 7c，因此，能夠防止由于侵入到偏置線5a、掃描 線3以及數(shù)據線6a的靜電而對像素100a發(fā)生靜電破壞。
此外，在經由保護二極管9e電連接的靜電保護用恒定電位線71、 72、 73之中，將靜電保護用恒定電位線71與保護二極管9a、 9b、 9c連接，另 一方面，在靜電保護用恒定電位線73上施加預置電壓Vp。因此，由于靜 電保護用恒定電位線71和數(shù)據線6a的電位差小，因此，即使進行對數(shù)據 線6a的靜電保護，從數(shù)據線6a向靜電保護用恒定電位線71的漏電流也小。 因此，對從各像素100a經由數(shù)據線6a輸出到讀出電路120的信號不發(fā)生 惡化。此外，如果是在靜電保護用恒定電位線73上施加預置電壓Vp的構 成，則由于掃描線3a、數(shù)據線6a以及偏置線5a (主線部分5c)與靜電保 護用恒定電位線71、 72、 73的電位差小，因此能夠防止在布線的交叉部分 的絕緣破壞。 [實施方式4
圖11是示出根據本發(fā)明的實施方式4的固體拍攝裝置的電氣構成的方 框圖。另外，本方式的基本構成由于與實施方式1 一樣，因此對共同的部 分付與相同的符號并省略其說明。
如圖11所示，在本方式的固體拍:t聶裝置100中，也與實施方式1 一樣， 在基座基板10上的拍攝區(qū)域100c的外側，以包圍拍攝區(qū)域100c的方式形 成有靜電保護用恒定電位線71，在該靜電保護用恒定電位線71上施加預 置電壓Vp。此外，在本方式中，也與實施方式1 一樣，在從多條偏置線 5a向X方向延伸的主線部分5c和靜電保護用恒定電位線71之間，構成有 具備保護二極管9a的偏置線用的靜電保護電路7a。此外，在與多條掃描 線3a和靜電保護用恒定電位線71沿著Y方向延伸的部分71b的各交叉處
24對應的位置處，構成有具備保護二極管9b的掃描線用的靜電保護電路7b。 但是，在本方式中，在與多條數(shù)據線6a和靜電保護用恒定電位線71 在X方向上延伸的部分71a的各交叉處對應的位置處，不形成參照圖l和 圖7說明的保護二極管9c。
因此，即使在以防止由于侵入到偏置線5a和掃描線3的靜電而對像素 100a發(fā)生靜電破壞為目的設置靜電保護電路7a、 7c的情況下，也能夠忽 略從數(shù)據線6a向靜電保護用恒定電位線71的漏電流。因此，對從各像素 100a經由數(shù)據線6a輸出到讀出電路120的信號不發(fā)生惡化。此外，如果 是在靜電保護用恒定電位線71上施加預置電壓Vp的構成，則由于掃描線 3a、數(shù)據線6a以及偏置線5a (主線部分5c )與靜電保護用恒定電位線71 的電位差小，因此能夠防止在布線的交叉部分的絕緣破壞。
另外，如本方式所示，雖然在偏置線5a和掃描線3上設置靜電保護電 路7a、 7c，但對于數(shù)據線6a沒有設置靜電保護電路的構成也可以適用于 實施方式2、 3。 [實施方式5
圖12是示出根據本發(fā)明的實施方式5的固體拍攝裝置的電氣構成的方 框圖。圖13 (a) 、 (b) 、 (c)是分別示出在根據本發(fā)明的實施方式5 的固體拍攝裝置100中對數(shù)據線6a設置的靜電保護電路的構成的電路圖、 示出該第1靜電保護電路的平面構成的平面圖以及示出第1靜電保護電路 的剖面構成的剖面圖，圖13 (c)相當于圖13 (b)的D1-D1，剖面圖。
在實施方式1 4中，在所有的保護二極管中，雖然使用MIS型的半導 體元件將使漏極或者源極和柵極連接而構成的2個MIS型二極管反向并行 連接的反偏置二極管元件，但在本方式中，對同時使用反偏置二極管元件 和具備對于高電位的靜電保護用恒定電位線以反偏置狀態(tài)電連接的高電位 側保護二極管以及與低電位的靜電保護用恒定電位線以反偏置狀態(tài)電連接
的低電位側保護二極管的反偏置二極管元件的形態(tài)進行說明。另外，在本 方式中，是將同時使用了反偏置二極管元件和反偏置二極管元件的構成適 用于實施方式2的例子。因此，本方式的基本構成由于與實施 式1一樣，因此對共同的部分付與相同的符號并省略其說明。
如圖12所示，在本方式的固體拍攝裝置100中，也與實施方式2—樣， 在基座基板10上的拍攝區(qū)域100c的外側，以包圍拍攝區(qū)域100c的方式， 雙重地形成有2條靜電保護用恒定電位線71、 72。
但是，在本方式中，與實施方式2不同，靜電保護用恒定電位線71、 72都被形成為以完全包圍拍攝區(qū)域100c的方式封閉的矩形形狀。此外， 偏置線5a的主線部分5c被形成為以完全包圍拍4聶區(qū)域100c的方式封閉的 矩形形狀，構成以后敘述的低電位線78的一部分。
在本方式中，也與上述的實施方式一樣，在靜電保護用恒定電位線71、 72之中，在X方向上延伸的部分由與參照圖4說明的掃描線3a同時形成 的導電膜構成，在Y方向上延伸的部分由與參照圖4說明的數(shù)據線6a同 時形成的導電膜構成。因此，即使以包圍拍攝區(qū)域100c的周圍的方式形成 靜電保護用恒定電位線71、 72，靜電保護用恒定電位線71、 72也不與偏 置線5a的主線部分5c、掃描線3a以及數(shù)據線6a交叉而不短路。
當利用這樣構成的靜電保護用恒定電位線71、 72構成靜電保護電路 時，在本方式中，在從多條偏置線5a向X方向延伸的主線部分5c與靜電 保護用恒定電位線71之間，構成有具備保護二極管9a的偏置線用的靜電 保護電路7a。此外，在與多條掃描線3a和靜電保護用恒定電位線71在Y 方向上延伸的部分71b的各交叉處對應的位置處，構成有具備床護二極管 9b的掃描線用的靜電保護電路7b。
在此，靜電保護用恒定電位線71和靜電保護用恒定電位線72在與基 座基板IO的角相當?shù)牟糠纸浻杀Ｗo二極管9e電連接，在本方式中，直接 施加預置電壓Vp的只是靜電保護用恒定電位線72。因此，由于掃描線3a、 數(shù)據線6a以及偏置線5a (主線部分5c/低電位線78 )與靜電保護用定電位 線71、 72的電位差小，因此能夠防止在布線的交叉部分的絕緯"破壞。
另外，保護二極管9a、 9b、 9c如參照圖6以及圖7說明的，是MIS
管91、 92反向并行連接的反偏置二極管元件'
26進一步地，在本方式中，雖然對于多條數(shù)據線6a也構成靜電保護電路 7c，但在本方式中，在對數(shù)據線6a的靜電保護電路7c中使用參照圖13說 明的反偏置二極管元件，而不使用參照圖6以及圖7說明的雙向二極管元 件。
在本方式中，當構成對數(shù)據線6a的靜電保護電路7c時，如圖12以及 圖13 (a)所示，在對數(shù)據線6a的靜電保護電路7c中，首先，在基座基 板10上，以包圍拍攝區(qū)域100c的方式形成有被施加了大于等于在數(shù)據線 6a上施加的最高電位的高電位的高電位線77和^皮施加了小于等于在數(shù)據 線6a上施加的最低電位的低電位的低電位線78。這種高電位線77以及j氐 電位線78各自獨立地作為包圍拍攝區(qū)域100c的共用線形成，施加各自不 同的電位。
在本方式中，才艮據以后說明的理由，對低電位線78施加與在偏置線 5a上施加的電位(偏置電壓VB) —樣的電位。因此，多條偏置線5a連接 的主線部分5c構成低電位線78的一部分，低電位線78還具有作為對多條 偏置線5a的主線的功能。另外，由于偏置線5a和低電位線78形成在不同 的層間，因此，采用經由在絕緣膜上形成的連接孔電連接的構造。
此外，在靜電保護電路7c中，在基座J4！ 10的拍攝區(qū)域100c的外側 區(qū)域，形成有在與數(shù)據線6a和高電位線77的交叉處對應的位置與數(shù)據線 6a和高電位線77以反偏置狀態(tài)電連接的高電位側保護二極管97，以及在 與數(shù)據線6a和低電位線78的交叉處對應的位置與數(shù)據線6a和低電位線 78以反偏置狀態(tài)電連接的低電位側保護二極管98。
這種高電位線77、低電位線78、高電位側保護二極管97以及低電位 側保護二極管98，如圖13 (b) 、 (c)所示，與在拍攝區(qū)域100c中形成 的各種布線和各半導體元件同時形成。
首先，高電位線77和低電位線78都是在與數(shù)據線6a交叉的X方向 上的部分由與參照圖4說明的掃描線3a同時形成的導電膜構成，在與數(shù)據 線6a平行的Y方向上延伸的部分由與參照圖4說明的數(shù)據線6a同時形成 的導電膜構成，在與數(shù)據線6a交叉的方向上延伸的部分和與數(shù)據線6a平行地延伸的部分經由在絕緣膜上形成的連接孔電連接。
高電位側保護二極管97由與參照圖4說明的場效應晶體管30大致相 同構成的MIS型半導體元件中使漏極和柵極連接而構成的MIS型二極管 元件構成。即，高電位側保護二極管97具有柵極電極3g、柵極絕緣膜21、 由非晶硅膜構成的半導體膜li、由摻雜了高濃度N型雜質的非晶硅膜構成 的連接層4i、 4j按照該順序疊層的底柵構造，在半導體膜li之中，源極一 側的端部經由連接層4i與源極電極6j重疊，漏極一側的端部經由連接層 4i數(shù)據線6a的一部分重疊。此外，在源極電極6j和數(shù)據線6a的表面一側 形成有下層側絕緣膜22，在下層側絕緣膜22的上層形成有與參照圖4說 明的光電變換元件80的第1電極81a同時形成的中繼電極81g。
中繼電極81g經由在下層側絕緣膜22上形成的連接孔22j與源極電極 6j電連接，同時經由在下層側絕緣膜22以及柵極絕緣膜21上形成的連接 孔22i與高電位線77電連接。在這樣構成的高電位側保護二極管97中， 與高電位線77 —側連接的源M到陰極的作用，與數(shù)據線6a —側連接的 漏極起到陽極的作用。
關于低電位側保護二極管98雖然省略了剖面的圖示，但如圖13 (b) 所示，與高電位側保護二極管97—樣，由與參照圖4說明的場效應晶體管 30大致相同的構成的MIS型的半導體元件中使漏極和柵極連接而構成的 MIS型二極管元件構成。即，低電位側保護二極管98具有柵極電極3e、 柵極絕緣膜21、由非晶硅膜構成的半導體膜lj、由摻雜了高濃度N型雜質 的非晶硅膜構成的連接層按照該順序疊層的底柵構造，在半導體膜lj中， 源極一側的端部經由連接層與漏極電極6k重疊，源極一側的端部經由連接 層與數(shù)據線6a的一部分重疊。此外，在漏極電極6k和數(shù)據線6a的表面一 側形成有下層側絕緣膜22，在下層側絕緣膜22的上層形成有與參照圖4 說明的光電變換元件80的第1電極81a同時形成的中繼電極81h。在此， 中繼電極81h經由在下層側絕緣膜22上形成的連接孔22m與漏極電極6k 電連接，同時經由在下層側絕緣膜22和柵極絕緣膜21上形成的連接孔 22p、 22r，與柵極電極3h和低電位線78電連接。在這樣構成的低電位側保護二極管98中，與低電位線78 —側連接的漏極起到陰極的作用，與數(shù) 據線6a —側連接的源極起到陽極的作用。
在這樣構成的靜電保護電路7c中，雖然1條數(shù)據線6a連接有2個保 護二極管(高電位側保護二極管97和低電位側保護二極管98)，但是， 與一條數(shù)據線6a連接的高電位側保護二極管97和低電位側保護二極管98 的通道寬度的和Wl被設定為比與1條數(shù)據線6a連接的各像素100a的場 效應晶體管30的通道寬度的總和W2小。因此，即使假i殳數(shù)據線6a的電 位經由高電位側保護二極管97以及低電位側保護二極管98進行泄漏，也 能夠忽略這種泄漏的影響。關于高電位側保護二極管97和低電位側保護二 極管98的通道寬度的和Wl，優(yōu)選地，小于等于與1條數(shù)據線6a連接的 各像素100a的場效應晶體管30的通道寬度的總和W2的1/10倍，如果是 1/100倍則更理想。即，在各像素100a的場效應晶體管30的通道寬度是 10 n m左右時，如果連接的數(shù)量N是100，則高電位側保護二極管97和低 電位側保護二極管98的通道寬度的和Wl小于等于lmm,理想地，小于 等于100 pm，進一步更理想地，小于等于10nm。另外，即使假設數(shù)據 線6a的電位經由各^f象素100a的場效應晶體管30進行泄漏，這種泄漏的影 響也可以忽略。
在靜電保護電路7c中，需要在高電位線77上施加大于等于在數(shù)據線 6a上施加的最高電位的電位，在低電位線78上施加小于等于在數(shù)據線6a 上施加的最低電位的電位。在此，如參照圖5說明的，數(shù)據線6a在被設置 成預置電位Vp后，只向高電位一側移動饋通電位VI的量。該饋通電壓 VI在將柵極電壓設置成柵極導通電壓Vgh時，是數(shù)據線6a被抑制的電位。 在此，如果將1個像素的掃描線3a和數(shù)據線6a之間的寄生電容(場效應 晶體管3的寄生電容，掃描線3a和數(shù)據線6a的交叉部的電容等)設置為 Cp，將數(shù)據線電容設置為Cd，則如下式所示
(Cp/Cd) x (Vgh-Vgl)， 滿足了預置電位Vp和饋通電壓VI的是在數(shù)據線6a上施加的電位的最高 值。 一般地，饋通電壓VI是取決于設計的，但小于等于1V。因此，在本方式中，將比預置電位Vp大IV以上的電位施加在高電位線77上。
在這樣的本方式中，在對數(shù)據線6a的靜電保護電路7c中，在數(shù)據線 6a和高電位線77之間設置反偏置狀態(tài)的高電位側保護二極管97，在數(shù)據 線6a和低電位線78之間設置反偏置狀態(tài)的低電位側保護二極管98。因此， 在靜電保護電路7c中，由于高電位側保護二極管97和低電位側保護二極 管98始終處于反偏置狀態(tài)，因此，即使在對數(shù)據線6a設置了靜電保護電 路7c的情況下，也能夠將來自數(shù)據線6a的漏電流設置在極低的水平。此 外，在數(shù)據線6a上由于設置了獨立的恒定電位線(高電位線77以及低電 位線78)，因此，能夠將適合于數(shù)據線6a的電位的電位設定在高電位線 77以及低電位線78上。因此，在圖8 (a)所示的電流-電壓特性中，由于 在高電位側保護二極管97以及低電位側保護二極管98上加的反偏置電壓 低，因此，即使在對數(shù)據線6a設置了靜電保護電路7c的情況下，來自數(shù) 據線6a的漏電流也是能夠忽略的水平。因此，如果采用本方式，則由于不 會因為來自數(shù)據線6a的漏電流而在各像素100a中與受光相應地發(fā)生的電 信號惡化，因此，能夠實現(xiàn)分辨能力高的固體拍攝裝置100。
進一步地，在本方式中，在靜電保護電路7c中，由于在低電位線78 上施加偏置電壓VB,因此，作為新的電源電路，只要設置生成在高電位 線77上應當施加的電位的電源電路即可，具有能夠簡化電源部的電路構成 的優(yōu)點。
其它的實施方式
在上述實施方式l中，如圖2 (a)所示，場效應晶體管的漏極與光電 變換元件80的第1電極81a (陰極)電連接，偏置線5a與光電變換元件 80的第2電極85a (陽極)電連接，但是如圖2(b)所示，也可以是對于 場效應晶體管的漏極電連接的光電變換元件80的第1電極81a作為陽極使 用的構成，在這種情況下，與偏置線5a電連接的光電變換元件80的第2 電極85a成為陰極。作為具體例子，也可以在第1電極81a上順序地形成 高濃度P型半導體層84a、 I型半導體層83、高濃度N型半導體層83a。 在這種如圖2(b)所示的構成的情況下，雖然在光電變換元件80上經由
30偏置線5a施加反偏置等基本動作也相同，但是，信號電位電平的高低如圖 14所示，與圖5所示的圖案不同。因此，例如，在實施方式5中，在高電 位線77上施加比預置電位Vp高1V的電位，在^[氐電位線78上施加偏置電 壓，但是在如圖2(b)所示的構成的情況下，只要在低電位線78上施加 比預置電位Vp低lV的電位，在高電位線77上施加偏置電壓VB即可。
在上述實施方式1 5中，作為光電變換元件80,雖然使用了 PIN光電 二極管，但是并不限于此，也可以使用PN光電二極管，進一步地，也可 以使用MIS型、肖特基型的光電變換元件80。
在上述實施方式1 5中，作為場效應晶體管30，雖然以使用非晶硅膜 的TFT為例子進行了說明，但是，也可以將使用了微結晶硅膜、多晶硅膜、 單結晶硅層的薄膜晶體管用作場效應型晶體管30。此外，在上述實施方式 1 5中，作為場效應晶體管30，雖然具備從基座M 10的下層側向著上層 側柵極電極3b、柵極絕緣膜21以及半導體膜2a (有源層)順序層疊的底 柵構造，但是，也可以是具備從基座基板10的下層側向著上層側半導體膜 (有源層)、柵極絕緣膜以及柵極電極順序疊層的頂柵構造的構造。在采 用這種頂柵構造的情況下，當構成為從柵極電極一側光入射時，如果使用 柵極電極是ITO膜等透光性導電膜，則能夠高效率地進行向有源層的光的 入射。此外，對于場效應晶體管30的構造，也可以是交錯型、反交錯型、 共面型、反共面型的任意一個。
在上述實施方式1 5中，作為像素開關元件，雖然使用了N型場效應 晶體管30，但是作為像素開關元件，也可以使用P型的場效應晶體管30。 在這種情況下，如果和上述的說明反轉極性，則能夠實現(xiàn)與上述實施方式 1 5同樣的構成。
權利要求
1.一種固體拍攝裝置，在基板上的拍攝區(qū)域內具有在規(guī)定方向上延伸的多條掃描線、在與上述多條掃描線交叉的方向上延伸的多條數(shù)據線和多條偏置線，并在配置于與上述掃描線和上述數(shù)據線的各個交叉處對應的位置處的多個像素的各個像素上，形成有由上述掃描線控制的場效應晶體管以及具備經由該場效應晶體管與上述數(shù)據線電連接的第1電極和與上述偏置線電連接的第2電極的光電變換元件，其特征在于，在上述基板上形成靜電保護用恒定電位線；對于上述偏置線，構成具備在該偏置線和上述靜電保護用恒定電位線之間電連接的保護二極管的偏置線用的靜電保護電路。
2. 根據權利要求l所述的固體拍攝裝置，其特征在于，對于上述掃描 線和上述數(shù)據線之中的至少一方的信號線，構成具備在該信號線和上述靜 電保護用恒定電位線之間電連接的保護二極管的信號線用的靜電保護電 路。
3. 根據權利要求l所述的固體拍攝裝置，其特征在于，對于上述掃描 線，構成具備在該掃描線和上述靜電保護用恒定電位線之間電連接的保護 二極管的掃描線用的靜電保護電路；對于上述數(shù)據線，構成具備在該數(shù)據線和上述靜電保護用恒定電位線 之間電連接的保護二極管的數(shù)據線用的靜電保護電路。
4. 根據權利要求2或者3所述的固體拍攝裝置，其特征在于，上述保 護二極管都與共用的上述靜電保護用恒定電位線電連接。
5. 根據權利要求4所述的固體拍攝裝置，其特征在于，在上述M上 形成多條上述靜電保護用恒定電位線的同時，上述多^#電保護用恒定電 位線經由保護二極管串行地電連接；上述多條靜電保護用恒定電位線之中與直接施加了恒定電位的靜電保的保護二極管。
6. 根據權利要求4或者5所述的固體拍攝裝置，其特征在于，施加在 上述靜電保護用恒定電位線上的恒定電位是在從上述像素中讀出數(shù)據之前 施加在上述數(shù)據線上的預置電壓。
7. 根據權利要求1至6的任意一項所述的固體拍攝裝置，其特征在于， 作為上述保護二極管，至少是MIS型的半導體元件中將使漏極或者源極和 柵極連接而構成的2個MIS型二極管反向地并聯(lián)連接的反偏置二極管元 件。
8. 根據權利要求1至6的任意一項所述的固體拍攝裝置，其特征在于， 作為上述保護二極管，至少使用具備對于上述靜電保護用恒定電位線之中 高電位的靜電保護用恒定電位線以反偏置狀態(tài)電連接的高電位側保護二極 管以及與低電位的靜電保護用恒定電位線以反偏置狀態(tài)電連接的低電位側 保護二極管的反偏置二極管元件。
全文摘要
提供一種在固體拍攝裝置中也能夠可靠地防止靜電破壞的構成。在固體拍攝裝置(100)中，在基座基板(10)上以包圍拍攝區(qū)域(100c)的周圍的方式形成有靜電保護用恒定電位線(71)。在從多條偏置線(5a)向X方向延伸的主線部分(5c)和靜電保護用恒定電位線(71)之間、在掃描線(3a)和靜電保護用恒定電位線(71)之間以及在數(shù)據線(6a)和靜電保護用恒定電位線(71)之間電連接有保護二極管(9a、9b、9c)。保護二極管(9a、9b、9c)由MIS型的半導體元件中將漏極或者源極和柵極連接而構成的2個MIS型二極管反向地并聯(lián)連接的反偏置二極管元件構成。
文檔編號H04N5/335GK101604699SQ20091014657
公開日2009年12月16日 申請日期2009年6月8日 優(yōu)先權日2008年6月10日
發(fā)明者佐藤尚, 山崎泰志, 石田幸政 申請人:愛普生映像元器件有限公司