(57)【要約】【課題】アクティブマトリクス基板と対向基板とを有する半導体装置の接続安定性を向上させる。【解決手段】半導体装置は、第１基板１２と、第２基板３２または半導体基板５１と、第１基板に支持された複数の薄膜トランジスタ１４および複数の画素電極１６と、複数の画素電極上に形成された第１接続層であって、それぞれが複数の画素電極のいずれか１つと重なる複数の第１接続領域２０ａを有する第１接続層２０と、第２基板に支持された電極層３４および電極層上に形成された半導体層３６、または、半導体基板の第１基板側とは反対側の表面上に形成された電極層５４と、半導体層上または半導体基板上に形成された第２接続層であって、複数の第２接続領域４０ａを含む第２接続層４０とを有し、第１接続層および第２接続層は、それぞれ、導電性を有し、樹脂を含み、複数の第１接続領域のそれぞれは、複数の第２接続領域のいずれかと直接接着されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、
前記第１基板と対向するように配置された第２基板または半導体基板と、
前記第１基板に支持された複数の薄膜トランジスタと、
それぞれが前記複数の薄膜トランジスタのいずれかと接続された複数の画素電極と、
前記複数の画素電極上に形成された第１接続層であって、それぞれが前記複数の画素電極のいずれか１つと重なる複数の第１接続領域を有する第１接続層と、
前記第２基板に支持された電極層および前記電極層上に形成された半導体層、または、前記半導体基板の前記第１基板側とは反対側の表面上に形成された電極層と、
前記半導体層上または前記半導体基板の前記第１基板側の表面上に形成された第２接続層であって、複数の第２接続領域を含む第２接続層とを有し、
前記第１接続層および前記第２接続層は、それぞれ、導電性を有し、樹脂を含み、
前記複数の第１接続領域のそれぞれは、前記複数の第２接続領域のいずれかと直接接着されている、半導体装置。
【請求項２】
前記複数の第２接続領域のそれぞれは、前記複数の第１接続領域のいずれか１つと直接接着され、
前記複数の第１接続領域のそれぞれは、前記複数の第２接続領域のいずれか１つと直接接着されている、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記複数の第２接続領域のそれぞれは、前記複数の第１接続領域のいずれか１つと直接接着され、
前記複数の第１接続領域のそれぞれは、前記複数の第２接続領域のいずれか２以上と直接接着されている、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記複数の第２接続領域のそれぞれの２次元的な大きさが、前記複数の第１接続領域の隣接間距離より小さい、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記半導体層または前記半導体基板と前記第２接続層との間に設けられ、それぞれが前記複数の第２接続領域のいずれか１つと重なる複数の対向電極をさらに有する、請求項１から４のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項６】
前記半導体層または前記半導体基板は、ＣｄＴｅまたはＣｄＺｎＴｅを含む、請求項１から５のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第１接続層および前記第２接続層は、感光性樹脂を含む、請求項１から６のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項８】
前記第１接続層および前記第２接続層は、導電性粒子を含む、請求項１から７のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項９】
複数の薄膜トランジスタと、それぞれが前記複数の薄膜トランジスタのいずれかと接続された複数の画素電極とを支持する第１基板を用意するとともに、前記複数の画素電極上に第１樹脂層であって、それぞれが前記複数の画素電極のいずれか１つと重なり、導電性を有する複数の第１樹脂領域を含む第１樹脂層を形成する工程（ａ）と、
第２基板を用意するとともに、前記第２基板上に電極層を形成し、前記電極層上に半導体層を形成し、前記半導体層上に第２樹脂層であって、それぞれが導電性を有する複数の第２樹脂領域を含む第２樹脂層を形成する工程、または、半導体基板を用意するとともに、前記半導体基板の一方の表面上に電極層を形成し、前記半導体基板の前記電極層側とは反対側の表面上に第２樹脂層であって、それぞれが導電性を有する複数の第２樹脂領域を含む第２樹脂層を形成する工程（ｂ）と、
前記工程（ａ）および前記工程（ｂ）の後で、前記複数の第１樹脂領域のそれぞれを、前記複数の第２樹脂領域のいずれかと直接接着させる工程（ｃ）とを含む、半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記工程（ｃ）において、前記複数の第２樹脂領域のそれぞれを、前記複数の第１樹脂領域のいずれか１つと直接接着させ、前記複数の第１樹脂領域のそれぞれを、前記複数の第２樹脂領域のいずれか１つと直接接着させる、請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記工程（ｃ）において、前記複数の第１樹脂領域のそれぞれを、前記複数の第２樹脂領域のいずれか２以上と直接接着させる、請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記工程（ｂ）は、前記半導体層または前記半導体基板と前記複数の第２樹脂層との間に、それぞれが前記複数の第２樹脂領域のいずれか１つと重なる複数の対向電極を形成する工程をさらに含む、請求項９から１１のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置およびその製造方法に関し、特にＸ線を検出する半導体装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネル型のＸ線検出装置は、例えば医療分野での利用が広がっている。特に、アクティブマトリクス基板を用いたＸ線検出装置は、アクティブマトリクス基板が画素毎に有する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いて、アクティブマトリクス基板上に形成された放射線感応層に照射されたＸ線を検出する。放射線感応層は例えば半導体層であり、半導体層は照射されたＸ線の量に応じて電荷を発生する（光導電性を有する）。光導電性の良い半導体として、例えばアモルファスセレニウム（ａ−Ｓｅ）が用いられている。
【０００３】
アクティブマトリクス基板を用いたＸ線検出装置は、Ｘ線に対する感度のさらなる向上が望まれている。Ｘ線に対する感度が高い半導体として、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）やテルル化亜鉛カドミウム（ＣｄＺｎＴｅ）が注目されている。ＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅは、従来用いられてきたａ−Ｓｅに比べて原子番号が大きいので、Ｘ線の変換効率に優れているという利点がある。しかし、成膜に高温が要求されるので、ＴＦＴの耐熱温度の観点から、アクティブマトリクス基板上に直接成膜することが困難であるという問題点がある。
【０００４】
本出願人による特許文献１は、ＣｄＴｅまたはＣｄＺｎＴｅを含む半導体を用いたＸ線検出装置およびその製造方法を開示している。特許文献１に開示されたＸ線検出装置は、アクティブマトリクス基板と、Ｘ線を電荷に変換する半導体層を備える対向基板とを別途に作製し、その後両基板を貼り合わせることにより製造される。両基板は、導電性を有し、樹脂を含む接続材を用いて、互いに接着されるとともに、両基板間に必要な電気的な接続が形成される。この方法によると、ＴＦＴに影響を与えることなく、Ｘ線に対する優れた感度を有する半導体装置を製造し、提供することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４２０２３１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、本発明者の検討によると、特許文献１に記載の半導体装置は、アクティブマトリクス基板と対向基板との接続安定性が十分に得られないことがあり、歩留りが低下することがあった。ここで、接続安定性とは、物理的な接着の安定性だけでなく、電気的な接続の安定性を含む。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、アクティブマトリクス基板と、Ｘ線を電荷に変換する半導体層を備える対向基板との、接続安定性に優れた半導体装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による実施形態の半導体装置は、第１基板と、前記第１基板と対向するように配置された第２基板または半導体基板と、前記第１基板に支持された複数の薄膜トランジスタと、それぞれが前記複数の薄膜トランジスタのいずれかと接続された複数の画素電極と、前記複数の画素電極上に形成された第１接続層であって、それぞれが前記複数の画素電極のいずれか１つと重なる複数の第１接続領域を有する第１接続層と、前記第２基板に支持された電極層および前記電極層上に形成された半導体層、または、前記半導体基板の前記第１基板側とは反対側の表面上に形成された電極層と、前記半導体層上または前記半導体基板の前記第１基板側の表面上に形成された第２接続層であって、複数の第２接続領域を含む第２接続層とを有し、前記第１接続層および前記第２接続層は、それぞれ、導電性を有し、樹脂を含み、前記複数の第１接続領域のそれぞれは、前記複数の第２接続領域のいずれかと直接接着されている。
【０００９】
ある実施形態において、前記複数の第２接続領域のそれぞれは、前記複数の第１接続領域のいずれか１つと直接接着され、前記複数の第１接続領域のそれぞれは、前記複数の第２接続領域のいずれか１つと直接接着されている。
【００１０】
ある実施形態において、前記複数の第２接続領域のそれぞれは、前記複数の第１接続領域のいずれか１つと直接接着され、前記複数の第１接続領域のそれぞれは、前記複数の第２接続領域のいずれか２以上と直接接着されている。
【００１１】
ある実施形態において、前記複数の第２接続領域のそれぞれの２次元的な大きさは、前記複数の第１接続領域の隣接間距離より小さい。
【００１２】
ある実施形態において、前記半導体装置は、前記半導体層または前記半導体基板と前記第２接続層との間に設けられ、それぞれが前記複数の第２接続領域のいずれか１つと重なる複数の対向電極をさらに有する。
【００１３】
ある実施形態において、前記半導体層または前記半導体基板は、ＣｄＴｅまたはＣｄＺｎＴｅを含む。
【００１４】
ある実施形態において、前記第１接続層および前記第２接続層は、感光性樹脂を含む。
【００１５】
ある実施形態において、前記第１接続層および前記第２接続層は、導電性粒子を含む。
【００１６】
本発明による実施形態の半導体装置の製造方法は、複数の薄膜トランジスタと、それぞれが前記複数の薄膜トランジスタのいずれかと接続された複数の画素電極とを支持する第１基板を用意するとともに、前記複数の画素電極上に第１樹脂層であって、それぞれが前記複数の画素電極のいずれか１つと重なり、導電性を有する複数の第１樹脂領域を含む第１樹脂層を形成する工程（ａ）と、第２基板を用意するとともに、前記第２基板上に電極層を形成し、前記電極層上に半導体層を形成し、前記半導体層上に第２樹脂層であって、それぞれが導電性を有する複数の第２樹脂領域を含む第２樹脂層を形成する工程、または、半導体基板を用意するとともに、前記半導体基板の一方の表面上に電極層を形成し、前記半導体基板の前記電極層側とは反対側の表面上に第２樹脂層であって、それぞれが導電性を有する複数の第２樹脂領域を含む第２樹脂層を形成する工程（ｂ）と、前記工程（ａ）および前記工程（ｂ）の後で、前記複数の第１樹脂領域のそれぞれを、前記複数の第２樹脂領域のいずれかと直接接着させる工程（ｃ）とを含む。
【００１７】
ある実施形態において、前記工程（ｃ）において、前記複数の第２樹脂領域のそれぞれを、前記複数の第１樹脂領域のいずれか１つと直接接着させ、前記複数の第１樹脂領域のそれぞれを、前記複数の第２樹脂領域のいずれか１つと直接接着させる。
【００１８】
ある実施形態において、前記工程（ｃ）において、前記複数の第２樹脂領域のそれぞれを、前記複数の第１樹脂領域のいずれか１つと直接接着させ、前記複数の第１樹脂領域のそれぞれを、前記複数の第２樹脂領域のいずれか２以上と直接接着させる。
【００１９】
ある実施形態において、前記複数の第２樹脂領域のそれぞれの２次元的な大きさが、前記複数の第１樹脂領域の隣接間距離より小さい。
【００２０】
ある実施形態において、前記工程（ｂ）は、前記半導体層または前記半導体基板と前記複数の第２樹脂層との間に、それぞれが前記複数の第２樹脂領域のいずれか１つと重なる複数の対向電極を形成する工程をさらに含む。
【００２１】
ある実施形態において、前記工程（ａ）および前記工程（ｂ）において、前記第１樹脂層および前記第２樹脂層は、それぞれ、感光性樹脂を含み、かつ、フォトリソグラフィプロセスにより形成される。
【００２２】
ある実施形態において、前記工程（ｃ）は、前記第１樹脂層および前記第２樹脂層が直接接触した状態で、前記第１基板と前記第２基板または前記半導体基板とを１ｋｇｆ／ｃｍ2超のプレス圧でプレスすることによって、前記複数の第１樹脂領域のそれぞれを、前記複数の第２樹脂領域のいずれかと直接接着させる工程を含む。
【００２３】
ある実施形態において、前記工程（ｃ）は、前記第１樹脂層および前記第２樹脂層が直接接触した状態で、前記第１基板と前記第２基板または前記半導体基板とを４０ｋｇｆ／ｃｍ2以上のプレス圧でプレスすることによって、前記複数の第１樹脂領域のそれぞれを、前記複数の第２樹脂領域のいずれかと直接接着させる工程を含む。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の実施形態によると、アクティブマトリクス基板と、Ｘ線を電荷に変換する半導体層を備える対向基板との接続安定性に優れた半導体装置およびその製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態による半導体装置１００Ａ１の模式的な断面図である。
【図２】半導体装置１００Ａ１の１画素あたりの詳細な構成を示した断面図である。
【図３】半導体装置１００Ａ１の１画素あたりの等価回路を示す回路図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、半導体装置１００Ａ１のアクティブマトリクス基板１０と対向基板３０との貼り合わせのプロセスを模式的に示す断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、半導体装置１００Ａ１のアクティブマトリクス基板１０上に形成される第１樹脂層２８と、対向基板３０上に形成される第２樹脂層４８との位置関係を例示する図である。
【図６】本発明の実施形態による他の半導体装置１００Ａ２の模式的な断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、半導体装置１００Ａ２のアクティブマトリクス基板１０上に形成される第１樹脂層２８と、対向基板３０上に形成される第２樹脂層４７との位置関係を例示する図である。
【図８】（ａ）は、本発明の実施形態によるさらに他の半導体装置１００Ａ３の模式的な断面図である。（ｂ）は、本発明の実施形態によるさらに他の半導体装置１００Ａ４の模式的な断面図である。
【図９】（ａ）は、半導体装置１００Ａ３の対向電極３８と第２樹脂層４８との位置関係を例示する図である。（ｂ）は、半導体装置１００Ａ４の対向電極３９と第２樹脂層４７との位置関係を例示する図である。
【図１０】本発明の実施形態によるさらに他の半導体装置１００Ｂ１の模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
まず、本発明者が見出した、特許文献１に記載の半導体装置における２枚の基板間の接続安定性が低い原因を説明する。
【００２７】
特許文献１に記載の半導体装置の製造方法は、特許文献１の図４、図９、図１６、または図１７に示されているように、アクティブマトリクス基板と対向基板とのうち、一方の基板にのみ接続材を付与し、その後両基板を貼り合わせている。このようにして製造された半導体装置において、接着不良がみられるのは、接続材を付与しなかった方の基板と接続材との界面であることが多かった。すなわち、先に接続材を付与した一方の基板と接続材との接着性よりも、他方の基板と接続材との接着性が劣ることがわかった。
【００２８】
接続材としては、特許文献１に記載されているように、導電性を有し、樹脂を含む材料を用いることができる。例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、または変性ウレタン樹脂などの接着剤に、カーボン、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）などの導電性粒子を分散させた導電性接着剤を使用することができる。また、導電性粒子を分散させた感光性樹脂を用いることができる。感光性樹脂を用いると、微細なパターンを形成できるという利点があるものの、上述の接続安定性が低いという問題は、導電性接着剤を用いた場合よりも、多く発生する傾向があった。
【００２９】
接続材は、一般に流動性を有する液状またはペースト状であり、接着プロセス中において、溶剤の揮散や樹脂の硬化反応などを経て、流動性を消失し、最終的には固化する。一方の基板に付与された接続材は、他方の基板に接触するまでに、流動性が低下し、その結果、他方の基板と接続材との接着力が、接続材を付与した一方の基板と接続材との接着力よりも劣ると考えられる。特に、感光性樹脂を用いた接続材は、一方の基板に付与された後、露光・現像工程を経て、他方の基板に接着されるので、他方の基板に接着される際には、流動性をほとんど有しておらず、その結果、接着性が低いと考えられる。また、接着面積の違いも、接着性に影響している可能性が考えられる。すなわち、接続材が付与された一方の基板と接続材との接着面積に比べ、他方の基板と接続材との接着面積が小さいために、他方の基板と接続材との接着力が劣るとも考えられる。なお、これらの説明は、本発明者の考察であり、本発明を限定するものではない。なお、完成された半導体装置において、接続材を用いて形成された部材を「接続層」と呼ぶことがある。
【００３０】
以下、図面を参照して、本発明による実施形態の半導体装置およびその製造方法を説明する。実施形態の半導体装置は、Ｘ線変換層として機能する半導体層を有する、２次元Ｘ線検出器（Ｘ線撮像装置）である。
【００３１】
（実施形態１）
図１に、本発明の実施形態による半導体装置１００Ａ１の模式的な断面図を示す。
【００３２】
半導体装置１００Ａ１は、基板（第１基板）１２と、基板１２と対向するように配置された基板（第２基板）３２と、基板１２に支持された複数の薄膜トランジスタ（以下、「ＴＦＴ」という。）１４と、それぞれが複数のＴＦＴ１４のいずれかと接続された複数の画素電極１６と、基板３２に支持された電極層３４と、電極層３４上に形成された半導体層３６とを有する。半導体層３６は、Ｘ線を吸収し、電荷を発生させる。すなわち、半導体層３６は、Ｘ線変換層として機能する。基板１２と、基板１２に支持されたＴＦＴ１４、画素電極１６およびその他の構成要素（不図示）を含め、アクティブマトリクス基板１０といい、基板３２と、基板３２に支持された電極層３４と、半導体層３６とを含め、対向基板３０ということにする。
【００３３】
アクティブマトリクス基板１０の複数の画素電極１６上には、第１接続層２０が形成されており、第１接続層２０は、それぞれが複数の画素電極１６のいずれか１つと重なる複数の第１接続領域２０ａを有している。対向基板３０の半導体層３６上には第２接続層４０が形成されており、第２接続層４０は、複数の第２接続領域４０ａを有している。第１接続層２０および第２接続層４０は、いずれも、導電性を有し、樹脂を含み、複数の第１接続領域２０ａのそれぞれは、複数の第２接続領域４０ａのいずれかと直接接着されている。
【００３４】
半導体装置１００Ａ１は、アクティブマトリクス基板１０に設けた第１接続層２０と、対向基板３０に設けた第２接続層４０とが直接接着されているので、両基板間の接続安定性に優れている。
【００３５】
なお、本実施形態による半導体装置は、基板３２と、電極層３４と、半導体層３６とを含む対向基板３０を有するが、本発明による実施形態の半導体装置は、これに限られない。本発明による実施形態の半導体装置は、後述する本発明の実施形態２に係る半導体装置（図１０参照）のように、半導体基板５１と、半導体基板５１のアクティブマトリクス基板１０側とは反対側の表面上に形成された電極層５４とを含む対向基板５０を、対向基板３０に代えて有していてもよい。
【００３６】
次に、図２および図３を参照して、本発明の実施形態による半導体装置の詳細な構造およびＸ線を検出する原理を説明する。半導体装置１００Ａ１は、複数の画素を有し、画素ごとに、基板１２に支持されたＴＦＴ１４およびＴＦＴ１４に接続された画素電極１６を含む。図２は、半導体装置１００Ａ１の１画素あたりの詳細な構成を示した断面図であり、図３は、半導体装置１００Ａ１の１画素あたりの等価回路を示す回路図である。
【００３７】
図２に示すように、ＴＦＴ１４は、基板１２上に形成されたゲート電極１４ｇと、ゲート電極１４ｇおよびＣＳ電極１７を覆うゲート絶縁膜１８と、ゲート絶縁膜１８上に形成された活性層１４ｉと、ソース電極１４ｓと、ドレイン電極１４ｄと、活性層１４ｉとソース電極１４ｓおよびドレイン電極１４ｄとの間のコンタクト層１４ｎとを有する。基板１２上に形成されたＣＳ電極１７は、例えばゲート電極１４ｇと同じ膜から形成される。ＣＳ電極１７、画素電極１６、およびＣＳ電極１７と画素電極１６との間のゲート絶縁膜１８は、電荷蓄積容量１９を形成している。ドレイン電極１４ｄと画素電極１６とは、例えば同じ膜から形成される。なお、コンタクト層１４ｎは省略され得る。
【００３８】
基板１２は例えば、ガラス基板、無アルカリガラス基板である。ゲート電極１４ｇは、例えばタンタル（Ｔａ）を用いて形成することができる。ソース電極１４ｓは、例えばＴａ、アルミニウム（Ａｌ）を用いて形成することができる。ドレイン電極１４ｄおよびＣＳ電極１７は、それぞれ、例えば金属電極、透明電極である。ゲート絶縁膜１８は、例えば窒化珪素（ＳｉＮx ）、二酸化珪素（ＳｉＯ2）を用いて形成することができる。
【００３９】
ＴＦＴ１４、電荷蓄積容量１９、および半導体層３６は、図３に示すように電気的に接続されている。ＴＦＴ１４のそれぞれは、対応するソースバスライン１４ｓおよび対応するゲートバスライン１４ｇと接続されている。簡単のため、ソースバスライン１４ｓおよびゲートバスライン１４ｇは、ソース電極１４ｓおよびゲート電極１４ｇと、それぞれ、同じ参照符号で示す。半導体層３６にＸ線が照射されると、半導体層３６の内部に入射したＸ線量に応じた電荷（正孔−電子対）が生じる。電極層３４とＣＳ電極１７との間に電圧を印加しておくと、半導体層３６に生じた電荷のうち、正孔は陰極側に移動し、電子は陽極側に移動する。画素電極１６側に移動した電荷は、電荷蓄積容量１９に蓄積される。電荷蓄積容量１９に蓄積された電荷は、画素ごとに、ゲートバスライン１４ｇに供給される信号によってＴＦＴ１４をオン状態とすることで、ソースバスライン１４ｓを介して外部に取り出される。このようにして、半導体層３６に入射したＸ線の照射量を画素ごとに電流量に変換し、画像（Ｘ線画像）を出力する。
【００４０】
Ｘ線変換層として機能する半導体層３６は、例えば、ＣｄＴｅまたはＣｄＺｎＴｅを用いて形成することができる。ＣｄＴｅおよびＣｄＺｎＴｅは、高いＸ線の吸収係数を有するので、半導体層３６をＣｄＴｅまたはＣｄＺｎＴｅから形成することにより、半導体層３６に照射されたＸ線を効率よく検出することができる。半導体層３６をＣｄＴｅまたはＣｄＺｎＴｅから形成することにより、Ｘ線の検出効率を高くすることができるので、電荷蓄積容量１９を充電するために必要なＸ線の照射時間を短くすることができる。また、Ｘ線を検出するために必要となる、半導体層３６に印加する電圧を低くすることができる。このような半導体装置は、静止画像の撮影のみならず、動画の撮影にも用いることができる。例えば、１フレーム期間が３３ｍｓ（フレーム周波数が３０Ｈｚ）の動画を撮影できる。
【００４１】
半導体層３６は、ＣｄＴｅまたはＣｄＺｎＴｅの多結晶膜から形成されていてもよい。半導体層３６は、例えば近接昇華法を用いて形成される。半導体層３６を形成するために用いる方法は、近接昇華法に限られない。近接昇華法の代わりに、例えば、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、スクリーン印刷・焼成法、電析法、またはスプレー法を用いて半導体層３６を形成してもよい。半導体層３６の厚さは、例えば約０．３ｍｍである。
【００４２】
半導体層３６は、電極層３４のほぼ全面を覆うように形成されていてもよい。電極層３４は、例えば、金属を用いて形成される。電極層３４は、例えばＡｌ等の、Ｘ線透過率が高い金属を用いて形成されることが好ましい。電極層３４は、透明導電材料を用いて形成されていてもよい。電極層３４は、基板３２のほぼ全面を覆うように形成されていてもよい。基板３２は、例えば、ガラス基板、セラミック基板、またはシリコン基板である。
【００４３】
第２接続層４０は、半導体層３６に直接接していてもよいし、半導体層３６に直接接していなくてもよい。対向基板３０は、半導体層３６と第２接続層４０との間に、さらに電子阻止層（不図示）を有していてもよい。電子阻止層は、絶縁層であり、例えば酸化アルミニウム（ＡｌＯx）を用いて形成される。電子阻止層により、Ｘ線が半導体層３６に照射されていない場合の暗電流を低減することができる。例えば、電極層３４に正電圧を印加した場合は、電子阻止層は、第２接続層４０から半導体層３６へ電子が移動するのを防ぐことができる。
【００４４】
アクティブマトリクス基板１０と対向基板３０とは、第１接続領域２０ａと第２接続領域４０ａが直接接着されることにより、接続されている。各第１接続領域２０ａは、複数の画素電極１６のいずれか１つと重なるため、Ｘ線を検出する際の隣接画素間のクロストークを抑制することができる。各第２接続領域４０ａは、第１接続領域２０ａのいずれか１つと直接接着され、各第１接続領域２０ａは、第２接続領域４０ａのいずれか１つと直接接着されていてもよい。この場合、各第１接続領域２０ａは、１つの画素電極１６および１つの第２接続領域４０ａと重なり、各第２接続領域４０ａは、１つの第１接続領域２０ａと重なるので、Ｘ線を検出する際の隣接画素間のクロストークを効果的に抑制することができる。より効果的にクロストークを抑制し、高い解像度の画像を得るためには、各第１接続領域２０ａは、複数の画素電極１６のいずれか１つのみと重なり、各第２接続領域４０ａは、第１接続領域２０ａのいずれか１つのみと直接接着され、各第１接続領域２０ａは、第２接続領域４０ａのいずれか１つのみと直接接着されることが好ましい。
【００４５】
第１接続層２０および第２接続層４０は、それぞれ、例えば、樹脂（例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、または変性ウレタン樹脂）に導電性粒子を分散させたものである。樹脂は、例えば、感光性樹脂でもよいし、有機導電材料に感光性を付加したものでもよい。導電性粒子は、例えば、カーボン粒子、金属粒子（例えば金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ））、Ｎｉメッキを施した樹脂粒子、または透明導電粒子（例えばＩＴＯ）である。第１接続層２０および第２接続層４０を形成する樹脂は、同じ樹脂でもよいし、異なる樹脂でもよい。
【００４６】
ＴＦＴ１４の活性層１４ｉおよびコンタクト層１４ｎは、例えばＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系の半導体（以下、「Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系半導体」と略する。）を含む。ここで、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系半導体は、Ｉｎ（インジウム）、Ｇａ（ガリウム）、Ｚｎ（亜鉛）の三元系酸化物であって、Ｉｎ、ＧａおよびＺｎの割合（組成比）は特に限定されず、例えばＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：２：１、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：２等を含む。活性層１４ｉおよびコンタクト層１４ｎは、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎを、例えばＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１の割合で含むＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系半導体層であってもよい。
【００４７】
Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系半導体層を有するＴＦＴは、高い移動度（アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）ＴＦＴに比べ２０倍超）および低いリーク電流（ａ−ＳｉＴＦＴに比べ１００分の１未満）を有しているので、駆動ＴＦＴおよび画素ＴＦＴとして好適に用いられる。Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系半導体層を有するＴＦＴを用いれば、半導体装置の消費電力を大幅に削減することが可能になる。
【００４８】
Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系半導体は、アモルファスでもよいし、結晶質部分を含んでもよい。結晶質Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系半導体としては、ｃ軸が層面に概ね垂直に配向した結晶質Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系半導体が好ましい。このようなＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系半導体の結晶構造は、例えば、特開２０１２−１３４４７５号公報に開示されている。参考のために、特開２０１２−１３４４７５号公報の開示内容の全てを本明細書に援用する。
【００４９】
ＴＦＴ１４の活性層１４ｉおよびコンタクト層１４ｎは、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系半導体の代わりに、他の酸化物半導体を含んでいてもよい。例えばＺｎ−Ｏ系半導体（ＺｎＯ）、Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ系半導体（ＩＺＯ（登録商標））、Ｚｎ−Ｔｉ−Ｏ系半導体（ＺＴＯ）、Ｃｄ−Ｇｅ−Ｏ系半導体、Ｃｄ−Ｐｂ−Ｏ系半導体、ＣｄＯ（酸化カドニウム）、Ｍｇ−Ｚｎ−Ｏ系半導体、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ−Ｏ系半導体（例えばＩｎ2Ｏ3−ＳｎＯ2−ＺｎＯ）、Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｎ−Ｏ系半導体などを含んでいてもよい。
【００５０】
ＴＦＴ１４の活性層１４ｉおよびコンタクト層１４ｎは、酸化物半導体の代わりに、他の半導体を含んでいてもよい。例えばアモルファスシリコン、多結晶シリコンなどを含んでいてもよい。
【００５１】
次に、図４（ａ）〜図４（ｄ）および図５（ａ）〜図５（ｃ）を参照して、半導体装置１００Ａ１の製造方法を説明する。図４（ａ）〜図４（ｄ）は、半導体装置１００Ａ１のアクティブマトリクス基板１０と対向基板３０との貼り合わせのプロセスを模式的に示す断面図であり、図５（ａ）〜図５（ｃ）は、半導体装置１００Ａ１のアクティブマトリクス基板１０上に形成された第１樹脂層２８と、対向基板３０上に形成された第２樹脂層４８との位置関係を例示する図である。
【００５２】
図４（ａ）は、アクティブマトリクス基板１０および対向基板３０の表面上に、それぞれ、第１樹脂膜２９および第２樹脂膜４９を形成する工程を示す図である。この工程において、まず、アクティブマトリクス基板１０および対向基板３０を用意する。アクティブマトリクス基板１０は、公知の方法で作製され得る。アクティブマトリクス基板１０は、例えば液晶表示装置に使用されるアクティブマトリクス基板と同じ工程で作製されていてもよい。対向基板３０は、基板３２を用意し、基板３２上に電極層３４を形成し、電極層３４上に半導体層３６を形成することで作製される。
【００５３】
次に、図４（ａ）に示すように、アクティブマトリクス基板１０の画素電極１６側のほぼ全面に樹脂を付与することにより、第１樹脂膜２９を形成する。対向基板３０の半導体層３６側の表面上のほぼ全面に樹脂を付与することにより、第２樹脂膜４９を形成する。第１樹脂膜２９および第２樹脂膜４９は、同じ樹脂を用いて形成されてもよいし、異なる樹脂を用いて形成されてもよい。液状の樹脂の場合は、例えばスピン法、スプレー法、印刷法を用いて、基板に付与することができる。フィルム状の樹脂の場合は、例えばラミネート法を用いて基板に付与することができる。フィルム状の樹脂は、均一な厚さの樹脂を容易に実現できるという利点がある。第１樹脂膜２９および第２樹脂膜４９を形成した後、第１樹脂膜２９および第２樹脂膜４９のプリベークを行ってもよい。
【００５４】
ここでは、第１樹脂膜２９および第２樹脂膜４９は、それぞれ、感光性を有する樹脂に導電性粒子を分散させたものを用いて形成されている。第１樹脂膜２９および第２樹脂膜４９に感光性樹脂を用いると、フォトレジストを用いることなく、フォトリソグラフィプロセスにより、第１樹脂層２８および第２樹脂層４８を形成することができる。フォトレジストを用いないことにより、フォトグラフィプロセスを簡便化することができる。感光性樹脂はポジ型でもよいし、ネガ型でもよい。第１樹脂膜２９および第２樹脂膜４９の樹脂が感光性を有しない樹脂である場合は、フォトレジストを用いることで、フォトリソグラフィプロセスにより第１樹脂層２８および第２樹脂層４８を形成することができる。
【００５５】
図４（ｂ）は、アクティブマトリクス基板１０および対向基板３０の表面上に、それぞれ、第１樹脂層２８および第２樹脂層４８を形成する工程を示す図である。ここでは、フォトリソグラフィプロセスを用いて、第１樹脂膜２９および第２樹脂膜４９から、規則性をもって配置された島状構造を含む第１樹脂層２８および第２樹脂層４８を、それぞれ形成する。第１樹脂層２８は複数の第１樹脂領域２８ａを含み、第２樹脂層４８は複数の第２樹脂領域４８ａを含む。フォトリソグラフィプロセスを用いると、第１樹脂領域２８ａおよび第２樹脂領域４８ａを高い精度で形成することができる。
【００５６】
フォトリソグラフィプロセスでは、所定のパターンの開口部を有するフォトマスクを介して、第１樹脂膜２９および第２樹脂膜４９に、それぞれ、紫外光を照射し、開口部に対応する領域のみを露光する。露光した後に有機アルカリ溶液等で現像する。現像を行った後に水洗を行う。紫外線を照射する条件は例えば約１０ｍＷ／ｃｍ2×２０秒であり、現像時間は例えば約６０秒である。第１樹脂膜２９および／または第２樹脂膜４９にポジ型の感光性樹脂を用いた場合は、露光された領域の樹脂が除去され、露光された領域以外の領域の樹脂が第１樹脂層２８および／または第２樹脂層４８を形成する。第１樹脂膜２９および／または第２樹脂膜４９にネガ型の感光性樹脂を用いた場合は、露光された領域以外の領域の樹脂が除去され、露光された領域の樹脂が第１樹脂層２８および／または第２樹脂層４８をそれぞれ形成する。
【００５７】
ここで、図５（ａ）〜図５（ｃ）を参照して、第１樹脂層２８および第２樹脂層４８の形状（パターン）を説明する。図５（ａ）は、対向基板３０の半導体層３６側に形成された第２樹脂層４８を示す図であり、図５（ｂ）は、アクティブマトリクス基板１０の画素電極１６側に形成された第１樹脂層２８を示す図であり、図５（ｃ）は、アクティブマトリクス基板１０と対向基板３０とを貼り合わせたときの第１樹脂層２８、第２樹脂層４８、および画素電極１６の位置関係を例示する図である。第１樹脂層２８は、図５（ｂ）に示すように、複数の第１樹脂領域２８ａを含み、第１樹脂領域２８ａのそれぞれは、画素電極１６のいずれか１つと重なるように形成される。第２樹脂層４８は、図５（ａ）に示すように、複数の第２樹脂領域４８ａを含む。図５（ｃ）に示すように、アクティブマトリクス基板１０と対向基板３０とを貼り合わせたときに、第１樹脂領域２８ａのそれぞれが、第２樹脂領域４８ａのいずれかと重なるように形成される。第２樹脂領域４８ａのそれぞれが、第１樹脂領域２８ａのいずれか１つと重なり、第１樹脂領域２８ａのそれぞれが、第２樹脂領域４８ａのいずれか１つと重なるように形成されていてもよい。第２樹脂領域４８ａのそれぞれは、第１樹脂領域２８ａのいずれか１つのみと重なるように形成されていてもよく、第１樹脂領域２８ａのそれぞれは、第２樹脂領域４８ａのいずれか１つのみと重なるように形成されていてもよい。
【００５８】
ここで、画素電極１６、第１樹脂領域２８ａ、および第２樹脂領域４８ａの位置関係について説明する。画素電極１６、第１樹脂領域２８ａ、および第２樹脂領域４８ａの位置関係は、画素電極１６、第１樹脂領域２８ａ、および第２樹脂領域４８ａの、それぞれの、２次元的な大きさ、ピッチ、および隣接間距離によって決まる。これらはいずれも基板の法線方向から見たときの長さである。
【００５９】
各第１樹脂領域２８ａが、画素電極１６のいずれか１つのみと重なるかどうかは、画素電極１６のピッチと比較した第１樹脂領域２８ａの２次元的な大きさによって決まる。画素電極１６のピッチとは、ある画素電極の位置とそれに隣接する画素電極の位置とを結ぶ直線の長さをいうことにする。画素電極１６の位置は、画素電極の重心がある位置とする。例えば、画素電極１６がほぼ円形の場合は、円の中心がある位置、画素電極１６がほぼ正方形の場合は、対角線が交差する位置である。この場合の第１樹脂領域２８ａの２次元的な大きさは、基準とする画素電極１６のピッチと対応する方向に、第１樹脂領域２８ａを射影した長さをいうことにする。
【００６０】
例えば、図５（ｂ）に示すように、画素電極１６が、行方向および列方向にマトリクス状に配列されている場合、画素電極１６の行方向のピッチＰｘは、ある画素電極の対角線が交差する点と、その画素電極と行方向に隣接している画素電極の、対角線が交差する点との間の距離と等しい。画素電極１６の列方向のピッチＰｙは、ある画素電極の対角線が交差する点と、その画素電極と列方向に隣接している画素電極の、対角線が交差する点との間の距離と等しい。画素電極１６の行方向のピッチＰｘと画素電極１６の列方向のピッチＰｙとは、同じ値であることもあり、異なる値であることもある。画素電極１６の列方向のピッチＰｘと比較した、第１樹脂領域２８ａの２次元的な大きさは、第１樹脂領域２８ａを行方向に射影した長さである。画素電極１６の列方向のピッチＰｙと比較した、第１樹脂領域２８ａの２次元的な大きさは、第１樹脂領域２８ａを列方向に射影した長さである。例えば、第１樹脂領域２８ａの形状が円の場合は、第１樹脂領域２８ａを行方向に射影した長さおよび第１樹脂領域２８ａを列方向に射影した長さは、ともに円の直径の長さとなる。画素電極１６の行方向のピッチＰｘと比較した、第１樹脂領域２８ａの２次元的な大きさと、画素電極１６の列方向のピッチＰｙと比較した、第１樹脂領域２８ａの２次元的な大きさは、同じ値であることもあり、異なる値であることもある。
【００６１】
各第１樹脂領域２８ａが、画素電極１６のいずれか１つのみと重なるためには、少なくとも、第１樹脂領域２８ａの２次元的な大きさが画素電極１６のピッチより小さい必要がある。第１樹脂領域２８ａの２次元的な大きさが画素電極１６のピッチより大きいまたは等しい場合は、第１樹脂領域２８ａを画素電極１６上にどのように配置しても、第１樹脂領域２８ａは２以上の画素電極１６と重なるからである。各第１樹脂領域２８ａが、画素電極１６のいずれか１つのみと重なるためには、画素電極１６上に第１樹脂領域２８ａを形成する際の誤差が、例えば、第１樹脂領域２８ａの２次元的な大きさと画素電極１６のピッチとの差より小さければよい。画素電極１６上に第１樹脂領域２８ａを形成する際の誤差とは、例えば、図４（ｂ）を参照して説明した第１樹脂領域２８ａを形成する際に用いるフォトマスクの位置のずれである。
【００６２】
第２樹脂領域４８ａのそれぞれが、第１樹脂領域２８ａのいずれか１つのみと重なるかどうかは、第１樹脂領域２８ａのピッチと比較した第２樹脂領域４８ａの２次元的な大きさによって決まる。第１樹脂領域２８ａのピッチとは、ある第１樹脂領域の位置とそれに隣接する第１樹脂領域の位置とを結ぶ直線の長さをいうことにする。第１樹脂領域２８ａの位置は、第１樹脂領域の重心がある位置とする。例えば、第１樹脂領域２８ａがほぼ円形の場合は、円の中心がある位置、第１樹脂領域２８ａがほぼ正方形の場合は、対角線が交差する位置である。この場合の第２樹脂領域４８ａの２次元的な大きさは、基準とする第１樹脂領域２８ａのピッチと対応する方向に、第２樹脂領域４８ａを射影した長さをいうことにする。
【００６３】
第２樹脂領域４８ａのそれぞれが、第１樹脂領域２８ａのいずれか１つのみと重なるためには、少なくとも、第２樹脂領域４８ａの２次元的な大きさが第１樹脂領域２８ａのピッチより小さい必要がある。第２樹脂領域４８ａの２次元的な大きさが第１樹脂領域２８ａのピッチより大きいまたは等しい場合は、第２樹脂領域４８ａを第１樹脂領域２８ａ上にどのように配置しても、第２樹脂領域４８ａは２以上の第１樹脂領域２８ａと重なるからである。各第２樹脂領域４８ａが、第１樹脂領域２８ａのいずれか１つのみと重なるためには、第１樹脂領域２８ａと第２樹脂領域４８ａとを接着させる際の誤差が、例えば、第２樹脂領域４８ａの２次元的な大きさと第１樹脂領域２８ａのピッチとの差より小さければよい。第１樹脂領域２８ａと第２樹脂領域４８ａとを接着させる際の誤差とは、例えば、図４（ｃ）を参照して後述する、アクティブマトリクス基板１０と対向基板３０との位置合わせの工程におけるずれである。
【００６４】
第１樹脂領域２８ａのそれぞれが、第２樹脂領域４８ａのいずれか１つのみと重なるかどうかは、第２樹脂領域４８ａのピッチと比較した第１樹脂領域２８ａの２次元的な大きさによって決まる。第２樹脂領域４８ａのピッチとは、ある第２樹脂領域の位置とそれに隣接する第２樹脂領域の位置とを結ぶ直線の長さをいうことにする。第２樹脂領域４８ａの位置は、第２樹脂領域の重心がある位置とする。例えば、第２樹脂領域４８ａがほぼ円形の場合は、円の中心がある位置、第２樹脂領域４８ａがほぼ正方形の場合は、対角線が交差する位置である。この場合の第１樹脂領域２８ａの２次元的な大きさは、基準とする第２樹脂領域４８ａのピッチと対応する方向に、第１樹脂領域２８ａを射影した長さをいうことにする。
【００６５】
第１樹脂領域２８ａのそれぞれが、第２樹脂領域４８ａのいずれか１つのみと重なるためには、少なくとも、第１樹脂領域２８ａの２次元的な大きさが第２樹脂領域４８ａのピッチより小さい必要がある。各第１樹脂領域２８ａが、第２樹脂領域４８ａのいずれか１つのみと重なるためには、第２樹脂領域４８ａと第１樹脂領域２８ａとを接着させる際の誤差が、例えば、第１樹脂領域２８ａの２次元的な大きさと第２樹脂領域４８ａのピッチとの差より小さければよい。第２樹脂領域４８ａと第１樹脂領域２８ａとを接着させる際の誤差とは、例えば、図４（ｃ）を参照して後述する、アクティブマトリクス基板１０と対向基板３０との位置合わせの工程におけるずれである。
【００６６】
第１樹脂領域２８ａの２次元的な大きさが第２樹脂領域４８ａのピッチより大きいまたは等しい場合は、図６を参照して後述する、本実施形態の他の半導体装置１００Ａ２のように、第１樹脂領域２８ａは２以上の第２樹脂領域４８ａと重なる。
【００６７】
画素電極１６、第１樹脂領域２８ａ、および第２樹脂領域４８ａの、それぞれの、大きさ、形状、隣接間距離、およびピッチは、例えば、画素電極１６が一辺約７０μｍのほぼ正方形で、画素電極１６の隣接間距離が約１０μｍ、画素電極１６のピッチが約８０μｍであるときに、第１樹脂領域２８ａおよび第２樹脂領域４８ａは直径約６０μｍのほぼ円形であり、第１樹脂領域２８ａの隣接間距離および第２樹脂領域４８ａの隣接間距離が約２０μｍであり、第１樹脂領域２８ａのピッチおよび第２樹脂領域４８ａのピッチが約８０μｍである。画素電極１６の２次元的な大きさ（典型的には、形状がほぼ正方形の場合は一辺の長さ、形状がほぼ円形の場合は直径の長さである）を１とすると、画素電極１６の隣接間距離は０．０４〜０．２であり、画素電極１６のピッチは１．０４〜１．２であり、第１樹脂領域２８ａの２次元的な大きさおよび第２樹脂領域４８ａの２次元的な大きさは０．５〜１であり、第１樹脂領域２８ａの隣接間距離および第２樹脂領域４８ａの隣接間距離は０．０４〜０．７であり、第１樹脂領域２８ａのピッチおよび第２樹脂領域４８ａのピッチは１．０４〜１．２であることが好ましい。第１樹脂領域２８ａおよび第２樹脂領域４８ａの厚さは、例えば約１０μｍである。
【００６８】
ここで、画素電極１６の隣接間距離とは、ある画素電極の端と、その画素電極に隣接する画素電極の端とを結ぶ直線のうち、最も短いものの長さをいうことにする。画素電極１６の隣接間距離を実現する方向と画素電極１６のピッチに対応する方向とが平行である場合は、画素電極１６のピッチは、画素電極１６の２次元的な大きさと画素電極１６の隣接間距離の和となり得る。第１樹脂領域２８ａの隣接間距離とは、ある第１樹脂領域の端と、その第１樹脂領域に隣接する第１樹脂領域の端とを結ぶ直線のうち、最も短いものの長さをいうことにする。第１樹脂領域２８ａの隣接間距離を実現する方向と第１樹脂領域２８ａのピッチに対応する方向とが平行である場合は、第１樹脂領域２８ａのピッチは、第１樹脂領域２８ａの２次元的な大きさと第１樹脂領域２８ａの隣接間距離の和となり得る。第２樹脂領域４８ａの隣接間距離とは、ある第２樹脂領域の端と、その第２樹脂領域に隣接する第２樹脂領域の端とを結ぶ直線のうち、最も短いものの長さをいうことにする。第２樹脂領域４８ａの隣接間距離を実現する方向と第２樹脂領域４８ａのピッチに対応する方向とが平行である場合は、第２樹脂領域４８ａのピッチは、第２樹脂領域４８ａの２次元的な大きさと第２樹脂領域４８ａの隣接間距離の和となり得る。
【００６９】
図４（ｃ）は、アクティブマトリクス基板１０と対向基板３０との位置合わせを行う工程を示す図である。図４（ｃ）に示すように、アクティブマトリクス基板１０と対向基板３０とを僅かな隙間を設けた状態で対向して配置させ、第１樹脂領域２８ａのそれぞれが、第２樹脂領域４８ａのいずれかと重なるように、位置合わせを行う。第２樹脂領域４８ａのそれぞれが、第１樹脂領域２８ａのいずれか１つと重なり、第１樹脂領域２８ａのそれぞれが、第２樹脂領域４８ａのいずれか１つと重なるように、位置合わせを行ってもよい。第２樹脂領域４８ａのそれぞれが、第１樹脂領域２８ａのいずれか１つのみと重なり、第１樹脂領域２８ａのそれぞれが、第２樹脂領域４８ａのいずれか１つのみと重なるように、位置合わせを行ってもよい。
【００７０】
図４（ｄ）は、アクティブマトリクス基板１０と対向基板３０とを加熱プレスにより貼り合わせる工程を示す図である。図４（ｄ）に示すように、アクティブマトリクス基板１０と対向基板３０とを、加熱プレス処理を行うことで貼り合わせる。この工程により、複数の第１樹脂領域２８ａを有する第１樹脂層２８が、複数の第１接続領域２０ａを有する第１接続層２０となり、複数の第２樹脂領域４８ａを有する第２樹脂層４８が、複数の第２接続領域４０ａを有する第２接続層４０となることで、半導体装置１００Ａ１が得られる。
【００７１】
本発明の実施形態による半導体装置の製造方法によれば、アクティブマトリクス基板１０と対向基板３０とに、それぞれ、第１樹脂層２８または第２樹脂層４８を形成することで、両方の基板が、それぞれ、第１樹脂層２８または第２樹脂層４８との間で優れた接着性を得ることができる。従って、アクティブマトリクス基板１０と対向基板３０との間の接続安定性に優れた半導体装置を得ることができる。
【００７２】
本発明の実施形態による半導体装置の製造方法によれば、従来の方法における接着面積の違いも抑制できる。すなわち、一方の基板のみに樹脂を付与した場合には、樹脂が付与された一方の基板と樹脂との接着面積に比べ、他方の基板と樹脂との接着面積が小さいために、他方の基板と樹脂との接着力が劣ると考えられるが、本発明の実施形態による半導体装置の製造方法によれば、両方の基板に第１樹脂層２８または第２樹脂層４８をそれぞれ形成することで、一方の基板と樹脂との接着面積だけでなく、他方の基板と樹脂との接着面積も小さくならないので、接着面積の差が小さい。さらに、樹脂が付与されなかった他方の基板と樹脂との接着性より、樹脂同士（第１樹脂層２８と第２樹脂層４８）の接着性の方が高い。これらのことから、両基板間の接続安定性に優れた半導体装置を得ることができる。
【００７３】
本発明の実施形態による半導体装置の製造方法によれば、両基板に、それぞれ、第１樹脂層２８または第２樹脂層４８を形成するので、樹脂の総量を同じとすると、一方の基板にのみ樹脂を付与した場合に比べて、それぞれの基板に付与する樹脂の量を減らすことができる。従って、一方の基板にのみ樹脂を付与した場合に比べて、接続材の底面積を小さくする（接続材の底面積に対する厚さの割合を大きくする）ことができる。これにより、プレスによって接続材が両基板と平行な平面方向に広がることを抑制することができる。また、クロストークを抑制することができる状態を維持したまま、プレス圧を大きくすることができるので、両基板間の接続安定性を高めることができる。以上のことから、本発明の実施形態による半導体装置の製造方法によると、半導体装置の製造工程における接着歩留まりが向上する。
【００７４】
図４（ｄ）に示した貼り合わせる際の加熱プレス処理に用いる装置は、例えば減圧（真空）プレス装置である。減圧（真空）プレスは、プレスすべきアクティブマトリクス基板１０と対向基板３０との間の隙間を減圧することで、外部からの大気圧を利用してプレスを行う。減圧（真空）プレスによると、面積の大きな基板同士を貼り合わせる際も均一にプレスすることが可能である。減圧（真空）プレスは大気圧を利用するプレス法であるので、プレス圧は大気圧（１ｋｇｆ／ｃｍ2）以下である。
【００７５】
加熱プレス処理に用いる装置は減圧（真空）プレス装置に限られない。例えば、加圧プレス装置、オートクレーブ装置、または加熱ローラを用いることにより、１ｋｇｆ／ｃｍ2超のプレス圧でプレスして貼り合わせることができる。加熱プレスは、例えば４０ｋｇｆ／ｃｍ2以上の加圧力と約２５℃の温度でプレスし、その後、約２２０℃のオーブンで約１時間加熱してもよい。
【００７６】
特に、フォトリソグラフィプロセスにより第１樹脂層２８および第２樹脂層４８を形成した場合は、露光および現像を経た後で、アクティブマトリクス基板１０と対向基板３０とを加熱プレスして貼り合わせるので、加熱プレスする際には、第１樹脂層２８および第２樹脂層４８の流動性が低いためにその接着性が低いことが考えられる。従って、加熱プレスに１ｋｇｆ／ｃｍ2超のプレス圧を用いることで、フォトリソグラフィプロセスを用いた場合であっても、第１樹脂層２８と第２樹脂層４８との接着性を高め、両基板間の接続安定性に優れた半導体装置を得ることができる。
【００７７】
図４（ａ）〜図４（ｄ）および図５（ａ）〜図５（ｃ）を参照して説明した半導体装置１００Ａ１の製造方法では、感光性を有する樹脂を用いて形成した第１樹脂膜２９および第２樹脂膜４９から、フォトリソグラフィプロセスを用いて、第１樹脂層２８および第２樹脂層４８をそれぞれ形成した。フォトリソグラフィプロセスを用いると、第１樹脂層２８および第２樹脂層４８の形状（パターン）を高い精度で形成することができる。
【００７８】
第１樹脂層２８および第２樹脂層４８の形成方法はこれに限られない。例えば、スクリーン印刷法またはインクジェット法を用いると、第１樹脂膜２９および第２樹脂膜４９を形成することなく、アクティブマトリクス基板１０および対向基板３０に、それぞれ、上述した形状（パターン）を有する第１樹脂層２８および第２樹脂層４８を形成することができる。この場合、第１樹脂層２８および第２樹脂層４８は、感光性を有する樹脂を用いて形成されてもよいし、感光性を有しない樹脂を用いて形成されてもよい。
【００７９】
次に、図６を参照して、本実施形態の他の半導体装置１００Ａ２の構造を説明する。図６は、半導体装置１００Ａ２の模式的な断面図である。図６に示すように、半導体装置１００Ａ２は、第２接続層４１の形状（パターン）において、半導体装置１００Ａ１の有する第２接続層４０と異なる。半導体装置１００Ａ２は、第２接続層４１の形状（パターン）を除いて、半導体装置１００Ａ１と同じであってよい。半導体装置１００Ａ２は、半導体装置１００Ａ１と同様に、アクティブマトリクス基板１０上に設けられた第１接続層２０と、対向基板３０上に設けられた第２接続層４１とが直接接着されているので、両基板間の接続安定性に優れている。
【００８０】
半導体装置１００Ａ２の有する第２接続層４１は、複数の第２接続領域４１ａを含む。第１接続領域２０ａのそれぞれは、第２接続領域４１ａのいずれか２以上と直接接着される。このような形状（パターン）の第２接続層４１を有することにより、半導体装置１００Ａ２は、アクティブマトリクス基板１０と対向基板３０とを貼り合わせる工程において、微細な位置合わせを行わなくても隣接画素間のクロストークを抑制することができる。従って、貼り合わせにおける接続歩留まりが向上する。
【００８１】
第１接続領域２０ａのそれぞれが、第２接続領域４１ａのいずれか２以上と直接接着されるかどうかは、第２接続領域４１ａのピッチと比較した第１接続領域２０ａの２次元的な大きさによって決まる。ここで、第１接続領域２０ａおよび第２接続領域４１ａの、それぞれの、２次元的な大きさ、ピッチ、および隣接間距離は、いずれも基板の法線方向から見たときの長さである。第１接続領域２０ａのそれぞれが、第２接続領域４１ａのいずれか２以上と直接接着されるのは、第１接続領域２０ａの２次元的な大きさが第２接続領域４１ａのピッチより大きいまたは等しい場合である。第２接続領域４１ａのピッチとは、ある第２接続領域の位置とそれに隣接する第２接続領域の位置とを結ぶ直線の長さをいうことにする。第２接続領域４１ａの位置は、第２樹脂領域の重心がある位置とする。例えば、第２接続領域４１ａがほぼ円形の場合は、円の中心がある位置、第２接続領域４１ａがほぼ正方形の場合は、対角線が交差する位置である。この場合の第１接続領域２０ａの２次元的な大きさは、基準とする第２接続領域４１ａのピッチと対応する方向に、第１接続領域２０ａを射影した長さをいうことにする。
【００８２】
複数の第２接続領域４１ａのそれぞれを、複数の第１接続領域２０ａのいずれか１つと直接接着させてもよい。この場合、各第１接続領域２０ａは、１つの画素電極１６と重なり、各第２接続領域４１ａは、１つの第１接続領域２０ａと重なるので、Ｘ線を検出する際の隣接画素間のクロストークを効果的に抑制することができる。より効果的にクロストークを抑制し、高い解像度の画像を得るためには、各第１接続領域２０ａは、複数の画素電極１６のいずれか１つのみと重なり、各第２接続領域４１ａは、第１接続領域２０ａのいずれか１つのみと接着することが好ましい。
【００８３】
第２接続領域４１ａのそれぞれが、第１接続領域２０ａのいずれか１つのみと重なるためには、本実施形態の他の半導体装置１００Ａ１を例に上述したように、少なくとも、第２接続領域４１ａの２次元的な大きさが第１接続領域２０ａのピッチより小さい必要がある。各第２接続領域４１ａが、第１接続領域２０ａのいずれか１つのみと重なるためには、第１接続領域２０ａと第２接続領域４１ａとを接着させる際の誤差が、例えば、第２接続領域４１ａの２次元的な大きさと第１接続領域２０ａのピッチとの差より小さければよい。第１接続領域２０ａと第２接続領域４１ａとを接着させる際の誤差とは、例えば、アクティブマトリクス基板１０と対向基板３０との位置合わせの工程におけるずれである。
【００８４】
特に、第２接続領域４１ａの２次元的な大きさが、第１接続領域２０ａ間の隣接間距離よりも小さい場合は、貼り合わせの位置によらず、各第２接続領域４１ａが、複数の第１接続領域２０ａのいずれか１つのみと直接接着されるか、または、各第２接続領域４１ａが、複数の第１接続領域２０ａのいずれとも直接接着されないように、第１接続領域２０ａおよび第２接続領域４１ａを設けることができる。ここで、第１接続領域２０ａの隣接間距離とは、ある第１接続領域の端と、その第１接続領域に隣接する第１接続領域の端とを結ぶ直線のうち、最も短いものの長さをいうことにする。この場合の第２接続領域４１ａの２次元的な大きさは、基準とする第１接続領域２０ａの隣接間距離を実現する方向に、第２接続領域４１ａを射影した長さをいうことにする。この場合は、貼り合わせの位置によらず、隣接画素間のクロストークを抑制することができる。この場合は、半導体装置１００Ａ２の製造工程において、位置合わせの工程を省くことができる。従って、貼り合わせにおける接続歩留まりがさらに向上する。
【００８５】
第２接続領域４１ａの２次元的な大きさが、第１接続領域２０ａ間の隣接間距離よりも小さい場合において、第１接続領域２０ａのそれぞれが、第２接続領域４１ａのいずれか２以上と直接接着され、各第２接続領域４１ａの全てが、複数の第１接続領域２０ａのいずれか１つのみと直接接着されるように、第１接続領域２０ａおよび第２接続領域４１ａを設けてもよい。
【００８６】
図７（ａ）〜図７（ｃ）を参照して、半導体装置１００Ａ２の製造工程において対向基板３０上に形成される第２樹脂層４７の形状（パターン）を説明する。図７（ａ）〜図７（ｃ）は、半導体装置１００Ａ２のアクティブマトリクス基板１０上に形成される第１樹脂層２８と、対向基板３０上に形成される第２樹脂層４７との位置関係を例示する図である。半導体装置１００Ａ２の製造方法は、第２樹脂層４７の形状（パターン）を除いて、半導体装置１００Ａ１の製造方法と同じであってよい。
【００８７】
図７（ａ）は、対向基板３０の半導体層３６側に形成された第２樹脂層４７を示す図であり、図７（ｂ）は、アクティブマトリクス基板１０の画素電極１６側に形成された第１樹脂層２８を示す図であり、図７（ｃ）は、アクティブマトリクス基板１０と対向基板３０とを貼り合わせたときの第１樹脂層２８、第２樹脂層４７、および画素電極１６の位置関係を例示する図である。図７（ａ）に示すように、第２樹脂層４７は、複数の第２樹脂領域４７ａを含み、図７（ｃ）に示すように、アクティブマトリクス基板１０と対向基板３０とを貼り合わせたときに、第１樹脂領域２８ａのそれぞれが、第２樹脂領域４７ａのいずれか２以上と重なるように形成される。
【００８８】
画素電極１６、第１樹脂領域２８ａ、および第２樹脂領域４７ａの、それぞれの、２次元的な大きさ、形状、隣接間距離およびピッチは、例えば、画素電極１６が一辺約７０μｍのほぼ正方形で、画素電極１６の隣接間距離が約１０μｍ、画素電極１６のピッチが約８０μｍであるときに、第１樹脂領域２８ａは直径約６０μｍのほぼ円形であり、第１樹脂領域２８ａの隣接間距離が約２０μｍであり、第１樹脂領域２８ａのピッチが約８０μｍであり、第２樹脂領域４７ａは直径約１５μｍのほぼ円形であり、第２樹脂領域４７ａの隣接間距離が約５μｍであり、第２樹脂領域４７ａのピッチが約２０μｍである。画素電極１６の２次元的な大きさを１（典型的には、形状がほぼ正方形の場合は一辺の長さ、形状がほぼ円形の場合は直径）とすると、画素電極１６の隣接間距離は０．０４〜０．２であり、画素電極１６のピッチは１．０４〜１．２であり、第１樹脂領域２８ａの２次元的な大きさは０．５〜１であり、第１樹脂領域２８ａの隣接間距離は０．０４〜０．７であり、第１樹脂領域２８ａのピッチは１．０４〜１．２であり、第２樹脂領域４７ａの２次元的な大きさは０．１〜０．３５であり、第２樹脂領域４７ａの隣接間距離は０．０４〜０．２５であり、第２樹脂領域４７ａのピッチは０．１４〜０．６であることが好ましい。第１樹脂領域２８ａおよび第２樹脂領域４７ａの厚さは、例えば約１０μｍである。
【００８９】
次に、図８（ａ）および図８（ｂ）を参照して、本実施形態のさらに他の半導体装置１００Ａ３および半導体装置１００Ａ４の構造を説明する。図８（ａ）は、半導体装置１００Ａ３の模式的な断面図であり、図８（ｂ）は、半導体装置１００Ａ４の模式的な断面図である。
【００９０】
図８（ａ）に示すように、半導体装置１００Ａ３は、対向基板３０Ａの構成において、半導体装置１００Ａ１と異なる。対向基板３０Ａは、複数の対向電極３８をさらに有する点において、半導体装置１００Ａ１が有する対向基板３０と異なる。半導体装置１００Ａ３は、対向基板３０Ａを除いて、半導体装置１００Ａ１と同じであってよい。半導体装置１００Ａ３は、半導体装置１００Ａ１と同様に、アクティブマトリクス基板１０上に設けられた第１接続層２０と、対向基板３０Ａ上に設けられた第２接続層４０とが直接接着されているので、両基板間の接続安定性に優れている。
【００９１】
図８（ｂ）に示すように、半導体装置１００Ａ４は、対向基板３０Ｂの構成において、半導体装置１００Ａ２と異なる。対向基板３０Ｂは、複数の対向電極３９をさらに有する点において、半導体装置１００Ａ２が有する対向基板３０と異なる。半導体装置１００Ａ４は、対向基板３０Ｂを除いて、半導体装置１００Ａ２と同じであってよい。半導体装置１００Ａ４は、半導体装置１００Ａ２と同様に、アクティブマトリクス基板１０上に設けられた第１接続層２０と、対向基板３０Ｂ上に設けられた第２接続層４１とが直接接着されているので、両基板間の接続安定性に優れている。
【００９２】
図８（ａ）に示す半導体装置１００Ａ３の有する対向基板３０Ａは、半導体層３６と第２接続層４０との間に複数の対向電極３８をさらに有する。対向電極３８のそれぞれは、第２接続領域４０ａのいずれか１つと重なる。対向電極３８は、例えばＴａ、Ａｌ等の金属を用いて形成される。対向電極３８は、対向基板３０Ａの半導体層３６側の表面上に、例えば、金属膜をスパッタ蒸着で成膜し、それぞれが第２接続領域４０ａのいずれか１つと重なるようにパターニングすることで、形成される。半導体装置１００Ａ３は、対向基板３０Ａが対向電極３８をさらに有することで、Ｘ線の照射により半導体層３６内で発生した電荷が、照射された位置に対応した対向電極３８にのみ収集されるので、周囲の画素とのクロストークが効果的に抑制される。より効果的にクロストークを抑制し、高い解像度の画像を得るためには、対向電極３８のそれぞれは、第２接続領域４０ａのいずれか１つのみと重なることが好ましい。一方で、半導体層３６内で発生した電荷を効率よく吸収するためには、対向電極３８の面積は大きいことが好ましい。
【００９３】
図８（ｂ）に示す半導体装置１００Ａ４の有する対向基板３０Ｂは、半導体層３６と第２接続層４１との間に複数の対向電極３９をさらに有する。対向電極３９のそれぞれは、第２接続領域４１ａのいずれか１つと重なる。対向電極３９は、例えばＴａ、Ａｌ等の金属を用いて形成される。対向電極３９は、対向基板３０Ｂの半導体層３６側の表面上に、例えば、金属膜をスパッタ蒸着で成膜し、それぞれが第２接続領域４１ａのいずれか１つと重なるようにパターニングすることで、形成される。半導体装置１００Ａ４は、対向基板３０Ｂが対向電極３９をさらに有することで、Ｘ線の照射により半導体層３６内で発生した電荷が、照射された位置に対応した対向電極３９にのみ収集されるので、周囲の画素とのクロストークが効果的に抑制される。より効果的にクロストークを抑制し、高い解像度の画像を得るためには、対向電極３９のそれぞれは、第２接続領域４１ａのいずれか１つのみと重なることが好ましい。一方で、半導体層３６内で発生した電荷を効率よく吸収するためには、対向電極３９の面積は大きいことが好ましい。
【００９４】
図９（ａ）は、半導体装置１００Ａ３の対向電極３８と第２樹脂層４８との位置関係を例示する図であり、図９（ｂ）は、半導体装置１００Ａ４の対向電極３９と第２樹脂層４７との位置関係を例示する図である。図９（ａ）に示すように、対向電極３８のそれぞれが、第２樹脂領域４８ａのいずれか１つと重なる。図９（ｂ）に示すように、対向電極３９のそれぞれが、第２樹脂領域４７ａのいずれか１つと重なる。半導体装置１００Ａ３の製造方法は、対向基板３０Ａが対向電極３８をさらに有する点を除いて、半導体装置１００Ａ１の製造方法と同じであってよい。半導体装置１００Ａ４の製造方法は、対向基板３０Ｂが対向電極３９をさらに有する点を除いて、半導体装置１００Ａ２の製造方法と同じであってよい。
【００９５】
（実施形態２）
次に、図１０を参照して、本発明の実施形態２に係る半導体装置１００Ｂ１の構造を説明する。図１０は、半導体装置１００Ｂ１の模式的な断面図である。図１０に示すように、半導体装置１００Ｂ１は、対向基板５０の構成において、半導体装置１００Ａ１の有する対向基板３０と異なる。半導体装置１００Ｂ１は、対向基板５０を除いて、半導体装置１００Ａ１と同じであってよい。半導体装置１００Ｂ１は、アクティブマトリクス基板１０上に設けられた第１接続層２０と、対向基板５０上に設けられた第２接続層４０とが直接接着されているので、両基板間の接続安定性に優れている。
【００９６】
半導体装置１００Ｂ１の対向基板５０は、半導体基板５１と、半導体基板５１のアクティブマトリクス基板１０側とは反対側の表面上に設けられた電極層５４とを有する。
【００９７】
半導体基板５１は、Ｘ線変換層として機能する。半導体基板５１は、例えばＣｄＴｅまたはＣｄＺｎＴｅを用いて形成することができる。ＣｄＴｅおよびＣｄＺｎＴｅはＸ線の吸収係数が高いので、ＣｄＴｅまたはＣｄＺｎＴｅを用いて半導体基板５１を形成することにより、半導体基板５１に照射されたＸ線を効率よく検出することができる。半導体基板５１に照射されたＸ線の検出効率が高い半導体装置は、静止画像の撮影のみならず、動画の撮影にも用いることができる。例えば、１フレーム期間が３３ｍｓ（フレーム周波数が３０Ｈｚ）の動画を撮影できる。
【００９８】
半導体基板５１は、例えばブリッジマン法、グラディエンドフリーズ法、またはトラベルヒーティング法によって形成することができる。半導体装置１００Ｂ１は、半導体基板５１を用いることにより、半導体層を成膜する工程が不要となり、少ない製造工程で作製される。半導体基板５１の厚さは、例えば約０．５ｍｍである。
【００９９】
電極層５４は、半導体基板５１のほぼ全面を覆うように形成されていてもよい。電極層５４は、例えば、金属を用いて形成される。電極層５４は、例えばＡｌ等の、Ｘ線透過率の高い金属を用いて形成されることが好ましい。電極層５４は、透明導電材料を用いて形成されていてもよい。第２接続層４０は、半導体基板５１に直接接していてもよいし、半導体基板５１に直接接していなくてもよい。対向基板５０は、半導体基板５１と第２接続層４０との間に、さらに電子阻止層（不図示）を有していてもよい。電子阻止層は、絶縁層であり、例えば酸化アルミニウム（ＡｌＯx）を用いて形成される。電子阻止層により、Ｘ線が半導体基板５１に照射されていない場合の暗電流を低減することができる。
【０１００】
半導体装置１００Ｂ１の製造方法は、対向基板５０を除いて、半導体装置１００Ａ１の製造方法と同じであってよい。
【０１０１】
本実施形態の半導体装置は、半導体装置１００Ａ１が有する対向基板３０に代えて、対向基板５０を有する半導体装置１００Ｂ１に限られない。本実施形態の他の半導体装置は、半導体装置１００Ａ２が有する対向基板３０に代えて、対向基板５０を有していてもよい。本実施形態のさらに他の半導体装置は、半導体装置１００Ａ３が有する対向基板３０Ａの構成において、基板３２と電極層３４と半導体層３６とに代えて、半導体基板５１と、半導体基板５１のアクティブマトリクス基板１０側とは反対側の表面上に形成された電極層５４とを有していてもよい。本実施形態のさらに他の半導体装置は、半導体装置１００Ａ４が有する対向基板３０Ｂの構成において、基板３２と電極層３４と半導体層３６とに代えて、半導体基板５１と、半導体基板５１のアクティブマトリクス基板１０側とは反対側の表面上に形成された電極層５４とを有していてもよい。
【０１０２】
本実施形態の半導体装置は、アクティブマトリクス基板上に設けられた第１接続層と、対向基板上に設けられた第２接続層とが直接接着されているので、両基板間の接続安定性に優れている。
【０１０３】
本実施形態の半導体装置の製造方法は、対向基板の構成が異なる点を除いて、半導体装置１００Ａ１、半導体装置１００Ａ２、半導体装置１００Ａ３、または半導体装置１００Ａ４の製造方法と同じであってよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明は、例えばアクティブマトリクス基板を有するフラットパネル型のＸ線検出装置に広く適用可能である。
【符号の説明】
【０１０５】
１０    アクティブマトリクス基板
１２    基板
１４    ＴＦＴ
１６    画素電極
３０、３０Ａ、３０Ｂ、５０    対向基板
３２    基板
３４、５４    電極層
３６    半導体層
３８、３９    対向電極
５１    半導体基板
２０    第１接続層
２０ａ  第１接続領域
４０、４１    第２接続層
４０ａ、４１ａ  第２接続領域
２９    第１樹脂膜
２８    第１樹脂層
２８ａ  第１樹脂領域
４９    第２樹脂膜
４８、４７    第２樹脂層
４８ａ、４７ａ  第２樹脂領域
１００Ａ１、１００Ａ２、１００Ａ３、１００Ａ４、１００Ｂ１  半導体装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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