(57)【要約】【課題】トランジスタ素子寿命を向上させることが可能な放射線撮像装置を提供する。【解決手段】放射線撮像装置は、放射線に基づく信号電荷を発生する複数の画素と、複数の画素から信号電荷を読み出すための電界効果型のトランジスタとを備え、トランジスタは、基板側から順に積層された、第１のシリコン酸化物膜、活性層を含む半導体層および第２のシリコン酸化物膜と、第１または第２のシリコン酸化物膜を間にして半導体層に対向配置された第１ゲート電極とを有し、第１および第２のシリコン酸化物膜の少なくとも一方が不純物元素を含むものである。【選択図】図４
2015023080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線に基づく信号電荷を発生する複数の画素と、
前記複数の画素から前記信号電荷を読み出すための電界効果型のトランジスタとを備え、
前記トランジスタは、
基板側から順に積層された、第１のシリコン酸化物膜、活性層を含む半導体層および第２のシリコン酸化物膜と、
前記第１または第２のシリコン酸化物膜を間にして前記半導体層に対向配置された第１ゲート電極とを有し、
前記第１および第２のシリコン酸化物膜の少なくとも一方が不純物元素を含む
放射線撮像装置。
【請求項２】
前記トランジスタは、前記基板側から順に、前記第１ゲート電極、前記第１のシリコン酸化物膜、前記半導体層および前記第２のシリコン酸化物膜を有し、かつ
前記第２のシリコン酸化物膜上に前記第１ゲート電極に対向して第２ゲート電極を有する
請求項１に記載の放射線撮像装置。
【請求項３】
前記第１および第２のシリコン酸化物膜が前記半導体層に隣接して配置され、
前記第１および第２のシリコン酸化物膜の両方が前記不純物元素を含む
請求項２に記載の放射線撮像装置。
【請求項４】
前記第１および第２のシリコン酸化物膜のうちの前記第２のシリコン酸化物膜のみが前記不純物元素を含む
請求項２に記載の放射線撮像装置。
【請求項５】
前記第１および第２のシリコン酸化物膜のうちの前記第１のシリコン酸化物膜のみが前記不純物元素を含む
請求項２に記載の放射線撮像装置。
【請求項６】
前記不純物元素は、前記半導体層のチャネル部分に対向する選択的な領域にドープされている
請求項１に記載の放射線撮像装置。
【請求項７】
前記不純物元素は、前記複数の画素を有する画素部と前記画素部の周辺回路部とのうち前記画素部にのみ選択的にドープされている
請求項１に記載の放射線撮像装置。
【請求項８】
前記不純物元素は、第１５族元素およびフッ素（Ｆ）のうちの少なくとも１種である
請求項１に記載の放射線撮像装置。
【請求項９】
前記第１および第２のシリコン酸化物膜のうちの少なくとも一方は、前記不純物元素としてリン（Ｐ）を含む、ＰＳＧ（Phosphorus Silicate Glass）膜またはＢＰＳＧ（Boron Phosphorus Silicate Glass）膜である
請求項１に記載の放射線撮像装置。
【請求項１０】
前記不純物元素のドーズ量は、１．０×１０11ａｔｏｍ／ｃｍ2以上１．０×１０13atom／ｃｍ2以下である
請求項１に記載の放射線撮像装置。
【請求項１１】
前記トランジスタは、前記基板側から順に、前記第１のシリコン酸化物膜、前記半導体層、前記第２のシリコン酸化物膜および前記第１ゲート電極を有する
請求項１に記載の放射線撮像装置。
【請求項１２】
前記第１および第２のシリコン酸化物膜のうちの少なくとも前記第２のシリコン酸化物膜が前記不純物元素を含む
請求項１１に記載の放射線撮像装置。
【請求項１３】
前記トランジスタは、前記基板側から順に、前記第１ゲート電極、前記第１のシリコン酸化物膜、前記半導体層および前記第２のシリコン酸化物膜を有する
請求項１に記載の放射線撮像装置。
【請求項１４】
前記第１および第２のシリコン酸化物膜のうちの少なくとも前記第１のシリコン酸化物膜が前記不純物元素を含む
請求項１３に記載の放射線撮像装置。
【請求項１５】
前記半導体層は、多結晶シリコン、微結晶シリコン、非結晶シリコンまたは酸化物半導体を含む
請求項１に記載の放射線撮像装置。
【請求項１６】
前記半導体層は、低温多結晶シリコンを含む
請求項１５に記載の放射線撮像装置。
【請求項１７】
前記複数の画素がそれぞれ光電変換素子を有し、
前記複数の画素の光入射側に、前記放射線を前記光電変換素子の感度域の波長に変換する波長変換層を備えた
請求項１に記載の放射線撮像装置。
【請求項１８】
前記複数の画素はそれぞれ、前記放射線を吸収して前記信号電荷を発生させる変換層を備えた
請求項１に記載の放射線撮像装置。
【請求項１９】
前記放射線はＸ線である
請求項１に記載の放射線撮像装置。
【請求項２０】
放射線撮像装置と、この放射線撮像装置により得られた撮像信号に基づく画像表示を行う表示装置とを備え、
前記放射線撮像装置は、
放射線に基づく信号電荷を発生する複数の画素と、
前記複数の画素から前記信号電荷を読み出すための電界効果型のトランジスタとを備え、
前記トランジスタは、
基板側から順に積層された、第１のシリコン酸化物膜、活性層を含む半導体層および第２のシリコン酸化物膜と、
前記第１または第２のシリコン酸化物膜を間にして前記半導体層に対向配置された第１ゲート電極とを有し、
前記第１および第２のシリコン酸化物膜の少なくとも一方が不純物元素を含む
放射線撮像表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、例えば放射線に基づいて画像を取得する放射線撮像装置、およびそのような放射線撮像装置を備えた放射線撮像表示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばＸ線などの放射線に基づく画像信号を取得する放射線撮像装置が提案されている（例えば特許文献１，２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２５２０７４号公報
【特許文献２】特開２００４−２６５９３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記放射線撮像装置では、放射線に基づく信号電荷を各画素から読み出すためのスイッチング素子として、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）が用いられる。このようなトランジスタにおいて寿命特性の改善が望まれている。
【０００５】
本開示はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、トランジスタ素子寿命を向上させることが可能な放射線撮像装置、およびそのような放射線撮像装置を備えた放射線撮像表示システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の放射線撮像装置は、放射線に基づく信号電荷を発生する複数の画素と、複数の画素から信号電荷を読み出すための電界効果型のトランジスタとを備え、トランジスタは、基板側から順に積層された、第１のシリコン酸化物膜、活性層を含む半導体層および第２のシリコン酸化物膜と、第１または第２のシリコン酸化物膜を間にして半導体層に対向配置された第１ゲート電極とを有し、第１および第２のシリコン酸化物膜の少なくとも一方が不純物元素を含むものである。
【０００７】
本開示の放射線撮像表示システムは、上記本開示の放射線撮像装置と、この放射線撮像装置により得られた撮像信号に基づく画像表示を行う表示装置とを備えたものである。
【０００８】
本開示の放射線撮像装置および放射線撮像表示システムでは、各画素から信号電荷を読み出すためのトランジスタが、基板側から順に積層された第１のシリコン酸化物膜、半導体層および第２のシリコン酸化物膜と、第１または第２のシリコン酸化物膜を間にして半導体層に対向配置された第１ゲート電極とを有する。第１および第２のシリコン酸化物膜の少なくとも一方が不純物元素を含むことにより、放射線入射に起因して正孔などの電荷が生じた場合にも膜中を電気的に中和することができる。これにより、トランジスタの閾値電圧が負側（マイナス側）へシフトすることが抑制される。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の放射線撮像装置および放射線撮像表示システムによれば、各画素から放射線に基づく信号電荷を読み出すためのトランジスタが、基板側から順に積層された第１のシリコン酸化物膜、半導体層および第２のシリコン酸化物膜と、第１または第２のシリコン酸化物膜を間にして半導体層に対向配置された第１ゲート電極とを有する。第１および第２のシリコン酸化物膜の少なくとも一方が不純物元素を含むようにしたので、放射線入射に起因するトランジスタの特性劣化を抑制することができる。よって、トランジスタ素子寿命を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の一実施の形態に係る放射線撮像装置の全体構成を表すブロック図である。
【図２Ａ】間接変換型の場合の画素部の概略構成を表す模式図である。
【図２Ｂ】直接変換型の場合の画素部の概略構成を表す模式図である。
【図３】図１に示した画素等の詳細構成例を表す回路図である。
【図４】図２に示したトランジスタの構成を表す断面図である。
【図５Ａ】図４に示したトランジスタの要部の不純物含有領域の一例を表す模式図である。
【図５Ｂ】図４に示したトランジスタの要部の不純物含有領域の一例を表す模式図である。
【図５Ｃ】図４に示したトランジスタの要部の不純物含有領域の一例を表す模式図である。
【図５Ｄ】図４に示したトランジスタの要部の不純物含有領域の一例を表す模式図である。
【図６Ａ】不純物元素のイオン注入工程の一例を説明するための模式図である。
【図６Ｂ】不純物元素のイオン注入工程の一例を説明するための模式図である。
【図７】図１に示した列選択部の詳細構成例を表すブロック図である。
【図８】Ｘ線によるトランジスタの電流電圧特性への影響を説明するための特性図である。
【図９】変形例１に係るトランジスタの構成を表す断面図である。
【図１０】変形例２に係るトランジスタの構成を表す断面図である。
【図１１】変形例３に係るトランジスタの構成を表す断面図である。
【図１２】変形例４に係る画素等の構成を表す回路図である。
【図１３】変形例５に係る画素等の構成を表す回路図である。
【図１４】変形例６−１に係る画素等の構成を表す回路図である。
【図１５】変形例６−２に係る画素等の構成を表す回路図である。
【図１６】適用例に係る撮像表示システムの概略構成を表す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。尚、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態（シリコン酸化物膜に不純物元素を含有するデュアルゲート型ＴＦＴを用いた放射線撮像装置の例）
２．変形例１（デュアルゲート型ＴＦＴの他の例）
３．変形例２（トップゲート型ＴＦＴを用いた例）
４．変形例３（ボトムゲート型ＴＦＴを用いた例）
５．変形例４（パッシブ型の他の画素回路の例）
６．変形例５（パッシブ型の他の画素回路の例）
７．変形例６−１，６−２（アクティブ型の画素回路の例）
８．適用例（放射線撮像表示システムの例）
【００１２】
＜実施の形態＞
［構成］
図１は、本開示の一実施の形態に係る放射線撮像装置（放射線撮像装置１）の全体のブロック構成を表すものである。放射線撮像装置１は、例えば入射する放射線Ｒrad（例えばα線，β線，γ線，Ｘ線等）に基づいて被写体の情報を読み取る（被写体を撮像する）ものである。この放射線撮像装置１は、画素部１１を備えると共に、この画素部１１の駆動回路として、行走査部１３、Ａ／Ｄ変換部１４、列走査部１５およびシステム制御部１６を備えている。
【００１３】
（画素部１１）
画素部１１は、放射線に基づいて信号電荷を発生させる複数の画素（撮像画素，単位画素）２０を備えたものである。複数の画素２０は、行列状（マトリクス状）に２次元配置されている。尚、図１中に示したように、以下、画素部１１内における水平方向（行方向）を「Ｈ」方向とし、垂直方向（列方向）を「Ｖ」方向として説明する。放射線撮像装置１は、この画素部１１からの信号電荷の読み出しのためのスイッチング素子として後述のトランジスタ２２を用いるものであれば、いわゆる間接変換型および直接変換型のいずれのタイプであってもよい。図２Ａに、間接変換型の場合の画素部１１の構成、図２Ｂに、直接変換型の場合の画素部１１の構成をそれぞれ示す。
【００１４】
間接変換型（図２Ａ）の場合には、画素部１１は、光電変換層１１１Ａ上（受光面側）に波長変換層１１２を有している。波長変換層１１２は、放射線Ｒradを、光電変換層１１１の感度域の波長（例えば可視光）に変換するものである。この波長変換層１１２は、例えばＸ線を可視光に変換する蛍光体（例えば、ＣｓＩ（Ｔｌ添加），Ｇｄ2Ｏ2Ｓ，ＢａＦＸ（ＸはＣｌ，Ｂｒ，Ｉ等），ＮａＩまたはＣａＦ2等のシンチレータ）からなる。このような波長変換層１１２は、光電変換層１１１Ａ上に、例えば有機材料またはスピンオングラス材料等からなる平坦化膜を介して形成されている。光電変換層１１１Ａは、フォトダイオードなどの光電変換素子（後述の光電変換素子２１）を含んで構成されている。
【００１５】
直接変換型（図２Ｂ）の場合には、画素部１１は、入射した放射線Ｒradを吸収して電気信号（正孔および電子）を発生する変換層（直接変換層１１１Ｂ）を有する。直接変換層１１１Ｂは、例えばアモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）半導体や、カドミニウムテルル（ＣｄＴｅ）半導体などにより構成される。
【００１６】
このように、放射線撮像装置１は、間接変換型および直接変換型のいずれのタイプであってもよいが、以下の実施の形態等では、主に間接変換型の場合を例に挙げて説明する。即ち、画素部１１では、詳細は後述するが、放射線Ｒradが波長変換層１１２において可視光に変換された後、この可視光が光電変換層１１１Ａ（光電変換素子２１）において電気信号に変換され、信号電荷として読み出されるようになっている。
【００１７】
図３は、画素２０の回路構成（いわゆるパッシブ型の回路構成）を、Ａ／Ｄ変換部１４内の後述するチャージアンプ回路部１７１の回路構成とともに例示したものである。このパッシブ型の画素２０には、１つの光電変換素子２１と、１つのトランジスタ２２とが設けられている。この画素２０にはまた、Ｈ方向に沿って延在する読み出し制御線Ｌreadと、Ｖ方向に沿って延在する信号線Ｌsigとが接続されている。
【００１８】
光電変換素子２１は、例えばＰＩＮ（Positive Intrinsic Negative）型のフォトダイオードまたはＭＩＳ（Metal-Insulator-Semiconductor）型センサからなり、前述したように、入射光量に応じた電荷量の信号電荷を発生させる。尚、この光電変換素子２１のカソードは、ここでは蓄積ノードＮに接続されている。
【００１９】
トランジスタ２２は、読み出し制御線Ｌreadから供給される行走査信号に応じてオン状態となることにより、光電変換素子２１により得られた信号電荷（入力電圧Ｖin）を信号線Ｌsigへ出力するトランジスタ（読み出し用トランジスタ）である。このトランジスタ２２は、ここではＮチャネル型（Ｎ型）の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ；Field Effect Transistor）により構成されている。但し、トランジスタ２２はＰチャネル型（Ｐ型）のＦＥＴ等により構成されていてもよい。
【００２０】
図４は、トランジスタ２２の断面構造を表したものである。本実施の形態では、トランジスタ２２は、いわゆるデュアルゲート（両面ゲート，ダブルゲート）型の薄膜トラジスタの素子構造を有する。トランジスタ２２は、例えば、基板１１０上に、第１ゲート電極１２０Ａ，第１ゲート絶縁膜１２９（第１のゲート絶縁膜）、半導体層１２６、第２ゲート絶縁膜１３０（第２のゲート絶縁膜）、第２ゲート電極１２０Ｂをこの順に有している。第２ゲート電極１２０Ｂ上には、層間絶縁膜１３１が形成されており、この層間絶縁膜１３１と、第２ゲート絶縁膜１３０とを貫通するコンタクトホールＨ１が形成されている。層間絶縁膜１３１上には、コンタクトホールＨ１を埋め込むようにソース・ドレイン電極１２８が設けられている。尚、これらのソース・ドレイン電極１２８上には更に図示しない層間絶縁膜が形成されている。
【００２１】
半導体層１２６は、例えばチャネル層（活性層）１２６ａ、ＬＤＤ(Lightly Doped Drain)層１２６ｂおよびＮ+層１２６ｃを含み、例えば非晶質シリコン（アモルファスシリコン）、微結晶シリコンまたは多結晶シリコン（ポリシリコン）等のシリコン系半導体、望ましくは低温多結晶シリコン（ＬＴＰＳ：Low Temperature Poly-silicon）により構成されている。あるいは、酸化インジウムガリウム亜鉛（ＩｎＧａＺｎＯ）または酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の酸化物半導体により構成されていてもよい。但し、後述する本実施の形態の効果は、半導体層１２６が低温多結晶シリコンからなる場合に特に有効である。ＬＤＤ層１２６ｂは、チャネル層１２６ａとＮ+層１２６ｃとの間に、リーク電流を低減する目的で形成されている。
【００２２】
ソース・ドレイン電極１２８は、ソースまたはドレインとして機能し、例えばチタン（Ｔｉ），アルミニウム（Ａｌ），モリブデン（Ｍｏ），タングステン（Ｗ）およびクロム（Ｃｒ）等のうちのいずれかよりなる単層膜、またはそれらのうちの２種以上を含む積層膜である。
【００２３】
第１ゲート電極１２０Ａおよび第２ゲート電極１２０Ｂは、例えばモリブデン，チタン，アルミニウム，タングステンおよびクロム等のうちのいずれかよりなる単層膜、またはそれらのうちの２種以上を含む積層膜である。この第１ゲート電極１２０Ａは、第２ゲート絶縁膜１３０を間にして半導体層１２６（詳細にはチャネル層１２６ａ）に対向して設けられている（半導体層１２６のうち第１ゲート電極１２０Ａに対向する領域がチャネル層１２６ａとなる）。また、この第１ゲート電極１２０Ａおよび第２ゲート電極１２０Ｂは、半導体層１２６を間にして互いに対向して設けられ、例えば互いに同一の電圧が印加されるようになっている。
【００２４】
（ゲート絶縁膜の構成）
第１ゲート絶縁膜１２９および第２ゲート絶縁膜１３０はそれぞれ、例えば酸化シリコン（ＳｉＯx）または酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）等のシリコン酸化物膜（酸素を含むシリコン化合物膜）を含んで構成されている。具体的には、第１ゲート絶縁膜１２９および第２ゲート絶縁膜１３０はそれぞれ、例えば酸化シリコンまたは酸窒化シリコン等からなる単層膜であるか、あるいはこのようなシリコン酸化物膜と、窒化シリコン（ＳｉＮx）膜等のシリコン窒化物膜とを含む積層膜である。これらの第１ゲート絶縁膜１２９および第２ゲート絶縁膜１３０のいずれにおいても、上記シリコン酸化物膜が、半導体層１２６側に（半導体層１２６に隣接して）設けられている。半導体層１２６が例えば低温多結晶シリコンからなる場合には、製造プロセス上の理由から、半導体層１２６に隣接して、シリコン酸化物膜が形成される。
【００２５】
第１ゲート絶縁膜１２９および第２ゲート絶縁膜１３０はそれぞれ、上記シリコン酸化物膜およびシリコン窒化物膜を含む積層膜であることが望ましい。ここでは、第１ゲート絶縁膜１２９および第２ゲート絶縁膜１３０はそれぞれ積層膜となっている。具体的には、第１ゲート絶縁膜１２９は、基板１１０側から順に、例えば窒化シリコン膜１２９Ａおよび酸化シリコン膜１２９Ｂを積層したものである。第２ゲート絶縁膜１３０は、半導体層１２６側から順に、例えば酸化シリコン膜１３０Ａ、窒化シリコン膜１３０Ｂおよび酸化シリコン膜１３０Ｃを積層したものである。尚、本実施の形態の酸化シリコン膜１２９Ｂが本開示の「第１のシリコン酸化物膜」の一具体例に相当し、酸化シリコン膜１３０Ａ，１３０Ｃが本開示の「第２のシリコン酸化物膜」の一具体例に相当する。
【００２６】
本実施の形態では、これらの第１ゲート絶縁膜１２９および第２ゲート絶縁膜１３０のうちのシリコン酸化物膜（酸化シリコン膜１２９Ｂ，１３０Ａ，１３０Ｃ）の少なくとも１つが、不純物元素（不純物元素Ｄ）を含んでいる。不純物元素Ｄは、例えば周期表における第１５族の元素（Ｐ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｂｉなど）および第１７族のフッ素（Ｆ）などのうちの少なくとも１種である。このような不純物元素Ｄは、例えばイオン注入（イオン・インプラ）法により、上記シリコン酸化物膜の一部または全部にドープされている。あるいは、上記シリコン酸化物膜が、例えばＣＶＤ法（熱ＣＶＤ法、プラズマ励起ＣＶＤ法）により成膜された、不純物元素Ｄを含むＰＳＧ（Phosphorus Silicate Glass）膜またはＢＰＳＧ（Boron Phosphorus Silicate Glass）膜であってもよい。また、例えばいわゆるプラズマ・イオン注入法により、不純物元素Ｄがドープされたものであってもよい。図５Ａ〜図５Ｄに、第１ゲート絶縁膜１２９および第２ゲート絶縁膜１３０の積層構造において、不純物元素Ｄを含有する領域について模式的に示す。
【００２７】
例えば図５Ａに示したように、酸化シリコン膜１２９Ｂ，１３０Ａ，１３０Ｃ全てが不純物元素Ｄを含んでいてもよい。この場合、例えば図６Ａに示したように、基板１１０上に、第１ゲート電極１２０Ａ、第１ゲート絶縁膜１２９、半導体層１２６および第２ゲート絶縁膜１３０を順に形成した後、例えばイオン注入により不純物元素Ｄをドーピングする。この際、不純物元素Ｄが酸化シリコン膜１２９Ｂまで届くように、加速電圧を調整する。尚、このようなイオン注入では、実際には、第１ゲート絶縁膜１２９および第２ゲート絶縁膜１３０に含まれる他の膜（窒化シリコン膜１２９Ａ，１３０Ｂ等）にも不純物元素Ｄが注入される。これらの窒化シリコン膜１２９Ａ，１３０Ｂに、不純物元素Ｄが含まれていても、トランジスタ２２の特性に特に影響を及ぼさない。以下の例についても同様で、窒化シリコン膜１２９Ａ，１３０Ｂについては、不純物元素Ｄを含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。
【００２８】
あるいは、不純物元素Ｄを含む酸化シリコン膜１２９Ｂ，１３０Ａ，１３０Ｃを、例えばＰＳＧ膜またはＢＰＳＧ膜として、ＣＶＤ法により形成することもできる。この場合、酸化シリコン膜１２９Ｂ，１３０Ａ，１３０Ｃの各成膜工程において、例えばＣＶＤ法により二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）を堆積する際に、不純物元素Ｄ（例えばリン）を含有させる。尚、ＢＳＰＧ膜を形成する場合には、リンの含有量がボロン（Ｂ）の含有量よりも多くなるようにするとよい。
【００２９】
また、図５Ｂに示したように、半導体層１２６の上下に隣接する酸化シリコン膜１２９Ｂ，１３０Ａが不純物元素Ｄを含む一方、酸化シリコン膜１３０Ｃについては不純物元素Ｄを含まなくともよい。この場合にも、例えばイオン注入法あるいはＣＶＤ法等により、不純物元素Ｄを含む酸化シリコン膜１２９Ｂ，１３０Ａを形成することができる。特に、ＣＶＤ法を用いれば、注入対象であるシリコン酸化物膜（ここでは、酸化シリコン膜１２９Ｂ，１３０Ａ）にのみ選択的に不純物元素Ｄをドープすることができ、効率的である。
【００３０】
図５Ａおよび図５Ｂの例のように、半導体層１２６の上下に隣接する酸化シリコン膜１２９Ｂ，１３０Ａが不純物元素Ｄを含むことが望ましく、これによりトランジスタのＸ線耐性を効果的に高めることができる。詳細は後述するが、半導体層１２６に隣接するシリコン酸化物膜（酸化シリコン膜１２９Ｂ，１３０Ａ）において発生する正孔が閾値電圧に影響を及ぼし易いからである。
【００３１】
あるいは、図５Ｃに示したように、半導体層１２６の上側に隣接する酸化シリコン膜１３０Ａのみが不純物元素Ｄを含んでいてもよい。ここで、半導体層１２６の直上には、上記酸化シリコン膜１３０Ａとして、複数層のシリコン酸化物膜が積層されることが、ＴＦＴの特性を高めるうえで望ましい。具体的には、製造プロセスにおいて、半導体層１２６の不純物ドープの際にストッパー膜としてシリコン酸化物膜を形成すると共に、半導体層１２６のパターニング後には、むき出しになった半導体層１２６の側面と上記ストッパー膜を覆うように、更にもう１層のシリコン酸化膜を形成することが望ましい。このような場合には、半導体層１２６の上側の酸化シリコン膜１３０Ａの厚みが下側のシリコン酸化膜１２９Ｂよりも大きくなり易く、上側の酸化シリコン膜１３０Ａに選択的に不純物元素Ｄがドープされている方が閾値電圧シフトを効果的に抑制できる。
【００３２】
また、図５Ｄに示したように、半導体層１２６の下側に隣接する酸化シリコン膜１２９Ｂのみが不純物元素Ｄを含んでいてもよい。この場合、イオン注入法により不純物元素Ｄをドープする際には、例えば、まず、基板１１０上に、第１ゲート電極１２０Ａ、第１ゲート絶縁膜１２９および非晶質シリコン層をこの順に成膜した後、非晶質シリコン層をＥＬＡ（Excimer Laser Annealing）により結晶化し、多結晶シリコン層１２６１を形成する。この後、図６Ｂに示したように、加速電圧を調整してイオン注入を行い、多結晶シリコン層１２６１を通過させて不純物元素Ｄをドープする。尚、この後、多結晶シリコン層１２６１のパターニング工程等を経て、半導体層１２６を形成する。
【００３３】
尚、不純物元素Ｄをドープするタイミングおよび手法は上述したものに限定されず、第１ゲート絶縁膜１２９および第２ゲート絶縁膜１３０のうちの少なくとも１つのシリコン酸化物膜に不純物元素Ｄが含まれるようなプロセスが選択されればよい。
【００３４】
上記のような不純物元素Ｄは、シリコン酸化物膜の面内方向において、一様にドープされていてもよいし、局所的な領域にドープされていてもよい（濃度分布があってもよい）。即ち、半導体層１２６のチャネル層１２６ａに対向する選択的な領域（図６Ａおよび図６Ｂの領域Ａ）にのみ不純物元素Ｄがドープされていてもよい。半導体層１２６のうち特にチャネル層１２６ａ近傍に発生する正孔が閾値電圧特性に影響を与えるからである。
【００３５】
また、トランジスタ２２は、画素部１１だけでなく、その周辺回路部（行走査部１３等）にも形成されている。不純物元素Ｄは、それらの画素部１１および周辺回路部全体にわたってドープされていてもよいし、画素部１１にのみ選択的にドープされていてもよい（画素部１１に形成されたトランジスタ２２にのみ不純物元素Ｄがドープされていてもよい）。Ｘ線などの放射線Ｒradは、周辺回路部では遮蔽されることが多く、画素部１１ほど放射線耐性が要求されないからである。
【００３６】
加えて、不純物元素Ｄのドーズ量は、例えば１．０×１０11ａｔｏｍ／ｃｍ2以上１．０×１０13atom／ｃｍ2以下である。
【００３７】
層間絶縁膜１３１は、例えば酸化シリコン、酸窒化シリコンおよび窒化シリコンのうちのいずれかよりなる単層膜、またはそれらのうちの２種以上を含む積層膜である。例えば、層間絶縁膜１３１は、第２ゲート電極１２０Ｂの側から順に、酸化シリコン膜１３１Ａ、窒化シリコン膜１３１Ｂおよび酸化シリコン膜１３１Ｃを積層したものである。尚、この層間絶縁膜１３１およびソース・ドレイン電極１２８を覆って更に他の層間絶縁膜が形成されていてもよい。
【００３８】
（行走査部１３）
行走査部１３は、後述のシフトレジスタ回路や所定の論理回路等を含んで構成されており、画素部１１内の複数の画素２０に対して行単位（水平ライン単位）での駆動（線順次走査）を行う画素駆動部（行走査回路）である。具体的には、各画素２０の読み出し動作やリセット動作等の撮像動作を例えば線順次走査により行う。尚、この線順次走査は、読み出し制御線Ｌreadを介して前述した行走査信号を各画素２０へ供給することによって行われる。
【００３９】
（Ａ／Ｄ変換部１４）
Ａ／Ｄ変換部１４は、複数（ここでは４つ）の信号線Ｌsigごとに１つ設けられた複数の列選択部１７を有しており、信号線Ｌsigを介して入力された信号電圧（信号電荷に応じた電圧）に基づいてＡ／Ｄ変換（アナログ／デジタル変換）を行うものである。これにより、デジタル信号からなる出力データＤout（撮像信号）が生成され、外部へ出力される。
【００４０】
各列選択部１７は、例えば図７に示したように、チャージアンプ１７２、容量素子（コンデンサあるいはフィードバック容量素子等）Ｃ１、スイッチＳＷ１、サンプルホールド（Ｓ／Ｈ）回路１７３、４つのスイッチＳＷ２を含むマルチプレクサ回路（選択回路）１７４、およびＡ／Ｄコンバータ１７５を有している。これらのうち、チャージアンプ１７２、容量素子Ｃ１、スイッチＳＷ１、Ｓ／Ｈ回路１７３およびスイッチＳＷ２はそれぞれ、信号線Ｌsig毎に設けられている。マルチプレクサ回路１７４およびＡ／Ｄコンバータ１７５は、列選択部１７毎に設けられている。尚、チャージアンプ１７２、容量素子Ｃ１およびスイッチＳＷ１は、図３のチャージアンプ回路１７１を構成するものである。
【００４１】
チャージアンプ１７２は、信号線Ｌsigから読み出された信号電荷を電圧に変換（Ｑ−Ｖ変換）するためのアンプ（増幅器）である。このチャージアンプ１７２では、負側（−側）の入力端子に信号線Ｌsigの一端が接続され、正側（＋側）の入力端子には所定のリセット電圧Ｖrstが入力されるようになっている。チャージアンプ１７２の出力端子と負側の入力端子との間は、容量素子Ｃ１とスイッチＳＷ１との並列接続回路を介して帰還接続（フィードバック接続）されている。即ち、容量素子Ｃ１の一方の端子がチャージアンプ１７２の負側の入力端子に接続され、他方の端子がチャージアンプ１７２の出力端子に接続されている。同様に、スイッチＳＷ１の一方の端子がチャージアンプ１７２の負側の入力端子に接続され、他方の端子がチャージアンプ１７２の出力端子に接続されている。尚、このスイッチＳＷ１のオン・オフ状態は、システム制御部１６からアンプリセット制御線Ｌcarstを介して供給される制御信号（アンプリセット制御信号）によって制御される。
【００４２】
Ｓ／Ｈ回路１７３は、チャージアンプ１７２とマルチプレクサ回路１７４（スイッチＳＷ２）との間に配置されており、チャージアンプ１７２からの出力電圧Ｖcaを一時的に保持するための回路である。
【００４３】
マルチプレクサ回路１７４は、列走査部１５による走査駆動に従って４つのスイッチＳＷ２のうちの１つが順次オン状態となることにより、各Ｓ／Ｈ回路１７３とＡ／Ｄコンバータ１７５との間を選択的に接続または遮断する回路である。
【００４４】
Ａ／Ｄコンバータ１７５は、スイッチＳＷ２を介して入力されたＳ／Ｈ回路１７３からの出力電圧に対してＡ／Ｄ変換を行うことにより、上記した出力データＤoutを生成して出力する回路である。
【００４５】
（列走査部１５）
列走査部１５は、例えば図示しないシフトレジスタやアドレスデコーダ等を含んで構成されており、上記した列選択部１７内の各スイッチＳＷ２を走査しつつ順番に駆動するものである。このような列走査部１５による選択走査によって、信号線Ｌsigの各々を介して読み出された各画素２０の信号（上記出力データＤout）が、順番に外部へ出力されるようになっている。
【００４６】
（システム制御部１６）
システム制御部１６は、行走査部１３、Ａ／Ｄ変換部１４および列走査部１５の各動作を制御するものである。具体的には、システム制御部１６は、前述した各種のタイミング信号（制御信号）を生成するタイミングジェネレータを有しており、このタイミングジェネレータにおいて生成される各種のタイミング信号を基に、行走査部１３、Ａ／Ｄ変換部１４および列走査部１５の駆動制御を行う。このシステム制御部１６の制御に基づいて、行走査部１３、Ａ／Ｄ変換部１４および列走査部１５がそれぞれ画素部１１内の複数の画素２０に対する撮像駆動（線順次撮像駆動）を行うことにより、画素部１１から出力データＤoutが取得されるようになっている。
【００４７】
［作用、効果］
本実施の形態の放射線撮像装置１では、例えばＸ線などの放射線Ｒradが画素部１１へ入射すると、各画素２０（ここでは、光電変換素子２１）において、入射光に基づく信号電荷が発生する。このとき、詳細には、図３に示した蓄積ノードＮにおいて、発生した信号電荷の蓄積により、ノード容量に応じた電圧変化が生じる。これにより、トランジスタ２２のドレインには入力電圧Ｖin（信号電荷に対応した電圧）が供給される。この後、読み出し制御線Ｌreadから供給される行走査信号に応じてトランジスタ２２がオン状態になると、上記した信号電荷が信号線Ｌsigへ読み出される。
【００４８】
読み出された信号電荷は、信号線Ｌsigを介して複数（ここでは４つ）の画素列ごとに、Ａ／Ｄ変換部１４内の列選択部１７へ入力される。列選択部１７では、まず、各信号線Ｌsigから入力される信号電荷毎に、チャージアンプ１７２等からなるチャージアンプ回路においてＱ−Ｖ変換（信号電荷から信号電圧への変換）を行う。次いで、変換された信号電圧（チャージアンプ１７２からの出力電圧Ｖca）毎に、Ｓ／Ｈ回路１７３およびマルチプレクサ回路１７４を介してＡ／Ｄコンバータ１７５においてＡ／Ｄ変換を行い、デジタル信号からなる出力データＤout（撮像信号）を生成する。このようにして、各列選択部１７から出力データＤoutが順番に出力され、外部へ伝送される（または図示しない内部メモリーへ入力される）。
【００４９】
ここで、放射線撮像装置１へ入射した放射線Ｒradの中には、上記した波長変換層１１２（あるいは直接変換層１１１Ｂ）において吸収されずに、その下層に漏れ込むものがあり、このような放射線がトランジスタ２２へ入射すると、次のような不具合が生じる。即ち、トランジスタ２２は、第１ゲート絶縁膜１２９および第２ゲート絶縁膜１３０において、シリコン酸化物膜（酸化シリコン膜１２９Ｂ，１３０Ａ等）を有する。これらのシリコン酸化物膜中に放射線が入射すると、いわゆる光電効果、コンプトン散乱あるいは電子対生成等により膜中の電子が励起される。その結果、第１ゲート絶縁膜１２９および第２ゲート絶縁膜１３０内に正孔がトラップされて溜まり、また、チャネル層１２６ａとの界面にも正孔がトラップされて溜まる。このため、例えば、トランジスタ２２の閾値電圧Ｖthが負側（マイナス側）へシフトしたり、Ｓ（スレッショルド）値の悪化等が生じる。つまり、オフ電流の増大あるいはオン電流の減少等を引き起こす。
【００５０】
図８に、トランジスタ２２のゲート電圧Ｖｇに対するドレイン電流（ソースおよびドレイン間の電流）Ｉｄの関係（電流電圧特性）を、Ｘ線照射線量毎に示す。照射条件は、管電圧８０ｋＶ，線量率３．２ｍＧｙ／秒とし、照射線量が０Ｇｙ（初期値），５４Ｇｙ，７９Ｇｙ，１０４Ｇｙ，１２９Ｇｙ，１５４Ｇｙ，２５４Ｇｙ，３５４Ｇｙの各場合の特性をそれぞれ示す。尚、半導体層１２６には低温多結晶シリコンを用い、ソースおよびドレイン間の電圧Ｖｄｓは０．１Ｖである。このように、Ｘ線照射量が増すに従って、閾値電圧Ｖth（例えばＩｄ＝１．０×１０-13Ａにおけるゲート電圧Ｖｇ）が負側にシフトとすると共に、Ｓ値が悪化することがわかる。
【００５１】
本実施の形態では、トランジスタ２２において、第１ゲート絶縁膜１２９および第２ゲート絶縁膜１３０のうちの少なくとも１つのシリコン酸化物膜が不純物元素Ｄを含む。具体的には、酸化シリコン膜１２９Ｂ，１３０Ａ，１３０Ｃのうちの少なくとも１つに例えばリンなどの第１５族元素がドープされている。これにより、上記のように放射線入射に起因して膜中に正孔が生じた場合にも、電気的に中和することができる。よって、発生した正孔によるトランジスタ２２への電気的な影響を軽減して、上記のような閾値電圧のシフト等を抑制することができる。
【００５２】
また、不純物元素Ｄが、半導体層１２６の上下に隣接する酸化シリコン膜１２９Ｂ，１３０Ａに含まれていることにより、半導体層１２６との界面近傍において正孔の影響を軽減できるため、より効果的に上記閾値シフトを抑制可能となる。
【００５３】
以上のように本実施の形態では、各画素２０から放射線Ｒradに基づく信号電荷を読み出すためのトランジスタ２２が、基板１１０側から順に、第１ゲート電極１２０Ａ、第１ゲート絶縁膜１２９（酸化シリコン膜１２９Ｂを含む）、半導体層１２６、第２ゲート絶縁膜１３０（酸化シリコン膜１３０Ａ，１３０Ｃを含む）および第２ゲート電極１２０Ｂを有する。酸化シリコン膜１２９Ａ，１３０Ａ，１３０Ｃのうちの少なくとも１つが不純物元素Ｄを含むようにしたので、放射線入射に起因するトランジスタの特性劣化を抑制することができる。よって、トランジスタ素子寿命を向上させることが可能となる。
【００５４】
続いて、上記実施の形態の変形例について説明する。尚、上記実施の形態における構成要素と同一のものには同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００５５】
＜変形例１＞
図９は、変形例１に係るトランジスタの断面構成を表したものである。上記実施の形態（図４の例）では、第２ゲート絶縁膜１３０を、半導体層１２６の側から順に、酸化シリコン膜１３０Ａ、窒化シリコン膜１３０Ｂおよび酸化シリコン膜１３０Ｃを積層した３層構造としたが、第２ゲート絶縁膜１３０の積層構造はこれに限定されるものではない。例えば、第２ゲート絶縁膜１３０は、本変形例のように、半導体層１２６の側から順に酸化シリコン膜１３０Ａおよび窒化シリコン膜１３０Ｂを積層した２層構造であってもよい。
【００５６】
また、図示はしないが、第２ゲート絶縁膜１３０は、酸化シリコン膜１３０Ａからなる単層膜であってもよい。半導体層１２６の第２ゲート電極１２０Ｂ側に、少なくとも１層のシリコン酸化物膜が形成されていればよい。
【００５７】
＜変形例２＞
図１０は、変形例２に係るトランジスタの断面構成を表したものである。上記実施の形態では、デュアルゲート型の素子構造を例示したが、本開示のトランジスタは、本変形例のようにいわゆるトップゲート型の素子構造であってもよい。本変形例の素子構造は、例えば基板１１０側から順に、第１ゲート絶縁膜１２９、半導体層１２６、第２ゲート絶縁膜１３０および第１ゲート電極１２０Ａを有している。また、第２ゲート絶縁膜１３０および第１ゲート電極１２０Ａ上には、層間絶縁膜１３２が形成されており、この層間絶縁膜１３２と第２ゲート絶縁膜１３０とを貫通するコンタクトホールＨ１が形成されている。層間絶縁膜１３２上には、コンタクトホールＨ１を埋め込むようにソース・ドレイン電極１２８が設けられている。層間絶縁膜１３２は、酸化シリコン膜１３０Ａの側から順に、例えば酸化シリコン膜１３２Ａ、窒化シリコン膜１３２Ｂおよび酸化シリコン膜１３２Ｃを有する積層膜である。
【００５８】
本変形例においても、酸化シリコン膜１２９Ｂ，１３０Ａ，１３０Ｃのうちの少なくとも１つが不純物元素Ｄを含むことにより、上記実施の形態と同等の効果を得ることができる。また、本変形例では、第１ゲート電極１２０Ａと半導体層１２６との間に形成されるゲート絶縁膜（第２ゲート絶縁膜１３０）のシリコン酸化物膜（酸化シリコン膜１３０Ａ，１３０Ｃ）に不純物元素Ｄがドープされていることが望ましい。効果的に、上述したような閾値電圧シフトを抑制できるからである。
【００５９】
尚、本変形例においても、第２ゲート絶縁膜１３０の積層構造は上記のものに限定されず、シリコン酸化物膜を含んでいれば、２層構造であってもよいし、シリコン酸化物の単層膜であってもよい。
【００６０】
＜変形例３＞
図１１は、変形例３に係るトランジスタの断面構成を表したものである。上記実施の形態では、デュアルゲート型の素子構造を例示したが、本開示のトランジスタは、本変形例のようにいわゆるボトムゲート型の素子構造であってもよい。本変形例の素子構造は、例えば基板１１０側から順に、第１ゲート電極１２０Ａ、第１ゲート絶縁膜１２９、半導体層１２６および酸化シリコン膜１３０Ａを有している。また、酸化シリコン膜１３０Ａ上には、層間絶縁膜１３３が形成されており、この層間絶縁膜１３３と、酸化シリコン膜１３０Ａとを貫通するコンタクトホールＨ１が形成されている。層間絶縁膜１３３上には、コンタクトホールＨ１を埋め込むようにソース・ドレイン電極１２８が設けられている。層間絶縁膜１３３は、酸化シリコン膜１３０Ａの側から順に、例えば窒化シリコン膜１３３Ａおよび酸化シリコン膜１３３Ｂを有する積層膜である。
【００６１】
本変形例においても、酸化シリコン膜１２９Ｂ，１３０Ａのうちの少なくとも１つが不純物元素Ｄを含むことにより、上記実施の形態と同等の効果を得ることができる。また、本変形例では、第１ゲート電極１２０Ａと半導体層１２６との間に形成されるゲート絶縁膜（第１ゲート絶縁膜１２９）のシリコン酸化物膜（酸化シリコン膜１２９Ｂ）に不純物元素Ｄがドープされていることが望ましい。効果的に、上述したような閾値電圧シフトを抑制できるからである。
【００６２】
＜変形例４＞
図１２は、変形例４に係る画素（画素２０Ａ）の回路構成を、上記実施の形態で説明したチャージアンプ回路１７１の回路構成例と共に表したものである。本変形例の画素２０Ａは、実施の形態の画素２０と同様にいわゆるパッシブ型の回路構成となっており、１つの光電変換素子２１と１つのトランジスタ２２とを有している。また、この画素２０ＡにはＨ方向に沿って延在する読み出し制御線Ｌreadと、Ｖ方向に沿って延在する信号線Ｌsigとが接続されている。
【００６３】
但し、本変形例の画素２０Ａでは、上記実施の形態の画素２０とは異なり、光電変換素子２１のアノードが蓄積ノードＮに接続され、カソードがグランド（接地）に接続されている。このように、画素２０Ａにおいて光電変換素子２１のアノードに蓄積ノードＮが接続されるようにしてもよく、このように構成した場合であっても、上記実施の形態の放射線撮像装置１と同様の効果を得ることが可能である。
【００６４】
＜変形例５＞
図１３は、変形例５に係る画素（画素２０Ｂ）の回路構成を、上記実施の形態で説明したチャージアンプ回路１７１の回路構成例と共に表したものである。本変形例の画素２０Ｂは、実施の形態の画素２０と同様にいわゆるパッシブ型の回路構成を有し、１つの光電変換素子２１を有すると共に、Ｈ方向に沿って延在する読み出し制御線Ｌreadと、Ｖ方向に沿って延在する信号線Ｌsigとに接続されている。
【００６５】
但し、本変形例では、画素２０Ｂが、２つのトランジスタ２２を有している。これら２つのトランジスタ２２は、互いに直列に接続されている（一方のソースまたはドレインと他方のソースまたはドレインとが電気的に接続されている。このように１つの画素２０Ｂに２つのトランジスタ２２を設けることにより、オフリークを低減させることができる。
【００６６】
このように、画素２０Ｂ内に直列接続させた２つのトランジスタ２２を設けてもよく、この場合にも、上記実施の形態と同等の効果を得ることができる。尚、３つ以上のトランジスタを直列接続させてもよい。
【００６７】
＜変形例６−１，６−２＞
図１４は、変形例６−１に係る画素（画素２０Ｃ）の回路構成を、以下説明するチャージアンプ回路１７１Ａの回路構成例とともに表したものである。また、図１５は、変形例６−２に係る画素（画素２０Ｄ）の回路構成を、チャージアンプ回路１７１Ａの回路構成例とともに表したものである。これらの変形例６−１，６−２に係る画素２０Ｃ，２０Ｄはそれぞれ、これまで説明した画素２０，２０Ａ，２０Ｂとは異なり、いわゆるアクティブ型の画素回路を有している。
【００６８】
このアクティブ型の画素２０Ｃ，２０Ｄには、１つの光電変換素子２１と、３つのトランジスタ２２，２３，２４とが設けられている。これらの画素２０Ｃ，２０Ｄにはまた、Ｈ方向に沿って延在する読み出し制御線Ｌreadおよびリセット制御線Ｌrstと、Ｖ方向に沿って延在する信号線Ｌsigとが接続されている。
【００６９】
画素２０Ｃ，２０Ｄではそれぞれ、トランジスタ２２のゲートが読み出し制御線Ｌreadに接続され、ソースが信号線Ｌsigに接続され、ドレインが、ソースフォロワ回路を構成するトランジスタ２３のドレインに接続されている。トランジスタ２３のソースは電源ＶＤＤに接続され、ゲートは、蓄積ノードＮを介して、光電変換素子２１のカソード（図１４の例）またはアノード（図１５の例）と、リセット用トランジスタとして機能するトランジスタ２４のドレインとに接続されている。トランジスタ２４のゲートはリセット制御線Ｌrstに接続され、ソースにはリセット電圧Ｖrstが印加されるようになっている。変形例６−１では、光電変換素子２１のアノードがグランドに接続され、変形例６−２では、光電変換素子２１のカソードがグランドに接続されている。
【００７０】
また、これらの変形例６−１，６−２においてチャージアンプ回路１７１Ａは、前述したチャージアンプ回路１７１におけるチャージアンプ１７２、容量素子Ｃ１およびスイッチＳＷ１に代わりに、アンプ１７６および定電流源１７７を設けたものである。アンプ１７６では、正側の入力端子には信号線Ｌsigが接続されると共に、負側の入力端子と出力端子とが互いに接続され、ボルテージフォロワ回路が形成されている。尚、信号線Ｌsigの一端側には定電流源１７７の一方の端子が接続され、この定電流源１７７の他方の端子には電源ＶＳＳが接続されている。
【００７１】
上記のような間接変換型または直接変換型の放射線撮像装置は、放射線Ｒradに基づいて電気信号を得る、様々な種類の放射線撮像装置として利用される。例えば、医療用のＸ線撮像装置（Digital Radiography等）、空港等で用いられる携帯物検査用のＸ線撮影装置、工業用Ｘ線撮像装置（例えば、コンテナ内の危険物等の検査を行う装置）などに適用可能である。
【００７２】
＜適用例＞
続いて、上記実施の形態および変形例に係る放射線撮像装置は、以下に説明するような放射線撮像表示システムへ適用することも可能である。
【００７３】
図１６は、適用例に係る放射線撮像表示システム（放射線撮像表示システム５）の概略構成例を模式的に表したものである。放射線撮像表示システム５は、上記実施の形態等に係る画素部１１等を有する放射線撮像装置１と、画像処理部５２と、表示装置４とを備えており、この例では放射線を用いた放射線撮像表示システムとなっている。
【００７４】
画像処理部５２は、放射線撮像装置１から出力される出力データＤout（撮像信号）に対して所定の画像処理を施すことにより、画像データＤ１を生成するものである。表示装置４は、画像処理部５２において生成された画像データＤ１に基づく画像表示を、所定のモニタ画面４０上で行うものである。
【００７５】
この放射線撮像表示システム５では、放射線撮像装置１が、Ｘ線源などの放射線源５１から被写体５０に向けて照射された放射線Ｒradに基づき、被写体５０の画像データＤoutを取得し、画像処理部５２へ出力する。画像処理部５２は、入力された画像データＤoutに対して上記した所定の画像処理を施し、その画像処理後の画像データ（表示データ）Ｄ１を表示装置４へ出力する。表示装置４は、入力された画像データＤ１に基づいて、モニタ画面４０上に画像情報（撮像画像）を表示する。
【００７６】
このように、本適用例の放射線撮像表示システム５では、放射線撮像装置１において被写体５０の画像を電気信号として取得可能であるため、取得した電気信号を表示装置４へ伝送することによって画像表示を行うことができる。即ち、写真フィルムを用いることなく、被写体５０の画像を観察することが可能となり、また、動画撮影および動画表示にも対応することが可能となる。
【００７７】
以上、実施の形態、変形例および適用例を挙げたが、本開示内容はこれらの実施の形態等に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態等では、第１，第２のゲート絶縁膜として、１〜３つの絶縁膜を積層したものを例示したが、第１，第２のゲート絶縁膜が４つ以上の絶縁膜を積層したものであってもよい。どのような積層構造であっても、半導体層を間にして第１、第２のシリコン酸化物膜が設けられ、かつこれらのシリコン酸化物膜のうちの少なくとも一方が、不純物元素Ｄを含んでいれば、本開示の効果を得ることができる。
【００７８】
また、上記実施の形態等の画素部における画素の回路構成は、上記実施の形態等で説明したもの（画素２０，２０Ａ〜２０Ｄの回路構成）には限られず、他の回路構成であってもよい。同様に、行走査部や列選択部等の回路構成についても、上記実施の形態等で説明したものには限られず、他の回路構成であってもよい。
【００７９】
更に、上記実施の形態等で説明した画素部、行走査部、Ａ／Ｄ変換部（列選択部）および列走査部等はそれぞれ、例えば同一基板上に形成されているようにしてもよい。具体的には、例えば低温多結晶シリコンなどの多結晶半導体を用いることにより、これらの回路部分におけるスイッチ等も同一基板上に形成することができるようになる。このため、例えば外部のシステム制御部からの制御信号に基づいて、同一基板上における駆動動作を行うことが可能となり、狭額縁化（３辺フリーの額縁構造）や配線接続の際の信頼性向上を実現することができる。
【００８０】
尚、本開示は以下のような構成を取ることも可能である。
（１）
放射線に基づく信号電荷を発生する複数の画素と、
前記複数の画素から前記信号電荷を読み出すための電界効果型のトランジスタとを備え、
前記トランジスタは、
基板側から順に積層された、第１のシリコン酸化物膜、活性層を含む半導体層および第２のシリコン酸化物膜と、
前記第１または第２のシリコン酸化物膜を間にして前記半導体層に対向配置された第１ゲート電極とを有し、
前記第１および第２のシリコン酸化物膜の少なくとも一方が不純物元素を含む
放射線撮像装置。
（２）
前記トランジスタは、前記基板側から順に、前記第１ゲート電極、前記第１のシリコン酸化物膜、前記半導体層および前記第２のシリコン酸化物膜を有し、かつ
前記第２のシリコン酸化物膜上に前記第１ゲート電極に対向して第２ゲート電極を有する
上記（１）に記載の放射線撮像装置。
（３）
前記第１および第２のシリコン酸化物膜が前記半導体層に隣接して配置され、
前記第１および第２のシリコン酸化物膜の両方が前記不純物元素を含む
上記（２）に記載の放射線撮像装置。
（４）
前記第１および第２のシリコン酸化物膜のうちの前記第２のシリコン酸化物膜のみが前記不純物元素を含む
上記（２）に記載の放射線撮像装置。
（５）
前記第１および第２のシリコン酸化物膜のうちの前記第１のシリコン酸化物膜のみが前記不純物元素を含む
上記（２）に記載の放射線撮像装置。
（６）
前記不純物元素は、前記半導体層のチャネル部分に対向する選択的な領域にドープされている
上記（１）〜（５）のいずれかに記載の放射線撮像装置。
（７）
前記不純物元素は、前記複数の画素を有する画素部と前記画素部の周辺回路部とのうち前記画素部にのみ選択的にドープされている
上記（１）〜（６）のいずれかに記載の放射線撮像装置。
（８）
前記不純物元素は、第１５族元素およびフッ素（Ｆ）のうちの少なくとも１種である
上記（１）〜（７）のいずれかに記載の放射線撮像装置。
（９）
前記第１および第２のシリコン酸化物膜のうちの少なくとも一方は、前記不純物元素としてリン（Ｐ）を含む、ＰＳＧ（Phosphorus Silicate Glass）膜またはＢＰＳＧ（Boron Phosphorus Silicate Glass）膜である
上記（１）〜（７）のいずれかに記載の放射線撮像装置。
（１０）
前記不純物元素のドーズ量は、１．０×１０11ａｔｏｍ／ｃｍ2以上１．０×１０13atom／ｃｍ2以下である
上記（１）〜（９）のいずれかに記載の放射線撮像装置。
（１１）
前記トランジスタは、前記基板側から順に、前記第１のシリコン酸化物膜、前記半導体層、前記第２のシリコン酸化物膜および前記第１ゲート電極を有する
上記（１）に記載の放射線撮像装置。
（１２）
前記第１および第２のシリコン酸化物膜のうちの少なくとも前記第２のシリコン酸化物膜が前記不純物元素を含む
上記（１１）に記載の放射線撮像装置。
（１３）
前記トランジスタは、前記基板側から順に、前記第１ゲート電極、前記第１のシリコン酸化物膜、前記半導体層および前記第２のシリコン酸化物膜を有する
上記（１）に記載の放射線撮像装置。
（１４）
前記第１および第２のシリコン酸化物膜のうちの少なくとも前記第１のシリコン酸化物膜が前記不純物元素を含む
上記（１３）に記載の放射線撮像装置。
（１５）
前記半導体層は、多結晶シリコン、微結晶シリコン、非結晶シリコンまたは酸化物半導体を含む
上記（１）〜（１４）のいずれかに記載の放射線撮像装置。
（１６）
前記半導体層は、低温多結晶シリコンを含む
上記（１５）に記載の放射線撮像装置。
（１７）
前記複数の画素がそれぞれ光電変換素子を有し、
前記複数の画素の光入射側に、前記放射線を前記光電変換素子の感度域の波長に変換する波長変換層を備えた
上記（１）〜（１６）のいずれかに記載の放射線撮像装置。
（１８）
前記複数の画素はそれぞれ、前記放射線を吸収して前記信号電荷を発生させる変換層を備えた
上記（１）〜（１６）のいずれかに記載の放射線撮像装置。
（１９）
前記放射線はＸ線である
上記（１）〜（１８）のいずれかに記載の放射線撮像装置。
（２０）
放射線撮像装置と、この放射線撮像装置により得られた撮像信号に基づく画像表示を行う表示装置とを備え、
前記放射線撮像装置は、
放射線に基づく信号電荷を発生する複数の画素と、
前記複数の画素から前記信号電荷を読み出すための電界効果型のトランジスタとを備え、
前記トランジスタは、
基板側から順に積層された、第１のシリコン酸化物膜、活性層を含む半導体層および第２のシリコン酸化物膜と、
前記第１または第２のシリコン酸化物膜を間にして前記半導体層に対向配置された第１ゲート電極とを有し、
前記第１および第２のシリコン酸化物膜の少なくとも一方が不純物元素を含む
放射線撮像表示システム。
【符号の説明】
【００８１】
１…放射線撮像装置、１１…画素部、１３…行走査部、１４…Ａ／Ｄ変換部、１５…列走査部、１６…システム制御部、１７…列選択部、１７１，１７１Ａ…チャージアンプ回路、１７２…チャージアンプ、１７３…Ｓ／Ｈ回路、１７４…マルチプレクサ回路、１７５…Ａ／Ｄコンバータ、１７６…アンプ、１７７…定電流源、２０，２０Ａ〜２０Ｃ…画素（撮像画素）、２１…光電変換素子、２２，２３，２４…トランジスタ、１１０…基板、１２０Ａ…第１ゲート電極、１２０Ｂ…第２ゲート電極、１２９…第１ゲート絶縁膜、１２９Ａ，１３０Ｂ，１３１Ｂ，１３２Ｂ，１３３Ａ…窒化シリコン膜、１２９Ｂ，１３０Ａ，１３０Ｃ，１３１Ａ，１３１Ｃ，１３２Ａ，１３２Ｃ，１３３Ｂ…酸化シリコン膜、１２６…半導体層、１３０…第２ゲート絶縁膜、１３１，１３２，１３３…層間絶縁膜、１１１Ａ…光電変換層、１１１Ｂ…直接変換層、１１２…波長変換層、４…表示装置、４０…モニタ画面、５…放射線撮像表示システム、５０…被写体、５１…光源（放射線源）、５２…画像処理部、Ｌsig…信号線、Ｌread…読み出し制御線、Ｌrst…リセット制御線、Ｌcarst…アンプリセット制御線、Ｄout…出力データ、Ｎ…蓄積ノード、ＳＷ１…スイッチ、Ｒrad…放射線。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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