(57)【要約】【課題】デジタルＸ線撮影パネルに用いるＴＦＴを画素電極の蓄積電荷および外部電界からの保護によりＴＦＴの動作特性をアップし、そのＴＦＴアレーが高収率に製造できるようにする構造を提供することを課題とする。【解決手段】透明基板１０１上のＴＦＴ１１２を包含して覆う第一保護絶縁膜１０８と、前記第一保護絶縁膜の上に接地配線１０２に繋ぎ、その一部が前記ＴＦＴゾーンを遮蔽するように構成される容量電極１０９ａ，１０９ｃと、前記第一保護絶縁膜の上に形成された前記容量電極を覆うように構成される第二保護絶縁膜１１５と、前記第二保護絶縁膜の上に前記ＴＦＴのドレーン電極１０６ｂに繋ぐように画像電極１０７を形成し、前記第一保護絶縁膜と第二保護絶縁膜は無機絶縁膜を利用する。【選択図】　　図４
2004087604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板１０１上に構成されるＴＦＴ１１２と、前記ＴＦＴを包含して覆う第一保護絶縁膜１０８と、前記第一保護絶縁膜の上に接地配線１０２に繋ぎ、その一部が少なくとも前記ＴＦＴゾーンを遮蔽するように構成される容量電極１０９ａ，１０９ｃと、前記第一保護絶縁膜の上に形成された前記容量電極を覆うように構成される第二保護絶縁膜１１５と、前記第二保護絶縁膜の上に前記ＴＦＴの一端子と繋ぐように構成される画素電極１０７を包含して備えることを特徴とするＸ線センサー用スイッチング素子。
【請求項２】
前記接地配線１０２は、前記第一保護絶縁膜１０８の下部に構成され、前記第一保護絶縁膜を貫通するコンタクトホールにより繋ぐように構成されることを特徴とする請求項１記載のＸ線センサー用スイッチング素子。
【請求項３】
前記画素電極１０７は、前記第一保護絶縁膜１０８および第二保護絶縁膜１１５を貫通するコンタクトホールを介して前記ＴＦＴの一端子１０６ｂに繋ぐように構成されることを特徴とする請求項１記載のＸ線センサー用スイッチング素子。
【請求項４】
前記第一保護絶縁膜１０８および第二保護絶縁膜１１５は、無機絶縁膜からなることを特徴とする請求項１記載のＸ線センサー用スイッチング素子。
【請求項５】
透明基板１０１上にＴＦＴ１１２および接地配線１０２を形成する段階と、前記ＴＦＴおよび接地配線を包含して覆う第一保護絶縁膜１０８を形成する段階と、少なくとも前記接地配線部の上に第一コンタクトホールを形成し、前記接地配線に繋ぐ容量電極１０９ａ，１０９ｃを前記第一保護絶縁膜の上にパターニングして形成する段階と、前記容量電極がパターニングされて形成された第一保護絶縁膜の上に第二保護絶縁膜１１５を形成する段階と、前記ＴＦＴの一端子部の上に第二コンタクトホールを形成し、前記ＴＦＴの一端子に繋ぐ画素電極１０７を前記第二保護絶縁膜の上に形成する段階を包含することを特徴とするＸ線センサー用スイッチング素子の製造方法。
【請求項６】
前記第一コンタクトホールと前記第二コンタクトホールを介して前記画素電極と前記ＴＦＴの一端子が接続されるようにしたことを特徴とする請求項５記載のＸ線センサー用スイッチング素子の製造方法。
【請求項７】
前記容量電極の一部１０９ａは、前記ＴＦＴ１１２ゾーンを遮蔽するように構成することを特徴とする請求項５記載のＸ線センサー用スイッチング素子の製造方法。
【請求項８】
前記第一保護絶縁膜１０８および第二保護絶縁膜１１５は、無機絶縁膜からなることを特徴とする請求項５記載のＸ線センサー用スイッチング素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人体を透過したＸ線像の画像化に用いられるデジタルＸ線撮影パネルに使われるスイッチング素子の構造に関するものである。より詳しくは、ＴＦＴ上の保護膜の界面に形成される蓄積された電荷からＴＦＴの特性歪曲を防止する構造およびそのＴＦＴの製造方法を提供することに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、デジタルＸ線撮影装置はＴＦＴアレーが形成されたパネルを利用する。　前記Ｘ線撮影装置に利用されるＴＦＴアレーパネルに形成されるＴＦＴ構造としては、一例として米国特許番号第５８９５９３６号が公知されている。前記公知技術のＴＦＴの構造は、図１の平面図および図１のＡ−Ａ’線を切断して示した図２の断面図に依拠して説明する。
【０００３】
透明基板１上に形成されるＴＦＴ１２は、ゲート電極３と前記ゲート電極上にゲート絶縁膜４を介在して形成される石段状の半導体層５と、　前記半導体層の両端部の領域上に夫々形成されるソース電極６ａおよびドレーン電極６ｂからなる。
【０００４】
前記ＴＦＴのドレーン電極６ｂには、長方形の画素電極７が繋がり前記画素電極上には第一保護絶縁膜８を介在して追加画素電極９ｂが形成される。前記追加画素電極９ｂは第一保護絶縁膜８にコンタクトホールを形成して追加画素電極９ｂと一体として形成される繋ぎ端子９ａが画素電極７と電気的に接続されるように構成される。
【０００５】
特に、前記追加画素電極９ｂは図１の斜線で示した領域のように長方形の画素電極７の縁に沿ってリング状に構成され、前記追加画素電極９ｂの一部がＴＦＴ１２の領域を遮蔽するように構成される。前記画素電極の上にはセレニウムからなる光導電層１０が所定厚に構成され、前記光導電層の上には共通電極１１が構成される。
【０００６】
一方、前記画素電極の下部には容量電極２が構成され、前記容量電極は図示されていない接地配線に繋がる。前記のように追加画素電極９ｂでＴＦＴ１２をカバーして構成する理由はＸ線透過により光励起された電荷の蓄積に起因する高い電界からＴＦＴが影響を受けないようにするためである。
【０００７】
上記のように第一保護絶縁膜８を介在して画素電極７に繋がる追加画素電極の一部をＴＦＴの遮蔽膜に構成する場合には、第一保護絶縁膜８と追加画素電極９ｂの界面に蓄積される蓄積電荷がＴＦＴに影響を与えないように前記第一保護絶縁膜を誘電率の低いＢＣＢかアクリルなどの有機絶縁膜で構成しなければならない。
【０００８】
前記第一保護絶縁膜８を有機絶縁膜により構成する場合には、有機絶縁膜とその上に形成される追加画素電極（一般的にはＩＴＯ膜で構成）の接続特性が不良なので追加画素電極を構成する膜が剥離したりパターン不良が発生して製造収率が著しく落ちるという問題点があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記のような問題点を解決するために一般的に工程が安定している無機絶縁膜を使用し、接地配線がＴＦＴの領域を遮蔽するように構成する。
【００１０】
つまり、ＴＦＴを覆う第一保護絶縁膜の上に接地配線に繋ぐ容量電極を形成し、前記容量電極の上に第一保護絶縁膜を介在しＴＦＴのドレーン電極に繋がる画素電極を構成するようにしながら前記接地配線に繋ぐ容量電極がＴＦＴ部分の領域を遮蔽するように構成する。前記のごとく繋がれた容量電極部がＴＦＴ領域を遮蔽するように構成することによってＸ線透過による高い電界からＴＦＴを保護することができる。特に、図６（ｃ）のように画素電極の電圧上げによりその画素電極をコントロールするＴＦＴがその電圧により影響を受けることを防止することができる。
【００１１】
また、接地配線（容量電極が接地配線に接続されている。）によりＴＦＴを遮蔽するので製造工程が複雑な有機絶縁膜の代わりにパターンのステップカバレッジ特性が優れており作業工程が容易なＳｉＮｘ、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮなどの無機絶縁膜を第一保護絶縁膜で構成して工程数の増加なしに製造収率を向上させることができる。
【００１２】
従って、本発明の目的は、Ｘ線透過による電界及びＴＦＴを覆う第一保護絶縁膜の界面に形成される蓄積電荷の影響からＴＦＴスイッチング素子を保護し、かつ、製造収率を向上させることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記の課題を解決するために、透明基板上に構成されるＴＦＴと、前記ＴＦＴを包含して覆う第一保護絶縁膜と、前記第一保護絶縁膜の上に接地配線に繋ぎ、その一部が少なくとも前記ＴＦＴゾーンを遮蔽するように構成される容量電極と、前記第一保護絶縁膜の上に形成された前記容量電極を覆うように構成される第二保護絶縁膜と、前記第二保護絶縁膜の上に前記ＴＦＴの一端子と繋ぐように構成される画素電極を包含して備える。
【００１４】
前記接地配線は、前記第一保護絶縁膜の下部に構成され、前記第一保護絶縁膜を貫通するコンタクトホールにより前記接地配線に繋がれるようにする。また、前記画素電極は、前記第一保護絶縁膜および第二保護絶縁膜を貫通するコンタクトホールを介して前記ＴＦＴの一端子に繋ぐように構成する。
【００１５】
前記第一保護絶縁膜および第二保護絶縁膜は、ＳｉＮｘ、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮなどの無機絶縁膜から構成し、前記画素電極の上には複数層からなった光導電層が、前記光導電層の上には共通電極が夫々構成されるようにする。
【００１６】
本発明のＸ線センサー用ＴＦＴの製造方法は、透明基板上にＴＦＴおよび接地配線を形成する段階と、前記ＴＦＴおよび接地配線を包含して覆う第一保護絶縁膜を形成する段階と、少なくとも前記接地配線部の上に第一コンタクトホールを形成し、前記接地配線に繋ぐ容量電極を前記第一保護絶縁膜の上にパターニングして形成する段階と、前記容量電極がパターニングされて形成された第一保護絶縁膜の上に第二保護絶縁膜を形成する段階と、前記ＴＦＴの一端子部の上に第二コンタクトホールを形成し、前記ＴＦＴの一端子に繋ぐ画素電極を前記第二保護絶縁膜の上に形成する段階を包含する。
【００１７】
前記第一コンタクトホールの形成に際しては前記ＴＦＴの一端子の一部が同時に露出されるようにコンタクトホールが形成され、前記コンタクトホールと前記第二コンタクトホールを通して前記画素電極と前記ＴＦＴの一端子が接続される。また、前記容量電極の一部は、前記ＴＦＴゾーンを遮蔽するように構成される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図３乃至図５に依拠して本発明のＸ線センサー用ＴＦＴの製造方法、構成および作用について詳しく説明する。本発明のＸ線センサー用ＴＦＴの製造方法はまず、図３乃至図５のごとく透明基板１０１上にＣｒ、Ａｌなどの金属膜からなるゲート電極１０３をパターニングし、前記ゲート電極を覆うようにＳｉＮｘ、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮなどの無機絶縁膜からなるゲート絶縁膜１０４を形成する。
【００１９】
引き続き、ゲート電極部のゲート絶縁膜の上に石段状でＳｉ層にイオンが注入された半導体層１０５を形成し、前記半導体層の両端部に夫々接続されるようにＣｒ、Ａｌの金属膜からなるソース電極１０６ａおよび　ドレーン電極１０６ｂを形成する。前記ソース電極およびドレーン電極はデータバスライン１０６のパターンを形成するときに同時にパターンされて形成され、また、画素電極が形成される領域を横切って接地配線１０２が同時にパターンされて形成されるように構成する。従って、前記接地配線１０２はゲート絶縁膜１０４の上にデータバスラインと概ね平行にならべるように形成される。
【００２０】
引き続き、前記ＴＦＴ１１２からなるスイッチング素子および接地配線１０２が形成された透明基板上にＳｉＮｘ、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮなどの無機絶縁膜からなる第一保護絶縁膜１０８を形成し、ＴＦＴのドレーン電極１０６ｂ部と接地配線１０２の一部が露出されるように第一保護絶縁膜に夫々コンタクトホールを形成し、その上にＩＴＯ膜をパターニングして容量電極１０９ａ，１０９ｃを形成する。前記容量電極１０９ａ，１０９ｃは、同時に一体として構成されているが容量電極１０９ａはＴＦＴ１１２領域を遮蔽するようにパターンが形成されなければならない。前記ＴＦＴのドレーン電極部と接続されるＩＴＯ膜１０９ｂは容量電極１０９ａ，１０９ｃを構成するＩＴＯ膜と完全に分離されるようにパターニングされて以後画素電極１０７の繋ぎ端子として機能するようにする。
【００２１】
また、図５（ｃ）のごとく前記容量電極１０９ａ，１０９ｃおよび画素電極の繋ぎ端子１０９ｂが形成された基板上に　ＳｉＮｘ、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮなどの無機絶縁膜からなる第二保護絶縁膜１１５を形成し、前記ＴＦＴのドレーン電極１０６ｂと接続されている繋ぎ端子１０９ｂが露出されるように第二保護絶縁膜にコンタクトホールを形成し、その上にＩＴＯ膜をパターニングして画素電極を形成する。つまり、画素電極１０７と容量電極１０９ａ，１０９ｃが第二保護絶縁膜を介在して図３の平面図から見るように大よそ長方形に構成されるが接地配線１０２と繋がれた容量電極１０９ａがＴＦＴの領域を同時に遮蔽するように構成される。
【００２２】
前記のようなＴＦＴと画素電極を構成すると第二保護絶縁膜は有機絶縁膜の代わりに無機絶縁膜を使用するとしても図６（ｃ）のようにほとんどＴＦＴの特性が変わらないので無機絶縁膜の長所を本発明のＴＦＴの構造に活用することができる。
【００２３】
その後、図４のごとく画素電極１０７が形成された基板上にセレニウム（ｓｅｌｅｎｉｕｍ）からなる光導電層１１０が形成され、前記光導電層１１０の上に共通電極１１１が形成される。前記のごとく構成される本発明のＴＦＴ伝達特性は、保護絶縁膜として有機絶縁膜か無機絶縁膜のいずれを使っても図６（ｃ）のようにＴＦＴの特性が類似しており、図６（ａ）の理想的なＴＦＴの伝達特性グラフと比較してその特性にほとんど差異がない優れたグラフ特性を表していることがわかる。
【００２４】
反面、保護絶縁膜を無機絶縁膜として使っても画素電極を覆う従来構造のＴＦＴにおいては図６（ｃ）で示したように保護絶縁膜として有機絶縁膜を使用するＴＦＴ特性に比べ、その特性が変わっていることがわかる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は、前記のごとく接地配線１０２に繋がる容量電極１０９ａが無機絶縁膜からなる第一保護絶縁膜を介在し、ＴＦＴ領域を遮蔽するように構成することによって、Ｘ線光励起に蓄積された電荷に高い電界からＴＦＴを効果的に保護することができ、特に画素電極の電圧が上がるときにその電圧がＴＦＴに影響を与えないようにする効果を得ることができる。また、接地配線に繋がれた容量電極部がＴＦＴを遮蔽するので低い誘電率を有する有機絶縁膜の代わりに誘電率が高くてもパターンのステップカバレッジ特性が優れており作業工程が容易なＳｉＮｘ、ＳｉＯ２などの無機絶縁膜を第一保護絶縁膜１０８として使用することができるのでＴＦＴアレイ基板の製造収率を向上させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のＸ線センサー用スイッチング素子用として用いられるＴＦＴの平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’線による断面図である。
【図３】本発明に係るＸ線センサー用スイッチング素子として用いられるＴＦＴの平面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ’線による断面図である。
【図５】（ａ）乃至（ｃ）は、本発明に係るＸ線センサー用ＴＦＴの製造過程を説明するための工程断面図である。
【図６】（ａ）は標準的なＴＦＴの伝達特性を示すグラフであり、（ｂ）は従来の画像電極でＴＦＴを覆う構造における伝達特性を示すグラフであり、（ｃ）は本発明に係るＴＦＴの伝達特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１０１　透明基板
２，１０９ａ，１０９ｃ　接地配線
９ａ　追加画素電極
１０２　接地配線
３，１０３　ゲート電極
４，１０４　ゲート絶縁膜
５，１０５　半導体層
６，１０６　データ配線
６ａ，１０６ａ　ソース電極
６ｂ，１０６ｂ　ドレーン電極
７，１０７　　画素電極
８，１０８　　第一保護絶縁膜
１０９ｂ　　画素電極の繋ぎ端子
１１５　　第二保護絶縁膜
１０，１１０　　光導電層
１１，１１１　　共通電極
１２，１１２　ＴＦＴ
【図１】
2004087604.tif 000003
【図２】
2004087604.tif 000004
【図３】
2004087604.tif 000005
【図４】
2004087604.tif 000006
【図５】
2004087604.tif 000007
【図６】
2004087604.tif 000008