(57)【要約】  【課題】  本発明は、信号読出線と駆動線とが交差する部分の寄生容量を低下するとともに、その表面の平坦性を十分なものとすることのできる固体撮像装置を提供することを目的とする。  【解決手段】  ガラス基板５０表面上に配線される駆動線８と電気的に接続されるゲート電極４６が形成されるとともに、コンタクト層５４の上面から貫通電極４２に至る位置までにソース電極５６が形成される。そして、貫通電極４２と電気的に接続される信号読出線９が、ガラス基板５０の裏面に形成される。【選択図】      図４
2007165738.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光量に応じた電気信号を発生する光電変換部と、該光電変換部からの電気信号を出力する信号出力部と、を備えた複数の画素と、前記複数の画素における前記信号出力部を駆動するための制御信号を与える駆動線と、前記複数の画素の前記信号出力部から出力される電気信号が与えられる信号読出線と、前記複数の画素、前記駆動線、及び前記信号読出線が設置される基板と、を備える固体撮像装置において、
前記駆動線が、前記基板の第１表面に形成され、
前記信号読出線が、前記基板における第１面と反対側の第２面に形成されることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記信号出力部が前記基板の第１表面に形成され、
前記基板を貫通するとともに前記信号出力部と前記信号読出線とを電気的に接続する第１貫通電極を備えることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記信号出力部が前記基板の第２表面に形成され、
前記基板を貫通するとともに前記信号出力部と前記駆動線とを電気的に接続する第２貫通電極を備えることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記光電変換部と前記信号出力部が前記基板の同一表面に形成されることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記光電変換部と前記信号出力部が前記基板の異なる表面に形成され、
前記基板を貫通するとともに、前記光電変換部と前記信号出力部とを電気的に接続する第３貫通電極を備えることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記光電変換部が備える受光部電極と前記信号出力部とが、前記基板を介して対向する位置に形成されることを特徴とする請求項５に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記駆動線及び前記信号読出線のうち、前記光電変換部と異なる表面に設置された信号線の線幅を太くすることを特徴とする請求項４〜請求項６のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記信号出力部が、前記光電変換部からの電気信号を前記信号読出線に出力する際に、前記信号読出線との電気的な接離を行うスイッチング素子で構成されることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記スイッチング素子が薄膜トランジスタであることを特徴とする請求項８に記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記光電変換部が、
前記基板の表面に前記画素毎に形成された受光部電極と、
前記該受光部電極の上面に形成されて前記全画素の前記受光部電極を覆うとともに、光電変換を行う半導体層で構成される受光層と、
該受光層の上面に形成され、光を透過する透明電極と、
を備えることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
前記基板が電気的に絶縁性を有することを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射光を電気信号に変換する固体撮像装置に関するもので、特に、放射線像撮像装置に使用される固体撮像装置などのように受光部表面の平坦性が求められる固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタル技術及び半導体製造技術の発展により、画像データを取得する方法として、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）イメージセンサなどの固体撮像装置が広く普及されている。この固体撮像装置は、半導体シリコンの結晶基板上に形成されて製造されることが一般的である。
【０００３】
又、医療、検査関連分野においても、フィルムレス化とネットワーク化に伴い、医療画像診断や非破壊検査等における取得画像のデジタル化が急速に進められている。それに伴い、Ｘ線などの放射線を用いて画像取得するための固体撮像装置が必要とされているが、放射線に対する縮小光学系の実現が難しいことから、等倍での撮像が必要とされ、大面積となる固体撮像装置が要求されている。この固体撮像装置は、ガラスなどの基板に対して半導体膜を堆積させるなどして製造される。
【０００４】
この従来の固体撮像装置における配置構成について、図２６及び図２７による単一画素及び複数画素の上面図を参照して説明する。固体撮像装置の各画素では、図２６の単一画素の構造模式図のように、入射光に応じた電気信号を発生するフォトダイオードによる光電変換部１０１の１隅に切り欠きを設けて、この切り欠き部分に、薄膜トランジスタによるスイッチング素子１０２が設置される。更に、光電変換部１０１の表面には、光電変換部１０１に電源電圧を与えるための電力供給線１０３が設置され、コンタクト１０６によって光電変換部１０１と電気的に接続される。
【０００５】
又、スイッチング素子１０２のゲート領域に制御信号を与えるための駆動線１０４が、光電変換部１０１及びスイッチング素子１０２と重ならない位置に、電力供給線１０３と平行になるように設置される。そして、スイッチング素子１０２が駆動したときに光電変換部１０１で蓄積された電荷による電気信号が出力される信号読出線１０５が、スイッチング素子１０２のソース領域と接続されるとともに、光電変換部１０１及びスイッチング素子１０２と重ならない位置に、電力供給線１０３と垂直になるように設置される。
【０００６】
そして、図２７に示すように、図２６のように構成される複数の画素がマトリクス状に配置され、又、複数本の駆動線１０４と複数本の信号読出線１０５とが互いに垂直に交差して配置される。即ち、複数本の駆動線１０４と複数本の信号読出線１０５とが、格子状に重なりあって配置されることとなる。この駆動線１０４と信号読出線１０５との関係と、スイッチング素子１０２の構成とを、図２８の断面図に示す。図２８の断面図は、図２６の上面図におけるＡ−Ａ断面における断面図である。
【０００７】
図２８の断面図に示すように、スイッチング素子１０２及び信号読出線１０５それぞれが、ガラス基板１５０の表面に形成される絶縁膜１５１上に堆積され、又、駆動線１０４が、ガラス基板１５０と絶縁膜１５１との間の層に堆積される。そして、スイッチング素子１０２は、駆動線１０４による駆動電極１５２の設置位置における絶縁膜１５１を覆うように積層されたチャネル層１５３と、チャネル層１５３の上面を覆うチャネルストップ層１５４と、光電変換部１０１（図２６参照）に近い側のチャネルストップ層１５４よりチャネル層１５３を覆うコンタクト層１５５と、光電変換部１０１から遠い側のチャネルストップ層１５４よりチャネル層１５３を覆うコンタクト層１５６と、によって構成される。
【０００８】
又、コンタクト層１５５の上面に受光部電極１５７が積層されて、ドレイン電極として機能するとともに、コンタクト層１５６の上面に信号読出線１０５と接続された信号読出電極１５８が積層されて、ソース電極として機能する。更に、駆動電極１５２が、スイッチング素子１０２におけるゲート電極として機能する。このように構成されるとき、駆動線１０４と信号読出線１０５とが交差する領域Ｂにおいては、駆動線１０４と信号読出線１０５との間に絶縁膜１５１が挟まれた層構造となる。
【０００９】
この絶縁膜１５１は、駆動線１０４及び信号読出線１０５の間の層間絶縁膜として機能し、駆動線１０４と信号読出線１０５とが短絡しないようにしている。しかしながら、駆動線１０４及び信号読出線１０５の２つの金属膜が絶縁膜１５１を挟んで構成されることにより、領域Ｂの交差部分には寄生容量が発生してしまう。
【００１０】
この駆動線１０４と信号読出線１０５との交差部分による寄生容量により、光電変換部１０１から信号読出線１０５に与えられた電荷の一部が、この寄生容量に蓄積されてしまうことがある。そのため、信号読出線１０５より出力される信号が劣化し、固体撮像装置から出力される信号による画像が劣化してしまう。又、この寄生容量は、駆動線１０４及び信号読出線１０５における配線抵抗との間で、ＣＲ時定数を形成するので、その駆動速度の上限を制限してしまう。
【００１１】
それに対して、信号線（信号読出線）と走査線（駆動線）との間の絶縁膜の膜厚に対する調整、又は、信号線と走査線それぞれの線幅の調整を行うことより、信号線と走査線とが交差する部分の寄生容量の小さくなる撮像装置が提供されている（特許文献１参照）。この撮像装置では、信号線と走査線との間の絶縁膜の膜厚を厚くするか、又は、信号線と走査線それぞれの線幅を細くすることによって、信号線と走査線とが交差する部分に発生する寄生容量を小さくしている。
【特許文献１】特開平９−２５２１０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１の撮像装置のように、絶縁膜を厚くすることで寄生容量の低減を図る場合、固体撮像装置が構成されるウェハ表面における凹凸が大きく、その平坦性が悪くなる。このウェハ表面の平坦性の悪化により、配線の断線が生じる恐れがあった。又、固体撮像装置において、その開口率を広くするために、スイッチング素子の上面に平坦膜を設け、この平坦膜上に受光層を設置することで光電変換部を設けるものがある。このような構成としたとき、この光電変換部における平坦性も悪くなり、放射線を受光する固体撮像装置などにおいては、シンチレータ膜を設置するのに十分な平坦性を得られることができなくなる。
【００１３】
又、特許文献１の撮像装置では、信号読出線及び駆動線それぞれの線幅を細くすることで、寄生容量の低下を図るものとしているが、信号読出線及び駆動線それぞれの線幅を細くした場合、その配線抵抗が大きくなる。この配線抵抗の増大により、信号読出線から出力される信号の速度が遅くなるとともに、駆動線から各画素に与える信号の速度が遅くなる。よって、固体撮像装置における駆動速度が全体的に低下してしまうという問題が発生する。
【００１４】
このような問題を鑑みて、本発明は、信号読出線と駆動線とが交差する部分の寄生容量を低下するとともに、その表面の平坦性を十分なものとすることのできる固体撮像装置を提供することを目的とする。又、本発明は、信号読出線と駆動線とが交差する部分の寄生容量を低下するとともに、信号読出線及び駆動線の線幅を広くすることのできる固体撮像装置を提供することを別の目的とする。更に、本発明は、光電変換部の開口率を十分に広くすることのできる固体撮像装置を提供することを別の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明の固体撮像装置は、入射光量に応じた電気信号を発生する光電変換部と、該光電変換部からの電気信号を出力する信号出力部と、を備えた複数の画素と、前記複数の画素における前記信号出力部を駆動するための制御信号を与える駆動線と、前記複数の画素の前記信号出力部から出力される電気信号が与えられる信号読出線と、前記複数の画素、前記駆動線、及び前記信号読出線が設置される基板と、を備える固体撮像装置において、前記駆動線が、前記基板の第１表面に形成され、前記信号読出線が、前記基板における第１面と反対側の第２面に形成されることを特徴とする。
【００１６】
このような固体撮像装置において、前記信号出力部が前記基板の第１表面に形成され、
前記基板を貫通するとともに前記信号出力部と前記信号読出線とを電気的に接続する第１貫通電極を備えるものとしても構わないし、前記信号出力部が前記基板の第２表面に形成され、前記基板を貫通するとともに前記信号出力部と前記駆動線とを電気的に接続する第２貫通電極を備えるものとしても構わない。
【００１７】
このとき、前記光電変換部と前記信号出力部が前記基板の同一表面に形成されるものとしても構わない。
【００１８】
又、前記光電変換部と前記信号出力部が前記基板の異なる表面に形成され、前記基板を貫通するとともに、前記光電変換部と前記信号出力部とを電気的に接続する第３貫通電極を備えるものとしても構わない。更に、このとき、前記光電変換部が備える受光部電極と前記信号出力部とが、前記基板を介して対向する位置に形成されるものとすることで、前記信号出力部への光の入射を防ぐことができる。
【００１９】
これらの固体撮像装置において、前記駆動線及び前記信号読出線のうち、前記光電変換部と異なる表面に設置された信号線の線幅を太くするものとしても構わない。
【００２０】
上述の各固体撮像装置において、前記信号出力部が、前記光電変換部からの電気信号を前記信号読出線に出力する際に、前記信号読出線との電気的な接離を行うスイッチング素子で構成されるものとしても構わない。このとき、前記スイッチング素子を薄膜トランジスタとしても構わない。
【００２１】
前記光電変換部が、前記基板の表面に前記画素毎に形成された受光部電極と、前記該受光部電極の上面に形成されて前記全画素の前記受光部電極を覆うとともに、光電変換を行う半導体層で構成される受光層と、該受光層の上面に形成され、光を透過する透明電極と、を備えるものとする。このとき、前記光電変換部を、ｐｎ型フォトダイオードとしても構わないし、ｐｉｎ型フォトダイオードとしても構わない。
【００２２】
又、前記基板を、電気的に絶縁性を有するものとする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によると、駆動線と信号読出線との間に基板を挟んだ形状とするため、駆動線と信号読出線とを基板の同一面に設置した場合と比べて、その絶縁膜の厚さに比べて厚みがあることより、駆動線と信号読出線の交差位置において発生する寄生容量を小さくすることができる。よって、信号読出線から出力される信号の劣化を抑制することができる。又、駆動線の線幅を太くすることによって、信号出力部の制御応答を速くすることができ、信号読出線の線幅を太くすることによって、信号の読出速度を速くすることができる。更に、光電変換部と信号出力部とを基板の異なる面に形成することによって、光電変換部の設置面積を広くし、その開口率を高くすることができる。又、受光部電極と対向するように信号出力部を形成することで、受光部電極で信号出力部を遮光し、信号出力部において、光入射による誤作動を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
（固体撮像装置のブロック構成）
本発明の各実施形態において共通となる固体撮像装置のブロック構成について、図面を参照して説明する。図１は、以下の各実施形態で共通となる固体撮像装置の構成を示すブロック図である。
【００２５】
図１に示す固体撮像装置は、フォトダイオード３０（図２参照）とＴＦＴ３１（図２参照）とを備える画素Ｇ11〜Ｇmnを有するセンサ部１と、データ出力時にセンサ部１の各画素Ｇ11〜Ｇmnを垂直方向に走査する垂直走査回路２と、センサ部１の各画素Ｇ11〜Ｇmnから出力される電気信号を行毎に保持する出力回路３−１〜３−ｎと、出力回路３−１〜３−ｎで保持された電気信号を列毎のシリアルな電気信号に変換するマルチプレクサ４と、マルチプレクサ４から与えられる電気信号をデジタルデータとなる画像データに変換するＡ／Ｄ変換回路５と、垂直走査回路２、出力回路３−１〜３−ｎ、マルチプレクサ４、及びＡ／Ｄ変換回路５それぞれの動作タイミングを指定するタイミングジェネレータ６と、を備える。
【００２６】
この固体撮像装置は、画素Ｇ11〜Ｇmnそれぞれに直流電圧ＶDDを印加する電力供給線７と、垂直走査回路２から各行毎に与える信号φＶ１〜φＶｍをセンサ部１における各行の画素に与えるために行毎に設けられた駆動線８−１〜８−ｍと、センサ部１における画素からの電気信号を列毎に出力回路３−１〜３−ｎに出力するために列毎に設けられた信号読出線９−１〜９−ｎと、タイミングジェネレータ６よりセンサ部１の出力回路３−１〜３−ｎをリセットするリセット信号φＲＳＴを出力回路３−１〜３−ｎに与えるリセット線１０と、を備える。尚、タイミングジェネレータ６と、垂直走査回路２、マルチプレクサ４、及びＡ／Ｄ変換回路５との間や、マルチプレクサ４とＡ／Ｄ変換回路５との間にも、信号をやりとりするための信号線が接続されるが、その詳細な説明は省略する。
【００２７】
又、出力回路３−１〜３−ｎは、各列の信号読出線９−１〜９−ｎと接続される。この出力回路３−１〜３−ｎ及び画素Ｇ11〜Ｇmnの構成について、図面を参照して詳細に説明する。尚、以下では、ａ行ｂ列の画素Ｇabを代表して、その構成について説明する。即ち、図２には、画素Ｇabと出力回路３−ｂの回路構成を示す。
【００２８】
（画素及び出力回路の回路構成及び動作）
画素Ｇabは、図２に示すように、電力供給線７と接続されて直流電圧ＶDDがカソードに印加されるフォトダイオード３０と、フォトダイオード３０のアノードにドレイン電極が接続されるとともに信号読出線９−ｂにソース電極が接続されたＴＦＴ３１と、を備える。そして、ＴＦＴ３１のゲート電極は、駆動線８−ａが接続され、垂直走査回路２からの信号φＶａが与えられる。
【００２９】
出力回路３−ｂは、オペアンプとキャパシタとにより構成されるいわゆるチャージセンシングアンプを備えている。詳しくは、信号読出線９−ｂに反転入力端子が接続されるとともに非反転入力端子に基準電圧ＶREFが印加されるオペアンプ３２と、オペアンプ３２の反転入力端子と出力端子との間に並列に接続されたキャパシタ３３及びスイッチ３４と、を備える。そして、オペアンプ３２の出力端子がマルチプレクサ４の入力側に接続されるとともに、タイミングジェネレータ６からリセット線１０を通じて与えられる信号φＲＳＴによって、スイッチ３４のＯＮ／ＯＦＦが制御される。このように構成されるチャージセンシングアンプは、電気信号をキャパシタ３３に保持することで積分機能を具備した読み出し回路であり、キャパシタ３３がリセットされない限り、電気信号を読み出しても電気信号は保持されるという特性を備える。
【００３０】
このように、画素Ｇ11〜Ｇmn及び出力回路３−１〜３−ｎが構成されるとき、画素Ｇ11〜Ｇmn及び出力回路３−１〜３−ｎのリセット動作を行う場合、タイミングジェネレータ６からハイとなる信号φＲＳＴが与えられて、出力回路３−１〜３−ｎそれぞれのスイッチ３４がＯＮとされると同時に、垂直走査回路２から信号φＶ１〜φＶｍが与えられて、画素Ｇ11〜ＧmnそれぞれのＴＦＴ３１がＯＮとされる。
【００３１】
このとき、スイッチ３４がＯＮとなるため、オペアンプ３２の出力端子と反転入力端子とが接続されて、キャパシタ３３に蓄積された電荷が放電される。又、ＴＦＴ３１がＯＮとなるため、フォトダイオード３０のアノードが、ＴＦＴ３１とスイッチ３４を介してオペアンプ３４の出力端子と電気的に接続され、フォトダイオード３０のアノードに蓄積された電荷が放電される。よって、フォトダイオード３０のアノード及びキャパシタ３３がリセットされる。
【００３２】
そして、撮像動作が行われるとき、信号φＲＳＴがローとされて、スイッチ３４がＯＦＦとされるとともに、画素Ｇabにおいて、信号φＶａがローとされて、ＴＦＴ３１がＯＦＦとされる。これにより、フォトダイオード３０が光電変換されて得られた光電荷がフォトダイオード３０のアノードに蓄積されることとなる。そして、画素Ｇabの信号読み出し時において、信号φＶａがハイとされてＴＦＴ３１がＯＮとされることで、フォトダイオード３０のアノードに蓄積された電荷がキャパシタ３３に蓄積され、オペアンプ３２の出力端子の電圧値が変更し、このオペアンプ３２の出力端子の電圧値がマルチプレクサ４に与えられる。
【００３３】
図２の回路構成となる画素を備えた図１のブロック構成を共通の構成とする固体撮像装置における各実施形態について、以下に説明する。又、以下の各実施形態においては、画素の配置構成及び層構成が異なるため、この画素の配置構成及び層構成を中心に説明する。
【００３４】
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について、図面を参照して説明する。図３は、各画素におけるフォトダイオード及びＴＦＴと信号線との配置関係を示す上面図であり、図４は、図３の上面図でのＣ−Ｃ断面図である。尚、図３において、基板裏面側に配置される信号読出線を点線で示す。
【００３５】
本実施形態の固体撮像装置における画素Ｇabは、図３の上面図及び図４の断面図に示されるような構成とされる。まず、フォトダイオード３０及びＴＦＴ３１との配置関係について、図３の上面図を参照して説明する。ガラス基板５０表面において、縦に配線されたガラス基板５０裏面の信号読出線９（図１の信号読出線９−１〜９−ｎに相当する）と、横に配線されたガラス基板５０表面の駆動線８（図１の駆動線８−１〜８−ｍに相当する）とによって囲まれた領域に、フォトダイオード３０が形成される。このフォトダイオード３０は、駆動線８と信号読出線９との交差位置近傍の隅が削られたＬ字形状に配置される。そして、図３中の上下に隣接したフォトダイオード３０の削られた隅と信号読出線９で囲まれた領域にＴＦＴ３１が、ガラス基板５０表面に形成される。
【００３６】
このように、フォトダイオード３０及びＴＦＴ３１が形成されると、フォトダイオード３０の表面に、インジウム−スズ酸化物で構成されるＩＴＯ膜のような透明電極膜４０が形成され、そして、駆動線８と電流供給線７との間にＴＦＴ３１が配置されるように、電流供給線７が配線される。この電流供給線７は透明電極膜４０の表面上に配線され、コンタクト４１で透明電極膜４０と接続されることでフォトダイオード３０と電気的に接続される。
【００３７】
又、ＴＦＴ３１のソース電極となるソース領域４３が、ガラス基板５０を貫通する貫通電極４２を介して、ガラス基板５０裏面の信号読出線９と電気的に接続される。更に、ＴＦＴ３１は、そのドレイン電極となるドレイン領域４４がフォトダイオード３０と積層部分で電気的に接続され、ソース領域４３とドレイン領域４４との間にチャネル領域４５が形成され、このチャネル領域４５が駆動線８に接続されたゲート電極４６の真上に設置される。
【００３８】
このように形成されるフォトダイオード３０及びＴＦＴ３１は、図４の断面図のような積層構造となる。１画素を構成するフォトダイオード３０及びＴＦＴ３１の積層構造について、図４の断面図を参照して説明する。
【００３９】
図４に示すように、ガラス基板５０表面上に配線される駆動線８と電気的に接続されるゲート電極４６が形成され、貫通電極４２の設置位置以外において、ゲート電極４６、駆動線８、及びガラス基板５０の表面を覆う絶縁膜５１が形成される。又、絶縁膜５１の表面には、ゲート電極４６の真上にチャネル領域４５となるチャネル層５２が形成され、このチャネル層５２の上面中央位置にチャネルストップ層５３が積層される。
【００４０】
このチャネルストップ層５３の両端それぞれからチャネル層５２の両端それぞれを覆うように、ソース領域４３及びドレイン領域４４となるコンタクト層５４，５５が積層される。更に、コンタクト層５４の上面から貫通電極４２に至る位置までにソース電極５６が形成され、コンタクト層５５の上面からフォトダイオード３０の設置位置までにドレイン電極５７が形成される。このようにして各層が形成されることで、ＴＦＴ３１が形成される。又、貫通電極４２と電気的に接続される信号読出線９が、ガラス基板５０の裏面に形成される。
【００４１】
一方、フォトダイオード３０を形成する領域では、ドレイン電極５７と同一層となる受光部電極５８の表面上に、ｐ型アモルファスシリコン層５９とｎ型アモルファスシリコン層６０とが、順番に積層されて、ｐｎ型フォトダイオードとなるフォトダイオード３０が形成される。そして、ｎ型アモルファスシリコン層６０の表面上には、光を透過させるとともに低抵抗となる透明電極膜４０が形成される。
【００４２】
この透明電極膜４０の表面の一部にコンタクト４１が形成されることで、このコンタクト４１を通じて電力供給線７と電気的に接続される。このように形成されるフォトダイオード３０及びＴＦＴ３１の表面に、層間絶縁膜となるパッシベーション膜６１を形成することで、フォトダイオード３０及びＴＦＴ３１を構成する各層の電気的な接続を禁止する。そして、このパッシベーション膜６１の表面に、コンタクト４１と接続される電力供給線７が配線される。
【００４３】
（固体撮像装置の製造工程）
図３及び図４に示す素子構造の画素を備えた固体撮像装置の製造工程について、図５〜図７のウェハ断面図を参照して説明する。尚、図５〜図７の断面図では、１画素分の構成を示す。又、以下の製造工程において、金属膜や絶縁膜や半導体膜の堆積する手法として、一般的に使用されるＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法やスパッタリング法などが用いられるとともに、パターニングのためのエッチングとしては、一般的に使用されるＲＩＥ（Reactive Ion Etching）やウェットエッチングが用いられる。更に、以下では、ガラス基板５０の表面から裏面側に向かう方向を「上」として説明する。
【００４４】
まず、ガラス基板５０に対して貫通電極４２を設置する位置以外の表面をマスキングした後、Ｄ−ＲＩＥ（Deep - RIE）などのエッチングを行うことで、厚さが１００μｍ〜数ｍｍとなるガラス基板５０に貫通穴を形成する。そして、メッキ法などを利用することによって、貫通穴が形成されたガラス基板５０に銅などの電極材料による金属層を堆積することで、貫通穴に貫通電極４２を形成し、この貫通穴以外のマスキング上に堆積された金属層をマスキングと共に除去することで、図５（ａ）のように、各画素位置に貫通電極４２が設けられたガラス基板５０を構成することができる。
【００４５】
この各画素位置に貫通電極４２が設けられたガラス基板５０の裏面に、信号読出線９の設置位置に対してライン状となる穴が設けられたパターンのマスキングを行い、このマスキングの穴部分に現れるガラス基板５０表面に電極材料となる金属を、貫通電極４２を覆うように蒸着させる。そして、マスキングを除去することで、マスキング上に蒸着された金属を除去し、図５（ｂ）のように、ガラス基板５０表面に、ライン状となるとともに貫通電極４２と接続された信号読出線９を形成する。尚、ライン状となる穴が設けられたパターンのマスキングを用いて信号読出線９を形成するものとしたが、金属膜をガラス基板５０裏面全面に堆積させ、信号読出線９の部分をマスキングした後、エッチングにより信号読出線９以外の金属膜を除去して、信号読出線９を形成するものとしても構わない。
【００４６】
そして、ガラス基板５０の表面に対しても同様に、マスキング及び金属蒸着及びマスキング除去を行うことで、金属膜のパターニングが行われて、図５（ｃ）のように、ゲート電極４６及び駆動線８（不図示）が形成される。尚、このときも、金属膜を堆積した後にエッチングするものとしても構わない。このゲート電極４６及び駆動線８が形成されたガラス基板５０表面側の全面に対して、図５（ｄ）のように、絶縁膜５１を堆積させる。その後、絶縁膜５１のゲート電極４６を覆う位置以外の下面に対してマスキングを行って積層した後にマスキング除去することで、図５（ｅ）のように、絶縁膜５１のゲート電極４６を覆う位置の上面にチャネル層５２を堆積する。
【００４７】
絶縁膜５１及びチャネル層５２がガラス基板５０の表面側に設けられると、図５（ｆ）のように、この絶縁膜５１及びチャネル層５２それぞれを覆うように、電流漏れを防ぐためのチャネルストップ層５３を構成する半導体層５３ａが堆積される。そして、ゲート電極４６の真上位置以外をマスキングしてエッチングすることで、図６（ａ）のように、ゲート電極４６の真上位置に、チャネルストップ層５３を形成する。更に、コンタクト層５４，５５を構成する半導体層５４ａが堆積され、この半導体層５４ａによって、図６（ｂ）に示すように、ガラス基板５０の裏面に形成された絶縁膜５１及びチャネル層５２及びチャネルストップ層５３それぞれが覆われる。
【００４８】
このガラス基板５０の裏面全面に積層された半導体層５４ａに対して、チャネルストップ層５３の両端それぞれからチャネル層５２の両側面を覆う部分をマスキングして、エッチングを行う。これにより、マスキングを除去すると、図６（ｃ）のように、貫通電極４２の近い側のチャネルストップ層５３の端部からチャネル層５２の側面を覆うソース領域４３となるコンタクト層５４が形成され、貫通電極４２の遠い側のチャネルストップ層５３の端部からチャネル層５２の側面を覆うドレイン領域４４となるコンタクト層５５が形成される。更に、貫通電極４２の上面部分以外の絶縁膜５１をマスキングしてエッチングすることで、図６（ｃ）のように、貫通電極４２の上面の絶縁膜５１を除去して、貫通電極４２を露出させる。
【００４９】
そして、図６（ｄ）のように、このコンタクト層５４，５５が形成されたガラス基板５０の表面全面に金属膜５６ａを蒸着させる。そして、各画素の受光部電極５８を形成する部分、コンタクト層５４から貫通電極４２に至る部分、及び、コンタクト層５５から受光部電極５８に至る部分それぞれに形成された金属膜５６ａ上面に対して、マスキングを施す。このようにマスキングされたガラス基板５０の表面をエッチングすることで、図６（ｅ）のように、受光部電極５８、コンタクト層５４と貫通電極４２とを接続するドレイン電極５６、コンタクト層５５と受光部電極５８とを接続するソース電極５７それぞれを形成する。
【００５０】
そして、ガラス基板５０表面に形成された受光部電極５８以外の領域をマスキングした後、ｐ型アモルファスシリコン層５９とｎ型アモルファスシリコン層６０と透明電極４０とを順番に積層する。その後、マスキングを除去することで、図７（ａ）のように、受光部電極５８の表面上にｐｎ型フォトダイオードとなるフォトダイオード３０を形成する。このようにして、フォトダイオード３０及びＴＦＴ３１がガラス基板５０の表面に形成されると、図７（ｂ）のように、このフォトダイオード３０及びＴＦＴ３１を保護するとともに、各画素間の絶縁を行うため、パッシベーション膜６１が堆積される。
【００５１】
このとき、透明電極４０の表面の一部がマスキングされて、パッシベーション層６１が積層されないようにする。そして、電力供給線７の設置位置以外の部分をマスキングして金属蒸着することで、図３の断面図ように、透明電極４０の表面の一部に対して、金属膜によるコンタクト４１を形成するとともに、このコンタクト４１と電気的に接続される電力供給線７を形成する。
【００５２】
このように、駆動線８をガラス基板５０の表面に形成するとともに、貫通電極４２を通じて信号読出線９をガラス基板５０の裏面に形成する。よって、駆動線８と信号読出線９の交差位置では、駆動線８と信号読出線９との間にガラス基板５０が挟まれた構成となる。このガラス基板５０が絶縁層であるため、駆動線８と信号読出線９とによって寄生容量が発生するが、ガラス基板５０の厚さが厚いため、その寄生容量値を小さくすることができ、その影響を抑制することができる。
【００５３】
（固体撮像装置の別構成）
本実施形態において、信号読出線９のみをガラス基板５０の裏面に形成するため、この信号読出線９の線幅を、各画素の画素幅に応じた大きさまで太くすることができる。即ち、図８に示すように、ガラス基板５０裏面に形成される信号読出線９の線幅Ｌ１を、画素幅Ｌ２以下となる範囲で太いものとし、その配線抵抗を低減することで、信号の読出速度を向上することができる。尚、図８において、基板裏面側に配置される信号読出線を点線で示す。この図８の固体撮像装置は、図３の固体撮像装置と同様、信号読出線９は、貫通電極４２と接続されることで、ＴＦＴ３１のソース電極５６と電気的に接続される。
【００５４】
＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について、図面を参照して説明する。図９は、各画素におけるフォトダイオード及びＴＦＴと信号線との配置関係を示す上面図であり、図１０は、図９の上面図でのＤ−Ｄ断面図である。尚、図９において、基板裏面側に配置される信号読出線及び受光部電極を点線で示す。又、本実施形態の固体撮像装置における各構成部分について、第１の実施形態の固体撮像装置と同一の目的で使用する構成部分については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５５】
本実施形態の固体撮像装置における画素Ｇabは、図９の上面図及び図１０の断面図に示されるような構成とされ、第１の実施形態と同様、ガラス基板５０表面にＴＦＴ３１及び駆動線８が設置されるとともに、ガラス基板５０裏面に信号読出線９が設置される。そして、第１の実施形態の場合と異なり、フォトダイオード３０が、ガラス基板５０裏面に設置される。よって、ガラス基板５０裏面において、各画素の受光部電極５８が、信号読出線９の間に複数整列されるとともに、その表面上に信号読出線９と平行なライン形状となるように、ｐ型アモルファスシリコン層５９とｎ型アモルファスシリコン層６０と透明電極膜４０とによる受光層が形成される。
【００５６】
又、第１の実施形態の固体撮像装置と異なり、ガラス基板５０裏面に形成されるフォトダイオード３０の受光部電極５８と、ガラス基板５０表面に形成されるＴＦＴ３１のドレイン電極５７とを電気的に接続するために、ガラス基板５０を貫通する貫通電極４７が形成される。尚、ガラス基板５０表面に形成されるＴＦＴ３１のソース電極５６と、ガラス基板裏面に形成される信号読出線９とを電気的に接続するための貫通電極４２が、第１の実施形態の固体撮像装置と同様に形成される。そして、ガラス基板５０表面及び裏面それぞれには、層間絶縁膜となるパッシベーション膜６１ａ，６１ｂが形成される。
【００５７】
このように形成されるとき、図１１に示す裏面側からみた上面図のように、ライン形状に配設された透明電極膜４０それぞれに対してコンタクト４１が１つずつ、パッシベーション膜６１ｂを貫通するように設置される。そして、このコンタクト４１に、パッシベーション膜６１ｂ上面に形成される電力供給線７が接続され、各受光部電極５８上に形成されるフォトダイオード３０へ電力供給が成される。
【００５８】
（固体撮像装置の製造工程）
図９〜図１１に示す素子構造の画素を備えた固体撮像装置の製造工程について、図１２及び図１３のウェハ断面図を参照して説明する。尚、図１２及び図１３の断面図では、１画素分の構成を示す。以下において、第１の実施形態の固体撮像装置と同様の工程については、第１の実施形態における製造工程を参照するものとして、その詳細な説明を省略する。
【００５９】
最初に、ガラス基板５０の表面を上側に配置して、ＴＦＴ３１が形成されるまでの製造工程が行われる。尚、以下では、ガラス基板５０の裏面から表面側に向かう方向を「上」として説明する。まず、ガラス基板５０に対して貫通電極４２，４７を設置する位置以外の表面をマスキングしてエッチングを行うことで、ガラス基板５０に２つの貫通穴を形成する。そして、このガラス基板５０に電極材料による金属層を堆積することで、図１２（ａ）のように、２つの貫通穴に貫通電極４２，４７を形成する。
【００６０】
この各画素位置に貫通電極４２，４７が設けられたガラス基板５０の裏面に、信号読出線９の設置位置に対してライン状となる穴と、各画素位置に対して矩形状となる穴とが設けられたパターンのマスキングを行い、このマスキングの穴部分に現れるガラス基板５０表面に電極材料となる金属を、貫通電極４２，４７を覆うように蒸着させる。そして、マスキングを除去することで、マスキング上に蒸着された金属を除去し、図１２（ｂ）のように、ガラス基板５０表面に、ライン状となるとともに貫通電極４２と接続された信号読出線９と、矩形状となるとともに貫通電極４７と接続された受光部電極５８とを形成する。尚、この信号読出線９及び受光部電極５８については、マスキング後に蒸着することで形成するものとしたが、蒸着後にエッチングすることで形成するものとしても構わない。
【００６１】
このように、ガラス基板５０裏面に対して、貫通電極４２，４７それぞれに接続するように、信号読出線９及び受光部電極５８が接続されると、第１の実施形態と同様の工程による処理を行うことで、駆動線８とＴＦＴ３１とが、ガラス基板５０表面に形成される。このとき、図１２（ｃ）のように、ドレイン電極５６が、コンタクト層５４と貫通電極４２とを接続するように形成され、又、ソース電極５７が、コンタクト層５５と貫通電極４７とを接続するそれぞれを形成する。その後、図１２（ｄ）のように、ＴＦＴ３１を保護するとともにＴＦＴ３１と駆動線８との層間絶縁膜となるパッシベーション膜６１ａが、ガラス基板５０の表面に形成される。
【００６２】
そして、次に、フォトダイオード３０をガラス基板５０の裏面に形成するために、図１２（ｅ）のように、ガラス基板５０の裏面を上側に配置して、以下の処理が行われる。尚、以下では、ガラス基板５０の表面から裏面側に向かう方向を「上」として説明する。まず、ガラス基板５０の裏面において、信号読出線９を覆うようにライン状のマスキングを施して、それぞれがライン形状となるｐ型アモルファスシリコン層５９とｎ型アモルファスシリコン層６０と透明電極４０とを順番に積層する。その後、マスキングを除去することで、図１３（ａ）のように、受光部電極５８の表面上にｐｎ型フォトダイオードとなるフォトダイオード３０を形成する。
【００６３】
このようにして、フォトダイオード３０がガラス基板５０の裏面に形成されると、図１３（ｂ）のように、このフォトダイオード３０を保護するとともに、信号読出線９及びフォトダイオード３０間の絶縁を行うためパッシベーション膜６１ｂが堆積される。このとき、不図示であるが、透明電極４０の表面の一部がマスキングされて、パッシベーション層６１ｂが積層されないようにする。この透明電極４０の表面の一部に対して、金属膜によるコンタクト４１を形成するとともに、このコンタクト４１と電気的に接続される電力供給線７を形成して、固体撮像装置の製造を終了する。
【００６４】
本実施形態によると、フォトダイオード３０がＴＦＴ３１と異なる面に形成されるため、フォトダイオード３０の設置面積を広くすることができ、各画素における受光感度を良好なものとすることができる。又、ＴＦＴ３１をフォトダイオード３０の受光部電極５８と対向する位置に設置することで、各画素の受光部電極５８がＴＦＴ３１に対して遮光することとなり、ＴＦＴ３１における光入射による誤作動を防ぐことができる。
【００６５】
（固体撮像装置の別構成）
本実施形態において、駆動線８とＴＦＴ３１をガラス基板５０の表面に形成するとともに、フォトダイオード３０をガラス基板５０の裏面に形成するため、駆動線８の線幅を、ＴＦＴ３１が配置可能な状態で、各画素の画素幅に応じた大きさまで太くすることができる。即ち、図１４に示すように、ガラス基板５０表面に形成される駆動線８の線幅Ｌ３を、画素幅Ｌ４以下となる範囲で太いものとし、その配線抵抗を低減することで、スイッチング素子となるＴＦＴの駆動速度を向上することができる。尚、図１４において、基板裏面側に配置される信号読出線９及び受光電極５８を点線で示す。
【００６６】
＜第３の実施形態＞
本発明の第３の実施形態について、図面を参照して説明する。図１５は、各画素におけるフォトダイオード及びＴＦＴと信号線との配置関係を示す上面図であり、図１６は、図１５の上面図でのＥ−Ｅ断面図である。尚、図１５において、基板裏面側に配置される駆動線を点線で示す。又、図１６において、Ｅ−Ｅ断面上にない駆動線及び貫通電極を点線で示す。更に、本実施形態の固体撮像装置における各構成部分について、第１の実施形態の固体撮像装置と同一の目的で使用する構成部分については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００６７】
本実施形態の固体撮像装置における画素Ｇabは、図１５の上面図及び図１６の断面図に示されるような構成とされ、第１の実施形態と同様、ガラス基板５０表面にフォトダイオード３０及びＴＦＴ３１が設置される。そして、第１の実施形態の場合と異なり、ガラス基板５０表面に信号読出線９が設置されるとともに、ガラス基板５０裏面に駆動線８が設置される。これにより、貫通電極４２が不要となるとともに、図１６の断面図における点線で示すように、ＴＦＴ３１のゲート電極４６と駆動線８とを電気的に接続するために、ガラス基板５０を貫通するように形成される貫通電極４８を備える。
【００６８】
（固体撮像装置の製造工程）
図１５及び図１６に示す素子構造の画素を備えた固体撮像装置の製造工程について、図１７及び図１８のウェハ断面図を参照して説明する。尚、図１７及び図１８の断面図では、１画素分の構成を示す。以下において、第１の実施形態の固体撮像装置と同様の工程については、第１の実施形態における製造工程を参照するものとして、その詳細な説明を省略する。
【００６９】
まず、ガラス基板５０に対して貫通電極４８を設置する位置以外の表面をマスキングしてエッチングを行うことで、ガラス基板５０に貫通穴を形成した後、金属層を堆積することで、図１７（ａ）のように、貫通電極４８を形成する。そして、この貫通電極４８を覆うようなライン状の金属膜をガラス基板５０の裏面に堆積することで、図１７（ｂ）のように、貫通電極４８に接続された駆動線８をガラス基板５０の裏面に形成する。
【００７０】
その後、ガラス基板５０の表面に対しても同様に、金属膜のパターニングが行われて、図１７（ｃ）のように、貫通電極４８を覆うことで貫通電極４８に接続するゲート電極４６を形成する。そして、第１の実施形態と同様にしてコンタクト層５４，５５までの各層が積層されることで、図１７（ｄ）のように、ＴＦＴ３１が形成された後、図１７（ｅ）のように、ガラス基板５０の表面全面に金属膜５６ａを蒸着させる。
【００７１】
このガラス基板５０の表面を覆う金属膜５６ａをマスキングした後にエッチングすることで、図１８（ａ）のように、信号読出線９、受光部電極５８、コンタクト層５４と信号読出線９とを接続するドレイン電極５６、コンタクト層５５と受光部電極５８とを接続するソース電極５７それぞれを形成する。その後、第１の実施形態と同様にして、図１８（ｂ）のように、受光部電極５８の上面に、ｐ型アモルファスシリコン層５９とｎ型アモルファスシリコン層６０と透明電極４０とを順番に積層して、フォトダイオード３０を形成する。
【００７２】
そして、図１８（ｃ）のように、このフォトダイオード３０及びＴＦＴ３１を保護するとともに各画素間の絶縁を行うため、パッシベーション膜６１を堆積した後、透明電極４０の表面の一部に対して、金属膜によるコンタクト４１を形成するとともに、このコンタクト４１と電気的に接続される電力供給線７を形成する。
【００７３】
このように、本実施形態では、第１の実施形態と異なり、信号読出線９をガラス基板５０の表面に形成するとともに、貫通電極４８を通じて駆動線８をガラス基板５０の裏面に形成する。よって、本実施形態においても、第１の実施形態と同様、駆動線８と信号読出線９の交差位置では、駆動線８と信号読出線９との間にガラス基板５０が挟まれた構成となる。このガラス基板５０が絶縁層であるため、駆動線８と信号読出線９とによって寄生容量が発生するが、ガラス基板５０の厚さが厚いため、その寄生容量値を小さくすることができ、その影響を抑制することができる。
【００７４】
（固体撮像装置の別構成）
本実施形態において、駆動線８のみをガラス基板５０の裏面に形成するため、この駆動線８の線幅を、各画素の画素幅に応じた大きさまで太くすることができる。即ち、図１９に示すように、ガラス基板５０裏面に形成される駆動線８の線幅Ｌ３を、画素幅Ｌ４以下となる範囲で太いものとし、その配線抵抗を低減することで、スイッチング素子となるＴＦＴの駆動速度を向上することができる。尚、図１９において、基板裏面側に配置される駆動線を点線で示す。この図１９の固体撮像装置は、図１５の固体撮像装置と同様、駆動線８は、貫通電極４８と接続されることで、ＴＦＴ３１のゲート電極４６と電気的に接続される。
【００７５】
＜第４の実施形態＞
本発明の第４の実施形態について、図面を参照して説明する。図２０は、各画素におけるフォトダイオード及びＴＦＴと信号線との配置関係を示す上面図であり、図２１（ａ）が、図２０の上面図でのＦ−Ｆ断面図であり、図２１（ｂ）が、図２０の上面図でのＧ−Ｇ断面図である。尚、図２０において、基板裏面側に配置される駆動線及び受光部電極を点線で示し、図２１（ｂ）において、ＴＦＴ３１部分を点線で示す。又、本実施形態の固体撮像装置における各構成部分について、第２及び第３の実施形態の固体撮像装置と同一の目的で使用する構成部分については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００７６】
本実施形態の固体撮像装置は、図２０の上面図及び図２１（ａ）、（ｂ）の断面図に示されるような構成とされ、第３の実施形態と同様、ガラス基板５０表面にＴＦＴ３１及び信号読出線９が設置されるとともに、ガラス基板５０裏面に駆動線８が設置される。又、第２の実施形態と同様、フォトダイオード３０がガラス基板５０裏面に設置される。よって、ガラス基板５０裏面において、各画素の受光部電極５８が、駆動線８の間に複数整列されるとともに、その表面上に駆動線８と平行なライン形状となるように、ｐ型アモルファスシリコン層５９とｎ型アモルファスシリコン層６０と透明電極膜４０とによる受光層が形成される。
【００７７】
又、第２の実施形態と同様となる、ドレイン電極５７と受光部電極５８とを電気的に接続するための貫通電極４７と、第３の実施形態と同様となる、ゲート電極４６と駆動線８とを電気的に接続するための貫通電極４８とが、ガラス基板５０を貫通するように形成される。この貫通電極４８については、図２１（ａ）において、点線で示す。そして、ガラス基板５０表面及び裏面それぞれには、第２の実施形態と同様、層間絶縁膜となるパッシベーション膜６１ａ，６１ｂが形成される。
【００７８】
このように形成されるとき、図２２に示す裏面側からみた上面図のように、ライン形状に配設された透明電極膜４０それぞれに対してコンタクト４１が１つずつ、パッシベーション膜６１ｂを貫通するように設置される。そして、このコンタクト４１に、パッシベーション膜６１ｂ上面に形成される電力供給線７が接続され、各受光部電極５８上に形成されるフォトダイオード３０へ電力供給が成される。
【００７９】
（固体撮像装置の製造工程）
図２０〜図２２に示す素子構造の画素を備えた固体撮像装置の製造工程について、図２３のウェハ断面図を参照して説明する。尚、図２３の断面図では、１画素分の構成を示す。以下において、第２及び第３の実施形態の固体撮像装置と同様の工程については、第２及び第３の実施形態における製造工程を参照するものとして、その詳細な説明を省略する。
【００８０】
最初に、ガラス基板５０の表面を上側に配置して、ＴＦＴ３１が形成されるまでの製造工程が行われる。尚、以下では、ガラス基板５０の裏面から表面側に向かう方向を「上」として説明する。まず、第２の実施形態と同様の工程に、ガラス基板５０に対して貫通電極４７，４８（貫通電極４８については点線で図示）を設置する位置をエッチングした後、金属層を堆積することで、図２３（ａ）のように、２つの貫通穴に貫通電極４７，４８を形成する。そして、この貫通電極４７，４８それぞれを覆うように金属膜をガラス基板５０の裏面に堆積することで、図２３（ｂ）のように、ライン形状となるとともに貫通電極４８（点線で図示）に接続された駆動線８（点線で図示）と、矩形状となるとともに貫通電極４７と接続された受光部電極５８とをガラス基板５０の裏面に形成する。
【００８１】
このように、ガラス基板５０裏面に対して、貫通電極４７，４８それぞれに接続するように、受光部電極５８及び駆動線８が接続されると、第３の実施形態と同様の工程による処理を行うことで、信号読出線９とＴＦＴ３１とが、ガラス基板５０表面に形成される。このとき、図２３（ｃ）のように、ゲート電極４６が、貫通電極４８（点線で図示）と接続するように形成され、又、ソース電極５７が、コンタクト層５５と貫通電極４７とを接続するように形成される。その後、図２３（ｄ）のように、ＴＦＴ３１を保護するとともにＴＦＴ３１と駆動線８との層間絶縁膜となるパッシベーション膜６１ａが、ガラス基板５０の表面に形成される。
【００８２】
次に、第２の実施形態と同様、ガラス基板５０の裏面を上側に配置して、それぞれがライン形状となるｐ型アモルファスシリコン層５９とｎ型アモルファスシリコン層６０と透明電極４０とを順番に積層することで、図２３（ｅ）のように、受光部電極５８の表面上にｐｎ型フォトダイオードとなるフォトダイオード３０を形成する。そして、このフォトダイオード３０を保護するとともに、駆動線８（点線で図示）及びフォトダイオード３０間の絶縁を行うためパッシベーション膜６１ｂが堆積され、図２２（ａ）、（ｂ）のような構成とされる。このとき、不図示であるが、透明電極４０の表面の一部に対してコンタクト４１を形成するとともに、コンタクト４１と電気的に接続される電力供給線７を形成して、固体撮像装置の製造を終了する。
【００８３】
本実施形態によると、フォトダイオード３０がＴＦＴ３１と異なる面に形成されるため、フォトダイオード３０の設置面積を広くすることができ、各画素における受光感度を良好なものとすることができる。又、ＴＦＴ３１をフォトダイオード３０の受光部電極５８と対向する位置に設置することで、各画素の受光部電極５８がＴＦＴ３１に対して遮光することとなり、ＴＦＴ３１における光入射による誤作動を防ぐことができる。
【００８４】
（固体撮像装置の別構成）
本実施形態において、信号読出線９とＴＦＴ３１をガラス基板５０の表面に形成するとともに、フォトダイオード３０をガラス基板５０の裏面に形成するため、信号読出線９の線幅を、ＴＦＴ３１が配置可能な状態で、各画素の画素幅に応じた大きさまで太くすることができる。即ち、図２４に示すように、ガラス基板５０表面に形成される信号読出線９の線幅Ｌ１を、画素幅Ｌ２以下となる範囲で太いものとし、その配線抵抗を低減することで、スイッチング素子となるＴＦＴの駆動速度を向上することができる。尚、図２４において、基板裏面側に配置される駆動線８及び受光電極５８を点線で示す。
【００８５】
尚、上述の各実施形態において、入射される放射線を電気信号に変換するフラットパネルディテクター（Flat Panel Detector: FPD）として構成されるとき、透明電極４０の表面上に例えばヨウ化セシウム（ＣｓＩ）が蒸着されてシンチレータ層が形成される。又、このとき、シンチレータ層と透明電極４０との間において、スピンコート技術を用いて感光性のポリイミドやアクリル系樹脂等を塗布することで、保護膜層となるパッシベーション層６１，６１ｂが形成されるものとしても構わない。
【００８６】
更に、上述の各実施形態において、固体撮像装置を形成するための基板としてガラス基板を用いたが、絶縁性を備えるものであればサファイヤ基板などの他の基板であっても構わない。又、フォトダイオード３０として、ｐｎ型フォトダイオードによるものとしたが、ｐ型アモルファスシリコン層５９とｎ型アモルファスシリコン層６０との間に、不純物濃度の低いｉ型アモルファスシリコン層を挟み込んだ構成となるｐｉｎ型フォトダイオードとしても構わない。又、ＴＦＴ３１をスイッチング素子として用いるものとしたが、電気的な接離を行うものであれば、他の素子によって構成されるものであっても構わない。
【００８７】
第２及び第４の実施形態において、ガラス基板５０裏面に形成される信号読出線９及び駆動線８が、ガラス基板５０表面に形成される駆動線８及び信号読出線９と同様に、絶縁膜によって覆われるものとしても構わない。このとき、この絶縁膜がガラス基板５０裏面全面を覆うとともに、この絶縁膜を貫通電極４７が貫通して各画素の受光部電極５８と接続することで、受光部電極５８と信号読出線９及び駆動線８とが絶縁されるものとしても構わない。尚、図２５に、第２の実施形態において、信号読出線９が絶縁膜５１ａによって覆われた一例を示す。
【００８８】
このように構成することによって、ガラス基板５０裏面において、信号読出線９及び駆動線８を覆う絶縁膜及び受光部電極５８全てを覆うように、ｐ型アモルファスシリコン層５９とｎ型アモルファスシリコン層６０と透明電極膜４０を形成することができる。よって、固体撮像装置を構成するウェハ裏面において、その全面に受光部層を形成するとともに、この受光部層の表面をほぼ平坦なものとすることができる。又、パッシベーション層６１ｂが不要となるとともに、図１１及び図２２に示すようなライン形状の場合に必要であったコンタクト４１及び電力供給線７として、透明電極膜４０が作用する。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】は、本発明の各実施形態における固体撮像装置において共通となる内部構成を示す概略ブロック図である。
【図２】は、図１の固体撮像装置における画素や出力回路の構成を示す回路図である。
【図３】は、第１の実施形態の固体撮像装置における画素を構成するフォトダイオード及びＴＦＴと信号線との配置関係を示す上面図である。
【図４】は、図３の固体撮像装置の上面図におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図５】は、図３の固体撮像装置における信号線及びＴＦＴの製造工程を説明するためのウェハ断面図である。
【図６】は、図３の固体撮像装置における信号線及びＴＦＴの製造工程を説明するためのウェハ断面図である。
【図７】は、図３の固体撮像装置における信号線及びＴＦＴの製造工程を説明するためのウェハ断面図である。
【図８】は、第１の実施形態の別構成となる固体撮像装置における画素を構成するフォトダイオード及びＴＦＴと信号線との配置関係を示す上面図である。
【図９】は、第２の実施形態の固体撮像装置における画素を構成するフォトダイオード及びＴＦＴと信号線との配置関係を示す上面図である。
【図１０】は、図９の固体撮像装置の上面図におけるＤ−Ｄ断面図である。
【図１１】は、図９の配置関係となる固体撮像装置におけるフォトダイオードの配置を示す図である。
【図１２】は、図９の固体撮像装置における信号線及びＴＦＴの製造工程を説明するためのウェハ断面図である。
【図１３】は、図９の固体撮像装置における信号線及びＴＦＴの製造工程を説明するためのウェハ断面図である。
【図１４】は、第２の実施形態の別構成となる固体撮像装置における画素を構成するフォトダイオード及びＴＦＴと信号線との配置関係を示す上面図である。
【図１５】は、第３の実施形態の固体撮像装置における画素を構成するフォトダイオード及びＴＦＴと信号線との配置関係を示す上面図である。
【図１６】は、図１５の固体撮像装置の上面図におけるＥ−Ｅ断面図である。
【図１７】は、図１５の固体撮像装置における信号線及びＴＦＴの製造工程を説明するためのウェハ断面図である。
【図１８】は、図１５の固体撮像装置における信号線及びＴＦＴの製造工程を説明するためのウェハ断面図である。
【図１９】は、第３の実施形態の別構成となる固体撮像装置における画素を構成するフォトダイオード及びＴＦＴと信号線との配置関係を示す上面図である。
【図２０】は、第４の実施形態の固体撮像装置における画素を構成するフォトダイオード及びＴＦＴと信号線との別の配置関係を示す上面図である。
【図２１】は、図２０の固体撮像装置の上面図におけるＦ−Ｆ断面図及びＧ−Ｇ断面図である。
【図２２】は、図２０の配置関係となる固体撮像装置におけるフォトダイオードの配置を示す図である。
【図２３】は、図２０の固体撮像装置における信号線及びＴＦＴの製造工程を説明するためのウェハ断面図である。
【図２４】は、第４の実施形態の別構成となる固体撮像装置における画素を構成するフォトダイオード及びＴＦＴと信号線との配置関係を示す上面図である。
【図２５】は、第２の実施形態の別構成となる固体撮像装置における画素を構成するフォトダイオード及びＴＦＴと信号線との配置関係を示す上面図である。
【図２６】は、従来の固体撮像装置における画素構成を示す上面図である。
【図２７】は、従来の固体撮像装置における複数画素の配置関係を示す上面図である。
【図２８】は、従来の固体撮像装置における画素構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００９０】
１    センサ部
２    垂直走査回路
３−１〜３−ｎ    出力回路
４    マルチプレクサ
５    Ａ／Ｄ変換回路
６    タイミングジェネレータ
７    電力供給線
８−１〜８−ｍ    駆動線
９−１〜９−ｎ    信号読出線
１０    リセット線
【図１】
2007165738.tif 000003
【図２】
2007165738.tif 000004
【図３】
2007165738.tif 000005
【図４】
2007165738.tif 000006
【図５】
2007165738.tif 000007
【図６】
2007165738.tif 000008
【図７】
2007165738.tif 000009
【図８】
2007165738.tif 000010
【図９】
2007165738.tif 000011
【図１０】
2007165738.tif 000012
【図１１】
2007165738.tif 000013
【図１２】
2007165738.tif 000014
【図１３】
2007165738.tif 000015
【図１４】
2007165738.tif 000016
【図１５】
2007165738.tif 000017
【図１６】
2007165738.tif 000018
【図１７】
2007165738.tif 000019
【図１８】
2007165738.tif 000020
【図１９】
2007165738.tif 000021
【図２０】
2007165738.tif 000022
【図２１】
2007165738.tif 000023
【図２２】
2007165738.tif 000024
【図２３】
2007165738.tif 000025
【図２４】
2007165738.tif 000026
【図２５】
2007165738.tif 000027
【図２６】
2007165738.tif 000028
【図２７】
2007165738.tif 000029
【図２８】
2007165738.tif 000030