(57)【要約】【課題】装置の小型化を図りつつ撮像画像の画質を向上させることが可能な撮像装置等を提供する。【解決手段】撮像装置は、センサー基板を備えている。このセンサー基板は、基板上に形成された複数の光電変換素子およびその駆動素子と、この駆動素子に対して電気的に接続された配線と、この配線とは異なる層において光電変換素子と配線との間の領域に配設されたシールド電極とを有している。【選択図】図４
2013161810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサー基板を備え、
前記センサー基板は、
基板上に形成された複数の光電変換素子およびその駆動素子と、
前記駆動素子に対して電気的に接続された配線と、
前記配線とは異なる層において、前記光電変換素子と前記配線との間の領域に配設されたシールド電極と
を有する撮像装置。
【請求項２】
前記シールド電極は、前記配線よりも上層側に設けられている
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記光電変換素子は、下部電極、光電変換層および上部電極がこの順に積層されてなり、
前記シールド電極は、前記下部電極と同一層に形成されている
請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記シールド電極が、前記配線の周囲を覆うように形成されている
請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記センサー基板は、前記配線と前記下部電極との層間に設けられると共に、前記配線とその周囲とを分離する分離溝が形成された層間絶縁膜を有し、
前記層間絶縁膜上および前記分離溝の内面を覆うように、前記シールド電極が形成されている
請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記シールド電極には、所定の基準電位が印加されている
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記配線が、前記光電変換素子から前記駆動素子を介して撮像信号を読み出すための信号線である
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記光電変換素子が、ＰＩＮ型のフォトダイオードからなる
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記センサー基板上に配設され、入射した放射線を前記光電変換素子の感度域に波長変換する波長変換部材を更に備え、
放射線撮像装置として構成されている
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記放射線がＸ線である
請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
センサー基板を有する撮像装置と、この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、
前記センサー基板は、
基板上に形成された複数の光電変換素子およびその駆動素子と、
前記駆動素子に対して電気的に接続された配線と、
前記配線とは異なる層において、前記光電変換素子と前記配線との間に配設されたシールド電極と
を有する撮像表示システム。
【請求項１２】
センサー基板を形成する工程を含み、
前記センサー基板を形成する工程は、
基板上に複数の光電変換素子およびその駆動素子を形成する工程と、
前記駆動素子に対して電気的に接続された配線を形成する工程と、
前記配線とは異なる層において前記光電変換素子と前記配線との間の領域に、シールド電極を形成する工程と
を含む撮像装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、光電変換素子を含むセンサー基板を有する撮像装置およびその製造方法、ならびにそのような撮像装置を備えた撮像表示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各画素（撮像画素）に光電変換素子（フォトダイオード）を内蔵する撮像装置として、種々のものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。そのような光電変換素子を有する撮像装置の一例としては、いわゆる光学式のタッチパネルや、放射線撮像装置などが挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１−１４４６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記したような撮像装置では一般に、複数の画素を駆動（撮像駆動）することによって撮像画像が得られる。このようにして得られる撮像画像の画質を向上させるための手法についても従来より種々のものが提案されているが、更なる改善手法の提案が望まれる。加えて、このような撮像装置では一般に、装置の小型化についても求められている。
【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、装置の小型化を図りつつ撮像画像の画質を向上させることが可能な撮像装置およびその製造方法、ならびにそのような撮像装置を備えた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】
本開示の撮像装置は、センサー基板を備えたものである。このセンサー基板は、基板上に形成された複数の光電変換素子およびその駆動素子と、この駆動素子に対して電気的に接続された配線と、この配線とは異なる層において光電変換素子と配線との間の領域に配設されたシールド電極とを有している。
【０００７】
本開示の撮像表示システムは、上記本開示の撮像装置と、この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】
本開示の撮像装置の製造方法は、センサー基板を形成する工程を含むようにしたものである。このセンサー基板を形成する工程は、基板上に複数の光電変換素子およびその駆動素子を形成する工程と、駆動素子に対して電気的に接続された配線を形成する工程と、配線とは異なる層において光電変換素子と配線との間の領域に、シールド電極を形成する工程とを含んでいる。
【０００９】
本開示の撮像装置およびその製造方法ならびに撮像表示システムでは、光電変換素子の駆動素子に対して電気的に接続された配線とは異なる層において、光電変換素子とこの配線との間の領域にシールド電極が設けられる。このようなシールド電極により、光電変換素子と配線との間に形成されるカップリング容量が小さくなり、撮像信号におけるノイズ成分が低減する。また、シールド電極が配線と同一層に形成される場合と比べ、領域（スペース）の有効利用が実現される。
【発明の効果】
【００１０】
本開示の撮像装置およびその製造方法ならびに撮像表示システムによれば、光電変換素子の駆動素子に対して電気的に接続された配線とは異なる層において、光電変換素子とこの配線との間の領域にシールド電極を設けるようにしたので、領域の有効利用を実現すると共に、撮像信号におけるノイズ成分を低減することができる。よって、装置の小型化を図りつつ、撮像画像の画質を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示の一実施の形態に係る放射線撮像装置の構成例を表す断面図である。
【図２】図１に示したセンサー基板の構成例を表すブロック図である。
【図３】図１に示したセンサー基板の構成例を表す平面図である。
【図４】図３中に示したＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面構成例を表す図である。
【図５】図１に示した放射線撮像装置の製造方法における一工程を表す断面図である。
【図６】図５に続く工程を表す断面図である。
【図７】図６に続く工程を表す断面図である。
【図８】図７に続く工程を表す断面図である。
【図９】図８に続く工程を表す断面図である。
【図１０】図９に続く工程を表す断面図である。
【図１１】比較例に係る放射線撮像装置の構成および作用を表す断面図である。
【図１２】変形例に係る放射線撮像装置の構成例を表す断面図である。
【図１３】適用例に係る放射線撮像表示システムの概略構成を表す模式図である。
【図１４】その他の変形例に係る撮像装置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】
【００１２】
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。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態（信号線とは異なる層にシールド電極を有する放射線撮像装置の例）
２．変形例（シールド電極が信号線の周囲を覆っている放射線撮像装置の例）
３．適用例（放射線撮像表示システムへの適用例）
４．その他の変形例（放射線撮像装置以外の撮像装置の例等）
【００１３】
＜実施の形態＞
［放射線撮像装置１の断面構成］
図１は、本開示の一実施の形態に係る撮像装置（放射線撮像装置１）の断面構成例を表すものである。放射線撮像装置１は、α線、β線、γ線、Ｘ線に代表される放射線を波長変換して受光し、放射線に基づく画像情報を読み取る（被写体を撮像する）ものである。この放射線撮像装置１は、医療用をはじめ、手荷物検査等のその他の非破壊検査用のＸ線撮像装置として好適に用いられるものである。
【００１４】
放射線撮像装置１は、センサー基板１０上に後述する波長変換部材２０が配設されたものである。これらのセンサー基板１０および波長変換部材２０は、別々のモジュールとして作製されたものである。
【００１５】
センサー基板１０は、複数の画素（後述する単位画素Ｐ）を有している。このセンサー基板１０は、基板１１の表面に、複数のフォトダイオード１１１Ａ（光電変換素子）と、このフォトダイオード１１１Ａの駆動素子としての薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）１１１Ｂとを含む画素回路が形成されたものである。本実施の形態では、これらのフォトダイオード１１１Ａおよび薄膜トランジスタ１１１Ｂは、ガラス等よりなる基板１１上に並設されており、それらの一部（ここでは、後述のゲート絶縁膜１２１，第１層間絶縁膜１１２Ａ，第２層間絶縁膜１１２Ｂ）が互いに共通の層となっている。
【００１６】
ゲート絶縁膜１２１は、基板１１上に設けられており、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）膜および窒化シリコン膜（ＳｉＮ）のうちの１種よりなる単層膜またはそれらのうちの２種以上よりなる積層膜により構成されている。
【００１７】
第１層間絶縁膜１１２Ａは、ゲート絶縁膜１２１上に設けられており、例えば酸化シリコン膜または窒化シリコン膜等の絶縁膜からなる。この第１層間絶縁膜１１２Ａはまた、後述する薄膜トランジスタ１１１Ｂ上を覆う保護膜（パッシベーション膜）としても機能するようになっている。なお、この第１層間絶縁膜１１２Ａが、本開示における「層間絶縁膜」の一具体例に対応する。
【００１８】
（フォトダイオード１１１Ａ）
フォトダイオード１１１Ａは、入射光の光量（受光量）に応じた電荷量の電荷（光電荷）を発生して内部に蓄積する光電変換素子であり、例えばＰＩＮ（Positive Intrinsic Negative Diode）型のフォトダイオードからなる。フォトダイオード１１１Ａでは、その感度域が例えば可視域となっている（受光波長帯域が可視域である）。このフォトダイオード１１１Ａは、例えば、基板１１上の選択的な領域に、ゲート絶縁膜１２１および第１層間絶縁膜１１２Ａを介して配設されている。
【００１９】
具体的には、フォトダイオード１１１Ａは、第１層間絶縁膜１１２Ａ上に、下部電極１２４、ｎ型半導体層１２５Ｎ、ｉ型半導体層１２５Ｉ、ｐ型半導体層１２５Ｐおよび上部電極１２６がこの順に積層されてなる。これらのうち、ｎ型半導体層１２５Ｎ、ｉ型半導体層１２５Ｉおよびｐ型半導体層１２５Ｐが、本開示における「光電変換層」の一具体例に対応する。なお、ここでは、基板側（下部側）にｎ型半導体層１２５Ｎ、上部側にｐ型半導体層１２５Ｐをそれぞれ設けた例を挙げたが、これと逆の構造、すなわち下部側（基板側）をｐ型半導体層、上部側をｎ型半導体層とした構造であってもよい。
【００２０】
下部電極１２４は、光電変換層（ｎ型半導体層１２５Ｎ，ｉ型半導体層１２５Ｉ，ｐ型半導体層１２５Ｐ）から信号電荷を読み出すための電極であり、ここでは薄膜トランジスタ１１１Ｂにおける後述するドレイン電極１２３Ｄに接続されている。このような下部電極１２４は、例えば、モリブデン（Ｍｏ），アルミニウム（Ａｌ），チタン（Ｔｉ），タングステン（Ｗ），クロム（Ｃｒ），モリブデン等を用いて積層された３層構造（（Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏ）等）からなる。
【００２１】
ｎ型半導体層１２５Ｎは、例えば非晶質シリコン（アモルファスシリコン：ａ−Ｓｉ）により構成され、ｎ＋領域を形成するものである。このｎ型半導体層１２５Ｎの厚みは、例えば１０ｎｍ〜５０ｎｍ程度である。
【００２２】
ｉ型半導体層１２５Ｉは、ｎ型半導体層１２５Ｎおよびｐ型半導体層１２５Ｐよりも導電性の低い半導体層、例えばノンドープの真性半導体層であり、例えば非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）により構成されている。このｉ型半導体層１２５Ｉの厚みは、例えば４００ｎｍ〜１０００ｎｍ程度であるが、厚みが大きい程、光感度を高めることができる。
【００２３】
ｐ型半導体層１２５Ｐは、例えば非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）により構成され、ｐ＋領域を形成するものである。このｐ型半導体層１２５Ｐの厚みは、例えば１０ｎｍ〜５０ｎｍ程度である。
【００２４】
上部電極１２６は、例えば光電変換の際の基準電位（バイアス電位）を前述した光電変換層へ供給するための電極であり、基準電位供給用の電源配線である配線層１２７に接続されている。この上部電極１２６は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電膜により構成されている。
【００２５】
（薄膜トランジスタ１１１Ｂ）
薄膜トランジスタ１１１Ｂは、例えば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Field Effect Transistor）からなる。この薄膜トランジスタ１１Ｂでは、基板１１上に、例えばチタン（Ｔｉ），Ａｌ，Ｍｏ，タングステン（Ｗ），クロム（Ｃｒ）等からなるゲート電極１２０が形成され、このゲート電極１２０上に前述したゲート絶縁膜１２１が形成されている。
【００２６】
また、ゲート絶縁膜１２１上には半導体層１２２が形成されており、この半導体層１２２はチャネル領域を有している。半導体層１２２は、例えば多結晶シリコン、微結晶シリコンまたは非晶質シリコン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。
【００２７】
このような半導体層１２２上には、読出し用の信号線や各種の配線に接続された、ソース電極１２３Ｓおよびドレイン電極１２３Ｄが形成されている。具体的には、ここでは、ドレイン電極１２３Ｄがフォトダイオード１１１Ａにおける下部電極１２４に接続され、ソース電極１２３Ｓが後述する垂直信号線１８（ソース線）に接続されている。これらのソース電極１２３Ｓおよびドレイン電極１２３Ｄはそれぞれ、例えば、Ｔｉ，Ａｌ，Ｍｏ，Ｗ，Ｃｒ等により構成されている。
【００２８】
センサー基板１０ではまた、このようなフォトダイオード１１１Ａおよび薄膜トランジスタ１１１Ｂの上層に、第２層間絶縁膜１１２Ｂ、第１平坦化膜１１３Ａ、保護膜１１４および第２平坦化膜１１３Ｂがこの順に設けられている。
【００２９】
第２層間絶縁膜１１２Ｂは、薄膜トランジスタ１１１Ｂ上と、フォトダイオード１１１Ａにおける側面および上面（上部電極１２７上）の端部とを覆うように設けられており、例えば酸化シリコン膜または窒化シリコン膜等の絶縁膜からなる。
【００３０】
第１平坦化膜１１３Ａは、フォトダイオード１１１Ａおよび薄膜トランジスタ１１１Ｂの上層側に配設されており、例えばポリイミド等の透明樹脂材料からなる。この第１平坦化膜１１３Ａの厚みは、フォトダイオード１１１Ａの形成領域を除いた部分（平坦部）において、例えば３μｍ程度以下である。この第１平坦化膜１１３Ａにはまた、フォトダイオード１１１Ａの形成領域付近に対応して、開口部Ｈ１が形成されている。この開口部Ｈ１の側面はテーパ状となっており、この側面はフォトダイオード１１１Ａの上部電極１２６上に配置されている。
【００３１】
保護膜１１４は、上部電極１２６、配線層１２７および第１平坦化膜１１３Ａ上の全面に設けられており、例えば酸化シリコン膜または窒化シリコン膜等の絶縁膜からなる。
【００３２】
第２平坦化膜１１３Ｂは、保護膜１１４上の全面に設けられており、例えばポリイミド等の透明樹脂材料からなる。
【００３３】
（波長変換部材２０）
波長変換部材２０は、前述したように、センサー基板１０とは別のモジュールとして作製されたものであり、例えばシンチレータプレート（シンチレータパネル）等からなる。つまり、この波長変換部材２０は平板状（プレート状）の部材であり、例えばガラスなどの透明な基板上にシンチレータ層（波長変換層）が設けられたものである。このシンチレータ層上には、更に防湿性を有する保護膜が形成されていてもよく、あるいはシンチレータ層および基板の全体を覆うように保護膜が設けられていてもよい。
【００３４】
このような波長変換部材２０には、例えば放射線（Ｘ線）を可視光に変換するシンチレータ（蛍光体）が用いられる。換言すると、波長変換部材２０は、外部から入射した放射線（Ｘ線）を光電変換素子１１１Ａの感度域（可視域）に波長変換する機能を有している。このような蛍光体としては、例えば、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）にタリウム（Ｔｌ）を添加したもの（ＣｓＩ；Ｔｌ）、酸化硫黄カドミウム（Ｇｄ2Ｏ2Ｓ）にテルビウム（Ｔｂ）を添加したもの、ＢａＦＸ（ＸはＣｌ，Ｂｒ，Ｉ等）等が挙げられる。シンチレータ層の厚みは１００μｍ〜６００μｍであることが望ましい。例えば蛍光体材料としてＣｓＩ；Ｔｌを用いた場合には、厚みは例えば６００μｍである。なお、このシンチレータ層は、透明基板上に例えば真空蒸着法を用いて成膜することができる。ここでは、波長変換部材２０として上記のようなシンチレータプレートを例示したが、放射線をフォトダイオード１１１Ａの感度域に波長変換可能な波長変換部材であればよく、上述の材料に特に限定されない。
【００３５】
［センサー基板１０の詳細構成］
図２は、上記のようなセンサー基板１０の機能ブロック構成を表したものである。センサー基板１０は、基板１１上に、撮像領域（撮像部）としての画素部１２を有すると共に、この画素部１２の周辺領域に、例えば行走査部１３、水平選択部１４、列走査部１５およびシステム制御部１６からなる周辺回路（駆動回路）を有している。
【００３６】
（画素部１２）
画素部１２は、例えば行列状に２次元配置された単位画素Ｐ（以下、単に「画素」と記述する場合もある）を有し、単位画素Ｐは、前述のフォトダイオード１１１Ａおよび薄膜トランジスタ１１１Ｂを含んでいる。この単位画素Ｐには、例えば画素行ごとに画素駆動線１７（例えば行選択線およびリセット制御線等：ゲート線）が配線され、画素列ごとに垂直信号線１８（ソース線）が配線されている。画素駆動線１７は、単位画素Ｐから撮像信号を読み出すための駆動信号を伝送するものである。この画素駆動線１７の一端は、行走査部１３の各行に対応した出力端に接続されている。一方、垂直信号線１８は、単位画素Ｐ内のフォトダイオード１１１Ａから薄膜トランジスタ１１１Ｂを介して撮像信号を読み出すためのものである。なお、この垂直信号線１８が、本開示における「配線」および「信号線」の一具体例に対応する。
【００３７】
ここで図３は、センサー基板１０（画素部１２）における単位画素Ｐの平面構成例を表したものである。このように単位画素Ｐでは、薄膜トランジスタ１１１Ｂ（駆動素子）におけるドレイン電極１２３Ｄがフォトダイオード１１１Ａにおける下部電極１２４に接続され、ソース電極１２３Ｓが垂直信号線１８に接続されている。すなわち、垂直信号線１８は、薄膜トランジスタ１１１Ｂに対して電気的に接続されている。なお、この図３中に示したＩＩ−ＩＩ線に沿った断面構成例が、図１に示したセンサー基板１０の断面構成に対応している。
【００３８】
一方、図４は、図３中に示したＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った、センサー基板１０の断面構成例を表したものである。この図４に示した断面構成は、基本的には図１に示した断面構成と同様であるが、基板１１上において薄膜トランジスタ１１１Ｂの代わりに垂直信号線１８が形成されている。具体的には、ゲート絶縁膜１２１と第１層間絶縁膜１１２Ａとの間の選択的な領域（図１における薄膜トランジスタ１１１Ｂの形成領域に対応）に、垂直信号線１８が設けられている。
【００３９】
ここで本実施の形態では、図３および図４に示したように、垂直信号線１８とは異なる層（垂直信号線１８の形成層とは別の層）において、フォトダイオード１１１Ａとこの垂直信号線１８との間の領域に、シールド電極１２８が設けられている。このシールド電極１８は、ここでは垂直信号線１８よりも上層側（具体的には、フォトダイオード１１１Ａの下部電極１２４と同一層）に、この垂直信号線１８に沿って延在するように形成されている。言い換えると、ここではシールド電極１２８および下部電極１２４の形成層と垂直信号線１８との層間に、第１層間絶縁膜１１２Ａが形成された構造となっている。また、このシールド電極１２８には所定の基準電位（例えば、画素の読み出し電位）が印加され、固定電位となっている。このようなシールド電極１２８は、後述するように、例えば下部電極１２４と同一工程にて同一の材料（例えば、Ｍｏ，Ａｌ，Ｍｏが積層された３層構造（Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏ））により形成されるようになっている。
【００４０】
（周辺回路）
図２に示した行走査部１３は、シフトレジスタやアドレスデコーダ等によって構成され、画素部１２の各画素Ｐを、例えば行単位で駆動する画素駆動部である。行走査部１３によって選択走査された画素行の各画素Ｐから出力される信号（撮像信号）は、垂直信号線１８の各々を通して水平選択部１４に供給される。
【００４１】
水平選択部１４は、垂直信号線１８ごとに設けられたアンプや水平選択スイッチ等によって構成されている。
【００４２】
列走査部１５は、シフトレジスタやアドレスデコーダ等によって構成され、水平選択部１４の各水平選択スイッチを走査しつつ順番に駆動するものである。この列走査部１５による選択走査により、垂直信号線１８の各々を通して伝送される各画素の信号が順番に水平信号線１９に出力され、この水平信号線１９を通して基板１１の外部へ伝送されるようになっている。
【００４３】
なお、これらの行走査部１３、水平選択部１４、列走査部１５および水平信号線１９からなる回路部分は、基板１１上に直に形成されていてもよいし、あるいは外部制御ＩＣ（Integrated Circuit）に配設されたものであってもよい。また、それらの回路部分は、ケーブル等により接続された他の基板に形成されていてもよい。
【００４４】
システム制御部１６は、基板１１の外部から与えられるクロックや、動作モードを指令するデータなどを受け取り、また、放射線撮像装置１の内部情報などのデータを出力するものである。システム制御部１６は更に、各種のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータを有し、このタイミングジェネレータで生成された各種のタイミング信号を基に、行走査部１３、水平選択部１４および列走査部１５などの周辺回路の駆動制御を行うようになっている。
【００４５】
［撮像装置１の製造方法］
上記のような放射線撮像装置１は、例えば次のようにして製造することができる。図５〜図１０は、放射線撮像装置１の製造方法（特にセンサー基板１０の製造方法）の一例を、工程順に断面図で表したものである。
【００４６】
最初に、センサー基板１０を作製する。具体的には、まず図５（Ａ）に示したように、例えばガラスよりなる基板１１上に、薄膜トランジスタ１１１Ｂを、公知の薄膜プロセスにより形成する。続いて、この薄膜トランジスタ１１１Ｂ上に、前述した材料からなる第１層間絶縁膜１１２Ａを、例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学気相成長）法およびフォトリソグラフィ法を用いて形成する。そののち、薄膜トランジスタ１１１Ｂにおけるドレイン電極１２３Ｄと電気的に接続するようにして、前述した材料からなる下部電極１２４を、例えばスパッタ法およびフォトリソグラフィ法を用いて形成する。
【００４７】
また、このとき図５（Ｂ）に示したように、垂直信号線１８を、例えば薄膜トランジスタ１１１Ｂにおけるソース電極１２３Ｓおよびドレイン電極１２３Ｄと同一工程にて同一の材料により形成する。また、シールド電極１２８を、例えばフォトダイオード１１１Ａにおける下部電極１２４と同一工程にて同一の材料により形成する。これにより、垂直信号線１８とは異なる層、すなわちここでは下部電極１２４と同一層に、フォトダイオード１１１Ａと垂直信号線１８との間の領域に位置するシールド電極１２８が形成される。
【００４８】
次いで、図６に示したように、第１層間絶縁膜１１２Ａ上の全面に、前述した材料からなるｎ型半導体層１２５Ｎ、ｉ型半導体層１２５Ｉおよびｐ型半導体層１２５Ｐをこの順に、例えばＣＶＤ法により成膜する。そののち、ｐ型半導体層１２５Ｐ上のフォトダイオード１１１Ａの形成予定領域に、前述した材料からなる上部電極１２６を、例えばスパッタ法およびフォトリソグラフィ法を用いて形成する。
【００４９】
続いて、図７に示したように、形成したｎ型半導体層１２５Ｎ、ｉ型半導体層１２５Ｉおよびｐ型半導体層１２５Ｐの積層構造を、例えばフォトリソグラフィ法およびドライエッチング法を用いて、所定の形状にパターニングする。これにより、基板１１上にフォトダイオード１１１Ａが形成される。
【００５０】
次いで、図８に示したように、前述した材料からなる第２層間絶縁膜１１２Ｂを、例えばＣＶＤ法およびフォトリソグラフィ法を用いて、薄膜トランジスタ１１１Ｂ上と、フォトダイオード１１１Ａにおける側面および上面（上部電極１２７上）の端部とを覆うように形成する。そののち、この第２層間絶縁膜１１２Ｂ上（フォトダイオード１１１Ａおよび薄膜トランジスタ１１１Ｂの上層側）の全面に、前述した材料からなる第１平坦化膜１１３Ａをコーティングする。そして、例えばフォトリソグラフィ法を用いることにより、この第１平坦化膜１１３Ａにおけるフォトダイオード１１１Ａの形成領域に対応して、開口部Ｈ１を形成する。
【００５１】
続いて、図９に示したように、第１平坦化膜１１３Ａにおける開口部Ｈ１内（上部電極１２６上）に、例えばＡｌ，Ｍｏ，Ｃｕ等からなる配線層１２７を、例えばスパッタ法およびフォトリソグラフィ法を用いて形成する。
【００５２】
そののち、図１０に示したように、第１平坦化膜１１３Ａ、上部電極１２６および配線層１２７上の全面に、前述した材料からなる保護膜１１４を、例えばＣＶＤ法を用いて成膜する。そして、この保護膜１１４上の全面に、第２平坦化膜１１３Ｂを、例えばフォトリソグラフィ法を用いて形成する。これにより、図１に示したセンサー基板１０が完成する。
【００５３】
最後に、前述した製法にて別途作製した波長変換部材２０を、センサー基板１０上に貼り合わせる（例えば、画素部１２の周辺領域をシール材等により接着するか、または、画素部１２周辺あるいはパネル全面を押さえて固定する）。これにより、図１に示した放射線撮像装置１が完成する。
【００５４】
［撮像装置１の作用・効果］
（１．撮像動作）
この放射線撮像装置１では、例えば図示しない放射線源（例えばＸ線源）から照射され、被写体（検出体）を透過した放射線が入射すると、この入射した放射線が波長変換後に光電変換され、被写体の画像が電気信号（撮像信号）として得られる。詳細には、放射線撮像装置１に入射した放射線は、まず、波長変換部材２０において、フォトダイオード１１１Ａの感度域（ここでは可視域）の波長に変換される（波長変換部材２０において可視光を発光する）。このようにして波長変換部材２０から発せられた可視光は、センサー基板１０へ入射する。
【００５５】
センサー基板１０では、フォトダイオード１１１Ａの一端（例えば、上部電極１２６）に、配線１２７を介して所定の基準電位（バイアス電位）が印加されると、上部電極１２６の側から入射した光が、その受光量に応じた電荷量の信号電荷に変換される（光電変換がなされる）。この光電変換によって発生した信号電荷は、フォトダイオード１１１Ａの他端（例えば、下部電極１２４）側から光電流として取り出される。
【００５６】
詳細には、フォトダイオード１１１Ａにおける光電変換によって発生した電荷は光電流として読み出され、薄膜トランジスタ１１１Ｂから撮像信号として出力される。このようにして出力された撮像信号は、行走査部１３から画素駆動線１７を介して伝送される行走査信号に従って、垂直信号線１８に出力される（読み出される）。垂直信号線１８に出力された撮像信号は、垂直信号線１８を通じて画素列ごとに、水平選択部１４へ出力される。そして、列走査部１５による選択走査により、垂直信号線１８の各々を通して伝送される各画素の撮像信号が順番に水平信号線１９に出力され、この水平信号線１９を通して基板１１の外部へ伝送される（出力データＤoutが外部へ出力される）。以上のようにして、放射線撮像装置１において放射線を用いた撮像画像が得られる。
【００５７】
（２．シールド電極１２８の作用）
ここで、図３、図４および図１１を参照して、本実施の形態の放射線撮像装置１におけるシールド電極１２８の作用について、比較例と比較しつつ詳細に説明する。
【００５８】
（比較例）
図１１は、比較例に係る放射線撮像装置（放射線撮像装置１００）の断面構成を表したものである。この比較例の放射線撮像装置１００は、図４に示した本実施の形態の放射線撮像装置１において、前述したシールド電極１２８を有するセンサー基板１０の代わりに、このようなシールド電極１２８を有さないセンサー基板１０１が設けられたものである。
【００５９】
この放射線撮像装置１００では、上記したように、センサー基板１０１において、フォトダイオード１１１Ａと垂直信号線１８との間の領域にシールド電極１２８が設けられていないため、以下の理由により撮像画像の画質劣化が生じてしまう。
【００６０】
すなわち、まず、例えば図１１中に模式的に示したように、フォトダイオード１１１Ａ（具体的には下部電極１２４）と垂直信号線１８との間に、大きなカップリング容量Ｃ１０１が形成される。そして、この大きなカップリング容量Ｃ１０１に起因して、垂直信号線１８上を伝達する撮像信号（フォトダイオード１１１Ａから薄膜トランジスタ１１１Ｂを介して読み出された信号）におけるノイズ成分が増大してしまう。その結果、撮像信号におけるＳ／Ｎ比が低下し、撮像画像の画質劣化につながるのである。
【００６１】
（本実施の形態）
これに対して本実施の形態の放射線撮像装置１では、図３および図４に示したように、センサー基板１０内において、フォトダイオード１１１Ａと垂直信号線１８との間の領域に、シールド電極１２８が設けられている。これにより、このようなシールド電極１２８が設けられていない上記比較例と比べ、フォトダイオード１１１Ａ（下部電極１２４）と垂直信号線１８との間に形成されるカップリング容量が小さくなり、垂直信号線１８上を伝達する撮像信号におけるノイズ成分が低減する。具体的には、ここではシールド電極１２８に所定の基準電位（例えば読み出し電位）が印加されているため、カップリング容量における容量変動が抑えられ、ノイズ成分の低減に寄与している。このようにして撮像信号におけるノイズ成分が低減する結果、上記比較例と比べてＳ／Ｎ比が向上し、撮像画像の画質が向上する。
【００６２】
また、このようなシールド電極１２８が、垂直信号線１８とは異なる層に形成されている。これにより、例えばシールド電極１２８が垂直信号線１８と同一層に形成される場合と比べ、領域（スペース）の有効利用が実現されると共に、開口率（フォトダイオード１１１Ａの形成領域の面積率）の低下が回避される。更に、ここではシールド電極１２８がフォトダイオード１１１Ａの下部電極１２４と同一層に形成されている（下部電極１２４と同一工程にて同一の材料により形成される）ため、製造の際の工程数を増加させることなくシールド電極１２８の形成が可能となり、製造コストの増加が回避される。
【００６３】
以上のように本実施の形態では、フォトダイオード１１１Ａの駆動素子（薄膜トランジスタ１１１Ｂ）に対して電気的に接続された垂直信号線１８とは異なる層において、フォトダイオード１１１Ａとこの垂直信号線１８との間の領域にシールド電極１２８を設けるようにしたので、領域の有効利用を実現すると共に、撮像信号におけるノイズ成分を低減することができる。よって、装置（センサー基板１０，放射線撮像装置１）の小型化を図りつつ、撮像画像の画質を向上させることが可能となる。
【００６４】
＜変形例＞
続いて、上記実施の形態の変形例について説明する。なお、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。
【００６５】
図１２は、変形例に係る撮像装置（放射線撮像装置１Ａ）の断面構成例を表したものである。本変形例の放射線撮像装置１Ａは、上記実施の形態の放射線撮像装置１において、センサー基板１０の代わりに以下説明するセンサー基板１０Ａが設けられたものである。
【００６６】
センサー基板１０Ａは、基本的にはセンサー基板１０と同様の構成となっているが、以下説明するシールド電極１２８Ａの構造（形状）が、センサー基板１０におけるシールド電極１２８の構造とは異なっている。
【００６７】
すなわち、このセンサー基板１０Ａでは、シールド電極１２８Ａが、第１層間絶縁膜１１２Ａを介して垂直信号線１８の周囲を覆う（上層側に加えて側面側をも覆う）ように形成されている。具体的には、ここでは図１２中の符号Ｐ１ａ，Ｐ１ｂで示したように、第１層間絶縁膜１１２Ａに、垂直信号線１８とその周囲（垂直信号線１８の側面方向に沿った外部領域）とを分離（隔離）する一対の分離溝１２０が形成されている。そして、垂直信号線１８の周囲において、第１層間絶縁膜１１２Ａ上およびこの分離溝１２０の内面（ここでは側面および底面）をそれぞれ覆うようにして、シールド電極１２８Ａが連続的に形成されている。
【００６８】
これにより本変形例では、上記実施の形態における効果に加え、以下の効果も得ることが可能となる。すなわち、本変形例では、シールド電極１２８Ａが、第１層間絶縁膜１１２Ａを介して垂直信号線１８の周囲を覆うように形成されている。このことから、垂直信号線１８の上層側にのみ形成されているシールド電極１２８の場合（上記実施の形態）と比べ、垂直信号線１８の側面側からの回り込みによるカップリング容量が低減し、シールド効果を増強することができる。よって、上記実施の形態と比べ、前述したカップリング容量が更に小さくなり、撮像信号におけるノイズ成分の更なる低減（撮像画像の画質の更なる向上）が可能となる。また、このような分離溝１２０の形成は、ドレイン電極１２３Ｄおよび下部電極１２４のコンタクトホールの形成プロセス時に同時になされるため、工程数が増加することがない。ただし、分離溝１２０が形成されることにより、開口率（フォトダイオード１１１Ａの形成領域の面積率）は低下することになる。
【００６９】
＜適用例＞
続いて、上記実施の形態および変形例に係る撮像装置（放射線撮像装置）の、撮像表示システム（放射線撮像表示システム）への適用例について説明する。
【００７０】
図１３は、適用例に係る撮像表示システム（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。この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１２等を有する放射線撮像装置１，１Ａと、画像処理部５２と、表示装置４とを備えており、放射線を用いた撮像表示システム（放射線撮像表示システム）として構成されている。
【００７１】
画像処理部５２は、放射線撮像装置１，１Ａ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。
【００７２】
このような構成からなる放射線撮像表示システム５では、放射線撮像装置１，１Ａが、光源（ここではＸ線源等の放射線源５１）から被写体５０に向けて照射された照射光（ここでは放射線）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。
【００７３】
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１，１Ａ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。すなわち、従来のような放射線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。
【００７４】
＜その他の変形例＞
以上、実施の形態、変形例および適用例を挙げて本開示の技術を説明したが、本技術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。
【００７５】
例えば、上記実施の形態等では、フォトダイオード１１１Ａや薄膜トランジスタ１１１Ｂにおける半導体層が、主に非晶質半導体（非晶質シリコン等）により構成されている場合を例に挙げて説明したが、これには限られない。すなわち、上記した半導体層が、例えば、多結晶半導体（多結晶シリコン等）や微結晶半導体（微結晶シリコン等）により構成されているようにしてもよい。
【００７６】
また、上記実施の形態等では、シールド電極１２８，１２８Ａがフォトダイオード１１１Ａの下部電極１２４と同一層に形成されている場合を例に挙げて説明したが、これには限られない。すなわち、配線（垂直信号線１８）とは異なる層に設けられているのであれば、他の層にシールド電極を形成するようにしてもよい。
【００７７】
更に、上記実施の形態等では、撮像装置が放射線撮像装置として構成されている場合を例に挙げて説明したが、本開示は、放射線撮像装置以外の撮像装置（および放射線撮像表示システム以外の撮像表示システム）にも適用することが可能である。具体的には、例えば図１４に示した撮像装置３のように、上記実施の形態等で説明したセンサー基板１０，１０Ａを備えると共に波長変換部材２０を省いた（設けないようにした）構成としてもよい。このように構成した場合であっても、センサー基板１０，１０Ａ内に上記実施の形態等で説明したシールド電極１２８，１２８Ａが設けられていることにより、同様の効果を得ることが可能である。
【００７８】
なお、本技術は以下のような構成を取ることも可能である。
（１）
センサー基板を備え、
前記センサー基板は、
基板上に形成された複数の光電変換素子およびその駆動素子と、
前記駆動素子に対して電気的に接続された配線と、
前記配線とは異なる層において、前記光電変換素子と前記配線との間の領域に配設されたシールド電極と
を有する撮像装置。
（２）
前記シールド電極は、前記配線よりも上層側に設けられている
上記（１）に記載の撮像装置。
（３）
前記光電変換素子は、下部電極、光電変換層および上部電極がこの順に積層されてなり、
前記シールド電極は、前記下部電極と同一層に形成されている
上記（２）に記載の撮像装置。
（４）
前記シールド電極が、前記配線の周囲を覆うように形成されている
上記（３）に記載の撮像装置。
（５）
前記センサー基板は、前記配線と前記下部電極との層間に設けられると共に、前記配線とその周囲とを分離する分離溝が形成された層間絶縁膜を有し、
前記層間絶縁膜上および前記分離溝の内面を覆うように、前記シールド電極が形成されている
上記（４）に記載の撮像装置。
（６）
前記シールド電極には、所定の基準電位が印加されている
上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の撮像装置。
（７）
前記配線が、前記光電変換素子から前記駆動素子を介して撮像信号を読み出すための信号線である
上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の撮像装置。
（８）
前記光電変換素子が、ＰＩＮ型のフォトダイオードからなる
上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の撮像装置。
（９）
前記センサー基板上に配設され、入射した放射線を前記光電変換素子の感度域に波長変換する波長変換部材を更に備え、
放射線撮像装置として構成されている
上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の撮像装置。
（１０）
前記放射線がＸ線である
上記（９）に記載の撮像装置。
（１１）
センサー基板を有する撮像装置と、この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、
前記センサー基板は、
基板上に形成された複数の光電変換素子およびその駆動素子と、
前記駆動素子に対して電気的に接続された配線と、
前記配線とは異なる層において、前記光電変換素子と前記配線との間に配設されたシールド電極と
を有する撮像表示システム。
（１２）
センサー基板を形成する工程を含み、
前記センサー基板を形成する工程は、
基板上に複数の光電変換素子およびその駆動素子を形成する工程と、
前記駆動素子に対して電気的に接続された配線を形成する工程と、
前記配線とは異なる層において前記光電変換素子と前記配線との間の領域に、シールド電極を形成する工程と
を含む撮像装置の製造方法。
【符号の説明】
【００７９】
１，１Ａ…放射線撮像装置、１０，１０Ａ…センサー基板、１１…基板、１１１Ａ…フォトダイオード（光電変換素子）、１１１Ｂ…薄膜トランジスタ、１１２Ａ…第１層間絶縁膜、１１２Ｂ…第２層間絶縁膜、１１３Ａ…第１平坦化膜、１１３Ｂ…第２平坦化膜、１１４…保護膜、１２…画素部、１２０…分離溝、１２８，１２８Ａ…シールド電極、１７…画素駆動線、１８…垂直信号線、２０…波長変換部材、３…撮像装置、４…表示装置、５…放射線撮像表示システム、５０…被写体、５１…放射線源、Ｈ１…開口部、Ｐ…単位画素。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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