專利名稱：放射線攝像裝置、放射線攝像顯示系統(tǒng)以及晶體管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適合于例如醫(yī)療用和非破壞檢查用的X射線照相術(shù)的放射線攝像裝置以及放射線攝像顯示系統(tǒng)，并且還涉及在這種放射線攝像裝置中使用的晶體管。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，對(duì)于獲取圖像以作為電信號(hào)的技術(shù)(采用了光電轉(zhuǎn)換的攝像技術(shù))而言， 已經(jīng)成為主流的是使用電荷稱合器件(Charge Coupled Device ；CCD)圖像傳感器或者互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體(Complementary Metal Oxide Semiconductor ；CM0S)圖像傳感器的技術(shù)。這些圖像傳感器中的攝像區(qū)域受到晶體基板(硅晶片)的尺寸的限制。然而，特別是在使用X射線進(jìn)行攝像的醫(yī)學(xué)領(lǐng)域等領(lǐng)域中，期望增大攝像區(qū)域，并且對(duì)移動(dòng)圖像性能的需求也日益提高。例如，對(duì)于人體用的胸部X射線機(jī)器而言，使用了下述的放射線攝像裝置這種裝置不借助射線照相膠片(radiographic film)的媒介作用而是基于放射線來(lái)獲得作為電信號(hào)的圖像。這就是所謂的間接轉(zhuǎn)換型放射線攝像裝置，在這種裝置中，在包含諸如光電二極管等光電轉(zhuǎn)換元件和薄膜晶體管(TFT)的電路板上設(shè)置有波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層。利用這樣的結(jié)構(gòu)， 進(jìn)入到該裝置中的放射線在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層中被轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)光，并且該可見(jiàn)光被光電轉(zhuǎn)換元件接收。通過(guò)包含TFT的上述電路來(lái)進(jìn)行對(duì)光電轉(zhuǎn)換元件的讀取，并且由此獲得電信號(hào)。此外，除了如上所述的使用了波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層的間接轉(zhuǎn)換型放射線攝像裝置之外，還有一種所謂的直接轉(zhuǎn)換型放射線攝像裝置，這種裝置設(shè)有直接將放射線轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的功能層(例如，由a-Se或Cd-Te制成的直接轉(zhuǎn)換層)。在這種直接轉(zhuǎn)換型放射線攝像裝置中， 允許放射線進(jìn)入到直接轉(zhuǎn)換層中，并且與入射量對(duì)應(yīng)的電荷被累積到設(shè)置于電路板中的電容器中，通過(guò)晶體管來(lái)讀取上述電荷，從而獲得基于進(jìn)入的放射線量的電信號(hào)。在這些放射線攝像裝置(間接轉(zhuǎn)換型放射線攝像裝置和直接轉(zhuǎn)換型放射線攝像裝置)中使用的晶體管例如具有柵極絕緣體，該柵極絕緣體位于柵極電極和形成溝道的半導(dǎo)體層之間，并且該柵極絕緣體被形成得包含氧化硅膜。這里，在使用氧化硅膜作為晶體管的柵極絕緣體的情況下(或者在使用包含氧化硅的層疊膜作為晶體管的柵極絕緣體的情況下)，當(dāng)放射線進(jìn)入這樣的柵極絕緣體時(shí)，該膜中的電子利用光電效應(yīng)、康普頓散射(Compton scattering)或電子對(duì)生成(electron pair production)等而被激發(fā)。已知的是，作為該激發(fā)的結(jié)果，正空穴在界面或缺陷處被捕獲而保留下來(lái)，并且由于該正電荷的充電，使得閾值電壓(Vth)向負(fù)側(cè)偏移(例如，參見(jiàn)日本專利申請(qǐng)公開(kāi)公報(bào)特開(kāi)第08-8426號(hào))。
另一方面，在如上所述的直接轉(zhuǎn)換型放射線攝像裝置中，上述晶體管被暴露在放射線下，并且易于發(fā)生就像上面所述的那種情況下因正空穴的充電而導(dǎo)致的閾值電壓的偏移。此外，即使在間接轉(zhuǎn)換型放射線攝像裝置中，進(jìn)入波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層的放射線的一部分會(huì)直接穿過(guò)該波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層(沒(méi)有被轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)光)。因此，可能會(huì)出現(xiàn)這樣的情況晶體管很大程度上被暴露在放射線下，并且閾值電壓發(fā)生了偏移。因此，為了減小閾值電壓的偏移而進(jìn)行了這樣的嘗試通過(guò)采用把要成為溝道的半導(dǎo)體層夾在一對(duì)柵極電極之間的結(jié)構(gòu)(即所謂的雙柵極結(jié)構(gòu))，來(lái)消除光電轉(zhuǎn)換元件中所產(chǎn)生的正空穴和電子的背溝道效應(yīng)(back channel effect)的影響(參見(jiàn)日本專利申請(qǐng)公開(kāi)公報(bào)第2004-265935號(hào))。然而，在如上所述的雙柵極結(jié)構(gòu)中，當(dāng)使用氧化硅膜作為柵極絕緣體時(shí)，閾值電壓的偏移量會(huì)隨著氧化硅膜的膜厚度而增大，這就使得難以保持可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是期望提供能夠抑制由于暴露于放射線下而導(dǎo)致的閾值電壓的偏移的晶體管、放射線攝像裝置和放射線攝像顯示系統(tǒng)。本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式提供了一種晶體管，所述晶體管包括在基板上依次設(shè)置的第一柵極電極、第一柵極絕緣體、半導(dǎo)體層、第二柵極絕緣體和第二柵極電極，所述第一柵極絕緣體和所述第二柵極絕緣體每一者均包括一層或多層含有氧的硅化合物膜，并且所述硅化合物膜的厚度總和為65nm以下。本發(fā)明另一實(shí)施方式提供了一種放射線攝像裝置，所述放射線攝像裝置包括像素部，所述像素部包括光電轉(zhuǎn)換元件和上述實(shí)施方式的晶體管，并且所述像素部基于放射線來(lái)獲取電信號(hào)。在上述各實(shí)施方式的晶體管和放射線攝像裝置中，在所述基板上依次設(shè)置有所述第一柵極電極、所述第一柵極絕緣體、所述半導(dǎo)體層、所述第二柵極絕緣體和所述第二柵極電極，所述第一柵極絕緣體和所述第二柵極絕緣體每一者均包括一層或多層含有氧的硅化合物膜。在這樣的第一柵極絕緣體和第二柵極絕緣體中，當(dāng)放射線進(jìn)入時(shí)，正空穴傾向于以使閾值電壓向負(fù)側(cè)偏移的方式進(jìn)行充電。當(dāng)所述含有氧的硅化合物膜的厚度總和為65nm 以下時(shí)，該偏移的量是微小的；但是在S值的變化等的影響下，當(dāng)所述硅化合物膜的厚度總和超過(guò)65nm時(shí),該偏移的量迅速增大。換言之，由于所述娃化合物膜的厚度總和為65nm以下，因此減小了閾值電壓的這種偏移。本發(fā)明又一實(shí)施方式提供了一種放射線攝像顯示系統(tǒng)，所述放射線攝像顯示系統(tǒng)包括基于放射線來(lái)獲取圖像的攝像裝置(上述實(shí)施方式的放射線攝像裝置)；以及顯示裝置，所述顯示裝置顯示由所述攝像裝置獲取的圖像。根據(jù)上述各實(shí)施方式中的晶體管、放射線攝像裝置和放射線攝像顯示系統(tǒng)，在所述基板上依次設(shè)置有所述第一柵極電極、所述第一柵極絕緣體、所述半導(dǎo)體層、所述第二柵極絕緣體和所述第二柵極電極，所述第一柵極絕緣體和所述第二柵極絕緣體每一者均包括一層或多層含有氧的硅化合物膜。在這樣的結(jié)構(gòu)中，通過(guò)將所述硅化合物膜的厚度總和設(shè)定為65nm以下,能夠抑制閾值電壓的偏移。應(yīng)當(dāng)理解的是，上面的總體說(shuō)明和下面的詳細(xì)說(shuō)明都是示例性的，并且旨在對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求中的技術(shù)方案提供進(jìn)一步的解釋。


隨附的附圖提供了對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，這些附圖被并入本說(shuō)明書(shū)中并且構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分。附示了各實(shí)施方式，并與說(shuō)明書(shū)一起用來(lái)解釋本發(fā)明的原理。
圖1是圖示了本發(fā)明實(shí)施方式的放射線攝像裝置的總體結(jié)構(gòu)的功能框圖。圖2是圖示了圖1中所示的像素部(間接轉(zhuǎn)換型)的截面結(jié)構(gòu)的示意圖。圖3是圖2中所示的光電轉(zhuǎn)換部中的像素驅(qū)動(dòng)電路(有源驅(qū)動(dòng)電路)的示例。圖4是圖示了圖3中所示的晶體管的截面結(jié)構(gòu)的示意圖。圖5是用于解釋在圖4中所示的晶體管的半導(dǎo)體層附近的層疊結(jié)構(gòu)的示意圖。圖6A至圖6C是按照工藝順序解釋圖4中所示的晶體管的制造方法的截面示意 圖。圖7A至圖7C是圖示了在圖6A至圖6C后面的工序的截面圖。圖8A和圖8B是圖示了在圖7A至圖7〔后面的エ序的截面圖。圖9是圖示了在圖8A和圖8B后面的エ序的截面圖。圖10是示出了圖3中所示的光電ニ極管的截面結(jié)構(gòu)的示意圖。圖11是用于解釋比較例的晶體管中正空穴的電荷量的示意圖。圖12是用于解釋由于放射線的照射而導(dǎo)致的晶體管特性劣化的特性圖。圖13是用于解釋圖5中所示的晶體管中正空穴的電荷量的示意圖。圖14是圖示了實(shí)施例1至實(shí)施例5以及比較例1至比較例3中的膜厚度條件的表。圖15是圖示了實(shí)施例1至實(shí)施例5以及比較例1至比較例3中的閾值電壓的偏 移量的特性圖。圖16是圖示了實(shí)施例1至實(shí)施例5以及比較例1至比較例3中的X射線照射量 與電流電壓特性之間的關(guān)系的特性圖。圖17圖示了實(shí)施例1至實(shí)施例5以及比較例1至比較例3的電流電壓特性中的 3值。圖18是變形例1的像素驅(qū)動(dòng)電路(無(wú)源驅(qū)動(dòng)電路)的示例。圖19是用于解釋變形例2的直接轉(zhuǎn)換型放射線攝像裝置的示意圖。圖20是圖示了應(yīng)用例的放射線攝像顯示系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將參照附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。順便提及地，將按照下面的順序進(jìn)行說(shuō)明。I.實(shí)施方式(間接轉(zhuǎn)換型放射線攝像裝置的示例，該間接轉(zhuǎn)換型放射線攝像裝置包含如下晶體管該晶體管中的柵極絕緣體中的氧化硅膜的厚度總和為65nm以下) 2.變形例I (像素驅(qū)動(dòng)電路是無(wú)源驅(qū)動(dòng)電路的示例)3.變形例2 (直接轉(zhuǎn)換型放射線攝像裝置的示例)4.應(yīng)用例(放射線攝像顯示系統(tǒng)的示例)
I.實(shí)施方式放射線攝像裝置的總體結(jié)構(gòu)圖I圖示了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的放射線攝像裝置(放射線攝像裝置I)的總體結(jié)構(gòu)。放射線攝像裝置I是所謂的間接轉(zhuǎn)換型平板探測(cè)器(Flat Panel Detector ；FPD), 其接收經(jīng)過(guò)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換之后的以α射線、β射線、Υ射線和X射線為代表的放射線，并且基于上述放射線來(lái)讀取圖像信息。該放射線攝像裝置I適合用作醫(yī)療用以及諸如行李檢查等其他非破壞檢查用的X射線攝像裝置。放射線攝像裝置I在基板11上設(shè)置有像素部12，并且在該像素部12的周圍設(shè)置有周邊電路(驅(qū)動(dòng)電路)，該周邊電路包括例如行掃描部13、水平選擇部14、列掃描部15和系統(tǒng)控制部16。像素部12是放射線攝像裝置I中的攝像區(qū)域。在該像素部12中，呈二維地布置有多個(gè)包含光電轉(zhuǎn)換部(稍后將要說(shuō)明的光電轉(zhuǎn)換層112)的單位像素12a(下文中可以簡(jiǎn)稱為“像素”)，上述光電轉(zhuǎn)換部生成具有與入射光量相對(duì)應(yīng)的電荷量的光電荷并將這些光電荷累積在該光電轉(zhuǎn)換部的內(nèi)部。對(duì)于單位像素12a而言,例如,為每個(gè)像素行設(shè)置有兩根配線(具體地，行選擇線和復(fù)位控制線)以作為像素驅(qū)動(dòng)線17。此外，在像素部12中，對(duì)于呈現(xiàn)為行和列的方式的像素陣列而言，像素驅(qū)動(dòng)線17 是沿著行方向(像素行中像素的布置方向)與每個(gè)像素行相對(duì)應(yīng)地布置著，而垂直信號(hào)線 18是沿著列方向(像素列中像素的布置方向)與每個(gè)像素列相對(duì)應(yīng)地布置著。像素驅(qū)動(dòng)線 17傳送用于從像素讀取信號(hào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在圖I中，像素驅(qū)動(dòng)線17被圖示為一條線，但是并不限于該一條線。各像素驅(qū)動(dòng)線17的一端連接至與行掃描部13的各行對(duì)應(yīng)的輸出端。 稍后將說(shuō)明該像素部12的結(jié)構(gòu)。行掃描部13是使用例如移位寄存器和地址解碼器等予以構(gòu)成的，并且例如是對(duì)像素部12中的各像素12a進(jìn)行逐行驅(qū)動(dòng)的像素驅(qū)動(dòng)部。通過(guò)各條垂直信號(hào)線18把從由行掃描部13進(jìn)行選擇并掃描的各像素行的各個(gè)單位像素輸出的信號(hào)提供給水平選擇部14。 水平選擇部14是使用與每條垂直信號(hào)線18相對(duì)應(yīng)地設(shè)置著的放大器和水平選擇開(kāi)關(guān)等予以構(gòu)成的。列掃描部15是使用例如移位寄存器和地址解碼器等予以構(gòu)成的，并對(duì)水平選擇部14的各水平選擇開(kāi)關(guān)依次進(jìn)行掃描和驅(qū)動(dòng)。通過(guò)該列掃描部15的選擇掃描，由各條垂直信號(hào)線18傳送來(lái)的各像素的信號(hào)依次被輸出至垂直信號(hào)線19，然后經(jīng)由垂直信號(hào)線19 而被傳送至基板11的外部。含有行掃描部13、水平選擇部14、列掃描部15和垂直信號(hào)線19的電路部分可以是直接形成在基板11上的電路，或者可以被布置在外部控制IC(集成電路)中。此外，這些電路部分可以被形成在通過(guò)電纜等予以連接的其他基板上。系統(tǒng)控制部16接收從基板11外部提供的時(shí)鐘以及用于指示操作模式的數(shù)據(jù)等， 并且輸出諸如放射線攝像裝置I的內(nèi)部信息等數(shù)據(jù)。此外，系統(tǒng)控制部16具有用于生成各種時(shí)序信號(hào)的時(shí)序發(fā)生器，并且基于由該時(shí)序發(fā)生器生成的各種時(shí)序信號(hào)對(duì)諸如行掃描部 13、水平選擇部14和列掃描部15等周邊電路的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制。像素部12的具體結(jié)構(gòu)圖2圖示了像素部12的截面結(jié)構(gòu)。像素部12在基板11上設(shè)置有光電轉(zhuǎn)換層112，該光電轉(zhuǎn)換層112包括稍后將要說(shuō)明的光電二極管IllA和晶體管111B。在該光電轉(zhuǎn)換層 112上例如設(shè)置有平坦化膜113。需要注意的是，在平坦化膜113上可以設(shè)置有保護(hù)膜(未圖示)，或者可以將平坦化膜113兼用作保護(hù)膜。在平坦化膜113上，布置有閃爍體層114(波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層)，并且在該閃爍體層114上覆蓋有保護(hù)膜115。下面將說(shuō)明像素部12的主要部分的具體結(jié)構(gòu)。光電轉(zhuǎn)換層112中的像素電路結(jié)構(gòu)圖3是光電轉(zhuǎn)換層112中的單位像素12a的電路結(jié)構(gòu)的示例。單位像素12a包括光電二極管111A(光電轉(zhuǎn)換元件)以及晶體管Trl、Tr2和Tr3 (相當(dāng)于稍后將要說(shuō)明的晶體管111B)，還包括上述垂直信號(hào)線18以及用作像素驅(qū)動(dòng)線17的行選擇線171和復(fù)位控制線 171。光電二極管IllA例如是PIN(Positive Intrinsic Negative Diode ;正-本征-負(fù)二極管)光電二極管，并且該光電二極管IllA的感光范圍例如是可見(jiàn)范圍(受光波長(zhǎng)帶域是可見(jiàn)范圍)。當(dāng)向陰極(端子133)施加基準(zhǔn)電位Vxref時(shí)，該光電二極管IllA生成具有與入射光量(所接收到的光量)相對(duì)應(yīng)的電荷量的信號(hào)電荷。光電二極管IllA的陽(yáng)極與存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)N相連接。在存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)N處設(shè)置有電容元件136，并且在光電二極管IllA處生成的信號(hào)電荷被累積到存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)N處。需要注意的是，光電二極管IllA也可以被設(shè)置成連接在存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)N與地(GND)之間。稍后將說(shuō)明該光電二極管的截面結(jié)構(gòu)。晶體管Trl、Tr2和Tr3每一者例如是N溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管，并且形成溝道的半導(dǎo)體層(稍后將要說(shuō)明的半導(dǎo)體層126)例如是使用諸如非晶硅、微晶硅或多晶硅等硅系半導(dǎo)體來(lái)予以構(gòu)成的，或者優(yōu)選是使用低溫多晶硅來(lái)予以構(gòu)成的。可供選擇地，該半導(dǎo)體層可以是使用諸如銦鎵鋅氧化物(InGaZnO)或者氧化鋅(ZnO)等氧化物半導(dǎo)體來(lái)予以構(gòu)成的。晶體管Trl是復(fù)位晶體管，它連接在存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)N與被施加有基準(zhǔn)電位Vref的端子 137之間。該晶體管Trl響應(yīng)于復(fù)位信號(hào)Vrst而導(dǎo)通，由此將存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)N的電位復(fù)位至基準(zhǔn)電位Vref。晶體管Tr2是讀出晶體管，并且具有與存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)N相連接的柵極以及與電源 VDD相連接的端子134(漏極)。該晶體管Tr2在柵極處接收由光電二極管IllA生成的信號(hào)電荷，并輸出與所接收到的信號(hào)電荷相對(duì)應(yīng)的信號(hào)電壓。晶體管Tr3是行選擇晶體管，它連接在晶體管Tr2的源極與垂直信號(hào)線18之間，并且響應(yīng)于行掃描信號(hào)Vread而導(dǎo)通，由此把從晶體管Tr2輸出的信號(hào)輸出至垂直信號(hào)線18。該晶體管Tr3也可被配置成連接在晶體管Tr2的漏極與電源VDD之間。下面將說(shuō)明這些晶體管(下文中統(tǒng)稱為晶體管111B)的截面結(jié)構(gòu)。晶體管IllB的截面結(jié)構(gòu)圖4是晶體管IllB的截面結(jié)構(gòu)的示例，并且相當(dāng)于光電轉(zhuǎn)換層112的截面結(jié)構(gòu)的一部分。圖5示意性地圖示了在圖4中的半導(dǎo)體層126附近的部分的層疊結(jié)構(gòu)。晶體管IllB具有所謂的雙柵極結(jié)構(gòu)，在該雙柵極結(jié)構(gòu)中，設(shè)置有兩個(gè)柵極電極且它們將半導(dǎo)體層126夾在中間。具體地，晶體管IllB在基板11上設(shè)有第一柵極電極120A 和被形成得覆蓋著該第一柵極電極120A的第一柵極絕緣體129。在第一柵極絕緣體129上， 設(shè)置有包含溝道層126a、輕摻雜漏極(LDD)層126b和N+層126c的半導(dǎo)體層126。第二柵極絕緣體130被形成得覆蓋著該半導(dǎo)體層126，并且在該第二柵極絕緣體130上的與第一柵極電極120A相面對(duì)的區(qū)域中布置有第二柵極電極120B。
在第二柵極電極120B上，形成有第一層間絕緣體131，并且將源極漏極電極128形成得填充在形成于該第一層間絕緣體131中的接觸孔Hl內(nèi)。在第一層間絕緣體131及源極漏極電極128上形成有第二層間絕緣體132。下面將說(shuō)明晶體管IllB中的主要部分的具體結(jié)構(gòu)。第一柵極電極120A和第二柵極電極120B每一者例如是由Ti、Al、Mo、W和Cr等中的任意元素制成的單層膜，或者是由上述元素制成的層疊膜。這樣的第一柵極電極120A 和第二柵極電極120B被布置成相互面對(duì)著，并且將如上所述的第一柵極絕緣體129、半導(dǎo)體層126和第二柵極絕緣體130夾在二者中間。第一柵極電極120A和第二柵極電極120B 每一者的厚度例如是30nm 150nm,并且例如第一柵極電極120A的厚度為65nm而第二柵極電極120B的厚度為90nm。第一柵極絕緣體129和第二柵極絕緣體130每一者是由諸如氧化硅(SiO2)膜或氧氮化硅(SiON)膜等含有氧的硅化合物膜制成的單層膜，或者是包括這種含有氧的硅化合物膜和氮化硅(SiNx)膜的層疊膜。這里，如圖5所示，第一柵極絕緣體129是從基板11側(cè)依次層疊氮化硅膜129A和氧化硅膜129B而構(gòu)成的膜，第二柵極絕緣體130是從基板11側(cè)依次層疊氧化硅膜130A、氮化硅膜130B和氧化硅膜130C而構(gòu)成的膜。以這樣的方式，在半導(dǎo)體層126附近，氧化硅膜129B和氧化硅膜130A被設(shè)置成將半導(dǎo)體層126夾在中間。這就防止了由于半導(dǎo)體層126受到界面態(tài)的影響而使閾值電壓發(fā)生偏移。以這樣的方式，第一柵極絕緣體129和第二柵極絕緣體130每一者中包含有氧化硅膜(129B、130A、130C)，但是在本實(shí)施方式中，這些氧化硅膜129BU30A和130C的膜厚度的總和為65nm以下。然而，氧化硅膜129B、130A和130C的膜厚度的大小關(guān)系(膜厚度的組合)是任選的(詳見(jiàn)稍后說(shuō)明的實(shí)施例)。此外，第一柵極絕緣體129和第二柵極絕緣體130每一者中所包含的氧化硅膜的數(shù)量(層的數(shù)量)可以是一層或多于一層。另外，例如當(dāng)在上述含有氧的硅化合物膜中設(shè)置有氧氮化硅膜時(shí)，可將涵蓋了該氧氮化硅膜的膜厚度在內(nèi)的總和設(shè)定為65nm以下。另外，在第一柵極絕緣體129和第二柵極絕緣體130中，除了含有氧化硅膜129B、 130A和130C之外還有一些層(氮化硅膜129A和130B)，但是上述膜厚度的設(shè)定與這些氮化硅膜129A和130B的膜厚度及層數(shù)無(wú)關(guān)。然而，形成于第一柵極電極120A與第二柵極電極 120B之間的電容器是由層疊在第一柵極電極120A與第二柵極電極120B之間的絕緣膜的材料或膜厚度來(lái)確定的，因此將氧化硅膜129BU30A和130C以及氮化硅膜129A和130B每一者的膜厚度設(shè)定成使得能夠形成所需的電容器。換言之，在氧化硅膜129BU30A和130C的膜厚度總和被設(shè)定為65nm以下的結(jié)構(gòu)中，可以將氮化娃膜129A和130B每一者的膜厚度設(shè)定成使得能夠形成所需的位于第一柵極電極120A與第二柵極電極120B之間的電容器。半導(dǎo)體層126例如是由多晶硅、低溫多晶硅、微晶硅或非晶硅等制成的，并且優(yōu)選是由低溫多晶硅制成的?？晒┻x擇地，半導(dǎo)體層126可以由諸如銦鎵鋅氧化物(IGZO)等氧化物半導(dǎo)體制成。在該半導(dǎo)體層126中，出于減小漏電流的目的，將LDD層126b形成在溝道層126a與N+層126c之間。源極漏極電極128是由Ti、Al、Mo、W或Cr等制成的單層膜， 或者是由上述元素制成的層疊膜，并且源極漏極電極128與用于信號(hào)讀取的布線相連接。第一層間絕緣體131和第二層間絕緣體132每一者是使用例如選自氧化硅膜、氧氮化硅膜和氮化硅膜中的單層膜來(lái)構(gòu)成的，或者是使用它們的層疊膜來(lái)構(gòu)成的。這里，第一層間絕緣體131是從基板11側(cè)依次層疊氧化硅膜131a和氮化硅膜131b而構(gòu)成的膜，而第二層間絕緣體132是氧化硅膜。晶體管IllB的制造方法例如，可以按照下面的方式來(lái)制造如上所述的晶體管111B。圖6A至圖9是按照工藝順序解釋晶體管IllB的制造方法的截面圖。首先，如圖6A所示，在基板11上形成第一柵極電極120A。具體地，通過(guò)例如濺射法在基板11上形成諸如Mo等高熔點(diǎn)金屬的膜，隨后通過(guò)使用例如光刻法將該膜圖形化得就像島一樣(島狀)。接著，如圖6B所示，形成第一柵極絕緣體129。具體地，以覆蓋基板11上的第一柵極電極120A的方式，通過(guò)例如CVD法按順序依次形成分別具有預(yù)定厚度的氮化硅膜129A 和氧化硅膜129B。接著，在所形成的第一柵極絕緣體129上，例如，通過(guò)CVD法來(lái)形成將要成為半導(dǎo)體層126的非晶硅層(α -Si層)1260。隨后，如圖6C所示，使所形成的α-Si層1260成為多晶態(tài)，由此形成半導(dǎo)體層 126。具體地，首先，例如在400°C 450°C的溫度下對(duì)α-Si層1260進(jìn)行脫氫處理(退火)， 從而使氫含量變?yōu)?%以下。接著，借助于例如準(zhǔn)分子激光器(excimer laser ;ELA),通過(guò)例如波長(zhǎng)為308nm的激光束的照射，使α -Si層1260變?yōu)槎嗑B(tài)。然后，通過(guò)摻雜例如硼來(lái)調(diào)整閾值電壓，從而形成半導(dǎo)體層126。接著，如圖7Α所示，在多晶半導(dǎo)體層126的預(yù)定區(qū)域中，通過(guò)離子注入來(lái)分別形成 LDD 層 126b 和 N.層 126c。隨后，如圖7B所示，形成第二柵極絕緣體130。具體地，以覆蓋半導(dǎo)體層126的方式，通過(guò)例如CVD法按順序依次形成分別具有預(yù)定膜厚度的氧化硅膜130A、氮化硅膜130B 和氧化硅膜130C。需要注意的是，各膜的膜厚度是這樣設(shè)定的氧化硅膜130A和氧化硅膜 130C以及上述第一柵極絕緣體129中的氧化硅膜129B的膜厚度總和為65nm以下。順便提及地，在形成該第二柵極絕緣體130之后，雖然未圖示，但形成了用于將上述第一柵極電極 120A電連接至在稍后工序中將要形成的第二柵極電極120B的接觸孔。接著，如圖7C所示，在第二柵極絕緣體130上形成第二柵極電極120B。具體地，通過(guò)例如濺射法在第二柵極絕緣體130上形成諸如Mo等高熔點(diǎn)金屬的膜，然后通過(guò)使用光刻法將該膜圖形化得就像島一樣的形狀。隨后，如圖8A所示，通過(guò)例如CVD法按順序依次形成氧化硅膜131a和氮化硅膜 131b，從而形成了第一層間絕緣體131。接著，如圖8B所示，通過(guò)例如干式蝕刻法，形成從已形成的第一層間絕緣體131和第二柵極絕緣體130中穿透的接觸孔Hl。隨后，如圖9所示，通過(guò)例如濺射法來(lái)沉積源極漏極電極128以填充接觸孔H1，并將該源極漏極電極128圖形化為具有預(yù)定的形狀。最后，在該源極漏極電極128及第一層間絕緣體131上，通過(guò)例如CVD法形成氧化硅膜作為第二層間絕緣體132，從而完成了圖4 中所示的晶體管111B。光電二極管IllA的截面結(jié)構(gòu)圖10是光電二極管IllA的截面結(jié)構(gòu)的示例，并且圖10相當(dāng)于圖2中所示的光電轉(zhuǎn)換層112的一部分。該光電二極管11IA被布置在具有上述晶體管IllB的基板11上。光電二極管IllA的層疊結(jié)構(gòu)的一部分與晶體管IllB是共用的，并通過(guò)同一成膜工序予以形成。下面將說(shuō)明光電二極管IllA的具體結(jié)構(gòu)。光電二極管11IA在基板11上的所選區(qū)域中具有P型半導(dǎo)體層122，且基板11與該P(yáng)型半導(dǎo)體層122之間設(shè)有柵極絕緣體121a。在基板11上(具體地，在柵極絕緣體121a 上)，設(shè)置有第一層間絕緣體121b，該第一層間絕緣體121b具有與P型半導(dǎo)體層122相面對(duì)的接觸孔H2。在位于第一層間絕緣體121b的接觸孔H2中的P型半導(dǎo)體層122上，設(shè)置有i型半導(dǎo)體層123，并且在該i型半導(dǎo)體層123上形成有η型半導(dǎo)體層124。在η型半導(dǎo)體層124上設(shè)置有具有接觸孔Η3的第二層間絕緣體121c，并且η型半導(dǎo)體層124和上部電極125利用接觸孔Η3而被連接起來(lái)。這里需要注意的是，所例舉的是將P型半導(dǎo)體層122設(shè)置在基板側(cè)(下側(cè))而將η 型半導(dǎo)體層124設(shè)置在上側(cè)的示例。然而，也可以采用相反的結(jié)構(gòu)，即，將η型設(shè)置在下側(cè) (基板側(cè))而將P型設(shè)置在上側(cè)的結(jié)構(gòu)。此外，柵極絕緣體121a、第一層間絕緣體121b和第二層間絕緣體121c中的一部分或全部具有與晶體管IllB中的第一柵極絕緣體129、第二柵極絕緣體130和第一層間絕緣體131各自的層結(jié)構(gòu)相同的層結(jié)構(gòu)?？梢酝ㄟ^(guò)與晶體管 IllB的成膜工藝為同一工藝的成膜工藝來(lái)形成該光電二極管111A。P型半導(dǎo)體層122是P+區(qū)域,在該P(yáng)+區(qū)域中，例如,在多晶娃(polycrystalline silicon或polysilicon)中摻雜有硼(B)等，并且該p型半導(dǎo)體層122的厚度例如為 40nm 50nm。該P(yáng)型半導(dǎo)體層122例如還兼作讀取信號(hào)電荷用的下部電極(陽(yáng)極)，并且與上述存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)N(圖3)相連接(或者，P型半導(dǎo)體層122成為存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)N，并且允許對(duì)電荷進(jìn)行累積)。i型半導(dǎo)體層123是呈現(xiàn)出在P型與η型之間的中間導(dǎo)電性的半導(dǎo)體層(例如非摻雜的本征半導(dǎo)體層)，并且例如是由非結(jié)晶硅(非晶硅)制成的。i型半導(dǎo)體層123的厚度例如為400nm lOOOnm，但是該厚度越大，感光性就可能越高。η型半導(dǎo)體層124例如是由非結(jié)晶硅(非晶硅)制成的，并且形成了 η+區(qū)域。該η型半導(dǎo)體層124的厚度例如是 IOnm 50nmo上部電極125(陰極)是用來(lái)提供光電轉(zhuǎn)換用的基準(zhǔn)電位的電極，并且例如是使用諸如ITO(銦錫氧化物)等透明導(dǎo)電膜來(lái)予以構(gòu)成的。該上部電極125與向該上部電極125 提供電壓的電源線127相連接。電源線127是由諸如Ti、Al、Mo、W或Cr等電阻低于上部電極125的材料制成的。平坦化膜113平坦化膜113被形成得用于使基板11上的形成有上述光電二極管IllA和晶體管 IllB (光電轉(zhuǎn)換層112)的那一部分平坦化，并且平坦化膜113是使用有機(jī)膜構(gòu)成的。閃爍體層114閃爍體層114進(jìn)行波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換，使放射線轉(zhuǎn)換為光電二極管IllA的感光范圍內(nèi)的光。在該閃爍體層114中，例如使用了將X射線轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)光的熒光物質(zhì)。作為這樣的熒光物質(zhì)，例如是添加有鉈(Tl)的碘化銫(CsI);添加有鋱(Tb)的二氧硫化二釓(Gd2O2S)； 或者BaFX (X為Cl、Br或I等)，等等。閃爍體層114的厚度優(yōu)選為100 μ m 600 μ m，并且例如為600μπι。通過(guò)使用例如真空沉積法，可以在平坦化膜113上形成這樣的閃爍體層114。保護(hù)膜115保護(hù)膜115例如是由聚一氯對(duì)二甲苯(parylene C)制成的有機(jī)膜。像上面所述那樣的用于閃爍體層114的熒光物質(zhì)材料(特別是CsI)容易因水而劣化。因此，優(yōu)選在閃爍體層114上設(shè)置保護(hù)膜115作為阻水層。作用和效果將參照?qǐng)DI至圖5以及圖10至圖13來(lái)說(shuō)明本實(shí)施方式的作用和效果。在放射線攝像裝置I中，從照射源(未圖示)發(fā)出放射線(例如，X射線)，獲取已經(jīng)透過(guò)物體(被檢測(cè)體)的該放射線，并且在經(jīng)過(guò)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換之后對(duì)該放射線進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，從而獲得上述物體的圖像作為電信號(hào)。具體地，進(jìn)入放射線攝像裝置I的放射線首先在設(shè)置于像素部12 上的閃爍體層114中被轉(zhuǎn)換成光電二極管IllA的感光范圍(這里為可視范圍)內(nèi)的波長(zhǎng)。 隨后，上述經(jīng)過(guò)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換之后的光離開(kāi)閃爍體層114，透過(guò)平坦化膜113，然后進(jìn)入光電轉(zhuǎn)換層112。在光電轉(zhuǎn)換層112中，當(dāng)從電源線(未圖示)通過(guò)上部電極125向光電二極管11IA 施加預(yù)定電位時(shí)，從上部電極125側(cè)進(jìn)入的光被轉(zhuǎn)換成具有與所接收到的光量相對(duì)應(yīng)的電荷量的信號(hào)電荷(實(shí)施了光電轉(zhuǎn)換)。通過(guò)這樣的光電轉(zhuǎn)換而生成的信號(hào)電荷從P型半導(dǎo)體層122側(cè)被獲取而作為光電流。具體地，在光電二極管IllA中經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換而生成的電荷被累積層(P型半導(dǎo)體層122、存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)N)收集起來(lái)，并作為電流從該累積層中被讀取出來(lái)，并且被施加至晶體管 Tr2(讀出晶體管)的柵極。晶體管Tr2輸出與該信號(hào)電荷相對(duì)應(yīng)的信號(hào)電壓。當(dāng)晶體管 Tr3響應(yīng)于行掃描信號(hào)Vread而被導(dǎo)通時(shí),從晶體管Tr2輸出過(guò)來(lái)的信號(hào)就被輸出至垂直信號(hào)線18 (被讀出)。所讀出的信號(hào)通過(guò)與各像素列相對(duì)應(yīng)的垂直信號(hào)線18而被輸出至水平選擇部14。在本實(shí)施方式中，以上述方式，通過(guò)對(duì)入射的放射線(X射線)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換和光電轉(zhuǎn)換，獲得了電信號(hào)(所拍攝到的圖像數(shù)據(jù))。然而，另一方面，也有未經(jīng)過(guò)閃爍體層114中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換而透過(guò)閃爍體層114的光。當(dāng)這樣的放射線進(jìn)入光電轉(zhuǎn)換層112時(shí)，特別是在晶體管IllB中就會(huì)發(fā)生下面的故障。換言之，晶體管IllB包含第一柵極絕緣體129中的氧化硅膜和第二柵極絕緣體130中的氧化硅膜，但是在包含這樣的含氧膜的情況下，當(dāng)放射線進(jìn)入上述膜中時(shí)，利用光電效應(yīng)、康普頓散射或電子對(duì)生成而使該膜中的電子被激發(fā)。 結(jié)果，正空穴在界面或缺陷處被捕獲從而保留下來(lái)(發(fā)生充電)，而由于這樣的“正”充電， 閾值電壓(Vth)向負(fù)側(cè)偏移。比較例這里，圖11圖示了本實(shí)施方式的比較例中的晶體管(晶體管100)的截面結(jié)構(gòu)。 晶體管100包括在基板101上依次設(shè)置的柵極電極102、柵極絕緣體103、包含溝道層104a 的半導(dǎo)體層104、以及第一層間絕緣體105。第一層間絕緣體105具有接觸孔，并且源極漏極電極106通過(guò)該接觸孔與半導(dǎo)體層104相連接。在源極漏極電極106及第一層間絕緣體 105上，形成有第二層間絕緣體107。在這樣的結(jié)構(gòu)中，柵極絕緣體103是從基板101側(cè)依次層疊氮化硅膜103A和氧化硅膜103B而形成的膜。第一層間絕緣體105是從基板101側(cè)依次層疊氧化娃膜105A、氮化娃膜105B和氧化娃膜105C而形成的膜。
換言之，在該比較例的晶體管100(其是所謂的底柵極結(jié)構(gòu)而不是本實(shí)施方式中的雙柵極結(jié)構(gòu))中，通過(guò)一個(gè)柵極電極102來(lái)施加?xùn)艠O電壓。在這樣的結(jié)構(gòu)中，正空穴在氧化硅層103BU05A和105C的寬廣區(qū)域中進(jìn)行充電(電荷量很大)，這對(duì)溝道層104a的影響很大。因此，閾值電壓在很大程度上向負(fù)側(cè)偏移。圖12圖示了當(dāng)使用低溫多晶硅的晶體管被放射線照射時(shí)，漏極電流與柵極電壓的關(guān)系(電流電壓特性)。如圖所示，可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)發(fā)出放射線時(shí)，閾值電壓向負(fù)側(cè)偏移，并且閾值電壓的偏移量隨著照射量的增大(像0Gy、46Gy、397Gy和639Gy那樣)而變大。此外，顯然，當(dāng)照射量增大(397Gy、639Gy)時(shí)，S(亞閾值擺幅；subthreshold swing)值劣化。 另外，偏移量的這種增大導(dǎo)致了導(dǎo)通狀態(tài)電流和斷開(kāi)狀態(tài)電流的變化。例如，斷開(kāi)狀態(tài)電流可能增大從而導(dǎo)致電流泄漏，導(dǎo)通狀態(tài)電流可能減小從而導(dǎo)致無(wú)法讀出，或者可能出現(xiàn)類似的問(wèn)題，因此難以保持晶體管的可靠性。相反地，在本實(shí)施方式中，設(shè)置了雙柵極結(jié)構(gòu)，并且實(shí)現(xiàn)了這樣的設(shè)計(jì)在把半導(dǎo)體層126夾在中間的第一柵極絕緣體129和第二柵極絕緣體130中，氧化硅膜的膜厚度總和為65nm以下。因此，氧化硅膜的膜厚度是最優(yōu)化的，并且例如如圖13所示當(dāng)X射線入射時(shí)，會(huì)影響溝道層126a的區(qū)域落入在第一柵極電極120A與第二柵極電極120B之間的狹小范圍內(nèi)。于是，減少了正空穴的電荷量，并且抑制了閾值電壓的偏移。需要注意的是，大約 65nm的膜厚度是偏移量變化的拐點(diǎn)，但是這在很大程度上也受到如下事實(shí)的影響S值隨著膜厚度的增大而劣化(增大)。如上所述，在本實(shí)施方式中，晶體管IllB具有在基板11上依次設(shè)置的第一柵極電極120A、第一柵極絕緣體129、半導(dǎo)體層126、第二柵極絕緣體130和第二柵極電極120B，并且實(shí)現(xiàn)了這樣的設(shè)計(jì)第一柵極絕緣體129和第二柵極絕緣體130中的各SiO2膜的膜厚度總和(合計(jì)值)為65nm以下。通過(guò)對(duì)SiO2膜的膜厚度的這種最優(yōu)化，有效地減小了正空穴的電荷量，并且能夠抑制由于暴露于放射線下而導(dǎo)致的閾值電壓的偏移。實(shí)施例這里，作為各實(shí)施例，在圖4所示的晶體管結(jié)構(gòu)中，改變了第一柵極絕緣體129和第二柵極絕緣體130中各層的膜厚度，然后測(cè)量閾值電壓的偏移量(AVth)。具體地，如圖 14所示，作為實(shí)施例I至實(shí)施例5，在SiO2膜的膜厚度總和(SiO2合計(jì)值)分別為10nm、 40nm、55nm、55nm和65nm的各個(gè)情況下對(duì)閾值電壓進(jìn)行了測(cè)量。具體地，在實(shí)施例I中，第一柵極絕緣體129中的SiO2膜129B為5nm ;在第二柵極絕緣體130中，SiO2膜130A為5nm并且SiO2膜130C為Onm0在實(shí)施例2中，SiO2膜129B、 SiO2膜130A和SiO2膜130C分別為35nm、5nm和Onm0在實(shí)施例3和實(shí)施例4每一者中， SiO2膜的膜厚度總和都為55nm，但是改變了各膜的含量并進(jìn)行測(cè)量。在實(shí)施例3中，SiO2 膜129B、SiO2膜130A和SiO2膜130C分別為5nm、30nm和20nm ;而在實(shí)施例4中，SiO2膜 129B,Si02H 130A 和 SiO2 膜 130C 分別為 35nm、20nm 和 Onm0 在實(shí)施例 5 中，SiO2 膜 129B、 SiO2 膜 130A 和 SiO2 膜 130C 分別為 5nm、40nm 和 20nm。應(yīng)當(dāng)注意的是，使用膜厚度為65nm的Mo作為第一柵極電極120A，使用膜厚度為 90nm或120nm的Mo作為第二柵極電極120B，并且使用膜厚度為43nm的低溫多晶硅(p_Si) 作為溝道層126a。此外，在上述測(cè)量的情況下，將管壓設(shè)定為140kV，并將X射線照射量設(shè)定為180Gy。作為閾值電壓的偏移量AVth，以X射線照射量為OGy的情況為參照，列出了當(dāng)漏極電流Ids㈧為1E-10A時(shí)柵極電壓Vg(V)向負(fù)側(cè)的變化量。此外，作為相對(duì)于上述實(shí)施例I 實(shí)施例5的比較例(比較例I 比較例3)，除了膜厚度之外(各個(gè)比較例情況中SiO2膜的膜厚度的總和分別為70nm、85nm和95nm之外) 在相同的條件下測(cè)量閾值電壓。在比較例I中，SiO2膜129B、SiO2膜130A和SiO2膜130C 分別為 35nm、20nm 和 15nm。此外，在比較例 2 中，SiO2 膜 129B,Si02II 130A 和 SiO2 膜 130C 分別為35nm、30nm和20nm,而在比較例3中，SiO2膜129B、SiO2膜130A和SiO2膜130C分別為 35nm、40nm 和 20nm。結(jié)果，在SiO2膜的膜厚度總和全都為65nm以下的實(shí)施例I 實(shí)施例5中，閾值電壓的偏移量AVth分別為I. 07,1. 20,1. 41,1. 41和I. 34。另一方面，在比較例I 比較例 3中，偏移量Λ Vth分別為1.49、2. 74和2. 88。圖15圖示了膜厚度總和與偏移量Λ Vth之間的關(guān)系。如圖15所示，可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)于65nm以下的總膜厚度而言，偏移量AVth相對(duì)較小， 并且即使隨著該總膜厚度的增大，偏移量AVth也不會(huì)發(fā)生很大變化。然而，當(dāng)總膜厚度超過(guò)65nm時(shí)，偏移量AVth突然增大。根據(jù)此結(jié)果顯然可知，在作為拐點(diǎn)(邊界)P的總膜厚度65nm處，閾值電壓開(kāi)始發(fā)生明顯變化。換言之，找到了柵極絕緣體中最佳的SiO2總膜厚度的范圍，并且通過(guò)滿足該膜厚度范圍就能夠有效地抑制閾值電壓的偏移。需要注意的是，只要上述SiO2膜1298、5丨02膜130A和SiO2膜130C的膜厚度總和為65nm以下，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)閾值電壓偏移的抑制，而與各個(gè)膜的細(xì)分情形(比例)沒(méi)有關(guān)系。這是因?yàn)?，閾值電壓偏移是由于柵極絕緣體中所設(shè)置的全部SiO2膜的總的正空穴電荷數(shù)而發(fā)生的。另外，從實(shí)施例3和實(shí)施例4的結(jié)果(即當(dāng)總膜厚度相同(55nm)時(shí)，即使改變各SiO2膜的細(xì)分情形，偏移量也是相同的(1.41))來(lái)看，這也是顯而易見(jiàn)的。此外，圖16圖示了在上述實(shí)施例I 實(shí)施例5以及比較例I 比較例3每一者中的電流電壓特性(X射線照射量180Gy)。需要注意的是，還示出了 OGy (無(wú)X射線照射)作為初始值的情況。圖17圖示了如下曲線圖該曲線圖中，繪出了上述實(shí)施例I 實(shí)施例5 以及比較例I 比較例3每一者中的S值(這里，漏極電流為1E-10A時(shí)的柵極電壓Vg與漏極電流為1E-9A時(shí)的柵極電壓Vg的差分)。如圖16和圖17所示，可以發(fā)現(xiàn)，在膜厚度全都為65nm以下的各實(shí)施例I 實(shí)施例5中，S值的劣化與比較例I 比較例3相比有所減小。膜厚度為65nm之前和之后的S值的這種變化也會(huì)在很大程度上影響上述閾值電壓偏移的拐點(diǎn)P的形成。2.變形例I上述實(shí)施方式已經(jīng)說(shuō)明了像素的驅(qū)動(dòng)電路是通過(guò)使用有源驅(qū)動(dòng)電路來(lái)予以構(gòu)成的示例，但是該驅(qū)動(dòng)電路也可以是圖18所示的無(wú)源驅(qū)動(dòng)電路。需要注意的是，與上述實(shí)施方式中的那些元件相同的元件將使用相同的附圖標(biāo)記，并將省略說(shuō)明。在本變形例中，單位像素12b被配置成包括光電二極管111A、電容元件138和晶體管Tr (相當(dāng)于讀取用晶體管Tr3)。晶體管Tr被連接在存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)N與垂直信號(hào)線18之間，并且在響應(yīng)于行掃描信號(hào) Vread而被導(dǎo)通時(shí)，把基于光電二極管IllA中所接收到的光量而累積在存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)N處的信號(hào)電荷輸出至垂直信號(hào)線18。以這樣的方式，像素的驅(qū)動(dòng)方式不限于上述實(shí)施方式的有源驅(qū)動(dòng)方式，并且也可以是本變形例中的無(wú)源驅(qū)動(dòng)方式。3.變形例2
在上述實(shí)施方式中，已經(jīng)采用了在像素部12上設(shè)置有閃爍體層114的間接轉(zhuǎn)換型FPD來(lái)作為放射線攝像裝置的示例，但是該實(shí)施方式的放射線攝像裝置也適用于直接轉(zhuǎn)換型FPD。換言之，可以不設(shè)置用于進(jìn)行波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換從而將放射線轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)光的閃爍體層 114(以及保護(hù)膜115)，并且像素部12可以具有將放射線直接轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的功能。圖19 圖示了這樣的像素部12的示例(這里，所采用的示例是使用了變形例I中所述的無(wú)源驅(qū)動(dòng)電路的像素部)。在本變形例中，像素部12包括光電轉(zhuǎn)換元件111C、電容元件141和晶體管Tr (相當(dāng)于讀取用晶體管Tr3)，并且在光電轉(zhuǎn)換元件IllC中進(jìn)行將放射線轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的操作。光電轉(zhuǎn)換元件IllC例如具有位于上部電極139A與像素電極139B之間的直接轉(zhuǎn)換層140，并且該直接轉(zhuǎn)換層140是使用例如非晶硒半導(dǎo)體(a-Se)或鎘碲半導(dǎo)體(CdTe) 來(lái)予以構(gòu)成的。在這種直接轉(zhuǎn)換型FPD中，像上述實(shí)施方式那樣，也可以通過(guò)在晶體管中采用雙柵極結(jié)構(gòu)并將柵極絕緣體中的SiO2膜的厚度總和設(shè)為65nm以下來(lái)減少正空穴的電荷量， 從而抑制閾值電壓的偏移。因此，可以獲得與上述實(shí)施方式的效果相同的效果。特別地，在本變形例中，與上述實(shí)施方式不同的是，允許放射線直接進(jìn)入像素部12，因此相比于上述實(shí)施方式而言，晶體管更容易暴露于放射線下。所以，在本變形例的直接轉(zhuǎn)換型放射線攝像裝置中，對(duì)于如上所述因暴露于放射線下而導(dǎo)致的閾值電壓偏移的抑制效果是特別有效的。4.應(yīng)用例在上述實(shí)施方式以及變形例I和變形例2每一者中說(shuō)明的放射線攝像裝置I例如適用于圖20所示的放射線攝像顯示系統(tǒng)2。放射線攝像顯示系統(tǒng)2包括放射線攝像裝置 I、圖像處理單元25和顯示單元28。利用這樣的結(jié)構(gòu)，在放射線攝像顯示系統(tǒng)2中，放射線攝像裝置I基于從X射線源26向物體27發(fā)出的放射線來(lái)獲取物體27的圖像數(shù)據(jù)Dout，并且將該圖像數(shù)據(jù)Dout輸出至圖像處理單元25。圖像處理單元25對(duì)輸入進(jìn)來(lái)的該圖像數(shù)據(jù) Dout進(jìn)行預(yù)定的圖像處理，并把經(jīng)過(guò)圖像處理之后的圖像數(shù)據(jù)(顯示數(shù)據(jù)Dl)輸出至顯示單元28。顯示單元28具有監(jiān)控屏28a，并且把基于從圖像處理單元25輸入的顯示數(shù)據(jù)Dl 的圖像顯示在該監(jiān)控屏28a上。以這樣的方式，在放射線攝像顯示系統(tǒng)2中，放射線攝像裝置I可以獲得物體27 的圖像作為電信號(hào)，且因此可以通過(guò)將所獲得的電信號(hào)傳送至顯示單元28來(lái)進(jìn)行圖像顯示。換言之，在不使用射線照相膠片的情況下就能夠觀察到物體27的圖像，并且能夠支持移動(dòng)圖像攝影和移動(dòng)圖像顯示。至此，已經(jīng)利用實(shí)施方式和變形例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但是可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種修改，而不限于上述實(shí)施方式等。例如，上述實(shí)施方式中說(shuō)明的閃爍體層114所用的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料不限于上述那些材料，而是也可以使用其他各種熒光物質(zhì)材料。另外，在上述實(shí)施方式中，光電二極管IllA具有從基板側(cè)依次層疊有P型半導(dǎo)體層、i型半導(dǎo)體層和η型半導(dǎo)體層的結(jié)構(gòu)，但也可以從基板側(cè)按順序?qū)盈Bη型半導(dǎo)體層、i型半導(dǎo)體層和P型半導(dǎo)體層。此外，本發(fā)明的放射線攝像裝置不是必須設(shè)有上述實(shí)施方式中的所有元件，且也可以包括其他層。例如，在上部電極125上還可以形成有由諸如SiN等制成的保護(hù)膜。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依據(jù)設(shè)計(jì)要求和其他因素，可以在本發(fā)明隨附的權(quán)利要求或其等同物的范圍內(nèi)進(jìn)行各種修改、組合、次組合以及改變。
權(quán)利要求
1.一種晶體管，其包括在基板上依次設(shè)置的第一柵極電極、第一柵極絕緣體、半導(dǎo)體層、第二柵極絕緣體和第二柵極電極，其中，所述第一柵極絕緣體和所述第二柵極絕緣體每一者均包括一層或多層含有氧的硅化合物膜，并且所述硅化合物膜的厚度總和為65nm以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的晶體管，其中，所述硅化合物膜為氧化硅膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的晶體管，其中，所述第一柵極絕緣體是由從所述基板側(cè)依次層疊的氮化硅膜和氧化硅膜構(gòu)成的層疊體，并且所述第二柵極絕緣體是由從所述第一柵極電極側(cè)依次層疊的氧化硅膜、氮化硅膜和氧化娃膜構(gòu)成的層疊體。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的晶體管，其中，所述半導(dǎo)體層是由多晶硅、微晶硅、非晶硅或氧化物半導(dǎo)體制成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的晶體管，其中，所述半導(dǎo)體層是由低溫多晶硅制成的。
6.一種放射線攝像裝置，其包括像素部，所述像素部包括光電轉(zhuǎn)換元件和如權(quán)利要求 I至5任一項(xiàng)所述的晶體管。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的放射線攝像裝置，還包括波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層，所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層被設(shè)置在所述像素部上，并且用于將放射線的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換成在所述光電轉(zhuǎn)換元件的感光范圍內(nèi)的波長(zhǎng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的放射線攝像裝置，其中，所述光電轉(zhuǎn)換元件具有吸收放射線并將所述放射線轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的功能。
9.一種放射線攝像顯示系統(tǒng)，其包括攝像裝置和顯示裝置，所述攝像裝置基于放射線來(lái)獲取圖像，所述顯示裝置顯示由所述攝像裝置獲取的圖像，其中，所述攝像裝置是如權(quán)利要求6至8任一項(xiàng)所述的放射線攝像裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了能夠抑制由于暴露于放射線下而導(dǎo)致的閾值電壓的偏移的晶體管、放射線攝像裝置和放射線攝像顯示系統(tǒng)。所述晶體管包括在基板上依次設(shè)置的第一柵極電極、第一柵極絕緣體、半導(dǎo)體層、第二柵極絕緣體和第二柵極電極。所述第一柵極絕緣體和所述第二柵極絕緣體每一者均包括一層或多層含有氧的硅化合物膜，且所述硅化合物膜的厚度總和為65nm以下。所述放射線攝像裝置包括像素部，所述像素部包括光電轉(zhuǎn)換元件和上述晶體管。所述放射線攝像顯示系統(tǒng)包括上述攝像裝置和顯示裝置，所述攝像裝置基于放射線來(lái)獲取圖像，所述顯示裝置顯示由所述攝像裝置獲取的圖像。本發(fā)明通過(guò)將所述硅化合物膜的厚度總和設(shè)定為65nm以下，能夠抑制閾值電壓的偏移。
文檔編號(hào)H01L29/43GK102593164SQ20111040569
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月12日
發(fā)明者山田泰弘, 田中勉, 高德真人 申請(qǐng)人:索尼公司