专利名称：平面检测型固体摄像装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及例如医疗用X射线诊断装置等使用的将光电变换像素排列成矩阵状的平面检测型的固体摄像装置。
背景技术：
近年来，为了迅速而可靠地进行治疗，正在向将患者的医疗数据实现数据库化的方向前进。对X射线摄影的图像数据也有实现数据库化的要求，迫切希望实现X射线摄影图像的数字化。但是，在先有的医疗用X射线诊断装置中，是使用银盐胶卷进行摄影的，所以，为了使其实现数字化，在将拍摄的胶卷显影之后，必须再次用扫描仪等扫描变换为电信号，进行数字处理，需要一定的处理手续和时间。因此，近年来，使用约1英寸的CCD(电荷耦合器件)摄像装置，直接使图像实现数字化的方式已实用化了。
然而，例如在拍摄作为被检测体的肺时，进行拍摄所需要的区域约为40cm×40cm，所以，需要用于将该区域全体的光集聚到CCD摄像装置上的光学装置，从而装置的大型化将成为问题。作为解决该问题的方式，已提案了平面检测型的固体摄像装置。作为该装置的一例，有称为X射线平面检测器的X射线摄像装置(例如，参照专利文献1)。
上述平面检测型的固体摄像装置的特征在于光电变换像素的控制元件使用a-SiTFT(非晶硅薄膜晶体管)。下面，简单说明该装置的结构。
该装置使用了由玻璃材料构成的平面基板。在该基板上，利用氧化硅膜形成绝缘层，在该绝缘层上，由电容元件、TFT、X射线电荷变换膜构成的光电变换像素形成矩阵状。此外，形成用于将开关控制信号供给排列在行方向的各像素的TFT的扫描线的配线图形和用于顺续传送从排列在列方向的各像素读出的累积电荷的信号线的配线图形。该基板称为TFT阵列基板。
在上述结构的装置中，各像素中通过电容线将偏压加到电容元件形成部上，使由X射线电荷变换膜发生的电荷累积在电容元件上。通过按行单位形成的扫描线顺序将各像素的TFT进行开关驱动，将像素电容的累积电荷顺序导出到按列单位形成的信号线上。将导出到各信号线上的各像素的累积电荷放大，并数字输出。这样，便可得到全像素的图像数据。
在上述TFT阵列基板中，在扫描线、信号线、电容线的各终端，形成用于与在该基板之外另外准备的驱动电路、放大电路、电源电路等电路装置连接的端子。这些端子分别按指定个数单位集中(将各端子称为PAD，将端子群(PAD的集合)称为PAD群)，以例如端子宽度60μm、端子间距100μm的高密度配置。
各端子与电路装置的连接，使用称为TAB(载带自动键合)连接的方法。TAB连接是通过利用热硬化型的各向异性导电粘接薄膜(ACFAnisotropic Conductive Film)将TFT阵列基板上的PAD区域与装配了称为载带封装(TCPTape Carrier Package)的电路装置的挠性基板(以下，称为TCP)侧的焊盘(PAD)区域进行热压处理而实现高密度配置的端子间电气连接的方法。
TFT阵列基板的价格非常贵，在发生与TCP的连接错误时，则要求进行修复处理。这时的修复方法是将热固定的TCP从TFT阵列基板上剥离，在利用溶剂等将固定在表面上的ACF剥离之后，再次通过ACF将基板与TCP进行热压处理。因此，在先有的装置中，包含端子形成部分的配线图形全体用在进行TCP的剥离时和ACF的剥离时难以从基板上剥离的材料例如电容线使用的MoW形成。另外，在端子形成区域上，作为保护层，叠层氧化铟锡(ITOindium tin oxide)等透明导电膜。
然而，对上述平面检测型的固体摄像装置，要求高精细的图像和降低图像噪音。为了满足该要求，成为图像噪音的原因的信号线必须低电阻化以及降低对信号线的寄生电容。要降低信号线的寄生电容，最好使与信号线正交的扫描线的线宽变细，作为满足指定的驱动速度并且使扫描线宽细化的方法，可以使用低电阻的材料。为了实现扫描线和信号线的低电阻化，最好使用例如铝合金。
但是，铝合金等材料与氧化硅膜的结合度弱。由于在形成扫描线、信号线的配线图形的终端形成了TAB连接用的端子，所以，配线图形的材料使用铝合金时，在剥离ACF时将剥离到配线层。因此，从修复的容易性和改善摄像装置特性的角度考虑，要求新的TFT阵列基板的端子结构。
在专利文献2中，提示了对排列成矩阵状的元件的配线材料使用铝合金的技术。该文献中提示了以下的技术。
为了实现伴随高密度化的扫描驱动速度的高速化，使用铝合金形成对各发光显示元件的扫描线和信号线的配线图形。配线图形的终端采用与外部电路装置连接的端子形状。除了端子部分，将全体进行密封封装。这时，端子部分露出铝合金时，将会由于氧化而被腐蚀，所以，端子部分用钼等材料形成的保护膜进行覆盖。
上述文献所示的技术，由于涉及发光显示器，技术领域与本发明的平面型固体摄像装置不同。假如用上述文献所示的端子部分进行TAB连接，在剥离ACF时，由于端子部分是铝合金，所以，将剥离到配线层。这样，在上述文献的技术中，显然不能实现同时满足修复的容易性和改善特性的本发明的目的。
专利文献1USP4689487号公报专利文献2特开2000-243558号公报发明内容如上所述，在先有的平面检测型的固体摄像装置中，特别是图像噪音是很大的问题，强烈要求降低图像噪音，因此，最好实现配线图形的低电阻化，但是，由于端子结构的制约，难于使用低电阻的材料。
本发明的目的旨在提供利用配线图形的低电阻化提高动作速度、实现降低图像噪音并且具有可以简单地进行与外部电路装置的修复作业的端子结构的平面检测型固体摄像装置。
为了解决上述问题，本发明的平面检测型固体摄像装置的特征在于具有平面基板、在上述平面基板上形成的用于将入射光或入射放射线变换为电荷而进行累积的多个变换像素、包括将控制信号供给上述变换像素的第1配线图形群和传送从上述变换像素读出的电荷的第2配线群的阵列结构体、在上述平面基板上形成的包括与上述第1和第2配线图形群中的某一个配线图形的终端连接的TAB(TapeAutomted Bonding)连接用端子图形的端子结构体，上述端子图形使用与TAB的结合度比上述配线图形的材料高的第1材料，上述配线图形使用电阻比上述第1材料低的第2材料。
按照本发明的结构，可以使信号线或扫描线或者两种材料的选择实现最佳化，从而可以实现低电阻化，这样，便可降低摄像装置的噪音，从而可以改善驱动速度。并且，端子结构可以与以往相同，所以，修复的容易性也很优异。
图1是表示作为本发明的平面检测型的固体摄像装置的1个实施例的X射线平面检测器的概略结构的电路图。
图2是表示上述X射线平面检测器的TFT阵列中的1个像素的概略结构的图形配线图和剖面图。
图3是表示上述X射线平面检测器的TAB连接结构的斜视图和剖面图。
图4是表示作为本发明实施例1的上述X射线平面检测器的TFT阵列基板中的端子形成部分的结构的剖面图。
图5是表示作为本发明实施例2的上述X射线平面检测器的TFT阵列基板中的端子形成部分的结构的图形配线图和剖面图。
具体实施例方式
下面，参照附图详细说明本发明的实施例。
图1是表示作为本发明的平面检测型的固体摄像装置的实施例的X射线平面检测器(X射线摄像装置)的概略结构的电路图。在图1中，100是安装摄像部的基板。构成摄像部的2000×2000个放射线-电荷变换像素ei，j(i＝1～2000，j＝1～2000)排列成矩阵状。变换像素ei，j分别由a-SiTFT101、X射线电荷变换膜102和电容元件103构成(以下，将该像素形成区域称为TFT阵列)。在TFT阵列上，按行单位设置扫描线105，按列单位设置信号线106。
偏压通过端子TA1～TA2000由电源电路104加到上述X射线电荷变换膜102和电容元件103上。上述a-SiTFT101的栅极与扫描线105连接、漏极与信号线106连接，源极与X射线电荷变换膜102和电容元件103的像素电极连接。
上述扫描线105的终端通过端子TB1～TB2000与扫描线驱动用的移位寄存器107连接。上述信号线106的终端通过端子TC1～TC2000与信号检测用的放大器108连接。上述a-SiTFT101由移位寄存器107的通/断控制信号进行开关控制，根据导通信号将像素电极与信号线106连接。
在上述结构的X射线平面检测器中，光(X射线)入射时，在各X射线电荷变换膜102上发生电荷。该电荷累积在电容元件103上。移位寄存器107使驱动电流从j＝1～j＝2000顺序流过按行单位设置的扫描线105。这时，与各扫描线105连接的所有的a-SiTFT101同时导通，在像素电容103上累积的电荷导出到信号线106上。因此，电容元件103的累积电荷从j＝1的像素按排列顺序导出到信号线106上，向放大器108传送。随入射到X射线电荷变换膜102上的光的量而发生的电荷量不同，所以，放大器108的输出振幅按像素单位而变化。通过将放大器108的输出信号进行A/D变换，可以直接成为数字图像。
如上所述，在各像素的控制元件使用a-SiTFT的X射线平面检测器中，除了将入射的X射线用荧光体变换为可见光并将变换后的光用各像素的电荷变换膜变换为电荷的间接变换方式外，还有将入射到像素上的X射线直接变换为电荷的直接变换方式。在直接变换方式的X射线平面检测器和间接变换方式的X射线平面检测器中，电荷变换膜的种类不同。作为直接变换方式的电荷变换膜，可以使用a-Se、a-Te、PbI2、HgI2等。
这里，上述X射线平面检测器的TFT阵列中的1个像素的概略结构示于图2。图2(a)是表示其平面结构的图形图，图2(b)是图2(a)的A-A的剖面图。关于该TFT阵列的1个像素的具体的结构已在特开平11-274446号公报中详细说明了，所以，这里仅简单地说明。
在图2(a)和图2(b)中，在玻璃基板201上，形成由MoW构成的电容线(包含电容元件区域)202，在其上层形成由氧化硅膜(SiOX)构成的第1绝缘层203。但是，关于电压供给线(图中未示出)的接触部等，除去了绝缘层203。在第1绝缘层203上，形成读出用a-SiTFT的栅极204和扫描线205，进而同时也形成图中未示出的引出用端子。在它们的上层，形成由氧化硅膜(SiOX)构成的栅极绝缘用的第2绝缘层206。但是，关于引出用端子部分等，除去了第2绝缘层206。
在第2绝缘层206上，在除去了读出用a-SiTFT的像素内形成由ITO膜构成的像素电极207。在读出用a-SiTFT的形成部分，在第2绝缘层206的上层形成由a-Si膜构成的沟道形成层208、蚀刻阻挡层用的SiNX膜209、源极211和漏极212。在源极211和漏极212的形成工序的同时，形成上述像素电极207、信号线213、引出用焊盘(图中未示出)、电压供给线(图中未示出)等。此外，在上层侧，形成钝化膜、X射线电荷变换膜和上部电极等，但是，在图中省略了。
在本例中，通过将电容线202与信号线213平行地配置，可以降低电容线202引起的杂散电容，抑制信号线213与电容线交叉而引起的耦合的影响，从而可以降低信号线213发生的噪音。
从上述扫描线、信号线、电容线分别引出的端子群(焊盘)通过TAB连接法分别与对应的电路装置连接。图3(a)和图3(b)表示其具体例。
在图3(a)中，301是TFT阵列基板，在该阵列形成面上，排列着大量的从TFT阵列区域引出的端子群构成的焊盘(以下，称为焊盘区域A)。另外，302是TCP，在其背面端部，形成以与基板301侧的焊盘区域A中各端子宽、端子间间距相同的宽度、间距排列的焊盘区域B。
将TFT阵列基板301侧的焊盘区域A与TCP302侧的焊盘区域B连接时，如图3(b)所示的那样，将ACF303夹在中间使各端子a-b间相对配置，并施加热和压力。ACF303是将导电粒子混入粘接材料中而形成的，通过热压接，使相邻的端子间部分的导电粒子相互连结，这样，就完成了高密度配置的端子间的电气连接。
实施例1.
下面，就上述结构的X射线平面检测器说明作为本发明实施例1的端子形成部分的结构。
图4是表示从上述扫描线引出的端子形成部分的结构的剖面图。在图4中，对于与图2(b)相同的部分标以相同的符号。
在图4中，在玻璃基板201上形成由SiOX构成的第1绝缘层203，由铝或铝合金构成的扫描线205设置在其上。并且，层叠由钼合金构成的端子图形216，使其一部分与扫描线终端部分重叠。再在其上，除去端子形成部分，形成由SiOX构成的第2绝缘层206、由SiNX构成的钝化膜(保护层)214，在端子形成部分，形成ITO膜215。该结构可以用相同的处理工序实现，所以，对于在信号线和电容线的各终端形成的端子也一样。
如前所述，在上述扫描线、信号线、电容线的各终端形成的端子分别按指定个数单位集中地高密度配置，各端子与电路装置的对应的端子的连接使用TAB连接法，在发生了端子连接错误时，采用在剥离后再次进行TAB连接的修复方法。因此，限定端子形成材料，在剥离TCP时和剥离ACF时端子形成膜不会从TFT阵列基板上被剥离。
另一方面，从提高扫描驱动速度和降低信号线电阻引起的图像噪音的目的考虑，扫描线和信号线最好使用例如铝或铝合金。但是，铝合金等低电阻材料与氧化硅膜的结合度弱。
因此，在本实施例中，形成扫描线和信号线的配线图形的材料使用铝或铝合金，形成端子图形的材料使用与氧化硅膜的结合度比铝或铝合金高的钼合金，在该端子图形上层叠ITO膜，用以实现TCP剥离时和ACF剥离时的保护和增加强度。作为钼合金，可以利用与电容线相同的材料即MoW。
在先有的TFT阵列X射线平面检测器中，由于扫描线的电阻的影响，TFT驱动速度有限制，此外，由于信号线电阻的影响，图像噪音大，并且由于端子制造的制约，难于使用低电阻的材料，但是，按照上述实施例的端子结构，通过扫描线和信号线的低电阻化，可以提高动作速度、降低图像噪音，并且可以简便地进行与外部电路装置的修复作业。
实施例2.
图5(a)和图5(b)作为本发明的实施例2，表示上述TFT阵列基板的端子形成部分的结构，图5(a)是表示其平面结构的图形配线图，图5(b)是图5(a)的端子形成部分的B-B’剖面图。在图5(a)和图5(b)中，对于与图2(a)和图2(b)相同的部分标以相同的符号，这里，仅说明不同的部分。
在本实施例中，特别应注意的是，扫描线和信号线使用电阻比MoW低的铝合金，端子形成部分使用与氧化硅膜的结合度高的MoW。
图5(a)的B-B’部分是扫描线终端的端子形成部。在该端子形成部的B-B’部分，如图5(b)所示，在玻璃基板201上的端子形成部分形成由MoW层构成的端子图形216。形成该端子图形216的MoW层与电容线202是同一层。该端子图形216的端部从端子区域延伸出去。
其次，在整个基板上形成由SiOX构成的第1绝缘层203。这时，利用掩蔽处理等，在端子图形216的焊盘区域及其延伸部分的一部分形成接触区域，而不形成第1绝缘层203。
然后，在第1绝缘层203上形成由铝合金构成的扫描线205。扫描线205的终端与端子图形216的延伸端部接近。并在其上形成由SiOX构成的第2绝缘层206和由SiNX构成的保护层214，但是，这时和第1绝缘层203一样，在端子图形216的端子区域及其延伸部分的一部分形成接触区域，而不形成第2绝缘层206和保护层214。同时，在扫描线205的终端部分的一部分也形成接触区域而不形成第2绝缘层206和保护层214。
在上述端子图形216的端子区域及其延伸部分的一部分，层叠ITO膜215。同时，在扫描线205的终端部分的各接触区域部分也层叠ITO膜215。
图5(b)是图5(a)的B-B’线剖面图，该所示的信号线终端的电压输出端子形成部分的C-C’线剖面也以相同结构形成。
通过采用上述结构，可以使用和电容线201相同的MoW作为端子用基材。即，作为端子的基部的端子图形216使用和电容线201相同的MoW层形成，信号线213、扫描线205分别延伸到端子图形216的附近，通过与像素电极相同的基材的ITO膜215使与由MoW构成的端子图形216导通。这时，在端子区域也层叠与像素电极相同的基材的ITO膜215。这样，便可增加端子强度，并且使修复容易性与以往相同。
因此，按照上述实施例，利用信号线、扫描线的低电阻化，可以降低摄像信号的噪音，从而可以进一步提高驱动速度，同时，可以将端子材料选定最佳的材料，所以，可以维持修复的容易性与以往相同。
在上述实施例中，作为扫描线和信号线使用的金属，可以考虑Al、Al合金(特别是Al-Zr、Al-Nd、Al-Y合金)。另外，作为电容线和端子使用的材料，除MoW外，从修复的容易性考虑，最好是MoTa。
作为栅极绝缘膜，可以考虑SiO2、SiNX、SiOXNY，也可以是它们的层叠结构。作为钝化膜和层间绝缘膜，可以使用作为无机绝缘膜的例如SiO2膜或SiNX膜，但是，也可以使用它们的层叠结构。另外，作为TFT，除了逆交错型的蚀刻阻挡层型之外，也可以使用背沟道切断(back channel cut)型的等。作为形成TFT的Si，除了非晶硅外，也可以使用多晶硅。使用多晶硅时，可以将周边电路在相同的玻璃基板上形成。从供给驱动电路的电压供给端子结构的角度考虑，这时也可以使用本发明。
另外，在例如仅使信号线实现低电阻化时，通过不仅电容线而且扫描线材料也使用MoW或MoTa等，可以使用与扫描线的同一层形成信号线侧的电压输出端子。仅使扫描线实现低电阻化时也一样。
另外，本发明不限于X射线平面检测器，也可以应用于使用光电变换元件的一般的平面检测型的固体摄像装置，并且可以得到同样的效果。
如上所述，按照本发明，可以提供利用配线图形的低电阻化而提高动作速度、降低图像噪音、并且具有可以简便地进行与外部电路装置的修复作业的端子结构的平面检测型固体摄像装置。
权利要求
1.平面检测型固体摄像装置，具备平面基板、包括在上述平面基板上形成的用于将入射光或入射放射线变换为电荷而进行累积的多个变换像素和将控制信号供给上述变换像素的第1配线图形群以及传送从上述变换像素读出的电荷的第2配线群的阵列结构体、包括在上述平面基板上形成的与上述第1和第2配线图形群中的某一个配线图形的终端连接的TAB连接用端子图形的端子结构体，上述端子图形使用与TAB的结合度比上述配线图形的材料高的第1材料，上述配线图形使用电阻比上述第1材料低的第2材料。
2.按权利要求1所述的平面检测型固体摄像装置，其特征在于上述阵列结构体进而包括利用上述第1材料形成的将偏压供给上述变换像素的第3配线图形群。
3.按权利要求1所述的平面检测型固体摄像装置，其特征在于上述变换像素具有用于积蓄上述第1材料的上述电荷的电容元件，上述端子图形在与上述电容元件相同的层中形成。
4.按权利要求1所述的平面检测型固体摄像装置，其特征在于上述第1材料是钼合金。
5.按权利要求3所述的平面检测型固体摄像装置，其特征在于上述钼合金是MoW或MoTa。
6.按权利要求1所述的平面检测型固体摄像装置，其特征在于上述第2材料是铝或铝合金。
7.按权利要求1所述的平面检测型固体摄像装置，其特征在于进而具有在上述端子图形的上部层叠的由氧化铟锡构成的保护层。
8.平面检测型固体摄像装置，具备平面基板、包括在上述平面基板上形成的用于将入射光或入射放射线变换为电荷而进行累积的多个变换像素和将控制信号供给上述变换像素的第1配线图形群以及传送从上述变换像素读出的电荷的第2配线群的阵列结构体、包括在上述平面基板上形成的在与上述第1和第2配线图形群中的某一个配线图形的终端相邻的位置形成的TAB连接用端子图形的端子结构体、包括在上述平面基板上形成的上述端子图形的端部与上述配线图形的终端分别在上部部分重叠地层叠用于使两者电气连接的导电图形的连接结构体，上述端子图形使用与TAB的结合度比上述配线图形的材料高的第1材料，上述配线图形使用电阻比上述第1材料低的第2材料。
9.按权利要求8所述的平面检测型固体摄像装置，其特征在于上述阵列结构体包括利用上述第1材料形成的将偏压供给上述变换像素的第3配线图形群。
10.按权利要求8所述的平面检测型固体摄像装置，其特征在于上述变换像素具有用于积蓄上述第1材料的上述电荷的电容元件，上述端子图形在与上述电容元件相同的层中形成。
11.按权利要求8所述的平面检测型固体摄像装置，其特征在于上述第1材料是钼合金。
12.按权利要求11所述的平面检测型固体摄像装置，其特征在于上述钼合金是MoW或MoTa。
13.按权利要求8所述的平面检测型固体摄像装置，其特征在于上述第2材料是铝或铝合金。
14.按权利要求8所述的平面检测型固体摄像装置，其特征在于进而具有在上述端子图形的上部层叠的由氧化铟锡构成的保护层。
15.按权利要求14所述的平面检测型固体摄像装置，其特征在于上述导电图形是与上述保护层相同的材料。
全文摘要
利用扫描线和信号线的低电阻化提高动作速度、降低图像噪音，并且使修复的容易性与以往相同。在玻璃基板201上的TFT阵列部使用铝合金(扫描线也一样)形成信号线205的配线图形，用以提高动作速度、降低图像噪音。在上述玻璃基板上，在上述配线图形的终端附近形成端子部。该端子部具有用与TFT阵列部的电容线相同的MoW层形成的端子图形216。信号线、扫描线的配线图形分别延伸到上述端子图形的附近，通过与像素电极相同基材的ITO膜215与上述端子图形电气连接。这时，在端子形成部分也层叠与像素电极相同基材的ITO膜进行保护。端子图形与配线图形分离，所以，修复处理与以往同等容易。
文档编号H01L31/06GK1437266SQ0310231
公开日2003年8月20日 申请日期2003年1月30日 优先权日2002年2月6日
发明者冢本昭, 田中学 申请人:株式会社东芝