检测装置的制作方法

1.本发明涉及检测装置。


背景技术：

2.在专利文献1中记载了一种在基板上排列有多个pin光电二极管等光电转换元件的检测装置(在专利文献1中为光电转换装置)。这样的光学式的检测装置例如被用作指纹传感器、静脉传感器等检测生物体信息的生物体传感器。多个光电转换元件以与检测的分辨率相应的配置间距隔开排列，并被氧化硅、氮化硅等无机绝缘膜覆盖。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本专利第6028233号公报


技术实现要素：

6.发明要解决的技术问题
7.在多个光电转换元件形成得较厚的情况下，无机绝缘膜的覆盖性有可能降低。其结果是，存在检测装置的可靠性降低的可能性。
8.本发明的目的在于提供能够提高可靠性的检测装置。
9.用于解决技术问题的技术方案
10.本发明的一方面的检测装置具有：基板；光电转换元件，设置于所述基板，并包括半导体层；晶体管，与所述光电转换元件对应地设置；第一绝缘膜，覆盖所述晶体管而设置于所述基板之上；以及第二绝缘膜，覆盖所述光电转换元件而设置于所述第一绝缘膜之上，并由有机材料构成。
附图说明
11.图1a是示出具有第一实施方式涉及的检测装置的带照明装置的检测设备的简要截面结构的截面图。
12.图1b是示出第一变形例涉及的带照明装置的检测设备的简要截面结构的截面图。
13.图2是示出第一实施方式涉及的检测装置的俯视图。
14.图3是示出第一实施方式涉及的检测装置的构成例的框图。
15.图4是示出检测元件的电路图。
16.图5是示出检测元件的动作例的时序波形图。
17.图6是示出检测元件的俯视图。
18.图7是图6的vii-vii’截面图。
19.图8是示出第一实施方式的第二变形例涉及的检测元件的截面图。
20.图9是示出第二实施方式涉及的检测元件的截面图。
21.图10是示出第二实施方式的第三变形例涉及的检测元件的截面图。
具体实施方式
22.参照附图对用于实施发明的方式(实施方式)进行详细说明。本发明并不限于以下的实施方式所记载的内容。另外，以下记载的构成要素包括本领域技术人员可容易想到的要素、实质上相同的要素。进而，以下记载的构成要素可以适当组合。需要注意的是，公开只不过是一例而已，关于本领域技术人员可容易想到的保持发明主旨的适当变更，其当然包括在本发明的范围之内。另外，为了使说明更加清楚，附图与实际的情况相比，存在示意性地表示各部的宽度、厚度、形状等的情况，但只不过是一例而已，并不限定本发明的解释。此外，在本说明书和各图中，对与之前针对已经出现的图进行了说明的要素同样的要素标注相同的附图标记，有时会适当省略详细的说明。
23.在本说明书及权利要求书中，当表现在某结构体之上配置其它结构体的方式时，在简单表述为“上”的情况下，只要没有特别说明，则就包括以与某结构体相接的方式直接在其上配置其它结构体的情况、和在某结构体的上方进一步隔着别的结构体配置其它结构体的情况这两者。
24.(第一实施方式)
25.图1a是示出具有第一实施方式涉及的检测装置的带照明装置的检测设备的简要截面结构的截面图。如图1a所示，带照明装置的检测设备120具有检测装置1、照明装置121以及保护构件122。在与检测装置1的表面垂直的方向上，照明装置121、检测装置1、保护构件122依次层叠。
26.照明装置121具有照射光的光照射面121a，从光照射面121a朝向检测装置1照射光l1。照明装置121是背光源。照明装置121例如也可以是具有设置于与检测区域aa对应的位置的导光板和在导光板的一端或两端排列的多个光源的所谓的侧光型的背光源。作为光源，例如使用发出规定颜色的光的发光二极管(led：light emitting diode)。另外，照明装置121也可以是具有设置于检测区域aa的正下方的光源(例如led)的所谓的直下型的背光源。另外，照明装置121不限于背光源，也可以设置在检测装置1的侧方、上方，还可以从手指fg的侧方、上方照射光l1。
27.检测装置1与照明装置121的光照射面121a对置设置。从照明装置121照射的光l1透过检测装置1以及保护构件122。检测装置1例如是光反射型的生物体传感器，通过检测由手指fg反射的光l2，能够检测手指fg的表面的凹凸(例如指纹)。或者，检测装置1也可以除了检测指纹之外，还检测在手指fg的内部反射的光l2来检测与生物体相关的信息。与生物体相关的信息例如是静脉等血管像、脉搏、脉波等。来自照明装置121的光l1的颜色也可以根据检测对象而不同。
28.保护构件122是用于保护检测装置1以及照明装置121的构件，覆盖检测装置1以及照明装置121。保护构件122例如是玻璃基板。需要指出，保护构件122并不限定于玻璃基板，也可以是树脂基板等。另外，也可以不设置保护构件122。此时，在检测装置1的表面设置绝缘膜等保护层，手指fg与检测装置1的保护层接触。
29.带照明装置的检测设备120也可以设置有显示面板来代替照明装置121。显示面板例如也可以是有机el显示面板(oled：organic light emitting diode)、无机el显示器(微型led、迷你led)。或者，显示面板也可以是使用液晶元件作为显示元件的液晶显示面板(lcd：liquid crystal display)、使用电泳元件作为显示元件的电泳型显示面板(epd：
electrophoretic display)。即使在这种情况下，也是从显示面板照射的显示光(光l1)透过检测装置1，并能够基于由手指fg反射的光l2检测手指fg的指纹、与生物体相关的信息。
30.(第一变形例)
31.图1b是表示第一变形例涉及的带照明装置的检测设备的简要截面结构的截面图。如图1b所示，带照明装置的检测设备120a在与检测装置1的表面垂直的方向上，检测装置1、照明装置121、保护构件122(盖玻璃)依次层叠。在本变形例中，作为照明装置121，也能够采用有机el显示面板等显示面板。
32.从照明装置121照射的光l1透过保护构件122后，由手指fg反射。由手指fg反射的光l2透过保护构件122，进而透过照明装置121。检测装置1通过接收透过照明装置121的光l2，能够进行指纹检测等与生物体相关的信息的检测。
33.图2是示出第一实施方式所涉及的检测装置的俯视图。如图2所示，检测装置1具有基板21、传感器部10、扫描线驱动电路15、信号线选择电路16、检测电路48、控制电路102以及电源电路103。
34.控制基板101经由布线基板110与基板21电连接。布线基板110例如是柔性印刷基板、刚性基板。在布线基板110上设置有检测电路48。在控制基板101上设置有控制电路102以及电源电路103。控制电路102例如是fpga(field programmable gate array：现场可编程门阵列)。控制电路102向传感器部10、扫描线驱动电路15以及信号线选择电路16供给控制信号，控制传感器部10的检测动作。电源电路103将电源电位vdd、基准电位vcom(参照图4)等电压信号提供给传感器部10、扫描线驱动电路15以及信号线选择电路16。需要指出，虽然在本实施方式中举例示出了检测电路48配置于布线基板110的情况，但并不限定于此。检测电路48也可以配置在基板21之上。
35.基板21具有检测区域aa和周边区域ga。检测区域aa是与传感器部10所具有的多个检测元件3重叠的区域。周边区域ga是检测区域aa外侧的区域，是不与检测元件3重叠的区域。即，周边区域ga是检测区域aa的外周与基板21的外缘部之间的区域。扫描线驱动电路15以及信号线选择电路16设置于周边区域ga。
36.传感器部10的多个检测元件3分别是具有光电转换元件30的光传感器。光电转换元件30是光电二极管，输出与各自被照射的光相应的电信号。更具体而言，光电转换元件30是pin(positive intrinsic negative：正本征负)光电二极管。检测元件3在检测区域aa中排列成矩阵状。多个检测元件3所具有的光电转换元件30按照从扫描线驱动电路15供给的栅极驱动信号(例如复位控制信号rst、读出控制信号rd)进行检测。多个光电转换元件30将与各自被照射的光相应的电信号作为检测信号vdet输出到信号线选择电路16。检测装置1基于来自多个光电转换元件30的检测信号vdet来检测与生物体相关的信息。
37.扫描线驱动电路15以及信号线选择电路16设置于周边区域ga。具体而言，扫描线驱动电路15设置于周边区域ga中的沿着第二方向dy延伸的区域。信号线选择电路16设置于周边区域ga中的沿着第一方向dx延伸的区域，并设置于传感器部10与检测电路48之间。
38.需要指出，第一方向dx是与基板21平行的面内的一个方向。第二方向dy是与基板21平行的面内的一个方向，是与第一方向dx正交的方向。需要指出，第二方向dy也可以不与第一方向dx正交而是交叉。另外，第三方向dz是与第一方向dx以及第二方向dy正交的方向，是基板21的法线方向。
39.图3是示出第一实施方式涉及的检测装置的构成例的框图。如图3所示，检测装置1还具有检测控制电路11和检测部40。检测控制电路11的一部分或全部功能包括在控制电路102中。另外，检测部40中的除检测电路48以外的一部分或全部功能包括于控制电路102中。
40.检测控制电路11是分别向扫描线驱动电路15、信号线选择电路16以及检测部40供给控制信号而控制它们的动作的电路。检测控制电路11将起动信号stv、时钟信号ck等各种控制信号提供给扫描线驱动电路15。另外，检测控制电路11将选择信号asw等各种控制信号提供给信号线选择电路16。
41.扫描线驱动电路15是基于各种控制信号驱动多个扫描线(读出控制扫描线glrd、复位控制扫描线glrst(参照图4))的电路。扫描线驱动电路15依次或同时选择多个扫描线，向所选择的扫描线提供栅极驱动信号(例如复位控制信号rst、读出控制信号rd)。由此，扫描线驱动电路15选择与扫描线连接的多个光电转换元件30。
42.信号线选择电路16是依次或同时选择多个输出信号线sl(参照图4)的开关电路。信号线选择电路16例如是多路选择器(multiplexer)。信号线选择电路16基于从检测控制电路11提供的选择信号asw，将所选择的输出信号线sl与检测电路48连接。由此，信号线选择电路16将光电转换元件30的检测信号vdet输出到检测部40。
43.检测部40具备检测电路48、信号处理电路44、坐标提取电路45、存储电路46以及检测定时控制电路47。检测定时控制电路47基于从检测控制电路11提供的控制信号，控制检测电路48、信号处理电路44以及坐标提取电路45同步进行动作。
44.检测电路48例如是模拟前端电路(afe，analog front end)。检测电路48是至少具有检测信号放大电路42和a/d转换电路43的功能的信号处理电路。检测信号放大电路42是对检测信号vdet进行放大的电路，例如是积分电路。a/d转换电路43将从检测信号放大电路42输出的模拟信号转换为数字信号。
45.信号处理电路44是基于检测电路48的输出信号来检测输入到传感器部10的规定的物理量的逻辑电路。信号处理电路44在手指fg接触或接近检测面时，能够基于来自检测电路48的信号检测手指fg、手掌的表面的凹凸。此外，信号处理电路44也可以基于来自检测电路48的信号而对与生物体相关的信息进行检测。与生物体相关的信息例如是手指fg、手掌的血管像、脉波、脉搏、血氧饱和度等。
46.存储电路46暂时保存由信号处理电路44运算得到的信号。存储电路46例如也可以是ram(random access memory：随机存取存储器)、寄存器电路等。
47.坐标提取电路45是在信号处理电路44中检测到手指fg的接触或接近时求出手指fg等的表面的凹凸的检测坐标的逻辑电路。另外，坐标提取电路45是求出手指fg、手掌的血管的检测坐标的逻辑电路。坐标提取电路45组合从传感器部10的各检测元件3输出的检测信号vdet，生成表示手指fg等的表面的凹凸的形状的二维信息。需要指出，坐标提取电路45也可以不计算检测坐标而输出检测信号vdet作为传感器输出vo。
48.接下来，对检测装置1的电路构成例以及动作例进行说明。图4是示出检测元件的电路图。如图4所示，检测元件3具有光电转换元件30、复位晶体管mrst、读出晶体管mrd以及源极跟随器晶体管msf。另外，在检测元件3中设置有复位控制扫描线glrst以及读出控制扫描线glrd作为检测驱动线(扫描线)，设置有输出信号线sl作为信号读出用的布线。
49.需要指出，图4中示出了一个检测元件3，但复位控制扫描线glrst、读出控制扫描
线glrd以及输出信号线sl与多个检测元件3连接。具体而言，复位控制扫描线glrst以及读出控制扫描线glrd在第一方向dx(参照图2)上延伸，与在第一方向dx上排列的多个检测元件3连接。另外，输出信号线sl在第二方向dy上延伸，与在第二方向dy上排列的多个检测元件3连接。
50.复位晶体管mrst、读出晶体管mrd及源极跟随器晶体管(漏极接地电路)msf与一个光电转换元件30对应地设置。检测元件3所具有的多个晶体管分别由n型tft(thin film transistor：薄膜晶体管)构成。不过，并不限定于此，各晶体管也可以分别由p型tft构成。
51.对光电转换元件30的阳极施加基准电位vcom。光电转换元件30的阴极与节点n1连接。节点n1连接到电容元件cs、复位晶体管mrst的源极和漏极中的一方以及源极跟随器晶体管msf的栅极。进而，在节点n1存在寄生电容cp。在向光电转换元件30照射了光的情况下，从光电转换元件30输出的信号(电荷)蓄积于电容元件cs。
52.复位晶体管mrst的栅极与复位控制扫描线glrst连接。复位电位vrst被提供给复位晶体管mrst的源极和漏极中的另一方。当复位晶体管mrst响应于复位控制信号rst而接通(导通状态)时，节点n1的电位被复位为复位电位vrst。基准电位vcom具有比复位电位vrst低的电位，光电转换元件30被反向偏置驱动。
53.源极跟随器晶体管msf连接在被提供电源电位vdd的端子与读出晶体管mrd(节点n2)之间。源极跟随器晶体管msf的漏极与电源电位vdd连接。电源电位vdd的电位比复位电位vrst高。源极跟随器晶体管msf的栅极与节点n1连接。向源极跟随器晶体管msf的栅极提供由光电转换元件30产生的信号(电荷)。由此，源极跟随器晶体管msf将与在光电转换元件30产生的信号(电荷)相应的信号电压输出到读出晶体管mrd。
54.读出晶体管mrd连接在源极跟随器晶体管msf的源极(节点n2)与输出信号线sl(节点n3)之间。读出晶体管mrd的栅极与读出控制扫描线glrd连接。当读出晶体管mrd响应于读出控制信号rd而接通时，从源极跟随器晶体管msf输出的信号、即与在光电转换元件30产生的信号(电荷)相应的信号电压作为检测信号vdet被输出到输出信号线sl。
55.需要指出，在图4所示的例子中，复位晶体管mrst以及读出晶体管mrd分别是将两个晶体管串联连接而构成的所谓的双栅结构。不过，并不限定于此，复位晶体管mrst以及读出晶体管mrd可以是单栅结构，也可以是三个以上的晶体管串联连接。另外，一个检测元件3的电路并不限定于具有复位晶体管mrst、源极跟随器晶体管msf以及读出晶体管mrd这三个晶体管的构成。检测元件3可以具有两个晶体管，也可以具有四个以上的晶体管。另外，这些复位晶体管mrst、读出晶体管mrd作为所谓的开关元件发挥功能，但不仅能够采用n-mos型的开关元件，而且还能够采用p-mos型以及cmos型的开关元件。
56.图5是示出检测元件的动作例的时序波形图。检测元件3按照复位期间prst、蓄积期间pch以及读出期间pdet的顺序执行检测。电源电路103在整个复位期间prst、蓄积期间pch以及读出期间pdet将基准电位vcom提供给光电转换元件30的阳极。
57.控制电路102在时刻t0将提供给复位控制扫描线glrst的复位控制信号rst设为高(高电平电压)，开始复位期间prst。在复位期间prst，复位晶体管mrst接通(导通状态)，节点n1的电位上升到复位电位vrst的电位。另外，由于读出晶体管mrd截止(非导通状态)，因此源极跟随器晶体管msf的源极通过电源电位vdd充电，节点n2的电位上升。
58.控制电路102在时刻t1将提供给读取控制扫描线glrd的读取控制信号rd设为高
(高电平电压)。由此，读出晶体管mrd接通(导通状态)，节点n2的电位成为(vrst-vthsf)。需要指出，vthsf是源极跟随器晶体管msf的阈值电压vthsf。
59.控制电路102在时刻t2将复位控制信号rst设为低(低电平电压)，复位期间prst结束，蓄积期间pch开始。在蓄积期间pch中，复位晶体管mrst截止(非导通状态)。蓄积与照射到光电转换元件30的光相应的信号，节点n1的电位降低到(vrst-vphoto)。需要指出，vphoto是与照射到光电转换元件30的光相应的信号(电压变动量)。
60.在时刻t3，从输出信号线sl输出的检测信号vdet1的电位为(vrst-vthsf-vrdon)。vrdon是由读出晶体管mrd的导通电阻引起的电压降。
61.控制电路102在时刻t3将读出控制信号rd设为低(低电平电压)。由此，读出晶体管mrd截止(非导通状态)，节点n2的电位恒定为(vrst-vthsf)。另外，从输出信号线sl输出的检测信号vdet的电位也为低(低电平电压)。
62.控制电路102在时刻t4将读出控制信号rd设为高(高电平电压)。由此，读出晶体管mrd接通(导通状态)，蓄积期间pch结束，读出期间pdet开始。节点n2的电位根据信号vphoto而变化为(vrst-vthsf-vphoto)。在读出期间pdet输出的检测信号vdet2的电位从在时刻t3取得的检测信号vdet1的电位降低信号vphoto的量，成为(vrst-vthsf-vrdon-vphoto)。
63.检测部40能够基于时刻t3的检测信号vdet1与时刻t5的检测信号vdet2的差分的信号(vphoto)，检测照射到光电转换元件30的光(更具体而言，光电转换元件30在上述曝光期间(蓄积期间pch)中接收到的光的量)。图5中示出了一个检测元件3的动作例，但扫描线驱动电路15通过依次分时地扫描复位控制扫描线glrst、读出控制扫描线glrd，能够以整个检测区域aa的检测元件3进行检测。
64.接下来，对检测元件3的俯视结构以及截面结构进行说明。图6是示出检测元件的俯视图。如图6所示，一个检测元件3包括两个扫描线(读出控制扫描线glrd、复位控制扫描线glrst)和四个信号线(输出信号线sl、电源信号线slsf、复位信号线slrst以及基准信号线slcom)。
65.读出控制扫描线glrd以及复位控制扫描线glrst在第一方向dx上延伸，并在第二方向dy上排列配置。输出信号线sl、电源信号线slsf、复位信号线slrst以及基准信号线slcom在第二方向dy上延伸，并在第一方向dx上排列配置。
66.检测元件3是被两个扫描线(读出控制扫描线glrd和复位控制扫描线glrst)和两个信号线(例如，电源信号线slsf和基准信号线slcom)包围的区域。
67.光电转换元件30设置在由读出控制扫描线glrd、复位控制扫描线glrst、复位信号线slrst以及基准信号线slcom包围的区域。光电转换元件30构成为包括具有光伏效应的半导体层。具体而言，光电转换元件30的半导体层包括i型半导体层31、n型半导体层32及p型半导体层33。i型半导体层31、n型半导体层32以及p型半导体层33例如是非晶硅(a-si)。需要指出，半导体层的材料并不限定于此，也可以是多晶硅、微晶硅等。
68.n型半导体层32在a-si中被掺杂杂质而形成n+区域。p型半导体层33在a-si中被掺杂杂质而形成p+区域。i型半导体层31例如是非掺杂的本征半导体，具有比n型半导体层32以及p型半导体层33低的导电性。
69.p型半导体层33经由接触孔h11与基准信号线slcom连接。由此，经由基准信号线slcom向光电转换元件30的p型半导体层33提供基准电位vcom。
70.下部导电层35设置在与光电转换元件30的半导体层重叠的区域。下部导电层35经由接触孔h12与基准信号线slcom连接。由此，下部导电层35被提供与p型半导体层33相同的基准电位vcom，能够抑制下部导电层35与p型半导体层33之间的寄生电容。
71.复位晶体管mrst、源极跟随器晶体管msf以及读出晶体管mrd在第二方向dy上排列。另外，三个晶体管与一个光电转换元件30在第一方向dx上相邻配置。
72.复位晶体管mrst具有半导体层61、源电极62、漏电极63和栅电极64。半导体层61的一端与复位信号线slrst连接。半导体层61的另一端经由接触孔h3与连接布线slcn连接。复位信号线slrst的与半导体层61连接的部分作为源电极62发挥功能，连接布线slcn的与半导体层61连接的部分作为漏电极63发挥功能。半导体层61与复位控制扫描线glrst交叉。在半导体层61的与复位控制扫描线glrst重叠的部分形成沟道区域，复位控制扫描线glrst的与半导体层61重叠的部分作为栅电极64发挥功能。
73.源极跟随器晶体管msf具有半导体层65、源电极66、漏电极67以及栅电极68。半导体层65的一端经由接触孔h4而与电源信号线slsf连接。半导体层65的另一端与节点n2连接。电源信号线slsf的与半导体层65连接的部分作为漏电极67发挥功能，节点n2的与半导体层65连接的部分作为源电极66发挥功能。
74.栅极线glsf的一端经由接触孔与连接布线slcn连接。栅极线glsf的另一端侧分支为两个而在第二方向dy上排列设置。半导体层65与分支为两个的栅极线glsf交叉。栅极线glsf的与半导体层65重叠的部分作为栅电极68发挥功能。也就是说，复位晶体管mrst经由栅极线glsf与源极跟随器晶体管msf的栅极电连接。
75.另外，设置在光电转换元件30之上的上部电极34与用双点划线所示的连接布线34a连接。连接布线34a经由接触孔h2与连接布线slcn连接。由此，光电转换元件30的阴极(n型半导体层32)经由连接布线slcn与复位晶体管mrst及源极跟随器晶体管msf电连接。连接布线34a例如能够采用钼(mo)、铝(al)的层叠结构。不过，并不限定于此，连接布线34a可以是其他金属材料，也可以由ito等透光性导电材料一体地形成上部电极34以及连接布线34a。
76.读出晶体管mrd具有半导体层71、源电极72、漏电极73和栅电极74。半导体层71的一端与节点n2连接。半导体层71的另一端与输出信号线sl连接。换言之，节点n2的与半导体层71连接的部分作为漏电极73发挥功能，输出信号线sl的与半导体层71连接的部分作为源电极72发挥功能。读出控制扫描线glrd具有在第二方向dy上排列设置的两个分支部分。半导体层71与读出控制扫描线glrd的两个分支部分交叉。读出控制扫描线glrd的与半导体层71重叠的部分作为栅电极74发挥功能。在这样的结构中，源极跟随器晶体管msf以及读出晶体管mrd与输出信号线sl连接。
77.需要指出，图6所示的光电转换元件30以及各晶体管的俯视结构只不过是一个例子，能够适当变更。例如，不限于多个晶体管在第二方向dy上排列配置的结构，也可以将一部分晶体管与其他晶体管在第一方向dx上相邻配置等设置在不同的位置。
78.图7是图6的vii-vii’截面图。需要指出，图7中示出了检测元件3所具有的三个晶体管中的复位晶体管mrst的截面结构，但源极跟随器晶体管msf以及读出晶体管mrd的截面结构也与复位晶体管mrst是同样的。
79.基板21是绝缘基板，例如使用石英、无碱玻璃等玻璃基板、或者聚酰亚胺等树脂基
板。栅电极64设置在基板21之上。绝缘膜22、23覆盖栅电极64而设置在基板21之上。绝缘膜22、23以及绝缘膜24至绝缘膜26是无机绝缘膜，例如是氧化硅(sio2)、氮化硅(sin)等。
80.半导体层61设置在绝缘膜23之上。半导体层61例如使用多晶硅。不过，半导体层61并不限定于此，也可以是微晶氧化物半导体、非晶氧化物半导体、低温多晶硅(ltps：low temperature polycrystalline silicone)等。栅电极64隔着绝缘膜22、23(栅极绝缘膜)与半导体层61对置。复位晶体管mrst是栅电极64设置于半导体层61的下侧的底栅结构，但也可以是栅电极64设置于半导体层61的上侧的顶栅结构，还可以是栅电极64设置于半导体层61的上侧以及下侧的双栅结构。
81.半导体层61包括沟道区域61a、高浓度杂质区域61b、61c以及低浓度杂质区域61d、61e。沟道区域61a例如是非掺杂的本征半导体或低杂质区域，具有比高浓度杂质区域61b、61c以及低浓度杂质区域61d、61e低的导电性。沟道区域61a设置于与栅电极64重叠的区域。
82.高浓度杂质区域61b设置在与源电极62连接的区域、即与贯通绝缘膜24及25的接触孔h5的底面重叠的区域。另外，高浓度杂质区域61c设置在与漏电极63连接的区域、即与贯通绝缘膜24及25的接触孔h3的底面重叠的区域。低浓度杂质区域61d、62e分别设置在沟道区域61a与高浓度杂质区域61b、61c之间。
83.绝缘膜24及25覆盖半导体层61而设置在绝缘膜23之上。源电极62经由接触孔h5与半导体层61连接。另外，漏电极63经由接触孔h3与半导体层61连接。源电极62和漏电极63例如由作为钛和铝的层叠结构的tialti或tial的层叠膜构成。
84.与源极跟随器晶体管msf的栅极连接的栅极线glsf与栅电极64设置于同层。复位晶体管mrst的漏电极63(连接布线slcn)经由贯通绝缘膜22至绝缘膜25的接触孔而与栅极线glsf连接。
85.源极跟随器晶体管msf的半导体层65与半导体层61设置于同层。另外，电源信号线slsf与源电极62(复位信号线slrst)及漏电极63(连接布线slcn)设置于同层。电源信号线slsf经由贯通绝缘膜24、25的接触孔h4而与半导体层65连接。
86.接着，对光电转换元件30的截面结构进行说明。下部导电层35与栅电极64及栅极线glsf同层地设置在基板21之上。绝缘膜22及绝缘膜23设置在下部导电层35之上。光电转换元件30设置在绝缘膜23之上。换言之，下部导电层35设置在基板21与p型半导体层33之间。更具体而言，光电转换元件30形成在绝缘膜22、23(栅极绝缘膜)上，并且下部导电层35(遮光层)隔着绝缘膜22、23(栅极绝缘膜)至少与p型半导体层33对置地设置。下部导电层35通过由与栅电极64相同的材料形成而作为遮光层发挥功能，下部导电层35能够抑制来自基板21侧的光进入光电转换元件30。
87.在与基板21的表面垂直的方向(第三方向dz)上，i型半导体层31设置在p型半导体层33与n型半导体层32之间。在本实施方式中，在绝缘膜23之上依次层叠有p型半导体层33、i型半导体层31以及n型半导体层32。
88.具体而言，p型半导体层33与半导体层61及半导体层65同层地设置在绝缘膜23之上。绝缘膜24、25及26(第一绝缘膜)设置为覆盖p型半导体层33。绝缘膜24及绝缘膜25在与p型半导体层33重叠的位置设置有接触孔h13。绝缘膜26覆盖包括复位晶体管mrst的多个晶体管而设置在绝缘膜25之上。绝缘膜26覆盖构成接触孔h13的内壁的绝缘膜24及绝缘膜25的侧面。此外，在绝缘膜26上，在与p型半导体层33重叠的位置设置有接触孔h14。
89.i型半导体层31设置在绝缘膜26之上，并经由贯通绝缘膜24至绝缘膜26的接触孔h14而与p型半导体层33连接。n型半导体层32设置在i型半导体层31之上。具体而言，p型半导体层33的上表面与i型半导体层31相接，并且还与绝缘膜26(第一绝缘膜)相接。另外，i型半导体层31的下表面与p型半导体层33相接，并且i型半导体层31的侧面与绝缘膜26(第一绝缘膜)以及绝缘膜27(第二绝缘膜)相接。
90.在此，在i型半导体层31的侧面设置有向与侧面垂直的方向凹陷的槽部31h。槽部31h形成于i型半导体层31的上端部、也就是i型半导体层31与n型半导体层32的边界附近。槽部31h在俯视观察时沿着i型半导体层31的外周形成，形成至比n型半导体层32的外周靠内侧的位置。换言之，n型半导体层32的外缘部分比i型半导体层31的槽部31h的底部向外侧伸出而形成为檐状。在对多个检测元件3中的每个检测元件3将光电转换元件30图案化时，通过i型半导体层31与n型半导体层32的蚀刻速率的不同而形成槽部31h。
91.绝缘膜27(第二绝缘膜)覆盖光电转换元件30而设置在绝缘膜26之上。绝缘膜27设置为与光电转换元件30及绝缘膜26直接相接。绝缘膜27由感光性丙烯等有机材料构成。绝缘膜27比绝缘膜26厚。绝缘膜27与无机绝缘材料相比，阶梯的覆盖性良好，并设置为覆盖i型半导体层31及n型半导体层32的侧面以及槽部31h。
92.上部电极34设置在绝缘膜27之上。上部电极34例如是ito(indium tin oxide：氧化铟锡)等具有透光性的导电材料。上部电极34沿着绝缘膜27的表面而设置，经由设置于绝缘膜27的接触孔h1与n型半导体层32连接。另外，上部电极34(连接布线34a)经由设置于绝缘膜27的接触孔h2与复位晶体管mrst的漏电极63以及栅极线glsf电连接。
93.绝缘膜28及绝缘膜29覆盖上部电极34而设置在绝缘膜27之上。绝缘膜28是无机绝缘膜。绝缘膜28作为抑制水分进入光电转换元件30的保护层而设置。绝缘膜29是有机保护膜。绝缘膜29形成为使检测装置1的表面平坦化。
94.如以上说明的那样，本实施方式的检测装置1具有：基板21；光电转换元件30，设置于基板21，并包括具有光伏效应的半导体层；晶体管(例如复位晶体管mrst)，与光电转换元件30对应地设置；第一绝缘膜(绝缘膜24、25、26)，覆盖晶体管而设置于基板21之上；以及第二绝缘膜(绝缘膜27)，覆盖光电转换元件30而设置于第一绝缘膜之上，并由有机材料构成。
95.在本实施方式中，通过形成为用由有机材料构成的绝缘膜27包覆光电转换元件30的结构，即使是在i型半导体层31和n型半导体层32的端部(侧面)形成槽部31h等设置有阶梯的情况下，也能够良好地包覆i型半导体层31和n型半导体层32的端部(侧面)。其结果，上部电极34平滑地形成在绝缘膜27之上，而不反映由槽部31h引起的凹凸、通过光电转换元件30和绝缘膜26形成的阶梯。由此，上部电极34能够抑制由槽部31h、光电转换元件30的凹凸形状引起的断线、高电阻化。
96.此外，由于绝缘膜27具有良好的覆盖性，因此关于设置在上部电极34之上的绝缘膜28，也抑制阶梯的产生，具有良好的覆盖性。由此，确保绝缘膜28的保护功能，因此检测装置1能够提高可靠性。进而，也能够实现绝缘膜29的平坦化(器件表面的平坦化)。
97.另外，假设绝缘膜27使用无机绝缘膜的情况下，膜厚形成为0.5μm以上且0.7μm以下左右。在本实施方式中，通过对绝缘膜27使用有机绝缘膜，能够以2μm以上且3μm以下左右实现厚膜化，能够降低上部电极34与隔着绝缘膜27而配置的各种布线之间的寄生电容。
98.另外，在本实施方式中，由于光电转换元件30的p型半导体层33以及下部导电层35
与各晶体管设置于同层，因此与将光电转换元件30形成于不同的层的情况相比，能够简化制造工序。
99.(第二变形例)
100.图8是示出第一实施方式的第二变形例涉及的检测元件的截面图。需要指出，在以下的说明中，对与在上述实施方式中已说明过的构成要素相同的构成要素标注相同的附图标记并省略重复的说明。
101.如图8所示，第二变形例的检测元件3a与上述第一实施方式相比，光电转换元件30a的层叠顺序不同。具体而言，在绝缘膜23之上依次层叠有n型半导体层32、i型半导体层31以及p型半导体层33。
102.n型半导体层32与半导体层61及半导体层65同层地设置在绝缘膜23之上。绝缘膜24、绝缘膜25以及绝缘膜26(第一绝缘膜)设置为覆盖n型半导体层32。i型半导体层31设置在绝缘膜26之上，并经由贯通绝缘膜24至绝缘膜26的接触孔h13、h14而与n型半导体层32连接。p型半导体层33设置在i型半导体层31之上。更具体而言，光电转换元件30a形成在绝缘膜22、23(栅极绝缘膜)上，并且下部导电层35(遮光层)隔着绝缘膜22、23(栅极绝缘膜)至少与n型半导体层32对置地设置。另外，n型半导体层32的上表面与i型半导体层31相接，并且还与绝缘膜26(第一绝缘膜)相接。i型半导体层31的下表面与n型半导体层32相接，并且i型半导体层31的侧面与绝缘膜26(第一绝缘膜)以及绝缘膜27(第二绝缘膜)相接。另外，复位晶体管mrst的半导体层61与n型半导体层32形成于同层。
103.槽部31h形成于i型半导体层31的上端部、也就是i型半导体层31与p型半导体层33的边界附近。
104.在第二变形例中，向n型半导体层32提供基准电位vcom(参照图4)，p型半导体层33与节点n1(参照图4)电连接。在该情况下，基准电位vcom具有比复位电位vrst高的电位，以使光电转换元件30a被反向偏置驱动。
105.(第二实施方式)
106.图9是示出第二实施方式所涉及的检测元件的截面图。如图9所示，第二实施方式的检测元件3b与上述第一实施方式以及第二变形例相比，光电转换元件30b设置于与复位晶体管mrst不同的层的结构不同。
107.在设置有光电转换元件30b的区域中，在绝缘膜22至绝缘膜26未设置有接触孔，在基板21与光电转换元件30b之间层叠有绝缘膜22至绝缘膜26。光电转换元件30b按照p型半导体层33、i型半导体层31、n型半导体层32的顺序层叠在绝缘膜26(第一绝缘膜)之上。也就是说，p型半导体层33设置于与复位晶体管mrst的半导体层61不同的层。
108.更具体而言，在绝缘膜26的平坦面上设置下部电极38，在下部电极38之上设置p型半导体层33。下部电极38经由设置于绝缘膜26的接触孔h16与基准信号线slcom连接。由此，从基准信号线slcom经由下部电极38向p型半导体层33提供基准电位vcom。
109.绝缘膜27覆盖光电转换元件30b而设置在绝缘膜26之上。绝缘膜27覆盖p型半导体层33、i型半导体层31以及n型半导体层32的端部(侧面)。在本实施方式中，虽然在i型半导体层31的端部(侧面)形成有槽部31h，但也被由有机材料构成的绝缘膜27良好地覆盖。
110.(第三变形例)
111.图10是示出第二实施方式的第三变形例所涉及的检测元件的截面图。第三变形例
的检测元件3c与上述第一实施方式、第二实施方式以及第二变形例相比，不同点在于，绝缘膜26由有机材料形成。
112.绝缘膜26由与绝缘膜27相同的材料例如感光性丙烯等有机材料构成。不过，绝缘膜26也可以使用与绝缘膜27不同的材料。绝缘膜26设置为覆盖复位晶体管mrst等晶体管和各种布线。由此，由各种布线形成的阶梯被平坦化，绝缘膜26的上表面形成为平坦。
113.在第三变形例中，能够更有效地抑制上部电极34的断线、高电阻化。另外，也提高绝缘膜28的覆盖性，能够提高检测装置1的可靠性。
114.需要指出，在第二实施方式和第三变形例的光电转换元件30b中，也能够采用与第二变形例同样的层叠结构。也就是说，光电转换元件30b也可以按照n型半导体层32、i型半导体层31、p型半导体层33的顺序层叠在绝缘膜26(第一绝缘膜)之上。
115.以上，对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明并不限定于这样的实施方式。实施方式中公开的内容只不过是一例，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种变更。在不脱离本发明的主旨的范围内进行的适当的变更当然也属于本发明的技术范围。
116.附图标记说明
[0117]1ꢀꢀ
检测装置
[0118]
3、3a、3b、3c
ꢀꢀ
检测元件
[0119]
10
ꢀꢀ
传感器部
[0120]
15
ꢀꢀ
扫描线驱动电路
[0121]
16
ꢀꢀ
信号线选择电路
[0122]
21
ꢀꢀ
基板
[0123]
22、23、24、25、26、27、28、29
ꢀꢀ
绝缘膜
[0124]
30、30a、30b
ꢀꢀ
光电转换元件
[0125]
31
ꢀꢀ
i型半导体层
[0126]
31h
ꢀꢀ
槽部
[0127]
32
ꢀꢀ
n型半导体层
[0128]
33
ꢀꢀ
p型半导体层
[0129]
34
ꢀꢀ
上部电极
[0130]
34a
ꢀꢀ
连接布线
[0131]
48
ꢀꢀ
检测电路
[0132]
aa
ꢀꢀ
检测区域
[0133]
ga
ꢀꢀ
周边区域
[0134]
glrst
ꢀꢀ
复位控制扫描线
[0135]
glrd
ꢀꢀ
读出控制扫描线
[0136]
sl
ꢀꢀ
输出信号线
[0137]
slsf
ꢀꢀ
电源信号线
[0138]
slrst
ꢀꢀ
复位信号线
[0139]
slcom
ꢀꢀ
基准信号线
[0140]
vdd
ꢀꢀ
电源电位
[0141]
vcom
ꢀꢀ
基准电位
[0142]
vrst
ꢀꢀ
复位电位
[0143]
rst
ꢀꢀ
复位控制信号
[0144]
rd
ꢀꢀ
读出控制信号
[0145]
mrst
ꢀꢀ
复位晶体管
[0146]
mrd
ꢀꢀ
读出晶体管
[0147]
msf
ꢀꢀ
源极跟随器晶体管。