專利名稱：光電轉(zhuǎn)換器件及輻射攝影裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光電轉(zhuǎn)換器件和一種輻射攝影裝置，更特別地，涉及一種適合于根據(jù)通過光電轉(zhuǎn)換獲得的電信號(hào)獲得圖像的器件。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，圖像增強(qiáng)器(I.I)用于攝影X-射線圖像，其執(zhí)行是為了診斷消化系統(tǒng)，包括胃和腸，以及心臟。
圖像增強(qiáng)器(I.I)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域是有用的，因?yàn)橥ㄟ^圖像增強(qiáng)器獲得的運(yùn)動(dòng)圖像非常有效。也就是說，如果只是攝影一直都在工作的內(nèi)臟的靜止圖像，那么在某些情況下，所獲得的圖像不是醫(yī)生希望獲得的圖像。因此，必須用它們的運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行診斷。此外，因?yàn)樵谟^看運(yùn)動(dòng)圖像的同時(shí)需要判斷靜止圖像的攝影時(shí)限，所以運(yùn)動(dòng)圖像在醫(yī)學(xué)護(hù)理場(chǎng)所的效率非常高。
如圖7所示，圖像增強(qiáng)器包括一個(gè)熒光屏101，其是通過利用蒸發(fā)器在玻璃表面上沉積碘化銫(CsI)獲得的，一個(gè)陰極板102，其被布置成面對(duì)熒光屏101，一個(gè)電子透鏡部分(陽極板)103，其用于聚集從陰極板102發(fā)射的電子并加速所聚集的電子，和一個(gè)輸出表面104，其用于將通過電子透鏡部分103聚集的電子的圖像轉(zhuǎn)換成可視圖像并顯示最終的圖像。注意，輸出表面104是通過利用蒸發(fā)器將熒光體沉積在鋁膜上形成的。
從X-射線源111發(fā)射的并透過人體109的X-射線110首先由熒光屏101轉(zhuǎn)變成X-射線圖像，該熒光屏是通過利用蒸發(fā)器在玻璃表面上沉積碘化銫(CsI)獲得的。
熒光屏(CsI)101的X-射線圖像通過面對(duì)熒光屏101的陰極板102轉(zhuǎn)變成電子圖像。
電子透鏡部分103聚集并加速電子圖像，并將其施加給輸出表面(熒光表面)104，借此通過輸出表面(熒光表面)104將其轉(zhuǎn)換成可視圖像。
顯示在輸出表面(熒光表面)104上的圖像也能夠通過TV相機(jī)105或CCD相機(jī)的觀察顯示在監(jiān)視器107上。
然而，這種圖像增強(qiáng)器(I.I.)在原理上具有如下問題。
第一個(gè)問題是，因?yàn)槭褂昧穗娮油哥R，圖像會(huì)扭曲。第二個(gè)問題是，因?yàn)殡娮油哥R和陰極表面的尺寸有限，不能獲得大視場(chǎng)。第三個(gè)問題是，因?yàn)檠b置體積較大，難以將該裝置布置在小的X-射線室內(nèi)。
另一方面，近年來，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，使用平板探測(cè)器(下文簡(jiǎn)稱作“FPD”)的X-射線圖像拾取器件已經(jīng)變得適合于實(shí)際應(yīng)用，預(yù)期在將來會(huì)開發(fā)出來。
使用FPD的X-射線圖像拾取器件的優(yōu)點(diǎn)是，這種X-射線圖像拾取裝置比使用膜的X-射線拾取器件更靈敏，圖像品質(zhì)更高，由于圖像數(shù)字化，圖像的管理更簡(jiǎn)單，能夠獲得基于圖像處理的新的診斷方法，等等。除了這些優(yōu)點(diǎn)之外，使用FPD的X-射線圖像拾取器件具有除了獲得靜止圖像之外還能攝影運(yùn)動(dòng)圖像的優(yōu)點(diǎn)。
因此，如果能夠?qū)PD應(yīng)用于X-射線運(yùn)動(dòng)圖像，就有可能實(shí)現(xiàn)X-射線運(yùn)動(dòng)圖像攝影裝置，利用它獲得的圖像的扭曲小于利用圖像增強(qiáng)器(I.I)攝影獲得的圖像，并且所獲得的視場(chǎng)與利用大尺寸的膜獲得的相同。而且，因?yàn)樵撗b置比圖像增強(qiáng)器(I.I)更薄且不需要高壓，所以有可能實(shí)現(xiàn)容易布置的X-射線運(yùn)動(dòng)圖像攝影裝置。
這樣，通過采用使用FPD的X-射線運(yùn)動(dòng)圖像攝影裝置，有可能解決如下問題，例如圖像增強(qiáng)器(I.I)具有的圖像扭曲。此外，因?yàn)槟軌蛴靡粋€(gè)裝置同時(shí)攝影靜止圖像和運(yùn)動(dòng)圖像，所以能夠增加X-射線圖像分析的效率，并能夠減輕患者的負(fù)擔(dān)。由于這些方面，使用FPD的運(yùn)動(dòng)圖像攝影引起了人們的關(guān)注。
在FPD中，如圖8所示，操作者使用X-射線源控制臺(tái)215輸入操作，將X-射線220從X-射線源219施加到人體221。然后，通過熒光體201將透過人體221的X-射線轉(zhuǎn)變成可見光。傳感器基片203以相同的放大率讀出基于最終可見光202的圖像，傳感器基片203是通過無定形硅處理在玻璃基片上形成無定形硅獲得的。
傳感器基片203上二維地布置多個(gè)象素，每一個(gè)象素都包括一個(gè)光電傳感器和一個(gè)開關(guān)元件，該開關(guān)元件開啟和關(guān)閉光電傳感器的輸出信號(hào)。傳感器基片203讀出的X-射線圖像以電信號(hào)的形式輸出。
而且，在信號(hào)放大電路204放大了輸出電信號(hào)之后，電信號(hào)通過繼電器基片223發(fā)送到控制基片224，并通過控制基片224上安裝的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(A/D轉(zhuǎn)換器)206轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)。此外，安裝在控制基片224內(nèi)的用于控制的計(jì)算機(jī)208執(zhí)行控制，從而將從外部電源214給出的電源207的電力提供給繼電器基片223，并向繼電器基片223輸出一個(gè)控制信號(hào)。
繼電器基片223能夠?qū)⒖刂苹?24輸出的控制信號(hào)轉(zhuǎn)移給信號(hào)放大電路204，并且還能夠形成傳感器基片203、垂直驅(qū)動(dòng)電路205和信號(hào)放大電路204所需的電源。
圖像處理器件209將通過A/D轉(zhuǎn)換獲得的作為數(shù)字信號(hào)的圖像數(shù)據(jù)處理成待顯示在監(jiān)視器218上的運(yùn)動(dòng)圖像。X-射線圖像攝影裝置的全部操作均由控制PC 211加以控制，控制PC具有圖像處理器件209、編程/控制板210等。
除了上述操作之外，根據(jù)控制PC 211的控制還能夠執(zhí)行X-射線源219的同步化，圖像存儲(chǔ)，圖像打印，醫(yī)院內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)連接等。
注意，在上文中，圖像數(shù)據(jù)保存在存儲(chǔ)器件222，外部存儲(chǔ)器件217等內(nèi)。
此外，控制PC 211根據(jù)操作者通過傳感器控制臺(tái)213輸入的操作而工作。
圖9顯示了上述FPD的一個(gè)象素。一個(gè)象素由金屬-絕緣體-半導(dǎo)體(MIS)型光電傳感器和一個(gè)被布置作為開關(guān)元件的薄膜晶體管(TFT)構(gòu)成。
象素在玻璃基片308上形成。
更明確地講，TFT包括一個(gè)用鉻或鋁制成的柵電極301，一個(gè)由無定形氮化硅膜形成的絕緣膜302，一個(gè)用無定形氫化硅制成的溝道層303，一個(gè)用于在溝道層303和金屬電極之間提供歐姆接觸的N+型無定形硅層304，和一個(gè)源電極305及漏電極306，兩個(gè)極的每一個(gè)均由金屬，例如鉻或鋁，制成。
此外，MIS型光電傳感器是MIS型無定形硅光電傳感器，并且包括一個(gè)用金屬例如鉻或鋁制成的傳感器下電極309，一個(gè)由氮化硅膜形成的作為MIS型光電傳感器絕緣層的絕緣層310，一個(gè)由無定形氫化硅制成的光電轉(zhuǎn)換層(I-型層311)，一個(gè)用于在光電轉(zhuǎn)換層311和電極之間提供歐姆接觸并用于阻塞光電轉(zhuǎn)換層311內(nèi)產(chǎn)生的空穴的N+型無定形硅層312，和一個(gè)由鋁、鉻或透明電極材料如錫氧化碘(ITO)制成的用于向MIS型光電傳感器提供電壓的傳感器偏置線路313。
而且，在TFT和MIS型光電傳感器上形成用于保護(hù)MIS型光電傳感器和TFT避免潮濕和外物的保護(hù)層317，用于將輻射轉(zhuǎn)變成可見光的熒光體315，用于使熒光體315和保護(hù)層317粘著的粘著層316，和用于為熒光體315防潮的熒光體保護(hù)層314。另外，在圖9所示的象素中，信號(hào)線路307與漏電極306相連。
在形成FPD器件期間，使用無定形硅處理，因?yàn)樗軌蚓鶆虻爻练e具有大面積的膜從而使探測(cè)器的特征均一化。
MIS型光電傳感器的操作原理在下文將參考圖10A-10C所示的MIS型光電傳感器的能帶圖加以說明。
圖10A顯示了MIS型光電傳感器在積累操作(光電變化模式)期間的狀態(tài)。
當(dāng)向MIS型光電傳感器的傳感器偏置線路313的一側(cè)施加正電壓時(shí)，光電轉(zhuǎn)換層311內(nèi)由于光電效應(yīng)產(chǎn)生的空穴403向絕緣層310和光電轉(zhuǎn)換層311之間的界面(光電轉(zhuǎn)換層-絕緣界面)移動(dòng)，而電子402向N+型無定形硅層312的一個(gè)側(cè)移動(dòng)。
此時(shí)，空穴403不能向下電極層309側(cè)移動(dòng)，因?yàn)樗鼈儾荒芡高^絕緣層310。結(jié)果，空穴403積累在光電轉(zhuǎn)換層-絕緣層界面內(nèi)。因此，在MIS型光電傳感器中產(chǎn)生與光401的輻射量和光401的輻射時(shí)間周期成比例的電壓。
然而，如果積累了一定量的空穴403，如圖10B所示，由光電轉(zhuǎn)換層-絕緣層界面內(nèi)積累的空穴403產(chǎn)生的電壓將等于施加給MIS型光電傳感器的電壓。結(jié)果，在光電轉(zhuǎn)換層311內(nèi)將基本上不存在電場(chǎng)。
在這種狀態(tài)下，光電轉(zhuǎn)換層311內(nèi)產(chǎn)生的空穴403不能夠移動(dòng)到光電轉(zhuǎn)換層-絕緣層界面，因此消失。結(jié)果，將基本上不存在與光401的輻射量和光401的輻射時(shí)間周期成比例的電壓。這種狀態(tài)稱作飽和狀態(tài)。
為了提供如下狀態(tài)，其中為處于飽和狀態(tài)的MIS型光電傳感器再次產(chǎn)生與光401的輻射量和光401的輻射時(shí)間周期成比例的電壓，圖10C所示，必須使傳感器偏置電路313的電壓低于圖10A和10B所示的每一個(gè)狀態(tài)的電壓，以便清除積累在光電轉(zhuǎn)換層-絕緣層界面內(nèi)的空穴。該操作稱作更新操作。
因此，為了使MIS型光電傳感器可以輸出與光401的輻射量和光401的輻射時(shí)間周期成比例的電壓，需要重復(fù)執(zhí)行一系列的操作，包括積累操作、光輻射操作、信號(hào)讀出操作和更新操作(積累操作-光輻射-信號(hào)讀出-更新操作)。
然而，為了用如上所述的MIS型光電傳感器實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)圖像拾取器件，更新操作會(huì)成為一個(gè)問題。
其原因如下。也就是，如果全部的象素同時(shí)被更新，那么運(yùn)動(dòng)圖像的攝影需要有一個(gè)周期，其中順序執(zhí)行信號(hào)讀出操作(積累操作)和更新操作(信號(hào)讀出(積累操作)-更新操作)。然而，因?yàn)闆]有攝影更新操作的信息，所以運(yùn)動(dòng)圖像變得不自然。
此外，在如下情況下，其中每執(zhí)行幾次讀出操作就執(zhí)行一次更新操作，如果X-射線的輻射量隨位置而不同，那么某些位置會(huì)處于飽和狀態(tài)。結(jié)果，會(huì)遇到一個(gè)問題，即會(huì)獲得沒有灰度等級(jí)的圖像，從而運(yùn)動(dòng)圖像變得不自然。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是考慮了上述背景獲得的，因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是，即使在執(zhí)行用于清除由光電轉(zhuǎn)換積累在象素內(nèi)的電荷的更新操作時(shí)，也能夠獲得自然的運(yùn)動(dòng)圖像。
本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換器件包括多個(gè)象素，其每一個(gè)都以光電轉(zhuǎn)換裝置和轉(zhuǎn)移裝置作為一個(gè)單元，光電轉(zhuǎn)換裝置用于將光線轉(zhuǎn)換成電信號(hào)從而在其中積累電荷，轉(zhuǎn)移裝置用于轉(zhuǎn)移積累在光電轉(zhuǎn)換裝置內(nèi)的電荷，該多個(gè)象素布置成一個(gè)矩陣；和用于清除積累在光電轉(zhuǎn)換裝置內(nèi)的電荷的裝置，其工作是通過轉(zhuǎn)移裝置的控制線路，而該控制線路屬于沿著鄰近有關(guān)光電轉(zhuǎn)換裝置的線路布置的象素。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)通過聯(lián)系附圖的下述說明將變得顯而易見，在這些附圖中，類似的指代符號(hào)表示相同的或類似的部分。


合并作為本說明書一部分的附圖，圖解了本發(fā)明的實(shí)施例，并且與說明書一起，用于解釋本發(fā)明的原理。
圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換器件配置的一個(gè)實(shí)例的電路圖；圖2是顯示構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換器件電路的驅(qū)動(dòng)時(shí)限的時(shí)間圖；圖3是顯示構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換器件一個(gè)象素的圖形實(shí)例的平面圖；圖4A、4B、4C、4D、4E和4F是顯示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換器件一個(gè)象素的制造處理的示意圖，其是按照處理次序顯示的；圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換器件配置的一個(gè)實(shí)例的電路圖；圖6是顯示構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換器件電路的驅(qū)動(dòng)時(shí)限的時(shí)間圖；
圖7是顯示根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)的圖像增強(qiáng)器結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖；圖8是顯示根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)的平板探測(cè)器結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖；圖9是顯示根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)的一個(gè)象素結(jié)構(gòu)的剖面圖；圖10A、10B和10C是顯示根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)的MIS型光電轉(zhuǎn)換單元能帶的簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施例方式
下文將參考

根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例。
圖1是顯示根據(jù)本實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換器件配置的一個(gè)實(shí)例的電路圖，其中9個(gè)象素布置成3×3的矩陣。
圖1中，光電轉(zhuǎn)換器件被配置成包括光探測(cè)單元500，其具有TFT11-TFT33，MIS型光電傳感器s11-s33，柵線Vg1-Vg4，和信號(hào)線Sig1-Sig3，其中通過信號(hào)線轉(zhuǎn)移來自MIS型光電傳感器的電信號(hào)；一個(gè)垂直驅(qū)動(dòng)電路501，其用于控制柵線Vg1-Vg4；一個(gè)信號(hào)放大電路505，其用于放大和轉(zhuǎn)移來自象素的信號(hào)；和一個(gè)傳感器偏置源502，用于向MIS型光電傳感器s11-s33施加光電轉(zhuǎn)換所需的電壓。
信號(hào)放大電路505包括一個(gè)第一級(jí)放大器(一級(jí)AMP)506，其用于將來自象素的電信號(hào)放大數(shù)十倍；一個(gè)重置開關(guān)(重置SW)504，其用于重置用于第一級(jí)AMP電荷積累的電容器；一個(gè)采樣/保持電容器503，其用于保持第一級(jí)AMP 506的輸出；一個(gè)多路復(fù)用器單元508，其用于將所采樣和保持的信號(hào)轉(zhuǎn)換成連續(xù)信號(hào)；和一個(gè)輸出級(jí)放大器(輸出級(jí)AMP)，其用于將連續(xù)信號(hào)輸出到外部電路(圖1中未顯示)。
本實(shí)施例光電轉(zhuǎn)換器件的一個(gè)特征是，在電極(傳感器下電極711，其在后面將進(jìn)行說明)和下一個(gè)沿著掃描方向的線路之間形成了電容器(更新電容器Cr11-Cr33)，該電極與MIS型光電傳感器s11-s33的傳感器電極不同。
更明確地講，例如在圖1中，在MIS型光電傳感器s11-s13和柵線Vg2之間形成更新電容器Cr11-Cr33。
當(dāng)圖1所示柵線Vg2上的電壓被設(shè)定成TFT的開啟電壓(正電壓)時(shí)，MIS型光電傳感器s11-s13的傳感器下電極的電位將通過更新電容器Cr11-Cr13變成正值。結(jié)果，有可能獲得與圖10C所示更新模式相同的狀態(tài)。
也就是說，第(n-1)個(gè)(n自然數(shù))線路的MIS型光電傳感器的操作模式能夠根據(jù)TFT的ON/OFF(開啟操作和關(guān)閉操作)變成更新模式，并伴隨著電荷從沿著掃描方向的第n個(gè)線路的象素列的讀出操作。這使得每個(gè)掃描線路的更新操作成為可能，從而能夠在不中斷圖像的情況下攝影運(yùn)動(dòng)圖像。
圖2顯示了構(gòu)成圖1所示實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換器件電路的驅(qū)動(dòng)時(shí)限的時(shí)間圖。
為了從一個(gè)線路的象素中讀出電荷，首先，將信號(hào)放大電路505的重置開關(guān)SW 504變?yōu)镺N，從而重置信號(hào)線路Sig1-Sig3的電位。通過執(zhí)行該操作，信號(hào)線路Sig1-Sig3的電位被重置為第一級(jí)AMP 506的參考電位，從而防止信號(hào)線路Sig1-Sig3的電位波動(dòng)對(duì)圖像品質(zhì)造成影響。
然后，為了讀出積累在MIS型光電傳感器s11-s33中的電荷，向柵線Vg1施加足以開啟TFT11-TFT13的電壓。
當(dāng)施加該電壓時(shí)，TFT11-TFT13被開啟，從而將MIS型光電傳感器s11-s13內(nèi)積累的電荷轉(zhuǎn)移到信號(hào)放大電路505。
當(dāng)流逝的時(shí)間周期足以轉(zhuǎn)移這些電荷時(shí)，信號(hào)SH的水平變成高(Hi)，以便用電信號(hào)給采樣/保持電容器503充電。
然后，在經(jīng)過足夠的時(shí)間周期之后，信號(hào)SH的水平變成低，從而使采樣/保持電容器503與第一級(jí)AMP 506電分離。
而且，為了重置MIS型光電傳感器s11-s13的傳感器下電極的電位，信號(hào)RC的水平變成高(Hi)在完成這些操作之后，施加給柵Vg1的電壓被設(shè)定成足以關(guān)閉TFT11-TFT13的電壓，借此關(guān)閉TFT11-TFT13。
類似地執(zhí)行從下一線路的象素中讀出電荷的操作。以這種方式驅(qū)動(dòng)光電轉(zhuǎn)換器件，借此在TFT開啟/關(guān)閉期間，更新前一線路的MIS型光電傳感器。也就是說，例如，在從第二個(gè)掃描線路線路2的象素中讀出電荷的操作期間，執(zhí)行第一個(gè)掃描線路線路1的MIS型光電傳感器的更新操作。
注意，盡管在圖1和2中說明的光電轉(zhuǎn)換器件具有3×3的象素，但象素的數(shù)目并不僅限于這個(gè)數(shù)字。如果用每一個(gè)都具有160μm×160μm尺寸的象素制造相應(yīng)于實(shí)際傳感器尺寸的尺寸為43cm×43cm的傳感器，那么光電轉(zhuǎn)換器件應(yīng)具有2688×2688個(gè)象素。
而且，在這個(gè)實(shí)例中，需要增加?xùn)啪€Vg1-Vg4的數(shù)目，以便比掃描線路的數(shù)目多1(也就是說，柵線Vg1-Vg4的數(shù)目需要增加到(掃描線路數(shù)目+1))。此外，切換TFT11-TFT13的ON/OFF的電壓被假定為所形成TFT11-TFT13的最佳值。
而且，MIS型光電傳感器s11-s33的更新程度隨著用于更新MIS型光電傳感器s11-s33的更新電容器Cr11-Cr33的電容和TFT11-TFT33的開啟電壓與關(guān)閉電壓之差而不同。因此，這些數(shù)值被假定為最佳值，從而每個(gè)光電轉(zhuǎn)換器件都能夠獲得足夠的動(dòng)態(tài)范圍。
圖3是顯示構(gòu)成光電轉(zhuǎn)換器件的一個(gè)象素的圖形實(shí)例的平面圖。
MIS型光電傳感器s11-s33每一個(gè)都被構(gòu)建成包括一個(gè)由金屬例如鉻或鋁構(gòu)成的傳感器下電極711；一個(gè)由無定形氮化硅膜形成的絕緣層710；一個(gè)由無定形氫化硅形成的光電轉(zhuǎn)換層709；一個(gè)用于在光電轉(zhuǎn)換層709和電極之間提供歐姆接觸并且作為阻塞光電轉(zhuǎn)換層709中產(chǎn)生的空穴的空穴阻塞層的N+型無定形硅層708；和一個(gè)連接如圖1所示的傳感器偏置源502并用于向MIS型光電傳感器提供電壓的傳感器偏置線路706。注意，傳感器偏置線路706用金屬例如鋁制成。此外，N+型無定形硅層708用例如無定形氫化硅制成。
此外，TFT11-TFT33的每一個(gè)都被構(gòu)建成包括一個(gè)由金屬例如鋁或鉻制成的柵電極702；一個(gè)由無定形氮化硅膜形成的并成為TFT柵絕緣膜的絕緣層713(未顯示)；一個(gè)由無定形氫化硅膜形成的溝道層712；一個(gè)用于在溝道層712和電極之間提供歐姆接觸的N+型無定形硅層714(未顯示)；和一個(gè)漏電極703及源電極704，兩個(gè)電極均由金屬例如鋁制成。
此外，另如圖3所示，在柵電極702和傳感器下電極層711之間形成更新電容器Cr707，其中柵電極由金屬例如鋁制成，并且在下一個(gè)掃描線路的柵線上形成。
該更新電容器707是以無定形氮化硅膜為電介質(zhì)的電容器。注意，圖3所示的更新電容器707與圖1所示更新電容器Cr11-Cr33中的每一個(gè)均一致。
此外，傳感器下電極層711，TFT11-TFT33的每一個(gè)的漏電極703和柵電極702，以及更新電容器707的電極彼此通過一個(gè)接觸孔相連。
圖4A-4F以處理的順序顯示了形成一個(gè)象素時(shí)的制造處理(處理流程)。
在利用濺射方法將用鋁等制成的金屬膜沉積到至少具有絕緣性質(zhì)的基片801，例如玻璃基片，上之后，通過照相平版印刷處理繪制金屬膜的圖形，從而形成柵電極702和傳感器下電極711(柵電極形成處理，如圖4A所示)。
然后，利用化學(xué)氣相方法(CVD方法)或等離子體CVD方法在基片801的主表面上連續(xù)沉積無定形氮化硅膜803、無定形硅層804和N+型無定形硅層805(無定形硅沉積處理，如圖4B所示)。
形成用于將TFT11-TFT33中每一個(gè)的漏電極703連接到MIS光電傳感器s11-s33的傳感器下電極711上的接觸孔806(鉆孔)。然后，利用濺射方法沉積用鋁等制成的金屬層807(電極層形成處理，如圖4C所示)。結(jié)果，形成絕緣層713和溝道層712。
然后，通過照相平版印刷處理使TFT11-TFT33與MIS型光電傳感器s11-s33(元件)絕緣。這樣，形成如圖4D所示的漏電極703、源電極704、傳感器偏置線路706、N+型無定形硅層708、光電轉(zhuǎn)換層709和絕緣層710。此時(shí)，形成了接觸孔808(鉆孔)，從而延伸到柵電極702(元件絕緣處理，如圖4D所示)。
然后，形成更新電容器707的電極809，其用鋁等制成，從而覆蓋柵電極702(更新電容器形成處理，如圖4E所示)。之后，出于保護(hù)元件避免潮濕和外物的目的，利用CVD方法或等離子體CVD方法沉積由無定形氮化硅制成的膜。結(jié)果，形成保護(hù)層802(保護(hù)層形成處理，如圖4F所示)。
應(yīng)當(dāng)注意，在圖4A-4F所示的處理中，必須確定層的厚度，使之成為最佳值，利用它，能夠獲得運(yùn)動(dòng)圖像攝影光電轉(zhuǎn)換器件的充分性能。
如上所示，在本實(shí)施例中，MIS型光電傳感器的傳感器下電極711通過更新電容器707連接?xùn)啪€Vg，該柵線沿著掃描方向分布如在下一個(gè)柵線中，并且第(n-1)個(gè)線路的MIS型光電傳感器根據(jù)開啟/關(guān)閉操作加以更新，其伴隨著從第n個(gè)線路的象素列中讀出電荷的操作。結(jié)果，每個(gè)掃描線路的更新操作(包括共同保持柵線Vg的象素)均成為可能。這樣，有可能防止運(yùn)動(dòng)圖像由于如背景技術(shù)中的更新操作導(dǎo)致的不自然。這樣，可以防止圖像中斷，從而使自然運(yùn)動(dòng)的圖像攝影成為可能。結(jié)果，有可能實(shí)現(xiàn)適合于X-射線運(yùn)動(dòng)圖像的平板探測(cè)器。
也就是說，通過使用本實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換器件，有可能提供一種X-射線圖像拾取器件，利用它，能夠大面積地(在大屏幕上)顯示具有高品質(zhì)并且沒有扭曲的運(yùn)動(dòng)圖像。從而，有可能有利于在醫(yī)學(xué)護(hù)理場(chǎng)所提高診斷效率和診斷精度。
接著，下文將說明本發(fā)明的第二實(shí)施例。注意，本實(shí)施例的傳感器偏置源的配置與第一實(shí)施例不同。因此，與第一實(shí)施例中相同的構(gòu)成元件用和圖1到圖4A-4F中相同的指代數(shù)字表示，并且這里省略其詳細(xì)說明。
圖5是顯示根據(jù)本實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換器件一個(gè)配置實(shí)例的電路圖。
圖5所示光電轉(zhuǎn)換器件的一個(gè)特征是，向根據(jù)第一實(shí)施例的適合于運(yùn)動(dòng)圖像攝影裝置的光電轉(zhuǎn)換器件的電路配置中添加了兩種傳感器偏置源，從而能夠保證靜止圖像具有大的動(dòng)態(tài)范圍。
靜止圖像需要有比運(yùn)動(dòng)圖像更大的動(dòng)態(tài)范圍。如上所述，為了使MIS型光電傳感器可以保持期望的靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍，則需要更新操作。特別地，為了保證大的動(dòng)態(tài)范圍，期望使積累期間(光電轉(zhuǎn)換模式期間)的傳感器偏置電壓與更新操作期間的傳感器偏置電壓之差較大。
然而，在第一實(shí)施例的更新方法實(shí)例中，有可能在攝影靜止圖像時(shí)，不能保證足夠的動(dòng)態(tài)范圍。因此，在獲得靜止圖像的實(shí)例中，期望有能夠同時(shí)更新所有象素的方法以執(zhí)行攝影。
出于上述原因，如圖5所示，在本實(shí)施例中，傳感器偏置源901被設(shè)計(jì)成具有兩個(gè)電源電壓，也就是，一個(gè)用于在積累操作期間施加的積累偏置電壓，和一個(gè)用于在更新操作期間施加的更新偏置電壓。在攝影靜止圖像之前利用具有如此配置的傳感器偏置源901執(zhí)行更新操作。結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了能夠保證動(dòng)態(tài)范圍足以攝影靜止圖像的運(yùn)動(dòng)圖像攝影裝置。
圖6顯示了構(gòu)成如圖5所示的根據(jù)本實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換器件電路中驅(qū)動(dòng)時(shí)限的時(shí)間圖。
醫(yī)生或工程師在觀察運(yùn)動(dòng)圖像的同時(shí)，以期望的時(shí)限攝影靜止圖像。一旦向圖像拾取器件輸入攝影靜止圖像的要求，圖像拾取器件便完成攝影運(yùn)動(dòng)圖像的操作，并進(jìn)入到更新操作。
在此時(shí)的更新操作中，信號(hào)VSC的水平變成低，傳感器偏置源901的電壓切換到更新電壓(更新偏置電壓)，同時(shí)，所有的TFT11-TFT33均開啟，從而更新所有的象素。此時(shí)，不發(fā)射X-射線。
在完成更新操作之后，發(fā)射期望量的X-射線。此時(shí)，所有象素的TFT11-TFT33均關(guān)閉，從而在傳感器中積累電荷。然后，在完成X-射線發(fā)射之后，執(zhí)行讀操作。讀操作以和攝影運(yùn)動(dòng)圖像中相同的時(shí)限加以執(zhí)行。出于這個(gè)原因，能夠立即攝影運(yùn)動(dòng)圖像。
注意，為了避免由于更新操作導(dǎo)致的不自然的運(yùn)動(dòng)圖像，與第一實(shí)施例類似，必須更新每個(gè)掃描線路的MIS型光電傳感器s11-s33的相應(yīng)象素。
每個(gè)掃描線路，也就是，每組共同保持柵線Vg的象素，均執(zhí)行更新操作，從而允許在執(zhí)行從下一線路的象素中讀出電荷的操作的同時(shí)，執(zhí)行更新。結(jié)果，與第一實(shí)施例相似，解決了由于更新導(dǎo)致的運(yùn)動(dòng)圖像的不自然。
如上所述，在本實(shí)施例中，當(dāng)發(fā)出攝影靜止圖像的要求時(shí)，當(dāng)傳感器偏置源901的偏置電壓切換到更新偏置電壓并且所有的TFT11-TFT33均被開啟以便更新全部象素之后，攝影靜止圖像。這樣，利用本實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換器件，除了第一實(shí)施例的效果之外，還提供了這樣的效果，即實(shí)現(xiàn)了能夠保證足以攝影靜止圖像的動(dòng)態(tài)范圍的運(yùn)動(dòng)圖像攝影裝置。
本發(fā)明的其它實(shí)施例如下的實(shí)施例，其中向與各種器件相連的裝置或系統(tǒng)內(nèi)的計(jì)算機(jī)提供用于實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例功能的軟件程序編碼，從而操作各種類型的器件，以便實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的功能，并且各種類型的器件均根據(jù)系統(tǒng)或裝置的計(jì)算機(jī)(CPU或MPU)內(nèi)存儲(chǔ)的程序加以操作，借此實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，也包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
此外，在這種實(shí)例中，軟件的程序編碼本身實(shí)現(xiàn)了上述實(shí)施例的功能。因此，程序編碼本身和用于將程序編碼提供給計(jì)算機(jī)的裝置，也就是，其中保存有這種程序編碼的記錄介質(zhì)，構(gòu)成了本發(fā)明。關(guān)于用于保存這種程序編碼的記錄介質(zhì)，例如，可以使用軟碟、硬盤、光盤、磁光盤、CD-ROM、磁帶、非易失性存儲(chǔ)卡、ROM等。
此外，需要理解，在下述的實(shí)施例中，無論是用計(jì)算機(jī)執(zhí)行提供給它的程序編碼從而實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的功能，還是程序編碼與計(jì)算機(jī)、其它應(yīng)用軟件內(nèi)的操作系統(tǒng)(OS)合作從而實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的功能，這種程序編碼都是在本發(fā)明范圍內(nèi)的一個(gè)實(shí)施例。
而且，在如下的實(shí)例中，其中在將所提供的程序編碼存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器內(nèi)之后，其中該存儲(chǔ)器安裝在計(jì)算機(jī)或者是與計(jì)算機(jī)相連的功能擴(kuò)展單元的功能擴(kuò)展板內(nèi)，安裝在功能擴(kuò)展板或功能擴(kuò)展單元內(nèi)的CPU等根據(jù)程序編碼所指示的指令執(zhí)行實(shí)際處理的一部分或者全部，并且上述實(shí)施例的功能通過執(zhí)行實(shí)際處理的一部分或者全部加以實(shí)現(xiàn)，這種程序編碼也在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
如前文所述，根據(jù)本發(fā)明，多個(gè)象素，其中每一個(gè)均以光電轉(zhuǎn)換裝置和轉(zhuǎn)移裝置為一個(gè)單元，該光電轉(zhuǎn)換裝置用于將光線轉(zhuǎn)換成電荷從而在其中積累電荷，該轉(zhuǎn)移裝置用于轉(zhuǎn)移積累在光電轉(zhuǎn)換裝置內(nèi)的電荷，該多個(gè)象素布置成一個(gè)矩陣，并且積累在光電轉(zhuǎn)換裝置內(nèi)的電荷用沿著鄰近有關(guān)光電轉(zhuǎn)換裝置的線路加以布置的象素的轉(zhuǎn)移裝置的控制線路加以清除。結(jié)果，每個(gè)線路均能夠執(zhí)行更新操作，從而有可能防止運(yùn)動(dòng)圖像由于如背景技術(shù)的更新操作導(dǎo)致的不自然。這樣，防止了圖像中斷，從而能夠攝影自然的運(yùn)動(dòng)圖像。結(jié)果，有可能提供一種運(yùn)動(dòng)圖像拾取器件，其能夠顯示具有高品質(zhì)并且在大面積內(nèi)(大屏幕上)沒有扭曲的運(yùn)動(dòng)圖像。
因?yàn)樵诓槐畴x本發(fā)明精神和范圍的前提下能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的各種顯然的、廣泛不同的實(shí)施例，所以應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不僅限于其特殊的實(shí)施例，而是由權(quán)利要求加以限定。
權(quán)利要求
1.一種光電轉(zhuǎn)換器件，包括多個(gè)象素，每一個(gè)象素作為一個(gè)單元都具有光電轉(zhuǎn)換裝置和轉(zhuǎn)移裝置，光電轉(zhuǎn)換裝置用于將光轉(zhuǎn)換成電信號(hào)從而在其中積累電荷，轉(zhuǎn)換裝置用于轉(zhuǎn)移光電轉(zhuǎn)換裝置中積累的電荷，該多個(gè)象素布置成一個(gè)矩陣；和用于清除積累在光電轉(zhuǎn)換裝置中的電荷的裝置，其是通過象素的轉(zhuǎn)移裝置的控制線路實(shí)現(xiàn)的，該象素沿著與有關(guān)的光電轉(zhuǎn)換裝置鄰近的線路布置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的光電轉(zhuǎn)換器件，其中清除裝置清除積累在光電轉(zhuǎn)換裝置內(nèi)的電荷，是利用在光電轉(zhuǎn)換裝置和沿著與有關(guān)的光電轉(zhuǎn)換裝置鄰近的線路布置的象素的轉(zhuǎn)移裝置的控制線路之間形成的電容，以及在對(duì)沿著鄰近線路布置的象素執(zhí)行讀操作時(shí)控制線路的電壓變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的光電轉(zhuǎn)換器件，其中光電轉(zhuǎn)換裝置包括一個(gè)MIS型光電傳感器，其具有金屬層、絕緣層和半導(dǎo)體層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的光電轉(zhuǎn)換器件，其中轉(zhuǎn)移裝置包括一個(gè)薄膜晶體管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的光電轉(zhuǎn)換器件，其中光電轉(zhuǎn)換裝置包括一個(gè)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換單元，并用于將具有通過波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換單元的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換獲得的波長(zhǎng)的光轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而積累電信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的光電轉(zhuǎn)換器件，其中波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換單元包括一個(gè)熒光體，其用于將電離輻射轉(zhuǎn)換成可見光。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的光電轉(zhuǎn)換器件，進(jìn)一步包括偏置裝置，其用于將把光線轉(zhuǎn)換成電信號(hào)所需的電壓提供給光電轉(zhuǎn)換裝置；控制信號(hào)提供裝置，其用于將控制信號(hào)提供給控制線路，該控制信號(hào)用于控制通過光電轉(zhuǎn)換裝置的轉(zhuǎn)換獲得的電信號(hào)的轉(zhuǎn)移操作；和信號(hào)放大裝置，其用于根據(jù)從控制信號(hào)提供裝置提供給控制線路的控制信號(hào)放大從光電轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)移的電信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的光電轉(zhuǎn)換器件，其中偏置裝置向光電轉(zhuǎn)換裝置提供電壓，當(dāng)在光電轉(zhuǎn)換裝置中積累電荷時(shí)的該電壓的值與當(dāng)在清除光電轉(zhuǎn)換裝置內(nèi)積累電荷時(shí)的該電壓的值不同。
9.根據(jù)權(quán)利要求5的光電轉(zhuǎn)換器件，其中適合于攝影運(yùn)動(dòng)圖像的電信號(hào)放大器和垂直掃描電路被連接于所述多個(gè)布置成矩陣的象素，電信號(hào)放大器和垂直掃描電路利用一種適合于攝影運(yùn)動(dòng)圖像的方法加以驅(qū)動(dòng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求5的光電轉(zhuǎn)換器件，進(jìn)一步包括動(dòng)態(tài)范圍保證裝置，其允許光電轉(zhuǎn)換裝置保證攝影靜止圖像所需的動(dòng)態(tài)范圍。
11.一種輻射運(yùn)動(dòng)圖像攝影裝置，包括根據(jù)權(quán)利要求1-10中任何一個(gè)的光電轉(zhuǎn)換器件，其中運(yùn)動(dòng)圖像用光電轉(zhuǎn)換裝置加以攝影。
12.一種控制光電轉(zhuǎn)換器件的方法，該光電轉(zhuǎn)換器件包括多個(gè)象素，其每一個(gè)具有光電轉(zhuǎn)換裝置和轉(zhuǎn)移裝置作為一個(gè)單元，光電轉(zhuǎn)換裝置用于將光轉(zhuǎn)換成電信號(hào)從而在其中積累電荷，轉(zhuǎn)換裝置用于轉(zhuǎn)移光電轉(zhuǎn)換裝置中積累的電荷，該多個(gè)象素布置成一個(gè)矩陣，該方法包括使用沿著與有關(guān)的光電轉(zhuǎn)換裝置鄰近的線路布置的象素的轉(zhuǎn)移裝置的控制線路，執(zhí)行用于清除積累在光電轉(zhuǎn)換裝置內(nèi)的電荷的清除處理。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的控制光電轉(zhuǎn)換器件的方法，其中在清除處理中，清除積累在光電轉(zhuǎn)換裝置內(nèi)的電荷，是利用在光電轉(zhuǎn)換裝置和沿著與有關(guān)的光電轉(zhuǎn)換裝置鄰近的線路布置的象素的轉(zhuǎn)移裝置的控制線路之間形成的電容，和在對(duì)沿著鄰近線路布置的象素執(zhí)行讀操作中控制線路的電壓變化。
14.一種用于使計(jì)算機(jī)控制光電轉(zhuǎn)換器件的計(jì)算機(jī)程序，該光電轉(zhuǎn)換器件包括多個(gè)象素，其每一個(gè)具有光電轉(zhuǎn)換裝置和轉(zhuǎn)移裝置作為一個(gè)單元，光電轉(zhuǎn)換裝置用于將光轉(zhuǎn)換成電信號(hào)從而在其中積累電荷，轉(zhuǎn)換裝置用于轉(zhuǎn)移光電轉(zhuǎn)換裝置中積累的電荷，該多個(gè)象素布置成一個(gè)矩陣，其中使該計(jì)算機(jī)利用沿著與有關(guān)的光電轉(zhuǎn)換裝置鄰近的線路布置的象素的轉(zhuǎn)移裝置的控制線路，執(zhí)行用于清除積累在光電轉(zhuǎn)換裝置內(nèi)的電荷的清除處理。
15.一種計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，其中記錄了根據(jù)權(quán)利要求14的計(jì)算機(jī)程序。
全文摘要
MIS型光電傳感器的傳感器下電極通過更新電容器連接一個(gè)柵線，該柵線沿著掃描方向分布在下一個(gè)柵線中。第(n－1)個(gè)線路的MIS型光電傳感器根據(jù)TFT的ON/OFF操作加以更新，該操作伴隨著第n個(gè)線路的象素列的讀操作，借此允許在每個(gè)掃描線路中均執(zhí)行更新操作。因此，有可能防止運(yùn)動(dòng)圖像由于如背景技術(shù)內(nèi)的更新操作而變得不自然。
文檔編號(hào)H04N5/369GK1778102SQ200480010840
公開日2006年5月24日 申請(qǐng)日期2004年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月22日
發(fā)明者八木朋之 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社