[發明專利]檢測設備和檢測系統

有效

• 申請號: 201210404438.7
• 申請日: 2012-10-22
• 公開（公告）號: CN103066083A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 川鍋潤;望月千織;渡邊實;大藤將人;橫山啟吾;藤吉健太郎;和山弘
• 申請（專利權）人: 佳能株式會社
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京魏啟學律師事務所 11398
• 代理人: 魏啟學

技術領域

本發明涉及醫療診斷攝像設備、非破壞性測試設備、以及在使用放射線等的分析設備中所使用的檢測設備和檢測系統。

背景技術

薄膜半導體技術已用于生成傳感和攝像裝置，諸如使用像素陣列的感光器設備或放射線檢測設備。在這種設備中，各像素包括諸如TFT(薄膜晶體管)等開關元件和諸如光電轉換元件等轉換元件的組合。特別地，近年來，為滿足更高感光度和更高操作速度的需要，通過將多晶半導體TFT用作開關元件來生成檢測設備的像素陣列以努力實現該需要。通常，檢測設備中使用的像素結構可以分為兩類，即，轉換元件和開關元件布置在同一平面的單平面型、以及轉換元件布置(堆疊)在開關元件上的堆疊型。在制造單平面型像素的過程中，可以使用相同的半導體制造工藝來制造轉換元件和開關元件，這樣可以簡化制造工藝。另一方面，與單平面型相比，在制造堆疊型像素的過程中，將轉換元件配置在開關元件上方，這可以增大各像素中轉換元件的大小，因而可以獲得高的開口率。通常將開口率理解為像素的透明區域(不包括該像素的配線區域)與整個像素區域之間的比率。在單平面型中，由開關元件和配線占據的區域使開口率減小。相比之下，在堆疊型中，由于開關元件與轉換元件堆疊并且由于細微加工使配線的尺寸減小，因此增大了開口率。因此，與單平面型的檢測設備相比，在堆疊型的檢測設備中，可以增加光學效率(入射在像素的有效面積上的放射線量或光量)。這樣可以提供具有高的信噪(S/N)比和高光學感光度的檢測設備。

關于這種檢測設備，日本特開2008-085029公開了光電轉換設備，其使用包括布置在基板上的開關元件上的光電轉換元件的像素，使得增大像素的電容以增加像素可接受的光強度(放射線量)。更具體地，在日本特開2008-085029公開的光電轉換設備中，電容器直接連接至光電轉換元件，并且從平面圖中看時，電容器布置在電容器與光電轉換元件重疊的區域內。在日本特開2008-085029公開的上述設備中，由于電容器直接連接至光電轉換元件，因此像素具有無法調整的固定電容值。

在用于拍攝醫療診斷用的放射線圖像的檢測設備中，需要能夠拍攝靜止圖像和運動圖像兩者的檢測設備。在拍攝放射線圖像時，拍攝一個運動圖像所使用的放射線量約為拍攝一個靜止圖像所使用的放射線量的1/100。因此，在運動圖像和靜止圖像之間，像素可接受的最大放射線量存在大的區別。例如，如果使用被設置為對于檢測在拍攝靜止圖像時的高放射線強度為最佳的、具有大的電容的像素來拍攝運動圖像，則像素的電容可能在拍攝運動圖像時過大，因而可能所獲得的信號不夠高。另一方面，如果使用被設置為對于檢測在拍攝運動圖像時的低放射線強度為最佳的、具有小的電容的像素來拍攝靜止圖像，則像素的電容可能對于拍攝靜止圖像過小，因而可能在像素中出現飽和，并且所獲得的信號沒有包括必要的圖像信息。

公開號為2002/0190215的美國專利申請公開了一種檢測設備，其被配置為電容器經由開關連接至轉換元件，以實現通過控制開關來對轉換元件的電容進行控制的能力。

發明內容

考慮到以上問題，這里說明的實施例中的至少一個公開了能夠動態地調整像素的電容并能夠提供高信噪比而與拍攝圖像的類型無關的檢測設備。

根據至少一個典型實施例，一種檢測設備，包括：晶體管，其配置在基板上；轉換元件，其配置在所述晶體管上并連接至所述晶體管；電容器，其相對于所述晶體管與所述轉換元件并列連接，所述電容器在所述基板和所述轉換元件之間包括：連接至所述轉換元件的歐姆接觸部、連接至所述歐姆接觸部的半導體部、以及配置在隔著絕緣層與所述半導體部和所述歐姆接觸部相對的位置處的導電部；以及電勢供給單元，用于向所述導電部選擇性地供給用于在所述半導體部中積累載荷子的第一電勢以及用于耗盡所述半導體部的第二電勢。

本發明還提供一種檢測系統，包括：上述檢測設備；信號處理單元，用于處理從所述檢測設備供給的信號；存儲單元，用于存儲來自所述信號處理單元的信號；顯示單元，用于顯示來自所述信號處理單元的信號；以及傳送單元，用于傳送從所述信號處理單元供給的信號。