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JP7132076B2 - CT device - Google Patents

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JP7132076B2
JP7132076B2 JP2018192491A JP2018192491A JP7132076B2 JP 7132076 B2 JP7132076 B2 JP 7132076B2 JP 2018192491 A JP2018192491 A JP 2018192491A JP 2018192491 A JP2018192491 A JP 2018192491A JP 7132076 B2 JP7132076 B2 JP 7132076B2
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雄介 根来
誠一 米田
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Description

本発明の一態様は、CT装置、及びその動作方法に関する。 One aspect of the present invention relates to a CT apparatus and method of operation thereof.

なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、又は、製造方法に関するものである。又は、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、又は、組成物(コンポジション・オブ・マター)に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、照明装置、蓄電装置、記憶装置、撮像装置、それらの駆動方法、又は、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。 Note that one embodiment of the present invention is not limited to the above technical field. A technical field of one embodiment of the invention disclosed in this specification and the like relates to a product, a method, or a manufacturing method. Alternatively, one aspect of the invention relates to a process, machine, manufacture, or composition of matter. Therefore, the technical field of one embodiment of the present invention disclosed in this specification more specifically includes semiconductor devices, display devices, liquid crystal display devices, light-emitting devices, lighting devices, power storage devices, storage devices, imaging devices, and the like. Driving methods or their manufacturing methods can be mentioned as an example.

なお、本明細書等において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指す。トランジスタ、半導体回路は半導体装置の一態様である。また、記憶装置、表示装置、撮像装置、電子機器等は、半導体装置を有する場合がある。また、半導体装置は、記憶装置、表示装置、撮像装置、電子機器等を示す場合がある。 Note that a semiconductor device in this specification and the like refers to all devices that can function by utilizing semiconductor characteristics. A transistor and a semiconductor circuit are modes of a semiconductor device. Storage devices, display devices, imaging devices, electronic devices, and the like may include semiconductor devices. A semiconductor device may also refer to a memory device, a display device, an imaging device, an electronic device, or the like.

コンピュータ断層撮影装置(以下、CT装置)が、特に医療用に広く使用されている。CT装置により、人体等の被検体の内部の断面画像を取得することができる。例えば、薄スライス投影データから厚スライスを簡単かつ適切に再構成できるCT装置が特許文献1に開示されている。 Computed tomography apparatus (hereinafter referred to as CT apparatus) are widely used, especially for medical purposes. A CT apparatus can acquire a cross-sectional image of the inside of a subject such as a human body. For example, Patent Document 1 discloses a CT apparatus that can easily and appropriately reconstruct thick slices from thin-slice projection data.

また、基板上に形成された酸化物半導体薄膜を用いてトランジスタを構成する技術が注目されている。例えば、酸化物半導体を有するオフ電流が極めて低いトランジスタを画素回路に用いる構成の撮像装置が特許文献1に開示されている。 Also, a technique for forming a transistor using an oxide semiconductor thin film formed over a substrate has attracted attention. For example, Patent Document 1 discloses an imaging device in which a transistor including an oxide semiconductor and having extremely low off-state current is used in a pixel circuit.

特開2016-198507号公報JP 2016-198507 A 特開2011-119711号公報JP 2011-119711 A

CT装置では一般的に、X線を被検体に照射し、透過したX線を検出器で測定することにより断面画像を取得する。この場合、被検体が人体である場合、X線被爆により健康状態に影響を及ぼす場合がある。また、一般的なCT装置では、X線源及びX線検出器が設けられているガントリ、又は被検体が配置されているクレードルを回転させる。この場合、装置の構成が複雑となり、コストが高くなる場合がある。また、ガントリ又はクレードルを回転させる際の振動により、取得する断面画像にノイズが生じる場合がある。 A CT apparatus generally acquires a cross-sectional image by irradiating an object with X-rays and measuring the transmitted X-rays with a detector. In this case, if the subject is a human body, the health condition may be affected by exposure to X-rays. Further, in a general CT apparatus, a gantry provided with an X-ray source and an X-ray detector or a cradle on which a subject is arranged is rotated. In this case, the configuration of the device may become complicated and the cost may increase. In addition, noise may occur in acquired cross-sectional images due to vibrations when rotating the gantry or cradle.

本発明の一態様では、可撓性を有する半導体装置が貼り付けられているCT装置を提供することを課題の一つとする。又は、簡易な構成のCT装置を提供することを課題の一つとする。又は、低価格なCT装置を提供することを課題の一つとする。又は、ノイズが少ない断面画像を取得することができるCT装置を提供することを課題の一つとする。又は、安全性の高いCT装置を提供することを課題の一つとする。又は、光の検出感度が高い半導体装置を有するCT装置を提供することを課題の一つとする。又は、高速に動作するCT装置を提供することを課題の一つとする。又は、低消費電力のCT装置を提供することを課題の一つとする。又は、高輝度の光を発することができる発光デバイスを有するCT装置を提供することを課題の一つとする。又は、信頼性の高いCT装置を提供することを課題の一つとする。又は、新規なCT装置を提供することを課題の一つとする。又は、新規な半導体装置等を提供することを課題の一つとする。 An object of one embodiment of the present invention is to provide a CT apparatus to which a flexible semiconductor device is attached. Another object is to provide a CT apparatus with a simple configuration. Another object is to provide a low-cost CT apparatus. Alternatively, another object is to provide a CT apparatus that can acquire cross-sectional images with little noise. Another object is to provide a CT apparatus with high safety. Another object is to provide a CT apparatus including a semiconductor device with high light detection sensitivity. Another object is to provide a CT apparatus that operates at high speed. Another object is to provide a CT apparatus with low power consumption. Another object is to provide a CT apparatus having a light-emitting device capable of emitting high-intensity light. Another object is to provide a highly reliable CT apparatus. Another object is to provide a novel CT apparatus. Another object is to provide a novel semiconductor device or the like.

又は、可撓性を有する半導体装置が貼り付けられているCT装置の動作方法を提供することを課題の一つとする。又は、簡易な構成のCT装置の動作方法を提供することを課題の一つとする。又は、低価格なCT装置の動作方法を提供することを課題の一つとする。又は、ノイズが少ない断面画像を取得することができるCT装置の動作方法を提供することを課題の一つとする。又は、安全性の高いCT装置の動作方法を提供することを課題の一つとする。又は、光の検出感度が高い半導体装置を有するCT装置の動作方法を提供することを課題の一つとする。又は、高速に動作するCT装置の動作方法を提供することを課題の一つとする。又は、低消費電力のCT装置の動作方法を提供することを課題の一つとする。又は、高輝度の光を発することができる発光デバイスを有するCT装置の動作方法を提供することを課題の一つとする。又は、信頼性の高いCT装置の動作方法を提供することを課題の一つとする。又は、新規なCT装置の動作方法を提供することを課題の一つとする。又は、新規な半導体装置等を提供することを課題の一つとする。 Another object is to provide a method for operating a CT apparatus to which a flexible semiconductor device is attached. Another object of the present invention is to provide a method of operating a CT apparatus with a simple configuration. Another object of the present invention is to provide a method of operating a CT apparatus at a low cost. Another object of the present invention is to provide a method of operating a CT apparatus capable of acquiring cross-sectional images with little noise. Another object of the present invention is to provide a method of operating a CT apparatus with high safety. Another object is to provide a method for operating a CT apparatus including a semiconductor device with high light detection sensitivity. Another object is to provide a method of operating a CT apparatus that operates at high speed. Another object is to provide a method of operating a CT apparatus with low power consumption. Alternatively, another object is to provide a method of operating a CT apparatus having a light-emitting device capable of emitting high-intensity light. Another object of the present invention is to provide a method of operating a CT apparatus with high reliability. Another object of the present invention is to provide a novel method of operating a CT apparatus. Another object is to provide a novel semiconductor device or the like.

なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項等の記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項等の記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。 The description of these problems does not preclude the existence of other problems. Note that one embodiment of the present invention does not necessarily solve all of these problems. Problems other than these are self-evident from the descriptions of the specification, drawings, claims, etc., and it is possible to extract problems other than these from the descriptions of the specification, drawings, claims, etc. is.

本発明の一態様は、ガントリを有するCT装置であって、ガントリの空洞部には、半導体装置が貼り付けられており、半導体装置には、画素がマトリクス状に設けられ、画素は、光電変換デバイスと、発光デバイスと、を有するCT装置である。 One embodiment of the present invention is a CT apparatus having a gantry, in which a semiconductor device is attached to a hollow portion of the gantry, pixels are provided in a matrix in the semiconductor device, and the pixels perform photoelectric conversion. A CT apparatus having a device and a light emitting device.

又は、上記態様において、発光デバイスは、赤外光を発する機能を有してもよい。 Alternatively, in the above aspect, the light-emitting device may have a function of emitting infrared light.

又は、上記態様において、画素は、第1のトランジスタと、第2のトランジスタと、を有し、発光デバイスの一方の電極は、第1のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、第1のトランジスタのゲートは、第2のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、第2のトランジスタは、チャネル形成領域に金属酸化物を有し、金属酸化物は、Inと、Znと、M(MはAl、Ti、Ga、Sn、Y、Zr、La、Ce、Nd又はHf)と、を有してもよい。 Alternatively, in the above aspect, the pixel has a first transistor and a second transistor, one electrode of the light emitting device is electrically connected to one of the source or drain of the first transistor, A gate of the first transistor is electrically connected to one of a source and a drain of the second transistor, and the second transistor has a metal oxide in a channel formation region, and the metal oxide includes In and Zn and M (M is Al, Ti, Ga, Sn, Y, Zr, La, Ce, Nd or Hf).

又は、本発明の一態様は、ガントリと、クレードルと、を有するCT装置であって、ガントリの空洞部には、半導体装置が貼り付けられており、半導体装置は、第1の画素と、第2の画素と、を有し、第1の画素は、第1の光電変換デバイスと、第1の発光デバイスと、を有し、第2の画素は、第2の光電変換デバイスと、第2の発光デバイスと、を有し、第1の発光デバイスから発せられた光である第1の光は、クレードルに配置された被検体に照射され、被検体を透過した第1の光は、第2の光電変換デバイスにより検出され、第2の発光デバイスから発せられた光である第2の光は、被検体に照射され、被検体を透過した第2の光は、第1の光電変換デバイスにより検出されるCT装置である。 Alternatively, one embodiment of the present invention is a CT apparatus including a gantry and a cradle, wherein a semiconductor device is attached to a cavity of the gantry, and the semiconductor device includes first pixels and first pixels. a first pixel having a first photoelectric conversion device and a first light emitting device; a second pixel having a second photoelectric conversion device and a second light emitting device; and a light-emitting device, wherein the first light that is light emitted from the first light-emitting device is applied to a subject placed in the cradle, and the first light transmitted through the subject is emitted from the first The second light, which is detected by the photoelectric conversion device and emitted from the second light emitting device, is applied to the subject, and the second light transmitted through the subject is transmitted to the first photoelectric conversion device. It is a CT apparatus detected by.

又は、上記態様において、第1の発光デバイスと、第2の発光デバイスと、は赤外光を発する機能を有してもよい。 Alternatively, in the above aspect, the first light emitting device and the second light emitting device may have the function of emitting infrared light.

又は、上記態様において、第1の画素は、第1のトランジスタと、第2のトランジスタと、を有し、第2の画素は、第3のトランジスタと、第4のトランジスタと、を有し、第1の発光デバイスの一方の電極は、第1のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、第1のトランジスタのゲートは、第2のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、第2の発光デバイスの一方の電極は、第3のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、第3のトランジスタのゲートは、第4のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、第2及び第4のトランジスタは、チャネル形成領域に金属酸化物を有し、金属酸化物は、Inと、Znと、M(MはAl、Ti、Ga、Sn、Y、Zr、La、Ce、Nd又はHf)と、を有してもよい。 Alternatively, in the above aspect, the first pixel has a first transistor and a second transistor, the second pixel has a third transistor and a fourth transistor, One electrode of the first light emitting device is electrically connected to one of the source or drain of the first transistor, and the gate of the first transistor is electrically connected to one of the source or drain of the second transistor. one electrode of the second light emitting device is electrically connected to one of the source or drain of the third transistor, and the gate of the third transistor is connected to one of the source or drain of the fourth transistor. The second and fourth transistors are electrically connected and have metal oxides in their channel forming regions, and the metal oxides include In, Zn and M (M is Al, Ti, Ga, Sn, Y , Zr, La, Ce, Nd or Hf).

又は、上記態様において、半導体装置は、可撓性を有してもよい。 Alternatively, in the above aspect, the semiconductor device may have flexibility.

本発明の一態様により、可撓性を有する半導体装置が貼り付けられているCT装置を提供することができる。又は、簡易な構成のCT装置を提供することができる。又は、低価格なCT装置を提供することができる。又は、ノイズが少ない断面画像を取得することができるCT装置を提供することができる。又は、安全性の高いCT装置を提供することができる。又は、光の検出感度が高い半導体装置を有するCT装置を提供することができる。又は、高速に動作するCT装置を提供することができる。又は、低消費電力のCT装置を提供することができる。又は、高輝度の光を発することができる発光デバイスを有するCT装置を提供することができる。又は、信頼性の高いCT装置を提供することができる。又は、新規なCT装置を提供することができる。又は、新規な半導体装置等を提供することができる。 According to one embodiment of the present invention, a CT apparatus to which a flexible semiconductor device is attached can be provided. Alternatively, it is possible to provide a CT apparatus with a simple configuration. Alternatively, a low cost CT apparatus can be provided. Alternatively, it is possible to provide a CT apparatus capable of acquiring cross-sectional images with little noise. Alternatively, a highly safe CT apparatus can be provided. Alternatively, a CT apparatus including a semiconductor device with high light detection sensitivity can be provided. Alternatively, it is possible to provide a CT apparatus that operates at high speed. Alternatively, a CT apparatus with low power consumption can be provided. Alternatively, it is possible to provide a CT apparatus having a light emitting device capable of emitting light of high intensity. Alternatively, a highly reliable CT apparatus can be provided. Alternatively, a novel CT apparatus can be provided. Alternatively, a novel semiconductor device or the like can be provided.

又は、可撓性を有する半導体装置が貼り付けられているCT装置の動作方法を提供することができる。又は、簡易な構成のCT装置の動作方法を提供することができる。又は、低価格なCT装置の動作方法を提供することができる。又は、ノイズが少ない断面画像を取得することができるCT装置の動作方法を提供することができる。又は、安全性の高いCT装置の動作方法を提供することができる。又は、光の検出感度が高い半導体装置を有するCT装置の動作方法を提供することができる。又は、高速に動作するCT装置の動作方法を提供することができる。又は、低消費電力のCT装置の動作方法を提供することができる。又は、高輝度の光を発することができる発光デバイスを有するCT装置の動作方法を提供することができる。又は、信頼性の高いCT装置の動作方法を提供することができる。又は、新規なCT装置の動作方法を提供することができる。又は、新規な半導体装置等を提供することができる。 Alternatively, it is possible to provide a method of operating a CT apparatus to which a flexible semiconductor device is attached. Alternatively, it is possible to provide a method of operating a CT apparatus with a simple configuration. Alternatively, it is possible to provide a method of operating a low-cost CT apparatus. Alternatively, it is possible to provide a method of operating a CT apparatus capable of acquiring cross-sectional images with little noise. Alternatively, it is possible to provide a method of operating a CT apparatus with high safety. Alternatively, a method for operating a CT apparatus having a semiconductor device with high light detection sensitivity can be provided. Alternatively, it is possible to provide a method of operating a CT apparatus that operates at high speed. Alternatively, it is possible to provide a method of operating a CT apparatus with low power consumption. Alternatively, it is possible to provide a method of operating a CT apparatus having a light emitting device capable of emitting light of high intensity. Alternatively, it is possible to provide a method of operating a CT apparatus with high reliability. Alternatively, it is possible to provide a novel method of operating a CT apparatus. Alternatively, a novel semiconductor device or the like can be provided.

なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。明細書、図面、請求項の記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。 Note that the description of these effects does not preclude the existence of other effects. One aspect of the present invention does not necessarily have all of these effects. Effects other than these can be extracted from the descriptions of the specification, drawings, and claims.

CT装置の構成例を説明する図。The figure explaining the structural example of a CT apparatus. 半導体装置の構成例を説明する図。FIGS. 1A and 1B are diagrams each illustrating a configuration example of a semiconductor device; FIG. CT装置の動作方法の一例を説明する図。The figure explaining an example of the operation|movement method of CT apparatus. 半導体装置の構成例、及びCT装置の構成例を説明する図。4A and 4B are diagrams for explaining a configuration example of a semiconductor device and a configuration example of a CT apparatus; CT装置の構成例を説明する図。The figure explaining the structural example of a CT apparatus. 半導体装置の構成例を説明する図。FIGS. 1A and 1B are diagrams each illustrating a configuration example of a semiconductor device; FIG. 半導体装置の構成例を説明する図。FIGS. 1A and 1B are diagrams each illustrating a configuration example of a semiconductor device; FIG. 半導体装置の構成例を説明する図。FIGS. 1A and 1B are diagrams each illustrating a configuration example of a semiconductor device; FIG. 画素の構成例を説明する図。3A and 3B are diagrams for explaining a configuration example of a pixel; FIG. 画素の構成例を説明する図。3A and 3B are diagrams for explaining a configuration example of a pixel; FIG. 画素の動作方法の一例を説明する図。4A and 4B are diagrams for explaining an example of a pixel operation method; FIG. 画素の構成例を説明する図。3A and 3B are diagrams for explaining a configuration example of a pixel; FIG. 画素の構成例、及び画素の動作方法の一例を説明する図。4A and 4B are diagrams for explaining an example of a configuration of a pixel and an example of an operation method of the pixel; FIG. 画素の構成例を説明する図。3A and 3B are diagrams for explaining a configuration example of a pixel; FIG. 画素の構成例を説明する図。3A and 3B are diagrams for explaining a configuration example of a pixel; FIG. トランジスタの構成例を説明する図。4A and 4B are diagrams for explaining a structure example of a transistor; 市場イメージを説明する図。A diagram explaining the market image.

実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。 Embodiments will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following description, and those skilled in the art will easily understand that various changes can be made in form and detail without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited to the descriptions of the embodiments shown below.

なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、同様の機能を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。 In the configuration of the invention to be described below, the same reference numerals are used in common for the same parts or parts having similar functions in different drawings, and repeated description thereof will be omitted. Moreover, when referring to similar functions, the hatch patterns may be the same and no particular reference numerals may be attached.

また、図面において示す各構成の、位置、大きさ、範囲等は、理解の簡単のため、実際の位置、大きさ、範囲等を表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、範囲等に限定されない。 Also, the position, size, range, etc. of each configuration shown in the drawings may not represent the actual position, size, range, etc., for the sake of easy understanding. Therefore, the disclosed invention is not necessarily limited to the position, size, range, etc. disclosed in the drawings.

なお、「膜」という用語と、「層」という用語とは、場合によっては、又は、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能である。又は、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能である。 Note that the terms "film" and "layer" can be interchanged depending on the case or situation. For example, the term "conductive layer" can be changed to the term "conductive film." Alternatively, for example, the term “insulating film” can be changed to the term “insulating layer”.

本明細書等において、金属酸化物(metal oxide)とは、広い意味での金属の酸化物である。金属酸化物は、酸化物絶縁体、酸化物導電体(透明酸化物導電体を含む)、酸化物半導体(Oxide Semiconductor又は単にOSともいう)等に分類される。例えば、トランジスタの半導体層に金属酸化物を用いた場合、当該金属酸化物を酸化物半導体と呼称する場合がある。つまり、OS FETと記載する場合においては、金属酸化物又は酸化物半導体を有するトランジスタと換言することができる。 In this specification and the like, a metal oxide is a metal oxide in a broad sense. Metal oxides are classified into oxide insulators, oxide conductors (including transparent oxide conductors), oxide semiconductors (also referred to as oxide semiconductors or simply OSs), and the like. For example, when a metal oxide is used for a semiconductor layer of a transistor, the metal oxide is sometimes called an oxide semiconductor. In other words, an OS FET can be referred to as a transistor including a metal oxide or an oxide semiconductor.

また、本明細書等において、窒素を有する金属酸化物も金属酸化物(metal oxide)と総称する場合がある。また、窒素を有する金属酸化物を、金属酸窒化物(metal oxynitride)と呼称してもよい。 In addition, in this specification and the like, metal oxides containing nitrogen may also be collectively referred to as metal oxides. Metal oxides containing nitrogen may also be referred to as metal oxynitrides.

(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の一態様であるCT装置の構成例について、図面を参照して説明する。
(Embodiment 1)
In this embodiment, a configuration example of a CT apparatus that is one embodiment of the present invention will be described with reference to drawings.

<CT装置の構成例1>
図1(A)は、本発明の一態様のCT装置であるCT装置10の構成例を示す図である。CT装置10は、ガントリ11と、クレードル12と、を有する。
<Configuration example 1 of CT apparatus>
FIG. 1A is a diagram showing a configuration example of a CT apparatus 10, which is a CT apparatus according to one aspect of the present invention. A CT apparatus 10 has a gantry 11 and a cradle 12 .

ガントリ11には空洞部21が設けられ、空洞部21の側壁に貼り付けるようにして半導体装置20が設けられる。クレードル12には被検体22が配置される。 A cavity 21 is provided in the gantry 11 , and a semiconductor device 20 is provided so as to be attached to the sidewall of the cavity 21 . A subject 22 is placed on the cradle 12 .

図1(A)において、半導体装置20にハッチングを付して示している。ここで、半導体装置20は可撓性を有することが好ましい。これにより、図1(A)に示すように空洞部21の側壁が曲面を有する場合であっても、半導体装置20を空洞部21の側壁に貼り付けることができる。 In FIG. 1A, the semiconductor device 20 is hatched. Here, the semiconductor device 20 preferably has flexibility. As a result, the semiconductor device 20 can be attached to the side wall of the cavity 21 even if the side wall of the cavity 21 has a curved surface as shown in FIG. 1(A).

ガントリ11は、空洞部21に入った被検体の断面画像を取得する機能を有する。CT装置10では、被検体22が配置されたクレードル12が空洞部21に入ることにより、被検体22の断面画像を取得することができる。 The gantry 11 has a function of acquiring a cross-sectional image of the subject entering the cavity 21 . In the CT apparatus 10 , a cross-sectional image of the subject 22 can be obtained by entering the cradle 12 with the subject 22 placed therein into the cavity 21 .

本明細書等においてCT装置とは、被検体の断面画像を取得する機能を有する装置全般を示す。 In this specification and the like, a CT apparatus refers to any apparatus that has a function of acquiring a cross-sectional image of a subject.

クレードル12は、被検体22を空洞部21に搬送する機能を有する。被検体22を配置したクレードル12が空洞部21へ移動することにより、被検体22を空洞部21に搬送することができる。 The cradle 12 has a function of transporting the subject 22 to the cavity 21 . By moving the cradle 12 with the subject 22 placed thereon to the cavity 21 , the subject 22 can be transported to the cavity 21 .

図1(B)は、図1(A)の一点鎖線A1-A2の断面図であり、被検体22が配置されたクレードル12が空洞部21に入っている状態を示している。図1(B)に示すように、半導体装置20は被検体22を覆うように設けることができる。例えば、空洞部21の側壁全体に、半導体装置20を貼り付けることができる。 FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the dashed line A1-A2 in FIG. As shown in FIG. 1B, the semiconductor device 20 can be provided so as to cover the subject 22 . For example, the semiconductor device 20 can be attached to the entire sidewall of the cavity 21 .

図1(B)に示すように、半導体装置20には画素30が配列されている。よって、空洞部21に入った被検体22が画素30に取り囲まれるような構成とすることができる。 As shown in FIG. 1B, pixels 30 are arranged in the semiconductor device 20 . Therefore, it is possible to configure such that the subject 22 entering the cavity 21 is surrounded by the pixels 30 .

<半導体装置の構成例1>
図2は、図1(A)の二点鎖線B1-B2で半導体装置20を切断した場合における、半導体装置20の構成例を示すブロック図である。半導体装置20は、マトリクス状に配列された画素30を有する画素アレイ40と、ゲートドライバ回路41と、ソースドライバ回路42と、を有する。画素30には、光電変換デバイス31及び発光デバイス32が設けられる。
<Structure Example 1 of Semiconductor Device>
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the semiconductor device 20 when the semiconductor device 20 is cut along the two-dot chain line B1-B2 in FIG. 1(A). The semiconductor device 20 has a pixel array 40 having pixels 30 arranged in a matrix, a gate driver circuit 41 and a source driver circuit 42 . A photoelectric conversion device 31 and a light emitting device 32 are provided in the pixel 30 .

ゲートドライバ回路41は、行方向に延伸する配線を介して、画素30と電気的に接続されている。ソースドライバ回路42は、列方向に延伸する配線を介して、画素30と電気的に接続されている。 The gate driver circuit 41 is electrically connected to the pixels 30 via wiring extending in the row direction. The source driver circuit 42 is electrically connected to the pixels 30 via wiring extending in the column direction.

ゲートドライバ回路41は、画素アレイ40の行を選択する機能を有する。ソースドライバ回路42は、光電変換デバイス31に露光された光の照度に応じた撮像データを、半導体装置20の外部に出力する機能を有する。また、ソースドライバ回路42は、発光デバイス32の発光輝度を制御する機能を有する。 Gate driver circuit 41 has a function of selecting a row of pixel array 40 . The source driver circuit 42 has a function of outputting, to the outside of the semiconductor device 20 , imaging data according to the illuminance of the light with which the photoelectric conversion device 31 is exposed. Also, the source driver circuit 42 has a function of controlling the light emission luminance of the light emitting device 32 .

図2に示すように、図1(A)の二点鎖線B1-B2は、画素アレイ40の列方向に相当する構成とすることができる。この場合、B1-B2と垂直な方向が、画素アレイ40の行方向に相当する構成とすることができる。例えば図1(B)に示すように、B1-B2と垂直な方向であるA1-A2方向における半導体装置20の断面が円形である場合、円周方向を画素アレイ40の行方向とすることができる。 As shown in FIG. 2, the two-dot chain line B1-B2 in FIG. 1A can correspond to the column direction of the pixel array . In this case, the direction perpendicular to B1-B2 can correspond to the row direction of the pixel array 40. FIG. For example, as shown in FIG. 1B, when the cross section of the semiconductor device 20 in the A1-A2 direction perpendicular to B1-B2 is circular, the circumferential direction can be the row direction of the pixel array 40. can.

<半導体装置の動作方法の一例>
図3(A)、(B)、(C)では、半導体装置20の動作方法の一例を、図1(A)の一点鎖線A1-A2の断面図を用いて示している。なお、図3(A)、(B)、(C)では、1行の画素30を示しており、画素30が1行あたり32個設けられている場合を示している。また、図1(A)の一点鎖線A1-A2の断面図を示す他の図でも、画素30が1行あたり32個設けられている場合を示す場合がある。
<Example of Operation Method of Semiconductor Device>
FIGS. 3A, 3B, and 3C show an example of a method of operating the semiconductor device 20 using a cross-sectional view taken along the dashed-dotted line A1-A2 in FIG. 1A. Note that FIGS. 3A, 3B, and 3C show one row of pixels 30, and show a case where 32 pixels 30 are provided per row. Other diagrams showing cross-sectional views taken along the dashed-dotted line A1-A2 in FIG. 1A may also show the case where 32 pixels 30 are provided per row.

本明細書等において、複数の画素30を区別するために、画素30[1]、画素30[2]等と表記する。例えば、図3(A)、(B)、(C)に示すように、半導体装置20の断面が円形である場合は、画素30[1]乃至画素30[32]が時計回りに配列された構成とすることができる。また、他の要素においても、複数の要素を区別するために、同様の表記を行う場合がある。 In this specification and the like, the plurality of pixels 30 are described as pixel 30[1], pixel 30[2], and the like to distinguish them. For example, as shown in FIGS. 3A, 3B, and 3C, when the semiconductor device 20 has a circular cross section, the pixels 30[1] to 30[32] are arranged clockwise. can be configured. In addition, other elements may also be denoted in the same manner in order to distinguish between multiple elements.

また、図3(A)、(B)、(C)では、発光デバイス32が光を発している画素30には、図2に示す発光デバイス32に付したハッチングと同じハッチングを付している。また、光電変換デバイス31による露光、つまり画素30に照射される光の検出を行う画素30には、図2に示す光電変換デバイス31に付したハッチングと同じハッチングを付している。 In addition, in FIGS. 3A, 3B, and 3C, the same hatching as that of the light emitting device 32 shown in FIG. . Further, the pixels 30 that perform exposure by the photoelectric conversion device 31, that is, detect the light irradiated to the pixel 30, are given the same hatching as the photoelectric conversion device 31 shown in FIG.

図3(A)では、画素30[1]に設けられている発光デバイス32が光38を発して被検体22に照射され、被検体22を透過した光38が、画素30[17]に設けられている光電変換デバイス31により検出されている場合を示している。つまり、光38を発している発光デバイス32が設けられた画素30の、被検体22に対して反対方向に配置されている画素30に設けられた光電変換デバイス31により、光38を検出する場合を示している。ここで、光38が発せられる方向を実線矢印で示している。なお、半導体装置20の動作方法の一例を示す他の図においても、同様の表記をする。 In FIG. 3A, the light emitting device 32 provided in the pixel 30[1] emits light 38 to irradiate the subject 22, and the light 38 transmitted through the subject 22 is provided in the pixel 30[17]. It shows the case where the photoelectric conversion device 31 is detected. In other words, when the photoelectric conversion device 31 provided in the pixel 30 provided with the light emitting device 32 emitting the light 38 is arranged in the opposite direction to the subject 22, the light 38 is detected by the photoelectric conversion device 31. is shown. Here, the directions in which the light 38 is emitted are indicated by solid arrows. Similar notations are also used in other drawings showing an example of the operation method of the semiconductor device 20 .

次に、画素30[2]に設けられている発光デバイス32が光を発して被検体22に照射され、被検体22を透過した光を、画素30[18]に設けられている光電変換デバイス31により検出する。同様に、画素30[3]乃至画素30[32]まで順に発光デバイス32が光を発し、画素30[19]乃至画素30[32]、及び画素30[1]乃至画素30[16]まで順に光電変換デバイス31による光の検出を行う。以上が1行の画素30の動作方法の一例である。 Next, the light-emitting device 32 provided in the pixel 30[2] emits light to irradiate the subject 22, and the light transmitted through the subject 22 is transferred to the photoelectric conversion device provided in the pixel 30[18]. 31. Similarly, the light-emitting device 32 sequentially emits light from pixel 30[3] to pixel 30[32], pixel 30[19] to pixel 30[32], and pixel 30[1] to pixel 30[16]. Light is detected by the photoelectric conversion device 31 . The above is an example of the operation method of the pixels 30 in one row.

上記動作により、被検体22の断面画像を取得することができる。上記動作は、例えば全ての行の画素30について、1行毎に行うことができる。又は、2行以上の画素30について同時に、上記動作を行うことができる。上記動作を行う行は、図2に示すゲートドライバ回路41により選択することができる。つまり、選択した行の画素30に設けられている発光デバイス32が光を発し、選択した行の画素30に設けられている光電変換デバイス31が光を検出することができる。 Through the above operation, a cross-sectional image of the subject 22 can be acquired. The above operation can be performed, for example, for each row of pixels 30 in all rows. Alternatively, the above operation can be performed simultaneously for two or more rows of pixels 30 . The row on which the above operation is performed can be selected by the gate driver circuit 41 shown in FIG. That is, the light emitting device 32 provided in the pixels 30 on the selected row can emit light, and the photoelectric conversion device 31 provided on the pixels 30 on the selected row can detect the light.

CT装置10では、ガントリ11、又はクレードル12を回転させなくても、被検体22の断面画像を取得することができる。これにより、CT装置10の構成を簡易なものとすることができるので、CT装置10を低価格なものとすることができる。また、ガントリ11又はクレードル12を回転させる際の振動が発生しないので、ノイズが少ない断面画像を取得することができる。 The CT apparatus 10 can acquire cross-sectional images of the subject 22 without rotating the gantry 11 or the cradle 12 . As a result, the configuration of the CT apparatus 10 can be simplified, so that the cost of the CT apparatus 10 can be reduced. Also, since no vibration occurs when the gantry 11 or the cradle 12 is rotated, cross-sectional images with little noise can be obtained.

被検体22は、人体に限らない。例えば、動物、魚類、昆虫等、人体以外の生体であってもよい。この場合、人体以外の生体の病理診断を行うことができる。又は、被検体22は食品、又は工業製品であってもよい。この場合、異物検査、不良解析等の非破壊検査を行うことができる。特に、被検体22を薄い物体とすると、発光デバイス32から発せられる光の、被検体22による光の透過率が高くなるため好ましい。 The subject 22 is not limited to a human body. For example, it may be a living body other than the human body, such as an animal, a fish, an insect, or the like. In this case, it is possible to perform pathological diagnosis of a living body other than the human body. Alternatively, the subject 22 may be food or industrial products. In this case, nondestructive inspection such as foreign matter inspection and failure analysis can be performed. In particular, if the subject 22 is a thin object, the transmittance of the light emitted from the light emitting device 32 through the subject 22 is preferably increased.

発光デバイス32から発せられる光は、例えば赤外光とすることが好ましい。赤外光はX線等より、人体に照射された場合において健康状態に与える影響が小さい。よって、被検体22が人体である場合、被検体22に対する安全性を高めることができる。なお、被検体22が人体以外である場合であっても、発光デバイス32から発せられる光を赤外光とすることにより、CT装置10を操作する者等に対する安全性を高めることができるので、CT装置10の安全性を高めることができる。また、発光デバイス32から、赤色光等の可視光が発せられてもよい。 The light emitted from the light emitting device 32 is preferably infrared light, for example. Infrared light has a smaller effect on the health condition of the human body than X-rays and the like. Therefore, when the subject 22 is a human body, the safety of the subject 22 can be enhanced. Even if the subject 22 is other than the human body, by using infrared light as the light emitted from the light emitting device 32, it is possible to improve the safety of the operator of the CT apparatus 10. The safety of the CT apparatus 10 can be enhanced. Also, visible light such as red light may be emitted from the light emitting device 32 .

本明細書等において、赤外光とは、例えば波長が0.7μm以上1000μm以下の光を示す。また、例えば波長が0.7μm以上2.5μm以下の光である近赤外光を、単に赤外光という場合がある。又は、近赤外光、及び波長が2.5μm以上10μm以下の光である中赤外光を、単に赤外光という場合がある。また、本明細書等において、赤色光とは、例えば波長が0.6μm以上0.75μm以下の光を示す。 In this specification and the like, infrared light indicates light with a wavelength of 0.7 μm or more and 1000 μm or less, for example. For example, near-infrared light having a wavelength of 0.7 μm or more and 2.5 μm or less may be simply referred to as infrared light. Alternatively, near-infrared light and mid-infrared light having a wavelength of 2.5 μm or more and 10 μm or less may simply be referred to as infrared light. In this specification and the like, red light indicates light with a wavelength of 0.6 μm or more and 0.75 μm or less, for example.

ここで、被検体22を人体等の生体とする場合、発光デバイス32から発せられる光の波長は、0.65μm以上1.8μm以下、特に0.65μm以上1.1μm以下とすることが好ましい。当該波長の光は、血液に対する透過率、及び水に対する透過率のいずれもが高い。このため、病理診断等を正確に行うことができる。 Here, when the subject 22 is a living body such as a human body, the wavelength of light emitted from the light emitting device 32 is preferably 0.65 μm or more and 1.8 μm or less, particularly 0.65 μm or more and 1.1 μm or less. Light of this wavelength has a high transmittance for both blood and water. Therefore, pathological diagnosis and the like can be performed accurately.

なお、全ての画素30に設けられた発光デバイス32が、同一の波長の光を発する機能を有していなくてもよい。例えば、0.65μm以上0.8μm未満の光を発する発光デバイス32が設けられる画素30と、0.8μm以上の光を発する発光デバイス32が設けられる画素30と、を混在して設けてもよい。これにより、被検体22が人体等である場合、血管、特に静脈を検出しつつ、病理診断を行うことができる。つまり、異なる波長の光を発する光電変換デバイス31を混在して設けることにより、CT装置10に多くの機能を持たせることができる。 Note that the light emitting devices 32 provided in all the pixels 30 may not have the function of emitting light of the same wavelength. For example, pixels 30 provided with light-emitting devices 32 emitting light of 0.65 μm or more and less than 0.8 μm and pixels 30 provided with light-emitting devices 32 emitting light of 0.8 μm or more may be provided in a mixed manner. . Accordingly, when the subject 22 is a human body or the like, pathological diagnosis can be performed while detecting blood vessels, particularly veins. That is, by providing photoelectric conversion devices 31 that emit light of different wavelengths together, the CT apparatus 10 can have many functions.

図3(A)では、1個の画素30に設けられている発光デバイス32が発する光を、1個の画素30に設けられている光電変換デバイス31により検出する場合を示しているが、本発明の一態様はこれに限らない。発光デバイス32が発する光が広がる場合、例えば、1個の画素30に設けられている発光デバイス32が発する光を、2個以上の画素30に設けられている光電変換デバイス31により検出してもよい。 FIG. 3A shows the case where light emitted by the light-emitting device 32 provided in one pixel 30 is detected by the photoelectric conversion device 31 provided in one pixel 30; One aspect of the invention is not limited to this. When the light emitted by the light emitting device 32 spreads, for example, the light emitted by the light emitting device 32 provided in one pixel 30 may be detected by the photoelectric conversion devices 31 provided in two or more pixels 30. good.

図3(B)は、画素30[1]に設けられている発光デバイス32が光を発して被検体22に照射され、被検体22を透過した光が、画素30[16]乃至画素30[18]に設けられている光電変換デバイス31により検出されている場合を示している。つまり、発光デバイス32が発する光を、隣接する3個の画素30に設けられている光電変換デバイス31により検出する場合を示している。 In FIG. 3B, the light-emitting device 32 provided in the pixel 30[1] emits light to irradiate the subject 22, and the light transmitted through the subject 22 is emitted from the pixels 30[16] to 30[ 18] is detected by the photoelectric conversion device 31 provided in FIG. That is, a case is shown in which the light emitted by the light emitting device 32 is detected by the photoelectric conversion device 31 provided in three adjacent pixels 30 .

画素30[1]に設けられている発光デバイス32による発光が終了した後は、例えば画素30[2]に設けられている発光デバイス32が光を発して被検体22に照射され、被検体22を透過した光を、画素30[17]乃至画素30[19]に設けられている光電変換デバイス31により検出する。次に、画素30[3]に設けられている発光デバイス32が光を発して被検体22に照射され、被検体22を透過した光を、画素30[18]乃至画素30[20]に設けられている光電変換デバイス31により検出する。同様に、画素30[4]乃至画素30[32]まで順に発光デバイス32が光を発し、対応する画素30に設けられている光電変換デバイス31による光の検出を行う。以上が1行の画素30の動作方法の一例である。 After the light emission by the light emitting device 32 provided in the pixel 30[1] is completed, for example, the light emitting device 32 provided in the pixel 30[2] emits light to irradiate the subject 22. is detected by photoelectric conversion devices 31 provided in the pixels 30[17] to 30[19]. Next, the light-emitting device 32 provided in the pixel 30[3] emits light to irradiate the subject 22, and the light transmitted through the subject 22 is provided in the pixels 30[18] to 30[20]. Detected by the photoelectric conversion device 31 . Similarly, the light-emitting devices 32 sequentially emit light from the pixels 30[4] to 30[32], and the photoelectric conversion devices 31 provided in the corresponding pixels 30 detect the light. The above is an example of the operation method of the pixels 30 in one row.

上記動作方法では、1個の画素30に、3個分の画素30から射出された光が露光される。例えば、画素30[18]には、画素30[1]乃至画素30[3]に設けられている発光デバイス32が発する光が露光される。よって、画素30への露光量を多くすることができるので、半導体装置20による光の検出感度を高めることができる。 In the above operating method, one pixel 30 is exposed to light emitted from three pixels 30 . For example, the pixel 30[18] is exposed to light emitted from the light-emitting devices 32 provided in the pixels 30[1] to 30[3]. Therefore, since the amount of exposure to the pixels 30 can be increased, the light detection sensitivity of the semiconductor device 20 can be increased.

又は、画素30[1]に設けられている発光デバイス32による発光が終了した後は、例えば画素30[4]に設けられている発光デバイス32が光を発して被検体22に照射され、被検体22を透過した光を、画素30[19]乃至画素30[21]に設けられている光電変換デバイス31により検出してもよい。この場合、全ての発光デバイス32を発光させなくても、全ての光電変換デバイス31に対して露光を行うことができる。以上により、CT装置10を高速に動作させることができる。 Alternatively, after the light emission by the light emitting device 32 provided in the pixel 30[1] is completed, the light emitting device 32 provided in the pixel 30[4] emits light, and the subject 22 is irradiated with the light. Light transmitted through the sample 22 may be detected by the photoelectric conversion device 31 provided in the pixels 30[19] to 30[21]. In this case, all the photoelectric conversion devices 31 can be exposed without causing all the light emitting devices 32 to emit light. As described above, the CT apparatus 10 can be operated at high speed.

図3(A)、(B)では、1度に発光させる発光デバイス32を1個としているが、本発明の一態様はこれに限らない。例えば、複数の発光デバイス32を1度に発光させてもよい。図3(C)は、画素30[32]、画素30[1]、及び画素30[2]に設けられている発光デバイス32が光を発して被検体22に照射され、被検体22を透過した光が、画素30[16]乃至画素30[18]に設けられている光電変換デバイス31により検出されている場合を示している。つまり、隣接する3個の画素30に設けられている発光デバイス32が1度に発光し、隣接する3個の画素30に設けられている光電変換デバイス31により光を検出する場合を示している。 3A and 3B, one light-emitting device 32 emits light at one time; however, one embodiment of the present invention is not limited to this. For example, a plurality of light emitting devices 32 may emit light at once. In FIG. 3C, the light-emitting devices 32 provided in the pixels 30[32], the pixels 30[1], and the pixels 30[2] emit light, irradiate the subject 22, and pass through the subject 22. A case is shown in which the emitted light is detected by the photoelectric conversion devices 31 provided in the pixels 30[16] to 30[18]. That is, the light emitting devices 32 provided in the three adjacent pixels 30 emit light at once, and the photoelectric conversion devices 31 provided in the three adjacent pixels 30 detect the light. .

画素30[32]、画素30[1]、及び画素30[2]に設けられている発光デバイス32による発光が終了した後は、例えば画素30[3]乃至画素30[5]に設けられている発光デバイス32が1度に発光して被検体22に照射される。被検体22を透過した光は、画素30[19]乃至画素30[21]に設けられている光電変換デバイス31により検出される。同様に、画素30[6]乃至画素30[31]まで順に発光デバイス32が光を発し、画素30[22]乃至画素30[32]、及び画素30[1]乃至画素30[15]まで順に光電変換デバイス31による光の検出を行う。以上が1行の画素30の動作方法の一例である。 After the light emission by the light-emitting devices 32 provided in the pixels 30[32], the pixels 30[1], and the pixels 30[2] is completed, the pixels provided in the pixels 30[3] to 30[5], for example, The light emitting device 32 that is present emits light at once to irradiate the subject 22 . Light transmitted through the subject 22 is detected by the photoelectric conversion device 31 provided in the pixels 30[19] to 30[21]. Similarly, the light-emitting device 32 sequentially emits light from pixel 30[6] to pixel 30[31], pixel 30[22] to pixel 30[32], and pixel 30[1] to pixel 30[15]. Light is detected by the photoelectric conversion device 31 . The above is an example of the operation method of the pixels 30 in one row.

上記動作方法では、発光デバイス32を1個ずつ発光させる場合より、CT装置10を高速に動作させることができる。また、1個の画素30に3個分の画素30から射出された光が露光されるので、画素30への露光量を多くすることができ、半導体装置20による光の検出感度を高めることができる。 In the operation method described above, the CT apparatus 10 can be operated at a higher speed than when the light emitting devices 32 emit light one by one. In addition, since one pixel 30 is exposed to light emitted from three pixels 30, the amount of exposure to the pixel 30 can be increased, and the light detection sensitivity of the semiconductor device 20 can be increased. can.

又は、画素30[32]、画素30[1]、及び画素30[2]に設けられている発光デバイス32による発光が終了した後に、画素30[1]乃至画素30[3]に設けられている発光デバイス32による発光を行ってもよい。この場合、画素30への露光量をさらに多くすることができるので、半導体装置20による光の検出感度をさらに高めることができる。 Alternatively, after the light emission by the light-emitting devices 32 provided in the pixels 30[32], the pixels 30[1], and the pixels 30[2] is finished, the light-emitting devices provided in the pixels 30[1] to 30[3] Light may be emitted by the light emitting device 32 that is present. In this case, since the amount of exposure to the pixels 30 can be further increased, the light detection sensitivity of the semiconductor device 20 can be further increased.

<半導体装置の構成例2>
図2に示す構成の半導体装置20では、ゲートドライバ回路、及びソースドライバ回路をそれぞれ1個ずつ有しているが、本発明の一態様はこれに限らない。図4(A)は、図2に示す構成の半導体装置20の変形例であり、ソースドライバ回路としてソースドライバ回路42a、及びソースドライバ回路42bが設けられている点が、図2に示す半導体装置20の構成と異なる。
<Structure Example 2 of Semiconductor Device>
Although the semiconductor device 20 having the structure illustrated in FIG. 2 includes one gate driver circuit and one source driver circuit, one embodiment of the present invention is not limited to this. FIG. 4A shows a modification of the semiconductor device 20 having the configuration shown in FIG. 2, and the semiconductor device shown in FIG. 20 configuration.

ソースドライバ回路42aは、列方向に延伸する配線を介して、画素アレイ40の左半分の列に設けられる画素30と電気的に接続されている。ソースドライバ回路42bは、列方向に延伸する配線を介して、画素アレイ40の右半分の列に設けられる画素30と電気的に接続されている。つまり、例えば画素アレイ40に32列の画素30(画素30[1]乃至画素30[32])が設けられる場合、ソースドライバ回路42aは画素30[1]乃至画素30[16]と電気的に接続され、ソースドライバ回路42bは画素30[17]乃至画素30[32]と電気的に接続される構成とすることができる。 The source driver circuit 42a is electrically connected to the pixels 30 provided in the left half column of the pixel array 40 via wiring extending in the column direction. The source driver circuit 42b is electrically connected to the pixels 30 provided in the right half column of the pixel array 40 via wiring extending in the column direction. That is, for example, when 32 columns of pixels 30 (pixels 30[1] to 30[32]) are provided in the pixel array 40, the source driver circuit 42a electrically connects the pixels 30[1] to 30[16]. The source driver circuit 42b can be electrically connected to the pixels 30[17] to 30[32].

図4(B)は、図1(A)の一点鎖線A1-A2の断面図である。図4(B)では、半導体装置20が図4(A)に示す構成である場合において、被検体22の断面画像を取得する際に発光デバイス32による発光を行う画素30を発光デバイス32と同様のハッチングで示している。また、光電変換デバイス31による光の検出を行う画素30を光電変換デバイス31と同様のハッチングで示している。 FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the dashed-dotted line A1-A2 in FIG. 1A. In FIG. 4B, in the case where the semiconductor device 20 has the configuration shown in FIG. are shown by hatching. Also, the pixels 30 for detecting light by the photoelectric conversion device 31 are indicated by hatching similar to that of the photoelectric conversion device 31 .

図4(B)に示すように、例えばソースドライバ回路42aと電気的に接続されている画素30[1]乃至画素30[16]に設けられた発光デバイス32が発光する。また、例えばソースドライバ回路42bと電気的に接続されている画素30[17]乃至画素30[32]に設けられている光電変換デバイス31により、被検体22を透過した光の検出を行う。なお、ソースドライバ回路42bと電気的に接続されている画素30[17]乃至画素30[32]に設けられている発光デバイス32を発光させ、ソースドライバ回路42aと電気的に接続されている画素30[1]乃至画素30[16]に設けられている光電変換デバイス31により、被検体22を透過した光の検出を行ってもよい。 As shown in FIG. 4B, for example, the light-emitting devices 32 provided in the pixels 30[1] to 30[16] electrically connected to the source driver circuit 42a emit light. For example, the photoelectric conversion device 31 provided in the pixels 30[17] to 30[32] electrically connected to the source driver circuit 42b detects light transmitted through the subject 22. FIG. Note that the light-emitting devices 32 provided in the pixels 30[17] to 30[32] electrically connected to the source driver circuit 42b are caused to emit light, and the pixels electrically connected to the source driver circuit 42a Light transmitted through the subject 22 may be detected by the photoelectric conversion devices 31 provided in the pixels 30[1] to 30[16].

以上より、図4(A)に示す構成の半導体装置20では、光を発する画素30と、光を検出する画素30と、を分離することができる。よって、全ての発光デバイス32を発光させ、全ての光電変換デバイス31により光を検出しなくても、半導体装置20による被検体22の断面画像の取得を行うことができる。したがって、CT装置10を高速に動作させることができる。 As described above, in the semiconductor device 20 having the structure illustrated in FIG. 4A, the pixel 30 that emits light and the pixel 30 that detects light can be separated. Therefore, even if all the light-emitting devices 32 emit light and all the photoelectric conversion devices 31 do not detect light, the semiconductor device 20 can acquire a cross-sectional image of the subject 22 . Therefore, the CT apparatus 10 can be operated at high speed.

<CT装置の構成例2>
図1(A)、(B)に示す構成のガントリ11では、空洞部21の側壁全体に半導体装置20が貼り付けられているが、本発明の一態様はこれに限らない。図5(A)、(B)は、図1(A)、(B)の変形例であり、空洞部21の側壁の一部に半導体装置20が貼り付けられている点が、図1(A)、(B)に示す構成と異なる。
<Configuration example 2 of CT apparatus>
In the gantry 11 having the structure shown in FIGS. 1A and 1B, the semiconductor device 20 is attached to the entire side wall of the hollow portion 21; however, one embodiment of the present invention is not limited to this. FIGS. 5A and 5B are modifications of FIGS. 1A and 1B, and the semiconductor device 20 is attached to part of the side wall of the hollow portion 21, which is different from FIG. It differs from the configuration shown in A) and (B).

図5(B)に示す構成のガントリ11では、画素30[1]乃至画素30[32]のうち、画素30[1]乃至画素30[4]、画素30[13]乃至画素30[20]、及び画素30[29]乃至画素30[32]を設けない構成としている。つまり、被検体22の上方に画素30を設けない構成としている。また、画素30を省略した位置の、被検体22に対して反対方向の位置(図5(B)では、被検体22の下方)の画素30も省略している。図5(B)に示す構成のガントリ11では、画素30[5]乃至画素30[12]が設けられている半導体装置20と、画素30[21]乃至画素30[28]が設けられている半導体装置20と、を別の半導体装置とすることができる。つまり、図5(B)に示す構成のガントリ11は、空洞部21の側壁に半導体装置20が2個貼り付けられているということができる。なお、空洞部21の側壁には、半導体装置20を3個以上貼り付ける構成としてもよい。例えば、空洞部21の側壁に半導体装置20が4個貼り付けられていてもよいし、6個貼り付けられていてもよいし、8個貼り付けられていてもよいし、16個貼り付けられていてもよい。半導体装置20を複数設ける場合、半導体装置20を設けた位置の、被検体22に対して反対方向の位置に半導体装置20を設けると、一方の半導体装置20に設けられている発光デバイス32が発した光を、他方の半導体装置20に設けられている光電変換デバイス31が効率よく受光できるので好ましい。 In the gantry 11 having the configuration shown in FIG. 5B, among pixels 30[1] to 30[32], pixels 30[1] to 30[4] and pixels 30[13] to 30[20] , and the pixels 30[29] to 30[32] are not provided. In other words, the configuration is such that the pixels 30 are not provided above the subject 22 . Also, the pixels 30 at positions opposite to the subject 22 (below the subject 22 in FIG. 5B) at positions where the pixels 30 are omitted are also omitted. In the gantry 11 having the configuration shown in FIG. 5B, the semiconductor device 20 provided with the pixels 30[5] to 30[12] and the pixels 30[21] to 30[28] are provided. The semiconductor device 20 may be another semiconductor device. In other words, it can be said that the gantry 11 configured as shown in FIG. Note that three or more semiconductor devices 20 may be attached to the side wall of the hollow portion 21 . For example, four semiconductor devices 20 may be attached to the side wall of the cavity 21, six semiconductor devices may be attached, eight semiconductor devices may be attached, or sixteen semiconductor devices may be attached. may be When a plurality of semiconductor devices 20 are provided, if the semiconductor device 20 is provided at a position opposite to the object 22 from the position where the semiconductor device 20 is provided, the light emitting device 32 provided in one of the semiconductor devices 20 emits light. This is preferable because the photoelectric conversion device 31 provided in the other semiconductor device 20 can efficiently receive the emitted light.

ガントリ11を図5(A)、(B)に示す構成とすることにより、半導体装置20を小型化することができるので、半導体装置20を低コストで作製することができる。よって、CT装置10を低価格なものとすることができる。また、1個の半導体装置20が有する画素30の個数を少なくすることができるので、CT装置10を高速に動作させることができる。 Since the semiconductor device 20 can be miniaturized by configuring the gantry 11 as shown in FIGS. 5A and 5B, the semiconductor device 20 can be manufactured at low cost. Therefore, the CT apparatus 10 can be made inexpensive. In addition, since the number of pixels 30 included in one semiconductor device 20 can be reduced, the CT apparatus 10 can be operated at high speed.

<半導体装置の構成例3>
図2等では、全ての画素30が光電変換デバイス31と、発光デバイス32と、の両方を有しているが、本発明の一態様はこれに限らない。図6は、図2に示す構成の半導体装置20の変形例であり、一部の画素30にのみ発光デバイス32が設けられている点が図2に示す半導体装置20の構成と異なる。
<Structure Example 3 of Semiconductor Device>
Although all the pixels 30 have both the photoelectric conversion device 31 and the light-emitting device 32 in FIG. 2 and the like, one embodiment of the present invention is not limited to this. FIG. 6 is a modification of the semiconductor device 20 having the configuration shown in FIG. 2, and differs from the configuration of the semiconductor device 20 shown in FIG.

半導体装置20を図6に示す構成とすることにより、発光デバイス32が設けられていない画素30について、光電変換デバイス31の受光面積を大きくすることができる。よって、半導体装置20による光の検出感度を高めることができる。ここで、発光デバイス32が発する光の指向性が低いほど、発光デバイス32が発する光が広がるので、発光デバイス32が設けられる画素30の個数を減らしても、多くの光電変換デバイス31に対して露光を行うことができる。 By configuring the semiconductor device 20 as shown in FIG. 6, the light receiving area of the photoelectric conversion device 31 can be increased for the pixels 30 in which the light emitting device 32 is not provided. Therefore, the light detection sensitivity of the semiconductor device 20 can be enhanced. Here, the lower the directivity of the light emitted by the light emitting device 32, the more the light emitted by the light emitting device 32 spreads. Exposure can be performed.

<半導体装置の構成例4>
図7は、半導体装置20の構成例を示すブロック図である。図7に示す構成の半導体装置20は、層51と、層52と、を有する。層51と層52は、互いに積層して設けられる。
<Structure Example 4 of Semiconductor Device>
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of the semiconductor device 20. As shown in FIG. A semiconductor device 20 configured as shown in FIG. 7 includes layers 51 and 52 . The layers 51 and 52 are provided by laminating each other.

層51には、マトリクス状に配列された画素30を有する画素アレイ40が設けられる。層52には、ゲートドライバ回路41と、ソースドライバ回路42と、が設けられる。 Layer 51 is provided with a pixel array 40 having pixels 30 arranged in a matrix. Gate driver circuits 41 and source driver circuits 42 are provided in layer 52 .

図7に示す構成の半導体装置20は、層51に設けられている画素アレイ40と、層52に設けられているゲートドライバ回路41、及びソースドライバ回路42が重なる領域を有する。例えば、一部の画素30が、ゲートドライバ回路41又はソースドライバ回路42と重なる領域を有する。 The semiconductor device 20 having the configuration shown in FIG. 7 has a region where the pixel array 40 provided in the layer 51 and the gate driver circuit 41 and the source driver circuit 42 provided in the layer 52 overlap. For example, some pixels 30 have a region that overlaps with the gate driver circuit 41 or the source driver circuit 42 .

なお、図7では、層51と層52の位置関係を一点鎖線及び白抜き丸印で示しており、一点鎖線で結ばれた、層51の白抜き丸印と層52の白抜き丸印が互いに重なっている。なお、他の図においても、同様の表記を行う。 In FIG. 7, the positional relationship between the layers 51 and 52 is indicated by a one-dot chain line and a white circle. overlapping each other. Note that the same notation is used in other drawings as well.

半導体装置20を図7に示す構成とすることにより、半導体装置20を狭額縁化することができる。これにより、デッドスペース(被検体22の断面画像を取得できない範囲)を小さくすることができる。 By configuring the semiconductor device 20 as shown in FIG. 7, the frame of the semiconductor device 20 can be narrowed. As a result, the dead space (the range in which the cross-sectional image of the subject 22 cannot be acquired) can be reduced.

また、層52に設けられるゲートドライバ回路41、及びソースドライバ回路42が、明確に分離されず重なる領域を有する構成とすることができる。当該領域を領域43とする。領域43を有する構成とすることにより、ゲートドライバ回路41及びソースドライバ回路42の占有面積を小さくすることができる。よって、画素アレイ40の面積が小さい場合であっても、ゲートドライバ回路41及びソースドライバ回路42を、画素アレイ40からはみ出すことなく設けることができる。又は、ゲートドライバ回路41及びソースドライバ回路42の、画素アレイ40と重ならない領域の面積を小さくすることができる。以上より、領域43を有さない場合より半導体装置20をさらに狭額縁化することができ、デッドスペースを小さくすることができる。 In addition, the gate driver circuit 41 and the source driver circuit 42 provided in the layer 52 can be configured to have overlapping regions without being clearly separated. This area is assumed to be area 43 . With the configuration having the region 43, the area occupied by the gate driver circuit 41 and the source driver circuit 42 can be reduced. Therefore, even when the area of the pixel array 40 is small, the gate driver circuit 41 and the source driver circuit 42 can be provided without protruding from the pixel array 40 . Alternatively, the areas of the gate driver circuit 41 and the source driver circuit 42 that do not overlap with the pixel array 40 can be reduced. As described above, the frame of the semiconductor device 20 can be made narrower than when the region 43 is not provided, and the dead space can be reduced.

図7には、層52にゲートドライバ回路41、及びソースドライバ回路42が1個ずつ設けられた構成を示しているが、本発明の一態様はこれに限らない。例えば、層52にゲートドライバ回路41、及びソースドライバ回路42をそれぞれ複数設けてもよい。図8は、図7に示す構成の変形例であり、層52に3行3列のゲートドライバ回路41、及びソースドライバ回路42が設けられる場合の、半導体装置20の構成例を示している。なお、層52には、2行2列のゲートドライバ回路41、及びソースドライバ回路42が設けられていてもよいし、4行4列のゲートドライバ回路41、及びソースドライバ回路42が設けられていてもよい。また、層52に設けられるゲートドライバ回路41及びソースドライバ回路42の行数と列数は異なっていてもよい。 FIG. 7 illustrates a structure in which one gate driver circuit 41 and one source driver circuit 42 are provided in the layer 52; however, one embodiment of the present invention is not limited to this. For example, a plurality of gate driver circuits 41 and a plurality of source driver circuits 42 may be provided in the layer 52 . FIG. 8 is a modification of the configuration shown in FIG. 7, and shows a configuration example of the semiconductor device 20 in which the layer 52 is provided with the gate driver circuits 41 and the source driver circuits 42 arranged in 3 rows and 3 columns. Note that the layer 52 may be provided with the gate driver circuits 41 and the source driver circuits 42 arranged in two rows and two columns, or may be provided with the gate driver circuits 41 and the source driver circuits 42 arranged in four rows and four columns. may Also, the number of rows and the number of columns of the gate driver circuits 41 and the source driver circuits 42 provided in the layer 52 may be different.

なお、図8では、図の明瞭化のため、画素30と、ゲートドライバ回路41及びソースドライバ回路42との電気的な接続関係を省略しているが、画素30は、ゲートドライバ回路41及びソースドライバ回路42と電気的に接続されている。また、図8では、ゲートドライバ回路41及びソースドライバ回路42の個数と同数の画素アレイ40が、層51に設けられているとしている。 In FIG. 8, the electrical connection relationship between the pixel 30 and the gate driver circuit 41 and the source driver circuit 42 is omitted for clarity of illustration. It is electrically connected to the driver circuit 42 . Further, in FIG. 8, the same number of pixel arrays 40 as the gate driver circuits 41 and the source driver circuits 42 are provided in the layer 51 .

図8に示す構成の半導体装置20では、画素30の動作を、画素アレイ40毎に制御することができる。これにより、例えば必要とする部分についてのみ、被検体22の断面画像を取得することができる。例えば、CT装置10を病理診断に用いる場合には、患部の近傍の断面画像のみを取得することができる。又は、CT装置10を非破壊検査に用いる場合には、異常を検出したい部分、例えば異常が発生すると製品である被検体22の信頼性が大きく低下する部分についてのみ検査することができる。以上により、CT装置10を高速に動作させることができる。また、CT装置10の消費電力を低減することができる。 In the semiconductor device 20 configured as shown in FIG. 8 , the operation of the pixels 30 can be controlled for each pixel array 40 . As a result, for example, a cross-sectional image of the subject 22 can be acquired only for a required portion. For example, when the CT apparatus 10 is used for pathological diagnosis, only cross-sectional images near the affected area can be obtained. Alternatively, when the CT apparatus 10 is used for non-destructive inspection, it is possible to inspect only a portion where an abnormality is desired to be detected, for example, a portion where the reliability of the test object 22, which is a product, is greatly reduced when an abnormality occurs. As described above, the CT apparatus 10 can be operated at high speed. Moreover, power consumption of the CT apparatus 10 can be reduced.

<画素の回路構成例1>
図9(A)は、画素30の構成例を説明する回路図である。画素30は、撮像回路100と、発光回路110と、を有する。撮像回路100は、光電変換デバイス31と、トランジスタ103と、トランジスタ104と、トランジスタ105と、トランジスタ106と、容量素子108を有する。なお、容量素子108を設けない構成としてもよい。
<Pixel circuit configuration example 1>
FIG. 9A is a circuit diagram illustrating a configuration example of the pixel 30. FIG. The pixel 30 has an imaging circuit 100 and a light emitting circuit 110 . The imaging circuit 100 includes a photoelectric conversion device 31 , a transistor 103 , a transistor 104 , a transistor 105 , a transistor 106 , and a capacitor 108 . Note that a structure in which the capacitor 108 is not provided may be employed.

光電変換デバイス31の一方の電極(カソード)は、トランジスタ103のソース又はドレインの一方と電気的に接続される。トランジスタ103のソース又はドレインの他方は、トランジスタ104のソース又はドレインの一方と電気的に接続される。トランジスタ104のソース又はドレインの一方は、容量素子108の一方の電極と電気的に接続される。容量素子108の一方の電極は、トランジスタ105のゲートと電気的に接続される。トランジスタ105のソース又はドレインの一方は、トランジスタ106のソース又はドレインの一方と電気的に接続される。 One electrode (cathode) of the photoelectric conversion device 31 is electrically connected to one of the source and drain of the transistor 103 . The other of the source and drain of the transistor 103 is electrically connected to one of the source and drain of the transistor 104 . One of the source and drain of the transistor 104 is electrically connected to one electrode of the capacitor 108 . One electrode of the capacitor 108 is electrically connected to the gate of the transistor 105 . One of the source and drain of the transistor 105 is electrically connected to one of the source and drain of the transistor 106 .

ここで、トランジスタ103のソース又はドレインの他方、トランジスタ104のソース又はドレインの一方、容量素子108の一方の電極、トランジスタ105のゲートを接続する配線をノードFDとする。ノードFDは電荷蓄積部として機能させることができる。 Here, a wiring connecting the other of the source and the drain of the transistor 103, the other of the source and the drain of the transistor 104, one electrode of the capacitor 108, and the gate of the transistor 105 is a node FD. The node FD can function as a charge storage portion.

光電変換デバイス31の他方の電極(アノード)は、配線121と電気的に接続される。トランジスタ103のゲートは、配線127と電気的に接続される。トランジスタ104のソース又はドレインの他方、及びトランジスタ105のソース又はドレインの他方は、配線122と電気的に接続される。トランジスタ104のゲートは、配線126と電気的に接続される。トランジスタ106のゲートは、配線128と電気的に接続される。容量素子108の他方の電極は、例えばGND配線等の基準電位線と電気的に接続される。トランジスタ106のソース又はドレインの他方は、配線129と電気的に接続される。 The other electrode (anode) of the photoelectric conversion device 31 is electrically connected to the wiring 121 . A gate of the transistor 103 is electrically connected to the wiring 127 . The other of the source and the drain of the transistor 104 and the other of the source and the drain of the transistor 105 are electrically connected to the wiring 122 . A gate of the transistor 104 is electrically connected to the wiring 126 . A gate of the transistor 106 is electrically connected to the wiring 128 . The other electrode of the capacitive element 108 is electrically connected to a reference potential line such as a GND wiring, for example. The other of the source and drain of the transistor 106 is electrically connected to the wiring 129 .

発光回路110は、発光デバイス32を有する。発光デバイス32の一方の電極は、配線130と電気的に接続される。発光デバイス32の他方の電極は、例えばGND配線等の基準電位線と電気的に接続される。当該構成では、撮像回路100と発光回路110との電気的な接続はないため、発光デバイス32に対する入力電位、及び発光のタイミングは独立して制御することができる。 The lighting circuit 110 has a lighting device 32 . One electrode of the light emitting device 32 is electrically connected to the wiring 130 . The other electrode of the light emitting device 32 is electrically connected to a reference potential line such as GND wiring. In this configuration, since there is no electrical connection between the imaging circuit 100 and the light emitting circuit 110, the input potential to the light emitting device 32 and the timing of light emission can be controlled independently.

配線127及び配線128は、各トランジスタの導通を制御する信号線として機能させることができる。配線129は出力線として機能させることができる。 The wiring 127 and the wiring 128 can function as signal lines that control conduction of each transistor. The wiring 129 can function as an output line.

配線121、及び配線122は、電源線としての機能を有する。図9(A)に示す構成では光電変換デバイス31のカソード側がトランジスタ103と電気的に接続する構成であり、ノードFDを高電位にリセットして動作させる構成であるため、配線122は高電位(配線121よりも高い電位)とする。 The wiring 121 and the wiring 122 function as power supply lines. In the structure shown in FIG. 9A, the cathode side of the photoelectric conversion device 31 is electrically connected to the transistor 103, and the node FD is reset to a high potential to operate. potential higher than that of the wiring 121).

また、配線130は、発光デバイス32の一方の電極に供給する電位を制御する機能を有する。発光デバイス32を発光させる期間では、発光デバイス32の電圧(発光デバイス32の一方の電極の電位と、発光デバイス32の他方の電極の電位と、の差)が順方向バイアスとなるように、配線130の電位を制御する。一方、発光デバイス32を発光させない期間では、発光デバイス32の電圧が逆方向バイアスとなるように、配線130の電位を制御する。例えば、発光デバイス32の他方の電極の電位を接地電位とすると、発光デバイス32を発光させる期間では、配線130の電位を正電位とし、発光デバイス32を発光させない期間では、配線130の電位を接地電位、又は負電位とする。 Also, the wiring 130 has a function of controlling the potential supplied to one electrode of the light emitting device 32 . The wiring is arranged so that the voltage of the light-emitting device 32 (the difference between the potential of one electrode of the light-emitting device 32 and the potential of the other electrode of the light-emitting device 32) is forward biased during the period in which the light-emitting device 32 emits light. 130 is controlled. On the other hand, the potential of the wiring 130 is controlled so that the voltage of the light emitting device 32 is reverse biased during the period in which the light emitting device 32 is not caused to emit light. For example, when the potential of the other electrode of the light-emitting device 32 is grounded, the potential of the wiring 130 is set to a positive potential during the period when the light-emitting device 32 is emitted, and the potential of the wiring 130 is grounded during the period when the light-emitting device 32 is not emitted. potential or negative potential.

図9(B)は、図9(A)の構成にトランジスタ107を加えた構成である。トランジスタ107のソース又はドレインの一方は、発光デバイス32の一方の電極と電気的に接続されている。トランジスタ107のソース又はドレインの他方は、配線130と電気的に接続されている。トランジスタ107のゲートは、配線131と電気的に接続されている。配線131は、トランジスタ107の導通を制御する信号線としての機能を有する。 FIG. 9B shows a structure in which a transistor 107 is added to the structure of FIG. 9A. One of the source or drain of transistor 107 is electrically connected to one electrode of light emitting device 32 . The other of the source and drain of the transistor 107 is electrically connected to the wiring 130 . A gate of the transistor 107 is electrically connected to the wiring 131 . The wiring 131 functions as a signal line that controls conduction of the transistor 107 .

図9(B)に示す構成の画素30では、配線131はゲートドライバ回路41と電気的に接続することができ、配線130はソースドライバ回路42と電気的に接続することができる。これにより、発光デバイス32の発光・非発光を画素30ごとに制御することができる。また、配線130の電位を制御することにより、発光デバイス32の発光輝度を画素30ごとに制御することができる。例えば、赤外線の透過率が低い被検体の断面画像を取得する場合には配線130の電位を大きくして発光デバイス32の発光輝度を高くして、赤外線の透過率が高い被検体の断面画像を取得する場合には配線130の電位を小さくして発光デバイス32の発光輝度を低くすることができる。 In the pixel 30 having the structure shown in FIG. 9B, the wiring 131 can be electrically connected to the gate driver circuit 41, and the wiring 130 can be electrically connected to the source driver circuit . Thereby, light emission/non-light emission of the light emitting device 32 can be controlled for each pixel 30 . Also, by controlling the potential of the wiring 130 , the light emission luminance of the light emitting device 32 can be controlled for each pixel 30 . For example, when acquiring a cross-sectional image of a subject with low infrared transmittance, the potential of the wiring 130 is increased to increase the emission luminance of the light-emitting device 32 to obtain a cross-sectional image of the subject with high infrared transmittance. In the case of acquisition, the potential of the wiring 130 can be reduced to lower the light emission luminance of the light emitting device 32 .

なお、配線130はソースドライバ回路42と電気的に接続されていなくてもよい。この場合、配線130は例えば電源線として機能させることができる。 Note that the wiring 130 does not have to be electrically connected to the source driver circuit 42 . In this case, the wiring 130 can function as, for example, a power supply line.

図9(A)、(B)では、光電変換デバイス31のカソードをトランジスタ103のソース又はドレインの一方と電気的に接続する構成を示したが、図10(A)、(B)に示すように光電変換デバイス31のアノードをトランジスタ103のソース又はドレインの一方と電気的に接続する構成としてもよい。 9A and 9B show the structure in which the cathode of the photoelectric conversion device 31 is electrically connected to either the source or the drain of the transistor 103, as shown in FIGS. Alternatively, the anode of the photoelectric conversion device 31 may be electrically connected to either the source or the drain of the transistor 103 .

図10(A)、(B)に示す構成では、光電変換デバイス31の一方の電極が配線122と電気的に接続され、光電変換デバイス31の他方の電極がトランジスタ103のソース又はドレインの一方と電気的に接続される。また、トランジスタ104のソース又はドレインの他方が配線132と電気的に接続される。 10A and 10B, one electrode of the photoelectric conversion device 31 is electrically connected to the wiring 122 and the other electrode of the photoelectric conversion device 31 is connected to one of the source and the drain of the transistor 103. electrically connected. In addition, the other of the source and drain of the transistor 104 is electrically connected to the wiring 132 .

配線132は、電源線又はリセット電位の供給線としての機能を有する。図10(A)、(B)に示す構成では光電変換デバイス31のアノード側をトランジスタ103と電気的に接続する構成であり、ノードFDを低電位にリセットして動作させる構成であるため、配線132は低電位(配線122よりも低い電位)とする。 The wiring 132 functions as a power supply line or a reset potential supply line. 10A and 10B, the anode side of the photoelectric conversion device 31 is electrically connected to the transistor 103, and the node FD is reset to a low potential to operate. 132 is set to a low potential (a potential lower than that of the wiring 122).

図10(A)、(B)に示す発光デバイス32及びその周辺要素との接続形態の説明は、図9(A)、(B)の説明を参照することができる。 The description of FIGS. 9A and 9B can be referred to for the description of the light emitting device 32 shown in FIGS. 10A and 10B and its connection form with peripheral elements.

トランジスタ103は、ノードFDの電位を制御する機能を有する。トランジスタ104は、ノードFDの電位をリセットする機能を有する。トランジスタ105はソースフォロア回路として機能し、ノードFDの電位を撮像データとして配線129に出力することができる。トランジスタ106は撮像データを出力する画素を選択する機能を有する。 The transistor 103 has a function of controlling the potential of the node FD. The transistor 104 has a function of resetting the potential of the node FD. The transistor 105 functions as a source follower circuit and can output the potential of the node FD to the wiring 129 as imaging data. The transistor 106 has a function of selecting a pixel for which imaging data is output.

トランジスタ103及びトランジスタ104にはチャネル形成領域に金属酸化物を用いたトランジスタ(以下、OSトランジスタ)を用いることが好ましい。OSトランジスタは、オフ電流が極めて低い特性を有する。トランジスタ103及びトランジスタ104にOSトランジスタを用いることによって、ノードFDで電荷を保持できる期間を極めて長くすることができる。そのため、画素30への露光動作、つまり電荷の蓄積動作を行うことにより画素30が撮像データを取得した後、取得した撮像データをすぐに読み出す必要が無い。例えば、全ての画素30が撮像データを取得した後に撮像データを読み出すことができる。これにより、撮像データを短時間で取得することができるので、動体の撮像であっても歪の少ない画像を得ることができる。例えば、被検体22が生きた状態の動物、魚類、昆虫等であっても、歪みの無い断面画像を取得することができる。 A transistor including a metal oxide for a channel formation region (hereinafter referred to as an OS transistor) is preferably used as the transistor 103 and the transistor 104 . An OS transistor has a characteristic of extremely low off-state current. By using OS transistors for the transistors 103 and 104, the period in which charge can be held in the node FD can be significantly increased. Therefore, it is not necessary to immediately read out the acquired imaging data after the pixels 30 acquire the imaging data by performing the exposure operation to the pixels 30, that is, the charge accumulation operation. For example, the imaging data can be read after all the pixels 30 have acquired the imaging data. As a result, image data can be obtained in a short period of time, and an image with little distortion can be obtained even when imaging a moving object. For example, even if the subject 22 is a living animal, fish, insect, or the like, a cross-sectional image without distortion can be acquired.

画素30にチャネル形成領域にSiを用いたトランジスタ(以下、Siトランジスタ)等の比較的オフ電流の高いトランジスタを用いた場合は、電荷蓄積部からデータ電位が流出しやすい。このため、画素30に撮像データを長期間保持するには、別途メモリ回路等を設ける必要があり、複雑な動作を高速で行わなければならない。一方で、トランジスタ103及びトランジスタ104にOSトランジスタを用いた場合は、電荷蓄積部からのデータ電位の流出がほとんどないため、容易に撮像データを長期間保持することができる。 When a transistor having a relatively high off-state current, such as a transistor using Si for a channel formation region (hereinafter referred to as a Si transistor), is used in the pixel 30, the data potential tends to flow out from the charge storage portion. Therefore, in order to retain image data in the pixels 30 for a long period of time, it is necessary to separately provide a memory circuit or the like, and complex operations must be performed at high speed. On the other hand, when OS transistors are used for the transistors 103 and 104, almost no data potential flows out from the charge storage portion, so that captured data can be easily held for a long time.

また、図9(B)、図10(B)に示すトランジスタ107にもOSトランジスタを用いることが好ましい。前述のように、OSトランジスタはオフ電流が極めて低いので、トランジスタ107がオフ状態である場合に発光デバイス32に電流が流れることを抑制することができる。これにより、半導体装置20が取得する断面画像にノイズが発生することを抑制することができる。 An OS transistor is also preferably used for the transistor 107 illustrated in FIGS. 9B and 10B. As described above, since the OS transistor has extremely low off-state current, current flow to the light-emitting device 32 can be suppressed when the transistor 107 is off. Thereby, it is possible to suppress the occurrence of noise in the cross-sectional image acquired by the semiconductor device 20 .

なお、トランジスタ105及びトランジスタ106にもOSトランジスタを適用してもよい。また、OSトランジスタ及びSiトランジスタを任意に組み合わせて適用してもよい。また、全てのトランジスタをOSトランジスタ又はSiトランジスタとしてもよい。Siトランジスタとしては、アモルファスシリコンを有するトランジスタ、結晶性のシリコン(代表的には、低温ポリシリコン、単結晶シリコン等)を有するトランジスタ等が挙げられる。 Note that an OS transistor may be applied to the transistors 105 and 106 as well. Alternatively, an OS transistor and a Si transistor may be used in any combination. Alternatively, all the transistors may be OS transistors or Si transistors. Si transistors include transistors containing amorphous silicon, transistors containing crystalline silicon (typically low-temperature polysilicon, monocrystalline silicon, etc.), and the like.

次に、図9(A)、(B)に示す撮像回路100の動作の一例を図11(A)のタイミングチャートを用いて説明する。なお、本明細書におけるタイミングチャートの説明においては、高電位を“H”、低電位を“L”で表す。配線121には常時“L”が供給され、配線122には常時“H”が供給されている状態とする。 Next, an example of the operation of the imaging circuit 100 shown in FIGS. 9A and 9B will be described with reference to the timing chart of FIG. 11A. Note that in the description of the timing charts in this specification, a high potential is represented by "H" and a low potential is represented by "L". It is assumed that the wiring 121 is always supplied with "L" and the wiring 122 is always supplied with "H".

期間T1において、配線126の電位を“H”、配線127の電位を“H”、配線128の電位を“L”とすると、トランジスタ103、104が導通し、ノードFDには配線123の電位“H”が供給される(リセット動作)。 In the period T1, when the potential of the wiring 126 is set at "H", the potential of the wiring 127 is set at "H", and the potential of the wiring 128 is set at "L", the transistors 103 and 104 are turned on, and the potential of the wiring 123 is applied to the node FD. H" is supplied (reset operation).

期間T2において、配線126の電位を“L”、配線127の電位を“H”、配線128の電位を“L”とすると、トランジスタ104が非導通となってリセット電位の供給が遮断される。また、光電変換デバイス31に照射される光の照度に応じてノードFDの電位が低下する(露光動作)。 In the period T2, when the potential of the wiring 126 is set at "L", the potential of the wiring 127 is set at "H", and the potential of the wiring 128 is set at "L", the transistor 104 is turned off and the supply of the reset potential is cut off. Further, the potential of the node FD is lowered according to the illuminance of the light with which the photoelectric conversion device 31 is irradiated (exposure operation).

期間T3において、配線126の電位を“L”、配線127の電位を“L”、配線128の電位を“L”とすると、トランジスタ103が非導通となり、ノードFDの電位は確定し、保持される(保持動作)。このとき、ノードFDに接続されるトランジスタ103及びトランジスタ104にオフ電流の低いOSトランジスタを用いることによって、ノードFDからの不必要な電荷の流出を抑えることができ、データの保持時間の延ばすことができる。 In the period T3, when the potential of the wiring 126 is set at "L", the potential of the wiring 127 is set at "L", and the potential of the wiring 128 is set at "L", the transistor 103 is turned off, and the potential of the node FD is determined and held. (hold operation). At this time, by using OS transistors with low off-state current as the transistors 103 and 104 which are connected to the node FD, unnecessary charge leakage from the node FD can be suppressed, and the data retention time can be extended. can.

期間T4において、配線126の電位を“L”、配線127の電位を“L”、配線128の電位を“H”とすると、トランジスタ106が導通し、トランジスタ105のソースフォロア動作によりノードFDの電位が配線129に読み出される(読み出し動作)。 In the period T4, when the potential of the wiring 126 is set at "L", the potential of the wiring 127 is set at "L", and the potential of the wiring 128 is set at "H", the transistor 106 is turned on, and the source follower operation of the transistor 105 increases the potential of the node FD. is read out to the wiring 129 (read operation).

以上が図9(A)、(B)に示す撮像回路100の動作の一例である。 The above is an example of the operation of the imaging circuit 100 shown in FIGS.

図10(A)、(B)に示す撮像回路100は、図11(B)のタイミングチャートに従って動作させることができる。なお、配線122には常時“H”が供給され、配線132には常時“L”が供給されている状態とする。基本的な動作は、上記の図11(A)のタイミングチャートの説明と同様である。 The imaging circuit 100 shown in FIGS. 10A and 10B can be operated according to the timing chart of FIG. 11B. Note that the wiring 122 is always supplied with "H" and the wiring 132 is always supplied with "L". The basic operation is the same as the description of the timing chart of FIG. 11(A).

図12(A)、(B)は、図9(B)に示す構成の画素30が有するトランジスタ103乃至トランジスタ107にバックゲートを設けた構成である。図12(A)は、バックゲートがフロントゲートと電気的に接続された構成を示しており、オン電流を高める効果を有する。図12(B)は、バックゲートが定電位を供給できる配線と電気的に接続された構成を示しており、トランジスタのしきい値電圧を制御することができる。 12A and 12B show a structure in which the transistors 103 to 107 included in the pixel 30 having the structure shown in FIG. 9B are provided with back gates. FIG. 12A shows a structure in which the back gate is electrically connected to the front gate, which has the effect of increasing the on current. FIG. 12B shows a structure in which the back gate is electrically connected to a wiring capable of supplying a constant potential, and the threshold voltage of the transistor can be controlled.

また、図12(A)、(B)を組み合わせる等、それぞれのトランジスタが適切な動作が行えるような構成としてもよい。また、バックゲートが設けられないトランジスタを画素回路が有していてもよい。なお、トランジスタにバックゲートを設ける構成は、図9(A)、(B)、及び図10(A)、(B)に示すいずれの構成においても適用することができる。 Alternatively, a structure in which each transistor can operate appropriately, such as a combination of FIGS. Further, the pixel circuit may include a transistor with no back gate. Note that the structure in which a transistor has a back gate can be applied to any of the structures shown in FIGS.

<画素の回路構成例2>
図13(A)は、発光回路110の構成例を説明する回路図である。図13(A)に示す構成の発光回路110は、トランジスタ211、トランジスタ213、トランジスタ221、容量素子215、容量素子217、及び発光デバイス32を有する。また発光回路110には、信号線としての機能を有する配線231a、及び配線231bが電気的に接続され、データ線としての機能を有する配線232a、及び配線232bが電気的に接続されている。ここで、配線231a及び配線231bは、例えば図2等に示すゲートドライバ回路41と電気的に接続することができ、配線232a及び配線232bは、例えば図2等に示すソースドライバ回路42と電気的に接続することができる。
<Pixel circuit configuration example 2>
FIG. 13A is a circuit diagram illustrating a configuration example of the light emitting circuit 110. FIG. A light-emitting circuit 110 having a structure illustrated in FIG. 13A includes a transistor 211, a transistor 213, a transistor 221, a capacitor 215, a capacitor 217, and a light-emitting device 32. FIG. The light emitting circuit 110 is electrically connected to wirings 231a and 231b functioning as signal lines, and is electrically connected to wirings 232a and 232b functioning as data lines. Here, the wirings 231a and 231b can be electrically connected to the gate driver circuit 41 shown in FIG. 2, for example, and the wirings 232a and 232b can be electrically connected to the source driver circuit 42 shown in FIG. can be connected to

トランジスタ211のソース又はドレインの一方は、容量素子215の一方の電極と電気的に接続されている。トランジスタ213のソース又はドレインの一方は、容量素子215の他方の電極と電気的に接続されている。容量素子215の他方の電極は、容量素子217の一方の電極と電気的に接続されている。容量素子217の一方の電極は、トランジスタ221のゲートと電気的に接続されている。トランジスタ221のソース又はドレインの一方は、発光デバイス32の一方の電極と電気的に接続されている。 One of the source and drain of the transistor 211 is electrically connected to one electrode of the capacitor 215 . One of the source and drain of the transistor 213 is electrically connected to the other electrode of the capacitor 215 . The other electrode of the capacitor 215 is electrically connected to one electrode of the capacitor 217 . One electrode of the capacitor 217 is electrically connected to the gate of the transistor 221 . One of the source or drain of transistor 221 is electrically connected to one electrode of light emitting device 32 .

トランジスタ211のゲートは、配線231aと電気的に接続されている。トランジスタ213のゲートは、配線231bと電気的に接続されている。トランジスタ211のソース又はドレインの他方は、配線232aと電気的に接続されている。トランジスタ213のソース又はドレインの他方は、配線232bと電気的に接続されている。容量素子217の他方の電極は、配線235と電気的に接続されている。トランジスタ221のソース又はドレインの他方は、配線237と電気的に接続されている。発光デバイス32の他方の電極は、配線239と電気的に接続されている。 A gate of the transistor 211 is electrically connected to the wiring 231a. A gate of the transistor 213 is electrically connected to the wiring 231b. The other of the source and the drain of the transistor 211 is electrically connected to the wiring 232a. The other of the source and the drain of the transistor 213 is electrically connected to the wiring 232b. The other electrode of the capacitor 217 is electrically connected to the wiring 235 . The other of the source and drain of the transistor 221 is electrically connected to the wiring 237 . The other electrode of light emitting device 32 is electrically connected to wiring 239 .

ここで、トランジスタ211のソース又はドレインの他方、及び容量素子215の一方の電極を接続する配線をノードN1とする。また、トランジスタ213のソース又はドレインの他方、容量素子215の他方の電極、容量素子217の一方の電極、及びトランジスタ221のゲートを接続する配線をノードN2とする。 Here, a wiring that connects the other of the source and the drain of the transistor 211 and one electrode of the capacitor 215 is a node N1. A wiring that connects the other of the source and drain of the transistor 213, the other electrode of the capacitor 215, one electrode of the capacitor 217, and the gate of the transistor 221 is a node N2.

配線235は、半導体装置20に設けられた例えば全ての発光回路110について、共通の配線とすることができる。この場合、配線235に供給される電位は共通電位となる。また、配線237及び配線239には、定電位を供給することができる。例えば、配線237には高電位を供給することができ、配線239には低電位を供給することができる。 The wiring 235 can be a common wiring for, for example, all the light emitting circuits 110 provided in the semiconductor device 20 . In this case, the potential supplied to the wiring 235 is the common potential. A constant potential can be supplied to the wirings 237 and 239 . For example, the wiring 237 can be supplied with a high potential and the wiring 239 can be supplied with a low potential.

トランジスタ221は、発光デバイス32に供給する電流を制御する機能を有する。具体的には、トランジスタ221は、ノードN2の電位に対応する電流を発光デバイス32に供給する機能を有する。容量素子217は保持容量としての機能を有する。容量素子217は省略してもよい。 The transistor 221 has the function of controlling the current supplied to the light emitting device 32 . Specifically, the transistor 221 has a function of supplying the light emitting device 32 with a current corresponding to the potential of the node N2. The capacitor 217 functions as a storage capacitor. Capacitive element 217 may be omitted.

なお、図13(A)では発光デバイス32のアノード側がトランジスタ221と電気的に接続される構成を示しているが、カソード側にトランジスタ221を電気的に接続してもよい。この場合、配線237の電位を低電位とし、配線239の電位を高電位とすることができる。 Note that although FIG. 13A shows a structure in which the anode side of the light-emitting device 32 is electrically connected to the transistor 221, the transistor 221 may be electrically connected to the cathode side. In this case, the potential of the wiring 237 can be low and the potential of the wiring 239 can be high.

発光回路110は、トランジスタ211をオフ状態とすることで、ノードN1の電位を保持することができる。また、トランジスタ213をオフ状態とすることで、ノードN2の電位を保持することができる。さらに、トランジスタ213をオフ状態として、トランジスタ211を介してノードN1に所定の電位を書き込むことで、容量素子215を介した容量結合により、ノードN1の電位の変位に応じてノードN2の電位を変化させることができる。 By turning off the transistor 211, the light emitting circuit 110 can hold the potential of the node N1. By turning off the transistor 213, the potential of the node N2 can be held. Further, by turning off the transistor 213 and writing a predetermined potential to the node N1 through the transistor 211, capacitive coupling through the capacitor 215 changes the potential of the node N2 according to the change in the potential of the node N1. can be made

トランジスタ211及びトランジスタ213には、OSトランジスタを適用することができる。前述のように、OSトランジスタは、オフ電流が極めて低い特性を有する。トランジスタ211及びトランジスタ213にOSトランジスタを用いることによって、ノードN1及びノードN2で電荷を保持できる期間を極めて長くすることができる。これにより、トランジスタ211及びトランジスタ213にオフ電流が高いトランジスタを用いる場合より、ノードN1及びノードN2への電位の書き込みの頻度を減少させることができる。よって、CT装置10の消費電力を低減することができる。 OS transistors can be used as the transistors 211 and 213 . As described above, the OS transistor has extremely low off-state current. By using OS transistors for the transistors 211 and 213, the period in which charges can be held at the nodes N1 and N2 can be significantly increased. Accordingly, the frequency of potential writing to the nodes N1 and N2 can be reduced as compared with the case where transistors with high off-state current are used as the transistors 211 and 213 . Therefore, power consumption of the CT apparatus 10 can be reduced.

また、トランジスタ221にもOSトランジスタを適用することができる。これにより、トランジスタ221がオフ状態である場合に発光デバイス32に電流が流れることを抑制することができる。これにより、半導体装置20が取得する断面画像にノイズが発生することを抑制することができる。 An OS transistor can also be applied to the transistor 221 . Thereby, it is possible to suppress the flow of current to the light emitting device 32 when the transistor 221 is in the off state. Thereby, it is possible to suppress the occurrence of noise in the cross-sectional image acquired by the semiconductor device 20 .

次に、図13(A)に示す発光回路110の動作の一例を図13(B)のタイミングチャートを用いて説明する。 Next, an example of the operation of the light emitting circuit 110 shown in FIG. 13A is described with reference to the timing chart of FIG. 13B.

図13(B)に示す動作では、1フレーム期間を期間T1と期間T2とに分ける。期間T1はノードN2に電位を書き込む期間であり、期間T2はノードN1に電位を書き込む期間である。 In the operation shown in FIG. 13B, one frame period is divided into a period T1 and a period T2. A period T1 is a period in which a potential is written to the node N2, and a period T2 is a period in which a potential is written to the node N1.

期間T1では、配線231aと配線231bの両方に、トランジスタをオン状態にする電位を供給する。また、配線232aには固定電位である電位Vrefを供給し、配線232bには電位Vを供給する。 In the period T1, a potential for turning on the transistor is supplied to both the wiring 231a and the wiring 231b. A potential Vref which is a fixed potential is supplied to the wiring 232a, and a potential Vw is supplied to the wiring 232b.

ノードN1には、トランジスタ211を介して配線232aから電位Vrefが供給される。また、ノードN2には、トランジスタ213を介して配線232bから電位Vが供給される。したがって、容量素子215には電位差V-Vrefが保持された状態となる。 A potential V ref is supplied from the wiring 232a through the transistor 211 to the node N1. Further, the potential Vw is supplied from the wiring 232b through the transistor 213 to the node N2. Therefore, the capacitive element 215 holds the potential difference V w −V ref .

続いて期間T2では、配線231aにはトランジスタ211をオン状態とする電位を供給し、配線231bにはトランジスタ213をオフ状態とする電位を供給する。また、配線232aには電位Vdataを供給し、配線232bには所定の定電位を供給する。なお、配線232bの電位はフローティングとしてもよい。 Subsequently, in the period T2, a potential for turning on the transistor 211 is supplied to the wiring 231a, and a potential for turning off the transistor 213 is supplied to the wiring 231b. A potential V data is supplied to the wiring 232a, and a predetermined constant potential is supplied to the wiring 232b. Note that the potential of the wiring 232b may be floating.

ノードN1には、トランジスタ211を介して電位Vdataが供給される。このとき、容量素子215による容量結合により、電位Vdataに応じてノードN2の電位が電位dVだけ変化する。 A potential V data is supplied to the node N1 through the transistor 211 . At this time, due to capacitive coupling by the capacitor 215, the potential of the node N2 changes by the potential dV in accordance with the potential Vdata.

ここで、電位dVは、容量素子215の容量値と、容量素子217の容量値と、トランジスタ221のゲート容量の容量値と、によって概ね決定される。容量素子215の容量値が、容量素子217の容量値とトランジスタ221のゲート容量の容量値の合計よりも十分に大きい場合、電位dVは電位差Vdata-Vrefに近い電位となる。 Here, the potential dV is roughly determined by the capacitance value of the capacitor 215 , the capacitance value of the capacitor 217 , and the capacitance value of the gate capacitance of the transistor 221 . When the capacitance value of the capacitor 215 is sufficiently larger than the sum of the capacitance value of the capacitor 217 and the gate capacitance of the transistor 221, the potential dV is close to the potential difference V data -V ref .

期間T2において、ノードN2の電位は、電位V及び電位Vdataに依存した値となる。よって、発光デバイス32の発光輝度は、配線232aの電位、及び配線232bの電位に対応する輝度となる。例えば、赤外線の透過率が低い被検体の断面画像を取得する場合には、電位V及び電位Vdataの値を大きくして発光デバイス32の発光輝度を高くすることができる。一方、赤外線の透過率が高い被検体の断面画像を取得する場合には、電位V及び電位Vdataの値を小さくして発光デバイス32の発光輝度を低くすることができる。 In the period T2, the potential of the node N2 has a value that depends on the potential Vw and the potential Vdata . Therefore, the light emission luminance of the light emitting device 32 is luminance corresponding to the potential of the wiring 232a and the potential of the wiring 232b. For example, when acquiring a cross-sectional image of a subject with low infrared transmittance, the values of the potential Vw and the potential Vdata can be increased to increase the emission luminance of the light emitting device 32 . On the other hand, when acquiring a cross-sectional image of a subject with high infrared transmittance, the light emission luminance of the light emitting device 32 can be lowered by decreasing the values of the potential Vw and the potential Vdata .

また、電位Vdataが電位Vrefより大きく、電位Vrefを例えば接地電位以下の電位とすると、期間T2におけるノードN2の電位は、電位V及び電位Vdataのいずれよりも大きくなる。例えば、電位Vrefを接地電位とすると、期間T2におけるノードN2の電位は、“V+Vdata”に近い電位となる。このため、配線232a及び配線232bと電気的に接続されているソースドライバ回路42等が生成可能な最大電位を超える電位を、ノードN2に供給することができる。よって、発光デバイス32が高輝度の光を発することができるので、被検体22が赤外線の透過率が低い被検体であっても、鮮明な断面画像を取得することができる。また、ソースドライバ回路42等を高耐圧なものとしなくてよいため、CT装置10を低価格なものとすることができる。 Further, when the potential V data is higher than the potential V ref and the potential V ref is lower than the ground potential, for example, the potential of the node N2 in the period T2 is higher than both the potential V w and the potential V data . For example, when the potential V ref is the ground potential, the potential of the node N2 in the period T2 is close to "V w +V data ". Therefore, a potential exceeding the maximum potential that can be generated by the source driver circuit 42 or the like electrically connected to the wirings 232a and 232b can be supplied to the node N2. Therefore, since the light emitting device 32 can emit light with high brightness, a clear cross-sectional image can be acquired even if the subject 22 has a low infrared transmittance. Moreover, since the source driver circuit 42 and the like do not have to have a high withstand voltage, the cost of the CT apparatus 10 can be reduced.

例えば、被検体22が人体である場合、被検体22における赤外線の透過率は、X線の透過率よりも低い場合がある。したがって、発光デバイス32から発せられる赤外線の輝度が低い場合、被検体22の断面画像を正しく取得できない場合がある。そこで、発光回路110を図13(A)に示す構成とすることで、発光デバイス32から発せられる赤外線の輝度を高め、被検体22の断面画像を正しく取得することができる。 For example, when the subject 22 is a human body, the transmittance of infrared rays in the subject 22 may be lower than the transmittance of X-rays. Therefore, when the brightness of the infrared rays emitted from the light emitting device 32 is low, the cross-sectional image of the subject 22 may not be obtained correctly. Therefore, by configuring the light-emitting circuit 110 as shown in FIG. 13A, the brightness of the infrared rays emitted from the light-emitting device 32 can be increased, and the cross-sectional image of the subject 22 can be acquired correctly.

なお、発光回路110は図13(A)で示した回路に限られず、別途トランジスタや容量素子等を追加した構成としてもよい。例えば、図13(A)に示す構成から、トランジスタと容量素子を1個ずつ追加することにより、電位を保持することができるノードを3つとすることができることができる。つまり、電位を保持することができるノードを、ノードN1とノードN2以外にもう1個、発光回路110に設ける構成とすることができる。これにより、ノードN2の電位をさらに高いものとすることができる。よって、発光デバイス32にさらに大きな電流を流すことができるので、発光デバイス32の発光輝度をさらに高くすることができる。 Note that the light-emitting circuit 110 is not limited to the circuit illustrated in FIG. 13A, and may have a structure in which a transistor, a capacitor, or the like is added. For example, by adding one transistor and one capacitor to the structure shown in FIG. 13A, the number of nodes capable of holding a potential can be increased to three. In other words, the light-emitting circuit 110 can be provided with one more node capable of holding a potential in addition to the nodes N1 and N2. Thereby, the potential of the node N2 can be made higher. Therefore, a larger current can flow through the light-emitting device 32, so that the luminance of the light-emitting device 32 can be further increased.

図13(A)に示す構成の発光回路110において、トランジスタ211、トランジスタ213、及び容量素子215を除いた回路を回路201とする。図14(A)乃至(C)は、回路201の構成例を示す図である。図14(A)に示す構成の回路201は、図13(A)に示す構成の回路201と同様に、容量素子217と、トランジスタ221と、発光デバイス32と、を有する。 A circuit 201 is a circuit excluding the transistor 211, the transistor 213, and the capacitor 215 in the light-emitting circuit 110 having the structure illustrated in FIG. 14A to 14C are diagrams illustrating configuration examples of the circuit 201. FIG. A circuit 201 having the structure shown in FIG. 14A includes a capacitor 217, a transistor 221, and a light-emitting device 32, similarly to the circuit 201 having the structure shown in FIG.

図14(A)に示す構成の回路201において、ノードN2には、トランジスタ221のゲート、及び容量素子217の一方の電極が電気的に接続されている。トランジスタ221のソース又はドレインの一方は、配線237と電気的に接続されている。トランジスタ221のソース又はドレインの他方は、容量素子217の他方の電極と電気的に接続されている。容量素子217の他方の電極は、発光デバイス32の一方の電極と電気的に接続されている。発光デバイス32の他方の電極は、配線239と電気的に接続されている。 In the circuit 201 having the structure illustrated in FIG. 14A, the gate of the transistor 221 and one electrode of the capacitor 217 are electrically connected to the node N2. One of the source and drain of the transistor 221 is electrically connected to the wiring 237 . The other of the source and drain of the transistor 221 is electrically connected to the other electrode of the capacitor 217 . The other electrode of the capacitive element 217 is electrically connected to one electrode of the light emitting device 32 . The other electrode of light emitting device 32 is electrically connected to wiring 239 .

図14(B)に示す構成の回路201も、図14(A)に示す構成の回路201と同様に、容量素子217と、トランジスタ221と、発光デバイス32と、を有する。 A circuit 201 having the structure shown in FIG. 14B also includes a capacitor 217, a transistor 221, and a light-emitting device 32, similarly to the circuit 201 having the structure shown in FIG.

図14(B)に示す構成の回路201において、ノードN2には、トランジスタ221のゲート、及び容量素子217の一方の電極が電気的に接続されている。発光デバイス32の一方の電極は、配線237と電気的に接続されている。発光デバイス32の他方の電極は、トランジスタ221のソース又はドレインの一方と電気的に接続されている。トランジスタ221のソース又はドレインの他方は、容量素子217の他方の電極と電気的に接続されている。容量素子217の他方の電極は、配線239と電気的に接続されている。 In the circuit 201 having the structure illustrated in FIG. 14B, the gate of the transistor 221 and one electrode of the capacitor 217 are electrically connected to the node N2. One electrode of the light emitting device 32 is electrically connected to the wiring 237 . The other electrode of light emitting device 32 is electrically connected to one of the source or drain of transistor 221 . The other of the source and drain of the transistor 221 is electrically connected to the other electrode of the capacitor 217 . The other electrode of the capacitor 217 is electrically connected to the wiring 239 .

図14(C)には、図14(A)に示す回路201にトランジスタ225を付加した場合の、回路201の構成例を示している。トランジスタ225のソース又はドレインの一方は、トランジスタ221のソース又はドレインの他方、及び容量素子217の他方の電極と電気的に接続されている。トランジスタ225のソース又はドレインの他方は、発光デバイス32の一方の電極と電気的に接続されている。トランジスタ225のゲートは、配線241と電気的に接続されている。配線241は、トランジスタ225の導通を制御する信号線としての機能を有する。 FIG. 14C shows a configuration example of the circuit 201 in which a transistor 225 is added to the circuit 201 shown in FIG. 14A. One of the source and drain of the transistor 225 is electrically connected to the other of the source and drain of the transistor 221 and the other electrode of the capacitor 217 . The other of the source or drain of transistor 225 is electrically connected to one electrode of light emitting device 32 . A gate of the transistor 225 is electrically connected to the wiring 241 . A wiring 241 functions as a signal line that controls conduction of the transistor 225 .

図14(C)に示す構成の回路201を有する発光回路110では、ノードN2の電位がトランジスタ221のしきい値電圧以上となっても、トランジスタ225をオン状態としなければ発光デバイス32に電流が流れない。このため、半導体装置20の誤動作を抑制することができる。 In the light-emitting circuit 110 including the circuit 201 having the structure shown in FIG. 14C, even if the potential of the node N2 is higher than or equal to the threshold voltage of the transistor 221, current does not flow to the light-emitting device 32 unless the transistor 225 is turned on. Not flowing. Therefore, malfunction of the semiconductor device 20 can be suppressed.

<画素の断面構成例>
図15は、画素30の構成例を説明する断面図である。画素30は、基板360と基板350との間に、トランジスタ、光電変換デバイス31、発光デバイス32等が設けられる。なお、図15では、トランジスタとして、トランジスタ103、及びトランジスタ107の構成例を示している。
<Example of cross-sectional configuration of pixel>
FIG. 15 is a cross-sectional view for explaining a configuration example of the pixel 30. As shown in FIG. In the pixel 30, a transistor, a photoelectric conversion device 31, a light emitting device 32, and the like are provided between the substrate 360 and the substrate 350. FIG. Note that FIGS. 15A and 15B show structural examples of the transistor 103 and the transistor 107 as transistors.

ここで、基板360及び基板350は、可撓性を有する基板(以下、可撓性基板)とする。これにより、半導体装置20を、可撓性を有する半導体装置とすることができる。 Here, the substrates 360 and 350 are flexible substrates (hereinafter referred to as flexible substrates). Thereby, the semiconductor device 20 can be made flexible.

図15に示すように、画素30は、層101と、層102と、の積層構成とすることができる。層101には、基板360と、絶縁層386と、絶縁層381と、トランジスタ103及びトランジスタ107と、絶縁層382と、が設けられる。トランジスタ103及びトランジスタ107は、絶縁層381と絶縁層382の間に設けられる。また、トランジスタ103及びトランジスタ107のチャネル形成領域、ソース領域、及びドレイン領域を覆うように絶縁層385、及び絶縁層384が設けられる。また、絶縁層384と絶縁層382の間に、絶縁層383が設けられる。 As shown in FIG. 15, the pixel 30 can have a laminated structure of layers 101 and 102 . Layer 101 is provided with substrate 360 , insulating layer 386 , insulating layer 381 , transistor 103 and transistor 107 , and insulating layer 382 . The transistors 103 and 107 are provided between the insulating layers 381 and 382 . In addition, an insulating layer 385 and an insulating layer 384 are provided so as to cover channel formation regions, source regions, and drain regions of the transistors 103 and 107 . An insulating layer 383 is provided between the insulating layer 384 and the insulating layer 382 .

基板360と、絶縁層386と、の間には接着層363が設けられており、接着層363により基板360が絶縁層386に貼り合わされている。 An adhesive layer 363 is provided between the substrate 360 and the insulating layer 386 , and the adhesive layer 363 bonds the substrate 360 to the insulating layer 386 .

トランジスタ103のソース又はドレインの一方と電気的に接続されるように導電層321が設けられ、トランジスタ103のソース又はドレインの他方と電気的に接続されるように導電層322が設けられる。また、トランジスタ107のソース又はドレインの一方と電気的に接続されるように導電層323が設けられ、トランジスタ107のソース又はドレインの他方と電気的に接続されるように導電層324が設けられる。なお、導電層321乃至導電層324を、配線という場合がある。また、本発明の一態様のCT装置に貼り付けられている半導体装置に設けられる他の導電層についても、配線という場合がある。 A conductive layer 321 is provided to be electrically connected to one of the source and the drain of the transistor 103, and a conductive layer 322 is provided to be electrically connected to the other of the source and the drain of the transistor 103. FIG. Further, a conductive layer 323 is provided so as to be electrically connected to one of the source and the drain of the transistor 107, and a conductive layer 324 is provided so as to be electrically connected to the other of the source and the drain of the transistor 107. FIG. Note that the conductive layers 321 to 324 are sometimes called wirings. Another conductive layer provided in the semiconductor device attached to the CT apparatus of one embodiment of the present invention may also be referred to as a wiring.

絶縁層381乃至絶縁層386の少なくとも一層に、水や水素等の不純物が拡散しにくい材料を用いることが好ましい。これにより、絶縁層をバリア膜として機能させることができるので、トランジスタ103及びトランジスタ107等に不純物が入り込むことを効果的に抑制することができる。よって、本発明の一態様のCT装置の信頼性を高めることができる。 For at least one of the insulating layers 381 to 386, a material into which impurities such as water and hydrogen are difficult to diffuse is preferably used. Accordingly, since the insulating layer can function as a barrier film, entry of impurities into the transistors 103, 107, and the like can be effectively suppressed. Therefore, the reliability of the CT apparatus of one embodiment of the present invention can be improved.

トランジスタ103及びトランジスタ107等、層101に設けられるトランジスタとして、OSトランジスタ等の薄膜トランジスタとすることが好ましい。これにより、フィールド酸化膜等の素子間分離層を設けなくても、層101に設けられたトランジスタ等の素子について素子間分離を行うことができる。よって、CT装置10を簡易な方法で作製することができる。 The transistors provided in the layer 101, such as the transistors 103 and 107, are preferably thin film transistors such as OS transistors. As a result, elements such as transistors provided in the layer 101 can be isolated without providing an element isolation layer such as a field oxide film. Therefore, the CT apparatus 10 can be manufactured by a simple method.

層102には絶縁層332と、発光デバイス32と、光電変換デバイス31と、絶縁層333と、が設けられる。また、層102には基板350と、絶縁層354と、フィルタ351と、が設けられる。基板360と基板350は封止層352を介して封止されている。また、基板350と、絶縁層354と、の間には接着層353が設けられており、接着層353により基板350が絶縁層354に貼り合わされている。 The layer 102 is provided with an insulating layer 332 , a light emitting device 32 , a photoelectric conversion device 31 and an insulating layer 333 . The layer 102 is also provided with a substrate 350 , an insulating layer 354 and a filter 351 . Substrate 360 and substrate 350 are sealed via sealing layer 352 . An adhesive layer 353 is provided between the substrate 350 and the insulating layer 354 , and the substrate 350 is attached to the insulating layer 354 by the adhesive layer 353 .

導電層321乃至導電層324を覆うように絶縁層332が設けられ、絶縁層332上に発光デバイス32及び光電変換デバイス31が設けられる。 An insulating layer 332 is provided to cover the conductive layers 321 to 324 , and the light-emitting device 32 and the photoelectric conversion device 31 are provided over the insulating layer 332 .

発光デバイス32は、絶縁層332側から、導電層35、EL層36、導電層37が順に積層された構成とすることができる。つまり、発光デバイス32は、EL(Electro-Luminescence)デバイスとすることができる。また、光電変換デバイスは、絶縁層332側から、導電層33、活性層34、導電層37が順に積層された構成とすることができる。 The light-emitting device 32 can have a configuration in which a conductive layer 35, an EL layer 36, and a conductive layer 37 are stacked in this order from the insulating layer 332 side. That is, the light emitting device 32 can be an EL (Electro-Luminescence) device. Further, the photoelectric conversion device can have a structure in which the conductive layer 33, the active layer 34, and the conductive layer 37 are stacked in order from the insulating layer 332 side.

ここで、導電層35と導電層33は同一の工程で形成することができる。具体的には、導電層321乃至導電層324、及び絶縁層332上に絶縁膜を成膜し、導電層321に達する開口部、及び導電層323に達する開口部を当該絶縁膜に設けることにより、絶縁層332を形成する。次に、絶縁層332上、及び上記開口部に導電膜を成膜した後、フォトリソグラフィ法等によりパターニングを行う。その後、形成したパターンに従って、当該導電膜をエッチング法等により加工する。以上により、導電層35及び導電層33を形成することができる。 Here, the conductive layer 35 and the conductive layer 33 can be formed in the same process. Specifically, an insulating film is formed over the conductive layers 321 to 324 and the insulating layer 332, and an opening reaching the conductive layer 321 and an opening reaching the conductive layer 323 are provided in the insulating film. , forming the insulating layer 332 . Next, after forming a conductive film over the insulating layer 332 and in the opening, patterning is performed by a photolithography method or the like. After that, the conductive film is processed by an etching method or the like according to the formed pattern. Through the above steps, the conductive layers 35 and 33 can be formed.

導電層35は、発光デバイス32の画素電極としての機能を有することができる。導電層33は、光電変換デバイス31の画素電極としての機能を有することができる。また、導電層37は、発光デバイス32の共通電極と、光電変換デバイス31の共通電極の両方を兼ねることができる。よって、図15に示す構成の画素30を有する半導体装置20は、発光デバイスの画素電極及び共通電極と、光電変換デバイスの電極及び共通電極と、を異なる工程で形成する場合より、簡易な方法で作製することができる。したがって、CT装置10を低価格なものとすることができる。 The conductive layer 35 can function as a pixel electrode of the light emitting device 32 . The conductive layer 33 can function as a pixel electrode of the photoelectric conversion device 31 . Also, the conductive layer 37 can serve as both a common electrode for the light emitting device 32 and a common electrode for the photoelectric conversion device 31 . Therefore, the semiconductor device 20 having the pixel 30 having the configuration shown in FIG. 15 can be manufactured by a simpler method than the case of forming the pixel electrode and common electrode of the light emitting device and the electrode and common electrode of the photoelectric conversion device in different steps. can be made. Therefore, the CT apparatus 10 can be made inexpensive.

なお、図15に示す構成の画素30では、発光デバイス32の共通電極に供給する電位と、光電変換デバイス31の共通電極に供給する電位と、が等しくなる。よって、画素30が例えば図10(B)に示す構成である場合に、図15に示す構成を適用することができる。なお、図10(B)に示す構成の画素30に図15に示す構成を適用する場合、配線122と配線130が電気的に接続される。また、画素30が図10(A)、(B)に示す構成である場合において、光電変換デバイス31の一方の電極と電気的に接続される配線と、トランジスタ105のソース又はドレインの一方と、が配線122により電気的に接続されていなくてもよい。つまり、光電変換デバイス31の一方の電極と電気的に接続される電源線と、トランジスタ105のソース又はドレインの一方と電気的に接続される電源線と、が異なっていてもよい。 In the pixel 30 having the configuration shown in FIG. 15, the potential supplied to the common electrode of the light emitting device 32 and the potential supplied to the common electrode of the photoelectric conversion device 31 are equal. Therefore, when the pixel 30 has the configuration shown in FIG. 10B, for example, the configuration shown in FIG. 15 can be applied. Note that when the structure shown in FIG. 15 is applied to the pixel 30 having the structure shown in FIG. 10B, the wiring 122 and the wiring 130 are electrically connected. 10A and 10B, a wiring electrically connected to one electrode of the photoelectric conversion device 31, one of the source and the drain of the transistor 105, may not be electrically connected by the wiring 122 . That is, the power line electrically connected to one electrode of the photoelectric conversion device 31 and the power line electrically connected to one of the source and drain of the transistor 105 may be different.

導電層35は、絶縁層332に設けられた開口を介して、導電層323と電気的に接続されている。導電層33は、絶縁層332に設けられた開口を介して、導電層321と電気的に接続されている。また、導電層35の端、及び導電層33の端を覆うように、絶縁層333が設けられている。 The conductive layer 35 is electrically connected to the conductive layer 323 through an opening provided in the insulating layer 332 . The conductive layer 33 is electrically connected to the conductive layer 321 through an opening provided in the insulating layer 332 . An insulating layer 333 is provided to cover the ends of the conductive layer 35 and the conductive layer 33 .

フィルタ351は、光電変換デバイス31及び発光デバイス32と重なる領域を有するように設けられる。フィルタ351は、特定の波長の光を吸収する機能を有する。例えば、可視光(波長400nm以上700nm以下)を吸収する機能を有する。又は、例えば波長400nm以上650nm以下の光を吸収する機能を有する。又は、例えば波長400nm以上600nm以下の光を吸収する機能を有する。なお、フィルタ351は、波長400nm未満の光、例えば紫外光、X線等を吸収する機能を有してもよい。 The filter 351 is provided so as to have a region overlapping the photoelectric conversion device 31 and the light emitting device 32 . Filter 351 has a function of absorbing light of a specific wavelength. For example, it has a function of absorbing visible light (wavelength of 400 nm or more and 700 nm or less). Alternatively, it has a function of absorbing light with a wavelength of 400 nm or more and 650 nm or less, for example. Alternatively, it has a function of absorbing light with a wavelength of 400 nm or more and 600 nm or less, for example. Note that the filter 351 may have a function of absorbing light with a wavelength of less than 400 nm, such as ultraviolet light and X-rays.

発光デバイス32と重なる領域を有するようにフィルタ351を設けることにより、赤外光等、特定の波長の光のみを、発光デバイス32から画素30の外部に射出することができる。また、光電変換デバイス31と重なる領域を有するようにフィルタ351を設けることにより、上記特定の波長の光以外の波長の光が、光電変換デバイス31に入射することを抑制することができる。これにより、発光デバイス32から画素30の外部に射出される光以外の光が、光電変換デバイス31に入射することを抑制することができる。以上により、半導体装置20による光の検出感度を高めることができる。よって、CT装置10の信頼性を高めることができる。なお、フィルタ351は設けなくてもよい。 By providing the filter 351 so as to have a region overlapping with the light emitting device 32 , only light of a specific wavelength such as infrared light can be emitted from the light emitting device 32 to the outside of the pixel 30 . Moreover, by providing the filter 351 so as to have a region overlapping the photoelectric conversion device 31 , it is possible to suppress light of wavelengths other than the light of the specific wavelength from entering the photoelectric conversion device 31 . Accordingly, light other than the light emitted from the light emitting device 32 to the outside of the pixel 30 can be prevented from entering the photoelectric conversion device 31 . As described above, the light detection sensitivity of the semiconductor device 20 can be increased. Therefore, the reliability of the CT apparatus 10 can be improved. Note that the filter 351 may not be provided.

封止層352は、光電変換デバイス31及び発光デバイス32と、フィルタ351及び絶縁層354と、の間に設けることができる。封止層352は、発光デバイス32及び光電変換デバイス31に酸素、水素、水分、二酸化炭素等が入り込むことを抑制する機能を有する。 The sealing layer 352 can be provided between the photoelectric conversion device 31 and the light emitting device 32 and the filter 351 and the insulating layer 354 . The sealing layer 352 has a function of preventing oxygen, hydrogen, moisture, carbon dioxide, and the like from entering the light emitting device 32 and the photoelectric conversion device 31 .

以下では、画素30の各構成要素が有する材料等について説明する。 The materials and the like of each component of the pixel 30 will be described below.

前述のように、基板360及び基板350として、可撓性基板を用いる。可撓性基板として、フィルムを用いた基板とすることが好ましく、特に樹脂フィルムを用いた基板とすることが好ましい。これにより、本発明の一態様の半導体装置の可撓性を高めることができ、また軽量化、薄型化が可能となる。 As described above, flexible substrates are used as substrates 360 and 350 . As the flexible substrate, a substrate using a film is preferable, and a substrate using a resin film is particularly preferable. Accordingly, the flexibility of the semiconductor device of one embodiment of the present invention can be increased, and the weight and thickness of the semiconductor device can be reduced.

可撓性基板として、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリエーテルスルホン(PES)樹脂、ポリアミド樹脂(ナイロン、アラミド等)、ポリシロキサン樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)樹脂、ABS樹脂、セルロースナノファイバー等を用いることができる。又は、可撓性を有する程度の厚さのガラスを用いてもよい。 Examples of flexible substrates include polyester resins such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyacrylonitrile resins, acrylic resins, polyimide resins, polymethyl methacrylate resins, polycarbonate (PC) resins, polyethersulfone ( PES) resin, polyamide resin (nylon, aramid, etc.), polysiloxane resin, cycloolefin resin, polystyrene resin, polyamideimide resin, polyurethane resin, polyvinyl chloride resin, polyvinylidene chloride resin, polypropylene resin, polytetrafluoroethylene (PTFE ) resin, ABS resin, cellulose nanofiber, and the like can be used. Alternatively, glass having a thickness that is flexible may be used.

接着層363及び接着層353には、紫外線硬化型等の光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気型接着剤等の各種硬化型接着剤を用いることができる。また、接着シート等を用いてもよい。 For the adhesive layer 363 and the adhesive layer 353, various curable adhesives such as photocurable adhesives such as ultraviolet curable adhesives, reaction curable adhesives, thermosetting adhesives, and anaerobic adhesives can be used. Alternatively, an adhesive sheet or the like may be used.

絶縁層381乃至絶縁層386、絶縁層332、絶縁層333、絶縁層354、トランジスタのゲート絶縁層等、半導体装置20が有する絶縁膜として、例えば酸化絶縁膜、窒化絶縁膜、酸化窒化絶縁膜、又は窒化酸化絶縁膜を用いることができる。当該絶縁膜は、単層又は積層で形成することができる。酸化絶縁膜としては、酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化ゲルマニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ランタン膜、酸化ネオジム膜、酸化ハフニウム膜、及び酸化タンタル膜等が挙げられる。窒化絶縁膜としては、窒化シリコン膜、及び窒化アルミニウム等が挙げられる。酸化窒化絶縁膜としては、酸化窒化シリコン膜等が挙げられる。窒化酸化絶縁膜としては、窒化酸化シリコン膜等が挙げられる。 As insulating films included in the semiconductor device 20, such as the insulating layers 381 to 386, the insulating layers 332, 333, 354, and the gate insulating layer of a transistor, for example, an oxide insulating film, a nitride insulating film, an oxynitride insulating film, Alternatively, a nitride oxide insulating film can be used. The insulating film can be formed with a single layer or stacked layers. Examples of oxide insulating films include silicon oxide films, aluminum oxide films, gallium oxide films, germanium oxide films, yttrium oxide films, zirconium oxide films, lanthanum oxide films, neodymium oxide films, hafnium oxide films, and tantalum oxide films. . Examples of the nitride insulating film include a silicon nitride film, an aluminum nitride film, and the like. Examples of the oxynitride insulating film include a silicon oxynitride film and the like. As the nitride oxide insulating film, a silicon nitride oxide film or the like can be given.

本明細書等において「酸化窒化シリコン」とは、その組成として、酸素の含有量が窒素の含有量よりも多いものをいう。また、本明細書等において、「窒化酸化シリコン」とは、その組成として、窒素の含有量が酸素の含有量よりも多いものをいう。 In this specification and the like, “silicon oxynitride” refers to a composition in which the oxygen content is higher than the nitrogen content. In this specification and the like, “silicon oxynitride” refers to a composition in which the nitrogen content is higher than the oxygen content.

導電層321乃至導電層324、導電層33、導電層35、トランジスタのソース電極、ドレイン電極、ソース電極等、半導体装置20が有する導電膜として、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、ジルコニウム(Zr)、ハフニウム(Hf)、バナジウム(V)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、クロム(Cr)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、チタン(Ti)、白金(Pt)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、銀(Ag)等の金属、又はその合金、若しくはその金属窒化物から一種以上を用いて形成することができる。 Tungsten (W), molybdenum (Mo), zirconium (Zr ), hafnium (Hf), vanadium (V), niobium (Nb), tantalum (Ta), chromium (Cr), cobalt (Co), nickel (Ni), titanium (Ti), platinum (Pt), aluminum (Al ), copper (Cu), silver (Ag), or an alloy thereof, or a metal nitride thereof.

導電層37として、透光性を有する導電層を用いることができる。例えば、発光デバイス32が赤外光を発する機能を有する場合、導電層37として赤外光を透過する透光性導電層を用いることができる。例えば、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、インジウム錫酸化物(ITO:Indium Tin Oxide)、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物等を用いることができる。又は、カドミウム錫酸化物(CTO:Cadmium Tin Oxide)等を用いることができる。 A light-transmitting conductive layer can be used as the conductive layer 37 . For example, when the light emitting device 32 has a function of emitting infrared light, a translucent conductive layer that transmits infrared light can be used as the conductive layer 37 . For example, indium oxide containing tungsten oxide, indium zinc oxide containing tungsten oxide, indium oxide containing titanium oxide, indium tin oxide (ITO), indium tin oxide containing titanium oxide, indium zinc An oxide, indium tin oxide to which silicon oxide is added, or the like can be used. Alternatively, cadmium tin oxide (CTO) or the like can be used.

EL層36は、発光材料を有する。つまり、EL層36は、発光層であるということができる。発光デバイス32は、当該発光材料が有機化合物であるか、無機化合物であるかによって区別され、一般的に、前者は有機ELデバイス、後者は無機ELデバイスと呼ばれている。 The EL layer 36 has a light-emitting material. That is, it can be said that the EL layer 36 is a light-emitting layer. The light-emitting device 32 is classified according to whether the light-emitting material is an organic compound or an inorganic compound, and the former is generally called an organic EL device, and the latter is called an inorganic EL device.

有機ELデバイスは、電圧を印加することにより、一方の電極から電子、他方の電極から正孔がそれぞれEL層に注入される。そして、それらキャリア(電子および正孔)が再結合することにより、発光性の有機化合物が励起状態を形成し、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。このようなメカニズムから、このような発光素子は、電流励起型の発光素子と呼ばれる。 In the organic EL device, when a voltage is applied, electrons are injected from one electrode and holes are injected from the other electrode into the EL layer. Then, recombination of these carriers (electrons and holes) causes the light-emitting organic compound to form an excited state, and light is emitted when the excited state returns to the ground state. Due to such a mechanism, such a light-emitting element is called a current-excited light-emitting element.

EL層は、蒸着法(真空蒸着法を含む)、転写法、印刷法、インクジェット法、塗布法などの方法で形成することができる。 The EL layer can be formed by a vapor deposition method (including a vacuum vapor deposition method), a transfer method, a printing method, an inkjet method, a coating method, or the like.

無機EL素子は、その素子構成により、分散型無機EL素子と薄膜型無機EL素子とに分類される。分散型無機EL素子は、発光材料の粒子をバインダ中に分散させた発光層を有するものであり、発光メカニズムはドナー準位とアクセプター準位を利用するドナー-アクセプター再結合型発光である。薄膜型無機EL素子は、発光層を誘電体層で挟み込み、さらにそれを電極で挟んだ構造であり、発光メカニズムは金属イオンの内殻電子遷移を利用する局在型発光である。 Inorganic EL elements are classified into dispersion type inorganic EL elements and thin film type inorganic EL elements according to the element structure. A dispersion-type inorganic EL device has a light-emitting layer in which particles of a light-emitting material are dispersed in a binder. A thin-film inorganic EL device has a structure in which a light-emitting layer is sandwiched between dielectric layers, which are further sandwiched between electrodes, and the light-emitting mechanism is localized light emission utilizing inner-shell electronic transition of metal ions.

発光デバイス32は、EL層36を構成する材料に応じて様々な波長の光を発することができる。本発明の一態様では、EL層36を構成する材料に近赤外光にピークを有する光を発する材料を用いる。例えば、720nm、760nm、850nm、900nmおよびこれらの波長近傍の光を発する材料を用途に応じて用いればよい。 The light-emitting device 32 can emit light of various wavelengths depending on the material forming the EL layer 36 . In one embodiment of the present invention, a material that emits light having a peak in near-infrared light is used for the material forming the EL layer 36 . For example, materials that emit light at wavelengths of 720 nm, 760 nm, 850 nm, 900 nm, and near these wavelengths may be used depending on the application.

なお、本発明の一態様においては、EL層36の発光材料(ゲスト材料、またはドーパント材料ともいう)として、近赤外光を呈する有機金属イリジウム錯体を有すると好ましい。当該有機金属イリジウム錯体としては、ジメチルフェニル骨格とキノキサリン骨格とを有すると好適である。また、上記有機金属イリジウム錯体としては、代表的には、ビス{4,6-ジメチル-2-[3-(3,5-ジメチルフェニル)-2-キノキサリニル-κN]フェニル-κC}(2,2’,6,6’-テトラメチル-3,5-ヘプタンジオナト-κO,O’)イリジウム(III)(略称:Ir(dmdpq)(dpm))などを用いることができる。上記有機金属イリジウム錯体を用いることで、量子効率または発光効率の高い撮像素子を提供することができる。 Note that in one embodiment of the present invention, an organometallic iridium complex that emits near-infrared light is preferably used as a light-emitting material (also referred to as a guest material or a dopant material) of the EL layer 36 . The organometallic iridium complex preferably has a dimethylphenyl skeleton and a quinoxaline skeleton. Further, the organometallic iridium complex is typically bis{4,6-dimethyl-2-[3-(3,5-dimethylphenyl)-2-quinoxalinyl-κN]phenyl-κC}(2, 2′,6,6′-Tetramethyl-3,5-heptanedionato-κ 2 O,O′)iridium (III) (abbreviation: Ir(dmdpq) 2 (dpm)) and the like can be used. By using the organometallic iridium complex, an imaging device with high quantum efficiency or high luminous efficiency can be provided.

また、上記有機金属イリジウム錯体を分散状態にするために用いる物質(すなわちホスト材料)としては、例えば、2,3-ビス(4-ジフェニルアミノフェニル)キノキサリン(略称:TPAQn)、NPBのようなアリールアミン骨格を有する化合物の他、CBP、4,4’,4’’-トリス(カルバゾール-9-イル)トリフェニルアミン(略称:TCTA)等のカルバゾール誘導体や、ビス[2-(2-ヒドロキシフェニル)ピリジナト]亜鉛(略称:Znpp)、ビス[2-(2-ヒドロキシフェニル)ベンズオキサゾラト]亜鉛(略称:Zn(BOX))、ビス(2-メチル-8-キノリノラト)(4-フェニルフェノラト)アルミニウム(略称:BAlq)、トリス(8-キノリノラト)アルミニウム(略称:Alq)等の金属錯体が好ましい。また、PVKのような高分子化合物を用いることもできる。 Further, as the substance (that is, host material) used for dispersing the organometallic iridium complex, examples include 2,3-bis(4-diphenylaminophenyl)quinoxaline (abbreviation: TPAQn) and aryl such as NPB. In addition to compounds having an amine skeleton, carbazole derivatives such as CBP, 4,4',4''-tris(carbazol-9-yl)triphenylamine (abbreviation: TCTA), and bis[2-(2-hydroxyphenyl ) pyridinato]zinc (abbreviation: Znpp 2 ), bis[2-(2-hydroxyphenyl)benzoxazolato]zinc (abbreviation: Zn(BOX) 2 ), bis(2-methyl-8-quinolinolato)(4- Metal complexes such as phenylphenolato)aluminum (abbreviation: BAlq) and tris(8-quinolinolato)aluminum (abbreviation: Alq 3 ) are preferred. Polymer compounds such as PVK can also be used.

なお、上記有機金属イリジウム錯体を分散状態にするために用いる材料(ホスト材料)としては、N-(1,1’-ビフェニル-4-イル)-N-[4-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)フェニル]-9,9-ジメチル-9H-フルオレン-2-アミン(略称:PCBBiF)を用いると好適である。 As a material (host material) used for dispersing the organometallic iridium complex, N-(1,1′-biphenyl-4-yl)-N-[4-(9-phenyl-9H- Carbazol-3-yl)phenyl]-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amine (abbreviation: PCBBiF) is preferably used.

活性層34は、p型半導体とn型半導体とを積層し、pn接合を実現した積層構造、又は、p型半導体、i型半導体、及びn型半導体を積層し、pin接合を実現した積層構造等とすることができる。 The active layer 34 has a laminated structure in which a p-type semiconductor and an n-type semiconductor are laminated to realize a pn junction, or a laminated structure in which a p-type semiconductor, an i-type semiconductor, and an n-type semiconductor are laminated to realize a pin junction. etc.

活性層34に用いる半導体として、シリコン等の無機半導体、又は有機化合物を含む有機半導体を用いることができる。特に、活性層34が有機半導体材料を有し、EL層36が発光材料として有機化合物を有する構成とすると、発光デバイス32のEL層36と、活性層34とをそれぞれ同じ製造装置で形成することができるため好ましい。 As a semiconductor used for the active layer 34, an inorganic semiconductor such as silicon or an organic semiconductor containing an organic compound can be used. In particular, when the active layer 34 has an organic semiconductor material and the EL layer 36 has an organic compound as a light-emitting material, the EL layer 36 and the active layer 34 of the light-emitting device 32 can be formed by the same manufacturing apparatus. It is preferable because

活性層34として有機半導体材料を用いる場合、n型半導体の材料としては、フラーレン(例えばC60、C70等)又はその誘導体等の電子受容性の有機半導体材料を用いることができる。また、p型半導体の材料としては、銅(II)フタロシアニン(Copper(II) phthalocyanine;CuPc)やテトラフェニルジベンゾペリフランテン(Tetraphenyldibenzoperiflanthene;DBP)等の電子供与性の有機半導体材料を用いることができる。活性層34は、電子受容性の半導体材料と電子供与性の半導体材料の積層構造(p-n積層構造)としてもよいし、これらの間に電子受容性の半導体材料と電子供与性の半導体材料を共蒸着したバルクへテロ構造層を設けた積層構造(p-i-n積層構造)としてもよい。また光を照射していない時の、暗電流を抑制する目的で、上記のp-n積層構造又はp-i-n積層構造の周辺(上側又は下側)に、ホールブロック層として機能する層や、電子ブロック層として機能する層を設けてもよい。 When an organic semiconductor material is used for the active layer 34, an electron-accepting organic semiconductor material such as fullerene ( eg, C60, C70 , etc.) or a derivative thereof can be used as the n-type semiconductor material. As the material of the p-type semiconductor, an electron-donating organic semiconductor material such as copper (II) phthalocyanine (CuPc) or tetraphenyldibenzoperiflanthene (DBP) can be used. . The active layer 34 may have a laminated structure (pn laminated structure) of an electron-accepting semiconductor material and an electron-donating semiconductor material. may be a laminated structure (pin laminated structure) provided with a bulk heterostructure layer co-deposited with . In addition, for the purpose of suppressing dark current when light is not irradiated, a layer that functions as a hole blocking layer is provided around (upper or lower side) the above pn laminated structure or pin laminated structure. Alternatively, a layer functioning as an electron blocking layer may be provided.

発光デバイス32が発光層としてEL層36を有し、光電変換デバイス31に設けられた活性層34が有機半導体材料を有する構成とする場合、半導体装置20を薄型化することができる。これにより、半導体装置20の可撓性を高めることができる。 When the light-emitting device 32 has an EL layer 36 as a light-emitting layer and the active layer 34 provided in the photoelectric conversion device 31 has an organic semiconductor material, the semiconductor device 20 can be made thinner. Thereby, the flexibility of the semiconductor device 20 can be enhanced.

封止層352として、窒素やアルゴン等の不活性な気体の他に、紫外線硬化樹脂、又は熱硬化樹脂を用いることができ、PVC(ポリビニルクロライド)、アクリル樹脂、ポリイミド、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、PVB(ポリビニルブチラル)又はEVA(エチレンビニルアセテート)等を用いることができる。また、封止層352に乾燥剤が含まれていてもよい。 As the sealing layer 352, in addition to an inert gas such as nitrogen or argon, an ultraviolet curing resin or a thermosetting resin can be used. PVC (polyvinyl chloride), acrylic resin, polyimide, epoxy resin, silicone resin, PVB (polyvinyl butyral), EVA (ethylene vinyl acetate), or the like can be used. Also, the sealing layer 352 may contain a desiccant.

また、封止層352の一部として、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム、DLC(Diamond Like Carbon)等の保護層を設けてもよい。なお、接着層363及び接着層353も、封止層352が有することができる材料と同様の材料を有する構成とすることができる。 As part of the sealing layer 352, a protective layer such as silicon nitride, silicon nitride oxide, aluminum oxide, aluminum nitride, aluminum oxynitride, aluminum nitride oxide, DLC (Diamond Like Carbon), or the like may be provided. Note that the adhesive layer 363 and the adhesive layer 353 can also have a material similar to the material that the sealing layer 352 can have.

<OSトランジスタの断面構成例>
図16(A)は、トランジスタ103等に適用することができるOSトランジスタの詳細な構成例である。図16(A)に示すOSトランジスタは、金属酸化物層及び導電層の積層上に絶縁層を設け、当該金属酸化物層に達する溝を当該絶縁層及び導電層に設けることでソース電極305及びドレイン電極306を形成する、セルフアライン型の構成である。
<Cross-sectional structure example of OS transistor>
FIG. 16A shows a detailed configuration example of an OS transistor that can be applied to the transistor 103 and the like. In the OS transistor illustrated in FIG. 16A, an insulating layer is provided over a stack of a metal oxide layer and a conductive layer, and grooves reaching the metal oxide layer are provided in the insulating layer and the conductive layer. It is a self-aligned configuration in which the drain electrode 306 is formed.

OSトランジスタは、金属酸化物層307に形成されるチャネル形成領域310、ソース領域303、及びドレイン領域304の他、ゲート電極301、ゲート絶縁層302、及びバックゲート電極335を有する構成とすることができる。ここで、上記溝には少なくともゲート絶縁層302及びゲート電極301が設けられる。当該溝には、さらに金属酸化物層308が設けられていてもよい。また、絶縁層385は、バックゲート電極335のゲート絶縁層としての機能を有する。 The OS transistor can have a structure including a channel formation region 310 , a source region 303 , and a drain region 304 which are formed in the metal oxide layer 307 , a gate electrode 301 , a gate insulating layer 302 , and a back gate electrode 335 . can. Here, at least the gate insulating layer 302 and the gate electrode 301 are provided in the trench. A metal oxide layer 308 may also be provided in the trench. In addition, the insulating layer 385 functions as a gate insulating layer of the back gate electrode 335 .

なお、金属酸化物層307には、少なくともインジウムを含むことが好ましい。特にインジウム及び亜鉛を含むことが好ましい。また、インジウムと、亜鉛と、他の種類の金属と、を含む、つまりIn-M-Zn酸化物であることがさらに好ましい。Mとして、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、又はマグネシウム等から選ばれた一種、又は複数種とすることができる。 Note that the metal oxide layer 307 preferably contains at least indium. In particular, it preferably contains indium and zinc. More preferably, it is an In--M--Zn oxide containing indium, zinc, and another kind of metal. M is selected from aluminum, gallium, yttrium, copper, vanadium, beryllium, boron, silicon, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, hafnium, tantalum, tungsten, magnesium, etc. It can be one type or multiple types.

金属酸化物層307がIn-M-Zn酸化物の場合、In-M-Zn酸化物を成膜するために用いるスパッタリングターゲットは、Inの原子数比がMの原子数比以上であることが好ましい。このようなスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比として、In:M:Zn=1:1:1、In:M:Zn=1:1:1.2、In:M:Zn=2:1:3、In:M:Zn=3:1:2、In:M:Zn=4:2:3、In:M:Zn=4:2:4.1、In:M:Zn=5:1:6、In:M:Zn=5:1:7、In:M:Zn=5:1:8、In:M:Zn=6:1:6、In:M:Zn=5:2:5等が挙げられる。 When the metal oxide layer 307 is an In--M--Zn oxide, the sputtering target used for forming the In--M--Zn oxide may have an In atomic ratio equal to or higher than the M atomic ratio. preferable. The atomic ratios of the metal elements in such a sputtering target are In:M:Zn=1:1:1, In:M:Zn=1:1:1.2, In:M:Zn=2:1: 3, In:M:Zn=3:1:2, In:M:Zn=4:2:3, In:M:Zn=4:2:4.1, In:M:Zn=5:1: 6, In:M:Zn=5:1:7, In:M:Zn=5:1:8, In:M:Zn=6:1:6, In:M:Zn=5:2:5, etc. is mentioned.

また、スパッタリングターゲットとしては、多結晶の酸化物を含むターゲットを用いると、結晶性を有する金属酸化物層307を形成しやすくなるため好ましい。なお、成膜される金属酸化物層307の原子数比は、上記のスパッタリングターゲットに含まれる金属元素の原子数比のプラスマイナス40%の変動を含む。例えば、金属酸化物層307に用いるスパッタリングターゲットの組成がIn:Ga:Zn=4:2:4.1[原子数比]の場合、成膜される金属酸化物層307の組成は、In:Ga:Zn=4:2:3[原子数比]の近傍となる場合がある。 A target containing a polycrystalline oxide is preferably used as the sputtering target because the metal oxide layer 307 having crystallinity can be easily formed. Note that the atomic ratio of the metal oxide layer 307 to be deposited includes a variation of plus or minus 40% of the atomic ratio of the metal elements contained in the sputtering target. For example, when the composition of the sputtering target used for the metal oxide layer 307 is In:Ga:Zn=4:2:4.1 [atomic ratio], the composition of the formed metal oxide layer 307 is In: Ga:Zn may be close to 4:2:3 [atomic number ratio].

なお、原子数比がIn:Ga:Zn=4:2:3またはその近傍と記載する場合、Inの原子数比を4としたとき、Gaの原子数比が1以上3以下であり、Znの原子数比が2以上4以下である場合を含む。また、原子数比がIn:Ga:Zn=5:1:6またはその近傍であると記載する場合、Inの原子数比を5としたときに、Gaの原子数比が0.1より大きく2以下であり、Znの原子数比が5以上7以下である場合を含む。また、原子数比がIn:Ga:Zn=1:1:1またはその近傍であると記載する場合、Inの原子数比を1としたときに、Gaの原子数比が0.1より大きく2以下であり、Znの原子数比が0.1より大きく2以下である場合を含む。 When the atomic ratio is described as In:Ga:Zn=4:2:3 or its vicinity, when the atomic ratio of In is 4, the atomic ratio of Ga is 1 or more and 3 or less, and Zn is 2 or more and 4 or less. Further, when describing that the atomic ratio is In:Ga:Zn=5:1:6 or its vicinity, when the atomic ratio of In is 5, the atomic ratio of Ga is greater than 0.1 2 or less, including the case where the atomic number ratio of Zn is 5 or more and 7 or less. Further, when describing that the atomic ratio is In:Ga:Zn=1:1:1 or its vicinity, when the atomic ratio of In is 1, the atomic ratio of Ga is greater than 0.1. 2 or less, including the case where the atomic number ratio of Zn is greater than 0.1 and 2 or less.

また、金属酸化物層307は、エネルギーギャップが2eV以上、好ましくは2.5eV以上である。このように、シリコンよりもエネルギーギャップの広い金属酸化物を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減できる。 Also, the metal oxide layer 307 has an energy gap of 2 eV or more, preferably 2.5 eV or more. By using a metal oxide with a wider energy gap than silicon in this manner, off-state current of a transistor can be reduced.

また、金属酸化物層307には、キャリア濃度の低い金属酸化物を用いることが好ましい。金属酸化物のキャリア濃度を低くする場合においては、金属酸化物中の不純物濃度を低くし、欠陥準位密度を低くすればよい。本明細書等において、不純物濃度が低く、欠陥準位密度の低いことを高純度真性または実質的に高純度真性という。なお、金属酸化物中の不純物としては、例えば、水素、窒素、アルカリ金属、アルカリ土類金属、鉄、ニッケル、シリコン等がある。 A metal oxide with a low carrier concentration is preferably used for the metal oxide layer 307 . In the case of lowering the carrier concentration of the metal oxide, the impurity concentration in the metal oxide should be lowered to lower the defect level density. In this specification and the like, a low impurity concentration and a low defect level density are referred to as high-purity intrinsic or substantially high-purity intrinsic. Impurities in metal oxides include, for example, hydrogen, nitrogen, alkali metals, alkaline earth metals, iron, nickel, and silicon.

特に、金属酸化物に含まれる水素は、金属原子と結合する酸素と反応して水になるため、金属酸化物中に酸素欠損を形成する場合がある。金属酸化物中のチャネル形成領域に酸素欠損が含まれていると、トランジスタはノーマリーオン特性となる場合がある。さらに、酸素欠損に水素が入った欠陥はドナーとして機能し、キャリアである電子が生成されることがある。また、水素の一部が金属原子と結合する酸素と結合して、キャリアである電子を生成する場合がある。従って、水素が多く含まれている金属酸化物を用いたトランジスタは、ノーマリーオン特性となりやすい。 In particular, hydrogen contained in the metal oxide reacts with oxygen bound to the metal atom to form water, which may cause oxygen vacancies in the metal oxide. If the channel formation region in the metal oxide contains oxygen vacancies, the transistor may have normally-on characteristics. Furthermore, a defect in which hydrogen is added to an oxygen vacancy functions as a donor, and an electron, which is a carrier, may be generated. In addition, part of hydrogen may bond with oxygen that bonds with a metal atom to generate an electron that is a carrier. Therefore, a transistor using a metal oxide containing a large amount of hydrogen tends to have normally-on characteristics.

酸素欠損に水素が入った欠陥は、金属酸化物のドナーとして機能しうる。しかしながら、当該欠陥を定量的に評価することは困難である。そこで、金属酸化物においては、ドナー濃度ではなく、キャリア濃度で評価される場合がある。よって、本明細書等では、金属酸化物のパラメータとして、ドナー濃度ではなく、電界が印加されない状態を想定したキャリア濃度を用いる場合がある。つまり、本明細書等に記載の「キャリア濃度」は、「ドナー濃度」と言い換えることができる場合がある。 Defects with hydrogen in oxygen vacancies can function as donors for metal oxides. However, it is difficult to quantitatively evaluate the defects. Therefore, metal oxides are sometimes evaluated not by the donor concentration but by the carrier concentration. Therefore, in this specification and the like, instead of the donor concentration, the carrier concentration assuming a state in which no electric field is applied may be used as a parameter of the metal oxide. In other words, the “carrier concentration” described in this specification and the like may be rephrased as “donor concentration”.

よって、金属酸化物中の水素はできる限り低減されていることが好ましい。具体的には、金属酸化物において、二次イオン質量分析法(SIMS:Secondary Ion Mass Spectrometry)により得られる水素濃度を、1×1020atoms/cm未満、好ましくは1×1019atoms/cm未満、より好ましくは5×1018atoms/cm未満、さらに好ましくは1×1018atoms/cm未満とする。水素などの不純物が十分に低減された金属酸化物をトランジスタのチャネル形成領域に用いることで、安定した電気特性を付与することができる。 Therefore, it is preferable that hydrogen in the metal oxide is reduced as much as possible. Specifically, in the metal oxide, the hydrogen concentration obtained by secondary ion mass spectrometry (SIMS) is less than 1×10 20 atoms/cm 3 , preferably 1×10 19 atoms/cm It is less than 3 , more preferably less than 5×10 18 atoms/cm 3 , still more preferably less than 1×10 18 atoms/cm 3 . By using a metal oxide in which impurities such as hydrogen are sufficiently reduced for a channel formation region of a transistor, stable electrical characteristics can be imparted.

また、チャネル形成領域の金属酸化物のキャリア濃度は、1×1018cm-3以下であることが好ましく、1×1017cm-3未満であることがより好ましく、1×1016cm-3未満であることがさらに好ましく、1×1013cm-3未満であることがさらに好ましく、1×1012cm-3未満であることがさらに好ましい。なお、チャネル形成領域の金属酸化物のキャリア濃度の下限値については、特に限定は無いが、例えば、1×10-9cm-3とすることができる。 Further, the carrier concentration of the metal oxide in the channel forming region is preferably 1×10 18 cm −3 or less, more preferably less than 1×10 17 cm −3 , and 1×10 16 cm −3 . It is more preferably less than 1×10 13 cm −3 , even more preferably less than 1×10 12 cm −3 , even more preferably less than 1×10 12 cm −3 . Although there is no particular limitation on the lower limit of the carrier concentration of the metal oxide in the channel forming region, it can be, for example, 1×10 −9 cm −3 .

OSトランジスタは、図16(B)に示すように、ゲート電極301をマスクとして金属酸化物層にソース領域303及びドレイン領域304を形成するセルフアライン型の構成としてもよい。 As shown in FIG. 16B, the OS transistor may have a self-aligned structure in which a source region 303 and a drain region 304 are formed in a metal oxide layer using a gate electrode 301 as a mask.

又は、図16(C)に示すように、ソース電極305又はドレイン電極306と、ゲート電極301と、が重なる領域を有するノンセルフアライン型のトップゲート型トランジスタであってもよい。 Alternatively, as shown in FIG. 16C, a non-self-aligned top-gate transistor in which the source electrode 305 or the drain electrode 306 and the gate electrode 301 overlap with each other may be used.

バックゲート電極335は、図16(D)に示すトランジスタのチャネル幅方向の断面図のように、対向して設けられるトランジスタのフロントゲートであるゲート電極301と電気的に接続してもよい。なお、図16(D)は図16(A)のトランジスタを例として示しているが、その他の構造のトランジスタも同様である。また、バックゲート電極335にフロントゲートとは異なる固定電位を供給することができる構成であってもよい。 The back gate electrode 335 may be electrically connected to the gate electrode 301 which is the front gate of the transistor provided opposite to it, as in the cross-sectional view of the transistor in the channel width direction shown in FIG. Note that FIG. 16D shows the transistor in FIG. 16A as an example, but the same applies to transistors with other structures. Further, a structure in which a fixed potential different from that of the front gate can be supplied to the back gate electrode 335 may be employed.

本実施の形態は、他の実施の形態の記載と適宜組み合わせることができる。 This embodiment can be appropriately combined with the description of other embodiments.

(実施の形態2)
<CAC-OSの構成>
本実施の形態は、本発明の一態様で開示されるトランジスタに用いることができるCAC(Cloud-Aligned Composite)-OSの構成について説明する。
(Embodiment 2)
<Configuration of CAC-OS>
This embodiment describes a structure of a CAC (Cloud-Aligned Composite)-OS that can be used for the transistor disclosed in one embodiment of the present invention.

CAC-OSとは、例えば、金属酸化物を構成する元素が、0.5nm以上10nm以下、好ましくは、1nm以上2nm以下、又はその近傍のサイズで偏在した材料の一構成である。なお、以下では、金属酸化物において、一つあるいはそれ以上の金属元素が偏在し、該金属元素を有する領域が、0.5nm以上10nm以下、好ましくは、1nm以上2nm以下、又はその近傍のサイズで混合した状態をモザイク状、又はパッチ状ともいう。 A CAC-OS is, for example, one structure of a material in which elements constituting a metal oxide are unevenly distributed with a size of 0.5 nm or more and 10 nm or less, preferably 1 nm or more and 2 nm or less, or in the vicinity thereof. In the following description, one or more metal elements are unevenly distributed in the metal oxide, and the region having the metal element has a size of 0.5 nm or more and 10 nm or less, preferably 1 nm or more and 2 nm or less, or a size in the vicinity thereof. The mixed state is also called a mosaic shape or a patch shape.

例えば、In-Ga-Zn酸化物におけるCAC-OS(CAC-OSの中でもIn-Ga-Zn酸化物を、特にCAC-IGZOと呼称してもよい。)とは、インジウム酸化物(以下、InOX1(X1は0よりも大きい実数)とする。)、又はインジウム亜鉛酸化物(以下、InX2ZnY2Z2(X2、Y2、及びZ2は0よりも大きい実数)とする。)等と、ガリウム酸化物(以下、GaOX3(X3は0よりも大きい実数)とする。)、又はガリウム亜鉛酸化物(以下、GaX4ZnY4Z4(X4、Y4、及びZ4は0よりも大きい実数)とする。)等と、に材料が分離することでモザイク状となり、モザイク状のInOX1、又はInX2ZnY2Z2が、膜中に均一に分布した構成(以下、クラウド状ともいう。)である。 For example, CAC-OS in In—Ga—Zn oxide (In—Ga—Zn oxide among CAC-OS may be particularly referred to as CAC-IGZO) is indium oxide (hereinafter, InO X1 (X1 is a real number greater than 0), or indium zinc oxide (hereinafter referred to as In X2 Zn Y2 O Z2 (X2, Y2, and Z2 are real numbers greater than 0)), and the like; Gallium oxide (hereinafter referred to as GaO X3 (X3 is a real number greater than 0)) or gallium zinc oxide (hereinafter Ga X4 Zn Y4 O Z4 (X4, Y4, and Z4 are real numbers greater than 0) ) and the like, and the material is separated into a mosaic shape, and the mosaic InO X1 or In X2 Zn Y2 O Z2 is uniformly distributed in the film (hereinafter also referred to as a cloud shape). is.

つまり、CAC-OSは、GaOX3が主成分である領域と、InX2ZnY2Z2、又はInOX1が主成分である領域とが、混合している構成を有する複合金属酸化物である。なお、本明細書において、例えば、第1の領域の元素Mに対するInの原子数比が、第2の領域の元素Mに対するInの原子数比よりも大きいことを、第1の領域は、第2の領域と比較して、Inの濃度が高いとする。 In other words, CAC-OS is a composite metal oxide having a structure in which a region containing GaO 2 X3 as a main component and a region containing In 2 X2 Zn Y2 O Z2 or InO 2 X1 as a main component are mixed. In this specification, for example, the first region means that the atomic ratio of In to the element M in the first region is greater than the atomic ratio of In to the element M in the second region. Assume that the concentration of In is higher than that of the region No. 2.

なお、IGZOは通称であり、In、Ga、Zn、及びOによる1つの化合物をいう場合がある。代表例として、InGaO(ZnO)m1(m1は自然数)、又はIn(1+x0)Ga(1-x0)(ZnO)m0(-1≦x0≦1、m0は任意数)で表される結晶性の化合物が挙げられる。 Note that IGZO is a common name and may refer to one compound of In, Ga, Zn, and O. Representative examples are represented by InGaO 3 (ZnO) m1 (m1 is a natural number) or In (1+x0) Ga (1−x0) O 3 (ZnO) m0 (−1≦x0≦1, m0 is an arbitrary number). Crystalline compounds are mentioned.

上記結晶性の化合物は、単結晶構造、多結晶構造、又はCAAC(C-Axis Aligned Crystal)構造を有する。なお、CAAC構造とは、複数のIGZOのナノ結晶がc軸配向を有し、かつa-b面においては配向せずに連結した結晶構造である。 The crystalline compound has a single crystal structure, a polycrystalline structure, or a CAAC (C-Axis Aligned Crystal) structure. The CAAC structure is a crystal structure in which a plurality of IGZO nanocrystals have c-axis orientation and are connected without being oriented in the ab plane.

一方、CAC-OSは、金属酸化物の材料構成に関する。CAC-OSとは、In、Ga、Zn、及びOを含む材料構成において、一部にGaを主成分とするナノ粒子状に観察される領域と、一部にInを主成分とするナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成をいう。従って、CAC-OSにおいて、結晶構造は副次的な要素である。 CAC-OS, on the other hand, relates to the material composition of metal oxides. CAC-OS is a material composition containing In, Ga, Zn, and O, in which a region that is observed in the form of nanoparticles containing Ga as the main component in part and nanoparticles containing In as the main component in part. The regions observed in a pattern refer to a configuration in which the regions are randomly dispersed in a mosaic pattern. Therefore, in CAC-OS the crystal structure is a secondary factor.

なお、CAC-OSは、組成の異なる二種類以上の膜の積層構造は含まないものとする。例えば、Inを主成分とする膜と、Gaを主成分とする膜との2層からなる構造は、含まない。 Note that CAC-OS does not include a stacked structure of two or more films with different compositions. For example, it does not include a structure consisting of two layers, a film containing In as a main component and a film containing Ga as a main component.

なお、GaOX3が主成分である領域と、InX2ZnY2Z2、又はInOX1が主成分である領域とは、明確な境界が観察できない場合がある。 In some cases, a clear boundary cannot be observed between a region containing GaO X3 as a main component and a region containing In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 as a main component.

なお、ガリウムの代わりに、アルミニウム、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、又はマグネシウム等から選ばれた一種、又は複数種が含まれている場合、CAC-OSは、一部に該金属元素を主成分とするナノ粒子状に観察される領域と、一部にInを主成分とするナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成をいう。 Instead of gallium, aluminum, yttrium, copper, vanadium, beryllium, boron, silicon, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, hafnium, tantalum, tungsten, magnesium, etc. CAC-OS contains one or more of the metal elements, part of which is observed in the form of nanoparticles containing the metal element as the main component, and part of which contains nanoparticles containing In as the main component. The regions observed as particles refer to a configuration in which the regions are randomly dispersed in a mosaic pattern.

CAC-OSは、例えば基板を意図的に加熱しない条件で、スパッタリング法により形成することができる。また、CAC-OSをスパッタリング法で形成する場合、成膜ガスとして、不活性ガス(代表的にはアルゴン)、酸素ガス、及び窒素ガスの中から選ばれたいずれか一つ又は複数を用いればよい。また、成膜時の成膜ガスの総流量に対する酸素ガスの流量比は低いほど好ましく、例えば酸素ガスの流量比を0%以上30%未満、好ましくは0%以上10%以下とすることが好ましい。 CAC-OS can be formed, for example, by a sputtering method under the condition that the substrate is not intentionally heated. Further, when the CAC-OS is formed by a sputtering method, one or more selected from an inert gas (typically argon), oxygen gas, and nitrogen gas may be used as the film forming gas. good. Further, the flow rate ratio of oxygen gas to the total flow rate of film formation gas during film formation is preferably as low as possible. .

CAC-OSは、X線回折(XRD:X-ray diffraction)測定法のひとつであるOut-of-plane法によるθ/2θスキャンを用いて測定したときに、明確なピークが観察されないという特徴を有する。すなわち、X線回折から、測定領域のa-b面方向、及びc軸方向の配向は見られないことが分かる。 CAC-OS is characterized by the fact that no clear peak is observed when measured using θ/2θ scanning by the Out-of-plane method, which is one of X-ray diffraction (XRD) measurement methods. have. That is, it can be seen from the X-ray diffraction that no orientations in the ab plane direction and the c-axis direction of the measurement region are observed.

またCAC-OSは、プローブ径が1nmの電子線(ナノビーム電子線ともいう。)を照射することで得られる電子線回折パターンにおいて、リング状に輝度の高い領域と、該リング領域に複数の輝点が観測される。従って、電子線回折パターンから、CAC-OSの結晶構造が、平面方向、及び断面方向において、配向性を有さないnc(nano-crystal)構造を有することがわかる。 In addition, CAC-OS has an electron beam diffraction pattern obtained by irradiating an electron beam with a probe diameter of 1 nm (also referred to as a nanobeam electron beam). A point is observed. Therefore, it can be seen from the electron beam diffraction pattern that the crystal structure of CAC-OS has an nc (nano-crystal) structure with no orientation in the planar direction and the cross-sectional direction.

また例えば、In-Ga-Zn酸化物におけるCAC-OSでは、エネルギー分散型X線分光法(EDX:Energy Dispersive X-ray spectroscopy)を用いて取得したEDXマッピングにより、GaOX3が主成分である領域と、InX2ZnY2Z2、又はInOX1が主成分である領域とが、偏在し、混合している構造を有することが確認できる。 Further, for example, in CAC-OS in In-Ga-Zn oxide, EDX mapping obtained using energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) reveals a region in which GaO X3 is the main component. , and a region containing In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 as a main component are unevenly distributed and mixed.

CAC-OSは、金属元素が均一に分布したIGZO化合物とは異なる構造であり、IGZO化合物と異なる性質を有する。つまり、CAC-OSは、GaOX3等が主成分である領域と、InX2ZnY2Z2、又はInOX1が主成分である領域と、に互いに相分離し、各元素を主成分とする領域がモザイク状である構造を有する。 CAC-OS has a structure different from IGZO compounds in which metal elements are uniformly distributed, and has properties different from those of IGZO compounds. That is, the CAC-OS phase-separates into a region containing GaO 2 X3 or the like as a main component and a region containing In X2 Zn Y2 O Z2 or InO 2 X1 as a main component, and a region containing each element as a main component. has a mosaic structure.

ここで、InX2ZnY2Z2、又はInOX1が主成分である領域は、GaOX3等が主成分である領域と比較して、導電性が高い領域である。つまり、InX2ZnY2Z2、又はInOX1が主成分である領域を、キャリアが流れることにより、金属酸化物としての導電性が発現する。従って、InX2ZnY2Z2、又はInOX1が主成分である領域が、金属酸化物中にクラウド状に分布することで、高い電界効果移動度(μ)が実現できる。 Here, a region containing In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 as a main component has higher conductivity than a region containing GaO X3 or the like as a main component. That is, when carriers flow through a region containing In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 as a main component, conductivity as a metal oxide is developed. Therefore, a region containing In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 as a main component is distributed like a cloud in the metal oxide, so that a high field effect mobility (μ) can be realized.

一方、GaOX3等が主成分である領域は、InX2ZnY2Z2、又はInOX1が主成分である領域と比較して、絶縁性が高い領域である。つまり、GaOX3等が主成分である領域が、金属酸化物中に分布することで、リーク電流を抑制し、良好なスイッチング動作を実現できる。 On the other hand, a region containing GaO X3 or the like as a main component has higher insulating properties than a region containing In X2 ZnY2 O Z2 or InO X1 as a main component. That is, by distributing the region containing GaOx3 and the like as the main component in the metal oxide, it is possible to suppress leakage current and realize good switching operation.

従って、CAC-OSを半導体素子に用いた場合、GaOX3等に起因する絶縁性と、InX2ZnY2Z2、又はInOX1に起因する導電性とが、相補的に作用することにより、高いオン電流(Ion)、及び高い電界効果移動度(μ)を実現することができる。 Therefore, when CAC-OS is used for a semiconductor element, the insulation property caused by GaO 2 X3 or the like and the conductivity caused by In X2 Zn Y2 O Z2 or InO 2 X1 act in a complementary manner. On-current (I on ) and high field effect mobility (μ) can be achieved.

また、CAC-OSを用いた半導体素子は、信頼性が高い。従って、CAC-OSは、ディスプレイをはじめとするさまざまな半導体装置に最適である。 In addition, a semiconductor element using CAC-OS has high reliability. Therefore, CAC-OS is most suitable for various semiconductor devices including displays.

本実施の形態は、他の実施の形態の記載と適宜組み合わせることができる。 This embodiment can be appropriately combined with the description of other embodiments.

(実施の形態3)
本実施の形態では、本発明の一態様の半導体装置を用いることができる市場イメージについて説明する。
(Embodiment 3)
In this embodiment, a market image in which the semiconductor device of one embodiment of the present invention can be used will be described.

<市場イメージ>
まず、本発明の一態様の半導体装置を用いることができる市場イメージを図17に示す。図17において、領域701は、チャネル形成領域に酸化物半導体を有するトランジスタを適用したディスプレイ(Display)に応用可能な製品領域(OS Display)を表し、領域702は、チャネル形成領域に酸化物半導体を有するトランジスタを適用したLSI(Large Scale Integration)をアナログ(analog)に応用可能な製品領域(OS LSI analog)を表し、領域703は、チャネル形成領域に酸化物半導体を有するトランジスタを適用したLSIをデジタル(digital)に応用可能な製品領域(OS LSI digital)を表す。本発明の一態様の半導体装置は、図17に示す領域701、領域702、及び領域703の3つの領域、別言すると3つの大きな市場に好適に用いることができる。
<Market image>
First, FIG. 17 shows a market image in which the semiconductor device of one embodiment of the present invention can be used. In FIG. 17, a region 701 represents a product region (OS Display) applicable to a display (Display) using a transistor having an oxide semiconductor in a channel formation region, and a region 702 represents a product region (OS Display) in which an oxide semiconductor is used in the channel formation region. A product area (OS LSI analog) in which an LSI (Large Scale Integration) to which a transistor having an oxide semiconductor is applied is analog-applicable. It represents a product area (OS LSI digital) that can be applied to (digital). A semiconductor device of one embodiment of the present invention can be suitably used in three regions, regions 701, 702, and 703 illustrated in FIG. 17, in other words, three large markets.

また、図17において、領域704は、領域701と、領域702とが重なった領域を表し、領域705は、領域702と、領域703とが重なった領域を表し、領域706は、領域701と、領域703とが重なった領域を表し、領域707は、領域701と、領域702と、領域703とが、それぞれ重なった領域を表す。 In FIG. 17, a region 704 represents a region where the regions 701 and 702 overlap, a region 705 represents a region where the regions 702 and 703 overlap, and a region 706 represents the regions 701 and 703. A region 703 represents an overlapping region, and a region 707 represents an overlapping region of the regions 701, 702, and 703, respectively.

OS Displayでは、例えば、Bottom Gate型のOS FET(BG OSFET)、Top Gate型のOS FET(TG OS FET)などのFET構造を好適に用いることができる。なお、Bottom Gate型のOS FETには、チャネルエッチ型のFET、及びチャネル保護型のFETも含まれる。また、Top Gate型のOS FETには、TGSA(Top Gate Self-Aligned)型のFETも含まれる。 In OS displays, for example, FET structures such as a bottom gate type OS FET (BG OSFET) and a top gate type OS FET (TG OS FET) can be preferably used. Note that the bottom gate OS FET includes a channel etch FET and a channel protection FET. The top gate type OS FET also includes a TGSA (top gate self-aligned) type FET.

また、OS LSI analog及びOS LSI digitalでは、例えば、Gate Last型のOS FET(GL OS FET)を好適に用いることができる。 Also, in OS LSI analog and OS LSI digital, for example, a gate-last type OS FET (GL OS FET) can be preferably used.

なお、上述のトランジスタは、それぞれ、ゲート電極が1つのSingle Gate構造のトランジスタ、ゲート電極が2つのDual Gate構造のトランジスタ、またはゲート電極が3つ以上のトランジスタを含む。また、Dual Gate構造のトランジスタの中でも特に、S-channel(surrounded channel)構造のトランジスタを用いると好適である。 Note that each of the transistors described above includes a single gate transistor with one gate electrode, a dual gate transistor with two gate electrodes, and a transistor with three or more gate electrodes. Among dual gate transistors, it is particularly preferable to use a transistor with an S-channel (surrounded channel) structure.

なお、本明細書等において、S-channel構造のトランジスタとは、一対のゲート電極の一方および他方の電界によって、チャネル形成領域を電気的に取り囲むトランジスタの構造を表す。 Note that in this specification and the like, a transistor having an S-channel structure means a transistor structure in which a channel formation region is electrically surrounded by electric fields of one and the other of a pair of gate electrodes.

また、OS Display(領域701)に含まれる製品としては、LCD(liquid crystal display)、EL(Electro Luminescence)、及びLED(Light Emitting Diode)を表示デバイスに有する製品が挙げられる。または、上記表示デバイスと、Q-Dot(Quantum Dot)とを組み合わせることも好適である。 Products included in the OS Display (region 701) include products having LCDs (liquid crystal displays), ELs (Electro Luminescence), and LEDs (Light Emitting Diodes) as display devices. Alternatively, it is also preferable to combine the above display device with Q-Dots (Quantum Dots).

なお、本実施の形態において、ELとは、有機EL、及び無機ELを含む。また、本実施の形態において、LEDとは、マイクロLED、ミニLED、及びマクロLEDを含む。なお、本明細書等において、チップの面積が10000μm以下の発光ダイオードをマイクロLED、チップの面積が10000μmより大きく1mm以下の発光ダイオードをミニLED、チップの面積が1mmより大きい発光ダイオードをマクロLEDと記す場合がある。 Note that in this embodiment, EL includes organic EL and inorganic EL. In addition, in the present embodiment, LEDs include micro LEDs, mini LEDs, and macro LEDs. In this specification and the like, light emitting diodes with a chip area of 10000 μm 2 or less are micro LEDs, light emitting diodes with a chip area of 10000 μm 2 or more and 1 mm 2 or less are mini LEDs, and light emitting diodes with a chip area of 1 mm 2 or more. is sometimes referred to as a macro LED.

また、OS LSI analog(領域702)に含まれる製品としては、様々な周波数の音域(例えば、周波数が20Hz~20kHzの可聴音、または20kHz以上の超音波など)に対応する音源定位デバイス、あるいはバッテリー制御用デバイス(バッテリー制御用IC、バッテリー保護用IC、またはバッテリマネジメントシステム)などが挙げられる。 Products included in the OS LSI analog (area 702) include sound source localization devices that support various frequency ranges (for example, audible sound with a frequency of 20 Hz to 20 kHz, or ultrasonic waves with a frequency of 20 kHz or higher), or batteries. Control devices (battery control ICs, battery protection ICs, battery management systems) and the like are included.

また、OS LSI digital(領域703)に含まれる製品としては、メモリーデバイス、CPU(Central Processing Unit)デバイス、GPU(Graphics Processing Unit)デバイス、FPGA(field-programmable gate array)デバイス、パワーデバイス、OS LSIと、Si LSIとを積層または混在させたハイブリッドデバイス、発光デバイスなどが挙げられる。 Products included in the OS LSI digital (region 703) include memory devices, CPU (Central Processing Unit) devices, GPU (Graphics Processing Unit) devices, FPGA (field-programmable gate array) devices, power devices, and OS LSIs. and a Si LSI are laminated or mixed to form a hybrid device, a light-emitting device, and the like.

また、領域704に含まれる製品としては、表示領域に赤外線センサ、または近赤外線センサを有する表示デバイス、あるいはOS FETを有するセンサ付き信号処理デバイス、または埋め込み型バイオセンサデバイスなどが挙げられる。また、領域705に含まれる製品としては、A/D(Analog to Digital)変換回路などを有する処理回路、あるいは、当該処理回路を有するAI(Artificial Intelligence)デバイスなどが挙げられる。また、領域706に含まれる製品としては、Pixel AI技術が適用された表示デバイスなどが挙げられる。なお、本明細書等において、Pixel AI技術とは、ディスプレイの画素回路に搭載されたOS FETなどにより構成されるメモリを活用する技術をいう。 Products included in area 704 include display devices having infrared sensors or near-infrared sensors in the display area, signal processing devices with sensors having OS FETs, implantable biosensor devices, and the like. Products included in the area 705 include a processing circuit including an A/D (Analog to Digital) conversion circuit, an AI (Artificial Intelligence) device including the processing circuit, and the like. Products included in the area 706 include display devices to which Pixel AI technology is applied. In this specification and the like, Pixel AI technology refers to technology that utilizes a memory configured by an OS FET or the like mounted in a pixel circuit of a display.

また、領域707に含まれる製品としては、上記領域701乃至領域706に含まれる、あらゆる製品を組み合わせた複合的な製品が挙げられる。 Products included in the area 707 include composite products that combine all the products included in the areas 701 to 706 .

以上のように、本発明の一態様の半導体装置は、図17に示すように、あらゆる製品領域に適用することが可能である。すなわち、本発明の一態様の半導体装置は、多くの市場に適用することが可能である。 As described above, the semiconductor device of one embodiment of the present invention can be applied to any product region as shown in FIG. That is, the semiconductor device of one embodiment of the present invention can be applied to many markets.

なお、本実施の形態に示す構成は、本明細書等に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。 Note that the structure described in this embodiment can be combined with any of the other embodiments described in this specification and the like as appropriate.

本実施の形態は、他の実施の形態の記載と適宜組み合わせることができる。 This embodiment can be appropriately combined with the description of other embodiments.

10 CT装置
11 ガントリ
12 クレードル
20 半導体装置
21 空洞部
22 被検体
30 画素
31 光電変換デバイス
32 発光デバイス
33 導電層
34 活性層
35 導電層
36 EL層
37 導電層
38 光
40 画素アレイ
41 ゲートドライバ回路
42 ソースドライバ回路
42a ソースドライバ回路
42b ソースドライバ回路
43 領域
51 層
52 層
100 撮像回路
101 層
102 層
103 トランジスタ
104 トランジスタ
105 トランジスタ
106 トランジスタ
107 トランジスタ
108 容量素子
110 発光回路
121 配線
122 配線
123 配線
126 配線
127 配線
128 配線
129 配線
130 配線
131 配線
132 配線
201 回路
211 トランジスタ
213 トランジスタ
215 容量素子
217 容量素子
221 トランジスタ
225 トランジスタ
231a 配線
231b 配線
232a 配線
232b 配線
235 配線
237 配線
239 配線
241 配線
301 ゲート電極
302 ゲート絶縁層
303 ソース領域
304 ドレイン領域
305 ソース電極
306 ドレイン電極
307 金属酸化物層
308 金属酸化物層
310 チャネル形成領域
321 導電層
322 導電層
323 導電層
324 導電層
332 絶縁層
333 絶縁層
335 バックゲート電極
350 基板
351 フィルタ
352 封止層
353 接着層
354 絶縁層
360 基板
363 接着層
381 絶縁層
382 絶縁層
383 絶縁層
384 絶縁層
385 絶縁層
386 絶縁層
701 領域
702 領域
703 領域
704 領域
705 領域
706 領域
707 領域
10 CT apparatus 11 Gantry 12 Cradle 20 Semiconductor device 21 Cavity 22 Subject 30 Pixel 31 Photoelectric conversion device 32 Light emitting device 33 Conductive layer 34 Active layer 35 Conductive layer 36 EL layer 37 Conductive layer 38 Light 40 Pixel array 41 Gate driver circuit 42 Source driver circuit 42a Source driver circuit 42b Source driver circuit 43 Region 51 Layer 52 Layer 100 Imaging circuit 101 Layer 102 Layer 103 Transistor 104 Transistor 105 Transistor 106 Transistor 107 Transistor 108 Capacitive element 110 Light emitting circuit 121 Wiring 122 Wiring 123 Wiring 126 Wiring 127 Wiring 128 wiring 129 wiring 130 wiring 131 wiring 132 wiring 201 circuit 211 transistor 213 transistor 215 capacitor 217 capacitor 221 transistor 225 transistor 231a wiring 231b wiring 232a wiring 232b wiring 235 wiring 237 wiring 239 wiring 241 wiring 301 gate electrode 302 gate insulating layer 303 source region 304 drain region 305 source electrode 306 drain electrode 307 metal oxide layer 308 metal oxide layer 310 channel formation region 321 conductive layer 322 conductive layer 323 conductive layer 324 conductive layer 332 insulating layer 333 insulating layer 335 back gate electrode 350 substrate 351 Filter 352 Sealing layer 353 Adhesive layer 354 Insulating layer 360 Substrate 363 Adhesive layer 381 Insulating layer 382 Insulating layer 383 Insulating layer 384 Insulating layer 385 Insulating layer 386 Insulating layer 701 Area 702 Area 703 Area 704 Area 705 Area 706 Area 707 Area

Claims (3)

ガントリを有し、
前記ガントリの空洞部には、半導体装置が貼り付けられており、
前記半導体装置には、画素がマトリクス状に設けられ、
前記画素は、光電変換デバイスと、発光デバイスと、を有するCT装置であって、
第1の導電層と、第2の導電層と、第3の導電層と、活性層と、EL層と、を有し、
前記第1の導電層は、前記光電変換デバイスの第1の電極として機能する領域を有し、
前記第2の導電層は、前記発光デバイスの第1の電極として機能する領域を有し、
前記第1の導電層と前記第2の導電層とは、同層に配置され、
前記第3の導電層は、前記光電変換デバイスの第2の電極として機能する領域と、前記発光デバイスの第2の電極として機能する領域と、を有し、
前記活性層は、前記第1の導電層と前記第3の導電層に挟まれた領域を有し、
前記EL層は、前記第2の導電層と前記第3の導電層に挟まれた領域を有する、CT装置。
having a gantry,
A semiconductor device is attached to the cavity of the gantry,
Pixels are provided in a matrix in the semiconductor device,
The pixel is a CT apparatus having a photoelectric conversion device and a light emitting device,
having a first conductive layer, a second conductive layer, a third conductive layer, an active layer, and an EL layer;
The first conductive layer has a region functioning as a first electrode of the photoelectric conversion device,
the second conductive layer has a region that functions as a first electrode of the light emitting device;
The first conductive layer and the second conductive layer are arranged in the same layer,
the third conductive layer has a region functioning as a second electrode of the photoelectric conversion device and a region functioning as a second electrode of the light emitting device;
the active layer has a region sandwiched between the first conductive layer and the third conductive layer;
A CT apparatus, wherein the EL layer has a region sandwiched between the second conductive layer and the third conductive layer.
請求項1において、
前記活性層は、前記EL層と接する領域を有する、CT装置。
In claim 1,
A CT apparatus, wherein the active layer has a region in contact with the EL layer.
請求項1又は請求項2において、
前記画素は、第1のトランジスタと、第2のトランジスタと、を有し、
前記第1のトランジスタのソース又はドレインは、前記第1の導電層と電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのソース又はドレインは、前記第2の導電層と電気的に接続され、
前記第1のトランジスタは、前記光電変換デバイスと重なりを有するように配置され、
前記第2のトランジスタは、前記発光デバイスと重なりを有するように配置される、CT装置。
In claim 1 or claim 2,
the pixel has a first transistor and a second transistor;
the source or drain of the first transistor is electrically connected to the first conductive layer;
the source or drain of the second transistor is electrically connected to the second conductive layer;
The first transistor is arranged to have an overlap with the photoelectric conversion device,
The CT apparatus, wherein the second transistor is arranged to have an overlap with the light emitting device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004326102A (en) 2003-04-11 2004-11-18 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Display device, display device for vehicles and electronic device
JP2013504057A (en) 2009-09-08 2013-02-04 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Imaging measurement system with printed photodetector array
JP2015187701A (en) 2013-12-02 2015-10-29 株式会社半導体エネルギー研究所 Display device and method for manufacturing the same
JP2015225331A5 (en) 2014-05-30 2017-06-22
JP2017201687A (en) 2016-04-27 2017-11-09 雫石 誠 Imaging module and imaging apparatus

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015225331A (en) * 2014-05-30 2015-12-14 株式会社半導体エネルギー研究所 Electronic apparatus

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004326102A (en) 2003-04-11 2004-11-18 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Display device, display device for vehicles and electronic device
JP2013504057A (en) 2009-09-08 2013-02-04 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Imaging measurement system with printed photodetector array
JP2015187701A (en) 2013-12-02 2015-10-29 株式会社半導体エネルギー研究所 Display device and method for manufacturing the same
JP2015225331A5 (en) 2014-05-30 2017-06-22
JP2017201687A (en) 2016-04-27 2017-11-09 雫石 誠 Imaging module and imaging apparatus

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