放大器电路和使用放大器电路的图像传感器.pdf

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1、10申请公布号CN104167998A43申请公布日20141126CN104167998A21申请号201410208955622申请日20140516201310564120130517JPH03F3/45200601A61B6/00200601H04N5/3220060171申请人NLT科技股份有限公司地址日本神奈川县72发明人关根裕之74专利代理机构北京同达信恒知识产权代理有限公司11291代理人黄志华54发明名称放大器电路和使用放大器电路的图像传感器57摘要本发明公开了一种放大器电路和使用放大器电路的图像传感器。现有技术中存在如下问题在每个像素中包括放大器的图像传感器中，当使用薄膜半。

2、导体作为构成放大器的晶体管时，电压持续被施加在晶体管的源极和栅极之间，从而晶体管的阈值电压值发生改变，导致信号电压的变化。为了解决该问题，使用用氧化物半导体形成的薄膜晶体管作为构成放大器的晶体管，并且在输出放大器的输出的时段以外的时段期间，控制晶体管的源极电势等于其漏极电势。30优先权数据51INTCL权利要求书2页说明书12页附图11页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书12页附图11页10申请公布号CN104167998ACN104167998A1/2页21一种放大器电路，所述放大器电路输出根据施加到所述放大器电路的输入端子的电压的电流，所述放大器电路包括至。

3、少一个晶体管，所述晶体管包括栅极端子，所述栅极端子连接到所述输入端子，和源极端子，所述源极端子连接到所述放大器电路的输出端子，其中，所述放大器电路执行包括输出信号的输出时段和不输出信号的停止时段的操作，其中，在所述停止时段期间，控制器控制所述晶体管的源极端子的电势等于所述晶体管的漏极端子的电势，和所述晶体管的漏极端子的电势总是高于所述晶体管的栅极端子的电势。2如权利要求1所述的放大器电路，其中，所述晶体管用氧化物半导体形成。3一种图像传感器，所述图像传感器在每个像素中包括放大器电路和光电转换器，其中，所述光电转换器包括串联连接的光电转换设备和第一晶体管，所述放大器电路包括第二晶体管，所述第二晶。

4、体管包括栅极端子，所述栅极端子连接到所述光电转换设备和所述第一晶体管的接合点；和源极端子，所述源极端子通过第三晶体管连接到读取配线，所述第一晶体管用于通过第一控制信号将所述光电转换设备重置成处于恒定电势，和所述第三晶体管用于通过第二控制信号将所述放大器电路的输出输出到所述读取配线，其中，在将所述放大器电路的输出输出到所述读取配线的时段以外的时段期间，控制器控制所述第二晶体管的源极端子的电势等于所述第二晶体管的漏极端子的电势，和所述第二晶体管的漏极端子的电势总是高于所述第二晶体管的栅极端子的电势。4如权利要求3所述的图像传感器，其中，所述控制器包括第四晶体管，所述第四晶体管并联连接到所述第二晶体。

5、管的源极端子和漏极端子，以及所述第四晶体管的栅极端子由第三控制信号控制，所述第三控制信号不同于所述第一控制信号和所述第二控制信号。5如权利要求3所述的图像传感器，其中，所述控制器包括第四晶体管，所述第四晶体管并联连接到所述第二晶体管的源极端子和漏极端子，第五晶体管，所述第五晶体管包括连接到所述第一控制信号的漏极端子和栅极端子，以及连接到所述第四晶体管的栅极端子的源极端子，和第六晶体管，所述第六晶体管包括连接到所述第二控制信号的栅极端子、连接到电源的源极端子、以及连接到所述第四晶体管的栅极端子的漏极端子。6如权利要求3所述的图像传感器，其中，所述控制器包括串联连接的第七晶体管和第一电容器，和所述。

6、第七晶体管包括连接到所述第一控制信号的栅极端子、连接到所述第二晶体管的权利要求书CN104167998A2/2页3漏极端子的漏极端子、以及连接到所述第二晶体管的源极端子的源极端子。7如权利要求3所述的图像传感器，其中，至少所述第二晶体管用氧化物半导体形成。8如权利要求3所述的图像传感器，其中，所述光电转换设备包括光电二极管和荧光体。9如权利要求3所述的图像传感器，其中，所述光电转换设备包括光导层和第二电容器，所述光导层夹在两个电极之间，所述第二电容器串联连接到所述光导层，以及所述第一晶体管的漏极端子连接到所述光导层和所述第二电容器的接合点。权利要求书CN104167998A1/12页4放大器电。

7、路和使用放大器电路的图像传感器技术领域0001本发明涉及放大器电路和使用放大器电路的图像传感器，尤其涉及在用于放射线成像装置的图像传感器中所使用的放大器电路。背景技术0002使用射线可透过的图像非破坏地检查待检测对象的内部的技术已经变为医学领域、工业非破坏检查领域等中的必要技术。特别地，直接将射线可透过的图像作为电子数据的X射线图像传感器由于成像迅速、通过图像处理的读取辅助、响应于移动图像的能力等而已经被广泛地使用。主要用作为该X射线图像传感器的设备是被称为平板检测器FLATPANELDETECTOR，FPD的设备。在FPD中，光电转换器和开关元件被配置在每个二维排布的像素中，光电转换器用于将。

8、X射线转换成电荷，开关元件用于在外部获取积聚在光电转换器中的信号电荷。使用薄膜半导体技术在大面积的基板例如玻璃上生产FPD。原因在于，由于难以生产用于不同于可见光的X射线的缩小的光学系统，因此FPD的大小需要至少与待检测对象相同。因此，使用薄膜晶体管THINFILMTRANSISTOR，TFT作为配置在像素中的开关元件。0003基于将X射线转换成电荷的类型的不同，FPD大致被划分为两种类型。一种类型是将X射线转换成荧光后再转换成电荷的间接转换类型，另一种类型是将X射线直接转换成电荷的直接转换类型。0004专利文献1已公开一种结构图1中，作为间接转换类型的FPD的常规示例。该示例具有如下结构借助。

9、绝缘膜，荧光体层被层压在光电二极管和晶体管的形成部上。利用X射线照射从荧光体层发射荧光，然后利用光电二极管将荧光转换成电荷。此外，专利文献1已公开一个示例，在该示例中这里使用的光电二极管和晶体管用非晶硅ASI形成。0005专利文献2已公开一种结构图1中，作为直接转换类型的FPD的常规示例。该示例具有如下结构每个包括晶体管的像素形成在基板上，晶体管连接到光导层。X射线被光导层吸收，然后直接被转换成电荷。此外，专利文献2已公开使用ZNO、CDS、CDSE等作为光导层的示例。在两种类型的FPD中，信号被输出作为电荷，在配置在外部的信号检测电路例如积分器中被转换成电压，然后被数字化。0006近年来，在。

10、医学领域中，对于X射线诊断装置，强烈地要求更低的曝光度和更高的清晰度。当为了更低的曝光度而减小X射线照射量时，FPD所检测到的信号电荷也会减少，从而导致信噪比降低。此外，即使当为了更高的清晰度而减小FPD的像素尺寸时，信号电荷也会根据该减小而减少，从而导致信噪比降低。换句话说，为了实现更低的曝光度和更高的清晰度，必须增大FPD的信噪比。0007可使用的用于增大图像传感器的信噪比的技术是被称为有源像素传感器ACTIVEPIXELSENSOR，APS的技术，该APS被应用到CMOS图像传感器。该APS是在开发固态成像设备的初始阶段中已经提出的技术，例如在非专利文献1中描述了其内容。图16示出根据非。

11、专利文献1中所描述的APS技术的像素的电路图。按照该技术执行如下操作在列脉冲说明书CN104167998A2/12页5N和行脉冲M使晶体管T4和晶体管T5处于导通状态期间，通过晶体管T3将二极管D1的电压输出到作为输出配线的公共输出端。换句话说，通过晶体管T3将信号放大，并缓冲以备输出。因此，在输出配线等中，几乎没有噪声被混合，从而导致可以获得高的信噪比。0008专利文献3和专利文献4已公开作为将上述APS技术应用到薄膜半导体的图像传感器的常规示例的方法。专利文献3中所公开的方法为使用ASITFT作为用于放大信号的晶体管的方法。专利文献4中所公开的方法为使用多晶硅TFT作为用于放大信号的晶体管。

12、的方法。0009引用列表0010专利文献0011专利文献1公开号为H4206573的日本专利，图4和图5。0012专利文献2公开号为H11211832的日本专利，图1。0013专利文献3公开号为S56138963的日本专利，图1。0014专利文献4公开号为S5868968的日本专利，图1。0015非专利文献0016非专利文献11968年4月，PETERJWNOBLE在期刊IEEETRANSACTIONONELECTRONDEVICES第ED15卷，第4期，第206页，图11上发表的文章“SELFSCANNEDSILICONIMAGEDETECTORARRAYS”。发明内容0017技术问题001。

13、8然而，实际上，针对图像传感器的信号放大而使用ASITFT或多晶硅TFT的设备还几乎没有被投入实际应用中。下文将描述原因。0019在使用ASITFT来放大信号的情况下，使TFT一直处于导通状态的电势持续被施加在TFT的栅极和源极之间。在ASITFT中，当电压持续被施加在栅极和源极之间时，阈值电压值大幅变化，而不管电压的极性如何。因此，当ASITFT用于信号放大时，图像传感器的持续使用会改变其特性，从而导致待输出的信号也发生变化的可靠性问题。0020在多晶硅TFT的情况下，即使当电压持续被施加在栅极和源极之间，伴随其的阈值变化也远小于ASITFT。然而，在多晶硅TFT的情况下，阈值电压值的初始特。

14、征变化远大于ASITFT。该特征变化是多晶硅的晶体粒径的变化等导致的基本问题，于是，即使在彼此紧邻配置的元件之间也会产生阈值电压值的大的差异。当这种阈值电压值的变化发生时，待输出的信号也发生变化，于是这造成图像传感器的各个像素之间的变化，从而导致固定图形噪声FIXEDPATTERNNOISE，FPN的出现。0021如上所述，为了实现X射线诊断装置的更低的曝光度和更高的清晰度，即使在将APS技术应用于使用TFT作为晶体管的FPD时，也会产生如下问题ASITFT的阈值电压值变化的出现，和多晶硅PSITFT的特征变化而导致的FPN的出现。0022本发明的目的是提供一种信号放大器电路和用于驱动该电路的。

15、方法，该信号放大器电路很大程度地抑制该信号放大器电路中所使用的薄膜半导体的阈值变化，以及提供一种用于放射线成像装置的具有高信噪比的图像传感器，该图像传感器包括配置在每个像素中的信号放大器电路且不存在可靠性问题。说明书CN104167998A3/12页60023技术方案0024为了实现上述目的，根据本发明的第一方面的放大器电路为输出根据施加到该电路的输入端子的电压的电流的放大器电路，其中，该放大器电路包括至少一个晶体管，该晶体管的栅极端子连接到输入端子，该晶体管的源极端子连接到该电路的输出端子，该放大器电路执行包括输出信号的输出时段和不输出信号的停止时段的操作，在该停止时段中，控制器控制该晶体管。

16、的源极端子的电势等于该晶体管的漏极端子的电势，而且该晶体管的漏极端子的电势总是高于其栅极端子的电势。0025为了实现上述目的，根据本发明的第二方面的放大器电路为这样一种电路，其中，在根据本发明的第一方面的放大器电路中，晶体管用氧化物半导体形成。0026为了实现上述目的，根据本发明的第三方面的使用放大器电路的图像传感器为在每个像素中包括放大器电路和光电转换器的图像传感器，其中，该光电转换器包括串联连接的光电转换设备和第一晶体管，构成该放大器电路的第二晶体管的栅极端子连接到光电转换设备和第一晶体管的接合点，第二晶体管的源极端子通过第三晶体管连接到读取配线，第一晶体管用于通过第一控制信号将光电转换设。

17、备重置成处于恒定电势，第三晶体管用于通过第二控制信号将放大器电路的输出输出到读取配线，在将放大器电路的输出输出到读取配线的时段以外的时段期间，控制器控制第二晶体管的源极端子的电势等于第二晶体管的漏极端子的电势，于是第二晶体管的漏极端子的电势总是高于其栅极端子的电势。0027为了实现上述目的，根据本发明的第四方面的使用放大器电路的图像传感器为这样一种图像传感器，其中，控制器包括第四晶体管，该第四晶体管并联连接到第二晶体管的源极端子和漏极端子，并且该第四晶体管的栅极端子由第三控制信号控制，第三控制信号不同于第一控制信号和第二控制信号。0028为了实现上述目的，根据本发明的第五方面的使用放大器电路的。

18、图像传感器为这样一种图像传感器，其中，控制器包括第四晶体管，该第四晶体管并联连接到第二晶体管的源极端子和漏极端子；第五晶体管，该第五晶体管的漏极端子和栅极端子连接到第一控制信号，该第五晶体管的源极端子连接到第四晶体管的栅极端子；以及第六晶体管，该第六晶体管的栅极端子连接到第二控制信号，该第六晶体管的源极端子连接到电源，以及该第六晶体管的漏极端子连接到第四晶体管的栅极端子。0029为了实现上述目的，根据本发明的第六方面的使用放大器电路的图像传感器为这样一种图像传感器，其中，控制器包括串联连接的第七晶体管和第一电容器，该第七晶体管的栅极端子连接到第一控制信号，该第七晶体管的漏极端子连接到第二晶体管。

19、的漏极端子，以及该第七晶体管的源极端子连接到第二晶体管的源极端子。0030为了实现上述目的，根据本发明的第七方面的使用放大器电路的图像传感器为根据本发明的第三方面至第六方面中任一方面的使用放大器电路的图像传感器，其中，至少第二晶体管用氧化物半导体形成。0031为了实现上述目的，根据本发明的第八方面的使用放大器电路的图像传感器为根据本发明的第三方面至第七方面中任一方面的使用放大器电路的图像传感器，其中，光电转换设备包括光电二极管和荧光体。0032为了实现上述目的，根据本发明的第九方面的使用放大器电路的图像传感器为根据本发明的第三方面至第七方面中任一方面的使用放大器电路的图像传感器，其中，光电说明。

20、书CN104167998A4/12页7转换设备包括夹在两个电极之间的光导层和串联连接到光导层的第二电容器，以及第一晶体管的漏极端子连接到光导层和第二电容器的接合点。0033有益效果0034根据本发明，能够实现不存在可靠性问题的使用薄膜半导体的放大器电路。0035此外，根据本发明，能够增大图像传感器的信噪比，而不产生可靠性问题。附图说明0036图1为示出本发明的图像传感器的构造的框图；0037图2为示出本发明的图像传感器的像素的构造的框图；0038图3为示出本发明的图像传感器的光电转换器的构造的电路图；0039图4为示出本发明的读取电路的单元电路的电路图；0040图5为示出本发明的图像传感器的操。

21、作的时序图；0041图6为示出ASI晶体管和氧化物半导体晶体管的栅极应力测试结果的曲线图；0042图7为示出本发明的图像传感器的光电转换器的构造的电路图；0043图8为示出本发明的图像传感器的像素的构造的电路图；0044图9为示出本发明的图像传感器的操作的时序图；0045图10为示出本发明的图像传感器的像素的构造的电路图；0046图11为示出本发明的图像传感器的操作的时序图；0047图12为示出本发明的图像传感器的像素的构造的电路图；0048图13为示出本发明的图像传感器的操作的时序图；0049图14为示出本发明的图像传感器的设备结构的剖面图；0050图15为示出本发明的图像传感器的设备结构的。

22、剖面图；以及0051图16为示出常规的图像传感器的像素构造的电路图。具体实施方式0052将参照附图详细地描述本发明的实施方式。适当地改变和描述每张附图中的每个元件的尺寸和缩小比例以确保附图的可见度。此外，应用到每张附图的剖面线用于使各元件彼此区分，而不一定指剖切面。0053图1示出根据本发明的图像传感器的构造。在基板100上，读取配线D1读取配线D4和扫描线G1扫描线G5被竖直地和水平地配置。在被读取配线和扫描线划分的位置中，像素200以矩阵方式配置。每条读取配线被连接到读取电路300，且每条扫描线被连接到扫描电路400。该图示出如下示例以44方式竖直地和水平地配置像素，然而，不用说，像素的数。

23、量在必要时是可变化的。注意，扫描线的数量需要比水平方向上的像素的数量大至少1。0054图2为示出像素的元件的电路图。每个像素包括光电转换器210、连接到光电转换器210的放大晶体管220、控制放大晶体管220的输出的读取晶体管230、以及控制放大晶体管220的源极电势的控制器240。作为光电转换器，可使用间接转换类型和直接转换类型中的任一类型。0055图3示出使用间接转换类型作为光电转换器的一构造示例。该光电转换器包括光说明书CN104167998A5/12页8电二极管212、重置晶体管211和未示出的荧光体。重置晶体管211的栅极端子被连接到一条扫描线GM1，作为光电二极管212和重置晶体管。

24、211的接合点的节点A被连接到放大晶体管220。此外，重置晶体管211的漏极端子被连接到偏置电源VE。0056可以通过以一定数量排布电压放大器电路或电流电压转换电路来配置读取电路300，该一定数量至少是读取配线的数量。图4示出读取电路300包括电压放大器电路的单元电路。该电路具有如下构造电阻311被连接作为运算放大器310的输入电阻，电阻312被连接作为负反馈电阻。0057扫描电路400为用于输出按顺序驱动扫描线的脉冲的电路，例如，可使用具有与液晶显示设备的栅极驱动电路相同的构造的电路。0058读取电路和扫描电路可以形成在图像传感器的基板上，而且可通过玻璃载芯片CHIPONGLASS，COG连。

25、接在基板上，或者可借助电缆连接。0059前述晶体管用氧化物薄膜半导体形成。当使用间接转换类型作为光电转换器时，可使用氢化非晶硅ASIH薄膜作为光电二极管。考虑到性能，PIN型的层压结构是特别优选的。0060下面参照图5的时序图描述操作。该图示出在读取本发明的图像传感器的所有像素包括44个像素的信号的时段期间的操作。在该图中，VA1VA4代表在不同行上的像素中的节点A的电势，VB1VB4代表在不同行上的像素中的节点B的电势。此外，VGS1VGS4代表在不同行上的像素中的放大晶体管220的源极栅极电压。0061在时段TX期间，发射X射线，然后将传输穿过待检测对象的X射线照射到图像传感器。当使用间接。

26、转换类型作为光电转换器时，照射到图像传感器的X射线激发荧光体发光。将该荧光体所发出的光照射到光电二极管212，然后在光电二极管212中产生空穴电子对。由于光电二极管212被反向偏置到VE且重置晶体管211处于非导通状态，因此，空穴和电子利用每个内部电场沿相反的方向行进，以减少积聚在光电二极管212中的电荷。因此，节点A的电压改变。当该电荷变化量被指定成Q时，节点A的电压变化量VS用如下公式表示0062VSQ/CD10063其中，CD为光电二极管的电容。0064在时段T1期间，使读取晶体管230处于导通状态的脉冲被施加到扫描线G1。从而，在读取晶体管230连接到扫描线G1的所有像素中，读取晶体管。

27、230变成处于导通状态。在该时段期间，控制器240停止用于保持放大晶体管220的源极节点B电势处于与漏极节点C电势相等的电势的操作。然后，按照光电转换器的节点A的电势的电流在放大晶体管220的源极和漏极之间流动。该电流通过读取晶体管230流到读取配线，以被输入到读取电路。使用具有如图4所示的构造的电路作为该读取电路，当电阻311被设置成处于足够大的电阻值时，放大晶体管220起源极跟随电路的作用，从而放大晶体管220的源极节点B的电势VB指示用如下表达式所估算的电压0065VBVEVSVTH20066其中，VTH为放大晶体管220的阈值电压值。0067由读取电路放大该电压VB，然后输出。按照如下。

28、公式，利用输入电阻311的值R1和反馈电阻312的电阻值R2确定检测电路的输出电压说明书CN104167998A6/12页90068VOUTR2/R1VB30069其中，由于VB是取决于X射线的照射强度的电压VS的函数，因此输出电压VOUT使测量X射线的照射强度成为可能。0070在时段T2期间，扫描线G1的电势被改变成使读取晶体管230处于非导通状态的电势，于是，使读取晶体管230处于导通状态的脉冲被施加到扫描线G2。从而，在读取晶体管230连接到扫描线G1的所有像素中，读取晶体管230变成处于非导通状态，然后，控制器240使放大晶体管220的源极节点B和漏极节点C具有相同的电势。于是，光电转。

29、换器的重置晶体管211变成处于导通状态。0071重置晶体管211的漏极端子被施加电压VE，用于使光电二极管212偏置，当重置晶体管211变成处于导通状态时，光电二极管212被反向偏置。在这里所描述的示例中，由于光电二极管212的阴极端子被设置成处于GND电平，因此认为VE为正电压。0072此外，在该时段T2期间，在读取晶体管230连接到扫描线G2的所有像素中，放大晶体管220的取决于节点A的电势的源极节点B电压通过读取晶体管230被输出到读取配线，并被读取电路放大，然后被输出。0073通过这些针对所有扫描线的操作，读取图像传感器的所有像素的信号，然后将光电二极管被重置成处于预定电压VE。007。

30、4由于节点A的电势从GND升高至VE，因此，施加到放大晶体管220的漏极端子的电压VP被设置成至少为增加了晶体管的阈值电压值VTH的电压VE。0075根据本发明，能够增大图像传感器的信噪比，而不产生可靠性问题。下文描述原因。0076首先描述能够实现高信噪比的原因。在常规的FPD中，光电转换器的信号以电荷的形式被转发至读取电路。另一方面，待检测的信号电荷小到几皮库PC的程度，检测电路所需的精度至多为1PC。此外，由于FPD的外部形状远大于常用的CCD传感器和CMOS传感器，因此用于转发信号电荷的读取配线长度增大，从而导致易受噪声的影响。此外，在图像传感器中，读取配线具有多个与其它配线的交叉点，且。

31、通过在这些交叉点中形成的电容器耦合使噪声混入。读取配线的长度基本上等于图像传感器的外部形状，从而导致也易受如天线中所见的干扰噪声的影响。因此，已经难以增大图像传感器的信噪比，类似于常规的FPD，该图像传感器读取作为电荷的信号。0077另一方面，在本发明中，信号电荷被放大晶体管进行电流放大，并在读取电路中被检测成电压。换句话说，放大晶体管能够降低输出阻抗，从而形成噪声电阻。因此，能够实现高信噪比。0078接着，下文描述能够避免可靠性问题的原因。当如图2所示的放大晶体管220被配置在像素中时，通常正极性的电压持续被施加在放大晶体管的源极和栅极之间。原因是源极电势变得比栅极电势低了阈值。即使当在读取。

32、晶体管230中将放大晶体管220的源极从作为负载的读取配线或读取电路300切断时，读取晶体管230的泄漏也会导致放大晶体管220的源极电势比其栅极电势低，于是正极性的电压被施加在源极和栅极之间。0079图6示出栅极偏压被施加到ASI晶体管和氧化物半导体晶体管的阈值变化测量的结果。使用铟镓锌氧INGAZNO作为氧化物半导体的材料。这些结果证实，当正偏压持续被施加在源极和栅极之间时，ASI晶体管和氧化物半导体晶体管的阈值都发生说明书CN104167998A7/12页10改变。因此，在常规的APS构造的像素中，放大晶体管220的阈值电压改变。另一方面，当负偏压被施加在源极和栅极之间时，发明人发现，A。

33、SI晶体管的阈值电压改变，但是氧化物半导体晶体管的阈值电压基本上不改变。0080在根据本发明的图像传感器中，用氧化物半导体形成晶体管。在读取晶体管230导通的时段以外的时段期间，控制器240控制像素的放大晶体管220的源极电势等于其漏极电极。栅极电势的最大值为VE，漏极电势为VP，由于VP被设置成高于VE，因此在读取晶体管230导通的时段以外的时段期间，源极和栅极之间的电势具有负极性。换句话说，如图5所示，在除了读取晶体管230导通的时段即读取信号的时段以外的时段期间，放大晶体管220的源极和栅极之间的电压值VGS1VGS4变成总是负的。因此，阈值电压基本上不改变。因此能够极大地避免可靠性问题。

34、。0081在以上描述中，已经阐述了使用间接转换类型作为光电转换器的示例，然而，直接转换类型的使用会产生相同的效果。图7示出使用直接转换类型作为光电转换器的一构造示例。该光电转换器包括光导层213、重置晶体管211和电容器214。重置晶体管211的栅极端子被连接到一条扫描线GM1，光导层213的一端子、电容器214的一端子和重置晶体管211的漏极被连接在一起的节点A被连接到放大晶体管220的栅极。此外，光导层213的另一端子被连接到偏置电源VF，电容器214的另一端子和重置晶体管211的源极端子被连接到电源VH。作为该光导层213，可使用具有通过层压几百微米M或更多微米的硫化镉CDS等而获得的厚。

35、膜被夹在电极间的结构的光导层。0082当将X射线照射到光电转换器时，X射线被吸收在光导层213中以产生空穴电子对。由于光导层213被施加电压VFVH且重置晶体管211是非导通的，因此，在光导层213中所产生的空穴和电子在光导层213内利用每个内部电场来行进，并导致电极中所持有的电荷减少。0083作为操作方法，可使用与间接转换类型中相同的方法。首先，重置晶体管211通过使节点A充电成处于电势VH来重置电容器214的电荷。此后，当照射X射线时，在光导层213中所产生的空穴电子对导致光导层213的两端中所持有的电荷减少。于是，节点A的电势改变。该变化值VA用如下公式表示0084VAVHQ/CPCS4。

36、0085其中，Q为X射线照射所减少的电荷量，CP和CS分别为光导层213的电容和电容器214的电容。因此，基于预计的最大值QMAX，按照如下公式设置放大晶体管220的漏极电压VP。VTH为放大晶体管220的阈值电压值。0086VPVHQMAX/CPCSVTH50087根据以上构造和操作方法，在读取晶体管230导通期间，当节点A的电势被放大晶体管220进行电流放大并读取时，可得到按照X射线的照射强度的信号电压。0088本发明的要点在于，使用放大晶体管被配置在图像传感器的每个像素中的构造和用氧化物半导体形成晶体管，以及在基本上所有的放大晶体管不输出信号的时段中，放大晶体管的源极端子和漏极端子被设置。

37、成具有相同的电势。从而，可得到前述效果。0089第一示例0090图8示出根据本发明的第一示例的图像传感器中的像素单元的构造。该图使用间接转换类型作为光电转换器详细地示出控制器的构造。除了控制器以外的构造都与本发明说明书CN104167998A108/12页11的实施方式所阐述的构造相同。使用氧化物半导体作为晶体管。0091根据本示例的控制器具有如下构造晶体管241被配置成与放大晶体管220的源极端子和漏极端子并联。晶体管241的栅极端子被连接到控制线ADM。0092图9为示出操作的时序图。尽管未被示出，但假设在时段TM之前已将X射线照射到图像传感器，按照X射线的照射强度，像素中已经产生电荷，并。

38、且与光电二极管212的阴极端子连接的节点A的电压已经从VE减小了VS。在时段TM期间，使晶体管处于导通状态的脉冲被施加到扫描线GM，然后读取晶体管230变成处于导通状态。使晶体管处于非导通状态的电势被施加到控制线ADM，然后晶体管241变成处于非导通状态。然后，按照节点A的电压的电流在放大晶体管220的源极和漏极之间流动，该电流通过读取晶体管230和读取配线DN被输入到读取电路300，然后读取信号。0093在时段TM1期间，使晶体管处于导通状态的脉冲被施加到扫描线GM1，且重置晶体管211变成处于导通状态，从而光电二极管212被反向偏置到VE。此外，扫描线GM的电势为使晶体管处于非导通状态的电。

39、势，且读取晶体管230变成处于非导通状态。由于在除了时段TM以外的时段期间，控制线ADM的电势持续被施加成使晶体管处于导通状态的电势，因此晶体管241变成处于导通状态。于是，晶体管241使放大晶体管220的源极电势变成等于其漏极电势，即VP。因此，在除了读取信号的时段以外的时段期间，放大晶体管220的源极和栅极之间的电压总是变成负极性的电压。0094在根据第一示例的图像传感器中，能够增大图像传感器的信噪比，而不产生可靠性问题。0095增大信噪比的原因与在根据本发明的实施方式的图像传感器中所描述的原因相同。0096不产生可靠性问题的原因在于，用氧化物半导体形成放大晶体管220，此外，在除了读取信。

40、号的时段以外的时段期间，晶体管241保持放大晶体管220的源极端子的电压处于与其漏极端子的电压相同的电平，从而导致源极和栅极之间的电压为负极性的电压。因此，由于与在根据本发明的实施方式的图像传感器中所描述的原因相同的原因，所以不产生可靠性问题。0097第二示例0098图10示出根据本发明的第二示例的图像传感器中的像素单元的构造。该图使用间接转换类型作为光电转换器详细地示出控制器的构造。除了控制器以外的构造都与本发明的实施方式所阐述的构造相同。使用氧化物半导体作为晶体管。0099根据本示例的控制器具有如下构造晶体管241被配置成与放大晶体管220的源极端子和漏极端子并联。晶体管241的栅极端子被。

41、连接到晶体管243的源极端子和晶体管242的漏极端子，晶体管243的漏极端子被连接到扫描线GM1，晶体管242的源极端子被连接到GND。晶体管243的栅极端子被连接到扫描线GM1，晶体管242的栅极端子被连接到扫描线GM。尽管这里未示出，但是晶体管241的栅极端子可以与电容器连接，该电容器的一端子被连接到恒定电势。0100图11为示出操作的时序图。尽管未被示出，但假设在时段TM之前已将X射线照射到图像传感器，按照X射线的照射强度，像素中已经产生电荷，并且与光电二极管212的阴极端子连接的节点A的电压已经从VE减小了VS。在时段TM期间，使晶体管处于导通状说明书CN104167998A119/1。

42、2页12态的脉冲被施加到扫描线GM，然后读取晶体管230变成处于导通状态。同时，控制器的晶体管242也变成处于导通状态。由于扫描线GM1具有使晶体管处于非导通状态的电势，因此晶体管243处于非导通状态。因此，晶体管241的栅极电势变成处于GND电平，然后晶体管241变成处于非导通状态。于是，按照节点A的电压的电流在放大晶体管220的源极和漏极之间流动，该电流通过读取晶体管230和读取配线DN被输入到读取电路300，然后读取信号。0101在时段TM1期间，使晶体管处于导通状态的脉冲被施加到扫描线GM1，且重置晶体管211变成处于导通状态，从而光电二极管212被反向偏置到VE。同时，晶体管243也。

43、变成处于导通状态。扫描线GM的电势为使晶体管处于非导通状态的电势，然后读取晶体管230变成处于非导通状态。同时，晶体管242变成处于非导通状态。因此，晶体管241的栅极电势变成比施加到扫描线GM1的电压小了晶体管243的阈值电压值。当在该期间施加到扫描线GM1的脉冲的波形高度被设置成比电压VP大出至少晶体管243的阈值电压值时，晶体管243变成处于导通状态。从而，放大晶体管220的源极电势变成等于其漏极电势，即VP。由于扫描线GM和扫描线GM1被保持处于使晶体管处于非导通状态的电势，直到后续的读取操作，因此，晶体管241的栅极电势被保持处于使晶体管241处于导通状态的电势。在晶体管242和晶体。

44、管243的泄漏电流可忽略不计的情况下，电容器可以被连接到晶体管241。0102在该操作中，在除了读取信号的时段以外的时段期间，放大晶体管220的源极和栅极之间的电压变成总是负极性的电压。0103在根据第二示例的图像传感器中，能够增大图像传感器的信噪比，而不产生可靠性问题。0104原因与在第一示例中所描述的原因相同。0105此外，在根据第二示例的图像传感器中，能够增大光电二极管212的受光面积。0106原因在于，当将配线和晶体管布置在基板上时，配线的面积通常较大。从布置配线的观点看，该情况是明显的，以便使彼此竖向和横向相邻的像素相连接。在第二示例中，包括在像素中的晶体管的数量增加，但是配线的数量。

45、减少。因此，能够增大光电二极管的受光面积。相应地，可以进一步增大信噪比。0107第三示例0108图12示出根据本发明的第三示例的图像传感器中的像素单元的构造。该图使用间接转换类型作为光电转换器详细地示出控制器的构造。除了控制器以外的构造都与本发明的实施方式所阐述的构造相同。使用氧化物半导体作为晶体管。0109根据本示例的控制器包括晶体管244和电容器245，其中，晶体管244的源极端子被连接到放大晶体管220的源极端子，晶体管244的漏极端子被连接到电源VP，电容器245的一端子被连接到放大晶体管220的源极端子，电容器245的另一端子被连接到GND配线。晶体管244的栅极端子被连接到扫描线G。

46、M1。0110图13为示出操作的时序图。尽管未被示出，但假设在时段TM之前已将X射线照射到图像传感器，按照X射线的照射强度，像素中已经产生电荷，并且与光电二极管212的阴极端子连接的节点A的电压已经从VE减小了VS。在时段TM期间，使晶体管处于导通状态的脉冲被施加到扫描线GM，然后读取晶体管230变成处于导通状态。从而，按照节点A的说明书CN104167998A1210/12页13电压的电流在放大晶体管220的源极和漏极之间流动，该电流通过读取晶体管230和读取配线DN被输入到读取电路300，然后读取信号。0111在时段TM1期间，使晶体管处于导通状态的脉冲被施加到扫描线GM1，然后重置晶体管。

47、211变成处于导通状态，从而光电二极管212被反向偏置到VE。同时，晶体管244也变成处于导通状态。从而，电压VP进入电容器245。当电容器245的电容被设置成处于达到一定程度的值时，放大晶体管220的源极电势基本上被保持处于电势VP，该一定程度如下即使在产生由晶体管230的泄漏电流和读取周期的乘积所确定的泄漏电荷时，电压变化也是可忽略不计的。0112在该操作中，在除了读取信号的时段以外的时段期间，放大晶体管220的源极和栅极之间的电压变成总是负极性的电压。0113在根据第三示例的图像传感器中，能够增大图像传感器的信噪比，而不产生可靠性问题。0114原因与在第一示例中所描述的原因相同。0115。

48、此外，在根据第三示例的图像传感器中，能够增大光电二极管212的受光面积。0116原因在于，构成控制器的晶体管的数量等于第一示例中的构成控制器的晶体管的数量，且配线的数量小于第一示例中的配线的数量。因此，可以进一步增大信噪比。0117可以按照如下方式生产上述本发明的图像传感器。0118图14示出在本发明的图像传感器中使用间接转换类型作为光电转换器的设备结构。0119将栅极金属520层压在基板510上，随后进行图案化。作为基板510，可使用玻璃基板等。作为栅极金属520，可使用铝合金等。然后形成栅极绝缘膜521。作为栅极绝缘膜521，可使用二氧化硅SIO2、SIO2和氮化硅SIN的层压膜等，然而，。

49、期望用SIO2形成绝缘膜与之后将要层压的氧化物半导体之间的交界面。此后，层压氧化物半导体层522，随后进行图案化。作为氧化物半导体层522，可使用INGAZNO等。然后，将用作为通道保护膜523的SIO2被层压成膜，随后进行图案化，并层压源极和漏极金属524，随后进行图案化。鉴于相对于氧化物半导体的电阻特性，使用钼MO、钛TI、其层压膜等作为源极和漏极金属524。然后，层压层间膜525。作为层间膜525，可使用SIO2、SIO2和SIN的层压膜等。形成晶体管的过程包括到这里为止的步骤。0120随后，形成光电二极管。在层间膜525上，层压光电二极管的下电极530，随后进行图案化。作为下电极530，可使用铬CR、铝合金等。在下电极530上，依次将NASI540、IASI541和PASI542层压成膜，以形成用作为上电极550的透明金属膜。作为透明金属膜，可使用铟锡氧化物ITO等。这些被图案化，然后层压平坦化膜551。作为平坦化膜551，可使用丙烯酸树脂等。在平坦化膜551上，形成用作为偏置配线552的金属膜，随后进行图案化。作为偏置配线552，可使用铝合金等。在偏置配线552上，形成保护膜553，并且在保护膜553上，层压荧光体560。作为保护膜553，可使用丙烯酸树脂等，以及作为荧光体560，可使用碘化铯CSI柱状晶体等。0121必要时，在栅极绝缘膜52。