DE69935550T2 - Photodetektor und Strahlungsdetektionssystem - Google Patents

Photodetektor und Strahlungsdetektionssystem Download PDF

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    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
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    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14643Photodiode arrays; MOS imagers
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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Photosensor zur Erfassung optischer Informationen, bzw. einen Photosensor, der zur Erfassung von Strahlung gut geeignet ist, wie Röntgenstrahlen und γ-Strahlen, direkt oder nach Umwandlung der Wellenlängenbereiche dieser Strahlungen in den photoempfindlichen Wellenlängenbereich, wie dem von sichtbarem Licht. Sie bezieht sich auch auf eine Strahlungserfassungsvorrichtung und ein System, die jeweils durch Anwenden des Photosensors aufgebaut sind.
  • Verwandter Stand der Technik
  • Bisher wurde bei einer Strahlendiagnose im Allgemeinen ein Film zur Beobachtung eines Strahlungstransmissionsbildes verwendet. Ein Bildverstärker (der nachstehend mit „I/I" bezeichnet wird) wurde zum Betrachten eines Transmissionsbildes in Echtzeit während der Bestrahlung verwendet. Mit dem I/I sind jedoch Probleme einer großen Größe und eines großen Gewichts verbunden.
  • Seit kurzem wird ein Sensor mit großer Größe, der amorphes Silizium verwendet (das nachstehend mit „a-Si" bezeichnet wird), als Erfassungseinrichtung vorgeschlagen, die eine kleinere Größe hat und leichter im Gewicht ist, und mit der ein Transmissionsbild in Echtzeit betrachtet werden kann. Dieser Sensor hat einen Aufbau, bei dem eine Photodiode als Lichtaufnahmeelement aus a-Si und ein Dünnfilmtransistor (der nachstehend mit „TFT" abgekürzt wird) als Schaltelement in einer Eins-Zu-Eins-Entsprechung zur Bildung eines Bildelements kombiniert sind, wobei die Lichtaufnahmeelemente aus a-Si in der Form einer zweidimensionalen Matrix angeordnet sind (siehe beispielsweise US-Patent Nr. 5,262,649).
  • Obwohl die vorstehende Photodiode vom pin-Typ ist, können Photodioden vom pn-Typ, Schottky-Typ, usw. verwendet werden. Außerdem ist von den Erfindern der vorliegenden Erfindung ein Photosensor vom MIS-Typ vorgeschlagen (siehe Japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 8-116044). Bei diesem Photosensor ist eine transparente Elektrode an einer Eingangsseite für Licht angeordnet, und eine gemeinsame Elektrodenleitung Vce, die für Leitungselektroden bzw. Drahtelektroden gemeinsam im Sensor gebildet ist, ist aus Metall gebildet. Die gemeinsame Elektrodenleitung Vce ist so gelegt, dass sie Teile der oberen Abschnitte der Photodioden passiert, parallel mit Signalleitungen Vsig, die Lichtsignale von den Photodioden über die Schalt-TFTs zu einem Verstärker übertragen.
  • Hier ist das für die gemeinsame Elektrodenleitung im Sensor verwendete Metall ein lichtundurchlässiges (beispielsweise Al, Cr, W, Ta oder Mo). Demzufolge verdeckt die gemeinsame Elektrodenleitung Vce die Lichtaufnahmeabschnitte der Photodioden und verringert den Öffnungsgrad dieser Abschnitte, wodurch der Lichteinlass in die Lichtaufnahmebereiche der Photodioden verringert und die S/N(Signal zu Rausch)-Verhältnisse der Lichtsignale verschlechtert werden.
  • Die Erfindung soll einen Photosensor bereitstellen, der trotz eines großen Schirms und hoher Auflösung den Öffnungsgrad eines Lichtaufnahmeabschnitts größer gehalten werden kann, wodurch ein Lichteinlass in diesen Abschnitt erhöht und ein gutes S/N-Verhältnis sichergestellt werden können.
  • Die Erfindung soll auch eine Strahlungserfassungsvorrichtung und ein Strahlungserfassungssystem bereitstellen, die jeweils den vorstehenden Photosensor anwenden, insbesondere einen zweidimensionalen Photosensor, in dem Lichtaufnahmeelemente in zwei Dimensionen angeordnet sind.
  • Der hier berücksichtigte Photosensor ist ein Photosensor der Art, wie er in der Europäischen Patentanmeldung EP-A-0 767 389 offenbart ist. Dieser Photosensor umfasst eine Vielzahl von Bildelementen, die jeweils ein Lichtaufnahmeelement und ein Schaltelement enthalten, eine gemeinsame Elektrodenleitung mit einem Hauptleitungsabschnitt und jeweiligen koextensiv dazwischen liegenden Verbindungsabschnitten, mit denen jeweils eine eines Paars von Elektroden jedes Lichtaufnahmeelements gemeinsam mit jedem der Bildelemente verbunden ist, und Signalleitungen, zu denen Lichtsignale der Lichtaufnahmeelemente durch gleichzeitige Ansteuerung der Schaltelemente der Bildelemente übertragen werden.
  • Erfindungsgemäß ist dieser Photosensor dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptleitungsabschnitt der gemeinsamen Elektrodenleitung den Signalleitungen jeweils überlagert ist, wobei der Hauptleitungsabschnitt der gemeinsamen Elektrodenleitung eine Breite bezüglich des Querschnitts kleiner oder gleich der Breite jeder Signalleitung bezüglich des Querschnitts hat.
  • Erfindungsgemäß ist auch eine Strahlungserfassungsvorrichtung mit einem Photosensor der oben definierten Art bereitgestellt, der in Kombination mit einer Wellenlängenumwandlungseinrichtung zur Umwandlung eines Wellenlängenbereichs einer Strahlung in einen erfassbaren Wellenlängenbereich der Lichtaufnahmeelemente angeordnet ist.
  • Erfindungsgemäß ist auch ein Strahlungserfassungssystem bereitgestellt, das eine Strahlungserfassungsvorrichtung der oben angeführten Art umfasst, das in Kombination mit einer Bildverarbeitungseinrichtung zur Verarbeitung von Bildinformationen angeordnet ist, die von der Strahlungserfassungsvorrichtung zugeführt werden.
  • Es zeigen:
  • 1 eine schematische Draufsicht der ersten Ausgestaltung der Erfindung,
  • 2A eine schematische Schnittansicht eines Abschnitts 2A-2A in 1,
  • 2B eine schematische Schnittansicht eines Abschnitts 2B-2B in 1,
  • 3A, 3B, 3C, 3D, 3E und 3F schematische Darstellungen zur Beschreibung eines Beispiels des Herstellungsvorgangs des erfindungsgemäßen Photosensors gemäß Abschnitt 3F-3F in 1,
  • 3G, 3H und 3I schematische Darstellungen zur Beschreibung der Schritte des Vorgangs nach dem Schritt in 3F gemäß dem Abschnitt 2A-2A in 1 (3G zeigt den Abschnitt 2A-2A in 1 im selben Schritt wie 3F),
  • 4 eine schematische Draufsicht der zweiten Ausgestaltung der Erfindung,
  • 5 eine schematische Schnittansicht des Abschnitts 5-5 in 4,
  • 6A und 6B schematische Schnittansichten eines Beispiels des Aufbaus, bei dem der gemäß der ersten Ausgestaltung der Erfindung aufgebaute Sensor bei einer Strahlungserfassungsvorrichtung angewendet wird, jeweils gemäß den Abschnitten 2A-2A und 2B-2B in 1,
  • 7 und 8 jeweils eine schematische Darstellung und eine schematische Schnittansicht im Fall der Anwendung des erfindungsgemäßen Sensors bei einer Strahlungserfassungsvorrichtung, beispielsweise einer Röntgenerfassungsvorrichtung, und
  • 9 ein Beispiel der Anwendung des erfindungsgemäßen zweidimensionalen Photosensors bei einem Strahlungserfassungssystem.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • 1 zeigt eine schematische Draufsicht der ersten Ausgestaltung der Erfindung. 2 zeigt eine schematische Schnittansicht des Abschnitts 2A-2A in 1, während 2B eine schematische Schnittansicht des Abschnitts 2B-2B in 1 zeigt.
  • Gemäß 1 bezeichnet das Bezugszeichen 11 eine Photodiode, die eine Photodiode vom pin-Typ, pn-Typ oder Schottky-Typ (einschließlich eines MIS-Typs) aus a-Si ist. Die Photodiode 11 ist auf einer Drain-Elektrode 12 eines TFT 13 gebildet. Der TFT 13 überträgt eine Lichtausgabe zu einer Signalleitung (Vsig-Leitung) 14, die durch den Lichteinfall auf die Photodiode 11 erzeugt wurde. Das Bezugszeichen 16 bezeichnet eine Gate-Leitung zur Ansteuerung des TFT 13.
  • Gemäß den 2A und 2B liegt an der Photodiode 11 durch eine gemeinsame Elektrodenleitung (Vce-Leitung) 15 ein vorbestimmtes Vorspannungspotential über eine transparente Elektrode 104, die an der Lichteintrittseite dieser Photodiode angeordnet ist, und durch eine in einem Isolierschutzfilm 103 vorgesehene Öffnung an. Wie in 1 und den 2A und 2b gezeigt, ist der Hauptteil der gemeinsamen Elektrodenleitung (Vce-Leitung) 15 abgesehen von ihren zu den Photodioden 11 führenden Ansätzen über den Signalleitungen (Vsig-Leitungen) gebildet. Demnach schirmt der Verdrahtungsabschnitt der gemeinsamen Elektrodenleitung (Vce-Leitung) 15 den Eintrittsabschnitt der Photodioden 11 kaum vor dem Licht ab. Wie es insbesondere aus 2B ersichtlich ist, ist der Verdrahtungsabschnitt der gemeinsamen Elektrodenleitung 15 innerhalb eines Ausmaßes über den Signalleitungen 14 gebildet, unter der Bedingung, dass er eine Breite gleich der Breite der Signalleitungen 14 hat, oder dass zumindest eine seiner Endseiten eine Breite kleiner oder gleich der Breite der Signalleitungen 14 hat. Die Bezugszeichen 101 und 102 in 2A bezeichnen jeweils ein Substrat und einen Isolierfilm.
  • Die 3A bis 3F zeigen schematische Darstellungen zur Beschreibung eines Beispiels des Herstellungsvorgangs des erfindungsgemäßen Photosensors. Der Herstellungsvorgang wird in Verbindung mit dem Schnitt 3F-3F in 1 beschrieben.
  • Wie in 3A gezeigt, wird die Gate-Führungsleitung 16 jedes TFT auf einem Glassubstrat 101 gebildet (Schritt A).
  • Wie in 3B gezeigt, werden ein Isolierfilm 102, eine Halbleiterschicht 105 und ein Kanalschutzfilm 106 auf dem resultierenden Substrat aufgebracht (Schritt B). Der Isolierfilm 102 besteht beispielsweise aus Siliziumnitrid und wird ein Gate-Isolierfilm. Der Kanalschutzfilm 106 ist ein Isolierfilm beispielsweise aus Siliziumnitrid.
  • Wie in 3C gezeigt wird danach der Kanalschutzfilm 106 so gestaltet, dass lediglich der Kanalabschnitt jedes TFT zurückbleibt (Schritt C).
  • Danach wird wie in 3D gezeigt eine ohmsche Kontaktschicht 107 für die TFTs beispielsweise aus a-Si oder mikrokristallinem Silizium („μc-Si"), dotiert als n+-Typ, auf der resultierenden Struktur aufgebracht, woraufhin die ohmsche Kontaktschicht 107 und die Halbleiterschicht 105 so ausgestaltet werden, dass sie lediglich an jedem TFT-Abschnitt zurückbleiben (Schritt D).
  • Wie in 3E gezeigt wird Metall wie Al mit einer Dicke von 1 μm durch Sputtern aufgebracht, und das aufgebrachte Metall wird in die Form der Signalleitung (Source-Elektrode) 14 und Drain-Elektrode 12 jedes TFT 13 gebracht (Schritt E).
  • Wie in 3F gezeigt werden eine p-Schicht, eine i-Schicht und eine n-Schicht aus a-Si durch Aufbringen auf den Drain-Elektroden 12 der TFTs in der vorstehend angeführten Reihenfolge geschichtet, ein transparenter Film aus ITO (Indium-Zinnoxid) oder dergleichen wird auf den aufgebrachten Schichten gebildet, und der Film und die Schichten werden in die Form jedes Lichtaufnahmeabschnitts gebracht, wodurch jede Photodiode 11 des pin-Typs und jede transparente Elektrode 104 gebildet werden (Schritt F). Die Schichtungsreihenfolge der Typen der a-Si-Schichten zur Bildung jeder Photodiode 11 kann auch in der Reihenfolge der n-Schicht, i-Schicht und p-Schicht, umgekehrt zur vorstehend beschriebenen Reihenfolge sein. Da die Diffusionslänge eines positiven Lochs jedoch größer als die eines Elektrons ist, wird die Ausbeute des Sensors (das heißt, des Lichtaufnahmeabschnitts) durch Lokalisieren der p-Schicht auf der Lichteintrittseite jeder Photodiode 11 verbessert.
  • Die vorstehenden Schritte A bis F betreffen den Schnitt 3F-3F in 1. Der gleiche Schritt wie Schritt F ist in 3G hinsichtlich des Schnitts 2A-2A in 1 gezeigt. Die folgende Beschreibung hinsichtlich der 3G bis 3I betrifft den Schnitt 2A-2A.
  • Wie in 3G gezeigt wurden die Photodiode 11 und die transparente Elektrode 104 auf jeder Drain-Elektrode 12 im Schnitt 2A-2A gebildet, der abgesehen von dieser Drain-Elektrode keinen TFT-Abschnitt enthält.
  • Ein Isolierschutzfilm 103 wird auf der in 3G gezeigten Struktur aufgebracht, und jede Kontaktöffnung 108 zur Verbindung der entsprechenden transparenten Elektrode 104 mit einer gemeinsamen Elektrodenleitung 15 wird in dem Film 103 ausgebildet, wie es in 3H gezeigt ist.
  • Ein Metall wie Al wird auf der in 3H gezeigten Struktur aufgebracht. Dann wird das aufgebrachte Metall wie in 3I gezeigt mit jeder transparenten Elektrode 104 durch die entsprechende Kontaktöffnung 108 verbunden, die in dem Isolierschutzfilm 103 vorgesehen ist. Des Weiteren wird das aufgebrachte Metall zum Legen der gemeinsamen Elektrodenleitung 15 derart gestaltet, dass deren Verdrahtungsabschnitt, der zur Verbindung mit einer Spannungsquelle erforderlich ist, über den Signalleitungen 14 angeordnet werden kann. Insbesondere ist diese Leitung ausgenommen der Ansätze der gemeinsamen Elektrodenleitung 15, die zu den Sensoren (das heißt, den Lichtaufnahmeschnitten) führen, über den Signalleitungen 14 gebildet, so dass sie eine Breite kleiner oder gleich der Breite der Leitungen 14 haben. Somit kommt der Hauptleitungsabschnitt der gemeinsamen Elektrodenleitung 15 bezüglich der Signalleitungen 14 zum Überliegen.
  • Auf diese Weise kann der Hauptteil der gemeinsamen Elektrodenleitung 15 auf den Signalleitungen 14 gebildet werden, wodurch der Raumfaktor des Photosensors und der Öffnungsgrad der Lichtaufnahmeabschnitte einfach verbessert werden kann.
  • Im Folgenden wird die zweite Ausgestaltung der Erfindung unter Bezugnahme auf die 4 und 5 beschrieben.
  • Im in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ragt eine gemeinsame Elektrodenleitung 15 lediglich über TFTs 13 hinaus. Über jedem TFT 13, über den sich die gemeinsame Elektrodenleitung 15 erstreckt, wird ein Lichtschutz 17 durch die Erstreckung der gemeinsamen Elektrodenleitung 15 gebildet, wodurch der Kanalabschnitt des TFT 13 verdeckt wird. Somit wird der Kanalabschnitt des TFT 13 vor Licht abgeschirmt, das ansonsten in diesen Kanalabschnitt von oben eintritt.
  • 5 zeigt eine schematische Schnittansicht entlang der Fläche 5-5 in 4.
  • Bei dem in den 4 und 5 gezeigten Ausführungsbeispiel wird üblicherweise ein vorbestimmtes Potential an die gemeinsame Elektrodenleitung 15 angelegt, die sich über die TFTs 13 erstreckt. Bei Bedarf kann die gemeinsame Elektrodenleitung 15 daher als Vorspannelektrode zur weiteren Verringerung eines Leckstroms beim Ausschalten jedes TFT oder zur weiteren Erhöhung der Ansprechgeschwindigkeit jedes TFT betrieben werden. Ein derartiger Betrieb hängt auch von der Dicke einer Isolierschutzschicht 103 und dem Vorzeichen und der Größe der angelegten Spannung ab.
  • Im Übrigen ist der in 5 gezeigte TFT 13 vom sogenannten „Kanalätztyp", bei dem eine ohmsche Kontaktschicht 107 im Kanalabschnitt des TFT entfernt wird, nachdem die Metallelektroden (Source- und Drain-Elektroden) des TFT gebildet wurden, ohne eine Kanalschutzschicht bereitzustellen. In diesem Fall wird auch eine Halbleiterschicht 105 etwas über-ätzt, jedoch wird auf eine Maske zur Bereitstellung der Kanalschutzschicht verzichtet, um den Vorteil eines einfacheren Herstellungsvorgangs zu haben.
  • Ein Beispiel des Aufbaus, bei dem der gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel gebildete Photosensor bei einer Strahlungserfassungsvorrichtung angewendet wird, wird nachstehend unter Bezugnahme auf die schematischen Schnittansichten in den 6A und 6B beschrieben. Die in den 6A und 6B gezeigten Schnitte entsprechen jeweils den Flächen 2A-2A und 2B-2B in 1.
  • In dem hier angewendeten Photosensor wurde ein zweiter Isolierfilm 109 aus Siliziumnitrid zum Schutz der Sensorabschnitte (Lichtaufnahmeabschnitte) zusätzlich nach der Bildung der TFTs, Photodioden und des Verdrahtungsabschnitts bzw. Leitungsabschnitts aufgebracht. Wird der zweite Isolierfilm 109 als anorganischer Film auf diese Weise gebildet, kann perfekt verhindert werden, dass Wasser und Feuchtigkeit in die Halbleiterelemente wie TFTs und Photodioden und die Verdrahtungsleitungen eindringt. Ein Szintillator 111, der als Wellenlängenwandler dient, ist auf dem zweiten Isolierfilm 109 durch die Verwendung einer Bindeschicht 110 aus Epoxidharz, Silikonharz oder dergleichen geschichtet. Als Szintillator 110 kann Phosphor beruhend auf seltener Erde, CsI, CsI(Tl) oder dergleichen verwendet werden. Der Szintillator 111 wandelt Röntgenstrahlen 112 in sichtbares Licht mit einer Wellenlänge um, für die die Sensorabschnitte aus a-Si sehr empfindlich sind. Natürlich sollte der Szintillator 111 vorzugsweise mit einem Schutzelement ausgestattet sein, wie einem dünnem Aluminiumfilm, um die Röntgenstrahlen 112 zu übertragen und den Phosphor oder dergleichen vor Feuchtigkeits- und mechanischen Schäden zu schützen.
  • 7 und 8 zeigen jeweils eine schematische Anordnung und eine schematische Schnittansicht in dem Fall, dass der Photosensor der Erfindung bei einer Strahlungserfassungsvorrichtung, beispielsweise einer Röntgenerfassungsvorrichtung angewendet wird. Gemäß 7 sind eine Vielzahl von Lichtaufnahmebildelementen, die jeweils eine a-Si-Photodiode und einen a-Si-TFT enthalten, in Matrixform in einem a-Si-Sensorsubstrat 200 gebildet. Erste flexible Platinen 201, an denen jeweils ein Schieberegister IC (SRI) angebracht ist, sind auf der Oberfläche einer Kante des a-Si-Sensorsubstrats 200 verbunden, während zweite flexible Platinen 202, an denen jeweils ein Erfassungs-IC zur Verstärkung und Erfassung der Lichtsignale der Sensorbildelemente angebracht ist, auf der Oberfläche einer andere Kante orthogonal zur erstgenannten Kante verbunden sind. Platinen PCB1 und PCB2 sind jeweils auf den Seiten der ersten und zweiten flexiblen Platinen (201 und 202) entfernt vom Sensorsubstrat 200 verbunden.
  • Gemäß 8 sind eine Vielzahl (beispielsweise vier) a-Si-Sensorsubstrate 200 wie vorstehend beschrieben auf einer Grundplatte 203 angebracht, wodurch ein zweidimensionaler Photosensor großer Größe gebildet wird. Eine Bleiplatte 204 zum Schützen der elektrischen Schaltungen oder ICs, wie des Speichers 205 einer Verarbeitungsschaltung 206, vor Röntgenstrahlen 212 ist auf der Seite der Grundplatte 203 entfernt von der Einfallseite des Photosensors hinsichtlich der Röntgenstrahlen 212 angebracht. Des Weiteren ist jede flexible Platine in die Form U gebogen, wodurch der entsprechende Erfassungs-IC 202 derart angeordnet ist, dass er durch die schützende Bleiplatte 204 gegen die einfallenden Röntgenstrahlen 212 abgeschirmt ist. Ein Szintillator beispielsweise aus CsI(Tl) 210 zum Umwandeln der Röntgenstrahlen 212 in sichtbares Licht ist auf den a-Si-Sensorsubstraten 200 angebracht, oder ist direkt auf den Oberflächen der a-Si-Sensorsubstrate 200 gebildet.
  • Die aufgebaute Röntgenerfassungsvorrichtung kann die Dosis oder Menge der Röntgenstrahlen 212 durch Erfassung der Lichtmenge erfassen, in die die Röntgenstrahlen 212 mittels desselben Prinzips wie vorstehend beschrieben umgewandelt wurden.
  • Bei dem in den 7 und 8 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die gesamte Struktur einschließlich der Sensorsubstrate und der elektrischen Schaltungen in einem Gehäuse 211 aus Karbonfaser aufbewahrt.
  • 9 zeigt ein Beispiel der Anwendung des erfindungsgemäßen zweidimensionalen Photosensors bei einem Strahlungserfassungssystem.
  • Durch eine Röntgenröhre 301 erzeugte Röntgenstrahlen 302 werden durch die Brust 304 eines Patienten oder ein Subjekt 303 geschickt und treten in eine photoelektrische Wandlervorrichtung (Bildsensor) 305 mit einem darauf angeordneten Leuchtstoffschirm ein. Informationen über das Innere des Körpers des Patienten 303 ist in dem Bild der eingetreten Röntgenstrahlen enthalten. Der Leuchtstoff phosphoresziert entsprechend dem Eintritt der Röntgenstrahlen 302 und die resultierende Phosphoreszenz wird photoelektrisch zum Erhalten elektrischer Informationen umgewandelt. Die elektrischen Informationen werden digitalisiert und danach durch eine Bildverarbeitungseinrichtung 306 in ein Bild verarbeitet, das auf einer Anzeigeeinrichtung 307 betrachtet werden kann, die in einem Kontrollraum installiert ist.
  • Des Weiteren können die Bildinformationen zu einem entfernten Ort durch eine Übertragungs-(Kommunikations-)Einrichtung wie eine Telefonleitung 308 übertragen werden. In einem Arztraum oder dergleichen an einem Ort separat vom Röntgenraum oder dem Kontrollraum können die übertragenen Informationen auf einer Anzeigeeinrichtung 309 bei Bedarf auf umgekehrte Weise angezeigt oder in einer Sicherungseinrichtung wie einer optischen Platte gesichert und gespeichert werden. Es ist natürlich möglich, das Strahlungserfassungssystem für eine Diagnose durch einen Arzt am entfernten Ort zu verwenden. Des Weiteren können die übertragenen Informationen auf einem Film 311 (oder Papier) unter Verwendung eines Laserdruckers aufgezeichnet werden, der in einer Filmverarbeitungseinrichtung 310 enthalten ist, die auch als Sicherungseinrichtung dient. Natürlich kann der Patient 303 auch durch eine beliebige Struktur oder einen Artikel ersetzt werde, wobei die Brust 304 durch den Teil der Struktur oder des Artikels ersetzt wird, der durchleuchtet werden soll. In diesem Fall kann das Strahlungserfassungssystem für die Inspektion eines inneren Aufbaus oder innerer Inhalte verwendet werden.
  • Wie vorstehend beschrieben können die offenen Bereiche von Lichtaufnahmeelementen erfindungsgemäß vergrößert werden, um größere Sensorausgangssignale zu erzeugen. Es ist daher möglich, einen zweidimensionalen Photosensor mit hohem S/N-Verhältnis und eine Strahlungserfassungsvorrichtung sowie ein Strahlungserfassungssystem auszugestalten, die den Photosensor anwenden. Ferner kann eine Bildelementgröße, die für ein Sensorausgangssignal erforderlich ist, durch Vergrößerung des offenen Bereichs verkleinert werden. Es ist daher möglich, einen zweidimensionalen Photosensor hoher Auflösung und eine Strahlungserfassungsvorrichtung sowie ein Strahlungserfassungssystem bereitzustellen, die den Photosensor anwenden.
  • Erfindungsgemäß kann ein Kriechstrom beim Ausschalten jedes TFT durch Anwenden einer gemeinsamen Elektrodenleitung zum Abschirmen von TFTs vor Licht abgeschwächt werden. Dementsprechend ist es möglich, einen zweidimensionalen Photosensor mit noch höherem S/N-Verhältnis und stabileren Eigenschaften bzw. einer stabileren Kennlinie, und eine Strahlungserfassungsvorrichtung sowie ein Strahlungserfassungssystem bereitzustellen, die den Photosensor anwenden.

Claims (16)

  1. Photosensor mit einer Vielzahl von Bildelementen, die jeweils ein Lichtaufnahmeelement (11) und ein Schaltelement (13) enthalten, einer gemeinsamen Elektrodenleitung (15; 17) mit einem Hauptleitungsabschnitt und jeweiligen koextensiv dazwischen liegenden Verbindungsabschnitten, mit denen jeweils eine eines Paars von Elektroden (104) jedes Lichtaufnahmeelements (11) gemeinsam mit jedem der Bildelemente verbunden ist, und Signalleitungen (14), zu denen Lichtsignale der Lichtaufnahmeelemente (11) durch gleichzeitige Ansteuerung der Schaltelemente (13) der Bildelemente übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptleitungsabschnitt (15) der gemeinsamen Elektrodenleitung (15; 17) den Signalleitungen (14) jeweils überlagert ist, wobei der Hauptleitungsabschnitt (15) der gemeinsamen Elektrodenleitung (15; 17) eine Breite bezüglich des Querschnitts kleiner oder gleich der Breite jeder Signalleitung (14) bezüglich des Querschnitts hat.
  2. Photosensor nach Anspruch 1, wobei die gemeinsame Elektrodenleitung (15; 17) aus einem Metall zusammengesetzt ist, das lichtundurchlässig ist.
  3. Photosensor nach Anspruch 1, wobei die gemeinsame Elektrodenleitung (15, 17) jeweilige Abschirmabschnitte (17) aufweist, die sich lateral vom Hauptleitungsabschnitt (15) erstrecken und jeweilige Kanalabschnitte der Schaltelemente (13) verdecken.
  4. Photosensor nach Anspruch 1, wobei die Bildelemente in einer Matrix angeordnet sind, und eine Vielzahl der Bildelemente, die mit zumindest einer der Reihen und Spalten der Matrix verbunden ist, gleichzeitig angesteuert werden kann.
  5. Photosensor nach Anspruch 1, wobei die Lichtaufnahmeelemente (11) Photodioden sind.
  6. Photosensor nach Anspruch 1, wobei die Schaltelemente (13) Dünnschichttransistoren sind.
  7. Strahlungserfassungsvorrichtung mit einem Photosensor nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und einer Wellenlängenumwandlungseinrichtung (111) zum Umwandeln eines Wellenlängenbereichs der Strahlung in einen erfassbaren Wellenlängenbereich der Lichtaufnahmeelemente (11).
  8. Strahlungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Lichtaufnahmeelemente einen Wellenlängenbereich sichtbaren Lichts erfassen können.
  9. Strahlungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Wellenlängenumwandlungseinrichtung (111) einen Szintillator umfasst.
  10. Strahlungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Wellenlängenumwandlungseinrichtung (111) einen Leuchtstoff enthält.
  11. Strahlungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Wellenlängenumwandlungseinrichtung (111) CsI enthält.
  12. Strahlungserfassungssystem mit einer Strahlungserfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11 und einer Bildverarbeitungseinrichtung (306) zur Verarbeitung von von der Strahlungserfassungsvorrichtung zugeführten Bildinformationen.
  13. Strahlungserfassungssystem nach Anspruch 12, ferner mit einer Bildausgabeeinrichtung zur Durchführung einer Bildausgabe beruhend auf von der Bildverarbeitungseinrichtung (306) zugeführten Bildsignalen.
  14. Strahlungserfassungssystem nach Anspruch 13, wobei die Bildausgabeeinrichtung ein Mitglied ist, das aus der Gruppe aus einer Anzeigeeinrichtung (307, 309) und einem Laserdrucker (310) ausgewählt wird.
  15. Strahlungserfassungssystem nach Anspruch 12, wobei die Bildverarbeitungseinrichtung (306) ferner mit einer Sendeeinrichtung (308) verbunden ist.
  16. Strahlungserfassungssystem nach Anspruch 12, wobei die Bildverarbeitungseinrichtung (306) ferner mit einer Speichereinrichtung (310) zur Speicherung der Bildinformationen darin verbunden ist.
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Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11307756A (ja) * 1998-02-20 1999-11-05 Canon Inc 光電変換装置および放射線読取装置
WO1999066349A1 (fr) * 1998-06-18 1999-12-23 Hamamatsu Photonics K.K. Panneau de scintillateur, capteur d'image radiologique et procede de fabrication
US7129982B1 (en) * 1999-12-30 2006-10-31 Intel Corporation Color image sensor with integrated binary optical elements
US6724010B1 (en) * 2000-08-03 2004-04-20 General Electric Company Solid state imager having gated photodiodes and method for making same
US6597025B2 (en) * 2001-03-15 2003-07-22 Koninklijke Philips Electronics N.V. Light sensitive semiconductor component
US6847039B2 (en) * 2001-03-28 2005-01-25 Canon Kabushiki Kaisha Photodetecting device, radiation detecting device, and radiation imaging system
DE10132924A1 (de) * 2001-07-06 2003-01-16 Philips Corp Intellectual Pty Flacher dynamischer Strahlungsdetektor
US6784434B2 (en) * 2002-06-25 2004-08-31 General Electric Company Imaging array and method for manufacturing same
US7006598B2 (en) * 2002-08-09 2006-02-28 Canon Kabushiki Kaisha Imaging method and apparatus with exposure control
US7148487B2 (en) 2002-08-27 2006-12-12 Canon Kabushiki Kaisha Image sensing apparatus and method using radiation
JP4938961B2 (ja) * 2002-11-13 2012-05-23 キヤノン株式会社 撮像装置、放射線撮像装置及び放射線撮像システム
EP1420453B1 (de) * 2002-11-13 2011-03-09 Canon Kabushiki Kaisha Bildaufnahmevorrichtung, Strahlungsbildaufnahmevorrichtung und Strahlungsbildaufnahmesystem
JP4171383B2 (ja) * 2003-09-11 2008-10-22 富士フイルム株式会社 デジタルカメラ及びデジタルカメラの制御方法
WO2006014764A2 (en) 2004-07-20 2006-02-09 Medtronic, Inc. Implantable cerebral spinal fluid drainage device and method of draining cerebral spinal fluid
US7492028B2 (en) * 2005-02-18 2009-02-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Photoelectric conversion device and manufacturing method of the same, and a semiconductor device
JP4532418B2 (ja) * 2005-02-18 2010-08-25 株式会社半導体エネルギー研究所 光センサ及びその作製方法
US7208742B1 (en) * 2005-12-15 2007-04-24 General Electric Company X-ray detector with radiation hard photodiode design
JP2007201246A (ja) * 2006-01-27 2007-08-09 Canon Inc 光電変換装置及び放射線撮像装置
DE102006038969B4 (de) * 2006-08-21 2013-02-28 Siemens Aktiengesellschaft Röntgenkonverterelement und Verfahren zu dessen Herstellung
KR101350795B1 (ko) 2007-06-11 2014-01-10 삼성디스플레이 주식회사 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이
TWI347680B (en) 2007-09-28 2011-08-21 Prime View Int Co Ltd A photo sensor and a method for manufacturing thereof
TWI347682B (en) * 2007-09-28 2011-08-21 Prime View Int Co Ltd A photo sensor and a method for manufacturing thereof
JP5185013B2 (ja) 2008-01-29 2013-04-17 富士フイルム株式会社 電磁波検出素子
JP5461719B2 (ja) * 2008-01-29 2014-04-02 富士フイルム株式会社 電磁波検出素子
JP5456185B2 (ja) * 2008-02-29 2014-03-26 富士フイルム株式会社 電磁波検出素子
JP2012145563A (ja) * 2010-12-20 2012-08-02 Fujifilm Corp 放射線検出器及びその製造方法と、それを備える放射線画像撮影装置
JP6546590B2 (ja) * 2014-07-03 2019-07-17 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像素子、および電子装置
WO2020143483A1 (zh) * 2019-01-11 2020-07-16 惠科股份有限公司 X射线探测器、x射线探测器制造方法及医用设备

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5262649A (en) 1989-09-06 1993-11-16 The Regents Of The University Of Michigan Thin-film, flat panel, pixelated detector array for real-time digital imaging and dosimetry of ionizing radiation
JPH0686175A (ja) * 1992-09-02 1994-03-25 Canon Inc 光電変換装置
JPH0730084A (ja) 1993-07-14 1995-01-31 Fuji Xerox Co Ltd 2次元密着型イメージセンサ
JP3066944B2 (ja) 1993-12-27 2000-07-17 キヤノン株式会社 光電変換装置、その駆動方法及びそれを有するシステム
JPH0998970A (ja) 1995-10-06 1997-04-15 Canon Inc X線撮像装置
US5648654A (en) * 1995-12-21 1997-07-15 General Electric Company Flat panel imaging device with patterned common electrode
JP3604831B2 (ja) * 1996-09-06 2004-12-22 キヤノン株式会社 半導体装置及び光電変換装置

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Publication number Publication date
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