FR2758679A1 - Solid-state, large-scale X-ray detector with scintillator array - Google Patents
Solid-state, large-scale X-ray detector with scintillator array Download PDFInfo
- Publication number
- FR2758679A1 FR2758679A1 FR9700591A FR9700591A FR2758679A1 FR 2758679 A1 FR2758679 A1 FR 2758679A1 FR 9700591 A FR9700591 A FR 9700591A FR 9700591 A FR9700591 A FR 9700591A FR 2758679 A1 FR2758679 A1 FR 2758679A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- slabs
- groove
- cutting
- unitary
- elementary
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 20
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 3
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 claims description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims 3
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 claims 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 8
- 239000003292 glue Substances 0.000 abstract description 6
- 229920005989 resin Polymers 0.000 abstract description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 abstract description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 7
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 4
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 2
- 239000002313 adhesive film Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 238000007496 glass forming Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000001955 cumulated effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices 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
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14665—Imagers using a photoconductor layer
- H01L27/14676—X-ray, gamma-ray or corpuscular radiation imagers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
- H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
- H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
- H01L25/041—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L31/00
- H01L25/042—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L31/00 the devices being arranged next to each other
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices 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
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/1462—Coatings
- H01L27/14623—Optical shielding
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
Description
PROCEDE DE REALISATION D'UN ECRAN MATRICIEL PAR
ASSEMBLAGE DE DALLES ELEMENTAIRES, ECRAN MATRICIEL
AINSI OBTENU ET SON APPLICATION A UN DETECTEUR DE
RAYONS X
La présente invention concerne un procédé de réalisation d'un écran matriciel par assemblage de dalles élémentaires.METHOD FOR PRODUCING A MATRIX SCREEN BY
ASSEMBLY OF ELEMENTARY SLABS, MATRICIAL SCREEN
SO OBTAINED AND ITS APPLICATION TO A DETECTOR OF
X-RAYS
The present invention relates to a method of producing a matrix screen by assembling elementary slabs.
L'invention concerne également un écran matriciel, du type comprenant des dalles élémentaires assemblées, réalisé selon ce procédé et, s'applique notamment, à un détecteur de rayons X à l'état solide de grande dimension. The invention also relates to a matrix screen, of the type comprising assembled elementary slabs, produced according to this method and, in particular, applies to a large-scale solid-state X-ray detector.
Bien que l'invention s'applique à de nombreux types d'écrans d'affichage ou de détection, on se placera dans ce qui suit, pour fixer les idées, dans le cadre de l'application préférée, c'est-à-dire la réalisation d'un détecteur de rayons X à l'état solide de grande dimension, constitué à partir de deux dalles élémentaires unitaires ou plus. Although the invention applies to many types of display screens or detection, we will place in the following, to fix ideas, in the context of the preferred application, that is to say the realization of a large solid state X-ray detector consisting of two or more unitary elementary slabs.
Un scintillateur selon l'art connu est décrit, à titre d'exemple non limitatif, dans la demande de brevet français FR-A-2 636 800 (THOMSON-CSF). A scintillator according to the known art is described, by way of non-limiting example, in the French patent application FR-A-2,636,800 (THOMSON-CSF).
Le fonctionnement et la structure générale d'un détecteur de rayonnement X à l'état solide selon l'art connu vont être maintenant rappelés en regard de la description des figures la à 2c annexées à la présente description. The operation and the general structure of a solid-state X-ray detector according to the known art will now be recalled with reference to the description of FIGS. 1a to 2c appended to the present description.
Selon la technologie actuelle, les détecteurs de rayonnement sont réalisés à base d'une ou plusieurs matrices d'éléments photosensibles à l'état solide. Les éléments photosensibles à l'état solide connus ne sont pas sensibles directement aux rayons de longueurs d'onde très courtes, tels les rayons X. il est nécessaire de les associer à un organe scintillateur. Celui-ci est réalisé à base d'une substance qui a la propriété, lorsqu'elle est excitée par des rayons X, d'émettre une lumière dans une gamme de longueurs d'onde plus grandes : dans le visible (ou le proche visible). La longueur d'onde précise dépend de la substance utilisée. Le scintillateur agit donc comme un convertisseur de longueurs d'onde. La lumière visible ainsi générée est transmise aux éléments photosensibles qui effectue une conversion photoélectrique de l'énergie lumineuse reçue en signaux électriques exploitables par des circuits électroniques appropriés. According to current technology, the radiation detectors are made based on one or more matrices of photosensitive elements in the solid state. The known photosensitive solid state elements are not sensitive directly to very short wavelength rays, such as X-rays. It is necessary to associate them with a scintillator. This is based on a substance that has the property, when excited by X-rays, to emit light in a range of longer wavelengths: in the visible (or near visible) ). The precise wavelength depends on the substance used. The scintillator therefore acts as a wavelength converter. The visible light thus generated is transmitted to the photosensitive elements which performs a photoelectric conversion of the received light energy into exploitable electrical signals by appropriate electronic circuits.
Les figures la et lb représentent deux coupes latérales, orthogonales l'une à l'autre, d'une matrice d'éléments photosensibles associée classiquement à une feuille de substance scintillatrice. Figures la and lb represent two lateral sections, orthogonal to each other, a matrix of photosensitive elements conventionally associated with a sheet of scintillating substance.
Chaque élément photosensible comporte une photodiode ou un phototransistor, sensible aux photons, dans le visible ou le proche visible. A titre d'exemple, comme illustré sur les figures la à ld, chaque élément photosensible est constitué, par exemple, de deux diodes, Dmni et D2, disposées tête-bêche et le réseau matriciel RM comporte des conducteurs de colonnes, Cc1 à Ccx, et des conducteurs de lignes, Cl1 à Cly. Chacune des diodes, Dmnl et Dmn2, constitue de manière connue, une capacité quand elle est polarisée en inverse. La première diode, Dmn1, a une capacité typiquement dix fois moins importante que la capacité de la seconde diode, Don2. Elle joue principalement le rôle de commutateur, alors que la seconde diode est préférentiellement photodétectrice. Each photosensitive element comprises a photodiode or phototransistor, sensitive to photons, in the visible or near visible. By way of example, as illustrated in FIGS. 1a-1d, each photosensitive element consists, for example, of two diodes, Dmni and D2, arranged upside down and the matrix network RM comprises column conductors, Cc1 to Ccx , and line drivers, C1 to Cly. Each of the diodes, Dmn1 and Dmn2, constitutes, in a known manner, a capacitance when it is reverse biased. The first diode, Dmn1, has a capacity typically ten times less than the capacity of the second diode, Don2. It plays mainly the role of switch, while the second diode is preferably photodetector.
A chaque croisement d'une ligne et d'une colonne, par exemple de la ligne Cîn et de la colonne Ccrn (voir
Figure ld), on dispose un tel ensemble de deux diodes têtebêche, Dmn1 et Dmn2. Les diodes peuvent être remplacées par des transistors réalisés en technologie "TFT", de l'anglo saxon "Thin Film Transistor" ou "transistor en couches minces".At each crossing of a line and a column, for example of the line C11 and the column Ccrn (see
Figure ld), there is such a set of two diodes headbêche, Dmn1 and Dmn2. The diodes can be replaced by transistors made in "TFT" technology, the Anglo Saxon "Thin Film Transistor" or "thin film transistor".
Les conducteurs 12 (figures la et lb) sont constitués par un dépôt de métal sur un substrat isolant 10, de préférence du verre. Le dépôt est suivi d'une opération de photogravure, pour obtenir des pistes conductrices parallèles de largeur appropriée. Les diodes (par exemple, Dmnl et Dmn2) sont formées par dépôt, sur les pistes conductrices de colonnes 12, puis gravure, des couches de silicium amorphe (Sia), intrinsèque ou dopé à l'aide de matériaux semi-conducteurs de type P ou N. Une couche très fine de matériau conducteur, de préférence transparent, est déposée sur la couche isolante 20, de manière à former, après gravure, les pistes conductrices de lignes 22 du réseau matriciel RM. Conductors 12 (FIGS. 1a and 1b) consist of metal deposition on an insulating substrate 10, preferably glass. The deposit is followed by a photoetching operation to obtain parallel conductive tracks of appropriate width. The diodes (for example, Dmn1 and Dmn2) are formed by depositing, on the conductive tracks of columns 12, then etching, layers of amorphous silicon (Sia), intrinsic or doped with P-type semiconductor materials. or N. A very thin layer of conductive material, preferably transparent, is deposited on the insulating layer 20, so as to form, after etching, the conductive tracks of lines 22 of the matrix network RM.
Les signaux délivrés par les éléments photosensibles ou pixels Pmn sont récupérés dans des zones de connectique respectives, 3 et 4, pour les lignes, Cl1-Clx, et les colonnes, Ccl-Ccy. Les connexions avec les circuits électroniques externes peuvent être réalisées à l'aide de câbles souples multiconducteurs, 30 et 40, respectivement. The signals delivered by the photosensitive elements or pixels Pmn are recovered in respective connection areas, 3 and 4, for the lines, Cl1-Clx, and the columns, Ccl-Ccy. Connections to external electronic circuits can be made using multicore flexible cables, 30 and 40, respectively.
L'ensemble précédemment décrit forme ce qui est généralement appelé une "dalle de silicium amorphe" élémentaire unitaire. The previously described assembly forms what is generally called a unitary "amorphous silicon" unitary slab.
Les tailles standards de ces dalles élémentaires unitaires, typiquement de l'ordre de 300 mm X 300 mm pour la zone active, ne permettent pas de couvrir la totalité des besoins du marché des détecteurs, pour le moins à un prix raisonnable. Aussi, on a proposé d'assembler plusieurs dalles élémentaires unitaires pour former une matrice de grande dimension. A titre d'exemple, si on assemble quatre matrices de la dimension précitée, on obtient un détecteur de 430 mm X 430 mm. The standard sizes of these unitary elementary slabs, typically of the order of 300 mm × 300 mm for the active zone, do not make it possible to cover all the needs of the detector market, at least at a reasonable price. Also, it has been proposed to assemble several unitary elementary slabs to form a large matrix. For example, if we assemble four matrices of the aforementioned dimension, we obtain a 430 mm x 430 mm detector.
Un tel procédé d'assemblage est décrit, par exemple, dans la demande de brevet français FR-A-2 687 494 (THOMSON
TUBES ELECTRONIQUES).Such an assembly method is described, for example, in the French patent application FR-A-2 687 494 (THOMSON
ELECTRONIC TUBES).
La figure 2a illustre un détecteur de grande dimension comprenant quatre dalles élémentaires unitaires, 10a à 10d, et leurs matrices en semi-conducteur amorphe, RM3 à RMd. FIG. 2a illustrates a large detector comprising four unitary elementary slabs, 10a to 10d, and their amorphous semiconductor matrices, RM3 to RMd.
Les dalles élémentaires unitaires, 10a à 10d, sont découpées précisément sur deux côtés de leur périphérie libres de la zone de connectique (non représentée), afin que les zones actives de pixels, RMa à RMd, affleurent au bord de la dalle découpée. Les dalles découpées, 10a à 10d, sont ensuite positionnées les unes par rapport aux autres afin de préserver la continuité de la zone active de pixels et leur pas, d'une dalle à l'autre. L'assemblage est réalisé par collage d'un support commun 7 sur les dalles découpées et positionnées, 10a à lOd. The unitary elementary slabs, 10a to 10d, are cut precisely on two sides of their free periphery of the connector zone (not shown), so that the active pixel areas, RMa to RMd, are flush with the edge of the cut slab. The slabs cut, 10a to 10d, are then positioned relative to each other to preserve the continuity of the active pixel area and their pitch, from one slab to another. The assembly is performed by gluing a common support 7 on the slabs cut and positioned, 10a to 10d.
Un des problèmes majeurs rencontrés dans ce type de scintillateur de grande dimension réside dans la perte d'informations et la dégradation des performances au niveau de la jonction entre deux dalles contiguës. One of the major problems encountered in this type of large scintillator is the loss of information and performance degradation at the junction between two contiguous slabs.
En effet, dans l'art connu, pour découper les dalles, on recourt habituellement à des techniques connues sous les dénominations "scribing" et "dicing saw". Ces techniques sont certes efficaces, mais peuvent engendrer des défauts importants sur la face du verre formant le substrat des dalles élémentaires unitaires, 10a à 10d, : écaillage, défauts de rectitude, becquets. Indeed, in the known art, to cut the slabs, it is usually resorted to techniques known under the names "scribing" and "dicing saw". These techniques are certainly effective, but may cause significant defects on the face of the glass forming the substrate unitary elementary slabs, 10a to 10d: flaking, straightness defects, spoilers.
Les figures de détail 2b et 2c illustrent schématiquement, de façon très agrandie, de tels défauts, respectivement en vue de haut et de côté. Figures 2b and 2c schematically illustrate, in a very enlarged manner, such defects, respectively in top and side view.
Plus précisément, on a représenté sur la figure 2b des défauts, 8, du type écaillage ou éclat, et sur la figure 2c des défauts, 9, du type béquet. Sur cette dernière figure, on a également représenté le film de colle 6 fixant les dalles élémentaires, 10a et 10 b, (seules visibles sur la figure 2c) au support commun 7. Specifically, there is shown in Figure 2b defects, 8, of the type chipping or burst, and in Figure 2c faults, 9, type béquet. In this last figure, the adhesive film 6 fixing the elementary slabs 10a and 10b (only visible in FIG. 2c) to the common support 7 is also represented.
Il résulte de ces défauts dus aux opérations de découpe que deux dalles contiguës ne peut être aboutées sans prévoir une zone morte de dimension significative : typiquement de l'ordre de 100 Um. Dans le pire des cas, certains pixels, voire certaines parties de lignes et/ou colonnes, peuvent être détruites. It follows from these defects due to cutting operations that two contiguous slabs can not be abutted without providing a dead zone of significant size: typically of the order of 100 Um. In the worst case, some pixels, even parts of lines and / or columns, can be destroyed.
Les dalles élémentaires unitaires sont ensuite collées sur le support commun 7 et "subissent" alors les imperfections de l'opération de découpe. The unitary elementary slabs are then glued on the common support 7 and "undergo" then the imperfections of the cutting operation.
Il est aisé de comprendre que, hormis la dimension importante de la zone morte, un inconvénient résultant de ces techniques est la possibilité de présence d'artefacts optiques en bord de dalle, du fait précisément de la discontinuité du substrat dans ces régions. En effet, les photons visibles traversant un pixel p,, peuvent être réfléchis par les faces découpées, et induire un éclairement des pixels voisins, donc une dégradation de la résolution. Ce phénomène est d'autant plus imprévisible (et de ce fait non corrigible) qu'il est lié aux dimensions et formes des éclats. It is easy to understand that, apart from the large size of the dead zone, a drawback resulting from these techniques is the possibility of the presence of optical artifacts at the edge of the slab, precisely because of the discontinuity of the substrate in these regions. Indeed, the visible photons crossing a pixel p ,, may be reflected by the cut faces, and induce an illumination of neighboring pixels, thus a degradation of the resolution. This phenomenon is all the more unpredictable (and therefore uncorrectable) that it is related to the dimensions and shapes of the chips.
L'invention se fixe pour but de pallier aux inconvénients des techniques de découpe de l'art connu. Elle se propose en particulier de réduire la quantité d'information perdue, en
- conservant les caractéristiques initiales des
pixels en bord de matrice , c'est-à-dire des dalles
élémentaires unitaires
- minimisant la taille de la zone morte au niveau
des jonctions
- et limitant l'apparition d'artefacts optiques dans
l'espace inter-dalles.The invention aims to overcome the disadvantages of the cutting techniques of the prior art. In particular, it proposes to reduce the amount of information lost, in particular
- retaining the initial characteristics of
pixels at the edge of the matrix, that is to say slabs
unitary elements
- minimizing the size of the dead zone at the level
junctions
- and limiting the appearance of optical artifacts in
the inter-slab space.
Pour ce faire, selon une caractéristique principale du procédé de l'invention, la découpe des dalles élémentaires unitaires s'effectue en deux passes successives : une première découpe étant réalisée du côté face active, c'est-à-dire du côté de la matrice d'éléments photosensibles, avantageusement sur une profondeur de trait faible et une seconde découpe étant réalisée du côté oppose. To do this, according to a main feature of the method of the invention, the unitary slabs are cut in two successive passes: a first cut is made on the active side side, that is to say on the side of the matrix of photosensitive elements, advantageously on a low line depth and a second cut being made on the opposite side.
Dans une variante préférée du procédé selon l'invention, pour éliminer autant que faire se peut les artefacts, les dalles élémentaires unitaires sont collées sur le support commun à l'aide d'une résine optique et les sillons entre dalles sont remplis par un matériau d'indice de réfraction proche de celui du verre. In a preferred variant of the method according to the invention, to eliminate as much as possible the artefacts, the unitary elementary slabs are glued to the common support using an optical resin and the grooves between the slabs are filled with a material. of refractive index close to that of glass.
L'invention a donc pour objet un procédé de réalisation d'un écran matriciel par assemblage de dalles élémentaires unitaires, chaque dalle supportant, sur une de ces faces une pluralité d'éléments sensibles à un rayonnement de longueur d'onde déterminé, comprenant au moins une étape de découpe des côtés d'aboutement desdites dalles unitaires élémentaires et une étape de collage de celles-ci sur un support commun, caractérisé en ce que, les dalles ayant une épaisseur déterminée, la dite étape de découpe comprend deux phases successives
- une première phase consistant à effectuer une première découpe, du coté de ladite face active, de manière à tracer un premier sillon de faible profondeur par rapport à ladite épaisseur déterminée
- et une seconde phase consistant à effectuer une seconde découpe, du côté opposé à ladite face active et sensiblement dans le prolongement dudit premier sillon, de manière à tracer un second sillon, la profondeur cumulée de ce sillon avec celle du premier sillon étant telle qu'elle soit supérieure à ladite épaisseur déterminée, de manière à obtenir un recouvrement des deux sillons et la découpe complète de ladite dalle.The subject of the invention is therefore a method for producing a matrix screen by assembling unitary elementary slabs, each slab supporting, on one of these faces, a plurality of elements sensitive to radiation of a determined wavelength, comprising at least one least one step of cutting the abutment sides of said unitary unitary slabs and a step of bonding them to a common support, characterized in that, the slabs having a determined thickness, said cutting step comprises two successive phases
a first phase consisting in making a first cut, on the side of said active face, so as to draw a first groove of shallow depth with respect to said determined thickness
and a second phase consisting in making a second cut, on the opposite side to said active face and substantially in the extension of said first groove, so as to draw a second groove, the cumulated depth of this groove with that of the first groove being such that it is greater than said determined thickness, so as to obtain a covering of the two grooves and the complete cutting of said slab.
L'invention a encore pour objet un écran matriciel, du type comprenant des dalles élémentaires assemblées, réalisé selon ce procédé. The subject of the invention is also a matrix screen, of the type comprising assembled elementary slabs, produced according to this method.
L'invention a aussi pour objet l'application d'un écran matriciel de ce type à un détecteur de rayons X. The invention also relates to the application of a matrix screen of this type to an X-ray detector.
L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui suit en référence aux figures annexées, parmi lesquelles
- les figures la à ld illustrent schématiquement le
fonctionnement d'un détecteur de rayons X selon l'art
connu;
- la figure 2a illustre schématiquement un détecteur
de rayons X de grande dimension, selon l'art connu,
obtenu par juxtaposition de dalles élémentaires
unitaires
- les figures 2b et 2c illustrent des types de défauts
rencontrés lors de la découpe des dalles élémentaires
unitaires par utilisation de procédé selon l'art connu
- les figures 3a et 3b illustrent schématiquement la
découpe des dalles élémentaires unitaires selon le
procédé de l'invention
- les figures 4a à 4c illustrent schématiquement
différents profils de découpe obtenus par le procédé de l'invention
- et la figure 5 illustre une caractéristique
supplémentaire de l'invention, obtenue par un collage
particulier.The invention will be better understood and other features and advantages will appear on reading the following description with reference to the appended figures, among which:
FIGS. 1a to 1d schematically illustrate the
operation of an X-ray detector according to art
known;
FIG. 2a schematically illustrates a detector
X-rays of large size, according to the known art,
obtained by juxtaposition of elementary slabs
unit
FIGS. 2b and 2c illustrate types of defects
encountered during the cutting of the elementary slabs
units using process according to the prior art
FIGS. 3a and 3b schematically illustrate the
cutting unitary elementary slabs according to the
method of the invention
FIGS. 4a to 4c schematically illustrate
different cutting profiles obtained by the method of the invention
- and Figure 5 illustrates a characteristic
additional invention, obtained by a collage
particular.
Le procédé de l'invention va maintenant être décrit par référence aux figures 3a à 5. The method of the invention will now be described with reference to FIGS. 3a to 5.
L'invention, en ce qui concerne la découpe des bords de dalles, à obtenir une qualité optimale sur la face de détection. La technique permettant de maîtriser au mieux la géométrie et la rectitude du trait de découpe est celle connue sous la dénomination "dicing saw". C'est la technique mettant en oeuvre une scie d'un type spécial pour découper des substrats en silicium destinés à la réalisation de circuits intégrés. Cependant, compte tenu de l'épaisseur et de la fragilité du verre formant les substrats des dalles élémentaires unitaires, il est très difficile de supprimer l'écaillage et les becquets. Pour mémoire, l'épaisseur typique des dalles de verre couramment utilisées est de 1,1 mm. The invention, as regards the cutting of the edges of slabs, to obtain an optimal quality on the detection face. The technique making it possible to better control the geometry and the straightness of the cutting line is that known under the name "dicing saw". This is the technique using a saw of a special type for cutting silicon substrates for the realization of integrated circuits. However, in view of the thickness and fragility of the glass forming the substrates of unitary elementary slabs, it is very difficult to suppress flaking and spoilers. For the record, the typical thickness of glass slabs commonly used is 1.1 mm.
Selon une des caractéristiques les plus importantes du procédé selon l'invention, l'étape de découpe d'une dalle élémentaire unitaire, par exemple 10a s'effectue en deux passes, comme le montre plus particulièrement la figure 3a. According to one of the most important features of the method according to the invention, the step of cutting a unitary elementary slab, for example 10a is carried out in two passes, as shown more particularly in Figure 3a.
La première passe de découpe est réalisée du côté face active ou sensible de la dalle 10a, c'est-à-dire du côté matrice d'éléments photosensibles RMa. De façon avantageuse, si on suppose que l'épaisseur du substrat 10a est 1, la profondeur li du trait de scie, Tsl, est inférieure à 1, typiquement inférieure ou égale à 0,5 1. The first cutting pass is made on the active or sensitive side of the slab 10a, that is to say on the matrix side of photosensitive elements RMa. Advantageously, if it is assumed that the thickness of the substrate 10a is 1, the depth li of the kerf, Tsl, is less than 1, typically less than or equal to 0.5 1.
Cette disposition permet de limiter au maximum le stress mécanique et l'échauffement, ce dans une zone proche des éléments sensibles (réseau matriciel de pixel RMa). This arrangement makes it possible to limit as much as possible the mechanical stress and the heating, in an area close to the sensitive elements (pixel matrix array RMa).
La seconde passe de découpe est effectuée sur la face arrière dans le prolongement du premier trait de scie TS1. La profondeur du trait de scie, TS2, de la seconde passe de découpe est choisie telle que la relation suivante soit satisfaite li + 12 > 1, de manière à obtenir un léger recouvrement des deux traits de scie, TSl et TS2. The second cutting pass is performed on the rear face in the extension of the first kerf TS1. The depth of the kerf, TS2, of the second cutting pass is chosen such that the following relation is satisfied li + 12> 1, so as to obtain a slight overlap of the two saw marks, TS1 and TS2.
L'épaisseur du second trait de scie, TS2, peut être plus important que celui du premier trait, TS1. The thickness of the second kerf, TS2, may be greater than that of the first line, TS1.
On ne court plus le risque que l'écaillage dégrade la matrice de pixels. De même, les becquets, dus à l'usure des chants de lame, sont complètement supprimés. There is no longer the risk that flaking degrades the matrix of pixels. Similarly, the spoilers, due to the wear of the blade edges, are completely removed.
Comme le montre plus particulièrement la figure 3b, le profil composite de la découpe complète, en bord de dalle 10aB présente un décrochement. Plus précisément, il se décompose en une première paroi verticale, p', sur une profondeur sensiblement égale à li, et une seconde paroi également sensiblement verticale, p", mais présentant une zone de raccordement avec p' sur sa partie supérieure. As shown more particularly in FIG. 3b, the composite profile of the complete cut-out at the edge of slab 10aB has a recess. More precisely, it decomposes into a first vertical wall, p ', over a depth substantially equal to li, and a second wall also substantially vertical, p ", but having a connection zone with p' on its upper part.
Selon le type de lame choisi, le profil de découpe p", en face arrière de la dalle 10a, peut présenter une zone de raccordement "rectangulaire" : p",, "conique" : p",, ou "arrondie" : p",, comme illustré par les figures 4a à 4c, respectivement. Depending on the type of blade chosen, the cutting profile p "on the rear face of the slab 10a may have a" rectangular "connection zone: p" ,, "conical": p ",, or" rounded ": p as illustrated by Figures 4a to 4c, respectively.
L'expérience a montré que ces deux derniers types de profils donnaient les meilleurs résultats. Experience has shown that these last two types of profiles give the best results.
En mettant en oeuvre le procédé de l'invention, il est possible de réaliser la découpe à moins de 20 ssm du bord du réseau matriciel d'éléments photosensibles RMa, sans pour autant induire de dégradations des caractéristiques de ces éléments photosensibles. La comparaison avec les caractéristiques des dalles découpées par mise en oeuvre des techniques de l'art connu, et qui présentent des zones mortes typiquement de 100 ssm, comme il a été indiqué, montre donc une amélioration de un à cinq. En outre, ces dalles ne présentent plus de défauts de bordure (écaillage et becquets). By implementing the method of the invention, it is possible to cut less than 20 ssm from the edge of the matrix array of photosensitive elements RMa, without inducing degradation of the characteristics of these photosensitive elements. The comparison with the characteristics of the slabs cut using techniques known in the art, and which have dead zones typically of 100 ssm, as has been indicated, thus shows an improvement of one to five. In addition, these slabs no longer have edge defects (chipping and spoilers).
Une fois découpées, les dalles élémentaires unitaires découpées, par exemple les dalles 10a et 10b, sont collées sur un support commun 7, à l'aide d'un film de colle 6, comme illustré plus particulièrement par la figure 5. Once cut, the cut unitary elementary slabs, for example the slabs 10a and 10b, are glued on a common support 7, using an adhesive film 6, as illustrated more particularly in FIG. 5.
Selon une autre caractéristique importante de l'invention, pour éliminer les artefacts dans les régions de bords des dalles, 10a et 10b, on utilise une colle optique et on en remplit également les sillons inter-dalles, c'està-dire les zones définies par les profils correspondants, p' et p", de ces deux dalles contiguës. On peut utiliser, à titre d'exemple, une résine silicone bicomposant 6 polymérisant par polyaddition. According to another important characteristic of the invention, in order to eliminate the artifacts in the edge regions of the slabs, 10a and 10b, an optical glue is used and the inter-slab grooves are also filled in, that is to say the defined zones. by the corresponding profiles, p 'and p ", of these two adjoining slabs, by way of example, a two-component silicone resin polyaddition-polymerizing can be used.
La figure 5 illustre aussi la marche des photons aux abords immédiats d'un sillon de jointure entre deux dalles contiguës, 10a et 10b, respectivement. Lorsque la colle 6 remplit le sillon inter-dalles, conformément à l'invention, c'est-à-dire les espaces formés par les découpes p' et p", comme illustré sur la figure 5, un photon Ph qui frappe le haut du trait de scie p", par exemple au point O, n'est pas dévié et continue sa course : Ph' (trait plein). Ceci est dû au fait que les indices optiques des dalles et de la colle sont choisis très voisins. Par contre, en l'absence de colle optique dans les sillons inter-dalles, le photon va être dévié (trait en pointillés) et se réfléchir sur la couche de colle 6, pour finalement pénétrer de nouveau dans la dalle 10a (dans l'exemple précisément décrit) : Ph'. Il y a donc, dans ce cas, apparition de réflexions parasites. Figure 5 also illustrates the photon path in the immediate vicinity of a join groove between adjacent slabs, 10a and 10b, respectively. When the glue 6 fills the inter-slab groove, according to the invention, that is to say the spaces formed by the cutouts p 'and p ", as illustrated in Figure 5, a ph photon that strikes the top the k-score, for example at the point O, is not deviated and continues its course: Ph '(solid line). This is due to the fact that the optical indices of slabs and glue are chosen very close. On the other hand, in the absence of optical glue in the inter-slab grooves, the photon will be deflected (dashed line) and reflect on the glue layer 6, finally entering the slab 10a (in the example precisely described): Ph '. There is therefore, in this case, appearance of parasitic reflections.
A la lecture de ce qui précède, on constate aisément que l'invention atteint bien les buts qu'elle s'est fixés. From the foregoing, it is easy to see that the invention achieves the goals it has set for itself.
La géométrie de découpe étant parfaitement maîtrisée, le raboutage de dalles peut s'opérer en réduisant au minimum l'espace entre dalles. Le procédé de collage permet alors de combler l'espace entre celles-ci. En conséquence, il est possible de déposer ou de rapporter un matériau scintillant, qui couvre l'ensemble du détecteur, sans dégradation de performances (conversion, résolution) au niveau des raccords. The geometry of cutting being perfectly mastered, the splicing of slabs can take place by reducing to a minimum the space between slabs. The gluing process then makes it possible to fill the space between them. As a result, it is possible to deposit or report a scintillating material, which covers the entire detector, without degradation of performance (conversion, resolution) at the connections.
Le résultat ultime est que la qualité d'image du détecteur ainsi réalisé est équivalente à celle qui serait obtenue avec une dalle monolithique de même surface que la surface totale des dalles élémentaires unitaires raboutées. The ultimate result is that the image quality of the detector thus produced is equivalent to that which would be obtained with a monolithic slab of the same surface as the total surface of the single unitary slabs spliced.
Il doit être clair aussi que, bien que particulièrement adaptée à la réalisation de détecteur de rayon X de grande dimension, mettant en oeuvre des dalles élémentaires unitaires avec dépôt de matrices de photodétecteurs en silicium amorphe, on ne saurait cantonner l'invention à ce seul type d'applications. Elle s'applique tout aussi bien à tous capteurs photoniques basés sur l'assemblage de capteurs élémentaires et nécessitant le respect du pas de pixel et l'absence de zone morte aux jonctions intercapteurs, pour le moins à la minimisation de celles-ci. It should also be clear that, although particularly suitable for the production of large-dimension X-ray detectors, using unitary elementary slabs with amorphous silicon photodetector matrix deposition, the invention can not be confined to this alone. type of applications. It applies equally well to all photonic sensors based on the assembly of elementary sensors and requiring compliance with the pixel pitch and the absence of dead zone interconnect junctions, at least minimizing them.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9700591A FR2758679B1 (en) | 1997-01-21 | 1997-01-21 | METHOD FOR PRODUCING A MATRIX SCREEN BY ASSEMBLING ELEMENTARY SLABS, MATRIX SCREEN THUS OBTAINED AND ITS APPLICATION TO AN X-RAY DETECTOR |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9700591A FR2758679B1 (en) | 1997-01-21 | 1997-01-21 | METHOD FOR PRODUCING A MATRIX SCREEN BY ASSEMBLING ELEMENTARY SLABS, MATRIX SCREEN THUS OBTAINED AND ITS APPLICATION TO AN X-RAY DETECTOR |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2758679A1 true FR2758679A1 (en) | 1998-07-24 |
| FR2758679B1 FR2758679B1 (en) | 2001-10-05 |
Family
ID=9502819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9700591A Expired - Fee Related FR2758679B1 (en) | 1997-01-21 | 1997-01-21 | METHOD FOR PRODUCING A MATRIX SCREEN BY ASSEMBLING ELEMENTARY SLABS, MATRIX SCREEN THUS OBTAINED AND ITS APPLICATION TO AN X-RAY DETECTOR |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2758679B1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2471610A1 (en) * | 1979-12-14 | 1981-06-19 | Thomson Csf | Reflective filler resin coatings for radiation scintillator - to protect reactive components and enhance instrument sensitivity |
| US4990462A (en) * | 1989-04-12 | 1991-02-05 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method for coplanar integration of semiconductor ic devices |
| US4999484A (en) * | 1988-09-26 | 1991-03-12 | Ricoh Company, Ltd. | Multi-chip type image sensor |
| US5128282A (en) * | 1991-11-04 | 1992-07-07 | Xerox Corporation | Process for separating image sensor dies and the like from a wafer that minimizes silicon waste |
| FR2687494A1 (en) * | 1992-02-18 | 1993-08-20 | Thomson Tubes Electroniques | MATRIX SCREEN PARTICULARLY OF LARGE DIMENSIONS AND METHOD FOR PRODUCING SUCH A MATRIX SCREEN. |
| US5381014A (en) * | 1993-12-29 | 1995-01-10 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Large area X-ray imager and method of fabrication |
-
1997
- 1997-01-21 FR FR9700591A patent/FR2758679B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2471610A1 (en) * | 1979-12-14 | 1981-06-19 | Thomson Csf | Reflective filler resin coatings for radiation scintillator - to protect reactive components and enhance instrument sensitivity |
| US4999484A (en) * | 1988-09-26 | 1991-03-12 | Ricoh Company, Ltd. | Multi-chip type image sensor |
| US4990462A (en) * | 1989-04-12 | 1991-02-05 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method for coplanar integration of semiconductor ic devices |
| US5128282A (en) * | 1991-11-04 | 1992-07-07 | Xerox Corporation | Process for separating image sensor dies and the like from a wafer that minimizes silicon waste |
| FR2687494A1 (en) * | 1992-02-18 | 1993-08-20 | Thomson Tubes Electroniques | MATRIX SCREEN PARTICULARLY OF LARGE DIMENSIONS AND METHOD FOR PRODUCING SUCH A MATRIX SCREEN. |
| US5381014A (en) * | 1993-12-29 | 1995-01-10 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Large area X-ray imager and method of fabrication |
| US5381014B1 (en) * | 1993-12-29 | 1997-06-10 | Du Pont | Large area x-ray imager and method of fabrication |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2758679B1 (en) | 2001-10-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0828452B1 (en) | Fingerprinting device | |
| EP1927023B1 (en) | Dental intraoral radiological image sensor with optical fiber pad | |
| FR2718571A1 (en) | Semiconductor hybrid component. | |
| FR2893765A1 (en) | Photosensible integrated circuit, e.g. electronic chip, production, for e.g. webcam, involves forming reflective layer between transistors and integrated circuit, where layer reflects photons not absorbed by silicon layers | |
| EP0960441B1 (en) | Method for tight sealing of a radiation detector and detector obtained by this method | |
| EP0337826A1 (en) | Radiation detector in matrix form | |
| EP3538937B1 (en) | Method for the collective production of a plurality of optoelectronic chips | |
| EP2276072B1 (en) | Photodetector element | |
| EP0557161A1 (en) | Matrix display, particularly of large size and method of manufacturing such a matrix display | |
| EP3731285A1 (en) | Method for producing a light-emitting and/or light-receiving device with metal optical separation grid | |
| EP3471151B1 (en) | Helmholtz resonator photodetector | |
| CA2510192C (en) | Solid-state x-ray detector | |
| FR2758679A1 (en) | Solid-state, large-scale X-ray detector with scintillator array | |
| EP0960442B1 (en) | Method of producing a radiation detector by assembling elementary blocks | |
| FR2758654A1 (en) | Large flat screen radiation detector production | |
| FR2893215A1 (en) | ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DIODE WITH OPTICAL RESONANCE CAVITY AND EXTRACTOR AS A SPATIAL LIGHT FILTER | |
| FR3087939A1 (en) | LIGHT SENSOR | |
| FR3102633A1 (en) | Image sensor | |
| FR3012934A1 (en) | DIGITAL DETECTOR HAVING A LIGHT GENERATOR FOR OPTICAL ERASING | |
| FR2758655A1 (en) | A large size radiographic detector is produced by sticking at least two photosensitive plates side by side onto a common substrate | |
| EP3703138B1 (en) | Structure for detecting electromagnetic radiation with high absorption efficiency and method for manufacturing such a structure | |
| EP4391572A1 (en) | Digital detector having light generator for optical erasure | |
| WO2022129791A1 (en) | Multispectral infrared photodetector | |
| FR3114190A1 (en) | Quantum Efficiency Enhanced Pixel | |
| FR2666690A1 (en) | INFRARED DETECTOR WITH THINNED SUBSTRATE AND MANUFACTURING METHOD. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20081029 |