JP2001077341A - ２次元アレイ型検出装置 - Google Patents
２次元アレイ型検出装置Info
- Publication number
- JP2001077341A JP2001077341A JP25120699A JP25120699A JP2001077341A JP 2001077341 A JP2001077341 A JP 2001077341A JP 25120699 A JP25120699 A JP 25120699A JP 25120699 A JP25120699 A JP 25120699A JP 2001077341 A JP2001077341 A JP 2001077341A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor film
- dimensional array
- common electrode
- radiation
- detection
- 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
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 86
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 120
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 80
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 45
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims description 43
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 11
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 21
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 10
- 239000011521 glass Substances 0.000 abstract description 6
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 abstract description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 abstract 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 127
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 13
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 11
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 7
- 229910007709 ZnTe Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000006335 response to radiation Effects 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 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
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
-
- 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
- H01L27/1464—Back illuminated imager structures
Abstract
(57)【要約】
【課題】 検出感度および空間分解能を改善する。
【解決手段】 ガラス基板３に共通電極４およびｐ型低
抵抗半導体膜５を介して積層形成されたｐ型高比抵抗感
応半導体膜６に、さらに感応半導体膜６とそれぞれヘト
ロ接合をなす接合用半導体膜７が２次元アレイ配列に対
応して区画形成されてなる構成を備えており、ガラス基
板３の共通電極非形成側から入射した光または放射線に
よってｐ型高比抵抗感応半導体膜６に直接変換方式で生
成したキャリアの漏れ・広がりが抑えられ、キャリアは
生成位置に近い各個別電極８によって素子別収集される
ので、検出感度・空間分解能が改善される。つまり、ダ
イナミックレンジが大きくてクロストークが少なくな
る。
抵抗半導体膜５を介して積層形成されたｐ型高比抵抗感
応半導体膜６に、さらに感応半導体膜６とそれぞれヘト
ロ接合をなす接合用半導体膜７が２次元アレイ配列に対
応して区画形成されてなる構成を備えており、ガラス基
板３の共通電極非形成側から入射した光または放射線に
よってｐ型高比抵抗感応半導体膜６に直接変換方式で生
成したキャリアの漏れ・広がりが抑えられ、キャリアは
生成位置に近い各個別電極８によって素子別収集される
ので、検出感度・空間分解能が改善される。つまり、ダ
イナミックレンジが大きくてクロストークが少なくな
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、光または放射線
を直にキャリアに変換する感応半導体膜を有する直接変
換タイプの２次元アレイ型検出装置に係り、検出感度お
よび空間分解能を改善するための技術に関する。
を直にキャリアに変換する感応半導体膜を有する直接変
換タイプの２次元アレイ型検出装置に係り、検出感度お
よび空間分解能を改善するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、医療用あるいは工業用において、
光または放射線を検出するための２次元アレイ型検出装
置が用いられている。図８に示すように、従来の２次元
アレイ型検出装置５１の場合、多数個の検出素子５１ａ
が２次元アレイ配列に対応して縦横に整列配置されてい
るとともに、検出対象の光や放射線によって検出素子５
１ａに生成したキャリア（電子や正孔）の蓄積・読み出
し用の素子（図示省略）が検出素子５１ａの２次元アレ
イ配列に対応する配列で設けられていて、生成キャリア
の素子別収集が行われる構成となっている。
光または放射線を検出するための２次元アレイ型検出装
置が用いられている。図８に示すように、従来の２次元
アレイ型検出装置５１の場合、多数個の検出素子５１ａ
が２次元アレイ配列に対応して縦横に整列配置されてい
るとともに、検出対象の光や放射線によって検出素子５
１ａに生成したキャリア（電子や正孔）の蓄積・読み出
し用の素子（図示省略）が検出素子５１ａの２次元アレ
イ配列に対応する配列で設けられていて、生成キャリア
の素子別収集が行われる構成となっている。
【０００３】光検出用の２次元アレイ型検出装置５１の
場合、検出対象の光に感応してキャリアを生成する感応
半導体膜としてフォトダイオード用アモルファスシリコ
ン（ａ−Ｓｉ）膜が用いられている。また放射線（例え
ばＸ線）検出用の２次元アレイ型検出装置５１の場合、
検出対象の放射線に感応してキャリアを生成する感応半
導体膜としてアモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）膜が用い
られている。これらの検出装置は、検出対象の光や放射
線を直接キャリアに変換する感応半導体膜を有するの
で、直接変換タイプと呼ばれている。
場合、検出対象の光に感応してキャリアを生成する感応
半導体膜としてフォトダイオード用アモルファスシリコ
ン（ａ−Ｓｉ）膜が用いられている。また放射線（例え
ばＸ線）検出用の２次元アレイ型検出装置５１の場合、
検出対象の放射線に感応してキャリアを生成する感応半
導体膜としてアモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）膜が用い
られている。これらの検出装置は、検出対象の光や放射
線を直接キャリアに変換する感応半導体膜を有するの
で、直接変換タイプと呼ばれている。
【０００４】なお、放射線検出用の検出装置の場合、検
出対象の放射線に感応して光を発生するＣｓＩ層等の蛍
光体と発生光に感応してキャリアを生成するフォトダイ
オード用Ｓｉ層の２段構成で間接的に放射線を検出する
間接変換タイプもある。しかし、間接変換タイプの検出
装置の場合、光電変換損失に加えてＣｓＩ層とＳｉ層と
の結合損失があるので、直接変換タイプの検出装置に比
べて検出感度の点で不利である上、膜の横方向で光の拡
散が生じるため空間分解能の点でも不利である。
出対象の放射線に感応して光を発生するＣｓＩ層等の蛍
光体と発生光に感応してキャリアを生成するフォトダイ
オード用Ｓｉ層の２段構成で間接的に放射線を検出する
間接変換タイプもある。しかし、間接変換タイプの検出
装置の場合、光電変換損失に加えてＣｓＩ層とＳｉ層と
の結合損失があるので、直接変換タイプの検出装置に比
べて検出感度の点で不利である上、膜の横方向で光の拡
散が生じるため空間分解能の点でも不利である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
直接変換タイプの２次元アレイ型検出装置でも、検出感
度および空間分解能は高いとは言えないという問題があ
る。検出対象の光や放射線の入射によって感応半導体膜
に生成するキャリアの漏れ・拡散によりキャリアの生成
位置の検出素子が十分なキャリアを集められないから検
出感度や空間分解能が低いのである。検出感度および空
間分解能が十分でないと、例えば検出信号に基づき作成
する２次元画像の画質が低下するなどの不都合があるの
で、感度・分解能の改善が強く望まれるところである。
直接変換タイプの２次元アレイ型検出装置でも、検出感
度および空間分解能は高いとは言えないという問題があ
る。検出対象の光や放射線の入射によって感応半導体膜
に生成するキャリアの漏れ・拡散によりキャリアの生成
位置の検出素子が十分なキャリアを集められないから検
出感度や空間分解能が低いのである。検出感度および空
間分解能が十分でないと、例えば検出信号に基づき作成
する２次元画像の画質が低下するなどの不都合があるの
で、感度・分解能の改善が強く望まれるところである。
【０００６】この発明は、上記の事情に鑑み、検出感度
および空間分解能が改善された直接変換タイプの２次元
アレイ型検出装置を提供することを目的とする。
および空間分解能が改善された直接変換タイプの２次元
アレイ型検出装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１の発明の２次元アレイ型検出装置は、支持
基板の表面に形成された共通電極と、共通電極の表面側
に積層形成されているとともに検出対象の光または放射
線に感応してキャリアを生成する感応半導体膜と、感応
半導体膜の表面に２次元アレイ配列に対応して区画形成
されているとともに感応半導体膜とヘテロ接合をなす接
合用半導体膜と、各接合用半導体膜の表面にそれぞれ形
成された個別電極とを具備している検出側基板と、検出
側基板における２次元アレイ配列に対応する配列で多数
個の生成キャリア蓄積・読み出し用の素子が回路基板の
上に設けられてなる読み出し側基板とが、各読み出し用
の素子が各個別電極と電気的に接続されるようにして合
体されているとともに、支持基板の共通電極非形成側よ
り光または放射線が入射する構成となっている。
に、請求項１の発明の２次元アレイ型検出装置は、支持
基板の表面に形成された共通電極と、共通電極の表面側
に積層形成されているとともに検出対象の光または放射
線に感応してキャリアを生成する感応半導体膜と、感応
半導体膜の表面に２次元アレイ配列に対応して区画形成
されているとともに感応半導体膜とヘテロ接合をなす接
合用半導体膜と、各接合用半導体膜の表面にそれぞれ形
成された個別電極とを具備している検出側基板と、検出
側基板における２次元アレイ配列に対応する配列で多数
個の生成キャリア蓄積・読み出し用の素子が回路基板の
上に設けられてなる読み出し側基板とが、各読み出し用
の素子が各個別電極と電気的に接続されるようにして合
体されているとともに、支持基板の共通電極非形成側よ
り光または放射線が入射する構成となっている。
【０００８】さらに、前記課題を解決するために、請求
項２の発明の２次元アレイ型検出装置は、支持基板の表
面に形成された共通電極と、共通電極の表面側に積層形
成されているとともに検出対象の光または放射線に感応
してキャリアを生成する感応半導体膜と、感応半導体膜
の表面に２次元アレイ配列に対応して区画形成されてい
るとともに感応半導体膜とショットキー接合をなす個別
電極とを具備している検出側基板と、検出側基板におけ
る２次元アレイ配列に対応する配列で多数個の生成キャ
リア蓄積・読み出し用の素子が回路基板の上に設けられ
てなる読み出し側基板とが、各読み出し用の素子が各個
別電極と電気的に接続されるようにして合体されている
とともに、支持基板の共通電極非形成側より光または放
射線が入射する構成となっている。
項２の発明の２次元アレイ型検出装置は、支持基板の表
面に形成された共通電極と、共通電極の表面側に積層形
成されているとともに検出対象の光または放射線に感応
してキャリアを生成する感応半導体膜と、感応半導体膜
の表面に２次元アレイ配列に対応して区画形成されてい
るとともに感応半導体膜とショットキー接合をなす個別
電極とを具備している検出側基板と、検出側基板におけ
る２次元アレイ配列に対応する配列で多数個の生成キャ
リア蓄積・読み出し用の素子が回路基板の上に設けられ
てなる読み出し側基板とが、各読み出し用の素子が各個
別電極と電気的に接続されるようにして合体されている
とともに、支持基板の共通電極非形成側より光または放
射線が入射する構成となっている。
【０００９】さらに、前記課題を解決するために、請求
項３の発明の２次元アレイ型検出装置は、支持基板の表
面に形成された共通電極と、共通電極の表面側に積層形
成されているとともに検出対象の光または放射線に感応
してキャリアを生成する高比抵抗感応半導体膜と、この
感応半導体膜の表面に２次元アレイ配列に対応して区画
形成されている個別電極とを具備している検出側基板
と、検出側基板における２次元アレイ配列に対応する配
列で多数個の生成キャリア蓄積・読み出し用の素子が回
路基板の上に設けられてなる読み出し側基板とが、各読
み出し用の素子が各個別電極と電気的に接続されるよう
にして合体されているとともに、支持基板の共通電極非
形成側より光または放射線が入射する構成となってい
る。
項３の発明の２次元アレイ型検出装置は、支持基板の表
面に形成された共通電極と、共通電極の表面側に積層形
成されているとともに検出対象の光または放射線に感応
してキャリアを生成する高比抵抗感応半導体膜と、この
感応半導体膜の表面に２次元アレイ配列に対応して区画
形成されている個別電極とを具備している検出側基板
と、検出側基板における２次元アレイ配列に対応する配
列で多数個の生成キャリア蓄積・読み出し用の素子が回
路基板の上に設けられてなる読み出し側基板とが、各読
み出し用の素子が各個別電極と電気的に接続されるよう
にして合体されているとともに、支持基板の共通電極非
形成側より光または放射線が入射する構成となってい
る。
【００１０】また、請求項４の発明は、請求項１から３
のいずれかに記載の２次元アレイ型検出装置において、
検出側基板が感応半導体膜と共通電極との間に介在して
感応半導体膜とヘテロ接合をなす接合用半導体膜をも具
備している。
のいずれかに記載の２次元アレイ型検出装置において、
検出側基板が感応半導体膜と共通電極との間に介在して
感応半導体膜とヘテロ接合をなす接合用半導体膜をも具
備している。
【００１１】〔作用〕次に、この発明に係る２次元アレ
イ型検出装置における作用を説明する。請求項１の２次
元アレイ型検出装置の場合、支持基板の共通電極非形成
側から入射した検出対象の光または放射線は感応半導体
膜に入ってキャリア（電子や正孔）を直接変換方式で生
成するとともに、生成キャリアはキャリア収集電極であ
る個別電極で素子毎に収集される。そして、請求項１の
２次元アレイ型検出装置では、感応半導体膜の表面に感
応半導体膜とそれぞれヘテロ接合をなす接合用感応半導
体膜が２次元アレイ配列に対応して区画形成されてい
て、生成キャリアの漏れ・広がりが抑えられるので、キ
ャリアが生成位置に近い個別電極によって収集されるよ
うになる結果、検出感度および空間分解能が改善され
る。つまり、ダイナミックレンジが大きくてクロストー
クが少ないのである。
イ型検出装置における作用を説明する。請求項１の２次
元アレイ型検出装置の場合、支持基板の共通電極非形成
側から入射した検出対象の光または放射線は感応半導体
膜に入ってキャリア（電子や正孔）を直接変換方式で生
成するとともに、生成キャリアはキャリア収集電極であ
る個別電極で素子毎に収集される。そして、請求項１の
２次元アレイ型検出装置では、感応半導体膜の表面に感
応半導体膜とそれぞれヘテロ接合をなす接合用感応半導
体膜が２次元アレイ配列に対応して区画形成されてい
て、生成キャリアの漏れ・広がりが抑えられるので、キ
ャリアが生成位置に近い個別電極によって収集されるよ
うになる結果、検出感度および空間分解能が改善され
る。つまり、ダイナミックレンジが大きくてクロストー
クが少ないのである。
【００１２】請求項２の２次元アレイ型検出装置の場
合、支持基板の共通電極非形成側から入射した検出対象
の光または放射線は感応半導体膜に入ってキャリア（電
子や正孔）を直接変換方式で生成するとともに、生成キ
ャリアはキャリア収集電極である個別電極で素子別収集
される。そして、請求項２の２次元アレイ型検出装置で
は、感応半導体膜の表面に感応半導体膜とそれぞれショ
ットキー接合をなす各個別電極が２次元アレイ配列に対
応して区画形成されていて、生成キャリアの漏れ・広が
りが抑えられるので、キャリアが生成位置に近い個別電
極によって収集されるようになる結果、検出感度および
空間分解能が改善される。即ち、ダイナミックレンジが
大きくてクロストークが少ないのである。
合、支持基板の共通電極非形成側から入射した検出対象
の光または放射線は感応半導体膜に入ってキャリア（電
子や正孔）を直接変換方式で生成するとともに、生成キ
ャリアはキャリア収集電極である個別電極で素子別収集
される。そして、請求項２の２次元アレイ型検出装置で
は、感応半導体膜の表面に感応半導体膜とそれぞれショ
ットキー接合をなす各個別電極が２次元アレイ配列に対
応して区画形成されていて、生成キャリアの漏れ・広が
りが抑えられるので、キャリアが生成位置に近い個別電
極によって収集されるようになる結果、検出感度および
空間分解能が改善される。即ち、ダイナミックレンジが
大きくてクロストークが少ないのである。
【００１３】請求項３の２次元アレイ型検出装置の場
合、支持基板の共通電極非形成側から入射した検出対象
の光または放射線は高比抵抗感応半導体膜に入ってキャ
リア（電子や正孔）を直接変換方式で生成するととも
に、生成キャリアはキャリア収集電極である個別電極で
素子別収集される。そして、請求項３の２次元アレイ型
検出装置では、高比抵抗感応半導体膜の表面に各個別電
極が２次元アレイ配列に対応して区画形成されていて、
生成キャリアの漏れ・広がりが抑えられるので、キャリ
アが生成位置に近い個別電極によって収集されるように
なる結果、検出感度および空間分解能が改善される。や
はり、ダイナミックレンジが大きくてクロストークが少
ないのである。
合、支持基板の共通電極非形成側から入射した検出対象
の光または放射線は高比抵抗感応半導体膜に入ってキャ
リア（電子や正孔）を直接変換方式で生成するととも
に、生成キャリアはキャリア収集電極である個別電極で
素子別収集される。そして、請求項３の２次元アレイ型
検出装置では、高比抵抗感応半導体膜の表面に各個別電
極が２次元アレイ配列に対応して区画形成されていて、
生成キャリアの漏れ・広がりが抑えられるので、キャリ
アが生成位置に近い個別電極によって収集されるように
なる結果、検出感度および空間分解能が改善される。や
はり、ダイナミックレンジが大きくてクロストークが少
ないのである。
【００１４】加えて、上記の請求項１〜３の各２次元ア
レイ型検出装置の場合、光または放射線を検出する検出
側基板と、生成キャリアの蓄積・読み出しを行う読み出
し側基板とが、別々に作製されて合体されてなる構成で
あるので、感応半導体膜を積層形成する際の高熱に生成
キャリア蓄積・読み出し用の素子を晒らして劣化させる
事態が回避できる。
レイ型検出装置の場合、光または放射線を検出する検出
側基板と、生成キャリアの蓄積・読み出しを行う読み出
し側基板とが、別々に作製されて合体されてなる構成で
あるので、感応半導体膜を積層形成する際の高熱に生成
キャリア蓄積・読み出し用の素子を晒らして劣化させる
事態が回避できる。
【００１５】請求項４の２次元アレイ型検出装置の場
合、感応半導体膜と共通電極の間にも感応半導体膜とヘ
テロ接合をなす半導体膜が設けられているので、生成キ
ャリアがより漏れ難くて生成位置に近い個別電極によっ
て確実に収集されるので、検出感度および空間分解能は
いっそう改善される。
合、感応半導体膜と共通電極の間にも感応半導体膜とヘ
テロ接合をなす半導体膜が設けられているので、生成キ
ャリアがより漏れ難くて生成位置に近い個別電極によっ
て確実に収集されるので、検出感度および空間分解能は
いっそう改善される。
【００１６】
【発明の実施の形態】＜第１実施例＞続いて、この発明
の一実施例を図面を参照しながら説明する。図１は第１
実施例に係る２次元アレイ型検出装置の検出側基板の構
成を示す断面図、図２は第１実施例の２次元アレイ型検
出装置の等価回路の概要を示す回路図、図３は第１実施
例装置における検出側・読み出し側の両基板の合体状況
を示す正面図、図４は第１実施例装置の検出素子１個当
たりの構成を示す断面図である。
の一実施例を図面を参照しながら説明する。図１は第１
実施例に係る２次元アレイ型検出装置の検出側基板の構
成を示す断面図、図２は第１実施例の２次元アレイ型検
出装置の等価回路の概要を示す回路図、図３は第１実施
例装置における検出側・読み出し側の両基板の合体状況
を示す正面図、図４は第１実施例装置の検出素子１個当
たりの構成を示す断面図である。
【００１７】第１実施例の２次元アレイ型検出装置で
は、図３に示すように、光あるいは放射線を検出する検
出側基板（センサマトリックス基板）１と、生成キャリ
アの蓄積・読み出しを行う読み出し側基板（アクティブ
マトリックス基板）２とが合体されており、検出側基板
１においては入射した検出対象の光または放射線によっ
てキャリア（電子や正孔）が直接変換方式で生成される
とともに、読み出し側基板２においては生成キャリアが
素子別収集された上で取り出されるよう構成されてい
る。以下、第１実施例装置の各部の構成をより具体的に
説明する。
は、図３に示すように、光あるいは放射線を検出する検
出側基板（センサマトリックス基板）１と、生成キャリ
アの蓄積・読み出しを行う読み出し側基板（アクティブ
マトリックス基板）２とが合体されており、検出側基板
１においては入射した検出対象の光または放射線によっ
てキャリア（電子や正孔）が直接変換方式で生成される
とともに、読み出し側基板２においては生成キャリアが
素子別収集された上で取り出されるよう構成されてい
る。以下、第１実施例装置の各部の構成をより具体的に
説明する。
【００１８】検出側基板１は、無色透明のガラス基板
（支持基板）３の表面に形成されたバイアス電圧印加用
の共通電極４と、共通電極４の表面側にｐ型低抵抗半導
体膜５を介して積層形成されているとともに、検出対象
の光または放射線に感応してキャリアを生成するｐ型高
比抵抗感応半導体膜６と、この感応半導体膜６の表面に
２次元アレイ配列に対応して区画形成されてｐ型高比抵
抗感応半導体膜６とヘテロ接合をなすｎ型接合用半導体
膜７と、各接合用半導体膜７の表面にそれぞれ形成され
たキャリア収集用の個別電極（画素電極）８とを具備し
ており、検出対象の光または放射線は、ガラス基板３の
共通電極非形成側（図では上側）から入射するという構
成になっている。
（支持基板）３の表面に形成されたバイアス電圧印加用
の共通電極４と、共通電極４の表面側にｐ型低抵抗半導
体膜５を介して積層形成されているとともに、検出対象
の光または放射線に感応してキャリアを生成するｐ型高
比抵抗感応半導体膜６と、この感応半導体膜６の表面に
２次元アレイ配列に対応して区画形成されてｐ型高比抵
抗感応半導体膜６とヘテロ接合をなすｎ型接合用半導体
膜７と、各接合用半導体膜７の表面にそれぞれ形成され
たキャリア収集用の個別電極（画素電極）８とを具備し
ており、検出対象の光または放射線は、ガラス基板３の
共通電極非形成側（図では上側）から入射するという構
成になっている。
【００１９】共通電極４や個別電極８は、例えばＩｎ2
Ｏ3 ，ＳｎＯ2 ，ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）などの
導電性材からなる。ｐ型低抵抗半導体膜５はＺｎＴｅ膜
であって、ｐ型高比抵抗感応半導体膜６はＭＯＣＶＤ法
や近接昇華法あるいは粉末焼成法等で形成されるＣｄX
（Ｚｎ）1-X Ｔｅ膜であり、ｎ型接合用半導体膜７はＣ
ｄＳ膜である。
Ｏ3 ，ＳｎＯ2 ，ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）などの
導電性材からなる。ｐ型低抵抗半導体膜５はＺｎＴｅ膜
であって、ｐ型高比抵抗感応半導体膜６はＭＯＣＶＤ法
や近接昇華法あるいは粉末焼成法等で形成されるＣｄX
（Ｚｎ）1-X Ｔｅ膜であり、ｎ型接合用半導体膜７はＣ
ｄＳ膜である。
【００２０】なお、共通電極４はｐ型低抵抗半導体膜５
とオーミック接合をなしており、個別電極８は接合用半
導体膜７とオーミック接合をなしている。また共通電極
４や半導体膜５あるいは半導体膜７や個別電極８は、蒸
着法あるいはスパッタリング法による成膜や、フォトリ
ソグラフィ法によるエッチングあるいはリフトオフによ
るパターンニング等により形成される。
とオーミック接合をなしており、個別電極８は接合用半
導体膜７とオーミック接合をなしている。また共通電極
４や半導体膜５あるいは半導体膜７や個別電極８は、蒸
着法あるいはスパッタリング法による成膜や、フォトリ
ソグラフィ法によるエッチングあるいはリフトオフによ
るパターンニング等により形成される。
【００２１】検出側基板１には、図１および図２に示す
ように、共通電極４とｐ型低抵抗半導体膜５とｐ型高比
抵抗感応半導体膜６の各一部ならびに１個のｎ型接合用
半導体膜７と１個の個別電極８とによって１個分の検出
素子１ａが構成されていることになる。一方、読み出し
側基板２には、図２に示すように全検出素子１ａの各々
に対して電荷蓄積用（容量）の素子としてのコンデンサ
１０と読み出し用の素子としての薄膜トランジスタ（Ｔ
ＦＴ）１１が各１個ずつ設けられている。なお、コンデ
ンサ９は各検出素子１ａにおける共通・個別の両電極
４，８間の等価容量（検出素子容量）である。
ように、共通電極４とｐ型低抵抗半導体膜５とｐ型高比
抵抗感応半導体膜６の各一部ならびに１個のｎ型接合用
半導体膜７と１個の個別電極８とによって１個分の検出
素子１ａが構成されていることになる。一方、読み出し
側基板２には、図２に示すように全検出素子１ａの各々
に対して電荷蓄積用（容量）の素子としてのコンデンサ
１０と読み出し用の素子としての薄膜トランジスタ（Ｔ
ＦＴ）１１が各１個ずつ設けられている。なお、コンデ
ンサ９は各検出素子１ａにおける共通・個別の両電極
４，８間の等価容量（検出素子容量）である。
【００２２】なお、図２では、説明の便宜上、縦３×横
３の（画素）マトリックス構成で合計９個分のマトリッ
クス構成が示されているだけであるが、第１実施例の場
合、普通、検出側基板１においては、必要画素数に応じ
て縦１０００〜３０００×横１０００〜３０００程度の
マトリックス構成で検出素子１ａが２次元アレイ配列さ
れており、読み出し側基板２においては、画素数と同数
のコンデンサ１０および薄膜トランジスタ１１が同様の
マトリックス構成で２次元アレイ配列されている。
３の（画素）マトリックス構成で合計９個分のマトリッ
クス構成が示されているだけであるが、第１実施例の場
合、普通、検出側基板１においては、必要画素数に応じ
て縦１０００〜３０００×横１０００〜３０００程度の
マトリックス構成で検出素子１ａが２次元アレイ配列さ
れており、読み出し側基板２においては、画素数と同数
のコンデンサ１０および薄膜トランジスタ１１が同様の
マトリックス構成で２次元アレイ配列されている。
【００２３】読み出し側基板２におけるコンデンサ１０
および薄膜トランジスタ１１の具体的構成は、図４に示
す通りである。すなわち、絶縁基板（回路基板）１２の
表面に形成されたコンデンサ１０の接地側電極１０ａと
薄膜トランジスタ１１のゲート電極１１ａの上に絶縁膜
１３を介してコンデンサ１０の接続側電極１０ｂと薄膜
トランジスタ１１のソース電極１１ｂおよびドレイン電
極１１ｃが積層形成されているのに加え、最表面側が接
続側電極１０ｂを除いて絶縁膜で覆われた状態となって
いる。また接続側電極１０ｂとソース電極１１ｃはひと
つに繋がっており同時形成されている他、コンデンサ１
０の容量絶縁膜および薄膜トランジスタ１１のゲート絶
縁膜の両方を構成している絶縁膜１３には、例えばプラ
ズマＳｉＮ膜が用いられる。
および薄膜トランジスタ１１の具体的構成は、図４に示
す通りである。すなわち、絶縁基板（回路基板）１２の
表面に形成されたコンデンサ１０の接地側電極１０ａと
薄膜トランジスタ１１のゲート電極１１ａの上に絶縁膜
１３を介してコンデンサ１０の接続側電極１０ｂと薄膜
トランジスタ１１のソース電極１１ｂおよびドレイン電
極１１ｃが積層形成されているのに加え、最表面側が接
続側電極１０ｂを除いて絶縁膜で覆われた状態となって
いる。また接続側電極１０ｂとソース電極１１ｃはひと
つに繋がっており同時形成されている他、コンデンサ１
０の容量絶縁膜および薄膜トランジスタ１１のゲート絶
縁膜の両方を構成している絶縁膜１３には、例えばプラ
ズマＳｉＮ膜が用いられる。
【００２４】この読み出し側基板２は液晶表示用アクテ
ィブマトリックス基板の作製に用いられるような薄膜形
成技術や微細加工技術を用いて製造されている。また、
個別電極８とコンデンサ１０の接続側電極１０ｂを位置
合わせしておいて両基板１，２を異方導電性フィルム
（ＡＣＦ）や異方導電性ペースト（ＡＣＰ）あるいはド
ライフィルムレジスト（ＤＦＲ）などを用いて貼り合わ
せることで両基板１，２が機械的に一体構成とされてい
ると同時に、個別電極８と接続側電極１０ｂが介在導体
部１４で電気的に接続されている。
ィブマトリックス基板の作製に用いられるような薄膜形
成技術や微細加工技術を用いて製造されている。また、
個別電極８とコンデンサ１０の接続側電極１０ｂを位置
合わせしておいて両基板１，２を異方導電性フィルム
（ＡＣＦ）や異方導電性ペースト（ＡＣＰ）あるいはド
ライフィルムレジスト（ＤＦＲ）などを用いて貼り合わ
せることで両基板１，２が機械的に一体構成とされてい
ると同時に、個別電極８と接続側電極１０ｂが介在導体
部１４で電気的に接続されている。
【００２５】さらに、読み出し側基板２には、読み出し
駆動用回路としてのプリアンプ（電荷−電圧変換器）群
１５およびマルチプレクサ１６とゲートドライバ１７が
設けられている。これら読み出し駆動用回路はシリコン
半導体等のＩＣ（集積回路）が用いられる。プリアンプ
群１５は、列が同一の薄膜トランジスタ１１のドレイン
電極を結ぶ横（Ｘ）方向の読出し配線（読み出しアドレ
ス線）１８に接続されており、ゲートドライバ１７は行
が同一の薄膜トランジスタ１１のゲート電極を結ぶ横
（Ｙ）方向の読出し配線（ゲートアドレス線）１９に接
続されている。なお、プリアンプ群１５の内では、１本
の読出し配線１８に対してプリアンプが１個それぞれ接
続されている。また、各読み出し駆動用回路は異方導電
性フィルム（ＡＣＦ）等を介して読出し配線１８，１９
に接続されている。
駆動用回路としてのプリアンプ（電荷−電圧変換器）群
１５およびマルチプレクサ１６とゲートドライバ１７が
設けられている。これら読み出し駆動用回路はシリコン
半導体等のＩＣ（集積回路）が用いられる。プリアンプ
群１５は、列が同一の薄膜トランジスタ１１のドレイン
電極を結ぶ横（Ｘ）方向の読出し配線（読み出しアドレ
ス線）１８に接続されており、ゲートドライバ１７は行
が同一の薄膜トランジスタ１１のゲート電極を結ぶ横
（Ｙ）方向の読出し配線（ゲートアドレス線）１９に接
続されている。なお、プリアンプ群１５の内では、１本
の読出し配線１８に対してプリアンプが１個それぞれ接
続されている。また、各読み出し駆動用回路は異方導電
性フィルム（ＡＣＦ）等を介して読出し配線１８，１９
に接続されている。
【００２６】このように読み出し側基板２にあっては、
読み出し駆動用回路も一体的に設置されて一段と集積化
が図られた構成となっている。しかし、読み出し駆動用
回路の全部または一部が別体設置であるような構成でも
かまわない。
読み出し駆動用回路も一体的に設置されて一段と集積化
が図られた構成となっている。しかし、読み出し駆動用
回路の全部または一部が別体設置であるような構成でも
かまわない。
【００２７】続いて、以上の構成を有する第１実施例の
２次元アレイ型検出装置による光あるいは放射線の検出
動作を説明する。
２次元アレイ型検出装置による光あるいは放射線の検出
動作を説明する。
【００２８】第１実施例装置の場合、共通電極４には負
（マイナス）のバイアス電圧が印加される。検出対象の
光または放射線がガラス基板３の上側からｐ型高比抵抗
感応半導体膜６に入射するのに伴って感応半導体膜６で
はキャリアが生成する。実施例の場合、ｐ型高比抵抗感
応半導体膜６は、入射するのが光と放射線のいずれであ
ってもキャリアが生成されるＣｄX （Ｚｎ）1-X Ｔｅ膜
であるので、光検出と放射線検出の両方が可能である。
次の読み出しタイミングが来るまでは薄膜トランジスタ
１１がオフ（遮断）となっているので、生成キャリアは
コンデンサ１０に電荷として蓄積され続ける。
（マイナス）のバイアス電圧が印加される。検出対象の
光または放射線がガラス基板３の上側からｐ型高比抵抗
感応半導体膜６に入射するのに伴って感応半導体膜６で
はキャリアが生成する。実施例の場合、ｐ型高比抵抗感
応半導体膜６は、入射するのが光と放射線のいずれであ
ってもキャリアが生成されるＣｄX （Ｚｎ）1-X Ｔｅ膜
であるので、光検出と放射線検出の両方が可能である。
次の読み出しタイミングが来るまでは薄膜トランジスタ
１１がオフ（遮断）となっているので、生成キャリアは
コンデンサ１０に電荷として蓄積され続ける。
【００２９】読み出し側基板２の場合、マルチプレクサ
１６およびゲートドライバ１７へ信号読み出し用の走査
信号が送り込まれることになる。各検出素子１ａの特定
は、Ｘ方向・Ｙ方向の配列に沿って各検出素子１ａに順
番に割り付けられているアドレス（例えば０〜１０２
３）に基づいて行われるので、取り出し用の走査信号
は、それぞれＸ方向アドレスまたはＹ方向アドレスを指
定する信号となる。
１６およびゲートドライバ１７へ信号読み出し用の走査
信号が送り込まれることになる。各検出素子１ａの特定
は、Ｘ方向・Ｙ方向の配列に沿って各検出素子１ａに順
番に割り付けられているアドレス（例えば０〜１０２
３）に基づいて行われるので、取り出し用の走査信号
は、それぞれＸ方向アドレスまたはＹ方向アドレスを指
定する信号となる。
【００３０】Ｙ方向の走査信号に従ってゲートドライバ
１７からＹ方向の読出し配線１９に読み出し用の電圧が
印加されるのに伴い、各検出素子１ａが行単位で選択さ
れる。そして、Ｘ方向の走査信号に従ってマルチプレク
サ１６が切替えられることにより、選択された行・列に
合致する検出素子（画素）１ａに対応する薄膜トランジ
スタ１１がオン（導通）となると同時にコンデンサ１０
に蓄積された電荷が、プリアンプ群１５およびマルチプ
レクサ１６を順に経由して検出信号（画素信号）として
読み出される。
１７からＹ方向の読出し配線１９に読み出し用の電圧が
印加されるのに伴い、各検出素子１ａが行単位で選択さ
れる。そして、Ｘ方向の走査信号に従ってマルチプレク
サ１６が切替えられることにより、選択された行・列に
合致する検出素子（画素）１ａに対応する薄膜トランジ
スタ１１がオン（導通）となると同時にコンデンサ１０
に蓄積された電荷が、プリアンプ群１５およびマルチプ
レクサ１６を順に経由して検出信号（画素信号）として
読み出される。
【００３１】このようにして読み出された検出信号は、
適当な画像処理が施された後、ＣＲＴや液晶あるいはＰ
ＤＰ等の表示装置に送られて２次元画像として表示させ
ることができる。
適当な画像処理が施された後、ＣＲＴや液晶あるいはＰ
ＤＰ等の表示装置に送られて２次元画像として表示させ
ることができる。
【００３２】第１実施例装置の場合、検出素子１ａ毎に
ｐ型高比抵抗感応半導体膜６とｎ型接合用半導体膜７に
よるヘテロ接合が形成されていて、生成キャリアは漏れ
広がり難くて生成位置に近い各個別電極８によって素子
別収集されるので、検出感度および空間分解能が改善さ
れる。つまり、ダイナミックレンジが大きくてクロスト
ークが少なくなるのである。従って、実施例装置から出
力される検出信号に基づいて得られる画像は高画質であ
る。
ｐ型高比抵抗感応半導体膜６とｎ型接合用半導体膜７に
よるヘテロ接合が形成されていて、生成キャリアは漏れ
広がり難くて生成位置に近い各個別電極８によって素子
別収集されるので、検出感度および空間分解能が改善さ
れる。つまり、ダイナミックレンジが大きくてクロスト
ークが少なくなるのである。従って、実施例装置から出
力される検出信号に基づいて得られる画像は高画質であ
る。
【００３３】加えて、検出側基板１と読み出し側基板２
とは別々に作製されて合体されていて、ｐ型高比抵抗感
応半導体膜６を積層形成する際の高熱にキャリア蓄積・
読み出し用のコンデンサ１０や薄膜トランジスタ１１な
どを晒らして劣化させずに済むので、積層形成の際に３
００℃以上の高熱が必要な高吸収率・高変換率の高感度
ＣｄX （Ｚｎ）1-X Ｔｅ膜をｐ型高比抵抗感応半導体膜
６として用いることが出来る。ｐ型高比抵抗感応半導体
膜６が高感度であれば、ｐ型高比抵抗感応半導体膜６の
厚みを薄くして空間分解能をより高めることも可能にな
る。
とは別々に作製されて合体されていて、ｐ型高比抵抗感
応半導体膜６を積層形成する際の高熱にキャリア蓄積・
読み出し用のコンデンサ１０や薄膜トランジスタ１１な
どを晒らして劣化させずに済むので、積層形成の際に３
００℃以上の高熱が必要な高吸収率・高変換率の高感度
ＣｄX （Ｚｎ）1-X Ｔｅ膜をｐ型高比抵抗感応半導体膜
６として用いることが出来る。ｐ型高比抵抗感応半導体
膜６が高感度であれば、ｐ型高比抵抗感応半導体膜６の
厚みを薄くして空間分解能をより高めることも可能にな
る。
【００３４】＜第２実施例＞次に、第２実施例の２次元
アレイ型検出装置を図面を参照しながら説明する。図５
は第２実施例に係る２次元アレイ型検出装置の検出側基
板の構成を示す断面図である。
アレイ型検出装置を図面を参照しながら説明する。図５
は第２実施例に係る２次元アレイ型検出装置の検出側基
板の構成を示す断面図である。
【００３５】第２実施例装置の場合、検出側基板１にお
いて、ｐ型低抵抗半導体膜（ＺｎＴｅ膜）５の上には、
ｐ型高比抵抗感応半導体膜（ＣｄX （Ｚｎ）1-X Ｔｅ
膜）２０を形成するとともに、ｐ型高比抵抗感応半導体
膜（ＣｄX （Ｚｎ）1-X Ｔｅ膜）２０の表面に２次元ア
レイ配列に対応して区画形成されて感応半導体膜２０と
ショットキー接合をなす個別電極（画素電極）２１を形
成した他は、第１実施例と同様の装置であり、異なる点
のみを説明し、共通する点の説明は省略する。
いて、ｐ型低抵抗半導体膜（ＺｎＴｅ膜）５の上には、
ｐ型高比抵抗感応半導体膜（ＣｄX （Ｚｎ）1-X Ｔｅ
膜）２０を形成するとともに、ｐ型高比抵抗感応半導体
膜（ＣｄX （Ｚｎ）1-X Ｔｅ膜）２０の表面に２次元ア
レイ配列に対応して区画形成されて感応半導体膜２０と
ショットキー接合をなす個別電極（画素電極）２１を形
成した他は、第１実施例と同様の装置であり、異なる点
のみを説明し、共通する点の説明は省略する。
【００３６】第２実施例の場合、感応半導体膜２０とシ
ョットキー接合をなす個別電極２１は、ＩｎあるいはＡ
ｌといった金属材料等を用いて形成される。またｐ型低
抵抗半導体膜５のＺｎＴｅ膜は、他の元素が適当量ドー
ピングされているような膜であってもよい。さらに、感
応半導体膜２０の状況によってはｐ型低抵抗半導体膜５
が省かれてもよい。
ョットキー接合をなす個別電極２１は、ＩｎあるいはＡ
ｌといった金属材料等を用いて形成される。またｐ型低
抵抗半導体膜５のＺｎＴｅ膜は、他の元素が適当量ドー
ピングされているような膜であってもよい。さらに、感
応半導体膜２０の状況によってはｐ型低抵抗半導体膜５
が省かれてもよい。
【００３７】第２実施例の２次元アレイ型検出装置の場
合は、検出素子１ａ毎に感応半導体膜２０と個別電極２
１によるショットキー接合が形成されていて、生成キャ
リアの漏れ・広がりが少なくなり生成位置に近い各個別
電極２１によって素子別収集されるので、検出感度・空
間分解能が改善される。つまり、ダイナミックレンジが
大きくてクロストークが少なくなる。
合は、検出素子１ａ毎に感応半導体膜２０と個別電極２
１によるショットキー接合が形成されていて、生成キャ
リアの漏れ・広がりが少なくなり生成位置に近い各個別
電極２１によって素子別収集されるので、検出感度・空
間分解能が改善される。つまり、ダイナミックレンジが
大きくてクロストークが少なくなる。
【００３８】また、第１実施例の場合と比べて、接合用
半導体膜７が不用である分、製造が簡単となる。
半導体膜７が不用である分、製造が簡単となる。
【００３９】＜第３実施例＞続いて、第３実施例の２次
元アレイ型検出装置を図面を参照しながら説明する。図
６は第３実施例に係る２次元アレイ型検出装置の検出側
基板の構成を示す断面図である。
元アレイ型検出装置を図面を参照しながら説明する。図
６は第３実施例に係る２次元アレイ型検出装置の検出側
基板の構成を示す断面図である。
【００４０】第３実施例装置は、第２実施例の変形例で
あって、ｐ型低抵抗半導体膜（ＺｎＴｅ膜）５の代わり
にｎ型半導体膜（ＣｄＳ膜）２３を具備する他は、第２
実施例と同様の構成であるので、異なる点のみを説明し
て共通する点の説明は省略する。
あって、ｐ型低抵抗半導体膜（ＺｎＴｅ膜）５の代わり
にｎ型半導体膜（ＣｄＳ膜）２３を具備する他は、第２
実施例と同様の構成であるので、異なる点のみを説明し
て共通する点の説明は省略する。
【００４１】第３実施例の場合、個別電極２１はｐ型高
比抵抗感応半導体膜２０より仕事関数の大きいＡｕ，Ｐ
ｔ等（金属材料）が用いられているが、個別電極２１は
仕事関数の大きい金属材料（例えばＡｕ，Ｐｔ等）とそ
うでない導電材料（Ｉｎ2 Ｏ 3 ，ＳｎＯ2 ，ＩＴＯ）の
積層構造であってもよい。また、第３実施例装置の場
合、共通電極４に正（プラス）のバイアス電圧が印加さ
れる。
比抵抗感応半導体膜２０より仕事関数の大きいＡｕ，Ｐ
ｔ等（金属材料）が用いられているが、個別電極２１は
仕事関数の大きい金属材料（例えばＡｕ，Ｐｔ等）とそ
うでない導電材料（Ｉｎ2 Ｏ 3 ，ＳｎＯ2 ，ＩＴＯ）の
積層構造であってもよい。また、第３実施例装置の場
合、共通電極４に正（プラス）のバイアス電圧が印加さ
れる。
【００４２】第３実施例の２次元アレイ型検出装置の場
合、ｎ型半導体膜２３とｐ型高比抵抗感応半導体膜２０
の間にもヘテロ接合が生じているので、生成キャリアの
漏れ・広がりが非常に少なくなり、検出感度・空間分解
能が十分に改善される。
合、ｎ型半導体膜２３とｐ型高比抵抗感応半導体膜２０
の間にもヘテロ接合が生じているので、生成キャリアの
漏れ・広がりが非常に少なくなり、検出感度・空間分解
能が十分に改善される。
【００４３】＜第４実施例＞最後に、第４実施例の２次
元アレイ型検出装置を図面を参照しながら説明する。図
７は第４実施例に係る２次元アレイ型検出装置の検出側
基板の構成を示す断面図である。
元アレイ型検出装置を図面を参照しながら説明する。図
７は第４実施例に係る２次元アレイ型検出装置の検出側
基板の構成を示す断面図である。
【００４４】第４実施例装置では、検出側基板１におい
て、共通電極４の表面にＺｎのドープ量を制御すること
により超高比抵抗化した感応真性半導体膜（ＣｄX （Ｚ
ｎ） 1-X Ｔｅ膜）２４を直に形成するとともに、感応真
性半導体膜２４の表面に２次元アレイ配列に対応して非
障壁性の個別電極（画素電極）８を直に区画形成するよ
うにした他は、第１実施例と同様の装置であり、異なる
点のみを説明し、共通する点の説明は省略する。
て、共通電極４の表面にＺｎのドープ量を制御すること
により超高比抵抗化した感応真性半導体膜（ＣｄX （Ｚ
ｎ） 1-X Ｔｅ膜）２４を直に形成するとともに、感応真
性半導体膜２４の表面に２次元アレイ配列に対応して非
障壁性の個別電極（画素電極）８を直に区画形成するよ
うにした他は、第１実施例と同様の装置であり、異なる
点のみを説明し、共通する点の説明は省略する。
【００４５】第４実施例の場合、感応真性（ｉ型）半導
体膜２４はヘテロ接合やショットキー接合を生じないけ
れども超高比抵抗であるので、生成キャリアの漏れ・広
がりが少なくて生成位置に近い各個別電極８によって素
子別収集されるので、検出感度・空間分解能が改善され
る。それに、共通電極４はバイアス電圧が正負いずれで
あってもよいので利用し易い。
体膜２４はヘテロ接合やショットキー接合を生じないけ
れども超高比抵抗であるので、生成キャリアの漏れ・広
がりが少なくて生成位置に近い各個別電極８によって素
子別収集されるので、検出感度・空間分解能が改善され
る。それに、共通電極４はバイアス電圧が正負いずれで
あってもよいので利用し易い。
【００４６】また、上述した第１実施例の場合と比べ
て、半導体膜５，７が不用である分、製造が簡単であ
る。
て、半導体膜５，７が不用である分、製造が簡単であ
る。
【００４７】この発明は、上記実施の形態に限られるこ
とはなく、下記のように変形実施することができる。
とはなく、下記のように変形実施することができる。
【００４８】（１）全実施例では、感応半導体膜が入射
するのが光でも放射線でもキャリアが生成されるＣｄX
（Ｚｎ）1-X Ｔｅ膜であったが、この発明の装置の場
合、感応半導体膜は光入射あるいは放射線入射の片方だ
けに感応してキャリアを生成する膜であって、光検出か
放射線検出かのどちらか片方だけが行える構成であって
もよい。
するのが光でも放射線でもキャリアが生成されるＣｄX
（Ｚｎ）1-X Ｔｅ膜であったが、この発明の装置の場
合、感応半導体膜は光入射あるいは放射線入射の片方だ
けに感応してキャリアを生成する膜であって、光検出か
放射線検出かのどちらか片方だけが行える構成であって
もよい。
【００４９】（２）また、第１，２，４実施例の各２次
元アレイ型検出装置において、第３実施例と同様、検出
側基板においては、共通電極と感応半導体膜の間に感応
半導体膜とヘテロ接合をなす接合用半導体がさらに介設
されている構成の装置が、変形例として挙げられる。
元アレイ型検出装置において、第３実施例と同様、検出
側基板においては、共通電極と感応半導体膜の間に感応
半導体膜とヘテロ接合をなす接合用半導体がさらに介設
されている構成の装置が、変形例として挙げられる。
【００５０】（３）この発明の検出対象の放射線として
Ｘ線が例示されていたが、この発明が検出対象とする放
射線は、Ｘ線に限らず例えばガンマー線であってもよ
い。また検出対象の光も、可視光に限らず、紫外線や赤
外線であってもよい。
Ｘ線が例示されていたが、この発明が検出対象とする放
射線は、Ｘ線に限らず例えばガンマー線であってもよ
い。また検出対象の光も、可視光に限らず、紫外線や赤
外線であってもよい。
【００５１】
【発明の効果】以上に詳述したように、請求項１の発明
の２次元アレイ型検出装置によれば、光または放射線に
感応する感応半導体膜の上に感応半導体膜とそれぞれヘ
テロ接合をなす接合用半導体膜が２次元アレイ配列に対
応して区画形成された構成を備えていて、支持基板の共
通電極非形成側から入射した光または放射線によって感
応半導体膜に直接変換方式で生成したキャリアの漏れ・
広がりが抑えられるので、キャリアは生成位置に近い各
個別電極によって素子別収集され、検出感度・空間分解
能が改善される。つまり、ダイナミックレンジが大きく
てクロストークが少ないのである。
の２次元アレイ型検出装置によれば、光または放射線に
感応する感応半導体膜の上に感応半導体膜とそれぞれヘ
テロ接合をなす接合用半導体膜が２次元アレイ配列に対
応して区画形成された構成を備えていて、支持基板の共
通電極非形成側から入射した光または放射線によって感
応半導体膜に直接変換方式で生成したキャリアの漏れ・
広がりが抑えられるので、キャリアは生成位置に近い各
個別電極によって素子別収集され、検出感度・空間分解
能が改善される。つまり、ダイナミックレンジが大きく
てクロストークが少ないのである。
【００５２】さらに、請求項２の発明の２次元アレイ型
検出装置によれば、光または放射線に感応する感応半導
体膜の上に感応半導体膜とそれぞれショットキー接合を
なす個別電極が２次元アレイ配列に対応して区画形成さ
れた構成を備えていて、支持基板の共通電極非形成側か
ら入射した光または放射線によって感応半導体膜に直接
変換方式で生成したキャリアの漏れ・広がりが抑えられ
るので、キャリアは生成位置に近い各個別電極によって
素子別収集され、検出感度・空間分解能が改善される。
即ち、ダイナミックレンジが大きくてクロストークが少
ないのである。
検出装置によれば、光または放射線に感応する感応半導
体膜の上に感応半導体膜とそれぞれショットキー接合を
なす個別電極が２次元アレイ配列に対応して区画形成さ
れた構成を備えていて、支持基板の共通電極非形成側か
ら入射した光または放射線によって感応半導体膜に直接
変換方式で生成したキャリアの漏れ・広がりが抑えられ
るので、キャリアは生成位置に近い各個別電極によって
素子別収集され、検出感度・空間分解能が改善される。
即ち、ダイナミックレンジが大きくてクロストークが少
ないのである。
【００５３】さらに、請求項３の発明の２次元アレイ型
検出装置によれば、光または放射線に感応する高比抵抗
感応半導体膜の上に個別電極が２次元アレイ配列に対応
して区画形成されていて、支持基板の共通電極非形成側
から入射した検出対象の光または放射線によって感応半
導体膜に直接変換方式で生成したキャリアの漏れ・広が
りが抑えられるので、キャリアは生成位置に近い各個別
電極によって素子別収集され、検出感度・空間分解能が
改善される。やはり、ダイナミックレンジが大きくてク
ロストークが少ないのである。
検出装置によれば、光または放射線に感応する高比抵抗
感応半導体膜の上に個別電極が２次元アレイ配列に対応
して区画形成されていて、支持基板の共通電極非形成側
から入射した検出対象の光または放射線によって感応半
導体膜に直接変換方式で生成したキャリアの漏れ・広が
りが抑えられるので、キャリアは生成位置に近い各個別
電極によって素子別収集され、検出感度・空間分解能が
改善される。やはり、ダイナミックレンジが大きくてク
ロストークが少ないのである。
【００５４】加えて、請求項１〜３に記載の発明の各２
次元アレイ型検出装置によれば、いずれも、光または放
射線を検出する検出側基板と生成キャリアの蓄積・読み
出しを行う読み出し側基板とが別々に作製されて合体さ
れている構成であるので、感応半導体膜を積層形成する
際の高熱にキャリア蓄積・読み出し用の素子をさらして
劣化させずに済む結果、積層形成する際に高熱が必要と
なるような高感度膜を感応半導体膜として用いることが
可能となる。
次元アレイ型検出装置によれば、いずれも、光または放
射線を検出する検出側基板と生成キャリアの蓄積・読み
出しを行う読み出し側基板とが別々に作製されて合体さ
れている構成であるので、感応半導体膜を積層形成する
際の高熱にキャリア蓄積・読み出し用の素子をさらして
劣化させずに済む結果、積層形成する際に高熱が必要と
なるような高感度膜を感応半導体膜として用いることが
可能となる。
【００５５】また、請求項４の発明の２次元アレイ型検
出装置によれば、感応半導体膜と共通電極の間にも前記
半導体膜とヘテロ接合をなす半導体膜が設けられている
ので、生成キャリアがより漏れ難くて生成位置に近い個
別電極によって確実に収集される結果、検出感度・空間
分解能がいっそう改善される。
出装置によれば、感応半導体膜と共通電極の間にも前記
半導体膜とヘテロ接合をなす半導体膜が設けられている
ので、生成キャリアがより漏れ難くて生成位置に近い個
別電極によって確実に収集される結果、検出感度・空間
分解能がいっそう改善される。
【図１】第１実施例装置における検出側基板の構成を示
す断面図である。
す断面図である。
【図２】第１実施例装置の等価回路の概要を示す回路図
である。
である。
【図３】第１実施例装置の検出側・読み出し側両基板の
合体状況を示す正面図である。
合体状況を示す正面図である。
【図４】第１実施例装置の検出素子１個当たりの構成を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図５】第２実施例装置における検出側基板の構成を示
す断面図である。
す断面図である。
【図６】第３実施例装置における検出側基板の構成を示
す断面図である。
す断面図である。
【図７】第４実施例装置における検出側基板の構成を示
す断面図である。
す断面図である。
【図８】従来装置の検出素子のアレイ配列を示す平面図
である。
である。
１ …検出側基板 １ａ …検出素子 ２ …読み出し側基板 ３ …ガラス基板 ４ …共通電極 ６ …ｐ型高比抵抗感応半導体膜 ７ …ｎ型接合用半導体膜 ８ …個別電極（画素電極） １０ …コンデンサ １１ …薄膜トランジスタ ２０ …ｐ型高比抵抗感応半導体膜 ２１ …個別電極（画素電極） ２３ …ｎ型半導体膜 ２４ …感応真性半導体膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 賢治 京都市中京区西ノ京桑原町１番地 株式会 社島津製作所内 (72)発明者 鈴木 準一 京都市中京区西ノ京桑原町１番地 株式会 社島津製作所内 (72)発明者 吉牟田 利典 京都市中京区西ノ京桑原町１番地 株式会 社島津製作所内 (72)発明者 平澤 伸也 京都市中京区西ノ京桑原町１番地 株式会 社島津製作所内 (72)発明者 堀 直行 京都市中京区西ノ京桑原町１番地 株式会 社島津製作所内 (72)発明者 岸本 栄俊 京都市中京区西ノ京桑原町１番地 株式会 社島津製作所内 Ｆターム(参考） 4M118 AA01 AA02 AB01 BA04 BA05 CA15 FB03 FB09 FB13 FB16 FB23 GA02
Claims (4)
- 【請求項１】 支持基板の表面に形成された共通電極
と、共通電極の表面側に積層形成されているとともに検
出対象の光または放射線に感応してキャリアを生成する
感応半導体膜と、感応半導体膜の表面に２次元アレイ配
列に対応して区画形成されているとともに感応半導体膜
とヘテロ接合をなす接合用半導体膜と、各接合用半導体
膜の表面にそれぞれ形成された個別電極とを具備してい
る検出側基板と、検出側基板における２次元アレイ配列
に対応する配列で多数個の生成キャリア蓄積・読み出し
用の素子が回路基板の上に設けられてなる読み出し側基
板とが、各読み出し用の素子が各個別電極と電気的に接
続されるようにして合体されているとともに、支持基板
の共通電極非形成側より光または放射線が入射する構成
となっていることを特徴とする２次元アレイ型検出装
置。 - 【請求項２】 支持基板の表面に形成された共通電極
と、共通電極の表面側に積層形成されているとともに検
出対象の光または放射線に感応してキャリアを生成する
感応半導体膜と、感応半導体膜の表面に２次元アレイ配
列に対応して区画形成されているとともに感応半導体膜
とショットキー接合をなす個別電極とを具備している検
出側基板と、検出側基板における２次元アレイ配列に対
応する配列で多数個の生成キャリア蓄積・読み出し用の
素子が回路基板の上に設けられてなる読み出し側基板と
が、各読み出し用の素子が各個別電極と電気的に接続さ
れるようにして合体されているとともに、支持基板の共
通電極非形成側より光または放射線が入射する構成とな
っていることを特徴とする２次元アレイ型検出装置。 - 【請求項３】 支持基板の表面に形成された共通電極
と、共通電極の表面側に積層形成されているとともに検
出対象の光または放射線に感応してキャリアを生成する
高比抵抗感応半導体膜と、この感応半導体膜の表面に２
次元アレイ配列に対応して区画形成されている個別電極
とを具備している検出側基板と、検出側基板における２
次元アレイ配列に対応する配列で多数個の生成キャリア
蓄積・読み出し用の素子が回路基板の上に設けられてな
る読み出し側基板とが、各読み出し用の素子が各個別電
極と電気的に接続されるようにして合体されているとと
もに、支持基板の共通電極非形成側より光または放射線
が入射する構成となっていることを特徴とする２次元ア
レイ型検出装置。 - 【請求項４】 請求項１から３のいずれかに記載の２次
元アレイ型検出装置において、感応半導体膜と共通電極
との間に介在して感応半導体膜とヘテロ接合をなす接合
用半導体膜をも具備している２次元アレイ型検出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25120699A JP3436196B2 (ja) | 1999-09-06 | 1999-09-06 | ２次元アレイ型検出装置 |
| US09/650,846 US6407374B1 (en) | 1999-09-06 | 2000-08-29 | Two-dimensional array type detecting device having a common and individual electrodes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25120699A JP3436196B2 (ja) | 1999-09-06 | 1999-09-06 | ２次元アレイ型検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001077341A true JP2001077341A (ja) | 2001-03-23 |
| JP3436196B2 JP3436196B2 (ja) | 2003-08-11 |
Family
ID=17219284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25120699A Expired - Lifetime JP3436196B2 (ja) | 1999-09-06 | 1999-09-06 | ２次元アレイ型検出装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6407374B1 (ja) |
| JP (1) | JP3436196B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004356536A (ja) * | 2003-05-30 | 2004-12-16 | Canon Inc | 固体撮像装置及びその製造方法 |
| JP2005019543A (ja) * | 2003-06-24 | 2005-01-20 | Shimadzu Corp | 二次元半導体検出器および二次元撮像装置 |
| JP2008072136A (ja) * | 2007-10-24 | 2008-03-27 | Nagoya Industrial Science Research Inst | 半導体放射線検出器の製造方法 |
| JP2010219339A (ja) * | 2009-03-17 | 2010-09-30 | Sony Corp | 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、固体撮像装置の駆動方法、及び電子機器 |
| JP2011166171A (ja) * | 2011-05-16 | 2011-08-25 | Sony Corp | 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法、及び電子機器 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001284628A (ja) * | 2000-03-29 | 2001-10-12 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | Ｘ線検出装置 |
| JP2002162474A (ja) * | 2000-11-27 | 2002-06-07 | Sharp Corp | 電磁波検出器およびその製造方法 |
| JP3588053B2 (ja) * | 2001-02-07 | 2004-11-10 | シャープ株式会社 | 電磁波検出器 |
| JP2005012049A (ja) * | 2003-06-20 | 2005-01-13 | Shimadzu Corp | 放射線検出器およびそれを備えた放射線撮像装置 |
| JP4892894B2 (ja) * | 2005-08-31 | 2012-03-07 | 株式会社島津製作所 | 光または放射線検出ユニットの製造方法、およびその製造方法で製造された光または放射線検出ユニット |
| JP2010272577A (ja) | 2009-05-19 | 2010-12-02 | Takehisa Sasaki | 放射線検出素子、及び、放射線検出装置 |
| KR101257699B1 (ko) * | 2011-02-07 | 2013-04-24 | 삼성전자주식회사 | 방사선 디텍터 및 그 제조방법 |
| JP6428091B2 (ja) * | 2014-09-24 | 2018-11-28 | 住友電気工業株式会社 | 赤外線イメージセンサ |
| US9831281B2 (en) * | 2015-05-01 | 2017-11-28 | Sensors Unlimited, Inc. | Electrical interconnects for photodiode arrays and readout interface circuits in focal plane array assemblies |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6241636B1 (en) * | 1997-09-02 | 2001-06-05 | Motion Technologies, Llc | Continuously variable transmission |
-
1999
- 1999-09-06 JP JP25120699A patent/JP3436196B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-08-29 US US09/650,846 patent/US6407374B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004356536A (ja) * | 2003-05-30 | 2004-12-16 | Canon Inc | 固体撮像装置及びその製造方法 |
| KR100755597B1 (ko) * | 2003-05-30 | 2007-09-06 | 캐논 가부시끼가이샤 | 고체촬상장치 및 그의 제조방법 |
| US7732238B2 (en) | 2003-05-30 | 2010-06-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing an image sensing apparatus in which two members are bonded together |
| JP4497844B2 (ja) * | 2003-05-30 | 2010-07-07 | キヤノン株式会社 | 固体撮像装置の製造方法 |
| JP2005019543A (ja) * | 2003-06-24 | 2005-01-20 | Shimadzu Corp | 二次元半導体検出器および二次元撮像装置 |
| JP2008072136A (ja) * | 2007-10-24 | 2008-03-27 | Nagoya Industrial Science Research Inst | 半導体放射線検出器の製造方法 |
| JP2010219339A (ja) * | 2009-03-17 | 2010-09-30 | Sony Corp | 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、固体撮像装置の駆動方法、及び電子機器 |
| US8792034B2 (en) | 2009-03-17 | 2014-07-29 | Sony Corporation | Solid-state imaging device with charge transfer transistor on different substrates |
| JP2011166171A (ja) * | 2011-05-16 | 2011-08-25 | Sony Corp | 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法、及び電子機器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6407374B1 (en) | 2002-06-18 |
| JP3436196B2 (ja) | 2003-08-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6512233B1 (en) | Radiation detector and radiation image taking device | |
| JP3589954B2 (ja) | 電磁波検出器、画像検出器、および電磁波検出器の製造方法 | |
| USRE39780E1 (en) | Photoelectric converter, its driving method, and system including the photoelectric converter | |
| US8791419B2 (en) | High charge capacity pixel architecture, photoelectric conversion apparatus, radiation image pickup system and methods for same | |
| US5420452A (en) | Solid state radiation detector | |
| KR100451540B1 (ko) | 방사선 검출장치 | |
| KR101694550B1 (ko) | 픽셀 및 이를 포함하는 이미징 어레이 및 방사선 이미징 시스템 | |
| JP3469143B2 (ja) | アクティブマトリクス基板及びそれを備えた二次元画像検出器 | |
| US7148487B2 (en) | Image sensing apparatus and method using radiation | |
| CN109830563B (zh) | 探测面板及其制作方法 | |
| JP3436196B2 (ja) | ２次元アレイ型検出装置 | |
| JP3597392B2 (ja) | 二次元画像検出器 | |
| JPH0613644A (ja) | 半導体光電気変換装置 | |
| US6495817B1 (en) | Radiation detecting apparatus having an electrodeless region | |
| JP2000230981A (ja) | 放射線検出装置 | |
| US7233003B2 (en) | Radiation detector | |
| JPH01168058A (ja) | 感光素子のネットワーク | |
| US20080217713A1 (en) | Two-dimensional semiconductor detector having mechanically and electrically joined substrates | |
| JP2002236054A (ja) | 電磁波検出器 | |
| US4736234A (en) | Method of fabrication of a light image detector and a two-dimensional matrix detector obtained by means of said method | |
| JP4092825B2 (ja) | アレイ型検出装置、およびその製造方法 | |
| JP3600028B2 (ja) | Ｘ線画像検出器及びその製造方法 | |
| JPH0763859A (ja) | 放射線２次元検出器 | |
| JPH05167057A (ja) | 放射線検出素子 | |
| JP2000114534A (ja) | 光電変換装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3436196 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080606 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090606 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100606 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100606 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110606 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110606 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120606 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130606 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130606 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140606 Year of fee payment: 11 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |