JP2002031687A - 放射線検出装置 - Google Patents

放射線検出装置

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JP2002031687A
JP2002031687A JP2000217445A JP2000217445A JP2002031687A JP 2002031687 A JP2002031687 A JP 2002031687A JP 2000217445 A JP2000217445 A JP 2000217445A JP 2000217445 A JP2000217445 A JP 2000217445A JP 2002031687 A JP2002031687 A JP 2002031687A
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protective layer
refractive index
antireflection film
cesium iodide
light
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Satoshi Okada
岡田  聡
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 X線センサーのシグナルSとノイズNの比S
/Nの劣化を抑え、高感度な放射線検出装置を提供する
ことにある。 【解決手段】 基板上に光電変換素子とスイッチ素子に
よって形成されたX線センサーパネルにおいて、素子上
部に少なくとも一層の第一の保護層が形成され、第一の
保護層の上面に反射防止膜がパターン形成されており、
パターン形成された反射防止膜の上部に波長変換体が形
成されていることを特徴とする放射線検出装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置に関し、
詳しくはX線センサーに用いられる放射線検出装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】近年、レントゲン撮影のフィルムレス化
の流れの中、各社からX線エリアセンサーが発表されて
おり、その方式もダイレクト式(X線を直接電気信号に
変換して読み取るタイプ)とインダイレクト方式(X線
を一旦可視光に変換して可視光を電気信号に変換して読
み取るタイプ)の2つに大別される。
【0003】図4は、実用化が間近なインダイレクト方
式の代表的なX線エリアセンサーの断面図を示したもの
である。図中、401はガラス基板、402はアモルフ
ァスシリコンを用いたMIS型フォトセンサー部、40
3はTFTスイッチ部、411はSiN:H等よりなる
保護層、421は沃化セシウム(CsI:Ti)からな
るシンチレーター、422はアルミニウム等よりなる反
射膜である。
【0004】図面上部から入射したX線が反射膜422
を透過し、シンチレーター中の沃化セシウムに吸収され
る。X線を吸収した沃化セシウムは、バルク中で可視光
を全方向に発光する。この時、沃化セシウムからなるシ
ンチレーター421は図示したように縦方向に柱状に結
晶成長しているため、バルク中で発光した光は結局、結
晶粒界で反射しながら柱状の方向に光ファイバーの原理
のように進むこととなり、ほとんどが図面下方の素子部
に集光されるため、この構造にしておくと、光感度と分
解能を向上することができる。
【0005】センサーの感度は、シグナルSとノイズN
の比S/Nで決まることは周知の事実だが、上述した方
法だと、沃化セシウムと保護層との屈折率の差が大きす
ぎた場合、反射率が大きくなってしまい、せっかく沃化
セシウムの特徴を生かして光をセンサー部に集光しても
保護層との間での光の反射が多くなり、シグナルSが低
下してしまうという問題点が発生してしまう。例えば、
沃化セシウムの屈折率が1.8、保護層の屈折率を3.
0とした時の反射率は約6.3%となる。
【0006】また、沃化セシウムがスイッチ部の上部に
も形成されているため、スイッチ部に入射した光によっ
てスイッチ部分の活性層でキャリアが発生し、スイッチ
のオフ電流を大きくすることとなるため、ノイズNが上
昇するという問題点も発生してしまうのである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、X線
センサーのシグナルSとノイズNの比S/Nの劣化を抑
え、高感度な放射線検出装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】以上の問題点を解決する
ため、本発明に従って、基板上に光電変換素子とスイッ
チ素子によって形成されたX線センサーパネルにおい
て、素子上部に少なくとも一層の第一の保護層が形成さ
れ、第一の保護層の上面に反射防止膜がパターン形成さ
れており、少なくとも光電変換部の上部に反射防止膜が
存在し、反射防止膜の上部に直接もしくは第二の保護層
を挟んで波長変換体を形成することによって、光電変換
素子への入射光量を積極的に高めた放射線検出装置が提
供される。
【0009】そして、第一の保護層の屈折率をNp1、
反射防止膜の屈折率をNr、反射防止膜の上面に形成さ
れた層の屈折率をNp2とした時、NrがNp1とNp
2の間の膜により形成することによって、反射を最小限
に抑えるものである。
【0010】
【実施例】以下に、具体的な実施例を挙げて本発明をよ
り詳細に説明する。
【0011】(実施例1)図1は好適な実施例の断面を
示したものである。101はガラス基板、102はアモ
ルファスシリコンを用いたMIS型フォトセンサー部、
103はTFTスイッチ部、111は屈折率2.4のS
iN:H等よりなる保護層、121は屈折率1.8の沃
化セシウム(CsI:Ti)等からなるシンチレータ
ー、122はアルミニウム等よりなる反射膜である。そ
して、110は、屈折率2.2の塩化鉛(PbCl2
からなる反射防止膜で、光電変換部上のみに存在する
が、TFTスイッチ部と配線のクロス部に存在しないよ
う、パターニングしてある。
【0012】塩化鉛110の形成方法としては、一般的
な蒸着法等を用い、基板温度を素子の劣化を抑えられる
200℃以内の範囲とし、フォトリソグラフィー工程を
経てパターニングする。本実施例では反射防止膜として
塩化鉛を用いているが、屈折率としては1.8〜2.4
の範囲のものでよく、例えば、硫化亜鉛(屈折率2.
3、ZnS)、酸化セシウム(屈折率2.2、Ce
2)、酸化カドミウム(屈折率2.07、CdO)、
酸化アンチモン(屈折率1.85、Sb23)、酸化タ
ングステン(屈折率2.0、WO3)等でもよい。
【0013】図中、121の沃化セシウムからなるシン
チレーターは、反射防止膜110上にも保護層111上
にも蒸着されるが、この場合、反射防止膜上への蒸着に
対して最適化しているため、柱状構造も反射防止膜11
0上の方が適正に形成される。以上の構造になった時、
シンチレーター121中の沃化セシウムがX線を吸収す
ることによって発生する光は柱状構造の中を伝播し、反
射防止膜が形成された部分では反射率が低いが、反射防
止膜が形成されていない部分では反射率が高い。更に、
反射防止膜が存在しないTFTスイッチ部103上は、
シンチレーター121中の柱状化した沃化セシウムの結
晶性が劣化している。そのため、沃化セシウム中で発生
した光の損失が大きくなり、結果的にTFTスイッチ部
103上に到達する光の強度も弱くなってしまう。従っ
て、光電変換部102にはより多くの光を取り込むこと
と、TFTスイッチ部103への光量を抑えることが同
時に可能となったため、X線センサーのS/Nが向上す
る。
【0014】(実施例2)図2は、好適な実施例を示し
たものでエリアセンサーパネルを平面方向に複数貼り合
わせた構造のものの断面である。
【0015】204は基台のガラス、205は基台とガ
ラス基板を貼り合わせるための接着層、201はガラス
基板、202はアモルファスシリコンを用いたMIS型
フォトセンサー部、203はTFTスイッチ部、211
はSiN:H等よりなる第1の保護層、212は屈折率
1.7のポリイミド等からなる第2の保護層である。こ
のポリイミドは、複数の基板を貼り合わせた後の各基板
同士の段差を軽減するよう、平坦化を目的に塗布されて
いる。221は屈折率1.8の沃化セシウム(CsI:
Ti)等からなるシンチレーター、222はアルミニウ
ム等よりなる反射膜である。そして、210は、屈折率
1.78の酸化アルミニウム(Al23)からなる反射
防止膜で、光電変換部202上のみに存在するが、TF
Tスイッチ部と配線のクロス部に存在しないよう、パタ
ーニングしてある。酸化アルミニウム210の形成方法
としては、一般的なスパッタ等を用い、基板温度を素子
の劣化を抑えられる200℃以内の範囲とし、フォトリ
ソグラフィー工程を経てパターニングする。
【0016】図中、221の沃化セシウムからなるシン
チレーターは、反射防止膜210上にも第2の保護層2
12上にも蒸着されるが、この場合も、反射防止膜21
0上への蒸着に対して、最適化しているため、反射防止
膜210上に堆積したものの方が適正な柱状構造となっ
ている。更に、沃化セシウムの蒸着条件によっては蒸着
面から上方に向けて柱の径が大きくなる、つまり図で示
したようなラッパ状の柱状構造を取る。
【0017】以上の構造になった時の作用としては、シ
ンチレーター221中の沃化セシウムからの集光及び反
射の防止とTFTスイッチ部203上への光強度の低減
については実施例1と同じであるが、沃化セシウムの蒸
着条件によっては図面に示したようなラッパ型の柱状構
造を取りうるので、光電変換部の上部以外に到達したX
線も有効利用することが可能となる。このような構造で
あれば、小さなセンサーパネルを複数貼り合わせ、第2
の保護層212に平坦化の役割を持たせながら、シンチ
レーター221となる沃化セシウムを均一に蒸着するこ
とが可能になると同時に、本発明の目的であるS/Nの
劣化を抑える、もしくは向上させることが可能となるも
のである。
【0018】(実施例3)図3は、好適な実施例を示し
たものでエリアセンサーパネルを平面方向に複数貼り合
わせた構造のものの断面である。
【0019】304は基台のガラス、305は基台とガ
ラス基板を貼り合わせるための接着層、301はガラス
基板、302はアモルファスシリコンを用いたMIS型
フォトセンサー部、303はTFTスイッチ部、311
は屈折率2.4のSiN:H等よりなる第1の保護層、
312は屈折率1.7のポリイミド等からなる第2の保
護層である。このポリイミドも、複数の基板を貼り合わ
せた後の各基板同士の平坦化を目的に塗布されている。
321は屈折率1.8の沃化セシウム(CsI:Ti)
等からなるシンチレーター、322はアルミニウム等よ
りなる反射膜である。そして、310は、屈折率2.0
の酸化タングステン(WO3)からなる反射防止膜で、
光電変換部302上のみに存在するが、TFTスイッチ
部303と配線のクロス部に存在しないよう、パターニ
ングしてある。酸化タングステン310の形成方法とし
ては、一般的なスパッタ等を用い、基板温度を素子の劣
化を抑えられる200℃以内の範囲とし、フォトリソグ
ラフィー工程を経てパターニングする。
【0020】図中、321の沃化セシウムからなるシン
チレーターは第2の保護層312上に蒸着される。以上
の構造になった時、沃化セシウム中から第2の保護層3
12のポリイミドを通して進行してきた光は反射防止膜
310が形成された部分では反射率が低いが、反射防止
膜310が形成されてない部分では反射率が高い。従っ
て、光電変換部302へより多くの光を取り込むことが
可能となり、センサーのS/Nが向上する。このような
構造であれば、実施例2と同様、小さなセンサーパネル
を複数貼り合わせ、第2の保護層312で平坦化した上
で、沃化セシウムを均一に蒸着することを可能にすると
同時に、本発明の目的であるS/Nの劣化を抑える、も
しくは向上させることが可能となるものである。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
沃化セシウムによって変換される光を有効に利用するこ
とが可能となると同時に、光を入射したくない部分への
入射光を抑えることが可能となるため、X線センサーの
S/N、すなわち、高感度な放射線検出装置を提供する
ことが可能となった。
【0022】特に、沃化セシウムの使用は、より一層の
波長変換効率の向上を図ることができ、また、柱状結晶
状等の結晶化した場合は分離能も向上することができる
ため、より高性能の放射線検出装置を提供することが可
能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明である実施例1の放射線検出装置の断面
図である。
【図2】本発明である実施例2の放射線検出装置の断面
図である。
【図3】本発明である実施例3の放射線検出装置の断面
図である。
【図4】従来の放射線検出装置の断面図である。
【符号の説明】
101,201,301,401 ガラス基板 102,202,302,402 アモルファスシリコ
ンを用いたMIS型フォトセンサー部 103,203,303,403 TFTスイッチ部 110 塩化鉛(PbCl2)等からなる反射防止膜 111,411 SiN:H等よりなる保護層 121,221,321,421 沃化セシウム(Cs
I:Ti)等からなるシンチレーター 122,222,322,422 アルミニウム等より
なる反射膜 204,304 基台のガラス 205,305 基台とガラス基板を貼り合わせるため
の接着層 210 酸化アルミニウム(Al23)からなる反射防
止膜 211,311 SiN:Hよりなる第1の保護層 212,312 ポリイミド等の有機材料からなる第2
の保護層 310 酸化タングステン(WO3)からなる反射防止
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04N 5/32 H01L 31/00 A

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に光電変換素子とスイッチ素子に
    よって形成されたX線センサーパネルにおいて、素子上
    部に少なくとも一層の第一の保護層が形成され、第一の
    保護層の上面に反射防止膜がパターン形成されており、
    パターン形成された反射防止膜の上部に波長変換体が形
    成されていることを特徴とする放射線検出装置。
  2. 【請求項2】 パターン形成された反射防止膜が少なく
    とも光電変換素子上部に存在する請求項1に記載の放射
    線検出装置。
  3. 【請求項3】 パターン形成された反射防止膜の上面に
    第二の保護層が形成されており、第二の保護層の上面に
    波長変換体が形成されている請求項1又は2に記載の放
    射線検出装置。
  4. 【請求項4】 第一の保護層の屈折率をNp1、反射防
    止膜の屈折率をNr、反射防止膜の上面に形成された層
    の屈折率をNp2とした時、NrがNp1とNp2の間
    の膜により形成されている請求項1〜3のいずれかに記
    載の放射線検出装置。
  5. 【請求項5】 波長変換体がアルカリハライド系蛍光体
    である請求項1又は3に記載の放射線検出装置。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004233343A (ja) * 2003-01-06 2004-08-19 Fuji Photo Film Co Ltd 放射線像変換パネル
JP2008051793A (ja) * 2006-03-02 2008-03-06 Canon Inc 放射線検出装置及びシンチレータパネル
JP2008294454A (ja) * 2008-06-13 2008-12-04 Hamamatsu Photonics Kk ホトダイオードアレイおよびその製造方法
JP2009065200A (ja) * 2008-11-18 2009-03-26 Hamamatsu Photonics Kk 放射線検出器
JP2009139373A (ja) * 2008-11-19 2009-06-25 Hamamatsu Photonics Kk 放射線検出器の製造方法
US7727794B2 (en) 2003-03-10 2010-06-01 Hamamatsu Photonics K.K. Photodiode array, method for manufacturing same, and radiation detector
JP2011220774A (ja) * 2010-04-07 2011-11-04 Canon Inc 放射線検出素子の製造方法
JPWO2011148700A1 (ja) * 2010-05-26 2013-07-25 コニカミノルタ株式会社 フラットパネルディテクタ
JP2014169956A (ja) * 2013-03-05 2014-09-18 Canon Inc シンチレータ結晶体
JPWO2016063451A1 (ja) * 2014-10-23 2017-08-03 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像装置およびその製造方法
WO2020166224A1 (ja) * 2019-02-15 2020-08-20 キヤノン株式会社 シンチレータプレートの製造方法、シンチレータプレート、放射線検出装置および放射線検出システム

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004233343A (ja) * 2003-01-06 2004-08-19 Fuji Photo Film Co Ltd 放射線像変換パネル
US8389322B2 (en) 2003-03-10 2013-03-05 Hamamatsu Photonics K.K. Photodiode array, method of manufacturing the same, and radiation detector
US7727794B2 (en) 2003-03-10 2010-06-01 Hamamatsu Photonics K.K. Photodiode array, method for manufacturing same, and radiation detector
JP2008051793A (ja) * 2006-03-02 2008-03-06 Canon Inc 放射線検出装置及びシンチレータパネル
US7538330B2 (en) 2006-03-02 2009-05-26 Canon Kabushiki Kaisha Radiation detection apparatus and scintillator panel
US7893405B2 (en) 2006-03-02 2011-02-22 Canon Kabushiki Kaisha Radiation detection apparatus and scintillator panel
JP2008294454A (ja) * 2008-06-13 2008-12-04 Hamamatsu Photonics Kk ホトダイオードアレイおよびその製造方法
JP2009065200A (ja) * 2008-11-18 2009-03-26 Hamamatsu Photonics Kk 放射線検出器
JP2009139373A (ja) * 2008-11-19 2009-06-25 Hamamatsu Photonics Kk 放射線検出器の製造方法
JP2011220774A (ja) * 2010-04-07 2011-11-04 Canon Inc 放射線検出素子の製造方法
JPWO2011148700A1 (ja) * 2010-05-26 2013-07-25 コニカミノルタ株式会社 フラットパネルディテクタ
JP2015108636A (ja) * 2010-05-26 2015-06-11 コニカミノルタ株式会社 フラットパネルディテクタ
JP5799953B2 (ja) * 2010-05-26 2015-10-28 コニカミノルタ株式会社 フラットパネルディテクタ
JP2014169956A (ja) * 2013-03-05 2014-09-18 Canon Inc シンチレータ結晶体
JPWO2016063451A1 (ja) * 2014-10-23 2017-08-03 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像装置およびその製造方法
WO2020166224A1 (ja) * 2019-02-15 2020-08-20 キヤノン株式会社 シンチレータプレートの製造方法、シンチレータプレート、放射線検出装置および放射線検出システム

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