JP2002181945A - Radiation detecting device, its manufacturing method, and radiation image pickup system - Google Patents

Radiation detecting device, its manufacturing method, and radiation image pickup system

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JP2002181945A
JP2002181945A JP2000377712A JP2000377712A JP2002181945A JP 2002181945 A JP2002181945 A JP 2002181945A JP 2000377712 A JP2000377712 A JP 2000377712A JP 2000377712 A JP2000377712 A JP 2000377712A JP 2002181945 A JP2002181945 A JP 2002181945A
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JP
Japan
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radiation
conductive adhesive
metal
substrate
radiation detection
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Application number
JP2000377712A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroki Ishizaka
宏希 石坂
Yoshihiro Ogawa
善広 小川
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Canon Inc
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Canon Inc
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  • Measurement Of Radiation (AREA)
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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly sensitive and large-area radiation detecting device by connecting a semiconductor converting substrate for converting radiation and a signal processing substrate for processing its signals by a conductive adhesive. SOLUTION: In a GaAs substrate 101 for detecting X-rays, an Al membrane 102 and a metal bump 103 are formed. On an insulating substrate 106, TFTs or capacitors 108 and signals wires 109 are arranged. An insulating protective membrane 107 is partially opened, and a metal pad 105 made of a membrane of aluminum is formed on the insulating protective membrane 107. The conductive adhesive 104 is applied onto the metal pad 105. The metal bump 103 on the GaAs substrate 101 is heated, pressed, and connected in an embedded state to the conductive adhesive 104 applied to the metal pad 105 on the insulating substrate 106.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、放射線検出装置、
特に放射線を直接電気信号に変換する直接型の放射線検
出装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a radiation detecting device,
In particular, the present invention relates to a direct radiation detection device that directly converts radiation into an electric signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のX線撮像装置では、X線をシンチ
レータによって可視光に変換して、フィルムに撮像して
いたが、このフィルムを用いた撮像方式からデジタル画
像処理方式への移行に伴い、密着型センサーの開発が進
められている。この密着型センサーは、水素化アモルフ
ァスシリコン(以下、a−Siと記す)に代表される光
電変換半導体材料の開発により、光電変換素子及び信号
処理部を大面積の基板に形成し、原稿と等倍の光学系で
読み取るものである。特にa−Siは、光電変換材料と
してだけでなく、信号読み出し用のTFT(thin film t
ransistor)としても用いることができるので、光電変換
半導体層とTFTの半導体層とを同時に形成することが
できる。
2. Description of the Related Art In a conventional X-ray imaging apparatus, X-rays are converted into visible light by a scintillator and imaged on a film, but with the shift from an imaging method using this film to a digital image processing method. The development of a contact type sensor is underway. This contact type sensor has a photoelectric conversion element and a signal processing unit formed on a large-area substrate by developing a photoelectric conversion semiconductor material typified by hydrogenated amorphous silicon (hereinafter abbreviated as a-Si). It is read by a double optical system. In particular, a-Si is used not only as a photoelectric conversion material but also as a TFT (thin film t) for signal reading.
Since it can also be used as a ransistor, the photoelectric conversion semiconductor layer and the semiconductor layer of the TFT can be formed simultaneously.

【0003】また、同時に形成するTFT等のスイッチ
素子および容量素子とは相性が良く、同一膜構成のため
共通な膜として同時に形成可能であり、さらに光電変換
装置を高S/N化、低コスト化することができる。また
容量素子のコンデンサも中間層に絶縁層を含んでおり、
良好な特性で形成でき、複数の光電変換素子で得られた
光情報を、簡単な構成で出力できる高機能の光電変換装
置が提供することができる。このようなことから、低コ
スト、大面積、高機能、高特性のファクシミリや、イメ
ージスキャナ、X線撮像装置を提供することができる。
このa−Siを用いた密着型センサーでX線を検出する
場合、X線をシンチレータによって可視光に変換してか
ら光電変換する間接型のX線検出器を構成する。
Further, it is compatible with a switch element such as a TFT and a capacitor element formed at the same time, and can be formed simultaneously as a common film due to the same film configuration. Can be Capacitor capacitors also include an insulating layer in the middle layer,
A high-performance photoelectric conversion device that can be formed with favorable characteristics and can output optical information obtained by a plurality of photoelectric conversion elements with a simple configuration can be provided. Thus, it is possible to provide a low-cost, large-area, high-performance, high-performance facsimile, image scanner, and X-ray imaging apparatus.
When X-rays are detected by the contact type sensor using a-Si, an indirect X-ray detector is configured in which the X-rays are converted into visible light by a scintillator and then photoelectrically converted.

【0004】これに対し、X線の転送効率を上げるた
め、すなわちX線検出器を高感度化するために、X線と
の相性が良いGaAsの単結晶半導体を用い、X線を直
接電気信号に変換する直接型のX線検出器が注目されて
いる。これは、直接X線をGaAsの単結晶半導体に吸
収させることにより、シンチレータによる光変換がない
ため、発生したキャリアの転送効率を向上することがで
きる。このGaAsによる半導体変換基板と、信号読み
出しのための絶縁基板上にマトリックス状に形成された
TFT及びコンデンサとの接続の際、微細パターンと微
細パターンとを接着する技術として一般に市販されてい
る異方性導電膜(ACF)を使用し、電気的に接続を行
っている。
On the other hand, in order to increase the transfer efficiency of X-rays, that is, to increase the sensitivity of an X-ray detector, a GaAs single crystal semiconductor having good compatibility with X-rays is used, and X-rays are directly transmitted to an electric signal. Attention has been paid to a direct type X-ray detector for converting to X-ray. This is because, by directly absorbing X-rays into a GaAs single crystal semiconductor, there is no light conversion by the scintillator, so that the transfer efficiency of generated carriers can be improved. When connecting a semiconductor conversion substrate made of GaAs with TFTs and capacitors formed in a matrix on an insulating substrate for signal reading, an anisotropic technology generally used for bonding fine patterns to each other is commercially available. Electrical connection is made using an electrically conductive film (ACF).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では単結晶半導体の生成が困難であり、大面積のセ
ンサーとして使用することが難しい。仮に大面積センサ
ーが作られたとしても、半導体変換基板と絶縁基板とを
加熱圧力によって異方性導電膜で接続する際に問題が発
生する。例えば、金属バンプが形成された大面積の半導
体変換基板と、TFT及びコンデンサがマトリックス状
に形成された絶縁基板とを、30〜40kg/cm
圧力で接続する際、大きな荷重となってこれらの基板が
破壊してしまう。さらに、高温による加熱圧着によって
デバイスにかかる熱ストレスが問題となる。
However, in the above-mentioned conventional example, it is difficult to produce a single crystal semiconductor, and it is difficult to use it as a sensor having a large area. Even if a large-area sensor is manufactured, a problem occurs when the semiconductor conversion substrate and the insulating substrate are connected by an anisotropic conductive film by heating pressure. For example, when connecting a large-area semiconductor conversion substrate on which metal bumps are formed and an insulating substrate on which TFTs and capacitors are formed in a matrix at a pressure of 30 to 40 kg / cm 2 , a large load is applied. Substrate is destroyed. Further, thermal stress applied to the device due to thermal compression bonding at a high temperature poses a problem.

【0006】そこで本発明は、放射線を直接電気信号に
変換して読み取る直接型の放射線検出装置において、放
射線を電気信号に変換する半導体変換基板とTFT及び
コンデンサを有する絶縁基板との接続の際の、加熱及び
加圧によるトラブルを防止することによって、高感度か
つ高信頼のX線検出器を提供することを課題とする。
Accordingly, the present invention provides a direct type radiation detecting apparatus for directly converting radiation into an electric signal and reading the radiation, when connecting a semiconductor conversion substrate for converting radiation to an electric signal and an insulating substrate having a TFT and a capacitor. Another object of the present invention is to provide a highly sensitive and highly reliable X-ray detector by preventing troubles caused by heating and pressurization.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明は、放射線を電気信号に変換する半導体変換
基板上に形成された金属バンプと、前記電気信号を読み
取り処理する信号処理基板上に形成された金属パッドと
を接続した放射線検出装置において、前記半導体変換基
板上の金属バンプが、前記信号処理基板上の金属パッド
に塗布された前記導電性接着剤に埋め込まれた状態で、
電気的に接続されている。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a metal bump formed on a semiconductor conversion board for converting radiation into an electric signal, and a signal processing board for reading and processing the electric signal. In the radiation detection device connected to the metal pad formed thereon, in a state where the metal bump on the semiconductor conversion substrate is embedded in the conductive adhesive applied to the metal pad on the signal processing substrate,
It is electrically connected.

【0008】すなわち本発明は、放射線を検出して電気
信号に変換する半導体変換基板上の金属バンプを、電気
信号を読み取り処理する信号処理基板上の金属パッドに
塗布された導電性接着剤埋め込まれた状態で接続するこ
とによって、接続の際の加熱及び加圧を減少すると共に
確実に接続し、高感度で大面積かつ高信頼の放射線検出
装置を提供するものである。
That is, according to the present invention, a metal bump on a semiconductor conversion board for detecting radiation and converting it into an electric signal is embedded with a conductive adhesive applied to a metal pad on a signal processing board for reading and processing the electric signal. By providing the radiation detection device with high sensitivity, large area and high reliability, it is possible to reduce the heating and pressurization at the time of connection and to make sure the connection.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0010】[実施の形態1]:図1は、本発明に係る
実施形態の放射線検出装置の要部断面図である。半導体
変換基板上に形成された金属バンプと絶縁基板上に形成
された金属パッドとの接続された状態を示す断面図であ
る。
[Embodiment 1] FIG. 1 is a sectional view of a main part of a radiation detecting apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state where metal bumps formed on a semiconductor conversion substrate are connected to metal pads formed on an insulating substrate.

【0011】101は、X線を検出する単結晶の半導体
基板であり、GaAsを使用している。半導体基板10
1の表面には、スパッタリング、抵抗加熱蒸着、電子ビ
ーム蒸着等により、金属膜を形成する。本実施の形態で
は、スパッタリングによりアルミニウム膜(Al膜)1
02が成膜されている。これは、金属バンプ103を形
成する際に密着性及び導電性を良好にするための膜であ
る。金属バンプ103は、電解メッキにより成膜されて
おり、金が用いられている。他には、クロム、チタン、
モリブデン、銅を用いることができる。金属バンプ10
3の直径は、10〜160μmの範囲とする。160μ
m以上であると画素サイズを超えてしまうからであり、
10μm以下であると、ゴミによって形成されない箇所
が出てきてしまい、未接触の原因になってしまうからで
ある。金属バンプ103の高さは、5〜150μmの範
囲とする。150μm以上であると、エッチングの際、
バンプの先が細くなり、ドット状に形成された金属バン
プのばらつきが生じるからであり、5μm以下である
と、形成されたバンプが導電性接着剤にめり込まないか
らである。以上の数値範囲は、接続先である信号処理基
板のTFTもしくはコンデンサの配列ピッチと、接続の
確実性とを考慮した値である。本実施の形態では、金属
バンプ103の高さを70±3μmにて形成する。以上
の構成によって、X線を電気信号に変換する半導体変換
基板を構成する。
Reference numeral 101 denotes a single crystal semiconductor substrate for detecting X-rays, which uses GaAs. Semiconductor substrate 10
A metal film is formed on the surface of 1 by sputtering, resistance heating evaporation, electron beam evaporation, or the like. In the present embodiment, an aluminum film (Al film) 1 is formed by sputtering.
02 is formed. This is a film for improving adhesion and conductivity when forming the metal bump 103. The metal bump 103 is formed by electrolytic plating, and uses gold. Others include chrome, titanium,
Molybdenum and copper can be used. Metal bump 10
The diameter of 3 is in the range of 10 to 160 μm. 160μ
If it is more than m, it will exceed the pixel size,
If the thickness is 10 μm or less, a portion that is not formed due to dust comes out and causes non-contact. The height of the metal bump 103 is in the range of 5 to 150 μm. When it is 150 μm or more, at the time of etching,
This is because the tip of the bump becomes thin and the metal bump formed in a dot shape varies, and if it is 5 μm or less, the formed bump does not sink into the conductive adhesive. The above numerical range is a value in consideration of the arrangement pitch of the TFTs or capacitors of the signal processing substrate to be connected and the reliability of the connection. In the present embodiment, the height of the metal bump 103 is formed at 70 ± 3 μm. With the above configuration, a semiconductor conversion substrate that converts X-rays into an electric signal is formed.

【0012】106は絶縁基板であり、108は絶縁基
板106上にマトリックス状に配列されたTFTもしく
はコンデンサである。109は信号線であり、入力され
た信号を読み出すための配線膜となっている。107は
絶縁性の保護膜である。105は保護膜107の一部を
開口してその上に形成された金属パッドであり、Al膜
102と同様にスパッタリングによるアルミニウムが成
膜されている。金属パッド105は、他にクロム、チタ
ン、モリブデン、銅、金を用いることができる。以上の
構成によって、GaAs基板101でX線から光電変換
された電気信号を読み取り処理する信号処理基板を構成
する。
Reference numeral 106 denotes an insulating substrate, and reference numeral 108 denotes TFTs or capacitors arranged on the insulating substrate 106 in a matrix. Reference numeral 109 denotes a signal line, which is a wiring film for reading an input signal. 107 is an insulating protective film. Reference numeral 105 denotes a metal pad formed by opening a part of the protective film 107 and formed with aluminum by sputtering similarly to the Al film 102. For the metal pad 105, chromium, titanium, molybdenum, copper, or gold can be used. With the above configuration, a signal processing substrate that reads and processes an electric signal photoelectrically converted from X-rays by the GaAs substrate 101 is configured.

【0013】104は導電性の接着剤であり、信号処理
基板上に形成された金属パッド105上にドット状に塗
布され、金属バンプ103の1.1倍以上の断面積で塗
布される。これは、金属バンプ103を、金属パッド1
05に塗布された導電性接着剤104に埋め込まれた状
態で接続するためである。導電性接着剤104の粘度
は、10〜200パスカル・秒である。10パスカル・
秒以下であると、塗布する際にだれてしまうからであ
る。また200パスカル・秒以上であると塗布する際に
均一に塗布できないからである。本実施の形態では、メ
ーカーが旭化学研究所のLS−109エポキシ系の導電
性接着剤を使用し、粘度が75パスカル・秒であり、ス
クリーン法にて高さを60μmに形成する。導電性接着
剤104に混入されている導電粒子は、金、銀、銅のい
ずれかまたはこれらの混合からなり、その導電粒子の大
きさは、50μm以下である。50μm以上の場合、粘
度が低くなり、だれてしまうからである。
Reference numeral 104 denotes a conductive adhesive, which is applied in a dot shape on a metal pad 105 formed on a signal processing substrate, and is applied with a cross-sectional area of 1.1 times or more that of the metal bump 103. This means that the metal bump 103 is
This is because the connection is performed in a state where the conductive adhesive 104 is embedded in the conductive adhesive 104. The viscosity of the conductive adhesive 104 is 10 to 200 Pascal second. 10 Pascal
This is because if the time is shorter than the second, the liquid will be dropped during application. On the other hand, if it is more than 200 Pascal-second, it is impossible to apply uniformly when applying. In this embodiment, the manufacturer uses LS-109 epoxy-based conductive adhesive manufactured by Asahi Chemical Laboratory, has a viscosity of 75 Pascal-second, and has a height of 60 μm by a screen method. The conductive particles mixed in the conductive adhesive 104 are made of any of gold, silver, and copper, or a mixture thereof, and the size of the conductive particles is 50 μm or less. If the thickness is 50 μm or more, the viscosity is low and the viscosity drops.

【0014】GaAs基板101上の金属バンプ103
は、絶縁基板106上の金属パッド105に塗布された
導電性接着剤104に、加熱及び圧力を加えることのよ
って、埋め込まれた状態で接続される。高さ70±3μ
mの金属バンプが形成されていることにより、低圧力に
よって接続でき、加圧によるGaAs基板101と絶縁
基板106の破壊を防ぐことができる。その結果、Ga
As基板101でX線検出によって発生したキャリア
を、導電性接着剤104を介して金属パッド105に移
動できる。金属バンプ103が導電性接着剤104に埋
め込まれていることによって、接触面積が大きくなり、
低抵抗での接続が可能になる。
Metal bump 103 on GaAs substrate 101
Is connected to the conductive adhesive 104 applied to the metal pad 105 on the insulating substrate 106 in an embedded state by applying heat and pressure. Height 70 ± 3μ
By forming the metal bumps of m, the connection can be made with a low pressure, and the GaAs substrate 101 and the insulating substrate 106 can be prevented from being broken by the pressure. As a result, Ga
Carriers generated by X-ray detection on the As substrate 101 can be moved to the metal pad 105 via the conductive adhesive 104. Since the metal bump 103 is embedded in the conductive adhesive 104, the contact area increases,
Connection with low resistance becomes possible.

【0015】図2は、絶縁基板106上にマトリックス
状で形成された金属パッド105上にスクリーン法で形
成された導電性接着剤104の高さがばらついた状態を
示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which the height of the conductive adhesive 104 formed by the screen method on the metal pads 105 formed in a matrix on the insulating substrate 106 varies.

【0016】図3は、図2のばらついた導電性接着剤1
04に、GaAs基板101上の金属バンプ103が未
接触部分がないように接続した状態を示す断面図であ
る。GaAs基板101上に形成された高さ70±3μ
mの金属バンプ103が未接触状態なしで接続するた
め、導電性接着剤104の高さは60μmで形成され、
金属バンプ103と導電性接着剤104とが20〜80
%接触した状態で埋め込まれている。接触が少ないと高
抵抗になってしまうからであり、接触が多いと隣接して
いる画素とのショートの原因になるからである。
FIG. 3 shows the conductive adhesive 1 of FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which the metal bumps 103 on the GaAs substrate 101 are connected so as to have no uncontacted portions. 70 ± 3μ height formed on the GaAs substrate 101
m metal bumps 103 are connected without a non-contact state, so the height of the conductive adhesive 104 is 60 μm,
20 to 80 of the metal bump 103 and the conductive adhesive 104
% Embedded in contact. This is because if the contact is small, the resistance becomes high, and if the contact is large, it causes a short circuit with an adjacent pixel.

【0017】[実施の形態2]:図4は、本発明に係る
他の実施形態の放射線検出装置の要部断面図である。半
導体変換基板上の金属バンプと絶縁基板上の金属パッド
との接続状態を示す断面図である。
[Embodiment 2] FIG. 4 is a sectional view of a main part of a radiation detecting apparatus according to another embodiment of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a connection state between a metal bump on a semiconductor conversion substrate and a metal pad on an insulating substrate.

【0018】101は、X線を検出する単結晶の半導体
基板であり、GaAsを使用している。102は、金属
バンプ103を形成する際に密着性及び導電性を良好に
するための膜であり、スパッタリングによりアルミニウ
ムが成膜されている。金属バンプ103は、電解メッキ
により成膜されており、金が用いられている。金属バン
プ103は、高さ70±3μmにて形成される。
A single crystal semiconductor substrate 101 for detecting X-rays uses GaAs. Reference numeral 102 denotes a film for improving adhesion and conductivity when forming the metal bump 103, and aluminum is formed by sputtering. The metal bump 103 is formed by electrolytic plating, and uses gold. The metal bump 103 is formed with a height of 70 ± 3 μm.

【0019】106は絶縁基板であり、108は絶縁基
板106上にマトリックス状に配列されたTFTもしく
はコンデンサである。109は信号線であり、入力され
た信号を読み出すための配線膜となっている。107は
絶縁性の保護膜である。105は保護膜107の一部を
開口してその上に形成された金属パッドであり、Al膜
102と同様にスパッタリングによるアルミニウムが成
膜されている。
Reference numeral 106 denotes an insulating substrate, and reference numeral 108 denotes TFTs or capacitors arranged on the insulating substrate 106 in a matrix. Reference numeral 109 denotes a signal line, which is a wiring film for reading an input signal. 107 is an insulating protective film. Reference numeral 105 denotes a metal pad formed by opening a part of the protective film 107 and formed with aluminum by sputtering similarly to the Al film 102.

【0020】104は導電性の接着剤であり、メーカー
が旭化学研究所のLS−109エポキシ系の導電性接着
剤を使用し、粘度は75パスカル・秒であり、スクリー
ン法にて高さを100μmで形成する。
Reference numeral 104 denotes an electrically conductive adhesive. The manufacturer uses an LS-109 epoxy-based electrically conductive adhesive manufactured by Asahi Chemical Research Laboratories, has a viscosity of 75 Pascal second, and increases the height by a screen method. Formed at 100 μm.

【0021】401は絶縁性の保護膜である。Al膜1
02に導電性接着剤104が接触した状態で、GaAs
基板101でX線検出によって発生したキャリアが金属
パッド105に流れると、Al膜102と導電性接着剤
104との接触部分で、局部電池が構成され、Al膜1
02に腐食が生じる。このため、導電性接着剤104の
Al膜102への接触を防止するため、絶縁性保護膜4
01を形成する。
Reference numeral 401 denotes an insulating protective film. Al film 1
02 with the conductive adhesive 104 in contact with GaAs.
When a carrier generated by X-ray detection on the substrate 101 flows to the metal pad 105, a local battery is formed at a contact portion between the Al film 102 and the conductive adhesive 104, and the Al film 1
Corrosion occurs in 02. Therefore, in order to prevent the conductive adhesive 104 from contacting the Al film 102, the insulating protective film 4
01 is formed.

【0022】以上の構成で、GaAs基板101上の金
属バンプ103と絶縁基板106上の金属パッド105
とを接続し、GaAs基板101でX線検出によって発
生したキャリアを金属パッド105に移動できる。本実
施の形態では、絶縁性保護膜401を成膜すると共に、
金属バンプ103の高さ70±3μmに対し、導電性接
着剤104の高さを100μmに形成して、GaAs基
板101と絶縁基板106とを接続する。このため、接
続の際に圧力をかけすぎても導電性接着剤104がAl
膜102に接触することなく、金属バンプ103との接
触面積を増やすことができる。その結果、さらに接触抵
抗を少なくすることができる。
With the above structure, the metal bump 103 on the GaAs substrate 101 and the metal pad 105 on the insulating substrate 106
Can be connected to move the carrier generated by X-ray detection on the GaAs substrate 101 to the metal pad 105. In this embodiment mode, the insulating protective film 401 is formed,
The conductive adhesive 104 is formed to have a height of 100 μm with respect to the height of the metal bumps 103 of 70 ± 3 μm, and the GaAs substrate 101 and the insulating substrate 106 are connected. For this reason, even if excessive pressure is applied during connection, the conductive adhesive 104
The contact area with the metal bump 103 can be increased without contacting the film 102. As a result, the contact resistance can be further reduced.

【0023】図5は、本発明による放射線検出装置のX
線診断システムへの適用例を示したものである。
FIG. 5 shows the X-ray of the radiation detecting apparatus according to the present invention.
It shows an example of application to a line diagnostic system.

【0024】X線チューブ6050で発生したX線60
60は患者あるいは被験者6061の胸部6062を透
過し、半導体変換基板を上部に実装した光電変換装置6
040に入射する。この入射したX線には被験者606
1の体内部の情報が含まれている。光電変換装置604
0は、X線の入射に応じて、これを光電変換し、電気信
号を得る。この電気信号はデジタル変換されイメージプ
ロセッサ6070により画像処理され制御室のディスプ
レイ6080で観察できる。
X-ray 60 generated by X-ray tube 6050
Reference numeral 60 denotes a photoelectric conversion device 6 which transmits through a chest 6062 of a patient or a subject 6061 and has a semiconductor conversion board mounted thereon.
040. The subject 606
1 contains information on the inside of the body. Photoelectric conversion device 604
0 performs photoelectric conversion of the X-ray in response to incidence of the X-ray to obtain an electric signal. This electric signal is converted into a digital signal, image-processed by an image processor 6070, and can be observed on a display 6080 in the control room.

【0025】また、この画像情報は電話回線6090等
の伝送手段により遠隔地へ転送でき、別の場所のドクタ
ールームなどディスプレイ6081に表示もしくは光デ
ィスク等の保存手段に保存することができ、遠隔地の医
師が診断することも可能である。またフィルムプロセッ
サ6100によりフィルム6110に記録することもで
きる。
This image information can be transferred to a remote place by a transmission means such as a telephone line 6090, and can be displayed on a display 6081 such as a doctor room at another place or stored in a storage means such as an optical disk. It is also possible for a doctor to make a diagnosis. It can also be recorded on a film 6110 by a film processor 6100.

【0026】なお、以上の実施形態では、X線撮像シス
テムを例に説明したが、放射線とはX線以外のα,β,
γ線等を含み、電気信号に変換可能なものとする。
In the above embodiment, an X-ray imaging system has been described as an example. However, radiation means α, β,
It is assumed that it can be converted to an electric signal, including γ rays.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、放射線
を直接電気信号に変換して読み取る直接型の放射線検出
装置において、放射線を検出する半導体変換基板とTF
T及びコンデンサを有する絶縁基板すなわち信号処理基
板とを導電性接着剤で接続することによって、高感度で
大面積の放射線検出装置を提供できる。さらに、半導体
変換基板上に形成された金属バンプを、信号処理基板上
に形成された金属パッドに塗布された導電性接着剤に埋
め込まれた状態で接続することによって、断線欠陥の無
い高信頼の放射線検出装置を提供でき、また製品の歩留
まりを良くすることができる。
As described above, the present invention relates to a direct type radiation detecting device for directly converting radiation into an electric signal and reading the radiation, and a semiconductor conversion substrate for detecting radiation and a TF.
By connecting an insulating substrate having T and a capacitor, that is, a signal processing substrate, with a conductive adhesive, a high-sensitivity, large-area radiation detecting apparatus can be provided. Furthermore, by connecting the metal bumps formed on the semiconductor conversion substrate in a state where the metal bumps are embedded in the conductive adhesive applied to the metal pads formed on the signal processing substrate, high reliability without disconnection defects is obtained. A radiation detection device can be provided, and the yield of products can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施の形態1における、金属バンプと金属パッ
ドとの接続状態を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a connection state between a metal bump and a metal pad in the first embodiment.

【図2】導電性接着剤の高さがばらついた状態を示す断
面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state where the height of a conductive adhesive varies.

【図3】ばらついた導電性接着剤に金属バンプを接続し
た状態を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which metal bumps are connected to a conductive adhesive that has varied.

【図4】実施の形態2における、金属バンプと金属パッ
ドとの接続状態を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a connection state between a metal bump and a metal pad in a second embodiment.

【図5】本発明による放射線検出装置のX線診断システ
ムへの適用例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an example of application of the radiation detection device according to the present invention to an X-ray diagnostic system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 半導体変換基板 102 Al膜 103 金属バンプ 104 導電性の接着剤 105 金属パッド 106 絶縁基板 107 絶縁性の保護膜 108 マトリックス状に配列されたTFTもしくはコ
ンデンサ 109 信号線 401 絶縁性の保護膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Semiconductor conversion substrate 102 Al film 103 Metal bump 104 Conductive adhesive 105 Metal pad 106 Insulating substrate 107 Insulating protective film 108 TFT or capacitor arranged in a matrix 109 Signal line 401 Insulating protective film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G088 EE01 FF02 GG21 JJ05 JJ33 JJ37 4M118 AA01 AA10 AB01 BA06 CB02 FB09 FB13 FB16 FB25 HA31 5C024 AX11 AX16 CX41 CY47 EX21 5F088 AB07 BB07 CB14 EA04 EA06 EA08 FA05 JA20 LA07 LA08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2G088 EE01 FF02 GG21 JJ05 JJ33 JJ37 4M118 AA01 AA10 AB01 BA06 CB02 FB09 FB13 FB16 FB25 HA31 5C024 AX11 AX16 CX41 CY47 EX21 5F088 AB07 BB07 EA04 FA08

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 放射線を電気信号に変換する半導体変換
基板上に形成された金属バンプと、前記電気信号を読み
取り処理する信号処理基板上に形成された金属パッドと
を接続した放射線検出装置において、 前記半導体変換基板の金属バンプと、前記信号処理基板
の金属パッドとが、導電性接着剤を介して電気的に接続
されていることを特徴とする放射線検出装置。
1. A radiation detecting apparatus comprising: a metal bump formed on a semiconductor conversion substrate for converting radiation into an electric signal; and a metal pad formed on a signal processing substrate for reading and processing the electric signal. A radiation detection apparatus, wherein the metal bumps of the semiconductor conversion board and the metal pads of the signal processing board are electrically connected via a conductive adhesive.
【請求項2】 前記半導体変換基板上の金属バンプが、
前記信号処理基板上の金属パッドに塗布された前記導電
性接着剤に埋め込まれた状態で、電気的に接続されてい
ることを特徴とする請求項1に記載の放射線検出装置。
2. The metal bump on the semiconductor conversion substrate,
The radiation detection apparatus according to claim 1, wherein the radiation detection apparatus is electrically connected to the signal processing board while being embedded in the conductive adhesive applied to a metal pad on the signal processing board.
【請求項3】 前記半導体変換基板上の金属バンプと、
前記信号処理基板上の金属パッドに塗布された導電性接
着剤とは、加熱及び圧力を加えることによって接続され
ることを特徴とする請求項1に記載の放射線検出装置。
3. A metal bump on the semiconductor conversion substrate,
The radiation detection apparatus according to claim 1, wherein the radiation detection apparatus is connected to the conductive adhesive applied to the metal pad on the signal processing board by applying heat and pressure.
【請求項4】 前記半導体変換基板上に形成された金属
バンプが、クロム、チタン、モリブデン、銅もしくは金
のいずれかで形成されることを特徴とする請求項1に記
載の放射線検出装置。
4. The radiation detection apparatus according to claim 1, wherein the metal bump formed on the semiconductor conversion substrate is formed of one of chromium, titanium, molybdenum, copper, and gold.
【請求項5】 前記半導体変換基板上に形成された金属
バンプの直径が、10〜160μmであることを特徴と
する請求項1に記載の放射線検出装置。
5. The radiation detecting apparatus according to claim 1, wherein the diameter of the metal bump formed on the semiconductor conversion substrate is 10 to 160 μm.
【請求項6】 前記半導体変換基板上に形成された金属
バンプの高さが、5〜150μmであることを特徴とす
る請求項1に記載の放射線検出装置。
6. The radiation detecting apparatus according to claim 1, wherein the height of the metal bump formed on the semiconductor conversion substrate is 5 to 150 μm.
【請求項7】 前記信号処理基板上に形成された金属パ
ッドが、クロム、チタン、アルミニウム、モリブデン、
銅もしくは金のいずれかで形成されることを特徴とする
請求項1に記載の放射線検出装置。
7. The method according to claim 7, wherein the metal pad formed on the signal processing substrate includes chromium, titanium, aluminum, molybdenum,
The radiation detection device according to claim 1, wherein the radiation detection device is formed of one of copper and gold.
【請求項8】 前記信号処理基板上の金属パッドに、前
記導電性接着剤がドット状で、そのドットの断面積が前
記半導体変換基板上の金属バンプの断面積の1.1倍以
上で塗布されていることを特徴とする請求項1に記載の
放射線検出装置。
8. The method according to claim 1, wherein the conductive adhesive is applied to a metal pad on the signal processing board in a dot shape, and the cross-sectional area of the dot is 1.1 times or more the cross-sectional area of the metal bump on the semiconductor conversion board. The radiation detection apparatus according to claim 1, wherein
【請求項9】 前記導電性接着剤が、エポキシ系の接着
剤であることを特徴とする請求項1に記載の放射線検出
装置。
9. The radiation detecting apparatus according to claim 1, wherein the conductive adhesive is an epoxy-based adhesive.
【請求項10】 前記導電性接着剤の粘度が、10〜2
00パスカル・秒であることを特徴とする請求項1に記
載の放射線検出装置。
10. The conductive adhesive has a viscosity of 10-2.
The radiation detection apparatus according to claim 1, wherein the radiation detection apparatus is 00 Pascal-second.
【請求項11】 前記導電性接着剤に混入されている導
電粒子が、金、銀、銅のいずれかまたはこれらの混合か
らなることを特徴とする請求項1に記載の放射線検出装
置。
11. The radiation detecting apparatus according to claim 1, wherein the conductive particles mixed in the conductive adhesive are made of one of gold, silver, and copper, or a mixture thereof.
【請求項12】 前記導電性接着剤に混入されている導
電粒子の大きさが、5〜100μmであることを特徴と
する請求項1に記載の放射線検出装置。
12. The radiation detection apparatus according to claim 1, wherein the size of the conductive particles mixed in the conductive adhesive is 5 to 100 μm.
【請求項13】 前記半導体変換基板上の前記金属バン
プが形成された以外の部分に絶縁性保護膜を塗布したこ
とを特徴とする請求項1に記載の放射線検出装置。
13. The radiation detecting apparatus according to claim 1, wherein an insulating protective film is applied to a portion of the semiconductor conversion substrate other than where the metal bump is formed.
【請求項14】 放射線を電気信号に変換する半導体変
換基板上に形成された金属バンプと、前記電気信号を読
み取り処理する信号処理基板上に形成された金属パッド
とを接続する放射線検出装置の製造方法において、 前記信号処理基板上の金属パッドに導電性接着剤を塗布
する工程と、 前記半導体変換基板上の金属バンプ及び前記金属パッド
上に塗布された導電性接着剤を加熱すると共に、前記金
属バンプを前記導電性接着剤に埋め込むように押圧して
接続する工程とを含むことを特徴とする放射線検出装置
の製造方法。
14. A method of manufacturing a radiation detecting device for connecting a metal bump formed on a semiconductor conversion substrate for converting radiation into an electric signal and a metal pad formed on a signal processing substrate for reading and processing the electric signal. Applying a conductive adhesive to a metal pad on the signal processing board; heating the conductive adhesive applied on the metal bump and the metal pad on the semiconductor conversion board; Pressing the bumps so as to be embedded in the conductive adhesive and connecting the bumps to the conductive adhesive.
【請求項15】 被験者に放射線を照射するための放射
線源と、 この放射線を検出する請求項1ないし13のいずれか1
項に記載の放射線検出装置と、 この検出された信号をデジタル変換して画像処理する画
像処理手段と、 この処理された画像を表示する表示手段とを備えること
を特徴とする放射線撮像システム。
15. A radiation source for irradiating a subject with radiation, and detecting the radiation.
A radiation imaging system, comprising: the radiation detection device according to any one of the preceding items, an image processing unit that digitally converts the detected signal and performs image processing, and a display unit that displays the processed image.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7170062B2 (en) * 2002-03-29 2007-01-30 Oy Ajat Ltd. Conductive adhesive bonded semiconductor substrates for radiation imaging devices
RU2586081C1 (en) * 2015-05-25 2016-06-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ, НИ ТГУ) Internal gain semiconductor detector based on semi-insulating gallium arsenide and preparation method thereof
CN105789365A (en) * 2014-12-22 2016-07-20 中国科学院微电子研究所 Semiconductor device

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