JP2002289823A - X線平面検出器 - Google Patents
X線平面検出器Info
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- JP2002289823A JP2002289823A JP2001090873A JP2001090873A JP2002289823A JP 2002289823 A JP2002289823 A JP 2002289823A JP 2001090873 A JP2001090873 A JP 2001090873A JP 2001090873 A JP2001090873 A JP 2001090873A JP 2002289823 A JP2002289823 A JP 2002289823A
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Abstract
X線平面検出器を提供する。 【解決手段】 入射したX線に感光しX線を信号電荷に
変換するX線感光膜210と、X線感光膜に接し、X線
感光膜の信号電荷電流を制限する、X線感光膜と材料が
異なる半導体材料膜209と、画素毎に設けられ、半導
体材料膜のよって制限された信号電荷電流を一端で受信
するスイッチング素子402と、スイッチング素子を開
閉する駆動信号を送る走査線407と、スイッチング素
子に接続され、スイッチング素子が閉じたときに信号電
荷電流が流れ込む信号線408とを備えたことを特徴と
する。
Description
のX線平面検出器に関する。
かつ的確に行う為に、患者の医療データをデータベース
化する方向へと進んでいる。患者は複数の医療機関を利
用することが一般的であり、この様な場合、他の医療機
関のデータが無いと的確な治療行為が行えない可能性が
ある為である。
ース化の要求があり、それに伴って、X線撮影画像のデ
ィジタル化が望まれている。医用X線診断装置では、従
来銀塩フィルムを使用して撮影してきたが、これをディ
ジタル化する為には、撮影したフィルムを現像した後、
再度スキャナなどで走査する必要があり、手間と時間が
かかっていた。
CCDカメラを使用し、直接画像をディジタル化する方
式が実現されているが、例えば肺の撮影をする場合、4
0cm×40cm程度の領域を撮影する為、光を集光す
る光学装置が必要であり、装置の大型化が問題になって
いる。
アモルファスシリコンからなる薄膜トランジスタ(以
下、TFT(Thin Film Transistor)とも云う)を用い
た直接変換方式のX線平面検出器が提案されている。図
6にこのX線平面検出器の1画素の回路構成を示し、以
下で動作の説明をする。
画素のX線電荷変換膜で電荷に変えるという、直接変換
方式のX線平面検出器である。
面検出器はアレイ状に配列された複数の画素401を有
し、各画素401は、スイッチング素子として用いられ
るアモルファスシリコンからなるスイッチングTFT4
02、X線電荷変換膜403、画素容量(以下、Cst
とも云う)404、及び保護用TFT411から構成さ
れている。Cst404は、Cstバイアス線405に
接続している。X線電荷変換膜403には、高圧電源4
06によって負のバイアス電圧が印加される。スイッチ
ングTFT402は、ゲートが走査線407に接続さ
れ、ソースが信号線408に接続されており、走査線駆
動回路409によってオン/オフが制御される。信号線
408の終端は、信号検出用の増幅器410に接続して
いる。保護用TFT411は、そのソースとゲートがス
イッチングTFT402のドレインに接続され、ドレイ
ンがバイアス線412を通り電源413に接続されてい
る。なお、保護用TFT411は、設けられない場合も
ある。
403によって電荷に変換され、Cst404に電荷が
蓄積される。走査線駆動回路409によって走査線40
7が駆動され、1つの走査線407に接続している1列
のスイッチングTFT402をオンにすると、蓄積され
た電荷は信号線408を通って増幅器410側に転送さ
れる。図示しない切り替えスイッチで、1画素ごとに電
荷を増幅器410に入力し、CRT等に表示出来る様な
点順次信号に変換する。画素401に入射する光の量に
よって電荷量が異なり、増幅器410の出力振幅は変化
する。なお、Cst404に過度に電荷が蓄積される事
のないよう、バイアス電圧以上の電荷は、保護用TFT
411によりバイアス線412から逃がしている。X線
電荷変換膜403としては現在、Se等からなる膜が主
に用いられている。
出器は医療用に用いるためになるべく弱いX線で撮像す
る必要がある。この弱いX線で撮像するためには、感光
膜のX線を電子や正孔のキャリアに変換する効率が高い
必要がある。また弱い信号を検出するためにはリーク電
流が信号電流より小さい必要がある。このためには感光
膜の抵抗率が十分に大きい必要がある。現在このように
X線に感度が有り、十分な抵抗率を持つ感光膜はアモル
ファスSeしか存在しない。これは1×1010Ωcm
以上の大きな抵抗率が必要であるためであり、X線感光
膜でこのような高抵抗が実現できるのはアモルファス材
料のみである。しかし、アモルファスSeのX線電荷変
換効率は余り高く無いため人体に影響の少ない微弱なX
線での撮像は困難である。これに対しX線変換効率の良
い材料は多結晶や単結晶のX線感光膜のみであるが、こ
れらの材料では抵抗率が十分に大きくないと言う問題が
ある。
であって、X線を電荷に変換する変換効率が可及的に高
く、ダイナミックレンジが可及的に広いX線平面検出器
を提供することを目的とする。
出器は、入射したX線に感光し前記X線を信号電荷に変
換するX線感光膜と、前記X線感光膜に接し前記X線感
光膜の信号電荷電流を制限する、前記X線感光膜と材料
が異なる半導体材料膜と、画素毎に設けられ、前記半導
体材料膜によって制限された信号電荷電流を一端で受信
するスイッチング素子と、前記スイッチング素子を開閉
する駆動信号を送る走査線と、前記スイッチング素子に
接続され、前記スイッチング素子が閉じたときに前記信
号電荷電流が流れ込む信号線と、を備えたことを特徴と
する。
りも高抵抗の半導体材料膜であり、X線感度がX線感光
膜の感度の1/5以下であることが好ましい。
I2、CdS、ZnS、CdTe、PbTe、ZnTe
およびこれらの混晶からなる第1群の少なくとも1種の
材料を含み、前記高抵抗半導体材料膜は、非結晶Si、
非結晶Se、非結晶C、多結晶Si、非晶質Se及びこ
れらの混晶からなる第2群の少なくとも1種類の材料を
含んでいることが好ましい。
り、前記半導体材料膜は前記TFTの活性層と実質的に
同一層であるように構成しても良い。
面検出器においては、暗時のリーク電流の原因となるコ
ンタクト部の多数キャリアの走行を妨げる制限素子をX
線感光膜に直列に接続して設け、効率の良い多結晶や単
結晶のX線変換材料の使用を可能とする。これにより感
光膜のリーク電流を小さく制限できる。
出器の実施形態を詳細に説明するが、本発明はこの実施
形態に限定されるものではない。
検出器の第1の実施形態について説明する。この実施形
態のX線平面検出器にかかる画素の断面図を図1に示
し、この図を参照して本実施形態のX線平面検出器の構
成を説明する。
Ta、TaN、Al、Al合金、Cu、MoW等を用い
て1層の金属膜を、またはTaとTaNxの2層の金属
膜を約300nm堆積させ、エッチングを行って、スイ
ッチングTFT402のゲート電極102、走査線(図
示せず)、Cst404、Cst線102a、および保
護用TFT411のゲート電極102bのパターンを形
成する。
osition)法により絶縁膜103として、SiOxを約3
00nm、SiNxを約50nmを全面に順次積層す
る。続いてアンドープのアモルファスシリコン膜104
を約100nm堆積し、このアンドープのアモルファス
シリコン膜104上にストッパ層105としてSiNx
を約200nm堆積した後、このストッパ層105を裏
面露光法によりゲート電極102にあわせてパターニン
グする。そして、n+型アモルファスシリコン層106
を約50nm堆積した後に、トランジスタの形状にあわ
せてアモルファスシリコン層104、n+型のアモルフ
ァスシリコン層106をエッチングし、アモルファスシ
リコンの島を形成する。
縁膜103をエッチングしコンタクトホールを形成す
る。このコンタクトホールを埋め込むようにMoを約5
0nm、Alを約350nm、そして更にMoを約20
nm〜50nm、スパッタ法を用いて積層し、補助電極
502や、信号線408、TFTのソース、ドレインそ
の他の配線を形成する。
ンゾシクロブテン(BCB)を約1〜約5μm、好まし
くは約3μm積層して保護膜107を形成する。スイッ
チングTFT402および保護用TFT411並びに補
助電極502へのコンタクトホールを形成した後に、こ
のコンタクトホールを埋め込むようにITO(IndiumTin
Oxide)を約100nmの膜厚で成膜し、画素電極50
3を形成する。
タクト用のn型アモルファスシリコン膜208を約50
nm〜5μm、好ましくは約200nm成膜し、このn
型のアモルファスシリコン膜208上に抵抗率が約1×
1010〜約1×1016Ωcmの高抵抗のアモルファ
スシリコン膜209を約1〜50μm、好ましくは約3
μm成膜する。成膜方法はSiH4とドーピングガスの
プラズマCVD等を用いればよい。この高抵抗のアモル
ファスシリコン膜209上に高感度X線感光膜となる高
抵抗のPbI2膜210を約100〜1000μm、好
ましくは300μm成膜する。抵抗率は1×107〜1
×1013Ωcmであれば良い。この高抵抗のPbI2
膜210上にp型のPbI2膜211を約1〜100μ
m成膜する。このp型のPbI2膜は設置しなくても基
本的な動作には影響が無い。その後、共通電極212と
して、膜厚が約100nmのAlで形成し、最後に駆動
回路に接続する。
下のように行う。低抵抗層の形成には、n型のアモルフ
ァスシリコンも形成する場合、H2希釈ガスを添加した
SiH4に微量のPH3を添加したドーピングガスを用
い、p型のアモルファスシリコンの形成にはB2H6を
添加する。アモルファスシリコンは通常n型なので、こ
の場合は、B2H6等のアクセプタの添加により高抵抗
化できる。
説明する。
器に係る高感度X線感光膜210と高抵抗率半導体膜2
09のエネルギーバンド図を示し、図2(b)に高感度
X線感光膜210と高抵抗率半導体膜209の接合の断
面を示す。この場合には上部電極212側がp型、下部
画素電極503側がn型であるp−i−n構造であり、
利用する信号キャリアは電子であるが、利用する信号キ
ャリアがホールであれば上部よりn−i−p構造とす
る。X線が照射されると、高感度X線感光膜210にお
いてキャリアが発生する。そして、印加された電界によ
り正孔は上部電極212に到達し、電子は高感度X線感
光膜210の端に到達する。ここで電子は高抵抗半導体
膜209に注入され、高感度X線感光膜210の中より
も高い電界で加速され画素電極503まで移動する。高
感度X線感光膜210の伝導帯端のエネルギーより高抵
抗半導体膜209の伝導帯端のエネルギーが低くなる様
に調整した方が電子を効率的に輸送することができる。
端は高感度X線感光膜210の価電子帯よりも高い方が
画素電極503の正孔が高感度X線感光膜210に注入
されることによる暗時のリーク電流を低く保つために好
ましい。このためには高感度X線感光膜210のバンド
ギャップよりも高抵抗半導体膜209のバンドギャップ
が狭い方が好ましいが、これは必ずしも満足される必要
はない。上記の伝導帯、価電子帯およびバンドギャップ
の条件はかならずしもすべてが満足されなくても本発明
の効果は発揮される。バンドギャップが狭いほど真性キ
ャリア数が多いために抵抗が下がりやすいため、移動度
の低いアモルファス材料の方が高抵抗に制御することが
できる。
換効率は高くない方が好ましい。これは高抵抗半導体膜
209内でX線により上部電極212に向うキャリアが
発生すると高感度X線感光膜210との界面の障壁部に
キャリアが蓄積し、クーロン力により画素電極503で
集められる反対電荷のキャリアの走行が妨げられるため
である。このため高抵抗半導体膜209のX線電荷変換
効率は1/5以下好ましくは1/10以下が良い。X線
電荷変換効率とは1つのX線粒子の励起により発生し、
信号として利用できるキャリアの割合を示す。X線照射
の無い暗時のリーク電流は多結晶の高感度感光膜では上
部電極からのキャリア(この場合には電子)が高感度膜
内に注入されて、低抵抗である多結晶高感度膜内を走行
するために大きな暗電流が流れる。PbI2、Hg
I2、CdTe等の高感度X線感光膜は、通常多結晶で
用いられるため、このような大きな暗電流が流れる。
が多結晶粒界の連続的なトラップ順位を経由してトンネ
リング等により伝導帯まで到達し、低抵抗である多結晶
の粒界を経由して走行するためかなり大きなリーク電流
となる。しかし、高感度X線感光膜210内の価電子帯
の電子が高抵抗半導体膜209に入ると粒界等の低抵抗
パスが無いために暗電流が制限される。特に高抵抗半導
体膜209がアモルファスの場合にはトラップを経由し
てホッピングするため移動度が小さいために暗時の多結
晶感光膜のキャリアが多少多くても暗時の抵抗を高く保
つことができる。
210の暗時のリーク電流は連続的な順位のトラップを
持ち低抵抗である多結晶の粒界を経由してキャリアが走
行する。しかし、高抵抗のアモルファス半導体膜209
内ではキャリアがトラップ間をホッピングして移動する
ため移動度が小さいために暗電流を制限できる。このた
め、本実施形態によれば高抵抗半導体膜209により高
感度X線感光膜210の暗時のリーク電流を低減でき、
且つ発生した光キャリア(この場合は電子)は殆どロス
無く高抵抗半導体膜209を通り画素電極503に到達
できるため、高い感度はそのまま保持できる。
の電圧を印加し、画素電極503に電子を集め、この電
荷をスイッチングTFT402により信号線より読み出
して画素外に読み出して信号とする。X線強度が高すぎ
る場合には画素電位が負の大きな電圧になって絶縁耐圧
を超えるとスイッチングTFT402の絶縁破壊が発生
するが、このようにX線強度が高すぎる場合には保護用
TFT411がオンして過電流を信号線に流し出すこと
により過電圧を防止できる。
面検出器によれば、暗時のリーク電流が低減できるため
微少X線も検出可能となり高感度を保ったままでダイナ
ミックレンジを拡大できる。
検出器の第2の実施形態を図3および図4を参照して説
明する。
の断面図、図4は第2の実施形態のX線平面検出器の平
面図を示す。この実施形態のX線平面検出器は、第1の
実施形態のX線平面検出器において、n型半導体膜20
8および高抵抗半導体膜209をアモルファスシリコン
からアモルファスセレンに変えるとともに、保護用TF
T411を削除した構成となっている。この実施形態の
構成を以下に説明する。
Ta、TaN、Al、Al合金、Cu、MoW等の膜、
またはTaとTaNxの2層膜を約300nm堆積さ
せ、エッチングを行って、スイッチングTFT402の
ゲート電極102、走査線(図示せず)、Cst40
4、Cst線102a、バイアス線412のパターンを
形成する(図3および図4(a)参照)。
として、SiOxを約300nm、SiNxを約50n
mを積層した後、アンドープのアモルファスシリコン層
104を約100nm、ストッパ層105をSiNxで
約200nm堆積する。続いて、ストッパ層105を裏
面露光法によりゲート102にあわせてパターニング
し、n+型のアモルファスシリコン層106を約50n
m堆積した後に、トランジスタの形状にあわせてアモル
ファスシリコン層104、n+型のアモルファスシリコ
ン層106をエッチングし、アモルファスシリコンの島
を形成する(図3および図4(b)参照)。
縁膜103をエッチングしコンタクトホールを形成す
る。この上にMoを約50nm、Alを約350nm、
そして更にMoを約20nm〜50nmスパッタして積
層し、補助電極502や、信号線408、TFTのソー
ス、ドレインその他の配線を形成する(図3および図4
(c)、(d)参照)。
ンゾシクロブテン(BCB)を約1〜約5μm、好まし
くは約3μm積層して保護膜107を形成する。スイッ
チングTFT402および補助電極502へのコンタク
トホール600を形成した後に、ITOを約100nm
の膜厚で成膜し、画素電極503を形成する(図3およ
び図4(e)、(f)参照)。
用のn型のアモルファスSe膜208を約1〜100μ
m、好ましくは約10μm成膜し、このアモルファスS
e膜208上に高抵抗率の約1×1010〜約1×10
16ΩcmのアモルファスSe膜209を約1〜約10
0μm、好ましくは約30μm成膜する(図3参照)。
成膜方法は蒸着等を用いればよい。このアモルファスS
e膜209上に高感度X線感光膜となる高抵抗のPbI
2膜210を約100〜1000μm、好ましくは30
0μm成膜する(図3参照)。抵抗率は1×107〜1
×1013Ωcmであれば良い。成膜には蒸着等を用い
れば良い。この高抵抗のPbI2膜210上にp型のP
bI2膜211を約1〜100μm成膜する(図3参
照)。このp型のPbI2膜は設置しなくても基本的な
動作には影響が無い。その後、共通電極212として、
膜厚が約100nmのAlで形成し、駆動回路に接続す
る。
低抵抗層の形成にはSeにTeを0−30原子%添加す
る。またSeにAsを添加しても良い。Seは通常p型
なので、Cl、I等のハロゲン等のドナーの添加により
アクセプタを補償することにより高抵抗化できる。しか
し、さらにハロゲンを添加することによりn型として低
抵抗化することもできる。またNa、K等のアルカリの
添加によりp型として低抵抗化しても良い。
様に、暗時のリーク電流が低減できるため微少X線も検
出可能となり高感度を保ったままでダイナミックレンジ
を拡大できる。
線平面検出器の第3の実施形態を図5および図6を参照
して説明する。図5は、本実施形態の構成を示す断面図
であり、図6は、本実施形態の平面図である。
Ta、TaN、Al、Al合金、Cu、MoW等を用い
て1層を、またはTaとTaNxの2層を約300nm
堆積させ、エッチングを行って、スイッチングTFT4
02のゲート電極102、走査線(図示せず)、蓄積容
量(Cst)404、Cst線102aのパターンを形
成する。
3として、SiOx膜を約300nm、SiNx膜を約
50nmを積層した後、アンドープのアモルファスシリ
コン膜104、209を約100nm、ストッパ層10
5、105aとしてSiNxを約200nm堆積する。
ト電極102にあわせてパターニングする。またCst
404のSiNx膜105aをパターニングしエッチン
グする。n+型アモルファスシリコン膜106、106
aを約50nm堆積した後に、トランジスタの形状にあ
わせて高抵抗のアモルファスシリコン膜104、n+型
のアモルファスシリコン膜106,106aの島および
高抵抗半導体膜209としてのアモルファスシリコン膜
の島を形成する。高抵抗のアモルファスシリコン膜20
9は無添加で使用しても良く、また通常プラズマCVD
で形成したアモルファスシリコン膜は少しn型であるた
めに高抵抗にするためにB2H6をプラズマガス中に添
加しても良い。特に、高抵抗膜として膜面方向に電荷が
流れるアモルファスシリコンを使用する場合には抵抗が
大きくなりすぎる場合があり、この場合には抵抗率を下
げるためにPH3を添加しても良い。
縁膜103をエッチングしコンタクトホールを形成す
る。このコンタクトホールを埋め込むようにMoを約5
0nm、Alを約350nm、そして更にMoを約20
nm〜50nm、スパッタ法を用いて積層し、補助電極
502や、信号線408、TFTのソース、ドレインそ
の他の配線を形成する。
ベンゾシクロブテン(BCB)を約1〜約5μm、好ま
しくは約3μm積層して保護膜107を形成する。スイ
ッチングTFT402および高抵抗半導体膜209への
コンタクトホール601を形成する(図6参照)。次に
高感度X線感光膜となるPbI2膜210の成膜前に、
アモルファスシリコン膜209の界面に形成される酸化
層又は汚染層を除去するために、稀フッ酸や硝酸との混
液等によるウエット処理やH2プラズマやCF 4プラズ
マ等によるドライ処理を追加しても良いが、界面特性が
良ければこれらの処理は省略しても良い。
抗のPbI2膜を約100〜1000μm、好ましくは
300μm成膜する。抵抗率は1×107〜1×10
13Ωcmであれば良い。成膜には蒸着等を用いれば良
い。この高感度X線感光膜210上にp型のPbI2膜
211を約1〜100μm成膜する。このp型のPbI
2は設置しなくても基本的な動作には影響が無い。その
後、共通電極212として、約100nmのAlで形成
し、最後に駆動回路に接続する。
209が画素電極を兼用している構成となっている。こ
のため、高感度X線感光膜210によってX線から変換
された電荷は、高抵抗半導体膜209、n+型のアモル
ファスシリコン膜106a、および補助電極502を介
してスイッチングTFT402に流れる。すなわち、第
1及び第2の実施形態と異なり、高抵抗半導体膜209
の膜厚方向ではなく、膜面方向に電荷を流すことにより
高抵抗を形成できる。このため、第1及び第2の実施形
態に比べて、薄い高抵抗膜で大きな抵抗を実現できる。
これに対し、第1および第2の実施形態のように、膜厚
方向に電流を流す場合には厚い膜厚が必要であるためコ
ストが増加しやすい。また高抵抗半導体膜209に電圧
を印加することにより抵抗を制御することができる。こ
の発明では共通電極に負の電圧を印加して動作させ、第
1の実施形態と同様に過電圧を防止できる。
1の実施形態と同様に、暗時のリーク電流が低減できる
ため微少X線も検出可能となり高感度を保ったままでダ
イナミックレンジを拡大できる。また、TFT形成用の
アモルファスシリコン膜を、高抵抗半導体膜209とし
て利用できるために工程を削減でき低コストが実現でき
る。
線平面検出器の第4の実施形態を図7を参照して説明す
る。図7は本実施形態の構成を示す断面図である。本実
施形態では高抵抗半導体膜としてポリシリコンを用い
る。またTFTのn−i接合部にLDD構造を設けてオ
フ時の電流を制限した構成となっている。
ト膜となるSiNx膜1を50nm形成した後、SiO
2膜を100nm及びアモルファスシリコン膜を50n
mの膜厚で形成する。次にELA(Excimer Laser Annea
l)でアモルファスシリコン膜を多結晶化してポリシリコ
ン膜2を形成する。続いてポリシリコン膜2をパターニ
ングしてポリシリコン膜2の島を形成した後にレジスト
パターン(図示せず)をマスクとして閾値Vth制御用
のB又はPを注入またはプラズマドープする。
膜5を成膜する。その後、例えばMoWからなるゲート
電極6を形成する。そして、ゲート電極6またはレジス
トパターン(図示せず)をマスクとしてLDD(Lightl
y Doped Drain)構造のn−領域3と、Pを高濃度ドープ
したソース・ドレインとなるn+領域4を形成する。
7を形成した後、TFT部402のソース・ドレイン領
域および蓄積容量部404とのコンタクトをとるために
層間絶縁膜7にコンタクト孔を開ける。続いて、このコ
ンタクト孔を埋め込むようにMo/Al/Moを堆積
し、パターニングすることにより信号線、データ線8、
容量線102等を形成する。
ベンゾシクロブテン(BCB)を約1〜約5μm、好ま
しくは約3μm積層して保護膜107を形成する。スイ
ッチングTFT402と高感度X線感光膜とのコンタク
トをとるためにポリシリコン膜2へのコンタクトホール
602を保護膜107に形成する。
と感光膜コンタクト部のn+型ポリシリコン膜4との接
続は、図7に示すように金属配線膜8を用いても良い
し、図8に示すように低抵抗ポリシリコン膜4を用いて
も良い。
となる高抵抗のPbI2膜210を約100〜1000
μm、好ましくは300μm成膜する。抵抗率は1×1
07〜1×1013Ωcmであれば良い。成膜には蒸着
等を用いれば良い。この高感度X線感光膜210上にp
型のPbI2膜211を約1〜100μm成膜する。こ
のp型のPbI2膜211は設置しなくても基本的な動
作には影響が無い。その後、共通電極212として、約
100nmのAlで形成し、最後に駆動回路に接続す
る。
と同様に、高抵抗半導体膜2の膜厚方向ではなく、膜面
方向に電荷を流すことにより高抵抗を形成できる。この
ため薄い高抵抗膜で大きな抵抗抵抗を実現できる。これ
に対し、第1および第2の実施形態のように、膜厚方向
に電流を流す場合には厚い膜厚が必要であるためコスト
が増加しやすい。また高抵抗半導体膜2の電極に電圧を
印加することにより抵抗を制御することができる。この
実施形態では共通電極212に負の電圧を印加して動作
させ、第1の実施形態と同様に過電圧を防止できる。
ば、暗時のリーク電流が低減できるため微少X線も検出
可能となり高感度を保ったままでダイナミックレンジを
拡大できる。また、TFT形成用のアモルファスシリコ
ン膜を高抵抗半導体膜2として利用できるために工程を
削減でき低コストが実現できる。
PbI2に限らず、HgI2、PbTe、HgTe、C
dS、ZnS、CdTe、またはZnTe等の多結晶又
は単結晶の高効率のX線感光材料及びこれらの混晶であ
れば何でも良い。
スシリコン(非晶質シリコン)、アモルファスC、アモ
ルファスSe、非結晶C、非結晶GaN、及びこれらの
混合物に限らず高抵抗の半導体であれば何でも良く、ポ
リシリコン、多結晶及び単結晶のダイアモンド、Al
N、GaN及びこれらの混晶等、高抵抗の半導体であれ
ば良い。
アモルファスシリコン、アモルファスSe、ポリシリコ
ン等の膜への処理として、下部膜の表面酸化層又や汚染
層の除去のための前処理は、酸化膜や酸化物を除去する
ために、溶液及びプラズマガスは適宜選択すれば良い。
界面特性が良ければこれらの処理は省略しても良い。
分に吸収できる膜厚とすれば良く、高抵抗半導体膜の膜
厚は光キャリア(電子又は正孔)がアドレス時間の1/
10程度の時間に高抵抗膜を走行できるように選べば良
い。
であり格子不整合が4%と小さいために、Se膜上にP
bI2膜を積層した場合、良好なPbI2の多結晶又は
単結晶が成膜でき良好な特性が実現できた。
されるものなら何でも良く、本実施形態においては、X
線感光膜は低温で塗布形成可能である為、耐熱性の低い
プラスチック等を用いても良い。従って、X線平面検出
器全体に可塑性を持たせることも可能となる。
してアモルファスシリコンを用いたが、ポリシリコンに
より形成しても良い。ポリシリコンで形成すると、ポリ
シリコンの移動度が高いことからTFTを小さくするこ
とが出来る為、画素の有効エリアが拡大し、また、周辺
回路も同じガラス基板上に作成できる為、周辺回路を含
めた製造コストが安くなる、という効果もある。
ゲート下置きでも良い。
xや、SiO2、また有機のポリイミド類(ε=約3.
3、耐圧約300V/mm)や、ベンゾシクロブテン
(ε=約2.7、耐圧約400V/mm)、JSR
(株)製アクリル系感光樹脂HRC(ε=約3.2)、
黒レジスト等を用いれば良く、これらを必要に応じて積
層しても良い。保護膜107としては、フッ素系樹脂も
比誘電率が小さい(ε=約2.1)為、有効である。保
護膜107は感光性でなくても良いが、感光性の材料の
方がパターニングが容易である為に有効である。
線を電荷に変換する効率を可及的に高くすることができ
るとともに、可及的に広いダイナミックレンジを得るこ
とができる。
の構成を示す断面図。
半導体膜と高感度X線感光膜との接合のエネルギ−バン
ド図。
の構成を示す断面図。
の製造工程を示す平面図。
の構成を示す断面図。
の構成を示す平面図。
の構成を示す断面図。
の変形例の構成を示す断面図。
路。
Claims (4)
- 【請求項1】入射したX線に感光し前記X線を信号電荷
に変換するX線感光膜と、前記X線感光膜に接し前記X
線感光膜の信号電荷電流を制限する、前記X線感光膜と
材料が異なる半導体材料膜と、画素毎に設けられ、前記
半導体材料膜によって制限された信号電荷電流を一端で
受信するスイッチング素子と、前記スイッチング素子を
開閉する駆動信号を送る走査線と、前記スイッチング素
子に接続され、前記スイッチング素子が閉じたときに前
記信号電荷電流が流れ込む信号線と、を備えたことを特
徴とするX線平面検出器。 - 【請求項2】前記半導体材料膜は、前記X線感光膜より
も高抵抗の半導体材料膜であり、X線感度がX線感光膜
の感度の1/5以下であることを特徴とする請求項1記
載のX線平面検出器。 - 【請求項3】前記X線感光膜は、PbI2、HgI2、
CdS、ZnS、CdTe、PbTe、ZnTeおよび
これらの混晶からなる第1群の少なくとも1種の材料を
含み、前記高抵抗半導体材料膜は、非結晶Si、非結晶
Se、非結晶C、多結晶Si、非晶質Se及びこれらの
混晶からなる第2群の少なくとも1種類の材料を含んで
いることを特徴とする請求項1または2記載のX線平面
検出器。 - 【請求項4】前記スイッチング素子はTFTであり、前
記半導体材料膜は前記TFTの活性層と実質的に同一層
であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記
載のX線平面検出器。
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- 2001-03-27 JP JP2001090873A patent/JP3665584B2/ja not_active Expired - Fee Related
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