JP2003017676A - 放射線撮像装置およびそれを用いた放射線撮像システム - Google Patents
放射線撮像装置およびそれを用いた放射線撮像システムInfo
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
- G01T1/2018—Scintillation-photodiode combinations
- G01T1/20185—Coupling means between the photodiode and the scintillator, e.g. optical couplings using adhesives with wavelength-shifting fibres
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-
- 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
- H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
- H01L27/14658—X-ray, gamma-ray or corpuscular radiation imagers
- H01L27/14663—Indirect radiation imagers, e.g. using luminescent members
Abstract
(57)【要約】
【課題】 撮像素子間に接続線を通すための隙間によ
り、隣接する撮像素子の隙間の部分にはシンチレーター
が形成されにくい。 【解決手段】 外部接続のための外部端子部１２０が配
された撮像素子を複数有する放射線撮像装置において、
外部端子部を構成するリード１０４が、複数の撮像素子
の間から受光面とは反対側に延出してあって、撮像素子
１０１の受光面を高さの基準とすると、外部端子部１２
０は受光面と同じ高さ或いは受光面に対して反入射側に
形成され、複数の撮像素子１０１及び外部端子部１２０
上に平坦化層１０６を介してシンチレーターを形成す
る。
り、隣接する撮像素子の隙間の部分にはシンチレーター
が形成されにくい。 【解決手段】 外部接続のための外部端子部１２０が配
された撮像素子を複数有する放射線撮像装置において、
外部端子部を構成するリード１０４が、複数の撮像素子
の間から受光面とは反対側に延出してあって、撮像素子
１０１の受光面を高さの基準とすると、外部端子部１２
０は受光面と同じ高さ或いは受光面に対して反入射側に
形成され、複数の撮像素子１０１及び外部端子部１２０
上に平坦化層１０６を介してシンチレーターを形成す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、放射線撮像装置お
よび放射線撮像システムに関する。なお、本発明におい
て放射線はＸ線を含むα線、β線、γ線等をいう。
よび放射線撮像システムに関する。なお、本発明におい
て放射線はＸ線を含むα線、β線、γ線等をいう。
【０００２】
【従来の技術】昨今、医療のさまざまな分野でディジタ
ル化が進んでいる。例えば、放射線を利用したＸ線診断
の分野では、画像情報のディジタル化のため２次元の放
射線撮像装置が開発されてきている。たとえば、乳房撮
影用、胸部撮影用には最大で４３ｃｍ四方の放射線撮像
装置が作られている。
ル化が進んでいる。例えば、放射線を利用したＸ線診断
の分野では、画像情報のディジタル化のため２次元の放
射線撮像装置が開発されてきている。たとえば、乳房撮
影用、胸部撮影用には最大で４３ｃｍ四方の放射線撮像
装置が作られている。
【０００３】この種の撮像装置は、複数の撮像素子をタ
イル状に貼り合わせることで、大面積の放射線撮像装置
を実現している。この撮像素子としては、ＣＣＤ撮像素
子、ＭＯＳ型撮像素子またはＣＭＯＳ型撮像素子等があ
る。
イル状に貼り合わせることで、大面積の放射線撮像装置
を実現している。この撮像素子としては、ＣＣＤ撮像素
子、ＭＯＳ型撮像素子またはＣＭＯＳ型撮像素子等があ
る。
【０００４】医療診断を目的とする放射線撮影は、例え
ば、増感紙とＸ線写真フィルムを組み合わせたフィルム
スクリーンシステムがよく行われている。このシステム
によれば、被写体を透過したＸ線は被写体内部の情報を
含み、それが増感紙によってＸ線の強度に比例した可視
光に変換されＸ線フィルム上に感光される。
ば、増感紙とＸ線写真フィルムを組み合わせたフィルム
スクリーンシステムがよく行われている。このシステム
によれば、被写体を透過したＸ線は被写体内部の情報を
含み、それが増感紙によってＸ線の強度に比例した可視
光に変換されＸ線フィルム上に感光される。
【０００５】また最近では、Ｘ線を蛍光体によってＸ線
の強度に比例した可視光に変換し、それを光電変換素子
（フォトダイオード）を用いて電気信号に変換、ＡＤ変
換器でディジタル信号に変換するＸ線ディジタル撮影装
置が使用されはじめている。
の強度に比例した可視光に変換し、それを光電変換素子
（フォトダイオード）を用いて電気信号に変換、ＡＤ変
換器でディジタル信号に変換するＸ線ディジタル撮影装
置が使用されはじめている。
【０００６】このように複数の撮像素子を貼り合わせた
撮像装置としては、米国特許４，８１０，８８１号で開
示されるものがある。
撮像装置としては、米国特許４，８１０，８８１号で開
示されるものがある。
【０００７】図１３は米国特許４，８１０，８８１号に
開示されるガラス基板に蛍光体等の部材が形成された複
数のモジュールが接続された例である。図１３はそれら
の各モジュールの配列方向における断面図を示す。
開示されるガラス基板に蛍光体等の部材が形成された複
数のモジュールが接続された例である。図１３はそれら
の各モジュールの配列方向における断面図を示す。
【０００８】図１３において、３は読みとり手段、４は
モジュール、５はガラス基板、６はＸ線遮蔽材、８は列
接続部３０と読みとり手段３とを接続するための接続
線、３０は列接続線、８０は透明導電層、９０は光検出
層、１０７はシンチレーターである。これらのモジュー
ルを多数組み合わせて大面積のＸ線撮像装置を実現す
る。
モジュール、５はガラス基板、６はＸ線遮蔽材、８は列
接続部３０と読みとり手段３とを接続するための接続
線、３０は列接続線、８０は透明導電層、９０は光検出
層、１０７はシンチレーターである。これらのモジュー
ルを多数組み合わせて大面積のＸ線撮像装置を実現す
る。
【０００９】また、放射線撮像装置の別の例としては、
米国特許５，０５９，８００号に開示されるＸ線撮像装
置のシンチレーター配列方向の断面図を図１４に示す。
図１４において、１４はＸ線、１０１は撮像素子、２０
および２２はシンチレーター中に形成した溝、１０７は
シンチレーター、２４および２５は溝に充填した反射
材、２６は撮像素子の画素領域、２８は撮像素子のアン
プまたは接続のための領域、９０および９２はリード線
を示す。
米国特許５，０５９，８００号に開示されるＸ線撮像装
置のシンチレーター配列方向の断面図を図１４に示す。
図１４において、１４はＸ線、１０１は撮像素子、２０
および２２はシンチレーター中に形成した溝、１０７は
シンチレーター、２４および２５は溝に充填した反射
材、２６は撮像素子の画素領域、２８は撮像素子のアン
プまたは接続のための領域、９０および９２はリード線
を示す。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１３
に示す従来技術では、各モジュール上では均一なシンチ
レーターが形成されているが、各ガラス基板（撮像素
子）間に接続線を通すための隙間があるため、各撮像素
子を組み合わせた後に、シンチレーターを形成する場合
には、隣接する撮像素子の隙間の部分にはシンチレータ
ーがうまく形成されず、隙間の近傍領域のシンチレータ
ーにむらが発生し、均一な光量分布が得られない。な
お、本明細書でいうところのシンチレーターのムラと
は、シンチレーターの結晶性或いは厚みの不連続性を指
す。
に示す従来技術では、各モジュール上では均一なシンチ
レーターが形成されているが、各ガラス基板（撮像素
子）間に接続線を通すための隙間があるため、各撮像素
子を組み合わせた後に、シンチレーターを形成する場合
には、隣接する撮像素子の隙間の部分にはシンチレータ
ーがうまく形成されず、隙間の近傍領域のシンチレータ
ーにむらが発生し、均一な光量分布が得られない。な
お、本明細書でいうところのシンチレーターのムラと
は、シンチレーターの結晶性或いは厚みの不連続性を指
す。
【００１１】図１４においては、シンチレーター１０７
は撮像素子のアンプまたは接続のための領域を避けて形
成されているため、シンチレーター１０７は撮像素子に
近づくにつれて幅が狭くなっているので均一な光量分布
が得られなかった。
は撮像素子のアンプまたは接続のための領域を避けて形
成されているため、シンチレーター１０７は撮像素子に
近づくにつれて幅が狭くなっているので均一な光量分布
が得られなかった。
【００１２】そこで、むらが無く均一な考量分布が得ら
れるシンチレーターを形成するべく、複数の撮像素子上
に平坦化層を形成する場合、各撮像素子に配された外部
端子部で接着材や有機樹脂が浮き上がるなどして平坦化
層を形成することが困難であった。特に接着材としての
接着材シートを貼り付けて平坦化層を形成することは困
難であった。
れるシンチレーターを形成するべく、複数の撮像素子上
に平坦化層を形成する場合、各撮像素子に配された外部
端子部で接着材や有機樹脂が浮き上がるなどして平坦化
層を形成することが困難であった。特に接着材としての
接着材シートを貼り付けて平坦化層を形成することは困
難であった。
【００１３】そこで、本発明は複数の撮像素子上に容易
に接着材、有機樹脂或いは接着剤シート等を塗布ないし
貼り付けて平坦化層を形成できる放射線撮像装置及びそ
れを用いた放射線撮像システムを提供することを目的と
する。
に接着材、有機樹脂或いは接着剤シート等を塗布ないし
貼り付けて平坦化層を形成できる放射線撮像装置及びそ
れを用いた放射線撮像システムを提供することを目的と
する。
【００１４】そこで、本発明は複数の撮像素子上に容易
に接着材、有機樹脂或いは接着材シート等を塗布ないし
貼り付けて平坦化層を形成できる放射線撮像装置及びそ
れを用いた放射線撮像システムを提供することを目的と
する。
に接着材、有機樹脂或いは接着材シート等を塗布ないし
貼り付けて平坦化層を形成できる放射線撮像装置及びそ
れを用いた放射線撮像システムを提供することを目的と
する。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、以下の構成をとる。
めに、以下の構成をとる。
【００１６】本発明の放射線撮像装置は、複数の画素
と、外部接続のための外部端子部と、が配された撮像素
子を複数有する放射線撮像装置において、前記外部端子
部を構成するリードが、前記複数の撮像素子の隙間から
受光面とは反対側に延出してあって、前記撮像素子の受
光面を高さの基準とすると、前記外部端子部は前記受光
面と同じ高さ或いは前記受光面に対して反入射側に形成
され、前記複数の撮像素子及び前記外部端子部上に平坦
化層を介して波長変換体を形成することを特徴とする。
と、外部接続のための外部端子部と、が配された撮像素
子を複数有する放射線撮像装置において、前記外部端子
部を構成するリードが、前記複数の撮像素子の隙間から
受光面とは反対側に延出してあって、前記撮像素子の受
光面を高さの基準とすると、前記外部端子部は前記受光
面と同じ高さ或いは前記受光面に対して反入射側に形成
され、前記複数の撮像素子及び前記外部端子部上に平坦
化層を介して波長変換体を形成することを特徴とする。
【００１７】また、本発明の別の放射線撮像装置は、複
数の画素と、外部接続のための外部端子部と、が配され
た撮像素子を複数有する放射線撮像装置において、前記
外部端子部を構成するリードが、前記複数の撮像素子の
隙間から受光面とは反対側に延出してあって、前記撮像
素子上の受光面に形成された第一の平坦化層は前記外部
端子部と同じ高さ或いは前記外部端子部に対して入射側
に高くなるように形成され、前記外部端子部及び前記第
一の平坦化層上に形成された第二の平坦化層を介して前
記撮像素子上に波長変換体が形成されたことを特徴とす
る。
数の画素と、外部接続のための外部端子部と、が配され
た撮像素子を複数有する放射線撮像装置において、前記
外部端子部を構成するリードが、前記複数の撮像素子の
隙間から受光面とは反対側に延出してあって、前記撮像
素子上の受光面に形成された第一の平坦化層は前記外部
端子部と同じ高さ或いは前記外部端子部に対して入射側
に高くなるように形成され、前記外部端子部及び前記第
一の平坦化層上に形成された第二の平坦化層を介して前
記撮像素子上に波長変換体が形成されたことを特徴とす
る。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態について詳細に説明する。
の実施形態について詳細に説明する。
【００１９】（実施形態１）図１は本発明の実施形態１
の構成を示す放射線撮像装置の平面図である。図１にお
いて、１０１は一枚の撮像素子、２０２は信号を読み出
すための走査回路である水平シフトレジスタ、２０３は
信号を読み出すための別の走査回路である垂直シフトレ
ジスタである。
の構成を示す放射線撮像装置の平面図である。図１にお
いて、１０１は一枚の撮像素子、２０２は信号を読み出
すための走査回路である水平シフトレジスタ、２０３は
信号を読み出すための別の走査回路である垂直シフトレ
ジスタである。
【００２０】なお、本実施形態においては、１３８ｍｍ
四方の撮像素子１０１を９枚タイル状に配置して４１４
ｍｍ四方の撮像領域を形成した放射線撮像装置を例に示
している。
四方の撮像素子１０１を９枚タイル状に配置して４１４
ｍｍ四方の撮像領域を形成した放射線撮像装置を例に示
している。
【００２１】また、撮像素子１０１は、垂直シフトレジ
スタ２０２及び水平シフトレジスタ２０３と図示されて
いないがシリコン基板又はアモルファスシリコン基板等
の表面には二次元に配された複数の画素と、その上部に
はシリコン酸化膜等を利用した層間絶縁層、アルミ等を
利用した金属配線、窒化膜及び／又はポリイミド等を利
用した保護層等から構成される。なお、図示されていな
い画素はフォトダイオード及びＭＯＳトランジスタ等で
構成される。
スタ２０２及び水平シフトレジスタ２０３と図示されて
いないがシリコン基板又はアモルファスシリコン基板等
の表面には二次元に配された複数の画素と、その上部に
はシリコン酸化膜等を利用した層間絶縁層、アルミ等を
利用した金属配線、窒化膜及び／又はポリイミド等を利
用した保護層等から構成される。なお、図示されていな
い画素はフォトダイオード及びＭＯＳトランジスタ等で
構成される。
【００２２】図２は図１に示す放射線撮像装置の撮像素
子１０１を一枚を切り出す８インチウェハを示した平面
図である。
子１０１を一枚を切り出す８インチウェハを示した平面
図である。
【００２３】図２において、１０２は撮像素子１０１の
端部に形成される外部端子部を構成する電極パッド、２
００は８インチウエハを示している。
端部に形成される外部端子部を構成する電極パッド、２
００は８インチウエハを示している。
【００２４】この１枚のウエハ２００から１３８ｍｍ四
方の撮像素子１０１を切り出している。
方の撮像素子１０１を切り出している。
【００２５】なお、ここでは撮像素子としてＣＭＯＳ型
を用いているが、本発明はＣＭＯＳ型の撮像素子に限定
されず、撮像素子としてはＣＣＤ撮像素子、ＭＯＳ型撮
像素子であってもよいし、当然その大きさは適宜決まる
ものであるので本実施形態に限定されない。
を用いているが、本発明はＣＭＯＳ型の撮像素子に限定
されず、撮像素子としてはＣＣＤ撮像素子、ＭＯＳ型撮
像素子であってもよいし、当然その大きさは適宜決まる
ものであるので本実施形態に限定されない。
【００２６】また、図１及び図２で示すとおり、水平シ
フトレジスタ２０２および垂直シフトレジスタ２０３は
撮像素子１０１の領域内に形成されているため、複数の
撮像素子１０１を図１のように貼り合わせても撮像素子
１０１周辺部にデッドスペースが生じることがない。そ
のためこのような撮像素子１０１をタイル貼りすると、
繋ぎ目のない放射線撮像装置を構成することができる。
フトレジスタ２０２および垂直シフトレジスタ２０３は
撮像素子１０１の領域内に形成されているため、複数の
撮像素子１０１を図１のように貼り合わせても撮像素子
１０１周辺部にデッドスペースが生じることがない。そ
のためこのような撮像素子１０１をタイル貼りすると、
繋ぎ目のない放射線撮像装置を構成することができる。
【００２７】図３は図１に示す放射線撮像装置のＡ−Ａ
線における模式的断面図を示す。図３において、１０４
は電極パッド１０２と外部処理基板１１０とを電気的に
接続するため隣接する撮像素子１０１の間から延出され
たリードとしてのフレキシブル基板、１０６は各撮像素
子１０１を覆う光透光性基板、１０７は入射の放射線を
光に変換する波長変換体としてのシンチレーターであ
る。シンチレーター１０７の種類はその発光波長が撮像
素子１０１の感度に適合するように選択するのが好まし
い。また、１０８は反射板（保護膜も兼ねている）とし
てのＡｌ膜、１０９は複数の撮像素子１０１が配置され
た基台、１１０は撮像素子１０１に電源、クロック等を
供給したり、撮像素子１０１から信号を取り出して処理
したりする回路を有する外部処理基板、１１１は放射線
として入射するＸ線である。
線における模式的断面図を示す。図３において、１０４
は電極パッド１０２と外部処理基板１１０とを電気的に
接続するため隣接する撮像素子１０１の間から延出され
たリードとしてのフレキシブル基板、１０６は各撮像素
子１０１を覆う光透光性基板、１０７は入射の放射線を
光に変換する波長変換体としてのシンチレーターであ
る。シンチレーター１０７の種類はその発光波長が撮像
素子１０１の感度に適合するように選択するのが好まし
い。また、１０８は反射板（保護膜も兼ねている）とし
てのＡｌ膜、１０９は複数の撮像素子１０１が配置され
た基台、１１０は撮像素子１０１に電源、クロック等を
供給したり、撮像素子１０１から信号を取り出して処理
したりする回路を有する外部処理基板、１１１は放射線
として入射するＸ線である。
【００２８】なお、本実施形態の放射線撮像装置は、Ｘ
線１１１が入射されると、Ｘ線１１１はシンチレーター
１０７で光に変換され、この光は撮像素子１０１に２次
元に配された画素のフォトダイオードで吸収され電気信
号に変換される。そして、この電気信号は、フレキシブ
ル基板１０４を通じて、プリント配線基板（ＰＣＢ）等
の外部処理基板１１０で処理される。
線１１１が入射されると、Ｘ線１１１はシンチレーター
１０７で光に変換され、この光は撮像素子１０１に２次
元に配された画素のフォトダイオードで吸収され電気信
号に変換される。そして、この電気信号は、フレキシブ
ル基板１０４を通じて、プリント配線基板（ＰＣＢ）等
の外部処理基板１１０で処理される。
【００２９】図４は、図１に示す放射線撮像装置の領域
Ｂを拡大した平面図である。図４において、１０３は電
極パッド１０２上に形成されるバンプ、１１２は光を電
荷に変換する素子を含む画素である。フレキシブル基板
１０４はバンプ１０３に接続される。また、１２０は電
極パッド１０２、バンプ１０３、フレキシブル基板１０
４で構成される外部端子部である。
Ｂを拡大した平面図である。図４において、１０３は電
極パッド１０２上に形成されるバンプ、１１２は光を電
荷に変換する素子を含む画素である。フレキシブル基板
１０４はバンプ１０３に接続される。また、１２０は電
極パッド１０２、バンプ１０３、フレキシブル基板１０
４で構成される外部端子部である。
【００３０】図４に示すように、撮像素子１０１には１
６０μｍ四方の画素１１２が２次元に全面に渡って形成
され、隣接する複数の撮像素子１０１は５０μｍ程度の
間隔で貼り合わされている。これは画素ピッチ１６０μ
ｍに対して十分小さい値である。なお、隣接する複数の
撮像素子１０１の間をフレキシブル基板１０４が受光面
とは反対側に延出している。なお、フレキシブル基板１
０４の厚さは３０μｍ程度と十分薄く形成されている。
６０μｍ四方の画素１１２が２次元に全面に渡って形成
され、隣接する複数の撮像素子１０１は５０μｍ程度の
間隔で貼り合わされている。これは画素ピッチ１６０μ
ｍに対して十分小さい値である。なお、隣接する複数の
撮像素子１０１の間をフレキシブル基板１０４が受光面
とは反対側に延出している。なお、フレキシブル基板１
０４の厚さは３０μｍ程度と十分薄く形成されている。
【００３１】したがって、撮像素子１０１を貼り合わせ
た後の各撮像素子間の隙間は５０μｍ程度に形成でき、
撮像素子１０１の周辺部にデッドスペースがないので、
読み出される画像に欠陥が生じない状態、すなわち、実
質的に隙間のない状態に構成できる。なお、本明細書で
いうところの受光面とは、外部端子部１２０が形成され
ていない撮像素子１０１の領域とその上に形成される層
との界面を指している。
た後の各撮像素子間の隙間は５０μｍ程度に形成でき、
撮像素子１０１の周辺部にデッドスペースがないので、
読み出される画像に欠陥が生じない状態、すなわち、実
質的に隙間のない状態に構成できる。なお、本明細書で
いうところの受光面とは、外部端子部１２０が形成され
ていない撮像素子１０１の領域とその上に形成される層
との界面を指している。
【００３２】図５は図３に示す放射線撮像装置の領域Ｃ
を拡大した模式的断面図である。図５において、１０５
は複数の撮像素子１０１を覆う平坦化層としての接着材
である。
を拡大した模式的断面図である。図５において、１０５
は複数の撮像素子１０１を覆う平坦化層としての接着材
である。
【００３３】なお、本実施形態では、外部端子部１２０
が撮像素子１０１の受光面（画素形成領域）よりも反入
射側に形成されていることを特徴とする。
が撮像素子１０１の受光面（画素形成領域）よりも反入
射側に形成されていることを特徴とする。
【００３４】また、本明細書においては撮像素子１０１
の受光面を高さの基準としており、入射側を高いと表す
る。
の受光面を高さの基準としており、入射側を高いと表す
る。
【００３５】本実施形態のように受光面より外部端子部
１２０が反入射側に形成させるために、受光面と外部端
子部１２０が形成されている領域とは段差Ｓを有して形
成されている。
１２０が反入射側に形成させるために、受光面と外部端
子部１２０が形成されている領域とは段差Ｓを有して形
成されている。
【００３６】ここで受光面より段差Ｓ反入射側に低い領
域に外部端子部１２０を形成する製造方法の一例を示す
に、まず、撮像素子１０１を形成する前プロセスにおい
て金属配線、保護層を形成する前に、外部端子部１２０
を設置する領域をエッチングにより掘り下げ、この部分
を周囲の受光面より段差Ｓ低くする。その後アルミ等を
利用した金属配線を施し、その一部で撮像素子１０１の
端部の１画素領域に外部端子部１２０を構成する電極パ
ッド１０２を形成する。
域に外部端子部１２０を形成する製造方法の一例を示す
に、まず、撮像素子１０１を形成する前プロセスにおい
て金属配線、保護層を形成する前に、外部端子部１２０
を設置する領域をエッチングにより掘り下げ、この部分
を周囲の受光面より段差Ｓ低くする。その後アルミ等を
利用した金属配線を施し、その一部で撮像素子１０１の
端部の１画素領域に外部端子部１２０を構成する電極パ
ッド１０２を形成する。
【００３７】次に窒化膜、ポリイミド等を利用した保護
層を形成する。そして電極パッド１０２上に形成された
保護層をエッチングにより除去し、さらにバンプ１０３
やフレキシブル基板１０４を接続させて外部端子部１２
０を形成する。また、フレキシブル基板１０４は撮像素
子１０１のエッヂ部に沿うように折り曲げ、バンプ１０
３に接続される。そして、このように外部端子１２０が
形成された撮像素子１０１を９枚、受光面が同じ高さと
なるように配置し、基台１０９にタイル状に貼り合わせ
た後、図３に示す位置に配された外部処理基板１１０と
フレキシブル基板１０４との間で電気的接続を取る。
層を形成する。そして電極パッド１０２上に形成された
保護層をエッチングにより除去し、さらにバンプ１０３
やフレキシブル基板１０４を接続させて外部端子部１２
０を形成する。また、フレキシブル基板１０４は撮像素
子１０１のエッヂ部に沿うように折り曲げ、バンプ１０
３に接続される。そして、このように外部端子１２０が
形成された撮像素子１０１を９枚、受光面が同じ高さと
なるように配置し、基台１０９にタイル状に貼り合わせ
た後、図３に示す位置に配された外部処理基板１１０と
フレキシブル基板１０４との間で電気的接続を取る。
【００３８】上述した通り、外部端子部１２０が形成さ
れた領域は受光面に比べて段差Ｓ反入射側に形成され
る。
れた領域は受光面に比べて段差Ｓ反入射側に形成され
る。
【００３９】なお、段差Ｓの値は外部端子１２０の高さ
より大きい値或いは同じ高さであってもよい。
より大きい値或いは同じ高さであってもよい。
【００４０】本実施形態では、段差Ｓは受光面から４５
μｍであって、外部端子１２０の高さは４０μｍ程度で
あるので、外部端子部１２０が受光面より反入射側に形
成されている。なお、本構成のように外部端子部が受光
面よりも反入射側に形成された構成の方が、フレキシブ
ル基板１０４積層される光透光性部材１０６或いはシン
チレーター１０７に接しないので好適である。
μｍであって、外部端子１２０の高さは４０μｍ程度で
あるので、外部端子部１２０が受光面より反入射側に形
成されている。なお、本構成のように外部端子部が受光
面よりも反入射側に形成された構成の方が、フレキシブ
ル基板１０４積層される光透光性部材１０６或いはシン
チレーター１０７に接しないので好適である。
【００４１】次に上述の方法等で形成された複数の撮像
素子１０１上にシンチレーターを形成する方法について
一例を示す。
素子１０１上にシンチレーターを形成する方法について
一例を示す。
【００４２】まず、貼り合わせた複数の撮像素子１０１
上及び隣接する撮像素子１０１の間を充填するように接
着材１０５を塗布する。
上及び隣接する撮像素子１０１の間を充填するように接
着材１０５を塗布する。
【００４３】そしてこの上に光透光性部材１０６として
鉛入り放射線遮蔽板を形成する。本実施形態において
は、厚さ５０μｍの鉛入りＸ線遮蔽ガラス板を使用す
る。なお、光透光性部材としては平坦化された部材であ
ればなんでも良い。例えば、放射線遮蔽能力はないが、
取り扱いがガラス板より容易で光透過性があるポリイミ
ド膜を用いてもよい。あるいは、光ファイバープレート
（ＦＯＰ）であっても良い。光ファイバープレートは光
を分散することなく画素に導くので集光率が向上するの
でより好適である。
鉛入り放射線遮蔽板を形成する。本実施形態において
は、厚さ５０μｍの鉛入りＸ線遮蔽ガラス板を使用す
る。なお、光透光性部材としては平坦化された部材であ
ればなんでも良い。例えば、放射線遮蔽能力はないが、
取り扱いがガラス板より容易で光透過性があるポリイミ
ド膜を用いてもよい。あるいは、光ファイバープレート
（ＦＯＰ）であっても良い。光ファイバープレートは光
を分散することなく画素に導くので集光率が向上するの
でより好適である。
【００４４】以上のように、本実施形態では接着材１０
５を光透光性基板１０６で平坦化することで平坦化層と
したが、ポリイミド等の樹脂を均一に塗布し硬化させる
ことで平坦化層としてもよい。あるいは、予め厚さが決
まっており平坦化されている接着材シートを平坦化層と
して貼り付けても良い。このような接着材シートを用い
て貼り付けると製造工程が簡単になるので工数が減少
し、歩留まりが向上し低コストな工程が実現できるので
より好適である。
５を光透光性基板１０６で平坦化することで平坦化層と
したが、ポリイミド等の樹脂を均一に塗布し硬化させる
ことで平坦化層としてもよい。あるいは、予め厚さが決
まっており平坦化されている接着材シートを平坦化層と
して貼り付けても良い。このような接着材シートを用い
て貼り付けると製造工程が簡単になるので工数が減少
し、歩留まりが向上し低コストな工程が実現できるので
より好適である。
【００４５】シンチレーター１０７は光透光性基板１０
６の上に蒸着法或いは、別の工程で予めムラができない
よう形成されたシンチレーター１０７を貼り合わせても
よい。尚、予め別工程でシンチレーター１０７を形成す
る際は、光透光性基板１０６或いは反射板１０８或いは
図示されていない光不透光性基板等にシンチレーター１
０７を形成した後に貼り合わせても良い。
６の上に蒸着法或いは、別の工程で予めムラができない
よう形成されたシンチレーター１０７を貼り合わせても
よい。尚、予め別工程でシンチレーター１０７を形成す
る際は、光透光性基板１０６或いは反射板１０８或いは
図示されていない光不透光性基板等にシンチレーター１
０７を形成した後に貼り合わせても良い。
【００４６】また、光透光性基板１０６がない構成にお
いては、同様に予め別の工程で形成されたムラのないシ
ンチレーター１０７を貼り合わせてもよい。
いては、同様に予め別の工程で形成されたムラのないシ
ンチレーター１０７を貼り合わせてもよい。
【００４７】或いは、接着材シートのように既に平坦化
されているのであれば、光透光性基板１０６を介さない
で直接接着材シートに蒸着法で形成しても良い。
されているのであれば、光透光性基板１０６を介さない
で直接接着材シートに蒸着法で形成しても良い。
【００４８】なお、接着材１０５としては光硬化性樹
脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などが利用できる。
脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などが利用できる。
【００４９】以上の説明から明らかのように、受光面と
同じ高さ或いは、反入射側に外部端子部１２０を形成す
ることにより、ムラがないシンチレーターを形成する上
で必用な平坦化層を接着材又は有機樹脂を塗布或いは貼
り付けることで容易に形成できる放射線撮像素子を提供
できる。
同じ高さ或いは、反入射側に外部端子部１２０を形成す
ることにより、ムラがないシンチレーターを形成する上
で必用な平坦化層を接着材又は有機樹脂を塗布或いは貼
り付けることで容易に形成できる放射線撮像素子を提供
できる。
【００５０】従って、光がシンチレーターを通過する経
路もむらがなくなるので、その発光も均一になり、光量
分布のばらつきが低減できるので解像度が向上した。
路もむらがなくなるので、その発光も均一になり、光量
分布のばらつきが低減できるので解像度が向上した。
【００５１】さらには接着材シートを用いると製造工程
が簡単になるので工数が減少し、また歩留まりが向上し
低コストな工程で放射線撮像装置の提供が実現できた。
が簡単になるので工数が減少し、また歩留まりが向上し
低コストな工程で放射線撮像装置の提供が実現できた。
【００５２】また、シンチレーター１０７の下面と受光
面との距離Ｌが大きいと、この間でシンチレーター１０
７からの光が拡散し、画像がボケて、解像度が低下する
可能性がある。しかし、本実施形態では、外部端子部１
２０は受光面よりも反入射側に段差Ｓ低い領域に形成さ
れているので、距離Ｌは外部端子部１２０関係なく平坦
化層としての接着材１０５と光透光性基板１０６の厚さ
のみで決まる。そのため、外部端子部１２０が複数の撮
像素子１０１の間に無い時と同等の解像度が実現可能で
ある。また、光透光性基板１０６がない場合は距離Ｌを
さらに短くすることでより光が拡散しにくい構成にでき
る。
面との距離Ｌが大きいと、この間でシンチレーター１０
７からの光が拡散し、画像がボケて、解像度が低下する
可能性がある。しかし、本実施形態では、外部端子部１
２０は受光面よりも反入射側に段差Ｓ低い領域に形成さ
れているので、距離Ｌは外部端子部１２０関係なく平坦
化層としての接着材１０５と光透光性基板１０６の厚さ
のみで決まる。そのため、外部端子部１２０が複数の撮
像素子１０１の間に無い時と同等の解像度が実現可能で
ある。また、光透光性基板１０６がない場合は距離Ｌを
さらに短くすることでより光が拡散しにくい構成にでき
る。
【００５３】また、シンチレーター１０７としてヨウ化
セシウム（CｓI）を蒸着法で形成する場合の他、ユウロ
ピウム、テルビウム等を付活性体として用いたＧｄ2Ｏ2
Ｓ等の粉末状シンチレーターを透明な樹脂に分散させ塗
布法により形成しても同様の効果を得ることが可能であ
る。
セシウム（CｓI）を蒸着法で形成する場合の他、ユウロ
ピウム、テルビウム等を付活性体として用いたＧｄ2Ｏ2
Ｓ等の粉末状シンチレーターを透明な樹脂に分散させ塗
布法により形成しても同様の効果を得ることが可能であ
る。
【００５４】なお、光透光性基板１０６を用いずに例え
ば反射板１０８にシンチレーター１０７を蒸着法等で形
成した後に撮像素子１０１及び外部端子部１２０上に塗
布された接着材１０５に張り合わせる事で、接着材１０
５を塗布した際のあらゆる段差、ズレを吸収でき、接着
材１０５とシンチレーター１０７の界面を平坦化した放
射線撮像装置を提供することが可能である。
ば反射板１０８にシンチレーター１０７を蒸着法等で形
成した後に撮像素子１０１及び外部端子部１２０上に塗
布された接着材１０５に張り合わせる事で、接着材１０
５を塗布した際のあらゆる段差、ズレを吸収でき、接着
材１０５とシンチレーター１０７の界面を平坦化した放
射線撮像装置を提供することが可能である。
【００５５】また、受光面と光透光性基板１０６あるい
はシンチレーター１０７をより容易に平行に形成する上
で、接着材１０５に接着層の厚みをコントロールするた
めの一定粒径のガラスビーズを添加する方法も好適であ
る。あるいは、受光面に受光面とシンチレーター１０７
の下面との間隔を規定するスペーサを予め設けてから接
着材を塗布しても良い。
はシンチレーター１０７をより容易に平行に形成する上
で、接着材１０５に接着層の厚みをコントロールするた
めの一定粒径のガラスビーズを添加する方法も好適であ
る。あるいは、受光面に受光面とシンチレーター１０７
の下面との間隔を規定するスペーサを予め設けてから接
着材を塗布しても良い。
【００５６】次にここで、本発明の放射線撮像装置が取
り得る１画素の構成について説明する。
り得る１画素の構成について説明する。
【００５７】図６は本発明の放射線撮像装置に搭載され
る撮像素子の一例を示した構成図である。なお、本実施
形態においては画素がＣＭＯＳ構造の構成図を示す。６
０１は光電変換をするフォトダイオード、６０２は電荷
を蓄積するフローティングディフュージョン、６０３は
フォトダイオードが生成した電荷をフローティングディ
フュージョンに転送する転送ＭＯＳトランジスタ（転送
スイッチ）、６０４はフローティングディフュージョン
に蓄積された電荷を放電するためのリセットＭＯＳトラ
ンジスタ（リセットスイッチ）、６０５は行選択をする
ための行選択ＭＯＳトランジスタ（行選択スイッチ）、
６０６はソースフォロワーとして機能する増幅ＭＯＳト
ランジスタ（画素アンプ）である。
る撮像素子の一例を示した構成図である。なお、本実施
形態においては画素がＣＭＯＳ構造の構成図を示す。６
０１は光電変換をするフォトダイオード、６０２は電荷
を蓄積するフローティングディフュージョン、６０３は
フォトダイオードが生成した電荷をフローティングディ
フュージョンに転送する転送ＭＯＳトランジスタ（転送
スイッチ）、６０４はフローティングディフュージョン
に蓄積された電荷を放電するためのリセットＭＯＳトラ
ンジスタ（リセットスイッチ）、６０５は行選択をする
ための行選択ＭＯＳトランジスタ（行選択スイッチ）、
６０６はソースフォロワーとして機能する増幅ＭＯＳト
ランジスタ（画素アンプ）である。
【００５８】図７は、図６に示す画素を用いて本発明の
放射線撮像装置に搭載される等価回路の一例を示した回
路図である。
放射線撮像装置に搭載される等価回路の一例を示した回
路図である。
【００５９】なお、本実施形態においては３×３画素で
撮像素子を構成した場合の等価回路図を示すが、画素数
は適宜決められるものでありこれに限定されない。転送
ＭＯＳトランジスタ６０３のゲートは垂直シフトレジス
タ２０３から延長されるΦＴＸ７０７に接続され、リセ
ットＭＯＳ６０４のゲートは垂直シフトレジスタ２０３
から延長されるΦＲＥＳ７０８に接続され、行選択ＭＯ
Ｓトランジスタ６０６のゲートは垂直シフトレジスタ２
０３から延長されるΦＳＥＬ７０９に接続されている。
図７ではフローティングディフージョン６０３は省略し
てある。
撮像素子を構成した場合の等価回路図を示すが、画素数
は適宜決められるものでありこれに限定されない。転送
ＭＯＳトランジスタ６０３のゲートは垂直シフトレジス
タ２０３から延長されるΦＴＸ７０７に接続され、リセ
ットＭＯＳ６０４のゲートは垂直シフトレジスタ２０３
から延長されるΦＲＥＳ７０８に接続され、行選択ＭＯ
Ｓトランジスタ６０６のゲートは垂直シフトレジスタ２
０３から延長されるΦＳＥＬ７０９に接続されている。
図７ではフローティングディフージョン６０３は省略し
てある。
【００６０】光電変換はフォトダイオード６０１で行
う。光量電荷の蓄積期間中は、転送ＭＯＳトランジスタ
６０３はオフ状態であり、画素アンプを構成する増幅Ｍ
ＯＳトランジスタ６０６のゲートにはこのフォトダイオ
ード６０１で光電変換された電荷は転送されない。画素
アンプを構成する増幅ＭＯＳトランジスタ６０６のゲー
トは、蓄積開始前にリセットＭＯＳトランジスタ６０４
がオンし、適当な電圧に初期化されている。すなわちこ
れがダークレベルとなる。
う。光量電荷の蓄積期間中は、転送ＭＯＳトランジスタ
６０３はオフ状態であり、画素アンプを構成する増幅Ｍ
ＯＳトランジスタ６０６のゲートにはこのフォトダイオ
ード６０１で光電変換された電荷は転送されない。画素
アンプを構成する増幅ＭＯＳトランジスタ６０６のゲー
トは、蓄積開始前にリセットＭＯＳトランジスタ６０４
がオンし、適当な電圧に初期化されている。すなわちこ
れがダークレベルとなる。
【００６１】次に、行選択ＭＯＳトランジスタ６０５が
オンになると、負荷電流源７１０と画素アンプ７１５で
構成される増幅ＭＯＳトランジスタ６０６が動作状態に
なり、ここで転送ＭＯＳトランジスタ６０３をオンさせ
ることでフォトダイオード６０１に蓄積されていた電荷
は、画素アンプを構成する増幅ＭＯＳトランジスタ６０
６のゲートに転送される。
オンになると、負荷電流源７１０と画素アンプ７１５で
構成される増幅ＭＯＳトランジスタ６０６が動作状態に
なり、ここで転送ＭＯＳトランジスタ６０３をオンさせ
ることでフォトダイオード６０１に蓄積されていた電荷
は、画素アンプを構成する増幅ＭＯＳトランジスタ６０
６のゲートに転送される。
【００６２】ここで、選択行の出力が垂直出力線（信号
出力線）７１１上に発生すると、この出力は列選択スイ
ッチ（マルチプレクサ）７１３を水平シフトレジスタ２
０２によって駆動することにより順次出力部アンプ７１
５へ読み出される。
出力線）７１１上に発生すると、この出力は列選択スイ
ッチ（マルチプレクサ）７１３を水平シフトレジスタ２
０２によって駆動することにより順次出力部アンプ７１
５へ読み出される。
【００６３】図８は本発明の放射線撮像装置において垂
直シフトレジスタの単位ブロック（一行を選択し駆動す
るための単位）８０１を１画素領域（１セル）８０３に
１画素回路８０２と共に配置した構成図である。１画素
回路８０２は図６に示すものである。垂直シフトレジス
タを構成する回路には、ΦＴＸ７０７に転送信号、ΦＲ
ＥＳ７０８にリセット信号、ΦＳＥＬ７０９に行選択信
号を送信するためにスタティック型シフトレジスタ８０
４と転送ゲート８０５で構成した簡単な回路を適用す
る。これらはクロック信号線（不図示）からの信号によ
り駆動する。シフトレジスタの回路構成はこの限りでは
なく、画素加算や間引き読み出し等のさまざまな駆動の
させ方により、任意の回路構成をとることができる。
直シフトレジスタの単位ブロック（一行を選択し駆動す
るための単位）８０１を１画素領域（１セル）８０３に
１画素回路８０２と共に配置した構成図である。１画素
回路８０２は図６に示すものである。垂直シフトレジス
タを構成する回路には、ΦＴＸ７０７に転送信号、ΦＲ
ＥＳ７０８にリセット信号、ΦＳＥＬ７０９に行選択信
号を送信するためにスタティック型シフトレジスタ８０
４と転送ゲート８０５で構成した簡単な回路を適用す
る。これらはクロック信号線（不図示）からの信号によ
り駆動する。シフトレジスタの回路構成はこの限りでは
なく、画素加算や間引き読み出し等のさまざまな駆動の
させ方により、任意の回路構成をとることができる。
【００６４】図１に示すように垂直シフトレジスタ２０
３と水平シフトレジスタ２０２を撮像素子の画素形成領
域に配置するので、１つのラインを処理するシフトレジ
スタの１ブロック８０１を１画素ピッチ内に収まるよう
に配置する。すなわち、これらのブロックを並べたもの
を一連の垂直シフトレジスタや水平シフトレジスタであ
る。これらのブロックは垂直方向、水平方向に直線状に
並べられている。
３と水平シフトレジスタ２０２を撮像素子の画素形成領
域に配置するので、１つのラインを処理するシフトレジ
スタの１ブロック８０１を１画素ピッチ内に収まるよう
に配置する。すなわち、これらのブロックを並べたもの
を一連の垂直シフトレジスタや水平シフトレジスタであ
る。これらのブロックは垂直方向、水平方向に直線状に
並べられている。
【００６５】（実施形態２）以下、本発明の実施形態２
について詳細に説明する。
について詳細に説明する。
【００６６】図９は本発明の実施形態２の構成を示す放
射線撮像装置の模式的断面図である。図９において、１
０６１は撮像素子１０１の受光面の受光領域上に形成さ
れた第一の平坦化層、１０６２は第一の平坦化層１０６
１及び外部端子部１２０を介して撮像素子１０１上に形
成された第二の平坦化層、１０６は光透性光基板として
の光ファイバープレートである。
射線撮像装置の模式的断面図である。図９において、１
０６１は撮像素子１０１の受光面の受光領域上に形成さ
れた第一の平坦化層、１０６２は第一の平坦化層１０６
１及び外部端子部１２０を介して撮像素子１０１上に形
成された第二の平坦化層、１０６は光透性光基板として
の光ファイバープレートである。
【００６７】又、同じ符号を付した部分については前述
してあり、その説明は省略する。
してあり、その説明は省略する。
【００６８】図１０は、図９に示す放射線撮像装置の領
域Ｄを拡大した模式的断面図である。
域Ｄを拡大した模式的断面図である。
【００６９】本実施形態が、図５に示す実施形態１と異
なる点は段差Ｓを形成する時に、本実施形態では第一の
平坦化層１０６１を受光領域上に形成することで段差Ｓ
としている点である。なお、受光領域とは撮像素子１０
１の受光面において外部端子部１２０が形成されていな
い領域を指している。
なる点は段差Ｓを形成する時に、本実施形態では第一の
平坦化層１０６１を受光領域上に形成することで段差Ｓ
としている点である。なお、受光領域とは撮像素子１０
１の受光面において外部端子部１２０が形成されていな
い領域を指している。
【００７０】また、本実施形態においては光透光性基板
１０６としては等倍光学系の光ファイバープレート（Ｆ
ＯＰ）をシンチレーター１０７と撮像素子１０１の間に
第一の平坦化層１０６１及び第二の平坦化層１０６２を
介して配置していることで集光率を向上させている。又
は、光透光性基板１０６としては光ファイバープレート
ではなく、鉛入り放射線遮蔽板を用いても良い。あるい
は、放射線遮蔽能力は無いが、取り扱いがガラス板に比
べて容易で厚さも薄い光透光性のポリイミドフィルムを
用いても良い。
１０６としては等倍光学系の光ファイバープレート（Ｆ
ＯＰ）をシンチレーター１０７と撮像素子１０１の間に
第一の平坦化層１０６１及び第二の平坦化層１０６２を
介して配置していることで集光率を向上させている。又
は、光透光性基板１０６としては光ファイバープレート
ではなく、鉛入り放射線遮蔽板を用いても良い。あるい
は、放射線遮蔽能力は無いが、取り扱いがガラス板に比
べて容易で厚さも薄い光透光性のポリイミドフィルムを
用いても良い。
【００７１】或いは、光透光性基板１０６を形成せずに
直接第二の平坦化層上に蒸着法又は貼り合わせでシンチ
レーター１０７を形成しても良い。この場合は、より薄
型の放射線撮像装置を形成できる。
直接第二の平坦化層上に蒸着法又は貼り合わせでシンチ
レーター１０７を形成しても良い。この場合は、より薄
型の放射線撮像装置を形成できる。
【００７２】なお、本実施形態における撮像素子１０１
の構成を説明するに、単結晶のシリコン基板又はアモル
ファスシリコン基板等に複数の画素が全面に形成されて
おり、垂直、水平シフトレジスタも形成されている。画
素はフォトダイオード、ＭＯＳトランジスタを有し、シ
フトレジスタはＭＯＳトランジスタを有する。フォトダ
イオード、ＭＯＳトランジスタは、その上部にシリコン
酸化膜等を利用した層間絶縁層、アルミ等を利用した金
属配線、窒化膜等を利用した保護層を有する。また撮像
素子１０１の端部の１画素領域に外部端子１２０を構成
する電極パッド１０２を配置する。電極パッド１０２は
金属配線の一部で形成する。本実施形態では、実施形態
１のように外部端子部１２０を形成する領域を前プロセ
スでエッチング等により掘り下げることはしない。次に
保護層を形成する。電極パッド１０２上の保護層はエッ
チングにより除去する。この電極パッド１０２上にバン
プ１０３を形成する。
の構成を説明するに、単結晶のシリコン基板又はアモル
ファスシリコン基板等に複数の画素が全面に形成されて
おり、垂直、水平シフトレジスタも形成されている。画
素はフォトダイオード、ＭＯＳトランジスタを有し、シ
フトレジスタはＭＯＳトランジスタを有する。フォトダ
イオード、ＭＯＳトランジスタは、その上部にシリコン
酸化膜等を利用した層間絶縁層、アルミ等を利用した金
属配線、窒化膜等を利用した保護層を有する。また撮像
素子１０１の端部の１画素領域に外部端子１２０を構成
する電極パッド１０２を配置する。電極パッド１０２は
金属配線の一部で形成する。本実施形態では、実施形態
１のように外部端子部１２０を形成する領域を前プロセ
スでエッチング等により掘り下げることはしない。次に
保護層を形成する。電極パッド１０２上の保護層はエッ
チングにより除去する。この電極パッド１０２上にバン
プ１０３を形成する。
【００７３】次に、受光領域上に段差Ｓの高さを有する
第一の平坦化層を設ける。
第一の平坦化層を設ける。
【００７４】ここで第一の平坦化層１０６１は塗布法、
貼り合わせ、蒸着法の何れでもよい。
貼り合わせ、蒸着法の何れでもよい。
【００７５】なお、本実施形態における第一の平坦化層
を形成する方法を説明するに、まず、個々の撮像素子１
０１上に第一の平坦化層としてウエハ段階で有機樹脂の
一例である感光性ポリイミドを塗布し、電極パッド１０
２とダイシング部をマスク露光して、エッチングにより
除去する。これにより段差Ｓを形成する。ダイシング部
分（撮像素子の切断部分）にポリイミドがあるとダイシ
ングの歯が目詰まりを頻繁に起こしやすくなるので、こ
の部分のポリイミドも予めパターニングで除去する。こ
の後ウエハをダイシングし、個別の撮像素子１０１を切
り出す。尚、本実施形態の第一の平坦化層１０６１は撮
像素子１０１表面の保護層をも兼用している。つまりダ
イシング時や搬送時のゴミ、キズ、破損等から撮像素子
１０１を保護する。また、例えば第二の平坦化層１０６
２に厚みをコントロールするための一定粒径のガラスビ
ーズが添加された接着材を用いた場合、それによる受光
面の破壊をポリイミドで吸収することができる。
を形成する方法を説明するに、まず、個々の撮像素子１
０１上に第一の平坦化層としてウエハ段階で有機樹脂の
一例である感光性ポリイミドを塗布し、電極パッド１０
２とダイシング部をマスク露光して、エッチングにより
除去する。これにより段差Ｓを形成する。ダイシング部
分（撮像素子の切断部分）にポリイミドがあるとダイシ
ングの歯が目詰まりを頻繁に起こしやすくなるので、こ
の部分のポリイミドも予めパターニングで除去する。こ
の後ウエハをダイシングし、個別の撮像素子１０１を切
り出す。尚、本実施形態の第一の平坦化層１０６１は撮
像素子１０１表面の保護層をも兼用している。つまりダ
イシング時や搬送時のゴミ、キズ、破損等から撮像素子
１０１を保護する。また、例えば第二の平坦化層１０６
２に厚みをコントロールするための一定粒径のガラスビ
ーズが添加された接着材を用いた場合、それによる受光
面の破壊をポリイミドで吸収することができる。
【００７６】ここで、バンプ１０３にフレキシブル基板
１０４を撮像素子１０１のエッジ部で沿うように折り曲
げて接続する。さらに９枚の撮像素子１０１を、画素面
が同一の高さとなるように配置しタイル状に基板９に張
り合わせた後、撮像素子１０１の裏面に配した外部処理
基板と各撮像素子１０１から来るフレキシブル基板１０
４との間で電気的接続をとる。又、撮像素子１０１を貼
り合わせる枚数は適宜決めるもので本実施形態に限定さ
れない。
１０４を撮像素子１０１のエッジ部で沿うように折り曲
げて接続する。さらに９枚の撮像素子１０１を、画素面
が同一の高さとなるように配置しタイル状に基板９に張
り合わせた後、撮像素子１０１の裏面に配した外部処理
基板と各撮像素子１０１から来るフレキシブル基板１０
４との間で電気的接続をとる。又、撮像素子１０１を貼
り合わせる枚数は適宜決めるもので本実施形態に限定さ
れない。
【００７７】又、第一の平坦化層１０６１はタイル状に
貼り合わせた後に塗布法、貼り付け、蒸着法で形成して
も良い。
貼り合わせた後に塗布法、貼り付け、蒸着法で形成して
も良い。
【００７８】この貼り合わせた複数の撮像素子１０１上
に第二の平坦化層として接着材の機能を備えた樹脂を塗
布する。このときこの樹脂が段差Ｓや、隣接する撮像素
子１０１の間を充填し、その凹凸を吸収しながら、樹脂
の表面が各撮像素子１０１で平坦化された同一平面を形
成するように塗布する。
に第二の平坦化層として接着材の機能を備えた樹脂を塗
布する。このときこの樹脂が段差Ｓや、隣接する撮像素
子１０１の間を充填し、その凹凸を吸収しながら、樹脂
の表面が各撮像素子１０１で平坦化された同一平面を形
成するように塗布する。
【００７９】或いは、第二の平坦化層は塗布する際に平
坦化されていても良いし、図１０で示すように光透光性
基板１０６を貼り合わせる際に平坦化されても良い。そ
のときは、第二の平坦化層を構成する樹脂の中に厚みを
コントロールするための一定粒径のガラスビーズを添加
する方法も好適である。或いは、予め厚さが決まってい
る平坦化された接着材シートを第二の平坦化層として用
いても良い。接着材シートを用いる場合は製造工程が簡
単になるので工数が減少し、また歩留まりが向上し低コ
ストな工程が実現できる。
坦化されていても良いし、図１０で示すように光透光性
基板１０６を貼り合わせる際に平坦化されても良い。そ
のときは、第二の平坦化層を構成する樹脂の中に厚みを
コントロールするための一定粒径のガラスビーズを添加
する方法も好適である。或いは、予め厚さが決まってい
る平坦化された接着材シートを第二の平坦化層として用
いても良い。接着材シートを用いる場合は製造工程が簡
単になるので工数が減少し、また歩留まりが向上し低コ
ストな工程が実現できる。
【００８０】このように形成した複数の撮像素子１０１
上の第二の平坦化層１０６２上にＣｓＩ（ＴＩ）を蒸着
法で形成する。平坦化された層上に蒸着するので均一な
ＣｓＩを形成できる。
上の第二の平坦化層１０６２上にＣｓＩ（ＴＩ）を蒸着
法で形成する。平坦化された層上に蒸着するので均一な
ＣｓＩを形成できる。
【００８１】或いは、予め別工程で例えば反射板１０８
等にシンチレーター１０７を蒸着法又は貼り合わせで形
成しておき第二の平坦化層１０６２に貼り合わせても良
い。
等にシンチレーター１０７を蒸着法又は貼り合わせで形
成しておき第二の平坦化層１０６２に貼り合わせても良
い。
【００８２】なお、第二の平坦化層として光硬化性樹
脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂など接着材が利用でき
る。あるいはポリイミド等の樹脂を均一に塗布し硬化さ
せることで第二の平坦化層としてもよい。距離Ｌはより
小さくすることができ解像度を上げることがでる。
脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂など接着材が利用でき
る。あるいはポリイミド等の樹脂を均一に塗布し硬化さ
せることで第二の平坦化層としてもよい。距離Ｌはより
小さくすることができ解像度を上げることがでる。
【００８３】なお、第一の平坦化層１０６１の段差Ｓは
外部端子部と同じ高さであっても良いが、ここでは外部
端子部に対して入射側に高くなるように形成されてい
る。
外部端子部と同じ高さであっても良いが、ここでは外部
端子部に対して入射側に高くなるように形成されてい
る。
【００８４】また、シンチレーター１０７としてヨウ化
セシウム（CｓI）を蒸着法で形成する場合の他、ユウロ
ピウム、テルビウム等を付活性体として用いたＧｄ2Ｏ2
Ｓ等の粉末状シンチレーターを透明な樹脂に分散させ塗
布法により形成しても同様の効果を得ることが可能であ
る。
セシウム（CｓI）を蒸着法で形成する場合の他、ユウロ
ピウム、テルビウム等を付活性体として用いたＧｄ2Ｏ2
Ｓ等の粉末状シンチレーターを透明な樹脂に分散させ塗
布法により形成しても同様の効果を得ることが可能であ
る。
【００８５】以上の説明から、複数の撮像素子１０１上
に外部端子部１２０より高い段差Ｓを有する第一の平坦
化層を形成することにより、容易にシンチレーター１０
７を形成する上で必要な平坦化層が形成できる放射線撮
像装置が提供できた。
に外部端子部１２０より高い段差Ｓを有する第一の平坦
化層を形成することにより、容易にシンチレーター１０
７を形成する上で必要な平坦化層が形成できる放射線撮
像装置が提供できた。
【００８６】特に第二の平坦化層として均一な厚さの接
着材シートを容易に貼り合わせることが可能となった放
射線撮像装置が提供できた。
着材シートを容易に貼り合わせることが可能となった放
射線撮像装置が提供できた。
【００８７】さらには、平坦化層の上にシンチレーター
を形成するので、光のシンチレーターを通過する経路も
むらがなくなるので、その発光も均一になり、光量分布
のばらつきが低減できるので解像度が向上した。
を形成するので、光のシンチレーターを通過する経路も
むらがなくなるので、その発光も均一になり、光量分布
のばらつきが低減できるので解像度が向上した。
【００８８】（実施形態３）図１１は本発明の実施形態
３の構成を示す放射線撮像装置の模式的断面図である。
図１１において、１０６３は光ファイバープレートとは
別の光透光性基板、１０６４は接着材である。光透光性
基板としては、本実施形態においては鉛入り放射線遮蔽
版を配している。
３の構成を示す放射線撮像装置の模式的断面図である。
図１１において、１０６３は光ファイバープレートとは
別の光透光性基板、１０６４は接着材である。光透光性
基板としては、本実施形態においては鉛入り放射線遮蔽
版を配している。
【００８９】本実施形態が図１０に示す放射線撮像装置
と異なる点は、第二の平坦化層１０６２上に光ファイバ
ープレートとは別の光透光性基板１０６３を配してお
り、さらに光透光性基板１０６３と光透光性基板１０６
としての光ファイバープレートとを接着材１０６４で接
着している点である。
と異なる点は、第二の平坦化層１０６２上に光ファイバ
ープレートとは別の光透光性基板１０６３を配してお
り、さらに光透光性基板１０６３と光透光性基板１０６
としての光ファイバープレートとを接着材１０６４で接
着している点である。
【００９０】本実施形態では第一及び第二の平坦化層以
外に光透光性基板１０６３及び接着材１０６４を用いる
ため、シンチレーター１０７下面と受光領域との距離は
広がったがより放射線遮蔽能力が高まり撮像素子１０１
にダメージを与え難い構造となった。
外に光透光性基板１０６３及び接着材１０６４を用いる
ため、シンチレーター１０７下面と受光領域との距離は
広がったがより放射線遮蔽能力が高まり撮像素子１０１
にダメージを与え難い構造となった。
【００９１】（実施形態４）図１２は本発明による放射
線撮像装置を放射線診断システムへ応用した例を示した
図である。なお、本実施形態においては放射線診断シス
テムの一例としてＸ線診断システムを一例にあげて説明
する。
線撮像装置を放射線診断システムへ応用した例を示した
図である。なお、本実施形態においては放射線診断シス
テムの一例としてＸ線診断システムを一例にあげて説明
する。
【００９２】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、シンチレーター１０７、光透光性基板１０６とし
ての光ファイバープレート、撮像素子１０１、外部処理
基板１１０を備える放射線撮像装置６０４０に入射す
る。この入射したＸ線には患者６０６１の体内部の情報
が含まれている。
６０は患者あるいは被験者６０６１の胸部６０６２を透
過し、シンチレーター１０７、光透光性基板１０６とし
ての光ファイバープレート、撮像素子１０１、外部処理
基板１１０を備える放射線撮像装置６０４０に入射す
る。この入射したＸ線には患者６０６１の体内部の情報
が含まれている。
【００９３】Ｘ線の入射に応じてシンチレーター１０７
は発光し、これを撮像素子１０１が光電変換して、電気
的情報を得る。この情報はディジタル信号に変換されイ
メージプロセッサ６０７０により画像処理されコントロ
ールルームのディスプレイ６０８０で見ることができ
る。
は発光し、これを撮像素子１０１が光電変換して、電気
的情報を得る。この情報はディジタル信号に変換されイ
メージプロセッサ６０７０により画像処理されコントロ
ールルームのディスプレイ６０８０で見ることができ
る。
【００９４】また、この情報は電話回線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
ームなどにあるディスプレイ６０８１に表示したり、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。
送手段により遠隔地へ転送でき、別の場所のドクタール
ームなどにあるディスプレイ６０８１に表示したり、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。
【００９５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
シンチレーターが形成される平坦化層を複数の撮像素子
上に外部端子部を介して形成したので、シンチレーター
は平坦化層上に均一に配され、シンチレーターを透過
し、各撮像素子に入射する光量のばらつきが低減される
ことで解像度が向上した。
シンチレーターが形成される平坦化層を複数の撮像素子
上に外部端子部を介して形成したので、シンチレーター
は平坦化層上に均一に配され、シンチレーターを透過
し、各撮像素子に入射する光量のばらつきが低減される
ことで解像度が向上した。
【図１】本発明の実施形態１の構成を示す放射線撮像装
置の平面図である。
置の平面図である。
【図２】図１に示す放射線撮像装置の撮像素子１０１を
一枚を切り出す８インチウェハを示した平面図である。
一枚を切り出す８インチウェハを示した平面図である。
【図３】図１に示す放射線撮像装置のＡ−Ａ線における
模式的断面図を示す。
模式的断面図を示す。
【図４】図４は、図１に示す放射線撮像装置の領域Ｂを
拡大した平面図である。
拡大した平面図である。
【図５】図３に示す放射線撮像装置の領域Ｃを拡大した
模式的断面図である。
模式的断面図である。
【図６】本発明の放射線撮像装置に搭載される撮像素子
の一例を示した構成図である。
の一例を示した構成図である。
【図７】図６に示す画素を用いて本発明の放射線撮像装
置に搭載される等価回路の一例を示した回路図である。
置に搭載される等価回路の一例を示した回路図である。
【図８】本発明の放射線撮像装置において垂直シフトレ
ジスタの単位ブロック（一行を選択し駆動するための単
位）８０１を１画素領域（１セル）８０３に1画素回路
８０２と共に配置した構成図である。
ジスタの単位ブロック（一行を選択し駆動するための単
位）８０１を１画素領域（１セル）８０３に1画素回路
８０２と共に配置した構成図である。
【図９】本発明の実施形態２の構成を示す放射線撮像装
置の模式的断面図である。
置の模式的断面図である。
【図１０】図９に示す放射線撮像装置の領域Ｄを拡大し
た模式的断面図である。
た模式的断面図である。
【図１１】本発明の実施形態３の構成を示す放射線撮像
装置の模式的断面図である。
装置の模式的断面図である。
【図１２】本発明による放射線撮像装置を放射線診断シ
ステムへ応用した例を示した図である。
ステムへ応用した例を示した図である。
【図１３】従来技術を示した図である。
【図１４】他の従来技術を示した図である。
１０１ 撮像素子
１０２ 電極パッド
１０３ バンプ
１０４ リード線
１０５ 接着材
１０６ 光透光性基板
１０７ シンチレーター（蛍光体）
１０８ 反射板
１０９ 基台
１１０ 外部処理基板
１１１ 放射線
１１２ 画素
１２０ 外部端子部
２０２ 水平シフトレジスタ
２０３ 垂直シフトレジスタ
６０４０ 放射線撮像装置
６０５０ Ｘ線チューブ
６０６０ Ｘ線
６０６１ 患者あるいは被験者
６０６２ 患者あるいは被験者の胸部
６０７０ イメージプロセッサ
６０８０ コントロールルームのディスプレイ
６０８１ ドクタールームのディスプレイ
６１００ フィルムプロセッサ
６１１０ フィルム
─────────────────────────────────────────────────────
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 5/321 Ｈ０１Ｌ 27/14 Ｄ
Ｋ
Ｆターム(参考） 2G088 EE01 FF02 GG15 GG19 GG20
JJ05 JJ09 JJ31 JJ33 JJ37
KK05
2H046 AA02 AA09 AD13 AD16 AD18
4C093 AA16 CA12 EB12 EB17 EB20
FH06
4M118 AA10 AB01 BA05 BA06 BA14
CA02 CA19 CB06 CB11 CB20
FA06 FB03 FB09 GA10 GB10
HA20 HA21 HA23 HA24 HA31
5C024 AX11 AX16 CY47 EX54 GX03
GX09 GY31
Claims (15)
- 【請求項１】 複数の画素と、外部接続のための外部端
子部と、が配された撮像素子を複数有する放射線撮像装
置において、 前記外部端子部を構成するリードが、前記複数の撮像素
子の隙間から受光面とは反対側に延出してあって、 前記撮像素子の受光面を高さの基準とすると、前記外部
端子部は前記受光面と同じ高さ或いは前記受光面に対し
て反入射側に形成され、 前記複数の撮像素子及び前記外部端子部上に平坦化層を
介して波長変換体を形成することを特徴とする放射線撮
像装置。 - 【請求項２】 前記複数の撮像素子は基台上に張り合わ
せて形成されていることを特徴とする請求項１記載の放
射線撮像装置。 - 【請求項３】 前記外部端子部は前記複数の画素の中の
１画素領域に形成されていることを特徴とする請求項１
記載の放射線撮像装置。 - 【請求項４】 前記平坦化層は接着材又は光透光性基板
であることを特徴とする請求項１記載の放射線撮像装
置。 - 【請求項５】 前記画素はフォトダイオード及び転送Ｍ
ＯＳトランジスタ及び増幅ＭＯＳトランジスタ及び増幅
ＭＯＳトランジスタで構成されていることを特徴とする
請求項１記載の放射線撮像装置。 - 【請求項６】 前記波長変換体はシンチレーターである
ことを特徴とする請求項１記載の放射線撮像装置。 - 【請求項７】 複数の画素と、外部接続のための外部端
子部と、が配された撮像素子を複数有する放射線撮像装
置において、前記外部端子部を構成するリードが、前記
複数の撮像素子の隙間から受光面とは反対側に延出して
あって、前記撮像素子上の受光面に形成された第一の平
坦化層は前記外部端子部と同じ高さ或いは前記外部端子
部に対して入射側に高くなるように形成され、前記外部
端子部及び前記第一の平坦化層上に形成された第二の平
坦化層を介して前記撮像素子上に波長変換体が形成され
たことを特徴とする放射線撮像装置。 - 【請求項８】 前記複数の撮像素子は基台上に貼り合わ
せて形成されていることを特徴とする請求項７記載の放
射線撮像装置。 - 【請求項９】 前記外部端子部は前記複数の画素の中の
１画素領域に形成されていることを特徴とする請求項７
記載の放射線撮像装置。 - 【請求項１０】 前記第一の平坦化層は有機樹脂である
ことを特徴とする請求項７記載の放射線撮像装置。 - 【請求項１１】 前記第二の平坦化層は光透光性基板又
は接着材であることを特徴とする請求項７記載の放射線
撮像装置。 - 【請求項１２】 前記光透光性基板は光ファイバープレ
ート又は放射線遮蔽板であることを特徴とする請求項７
記載の放射線撮像装置。 - 【請求項１３】 前記画素は、フォトダイオード及び転
送ＭＯＳトランジスタ及びリセットＭＯＳトランジスタ
及び増幅ＭＯＳトランジスタで構成されていることを特
徴とする請求項７記載の放射線撮像装置。 - 【請求項１４】 前記波長変換体は蛍光体又はシンチレ
ーターであることを特徴とする請求項７記載の放射線撮
像装置。 - 【請求項１５】 放射線を被写体に照射するための放射
線撮像装置と、請求項７に記載の放射線撮像装置と、を
有し、 前記被写体を透過した放射線を前記放射線線撮像装置で
検出することによって、放射線を撮影することを特徴と
する放射線撮像システム。
Priority Applications (3)
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