JP2003273340A

JP2003273340A - 放射線検出装置

Info

Publication number: JP2003273340A
Application number: JP2002074355A
Authority: JP
Inventors: Chiori Mochizuki; 千織望月
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-03-18
Filing date: 2002-03-18
Publication date: 2003-09-26

Abstract

(57)【要約】【課題】大面積を維持しつつ高精細化を実現する場合
において、画素開口率が低下し、一定の画像品位を得る
には、放射線量を増加する必要があるが、医療分野では
受け入れられず、スイッチＴＦＴの能力を向上させて小
型化し、画素の開口率を向上させて光電変換素子の能力
を最適化する必要がある。【解決手段】光電変換素子の半導体層は、スイッチＴ
ＦＴの半導体層と同一の半導体層から構成された多層構
成とし、スイッチＴＦＴの半導体層は単層構成とする。
また、スイッチＴＦＴの半導体層と光電変換素子の半導
体層は異なる半導体層とする。これにより、光電変換素
子とスイッチＴＦＴの能力を向上し、特に、スイッチＴ
ＦＴの小型化による開口率を向上し、高感度化、高精細
化を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、X線、γ線等の放
射線を用いた放射線検出装置、特に、医療画像診断装
置、非破壊検査装置、放射線を用いた分析装置等に好適
な放射線検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、Ｘ線、γ線等の放射線を検出する
放射線検出装置としては、放射線を可視光に変換し、そ
の変換光を非晶質シリコン薄膜を用いた光電変換素子に
より検出するという、所謂、間接型の放射線検出装置が
知られている。この種の放射線検出装置が実用化された
理由としては、主に、光導電性を持った非晶質シリコン
を核とした液晶技術の進歩により、ＴＦＴ（Thin Film
Transistor：薄膜トランジスタ）及び光センサの大面積
化が可能になった背景がある。また、従来から使用され
ているＧＯＳ蛍光体又はＣｓＩ蛍光体等の組み合わせに
より、大画面で、且つ、信頼性が高い放射線検出装置を
安定的に作製可能となったことに拠る所が大きい。

【０００３】従来、この種の代表的な放射線検出装置と
しては、本願発明者らが特許第３０６６９４４号、ＵＳ
Ｐ６０７５２５６等で提案しているＭＩＳ型光電変換素
子（以下、ＭＩＳ型ＰＤと略記）とスイッチＴＦＴとか
ら構成されたＭＩＳ−ＴＦＴ構造の光センサアレーと、
上述の蛍光体を組み合わせた放射線検出装置がある。こ
の光センサアレーの特徴は、先述したスイッチＴＦＴと
ＭＩＳ型ＰＤが同一層構成、同一プロセスにより製造が
可能であることであり、その結果、安定的に、且つ、低
価格で生産できるといった点である。

【０００４】一方、ＰＩＮ型光電変換素子（以下、ＰＩ
Ｎ型ＰＤと略記）とスイッチＴＦＴとを組み合わせたＰ
ＩＮ−ＴＦＴ構造、或いは、スイッチ素子にＰＩＮ型ダ
イオードを用いたＰＩＮ−ＰＩＮ構造の光センサアレー
等多岐に渡る提案がなされているが、基本的には、放射
線を蛍光体により可視光に変換し、その変換光を光電変
換素子により蓄積電荷として保存し、その電荷をスイッ
チ素子により順次読み出すといった共通の駆動方法が一
般的に用いられている。

【０００５】図７は一般的な放射線検出装置に利用され
る光センサアレーの模式的な等価回路を示す図である。
同図では説明を単純化するため、３×３の合計９個の画
素から構成された光センサアレーを例として示す。

【０００６】同図より明らかな様に、一般的には、１画
素は１個の光電変換素子Sij(i、j=1〜3)、スイッチTFT
Tij(i、j=1〜3)で構成されている。光電変換素子Sijと
しては、上述のＭＩＳ型ＰＤ、或いはＰＩＮ型ＰＤ等が
用いられる。また、Vsn(n=1〜3)は光電変換素子のバイ
アス配線であり、バイアス電源Ｂに接続されている。Vg
n(n=1〜3)はスイッチＴＦＴゲート配線、Sign(n=1〜3)
は信号線である。

【０００７】夫々の光電変換素子Sijの信号出力は、光
電変換素子Sij自身に蓄積される。そして、駆動用回路
Ｄの出力信号によって、スイッチＴＦＴ Tijが順次オン
され、光電変換素子Sij自身に蓄積された蓄積電荷に対
応する電流が信号線Sign(n=1〜3)に流れる。この様にし
て読み出された信号は、信号処理回路Aに入力され、出
力信号として増幅され、A/D変換器でＡ／Ｄ変換され出
力される。

【０００８】次に、上述のＭＩＳ−ＴＦＴ構造について
説明する。図８はＭＩＳ−ＴＦＴ構造の１画素の模式的
平面図を示す。一般的に、１画素はＭＩＳ型ＰＤＳ、
スイッチTFT T、スイッチＴＦＴのゲート配線であるＶ
ｇ配線、ゲート電極であるＶｇ電極、信号線であるＳｉ
ｇ配線、スイッチＴＦＴのソース・ドレイン電極である
Ｓ−Ｄ電極、スイッチＴＦＴのＳ−Ｄ電極と光電変換素
子の下部電極を電気接続するためのコンタクトホールＣ
Ｈｓ、ＭＩＳ型ＰＤのバイアス配線であるＶｓ配線によ
り構成されている。

【０００９】図９は図８の模式的断面図を示す。図中、
１はガラス基板、３はＭＩＳ型光電変換素子の下部電
極、８はＭＩＳ型光電変換素子のバイアス配線である。
また、２はスイッチＴＦＴのゲート配線、4はスイッチ
ＴＦＴのゲート電極、9はスイッチＴＦＴのソース・ド
レイン電極である。５はＭＩＳ型ＰＤ及びスイッチＴＦ
Ｔ等同一層構成であるゲート絶縁膜、１２は非晶質シリ
コン膜、７はｎ⁺オーミックコンタクト層、10はスイッ
チＴＦＴに接続されている信号線である。また、１００
は保護膜、１０１は接着層、１０２は蛍光体層である。
入射放射線は図９の上部より蛍光体層１０２に入射する
構成となっている。

【００１０】現在、この種の放射線検出装置に対して
は、放射線量を低減する高感度化の要求が高まってお
り、画像の高品位化を達成する高精細化も期待されてい
る状況である。この様な状況において、蛍光体の発光効
率の改善を始めとして、光センサアレーでの光収集効率
の改善、更には、光電変換素子そのものの改良、即ち、
光電変換効率の改善に至るまで多岐に渡って開発が進め
られている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の様な
ＭＩＳ−ＴＦＴ構造の光センサアレーは、ＭＩＳ型ＰＤ
部とスイッチＴＦＴ部が同一半導体層で形成されてい
る。そのため、ＭＩＳ型ＰＤ部とスイッチＴＦＴ部の両
方の性能を考慮して、半導体層の膜厚及び膜質が決定さ
れている。即ち、ＭＩＳ型ＰＤの能力向上では厚膜化が
有利であり、スイッチＴＦＴの能力は薄膜化が有利であ
るため、両機能がバランスよく成立する膜厚を選定して
いる。本願発明者等は概ね半導体層を５０００Åから６
０００Å程度に設計している。膜質においても、同様に
光電変換効率、即ち、光伝導率と移動度のバランスによ
り決定されている。

【００１２】しかしながら、上記従来のＭＩＳ−ＴＦＴ
構造の光センサアレーの場合、製造上の利点は大きい
が、高感度化を達成するには、特に、スイッチＴＦＴの
能力が低いため、サイズを大きくする必要がある。その
ため、画素開口率を圧迫し、ＭＩＳ型ＰＤ部の能力も最
大限に引き出してはいない状況にある。即ち、半導体層
を同時に形成できる利点のため、逆に、高感度化を制限
している。

【００１３】更に、高画像品位を達成する場合、先ず、
画素ピッチを微細化する必要があるが、単純に、画素ピ
ッチを微細化することは、逆に、感度低下を引き起こす
事になり、簡単には実現できない。この理由は、高精細
化に伴って有効画素領域が縮小される事はなく、同一サ
イズの有効画素領域、或いは、より大面積化が要求され
ているからである。つまり、画素数が増加し、その結
果、駆動上スイッチＴＦＴを大型化し、配線の幅も広く
する必要が生じ、開口率が低下するのである。

【００１４】即ち、画素数の増加に伴い、スイッチＴＦ
Ｔ駆動速度を高速化する必要があり、スイッチＴＦＴの
ＯＮ抵抗の低減等スイッチＴＦＴの大型化が必要とな
る。その結果、高精細化に伴いスイッチＴＦＴが占める
面積も大きく変化しないため、画素に占める光電変換素
子の開口率は、画素ピッチが縮小されるに従い、一般的
には、低下する傾向がある。例えば、画素サイズを５０
μｍ角とすると開口率は３０％程度である。勿論、画素
領域サイズ、つまり、パネルサイズ等に依存する。

【００１５】この様に大面積を維持しつつ、高精細化を
達成する場合においても、画素開口率の低下が起こる。
その結果、一定の画像品位を得るためには、放射線量を
増加する必要があるが、医療分野では人体への影響を考
慮すると受け入れられない。そこで、高感度化、更に
は、高精細化を達成するため、スイッチＴＦＴの能力を
向上し小型化を達成し、画素開口率を向上しＭＩＳ型Ｐ
Ｄの能力を最適化することが必要であった。

【００１６】本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされ
たもので、その目的は、高感度化及び高精細化を実現可
能な放射線検出装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、放射線信号を可視光に変換する蛍光体と、
前記可視光を光信号に変換する光電変換素子と、前記光
電変換素子の信号を読み出すスイッチＴＦＴとを有する
放射線検出装置において、前記光電変換素子の半導体層
は、少なくとも前記スイッチＴＦＴの半導体層と同一の
半導体層から構成された多層構成であり、且つ、前記ス
イッチＴＦＴの半導体層は単層構成であることを特徴と
する。

【００１８】また、本発明は、放射線信号を可視光に変
換する蛍光体と、前記可視光を電気信号に変換する光電
変換素子と、前記光電変換素子の信号を読み出すスイッ
チＴＦＴとを有する放射線検出装置において、前記スイ
ッチＴＦＴの半導体層と、前記光電変換素子の半導体層
は異なる半導体層であることを特徴とする。

【００１９】本発明においては、光電変換素子の半導体
層は、スイッチＴＦＴの半導体層と同一の半導体層から
構成された多層構成とすることにより、画素開口率を向
上すると共に光電変換素子の能力向上を同時に行い高感
度化を達成するものである。また、スイッチＴＦＴの半
導体層と、光電変換素子の半導体層を異なる半導体層か
ら構成することで、スイッチＴＦＴの小型化を達成し、
上述の高感度化を達成するものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００２１】（第１の実施形態）図１は本発明のＭＩＳ
型ＰＤを用いた放射線検出装置の第１の実施形態を示す
模式的平面図である。なお、図１は１画素の構成を示
す。図中、ＴはスイッチＴＦＴ部、ＳはＭＩＳ型ＰＤ部
（センサ部）、Ｖｇ配線はゲート配線、Ｖｇ電極はゲー
ト電極、Ｓｉｇ配線は信号線、Ｖｓ配線はバイアス配
線、ＣＨｓはスイッチＴＦＴのＳ−Ｄ電極と光電変換素
子（センサ部）の下部電極を電気接続するためのコンタ
クトホールである。

【００２２】図２は図１のＡ−Ａ線における模式的断面
図を示す。図中、１はガラス基板（絶縁基板）、３はＭ
ＩＳ型ＰＤ部の下部電極、８はＭＩＳ型ＰＤ部のバイア
ス配線、４はスイッチＴＦＴ部のゲート電極、9はスイ
ッチＴＦＴ部のソース・ドレイン電極、５はＭＩＳ型Ｐ
Ｄ部のゲート絶縁膜、６、１２はＭＩＳ型ＰＤ部の微結
晶シリコン膜及び非晶質シリコン膜、７はＭＩＳ型ＰＤ
部のｎ⁺オーミックコンタクト層である。

【００２３】また、５はスイッチＴＦＴ部のゲート絶縁
膜、６はスイッチＴＦＴ部の微結晶シリコン膜、７はス
イッチＴＦＴ部のｎ⁺オーミックコンタクト層、１０は
スイッチＴＦＴ部に接続されている信号線である。更
に、１００は保護膜、１０１は接着層、１０２は放射線
を可視光に変換する蛍光体層である。なお、図２におけ
るバイアス配線８、信号線１０、ゲート電極４は、図１
におけるＶｓ配線、Ｓｉｇ配線、Ｖｇ電極にそれぞれ対
応する。

【００２４】ここで、図１では１画素の構成を示してい
るが、実際には、図７に示すように複数の画素が二次元
に複数配列され、且つ、図７と同様に信号処理回路Ａ、
バイアス電源Ｂ、駆動回路Ｄ、Ａ／Ｄ変換器、バイアス
配線、ゲート配線、信号線、放射線を可視光に変換する
蛍光体層１０２等を用いて放射線検出装置が構成され
る。なお、これは、以下のすべての実施形態において同
様である。

【００２５】本実施形態では、図２に示すようにＭＩＳ
型ＰＤ部の半導体層は、スイッチＴＦＴ部の半導体層と
同一の半導体層（微結晶シリコン膜）６が第１の半導体
層としてゲート絶縁膜５に積層され、更に、第２の半導
体層として非晶質シリコン膜１２が形成されている構造
である。この場合、スイッチＴＦＴ部の半導体層６は微
結晶シリコンであるため、スイッチＴＦＴ部の転送能力
は格段に向上する。言い換えれば、従来、ＭＩＳ型ＰＤ
部とのバランスを考慮して設定された半導体層膜厚に比
較して、薄膜化できるため、ＯＮ抵抗として１／１０以
下にでき、更に、微結晶であるためサイズを最大１／１
０程度に改善できる。即ち、スイッチＴＦＴ部は概ね最
大で１００倍の能力向上が見込まれる。

【００２６】但し、スイッチＴＦＴの製造上、現状のＷ
／Ｌを１／１００にする事は不可能であるため、最大限
の小型化が達成できることになる。

【００２７】更に、ＭＩＳ型ＰＤ部での半導体層、即
ち、微結晶シリコンと非晶質シリコンの多層構造におい
ては、十分な光電変換特性を得るためには、本願発明者
等の見解では、波長５５０ｎｍ１００ｌｘ下での光伝導
率と暗伝導率の比が３桁以上あることが最低限必要であ
る。また、スイッチＴＦＴの半導体層、即ち、微結晶シ
リコンにおいては、上述の比が１桁以下とすることによ
り、スイッチＴＦＴの光リークを低減でき、光クロスト
ークが低減された光センサアレーを実現することができ
る。

【００２８】この時、ＭＩＳ型ＰＤ部での層構成におい
て、微結晶シリコン膜厚Tmと非晶質シリコン膜厚Taとの
比Ta/Tmは、光伝導率と暗伝導率の比が３桁以上となる
ためには5倍以上が望ましいと言った結論を得ており、
一方、微結晶シリコンはＴＦＴ特性上のリーク電流を考
慮すると、１５００Å以下が望ましいことが確認されて
いる。

【００２９】この様に本実施形態の構成によれば、スイ
ッチＴＦＴの能力を向上できるため、製造上の制限ま
で、即ち、加工精度に制限される程度の小型化が可能で
あり、光センサアレーの開口率を向上でき、更に、高精
細化した場合においても開口率を確保でき、また、高速
読み取りが必要な動画駆動も可能となる。

【００３０】次に、本実施形態の製造方法を図３を参照
して説明する。本実施形態では、放射線検出装置の製造
を以下の工程で行う。

【００３１】（１）まず、図３（ａ）に示す様にガラス
基板１上にＭＩＳ型ＰＤの下電極３及びスイッチＴＦＴ
のゲート電極４として、Ｃｒ薄膜を１０００Åスパッタ
ー成膜し、夫々パターン形成する。

【００３２】（２）図３（ｂ）に示す様にプラズマＣＶ
Ｄによりゲート絶縁膜５としてＳｉＮ膜３０００Å、第
１の半導体層６としてノンドープ微結晶シリコン膜１０
００Å、第２の半導体層１２としてノンドープ非晶質シ
リコン９０００Åを連続形成する。

【００３３】（３）図３（ｃ）に示す様にスイッチＴＦ
Ｔ部の第２の半導体層１２をＲＩＥにより除去する。そ
の後、再度、プラズマＣＶＤによりｎ⁺オーミックコンタ
クト層７を形成する。

【００３４】（４）図３（ｄ）に示す様にスイッチＴＦ
Ｔ部のＳ−Ｄ電極とＭＩＳ型ＰＤの下部電極とを電気接
続するためのコンタクトホール１３をＲＩＥにより形成
する。

【００３５】（５）図３（ｅ）に示す様にＭＩＳ型ＰＤ
のバイアス配線８及びスイッチＴＦＴのＳ−Ｄ電極９及
び信号線１０としてＡｌ薄膜を１μｍスパッター成膜
し、夫々パターン形成する。また、同時にスイッチＴＦ
Ｔ部のギャップ部のｎ⁺オーミックコンタクト層７をＲ
ＩＥにより除去する。

【００３６】（６）図３（ｆ）に示す様にスイッチＴＦ
Ｔ部及びＭＩＳ型ＰＤ等を画素分離する。その後、保護
膜１００としてＳｉＮ膜とポリイミド膜を積層する。次
いで、ＧＯＳ蛍光体１０２を接着剤１０１で貼り合せて
放射線検出装置が完成する。

【００３７】本実施形態の製造方法によれば、第１の半
導体層と第２の半導体層の膜質が異なるため、上述の
（３）の工程で行う第２の半導体層のみを除去する工程
において、エッチングレートの差異により前述のような
ＭＩＳ型ＰＤ部の半導体層を多層とし、スイッチＴＦＴ
部の半導体層を単層とする構成を容易に作製できるとい
った利点がある。

【００３８】（第２の実施形態）第２の実施形態では、
第１の実施形態と同様にＭＩＳ型ＰＤを用いた放射線検
出装置について説明する。図４は第２の実施形態の模式
的断面図を示す。図４は１画素の構成を示す。なお、図
４では第１の実施形態の図２と同一部分は同一符号を付
している。また、第２の実施形態と第１の実施形態の異
なる点は、ＭＩＳ型ＰＤ部の半導体層、スイッチＴＦＴ
部の半導体層である。

【００３９】図４において、１２はＭＩＳ型ＰＤ部の非
晶質シリコン膜、１４は同様にスイッチＴＦＴ部の多結
晶シリコン膜である。即ち、ＭＩＳ型ＰＤ部の半導体層
１２とスイッチＴＦＴ部の半導体層１４とは異なる半導
体層で構成されている。このような構成により、第１の
実施形態と同様にスイッチＴＦＴの半導体層を薄膜化す
ることができ、スイッチＴＦＴを小型化できると共に、
スイッチＴＦＴの能力を向上できる。

【００４０】ここで、ＭＩＳ型ＰＤ部での半導体層にお
いては、十分な光電変換特性を得るためには、波長５５
０ｎｍ１００ｌｘ下での光伝導率と暗伝導率の比が３桁
以上あることが最低限必要である。また、スイッチＴＦ
Ｔ部の半導体層においては、上述の比が１桁以下とする
ことにより、スイッチＴＦＴの光リークを低減でき、光
クロストークが低減された光センサアレーを実現でき
る。

【００４１】本実施形態の構成によれば、スイッチＴＦ
Ｔの能力が向上するため、製造上の制限まで、即ち、加
工精度に制限される程度の小型化が可能であり、光セン
サアレーの開口率を向上でき、更に、高精細化した場合
においても開口率を確保でき、また、高速読み取りが必
要な動画駆動も可能となる。

【００４２】次に、本実施形態の製造方法を図５を用い
て説明する。尚、第１の実施形態の製造方法と異なる工
程は（２）と（３）の工程であり、（１）、（４）〜
（６）の工程は第１の実施形態と同様である。第１の実
施形態と異なる工程についてのみ説明する。

【００４３】（２）まず、（１）の工程を行い、その
後、図５（ａ）に示す様にプラズマＣＶＤによりゲート
絶縁膜５としてＳｉＮ膜３０００Å、半導体層１２とし
てノンドープ非晶質シリコン９０００Åを連続形成す
る。或いは、リンのイオンドーピングにより形成する。

【００４４】（３）図５（ｂ）に示す様にスイッチＴＦ
Ｔ部の半導体層１２をＲＩＥにより一定膜厚まで除去す
る。その後、スイッチＴＦＴ部の領域をレーザーアニー
ルにより多結晶化させて多結晶シリコン層１４とする、
その後、再度、プラズマＣＶＤによりｎ⁺オーミックコン
タクト層７を形成する。次に、（４）〜（６）の工程を
行う。

【００４５】ここで、ＭＩＳ型ＰＤ部での層構成におい
て、多結晶シリコン膜厚Ｔｍと非晶質シリコン膜厚Ｔａ
との比Ｔａ／Ｔｍは、光伝導率と暗伝導率の比が３桁以
上となるためには、第１の実施形態と同様に５倍以上が
望ましいといった結論を得ており、また、多結晶シリコ
ンはTFT特性上のリーク電流を考慮すると１５００Å以
下が望ましいことが確認されている。

【００４６】（第３の実施形態）第３の実施形態では、
ＰＩＮ型ＰＤを用いた放射線検出装置について説明す
る。図６は本実施形態の模式的断面図を示す。図６は１
画素の構成を示す。図中、１はガラス基板（絶縁基
板）、2はスイッチＴＦＴのゲート配線、4はスイッチＴ
ＦＴゲート電極、9はソース・ドレイン電極である。
７、１２、１６はＰＩＮ型ＰＤ部のＮ型非晶質シリコン
層、ノンドープ非晶質シリコン層、Ｐ型非晶質シリコン
層、１７はＩＴＯ透明電極である。また、スイッチＴＦ
Ｔ側の5、１５、7はスイッチＴＦＴのゲート絶縁膜、ノ
ンドープ非晶質シリコン膜、ｎ⁺オーミックコンタクト
層である。10はスイッチTFTに接続されている信号線で
ある。また、１００は保護膜である。入射放射線は同図
の上部より不図示の蛍光体層に入射する構成となってい
る。

【００４７】本実施形態では、ＰＩＮ型ＰＤ部での半導
体層１２である非晶質シリコンは、光電変換特性を重視
して波長５５０ｎｍ１００ｌｘ下での光伝導率と暗伝導
率の比が３桁以上である膜質を選択している。スイッチ
ＴＦＴの半導体層１５である非晶質シリコンにおいて
は、移動度を重視して、上述の比が１桁以下となる膜質
を選択している。その結果、スイッチＴＦＴの更なる小
型化を達成でき、開口率の向上による高感度化の達成
と、蛍光体からの変換光の漏れ光によるスイッチＴＦＴ
の光リークを低減でき、光クロストークが低減された光
センサアレーを実現することができる。

【００４８】なお、本実施形態では、スイッチＴＦＴの
半導体層を非晶質シリコンとしたが、勿論、微結晶シリ
コン、或いは、多結晶シリコン等の本質的に膜質が異な
る材料とすることも可能である。その結果、本構成にお
いても、スイッチＴＦＴの能力を向上できるため、製造
上の制限まで、即ち、加工精度に制限される程度の小型
化が可能であり、光センサアレーの開口率を向上でき、
更に、高精細化した場合においても開口率を確保でき、
また、高速読み取りが必要な動画駆動も可能となる。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
電変換素子の半導体層とスイッチＴＦＴの半導体層を異
なる層構成、或いは、異なる膜質により構成することに
より、従来、同一或いは同一膜質の半導体層により構成
されていた光電変換素子とスイッチＴＦＴの半導体層を
夫々最大限に機能向上させるための膜質を選定すること
ができ、スイッチＴＦＴのサイズを小型化でき、更に、
光電変換素子の光電変換能力を向上できる。その結果、
光センサアレーにおいて開口率を向上でき、高感度化や
高精細化を実現できる。更に、放射線変換光によりスイ
ッチＴＦＴの光リークを低減させることも可能になり、
光クロストークのない高品位な画像を得ることが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の放射線検出装置の第１の実施形態を示
す模式的平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線における模式的断面図である。

【図３】第１の実施形態の製造方法を説明する図であ
る。

【図４】本発明の第２の実施形態を示す模式的断面図で
ある。

【図５】第２の実施形態の製造方法を説明する図であ
る。

【図６】本発明の第３の実施形態を示す模式的断面図で
ある。

【図７】従来例の光センサアレーを示す模式的等価回路
である。

【図８】従来のＭＩＳ−ＴＦＴ構造の１画素を示す模式
的平面図である。

【図９】ＭＩＳ−ＴＦＴ構造の模式的断面図である。

【符号の説明】

１ガラス基板２スイッチＴＦＴゲート配線３光電変換素子の下部電極４ゲート電極５ゲート絶縁膜６微結晶シリコン膜７ｎ⁺オーミックコンタクト層８光電変換素子のバイアス配線９スイッチＴＦＴのソース・ドレイン電極１０信号線１２、１５非晶質シリコン膜１３コンタクトホール１４多結晶シリコン１６Ｐ層１７ＩＴＯ透明電極１００保護膜１０１接着層１０２蛍光体層

───────────────────────────────────────────────────── 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 31/10 ＣＦターム(参考） 2G088 EE01 EE29 FF02 FF04 GG19 JJ05 JJ09 4M118 AA01 AB01 BA05 CA05 CA07 CA15 CA32 CB05 CB06 CB11 EA01 FB09 FB13 GA10 5C024 AX12 CX41 CY47 GX09 5F049 MA04 MA20 MB04 MB05 NA01 NA20 NB05 NB10 PA03 PA07 QA03 RA04 RA08 SE04 SE05 SS01 TA20 UA01 WA07 5F088 AA01 AA03 AB04 AB05 BA01 BA20 BB07 BB10 CA02 CB07 DA01 EA04 EA08 EA14 FA04 FA05 GA02 JA20 KA08 LA08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放射線信号を可視光に変換する蛍光体
と、前記可視光を光信号に変換する光電変換素子と、前
記光電変換素子の信号を読み出すスイッチＴＦＴとを有
する放射線検出装置において、前記光電変換素子の半導
体層は、少なくとも前記スイッチＴＦＴの半導体層と同
一の半導体層から構成された多層構成であり、且つ、前
記スイッチＴＦＴの半導体層は単層構成であることを特
徴とする放射線検出装置。
【請求項２】前記光電変換素子の多層構成の半導体層
は、波長５５０ｎｍ、照度１００ｌｘでの光伝導率と暗
伝導率の比が３桁以上であり、前記スイッチＴＦＴの単
層構成の半導体層は、１桁以下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。
【請求項３】前記スイッチＴＦＴの半導体層は微結晶
シリコン或いは多結晶シリコンであり、前記光電変換素
子の半導体層は微結晶シリコン或いは多結晶シリコンと
非晶質シリコンの積層構造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。
【請求項４】放射線信号を可視光に変換する蛍光体
と、前記可視光を電気信号に変換する光電変換素子と、
前記光電変換素子の信号を読み出すスイッチＴＦＴとを
有する放射線検出装置において、前記スイッチＴＦＴの
半導体層と、前記光電変換素子の半導体層は異なる半導
体層であることを特徴とする放射線検出装置。
【請求項５】前記光電変換素子の半導体層は、波長５
５０ｎｍ、照度１００ｌｘでの光伝導率と暗伝導率の比
が３桁以上であり、前記スイッチＴＦＴの半導体層は、
１桁以下である事を特徴とする請求項４に記載の放射線
検出装置。
【請求項６】前記光電変換素子の半導体層は非晶質シ
リコン層であり、前記スイッチＴＦＴの半導体層は微結
晶シリコン或いは多結晶シリコンである事を特徴とする
請求項４に記載の放射線検出装置。