JP2003282852A - 放射線検出装置及びシステム - Google Patents
放射線検出装置及びシステムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 動画の撮像に適した放射線検出装置を提供す
る。 【解決手段】 放射線検出装置は、放射線を光に変換す
る蛍光体１１４と、蛍光体１１４で変換された光を電気
信号に変換する光電変換部１０８と、光電変換部１０８
で変換された電気信号を転送するための薄膜トランジス
タ（ＴＦＴ１）部１０７と、ＴＦＴ１部１０７で転送さ
れた電気信号を蓄積する容量１１６と、容量１１６に蓄
積された電気信号を読み出す薄膜トランジスタ（ＴＦＴ
２）部１１７とを有する画素とを備えている。光電変換
部１０８と、ＴＦＴ１部１０７と、一方の容量１１６
と、ＴＦＴ２部１１７とは同一層構成で形成されてお
り、それぞれ、少なくとも下部電極１０２’又はゲート
電極１０２”とゲート絶縁膜１０３と半導体層１０４と
を備え、蛍光体１１４との間に保護層１１２を形成され
ている。また、ＴＦＴ２部１１７下に他方の容量の下部
電極３０１を形成している。
る。 【解決手段】 放射線検出装置は、放射線を光に変換す
る蛍光体１１４と、蛍光体１１４で変換された光を電気
信号に変換する光電変換部１０８と、光電変換部１０８
で変換された電気信号を転送するための薄膜トランジス
タ（ＴＦＴ１）部１０７と、ＴＦＴ１部１０７で転送さ
れた電気信号を蓄積する容量１１６と、容量１１６に蓄
積された電気信号を読み出す薄膜トランジスタ（ＴＦＴ
２）部１１７とを有する画素とを備えている。光電変換
部１０８と、ＴＦＴ１部１０７と、一方の容量１１６
と、ＴＦＴ２部１１７とは同一層構成で形成されてお
り、それぞれ、少なくとも下部電極１０２’又はゲート
電極１０２”とゲート絶縁膜１０３と半導体層１０４と
を備え、蛍光体１１４との間に保護層１１２を形成され
ている。また、ＴＦＴ２部１１７下に他方の容量の下部
電極３０１を形成している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、放射線検出装置及
びシステムに関し、特に、医療用のＸ線検出装置や、産
業用の非破壊検査などに用いられる放射線検出装置及び
システムに関する。
びシステムに関し、特に、医療用のＸ線検出装置や、産
業用の非破壊検査などに用いられる放射線検出装置及び
システムに関する。
【０００２】なお、本明細書では、放射線の範ちゅう
に、Ｘ線、α線、β線、γ線などの電磁波も含まれるも
のとして説明する。
に、Ｘ線、α線、β線、γ線などの電磁波も含まれるも
のとして説明する。
【０００３】
【従来の技術】図６は従来の放射線検出装置の一画素分
の模式的な平面図である。図７は図６のＡ−Ａ’の断面
図である。図８は図６，図７の等価回路図である。
の模式的な平面図である。図７は図６のＡ−Ａ’の断面
図である。図８は図６，図７の等価回路図である。
【０００４】従来の放射線検出装置の概略的な動作につ
いて説明する。従来の放射線検出装置は、保護層（１１
５）下に形成されている蛍光体（１１４）で、放射線を
光に変換し、その光をガラス基板（１０１）に配置され
た光電変換部（１０８）で電荷に変換し、光電変換部
（１０８）で兼用する容量Ｃ１に蓄積する。
いて説明する。従来の放射線検出装置は、保護層（１１
５）下に形成されている蛍光体（１１４）で、放射線を
光に変換し、その光をガラス基板（１０１）に配置され
た光電変換部（１０８）で電荷に変換し、光電変換部
（１０８）で兼用する容量Ｃ１に蓄積する。
【０００５】容量Ｃ１に蓄積した電荷は、ＴＦＴ１部
（１０７）を駆動することにより、信号線（１１３）を
通じて、外部の図示しない信号処理部に読み出すように
している。
（１０７）を駆動することにより、信号線（１１３）を
通じて、外部の図示しない信号処理部に読み出すように
している。
【０００６】ＴＦＴ１部（１０７）と光電変換部（１０
８）とは同時にガラス基板（１０１）上に形成してい
る。
８）とは同時にガラス基板（１０１）上に形成してい
る。
【０００７】つぎに、図６〜図８に示す放射検出装置の
製造方法について説明する。
製造方法について説明する。
【０００８】まず、ガラス基板（１０１）上に、ＡＬ、
Ｃｒ等を材料としたゲートメタルをスパッタ法・蒸着法
等により成膜して、フォトリソ工程によりパターニン
グ、及びエッチングし、ゲート配線部（１０２）、光電
変換部（１０８）の下部電極（１０２’）、ＴＦＴ１部
（１０７）のゲート電極（１０２”）を形成する。エッ
チングには、ウエットエッチングとドライエッチングの
両方が使用される。
Ｃｒ等を材料としたゲートメタルをスパッタ法・蒸着法
等により成膜して、フォトリソ工程によりパターニン
グ、及びエッチングし、ゲート配線部（１０２）、光電
変換部（１０８）の下部電極（１０２’）、ＴＦＴ１部
（１０７）のゲート電極（１０２”）を形成する。エッ
チングには、ウエットエッチングとドライエッチングの
両方が使用される。
【０００９】つぎに、ＳｉＮ、ＳｉＯ2等を材料とした
ゲート絶縁膜（１０３）をシラン、アンモニア、水素、
ＴＥＯＳ等を原料ガスとするプラズマＣＶＤ（Chemical
Vapor Deposition）法により形成する。
ゲート絶縁膜（１０３）をシラン、アンモニア、水素、
ＴＥＯＳ等を原料ガスとするプラズマＣＶＤ（Chemical
Vapor Deposition）法により形成する。
【００１０】それから、アモルファスシリコン（ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ）、ポリシリコン等を用いた半導体層（１０４）
をシランと水素とを原料ガスとするプラズマＣＶＤ法に
より連続成膜する。この時、半導体層（１０４）で光を
十分な電気信号に変換するため半導体層（１０４）を厚
く（例えば、４０００Å〜１００００Å）成膜する必要
がある。
ｉ：Ｈ）、ポリシリコン等を用いた半導体層（１０４）
をシランと水素とを原料ガスとするプラズマＣＶＤ法に
より連続成膜する。この時、半導体層（１０４）で光を
十分な電気信号に変換するため半導体層（１０４）を厚
く（例えば、４０００Å〜１００００Å）成膜する必要
がある。
【００１１】次いで、オーミック層（１０５）をプラズ
マＣＶＤ法により連続成膜する。オーミック層（１０
５）としては、成膜中にホスフィン(ＰＨ3)等をドーピ
ングガスとして導入し、シランと水素を原料ガスとして
作られるアモルファスシリコンや微結晶シリコン（μｃ
−Ｓｉ）が用いられる。
マＣＶＤ法により連続成膜する。オーミック層（１０
５）としては、成膜中にホスフィン(ＰＨ3)等をドーピ
ングガスとして導入し、シランと水素を原料ガスとして
作られるアモルファスシリコンや微結晶シリコン（μｃ
−Ｓｉ）が用いられる。
【００１２】次いで、フォトリソ工程によりパターニン
グ・エッチングにより素子分離を行い、光電変換部（１
０８）、薄膜トランジスタ部（１０７）を形成する。
グ・エッチングにより素子分離を行い、光電変換部（１
０８）、薄膜トランジスタ部（１０７）を形成する。
【００１３】スパッタ法によりＡＬ、Ｃｒ等を材料とし
た配線メタルを成膜して、エッチングによりソース電極
（１０９）、ドレイン電極（１０６）、信号線（１１
３）、駆動用配線（１１０）を形成する。信号線（１１
３）は、ドレイン電極（１０６）につながっている。
た配線メタルを成膜して、エッチングによりソース電極
（１０９）、ドレイン電極（１０６）、信号線（１１
３）、駆動用配線（１１０）を形成する。信号線（１１
３）は、ドレイン電極（１０６）につながっている。
【００１４】さらに、その上部にデバイス特性の安定化
のためにＳＩＮ、ＰＩ等の保護層（１１２）を介してＧ
ＯＳ、ＣｓＩ等のＸ線を光に変換する蛍光体（１１４）
が形成される。この時、Ｘ線入射は、矢印方向（１１
１）より入射し、蛍光体（１１４）にて可視光に変換さ
れ、その変換光を光電変換部（１０８）の半導体層（１
０４）が読み取る。蛍光体（１１４）の上部にはＰＥＴ
等の保護層（１１５）が形成される。
のためにＳＩＮ、ＰＩ等の保護層（１１２）を介してＧ
ＯＳ、ＣｓＩ等のＸ線を光に変換する蛍光体（１１４）
が形成される。この時、Ｘ線入射は、矢印方向（１１
１）より入射し、蛍光体（１１４）にて可視光に変換さ
れ、その変換光を光電変換部（１０８）の半導体層（１
０４）が読み取る。蛍光体（１１４）の上部にはＰＥＴ
等の保護層（１１５）が形成される。
【００１５】また、直接型蛍光体を用いた放射線検出装
置が、例えば特開平１１−４４７６４号公報に記載され
ている。
置が、例えば特開平１１−４４７６４号公報に記載され
ている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の技術
は、動画を撮ろうとすると、光電変換中に電荷の読み出
しができないため、実際の被写体の動きをとらえきれな
いという問題がある。
は、動画を撮ろうとすると、光電変換中に電荷の読み出
しができないため、実際の被写体の動きをとらえきれな
いという問題がある。
【００１７】さらに、動画では静止画よりも感度が低下
してしまうという問題がある。
してしまうという問題がある。
【００１８】そこで、本発明は、動画の撮像に適した放
射線検出装置を提供することを課題とする。
射線検出装置を提供することを課題とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、変換素子で変換された放射線に基づく電
気信号を転送するための第１薄膜トランジスタと、前記
第１薄膜トランジスタで転送された電気信号を蓄積する
容量と、前記容量に蓄積された電気信号を読み出す第２
薄膜トランジスタとを有する画素とを備えており、前記
画素から読み出した電気信号に基づいて放射線を検出す
る放射線検出装置であって、前記光電変換素子と、前記
第１薄膜トランジスタと、前記容量の一方と、前記第２
薄膜トランジスタとは同一層構成で形成されており、そ
れぞれ、少なくとも電極層と絶縁膜と半導体層とを備
え、前記変換素子との間に保護層が形成されており、前
記容量の他方は少なくとも前記第２薄膜トランジスタ下
に形成されていることを特徴とする。
に、本発明は、変換素子で変換された放射線に基づく電
気信号を転送するための第１薄膜トランジスタと、前記
第１薄膜トランジスタで転送された電気信号を蓄積する
容量と、前記容量に蓄積された電気信号を読み出す第２
薄膜トランジスタとを有する画素とを備えており、前記
画素から読み出した電気信号に基づいて放射線を検出す
る放射線検出装置であって、前記光電変換素子と、前記
第１薄膜トランジスタと、前記容量の一方と、前記第２
薄膜トランジスタとは同一層構成で形成されており、そ
れぞれ、少なくとも電極層と絶縁膜と半導体層とを備
え、前記変換素子との間に保護層が形成されており、前
記容量の他方は少なくとも前記第２薄膜トランジスタ下
に形成されていることを特徴とする。
【００２０】また、本発明の放射線検出装置は、放射線
を電気信号に変換する変換素子と、前記変換素子で変換
された電気信号を転送するための第１薄膜トランジスタ
と、前記第１薄膜トランジスタで転送された電気信号を
蓄積する容量と、前記容量に蓄積された電気信号を読み
出す第２薄膜トランジスタとを有する画素とを備えるこ
とを特徴とする。
を電気信号に変換する変換素子と、前記変換素子で変換
された電気信号を転送するための第１薄膜トランジスタ
と、前記第１薄膜トランジスタで転送された電気信号を
蓄積する容量と、前記容量に蓄積された電気信号を読み
出す第２薄膜トランジスタとを有する画素とを備えるこ
とを特徴とする。
【００２１】さらに本発明の放射線検出装置は、前記第
１薄膜トランジスタで転送された電気信号を蓄積する容
量を並列で複数接続することを特徴とする。
１薄膜トランジスタで転送された電気信号を蓄積する容
量を並列で複数接続することを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を用いて説明する。
図面を用いて説明する。
【００２３】（第１実施形態）図１は本発明の第１実施
形態の放射線検出装置の一部の模式的な等価回路図であ
る。図２は図１の一画素の拡大図である。図３は図２の
一画素分の模式的な平面図である。図４は図３のＡ−
Ａ’の断面図である。
形態の放射線検出装置の一部の模式的な等価回路図であ
る。図２は図１の一画素の拡大図である。図３は図２の
一画素分の模式的な平面図である。図４は図３のＡ−
Ａ’の断面図である。
【００２４】本実施形態の間接型放射線検出装置の概略
的な動作について説明する。本実施形態の放射線検出装
置は、保護層（１１５）下に形成されている蛍光体（１
１４）で、放射線を光に変換し、その光をガラス基板
（１０１）に配置された光電変換部（１０８）で電荷に
変換し、光電変換部（１０８）で兼用する容量Ｃ１に蓄
積する。
的な動作について説明する。本実施形態の放射線検出装
置は、保護層（１１５）下に形成されている蛍光体（１
１４）で、放射線を光に変換し、その光をガラス基板
（１０１）に配置された光電変換部（１０８）で電荷に
変換し、光電変換部（１０８）で兼用する容量Ｃ１に蓄
積する。
【００２５】容量Ｃ１に蓄積した電荷は、ＴＦＴ１部
（１０７）を駆動することにより、容量Ｃ２（１１６）
及び容量Ｃ２’（３０２）に転送し、そこで蓄積する。
その後、水平走査回路に接続されたＴＦＴ２部（１１
７）の駆動により信号線（１１３）を通じて、出力回路
へ読み出し、外部の図示しない信号処理部に送るように
している。
（１０７）を駆動することにより、容量Ｃ２（１１６）
及び容量Ｃ２’（３０２）に転送し、そこで蓄積する。
その後、水平走査回路に接続されたＴＦＴ２部（１１
７）の駆動により信号線（１１３）を通じて、出力回路
へ読み出し、外部の図示しない信号処理部に送るように
している。
【００２６】ＴＦＴ１部（１０７）と光電変換部（１０
８）と容量Ｃ２（１１６）と容量Ｃ２’（３０２）とＴ
ＦＴ２部１１７とは、逆スタガ型で同時にガラス基板
（１０１）上に形成している。
８）と容量Ｃ２（１１６）と容量Ｃ２’（３０２）とＴ
ＦＴ２部１１７とは、逆スタガ型で同時にガラス基板
（１０１）上に形成している。
【００２７】つぎに、図１〜図４に示す放射検出装置の
製造方法について、動作と共に説明する。
製造方法について、動作と共に説明する。
【００２８】まず、ガラス基板（１０１）上に、ＡＬ、
Ｃｒ、Ａｌ−Ｎｄ、Ｍｏ等のメタルをスパッタ法・蒸着
法等により成膜して、フォトリソ工程によりパターニン
グ、及びエッチングし、容量Ｃ２’（３０２）の下部電
極（３０１）を形成する。エッチングには、ウエットエ
ッチングとドライエッチングの両方を用いる。
Ｃｒ、Ａｌ−Ｎｄ、Ｍｏ等のメタルをスパッタ法・蒸着
法等により成膜して、フォトリソ工程によりパターニン
グ、及びエッチングし、容量Ｃ２’（３０２）の下部電
極（３０１）を形成する。エッチングには、ウエットエ
ッチングとドライエッチングの両方を用いる。
【００２９】つぎに、下部電極（３０１）の上部に層間
絶縁膜となる絶縁層（３０３）を形成する。絶縁層（３
０３）は、ＣＶＤ法によるＳＩＮ、ＳｉＯ2、ＳｉＯ
Ｎ、又は回転塗布法（SPIN ON GLASS：ＳＯＧ）法によ
るベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、ポリイミド（ＰＩ）
等によって形成する。
絶縁膜となる絶縁層（３０３）を形成する。絶縁層（３
０３）は、ＣＶＤ法によるＳＩＮ、ＳｉＯ2、ＳｉＯ
Ｎ、又は回転塗布法（SPIN ON GLASS：ＳＯＧ）法によ
るベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、ポリイミド（ＰＩ）
等によって形成する。
【００３０】続いて、ＡＬ、Ｃｒ等を材料としたゲート
メタルをスパッタ法・蒸着法等により成膜して、フォト
リソ工程によりパターニング、及びエッチングし、ゲー
ト配線部（１０２）、光電変換部（１０８）及び容量Ｃ
２（１１６）の各下部電極（１０２’）、ＴＦＴ１部
（１０７）及びＴＦＴ２部（１１７）の各ゲート電極
（１０２”）を形成する。エッチングには、ウエットエ
ッチングとドライエッチングの両方を用いる。
メタルをスパッタ法・蒸着法等により成膜して、フォト
リソ工程によりパターニング、及びエッチングし、ゲー
ト配線部（１０２）、光電変換部（１０８）及び容量Ｃ
２（１１６）の各下部電極（１０２’）、ＴＦＴ１部
（１０７）及びＴＦＴ２部（１１７）の各ゲート電極
（１０２”）を形成する。エッチングには、ウエットエ
ッチングとドライエッチングの両方を用いる。
【００３１】つぎに、ＳｉＮ、ＳｉＯ2等を材料とした
ゲート絶縁膜（１０３）をシラン、アンモニア、水素、
ＴＥＯＳ等を原料ガスとするプラズマＣＶＤ（Chemical
Vapor Deposition）法により形成する。
ゲート絶縁膜（１０３）をシラン、アンモニア、水素、
ＴＥＯＳ等を原料ガスとするプラズマＣＶＤ（Chemical
Vapor Deposition）法により形成する。
【００３２】それから、アモルファスシリコン（ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ）、ポリシリコン等を用いた半導体層（１０４）
をシランと水素とを原料ガスとするプラズマＣＶＤ法に
より連続成膜する。この時、半導体層（１０４）で光を
十分な電気信号に変換するため半導体層（１０４）を厚
く（例えば、４０００Å〜１００００Å）成膜する必要
がある。
ｉ：Ｈ）、ポリシリコン等を用いた半導体層（１０４）
をシランと水素とを原料ガスとするプラズマＣＶＤ法に
より連続成膜する。この時、半導体層（１０４）で光を
十分な電気信号に変換するため半導体層（１０４）を厚
く（例えば、４０００Å〜１００００Å）成膜する必要
がある。
【００３３】次いで、オーミック層（１０５）をプラズ
マＣＶＤ法により成膜する。オーミック層（１０５）と
しては、成膜中にホスフィン(ＰＨ3)等をドーピングガ
スとして導入し、シランと水素を原料ガスとして作られ
るアモルファスシリコンや微結晶シリコン（μｃ−Ｓ
ｉ）が用いられる。なお、図面には１０３〜１０５を三
層ＣＶＤ膜として示している。
マＣＶＤ法により成膜する。オーミック層（１０５）と
しては、成膜中にホスフィン(ＰＨ3)等をドーピングガ
スとして導入し、シランと水素を原料ガスとして作られ
るアモルファスシリコンや微結晶シリコン（μｃ−Ｓ
ｉ）が用いられる。なお、図面には１０３〜１０５を三
層ＣＶＤ膜として示している。
【００３４】次いで、フォトリソ工程によりパターニン
グ・エッチングにより素子分離を行い、光電変換部（１
０８）、ＴＦＴ１部（１０７）、容量Ｃ２（１１６）、
ＴＦＴ２部（１１７）を形成する。
グ・エッチングにより素子分離を行い、光電変換部（１
０８）、ＴＦＴ１部（１０７）、容量Ｃ２（１１６）、
ＴＦＴ２部（１１７）を形成する。
【００３５】コンタクトホール１（３０４）をドライエ
ッチング法により形成後、スパッタ法によりＡＬ、Ｃ
ｒ、Ｍｏ等を材料とした配線メタルを成膜して、エッチ
ングによりソース電極（１０９）、ドレイン電極（１０
６）、信号線（１１３）、駆動用配線（１１０）を形成
する。信号線（１１３）は、ＴＦＴ２部（１１７）のド
レイン電極（１０６）につながっている。
ッチング法により形成後、スパッタ法によりＡＬ、Ｃ
ｒ、Ｍｏ等を材料とした配線メタルを成膜して、エッチ
ングによりソース電極（１０９）、ドレイン電極（１０
６）、信号線（１１３）、駆動用配線（１１０）を形成
する。信号線（１１３）は、ＴＦＴ２部（１１７）のド
レイン電極（１０６）につながっている。
【００３６】さらに、それらの上部にデバイス特性の安
定化のためにＳＩＮ、ＰＩ等の保護層（１１２）を形成
し、コンタクトホール２（３０５）をドライエッチング
法により形成する。４層目の配線となるＡＬ、Ｃｒ等を
材料としたメタルを成膜して、エッチングによりＧＮＤ
線（１１８）を形成する。ＧＮＤ線（１１８）は、コン
タクトホール２（３０５）を介して容量Ｃ２（１１６）
の下部電極（１０２’）に接続する。
定化のためにＳＩＮ、ＰＩ等の保護層（１１２）を形成
し、コンタクトホール２（３０５）をドライエッチング
法により形成する。４層目の配線となるＡＬ、Ｃｒ等を
材料としたメタルを成膜して、エッチングによりＧＮＤ
線（１１８）を形成する。ＧＮＤ線（１１８）は、コン
タクトホール２（３０５）を介して容量Ｃ２（１１６）
の下部電極（１０２’）に接続する。
【００３７】そして、ＳＩＮ、ＰＩ等の保護層（２０
２）を形成し、ＧＯＳ、ＣｓＩ等のＸ線を光に変換する
蛍光体（１１４）が形成される。この時、Ｘ線入射は、
矢印方向（１１１）より入射し、蛍光体（１１４）にて
可視光に変換され、その変換光を光電変換部（１０８）
の半導体層（１０４）が読み取る。蛍光体（１１４）の
上部にはＰＥＴ等の保護層（１１５）が形成される。
２）を形成し、ＧＯＳ、ＣｓＩ等のＸ線を光に変換する
蛍光体（１１４）が形成される。この時、Ｘ線入射は、
矢印方向（１１１）より入射し、蛍光体（１１４）にて
可視光に変換され、その変換光を光電変換部（１０８）
の半導体層（１０４）が読み取る。蛍光体（１１４）の
上部にはＰＥＴ等の保護層（１１５）が形成される。
【００３８】このような構成にすることにより、光電変
換部（１０８）で光電変換中に、一回前に光電変換部
（１０８）で光電変換され、容量Ｃ２及び容量Ｃ２’
（１１６’）に蓄積した電荷を読み出し、動画の撮像を
可能としている。この際、容量Ｃ２’（３０２）を容量
Ｃ２（１１６）及びＴＦＴ２部（１１７）の下に形成す
るようにしているので、光電変換部（１０８）の面積を
さほど小さくしなくて済む。
換部（１０８）で光電変換中に、一回前に光電変換部
（１０８）で光電変換され、容量Ｃ２及び容量Ｃ２’
（１１６’）に蓄積した電荷を読み出し、動画の撮像を
可能としている。この際、容量Ｃ２’（３０２）を容量
Ｃ２（１１６）及びＴＦＴ２部（１１７）の下に形成す
るようにしているので、光電変換部（１０８）の面積を
さほど小さくしなくて済む。
【００３９】すなわち、開口率を向上させるためには、
光電変換部（１０８）の面積を大きくする必要がある。
しかし、光電変換部（１０８）の面積を大きくすると、
容量Ｃ２（１１６）が減少し、読み出す電荷量が容量Ｃ
２（１１６）で制限されてる。
光電変換部（１０８）の面積を大きくする必要がある。
しかし、光電変換部（１０８）の面積を大きくすると、
容量Ｃ２（１１６）が減少し、読み出す電荷量が容量Ｃ
２（１１６）で制限されてる。
【００４０】容量Ｃ２（１１６）の下に容量Ｃ２’を設
けることにより、光電変換部（１０８）の面積を大きく
とり、さらに容量Ｃ２（１１６）も大きくとることで、
感度を向上させている。
けることにより、光電変換部（１０８）の面積を大きく
とり、さらに容量Ｃ２（１１６）も大きくとることで、
感度を向上させている。
【００４１】また、光電変換部（１０８）で変換された
電荷を蓄積する蓄積部と、蓄積部に蓄積された電荷を読
み出すスイッチを同一層で形成することができ、製造プ
ロセスを簡略化している。本実施形態は、いわゆる間接
型放射線検出装置を例に説明したが、アモルファスセレ
ン等の直接型放射線検出装置を用いることも可能であ
る。また、本実施形態で説明したＭＩＳ型センサ以外
の、例えばＰＩＮ型センサを用いてもよい。
電荷を蓄積する蓄積部と、蓄積部に蓄積された電荷を読
み出すスイッチを同一層で形成することができ、製造プ
ロセスを簡略化している。本実施形態は、いわゆる間接
型放射線検出装置を例に説明したが、アモルファスセレ
ン等の直接型放射線検出装置を用いることも可能であ
る。また、本実施形態で説明したＭＩＳ型センサ以外
の、例えばＰＩＮ型センサを用いてもよい。
【００４２】（第２実施形態）図９は本発明の第２実施
形態の放射線検出装置の一画素の模式的な等価回路図で
ある。図１０は図９の一画素の模式的な平面図である。
図１１は図１０のＢ−Ｂ’の断面図である。
形態の放射線検出装置の一画素の模式的な等価回路図で
ある。図１０は図９の一画素の模式的な平面図である。
図１１は図１０のＢ−Ｂ’の断面図である。
【００４３】図９〜図１１には、図２等に示した部分に
加えて、容量Ｃ２（１１６）及び容量Ｃ２’（３０２）
の残余電荷をリセットするＴＦＴ３部（２０１）と、Ｔ
ＦＴ３部（２０１）のゲートに接続されているゲート配
線Ｖｇ３（１０２’）と、ＴＦＴ３部（２０１）のゲー
トをオンする信号を伝送するリセット線Ｖｒ（１１９）
とを示している。なお、図９〜図１１において図２等に
示した部分と同様の部分には、同一符号を付している。
加えて、容量Ｃ２（１１６）及び容量Ｃ２’（３０２）
の残余電荷をリセットするＴＦＴ３部（２０１）と、Ｔ
ＦＴ３部（２０１）のゲートに接続されているゲート配
線Ｖｇ３（１０２’）と、ＴＦＴ３部（２０１）のゲー
トをオンする信号を伝送するリセット線Ｖｒ（１１９）
とを示している。なお、図９〜図１１において図２等に
示した部分と同様の部分には、同一符号を付している。
【００４４】つぎに、本実施形態の間接型放射線検出装
置の概略的な動作について説明する。水平走査回路に接
続されたＴＦＴ２部（１１７）の駆動により信号線（１
１３）を通じて、出力回路へ読み出し、外部の図示しな
い信号処理部に送るようにしているところまでは、第１
実施形態と同様である。
置の概略的な動作について説明する。水平走査回路に接
続されたＴＦＴ２部（１１７）の駆動により信号線（１
１３）を通じて、出力回路へ読み出し、外部の図示しな
い信号処理部に送るようにしているところまでは、第１
実施形態と同様である。
【００４５】画素毎の出力のばらつきを低減するため、
容量Ｃ２（１１６）及び容量Ｃ２’（３０２）から電荷
を読み出した後に、これらの電位をリセットするすべ
く、リセット線Ｖｒ（１１９）を通じてＴＦＴ３部（２
０１）のゲートをオンし、次回に読み出す電荷に前回の
読み出し時に読み出しきれなかった電荷が重畳しないよ
うにしている。
容量Ｃ２（１１６）及び容量Ｃ２’（３０２）から電荷
を読み出した後に、これらの電位をリセットするすべ
く、リセット線Ｖｒ（１１９）を通じてＴＦＴ３部（２
０１）のゲートをオンし、次回に読み出す電荷に前回の
読み出し時に読み出しきれなかった電荷が重畳しないよ
うにしている。
【００４６】なお、ＴＦＴ１部（１０７）と光電変換部
（１０８）と容量Ｃ２（１１６）と容量Ｃ２’（３０
２）とＴＦＴ２部１１７とＴＦＴ３部（２０１）とは、
逆スタガ型で同時にガラス基板（１０１）上に形成して
いる。
（１０８）と容量Ｃ２（１１６）と容量Ｃ２’（３０
２）とＴＦＴ２部１１７とＴＦＴ３部（２０１）とは、
逆スタガ型で同時にガラス基板（１０１）上に形成して
いる。
【００４７】つぎに、図９〜図１１に示す放射検出装置
の製造方法について、動作と共に説明する。
の製造方法について、動作と共に説明する。
【００４８】まず、層間絶縁膜となる絶縁層（３０３）
を形成するところまでは、第１実施形態と同様である。
を形成するところまでは、第１実施形態と同様である。
【００４９】続いて、ＡＬ、Ｃｒ等を材料としたゲート
メタルをスパッタ法・蒸着法等により成膜して、フォト
リソ工程によりパターニング、及びエッチングし、ゲー
ト配線部（１０２）、光電変換部（１０８）及び容量Ｃ
２（１１６）の各下部電極（１０２’）、ＴＦＴ１部
（１０７）、ＴＦＴ２部（１１７）及びＴＦＴ３部（２
０１）の各ゲート電極（１０２”）を形成する。エッチ
ングには、ウエットエッチングとドライエッチングの両
方を用いる。
メタルをスパッタ法・蒸着法等により成膜して、フォト
リソ工程によりパターニング、及びエッチングし、ゲー
ト配線部（１０２）、光電変換部（１０８）及び容量Ｃ
２（１１６）の各下部電極（１０２’）、ＴＦＴ１部
（１０７）、ＴＦＴ２部（１１７）及びＴＦＴ３部（２
０１）の各ゲート電極（１０２”）を形成する。エッチ
ングには、ウエットエッチングとドライエッチングの両
方を用いる。
【００５０】つぎに、ゲート絶縁膜（１０３）、半導体
層（１０４）、オーミック層（１０５）をプラズマＣＶ
Ｄ法により成膜する方法は、第１実施形態と同様であ
る。
層（１０４）、オーミック層（１０５）をプラズマＣＶ
Ｄ法により成膜する方法は、第１実施形態と同様であ
る。
【００５１】次いで、フォトリソ工程によりパターニン
グ・エッチングにより素子分離を行い、光電変換部（１
０８）、ＴＦＴ１部（１０７）、容量Ｃ２（１１６）、
ＴＦＴ２部（１１７）、ＴＦＴ３部（２０１）を形成す
る。
グ・エッチングにより素子分離を行い、光電変換部（１
０８）、ＴＦＴ１部（１０７）、容量Ｃ２（１１６）、
ＴＦＴ２部（１１７）、ＴＦＴ３部（２０１）を形成す
る。
【００５２】コンタクトホール１（３０４）をドライエ
ッチング法により形成後、スパッタ法によりＡＬ、Ｃ
ｒ、Ｍｏ等を材料とした配線メタルを成膜して、エッチ
ングによりソース電極（１０９）、ドレイン電極（１０
６）、信号線（１１３）、駆動用配線（１１０）を形成
する。信号線（１１３）は、ＴＦＴ２部（１１７）のド
レイン電極（１０６）につながっている。
ッチング法により形成後、スパッタ法によりＡＬ、Ｃ
ｒ、Ｍｏ等を材料とした配線メタルを成膜して、エッチ
ングによりソース電極（１０９）、ドレイン電極（１０
６）、信号線（１１３）、駆動用配線（１１０）を形成
する。信号線（１１３）は、ＴＦＴ２部（１１７）のド
レイン電極（１０６）につながっている。
【００５３】さらに、それらの上部にデバイス特性の安
定化のためにＳＩＮ、ＰＩ等の保護層（１１２）を形成
し、コンタクトホール２（３０５）をドライエッチング
法により形成する。４層目の配線となるＡＬ、Ｃｒ等を
材料としたメタルを成膜して、エッチングによりＧＮＤ
線（１１８）、リセット線Ｖｒ（１１９）、ゲート配線
Ｖｇ３(１１３)を形成する。
定化のためにＳＩＮ、ＰＩ等の保護層（１１２）を形成
し、コンタクトホール２（３０５）をドライエッチング
法により形成する。４層目の配線となるＡＬ、Ｃｒ等を
材料としたメタルを成膜して、エッチングによりＧＮＤ
線（１１８）、リセット線Ｖｒ（１１９）、ゲート配線
Ｖｇ３(１１３)を形成する。
【００５４】ＧＮＤ線（１１８）は、コンタクトホール
２（３０５）を介して容量Ｃ２（１１６）の下部電極
（１０２’）に接続する。
２（３０５）を介して容量Ｃ２（１１６）の下部電極
（１０２’）に接続する。
【００５５】リセット線Ｖｒ（１１９）は、コンタクト
ホール２（３０５）を介してＴＦＴ３部（２０１）のゲ
ート電極（１０２''）に接続する。
ホール２（３０５）を介してＴＦＴ３部（２０１）のゲ
ート電極（１０２''）に接続する。
【００５６】ゲート配線Ｖｇ３(１１３)は、コンタクト
ホール２（３０５）を介してＴＦＴ３部（２０１）のソ
ース電極（１０６）に接続する。
ホール２（３０５）を介してＴＦＴ３部（２０１）のソ
ース電極（１０６）に接続する。
【００５７】そして、第１実施形態と同様に、保護層
（２０２）、蛍光体（１１４）、保護層（１１５）が形
成される。
（２０２）、蛍光体（１１４）、保護層（１１５）が形
成される。
【００５８】このような構成にすると、画素出力を読み
出すたびに容量Ｃ２及び容量Ｃ２’を同電位にリセット
することができ、画素出力のばらつきを低減できる。
出すたびに容量Ｃ２及び容量Ｃ２’を同電位にリセット
することができ、画素出力のばらつきを低減できる。
【００５９】（第３実施形態）図５は本発明の第３実施
形態のＸ線検出システムの模式的な構成図である。
形態のＸ線検出システムの模式的な構成図である。
【００６０】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、放射線検出装置であるところのイメージセンサ６
０４０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。Ｘ線の入射に対応して
蛍光体は発光し、これを光電変換して、電気的情報を得
る。この情報はディジタルに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６
０８０で観察できる。
６０は患者あるいは被験者６０６１の胸部６０６２を透
過し、放射線検出装置であるところのイメージセンサ６
０４０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。Ｘ線の入射に対応して
蛍光体は発光し、これを光電変換して、電気的情報を得
る。この情報はディジタルに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６
０８０で観察できる。
【００６１】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６
１００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６
１００によりフィルム６１１０に記録することもでき
る。
【００６２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
動画の撮像に適した放射線検出装置を提供することがで
きる。
動画の撮像に適した放射線検出装置を提供することがで
きる。
【図１】本発明の第１実施形態の放射線検出装置の一部
の模式的な等価回路図である。
の模式的な等価回路図である。
【図２】図１の一画素の拡大図である。
【図３】放射線検出装置の一画素分の模式的な平面図で
ある。
ある。
【図４】図３のＡ−Ａ’の断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態のＸ線検出システムの模
式的な構成図である。
式的な構成図である。
【図６】従来の放射線検出装置の一画素分の模式的な平
面図である。
面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ’の断面図である。
【図８】図６，図７の等価回路図である。
【図９】本発明の第２実施形態の放射線検出装置の一画
素の模式的な等価回路図である。
素の模式的な等価回路図である。
【図１０】図９の一画素の模式的な平面図である。
【図１１】図１０のＢ−Ｂ’の断面図である。
１０１ ガラス基板
１０２ ゲート配線部（ＡＬ，Ｃｒ等）
１０２’ 下部電極（ＡＬ，Ｃｒ等）
１０２” ゲート電極（ＡＬ，Ｃｒ等）
１０３ ゲート絶縁膜（ＳｉＮ，ＳｉＯ2等)
１０４ 半導体層（ａ−Ｓｉ：Ｈ，ポリシリコン等）
１０５ オーミックコンタクト層（ｎ+層，ａ−Ｓｉ，
μｃ−ｓｉ等） １０３〜１０５ 三層ＣＶＤ膜 １０６ ドレイン電極（ＡＬ，Ｃｒ等） １０７ 薄膜トランジスタ（ＴＦＴ１）部 １０８ 光電変換部 １０９ ソース電極（ＡＬ，Ｃｒ等） １１０ 駆動配線（ＡＬ，Ｃｒ等） １１１ Ｘ線入射方向 １１２ 保護層 １１３ 信号線 １１４ 蛍光体 １１５ 保護層（ＰＥＴ等） １１６ 容量Ｃ２ １１７ 薄膜トランジスタ（ＴＦＴ２）部 １１８ ＧＮＤ線 ３０１ 下部電極２ ３０２ 容量Ｃ２’ ３０３ 絶縁層 ３０４ コンタクトホール１ ３０５ コンタクトホール２ １１９ リセット線 １２０ Ｖｇ３ゲート配線 ２０１ 薄膜トランジスタ（ＴＦＴ３）部
μｃ−ｓｉ等） １０３〜１０５ 三層ＣＶＤ膜 １０６ ドレイン電極（ＡＬ，Ｃｒ等） １０７ 薄膜トランジスタ（ＴＦＴ１）部 １０８ 光電変換部 １０９ ソース電極（ＡＬ，Ｃｒ等） １１０ 駆動配線（ＡＬ，Ｃｒ等） １１１ Ｘ線入射方向 １１２ 保護層 １１３ 信号線 １１４ 蛍光体 １１５ 保護層（ＰＥＴ等） １１６ 容量Ｃ２ １１７ 薄膜トランジスタ（ＴＦＴ２）部 １１８ ＧＮＤ線 ３０１ 下部電極２ ３０２ 容量Ｃ２’ ３０３ 絶縁層 ３０４ コンタクトホール１ ３０５ コンタクトホール２ １１９ リセット線 １２０ Ｖｇ３ゲート配線 ２０１ 薄膜トランジスタ（ＴＦＴ３）部
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）
Ｈ０１Ｌ 31/10 Ｈ０１Ｌ 31/00 Ａ
27/14 Ｃ
Ｆターム(参考） 2G088 EE01 EE29 FF02 FF04 FF05
FF06 GG19 JJ05 JJ09 JJ37
4M118 AB01 BA14 CA07 CA32 CB11
FB03 FB09 FB13 FB16 FB18
FB19 FB24 GA10 HA26
5F049 MA01 MB05 NA03 NB05 PA03
RA02 RA08 SS01 SZ12 UA07
UA14 WA07
5F088 AA11 AB05 BA02 BB03 BB07
CA02 DA05 DA17 EA04 EA08
GA02 JA17 KA03 LA08
Claims (4)
- 【請求項１】 変換素子で変換された放射線に基づく電
気信号を転送するための第１薄膜トランジスタと、前記
第１薄膜トランジスタで転送された電気信号を蓄積する
容量と、前記容量に蓄積された電気信号を読み出す第２
薄膜トランジスタとを有する画素とを備えており、前記
画素から読み出した電気信号に基づいて放射線を検出す
る放射線検出装置であって、 前記光電変換素子と、前記第１薄膜トランジスタと、前
記容量の一方と、前記第２薄膜トランジスタとは同一層
構成で形成されており、 それぞれ、少なくとも電極層と絶縁膜と半導体層とを備
え、前記変換素子との間に保護層が形成されており、 前記容量の他方は少なくとも前記第２薄膜トランジスタ
下に形成されていることを特徴とする放射線検出装置。 - 【請求項２】 前記変換素子は、放射線を光に変換する
波長変換体と、前記波長変換体で変換された光を電気信
号に変換する光電変換素子とを備えることを特徴とする
請求項１記載の放射線検出装置。 - 【請求項３】 さらに、前記蓄積部に蓄積された電気信
号をリセットするための第３薄膜トランジスタを形成
し、前記第３薄膜トランジスタのオン／オフを制御する
ための電気的接続をとるコンタクトホールを前記保護層
に形成することを特徴とする請求項１記載の放射線検出
装置。 - 【請求項４】 請求項１から３のいずれか１項記載の放
射線検出装置を備えることを特徴とする放射線検出シス
テム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002088700A JP2003282852A (ja) | 2002-03-27 | 2002-03-27 | 放射線検出装置及びシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002088700A JP2003282852A (ja) | 2002-03-27 | 2002-03-27 | 放射線検出装置及びシステム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003282852A true JP2003282852A (ja) | 2003-10-03 |
Family
ID=29234489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002088700A Pending JP2003282852A (ja) | 2002-03-27 | 2002-03-27 | 放射線検出装置及びシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003282852A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100723151B1 (ko) * | 2005-06-15 | 2007-05-30 | 삼성전기주식회사 | 모바일 복합 디지탈 ｔｖ 수신 모듈 |
| KR100724980B1 (ko) * | 2005-06-28 | 2007-06-04 | 삼성전자주식회사 | 위성 ｄｍｂ와 지상파 ｄｍｂ를 동시에 수신할 수 있는듀얼 모드 ｄｍｂ 단말기 |
| KR100726543B1 (ko) * | 2005-06-30 | 2007-06-11 | 주식회사 대우일렉트로닉스 | 지상파 및 위성 통합 디지털 멀티미디어 방송 시스템 |
| KR101766595B1 (ko) | 2016-10-04 | 2017-08-09 | 경희대학교 산학협력단 | 분할된 파장변환필터를 구비한 엑스선 검출기 |
-
2002
- 2002-03-27 JP JP2002088700A patent/JP2003282852A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100723151B1 (ko) * | 2005-06-15 | 2007-05-30 | 삼성전기주식회사 | 모바일 복합 디지탈 ｔｖ 수신 모듈 |
| KR100724980B1 (ko) * | 2005-06-28 | 2007-06-04 | 삼성전자주식회사 | 위성 ｄｍｂ와 지상파 ｄｍｂ를 동시에 수신할 수 있는듀얼 모드 ｄｍｂ 단말기 |
| KR100726543B1 (ko) * | 2005-06-30 | 2007-06-11 | 주식회사 대우일렉트로닉스 | 지상파 및 위성 통합 디지털 멀티미디어 방송 시스템 |
| KR101766595B1 (ko) | 2016-10-04 | 2017-08-09 | 경희대학교 산학협력단 | 분할된 파장변환필터를 구비한 엑스선 검출기 |
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