JP2004015002A

JP2004015002A - 放射線撮像装置

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Publication number: JP2004015002A
Application number: JP2002170128A
Authority: JP
Inventors: Chiori Mochizuki; 望月　千織; Masakazu Morishita; 森下　正和
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-06-11
Filing date: 2002-06-11
Publication date: 2004-01-15
Anticipated expiration: 2022-06-11
Also published as: JP4054612B2

Abstract

【課題】ＭＩＳ型ＰＤとスイッチＴＦＴの両デバイス特性を夫々、単独に改善することが可能なデバイス構成を提案し、更なる、感度向上を達成することを課題とする。
【解決手段】放射線を可視光に変換する波長変換体と、可視光を電気信号に変換する画素電極１１と、絶縁層１２、半導体層１３とを備えた光電変換素子と、光電変換素子で変換された電気信号の読み出しを制御するトランジスタとが、それぞれ配列された放射線撮像装置であって、光電変換素子はトランジスタの波長変換体側に積層して形成され、画素電極１１は画素ごとに分割され且つ、半導体層は複数の画素に渡って延在している。
【選択図】　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線、γ線などの放射線を検出する放射線検出装置に関する。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などに応用されている。
【０００２】
【従来の技術】
従来、医療画像診断で用いられる撮影には、静止画像を得る一般撮影と動画像を得る透視撮影とに大きく分類される。夫々の撮影方法は必要に応じて、撮影装置を含めて選択される。
【０００３】
一般撮影、すなわち、静止画を得る方法は、蛍光板とフィルムとを組み合わせたスクリーンフィルム系（以下、「Ｓ／Ｆ」と称する。）を用い、フィルムを露光、現像した後、定着させる方法、或いは、放射線画像を輝尽性蛍光体に潜像として記録した後、輝尽性蛍光体にレーザーを走査し、出力された光出力情報をセンサーで読み取る（コンピューティッドラジオグラフィ、以下、「ＣＲ」と称する。）方法が一般的である。
【０００４】
しかし、両方法は、放射線画像を得るためのワークフローが煩雑な場合があり、且つ、デジタル化は、間接的には可能であるが、即時性に欠け、他の医療画像診断で用いられるＣＴ、ＭＩＲなどのデジタル化された環境を考慮すると、整合性のある十分な状況とは言い難い。
【０００５】
また、透視撮影、すなわち、動画像は、電子管を用いたイメージインテンシファイア（以下、「Ｉ．Ｉ」と称する。）が主に使用されているが、電子管を用いるため装置が大規模となるばかりか、未だ、視野領域、すなわち、検出面積が小さく、医療画像診断分野においては大面積化が切望されている。
【０００６】
さらに、装置構成上の問題から、得られた動画像はクロストークが多く、鮮明な画像への改善が期待されている。
【０００７】
一方、液晶ＴＦＴ技術の進歩、情報インフラの整備が充実した現在では、非単結晶シリコン、例えば、非晶質シリコン（以下、「ａ−Ｓｉ」と称する。）を用いた光電変換素子とスイッチＴＦＴにより構成されたセンサーアレーと、放射線を可視光などに変換する蛍光体とを組み合わせたフラットパネル検出器（以下、「ＦＰＤ」と称する。）が提案され、大面積で、且つ、真のデジタル化の可能性が出てきている。
【０００８】
このＦＰＤは、放射線画像を瞬時に読み取り、瞬時にディスプレイ上に表示できるものであり、また、画像は、デジタル情報として直接取り出すことが可能であるため、データーの保管、或いは、加工、転送など取り扱いが便利であるといった特徴がある。また、感度などの諸特性は、撮影条件に依存するが、従来のＳ／Ｆ系撮影法、ＣＲ撮影法に比較して、同等又はそれ以上であることが確認されている。
【０００９】
図８は、従来のＦＰＤの模式的な等価回路図である。図８において、１０１は光電変換素子部、１０２はスイッチＴＦＴ部、１０３はスイッチＴＦＴ駆動配線、１０４は信号線、１０５はバイアス配線、１０６は信号処理回路、１０７はＴＦＴ駆動回路、１０８はＡ／Ｄ変換部である。
【００１０】
Ｘ線などの放射線がＰＦＤに入射すると、図示しない蛍光体により可視光に変換される。変換光は、光電変換部１０１により電荷に変換され、光電変換部１０１内に蓄積される。その後、ＴＦＴ駆動回路１０７より、ＴＦＴ駆動配線１０３からスイッチＴＦＴ部１０２を動作させ、この蓄積電荷を信号線１０４を通じて、信号処理回路１０６に転送させ、処理後にＡ／Ｄ変換部１０８にてＡ／Ｄ変換され出力される。
【００１１】
基本的には、上述の様な素子構成が一般的であり、特に、光電変換部１０１はＰＩＮ型フォトダイオード（以下、「ＰＩＮ型ＰＤ」と称する。）、或いは、本発明者等が採用しているＭＩＳ型フォトダイオード（以下、「ＭＩＳ型ＰＤ」と称する）など様々な素子が提案されている。
【００１２】
ＰＩＮ型ＰＤを用いたＦＰＤとしては、高開口率を実現するため、且つ、縦方向、或いは、横方向のリーク電流を低減できる構造として、米国特許６２８８４３５Ｂ１にて開示されている。
【００１３】
しかし、ＰＩＮ型ＰＤにおいて、例えば、Ｉ型ａ−Ｓｉ層内でのパーティクルなどにより、縦方向、すなわち、上下間のリークが発生した場合、Ｐ型、或いは、Ｎ型の半導体層を介して、横方向、すなわち、周辺画素に大きな影響を及ぼし、画像診断に影響を及ぼすと考えられる複数画素の連続欠陥として現れる。言い換えれば、光電変換層としてある程度の厚みが必要であるａ−Ｓｉ層を使用した場合、上述の回避し難い問題に対して、重大な欠点があるということになる。
【００１４】
上述の場合、問題画素の転送ＴＦＴを除去し、単一画素欠陥とし、その出力を隣接画素の出力により補正するといったレーザーリペアー方法があるが、この方法では、ＰＩＮ型ＰＤ内でのリークを修正するのではなく、周辺画素への影響は低減できない。
【００１５】
また、直接ＰＩＮ型ＰＤ内のリーク原因を除去する場合、単純なレーザーでは加工側面から新たにリークが発生し、結局、周辺画素への影響は残ることになる。すなわち、高歩留まりでの生産、或いは、リペアーを考慮した生産においても、実現することは、非常に困難であるといった原理的なデバイス構造上の問題を抱えているといって良いと考えられる。
【００１６】
一方、ＭＩＳ型ＰＤは、製造方法が簡便であり、且つ、絶縁層を使用しているため、例えば、Ｉ型ａ−Ｓｉ層内でのパーティクルなどに対して、周辺画素への影響がほとんどないといった特徴がある。従来例としては、本発明者等により、特登録３０６６９４４号、米国特許６０７５２５６で開示されている。
【００１７】
図９は、図８の光電変換部（ＭＩＳ型ＰＤ）１画素分の模式的平面図である。図９において、２０１はＭＩＳ型ＰＤ部下電極、２０２はスイッチＴＦＴ駆動配線、２０３はスイッチＴＦＴのゲート電極、２０４はコンタクトホール、２０５はバイアス配線、２０６は信号線、２０７はスイッチＴＦＴソース・ドレイン電極（以下、「ＳＤ電極」と称する。）である。
【００１８】
図１０は、図９の模式的断面図である。図１０において、３０１はガラス基板、３０５はゲート絶縁層、３０６は真性ａ−Ｓｉ層、３０７はホールブロッキング層、３２０は保護層、３２１は有機樹脂層、３２２は蛍光体層である。
【００１９】
図１１Ａ〜図１１Ｅは、図９に示すＭＩＳ型ＰＤの製造工程図である。
【００２０】
第１に、ガラス基板３０１上に、スイッチＴＦＴ駆動配線２０２、ＭＩＳ型ＰＤ下電極２０１、スイッチＴＦＴゲート電極２０３を形成する（図１１Ａ）。
【００２１】
第２に、ゲート絶縁層３０５、真性ａ−Ｓｉ層３０６、ホールブロッキング層３０７を順次積層する。
【００２２】
第３に、ＭＩＳ型ＰＤ下電極２０１とスイッチＴＦＴのＳＤ電極２０７とを接合するためのコンタクトホール２０４を形成する（図１１Ｂ）。
【００２３】
第４に、金属層を積層し、１回目のレジストワークにより、バイアス配線２０５を形成する。このとき、後述するスイッチＴＦＴＳＤ電極２０７、及び、信号線２０６が形成される領域は島状に残される（図１１Ｃ）。
【００２４】
第５に、２回目のレジストワークによりスイッチＴＦＴＳＤ電極２０７、信号線２０６を形成し、引き続き、ｎ^＋半導体層を除去する。すなわち、スイッチＴＦＴのＳＤ電極間のギャップ部が形成され、同時にＭＩＳ型ＰＤ部のｎ^＋半導体層は電極として残される（図１１Ｄ）。
【００２５】
第６に、素子間分離を行う（図１１Ｅ）。
【００２６】
第７に、保護層３２０を積層し、配線引き出し部など、必要な領域を除去する。
【００２７】
その後、蛍光体層３２２を有機樹脂層３２１で張り合わる。
【００２８】
上述の様に製造されるＦＰＤは、図９及び図１０に示すように、ＭＩＳ型ＰＤとスイッチＴＦＴは層構成が同一であるため、製造方法が簡便で、高歩留まり、低価格を実現できる利点があり、且つ、感度などの諸特性も十分満足できるものと評価されている。
【００２９】
そのため、現在、一般撮影に用いられる装置としては、従来のＳ／Ｆ法及びＣＲ法に代わって、上述のＦＰＤが採用されるに至っている。
【００３０】
上述の様に製造されるＦＰＤは、図９及び図１０に示すように、ＭＩＳ型ＰＤとスイッチＴＦＴは層構成が同一であるため、製造方法が簡便で、高歩留まり、低価格を実現できる利点があり、且つ、感度などの諸特性も十分満足できるものと評価されている。
【００３１】
そのため、現在、一般撮影に用いられる装置としては、従来のＳ／Ｆ法及びＣＲ法に代わって、上述のＦＰＤが採用されるに至っている。
【００３２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の技術は、以下のような課題がある。すなわち、従来のＦＰＤにおいては、大面積で、且つ、完全デジタル化が達成され、漸く、一般撮影に主に使用され始めている状況であるが、感度といった点では、更なる向上が期待されており、また、透視撮影を可能とするためには、より一層の感度向上が必須と考えられる。
【００３３】
ＦＰＤにおいて、ＭＩＳ型ＰＤとスイッチＴＦＴとの層構成を同一としているため、同一プロセスで同時に作成できる。すなわち、製造方法が簡便であるため、高歩留まり、高品質、低価格で実現できる利点がある。
【００３４】
しかし、原理的に同一平面上に各素子を形成するため、開口率の向上、言い換えれば、感度に限度があるといった課題がある。
【００３５】
ＭＩＳ型ＰＤの感度は、Ｃ_ＩＮＳを絶縁層の容量、Ｃ_ＳＥＭＩを半導体層の容量とすると、Ｃ_ＩＮＳ　／（Ｃ_ＩＮＳ＋Ｃ_ＳＥＭＩ）で表される内部ゲインに比例する。言い換えれば、半導体層の厚化、或いは、絶縁層の薄化が、感度向上には、望ましい方向と言える。
【００３６】
一方、スイッチＴＦＴの転送能力、すなわち、ＯＮ抵抗は、通常の範囲では、半導体層の薄化に従い改善される。これは、ソース・ドレイン電極下に形成される寄生抵抗が減少するためであると推定している。
【００３７】
また、絶縁層は、原理的に、薄化することによりスイッチＴＦＴの転送能力が向上するが、配線交差部などでの段差でのステップカバレジ性が低下する。その結果、絶縁層厚みは、歩留まりを考慮して決定される。
【００３８】
つまり、ＭＩＳ型ＰＤとスイッチＴＦＴの両特性がバランス良く満足する半導体層の厚みと、歩留まりを考慮した絶縁層の厚みが決定される。その結果、ＴＦＴサイズが大きくなり、ＭＩＳ型ＰＤの開口率は圧縮され、また、夫々の素子の特性は夫々妥協した性能を使用せざるを得ないといった問題がある。
【００３９】
そこで、本発明は、ＭＩＳ型ＰＤを用いたＦＰＤにおいて、ＭＩＳ型ＰＤとスイッチＴＦＴの両デバイス特性を夫々、単独に改善することが可能なデバイス構成を提案し、更なる、感度向上を達成することを課題とする。
【００４０】
【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、放射線を可視光に変換する波長変換体と、該可視光を電気信号に変換する画素電極、絶縁層、半導体層とを備えた光電変換素子と、前記光電変換素子で変換された電気信号の読み出しを制御するトランジスタとが、それぞれ備えられた放射線撮像装置であって、前記光電変換素子は前記トランジスタの波長変換体側に積層して形成され、前記画素電極は画素ごとに分割され且つ、前記半導体層は複数の画素に渡って延在していることを特徴とする。
【００４１】
本発明の放射線検出システムは、放射線検出装置を含むことを特徴とする。
【００４２】
【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参照して説明する。
【００４３】
（実施形態１）
［構成の説明］
図１は、本発明の実施形態のＭＩＳ型ＰＤを用いたＸ線検出装置の模式的平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ部の模式的断面図である。図３は、図１のＢ−Ｂ部の模式的断面図である。
【００４４】
図１〜図３において、１は絶縁基板、２はスイッチＴＦＴのゲート電極、３は第３の電極であるゲート電極２に接続されたゲート配線、４は第１の絶縁層、５は第１の半導体層、６は第１のオーミックコンタクト層、７はスイッチＴＦＴソース・ドレイン電極、８はソース・ドレイン電極７に接続されている信号線、９は第１の平坦化層、１０はコンタクトホール、１１はＭＩＳ型ＰＤの画素電極、１２は第２の絶縁層、１３は第２の半導体層、１４は第２のオーミックコンタクト層、１５は透明電極層、１６はＭＩＳ型ＰＤのバイアス配線、１７は第２の平坦化層、１８は接着層、１９は蛍光体層である。
【００４５】
本実施形態では、Ｘ線は、蛍光体層１９により可視光に変換され、ＭＩＳ型ＰＤの第２の半導体層１３に入射する。入射光は第２の半導体層１３で光電変換されＭＩＳ型ＰＤ内に蓄積される。その後、ゲート配線３からＯＮ電圧が印加され、スイッチＴＦＴがＯＮ状態となり、信号線８を介して出力電圧が読み出される。その後、バイアス配線１６より、リセット電圧がＭＩＳ型ＰＤ部に印加され、ＰＤに蓄積された電荷をリセットする。
【００４６】
図１〜図３に示すように、ＭＩＳ型ＰＤの画素電極１１は、ゲート配線３と信号線８とにオーバーラップする様に配置されている。また、ＭＩＳ型ＰＤの第２の絶縁層１２、第２の半導体層１３、第２のオーミックコンタクト層１４は全画素領域にわたり積層されている。この結果、開口率を大幅に改善することが可能となる。
【００４７】
すなわち、蛍光体層１９からの変換光のほとんどは、第２の半導体層１３に入射し、光電変換され、変換された電荷は、ＭＩＳ型ＰＤの画素電極１１に収集されることが可能となる。例えば、画素サイズ１６０μｍの場合には、開口率は従来の１．５倍程度改善されていた。
【００４８】
更には、後述の製造方法より確認できる様に、スイッチＴＦＴの層構成とＭＩＳ型ＰＤの層構成とが異なる形で実現できるため、ＭＩＳ型ＰＤの内部ゲインは、１．５倍程度改善され、上述の開口率の向上分と合わせて、約２倍以上の改善が可能となった。
【００４９】
また、スイッチＴＦＴの転送能力が少なくとも１０倍以上となり、ＴＦＴサイズを小型化することができ、その結果、ＴＦＴサイズに依存した寄生容量が低減され、ノイズ低減が可能となった。
【００５０】
図４（ａ）〜図４（ｆ）は図１のＦＰＤの模式的な製造工程図である。
【００５１】
第１に、絶縁基板１上に、スイッチＴＦＴのゲート電極２及びゲート配線３となる、２５００Åの厚さのＡｌ−Ｎｄ薄層、３００Åの厚さのＭｏ薄層とからなる積層をスパッター装置により形成する。
【００５２】
第２に、ウエットエッチングを用いたフォトリソグラフィー法により、スイッチＴＦＴの駆動用ゲート配線３、ゲート電極２をパターン形成する（図４（ａ））。
【００５３】
第３に、第１の絶縁層４となるＳｉＮ層、第１の半導体層５となるａ−Ｓｉ層、第１のオーミックコンタクト層６となる燐ドープｎ^＋型層をプラズマＣＶＤ装置により、夫々２５００Å、１０００Å、２００Åの厚さで形成する。
【００５４】
第４に、スイッチＴＦＴのソース・ドレイン電極７となる金属層として、Ｍｏ層５００Å、Ａｌ層４０００Å、Ｍｏ層３００Åをスパッター装置により形成する。
【００５５】
第５に、ウエットエッチングを用いたフォトリソグラフィー法により、スイッチＴＦＴのソース・ドレイン電極７、信号線８を形成する。引き続き、同一レジストパターンでスイッチＴＦＴのチャネル部のｎ^＋層をＲＩＥ法にて除去する（図４（ｂ））。
【００５６】
第６に、ＲＩＥ法或いはＣＤＥ法を用いたフォトリソグラフィー法により、第１の絶縁層４、第１の半導体層５、第１のオーミックコンタクト層６を除去し、素子間分離を行う（図４（ｃ））。
【００５７】
以上がスイッチＴＦＴを作成する製造工程である。
【００５８】
引き続き、ＭＩＳ型ＰＤをスイッチＴＦＴ上に積層する工程について説明する。
【００５９】
第７に、第１の平坦化層９、本実施形態では、ダウケミカル社製ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）を用いて平坦化を行う。この部材は誘電率が２．６程度と通常のＳｉＮ層の誘電率６．０程度に比べて非常に低い値を示し、ゲート配線３、或いは、信号線８と後述の画素電極１１の寄生容量を低減できる。
【００６０】
第８に、ＲＩＥ法或いはＣＤＥ法を用いたフォトリソグラフィー法により、第１の平坦化層９にコンタクトホール１０を形成する（図４（ｄ））。
【００６１】
第９に、画素電極１１となる、５００Åの厚さのＭｏ層、２０００Åの厚さのＡｌ層、３００Åの厚さのＭｏ層をスパッター装置により形成する。
【００６２】
第１０に、ウエットエッチングを用いたによるフォトリソグラフィー法により、ＭＩＳ型ＰＤ部の画素電極１１を形成する（図４（ｅ））。
【００６３】
なお、図４（ｅ）では、スイッチＴＦＴ、及び、各配線は説明の都合上省略している。
【００６４】
第１１に、第２の絶縁層１２としてＳｉＮ層、第２の半導体層１３としてａ−Ｓｉ層、第２のオーミックコンタクト層１４として燐ドープｎ^＋型層をプラズマＣＶＤ装置により、夫々１５００Å、６０００Å、２００Åの厚さで形成する。その後、引き続きＩＴＯ等の透明電極層１５を４００Åの厚さで形成する。
【００６５】
第１２に、ＭＩＳ型ＰＤのバイアス配線１６となる、５００Åの厚さのＭｏ層、４０００Åの厚さのＡｌ層、３００Åの厚さのＭｏ層を、スパッター装置により形成する。
【００６６】
第１３に、ウエットエッチング法を用いたフォトリソグラフィー法により、ＭＩＳ型ＰＤのバイアス配線１６を形成する（図４（ｆ））。
【００６７】
第１４に、第２の平坦化層１７としてＢＣＢを塗布し、最終保護層としてＳｉＮ層を３０００Åの厚さで形成する。
【００６８】
第１５に、ＲＩＥ法或いはＣＤＥ法を用いたフォトリソグラフィー法により、引き出し電極部など露出させる。
【００６９】
第１６に、蛍光体層１９を接着層１８で張り合わせる。
【００７０】
以上により、本実施形態のＦＰＤが製造される。
【００７１】
この様に、スイッチＴＦＴとＭＩＳ型ＰＤとが層間絶縁層を介して、積層構造となることにより、スイッチＴＦＴ特性の向上とＭＩＳ型ＰＤ特性の向上が両立して達成でき、さらに、生産上、回避できないａ−Ｓｉ層のパーティクル発生に対する影響が少なくなる。このため、本実施形態のＸ線検出装置は、生産上、有利に、また、容易に実現できるようになり、光電変換の機能を有する半導体層が、複数の画素に渡って延在して設けられているために、効率を高くすることが可能となる。
【００７２】
（実施形態２）
本発明の実施形態２では、ＭＩＳ型ＰＤを用いたＸ線検出装置について説明する。
【００７３】
図５は、本発明の実施形態２のＸ線検出装置模式的断面図である。なお、図５において、図１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。
【００７４】
以下、本実施形態のＦＰＤの製造方法について説明する。
【００７５】
第１〜第８の工程は実施形態１と同様である。
【００７６】
第９に、ＭＩＳ型ＰＤの第２のオーミックコンタクト層１４として燐ドープｎ^＋型層をプラズマＣＶＤ装置により、１０００Åの厚さで形成する。
【００７７】
第１０に、ＲＩＥ方或いはＣＤＥ方を用いたフォトリソグラフィー法により、第２のオーミックコンタクト層１４を、実施形態１でいうところのＭＩＳ型ＰＤの画素電極１１として形成する。
【００７８】
第１１に、第２の半導体層１３としてａ−Ｓｉ層、第２の絶縁層１２としてＳｉＮ層をプラズマＣＶＤ装置により、夫々６０００Å、１５００Åの厚さで形成する。その後、ＩＴＯ等の透明電極層１５を４００Åの厚さで形成する。
【００７９】
第１２に、ＭＩＳ型ＰＤのバイアス配線１６となる。５００Åの厚さのＭｏ層、４０００Åの厚さのＡｌ層、３００Åの厚さのＭｏ層をスパッター装置により形成する。
【００８０】
第１３に、ウエットエッチング方を用いたフォトリソグラフィー法により、ＭＩＳ型ＰＤのバイアス配線１６を形成する。
【００８１】
第１４に、第２の平坦化層１７としてＢＣＢを塗布し、最終保護層としてＳｉＮ層を３０００Åの厚さで形成する。
【００８２】
第１５に、ＲＩＥ法或いはＣＤＥ法を用いたフォトリソグラフィー法により、引き出し電極部など露出させる。
【００８３】
第１６に、蛍光体層１９を接着層１８で張り合わせる。
【００８４】
以上により、本実施形態のＦＰＤが製造される。
【００８５】
本実施形態では、上述の様に、実施形態１でいうところの画素電極１１として第２のオーミックコンタクト層１７を使用しており、抵抗値を考慮して厚化が必要である。しかし、製造装置によっては、厚化ができない場合がある。その場合は、その他導電層と併用することが可能である。すなわち、第８の工程後、導電層を形成し、画素電極１１を形成し、その後、第９の工程から製造するも可能である。本実施形態においても光電変換の機能を有する半導体層が、複数の画素に渡って延在して設けられているために、効率を高くすることが可能となる。
【００８６】
（実施形態３）
本発明の実施形態３では、ＭＩＳ型ＰＤを用いたＸ線検出装置について説明する。本実施形態では、バイアス配線の配置を工夫して、空間分解能を向上させている。
【００８７】
図６は、本発明の実施形態３のＸ線検出装置の模式的平面図である。図６に示すように、本実施形態では、２×２の画素において、隣接するＭＩＳ型ＰＤの画素電極１１の間にバイアス配線１６を配置している。
【００８８】
このため、蛍光体層１９からの変換光が、ＭＩＳ型ＰＤに入射する際に、バイアス配線１６が隣接画素からの光の流入を防止するので、空間分解能を向上させる効果がある。
【００８９】
（実施形態４）
図７は、本発明の実施形態４のＸ線検出システムの模式的な平面図である。
【００９０】
Ｘ線チューブ６０５０で発生したＸ線６０６０は患者或いは被験者６０６１の胸部６０６２を透過し、蛍光体を上部に実装した光電変換装置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。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６０８０で観察できる。
【００９１】
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６１００によりフィルム６１１０に記録することもできる。
【００９２】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によると、ＭＩＳ型ＰＤを用いたＦＰＤにおいて、ＭＩＳ型ＰＤとスイッチＴＦＴの両デバイス特性を夫々、単独に改善することが可能なデバイス構成を提案し、更なる、感度向上を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のＭＩＳ型ＰＤを用いたＸ線検出装置の模式的平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ部の模式的断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ部の模式的断面図である。
【図４】図１のＦＰＤの模式的な製造工程図である。
【図５】本発明の実施形態２のＸ線検出装置模式的断面図である。
【図６】本発明の実施形態３のＸ線検出装置の模式的平面図である。
【図７】本発明の実施形態４のＸ線検出システムの模式的な平面図である。
【図８】従来のＦＰＤの模式的な等価回路図である。
【図９】図８の光電変換部（ＭＩＳ型ＰＤ）１画素分の模式的平面図である。
【図１０】図９の模式的断面図である。
【図１１】図９に示すＭＩＳ型ＰＤの製造工程図である。
【符号の説明】
１　絶縁基板
２　スイッチＴＦＴのゲート電極
３　ゲート電極２に接続されたゲート配線
４　第１の絶縁層
５　第１の半導体層
６　第１のオーミックコンタクト層
７　スイッチＴＦＴソース・ドレイン電極
８　ソース・ドレイン電極に接続されている信号線
９　第１の平坦化層
１０　コンタクトホール
１１　ＭＩＳ型ＰＤの画素電極
１２　第２の絶縁層
１３　第２の半導体層
１４　第２のオーミックコンタクト層
１５　透明電極層
１６　ＭＩＳ型ＰＤのバイアス配線
１７　第２の平坦化層
１８　接着層
１９　蛍光体層

Claims

放射線を可視光に変換する波長変換体と、該可視光を電気信号に変換する画素電極、絶縁層、半導体層とを備えた光電変換素子と、前記光電変換素子で変換された電気信号の読み出しを制御するトランジスタとが、それぞれ備えられた放射線撮像装置であって、
前記光電変換素子は前記トランジスタの波長変換体側に積層して形成され、前記画素電極は画素ごとに分割され且つ、前記半導体層は複数の画素に渡って延在していることを特徴とする放射線撮像装置。
前記画素電極は、前記トランジスタのソース、もしくはドレインに接続され前記電気信号を伝送する信号線上の一部と、前記トランジスタの制御電極に接続された配線上の一部に位置するよう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。
前記画素電極は、前記光電変換素子に印加するバイアスの供給線下の一部に位置するように形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の放射線撮像装置。
前記光電変換素子は、放射線入射面側から、前記半導体層、絶縁層の順で形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の放射線撮像装置。
前記光電変換装置は、放射線入射面側から、前記絶縁層、半導体層の順で形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の放射線撮像装置。
前記画素電極がオーミックコンタクト層であることを特徴とする請求項５記載の放射線撮像装置。
さらに、前記光電変換素子の放射線入射面側に透明電極層を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の放射線撮像装置。
請求項１から７のいずれか１項記載の放射線検出装置を含むことを特徴とする放射線検出システム。