JP5739359B2 - 撮像装置およびその製造方法ならびに撮像表示システム - Google Patents
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Description
1.実施の形態(連続的に形成された中継電極を有する放射線撮像装置の例)
2.変形例(分離部を介して一対の中継電極が形成されている放射線撮像装置の例)
3.適用例(放射線撮像表示システムへの適用例)
4.その他の変形例(放射線撮像装置以外の撮像装置の例等)
[放射線撮像装置1の断面構成]
図1は、本開示の一実施の形態に係る撮像装置(放射線撮像装置1)の断面構成例を表すものである。放射線撮像装置1は、α線、β線、γ線、X線に代表される放射線を波長変換して受光し、放射線に基づく画像情報を読み取る(被写体を撮像する)ものである。この放射線撮像装置1は、医療用をはじめ、手荷物検査等のその他の非破壊検査用のX線撮像装置として好適に用いられるものである。
フォトダイオード111Aは、入射光の光量(受光量)に応じた電荷量の電荷(光電荷)を発生して内部に蓄積する光電変換素子であり、例えばPIN(Positive Intrinsic Negative Diode)型のフォトダイオードからなる。フォトダイオード111Aでは、その感度域が例えば可視域となっている(受光波長帯域が可視域である)。このフォトダイオード111Aは、例えば、基板11上の選択的な領域に、ゲート絶縁膜121および第1層間絶縁膜112Aを介して配設されている。
薄膜トランジスタ111Bは、例えば電界効果トランジスタ(FET:Field Effect Transistor)からなる。この薄膜トランジスタ11Bでは、基板11上に、例えばチタン(Ti),Al,Mo,タングステン(W),クロム(Cr)等からなるゲート電極120が形成され、このゲート電極120上に前述したゲート絶縁膜121が形成されている。
波長変換部材20は、前述したように、センサー基板10とは別のモジュールとして作製されたものであり、例えばシンチレータプレート(シンチレータパネル)等からなる。つまり、この波長変換部材20は平板状(プレート状)の部材であり、例えばガラスなどの透明な基板上にシンチレータ層(波長変換層)が設けられたものである。このシンチレータ層上には、更に防湿性を有する保護膜が形成されていてもよく、あるいはシンチレータ層および基板の全体を覆うように保護膜が設けられていてもよい。
図2は、上記のようなセンサー基板10の機能ブロック構成を表したものである。センサー基板10は、基板11上に、撮像領域(撮像部)としての画素部12を有すると共に、この画素部12の周辺領域に、例えば行走査部13、水平選択部14、列走査部15およびシステム制御部16からなる周辺回路(駆動回路)を有している。
画素部12は、例えば行列状に2次元配置された単位画素P(以下、単に「画素」と記述する場合もある)を有し、単位画素Pは、前述のフォトダイオード111Aおよび薄膜トランジスタ111Bを含んでいる。この単位画素Pには、例えば画素行ごとに画素駆動線17(例えば行選択線およびリセット制御線等:ゲート線)が配線され、画素列ごとに垂直信号線18が配線されている。画素駆動線17は、単位画素Pから撮像信号を読み出すための駆動信号を伝送するものである。この画素駆動線17の一端は、行走査部13の各行に対応した出力端に接続されている。一方、垂直信号線18は、単位画素P内のフォトダイオード111Aから薄膜トランジスタ111B(および後述する中継電極128等)を介して撮像信号を読み出すためのものである。なお、この垂直信号線18が、本開示における「信号線」の一具体例に対応する。
図2に示した行走査部13は、シフトレジスタやアドレスデコーダ等によって構成され、画素部12の各画素Pを、例えば行単位で駆動する画素駆動部である。行走査部13によって選択走査された画素行の各画素Pから出力される信号(撮像信号)は、垂直信号線18の各々を通して水平選択部14に供給される。
上記のような放射線撮像装置1は、例えば次のようにして製造することができる。図7〜図12は、放射線撮像装置1の製造方法(特にセンサー基板10の製造方法)の一例を、工程順に断面図で表したものである。
(1.撮像動作)
この放射線撮像装置1では、例えば図示しない放射線源(例えばX線源)から照射され、被写体(検出体)を透過した放射線が入射すると、この入射した放射線が波長変換後に光電変換され、被写体の画像が電気信号(撮像信号)として得られる。詳細には、放射線撮像装置1に入射した放射線は、まず、波長変換部材20において、フォトダイオード111Aの感度域(ここでは可視域)の波長に変換される(波長変換部材20において可視光を発光する)。このようにして波長変換部材20から発せられた可視光は、センサー基板10へ入射する。
ここで、図1,図3〜図6,図13〜図15を参照して、本実施の形態の放射線撮像装置1における中継電極128の作用について、比較例と比較しつつ詳細に説明する。
図13は、比較例に係る放射線撮像装置(放射線撮像装置100)の断面構成を表したものである。この比較例の放射線撮像装置100は、図4に示した本実施の形態の放射線撮像装置1において、前述した中継電極128を有するセンサー基板10の代わりに、このような中継電極128を有さないセンサー基板101が設けられたものである。
これに対して本実施の形態の放射線撮像装置1では、センサー基板10において、薄膜トランジスタ111B(ソース電極123S)と垂直信号線18との間を電気的に接続して中継する中継電極128が設けられている。
続いて、上記実施の形態の変形例について説明する。なお、実施の形態における構成要素と同一のものには同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
続いて、上記実施の形態および変形例に係る撮像装置(放射線撮像装置)の、撮像表示システム(放射線撮像表示システム)への適用例について説明する。
以上、実施の形態、変形例および適用例を挙げて本開示の技術を説明したが、本技術はこれらの実施の形態等に限定されず、種々の変形が可能である。
(1)
センサー基板を備え、
前記センサー基板は、
基板上に形成された複数の光電変換素子およびその駆動素子と、
前記光電変換素子において得られた撮像信号を前記駆動素子を介して読み出すための信号線と、
前記駆動素子と前記信号線との間を電気的に接続して中継する中継電極と
を有する撮像装置。
(2)
前記光電変換素子は、下部電極、光電変換層および上部電極がこの順に積層されてなり、
前記中継電極は、前記下部電極と同一層に形成されている
請求項1に記載の撮像装置。
(3)
前記駆動素子が、ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極を有する薄膜トランジスタであり、
前記ソース電極が前記中継電極と電気的に接続されると共に、前記ドレイン電極が前記光電変換素子と電気的に接続されている
上記(1)または(2)に記載の撮像装置。
(4)
前記信号線は、前記ゲート電極と同一層に形成されている
上記(3)に記載の撮像装置。
(5)
前記中継電極は、前記信号線、前記ソース電極および前記ドレイン電極、ならびに前記ゲート電極の各々よりも上層側に形成されている
上記(3)または(4)に記載の撮像装置。
(6)
前記中継電極は、各光電変換素子の前記駆動素子に対応して局所的に形成されている
上記(1)ないし(5)のいずれかに記載の撮像装置。
(7)
前記中継電極と前記駆動素子との間、および、前記中継電極と前記信号線との間はそれぞれ、コンタクト部を介して電気的に接続されている
上記(1)ないし(6)のいずれかに記載の撮像装置。
(8)
前記光電変換素子が、PIN型のフォトダイオードからなる
上記(1)ないし(7)のいずれかに記載の撮像装置。
(9)
前記センサー基板上に配設され、入射した放射線を前記光電変換素子の感度域に波長変換する波長変換部材を更に備え、
放射線撮像装置として構成されている
上記(1)ないし(8)のいずれかに記載の撮像装置。
(10)
前記放射線がX線である
上記(9)に記載の撮像装置。
(11)
センサー基板を有する撮像装置と、この撮像装置により得られた撮像信号に基づく画像表示を行う表示装置とを備え、
前記センサー基板は、
基板上に形成された複数の光電変換素子およびその駆動素子と、
前記光電変換素子において得られた撮像信号を前記駆動素子を介して読み出すための信号線と、
前記駆動素子と前記信号線との間を電気的に接続して中継する中継電極と
を有する撮像表示システム。
(12)
センサー基板を形成する工程を含み、
前記センサー基板を形成する工程は、
基板上に複数の光電変換素子およびその駆動素子を形成する工程と、
前記光電変換素子において得られた撮像信号を前記駆動素子を介して読み出すための信号線を形成する工程と、
前記駆動素子と前記信号線との間を電気的に接続して中継する中継電極を形成する工程と
を含む撮像装置の製造方法。
Claims (14)
- センサー基板を備え、
前記センサー基板は、
基板上に形成された複数の光電変換素子およびその駆動素子と、
前記光電変換素子において得られた撮像信号を前記駆動素子を介して読み出すための信号線と、
前記駆動素子と前記信号線との間を電気的に接続して中継する中継電極と
を有し、
前記光電変換素子は、下部電極、光電変換層および上部電極がこの順に積層されてなり、
前記中継電極は、前記下部電極と同一層に形成されている
撮像装置。 - センサー基板を備え、
前記センサー基板は、
基板上に形成された複数の光電変換素子およびその駆動素子と、
前記光電変換素子において得られた撮像信号を前記駆動素子を介して読み出すための信号線と、
前記駆動素子と前記信号線との間を電気的に接続して中継する中継電極と
を有し、
前記駆動素子が、ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極を有する薄膜トランジスタであり、
前記ソース電極が前記中継電極と電気的に接続されると共に、前記ドレイン電極が前記光電変換素子と電気的に接続されており、
前記信号線は、前記ゲート電極と同一層に形成されている
撮像装置。 - 前記中継電極は、前記信号線、前記ソース電極および前記ドレイン電極、ならびに前記ゲート電極の各々よりも上層側に形成されている
請求項2に記載の撮像装置。 - センサー基板を備え、
前記センサー基板は、
基板上に形成された複数の光電変換素子およびその駆動素子と、
前記光電変換素子において得られた撮像信号を前記駆動素子を介して読み出すための信号線と、
前記駆動素子と前記信号線との間を電気的に接続して中継する中継電極と
を有し、
前記中継電極と前記駆動素子との間、および、前記中継電極と前記信号線との間はそれぞれ、コンタクト部を介して電気的に接続されている
撮像装置。 - 前記中継電極は、各光電変換素子の前記駆動素子に対応して局所的に形成されている
請求項1ないし4のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記光電変換素子が、PIN型のフォトダイオードからなる
請求項1ないし5のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記センサー基板上に配設され、入射した放射線を前記光電変換素子の感度域に波長変換する波長変換部材を更に備え、
放射線撮像装置として構成されている
請求項1ないし6のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記放射線がX線である
請求項7に記載の撮像装置。 - センサー基板を有する撮像装置と、この撮像装置により得られた撮像信号に基づく画像表示を行う表示装置とを備え、
前記センサー基板は、
基板上に形成された複数の光電変換素子およびその駆動素子と、
前記光電変換素子において得られた撮像信号を前記駆動素子を介して読み出すための信号線と、
前記駆動素子と前記信号線との間を電気的に接続して中継する中継電極と
を有し、
前記光電変換素子は、下部電極、光電変換層および上部電極がこの順に積層されてなり、
前記中継電極は、前記下部電極と同一層に形成されている
撮像表示システム。 - センサー基板を有する撮像装置と、この撮像装置により得られた撮像信号に基づく画像表示を行う表示装置とを備え、
前記センサー基板は、
基板上に形成された複数の光電変換素子およびその駆動素子と、
前記光電変換素子において得られた撮像信号を前記駆動素子を介して読み出すための信号線と、
前記駆動素子と前記信号線との間を電気的に接続して中継する中継電極と
を有し、
前記駆動素子が、ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極を有する薄膜トランジスタであり、
前記ソース電極が前記中継電極と電気的に接続されると共に、前記ドレイン電極が前記光電変換素子と電気的に接続されており、
前記信号線は、前記ゲート電極と同一層に形成されている
撮像表示システム。 - センサー基板を有する撮像装置と、この撮像装置により得られた撮像信号に基づく画像表示を行う表示装置とを備え、
前記センサー基板は、
基板上に形成された複数の光電変換素子およびその駆動素子と、
前記光電変換素子において得られた撮像信号を前記駆動素子を介して読み出すための信号線と、
前記駆動素子と前記信号線との間を電気的に接続して中継する中継電極と
を有し、
前記中継電極と前記駆動素子との間、および、前記中継電極と前記信号線との間はそれぞれ、コンタクト部を介して電気的に接続されている
撮像表示システム。 - センサー基板を形成する工程を含み、
前記センサー基板を形成する工程は、
基板上に複数の光電変換素子およびその駆動素子を形成する工程と、
前記光電変換素子において得られた撮像信号を前記駆動素子を介して読み出すための信号線を形成する工程と、
前記駆動素子と前記信号線との間を電気的に接続して中継する中継電極を形成する工程と
を含み、
前記光電変換素子は、下部電極、光電変換層および上部電極がこの順に積層されてなり、
前記中継電極は、前記下部電極と同一層に形成されている
撮像装置の製造方法。 - センサー基板を形成する工程を含み、
前記センサー基板を形成する工程は、
基板上に複数の光電変換素子およびその駆動素子を形成する工程と、
前記光電変換素子において得られた撮像信号を前記駆動素子を介して読み出すための信号線を形成する工程と、
前記駆動素子と前記信号線との間を電気的に接続して中継する中継電極を形成する工程と
を含み、
前記駆動素子が、ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極を有する薄膜トランジスタであり、
前記ソース電極が前記中継電極と電気的に接続されると共に、前記ドレイン電極が前記光電変換素子と電気的に接続されており、
前記信号線は、前記ゲート電極と同一層に形成されている
撮像装置の製造方法。 - センサー基板を形成する工程を含み、
前記センサー基板を形成する工程は、
基板上に複数の光電変換素子およびその駆動素子を形成する工程と、
前記光電変換素子において得られた撮像信号を前記駆動素子を介して読み出すための信号線を形成する工程と、
前記駆動素子と前記信号線との間を電気的に接続して中継する中継電極を形成する工程と
を含み、
前記中継電極と前記駆動素子との間、および、前記中継電極と前記信号線との間はそれぞれ、コンタクト部を介して電気的に接続されている
撮像装置の製造方法。
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