KR100514547B1 - 방사선검출소자및그제조방법 - Google Patents

Abstract

기판(1) 상에 2차원으로 수광 소자(2)를 배열하며, 각 행 또는 각 열의 수광 소자(2)와 신호선(3)으로 전기적으로 접속된 본딩 패드(4)를 기판(1)의 외주변 위에 배열시키며, 수광 소자(2)와 신호선(3) 상에 보호용의 패시베이션막(5)을 제공하여 수광 소자 어레이(6)가 형성되어 있다. 이 수광 소자 어레이(6)의 수광면 위에 CsI 기둥 형상 결정의 신틸레이터(7)가 퇴적되어 있다. 한편, 수광부의 외주를 둘러싸며, 본딩 패드(4)의 내측에 세장형 프레임 형상의 수지 프레임(8)이 배치되어 있다. 이 프레임 내에는, 무기막(10)을 파리렌제의 유기막(9, 11)으로 개재한 보호막(12)이 적층되어 있다. 보호막(12)의 외주는, 수지 프레임(8)에 피복 수지(13)에 의해 밀착되어 있다.

Description

방사선 검출소자 및 그 제조방법

본 발명은, 방사선 검출소자, 특히 의료용의 X선 촬영등에 사용되는 대면적의 수광부를 갖는 방사선 검출소자에 관한 것이다.

의료, 공업용의 X선 촬영에서는, 종래, X선 감광 필름이 사용되어 왔지만, 이용 편의성이나 촬영 결과의 보존성의 관점에서 방사선 검출소자를 이용한 방사선 이미징 시스템이 보급되어 오고 있다. 이와 같은 방사선 이미징 시스템에 있어서는, 복수의 화소를 갖는 방사선 검출소자를 이용하여 방사선에 의한 2차원 화상 데이터를 전기 신호로서 취득하며, 이 신호를 처리 장치에 의해 처리하여 모니터 상에 표시하고 있다. 대표적인 방사선 검출소자는, 1차원 또는 2차원으로 배열된 광 검출기 상에 신틸레이터(scintillator)를 배치하여, 입사하는 방사선을 신틸레이터에서 광으로 변환하여 검출하는 구조로 되어 있다.

전형적인 신틸레이터 재료인 CsI는, 흡습성 재료이며, 공기 중의 수증기(습기)를 흡수하여 용해한다. 이 결과, 신틸레이터의 특성, 특히 해상도가 열화한다는 문제가 있었다.

신틸레이터를 습기로부터 보호하는 구조로 한 방사선 검출소자로서는, 일본 특개평 5-196742호 공보에 개시된 기술이 알려져 있다. 이 기술에서는, 신틸레이터층의 상부에 수분 불투과성의 방습 배리어(barrier)를 형성하는 것에 의해 신틸레이터를 습기로부터 보호하고 있다.

(발명의 개시)

그러나, 이 기술에서는, 신틸레이터층 외주부의 방습 배리어를 방사선 검출소자의 기판에 밀착시키는 것이 어려우며, 특히 흉부 X선 촬영 등에 사용되는 대면적의 방사선 검출소자에 있어서는, 외주부의 길이가 길기 때문에 방습 배리어가 벗겨지기 쉽게 되어 신틸레이터층이 완전히 밀봉되지 않고, 수분이 신틸레이터층에 침입하여 그 특성이 열화되기 쉽다는 결점이 있다.

또한, 이 기술에서는, 방습 배리어의 수분 밀봉층은, 실리콘 본딩재 등을 액상의 상태로 신틸레이터층에 도포하거나, 방사선 검출소자의 수광면측에 설치하는 창재의 내측에 이 실리콘 본딩재 등을 도포한 후, 수분 밀봉충의 건조 전에 이 창재를 신틸레이터층 상에 설치하는 것에 의해 수분 밀봉층을 고정하는 제조방법이 개시되어 있다. 이 제조방법에서는, 수분 밀봉층을 표면 형상이 불규칙한 신틸레이터층 상에 균일하게 형성하는 것이 어려우며, 밀착성이 저하하는 가능성이 있다. 이러한 점은, 특히, 대면적의 방사선 검출소자에서 발생하기 쉽다.

도 1은 본 발명의 한 실시예의 상면도.

도 2는 도 1의 A-A선 단면도.

도 3 내지 도 11은 도 1 및 도 2에 따른 실시예의 제조 공정을 도시하는 도면.

도 12는 본 발명의 다른 실시예의 상면도.

도 13은 도 12의 B-B선 확대 단면도.

본 발명은, 상기의 문제점을 감안하여 신틸레이터의 방습용으로 균일하게 제조가 용이한 보호막을 갖는 방사선 검출소자 및 그 제조방법을 제공하는 것을 과제로 하는 것이다.

이 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 방사선 검출소자는, (1) 복수의 수광 소자를 기판 상에 1차원 또는 2차원으로 배열하여 수광부를 형성하며, 상기 수광부의 각 행 또는 각 열의 상기 수광 소자와 전기적으로 접속된 복수의 본딩 패드를 상기 수광부의 외부에 배치한 수광 소자 어레이와, (2) 상기 수광부의 적어도 유효 화면 영역의 상기 수광 소자 상에 퇴적된 방사선을 가시광으로 변환하는 신틸레이터층과, (3) 상기 수광 소자 어레이 상의 상기 신틸레이터층이 형성된 영역과 상기 본딩 패드가 배치된 영역을 구분하는 폐쇄된 프레임 형상으로 형성된 수지로 이루어진 하나 또는 복수의 수지 프레임과, (4) 적어도 상기 신틸레이터층을 덮고 있는 동시에, 상기 수지 프레임 상까지 도달하여 적어도 상기 본딩 패드부를 노출시키고 있는 방사선 투과성의 내습 보호막을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

이것에 의해, 입사한 방사선은, 신틸레이터층에서 가시광으로 변환된다. 이 가시광 상을 1차원 또는 2차원으로 배열된 수광 소자에 의해 검출함으로써, 입사하는 방사선 상에 대응하는 전기 신호가 얻어진다. 신틸레이터층은 흡습에 의해 열화하는 성질을 갖지만, 본 발명에 의하면, 신틸레이터층은 내습 보호막에 의해 덮여져 있으며, 이 내습 보호막의 가장자리는 피복 수지에 의해 코팅되어 있기 때문에, 신틸레이터층은 완전하게 밀봉되어 외기로부터 격리되며, 공기 중의 수증기로 부터 보호되어 있다. 또한, 외부 회로와의 접속용의 본딩 패드부는 노출되어 있다.

이 수지 프레임은, 신틸레이터층을 둘러싸는 직사각형 형상이 하나 또는 복수의 본딩 패드 영역을 각각 둘러싸는 직사각형 형상으로 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 수지 프레임을 따라서 내습 보호막의 가장자리를 덮는 피복 수지를 또한 구비하고 있어도 좋다. 이것에 의해, 내습 보호막의 가장자리는, 수지 프레임과 피복 수지에 의해 상하로부터 개재되어 강고하게 접착된다.

한편, 본 발명의 방사상 검출소자의 제조방법은, (1) 복수의 수광 소자를 기판 상에 1차원 또는 2차원으로 배열하여 수광부를 형성하며, 상기 수광부의 각 행 또는 각 열의 상기 수광 소자와 전기적으로 접속된 복수의 본딩 패드를 상기 수광부의 외부에 배치한 수광 소자 어레이의 상기 수광부의 적어도 유효 화면 영역의 상기 수광 소자 상에 방사선을 가시광으로 변환하는 신틸레이터층을 퇴적시키는 공정과, (2) 상기 수광 소자 어레이 상에 수지에 의해 상기 신틸레이터층과 상기 본 딩 패드부를 구분하는 하나 또는 복수의 폐쇄된 프레임 형상의 수지 프레임을 형성하는 공정과, (3) 상기 수광 소자 어레이 전체를 포위하는 방사선 투과성의 내습 보호막을 형성하는 공정과, (4) 상기 수지 프레임의 길이 방향을 따라서, 상기 내습 보호막을 절단하며, 본명 패드부상의 상기 내습 보호막을 제거하여 상기 본딩 패드부를 노출시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.

수광 소자 어레이 전체를 포위하도록 제 1 유기막을 형성함으로써, 신틸레이터층과 유기막의 밀착도가 향상되며, 균일한 막이 형성된다. 내습 보호막을 형성하고 나서, 본딩 패드 부분 상의 내습 보호막을 제거하는 것에 의해 본딩 패드가 확실하게 노출된다. 보호막의 아래에 형성된 수지 프레임에 의해 보호막 절단시의 커터의 절단 깊이에 여유가 생긴다. 또한, 수지 프레임에 의해 보호막의 가장자리가 기판에 밀착되며, 밀봉이 확실하게 된다.

또한, 상기 내습 보호막의 가장자리를 상기 수지 프레임을 따라서 수지에 의해 덮어 접착하는 공정을 또한 구비하여도 좋다. 이것에 의해 내습 보호막의 가장자리는, 수지 프레임과 이 수지 사이에 유지되어 강고하게 접착된다.

본 발명은 이하의 상세한 설명 및 첨부 도면에 의해 더욱 충분히 이해할 수 있다. 이것들은 단순히 예시를 위해 나타내는 것으로서, 본 발명을 한정하는 것이라고는 생각할 수 없다.

본 발명의 또 다른 응용 범위는, 이하의 상세한 발명으로부터 명확하게 알 수 있다. 그러나, 상세한 설명 및 특정의 사례는 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 것이지만, 예시만을 위해 나타내는 것으로서, 본 발명의 사상 및 범위에 있어서의 여러 가지 변형 및 개량은 이 상세한 설명으로부터 당업자는 명확하다는 것을 확실히 하고 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면에 근거하여 설명한다. 또한, 이해를 용이하게 하기 위해 각 도면에 있어서 동일의 구성 요소에 대해서는 가능한 한 동일의 참조 번호를 붙이며, 중복하는 설명은 생략한다. 또한, 각 도면에 있어서의 치수, 형상은 실제의 것과는 반드시 동일하지는 않으며, 이해를 용이하게 하게 위해 과장되어 있는 부분이 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예의 상면도이며, 도 2는 도 1의 외주변부의 A-A선 확대 단면도이다.

우선, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 실시예의 구성을 설명한다. 절연성, 예를 들면 유리제의 기판(1) 상에 광전 변환을 행하는 수광 소자(2)가 2차원상으로 배열되어 수광부를 형성하고 있다. 이 수광 소자(2)는 비결정질 실리콘제의 포토 다이오드(PD)나 박막 트랜지스터(TFT)로 구성되어 있다. 각 행 또는 각 열의 수광 소자(2)의 각각은, 신호 판독용의 신호선(3)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 외부 회로(도시생략)로 신호를 취출하기 위한 복수의 본딩 패드(4)는, 기판(1)의 외주변, 예를 들면 인접하는 2변을 따라서 배치되어 있으며, 신호선(3)을 통해 대응하는 복수의 수광 소자(2)에 전기적으로 접속되어 있다. 수광 소자(2) 및 신호선(3) 상에는 절연성의 패티베이션막(5)이 형성되어 있다. 이 패시베이션막(5)으로는 질화 실리콘 또는 산화 실리콘을 이용하는 것이 바람직하다. 한편, 본딩 패드(4)는, 외부 회로와의 접속을 위해 노출되어 있다. 이하, 이 기판 및 기판 상의 회로 부분을 수광 소자 어레이(6)라고 칭한다.

수광 소자 어레이(6)의 수광부 상에는, 입사한 방사선을 가시광으로 변환하는 기둥 형상 구조의 신틸레이터(7)가 형성되어 있다. 신틸레이터(7)로는, 각종의 재료를 이용하는 것이 가능하지만, 발광 효율이 양호한 T1-도핑 CsI등이 바람직하다. 또한, 수광 소자 어레이(6)의 수광부의 외부를 둘러싸도록, 본딩 패드의 내측 위치에는 세장형의 프레임 형상으로 형성된 수지제의 수지 프레임(8)이 배치되어 있다. 이 수지 프레임(8)으로는, 실리콘 수지인 신월 화학사 제조의 KJR651 또는 KE4897, 도시바 실리콘사 제조의 TSE397, 스미토모 3M사 제조의 DYMAX625T 등을 사용하는 것이 바람직하다. 이것들은, 반도체 소자의 기계적, 전기적 보호를 위한 표면 처리용으로 널리 사용되고 있으며, 후술하는 상부에 형성되는 보호막(12)과의 밀착성도 높기 때문이다.

수지 프레임(8)의 프레임 내의 신틸레이터(7) 상에는, 모두 X선을 투과하며, 수증기를 차단하는 제 1 유기막(9)과, 무기막(19)과, 제 2 유기막(11)이 각각 적층되어 보호막(12)을 형성하고 있다.

제 1 유기막(9)과 제 2 유기막(11)으로는, 폴리-파라-크실리렌수지(Poly-para-xylylene resin){쓰리 본드사(Three Bond) 제품, 상품명은 파리렌(parylene)}, 특히 폴리-파라-클로로크실리렌(쓰리 본드사 제품, 상품명 파리렌 C)을 사용하는 것이 바람직하다. 파리렌에 의한 코팅막은, 수증기 및 가스의 투과가 매우 적으며, 발수성, 내약품성도 높은 이외에, 박막으로도 우수한 전기 절연성을 가지며, 방사선, 가시광선에 대하여 투명한 등, 유기막(9, 11)에 적합한 우수한 특징을 가지고 있다. 파리렌에 의한 코팅의 상세에 관해서는, 쓰리 본드 테크니칼 뉴스(Three Bond Technical News)(92년 9월 23일발행)에 기재되어 있으며, 여기에서는, 그 특징을 서술하고 있다.

파리렌은, 금속의 진공 증착과 동일하게 진공 중에서 지지체 상에 증착하는 화학 기상 증착법(CVD)에 의해 코팅할 수 있다. 이것은, 원료로 되는 p-크실렌을 열 분해하여 생성물을 톨루엔, 벤젠 등의 유기 용매 중에서 급냉하여 다이머(dimer)라고 칭하는 디-파라-크실리렌을 얻는 공정과, 이 다이머를 열 분해하여 안정한 래디칼 파라-크실리렌 가스를 생성시키는 공정과, 발생한 가스를 소재 상에 흡착, 중합시켜서 분자량 약 50만의 폴리-파라-크실리렌 막을 중합 형성시키는 공정으로 이루어진다.

파리렌 증착시의 압력은, 금속 진공 증착의 경우의 압력 0.001토르에 비하여 높은 0.1 내지 0.2토르이다. 그리고, 증착시에는, 단분자막이 피착물 전체를 덮은 후, 그 위에 또한 파리렌이 증착되어 간다. 따라서, 0.2㎛ 두께로부터의 박막을 핀홀(pinhole)이 없는 상태로 균일한 두께로 생성할 수 있으며, 액상 재료에 의한 코팅에서는 불가능하였던 예각부나 에지부, 미크론 치수의 좁은 간극으로의 코팅도 가능하게 된다. 또한, 코팅시에 열처리 등을 필요로 하지 않으며, 실온에 가까운 온도에서의 코팅이 가능하기 때문에, 경화에 따른 기계적 응력이나 열 변형(heat distortion)이 발생하지 않으며, 코팅의 안정성에도 우수하다. 또한, 대부분의 고체 재료에의 코팅이 가능하다.

한편, 무기막(10)으로는, X선 투과성이라면, 가시광에 대하여서는, 투명, 불투명, 반사성 등의 각종의 재료를 이용할 수 있으며, Si, Ti, Cr의 산화막이나 금, 은, 알루미늄 등의 금속 박막이 사용될 수 있다. 특히, 가시광에 대하여 반사성의 막을 사용하면, 신틸레이터(7)에서 발생한 형광이 외부로 누출되는 것을 방지하여 감도를 상승시키는 효과가 있기 때문에 바람직하다. 여기에서는, 성형이 용이한 Al을 이용한 예에 관하여 설명한다. Al 자체는 공기 중에서 부식되기 쉽지만, 무기막(10)은, 제 1 유기막(9) 및 제 2 유기막(11) 사이에 유지되어 있기 때문에 부식으로부터 보호될 수 있다.

이 보호막(12)은, 상술한 파리렌 코팅에 의해 형성되지만, CVD법에 의해 형성되기 때문에, 수광 소자 어레이(6)의 표면 전체를 덮도록 형성된다. 그 때문에 본딩 패드(4)를 노출시키기 위해서는 본딩 패드(4)보다 내측에서 파리렌 코팅으로 형성된 보호막(12)을 절단하여, 외부의 보호막(12)을 제거할 필요가 있다. 후술하는 바와 같이, 수지 프레임(8)의 프레임 부분의 거의 중심 부근에서 보호막(12)을 절단하는 것에 의해 보호막(12)의 외주부는 수지 프레임(8)에 의해 고정되기 때문에 보호막(12)이 외주부로부터 벗겨지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이 보호막(12)의 외주부는, 피복 수지(13)에 의해 그 아래의 수지 프레임(8)과 함께 코팅되어 있다. 피복 수지(13)로는, 보호막(12) 및 수지 프레임(8)으로의 접착성이 양호한 수지, 예를 들면 아크릴계 접착제인 협립 화학 산업 주식회사제 WORLD ROCK No. 801-SET2(70,000cP 타입)을 이용하는 것이 바람직하다. 이 수지 접착제는, 100mW/㎠의 자외선 조사에 의해 약 20초 동안 경화하며, 경화 피막은 유연하며 충분한 강도를 가지며, 내습, 내수, 내갈바닉 부식성 내 마이그레이션성에 우수하며, 각종 재료, 특히 유리, 플라스틱 등으로의 접착성이 양호하며, 피복 수지(13)로서 양호한 특성을 갖는다. 또는 수지 프레임(8)과 동일한 실리콘 수지를 사용하여도 좋다. 또는, 수지 프레임(8)에 이 피복 수지(13)와 동일한 아크릴계 접착제를 사용하여도 좋다.

이어서, 도 3 내지 도 11을 참조하여, 본 실시예의 제조 공정에 관하여 설명한다. 도 3에 도시한 바와 같이 수광 소자 어레이(6)의 수광면 상에 도 4에 도시한 바와 같이, Tl을 도정한 CsI의 기둥 형상 결정을 증착법에 의해 600㎛의 두께만큼 성장시켜 신틸레이터(7)층을 형성한다.

한편, 도 5에 도시한 바와 같이 수광부와 수광 소자 어레이의 각각의 외주의 사이에서, 본딩 패드(4)의 내측의 패시베이션막(5) 상에 수광부의 외변을 따라서 수지 프레임(8)이 폭 1mm, 높이 0.6mm의 세장형 프레임 형상으로 형성된다. 이 프레임 형성에는, 예를 들면, 이와시타 엔지니어링사제 AutoShooter-3형과 같은 자동 X-Y 코팅 장치를 사용하여도 좋다. 이 때, 상부에 형성되는 제 1 유기막(9)과의 밀착성을 더욱 향상시키기 위해, 수지 프레임(8)의 표면을 거친 표면 처리하면 보다 바람직하다. 거친 표면 처리로서는 자국을 새기거나(scoring), 표면에 다수의 작은 오목부를 형성하는 처리가 있다.

신틸레이터(7)층을 형성하는 CsI는, 흡습성이 높으며, 노출하여 유지시키면 공기 중의 수증기를 흡습하여 용해하여 버린다. 그래서, 이것을 방지하기 위해, 도 5에 도시한 바와 같이 CVD법에 의해 두께 10㎛의 파리렌으로 기판 전체를 포위하여 제 1 유기막(9)을 형성한다. CsI의 기둥 형상 결정에는 간극이 있지만, 파리렌은 이 좁은 간극에 소정 정도 들어가기 때문에, 제 1 유기막(9)은, 신틸레이터(7)층에 밀착한다. 또한, 파리렌 코팅에 의해 요철이 있는 신틸레이터(7)층 표면에 균일한 두께의 정밀 박막 코팅이 얻어진다. 또한, 파리렌의 CVD 형성은, 상술한 바와 같이 금속 증착시보다도 저진공으로서 또한, 상온에서 행해질 수 있기 때문에 가공이 용이하다.

또한, 도 7에 도시한 바와 같이, 입사면측의 제 1 유기막(9) 표면에 0.2㎛ 두께의 A1막을 증착법에 의해 적층하여 무기막(10)을 형성한다. 그리고, 다시 CVD법에 의해 파리렌을 기판 전체의 표면에 10㎛ 두께로 피복하여 제 2 유기막(11)을 형성한다(도 8 참조). 이 제 2 유기막(11)은, 무기막(10)의 부식에 의한 열화를 방지한다.

이렇게 형성한 보호막(12)을 수지 프레임(8)의 길이 방향을 따라서 커터(14)로 절단한다(도 9 참조). 수지 프레임(8)에 볼록부가 형성되어 있기 때문에, 절단 장소의 확인이 용이한 이외에, 수지 프레임(9)의 두께만큼 커터(14)를 삽입하는 경우의 여유가 있기 때문에, 수지 프레임(8)의 아래에 있는 신호선(3)을 손상시킬 우려가 없게 되며, 가공이 간단하게 되어 제품의 생산성이 향상된다. 그리고, 이 절 단부로부터 외측 및 입사면 이면 부분의 보호막(12)을 제거하여 외부 회로와의 접속용의 본딩 패드(4)를 노출시킨다(도 10 참조). 그 후, 보호막(12)의 외주부와 노출한 수지 프레임(8)을 덮도록 아크릴 수지로 이루어지는 피복 수지(13)로 코팅하여 자외선 조사에 의해 피복 수지(13)를 경화시킨다(도 11 참조).

여기에서, 일반적으로 패시베이션막(5)과 제 1 유기막(9)은, 밀착성이 나쁘다. 그러나, 본 실시예의 구조에 의하면, 제 1 유기막(9)과 패시베이션막(5)의 사이에 양쪽과 밀착하는 수지 프레임(8)을 개재하고 있기 때문에, 제 1 유기막(9)이 수지 프레임(8)에 의해 패시베이션막(5)에 밀착한다. 또한, 피복 수지(13)를 설치하지 않아도, 보호막(12)은 수지 프레임(8)을 통해 수광 소자 어레이(12)에 밀착하지만, 피복 수지(13)를 형성하면, 제 1 유기막(9)을 포함하는 보호막(12)이 수지 프레임(8)과 피복 수지(13) 사이에 개재되어 고정되기 때문에, 수광 소자 어레이(6) 상으로의 보호막(12)의 밀착성이 보다 한층 향상되어 바람직하다. 따라서, 보호막(12)에 의해 신틸레이터(7)가 밀봉되므로, 신틸레이터(7)로의 수분의 침입을 확실하게 방지할 수 있으며, 신틸레이터(7)의 흡습 열화에 의한 소자의 해상도 저하를 방지할 수도 있다.

이어서, 본 실시예의 동작을 도 1 및 도 2에 의해 설명한다. 입사면측으로부터 입사한 X선(방사선)은, 제 1 유기막(9)과 무기막(10)과 제 2 유기막(11) 전체를 투과하여 신틸레이터(7)에 도달한다. 이 X선은, 신틸레이터(7)에서 흡수되며, X선 광량에 비례한 가시광이 방사된다. 방사된 가시광 중, X선의 입사 방향에 역행한 가시광은 제 2 유기막(11)을 투과하여 무기막(10)에서 반사된다. 이 때문에 신틸레이터(7)에서 발생한 가시광은 거의 전부가 패시베이션막(5)을 통해 수광 소자(2)에 입사한다. 이 때문에 효율 좋은 검출이 가능하게 된다.

각각의 수광 소자(2)에서는, 광전 변환에 의해 이 가시광의 광량에 대응하는 전기 신호가 생성되어 일정 시간 축적된다. 이 가시광의 광량은 입사하는 X선의 광량에 대응하고 있기 때문에, 즉, 각각의 수광 소자(2)에 축적되어 있는 전기 신호는 입사하는 X선의 광량에 대응하는 것에 의해, X선 화상에 대응하는 화상 신호가 얻어진다. 수광 소자(2)에 축적된 이 화상 신호를 신호선(3)을 통해 본딩 패드(4)에서 차례로 판독하는 것에 의해 외부에 전송하며, 이것을 소정의 처리 회로에서 처리하는 것에 의해 X선 상을 표시할 수 있다.

이상의 설명에서는, 보호막(12)으로서 파리렌제의 제 1 및 제 2 유기막(9, 11)의 사이에 무기막(10)을 개재한 구조의 것에 관하여 설명하였지만, 제 1 유기막(11)의 재료는 다른 것이라도 좋다. 또한, 무기막(10)으로서 부식에 강한 재료를 사용하고 있는 경우는, 제 2 유기막(11) 자체를 제공하지 않아도 좋다.

또한, 여기에서는, 수지 프레임(8)과 피복 수지(13)가 수광 소자 어레이(6)의 수광 소자(2) 부분의 외측의 패시베이션막(5)위에 형성되어 있는 예를 설명하였지만, 수광 소자(2)와 본딩 패드(4)가 근접하고 있는 경우에는, 그 경계 부분에 수지 프레임(8)을 형성하는 것은 곤란하다. 본딩 패드(4)를 확실하게 노출시키고, 또한 보호막(12)의 주위를 피복 수지(13)로 확실하게 코팅하기 위해서는, 수지 프레임(8) 및 피복 수지(13)의 위치를 수광 소자(2)측으로 벗어나게 하는 것이 바람직하다. 그것을 위해서는, 신틸레이터(7)를 수광 소자(2) 상의 전체면에 형성하는 것이 아니라, 본딩 패드(4) 근방의 화소를 제외한 유효 화면 영역의 수광 소자(2)상에 형성한다. 그리고, 유효 화면 영역의 외측, 무효 화소 상에 수지 프레임(8)을 형성한 위에서, 형성한 신틸레이터(7)의 층 전체부를 덮으며, 수지 프레임(8)에 도달하도록 보호막(12)을 형성한다. 그 후, 수지 프레임(8)의 길이 방향을 따라서 보호막(12)을 절단하며, 유효 화면 영역 외의 보호막(12)을 제거하며, 수지 프레임(8)을 따라서 보호막(12)의 가장자리를 피복 수지(13)에 의해 코팅하면 좋다. 이 경우, 본딩 패드(4) 근방의 화소는 수지 프레임(8)과 피복 수지(13)로 덮이거나, 전방면에 신틸레이터(7)가 존재하지 않기 때문에, 그 방사선에 대한 감도가 저하하며, 결과로서 이것들의 화소는 사용할 수 없이 수광 소자(2)의 유효 화소수, 유효 화면 면적이 감소하게 되지만, 수광 소자(2)가 대화면으로 전체 화소수가 많은 경우에는 무효 화소의 비율은 적으며, 소자의 구성에 따라서는 제작이 용이하게 되는 장점이 있다.

여기서, 도 12 및 13을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 관하여 설명한다. 도 12는 본 실시예의 방사선 검출소자의 상면도이며, 도 13은 그 B-B선 확대 단면도이다. 이 소자의 기본적인 구성은, 도 1 및 도 2에 나타내는 실시예의 소자와 동일하며, 상이점만을 하기에 설명한다.

도 12 및 도 13에 나타내는 본 실시예에서는, 보호막(12)은 수광 소자 어레이(6)의 수광면측 및 이면측의 전방면에 형성되어 있으며, 본딩 패드(4) 어레이 부분만이 노출되어 있다. 그리고, 노출된 본딩 패드(4) 어레이 부분을 둘러싸도록 수지 프레임(8)이 형성되어 있으며, 이 수지 프레임(8) 상에서 보호막(12)의 경계(가장자리)를 따라서 피복 수지(13)가 코팅되어 있다. 본 실시예에도 본딩 패드(4)부가 확실하게 노출됨과 동시에 보호막(12)은 수지 프레임(8)과 피복 수지(13)에 의해 수광 소자 어레이(6)에 확실하게 밀착되기 때문에 신틸레이터(7)층이 밀봉되어 흡습에 의한 열화를 방지할 수 있다.

이것은 특히 본딩 패드(4)부가 작은 CCD나 MOS형의 촬상 소자의 경우에 보호막의 벗겨짐을 일으키는 우려가 있는 경계 부분인 가장자리 부분의 길이를 줄일 수 있어서 유효하다.

또한, 이상의 설명에서는, 수광 소자 상의 신틸레이터측에서 방사선을 입사시키는, 즉, 표면 입사형의 방사선 검출소자에 관하여 설명하였지만, 본 발명은, 기판측에서 방사선을 입사시키는 이면 입사형의 방사선 검출소자로의 적용도 가능하다. 이러한 이면 입사형의 방사선 검출소자는, 높은 에너지의 방사선 검출소자로서 사용될 수 있다.

이상, 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 흡습성이 높은 신틸레이터를 보호하기 위해 신틸레이터 상에 파리렌 등으로 이루어지는 보호막이 형성되어 있으며, 이 보호막의 가장자리는 아크릴 등의 수지 코팅에 의해 수광 소자 어레이에 접착되어 있기 때문에 신틸레이터층이 밀봉된다. 특히, 보호막의 가장자리로부터 벗겨짐이 방지되어 있기 때문에 내습성이 향상된다.

또한 이 가장자리를 피복 수지로 덮으면, 밀봉성이 보다 한층 향상하여 내습성이 증가한다.

본 발명의 제조방법에 의하면, 보호막을 형성한 후 불필요한 부분을 제거하기 때문에, 필요 부분만 보호막을 형성하는 경우에 비하여 균일한 상태의 보호막 형성이 용이하며, 본딩 패드가 확실하게 노출된다. 또한, 퇴적하고 있는 신틸레이터의 기둥 형상 결정의 간극에도 보호막이 침투하기 때문에 보호막과 신틸레이터층의 밀착성이 증가한다. 또한, 절단시에 수지층의 두께 만큼 커터의 절단 여유가 있기 때문에 절단 공구의 정밀도를 높이지 않아도 검출 신호를 판독하는 신호선을 손상하는 일 없이, 제품의 생산성이 향상된다.

이상의 본 발명의 설명으로부터 본 발명을 여러 가지로 변형할 수 있는 것은 명확하다. 그와 같은 변형은, 본 발명의 사상 및 범위에서 벗어나는 것이라고는 인정할 수 없으며, 모든 당업자에 의해 자명한 개량은, 이하의 청구항의 범위에 포함되는 것이다.

본 발명의 방사선 검출소자는, 특히, 의료, 공업용의 X선 촬영에서 사용되는 대면적의 방사선 이미징 시스템에 적용 가능하다. 특히, 현재 널리 사용되고 있는 X선 필름의 대신에 흉부 X선 촬영등에 사용할 수 있다.

Claims (10)

1. 복수의 수광 소자를 기판 상에 1차원 또는 2차원으로 배열하여 수광부를 형성하며, 상기 수광부의 각 행 또는 각 열의 상기 수광 소자와 전기적으로 접속된 복수의 본딩 패드를 상기 수광부의 외부에 배치한 수광 소자 어레이와,

   상기 수광부의 적어도 유효 화면 영역의 상기 수광 소자 상에 퇴적된 방사선을 가시광으로 변환하는 신틸레이터층과,

   상기 수광 소자 어레이 상의 상기 신틸레이터층이 형성된 영역과 상기 본딩 패드가 배치된 영역을 구분하는 폐쇄된 프레임 형상으로 형성된 수지로 이루어진 하나 또는 복수의 수지 프레임과,

   적어도 상기 신틸레이터층을 덮고 있는 동시에, 상기 수지 프레임 상까지 도달하여 적어도 상기 본딩 패드부를 노출시키고 있는 방사선 투과성의 내습 보호막을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 방사선 검출소자.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 수지 프레임은 상기 유효 화면 영역을 둘러싸는 직사각형 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 방사선 검출소자.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 하나 또는 복수의 수지 프레임은, 각각 상기 본딩 패드부 영역을 둘러싸는 직사각형 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 방사선 검출소자.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 수지 프레임을 따라서 상기 내습 보호막의 가장자리를 덮는 피복 수지를 또한 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 방사선 검출소자.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 내습 보호막은 적어도 유기막을 포함하는 2층 이상의 다층막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방사선 검출소자.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 내습 보호막은 적어도 1층의 무기막을 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 검출소자.
7. 복수의 수광 소자를 기판 상에 1차원 또는 2차원으로 배열하여 수광부를 형성하며, 상기 수광부의 각 행 또는 각 열의 상기 수광 소자와 전기적으로 접속된 복수의 본딩 패드를 상기 수광부의 외부에 배치한 수광 소자 어레이의 상기 수광부의 적어도 유효 화면 영역의 상기 수광 소자 상에 방사선을 가시광으로 변환하는 신틸레이터층을 퇴적시키는 공정과,

   상기 수광 소자 어레이 상에 수지에 의해 상기 신틸레이터층과 상기 본딩 패드부를 구분하는 하나 또는 복수의 폐쇄된 프레임 형상의 수지 프레임을 형성하는 공정과,

   상기 수광 소자 어레이 전체를 포위하는 방사선 투과성의 내습 보호막을 형성하는 공정과,

   상기 수지 프레임의 길이 방향을 따라서, 상기 내습 보호막을 절단하며, 본딩 패드부상의 상기 내습 보호막을 제거하여 상기 본딩 패드부를 노출시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 방사선 검출소자의 제조방법.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 내습 보호막의 가장자리를 상기 수지 프레임을 따라서 수지에 의해 덮어 접착하는 공정을 또한 구비하는 것을 특징으로 하는 방사선 검출소자의 제조방법.
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 내습 보호막을 형성하는 공정은,

   방사선 투과성의 제 1 유기막을 형성하는 공정과,

   상기 제 1 유기막 상에 적어도 1층 이상의 막을 또한 퇴적하여, 2층 이상의 다층막으로 이루어진 방사선 투과성의 내습 보호막을 형성하는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 방사선 검출소자의 제조방법.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 내습 보호막은 적어도 1층의 무기막을 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 검출소자의 제조방법.