KR20070004961A - 방사선 검출기 - Google Patents

방사선 검출기 Download PDF

Info

Publication number
KR20070004961A
KR20070004961A KR1020067023494A KR20067023494A KR20070004961A KR 20070004961 A KR20070004961 A KR 20070004961A KR 1020067023494 A KR1020067023494 A KR 1020067023494A KR 20067023494 A KR20067023494 A KR 20067023494A KR 20070004961 A KR20070004961 A KR 20070004961A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
ray
halogen
heavy metal
photoelectric conversion
Prior art date
Application number
KR1020067023494A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100854854B1 (ko
Inventor
요시코 미코시바
히로시 아이다
야스아키 가와사키
히로시 오니하시
가츠히사 홈마
Original Assignee
가부시끼가이샤 도시바
도시바 덴시칸 디바이스 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시끼가이샤 도시바, 도시바 덴시칸 디바이스 가부시키가이샤 filed Critical 가부시끼가이샤 도시바
Publication of KR20070004961A publication Critical patent/KR20070004961A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100854854B1 publication Critical patent/KR100854854B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
    • H01L31/115—Devices sensitive to very short wavelength, e.g. X-rays, gamma-rays or corpuscular radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/30—Transforming light or analogous information into electric information
    • H04N5/32—Transforming X-rays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14665—Imagers using a photoconductor layer
    • H01L27/14676—X-ray, gamma-ray or corpuscular radiation imagers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
    • H01L31/0264—Inorganic materials
    • H01L31/0272—Selenium or tellurium
    • H01L31/02725—Selenium or tellurium characterised by the doping material
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/30—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming X-rays into image signals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14632—Wafer-level processed structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14692—Thin film technologies, e.g. amorphous, poly, micro- or nanocrystalline silicon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/085—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors the device being sensitive to very short wavelength, e.g. X-ray, Gamma-rays

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

본 발명은 방사선 검출기에 관한 것으로서, 광도전층의 검출 감도를 향상시킬 수 있는 X선 검출기를 제공하고, 중금속 할로겐화물 및 할로겐을 광도전층 중에 포함시키고, X선 조사에 의한 암전류 특성이나 감도 특성, 잔상 특성의 변화를 억제하여 안정적인 광도전층으로 할 수 있고, 광도전층 중에 잉여 할로겐이 포함되면 X선 조사 시에 발생하기 쉬운 중금속 할로겐화물 결정 구조 중의 할로겐의 해리와, 상기 할로겐의 해리에 따른 결정 결함의 발생이 억제된다. 할로겐의 해리는 광도전층 중에 결함 준위를 생기게 하여 전하가 깊은 트랩이 되고, 암전류 특성이나 감도 특성, 잔상 특성에 영향을 주고, 광도전층 중의 여잉 할로겐이 너무 많으면 결정 입계에 할로겐이 석출된다. 광도전층의 미세 결정간의 도전성을 저해하고, X 도전층의 감도 특성이나 잔상 특성을 크게 저해하여 잔상이 길어지는 것을 특징으로 한다.

Description

방사선 검출기{RADIATION DETECTOR}
본 발명은 입사된 방사선을 전하로 변환하는 광전변환층을 구비한 방사선 검출기에 관한 것이다.
신세대의 X선 진단용 화상 검출기로서 액티브매트릭스형 평면 검출기가 큰 주목을 받고 있다. 상기 평면 검출기에 있어서, 조사된 X선을 검출함으로써 X선 촬영상 또는 리얼타임의 X선 화상이 디지털 신호로서 출력된다. 또한, 이 평면 검출기는 고체 검출기이므로 화질 성능이나 안정성의 면에서도 매우 기대가 크다.
실용화의 최초 용도로서 비교적 큰 선량으로 정지(靜止) 화상을 수집하는 흉부 또는 일반 촬영용으로 개발되어 최근 상품화되어 있다. 보다 고성능이고 투시선량하에서 매초 30코마 이상의 리얼타임 동화상을 실현시킬 필요가 있는 순환기, 소화기 분야로의 응용에 대해서도 가까운 장래에 상품화가 예상된다. 이 동화상 용도에 대해서는 S/N의 개선이나 미소 신호의 리얼타임 처리 기술 등이 중요한 개발 항목으로 되어 있다.
그리고, 이 종류의 평면 검출기에는 크게 나눠 직접 방식과 간섭 방식 2 가지 방식이 있다. 직접 방식은 입사 X선을 a-Se 등의 X선 광도전체층 내부에서 체내부에 발생한 광도전 전하를 고전계에 의해 직접 전하 신호로 변환하고, 이 변환 된 신호 전하를 전하 축적용 커패시터에 축적하는 방식이다. 또한, 이 직접 방식에서는 입사된 X선에 의해 발생한 광도전 전하를 고전계에 의해 직접 전하 축적용 커패시터로 인도하므로, 거의 액티브매트릭스의 화소 피치로 규정되는 해상도 특성을 얻을 수 있다.
한편, 간접 방식은 신티레이터층에 의해 입사 X선을 받고, 일단 가시광으로 변환하고 나서 이 가시광을 a-Si 포토다이오드나 CCD에 의해 신호 전하로 변환하여 전하 축적용 커패시터로 인도하는 방식이다. 또한, 이 간접 방식에서는 신티레이터층으로부터의 가시광이 포토다이오드에 도달하기까지의 광학적인 확산 및 산란에 의해서 해상도가 열화된다.
또한, 직접 방식의 X선 검출기로서는 기판상에 매트릭스상으로 배열된 화소마다 축적용 커패시터, 박막 트랜지스터(TFT), 화소 전극의 각각이 설치된 광전 변환부로서의 TFT 회로 기판을 구비하고 있다. 그리고, 예를 들면, 일본 공개특허공보 2003-209238호(제 3 페이지-제 7 페이지, 도 2)에 개시되어 있는 바와 같이, 상기 TFT 회로 기판의 화소 전극을 포함하는 평탄화층상에 광도전층으로서 X선 광도전막이 적층된 구성이 알려져 있다.
즉, 이 종류의 직접 방식의 X선 검출기는 입사 X선을 직접 전하 신호로 변환하는 「X선 광도전 재료」를 필요로 하고 있다. 그리고, 이 X선 광도전 재료는 반도체의 한 종류로 되어 있다. 또한, 이들 직접 방식의 X선 검출기인 화상 검출기의 주요 용도로서는 인체에 투과시킨 X선으로부터의 정보를 의료용으로서 사용하는 경우가 많고, 인체를 충분히 커버할 수 있을만한 크기를 필요로 한다. 이 때문에 통상 사용되는 크기로서는 한 변이 40㎝ 정도인 X선 검출기가 자주 이용되고 있다.
이 때, 직접 방식의 X선 검출기를 실현하려고 하면 그 이상의 크기를 가진 TFT 회로 기판상에 X선 광도전막을 균일하게 형성하지 않으면 안된다. 또한, 입사 X선을 충분히 검출하기 위해서는 중금속으로 구성된 큰 비중을 가진 재료를 이용한 경우에도 수백 ㎛의 두께를 가진 X선 광도전막을 필요로 한다. 즉, 한 변이 40㎝의 크기를 가진 일종의 반도체막을 TFT 기판상에 형성할 필요가 있다.
또한, 직접 방식의 X선 검출기로서는 아몰퍼스 세렌(a-Se)이 X선 광도전막의 X선 광도전 재료로서 이용되고 있다. 그러나, 이 a-Se를 X선 광도전 재료로서 이용한 경우에는 이 a-Se의 X선 광도전막의 막두께를 1mm 정도로 형성하고, 또 X선 포톤 1 개당 광도전 전하 생성률을 올리기 위해, 생성된 광도전 전하가 막 중의 결함 준위에 트랩되지 않고 화소 전극에 도달시키기 위해서나, 바이어스 전계와 직각 방향으로의 전하의 확산을 최대한 억제하기 위해, 예를 들면 a-Se의 X선 광도전막의 양 단에 10V/㎛ 정도의 강 바이어스 전계를 인가시켜 이용하고 있다.
또한, 이외의 직접 방식의 X선 검출기로서는 요오드화 납(PbI2)이나 요오드화 수은(HgI2) 등의 중금속 화합물이 X선 광도전 재료로서 이용되고 있다. 이 경우에는 이들 요오드화 납(PbI2)이나 요오드화 수은(HgI2) 등의 중금속 화합물을 TFT 회로 기판상에 진공 증착으로 막 형상으로 형성하거나, 이들 중금속 화합물의 분말을 전하 이동성이 있는 수지 용액 중에 혼합하여 용액을 작성하고, 이 용액을 TFT 회로 기판상에 도포한 후에 건조시켜 X선 광도전막으로 하고 있다.
그러나, 상기한 바와 같이 X선 광도전 재료로서 a-Se를 이용한 경우에는 이 a-Se에 의한 X선을 전하로 변환하는 검출 감도가 낮고, 재결정화 온도가 낮기 때문에 안정성에 문제가 있다. 또한, 상기 a-Se는 원자 번호가 작고 X선 흡수율이 낮으므로 1mmt 정도의 막두께가 필요해진다. 또한, 상기 a-Se의 제작 방법인 증착법으로 1mmt 정도의 막두께의 a-Se를 형성하는 데에는 재료 효율이 그다지 좋지 않고, 제조 비용이 부담된다.
또한, 광도전 선재료로서 a-Se를 이용한 경우의 또 하나의 제작 방법인 고감도 광도전 재료와 유기물 바인더와의 복합 도포 형성에서는, a-Se가 유기물 바인더와의 복합이므로 고감도 광도전 재료의 독자적인 특성을 충분히 얻는 것은 용이하지 않다. 또한, 이 고감도 광도전 재료를 증착으로 형성할 경우에는 재료 효율이 그다지 좋지 않고, 제작 비용이 부담되고, 또한 특성이 좋은 X선 광도전막을 얻는 것이 용이하지 않은 문제를 갖고 있다.
본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 광전 변환층의 검출 감도를 향상시킬 수 있는 방사선 검출기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 태양에 따른 방사선 검출기는,
전하를 모으는 화소 전극과,
상기 화소 전극상에 설치되어 입사된 방사선을 전하로 변환하고, 적어도 1 종류 이상의 중금속 할로겐화물(ABn:A=중금속, B=할로겐, n=1, 2 및 3 중 어느 하나) 및 적어도 1 종류 이상의 할로겐(B2)의 각각을 포함하는 광전변환층과,
상기 광전변환층상에 상기 화소 전극에 대향하여 설치된 전극층을 구비하고 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태의 방사선 검출기의 광전변환층의 불순물 함유펄스 감도 의존성을 나타내는 그래프,
도 2는 상기 방사선 검출기의 광전변환층의 불순물 함유 암전류 의존성을 나타내는 그래프,
도 3은 상기 방사선 검출기를 도시한 설명 단면도,
도 4는 상기 방사선 검출기를 도시한 설명 구성도,
도 5는 상기 방사선 검출기를 도시한 설명 평면도,
도 6A는 상기 방사선 검출기의 광전변환층의 특성을 도시하는 도면,
도 6B는 도 6A에 계속되는 상기 방사선 검출기의 광전변환층의 특성을 도시한 도면,
도 6C는 도 6B에 계속되는 상기 방사선 검출기의 광전변환층의 특성을 도시한 도면,
도 6D는 도 6C에 계속되는 상기 방사선 검출기의 광전변환층의 특성을 도시한 도면,
도 7은 상기 방사선 검출기의 광전 변환층의 각 측정 자료의 강도의 피크를 도시한 도면,
도 8은 상기 방사선 검출기의 광전 변환층의 각 측정 자료의 강도의 피크를 나타내는 그래프,
도 9A는 상기 방사선 검출기의 광전변환층의 각 측정 자료의 강도의 피크를 도시한 도면,
도 9B는 도 9A에 계속되는 상기 방사선 검출기의 광전변환층의 각 측정 자료의 강도의 피크를 도시한 도면, 및
도 10은 상기 방사선 검출기의 광전변환층의 각 측정 자료의 강도의 피크를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명의 방사선 검출기의 일 실시형태의 구성을 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다.
도 3 내지 도 5에 있어서, 직접 방식의 X선 검출기(1)는 방사선인 X선 화상을 검출하는 X선 평면 검출기로서의 직접 변환형 X선 평면 센서이다. 상기 X선 검출기(1)는 X선용 검출기이고, 특히 고감도의 할로겐화물을 X선 광도전 재료에 이용하고 있다. 또한, 상기 X선 검출기(1)는 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, TFT 회로로서의 광전 변환 기판(2)을 구비하고 있다. 상기 광전 변환 기판(2)은 TFT 회로 기판으로서의 액티브매트릭스 광전 변환 기판이다.
그리고, 상기 광전변환 기판(2)은 투광성을 가진 유리 등의 절연기판인 유리 기판(3)을 구비하고 있다. 상기 유리 기판(3)의 한 주면인 표면상에는 광센서로서 기능하는 X선 광전 변환부로서의 대략 직사각형 형상의 복수의 광전 변환부(4)가 복수 배열되어 매트릭스상으로 형성되어 있다. 그리고, 유리기판(3)의 표면에는 각 광전 변환부(4)에 의해 각각이 동일 구조인 복수의 화소(5)가 설치되어 있다. 이들 각 화소(5)는 도 5의 횡방향인 행 방향, 및 도 5의 종방향인 열방향의 각각에 있어서 소정의 피치(P)로 이차원적으로 배열되어 형성된 박막 소자 화소이다.
그리고, 이들 각 화소(5)에는 전기 신호나 신호 전하를 모으는 집전 전극으로서의 대략 L자 평판 형상의 화소 전극(6)이 이들 화소(5)마다 설치되어 있다. 이들 각 화소 전극(6)은 화소 단위, 즉 유리 기판(3)의 표면의 각 화소(5)의 중앙부에 각각 설치되어 있다. 여기서, 이들 화소 전극(6)은 예를 들면 ITO(Indium-Tin Oxide) 투명 도전막이나 알루미늄(Al) 박막을 스퍼터링법이나 전자선(EB) 증착법 등으로 성막하여 형성되어 있다. 또한, 상기 화소 전극(6)은 이 화소 전극(6)이 되는 ITO막이나 알루미늄막을 성막한 후에 에칭 공정을 포함하는 광전기 영동법(Photoelecrtrophoretic imaging:PEP) 공정에 의해 화소 단위마다 분리되어 구성되어 있다.
또한, 이들 화소 전극(6)의 각각에는 스위칭부를 구성하는 스위칭 소자부로서의 박막 트랜지스터(TFT)(7)가 전기적으로 접속되어 있다. 이들 각 박막 트랜지스터(7)는 결정성을 가진 반도체 재료인 비정질 반도체로서의 아몰퍼스 실리콘(a-Si)으로 적어도 일부가 구성되어 있다. 또한, 이들 각 박막 트랜지스터(7)는 화소 전극(6)으로 검출한 전위차에 기초한 전하를 축적 및 방출시킨다. 또한, 이들 각 박막 트랜지스터(7)는 각 화소(5)의 각각에 설치되어 있다.
또한, 이들 각 화소(5)에는 화소 전극(6)으로 검출한 신호 전하를 축적하는 전하 축적 용량부로서의 축적 소자인 직사각형 평판 형상의 축적 커패시터(8)가 설치되어 있다. 이들 축적 커패시터(8)는 화소 전극(6)의 하부에 대향하여 설치되어 있다. 여기서, 박막 트랜지스터(7)는 게이트 전극(11), 소스 전극(12) 및 드레인 전극(13)의 각각을 갖고 있다. 상기 드레인 전극(13)은 화소 전극(6) 및 축적 커패시터(8)의 각각에 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 유리기판(3)의 표면의 행방향을 따르는 일측 테두리에는 각 박막 트랜지스터(7)의 동작 상태, 예를 들면 각 박막 트랜지스터(7)의 온 및 오프를 제어하는 세로로 긴 직사각형 평판 형상의 드라이버 회로로서의 제어 회로인 고속 신호 처리부(14)가 장착되어 있다. 상기 고속 신호 처리부(14)는 신호의 판독을 제어하거나 판독된 신호를 처리하기 위한 신호 처리 회로로서의 라인 드라이버이다. 그리고, 상기 고속 신호 처리부(14)는 유리 기판(3)의 표면의 열 방향을 따르는 길이 방향을 갖고 있고, 상기 유리 기판(3)의 내면측에 절곡된 상태로 설치되어 있다. 즉, 상기 고속 신호 처리부(14)는 유리 기판(3)의 내면측에 대향하여 장착되어 있다.
그리고, 상기 고속 신호 처리부(14)에는 복수의 제어 라인(15)의 한 단이 전기적으로 접속되어 있다. 이들 각 제어 라인(15)은 유리 기판(3)의 행 방향을 따라서 배선되어 있고, 상기 유리기판(3)상의 각 회소(5)사이에 설치되어 있다. 또한, 이들 각 제어 라인(15)은 동일한 행의 각 화소(5)를 구성하는 박막 트랜지스터(7)의 게이트 전극(11)의 각각에 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 유리 기판(3)의 표면에는 상기 유리 기판(3)의 열 방향을 따르는 복수의 데이터 라인(16)이 배선되어 있다. 이들 각 데이터 라인(16)은 유리 기판(3)상의 각 화소(5) 사이에 설치되어 있다. 그리고, 이들 각 데이터 라인(16)은 동일한 열의 화소(5)를 구성하는 박막 트랜지스터(7)의 소스 전극(12)의 각각에 전기적으로 접속되어 있다. 즉, 이들 각 데이터 라인(16)은 동일한 열의 화소를 구성하는 박막 트랜지스터(7)로부터 화소 데이터 신호를 수신시킨다.
그리고, 이들 각 데이터 라인(16)의 한 단은 고속 신호 처리부(14)에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 상기 고속 신호 처리부(14)에는 디지털 화상 전송부(17)가 전기적으로 접속되어 있다. 상기 디지털 화상 전송부(17)는 광전 변환 기판의 외측에 도출된 상태로 장착되어 있다.
한편, 도 3에 도시한 바와 같이, 유리기판(3)의 표면상의 각 화소(5)에는 박막 트랜지스터(7) 및 축적 커패시터(8)의 각각이 형성되어 있다. 여기서, 이들 각 박막 트랜지스터(7)는 유리 기판(3)상에 형성된 섬 형상의 게이트 전극(11)을 각각 구비하고 있다. 그리고, 이들 게이트 전극(11)을 포함하는 유리 기판(3)상에는 절연막(21)이 적층되어 형성되어 있다. 상기 절연막(21)은 각 게이트 전극(11)을 덮고 있다.
또한, 상기 절연막(21)상에는 섬 형상의 복수의 반절연막(22)이 적층되어 형성되어 있다. 이들 각 반절연막(22)은 각 게이트 전극(11)에 대향하여 설치되고, 이들 각 게이트 전극(11)을 덮고 있다. 즉, 이들 각 반절연막(22)은 각 게이트 전극(11)상에 절연막(21)을 통해 설치되어 있다. 또한, 상기 반절연막(22)을 포함하 는 절연막(21)상에는 소스 전극(12) 및 드레인 전극(13)의 각각이 형성되어 있다. 이들 소스 전극(12) 및 드레인 전극(13)은 서로 절연되어 있고, 전기적으로 접속되어 있지 않다. 또한, 이들 소스 전극(12) 및 드레인 전극(13)은 게이트 전극(11)상의 양측에 설치되어 있고, 이들 소스 전극(12) 및 드레인 전극(13) 각각의 한 단부가 반절연막(22)상에 적층되어 있다.
그리고, 각 박막 트랜지스터(7)의 게이트 전극(11)은 도 5에 도시한 바와 같이, 동일 행에 위치하는 다른 박막 트랜지스터(7)의 게이트 전극(11)과 함께 공통의 제어 라인(15)에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 이들 각 박막 트랜지스터(7)의 소스 전극(12)은 동일 열에 위치하는 다른 박막 트랜지스터(7)의 소스 전극(12)과 함께 공통의 데이터 라인(16)에 전기적으로 접속되어 있다.
한편, 축적 커패시터(8)는 유리 기판(3)상에 형성된 섬 형상의 하부 전극(23)을 구비하고 있다. 상기 하부 전극(23)을 포함하는 유리 기판(3)상에는 절연막(21)이 적층되어 형성되어 있다. 상기 절연막(21)은 각 박막 트랜지스터(7)의 게이트 전극(11)상에서 각 하부 전극(23)상까지 연장되어 있다. 또한, 상기 절연막(21)상에는 섬 형상의 상부 전극(24)이 적층되어 형성되어 있다. 상기 상부 전극(24)은 하부 전극(23)에 대향하여 설치되어 있고, 이들 각 하부 전극(23)을 덮고 있다. 즉, 이들 각 상부 전극(24)은 각 하부 전극(23)상에 절연막(21)을 통해 설치되어 있다. 그리고, 상기 상부 전극(24)을 포함하는 절연막(21)상에는 드레인 전극(13)이 적층되어 형성되어 있다. 상기 드레인 전극(13)은 타단부가 상부 전극(24)상에 적층되어 있고, 상기 상부 전극(24)에 대해 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 각 박막 트랜지스터(7)의 반절연막(22), 소스 전극(12) 및 드레인 전극(13), 각 축적 커패시터(8)의 상부 전극(24)의 각각을 포함하는 절연막(21)상에는 절연층으로서의 평탄화층(25)이 적층되어 형성되어 있다. 상기 평탄화층(25)은 수지로 구성되어 있고, 평탄화층(25)의 일부에는 박막 트랜지스터(7)의 드레인 전극(13)에 연통한 연통부로서의 컨택트홀인 스루홀(26)이 개구 형성되어 있다. 그리고, 상기 스루홀(26)을 포함하는 평탄화층(25)상에는 화소 전극(6)이 적층되어 형성되어 있다. 따라서, 상기 화소 전극(6)은 스루홀(26)을 통해 박막 트랜지스터(7)의 드레인 전극(13)에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 상기 박막 트랜지스터(7)는 화소 전극(6)의 하층에 설치되어 있다.
또한, 상기 화소 전극(6)을 포함하는 평탄화층(25)상에는 입사된 X선(L)을 전하로 변화하는 방사선 광전 변환층으로서의 광도전층(3)이 성막되어 적층되어 있다. 상기 광도전층(31)은 X선 광전 변환막으로서의 X선 광도전막이다. 여기서, 화소 전극(6)은 광도전층(31)에 입사된 X선(L)에 대향하는 측인 상기 광도전층(31)하에 상기 광도전층(31)에 직접 접속된 상태로 설치되어 있다. 바꿔 말하면, 상기 화소 전극(6)은 광도전층(31)에 대해 X선(L)이 입사되는 방향측의 반대측에 설치되어 있다. 즉, 상기 화소 전극(6)은 광도전층(31)에 대해 X선(L)이 입사되는 측의 반대측에 위치하는 광도전층(31)의 하면에 설치되어 있다.
그리고, 상기 광도전층(31)은 막두께 0.3mmt이고, 입사된 X선(L)을 전기 신호로 변환하는 광도전 재료인 X선 광도전 재료로 구성되어 있다. 여기서, 상기 광도전층(31)은 상기 광도전층(31)을 구성하는 X선 광도전 재료의 성분이나 조성비, 특정 불순물, 이 특정 불순물의 정량적인 함유율의 효과 등에 관한 한정을 가한 것이다. 구체적으로 이 X선 광도전 재료로서는 적어도 1 종류 이상의 중금속 할로겐화물(ABn:A=중금속, B=할로겐, n=1, 2 및 3 중 어느 하나)과, 적어도 1 종류 이상의 할로겐(B2)의 각각을 포함하고 있다.
즉, 광도전층(31)은 X선 광도전 재료로서 적어도 1 종류 이상의 중금속 할로겐화물(ABn:n=1 또는 2, 3), 적어도 1 종류 이상의 할로겐(B2)으로 이루어져 있다. 구체적으로 상기 X선 광도전 재료 중에는 중금속 할로겐화물으로서 요오드화 납(PbI2), 요오드화 수은(HgI2), 요오드화 인듐(InI), 요오드화 탈륨(T1I) 및 요오드화 비스마스(BiI3)의 적어도 1 종류 이상이 포함되어 있다. 또한, 이 X선 광도전 재료중에는 할로겐으로서 요오드(I)가 함유되어 있다.
또한, 상기 광도전층(31)은 X선 광도전 재료로서 적어도 1 종류 이상의 중금속(A)을 포함하고 있다. 즉, 상기 광도전층(31)은 예를 들면 납(Pb) 원소와 요오드(I) 원소를 주 성분으로서 함유하고 있다. 이 때, 상기 광도전층(31)에는 납 원소 이외에 수은(Hg) 원소 등을 이용하여 함유시킬 수 있다. 또한, 상기 광도전층(31)에는 요소 원소 이외에 다른 할로겐 원소를 이용하여 함유시킬 수도 있다.
또한, 상기 광도전층(31)은 상기 광도전층(31)중의 중금속 할로겐 화합물을 구성하는 할로겐(B)과 중금속(A)과의 몰 조성비(B/(nA))가 0.9 이상 1.1 이하가 되도록 구성되어 있다. 또한, 상기 광도전층(31)은 불순물로서 광도전층(31)중에 함 유되어 있는 중금속 원소에 인접하는 족에 속하는 원소와, 상기 중금속 원소의 전후의 주기로 인접하는 족에 속하는 원소와의 각각의 함유율이 10질량 ppm 이하가 되도록 구성되어 있다.
여기서, 상기 광도전층(31)은 예를 들면 인듐(In) 등의 금속이나 도전성 수지 등에 의해 화소 전극(6)을 포함하는 평탄화층(25)상에 접착되어 형성되어 있다. 또한, 상기 광도전층(31)은 열압착에 의해 화소 전극(6)을 포함하는 평탄화층(25)상에 접착시킬 수도 있다.
또한, 상기 광도전층(31)상에는 전극층으로서의 박막 전극인 바이어스 전극층(32)이 적층되어 형성되어 있다. 상기 바이어스 전극층(32)은 광전변환부(4) 전체에 걸쳐 동일하게 적층된 바이어스 전극막이다. 또한, 상기 바이어스 전극층(32)은 화소전극(6)에 대향하여 광도전층(31)상에 설치되어 있다. 그리고, 상기 바이어스 전극층(32)은 예를 들면 ITO막이나 알루미늄막 등이 스퍼터링법으로 성막되어 형성되어 있다.
바꿔말하면 상기 바이어스 전극층(32)은 예를 들면 ITO 투명 도전막이나 알루미늄 박막을 스퍼터링법이나 전자선 증착법 등으로 성막하여 형성되어 있다. 즉, 상기 바이어스 전극층(32)은 각 화소(5) 각각의 화소 전극(6) 각각에 대해 공통의 바이어스 전압을 인가하여 상기 화소전극(6)과의 사이에 바이어스 전계를 형성할 수 있도록 일체적으로 형성되어 있다.
계속해서, 상기 일 실시형태의 작용에 대해 설명한다.
우선, X선(L)이 광도전층(31)에 입사되고, 상기 광도전층(31)에 의해 입사된 X선(L)이 전기 신호인 신호 전하로 변환된다. 이 때, 이 신호 전하는 바이어스 전극층(32)과 화소 전극(6)과의 사이에 형성되어 있는 바이어스 전계에 의해 화소 전극(6)으로 운반되어 이동하고, 상기 화소 전극(6)으로부터 드레인 전극(13) 등을 통해 축적 커패시터(8)에 축적된다.
한편, 상기 축적 커패시터(8)에 축적된 신호 전하의 판독은 고속 신호 처리부(14)로, 예를 들면 화소 단위(12)의 행(도 5의 횡방향)마다 차례로 제어된다.
이 때, 상기 고속 신호 처리부(14)로부터 제 1 데이터 라인(16)을 통해 제 1 행째에 위치하는 화소 단위의 게이트 전극(11)의 각각에, 예를 들면 10V의 온 신호를 가해 제 1 행째의 화소 단위의 박막 트랜지스터(7)의 각각을 온 상태로 한다.
이 때, 제 1 행째의 화소 단위의 축적 커패시터(8)에 축적된 신호 전하는 드레인 전극(13)으로부터 소스 전극(12)에 전기 신호로서 출력된다. 그리고, 이 소스 전극(12)에 출력한 전기 신호의 각각은 고속 신호 처리부(14)에 의해 증폭된다.
또한, 이 증폭된 전기 신호는 디지털 화상 전송부에 가해져 직렬 신호로 변환되고 나서 디지털 신호로 변환되고, 도시하지 않은 다음 단의 신호 처리 회로로 보내진다.
그리고, 제 1 행째에 위치하는 화소 단위의 축적 커패시터(8)의 전하의 판독이 종료되면 고속 신호 처리부(14)로부터 제 1 데이터 라인(16)을 통해 제 1 행째의 화소 단위의 게이트 전극(11)에 대해, 예를 들면 -5V의 오프 신호가 가해지고, 제 1 행째의 화소 단위의 박막 트랜지스터(7)의 각각을 오프 상태로 한다.
그 후, 상기 동작이 제 2 행째 이하의 화소 단위에 대해서도 차례로 이루어 진다. 그리고, 모든 화소 단위의 축적 커패시터(8)에 축적된 신호 전하가 판독되고, 순차 디지털 신호로 변환되어 출력되고, 1 개의 X선 화면에 대응하는 전기 신호가 디지털 화상 전송부(17)로부터 출력된다.
상기한 바와 같이, 상기 일 실시형태에 의하면 중금속 할로겐화물에 더해 할로겐을 광도전층(31)중에 포함시킨 것에 의해 X선(L)의 조사에 의한 광도전층(31)의 암전류 특성이나 감도 특성, 잔상 특성의 변화를 억제하여 안정적인 광도전층(31)으로 할 수 있다. 이 때, 상기 광도전층(31)중에 잉여 할로겐을 포함하고 있을 경우에는 X선(L)의 조사 시에 발생하기 쉬운 중금속 할로겐화물 결정 구조 중의 할로겐의 해리(解離)와, 상기 할로겐의 해리에 따른 결정 결함의 발생을 억제하는 효과가 생긴다고 생각된다.
즉, 상기 광도전층(31)의 결정 구조로부터의 할로겐의 해리는 상기 광도전층(31)중에 결함 준위를 생기게 하여 전하가 깊은 트랩이 되고, 암전류 특성이나 감도 특성, 잔상 특성에 영향을 주므로 이 결함의 발생을 억제하는 것은 X선 검출기(1)의 안정 동작에 의해 매우 유효하다고 생각된다. 그러나, 상기 광도전층(31)중의 여잉 할로겐이 너무 많으면 이 광도전층(31)의 결정 입계에 할로겐이 석출되고, 상기 광도전층(31)의 미세 결정간의 도전성을 저해하고, 상기 광도전층(31) 전체의 감도 특성이나 특히 잔상 특성을 크게 저해하여 잔상이 길어진다.
이와 같은 이유 때문에 광도전층(31) 중의 잉여 할로겐은 중금속 할로겐화물의 화학양론(stoiciometry)에 대해 적절한 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 구체 적으로 상기 중금속 할로겐화물(ABn)과 할로겐(B2)을 합한 합계, 즉 총 중금속 원소(A)와 할로겐 원소(B)와의 비율로서는 대략 B/(nA)≤1.1 정도의 범위가 바람직하다.
또한, 상기 광도전층(31) 중에 중금속 할로겐화물, 할로겐 및 중금속의 각각을 포함시키는 것에 의해 상기 광도전층(31)중에 추가로 중금속 원소가 포함되게 된다. 이 때문에 상기 광도전층(31)의 실효적인 전하 이동도가 증대하고, 상기 광도전층(31)에서의 X선 광도전 전하의 수집 효율이 개선됨으로써 감도의 향상에 연결된다. 이 때, 상기 광도전층(31) 중에 잉여 중금속 원소가 증가했을 때의 트레이드 오프의 관계가 되는 특성으로서는 암전류가 증대한다. 따라서, 잉여 중금속으로서는 중금속 할로겐화물의 화학양론에 대해 적절한 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 즉, 중금속 할로겐화물(ABn), 할로겐(B2) 및 중금속(A)을 합해 중금속 원소(A)와 할로겐 원소(B)의 비율로서는 대략 0.9≤B/(nA) 정도의 범위가 바람직하다.
또한, 상기 광도전층(31)중에 포함되는 불순물에 관해서는 중금속 할로겐화물을 구성하는 중금속 원소의 인접하는 족에 속하는 원소나, 상기 중금속 할로겐화물의 전후의 주기 중에서 인접하는 족에 속하는 원소가 존재하는 것은 바람직하지 않다. 이는 상기 불순물이 중금속 할로겐화물의 중금속 원소와 치환하여 광도전층중에 도너나 액셉터 준위를 형성한다. 따라서 전도대(Conduction Band)의 공준위 밀도나 가전자대(Valence Band)의 가전자 밀도를 줄여 비저항을 낮추고, 암전류를 증대시킴과 동시에 X선(L)의 조사 시의 막 비저항의 변화, 즉 감도 특성을 저하시킬 가능성이 크기 때문이다.
구체적으로는 바람직하지 않은 불순물의 구체예로서 중금속 할로겐화물에 요오드화 납을 이용할 경우에는 4B족의 납(Pb)과 인접하는 3B족의 탈륨이나 5B족의 비스마스, 또는 1 주기 전의 3B족인 인듐이나 5B족의 안티몬(Sb) 등이 해당한다. 따라서, 중금속 할로겐화물의 원 재료나 이를 이용하여 성막한 광도전층(31)중에 포함되는 금속 불순물 원소로서는 수십 ppm의 비율로 포함되는 것이 많지만, 이들 바람직하지 않은 불순물 원소는 많아도 10 질량 ppm 이하로 억제할 필요가 있다.
즉, 종래의 광도전층으로서는 상기 광도전층 중에 아몰퍼스 세린(a-Se)을 증착한 막이나 중금속 할로겐 화합물 등의 고감도 광도전재에 에폭시 등의 바인더를 혼합하여 도포한 막, 고감도 광도전재 단체(單體)를 증착 또는 단결정 육성 등에 의해 형성된 막을 사용했다. 이에 대해, 상기 일 실시형태와 같이 광도전층(31) 중에 중금속 할로겐화물, 할로겐, 및 중금속의 각각을 포함시킴으로써 a-Se막의 광도전층보다도 검출 감도가 1 자리 이상 커진다. 또한, 상기 a-Se막의 광도전층의 절반 이하의 막두께가 되고, 상기 a-Se막의 광도전층 나열의 X선 흡수량을 확보할 수 있다.
따라서, 직접 방식의 X선 검출기(1)의 검출 감도 및 광도전 특성을 안정화시킬 수 있다. 따라서, 고감도이고 암전류가 작고 잔상 특성도 양호하고, 특히 X선(L)의 조사에 의한 이들 특성의 변화를 매우 작게 억제할 수 있으므로, 안정성 및 신뢰성이 우수한 X선 검출기(1)로 할 수 있다.
또한, 상기 각 실시 형태에서는 X선(L)을 검출하는 X선 검출기(1)에 대해 설명했지만, 예를 들면 γ선 등의 X선(L) 이외의 각종 방사선을 검출하는 방사선 검출기라도 대응시켜 이용할 수 있다. 또한, 영역 센서 등과 같이 광전변환부(4)의 유리 기판(3)상에 박막 트랜지스터(7) 및 화소 전극(6)이 형성된 화소(5)를 종방향 및 횡방향의 각각을 따라서 이차원적으로 매트릭스 형상으로 형성했지만, 라인센서 등의 경우에는 이들 화소(5)를 광전변환부(4)의 유리 기판(3)상에 1차원적으로 설치해도 좋다.
또한, 광도전층(31)을 입사한 X선(L)을 가시광으로 변환하는 신티레이터층으로 하고, 또한 화소 전극(6)을 신티레이터층으로 변환된 가시광을 신호 전하로 변환하는 포토다이오드로 해도 상기 각 실시형태의 X선 검출기(1)와 동일한 작용 효과를 갖게 할 수 있다. 또한, 비정질 반도체나 결정성 반도체, 다결정 반도체로 구성된 박막 트랜지스터(7)를 이용한 X선 검출기(1)로서도 대응시켜 이용할 수 있다.
(실시예)
계속해서, 본 발명의 일 실시예를 설명한다.
우선, 화소 전극(6)을 포함하는 평탄화층(25)상에 요오드화 납(PbI2)을 원료로 하고, 일반적인 진공 증착법 등으로 성막하여 얻어지는 종래의 중금속 할로겐화물의 광도전층(31)은 중금속과 할로겐이 분해하여 광전 변환 기판(2)상에 증착할 때, 증기압이 높은 할로겐 원소가 필연적으로 부족 경향이 되기 쉽다. 특히, 광도 전층(31)의 막의 결정성을 개선하기 위해 광전 변환 기판(2)의 온도를 올리면 할로겐 원소가 더 부족되는 경향이 강해진다.
따라서, 상기 광도전층(31)중에 할로겐이나, 할로겐과 중금속을 함유하는 특성 개선막을 시작(試作)하기 위해, 요오드(I) 증기 중의 분위기 증착을 취입하고, 각각의 광전 변환 기판(2)의 온도나 증착 속도를 적절히 변화시켜 증착막인 광도전층(31)을 형성했다. 이 때, 상기 광도전층(31)의 막 두께를 100㎛ 정도로 통일했다. 그리고, 상기 광도전층(31)상에 ITO막을 스퍼터링법으로 성막하여 바이어스 전극층(32)으로 하고, 상기 바이어스 전극층(32)의 감도 및 암전류 특성을 비교했다.
또한, 광도전층(31)의 분석으로서 X선 회절 분석 장치(XRD)를 이용하여 광도전층(31)을 구성하는 결정 구조나 에너지 분산형 X선 마이크로아나라이저(EDX)를 이용하여 주요 구성 원소의 조성비를 해석했다. 이 때, 각 광도전층(31)의 재질, 분석 결과, 25℃에서의 특성(감도, 암전류 및 잔상)의 각각을 도 6A 내지 도 10에 도시한다.
그 결과, 광도전층(31)중의 X선 광도전 재료로서 요오드화 납(PbI2)을 이용한 경우에는 도 6A 내지 도 6D에 도시한 바와 같이, X선 회절 분석 장치에 의한 해석 결과로부터 광도전층(31)중에 요오드화 납만이 아니라 요오드(I)가 검출된 경우에 X선(L)의 조사 전후의 암전류 특성이나 감도 특성의 변화가 작게 억제되어 있다. 이 때, 이 X선(L)의 조사 조건은 3mR/frame, 펄스 폭 16msec 및 30frames/sec 의 조건으로 10sec간 X선(L)을 조사하고, 이 X선(L)의 조사 후의 감도 및 암전류 특성을 조사 종료의 1sec 후에 측정한 결과이다.
또한, 잔상 특성도 X선 검출기(1)로 양호하다는 것을 알 수 있다. 즉, 잔상 특성이 좋은(잔상이 적은) 것은 X선(L)의 조사 후의 암전류 변화(증대)가 적은 특장(特長)에 연결되고 있다고 생각된다. 그러나, 광도전층(31)중에 포함되어 있는 잉여 요소가 너무 많으면 잔상 특성 및 감도 특성으로의 악영향이 생기므로 I/Pb의 조성비로서는 2.2, 즉 I/(2Pb)≤1.1 정도까지의 범위가 바람직하다. 이 때, X선(L)의 조사에 대해 광도전층(31)의 특성 변화가 작은 것은 X선 검출기(1)의 안정 동작에 있어서 매우 중요한 특징이다.
또한, X선 회절 분석 장치에 의한 해석으로 광도전층(1) 중에 요오드화 납과 요소가 검출되고, 또한 에너지 분산형 X선 마이크로아나라이저에 의한 분석으로 I/Pb의 조성비가 2 이하의 것은 광도전층(31)중에 유리(遊離)한 납이 존재한다고 생각된다. 이 때, 상기 광도전층(31)의 감도 특성이 향상된다. 그러나, 이 경우에도 상기 광도전층(31) 중에 포함되는 잉여 납이 너무 많으므로 암전류가 매우 증대한다. 이 때문에 상기 광도전층(31) 중의 요오드(I)/납(Pb)의 조성비로서는 1.8, 즉 0.9≤(I/(2Pb)≤1.1 정도까지의 범위가 바람직하다.
이 때, 상기 광도전층(31) 중의 불순물의 영향에 관해서는 도 1에 도시한 바와 같이, 철(Fe), 알루미늄(Al) 및 은(Ag) 등의 원소가 함유되어 있는 경우에도 특히 감도 특성으로의 악영향이 없고, 예를 들면 광도전층(31) 중에 비스마스(Bi)가 함유되는 경우에는 현저히 감도 특성이 악화된다. 또한, 도 2에 도시한 바와 같 이, 암전류 특성으로의 악영향에 관해서도 비스마스가 함유되어 있는 광도전층(31)에서는 1 자리 전후 크다.
즉, 도 6A 내지 도 10에 도시한 바와 같이, 탈륨(Tl), 인듐(In) 및 주석(Sn) 등 납에 대해 인접하는 족에 속하는 원소나, 이 납에 대해 전후의 주기로 인접하는 족에 속하는 원소를 10 질량 ppm 이상 함유할 경우에는 현저히 감도의 저하나 암전류의 증대 등의 특성 악화가 보였다. 따라서 요오드화 납에 한정되지 않고, 요오드화 수은(HgI2)이나 요오드화 인듐(InI), 요오드화 비스마스(BiI3), 요오드화 탈륨(T1I)이라도 동일한 불순물에 관한 영향이 관찰되었다.
이 결과, 상기 광도전층(31)의 개선 효과는 선량이나 그외의 X선(L)의 조사 조건을 바꿔도 동일했다. 또한, 이들 효과는 광도전층(31)을 구성하는 X선 광도전 재료가 요오드화 수은, 요오드화 인듐, 요오드화 비스마스, 요오드화 탈륨, 브롬화 탈륨(TlBr)이라도 동일한 경향이 보였다. 따라서, 중금속 할로겐화물 베이스의 광도전층(31)에 관해 공통성이 있는 현상이라고 생각되었다. 또한, 이 광도전층(31)을 구성하는 X선 광도전 재료가 2 종류 이상의 복합계의 경우에는, 예를 들면 요오드화 납과 요오드화 수은을 2원 증착으로 성막한 경우 등에도 동일한 효과가 인정되었다.
본 발명에 의하면 적어도 1 종류 이상의 중금속 할로겐화물(ABn:A=중금속, B=할로겐, n=1, 2 및 3 중 어느 하나)과, 적어도 1 종류 이상의 할로겐(B2)과의 각 각을 광전 변환층이 포함하므로 방사선 조사에 의한 광전 변환층에서의 암전류 특성, 감도 특성 및 잔상 특성 각각의 변화를 억제할 수 있으므로 상기 광전변환층에서의 검출 감도를 향상할 수 있다.

Claims (5)

  1. 전하를 모집하는 화소 전극,
    상기 화소 전극상에 설치되어 입사된 방사선을 전하로 변환하고, 적어도 1 종류 이상의 중금속 할로겐화물(ABn:A=중금속, B=할로겐, n=1, 2 및 3 중 어느 하나) 및 적어도 1 종류 이상의 할로겐(B2)의 각각을 포함하는 광전 변환층, 및
    상기 광전 변환층상에 상기 화소 전극에 대향하여 설치된 전극층을 구비하는 것을 특징으로 하는 방사선 검출기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광전변환층은 적어도 1 종류 이상의 중금속(A)을 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 검출기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광전변환층은 몰 조성비(B/(nA))가 0.9 이상 1.1 이하인 것을 특징으로 하는 방사선 검출기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 광전 변환층은 중금속 원소에 인접하는 족에 속하는 원소 및 상기 중금 속 원소의 전후의 주기로 인접하는 족에 속하는 원소 각각의 함유율이 10질량ppm 이하인 것을 특징으로 하는 방사선 검출기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 1 종류 이상의 중금속 할로겐화물은 요오드화 납(PbI2), 요오드화 수은(HgI2), 요오드화 인듐(InI), 요오드화 탈륨(T1I) 및 요오드화 비스마스(BiI3)의 적어도 1 종류 이상이고,
    상기 할로겐은 요오드(I)인 것을 특징으로 하는 방사선 검출기.
KR1020067023494A 2004-05-12 2005-05-12 방사선 검출기 KR100854854B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004142800A JP2005327817A (ja) 2004-05-12 2004-05-12 放射線検出器
JPJP-P-2004-00142800 2004-05-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070004961A true KR20070004961A (ko) 2007-01-09
KR100854854B1 KR100854854B1 (ko) 2008-08-28

Family

ID=35320483

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020067023494A KR100854854B1 (ko) 2004-05-12 2005-05-12 방사선 검출기

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7276706B2 (ko)
EP (1) EP1758177A4 (ko)
JP (1) JP2005327817A (ko)
KR (1) KR100854854B1 (ko)
CN (1) CN1954442A (ko)
WO (1) WO2005109527A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101045084B1 (ko) * 2010-07-12 2011-06-29 주식회사 디알텍 엑스선 검출기 및 검출방법
KR20180038314A (ko) * 2016-10-06 2018-04-16 경희대학교 산학협력단 밴드 옵셋 구조를 포함하는 엑스선 검출기

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008153626A (ja) * 2006-11-21 2008-07-03 Fujifilm Corp 光導電体および放射線検出器並びに放射線撮像パネル
JP5213005B2 (ja) * 2006-12-18 2013-06-19 浜松ホトニクス株式会社 放射線検出器
DE102009013301A1 (de) * 2009-03-16 2010-09-30 Siemens Aktiengesellschaft Röntgen- oder Gammadetektorarray
DE102009048276B3 (de) * 2009-10-05 2011-05-05 Siemens Aktiengesellschaft Wandlerschicht, Strahlungsdetektor, sowie Strahlungserfassungseinrichtung
JP5753802B2 (ja) * 2012-01-27 2015-07-22 株式会社日立製作所 半導体放射線検出器および核医学診断装置
JP2015231933A (ja) 2013-11-13 2015-12-24 キヤノン株式会社 ヨウ化ビスマス及び放射線検出素子の製造方法
CN103872066B (zh) * 2014-03-24 2016-08-17 上海华力微电子有限公司 减少互补式金氧半导体影像传感器白像素的方法
CN105811953B (zh) * 2016-04-21 2019-05-28 山东师范大学 二碘化铅薄膜在亚皮秒全光磁开关中的应用
JP2019220685A (ja) * 2018-06-19 2019-12-26 シャープ株式会社 放射線検出器
JP7449264B2 (ja) * 2021-08-18 2024-03-13 株式会社東芝 放射線検出器

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4554150A (en) * 1983-10-14 1985-11-19 University Of Southern California Detector grade mercuric iodide
US5319206A (en) 1992-12-16 1994-06-07 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method and apparatus for acquiring an X-ray image using a solid state device
US6020590A (en) * 1998-01-22 2000-02-01 Ois Optical Imaging Systems, Inc. Large area imager with UV blocking layer
JP3479023B2 (ja) * 1999-05-18 2003-12-15 シャープ株式会社 電気配線の製造方法および配線基板および表示装置および画像検出器
JP2001228297A (ja) * 2000-02-18 2001-08-24 Fuji Photo Film Co Ltd 放射線導電性薄膜の製造方法
JP3589954B2 (ja) * 2000-07-04 2004-11-17 シャープ株式会社 電磁波検出器、画像検出器、および電磁波検出器の製造方法
JP3588053B2 (ja) * 2001-02-07 2004-11-10 シャープ株式会社 電磁波検出器
JP3594134B2 (ja) * 2001-02-07 2004-11-24 シャープ株式会社 電磁波検出器、アクティブマトリクス基板の製造方法
JP2002314131A (ja) 2001-04-10 2002-10-25 Showa Denko Kk 透光性電極及びその製造方法並びにそれを用いたｉｉｉ族窒化物半導体発光素子
JP2003050281A (ja) * 2001-08-07 2003-02-21 Konica Corp 放射線画像検出器
JP2003209238A (ja) * 2002-01-17 2003-07-25 Toshiba Corp Ｘ線検出器及びその製造方法
JP2004006766A (ja) * 2002-03-28 2004-01-08 Toshiba Corp Ｘ線検出器
JP4153783B2 (ja) * 2002-12-09 2008-09-24 株式会社東芝 Ｘ線平面検出器
US7126128B2 (en) * 2004-02-13 2006-10-24 Kabushiki Kaisha Toshiba Flat panel x-ray detector

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101045084B1 (ko) * 2010-07-12 2011-06-29 주식회사 디알텍 엑스선 검출기 및 검출방법
WO2012008635A1 (ko) * 2010-07-12 2012-01-19 (주)디알텍 엑스선 검출기 및 검출방법
KR20180038314A (ko) * 2016-10-06 2018-04-16 경희대학교 산학협력단 밴드 옵셋 구조를 포함하는 엑스선 검출기

Also Published As

Publication number Publication date
EP1758177A4 (en) 2010-03-17
US20070051895A1 (en) 2007-03-08
WO2005109527A1 (ja) 2005-11-17
EP1758177A1 (en) 2007-02-28
KR100854854B1 (ko) 2008-08-28
CN1954442A (zh) 2007-04-25
US7276706B2 (en) 2007-10-02
JP2005327817A (ja) 2005-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100854854B1 (ko) 방사선 검출기
EP0722188B1 (en) Image capture panel using a solid state device
US9806123B2 (en) Image sensor and manufacturing method thereof
JP3589954B2 (ja) 電磁波検出器、画像検出器、および電磁波検出器の製造方法
Kabir et al. Photoconductors for x-ray image detectors
JPH04214669A (ja) 固体放射線検出装置
US7723692B2 (en) Solid state radiation sensor and manufacturing method of the same
US20100051820A1 (en) X-ray detecting element
JP2002148342A (ja) 放射線撮像装置
US7488966B2 (en) Radiation detector and method for producing photoconductive layer for recording thereof
JP2000058808A (ja) 二次元画像検出器
EP1780802B1 (en) X-ray radiation image detector based on amorphous selen
US8487266B2 (en) X-ray detector and method for manufacturing the same
KR20050030115A (ko) 방사선 검출기
US7112778B2 (en) Active-matrix substrate and electromagnetic wave detector
US20070099116A1 (en) Photoconductive layer forming radiation image taking panel and radiation image taking panel
JP2002303676A (ja) 放射線検出素子および放射線検出素子の製造方法
US9897705B2 (en) Radiation detector, scintillator panel, and method for manufacturing the same
JP2006059901A (ja) 放射線検出器
US20100163741A1 (en) Radiation detector
JP2007303876A (ja) 放射線検出器
JP2007273576A (ja) Ｘ線検出器
KR101858356B1 (ko) 수소침투가 방지된 디지털 엑스레이 검출장치
JP2006054232A (ja) Ｘ線検出器およびその製造方法
JP2007150278A (ja) 放射線撮像パネルを構成する光導電層および放射線撮像パネル

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee