JP2002303676A - 放射線検出素子および放射線検出素子の製造方法 - Google Patents
放射線検出素子および放射線検出素子の製造方法Info
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- JP2002303676A JP2002303676A JP2001104669A JP2001104669A JP2002303676A JP 2002303676 A JP2002303676 A JP 2002303676A JP 2001104669 A JP2001104669 A JP 2001104669A JP 2001104669 A JP2001104669 A JP 2001104669A JP 2002303676 A JP2002303676 A JP 2002303676A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 放射線検出に用いる光電変換膜は厚さを必要
とするが、対向電極とリード線との接続を他の接続線を
介することなく直接接続させる。 【解決手段】 放射線検出用のｍｍ程度までの厚い光電
変換膜４の端部の一部または全部に傾斜を持たせること
により、対向電極膜５の形成プロセスで対向電極５とリ
ード線３を直接接続することを特徴とする放射線検出素
子およびその製造方法。
とするが、対向電極とリード線との接続を他の接続線を
介することなく直接接続させる。 【解決手段】 放射線検出用のｍｍ程度までの厚い光電
変換膜４の端部の一部または全部に傾斜を持たせること
により、対向電極膜５の形成プロセスで対向電極５とリ
ード線３を直接接続することを特徴とする放射線検出素
子およびその製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、放射線を検出する
放射線検出素子、複数の放射線検出素子を有する放射線
検出ユニット、及び放射線検出素子を製造する放射線検
出素子の製造方法に関するものである。
放射線検出素子、複数の放射線検出素子を有する放射線
検出ユニット、及び放射線検出素子を製造する放射線検
出素子の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】Ｘ線、ガンマ線のような電離放射線のセ
ンサ材料として、従来より半導体材料が用いられてき
た。従来から用いられているセンサ材料はＳｉ、Ｇｅ、
ＣｄＴｅ、ＣｄＺｎＴｅなどの単結晶材料を切り出して
用いられてきた。これらは両端面に電極を形成し、基板
上に張りつけた後、図１に示すように対向電極５をワイ
ヤーボンディング等の接続線６を用いてリード線２
（３）に接続を行ってきた。
ンサ材料として、従来より半導体材料が用いられてき
た。従来から用いられているセンサ材料はＳｉ、Ｇｅ、
ＣｄＴｅ、ＣｄＺｎＴｅなどの単結晶材料を切り出して
用いられてきた。これらは両端面に電極を形成し、基板
上に張りつけた後、図１に示すように対向電極５をワイ
ヤーボンディング等の接続線６を用いてリード線２
（３）に接続を行ってきた。
【０００３】近年、アモルファスＳｅ、ＨｇＩ2、Ｐｂ
Ｉ2のように成膜が可能な材料を用いて基板上に形成さ
れた電極に直接成膜したセンサが実用化されてきた。し
かしながらＸ線、ガンマ線のエネルギー領域で効率の良
いセンサを得るには、数１０μｍから数ｍｍの厚さが必
要とされ、成膜の端面部分は基板に対して急峻な角度を
有するため、対向電極の取り出しは図１と同様の方法が
用いられている。
Ｉ2のように成膜が可能な材料を用いて基板上に形成さ
れた電極に直接成膜したセンサが実用化されてきた。し
かしながらＸ線、ガンマ線のエネルギー領域で効率の良
いセンサを得るには、数１０μｍから数ｍｍの厚さが必
要とされ、成膜の端面部分は基板に対して急峻な角度を
有するため、対向電極の取り出しは図１と同様の方法が
用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしこれら放射線検
出に用いる光電変換膜の材料は、ほとんどの材料の硬度
が低く柔らかいか脆弱であるため、リード接続に強い圧
力をかけることができず、導電性接着剤等により細心の
注意をはらって接続を行う必要がある。この方法は製造
工程上非常に大きな制約となるとともに、素子の耐久
性、信頼性にも大きな影響がある。
出に用いる光電変換膜の材料は、ほとんどの材料の硬度
が低く柔らかいか脆弱であるため、リード接続に強い圧
力をかけることができず、導電性接着剤等により細心の
注意をはらって接続を行う必要がある。この方法は製造
工程上非常に大きな制約となるとともに、素子の耐久
性、信頼性にも大きな影響がある。
【０００５】すなわち、従来の放射線検出素子では、光
電変換膜の材料の硬度が低く柔らかいか脆弱である場
合、対向電極をワイヤーボンディング等の接続線を用い
てリード線に接続を行うことに製造工程上大きな制約に
なり、また素子の耐久性、信頼性を確保することも困難
であるという課題がある。
電変換膜の材料の硬度が低く柔らかいか脆弱である場
合、対向電極をワイヤーボンディング等の接続線を用い
てリード線に接続を行うことに製造工程上大きな制約に
なり、また素子の耐久性、信頼性を確保することも困難
であるという課題がある。
【０００６】本発明は、上記課題を考慮し、光電変換膜
の材料の硬度が低く柔らかいか脆弱であっても、製造工
程上大きな制約がなく、また素子の耐久性、信頼性を確
保することが出来る放射線検出素子、放射線検出ユニッ
ト、及び放射線検出素子の製造方法を提供することを目
的とするものである。
の材料の硬度が低く柔らかいか脆弱であっても、製造工
程上大きな制約がなく、また素子の耐久性、信頼性を確
保することが出来る放射線検出素子、放射線検出ユニッ
ト、及び放射線検出素子の製造方法を提供することを目
的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、第１の本発明（請求項１に対応）は、少なくと
も１組の電極が形成された基板と、前記基板の前記１組
の電極が形成された面上に、前記１組の電極のうち一方
の電極の全部または前記一方の電極の少なくとも他方の
電極の側の一部を被覆するように形成された、放射線を
電荷に変換する光電変換膜と、前記光電変換膜の全部ま
たは一部と他方の電極の全部または一部を被覆する対向
電極とを備え、前記光電変換膜の端部のうち前記対向電
極に被覆されている部分であって、少なくとも前記他方
の電極側に傾斜を形成したことを特徴とする放射線検出
素子である。
ために、第１の本発明（請求項１に対応）は、少なくと
も１組の電極が形成された基板と、前記基板の前記１組
の電極が形成された面上に、前記１組の電極のうち一方
の電極の全部または前記一方の電極の少なくとも他方の
電極の側の一部を被覆するように形成された、放射線を
電荷に変換する光電変換膜と、前記光電変換膜の全部ま
たは一部と他方の電極の全部または一部を被覆する対向
電極とを備え、前記光電変換膜の端部のうち前記対向電
極に被覆されている部分であって、少なくとも前記他方
の電極側に傾斜を形成したことを特徴とする放射線検出
素子である。
【０００８】また、第２の本発明（請求項２に対応）
は、前記光電変換膜は、１μｍ以上５ｍｍ以下の厚さを
有することを特徴とする第１の本発明に記載の放射線検
出素子である。
は、前記光電変換膜は、１μｍ以上５ｍｍ以下の厚さを
有することを特徴とする第１の本発明に記載の放射線検
出素子である。
【０００９】また、第３の本発明（請求項３に対応）
は、前記傾斜のうち少なくとも一部の部分の最大傾斜角
度は、前記基板に対し１５度以上であり８０度以下の角
度であることを特徴とする第１の本発明に記載の放射線
検出素子である。
は、前記傾斜のうち少なくとも一部の部分の最大傾斜角
度は、前記基板に対し１５度以上であり８０度以下の角
度であることを特徴とする第１の本発明に記載の放射線
検出素子である。
【００１０】また、第４の本発明（請求項４に対応）
は、前記光電変換膜は、アモルファスセレン（ａ−Ｓ
ｅ）と、ヨウ化水銀（ＨｇＩ2）、及びヨウ化鉛（Ｐｂ
Ｉ2）、及びヨウ化タリウム（ＴｌＩ2）、及びヨウ化ビ
スマス（ＢｉＩ3）を少なくとも含むヨウ化物と、シュ
ウ化水銀（ＨｇＢ2）、及びシュウ化鉛（ＰｂＢ2）、及
びシュウ化タリウム（ＴｌＢ2）、及びシュウ化ビスマ
ス（ＢｉＩ3）を少なくとも含むシュウ化物と、テルル
化カドミウム（ＣｄＴｅ）、及びテルル化カドミウム亜
鉛（ＣｄＺｎＴｅ）を少なくとも含むテルル化物とに含
まれる物質のうちのいずれか一つの物質または２つ以上
の物質の混合物である第１の本発明に記載の放射線検出
素子である。
は、前記光電変換膜は、アモルファスセレン（ａ−Ｓ
ｅ）と、ヨウ化水銀（ＨｇＩ2）、及びヨウ化鉛（Ｐｂ
Ｉ2）、及びヨウ化タリウム（ＴｌＩ2）、及びヨウ化ビ
スマス（ＢｉＩ3）を少なくとも含むヨウ化物と、シュ
ウ化水銀（ＨｇＢ2）、及びシュウ化鉛（ＰｂＢ2）、及
びシュウ化タリウム（ＴｌＢ2）、及びシュウ化ビスマ
ス（ＢｉＩ3）を少なくとも含むシュウ化物と、テルル
化カドミウム（ＣｄＴｅ）、及びテルル化カドミウム亜
鉛（ＣｄＺｎＴｅ）を少なくとも含むテルル化物とに含
まれる物質のうちのいずれか一つの物質または２つ以上
の物質の混合物である第１の本発明に記載の放射線検出
素子である。
【００１１】また、第５の本発明（請求項５に対応）
は、各画素毎に設けられた第１〜４の本発明のいずれか
に記載の放射線検出素子と、前記各画素領域毎に少なく
とも１つ設けられた電荷蓄積容量と、前記各画素領域毎
に少なくとも１つ設けられたスィッチング素子とを備
え、前記各放射線検出素子の基板は、共通の基板である
ことを特徴とする放射線検出ユニットである。
は、各画素毎に設けられた第１〜４の本発明のいずれか
に記載の放射線検出素子と、前記各画素領域毎に少なく
とも１つ設けられた電荷蓄積容量と、前記各画素領域毎
に少なくとも１つ設けられたスィッチング素子とを備
え、前記各放射線検出素子の基板は、共通の基板である
ことを特徴とする放射線検出ユニットである。
【００１２】また、第６の本発明（請求項６に対応）
は、第１〜４の本発明のいずれかに記載の放射線検出素
子の１組の電極が形成されている基板に前記光電変換膜
を形成する際、マスクを用いて前記光電変換膜を形成す
る放射線検出素子の製造方法であって、前記１組の電極
が形成されている前記基板に第１のマスクを用いて所定
のパターンに前記光電変換膜を形成し、前記光電変換膜
が形成された前記基板に第２のマスクを用いて前記対向
電極を形成し、前記第１のマスクは開口部を有し、その
開口部の端縁の前記基板面側の部分は、前記光電変換膜
の成膜厚さと実施上同じ距離だけ前記基板の表面から離
れており、前記開口部は、前記光電変換膜が前記一方の
電極の全部、または前記一方の電極の少なくとも前記他
方の電極の側の一部を被覆するような形状を有すること
を特徴とする放射線検出素子の製造方法である。
は、第１〜４の本発明のいずれかに記載の放射線検出素
子の１組の電極が形成されている基板に前記光電変換膜
を形成する際、マスクを用いて前記光電変換膜を形成す
る放射線検出素子の製造方法であって、前記１組の電極
が形成されている前記基板に第１のマスクを用いて所定
のパターンに前記光電変換膜を形成し、前記光電変換膜
が形成された前記基板に第２のマスクを用いて前記対向
電極を形成し、前記第１のマスクは開口部を有し、その
開口部の端縁の前記基板面側の部分は、前記光電変換膜
の成膜厚さと実施上同じ距離だけ前記基板の表面から離
れており、前記開口部は、前記光電変換膜が前記一方の
電極の全部、または前記一方の電極の少なくとも前記他
方の電極の側の一部を被覆するような形状を有すること
を特徴とする放射線検出素子の製造方法である。
【００１３】また、第７の本発明（請求項７に対応）
は、前記光電変換膜の成膜は、蒸着法、または昇華法、
またはスパッタ法によって行われることを特徴とする第
６の本発明に記載の放射線検出素子の製造方法である。
は、前記光電変換膜の成膜は、蒸着法、または昇華法、
またはスパッタ法によって行われることを特徴とする第
６の本発明に記載の放射線検出素子の製造方法である。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面を参照して説明する。
面を参照して説明する。
【００１５】（第１の実施の形態）まず、第１の実施の
形態について説明する。
形態について説明する。
【００１６】図２に本実施の形態の原理を説明するため
の原理図を示す。図２のガラス等からなる基板１上に
は、基板側電極を伴ったリード線２（３）と単独のリー
ド線１（２）が少なくとも光電変換膜４の厚さ以上離れ
て形成されている。この基板上に光電変換膜４を形成す
る。光電変換膜４は、Ｘ線やガンマ線などの放射線を検
出し、電荷に変換するものである。光電変換膜４の端部
は傾斜を持たせてある。また光電変換膜４の傾斜部の開
始点はリード線２（３）のリード線１（２）側より外側
であることが望ましい。光電変換膜４の傾斜部の終点は
リード線２（３）上でもよいし、リード線２（３）がリ
ード線１（２）と十分に離れている場合は、それそれの
リード線の中間部であっても良い。
の原理図を示す。図２のガラス等からなる基板１上に
は、基板側電極を伴ったリード線２（３）と単独のリー
ド線１（２）が少なくとも光電変換膜４の厚さ以上離れ
て形成されている。この基板上に光電変換膜４を形成す
る。光電変換膜４は、Ｘ線やガンマ線などの放射線を検
出し、電荷に変換するものである。光電変換膜４の端部
は傾斜を持たせてある。また光電変換膜４の傾斜部の開
始点はリード線２（３）のリード線１（２）側より外側
であることが望ましい。光電変換膜４の傾斜部の終点は
リード線２（３）上でもよいし、リード線２（３）がリ
ード線１（２）と十分に離れている場合は、それそれの
リード線の中間部であっても良い。
【００１７】対向電極５は光電変換膜４上からリード線
２（３）にまたがるように成膜する。このように光電変
換膜４の端部に傾斜を設け、対向電極５を設けることに
より従来のような接続線を用いることなく接続が可能と
なる。また光電変換膜４の端部は全て傾斜を持たせる必
要は無く、リード線２（３）と接続を行う部分のみに傾
斜を持たせても良い。
２（３）にまたがるように成膜する。このように光電変
換膜４の端部に傾斜を設け、対向電極５を設けることに
より従来のような接続線を用いることなく接続が可能と
なる。また光電変換膜４の端部は全て傾斜を持たせる必
要は無く、リード線２（３）と接続を行う部分のみに傾
斜を持たせても良い。
【００１８】対向電極５の厚さは通常１，０００Åから
５，０００Åの厚さである。傾斜部分に形成される電極
の厚さは傾斜角度により、また成膜方法により異なる。
成膜方法としては抵抗加熱蒸着方法、電子ビーム加熱蒸
着方法、スパッタ方法などがあり、ソースの大きさが大
きいほど、成膜の角度がつきやすく、またソース位置と
傾斜の方向も成膜厚さに影響する。実験的には傾斜角度
が基板に対して３０度から６０度が成膜し易いが、１５
度から８０度程度までは可能である。ただし、膜厚が厚
くなると、傾斜角を小さくすれば基板方向に距離が必要
となるために、傾斜角を極端に小さくすることはあまり
好ましくない。
５，０００Åの厚さである。傾斜部分に形成される電極
の厚さは傾斜角度により、また成膜方法により異なる。
成膜方法としては抵抗加熱蒸着方法、電子ビーム加熱蒸
着方法、スパッタ方法などがあり、ソースの大きさが大
きいほど、成膜の角度がつきやすく、またソース位置と
傾斜の方向も成膜厚さに影響する。実験的には傾斜角度
が基板に対して３０度から６０度が成膜し易いが、１５
度から８０度程度までは可能である。ただし、膜厚が厚
くなると、傾斜角を小さくすれば基板方向に距離が必要
となるために、傾斜角を極端に小さくすることはあまり
好ましくない。
【００１９】２ｃｍ×２ｃｍのガラス基板の中央部に幅
１ｍｍの２本の透明電極を０．５ｍｍのギャップを設け
て形成しギャップを挟んでＰｂＩ2膜を蒸着により幅２
ｍｍ厚さ１００μｍ、端部の傾斜角約４５度で成膜し
た。さらに幅１ｍｍで光電変換膜上と１方の透明電極に
またがるように厚さ１０００ÅのＰｄ電極を形成した。
以上のプロセスにより放射線検出素子が完成する。この
放射線検出素子の両電極を通してＩ−Ｖ特性およびＸ線
特性を調べた結果、放射線センサとして十分な特性を得
ることができた。
１ｍｍの２本の透明電極を０．５ｍｍのギャップを設け
て形成しギャップを挟んでＰｂＩ2膜を蒸着により幅２
ｍｍ厚さ１００μｍ、端部の傾斜角約４５度で成膜し
た。さらに幅１ｍｍで光電変換膜上と１方の透明電極に
またがるように厚さ１０００ÅのＰｄ電極を形成した。
以上のプロセスにより放射線検出素子が完成する。この
放射線検出素子の両電極を通してＩ−Ｖ特性およびＸ線
特性を調べた結果、放射線センサとして十分な特性を得
ることができた。
【００２０】（第２の実施の形態）次に、第２の実施の
形態について説明する。
形態について説明する。
【００２１】本実施の形態では、光電変換膜に傾斜を形
成する製造方法について述べる。図４は放射線検出素子
の製造方法の１部である。基板１の表面にはリード線１
（２）とリード線２（３）がパターン化されている。こ
の基板１上に光電変換膜４をパターン形成する。パター
ン形成するためのマスク７に本願発明の工夫を施してあ
る。すなわち通常のマスクの端面先端部は基板１の表面
に近接するように作られているが、本実施の形態のマス
ク７では端面先端部を基板１の表面よりほぼ成膜する厚
さだけ間隙を設けてある。この間隙により成膜される光
電変換膜４の端面に傾斜が生じることになる。この傾斜
はソース８の開口の大きさにより適当なボケを生じ、傾
斜がなだらかになる効果ももたらす。傾斜の角度はソー
ス基板間距離とソース開口面積により前もって計算が可
能である。
成する製造方法について述べる。図４は放射線検出素子
の製造方法の１部である。基板１の表面にはリード線１
（２）とリード線２（３）がパターン化されている。こ
の基板１上に光電変換膜４をパターン形成する。パター
ン形成するためのマスク７に本願発明の工夫を施してあ
る。すなわち通常のマスクの端面先端部は基板１の表面
に近接するように作られているが、本実施の形態のマス
ク７では端面先端部を基板１の表面よりほぼ成膜する厚
さだけ間隙を設けてある。この間隙により成膜される光
電変換膜４の端面に傾斜が生じることになる。この傾斜
はソース８の開口の大きさにより適当なボケを生じ、傾
斜がなだらかになる効果ももたらす。傾斜の角度はソー
ス基板間距離とソース開口面積により前もって計算が可
能である。
【００２２】なお、本実施の形態の光電変換膜４をパタ
ーン形成するマスク７は本発明の第１のマスクの例であ
る。
ーン形成するマスク７は本発明の第１のマスクの例であ
る。
【００２３】図５は対向電極５の形成方法である。対向
電極形成に用いるマスク７は光電変換膜４の厚さを考慮
して、光電変換膜４とリード線１（２）との高さに差を
設ける必要がある。また対向電極膜５が光電変換膜４の
傾斜部分により厚く形成するように、ソースの位置をず
らすことも有効となる。
電極形成に用いるマスク７は光電変換膜４の厚さを考慮
して、光電変換膜４とリード線１（２）との高さに差を
設ける必要がある。また対向電極膜５が光電変換膜４の
傾斜部分により厚く形成するように、ソースの位置をず
らすことも有効となる。
【００２４】なお、本実施の形態の対向電極形成に用い
るマスク７は、本発明の第２のマスクの例である。
るマスク７は、本発明の第２のマスクの例である。
【００２５】図４、図５に示すような方法により、光電
変換膜４に傾斜を与え、対向電極５の形成によりリード
線１（２）と直接接続が可能となる。
変換膜４に傾斜を与え、対向電極５の形成によりリード
線１（２）と直接接続が可能となる。
【００２６】（第３の実施の形態）次に、第３の実施の
形態について説明する。
形態について説明する。
【００２７】図３に本実施の形態の放射線検出ユニット
を示す。図２と図３の違いは、図２が単一またはライン
状のセンサであることに対し、図３に示す本実施の形態
は基板１上に画素領域８と配線領域１（１２）、２（１
３）が形成されている。画素領域は平面状に複数の画素
が形成されている。その１つの画素内には、少なくとも
１つのスイッチング素子と電荷蓄積容量を有している。
この画素領域は基本構造として液晶ディスプレイに用い
る基板と同様、ＴＦＴスイッチング素子と電荷蓄積容量
と電極を有する構造である。画素領域８の構成として
は、光電変換膜４でできており、Ｘ線のエネルギーを電
荷（電子と正孔）に変換し、発生した電荷量を電荷蓄積
容量で蓄積し、ＴＦＴを用いたスイッチング回路により
配線領域１（１２）または２（１３）を通して外部に電
気信号として取り出す。またこの配線領域１（１２）ま
たは２（１３）はＴＡＢ実装用のパッドでもある。図示
はしていないが、光電変換膜４は画素領域上の分割電極
で接続されている。またこの場合光電変換膜４は画素領
域８を十分被覆する面積に形成する必要がある。また、
対向電極５は画素領域８とほぼ同じ大きさに形成する必
要がある。
を示す。図２と図３の違いは、図２が単一またはライン
状のセンサであることに対し、図３に示す本実施の形態
は基板１上に画素領域８と配線領域１（１２）、２（１
３）が形成されている。画素領域は平面状に複数の画素
が形成されている。その１つの画素内には、少なくとも
１つのスイッチング素子と電荷蓄積容量を有している。
この画素領域は基本構造として液晶ディスプレイに用い
る基板と同様、ＴＦＴスイッチング素子と電荷蓄積容量
と電極を有する構造である。画素領域８の構成として
は、光電変換膜４でできており、Ｘ線のエネルギーを電
荷（電子と正孔）に変換し、発生した電荷量を電荷蓄積
容量で蓄積し、ＴＦＴを用いたスイッチング回路により
配線領域１（１２）または２（１３）を通して外部に電
気信号として取り出す。またこの配線領域１（１２）ま
たは２（１３）はＴＡＢ実装用のパッドでもある。図示
はしていないが、光電変換膜４は画素領域上の分割電極
で接続されている。またこの場合光電変換膜４は画素領
域８を十分被覆する面積に形成する必要がある。また、
対向電極５は画素領域８とほぼ同じ大きさに形成する必
要がある。
【００２８】図２と他の異なる点は、画素数が非常に大
きい場合，スイッチング素子駆動用のリード線と信号取
り出し用リード線の領域が基板の周辺全体に及ぶ場合が
ある。このような場合は図３に示すように、配線領域２
（１３）上に窒化膜（ＳｉＮ）、樹脂層などの絶縁層６
を介して配線領域２（１３）を越えた配線を必要とす
る。この場合も、絶縁層６以外は上記と同じである。
きい場合，スイッチング素子駆動用のリード線と信号取
り出し用リード線の領域が基板の周辺全体に及ぶ場合が
ある。このような場合は図３に示すように、配線領域２
（１３）上に窒化膜（ＳｉＮ）、樹脂層などの絶縁層６
を介して配線領域２（１３）を越えた配線を必要とす
る。この場合も、絶縁層６以外は上記と同じである。
【００２９】図２、図３の光電変換膜４の材料として
は、アモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）、ヨウ化水銀（Ｈ
ｇＩ2）、ヨウ化鉛（ＰｂＩ2）、ヨウ化タリウム（Ｔｌ
Ｉ2）、ヨウ化ビスマス（ＢｉＩ3）などのヨウ化物、シ
ュウ化水銀（ＨｇＢ2）、シュウ化鉛（ＰｂＢ2）、シュ
ウ化タリウム（ＴｌＢ2）、シュウ化ビスマス（Ｂｉ
Ｉ 3）などのシュウ化物、テルル化カドミウム（ＣｄＴ
ｅ）、テルル化カドミウム亜鉛（ＣｄＺｎＴｅ）などの
テルル化物およびこれらの中から混合されたものを用い
ることができる。ただし、図３の画素領域に用いるスイ
ッチング素子がＴＦＴの場合は、ＴＦＴ基板の上限温度
が約２５０℃であることから、成膜温度に制限され、ア
モルファスセレン（ａ−Ｓｅ）、ヨウ化水銀（Ｈｇ
Ｉ2）、ヨウ化鉛（ＰｂＩ2）、ヨウ化タリウム（ＴｌＩ
2）、ヨウ化ビスマス（ＢｉＩ3）などのヨウ化物、シュ
ウ化水銀（ＨｇＢ2）、シュウ化鉛（ＰｂＢ2）、シュウ
化タリウム（ＴｌＢ2）、シュウ化ビスマス（ＢｉＩ3）
などのシュウ化物を用いることができる。
は、アモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）、ヨウ化水銀（Ｈ
ｇＩ2）、ヨウ化鉛（ＰｂＩ2）、ヨウ化タリウム（Ｔｌ
Ｉ2）、ヨウ化ビスマス（ＢｉＩ3）などのヨウ化物、シ
ュウ化水銀（ＨｇＢ2）、シュウ化鉛（ＰｂＢ2）、シュ
ウ化タリウム（ＴｌＢ2）、シュウ化ビスマス（Ｂｉ
Ｉ 3）などのシュウ化物、テルル化カドミウム（ＣｄＴ
ｅ）、テルル化カドミウム亜鉛（ＣｄＺｎＴｅ）などの
テルル化物およびこれらの中から混合されたものを用い
ることができる。ただし、図３の画素領域に用いるスイ
ッチング素子がＴＦＴの場合は、ＴＦＴ基板の上限温度
が約２５０℃であることから、成膜温度に制限され、ア
モルファスセレン（ａ−Ｓｅ）、ヨウ化水銀（Ｈｇ
Ｉ2）、ヨウ化鉛（ＰｂＩ2）、ヨウ化タリウム（ＴｌＩ
2）、ヨウ化ビスマス（ＢｉＩ3）などのヨウ化物、シュ
ウ化水銀（ＨｇＢ2）、シュウ化鉛（ＰｂＢ2）、シュウ
化タリウム（ＴｌＢ2）、シュウ化ビスマス（ＢｉＩ3）
などのシュウ化物を用いることができる。
【００３０】本実施の形態によれば、対向電極とリード
線を一体化しているため、周辺部に突起が無く、パッシ
ベーションのためのシール、封じ切り容器などを容易に
接続することができる。
線を一体化しているため、周辺部に突起が無く、パッシ
ベーションのためのシール、封じ切り容器などを容易に
接続することができる。
【００３１】また、ＴＦＴ技術を用いた大型のＸ線セン
サの場合、面積が大きいため、放射線検出素子または放
射線検出ユニットの基板全体をパッケージングすること
が大変であったが、この課題を解決する為に、１）シー
ル材として薄いガラス板を使用し、光電変換部全体をシ
ールする方法、２）金属と樹脂の層構造からなるシート
によりシールする方法、３）光電変換膜の対向側電極上
に金属薄膜を形成し、金属薄膜により耐湿を向上させる
方法、４）中央を窪めたガラス容器を作り、ガラス容器
により耐湿生を向上させる方法、を考案し実施したとこ
ろ、それぞれの方法において耐湿性、対向性、遮光性な
どの点において非常に優れた効果を示した。
サの場合、面積が大きいため、放射線検出素子または放
射線検出ユニットの基板全体をパッケージングすること
が大変であったが、この課題を解決する為に、１）シー
ル材として薄いガラス板を使用し、光電変換部全体をシ
ールする方法、２）金属と樹脂の層構造からなるシート
によりシールする方法、３）光電変換膜の対向側電極上
に金属薄膜を形成し、金属薄膜により耐湿を向上させる
方法、４）中央を窪めたガラス容器を作り、ガラス容器
により耐湿生を向上させる方法、を考案し実施したとこ
ろ、それぞれの方法において耐湿性、対向性、遮光性な
どの点において非常に優れた効果を示した。
【００３２】なお、本実施の形態のリード線１（２）と
リード線２（３）は本発明の１組の電極の例であり、本
実施の形態のリード線１（２）は本発明の一方の電極の
例であり、本実施の形態のリード線２（３）は本発明の
他方の電極の例である。
リード線２（３）は本発明の１組の電極の例であり、本
実施の形態のリード線１（２）は本発明の一方の電極の
例であり、本実施の形態のリード線２（３）は本発明の
他方の電極の例である。
【００３３】さらに、本発明の放射線は、本実施の形態
におけるＸ先やガンマ線に限らず、紫外線、可視光線、
赤外線、または電波などの電磁波など、要するに光また
は電磁波でありさえすればよい。
におけるＸ先やガンマ線に限らず、紫外線、可視光線、
赤外線、または電波などの電磁波など、要するに光また
は電磁波でありさえすればよい。
【００３４】さらに、本発明の光電変換膜は、本実施の
形態における光電変換膜４のようにＸ線やガンマ線など
の放射線が入射すると電荷に変換するものに限らず、
光、紫外線、赤外線、電波などの電磁波などが入射する
と電荷に変換するものなど、要するに本発明の光電変換
膜は、放射線が入射すると電荷に変換するものでありさ
えすればよい。
形態における光電変換膜４のようにＸ線やガンマ線など
の放射線が入射すると電荷に変換するものに限らず、
光、紫外線、赤外線、電波などの電磁波などが入射する
と電荷に変換するものなど、要するに本発明の光電変換
膜は、放射線が入射すると電荷に変換するものでありさ
えすればよい。
【００３５】さらに、本発明の放射線検出素子は、本実
施の形態における図２に示した放射線検出素子に限らな
い。図６の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すような放射線
素子であっても構わない。すなわち、図６の（ａ）に示
す放射線検出素子は、光電変換膜４がリード線１（２）
の全部を被覆している。図６の（ｂ）に示す放射線検出
素子は、光電変換膜４の端部のうちリード線２（３）側
にのみ傾斜が設けられている。また、図６の（ｃ）に示
す放射線検出素子は、光電変換膜４の端部のうちリード
線２（３）側にのみ傾斜が設けられており、光電変換膜
４の傾斜部の終点はリード線２（３）とリード線１
（２）との中間点になっている。また、図６の（ｂ）、
（ｃ）などの放射線検出素子で、光電変換膜４の端部の
うちリード線２（３）側の全部に傾斜を設けても構わな
いし、光電変換膜４の端部のうち対向電極５で被覆され
ている部分であって、少なくともリード線２（３）側に
傾斜を設けても構わない。要するに本発明の放射線検出
素子は、前記１組の電極のうち一方の電極の全部または
前記一方の電極の少なくとも他方の電極の側の一部を被
覆するように光電変換膜が形成されていさえすればよ
く、さらに前記光電変換膜の端部のうち前記対向電極に
被覆されている部分であって、少なくとも前記他方の電
極側に傾斜を形成しさえすればよい。
施の形態における図２に示した放射線検出素子に限らな
い。図６の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すような放射線
素子であっても構わない。すなわち、図６の（ａ）に示
す放射線検出素子は、光電変換膜４がリード線１（２）
の全部を被覆している。図６の（ｂ）に示す放射線検出
素子は、光電変換膜４の端部のうちリード線２（３）側
にのみ傾斜が設けられている。また、図６の（ｃ）に示
す放射線検出素子は、光電変換膜４の端部のうちリード
線２（３）側にのみ傾斜が設けられており、光電変換膜
４の傾斜部の終点はリード線２（３）とリード線１
（２）との中間点になっている。また、図６の（ｂ）、
（ｃ）などの放射線検出素子で、光電変換膜４の端部の
うちリード線２（３）側の全部に傾斜を設けても構わな
いし、光電変換膜４の端部のうち対向電極５で被覆され
ている部分であって、少なくともリード線２（３）側に
傾斜を設けても構わない。要するに本発明の放射線検出
素子は、前記１組の電極のうち一方の電極の全部または
前記一方の電極の少なくとも他方の電極の側の一部を被
覆するように光電変換膜が形成されていさえすればよ
く、さらに前記光電変換膜の端部のうち前記対向電極に
被覆されている部分であって、少なくとも前記他方の電
極側に傾斜を形成しさえすればよい。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したところから明らかなよう
に、本発明は、光電変換膜の材料の硬度が低く柔らかい
か脆弱であっても、製造工程上大きな制約がなく、また
素子の耐久性、信頼性を確保することが出来る放射線検
出素子、放射線検出ユニット、及び放射線検出素子の製
造方法を提供することが出来る。
に、本発明は、光電変換膜の材料の硬度が低く柔らかい
か脆弱であっても、製造工程上大きな制約がなく、また
素子の耐久性、信頼性を確保することが出来る放射線検
出素子、放射線検出ユニット、及び放射線検出素子の製
造方法を提供することが出来る。
【図１】従来の放射線検出素子の基本構成を示す図。
【図２】本発明の第１の実施の形態における放射線検出
素子の基本構成を示す図。
素子の基本構成を示す図。
【図３】本発明の第３の実施の形態における放射線検出
素子の基本構成を示す図。
素子の基本構成を示す図。
【図４】本発明の第２の実施の形態における放射線検出
素子の製造方法を示す図。
素子の製造方法を示す図。
【図５】本発明の第２の実施の形態における放射線検出
素子の製造方法を示す図。
素子の製造方法を示す図。
【図６】（ａ）本発明の第１の実施の形態における放射
線検出素子の変形例を示す図。 （ｂ）本発明の第１の実施の形態における放射線検出素
子の上記（ａ）とは別の変形例を示す図。 （ｃ）本発明の第１の実施の形態における放射線検出素
子の上記（ａ）、（ｂ）とは別の変形例を示す図。
線検出素子の変形例を示す図。 （ｂ）本発明の第１の実施の形態における放射線検出素
子の上記（ａ）とは別の変形例を示す図。 （ｃ）本発明の第１の実施の形態における放射線検出素
子の上記（ａ）、（ｂ）とは別の変形例を示す図。
１、 基板 ２、 リード線１ ３、 リード線２ ４、 光電変換膜 ５、 対向電極 ６、 絶縁層 ７、 マスク ８、 ソース ９、 真空装置 １２、配線領域１ １３、配線領域２
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｈ０４Ｎ 5/335 Ｈ０１Ｌ 27/14 Ｋ (72)発明者 猪 吉輝 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2G088 FF02 FF04 GG21 JJ05 JJ09 JJ31 JJ33 JJ37 4M118 AA08 BA01 BA05 CA14 CB05 CB14 EA01 FB13 FB16 GA10 5C024 AX11 AX16 CY47 CY48 EX22 5F088 AB01 AB05 AB09 CA05 CB07 CB20 EA08 FA09 LA07 LA08
Claims (7)
- 【請求項１】 少なくとも１組の電極が形成された基板
と、 前記基板の前記１組の電極が形成された面上に、前記１
組の電極のうち一方の電極の全部または前記一方の電極
の少なくとも他方の電極の側の一部を被覆するように形
成された、放射線を電荷に変換する光電変換膜と、 前記光電変換膜の全部または一部と他方の電極の全部ま
たは一部を被覆する対向電極とを備え、 前記光電変換膜の端部のうち前記対向電極に被覆されて
いる部分であって、少なくとも前記他方の電極側に傾斜
を形成したことを特徴とする放射線検出素子。 - 【請求項２】 前記光電変換膜は、１μｍ以上５ｍｍ以
下の厚さを有することを特徴とする請求項１記載の放射
線検出素子。 - 【請求項３】 前記傾斜のうち少なくとも一部の部分の
最大傾斜角度は、前記基板に対し１５度以上であり８０
度以下の角度であることを特徴とする請求項１記載の放
射線検出素子。 - 【請求項４】 前記光電変換膜は、アモルファスセレン
（ａ−Ｓｅ）と、ヨウ化水銀（ＨｇＩ2）、及びヨウ化
鉛（ＰｂＩ2）、及びヨウ化タリウム（ＴｌＩ2）、及び
ヨウ化ビスマス（ＢｉＩ3）を少なくとも含むヨウ化物
と、シュウ化水銀（ＨｇＢ2）、及びシュウ化鉛（Ｐｂ
Ｂ2）、及びシュウ化タリウム（ＴｌＢ2）、及びシュウ
化ビスマス（ＢｉＩ3）を少なくとも含むシュウ化物
と、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、及びテルル化カ
ドミウム亜鉛（ＣｄＺｎＴｅ）を少なくとも含むテルル
化物とに含まれる物質のうちのいずれか一つの物質また
は２つ以上の物質の混合物である請求項１記載の放射線
検出素子。 - 【請求項５】 各画素毎に設けられた請求項１〜４のい
ずれかに記載の放射線検出素子と、 前記各画素領域毎に少なくとも１つ設けられた電荷蓄積
容量と、 前記各画素領域毎に少なくとも１つ設けられたスィッチ
ング素子とを備え、 前記各放射線検出素子の基板は、共通の基板であること
を特徴とする放射線検出ユニット。 - 【請求項６】 請求項１〜４のいずれかに記載の放射線
検出素子の１組の電極が形成されている基板に前記光電
変換膜を形成する際、マスクを用いて前記光電変換膜を
形成する放射線検出素子の製造方法であって、 前記１組の電極が形成されている前記基板に第１のマス
クを用いて所定のパターンに前記光電変換膜を形成し、 前記光電変換膜が形成された前記基板に第２のマスクを
用いて前記対向電極を形成し、 前記第１のマスクは開口部を有し、その開口部の端縁の
前記基板面側の部分は、前記光電変換膜の成膜厚さと実
施上同じ距離だけ前記基板の表面から離れており、 前記開口部は、前記光電変換膜が前記一方の電極の全
部、または前記一方の電極の少なくとも前記他方の電極
の側の一部を被覆するような形状を有することを特徴と
する放射線検出素子の製造方法。 - 【請求項７】 前記光電変換膜の成膜は、蒸着法、また
は昇華法、またはスパッタ法によって行われることを特
徴とする請求項６記載の放射線検出素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001104669A JP2002303676A (ja) | 2001-04-03 | 2001-04-03 | 放射線検出素子および放射線検出素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001104669A JP2002303676A (ja) | 2001-04-03 | 2001-04-03 | 放射線検出素子および放射線検出素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002303676A true JP2002303676A (ja) | 2002-10-18 |
| JP2002303676A5 JP2002303676A5 (ja) | 2008-09-11 |
Family
ID=18957493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001104669A Pending JP2002303676A (ja) | 2001-04-03 | 2001-04-03 | 放射線検出素子および放射線検出素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002303676A (ja) |
Cited By (9)
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|---|---|---|---|---|
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| US7126128B2 (en) | 2004-02-13 | 2006-10-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Flat panel x-ray detector |
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-
2001
- 2001-04-03 JP JP2001104669A patent/JP2002303676A/ja active Pending
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