JP2003179220A - Ｘ線平面検出器 - Google Patents
Ｘ線平面検出器Info
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- JP2003179220A JP2003179220A JP2002291532A JP2002291532A JP2003179220A JP 2003179220 A JP2003179220 A JP 2003179220A JP 2002291532 A JP2002291532 A JP 2002291532A JP 2002291532 A JP2002291532 A JP 2002291532A JP 2003179220 A JP2003179220 A JP 2003179220A
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- ray
- photosensitive film
- thin film
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高電圧に対する保護作用のために画素回路が
複雑化するのを防止し、画素を微細化しても良好な画像
を取得できるＸ線平面検出器を提供すること。 【解決手段】 入射するＸ線により感光され信号電荷を
発生するＸ線感光膜と、Ｘ線感光膜に接して配置された
複数の画素電極と、Ｘ線感光膜で発生する信号電荷とし
ての正孔及び電子のうち、移動度の高い方が前記複数の
画素電極に収集されるように、Ｘ線感光膜にバイアス電
圧を印加する電圧印加手段と、画素電極毎に設けられ、
Ｘ線感光膜が発生する電荷を蓄積するキャパシタと、画
素電極毎に設けられ、キャパシタが蓄積する電荷を読み
出す複数のスイッチングＴＦＴと、複数のスイッチング
ＴＦＴを開閉制御するための制御信号を供給する複数の
走査線と、複数のスイッチングＴＦＴに接続され、スイ
ッチング用ＴＦＴが閉じたときに電荷を読み出すための
複数の信号線と、を具備するＸ線平面検出器である。
複雑化するのを防止し、画素を微細化しても良好な画像
を取得できるＸ線平面検出器を提供すること。 【解決手段】 入射するＸ線により感光され信号電荷を
発生するＸ線感光膜と、Ｘ線感光膜に接して配置された
複数の画素電極と、Ｘ線感光膜で発生する信号電荷とし
ての正孔及び電子のうち、移動度の高い方が前記複数の
画素電極に収集されるように、Ｘ線感光膜にバイアス電
圧を印加する電圧印加手段と、画素電極毎に設けられ、
Ｘ線感光膜が発生する電荷を蓄積するキャパシタと、画
素電極毎に設けられ、キャパシタが蓄積する電荷を読み
出す複数のスイッチングＴＦＴと、複数のスイッチング
ＴＦＴを開閉制御するための制御信号を供給する複数の
走査線と、複数のスイッチングＴＦＴに接続され、スイ
ッチング用ＴＦＴが閉じたときに電荷を読み出すための
複数の信号線と、を具備するＸ線平面検出器である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、医用Ｘ線診断装置
等に使用されるＸ線平面検出器に係わり、特に２次元配
置されたＸ線検出画素内に設けるスイッチング素子とし
て薄膜トランジスタを用いたＸ線平面検出器に関する。
等に使用されるＸ線平面検出器に係わり、特に２次元配
置されたＸ線検出画素内に設けるスイッチング素子とし
て薄膜トランジスタを用いたＸ線平面検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、Ｘ線診断装置の一つとして、Ｘ線
像を電気的に検出するＸ線平面検出器が開発されてい
る。このＸ線平面検出器では、Ｘ線の照射により信号電
荷を発生するＸ線感光画素が２次元配置されている。入
射したＸ線により各感光画素で発生した信号電荷を信号
電荷蓄積部に蓄積し、スイッチング素子としての薄膜ト
ランジスタにより信号電荷を読み出すようになってい
る。
像を電気的に検出するＸ線平面検出器が開発されてい
る。このＸ線平面検出器では、Ｘ線の照射により信号電
荷を発生するＸ線感光画素が２次元配置されている。入
射したＸ線により各感光画素で発生した信号電荷を信号
電荷蓄積部に蓄積し、スイッチング素子としての薄膜ト
ランジスタにより信号電荷を読み出すようになってい
る。
【０００３】図１３は、このＸ線平面検出器の１画素の
回路構成を示している。図１３に示すように、アレイ状
に配列された複数の画素１０１を有し、各画素１０１
は、スイッチング素子として用いられるアモルファスシ
リコン（以下、ａ−Ｓｉと記す）からなる薄膜トランジ
スタ（以下、ＴＦＴと記す）１０２、ＳｅからなるＸ線
感光膜１０３、画素容量（以下、Ｃｓｔと記す）１０
４、及び保護用ＴＦＴ１１１から構成されている。Ｃｓ
ｔ１０４は、Ｃｓｔバイアス線１０５に接続されてい
る。
回路構成を示している。図１３に示すように、アレイ状
に配列された複数の画素１０１を有し、各画素１０１
は、スイッチング素子として用いられるアモルファスシ
リコン（以下、ａ−Ｓｉと記す）からなる薄膜トランジ
スタ（以下、ＴＦＴと記す）１０２、ＳｅからなるＸ線
感光膜１０３、画素容量（以下、Ｃｓｔと記す）１０
４、及び保護用ＴＦＴ１１１から構成されている。Ｃｓ
ｔ１０４は、Ｃｓｔバイアス線１０５に接続されてい
る。
【０００４】スイッチング用ＴＦＴ１０２は、ゲートが
走査線１０７に接続され、ソースは信号線１０８に接続
される。スイッチング用ＴＦＴ１０２は、走査線駆動回
路１０９によってオン／オフ制御される。信号線１０８
の終端は、信号検出用の増幅器１１０に接続されてい
る。保護用ＴＦＴ１１１のソースとゲートはスイッチン
グ用ＴＦＴ１０２のドレインに接続され、ドレインがバ
イアス線１１２を通り電源１１３に接続されている。な
お、保護用ＴＦＴ１１１は、設けられない場合もある。
走査線１０７に接続され、ソースは信号線１０８に接続
される。スイッチング用ＴＦＴ１０２は、走査線駆動回
路１０９によってオン／オフ制御される。信号線１０８
の終端は、信号検出用の増幅器１１０に接続されてい
る。保護用ＴＦＴ１１１のソースとゲートはスイッチン
グ用ＴＦＴ１０２のドレインに接続され、ドレインがバ
イアス線１１２を通り電源１１３に接続されている。な
お、保護用ＴＦＴ１１１は、設けられない場合もある。
【０００５】Ｘ線が入射すると、Ｘ線はＸ線感光膜１０
３によって電荷に変換され、Ｃｓｔ１０４に電荷が蓄積
される。走査線駆動回路１０９によって走査線１０７が
駆動され、１つの走査線１０７に接続している１列のス
イッチング用ＴＦＴ１０２がオン状態になると、Ｃｓｔ
１０４に蓄積された電荷は信号線１０８を通って増幅器
１１０側に転送される。増幅器１１０側に転送された電
荷は、増幅器１１０によって増幅され、所定の処理を受
けた後ＣＲＴ等に表示できるような点順次信号に変換さ
れる。なお、画素１０１に入射するＸ線の量によって電
荷量が異なることから、増幅器１１０の出力振幅には変
動がある。また、Ｃｓｔ１０４に過度に電荷が蓄積され
るのを防止するために、バイアス電圧以上の電荷は、保
護用ＴＦＴ１１１によりバイアス線１１２から逃がされ
る。しかしながら、このような保護用ＴＦＴ１１１等の
保護するための保護回路の存在により、例えば次のよう
な問題が発生する。第１に、画素回路が複雑化し、ＴＦ
Ｔアレイ基板の良品歩留まりが減少してしまう。第２
に、解像度を増すために画素数を増加させ、画素サイズ
を微細化すると、保護用ＴＦＴ１１１やスイッチング用
ＴＦＴ１０２等からの配線を十分狭いピッチで引き出す
ことが困難となる。第３に、微細化した画素内に占める
保護用ＴＦＴ１１１の面積が大きいため、Ｃｓｔ１０４
の面積を十分に確保できない。
３によって電荷に変換され、Ｃｓｔ１０４に電荷が蓄積
される。走査線駆動回路１０９によって走査線１０７が
駆動され、１つの走査線１０７に接続している１列のス
イッチング用ＴＦＴ１０２がオン状態になると、Ｃｓｔ
１０４に蓄積された電荷は信号線１０８を通って増幅器
１１０側に転送される。増幅器１１０側に転送された電
荷は、増幅器１１０によって増幅され、所定の処理を受
けた後ＣＲＴ等に表示できるような点順次信号に変換さ
れる。なお、画素１０１に入射するＸ線の量によって電
荷量が異なることから、増幅器１１０の出力振幅には変
動がある。また、Ｃｓｔ１０４に過度に電荷が蓄積され
るのを防止するために、バイアス電圧以上の電荷は、保
護用ＴＦＴ１１１によりバイアス線１１２から逃がされ
る。しかしながら、このような保護用ＴＦＴ１１１等の
保護するための保護回路の存在により、例えば次のよう
な問題が発生する。第１に、画素回路が複雑化し、ＴＦ
Ｔアレイ基板の良品歩留まりが減少してしまう。第２
に、解像度を増すために画素数を増加させ、画素サイズ
を微細化すると、保護用ＴＦＴ１１１やスイッチング用
ＴＦＴ１０２等からの配線を十分狭いピッチで引き出す
ことが困難となる。第３に、微細化した画素内に占める
保護用ＴＦＴ１１１の面積が大きいため、Ｃｓｔ１０４
の面積を十分に確保できない。
【０００６】また、解像度を増すために画素数を増加さ
せ、画素サイズを微細化すると、以下のような問題が発
生することが分かった。先のスイッチング用ＴＦＴ１０
２，Ｘ線感光膜１０３，Ｃｓｔ１０４，及び保護用ＴＦ
Ｔ１１１等を配置したＴＦＴアレイ基板には、検出画素
エリア外にスイッチング用ＴＦＴを駆動するための駆動
回路や信号を読み出すためのＬＳＩを実装したＴＡＢを
外付けするために、これらの配線を接続する必要があ
る。このとき、画素サイズを微細化すると、十分狭いピ
ッチで配線を接続することが困難となる。また、微細化
した画素内に占めるＴＦＴの面積割合が大きすぎて信号
蓄積容量の面積を十分に取れなくなる。さらに、画素数
が増加すると１ライン当たりの信号読み取り時間が短く
なるが、ａ−Ｓｉに設けたＴＦＴではこの短いアドレス
時間に十分に信号を読み出すことができない。このた
め、従来のＸ線平面検出器、特にａ−ＳｉＴＦＴを用い
たＸ線平面検出器においては、解像度を上げるために画
素を微細化し、画素数を増やすとＴＦＴの駆動能力の不
足により良好な検出画像が得られないと言う問題があ
る。
せ、画素サイズを微細化すると、以下のような問題が発
生することが分かった。先のスイッチング用ＴＦＴ１０
２，Ｘ線感光膜１０３，Ｃｓｔ１０４，及び保護用ＴＦ
Ｔ１１１等を配置したＴＦＴアレイ基板には、検出画素
エリア外にスイッチング用ＴＦＴを駆動するための駆動
回路や信号を読み出すためのＬＳＩを実装したＴＡＢを
外付けするために、これらの配線を接続する必要があ
る。このとき、画素サイズを微細化すると、十分狭いピ
ッチで配線を接続することが困難となる。また、微細化
した画素内に占めるＴＦＴの面積割合が大きすぎて信号
蓄積容量の面積を十分に取れなくなる。さらに、画素数
が増加すると１ライン当たりの信号読み取り時間が短く
なるが、ａ−Ｓｉに設けたＴＦＴではこの短いアドレス
時間に十分に信号を読み出すことができない。このた
め、従来のＸ線平面検出器、特にａ−ＳｉＴＦＴを用い
たＸ線平面検出器においては、解像度を上げるために画
素を微細化し、画素数を増やすとＴＦＴの駆動能力の不
足により良好な検出画像が得られないと言う問題があ
る。
【０００７】また、医療用のＸ線検出器では人体への影
響を低く抑えるためになるべく低いＸ線量で診断できる
ことが重要である。このためには、低いＸ線量で生成さ
れた微少な電荷を検出可能とするためにスイッチング用
ＴＦＴのオフ電流を低くすることが重要である。一方
で、正確な診断のためには良好が画質が必要である。こ
の場合には、強いＸ線量でＳＮ比の良い画像を撮像する
ことが必要である。従って、微弱なＸ線から強いＸ線量
までの画像を撮像できることが好ましい。このために
は、大きな電荷に対応する高い画素電圧に対してもスイ
ッチング用ＴＦＴが正常に動作することが必要であり、
さらにスイッチング用ＴＦＴのオフ電流は小さくする必
要がある。また、このようなＸ線平面検出器に用いられ
るスイッチング用ＴＦＴはＸ線の照射により欠陥が生成
され特性が劣化することが多いが、スイッチング用ＴＦ
Ｔが劣化後でも動作できるようなＴＦＴ特性が必要であ
る。
響を低く抑えるためになるべく低いＸ線量で診断できる
ことが重要である。このためには、低いＸ線量で生成さ
れた微少な電荷を検出可能とするためにスイッチング用
ＴＦＴのオフ電流を低くすることが重要である。一方
で、正確な診断のためには良好が画質が必要である。こ
の場合には、強いＸ線量でＳＮ比の良い画像を撮像する
ことが必要である。従って、微弱なＸ線から強いＸ線量
までの画像を撮像できることが好ましい。このために
は、大きな電荷に対応する高い画素電圧に対してもスイ
ッチング用ＴＦＴが正常に動作することが必要であり、
さらにスイッチング用ＴＦＴのオフ電流は小さくする必
要がある。また、このようなＸ線平面検出器に用いられ
るスイッチング用ＴＦＴはＸ線の照射により欠陥が生成
され特性が劣化することが多いが、スイッチング用ＴＦ
Ｔが劣化後でも動作できるようなＴＦＴ特性が必要であ
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みてなされたもので、高電圧に対する保護作用のため
に画素回路が複雑化するのを防止し、画素を微細化して
画素数や種々の配線数が増加した場合であっても、良好
な画像を取得できるＸ線平面検出器を提供することを目
的とする。
鑑みてなされたもので、高電圧に対する保護作用のため
に画素回路が複雑化するのを防止し、画素を微細化して
画素数や種々の配線数が増加した場合であっても、良好
な画像を取得できるＸ線平面検出器を提供することを目
的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、次のような手段を講じている。
成するため、次のような手段を講じている。
【００１０】請求項１に記載の発明は、入射するＸ線に
より感光され信号電荷を発生するＸ線感光膜と、前記Ｘ
線感光膜に接して二次元的に配置された複数の画素電極
と、前記Ｘ線感光膜において発生する信号電荷としての
正孔及び電子のうち、移動度の高い方を前記複数の画素
電極に収集されるように、前記Ｘ線感光膜にバイアス電
圧を印加するバイアス電圧印加手段と、前記画素電極毎
に設けられ、前記Ｘ線感光膜が発生する電荷を蓄積する
複数のキャパシタと、前記画素電極毎に設けられ、前記
キャパシタが蓄積する電荷を読み出す複数のスイッチン
グ用薄膜トランジスタと、前記複数のスイッチング用薄
膜トランジスタを開閉制御するための制御信号を供給す
る複数の走査線と、前記複数のスイッチング用薄膜トラ
ンジスタに接続され、前記スイッチング用薄膜トランジ
スタが閉じたときに前記電荷を読み出すための複数の信
号線とを具備することを特徴とするＸ線平面検出器であ
る。
より感光され信号電荷を発生するＸ線感光膜と、前記Ｘ
線感光膜に接して二次元的に配置された複数の画素電極
と、前記Ｘ線感光膜において発生する信号電荷としての
正孔及び電子のうち、移動度の高い方を前記複数の画素
電極に収集されるように、前記Ｘ線感光膜にバイアス電
圧を印加するバイアス電圧印加手段と、前記画素電極毎
に設けられ、前記Ｘ線感光膜が発生する電荷を蓄積する
複数のキャパシタと、前記画素電極毎に設けられ、前記
キャパシタが蓄積する電荷を読み出す複数のスイッチン
グ用薄膜トランジスタと、前記複数のスイッチング用薄
膜トランジスタを開閉制御するための制御信号を供給す
る複数の走査線と、前記複数のスイッチング用薄膜トラ
ンジスタに接続され、前記スイッチング用薄膜トランジ
スタが閉じたときに前記電荷を読み出すための複数の信
号線とを具備することを特徴とするＸ線平面検出器であ
る。
【００１１】請求項９に記載の発明は、入射するＸ線に
より感光され信号電荷を発生するＸ線感光膜と、前記Ｘ
線感光膜に接して二次元的に配置された複数の画素電極
と、前記Ｘ線感光膜において発生する信号電荷としての
正孔及び電子のうち、移動度の高い方を前記複数の画素
電極に収集されるように、前記Ｘ線感光膜にバイアス電
圧を印加するバイアス電圧印加手段と、前記画素電極毎
に設けられ、前記Ｘ線感光膜が発生する電荷を蓄積する
複数のキャパシタと、前記画素電極毎に設けられ、前記
Ｘ線感光膜において発生する信号電荷としての正孔及び
電子のうち、移動度の高い方をキャリアとし、前記キャ
パシタが蓄積する電荷を読み出す複数のスイッチング用
薄膜トランジスタと、前記複数のスイッチング用薄膜ト
ランジスタを開閉制御するための制御信号を供給する複
数の走査線と、前記複数のスイッチング用薄膜トランジ
スタに接続され、前記スイッチング用薄膜トランジスタ
が閉じたときに前記電荷を読み出すための複数の信号線
とを具備するＸ線平面検出器である。
より感光され信号電荷を発生するＸ線感光膜と、前記Ｘ
線感光膜に接して二次元的に配置された複数の画素電極
と、前記Ｘ線感光膜において発生する信号電荷としての
正孔及び電子のうち、移動度の高い方を前記複数の画素
電極に収集されるように、前記Ｘ線感光膜にバイアス電
圧を印加するバイアス電圧印加手段と、前記画素電極毎
に設けられ、前記Ｘ線感光膜が発生する電荷を蓄積する
複数のキャパシタと、前記画素電極毎に設けられ、前記
Ｘ線感光膜において発生する信号電荷としての正孔及び
電子のうち、移動度の高い方をキャリアとし、前記キャ
パシタが蓄積する電荷を読み出す複数のスイッチング用
薄膜トランジスタと、前記複数のスイッチング用薄膜ト
ランジスタを開閉制御するための制御信号を供給する複
数の走査線と、前記複数のスイッチング用薄膜トランジ
スタに接続され、前記スイッチング用薄膜トランジスタ
が閉じたときに前記電荷を読み出すための複数の信号線
とを具備するＸ線平面検出器である。
【００１２】請求項１６に記載の発明は、正孔の移動度
が電子の移動度よりも大きい素材からなり、入射するＸ
線により感光され信号電荷を発生するＸ線感光膜と、前
記Ｘ線感光膜に接して二次元的に配置された複数の画素
電極と、前記Ｘ線感光膜において発生する信号電荷とし
ての正孔が前記複数の画素電極に収集されるように、前
記Ｘ線感光膜にバイアス電圧を印加するバイアス電圧印
加手段と、前記画素電極毎に設けられ、前記Ｘ線感光膜
が発生する電荷を蓄積する複数のキャパシタと、絶縁基
板上に前記画素電極毎に設けられ、前記絶縁基板上に島
状に設けられた多結晶シリコン膜を有し、前記キャパシ
タが蓄積する信号電荷を読み出す複数のｐチャネル薄膜
トランジスタと、前記複数のｐチャネル薄膜トランジス
タを開閉制御するための制御信号を供給する複数の走査
線と、前記複数のｐチャネル薄膜トランジスタに接続さ
れ、前記ｐチャネル薄膜トランジスタが閉じたときに前
記信号電荷を読み出すための複数の信号線とを具備する
Ｘ線平面検出器である。
が電子の移動度よりも大きい素材からなり、入射するＸ
線により感光され信号電荷を発生するＸ線感光膜と、前
記Ｘ線感光膜に接して二次元的に配置された複数の画素
電極と、前記Ｘ線感光膜において発生する信号電荷とし
ての正孔が前記複数の画素電極に収集されるように、前
記Ｘ線感光膜にバイアス電圧を印加するバイアス電圧印
加手段と、前記画素電極毎に設けられ、前記Ｘ線感光膜
が発生する電荷を蓄積する複数のキャパシタと、絶縁基
板上に前記画素電極毎に設けられ、前記絶縁基板上に島
状に設けられた多結晶シリコン膜を有し、前記キャパシ
タが蓄積する信号電荷を読み出す複数のｐチャネル薄膜
トランジスタと、前記複数のｐチャネル薄膜トランジス
タを開閉制御するための制御信号を供給する複数の走査
線と、前記複数のｐチャネル薄膜トランジスタに接続さ
れ、前記ｐチャネル薄膜トランジスタが閉じたときに前
記信号電荷を読み出すための複数の信号線とを具備する
Ｘ線平面検出器である。
【００１３】請求項２０に記載の発明は、電子の移動度
が正孔の移動度よりも大きい素材からなり、入射するＸ
線により感光され電子及び正孔を発生するＸ線感光膜
と、前記Ｘ線感光膜に接して二次元的に配置された複数
の画素電極と、前記画素電極毎に設けられ、前記Ｘ線感
光膜が発生する電子を蓄積する複数のキャパシタと、前
記画素電極毎に設けられ、前記キャパシタが蓄積する電
子を読み出す複数のｎチャネル薄膜トランジスタと、前
記複数のｎチャネル薄膜トランジスタを開閉制御するた
めの制御信号を供給する複数の走査線と、前記複数のｎ
チャネル薄膜トランジスタに接続され、前記ｎチャネル
薄膜トランジスタが閉じたときに前記電子を読み出すた
めの複数の信号線とを具備するＸ線平面検出器である。
が正孔の移動度よりも大きい素材からなり、入射するＸ
線により感光され電子及び正孔を発生するＸ線感光膜
と、前記Ｘ線感光膜に接して二次元的に配置された複数
の画素電極と、前記画素電極毎に設けられ、前記Ｘ線感
光膜が発生する電子を蓄積する複数のキャパシタと、前
記画素電極毎に設けられ、前記キャパシタが蓄積する電
子を読み出す複数のｎチャネル薄膜トランジスタと、前
記複数のｎチャネル薄膜トランジスタを開閉制御するた
めの制御信号を供給する複数の走査線と、前記複数のｎ
チャネル薄膜トランジスタに接続され、前記ｎチャネル
薄膜トランジスタが閉じたときに前記電子を読み出すた
めの複数の信号線とを具備するＸ線平面検出器である。
【００１４】請求項２４に記載の発明は、入射するＸ線
により感光され信号電荷を発生するＸ線感光膜と、前記
Ｘ線感光膜に接して二次元的に配置された複数の画素電
極と、前記Ｘ線感光膜にバイアス電圧を印加するバイア
ス電圧印加手段と、前記画素電極毎に設けられ、前記Ｘ
線感光膜が発生する電荷を蓄積する複数のキャパシタ
と、前記画素電極毎に設けられ、前記キャパシタが蓄積
する電荷を読み出す複数の多結晶シリコンの多結晶シリ
コンのｐチャネル薄膜トランジスタと、前記複数のスイ
ッチング用薄膜トランジスタを開閉制御するための制御
信号を供給する複数の走査線と、前記複数のスイッチン
グ用薄膜トランジスタに接続され、前記スイッチング用
薄膜トランジスタが閉じたときに前記電荷を読み出すた
めの複数の信号線と、を具備することを特徴とするＸ線
平面検出器である。
により感光され信号電荷を発生するＸ線感光膜と、前記
Ｘ線感光膜に接して二次元的に配置された複数の画素電
極と、前記Ｘ線感光膜にバイアス電圧を印加するバイア
ス電圧印加手段と、前記画素電極毎に設けられ、前記Ｘ
線感光膜が発生する電荷を蓄積する複数のキャパシタ
と、前記画素電極毎に設けられ、前記キャパシタが蓄積
する電荷を読み出す複数の多結晶シリコンの多結晶シリ
コンのｐチャネル薄膜トランジスタと、前記複数のスイ
ッチング用薄膜トランジスタを開閉制御するための制御
信号を供給する複数の走査線と、前記複数のスイッチン
グ用薄膜トランジスタに接続され、前記スイッチング用
薄膜トランジスタが閉じたときに前記電荷を読み出すた
めの複数の信号線と、を具備することを特徴とするＸ線
平面検出器である。
【００１５】このような構成によれば、高電圧に対する
保護作用のために画素回路が複雑化するのを防止し、画
素を微細化しても良好な画像を取得できるＸ線平面検出
器を実現することができる。
保護作用のために画素回路が複雑化するのを防止し、画
素を微細化しても良好な画像を取得できるＸ線平面検出
器を実現することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施形態〜第
３実施形態を図面に従って説明する。なお、以下の説明
において、略同一の機能及び構成を有する構成要素につ
いては、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ
行う。
３実施形態を図面に従って説明する。なお、以下の説明
において、略同一の機能及び構成を有する構成要素につ
いては、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ
行う。
【００１７】（第１の実施形態）図１は、本発明の第１
の実施形態に係わるＸ線平面検出器の基本構成を示す回
路図である。図１に示すように、入射Ｘ線を電気信号に
変換するＸ線検出画素１が２次元に配置されて撮像領域
２を構成している。画素１は、入射Ｘ線を電気信号に変
換するＸ線感光膜１ａ、このＸ線感光膜１ａに接続され
た画素電極１ｂ、画素電極１ｂに接続された蓄積容量１
ｃ、画素電極１ｂにソースが接続されたスイッチング用
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１ｄを具備している。図１
では、簡略化して２×２の画素構成を示しているが、実
際はより多数行、多数列のｍ×ｎの画素構成となってい
る。
の実施形態に係わるＸ線平面検出器の基本構成を示す回
路図である。図１に示すように、入射Ｘ線を電気信号に
変換するＸ線検出画素１が２次元に配置されて撮像領域
２を構成している。画素１は、入射Ｘ線を電気信号に変
換するＸ線感光膜１ａ、このＸ線感光膜１ａに接続され
た画素電極１ｂ、画素電極１ｂに接続された蓄積容量１
ｃ、画素電極１ｂにソースが接続されたスイッチング用
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１ｄを具備している。図１
では、簡略化して２×２の画素構成を示しているが、実
際はより多数行、多数列のｍ×ｎの画素構成となってい
る。
【００１８】本発明の重要な点の一つは、Ｘ線感光膜１
ａの種類に応じて、当該Ｘ線感光膜１ａに印加するバイ
アス電圧の方向を選択することである。すなわち、正孔
の移動度が電子の移動度よりも高いＸ線感光膜１ａを使
用する場合には、当該Ｘ線感光膜１ａに対し、画素電極
に正孔が収集される方向でバイアス電圧を印加する。一
方、電子の移動度が正孔の移動度よりも高いＸ線感光膜
を使用する場合には、当該Ｘ線感光膜１ａに対し、画素
電極に電子が収集される方向でバイアス電圧を印加す
る。以下の各実施形態においては、説明を具体的にする
ため、Ｘ線感光膜１ａは、正孔の移動度が電子の移動度
よりも高いものを使用するＸ線平面検出器を例とする。
ａの種類に応じて、当該Ｘ線感光膜１ａに印加するバイ
アス電圧の方向を選択することである。すなわち、正孔
の移動度が電子の移動度よりも高いＸ線感光膜１ａを使
用する場合には、当該Ｘ線感光膜１ａに対し、画素電極
に正孔が収集される方向でバイアス電圧を印加する。一
方、電子の移動度が正孔の移動度よりも高いＸ線感光膜
を使用する場合には、当該Ｘ線感光膜１ａに対し、画素
電極に電子が収集される方向でバイアス電圧を印加す
る。以下の各実施形態においては、説明を具体的にする
ため、Ｘ線感光膜１ａは、正孔の移動度が電子の移動度
よりも高いものを使用するＸ線平面検出器を例とする。
【００１９】撮像領域２には、複数本の走査線３と複数
本の信号線４が、互いに直交する関係で配置されてい
る。走査線３は、撮像領域２内でスイッチング用ＴＦＴ
１ｄのゲートに接続され、撮像領域２外で画素を選択的
に駆動するためのゲートドライバ５に接続されている。
また、信号線４は、撮像領域２内でスイッチング用ＴＦ
Ｔ１ｄのドレインに接続され、撮像領域２外で読み出し
回路７により読み出されて出力されるようになってい
る。
本の信号線４が、互いに直交する関係で配置されてい
る。走査線３は、撮像領域２内でスイッチング用ＴＦＴ
１ｄのゲートに接続され、撮像領域２外で画素を選択的
に駆動するためのゲートドライバ５に接続されている。
また、信号線４は、撮像領域２内でスイッチング用ＴＦ
Ｔ１ｄのドレインに接続され、撮像領域２外で読み出し
回路７により読み出されて出力されるようになってい
る。
【００２０】図２は画素１の構成を示す平面図であり、
図３は、画素１の構成を示す断面図（図２の３Ｂ−３Ｂ
に沿った断面）である。ガラス基板１０上にアンダーコ
ート絶縁膜１１として、ＳｉＮｘ（５０ｎｍ）／ＳｉＯ
2 （１００ｎｍ）を形成し、その上にアモルファスＳｉ
（ａ−Ｓｉ）膜を５０ｎｍの膜厚で形成する。
図３は、画素１の構成を示す断面図（図２の３Ｂ−３Ｂ
に沿った断面）である。ガラス基板１０上にアンダーコ
ート絶縁膜１１として、ＳｉＮｘ（５０ｎｍ）／ＳｉＯ
2 （１００ｎｍ）を形成し、その上にアモルファスＳｉ
（ａ−Ｓｉ）膜を５０ｎｍの膜厚で形成する。
【００２１】続いて、ＥＬＡ（エキシマレーザアニー
ル；Excimer Ｌaser Ａnneal）でａ−Ｓｉ膜を多結晶化
して５０ｎｍの多結晶Ｓｉ（ｐ−Ｓｉ）膜１２を形成す
る。次いで、ｐ−Ｓｉ膜１２をエッチングして、トラン
ジスタ領域の島１２−１とキャパシタ領域の島１２−２
を形成する。次いで、ＰＣＶＤ又は熱ＣＶＤによりゲー
トＳｉＯ2 膜１３を１５０ｎｍ成膜する。次いで、トラ
ンジスタ領域の島１２−１にゲート電極１４−１を、キ
ャパシタ領域の島１２−２にゲート電極１４−２を、Ｍ
ｏＷのゲートとして３００ｎｍの厚さで形成する。
ル；Excimer Ｌaser Ａnneal）でａ−Ｓｉ膜を多結晶化
して５０ｎｍの多結晶Ｓｉ（ｐ−Ｓｉ）膜１２を形成す
る。次いで、ｐ−Ｓｉ膜１２をエッチングして、トラン
ジスタ領域の島１２−１とキャパシタ領域の島１２−２
を形成する。次いで、ＰＣＶＤ又は熱ＣＶＤによりゲー
トＳｉＯ2 膜１３を１５０ｎｍ成膜する。次いで、トラ
ンジスタ領域の島１２−１にゲート電極１４−１を、キ
ャパシタ領域の島１２−２にゲート電極１４−２を、Ｍ
ｏＷのゲートとして３００ｎｍの厚さで形成する。
【００２２】次いで、ゲート電極又はレジストをマスク
としてイオン注入により、Ｂを１×１０14ｃｍ-2〜５×
１０16ｃｍ-2、好ましくは１×１０15ｃｍ-2〜１×１０
16ｃｍ-2、本実施形態では３×１０15ｃｍ-2の高濃度ド
ープして、ｐ+ 領域１５を形成する。即ち、トランジス
タ領域にｐ+ 領域からなるドレイン１５−１とソース１
５−２を形成し、キャパシタ領域にｐ+ 領域１５−３を
形成する。ここでは、ゲート幅Ｗとゲート長Ｌを例えば
Ｗ／Ｌ＝１０／５μｍとしている。
としてイオン注入により、Ｂを１×１０14ｃｍ-2〜５×
１０16ｃｍ-2、好ましくは１×１０15ｃｍ-2〜１×１０
16ｃｍ-2、本実施形態では３×１０15ｃｍ-2の高濃度ド
ープして、ｐ+ 領域１５を形成する。即ち、トランジス
タ領域にｐ+ 領域からなるドレイン１５−１とソース１
５−２を形成し、キャパシタ領域にｐ+ 領域１５−３を
形成する。ここでは、ゲート幅Ｗとゲート長Ｌを例えば
Ｗ／Ｌ＝１０／５μｍとしている。
【００２３】次いで、層間絶縁膜としてＳｉＯ2 膜１６
をＰＣＶＤで５００ｎｍ形成する。次いで、ＳｉＯ2 膜
１６のソース・ドレインコンタクト部に穴を開け、Ｍｏ
／Ａｌ／Ｍｏ膜１７によりＴＦＴ１ｄのドレイン１５−
１に接続される信号線１７−１、ＴＦＴ１ｄのソース１
５−２及び蓄積容量１ｃのｐ+ 領域１５−３に接続され
るＣｓ線１７−２及び蓄積容量を接続する容量線１７−
３を形成する。次いで、パシベーション用のＳｉＮｘ膜
（図示せず）をＰＣＶＤにより４００ｎｍの厚さに形成
する。その後、アクリル系樹脂を２〜５μｍ、好ましく
は３μｍコートして保護膜１８を形成する。そして、ア
クリル系感光性樹脂を用いコンタクト部を露光、現像し
て形成する。次いで、ＩＴＯを１００ｎｍ成膜し、これ
を所望形状にパターニングしてＩＴＯの画素電極１９を
形成する。
をＰＣＶＤで５００ｎｍ形成する。次いで、ＳｉＯ2 膜
１６のソース・ドレインコンタクト部に穴を開け、Ｍｏ
／Ａｌ／Ｍｏ膜１７によりＴＦＴ１ｄのドレイン１５−
１に接続される信号線１７−１、ＴＦＴ１ｄのソース１
５−２及び蓄積容量１ｃのｐ+ 領域１５−３に接続され
るＣｓ線１７−２及び蓄積容量を接続する容量線１７−
３を形成する。次いで、パシベーション用のＳｉＮｘ膜
（図示せず）をＰＣＶＤにより４００ｎｍの厚さに形成
する。その後、アクリル系樹脂を２〜５μｍ、好ましく
は３μｍコートして保護膜１８を形成する。そして、ア
クリル系感光性樹脂を用いコンタクト部を露光、現像し
て形成する。次いで、ＩＴＯを１００ｎｍ成膜し、これ
を所望形状にパターニングしてＩＴＯの画素電極１９を
形成する。
【００２４】次いで、Ｘ線感光膜１ａとして、ｐ型のＳ
ｅ層２１，ｉ型のＳｅ層２２，ｎ型のＳｅ層２３を上記
順に形成する。具体的には、ＴＦＴアレイ基板上にｐ型
Ｓｅ又はｐ型Ａｓ2 Ｓｅ3 膜２１を５〜１００μｍ、好
ましくは１０μｍ蒸着により形成する。この上に無添加
の高抵抗Ｓｅ膜２２を９００μｍ形成する。続いて、こ
の上にｎ型Ｓｅ膜２３を５〜１００μｍ、好ましくは１
０μｍ形成する。そして、最上部にＣｒを１００ｎｍ、
Ａｌを３００ｎｍ蒸着して、上部電極２５を形成する。
ガラス基板上に形成するために全ての製造工程は５００
℃以下で形成し、ＴＦＴアレイとして最適化されてい
る。このため、高温度ではバリケードされたＬＳＩで用
いられるｐ−Ｓｉとは異なる特性を持つ。
ｅ層２１，ｉ型のＳｅ層２２，ｎ型のＳｅ層２３を上記
順に形成する。具体的には、ＴＦＴアレイ基板上にｐ型
Ｓｅ又はｐ型Ａｓ2 Ｓｅ3 膜２１を５〜１００μｍ、好
ましくは１０μｍ蒸着により形成する。この上に無添加
の高抵抗Ｓｅ膜２２を９００μｍ形成する。続いて、こ
の上にｎ型Ｓｅ膜２３を５〜１００μｍ、好ましくは１
０μｍ形成する。そして、最上部にＣｒを１００ｎｍ、
Ａｌを３００ｎｍ蒸着して、上部電極２５を形成する。
ガラス基板上に形成するために全ての製造工程は５００
℃以下で形成し、ＴＦＴアレイとして最適化されてい
る。このため、高温度ではバリケードされたＬＳＩで用
いられるｐ−Ｓｉとは異なる特性を持つ。
【００２５】なお、Ｘ線感光膜１ａは、正孔の移動度が
電子の移動度よりも高い感光材料からなるものであれ
ば、どのようなものであってもよい。代表例としては、
ＧａＰ、ＡｌＳｂ、ａ−Ｓｅ等の感光材料が挙げられ
る。一方、電子の移動度が正孔の移動度よりも高いＸ線
感光膜の素材としては、ＣｄＺｎＴｅ、ＣｄＳｅ、Ｈｇ
Ｉ ２、ＰｂＩ２、ＺｎＴｅ、ＣｄＴｅ、ＣｄＳ等が挙げ
られる。
電子の移動度よりも高い感光材料からなるものであれ
ば、どのようなものであってもよい。代表例としては、
ＧａＰ、ＡｌＳｂ、ａ−Ｓｅ等の感光材料が挙げられ
る。一方、電子の移動度が正孔の移動度よりも高いＸ線
感光膜の素材としては、ＣｄＺｎＴｅ、ＣｄＳｅ、Ｈｇ
Ｉ ２、ＰｂＩ２、ＺｎＴｅ、ＣｄＴｅ、ＣｄＳ等が挙げ
られる。
【００２６】また、Ｘ線感光膜１ａには、上部電極２５
を介して、正孔及び電子のうち移動度の高い方が画素電
極１ｂに収集されるようにバイアス電圧が印加される。
今の場合、Ｘ線感光膜１ａは、正孔の移動度が電子の移
動度よりも高い感光材料を使用しているから、正孔が画
素電極１ｂに収集されるように、上部電極２５が正極と
なるようにバイアス電圧が印加される。
を介して、正孔及び電子のうち移動度の高い方が画素電
極１ｂに収集されるようにバイアス電圧が印加される。
今の場合、Ｘ線感光膜１ａは、正孔の移動度が電子の移
動度よりも高い感光材料を使用しているから、正孔が画
素電極１ｂに収集されるように、上部電極２５が正極と
なるようにバイアス電圧が印加される。
【００２７】スイッチング用薄膜トランジスタ（ＴＦ
Ｔ）１ｄは、Ｘ線感光膜１ａの種類に応じた極性を有す
る。すなわち、Ｘ線感光膜１ａにおいて正孔の移動度が
電子の移動度よりも高い場合には、スイッチング用薄膜
トランジスタ１ｄとしてｐ−チャネルＴＦＴを使用す
る。一方、Ｘ線感光膜１ａにおいて電子の移動度が正孔
の移動度よりも高い場合には、スイッチング用薄膜トラ
ンジスタ１ｄとしてｎ−チャネルＴＦＴを使用する。本
実施形態においては、正孔の移動度が電子の移動度より
も高いＸ線感光膜１ａを使用しているから、スイッチン
グ用薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１ｄはｐ−チャネルＴ
ＦＴである。
Ｔ）１ｄは、Ｘ線感光膜１ａの種類に応じた極性を有す
る。すなわち、Ｘ線感光膜１ａにおいて正孔の移動度が
電子の移動度よりも高い場合には、スイッチング用薄膜
トランジスタ１ｄとしてｐ−チャネルＴＦＴを使用す
る。一方、Ｘ線感光膜１ａにおいて電子の移動度が正孔
の移動度よりも高い場合には、スイッチング用薄膜トラ
ンジスタ１ｄとしてｎ−チャネルＴＦＴを使用する。本
実施形態においては、正孔の移動度が電子の移動度より
も高いＸ線感光膜１ａを使用しているから、スイッチン
グ用薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１ｄはｐ−チャネルＴ
ＦＴである。
【００２８】また、スイッチング用薄膜トランジスタ１
ｄは、多結晶ＳｉＴＦＴ（以下、「ｐ−ＳｉＴＦＴ」と
表記する。）である。このようにｐ−ＳｉＴＦＴを使用
するのは、例えば次の理由による。
ｄは、多結晶ＳｉＴＦＴ（以下、「ｐ−ＳｉＴＦＴ」と
表記する。）である。このようにｐ−ＳｉＴＦＴを使用
するのは、例えば次の理由による。
【００２９】すなわち、高精細、多画素のＸ線平面検出
器を駆動するためにはスイッチ速度の速いＴＦＴが必要
であるが、従来の非晶質ＳｉＴＦＴ（以下、「ａ−Ｓｉ
ＴＦＴ」と表記する。）では電子の移動度が小さいため
に駆動が十分にできない。このため、従来では、スイッ
チ速度の速いＴＦＴとして移動度の高いｐ−ＳｉのＴＦ
Ｔを用いている。ｐ−Ｓｉの電子の移動度と正孔の移動
度は、ａ−Ｓｉのそれよりもオーダーにして二つほど高
い。具体的には、ｐ−Ｓｉの電子の移動度は１００〜４
００であり、ｐ−Ｓｉの正孔の移動度は５０〜２００で
ある。
器を駆動するためにはスイッチ速度の速いＴＦＴが必要
であるが、従来の非晶質ＳｉＴＦＴ（以下、「ａ−Ｓｉ
ＴＦＴ」と表記する。）では電子の移動度が小さいため
に駆動が十分にできない。このため、従来では、スイッ
チ速度の速いＴＦＴとして移動度の高いｐ−ＳｉのＴＦ
Ｔを用いている。ｐ−Ｓｉの電子の移動度と正孔の移動
度は、ａ−Ｓｉのそれよりもオーダーにして二つほど高
い。具体的には、ｐ−Ｓｉの電子の移動度は１００〜４
００であり、ｐ−Ｓｉの正孔の移動度は５０〜２００で
ある。
【００３０】また、単結晶のＳｉを用いることも可能で
あるが、単結晶Ｓｉの基板のサイズは小さいためＸ線検
出器で必要とされる大面積のＴＦＴアレイを形成するこ
とは困難である。これに対してｐ−Ｓｉはガラス基板等
に形成できるため大面積のＴＦＴアレイが形成できる。
あるが、単結晶Ｓｉの基板のサイズは小さいためＸ線検
出器で必要とされる大面積のＴＦＴアレイを形成するこ
とは困難である。これに対してｐ−Ｓｉはガラス基板等
に形成できるため大面積のＴＦＴアレイが形成できる。
【００３１】しかしながら、発明者らは、ｎ−ｃｈのｐ
−ＳｉＴＦＴでは、図４に示すようにＸ線照射によりス
イッチ特性の立ち上がりが大きく劣化することを見出し
た。このスイッチ特性の立ち上がりの劣化は、ａ−Ｓｉ
ＴＦＴには見られず、ｐ−ＳｉＴＦＴに特に顕著な問題
である。従って、この劣化により、ｎ−ｃｈのｐ−Ｓｉ
ＴＦＴは、必ずしもＸ線平面検出器に好適ではないこと
を見出した。また、保護ダイオードとして作用させるた
めには、大きなドレイン電圧Ｖｄで駆動することが必要
であることが考えられる。
−ＳｉＴＦＴでは、図４に示すようにＸ線照射によりス
イッチ特性の立ち上がりが大きく劣化することを見出し
た。このスイッチ特性の立ち上がりの劣化は、ａ−Ｓｉ
ＴＦＴには見られず、ｐ−ＳｉＴＦＴに特に顕著な問題
である。従って、この劣化により、ｎ−ｃｈのｐ−Ｓｉ
ＴＦＴは、必ずしもＸ線平面検出器に好適ではないこと
を見出した。また、保護ダイオードとして作用させるた
めには、大きなドレイン電圧Ｖｄで駆動することが必要
であることが考えられる。
【００３２】そこで、発明者らは、鋭意研究の結果、ｐ
−ｃｈのｐ−ＳｉＴＦＴはドレイン電圧Ｖｄの耐性が大
きく、Ｘ線耐性も大きいため、スイッチング用薄膜トラ
ンジスタ１ｄに好適であることを見出した。このｐ−ｃ
ｈのｐ−ＳｉＴＦＴを使用したことによる顕著な効果
は、後で詳しく説明する。従来、ｐ−ＳｉＴＦＴは液晶
表示装置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）に使用されているが、ＬＣ
ＤではＸ線耐性は必要でないため移動度の高いｎ−ｃｈ
ｐ−ＳｉＴＦＴが従来は用いられていた。Ｘ線照射に
対してはｐ−ｃｈＴＦＴが優れていることを初めて見出
した。
−ｃｈのｐ−ＳｉＴＦＴはドレイン電圧Ｖｄの耐性が大
きく、Ｘ線耐性も大きいため、スイッチング用薄膜トラ
ンジスタ１ｄに好適であることを見出した。このｐ−ｃ
ｈのｐ−ＳｉＴＦＴを使用したことによる顕著な効果
は、後で詳しく説明する。従来、ｐ−ＳｉＴＦＴは液晶
表示装置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）に使用されているが、ＬＣ
ＤではＸ線耐性は必要でないため移動度の高いｎ−ｃｈ
ｐ−ＳｉＴＦＴが従来は用いられていた。Ｘ線照射に
対してはｐ−ｃｈＴＦＴが優れていることを初めて見出
した。
【００３３】このような構成によれば、上部電極２５に
正電圧を印加することで、正孔が画素電極１ｂに収集さ
れるようなバイアス電圧をＸ線感光膜１ａに印加するこ
とができる。このバイアス電圧により、Ｘ線感光膜１ａ
においてＸ線の入射量に応じて発生した正孔を、蓄積容
量１ｃに信号電荷として蓄積することができる。そし
て、走査線３を介して、ｐ−ｃｈのｐ−ＳｉＴＦＴであ
るスイッチング用ＴＦＴ１ｄをオンすることにより、蓄
積された信号電荷を高速且つ高いＳＮ比によって信号線
４に読み出すことができる。より具体的には、本Ｘ線平
面検出器は、次のように動作する。
正電圧を印加することで、正孔が画素電極１ｂに収集さ
れるようなバイアス電圧をＸ線感光膜１ａに印加するこ
とができる。このバイアス電圧により、Ｘ線感光膜１ａ
においてＸ線の入射量に応じて発生した正孔を、蓄積容
量１ｃに信号電荷として蓄積することができる。そし
て、走査線３を介して、ｐ−ｃｈのｐ−ＳｉＴＦＴであ
るスイッチング用ＴＦＴ１ｄをオンすることにより、蓄
積された信号電荷を高速且つ高いＳＮ比によって信号線
４に読み出すことができる。より具体的には、本Ｘ線平
面検出器は、次のように動作する。
【００３４】図５は、本実施形態に係るＸ線平面検出器
の動作について説明するための図である。図５におい
て、上部電極２５から１０ｋＶの正電圧を印加すること
により、Ｘ線感光膜１ａにバイアス電圧を印加する。そ
して、スイッチング用ＴＦＴ１ｄを図５のように駆動す
る。即ち、ゲートオフ時には例えば１０Ｖを印加してお
き、ゲートパルスとして例えば−２５Ｖを印加すること
によりスイッチング用ＴＦＴをオンする。なお、撮影を
行う場合には、ゲートパルス印加時においてＸ線照射は
停止される。また、連続透視を行う場合には、Ｘ線照射
中においてゲートパルスは適宜印加され、信号電荷の読
み出し操作が行われる。
の動作について説明するための図である。図５におい
て、上部電極２５から１０ｋＶの正電圧を印加すること
により、Ｘ線感光膜１ａにバイアス電圧を印加する。そ
して、スイッチング用ＴＦＴ１ｄを図５のように駆動す
る。即ち、ゲートオフ時には例えば１０Ｖを印加してお
き、ゲートパルスとして例えば−２５Ｖを印加すること
によりスイッチング用ＴＦＴをオンする。なお、撮影を
行う場合には、ゲートパルス印加時においてＸ線照射は
停止される。また、連続透視を行う場合には、Ｘ線照射
中においてゲートパルスは適宜印加され、信号電荷の読
み出し操作が行われる。
【００３５】このようにすることにより、非常に強いＸ
線が照射されて画素電位が非常に大きくなり、ゲートパ
ルスのオフ電圧とスイッチング用ＴＦＴのしきい値の和
以上の電圧になると、スイッチング用ＴＦＴがオン状態
になり、画素の電荷（蓄積容量の過剰電荷）は信号線に
流出する。
線が照射されて画素電位が非常に大きくなり、ゲートパ
ルスのオフ電圧とスイッチング用ＴＦＴのしきい値の和
以上の電圧になると、スイッチング用ＴＦＴがオン状態
になり、画素の電荷（蓄積容量の過剰電荷）は信号線に
流出する。
【００３６】また、画素電位はゲートパルスのオフ電圧
とスイッチング用ＴＦＴのしきい値の和以上にはならな
いため、高電圧によりスイッチング用ＴＦＴのゲート絶
縁膜が絶縁破壊されることはない。このため、スイッチ
ング用ＴＦＴを高電圧から保護することができる。図６
に、ｐチャネルＴＦＴの本来のＴＦＴ特性と共に、ゲー
トオフ時に１０Ｖを印加した場合のダイオード特性を示
す。なお、ダイオード特性においては、横軸はゲート電
位ではなく画素電極の電位である。
とスイッチング用ＴＦＴのしきい値の和以上にはならな
いため、高電圧によりスイッチング用ＴＦＴのゲート絶
縁膜が絶縁破壊されることはない。このため、スイッチ
ング用ＴＦＴを高電圧から保護することができる。図６
に、ｐチャネルＴＦＴの本来のＴＦＴ特性と共に、ゲー
トオフ時に１０Ｖを印加した場合のダイオード特性を示
す。なお、ダイオード特性においては、横軸はゲート電
位ではなく画素電極の電位である。
【００３７】すなわち、本実施形態に係るＸ線平面検出
器によれば、スイッチング用ＴＦＴ１ｄに保護回路の機
能を持たせることができるため、別途蓄積容量１ｃに過
度に電荷が蓄積されるのを防止するための保護回路を設
ける必要がなくなる。従って、従来のＸ線平面検出器の
様に、スイッチング用ＴＦＴ，Ｘ線感光膜，Ｃｓｔ，及
び保護用ＴＦＴ等を配置したＴＦＴアレイ基板におい
て、保護用ＴＦＴ用のバイアス線を実装したＴＡＢを外
付けするための配線を接続する必要がない。その結果、
画素サイズを微細化した場合であっても、十分狭いピッ
チで配線を接続することができる。さらに、別途保護回
路を必要としないから、微細化した画素内でも蓄積容量
の面積を十分に確保することができる。
器によれば、スイッチング用ＴＦＴ１ｄに保護回路の機
能を持たせることができるため、別途蓄積容量１ｃに過
度に電荷が蓄積されるのを防止するための保護回路を設
ける必要がなくなる。従って、従来のＸ線平面検出器の
様に、スイッチング用ＴＦＴ，Ｘ線感光膜，Ｃｓｔ，及
び保護用ＴＦＴ等を配置したＴＦＴアレイ基板におい
て、保護用ＴＦＴ用のバイアス線を実装したＴＡＢを外
付けするための配線を接続する必要がない。その結果、
画素サイズを微細化した場合であっても、十分狭いピッ
チで配線を接続することができる。さらに、別途保護回
路を必要としないから、微細化した画素内でも蓄積容量
の面積を十分に確保することができる。
【００３８】また、本実施形態に係るＸ線平面検出器
は、スイッチング用ＴＦＴ１ｄとして、ｐ−Ｓｉからな
るｐチャネルＴＦＴを用いている。当該構成により、以
下の効果を得ることが出来る。
は、スイッチング用ＴＦＴ１ｄとして、ｐ−Ｓｉからな
るｐチャネルＴＦＴを用いている。当該構成により、以
下の効果を得ることが出来る。
【００３９】第１に、電子の移動度に比較してホールの
移動度が高いＳｅをＸ線感光膜として使用するＸ線平面
検出器において、電荷として移動度の高いホールを検出
するから、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。すなわ
ち、Ｘ線感光膜としてのＳｅでは、仮に蓄積容量に蓄積
する電荷として移動度の低い電子を用いると、欠陥領域
で捕獲された低移動度の電子によって空間電荷が形成さ
れ易いために、クーロン力により電子が曲げられ隣接画
素に電子が到達することになる。このために蓄積した空
間電荷により焼き付きが発生するという可能性が生じ
る。これに対して本実施形態では、移動度の高く空間電
荷が形成されにくいホールを蓄積電荷に溜めるため、解
像度の劣化は殆ど無く、焼き付きも殆ど見られない。
移動度が高いＳｅをＸ線感光膜として使用するＸ線平面
検出器において、電荷として移動度の高いホールを検出
するから、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。すなわ
ち、Ｘ線感光膜としてのＳｅでは、仮に蓄積容量に蓄積
する電荷として移動度の低い電子を用いると、欠陥領域
で捕獲された低移動度の電子によって空間電荷が形成さ
れ易いために、クーロン力により電子が曲げられ隣接画
素に電子が到達することになる。このために蓄積した空
間電荷により焼き付きが発生するという可能性が生じ
る。これに対して本実施形態では、移動度の高く空間電
荷が形成されにくいホールを蓄積電荷に溜めるため、解
像度の劣化は殆ど無く、焼き付きも殆ど見られない。
【００４０】第２に、スイッチング用ＴＦＴ１ｄのドレ
イン電圧による破壊に対する耐圧を十分に高くすること
ができる。発明者らの実験によれば、本実施形態で説明
した手法により製造されたｐチャネルＴＦＴは、Ｌ長が
２μｍでも２５Ｖ程度のＶｄまで動作可能である。これ
に対し、従来のＸ線平面検出器が有するｎチャネルＴＦ
Ｔでは、ドレイン耐圧は約１／２の１５Ｖである。この
ドレイン電圧によるＴＦＴ特性劣化は、ドレイン電界に
より加速された高エネルギのキャリアがゲート絶縁膜に
飛び込み欠陥を生成して劣化させることに起因する。
イン電圧による破壊に対する耐圧を十分に高くすること
ができる。発明者らの実験によれば、本実施形態で説明
した手法により製造されたｐチャネルＴＦＴは、Ｌ長が
２μｍでも２５Ｖ程度のＶｄまで動作可能である。これ
に対し、従来のＸ線平面検出器が有するｎチャネルＴＦ
Ｔでは、ドレイン耐圧は約１／２の１５Ｖである。この
ドレイン電圧によるＴＦＴ特性劣化は、ドレイン電界に
より加速された高エネルギのキャリアがゲート絶縁膜に
飛び込み欠陥を生成して劣化させることに起因する。
【００４１】本実施形態に係るＸ線平面検出器は、ｐ−
ｃｈのｐ−ＳｉＴＦＴをスイッチング用ＴＦＴ１ｄに用
いている。従って、正孔は電子より移動度が低くドレイ
ンでのエネルギが小さいため、ドレイン電圧によるＴＦ
Ｔ特性劣化を小さくすることができる。また、このＴＦ
Ｔ特性劣化の原因となる欠陥電荷は、プラス電荷を有す
る。従って、スイッチング用ＴＦＴ１ｄのキャリアとし
ての正孔は、この欠陥の存在するゲート絶縁膜との界面
から少し離れて走行することになり、当該欠陥電荷から
の影響を小さいくすることができる。
ｃｈのｐ−ＳｉＴＦＴをスイッチング用ＴＦＴ１ｄに用
いている。従って、正孔は電子より移動度が低くドレイ
ンでのエネルギが小さいため、ドレイン電圧によるＴＦ
Ｔ特性劣化を小さくすることができる。また、このＴＦ
Ｔ特性劣化の原因となる欠陥電荷は、プラス電荷を有す
る。従って、スイッチング用ＴＦＴ１ｄのキャリアとし
ての正孔は、この欠陥の存在するゲート絶縁膜との界面
から少し離れて走行することになり、当該欠陥電荷から
の影響を小さいくすることができる。
【００４２】第３に、本実施形態に係るＸ線平面検出器
は、スイッチング用ＴＦＴ１ｄとしてｐチャネルＴＦＴ
を使用しているから、高いＸ線耐性を有している。すな
わち、一般に、Ｘ線平面検出器に用いられるスイッチン
グ用ＴＦＴは、Ｘ線の照射により欠陥が生成され、その
特性が劣化する。この特性の劣化により、従来のＸ線平
面検出器は、正常に動作しない場合がある。しかしなが
ら、我々は後述のように、この劣化がｎ−ｃｈ ｐ−Ｓ
ｉＴＦＴでは平面検出器として動作が困難な程度に大き
いが、ｐ−ｃｈ ｐ−ＳｉＴＦＴではＸ線照射によるＴ
ＦＴのＶｔｈやＳ−ファクタの劣化がｐ−ｃｈ ｐ−Ｓ
ｉＴＦＴより小さいため使用可能なことを見出した。こ
のことは、単結晶ＳｉのＭＯＳトランジスタの結果、例
えばＬ．Ｋ．Ｗａｎｇ著「Ｘ−ｒａｙ Ｌｉｔｈｏｇｒ
ａｐｈｙ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ Ｄａ
ｍａｇｅ ｉｎ ＣＭＯＳ ａｎｄ Ｂｉｐｏｌａｒ
Ｄｅｖｉｃｅｓ」（Ｊｏｒｎａｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒ
ｏｎｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｖｏｌ．２１， Ｎ
ｏ．７，１９９２）中テーブル１からわかるように、Ｘ
線照射による劣化、即ちＶｔｈの変動とスイッチ領域で
の特性の傾きＳ−ファクタの変動が、ｐチャネルＳｉＭ
ＯＳトランジスタの方がｎ−ｃｈＳｉＭＯＳトランジス
タよりも小さいことと同様な効果と考えられるが、多結
晶Ｓｉの方が顕著である。
は、スイッチング用ＴＦＴ１ｄとしてｐチャネルＴＦＴ
を使用しているから、高いＸ線耐性を有している。すな
わち、一般に、Ｘ線平面検出器に用いられるスイッチン
グ用ＴＦＴは、Ｘ線の照射により欠陥が生成され、その
特性が劣化する。この特性の劣化により、従来のＸ線平
面検出器は、正常に動作しない場合がある。しかしなが
ら、我々は後述のように、この劣化がｎ−ｃｈ ｐ−Ｓ
ｉＴＦＴでは平面検出器として動作が困難な程度に大き
いが、ｐ−ｃｈ ｐ−ＳｉＴＦＴではＸ線照射によるＴ
ＦＴのＶｔｈやＳ−ファクタの劣化がｐ−ｃｈ ｐ−Ｓ
ｉＴＦＴより小さいため使用可能なことを見出した。こ
のことは、単結晶ＳｉのＭＯＳトランジスタの結果、例
えばＬ．Ｋ．Ｗａｎｇ著「Ｘ−ｒａｙ Ｌｉｔｈｏｇｒ
ａｐｈｙ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ Ｄａ
ｍａｇｅ ｉｎ ＣＭＯＳ ａｎｄ Ｂｉｐｏｌａｒ
Ｄｅｖｉｃｅｓ」（Ｊｏｒｎａｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒ
ｏｎｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｖｏｌ．２１， Ｎ
ｏ．７，１９９２）中テーブル１からわかるように、Ｘ
線照射による劣化、即ちＶｔｈの変動とスイッチ領域で
の特性の傾きＳ−ファクタの変動が、ｐチャネルＳｉＭ
ＯＳトランジスタの方がｎ−ｃｈＳｉＭＯＳトランジス
タよりも小さいことと同様な効果と考えられるが、多結
晶Ｓｉの方が顕著である。
【００４３】第４に、オフリーク電流を小さくすること
ができ、低いＸ線量で生成された微少な電荷を高いＳ／
Ｎ比で検出することができる。図７は、本実施形態のよ
うにして作製したｐ−ＳｉからなるｐチャネルＴＦＴ１
ｄのオフリーク電流を示した図である。なお、同図に示
すように、スイッチング用ＴＦＴ１ｄがＬＤＤ構造をも
つ場合には、オフリーク電流をより小さくすることがで
きる。この内容については、第２の実施形態において詳
しく説明する。
ができ、低いＸ線量で生成された微少な電荷を高いＳ／
Ｎ比で検出することができる。図７は、本実施形態のよ
うにして作製したｐ−ＳｉからなるｐチャネルＴＦＴ１
ｄのオフリーク電流を示した図である。なお、同図に示
すように、スイッチング用ＴＦＴ１ｄがＬＤＤ構造をも
つ場合には、オフリーク電流をより小さくすることがで
きる。この内容については、第２の実施形態において詳
しく説明する。
【００４４】図８は、本実施形態におけるｐチャネルＴ
ＦＴのＸ線照射前後の特性を示した図である。図中の◇
印が照射前、□印が照射後の特性を示している。Ｘ線照
射前に対してＸ線照射後では、ＴＦＴのしきい値Ｖｔｈ
が変化しサブスレッショールドの傾きが緩やかになる。
このX線照射による劣化はｐ−ｃｈのｐ−ＳｉＴＦＴの
方がｎ−ｃｈのｐ−ＳｉＴＦＴよりも小さい。従って、
電流駆動能力を保つためには、より大きなＶｄが必要で
ある。Ｖｄ電圧の上昇によりＴＦＴ特性は劣化するが、
上述の如くＶｄ耐圧及びＸ線耐性がｎチャネルＴＦＴよ
りもｐチャネルＴＦＴの方が大きいために、より大きな
Ｖｄ電圧でも駆動できることになる。これにより、蓄積
容量に蓄積できる信号電荷を大きくできるため、より強
いＸ線に対しても飽和せずに信号を高いＳ／Ｎ比で検出
できる。
ＦＴのＸ線照射前後の特性を示した図である。図中の◇
印が照射前、□印が照射後の特性を示している。Ｘ線照
射前に対してＸ線照射後では、ＴＦＴのしきい値Ｖｔｈ
が変化しサブスレッショールドの傾きが緩やかになる。
このX線照射による劣化はｐ−ｃｈのｐ−ＳｉＴＦＴの
方がｎ−ｃｈのｐ−ＳｉＴＦＴよりも小さい。従って、
電流駆動能力を保つためには、より大きなＶｄが必要で
ある。Ｖｄ電圧の上昇によりＴＦＴ特性は劣化するが、
上述の如くＶｄ耐圧及びＸ線耐性がｎチャネルＴＦＴよ
りもｐチャネルＴＦＴの方が大きいために、より大きな
Ｖｄ電圧でも駆動できることになる。これにより、蓄積
容量に蓄積できる信号電荷を大きくできるため、より強
いＸ線に対しても飽和せずに信号を高いＳ／Ｎ比で検出
できる。
【００４５】（第２の実施形態）図９は、本発明の第２
の実施形態に係わるＸ線平面検出器の１画素構成を示す
平面図である。また、図１０は、本Ｘ線平面検出器の１
画素構成を示す断面図（図９の６Ｂ−６Ｂに沿った断
面）である。なお、図２と同一部分には同一符号を付し
て、その詳しい説明は省略する。
の実施形態に係わるＸ線平面検出器の１画素構成を示す
平面図である。また、図１０は、本Ｘ線平面検出器の１
画素構成を示す断面図（図９の６Ｂ−６Ｂに沿った断
面）である。なお、図２と同一部分には同一符号を付し
て、その詳しい説明は省略する。
【００４６】第２の実施形態が第１の実施形態と異なる
点は、スイッチング用ＴＦＴをＬＤＤ（Lightly Doped
Drain）構造にしたことにある。本Ｘ線平面検出器の製
造工程において、ガラス基板１０上にアンダーコート絶
縁膜１１、ｐ−Ｓｉ膜１２、ゲートＳｉＯ2 膜１３、ゲ
ート電極１４を形成するまでは、先の第１の実施形態と
同様である。
点は、スイッチング用ＴＦＴをＬＤＤ（Lightly Doped
Drain）構造にしたことにある。本Ｘ線平面検出器の製
造工程において、ガラス基板１０上にアンダーコート絶
縁膜１１、ｐ−Ｓｉ膜１２、ゲートＳｉＯ2 膜１３、ゲ
ート電極１４を形成するまでは、先の第１の実施形態と
同様である。
【００４７】次いで、ゲート電極又はレジストをマスク
としてイオン注入により、Ｂを１×１０11ｃｍ-2から５
×１０14ｃｍ-2、好ましくは３×１０12ｃｍ-2から５×
１０ 13ｃｍ-2、本実施形態では２×１０13ｃｍ-2ドープ
してＬＤＤのｐ- 領域３５−１，３５−２を形成する。
これはほぼ１×１０17ｃｍ-3から１×１０20ｃｍ-3の不
純物濃度に相当する。ＬＤＤ長は０．５〜５μｍ、好ま
しくは１μｍから４μｍを選択する。本実施形態では２
μｍのＬＤＤ長とした。また、Ｗ／Ｌ＝１０／５μｍと
した。
としてイオン注入により、Ｂを１×１０11ｃｍ-2から５
×１０14ｃｍ-2、好ましくは３×１０12ｃｍ-2から５×
１０ 13ｃｍ-2、本実施形態では２×１０13ｃｍ-2ドープ
してＬＤＤのｐ- 領域３５−１，３５−２を形成する。
これはほぼ１×１０17ｃｍ-3から１×１０20ｃｍ-3の不
純物濃度に相当する。ＬＤＤ長は０．５〜５μｍ、好ま
しくは１μｍから４μｍを選択する。本実施形態では２
μｍのＬＤＤ長とした。また、Ｗ／Ｌ＝１０／５μｍと
した。
【００４８】次いで、レジストをマスクにしてイオン注
入により、Ｂを１×１０14〜５×１０16ｃｍ-2、好まし
くは１×１０15ｃｍ-2〜１×１０16ｃｍ-2、本実施形態
では３×１０15ｃｍ-2の高濃度ドープしてソース・ドレ
イン電極のｐ+ 領域１５−１，１５−２を形成する。
入により、Ｂを１×１０14〜５×１０16ｃｍ-2、好まし
くは１×１０15ｃｍ-2〜１×１０16ｃｍ-2、本実施形態
では３×１０15ｃｍ-2の高濃度ドープしてソース・ドレ
イン電極のｐ+ 領域１５−１，１５−２を形成する。
【００４９】これ以降は第１の実施形態と同様に、層間
絶縁膜のＳｉＯ2 膜１６を形成した後、ソース・ドレイ
ンコンタクト部に穴を開け、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏにより信
号線１７−１とＣｓ線１７−２を形成する。さらに、パ
シベーション用のＳｉＮｘ膜、アクリル系樹脂からなる
保護膜１８を形成した後、コンタクト部を形成し、ＩＴ
Ｏからなる画素電極１９を形成する。そして、Ｘ線感光
膜１ａを形成し、最上部に電極２５を形成する。
絶縁膜のＳｉＯ2 膜１６を形成した後、ソース・ドレイ
ンコンタクト部に穴を開け、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏにより信
号線１７−１とＣｓ線１７−２を形成する。さらに、パ
シベーション用のＳｉＮｘ膜、アクリル系樹脂からなる
保護膜１８を形成した後、コンタクト部を形成し、ＩＴ
Ｏからなる画素電極１９を形成する。そして、Ｘ線感光
膜１ａを形成し、最上部に電極２５を形成する。
【００５０】このようにして作製したｐ−Ｓｉからなる
ｐチャネルＴＦＴのオフリーク電流を、前記図７にＬＤ
Ｄ無しの場合と比較して示す。ＬＤＤが無い場合に比べ
て、ＬＤＤを形成することによりオフ電流を低下させる
ことができる。Ｘ線検出器の画素駆動用のＴＦＴのオフ
電流は１×１０-12 Ａ以下であることが必要であるが、
ＬＤＤを形成することにより、オフ電流を３×１０-14
Ａ以下と十分に小さくすることができる。液晶用ＴＦＴ
ではＸ線検出器より大きな信号を取り扱うためにオフ電
流は１ｘ１０−１０Ａ程度で使用可能であるため、ｐ−
ｃｈ ｐ−ＳｉＴＦＴのＬＤＤ構造は用いられておら
ず、Ｘ線平面検出器で特に有効な構造である。
ｐチャネルＴＦＴのオフリーク電流を、前記図７にＬＤ
Ｄ無しの場合と比較して示す。ＬＤＤが無い場合に比べ
て、ＬＤＤを形成することによりオフ電流を低下させる
ことができる。Ｘ線検出器の画素駆動用のＴＦＴのオフ
電流は１×１０-12 Ａ以下であることが必要であるが、
ＬＤＤを形成することにより、オフ電流を３×１０-14
Ａ以下と十分に小さくすることができる。液晶用ＴＦＴ
ではＸ線検出器より大きな信号を取り扱うためにオフ電
流は１ｘ１０−１０Ａ程度で使用可能であるため、ｐ−
ｃｈ ｐ−ＳｉＴＦＴのＬＤＤ構造は用いられておら
ず、Ｘ線平面検出器で特に有効な構造である。
【００５１】Ｘ線感光膜としてＳｅを用いる場合には、
Ｓｅは特に高抵抗で非常に小さなリーク電流のフォトダ
イオードとして作用する。このため、スイッチ用ＴＦＴ
のオフ時のリーク電流を小さくすることにより微弱Ｘ線
による微弱な信号も取り扱うことができ、高感度のＸ線
検出器を実現することができる。なお、発明者らの研究
によれば、ｐ−ＳｉＴＦＴの中でＬＤＤ付きのｐ−ｃｈ
のｐ−ＳｉＴＦＴが最もオフ時の電流を下げられること
が分かった。このため、非常に小さな暗電流特性を有す
るＳｅをＸ線感光膜とし、ｐ−ｃｈのｐ−ＳｉＴＦＴを
スイッチング素子として使用すれば、従来に比して、よ
り高感度なＸ線平面検出器を実現することができる。
Ｓｅは特に高抵抗で非常に小さなリーク電流のフォトダ
イオードとして作用する。このため、スイッチ用ＴＦＴ
のオフ時のリーク電流を小さくすることにより微弱Ｘ線
による微弱な信号も取り扱うことができ、高感度のＸ線
検出器を実現することができる。なお、発明者らの研究
によれば、ｐ−ＳｉＴＦＴの中でＬＤＤ付きのｐ−ｃｈ
のｐ−ＳｉＴＦＴが最もオフ時の電流を下げられること
が分かった。このため、非常に小さな暗電流特性を有す
るＳｅをＸ線感光膜とし、ｐ−ｃｈのｐ−ＳｉＴＦＴを
スイッチング素子として使用すれば、従来に比して、よ
り高感度なＸ線平面検出器を実現することができる。
【００５２】また、ｐチャネルＴＦＴは、ｎチャネルＴ
ＦＴに比べドレイン電圧の耐性が高いため、より大きい
Ｘ線信号を取り扱うことができ、これによりダイナミッ
クレンジが拡大できる。
ＦＴに比べドレイン電圧の耐性が高いため、より大きい
Ｘ線信号を取り扱うことができ、これによりダイナミッ
クレンジが拡大できる。
【００５３】さらに、本Ｘ線平面検出器のＸ線照射前後
のＴＦＴ特性は、第１の実施形態で説明した図８の場合
と同様に、Ｘ線照射後ではＶｔｈが変化しサブスレッシ
ョールドの傾きが緩やかになる。しかし、ｐチャネルＴ
ＦＴを用いたことにより、より大きなＶｄ電圧でも駆動
でき、蓄積容量に蓄積できる信号電荷を大きくできる。
従って、より強いＸ線に対しても飽和せずに信号を検出
でき、ダイナミックレンジを拡大することができる。ま
たサブスレッショールドのＸ線照射による劣化が少ない
ため信号処理できる信号電荷の量を大きくできる。
のＴＦＴ特性は、第１の実施形態で説明した図８の場合
と同様に、Ｘ線照射後ではＶｔｈが変化しサブスレッシ
ョールドの傾きが緩やかになる。しかし、ｐチャネルＴ
ＦＴを用いたことにより、より大きなＶｄ電圧でも駆動
でき、蓄積容量に蓄積できる信号電荷を大きくできる。
従って、より強いＸ線に対しても飽和せずに信号を検出
でき、ダイナミックレンジを拡大することができる。ま
たサブスレッショールドのＸ線照射による劣化が少ない
ため信号処理できる信号電荷の量を大きくできる。
【００５４】（第３の実施形態）図１１は、本発明の第
３の実施形態に係わるＸ線平面検出器におけるドライバ
回路を示す回路構成図である。また。図１２は、同ドラ
イバ回路の断面図である。なお、図１２において、図３
と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省
略する。
３の実施形態に係わるＸ線平面検出器におけるドライバ
回路を示す回路構成図である。また。図１２は、同ドラ
イバ回路の断面図である。なお、図１２において、図３
と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省
略する。
【００５５】第３の実施形態は、スイッチング用ＴＦＴ
を駆動するために周辺回路に設けるドライバ回路であ
り、このドライバ回路をｐチャネルＴＦＴとｎチャネル
ＴＦＴを用いて構成している。各々のＴＦＴの製造は、
撮像領域におけるＴＦＴの製造と同時に行われる。
を駆動するために周辺回路に設けるドライバ回路であ
り、このドライバ回路をｐチャネルＴＦＴとｎチャネル
ＴＦＴを用いて構成している。各々のＴＦＴの製造は、
撮像領域におけるＴＦＴの製造と同時に行われる。
【００５６】撮像領域と同様に、ガラス基板１０上にア
ンダーコート絶縁膜１１としてのＳｉＮｘ（５０ｎｍ）
／ＳｉＯ2 （１００ｎｍ）を形成し、その上にａ−Ｓｉ
膜を５０ｎｍの膜厚で形成する。続いて、ＥＬＡでａ−
Ｓｉ膜を多結晶化して５０ｎｍのｐ−Ｓｉ膜を形成す
る。次いで、ｐ−Ｓｉ膜１２をエッチングして、前記し
たトランジスタ領域の島１２−１及びキャパシタ領域の
島１２−２と共に、周辺回路の島１２−３，１２−４を
形成する。次いで、ＰＣＶＤ又は熱ＣＶＤによりゲート
ＳｉＯ2 膜１３を１５０ｎｍ成膜する。
ンダーコート絶縁膜１１としてのＳｉＮｘ（５０ｎｍ）
／ＳｉＯ2 （１００ｎｍ）を形成し、その上にａ−Ｓｉ
膜を５０ｎｍの膜厚で形成する。続いて、ＥＬＡでａ−
Ｓｉ膜を多結晶化して５０ｎｍのｐ−Ｓｉ膜を形成す
る。次いで、ｐ−Ｓｉ膜１２をエッチングして、前記し
たトランジスタ領域の島１２−１及びキャパシタ領域の
島１２−２と共に、周辺回路の島１２−３，１２−４を
形成する。次いで、ＰＣＶＤ又は熱ＣＶＤによりゲート
ＳｉＯ2 膜１３を１５０ｎｍ成膜する。
【００５７】次いで、ＭｏＷのゲート１４を３００ｎｍ
の厚さに形成する。ここでは、撮像領域におけるトラン
ジスタ領域のゲート電極１４−１及びキャパシタ領域の
ゲート電極１４−２と共に、周辺回路におけるＣＭＯＳ
トランジスタのゲート電極１４−３，１４−４を形成す
る。
の厚さに形成する。ここでは、撮像領域におけるトラン
ジスタ領域のゲート電極１４−１及びキャパシタ領域の
ゲート電極１４−２と共に、周辺回路におけるＣＭＯＳ
トランジスタのゲート電極１４−３，１４−４を形成す
る。
【００５８】次いで、撮像領域と同様に、ゲート電極又
はレジストをマスクとしてＢを２×１０13ｃｍ-2ドープ
してＬＤＤのｐ- 領域３５−４，３５−５を形成する。
これは、ほぼ１×１０17ｃｍ-3から１×１０20ｃｍ-3の
不純物濃度に相当する。ここでは、ＬＤＤ長は、例えば
２μｍとし、また、Ｗ／Ｌ＝１０／５μｍとしている。
次いで、レジストをマスクにしてＢを３×１０15ｃｍ-2
の高濃度ドープしてソース・ドレイン電極のｐ+ 領域１
５−４，１５−５を形成する。
はレジストをマスクとしてＢを２×１０13ｃｍ-2ドープ
してＬＤＤのｐ- 領域３５−４，３５−５を形成する。
これは、ほぼ１×１０17ｃｍ-3から１×１０20ｃｍ-3の
不純物濃度に相当する。ここでは、ＬＤＤ長は、例えば
２μｍとし、また、Ｗ／Ｌ＝１０／５μｍとしている。
次いで、レジストをマスクにしてＢを３×１０15ｃｍ-2
の高濃度ドープしてソース・ドレイン電極のｐ+ 領域１
５−４，１５−５を形成する。
【００５９】次いで、撮像領域とは別に、ゲート電極又
はレジストをマスクとしてイオン注入により、Ｐを１×
１０11ｃｍ-2から５×１０14ｃｍ-2、好ましくは３×１
０12ｃｍ-2から５×１０14ｃｍ-2、本実施形態では２×
１０13ｃｍ-2ドープしてＬＤＤのｎ- 領域５５−４，５
５−５を形成する。これは、ほぼ３×１０16ｃｍ-3から
２×１０21ｃｍ-3の不純物濃度に相当する。ＬＤＤ長は
０．５〜５μｍ、好ましくは１μｍから４μｍを選択す
る。本実施形態では、例えば２μｍのＬＤＤ長とし、Ｗ
／Ｌ＝１０／５μｍとする。次いで、レジストをマスク
にしてＰを１が１０14ｃｍ-2〜５×１０16ｃｍ-2、好ま
しくは３×１０14ｃｍ-3〜５×１０15ｃｍ-2、本実施形
態では２×１０15ｃｍ-2の高濃度ドープしてソース・ド
レイン電極のｎ+ 領域４５−４，４５−５を形成する。
はレジストをマスクとしてイオン注入により、Ｐを１×
１０11ｃｍ-2から５×１０14ｃｍ-2、好ましくは３×１
０12ｃｍ-2から５×１０14ｃｍ-2、本実施形態では２×
１０13ｃｍ-2ドープしてＬＤＤのｎ- 領域５５−４，５
５−５を形成する。これは、ほぼ３×１０16ｃｍ-3から
２×１０21ｃｍ-3の不純物濃度に相当する。ＬＤＤ長は
０．５〜５μｍ、好ましくは１μｍから４μｍを選択す
る。本実施形態では、例えば２μｍのＬＤＤ長とし、Ｗ
／Ｌ＝１０／５μｍとする。次いで、レジストをマスク
にしてＰを１が１０14ｃｍ-2〜５×１０16ｃｍ-2、好ま
しくは３×１０14ｃｍ-3〜５×１０15ｃｍ-2、本実施形
態では２×１０15ｃｍ-2の高濃度ドープしてソース・ド
レイン電極のｎ+ 領域４５−４，４５−５を形成する。
【００６０】次いで、撮像領域と同様に、層間絶縁膜の
ＳｉＯ2 膜１６をＰＣＶＤで５００ｎｍ形成する。次い
で、ソース・ドレインコンタクト部に穴を開け、Ｍｏ／
Ａｌ／Ｍｏにより前記した信号線１７−１とＣｓ線１７
−２を形成すると共に、ゲート電極１４−４，１４−５
に接続される配線５４−１，５４−２を形成する。その
後、パシベーション用のＳｉＮｘ膜をＰＣＶＤにより形
成し、さらにアクリル系感光樹脂を２〜５μｍ好ましく
は３μｍコートして保護膜１８を形成する。保護膜１８
は感光樹脂であるために、露光及び現像のみによりコン
タクトホールが形成できる。
ＳｉＯ2 膜１６をＰＣＶＤで５００ｎｍ形成する。次い
で、ソース・ドレインコンタクト部に穴を開け、Ｍｏ／
Ａｌ／Ｍｏにより前記した信号線１７−１とＣｓ線１７
−２を形成すると共に、ゲート電極１４−４，１４−５
に接続される配線５４−１，５４−２を形成する。その
後、パシベーション用のＳｉＮｘ膜をＰＣＶＤにより形
成し、さらにアクリル系感光樹脂を２〜５μｍ好ましく
は３μｍコートして保護膜１８を形成する。保護膜１８
は感光樹脂であるために、露光及び現像のみによりコン
タクトホールが形成できる。
【００６１】このようなプロセスにより、画素回路はｐ
チャネルＴＦＴで、周辺の駆動回路はｐチャネルＴＦＴ
とｎチャネルＴＦＴのＣＭＯＳで作製する。
チャネルＴＦＴで、周辺の駆動回路はｐチャネルＴＦＴ
とｎチャネルＴＦＴのＣＭＯＳで作製する。
【００６２】本実施形態に係るＸ線平面検出器によれ
ば、周辺回路の回路特性を改善し、消費電力を低減する
ことができる。また、本実施形態により作製したｐ−Ｓ
ｉからなるＴＦＴのＣＭＯＳ構造の駆動回路を用いるこ
とにより、短いアドレス時間であっても信号電荷を十分
に読み出すことができるため、微細なピッチの画素を駆
動することができる。本構成は、例えば画素サイズが６
０μｍ□の***検査用のＸ線平面検出器に適用すること
ができる。なお、従来の技術では、６０μｍピッチの実
装ができなかったため、このような微細な画素のＸ線平
面検出器の製造が困難である。
ば、周辺回路の回路特性を改善し、消費電力を低減する
ことができる。また、本実施形態により作製したｐ−Ｓ
ｉからなるＴＦＴのＣＭＯＳ構造の駆動回路を用いるこ
とにより、短いアドレス時間であっても信号電荷を十分
に読み出すことができるため、微細なピッチの画素を駆
動することができる。本構成は、例えば画素サイズが６
０μｍ□の***検査用のＸ線平面検出器に適用すること
ができる。なお、従来の技術では、６０μｍピッチの実
装ができなかったため、このような微細な画素のＸ線平
面検出器の製造が困難である。
【００６３】なお、本発明は上述した各実施形態に限定
されるものではない。高感度Ｘ線感光膜としては、既述
のＳｅ等に限らず、ＰｂＴｅ，ＨｇＴｅ，ＺｎＳ等の多
結晶又は単結晶の高効率のＸ線感光材料及びこれらの混
晶であれば何でもよい。高感度Ｘ線感光膜の膜厚はＸ線
を十分に吸収できる膜厚とすればよい。また、高抵抗半
導体膜の膜厚は、光キャリア（電子又は正孔）がアドレ
ス時間の１／１０程度の時間に高抵抗膜を走行できるよ
うに選べばよい。
されるものではない。高感度Ｘ線感光膜としては、既述
のＳｅ等に限らず、ＰｂＴｅ，ＨｇＴｅ，ＺｎＳ等の多
結晶又は単結晶の高効率のＸ線感光材料及びこれらの混
晶であれば何でもよい。高感度Ｘ線感光膜の膜厚はＸ線
を十分に吸収できる膜厚とすればよい。また、高抵抗半
導体膜の膜厚は、光キャリア（電子又は正孔）がアドレ
ス時間の１／１０程度の時間に高抵抗膜を走行できるよ
うに選べばよい。
【００６４】基板としては、ガラス基板に限るものでは
なく、ＴＦＴが形成されるものならは何でもよい。実施
形態で用いたＸ線感光膜は低温で塗布形成可能であるた
め、基板として耐熱性の低いプラスチック等を用いても
よい。この場合、Ｘ線平面検出器全体に可塑性を持たせ
ることが可能となる。また、ＴＦＴの構造としては、ゲ
ート上置きでもゲート下置きでもよい。
なく、ＴＦＴが形成されるものならは何でもよい。実施
形態で用いたＸ線感光膜は低温で塗布形成可能であるた
め、基板として耐熱性の低いプラスチック等を用いても
よい。この場合、Ｘ線平面検出器全体に可塑性を持たせ
ることが可能となる。また、ＴＦＴの構造としては、ゲ
ート上置きでもゲート下置きでもよい。
【００６５】また、保護膜としては、無機のＳｉＮx や
ＳｉＯ2 、更には有機のポリイミド類（ε＝約３．３、
耐圧約３００Ｖ／ｍｍ）や、ベンゾシクロブテン（ε＝
約２．７、耐圧約４００Ｖ／ｍｍ）、ＪＳＲ（株）製ア
クリル系感光樹脂ＨＲＣ（ε＝約３．２）、黒レジスト
等を用いればよく、これらを必要に応じて積層してもよ
い。保護膜としては、弗素系樹脂も比誘電率が小さい
（ε＝約２．１）ために有効である。また、保護膜は感
光性でなくてもよいが、感光性の材料の方がパターニン
グが容易であるために有効である。
ＳｉＯ2 、更には有機のポリイミド類（ε＝約３．３、
耐圧約３００Ｖ／ｍｍ）や、ベンゾシクロブテン（ε＝
約２．７、耐圧約４００Ｖ／ｍｍ）、ＪＳＲ（株）製ア
クリル系感光樹脂ＨＲＣ（ε＝約３．２）、黒レジスト
等を用いればよく、これらを必要に応じて積層してもよ
い。保護膜としては、弗素系樹脂も比誘電率が小さい
（ε＝約２．１）ために有効である。また、保護膜は感
光性でなくてもよいが、感光性の材料の方がパターニン
グが容易であるために有効である。
【００６６】以上、本発明を実施形態に基づき説明した
が、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各
種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら
変形例及び修正例についても本発明の範囲に属するもの
と了解される。例えば、上記実施形態では、入射したＸ
線を光電変換膜によって電子正孔対に変換する直接変換
方式のＸ線平面検出器を例に説明した。しかしながら、
本発明の技術的思想は、入射したＸ線を蛍光体によって
一旦光に変換し、当該光は光電変換膜によって電子正孔
対に変換する間接変換方式のＸ線平面検出器ついても、
適用可能である。
が、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各
種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら
変形例及び修正例についても本発明の範囲に属するもの
と了解される。例えば、上記実施形態では、入射したＸ
線を光電変換膜によって電子正孔対に変換する直接変換
方式のＸ線平面検出器を例に説明した。しかしながら、
本発明の技術的思想は、入射したＸ線を蛍光体によって
一旦光に変換し、当該光は光電変換膜によって電子正孔
対に変換する間接変換方式のＸ線平面検出器ついても、
適用可能である。
【００６７】また、各実施形態は可能な限り適宜組み合
わせて実施してもよく、その場合組合わせた効果が得ら
れる。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含
まれており、開示される複数の構成要件における適宜な
組合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実
施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削
除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた
課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果
の少なくとも１つが得られる場合には、この構成要件が
削除された構成が発明として抽出され得る。
わせて実施してもよく、その場合組合わせた効果が得ら
れる。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含
まれており、開示される複数の構成要件における適宜な
組合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実
施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削
除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた
課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果
の少なくとも１つが得られる場合には、この構成要件が
削除された構成が発明として抽出され得る。
【００６８】
【発明の効果】以上本発明によれば、高電圧に対する保
護作用のために画素回路が複雑化するのを防止し、画素
を微細化しても良好な画像を取得できるＸ線平面検出器
を実現できる。
護作用のために画素回路が複雑化するのを防止し、画素
を微細化しても良好な画像を取得できるＸ線平面検出器
を実現できる。
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係わるＸ線
平面検出器の基本構成を示す回路図である。
平面検出器の基本構成を示す回路図である。
【図２】図２は、画素１の構成を示す平面図である。
【図３】図３は、画素１の構成を示す断面（図２のの３
Ｂ−３Ｂに沿った断面）図である。
Ｂ−３Ｂに沿った断面）図である。
【図４】図４は、従来のＸ線平面検出器に使用されるｎ
−ｃｈのｐ−ＳｉＴＦＴの、Ｘ線照射前後のスイッチ特
性の立ち上がり変化を示した図である。
−ｃｈのｐ−ＳｉＴＦＴの、Ｘ線照射前後のスイッチ特
性の立ち上がり変化を示した図である。
【図５】図５は、第１の実施形態に係るＸ線平面検出器
の動作について説明するための図である。
の動作について説明するための図である。
【図６】図６は、ｐチャネルｐ−ＳｉＴＦＴの本来のＴ
ＦＴ特性と、ゲートオフ時に１０Ｖを印加した場合の従
来のダイオードの特性を示した図である。
ＦＴ特性と、ゲートオフ時に１０Ｖを印加した場合の従
来のダイオードの特性を示した図である。
【図７】図７は、第１の実施形態のようにして作製した
ｐ−ＳｉからなるｐチャネルＴＦＴ１ｄのオフリーク電
流を示した図である。
ｐ−ＳｉからなるｐチャネルＴＦＴ１ｄのオフリーク電
流を示した図である。
【図８】図８は、第１の実施形態におけるｐチャネルＴ
ＦＴのＸ線照射前後の特性を示した図である。
ＦＴのＸ線照射前後の特性を示した図である。
【図９】図９は、本発明の第２の実施形態に係わるＸ線
平面検出器の１画素構成を示す平面図である。
平面検出器の１画素構成を示す平面図である。
【図１０】図１０は、第２の実施形態に係わるＸ線平面
検出器の１画素構成を示す断面図（図９の６Ｂ−６Ｂに
沿った断面）である。
検出器の１画素構成を示す断面図（図９の６Ｂ−６Ｂに
沿った断面）である。
【図１１】図１１は、本発明の第３の実施形態に係わる
Ｘ線平面検出器におけるドライバ回路を示す回路構成図
である。
Ｘ線平面検出器におけるドライバ回路を示す回路構成図
である。
【図１２】図１２は、図１１に示したドライバ回路の断
面図である。
面図である。
【図１３】図１３は、従来のＸ線平面検出器の１画素の
回路構成を示している。
回路構成を示している。
１ａ…Ｘ線感光膜
１ｂ、１９…画素電極
１ｃ…蓄積容量
１ｄ…スイッチング用薄膜トランジスタ
２…撮像領域
３…走査線
４、１７−１…信号線
５…ゲートドライバ
１０…ガラス基板
１１…アンダーコート絶縁膜
１２…ｐ−Ｓｉ膜
１３…ゲートＳｉＯ2 膜
１４…ゲート電極
１５−２…ソース
１５−１…ドレイン
１５−３…ｐ+ 領域
１７…Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏ膜
１８…保護膜
─────────────────────────────────────────────────────
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 5/32 Ｈ０１Ｌ 27/14 Ｋ
(72)発明者 鈴木 公平
神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株
式会社東芝研究開発センター内
Ｆターム(参考） 2G088 EE01 FF02 GG21 JJ05 JJ09
JJ31 JJ33 JJ35 JJ37 KK32
LL12 LL18
4M118 AA08 AB01 BA05 CA05 CA32
CB05 CB08 CB14 EA05 FB09
FB13 FB16 GA10
5C024 AX11 CX37 CY47
5F088 AA03 AB01 BA20 BB03 BB07
CB05 CB06 CB08 CB12 DA01
DA20 EA04 EA08 EA16 GA02
KA03 KA08 LA08
Claims (28)
- 【請求項１】入射するＸ線により感光され信号電荷を発
生するＸ線感光膜と、 前記Ｘ線感光膜に接して二次元的に配置された複数の画
素電極と、 前記Ｘ線感光膜において発生する信号電荷としての正孔
及び電子のうち、移動度の高い方を前記複数の画素電極
に収集されるように、前記Ｘ線感光膜にバイアス電圧を
印加するバイアス電圧印加手段と、 前記画素電極毎に設けられ、前記Ｘ線感光膜が発生する
電荷を蓄積する複数のキャパシタと、 前記画素電極毎に設けられ、前記キャパシタが蓄積する
電荷を読み出す複数のスイッチング用薄膜トランジスタ
と、 前記複数のスイッチング用薄膜トランジスタを開閉制御
するための制御信号を供給する複数の走査線と、 前記複数のスイッチング用薄膜トランジスタに接続さ
れ、前記スイッチング用薄膜トランジスタが閉じたとき
に前記電荷を読み出すための複数の信号線と、 を具備することを特徴とするＸ線平面検出器。 - 【請求項２】前記複数のスイッチング用薄膜トランジス
タは、ＬＤＤ構造を有することを特徴とする請求項１記
載のＸ線平面検出器。 - 【請求項３】前記複数のスイッチング用薄膜トランジス
タは、前記Ｘ線感光膜において発生する信号電荷として
の正孔及び電子のうち、移動度の高い方をキャリアとす
ることを特徴とする請求項１又は２記載のＸ線平面検出
器。。 - 【請求項４】前記Ｘ線感光膜は、正孔の移動度が電子の
移動度よりも大きい素材からなり、 前記複数のスイッチング用薄膜トランジスタは、単結晶
シリコン又は多結晶シリコンのｐチャネル薄膜トランジ
スタであること、 特徴とする請求項３記載のＸ線平面検出器。 - 【請求項５】前記Ｘ線感光膜はｎｉｐ構造であり、 ｐ側に設けられる前記画素電極と、 ｎ側に設けられるアノードとしての共通電極と、を有す
ることを特徴とする請求項４記載のＸ線平面検出器。 - 【請求項６】前記Ｘ線感光膜は、電子の移動度が正孔の
移動度よりも大きい素材からなり、 前記複数のスイッチング用薄膜トランジスタは、単結晶
シリコン又は多結晶シリコンのｎチャネル薄膜トランジ
スタであること、 特徴とする請求項３記載のＸ線平面検出器。 - 【請求項７】前記Ｘ線感光膜はｎｉｐ構造であり、 ｎ側に設けられる前記画素電極と、 ｐ側に設けられるカソードとしての共通電極と、を有す
ること、 を特徴とする請求項６記載のＸ線平面検出器。 - 【請求項８】前記Ｘ線感光膜は、Ｓｅ、ＰｂＩ２、Ｐｂ
Ｔｅ、ＨｇＴｅ、ＨｇＩ２、ＺｎＳ、ＺｎＴｅ、Ｇａ
Ｐ、ＡｌＳｂ、ＣｄＺｎＴｅ、ＣｄＴｅ、ＣｄＳｅ、Ｃ
ｄＳのうちの少なくとも一つの非晶質半導体、多結晶半
導体、単結晶半導体、又は混晶半導体であることを特徴
とする請求項１乃至３のうちいずれか一項記載のＸ線平
面検出器。 - 【請求項９】入射するＸ線により感光され信号電荷を発
生するＸ線感光膜と、 前記Ｘ線感光膜に接して二次元的に配置された複数の画
素電極と、 前記Ｘ線感光膜において発生する信号電荷としての正孔
及び電子のうち、移動度の高い方を前記複数の画素電極
に収集されるように、前記Ｘ線感光膜にバイアス電圧を
印加するバイアス電圧印加手段と、 前記画素電極毎に設けられ、前記Ｘ線感光膜が発生する
電荷を蓄積する複数のキャパシタと、 前記画素電極毎に設けられ、前記Ｘ線感光膜において発
生する信号電荷としての正孔及び電子のうち、移動度の
高い方をキャリアとし、前記キャパシタが蓄積する電荷
を読み出す複数のスイッチング用薄膜トランジスタと、 前記複数のスイッチング用薄膜トランジスタを開閉制御
するための制御信号を供給する複数の走査線と、 前記複数のスイッチング用薄膜トランジスタに接続さ
れ、前記スイッチング用薄膜トランジスタが閉じたとき
に前記電荷を読み出すための複数の信号線と、 を具備することを特徴とするＸ線平面検出器。 - 【請求項１０】前記複数のスイッチング用薄膜トランジ
スタは、ＬＤＤ構造を有することを特徴とする請求項９
記載のＸ線平面検出器。 - 【請求項１１】前記Ｘ線感光膜は、正孔の移動度が電子
の移動度よりも大きい素材からなり、 前記複数のスイッチング用薄膜トランジスタは、単結晶
シリコン又は多結晶シリコンのｐチャネル薄膜トランジ
スタであること、 を特徴とする請求項９又は１０記載のＸ線平面検出器。 - 【請求項１２】前記Ｘ線感光膜はｎｉｐ構造であり、 ｐ側に設けられる前記画素電極と、 ｎ側に設けられるアノードとしての共通電極と、を有す
ること、 を特徴とする請求項１１記載のＸ線平面検出器。 - 【請求項１３】前記Ｘ線感光膜は、電子の移動度が正孔
の移動度よりも大きい素材からなり、 前記複数のスイッチング用薄膜トランジスタは、単結晶
シリコン又は多結晶シリコンのｎチャネル薄膜トランジ
スタであること、 を特徴とする請求項９又は１０記載のＸ線平面検出器。 - 【請求項１４】前記Ｘ線感光膜はｐｉｎ構造であり、 ｎ側に設けられる前記画素電極と、 ｐ側に設けられるカソードとしての共通電極と、を有す
ること、 を特徴とする請求項１３記載のＸ線平面検出器。 - 【請求項１５】前記Ｘ線感光膜は、Ｓｅ、ＰｂＩ２、Ｐ
ｂＴｅ、ＨｇＴｅ、ＨｇＩ２、ＺｎＳ、ＺｎＴｅ、Ｇａ
Ｐ、ＡｌＳｂ、ＣｄＺｎＴｅ、ＣｄＴｅ、ＣｄＳｅ、Ｃ
ｄＳのうちの少なくとも一つの非晶質半導体、多結晶半
導体、単結晶半導体、又は混晶半導体であることを特徴
とする請求項９又は１０記載のＸ線平面検出器。 - 【請求項１６】正孔の移動度が電子の移動度よりも大き
い素材からなり、入射するＸ線により感光され信号電荷
を発生するＸ線感光膜と、 前記Ｘ線感光膜に接して二次元的に配置された複数の画
素電極と、 前記Ｘ線感光膜において発生する信号電荷としての正孔
が前記複数の画素電極に収集されるように、前記Ｘ線感
光膜にバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加手段
と、 前記画素電極毎に設けられ、前記Ｘ線感光膜が発生する
電荷を蓄積する複数のキャパシタと、 絶縁基板上に前記画素電極毎に設けられ、前記絶縁基板
上に島状に設けられた多結晶シリコン膜を有し、前記キ
ャパシタが蓄積する信号電荷を読み出す複数のｐチャネ
ル薄膜トランジスタと、 前記複数のｐチャネル薄膜トランジスタを開閉制御する
ための制御信号を供給する複数の走査線と、 前記複数のｐチャネル薄膜トランジスタに接続され、前
記ｐチャネル薄膜トランジスタが閉じたときに前記信号
電荷を読み出すための複数の信号線と、 を具備することを特徴とするＸ線平面検出器。 - 【請求項１７】前記複数のｐチャネル薄膜トランジスタ
は、ＬＤＤ構造を有することを特徴とする請求項１６記
載のＸ線平面検出器。 - 【請求項１８】前記Ｘ線感光膜は、Ｓｅ、ＡｌＳｂ、Ｇ
ａＰののうちの少なくとも一つの非晶質半導体、多結晶
半導体、単結晶半導体、又は混晶半導体であることを特
徴とする請求項１６又は１７記載のＸ線平面検出器。 - 【請求項１９】前記Ｘ線感光膜、ｐチャネル薄膜トラン
ジスタ、及び蓄積容量部が配置された撮像領域の周辺領
域に設けられた島状の多結晶シリコン膜に形成され、前
記複数のｐチャネル薄膜トランジスタを駆動する複数の
駆動回路をさらに具備することを特徴とする請求項１６
乃至１８のうちいずれか一項記載のＸ線平面検出器。 - 【請求項２０】電子の移動度が正孔の移動度よりも大き
い素材からなり、入射するＸ線により感光され電子及び
正孔を発生するＸ線感光膜と、 前記Ｘ線感光膜に接して二次元的に配置された複数の画
素電極と、 前記画素電極毎に設けられ、前記Ｘ線感光膜が発生する
電子を蓄積する複数のキャパシタと、 前記画素電極毎に設けられ、前記キャパシタが蓄積する
電子を読み出す複数のｎチャネル薄膜トランジスタと、 前記複数のｎチャネル薄膜トランジスタを開閉制御する
ための制御信号を供給する複数の走査線と、 前記複数のｎチャネル薄膜トランジスタに接続され、前
記ｎチャネル薄膜トランジスタが閉じたときに前記電子
を読み出すための複数の信号線と、 を具備することを特徴とするＸ線平面検出器。 - 【請求項２１】前記複数のｎチャネル薄膜トランジスタ
は、ＬＤＤ構造を有することを特徴とする請求２０記載
のＸ線平面検出器。 - 【請求項２２】前記Ｘ線感光膜はｐｉｎ構造であり、 ｎ側に設けられる前記画素電極と、 ｐ側に設けられるカソードとしての共通電極と、を有す
ること、 を特徴とする請求項２０又は２１記載のＸ線平面検出
器。 - 【請求項２３】前記Ｘ線感光膜は、ＰｂＩ２、ＣｄＳ
ｅ、ＣｄＴｅ、ＣｄＳ、ＺｎＴｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＺｎ
Ｔｅ、ＨｇＩ２のうちの少なくとも一つの非晶質半導
体、多結晶半導体、単結晶半導体、又は混晶半導体であ
ることを特徴とする請求項２０乃至２２のうちいずれか
一項記載のＸ線平面検出器。 - 【請求項２４】入射するＸ線により感光され信号電荷を
発生するＸ線感光膜と、 前記Ｘ線感光膜に接して二次元的に配置された複数の画
素電極と、 前記Ｘ線感光膜にバイアス電圧を印加するバイアス電圧
印加手段と、 前記画素電極毎に設けられ、前記Ｘ線感光膜が発生する
電荷を蓄積する複数のキャパシタと、 前記画素電極毎に設けられ、前記キャパシタが蓄積する
電荷を読み出す複数の多結晶シリコンの多結晶シリコン
のｐチャネル薄膜トランジスタと、 前記複数のスイッチング用薄膜トランジスタを開閉制御
するための制御信号を供給する複数の走査線と、 前記複数のスイッチング用薄膜トランジスタに接続さ
れ、前記スイッチング用薄膜トランジスタが閉じたとき
に前記電荷を読み出すための複数の信号線と、 を具備することを特徴とするＸ線平面検出器。 - 【請求項２５】前記複数のスイッチング用薄膜トランジ
スタは、ＬＤＤ構造を有することを特徴とする請求項２
４記載のＸ線平面検出器。 - 【請求項２６】前記Ｘ線感光膜は、ＰｂＩ２、ＣｄＳ
ｅ、ＣｄＴｅ、ＣｄＳ、ＺｎＴｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＺｎ
Ｔｅ、ＨｇＩ２のうちの少なくとも一つの非晶質半導
体、多結晶半導体、単結晶半導体、又は混晶半導体であ
ることを特徴とする請求項２４又は２５記載のＸ線平面
検出器。 - 【請求項２７】前記複数のスイッチング用薄膜トランジ
スタは、前記Ｘ線感光膜において発生する信号電荷とし
ての正孔及び電子のうち、移動度の高い方をキャリアと
することを特徴とする請求項２４又は２５記載のＸ線平
面検出器。 - 【請求項２８】前記Ｘ線感光膜は、Ｓｅ、ＡｌＳｂ、Ｇ
ａＰののうちの少なくとも一つの非晶質半導体、多結晶
半導体、単結晶半導体、又は混晶半導体であることを特
徴とする請求項２４又は２５に記載のＸ線平面検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002291532A JP4723789B2 (ja) | 2001-10-03 | 2002-10-03 | Ｘ線平面検出器 |
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|---|---|---|---|
| JP2001307609 | 2001-10-03 | ||
| JP2001-307609 | 2001-10-03 | ||
| JP2001307609 | 2001-10-03 | ||
| JP2002291532A JP4723789B2 (ja) | 2001-10-03 | 2002-10-03 | Ｘ線平面検出器 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003179220A true JP2003179220A (ja) | 2003-06-27 |
| JP4723789B2 JP4723789B2 (ja) | 2011-07-13 |
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|---|---|---|---|
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