JP3691077B2

JP3691077B2 - Radiation detecting element and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP3691077B2
Application number: JP00150692A
Authority: JP
Inventors: 卓也本目; 敏昭河合; 通浩伊藤
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 1992-01-08
Filing date: 1992-01-08
Publication date: 2005-08-31
Anticipated expiration: 2020-08-31
Also published as: JPH05180945A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、Ｘ線撮像装置等に装着され、被検体を透過したＸ線像などを電気信号に変換する放射線検出素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的なＸ線撮像装置の概略構成は図３に示される。駆動制御部１の制御によりＸ線源２から被検体３へ向けてＸ線が照射される。照射されたＸ線は被検体３を透過し、Ｘ線検出器４には被検体３の所定部分の像が撮像される。この撮像データは電気信号として得られ、モニタ５に写し出される。また、これと同時に撮像データはＡ／Ｄ変換器６によってデジタルデータに変換され、映像記録装置７に記憶される。記憶されたデジタル撮像データは適宜表示装置８に表示される。中央制御装置９は、映像記録装置７に取り込まれた撮像データを基に、Ｘ線源２から被検体３へのＸ線照射量を駆動制御部１を介して制御し、常に適性な撮像データが得られるようにシステムを制御する。また、中央制御装置９は必要に応じて映像記録装置７に取り込まれた撮像データを映像保存装置１０に転送し、撮像データの保存を行う。
【０００３】
上記Ｘ線検出器４の断面構造は図４に示される。被検体３を介して保護膜４１を透過してきたＸ線はシンチレータ４２において光に変換される。変換された光はさらに保護膜４３を介して半導体検出部４４に入射する。この半導体検出部４４の内部構成は図５に示される。つまり、保護膜４３を介して入射してきた光はホトダイオード４５で光電変換され、コンデンサ４６に蓄積される。蓄積された電荷はシフトレジスタ４８によって制御されるＴＦＴトランジスタ４７を介して所定タイミングに読み出される。読み出された撮像データは、モニタ５に写し出され、また、Ａ／Ｄ変換器６によってデジタルデータに変換される。なお、図５は説明の簡単のためにホトダイオード４５を１次元構成として簡略記載しているが、実際は２次元構成になっている。
【０００４】
従来、この種のシンチレータと半導体検出部（光電変換膜）とを組み合わせた構造を持つＸ線検出器は、１次元または２次元の放射線イメージセンサにおいては、主に次の２通りの方法・構造で製造されている。第１は、半導体検出部に粉末蛍光体が塗布された構造を持つものである。この粉末蛍光体は沈降法，遠心法等によって半導体検出部に塗布される。第２は、シンチレータがＣｓＩ蒸着結晶によって形成され、このＣｓＩ蒸着結晶が光電変換膜と組み合わされた構造を持つＸ線検出器である。しかし、ＣｓＩ蒸着結晶は通常３００°Ｃ以上の焼成プロセスを経て形成しないと十分な発光量がかせげない。従って、光電変換膜にａ−Ｓｉ：Ｈが用いられた場合には、このａ−Ｓｉ：Ｈ膜に直接または保護膜を介してＣｓＩが蒸着・焼成されるのが望ましいのであるが、このようなプロセス・構造をもって検出器が形成されると、ＣｓＩ結晶の焼成プロセスにおいてａ−Ｓｉ：Ｈ膜が熱によって劣化してしまう。このため、従来、ＣｓＩ結晶がファイバプレートの上に堆積され、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜と切り離された状態でファイバプレート上のＣｓＩ結晶が焼成されていた。焼成後、ファイバプレートとａ−Ｓｉ：Ｈ光電変換膜とがカップリングされ、放射線イメージセンサが形成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の半導体検出部に粉末蛍光体が塗布された構造の放射線検出器においては、粉末蛍光体自体が持つ発光特性により、Ｘ線感度と解像度とが両立した良好なＸ線検出特性は実現されなかった。これに対し、上記従来のＣｓＩ蒸着結晶を用いた放射線検出器においては、このＣｓＩ蒸着結晶自体の特性により発光感度および解像度に優れたＸ線検出特性が実現される。しかし、ファイバプレートを用いて構成されているため次の問題があった。つまり、シンチレータで発生した光はこのファイバプレートを介して光電変換膜に入射するため、このファイバプレートにおいてその一部が反射・吸収されてしまう。このため、光電変換膜に最終的に入射するシンチレーション光の光量が低下し、放射線検出器の検出感度が劣化した。また、ファイバプレートを大きな面積で形成することが難しいことから、放射線検出器自体の大形化が困難であり、大きな被検体を撮像することはできなかった。また、ファイバプレートを用いて構成している分だけ製品コストが高くなってしまうといった問題もあった。
【０００６】
本発明は、光を受けてフォトキャリアを発生するａ−Ｓｉ：Ｈからなるホトダイオードがアレー状に形成された光電変換層と、この光電変換層上に形成されたポリイミドの保護膜と、この光電変換層上に保護膜が形成された後にこの保護膜上に蒸着により形成された後、光電変換層を冷却しつつ、熱活性化処理されており、放射線を受けて光を発生するＣｓＩ蒸着結晶のシンチレータ層と、を備えて構成される放射線検出素子を提供するものである。
【０００７】
また、光を受けるとフォトキャリアを発生する光電変換層を形成する工程と、放射線を受けると光を発生するシンチレータ層を光電変換層上に直接または保護膜を介して形成する工程と、シンチレータ層の活性化温度に耐え得る耐熱性を有しかつ放射線を透過する赤外線吸収膜をシンチレータ層上に直接または光反射膜を介して形成する工程と、光電変換層を冷却しつつ赤外線吸収膜に赤外線を含む光を照射してシンチレータ層の活性化を行う工程とを備えて放射線検出素子を製造するものである。
【０００８】
【作用】
光電変換層が冷却されつつシンチレータ層の活性化が行われるため、ＣｓＩなどからなるシンチレータ層は光電変換層上に直接または保護膜を介して形成される。
【０００９】
【実施例】
図１は本発明の放射線検出素子をＸ線検出器に適用した第１の実施例を示す図である。このＸ線検出器は図３に示されるＸ線撮像装置に用いられる。以下に、この第１の実施例によるＸ線検出器の製造方法について説明する。
【００１０】
光電変換層２１にはａ−Ｓｉ：Ｈからなるホトダイオードがアレー状に形成されており、図５に示される回路と同様な光電変換回路が構成されている。この光電変換層２１上にまずポリイミドからなる保護膜２２が２μｍの厚さに形成される。次に、この保護膜２２上にＣｓＩ蒸着結晶からなるシンチレータ層２３が５００μｍの厚さに形成される。次に、このシンチレータ層２３上にカーボン粉末が６μｍの厚さに塗布され、赤外線吸収層２４が形成される（図１（ａ）参照）。この赤外線吸収層２４は放射線を透過する性質を備え、かつ、後述するシンチレータ層２３の活性化温度に耐え得る耐熱性を有している。
【００１１】
次に、光電変換層２１が熱伝導性の良好な材質からなるパイプ２５に接触して載置される。次に、このパイプ２５中に−４０°Ｃの冷媒が流されて下部の光電変換層２１が冷却される。そして、この冷却が行われつつ、赤外線ランプ２６から赤外光を含む光が上部の赤外線吸収層２４に照射される。照射された光は赤外線吸収層２４に効率良く吸収され、赤外線吸収層２４は加熱される。赤外線吸収層２４の温度上昇はシンチレータ層２３に伝導し、シンチレータ層２３は効率良く３００°Ｃ以上に加熱されて活性化される（同図（ｂ）参照）。
【００１２】
次に、赤外線吸収層２４が除去され、露出したシンチレータ層２３上にポリイミドからなる保護膜２７が形成される。次に、厚さ０．１ｍｍのＡｌシートからなる光反射膜２８が保護膜２７上に覆われ、Ｘ線検出器が完成する（同図（ｃ）参照）。この光反射膜２８はシンチレータ層２３に発生した光が上層部へ洩れるのを防止し、また、迷光が発生するのを防止するものである。
【００１３】
なお、上記実施例ではシンチレータ層２３の活性化処理後に赤外線吸収層２４を除去したが、除去せず、赤外線吸収層２４上に保護膜２７および光反射膜２８を形成するようにしても良い（同図（ｄ）参照）。ただし、このように形成すると、赤外線吸収層２４にシンチレーション光の戻り光が吸収され、光反射膜２８の上記作用は機能しなくなるため、赤外線吸収層２４は除去した方が望ましい。
【００１４】
この第１実施例によれば、上記のように光電変換層２１が冷却されつつシンチレータ層２３の活性化が行われるため、光電変換層２１は赤外線照射による熱の影響を受けない。従って、光電変換層２１の特性が劣化することなく、ＣｓＩからなるシンチレータ層２３は光電変換層２１上に形成されるようになる。このため、ファイバプレートを用いて構成される従来のＸ線検出器が持っていた種々の問題を生じることなく、Ｘ線検出器が構成される。つまり、光電変換層２１に入射するシンチレーション光の光量は低下することなく、Ｘ線検出器の検出感度は向上する。また、ファイバプレートの可能形成面積の制約がないため、放射線イメージセンサ自体の大形化は容易に行える。また、ファイバプレートを用いない分だけ製品コストは低減する。また、シンチレータ層２３はＣｓＩ蒸着結晶から形成されているため、粉末蛍光体を用いた放射線検出器よりもＸ線感度および解像度に優れている。
【００１５】
実際に得られた、この第１実施例によるＸ線検出器のＸ線感度（７０ｋＶｐ，Ｗターゲット評価）は、シンチレータ層２３の加熱前の５倍になった。また、光電変換層２１内のａ−Ｓｉ：Ｈからなるホトダイオードアレー自身の量子効率の低下も実際にみられなかった。
【００１６】
次に、本発明の第２の実施例によるＸ線検出器について説明する。このＸ線検出器の製造方法は図２に示され、以下のように製造される。
【００１７】
光電変換層３１には上記第１実施例と同様にａ−Ｓｉ：Ｈからなるホトダイオードアレーが構成されている。この光電変換層３１上にポリイミドからなる保護膜３２が厚さ２μｍの厚さに形成され、さらに、この保護膜３２上にＣｓＩ蒸着結晶からなるシンチレータ層３３が４００μｍの厚さに形成される。次に、このシンチレータ層３３上にＡｌ蒸着膜からなる光反射膜３４が厚さ０．４μｍの厚さに形成される。この光反射膜３４は上記第１実施例と同様にシンチレータ層３３に発生した光が上層部へ洩れるのを防止し、また、迷光が発生するのを防止するものである。次に、この光反射膜３４上にカーボンがスパッタ法により４μｍの厚さに堆積され、赤外線吸収層３５が形成される（図２（ａ）参照）。この赤外線吸収膜３５は放射線を透過する性質を備え、かつ、後述するシンチレータ層３３の活性化温度に耐え得る耐熱性を有している。
【００１８】
次に、上記第１実施例と同様に、光電変換層３１がパイプ２５に接触して載置される。そして、このパイプ２５中に−４０°Ｃの冷媒が流されて光電変換層３１が冷却される。そして、この冷却が行われつつ、赤外線ランプ２６から赤外光が赤外線吸収層３５に照射される。照射された光により、赤外線吸収層３５は加熱され、この温度上昇は光反射膜３４を介してシンチレータ層３３に伝導し、シンチレータ層３３は効率良く３００°Ｃ以上に加熱されて活性化される（同図（ｂ）参照）。
【００１９】
次に、赤外線吸収層３５が除去され、露出した光反射膜３４上にポリイミドからなる保護膜３６が形成され、Ｘ線検出器が完成する（同図（ｃ）参照）。
【００２０】
なお、上記実施例ではシンチレータ層３３の活性化処理後に赤外線吸収層３５を除去したが、除去せず、赤外線吸収層３５上に保護膜３６を形成するようにしても良い（同図（ｄ）参照）。本実施例においては、赤外線吸収層３５は光反射膜３４の上層部に形成されるため、赤外線吸収層３５が除去されずに残っていても、シンチレーション光は赤外線吸収層３５に吸収されず、光反射膜３４の機能は十分に達成される。
【００２１】
この第２実施例によっても、光電変換層３１が冷却されつつシンチレータ層３３の活性化が行われるため、光電変換層３１の特性が劣化することなく、ＣｓＩからなるシンチレータ層３３は光電変換層３１上に形成されるようになる。このため、本実施例においても従来のＸ線検出器が持っていた種々の問題は解消され、大面積化が可能なａ−Ｓｉ：Ｈホトダイオードアレー上にａ−Ｓｉ：Ｈホトダイオードの量子効率を損なうことなく、ＣｓＩ蒸着結晶の良好な特性を生かすことが可能になる。
【００２２】
本実施例においても、シンチレータ層３３の加熱前の５倍のＸ線感度が実際に得られた。また、光電変換層３１内のａ−Ｓｉ：Ｈからなるホトダイオードアレー自身の量子効率の低下も実際にみられなかった。
【００２３】
なお、上記各実施例においては光電変換層上に保護膜を形成し、この保護膜上にシンチレータ層を形成するように説明したが、光電変換層上に直接シンチレータ層を形成するようにしても良く、上記各実施例と同様な効果を奏する。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、光電変換層が冷却されつつシンチレータ層の活性化が行われるため、ＣｓＩなどからなるシンチレータ層は光電変換層上に直接または保護膜を介して形成される。
【００２５】
このため、ファイバプレートを用いた従来の放射線検出器や粉末蛍光体を用いた従来の放射線検出器が持つ種々の課題は解消され、Ｘ線感度および解像度ともに優れた大面積化可能な放射線検出器が低コストで得られるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例による放射線検出器の製造工程断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例による放射線検出器の製造工程断面図である。
【図３】一般的なＸ線撮像装置の概略構成を示すブロック構成図である。
【図４】従来のＸ線検出器の構造を示す断面図である。
【図５】Ｘ線検出器の光電変換層内に形成される一般的な光電変換回路の簡略構成を示す回路図である。
【符号の説明】
２１，３１…光電変換層、２２，２７，３２，３６…保護膜、２３，３３…シンチレータ層、２４，３５…赤外線吸収層、２５…パイプ、２６…赤外線ランプ、２８，３４…光反射膜。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a radiation detection element that is attached to an X-ray imaging apparatus or the like and converts an X-ray image transmitted through a subject into an electrical signal.
[0002]
[Prior art]
A schematic configuration of a general X-ray imaging apparatus is shown in FIG. X-rays are emitted from the X-ray source 2 toward the subject 3 under the control of the drive control unit 1. The irradiated X-rays pass through the subject 3, and an image of a predetermined portion of the subject 3 is picked up by the X-ray detector 4. This imaging data is obtained as an electrical signal and is displayed on the monitor 5. At the same time, the imaging data is converted into digital data by the A / D converter 6 and stored in the video recording device 7. The stored digital imaging data is displayed on the display device 8 as appropriate. The central control device 9 controls the X-ray irradiation amount from the X-ray source 2 to the subject 3 via the drive control unit 1 based on the imaging data captured by the video recording device 7, and always appropriate imaging data. Control the system so that Further, the central control device 9 transfers the image data captured by the video recording device 7 to the video storage device 10 as necessary, and stores the image data.
[0003]
A cross-sectional structure of the X-ray detector 4 is shown in FIG. X-rays that have passed through the protective film 41 through the subject 3 are converted into light in the scintillator 42. The converted light further enters the semiconductor detection unit 44 via the protective film 43. The internal configuration of the semiconductor detection unit 44 is shown in FIG. In other words, the light incident through the protective film 43 is photoelectrically converted by the photodiode 45 and accumulated in the capacitor 46. The accumulated electric charges are read out at a predetermined timing through the TFT transistor 47 controlled by the shift register 48. The read imaging data is displayed on the monitor 5 and converted into digital data by the A / D converter 6. In FIG. 5, for simplicity of explanation, the photodiode 45 is simply described as a one-dimensional configuration, but in actuality, it has a two-dimensional configuration.
[0004]
Conventionally, an X-ray detector having a structure in which this type of scintillator and a semiconductor detector (photoelectric conversion film) are combined is mainly used in the following two methods / structures in a one-dimensional or two-dimensional radiation image sensor. Manufactured by. The first is a structure in which a powder phosphor is applied to the semiconductor detection unit. This powder phosphor is applied to the semiconductor detector by sedimentation, centrifugation, or the like. The second is an X-ray detector having a structure in which a scintillator is formed of a CsI vapor-deposited crystal and the CsI vapor-deposited crystal is combined with a photoelectric conversion film. However, a sufficient amount of emitted light cannot be obtained unless the CsI vapor-deposited crystal is usually formed through a baking process of 300 ° C. or higher. Therefore, when a-Si: H is used for the photoelectric conversion film, it is desirable that CsI is vapor-deposited and fired directly or via a protective film on the a-Si: H film. If the detector is formed with a simple process and structure, the a-Si: H film is deteriorated by heat in the firing process of the CsI crystal. For this reason, conventionally, the CsI crystal was deposited on the fiber plate, and the CsI crystal on the fiber plate was baked while being separated from the a-Si: H film. After firing, the fiber plate and the a-Si: H photoelectric conversion film are coupled to form a radiation image sensor.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional radiation detector having a structure in which a powder phosphor is applied to the conventional semiconductor detector, the X-ray sensitivity and resolution are both good due to the light emission characteristics of the powder phosphor itself. It was not realized. On the other hand, in the radiation detector using the conventional CsI vapor-deposited crystal, X-ray detection characteristics excellent in emission sensitivity and resolution are realized by the characteristics of the CsI vapor-deposited crystal itself. However, since the fiber plate is used, there are the following problems. That is, since the light generated by the scintillator enters the photoelectric conversion film through the fiber plate, a part of the light is reflected and absorbed by the fiber plate. For this reason, the amount of scintillation light finally incident on the photoelectric conversion film is reduced, and the detection sensitivity of the radiation detector is deteriorated. Further, since it is difficult to form a fiber plate with a large area, it is difficult to increase the size of the radiation detector itself, and it has not been possible to image a large subject. In addition, there is a problem that the product cost is increased as much as the fiber plate is used.
[0006]
The present invention relates to a photoelectric conversion layer in which photodiodes made of a-Si: H that receive light to generate photocarriers are formed in an array, a polyimide protective film formed on the photoelectric conversion layer, and the photoelectric conversion layer. After forming a protective film on the conversion layer, the CsI vapor-deposited crystal is formed on the protective film by vapor deposition, and then is thermally activated while cooling the photoelectric conversion layer and generates light upon receiving radiation. And a scintillator layer. A radiation detection element comprising the scintillator layer is provided.
[0007]
A step of forming a photoelectric conversion layer that generates photocarriers when receiving light, a step of forming a scintillator layer that generates light when receiving radiation directly or via a protective film on the photoelectric conversion layer, and a scintillator layer Forming an infrared absorption film having heat resistance capable of withstanding the activation temperature of the light and transmitting radiation directly on the scintillator layer or via a light reflection film, and infrared rays on the infrared absorption film while cooling the photoelectric conversion layer And a step of activating the scintillator layer by irradiating light containing the radiation detecting element.
[0008]
[Action]
Since the scintillator layer is activated while the photoelectric conversion layer is cooled, the scintillator layer made of CsI or the like is formed on the photoelectric conversion layer directly or via a protective film.
[0009]
【Example】
FIG. 1 is a view showing a first embodiment in which the radiation detection element of the present invention is applied to an X-ray detector. This X-ray detector is used in the X-ray imaging apparatus shown in FIG. A method for manufacturing the X-ray detector according to the first embodiment will be described below.
[0010]
In the photoelectric conversion layer 21, photodiodes made of a-Si: H are formed in an array, and a photoelectric conversion circuit similar to the circuit shown in FIG. 5 is configured. A protective film 22 made of polyimide is first formed on the photoelectric conversion layer 21 to a thickness of 2 μm. Next, a scintillator layer 23 made of CsI vapor-deposited crystal is formed on the protective film 22 to a thickness of 500 μm. Next, carbon powder is applied on the scintillator layer 23 to a thickness of 6 μm to form an infrared absorption layer 24 (see FIG. 1A). This infrared absorption layer 24 has a property of transmitting radiation and has heat resistance capable of withstanding an activation temperature of a scintillator layer 23 described later.
[0011]
Next, the photoelectric conversion layer 21 is placed in contact with the pipe 25 made of a material having good thermal conductivity. Next, a −40 ° C. coolant is caused to flow through the pipe 25 to cool the lower photoelectric conversion layer 21. And while this cooling is performed, light including infrared light is irradiated to the upper infrared absorbing layer 24 from the infrared lamp 26. The irradiated light is efficiently absorbed by the infrared absorption layer 24, and the infrared absorption layer 24 is heated. The temperature rise of the infrared absorption layer 24 is conducted to the scintillator layer 23, and the scintillator layer 23 is efficiently heated to 300 ° C. or more and activated (see FIG. 5B).
[0012]
Next, the infrared absorption layer 24 is removed, and a protective film 27 made of polyimide is formed on the exposed scintillator layer 23. Next, a light reflecting film 28 made of an Al sheet having a thickness of 0.1 mm is covered on the protective film 27, and the X-ray detector is completed (see FIG. 5C). The light reflecting film 28 prevents light generated in the scintillator layer 23 from leaking to the upper layer portion and prevents stray light from being generated.
[0013]
In the above-described embodiment, the infrared absorption layer 24 is removed after the activation process of the scintillator layer 23. However, the protective film 27 and the light reflection film 28 may be formed on the infrared absorption layer 24 without being removed. (See (d) in the figure). However, when formed in this manner, the infrared absorption layer 24 absorbs the return light of the scintillation light, and the above function of the light reflection film 28 does not function. Therefore, it is desirable to remove the infrared absorption layer 24.
[0014]
According to the first embodiment, since the scintillator layer 23 is activated while the photoelectric conversion layer 21 is cooled as described above, the photoelectric conversion layer 21 is not affected by heat due to infrared irradiation. Therefore, the scintillator layer 23 made of CsI is formed on the photoelectric conversion layer 21 without deteriorating the characteristics of the photoelectric conversion layer 21. For this reason, an X-ray detector is comprised, without producing the various problems which the conventional X-ray detector comprised using the fiber plate had. That is, the detection sensitivity of the X-ray detector is improved without reducing the amount of scintillation light incident on the photoelectric conversion layer 21. Further, since there is no restriction on the possible formation area of the fiber plate, the radiation image sensor itself can be easily increased in size. Further, the product cost is reduced by the amount not using the fiber plate. Further, since the scintillator layer 23 is formed of CsI vapor-deposited crystals, it has better X-ray sensitivity and resolution than a radiation detector using a powder phosphor.
[0015]
The X-ray sensitivity (70 kVp, W target evaluation) of the X-ray detector according to the first embodiment actually obtained was five times that before the scintillator layer 23 was heated. In addition, the quantum efficiency of the photodiode array itself made of a-Si: H in the photoelectric conversion layer 21 was not actually decreased.
[0016]
Next explained is an X-ray detector according to the second embodiment of the invention. The manufacturing method of this X-ray detector is shown in FIG. 2 and manufactured as follows.
[0017]
In the photoelectric conversion layer 31, a photodiode array made of a-Si: H is formed as in the first embodiment. A protective film 32 made of polyimide is formed on the photoelectric conversion layer 31 to a thickness of 2 μm, and a scintillator layer 33 made of CsI deposited crystal is formed on the protective film 32 to a thickness of 400 μm. Next, a light reflection film 34 made of an Al vapor deposition film is formed on the scintillator layer 33 to a thickness of 0.4 μm. The light reflecting film 34 prevents light generated in the scintillator layer 33 from leaking to the upper layer portion and prevents stray light from being generated, as in the first embodiment. Next, carbon is deposited on the light reflecting film 34 to a thickness of 4 μm by sputtering to form an infrared absorption layer 35 (see FIG. 2A). The infrared absorbing film 35 has a property of transmitting radiation and has heat resistance capable of withstanding an activation temperature of a scintillator layer 33 described later.
[0018]
Next, as in the first embodiment, the photoelectric conversion layer 31 is placed in contact with the pipe 25. Then, a −40 ° C. refrigerant is caused to flow through the pipe 25 to cool the photoelectric conversion layer 31. Infrared light is applied to the infrared absorption layer 35 from the infrared lamp 26 while this cooling is performed. The infrared absorption layer 35 is heated by the irradiated light, and this temperature rise is conducted to the scintillator layer 33 through the light reflection film 34, and the scintillator layer 33 is efficiently heated to 300 ° C. or more and activated. (See (b) in the figure).
[0019]
Next, the infrared absorption layer 35 is removed, and a protective film 36 made of polyimide is formed on the exposed light reflecting film 34, thereby completing the X-ray detector (see FIG. 3C).
[0020]
In the above-described embodiment, the infrared absorption layer 35 is removed after the activation process of the scintillator layer 33. However, the protective film 36 may be formed on the infrared absorption layer 35 without being removed ((d) in the figure). reference). In this embodiment, since the infrared absorption layer 35 is formed in the upper layer portion of the light reflection film 34, even if the infrared absorption layer 35 remains without being removed, the scintillation light is not absorbed by the infrared absorption layer 35, The function of the light reflecting film 34 is sufficiently achieved.
[0021]
Also in the second embodiment, since the scintillator layer 33 is activated while the photoelectric conversion layer 31 is cooled, the characteristics of the photoelectric conversion layer 31 are not deteriorated, and the scintillator layer 33 made of CsI is separated from the photoelectric conversion layer 31. Will be formed on top. For this reason, various problems of the conventional X-ray detector are also eliminated in this embodiment, and the quantum efficiency of the a-Si: H photodiode is increased on the a-Si: H photodiode array capable of increasing the area. It is possible to take advantage of the good characteristics of the CsI vapor-deposited crystal without loss.
[0022]
Also in this example, X-ray sensitivity five times that before scintillator layer 33 was heated was actually obtained. In addition, the quantum efficiency of the photodiode array itself made of a-Si: H in the photoelectric conversion layer 31 was not actually decreased.
[0023]
In each of the above embodiments, a protective film is formed on the photoelectric conversion layer, and the scintillator layer is formed on the protective film. However, the scintillator layer may be formed directly on the photoelectric conversion layer. The same effects as in the above embodiments are obtained.
[0024]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the scintillator layer is activated while the photoelectric conversion layer is cooled, the scintillator layer made of CsI or the like is formed on the photoelectric conversion layer directly or via a protective film. .
[0025]
For this reason, various problems of the conventional radiation detector using the fiber plate and the conventional radiation detector using the powder phosphor are solved, and the radiation detector capable of increasing the area with excellent X-ray sensitivity and resolution. Can be obtained at low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a manufacturing process of a radiation detector according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a manufacturing process cross-sectional view of a radiation detector according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block configuration diagram showing a schematic configuration of a general X-ray imaging apparatus.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional X-ray detector.
FIG. 5 is a circuit diagram showing a simplified configuration of a general photoelectric conversion circuit formed in a photoelectric conversion layer of an X-ray detector.
[Explanation of symbols]
21, 31 ... photoelectric conversion layer, 22, 27, 32, 36 ... protective film, 23, 33 ... scintillator layer, 24, 35 ... infrared absorption layer, 25 ... pipe, 26 ... infrared lamp, 28, 34 ... light reflection film .

Claims

光を受けてフォトキャリアを発生するａ−Ｓｉ：Ｈからなるホトダイオードがアレー状に形成された光電変換層と、
この光電変換層上に形成されたポリイミドの保護膜と、
前記光電変換層上に前記保護膜が形成された後にこの保護膜上に蒸着により形成された後、前記光電変換層を冷却しつつ、熱活性化処理されており、放射線を受けて光を発生するＣｓＩ蒸着結晶のシンチレータ層と、
を備えて構成される放射線検出素子。A photoelectric conversion layer in which photodiodes made of a-Si: H that receive light and generate photocarriers are formed in an array;
A polyimide protective film formed on the photoelectric conversion layer;
After the protective film is formed on the photoelectric conversion layer, after being formed on the protective film by vapor deposition, the photoelectric conversion layer is cooled and thermally activated to generate light upon receiving radiation. A scintillator layer of CsI vapor deposited crystals;
A radiation detection element configured to include:

光を受けるとフォトキャリアを発生する光電変換層を形成する工程と、放射線を受けると光を発生するシンチレータ層を前記光電変換層上に直接または保護膜を介して形成する工程と、前記シンチレータ層の活性化温度に耐え得る耐熱性を有しかつ放射線を透過する赤外線吸収膜を前記シンチレータ層上に直接または光反射膜を介して形成する工程と、前記光電変換層を冷却しつつ前記赤外線吸収膜に赤外線を含む光を照射して前記シンチレータ層の活性化を行う工程とを備えた放射線検出素子の製造方法。 A step of forming a photoelectric conversion layer that generates photocarriers when receiving light, a step of forming a scintillator layer that generates light when receiving radiation directly or via a protective film on the photoelectric conversion layer, and the scintillator layer Forming an infrared absorption film having heat resistance capable of withstanding the activation temperature of the radiation and transmitting radiation directly on the scintillator layer or via a light reflection film, and absorbing the infrared radiation while cooling the photoelectric conversion layer And a step of activating the scintillator layer by irradiating the film with light containing infrared rays.