[发明专利]图像检测器以及放射线检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及具有薄膜晶体管的多个像素以二维状排列的图像检测器，尤其涉及该像素的构造。

背景技术

近年来，在TFT有源矩阵基板上配置X线感应层，并且能够将X线信息直接变换为数字数据的FPD(flat panel detector)正在实用化。与现有的成像底片(imaging plate)相比，具有能实时确认图像，还能确认动画的优点，从而正在快速推进普及化。

首先，使用图20，对使用了FPD的放射线图像检测器进行说明。

就放射线图像检测器而言，在以阵列状配置了电荷收集电极11的有源矩阵基板10上，形成具有电磁波导电性的半导体膜6，并且在其之上依次形成有偏压电极(bias electrode)7。上部电极7与高压电源连接。

而且，半导体膜6为以硒为主成分的膜厚100～1000μm的非结晶a-Se膜，如果被照射X线，则在膜的内部产生电荷。在以阵列状配置于有源矩阵基板10上的电荷收集电极11附近，设置有TFT开关4和电荷蓄积电容5，TFT开关4的漏电极与电荷蓄积电容5的一方电极连接。而且，电荷蓄积电极5的另一方电极与蓄积电容布线102连接。在TFT开关4的栅电极与扫描布线101连接，源电极与数据布线3连接，数据布线3的终端与信号检测器(放大器)105连接(例如，参照特开平11-190774号公报、特开2001-135809号公报)。

接下来，对上述构造的放射线图像检测器的动作原理进行说明。

如果从图20的上方被照射X线，则半导体膜6在其内部产生电荷。所产生的电荷中的空穴因偏压电极7与电荷收集电极11之间的电位差而集中到电荷收集电极11，并且被蓄积在与电荷收集电极11电连接的电荷蓄积电容5。由于半导体膜6根据X线量来产生不同的电荷量，因此与X线所承载的图像信息对应的电荷蓄积到各像素的电荷蓄积电容。之后，经由扫描布线101依次施加使TFT开关4成为接通(ON)状态的信号，并且经由数据布线3取出各电荷蓄积电容5所蓄积的电荷。进而，用信号检测器105检测各像素的电荷量，由此能够读取图像信息。

接下来，对采用一般液晶面板等的制造技术来制造TFT有源矩阵基板时的像素构造进行说明。图21是表示放射线图像检测器的1个像素单位的构造的剖视图、图22是其俯视图。图21是图22的21-21线的剖视图。

就放射线图像检测器而言，如图21及图22所示那样在玻璃基板1上设置有栅电极2、扫描布线101、蓄积电容下部电极14和蓄积电容布线102。而且，在栅电极2、扫描布线101、蓄积电容下部电极14和蓄积电容布线102的上方，设置有栅绝缘膜15。在栅电极2的上方隔着栅绝缘膜15而形成有半导体层8。而且，在半导体层8上形成有源电极9和漏电极13。蓄积电容上部电极18层叠在用于构成电荷蓄积电容5的层的上方。而且，在与源电极9、漏电极13和蓄积电容上部电极18相同的金属层，设置有数据布线3。而且，在数据布线、蓄积电容上部电极18、源电极9和漏电极13的上方配置有绝缘保护膜17。

而且，在绝缘保护膜17的上方设置有层间绝缘膜12。在层间绝缘膜12的上层也就是有源矩阵基板10的最上层，设置有电荷收集电极11。电荷收集电极11与TFT开关4经由蓄积电容上部电极18及漏电极13而连接。另外，数据布线3与扫描布线101及蓄积电容布线102，经由栅绝缘膜15而交叉。而且，在有源矩阵基板10上形成有半导体膜6和偏压电极7。

如上所述的结构的放射线图像检测器中存在TFT阵列的制造成品率低以及检测图像的画质不良这两种应当解决的重要课题。

首先，对TFT阵列的制造成品率相关的课题进行说明。

TFT阵列制造时的不良可分为两大类，即存在线缺陷不良和点缺陷不良。其中，就点缺陷不良而言，由于在图像检测器中能够通过图像处理进行校正处理，因此不会成为太大的问题。另一方面，对线缺陷不良而言、尤其是蓄积电容布线与扫描布线或者数据布线之间的连接不良而言，由于不易进行TFT阵列工艺中的激光修复等物理修正、或者基于图像校正的修正，所以成为致命的缺陷，是一种致使TFT阵列的制造成本上升的原因。

在图21中，扫描布线、栅电极和蓄积电容布线形成于相同层的金属层(栅层)。因而，在形成栅层时发生图案形成不良，当在扫描布线或者栅电极、与蓄积电容布线之间残留有导电材料时，在扫描布线与蓄积电容布线之间将会发生连接不良。

图像检测器的分辨率越窄，上述不良发生的频率越高。

接下来，对检测图像的画质相关的课题进行说明。