[发明专利]二维图像检像器及其制造方法

说明书

本发明涉及利用X射线等放射线、可见光、红外光等检出图像的二维图像检像器及其制造方法。

作为利用放射线检出图像的二维图像检像器，以往知道的是将感测X射线而产生电荷(电子-阳空穴)的半导体传感器配置成二维形状，这些传感器分别设有电子开关，逐行使电子开关依次导通，逐列读出传感器电荷。这种二维图像检像器在例如文献(D.L.Lee,et al.,“A New Digital Detector for ProjectionRadiography”(“射线投影照相术用的新颖数字式检像器”),SPIE,2432,pp.237-249,1995)、(L.S.Jeromin,et al.,“Application of a-Si Active-MatrixTechnology in a X-ray Detector Panel”(X射线检像屏中非晶硅有源矩阵技术的应用)，SID 97 DIGEST,pp.91-94,1997)和日本专利申请特开平6-342098号公报等记载有具体结构和原理。

以下说明上述现有放射线二维图像检像器的构成和原理。图8是示出上述放射线二维图像检像器结构的示意图。图9是示出上述放射线二维图像检像器每一像素构成其剖面的示意图。

上述放射线二维图像检像器如图8和图9所示，包括一有源矩阵基片，在玻璃基片51上形成有XY矩阵状的电极配线(控制电极52和源电极53)、TFT(薄膜晶体管)54、电荷储存电容(Cs)55等。上述有源矩阵基片上几乎整面形成有光导电膜56、电介质层57和上部电极58。

上述电荷储存电容55构成为，Cs电极59和同上述TFT54的漏电极连接的像素电极60夹着绝缘膜61相对。

上述光导电膜56采用的是通过照射X射线等放射线产生电荷的半导体材料。按照上述文献，则采用暗电阻高、对X射线照射显示良好光导电特性的非晶硒(a-Si)。上述光导电膜56利用真空蒸镀法形成，所形成厚度达300-600μm。

而且，上述有源矩阵基片还能够利用液晶显示器件制造过程中形成的有源矩阵基片。例如，有源矩阵式液晶显示器件(AMLCD)所用的有源矩阵基片，为一种包括非晶硅(a-Si)和多晶硅(p-Si)所形成的TFT、XY矩阵电极和电荷储存电容在内的结构。因而，只要修改某些设计，便很容易利用液晶显示器件制造过程中形成的有源矩阵基片作为放射线二维图像检像器用的有源矩阵基片。

以下说明上述结构的放射线二维图像检像器的工作原理。

上述光导电膜56若照射放射线，光导电膜56内便产生电荷。如图8、图9所示，光导电膜56和电荷储存电容55形成为电气方式上串联连接的结构，因而，一旦上部电极58和Cs电极59之间加上电压，光导电膜56产生的-和+电荷便分别向+电极和-电极一侧移动，从而在电荷储存电容55上储存电荷。另外，光导电膜56和电荷储存电容55之间形成有较薄的绝缘层组成的电荷阻止层62，它起到阻止电荷从某一侧注入的阻止式光敏二极管的作用。

由于上述作用，电荷储存电容55所储存的电荷，能够由控制电极G1、G2、G3、…、Gn的输入信号将TFT54设定为开路状态后，经源电极S1、S2、S3、…、Sn取出至外部。控制电极52及源电极53、TFT54和电荷储存电容55等全部按XY矩阵形状设置，所以能够通过逐行依次扫描输入控制电极G1、G2、G3、…、Gn的信号，以二维方式获得X射线图像信息。

另外，上述二维图像检像器中所用的上述光导电薄膜56不只是对于X射线等放射线具有光导电性，而且对可见光、红外光也显示有光导电性的场合，上述二维图像检像器也起到利用可见光、红外光检出图像的二维图像检像器的作用。

但上述现有构成却是采用a-Se作为光导电膜56的。该a-Se具有非晶材料所特有的光电流弥散式传输特性，因而响应特性差。而且，a-Se对X射线的灵敏度(S/N比)也不够，所以，除非长时间照射X射线使电荷储存电容55得到足够的充电，不然便无法读出信息。

此外，出于减小漏电流(暗电流)和高电压保护的目的，光导电膜56和上部电极58之间设有电介质层57。这种电介质层57会有电荷残留，所以需要增加每一帧除去残留电荷的程序。因此，上述二维图像检像器存在只能用于静止图像摄影这种问题。