JP4018461B2 - 放射線検出装置及びその製造方法並びに放射線撮像システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線、γ線などの放射線を検出する放射線検出装置に関し、特に、医療画像診断装置、非破壊検査装置、放射線を用いた分析装置などに応用される放射線検出装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、医療画像診断で用いられる撮影方法は、静止画像を得る一般撮影と動画像を得る透視撮影に大きく分類される。夫々の撮影方法は、必要に応じて撮影装置を含めて選択される。
【０００３】
近年、液晶ＴＦＴ技術の進歩、情報インフラの整備が充実し、非単結晶シリコン、例えば、非晶質シリコン（以下、ａ−Ｓｉと略記）を用いた光電変換素子とスイッチＴＦＴにより構成されたセンサーアレーと、放射線を可視光などに変換する蛍光体とを組み合わせたフラットパネル検出器（以下、ＦＰＤと略記）が提案され、大面積で、且つ、真のデジタル化の可能性が出てきている。
【０００４】
このＦＰＤは、放射線画像を瞬時に読み取り、リアルタイムでディスプレイ上に表示できるものであり、また、画像は、デジタル情報として直接取り出すことが可能であるため、データの保管、或いは、加工、転送など取り扱いが便利であると言った特徴がある。また、感度などの諸特性は、撮影条件に依存するが、従来のＳ／Ｆ系撮影法、ＣＲ撮影法に比較して、同等又はそれ以上であることが確認されている。
【０００５】
このＦＰＤの模式的等価回路図を図１０に示す。図中、１０１は光電変換素子部、１０２はスイッチＴＦＴ部、１０３はスイッチＴＦＴ駆動配線、１０４は信号線、１０５はバイアス配線、１０６は信号処理回路、１０７はＴＦＴ駆動回路、１０８はＡ／Ｄ変換部である。
【０００６】
Ｘ線などの放射線は紙面上部より入射し、不図示の蛍光体により可視光に変換される。変換光は、光電変換部１０１により電荷に変換され、光電変換部１０１内に蓄積される。その後、ＴＦＴ駆動回路１０７より、ＴＦＴ駆動配線から転送ＴＦＴ１０２を動作させ、この蓄積電荷を信号線１０４に転送し、信号処理回路１０６にて処理され、更に、１０８にてＡ／Ｄ変換され出力される。
【０００７】
基本的には、上述の様な素子構成が一般的であり、特に、光電変換素子はＰＩＮ型フォトダイオード（以下、ＰＩＮ型ＰＤと略記）、或いは、本発明者等が採用しているＭＩＳ型フォトダイオード（以下、ＭＩＳ型ＰＤと略記）など様々な素子が提案されている。
【０００８】
図１１は、光電変換素子をＭＩＳ型ＰＤとした場合の１画素の模式的平面図である。２０３はＭＩＳ型ＰＤ部の下部電極、２０２はスイッチＴＦＴ駆動配線、２０４はスイッチＴＦＴのゲート電極、２０８はセンサーバイアス配線、２１０は信号線、２０９はスイッチＴＦＴのソース・ドレイン電極（以下、ＳＤ電極と略記）、２１１はコンタクトホールである。
【０００９】
また図１２は、図１１に示した１画素内の各素子を模式的に配列した模式的断面図である。２０１はガラス基板、２０２はスイッチＴＦＴ駆動配線、２０３はＭＩＳ型ＰＤ下部電極、２０４はスイッチＴＦＴゲート電極、２０５はゲート絶縁膜、２０６は真性ａ−Ｓｉ膜、２０７はホールブロッキング層（ｎ＋層、オーミックコンタクト層）、２０８はバイアス配線、２０９は転送ＴＦＴＳＤ電極、２１０は信号線、２２０は保護膜、２２１は有機樹脂層、２２２は蛍光体層である。
【００１０】
次に、従来のＭＩＳ型ＰＤを用いたＦＰＤの製造方法について、図１３〜図１７を参照して説明する。図中の番号は、図１１と同様である。
【００１１】
第１工程は、ガラス基板上に、第１の金属層により、スイッチＴＦＴ駆動配線２０２、ＭＩＳ型ＰＤ下部電極２０３、スイッチＴＦＴゲート電極２０４を形成する。その模式的平面図を図１３に示す。
【００１２】
第２工程は、ゲート絶縁膜、真性ａ−Ｓｉ膜、ホールブロッキング層（オーミックコンタクト層）を順次積層する。
【００１３】
第３工程は、ＭＩＳ型ＰＤ下部電極２０３とスイッチＴＦＴのＳＤ電極２０９とを接合するためのコンタクトホール（接続孔）２１１を形成する。その模式的平面図を図１４に示す。
【００１４】
第４工程は、第２の金属層を積層し、１回目のレジストワークにより、バイアス配線２０８を形成する。この時、後述するスイッチＴＦＴのＳＤ電極２０９、及び信号線２１０が形成される領域は島状に残される。その模式的平面図を図１５に示す。
【００１５】
第５工程は、２回目のレジストワークによりスイッチＴＦＴのＳＤ電極２０９、信号線２１０を形成し、引き続き、ｎ＋半導体層を除去する。即ち、スイッチＴＦＴのＳＤ電極間のギャップ部が形成され、同時にＭＩＳ型ＰＤ部のｎ＋半導体層は電極として残される。その模式的平面図を図１６に示す。
【００１６】
第６工程は、素子間分離を行う。その模式的平面図を図１７に示す。
【００１７】
第７工程は、保護層を積層し、配線引き出し部など、必要な領域を除去する。その後、蛍光体を有機樹脂などで貼り合わせる。
【００１８】
上述の様に製造されるＦＰＤは、図１１及び図１２からも明らかな様に、ＭＩＳ型ＰＤとスイッチＴＦＴは層構成が同一であるため、製造方法が簡便で、高歩留り、低価格を実現できる利点があり、且つ、感度などの諸特性も十分満足できるものと評価されている。そのため、現在、一般撮影に用いられる装置としては、従来のＳ／Ｆ法及びＣＲ法に代わって、上述のＦＰＤが採用されるに至っている。
【００１９】
更に、従来例は、図１３〜１７からわかるように、マスクを６枚使用している。すなわち、（１）第１の金属層パターニング、（２）接続孔のパターニング、（３）第２の金属層パターニング、（４）ＴＦＴ部の第２の金属層パターニング／オーミックコンタクト層のパターニング、（５）素子分離のパターニング、（６）保護層のパターニング、の各工程用である。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のＦＰＤにおいては、大面積で、且つ、完全デジタル化が達成され、漸く、一般撮影に主に使用され始めている状況であるが、感度の点では、更なる向上が期待されており、また、透視撮影を可能とするため、より一層の感度向上が必須と考えられる。
【００２１】
図１８は、ＭＩＳ型ＰＤを用いたＦＰＤの１ビットの等価回路である。図中、Ｃ１はＭＩＳ型ＰＤの合成容量、Ｃ２は信号線に形成される寄生容量、Ｖsはセンサーバイアス電位、Ｖrはセンサーリセット電位、ＳＷ１はＭＩＳ型ＰＤのＶs／Ｖr切り替えスイッチ、ＳＷ２は転送ＴＦＴのＯＮ／ＯＦＦ切り替えスイッチ、ＳＷ３は信号線リセットスイッチ、Ｖoutは出力電圧である。
【００２２】
ＭＩＳ型ＰＤにはバイアス電位として半導体層が空乏化する様、ＳＷ１により電位Ｖsが与えられる。この状態で、蛍光体からの変換光が半導体層に入射すると、ホールブロッキング層で阻止されていた正電荷がａ−Ｓｉ層内に蓄積され、電位差Ｖtが発生する。その後、ＳＷ２よりスイッチＴＦＴのＯＮ電圧が印加され、電圧Ｖoutとして出力される。出力Ｖoutは不図示の読出し回路により読み出され、その後ＳＷ３により信号線がリセットされ、順次読出しが行われる。
【００２３】
上述の駆動方法に従って、スイッチＴＦＴをライン毎に順次ＯＮすることにより、１フレームの全読出しが完了する。その後、ＳＷ１よりＭＩＳ型ＰＤにリセット電位Ｖrを与え、リセットを行い、再度、バイアス電位Ｖsを与え、画像読み取りの蓄積動作に入る。
【００２４】
ＭＩＳ型ＰＤの出力Ｖoutの飽和値は、概ね電位Ｖtに比例する。電位Ｖtは、バイアス電圧差：Ｖs−Ｖrと内部Ｇain：Ｇの積により決まる。内部Ｇain：Ｇとは、Ｃins／（Ｃins＋Ｃsemi）で求められる。出力電圧Ｖoutは、概ね電位Ｖtに対しＣ１／Ｃ２容量比で出力される。
【００２５】
ＭＩＳ型ＰＤの感度は、光入射状態での上述の飽和出力電圧、即ち、信号成分と、暗状態での出力電圧、即ち、ノイズ成分の比で概ね表現できる。
【００２６】
信号成分は、一般的に、１）ＰＤ開口率、２）ＰＤ光入射効率、言い換えれば、真性ａ−Ｓｉ膜内に入射する光量、更に、３）内部Ｇainに依存する。
【００２７】
一方、ノイズ成分は、次に示す様々な要因が確認されている。（１）ショットノイズ：センサー開口率の平方根に比例するショットノイズ。（２）ＫＴＣノイズ：Ｃ１容量の平方根に比例するＫＴＣノイズ。（３）信号配線ノイズ：配線抵抗の平方根、及び、Ｃ２容量に比例する配線ノイズ。（４）ＩＣノイズ：Ｃ２容量に比例するＩＣノイズ。（５）ゲート配線ノイズ：配線抵抗の平方根に比例する配線ノイズ。
【００２８】
通常、感度向上を達成するためには、当然のことながら、信号成分を増大させるか、又はノイズ成分を減少させるか、或いは、両者を同時に達成する必要がある。しかし、信号成分とノイズ成分は、相互に関係しており、前者を改善した結果、後者に影響を及ぼし、結局、感度改善には至らない場合が多い。
【００２９】
例えば、信号成分を改善するために、上述の１）ＰＤ開口率を向上させる場合、配線幅、或いは、配線間のスペースをシュリンクして、実現することが考えられるが、逆に、微細化に伴い、配線抵抗、或いは、信号線の寄生容量が増大し、ノイズ成分が増大する結果となる。即ち、信号成分は改善されるが、ノイズ成分も増加することになり、感度低下を引き起こす場合がある。更に、微細化により、配線ルールが厳しくなるため、歩留り低下などの生産性を低下させることになる。
【００３０】
また、上述の２）光入射効率においても、同様に、光電変換層であるａ−Ｓｉ膜に接合されているオーミックコンタクト層は、キャリアブロッキング層としての機能と上部電極としての機能が必要なため、光吸収を無視できない５００Å程度以上の膜厚が必要となる。その結果、ｎ＋膜での光吸収が感度低下を引き起こす。当然、ｎ＋膜の薄膜化を実施した場合、逆に、ｎ＋膜の抵抗が大きくなり、ＰＤ上部電極として機能しない結果となる。
【００３１】
また、上述の３）内部Ｇainを向上させる場合、ａ−Ｓｉ膜も厚膜化、或いは、ゲートＳｉＮ膜の薄膜化を実施する必要がある。しかし、ａ−Ｓｉ膜の厚膜化は、一方でスイッチＴＦＴの転送能力の低下を引き起こし、その結果、ＴＦＴサイズの増大、開口率の低下となる。また、その応力、異物発生等、生産上の問題においても限度がある。また、ＳｉＮ膜の薄膜化は、配線交差部等での絶縁耐圧を考慮すると同様に限度があり、仮に、薄膜化が達成できたとしても、寄生容量Ｃ２の増大によりノイズ成分が増加し、目立った感度向上は達成されない。
【００３２】
一方、ノイズ低減に着目して、ゲート配線抵抗を低減する場合、ゲート配線の厚膜化、或いは、幅広化が必要であるが、前者は、配線交差部での絶縁耐圧の低下を引き起こし、また、後者は、開口率の低下を引き起こすことになる。
【００３３】
また、信号線の配線抵抗を低減する場合、信号線の厚膜化、或いは、幅広化が必要であるが、前者は、応力の増大により生産設備上限度があるばかりか、加工上の問題から厚膜化は限度がある。また、後者は、上述同様、開口率の低下を引き起こすことになる。
【００３４】
以上、現行の構成では、設計において、感度は最適化されることになる。言い換えれば、より一層の感度向上は根本的な構成、材料、製造プロセスの改良が必要となると言い換えることができる。
【００３５】
そこで本発明は、高精細が必要とされるカセッテタイプ、マンモグラフィー等において、積層構造にすることにより開口率の向上を図ると共に、簡略な工程による放射線検出装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００３６】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため、本発明は、放射線信号変換素子がスイッチＴＦＴ上に積層して構成された放射線検出装置の製造方法であって、第１の金属層により、前記スイッチＴＦＴのゲート電極、駆動配線を形成する工程と、第１の絶縁層、第１の半導体層、及びエッチストップ絶縁層を順次積層する工程と、前記エッチストップ絶縁層をエッチングする工程と、オーミックコンタクト層を積層する工程と、第２の金属層を積層する工程と、第２の金属層により、前記スイッチＴＦＴのソース・ドレイン電極と信号線、及び前記放射線信号変換素子の下電極を形成する工程と、第２の絶縁層、第２の半導体層、及び第２のオーミックコンタクト層を順次積層する工程と、少なくとも前記第２の絶縁層、第２の半導体層を貫通する接続孔を形成する工程と、第３の金属層を積層する工程と、第３の金属層により、前記放射線信号変換素子のバイアス配線を形成する工程と、透明電極層を積層する工程と、前記透明電極層と第２のオーミックコンタクト層をエッチングする工程と、保護層を積層する工程と、保護層を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
【００３７】
以上の工程によって、放射線検出装置の開口率の向上により感度アップを図ると同時に、製造工程が簡略な為、コストアップせず、また高い製造歩留まりを達成することができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３９】
（実施例１）
まずＭＩＳ型ＰＤを用いたＸ線検出装置の第１の実施例について述べる。
【００４０】
図１は、光電変換素子（放射線信号変換素子）をＭＩＳ型ＰＤとした場合の１画素の模式的平面図である。２０２はスイッチＴＦＴ駆動配線、２０４はスイッチＴＦＴのゲート電極、２０８はセンサーバイアス配線、２１０は信号線、２０９はスイッチＴＦＴのソース・ドレイン電極（以下、ＳＤ電極と略記）、３０３は第２のオーミックコンタクト層、３０４は透明電極層である。
【００４１】
また図２は、図１に示した１画素内の各素子を模式的に配列した模式的断面図である。製造フロー説明の都合上、スイッチＴＦＴ駆動配線及び信号線を接続孔によりパッド部と接続する部分も図示してある。２０１はガラス基板、２０２はスイッチＴＦＴ駆動配線、２０４はスイッチＴＦＴゲート電極、２０５は第１のゲート絶縁膜、２０６は第１の真性ａ−Ｓｉ膜、２０７は第１のオーミックコンタクト層、２０８はバイアス配線、２０９は転送ＴＦＴＳＤ電極、２１０は信号線、２２０は保護膜、３０１は第２のゲート絶縁膜、３０２は第２の真性ａ−Ｓｉ膜、３０３は第２のオーミックコンタクト層、３０４は透明電極層、３０６は接続孔である。
【００４２】
次に、本実施例のＦＰＤの製造方法について述べる。
【００４３】
第１工程は、ガラス基板上に、第１の金属層により、スイッチＴＦＴ駆動配線２０２、スイッチＴＦＴゲート電極２０４を形成する。図３は、その模式的平面図である。第１の金属層としては、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ａｌ−Ｎｄ合金、及びそれらの積層構造がスパッタ法により形成される。
【００４４】
第２工程は、第１のゲート絶縁膜２０５、第１の真性ａ−Ｓｉ膜２０６、チャネルスットッパー（エッチストッパー）用の絶縁膜をプラズマＣＶＤ法により順次積層する。
【００４５】
第３工程は、裏面露光によりチャネルスットッパー用の絶縁膜をエッチングする。
【００４６】
第４工程は、プラズマＣＶＤ法によりオーミックコンタクト層（ｎ＋層）２０７を積層する。
【００４７】
第５工程は、第２の金属層を積層する。第２の金属層としては、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ａｌ−Ｎｄ合金、及びそれらの積層構造がスパッタ法により形成される。
【００４８】
第６工程は、レジストワークにより、スイッチＴＦＴのソース・ドレイン電極２０９及び信号線３０７、及び放射線信号変換素子の下電極を形成する。図４は、その模式的平面図である。
【００４９】
第７工程は、第２のゲート絶縁膜３０１、第２の真性ａ−Ｓｉ膜３０２、第２のオーミックコンタクト層（ｎ＋層）３０３をプラズマＣＶＤ法により順次積層する。
【００５０】
第８工程は、少なくとも第２のゲート絶縁膜３０１、第２の真性ａ−Ｓｉ膜３０２を貫通するコンタクトホール（接続孔）３０６を形成する。
【００５１】
第９工程は、第３の金属層を積層する。第３の金属層としては、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ａｌ−Ｎｄ合金、及びそれらの積層構造がスパッタ法により形成される。
【００５２】
第１０工程は、レジストワークにより、光電変換素子のバイアス配線２０８を形成する。図５は、その模式的平面図である。
【００５３】
第１１工程は、透明電極層３０４を積層する。透明電極層としては、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide)、ＺｎＯ、酸化スズ（ＳｎＯ₂）などが使用される。
【００５４】
第１２工程は、透明電極層と第２のオーミックコンタクト層をエッチングする。図６は、その模式的平面図である。
【００５５】
第１３工程は、保護層を積層し、配線引き出し部など、必要な領域を除去する。
【００５６】
その後、蛍光体を有機樹脂などで貼り合わせる。以上により、本発明のＦＰＤが製造される。
【００５７】
更に、本実施例は、図３〜６からわかるように、従来例と同じ６枚のマスクを使用している。すなわち、（１）第１の金属層パターニング、（２）第２の金属層パターニング、（３）接続孔のパターニング、（４）第３の金属層パターニング、（５）透明電極層、及びＴＦＴ部のオーミックコンタクト層のパターニング、（６）保護層のパターニング、の各工程用である。
【００５８】
このような製造フローを用いれば、従来と同一のマスク枚数で製造が可能となり、さらに開口率の向上により感度アップを図ることができる。すなわち、製造工程が簡略な為、コストアップせず、また高い製造歩留まりを達成することができる。
【００５９】
（実施例２）
次に、ＭＩＳ型ＰＤを用いたＸ線検出装置の第２の実施例について述べる。
【００６０】
図７は、光電変換素子をＭＩＳ型ＰＤとした場合の１画素の模式的平面図である。２０２はスイッチＴＦＴ駆動配線、２０４はスイッチＴＦＴのゲート電極、２０８はセンサーバイアス配線、２１０は信号線、２０９はスイッチＴＦＴのソース・ドレイン電極（以下、ＳＤ電極と略記）、３０３は第２のオーミックコンタクト層、３０４は透明電極層、３０５は素子分離部である。
【００６１】
また図８は、図７に示した１画素内の各素子を模式的に配列した模式的断面図である。２０１はガラス基板、２０２はスイッチＴＦＴ駆動配線、２０４はスイッチＴＦＴゲート電極、２０５は第１のゲート絶縁膜、２０６は第１の真性ａ−Ｓｉ膜、２０７は第１のオーミックコンタクト層、２０８はバイアス配線、２０９は転送ＴＦＴＳＤ電極、２１０は信号線、２２０は保護膜、３０１は第２のゲート絶縁膜、３０２は第２の真性ａ−Ｓｉ膜、３０３は第２のオーミックコンタクト層、３０４は透明電極層、３０５は素子分離部、３０６は接続孔である。
【００６２】
次に、本実施例のＦＰＤの製造方法について述べる。
【００６３】
第２のゲート絶縁膜、第２の真性ａ−Ｓｉ膜、第２のオーミックコンタクト層（ｎ＋層）をプラズマＣＶＤ法により順次積層するところまでは、実施例１と同一である。
【００６４】
次に、コンタクトホール（接続孔）３０６を形成する。この際、コンタクトホール形成と同時に画素の素子分離を行う。
【００６５】
次に、第３の金属層を積層する。第３の金属層としては、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ａｌ−Ｎｄ合金、及びそれらの積層構造がスパッタ法により形成される。
【００６６】
次に、レジストワークにより、光電変換素子のバイアス配線を形成する。
【００６７】
次に、透明電極層を積層する。透明電極層としては、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide)、ＺｎＯ、酸化スズ（ＳｎＯ₂）などが使用される。
【００６８】
次に、透明電極層と第２のオーミックコンタクト層をエッチングする。
【００６９】
次に、保護層を積層し、配線引き出し部など、必要な領域を除去する。
【００７０】
その後、蛍光体を有機樹脂などで貼り合わせる。以上により、本発明のＦＰＤが製造される。
【００７１】
更に、本実施例は、従来例と同じ６枚のマスクを使用している。また、素子分離をすることにより、実施例１にくらべクロストークを低減することができる。
【００７２】
（実施例３）
図９は、本発明による放射線検出装置のＸ線診断システムへの適用例を示したものである。
【００７３】
Ｘ線チューブ６０５０で発生したＸ線６０６０は患者あるいは被験者６０６１の胸部６０６２を透過し、放射線検出装置（イメージセンサ）６０４０に入射する。この入射したＸ線には被験者６０６１の体内部の情報が含まれている。Ｘ線の入射に対応して表面又は裏面の蛍光体によって可視光に変換し、これを光電変換して、電気信号を得る。この電気信号はデジタル変換されイメージプロセッサ６０７０により画像処理され制御室のディスプレイ６０８０で観察できる。
【００７４】
また、この画像情報は電話回線６０９０等の伝送手段により遠隔地へ転送でき、別の場所のドクタールームなどディスプレイ６０８１に表示もしくは光ディスク等の保存手段に保存することができ、遠隔地の医師が診断することも可能である。またフィルムプロセッサ６１００によりフィルム６１１０に記録することもできる。
【００７５】
以上の実施形態では、Ｘ線撮像システムを例に説明したが、シンチレータによって放射線を光に変換し、この光を光電変換する装置構成としても、同様である。なお、放射線とはＸ線以外のα，β，γ線等を含む。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、積層構造にすることにより開口率の向上を図ると同時に、プロセスの工程数を増加させることなく製造することが可能となる。また、素子分離をすることにより、クロストークを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の模式的平面図である。
【図２】実施例１の模式的断面図である。
【図３】実施例１の製造方法を説明する模式的平面図である。
【図４】実施例１の製造方法を説明する模式的平面図である。
【図５】実施例１の製造方法を説明する模式的平面図である。
【図６】実施例１の製造方法を説明する模式的平面図である。
【図７】本発明の実施例２の模式的平面図である。
【図８】実施例２の模式的断面図である。
【図９】本発明による放射線検出装置のＸ線診断システムへの適用例を示す図である。
【図１０】従来のＦＰＤの模式的等価回路図である。
【図１１】従来の１画素の模式的平面図である。
【図１２】従来の１画素内の素子配列の模式的断面図である。
【図１３】従来のＦＰＤの製造方法を説明する模式的平面図である。
【図１４】従来のＦＰＤの製造方法を説明する模式的平面図である。
【図１５】従来のＦＰＤの製造方法を説明する模式的平面図である。
【図１６】従来のＦＰＤの製造方法を説明する模式的平面図である。
【図１７】従来のＦＰＤの製造方法を説明する模式的平面図である。
【図１８】従来のＭＩＳ型ＦＰＤの１ビット等価回路図である。
【符号の説明】
１０１ 光電変換素子部
１０２ スイッチＴＦＴ部
１０３、２０２ スイッチＴＦＴ駆動配線
１０４、２１０ 信号線
１０５、２０８ バイアス配線
１０６ 信号処理回路
１０７ ＴＦＴ駆動回路
１０８ Ａ／Ｄ変換部
２０１ ガラス基板
２０３ ＭＩＳ型ＰＤ下部電極
２０４ スイッチＴＦＴゲート電極
２０５ ゲート絶縁膜
２０６ 真性ａ−Ｓｉ膜
２０７ ホールブロッキング層
２０９ スイッチＴＦＴソース・ドレイン電極
２１１ コンタクトホール
２２０ 保護膜
２２１ 有機樹脂層
２２２ 蛍光体層
３０１ 第２のゲート絶縁膜
３０２ 第２の真性ａ−Ｓｉ膜
３０３ 第２のオーミックコンタクト層
３０４ 透明電極層
３０５ 素子分離部
３０６ 接続孔
Ｃ１ ＭＩＳ型ＰＤの合成容量
Ｃ２ 信号線に形成される寄生容量
Ｖs センサーバイアス電位
Ｖr センサーリセット電位
ＳＷ１ ＭＩＳ型ＰＤのＶs／Ｖr切り替えスイッチ
ＳＷ２ 転送ＴＦＴのＯＮ／ＯＦＦ切り替えスイッチ
ＳＷ３ 信号線リセットスイッチ
Ｖout 出力電圧
Ｖt 電位差

Claims (4)

1. 放射線信号変換素子がスイッチＴＦＴ上に積層して構成された放射線検出装置であって、
   第１の金属層により形成された前記スイッチＴＦＴのゲート電極及び駆動配線と、
   前記第１の金属層上に順次積層された第１の絶縁層、第１の半導体層と、
   前記第１の半導体層上に積層されたオーミックコンタクト層と、
   前記オーミックコンタクト層上に積層された第２の金属層により形成された前記スイッチＴＦＴのソース・ドレイン電極と信号線、及び前記放射線信号変換素子の下電極と、
   前記オーミックコンタクト層又は第２の金属層上に順次積層された第２の絶縁層、第２の半導体層、及び所定部分に形成された第２のオーミックコンタクト層と、
   少なくとも前記第２の絶縁層、第２の半導体層を貫通して形成された接続孔と、
   前記第２のオーミックコンタクト層上に積層された第３の金属層により形成された前記放射線信号変換素子のバイアス配線と、
   前記バイアス配線上に積層された透明電極層と、
   上面に積層して形成された保護層と、
   を有することを特徴とする放射線検出装置。
2. 前記スイッチＴＦＴは、エッチストッパー型ＴＦＴであることを特徴とする請求項１記載の放射線検出装置。
3. 被験者または被験物に放射線を照射するための放射線源と、
   この放射線を検出する請求項１又は２に記載の放射線検出装置と、
   この検出された信号をデジタル変換して画像処理する画像処理手段と、
   この処理された画像を表示する表示手段とを備えることを特徴とする放射線撮像システム。
4. 放射線信号変換素子がスイッチＴＦＴ上に積層して構成された放射線検出装置の製造方法であって、
   （ａ）第１の金属層により、前記スイッチＴＦＴのゲート電極、駆動配線を形成する工程と、
   （ｂ）第１の絶縁層、第１の半導体層、及びエッチストップ絶縁層を順次積層する工程と、
   （ｃ）前記エッチストップ絶縁層をエッチングする工程と、
   （ｄ）オーミックコンタクト層を積層する工程と、
   （ｅ）第２の金属層を積層する工程と、
   （ｆ）第２の金属層により、前記スイッチＴＦＴのソース・ドレイン電極と信号線、及び前記放射線信号変換素子の下電極を形成する工程と、
   （ｇ）第２の絶縁層、第２の半導体層、及び第２のオーミックコンタクト層を順次積層する工程と、
   （ｈ）少なくとも前記第２の絶縁層、第２の半導体層を貫通する接続孔を形成する工程と、
   （ｉ）第３の金属層を積層する工程と、
   （ｊ）第３の金属層により、前記放射線信号変換素子のバイアス配線を形成する工程と、
   （ｋ）透明電極層を積層する工程と、
   （ｌ）前記透明電極層と第２のオーミックコンタクト層をエッチングする工程と、
   （ｍ）保護層を積層する工程と、
   （ｎ）保護層を形成する工程と、
   を含むことを特徴とする放射線検出装置の製造方法。

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