JPH11307756A - 光電変換装置および放射線読取装置 - Google Patents

光電変換装置および放射線読取装置

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JPH11307756A
JPH11307756A JP11034470A JP3447099A JPH11307756A JP H11307756 A JPH11307756 A JP H11307756A JP 11034470 A JP11034470 A JP 11034470A JP 3447099 A JP3447099 A JP 3447099A JP H11307756 A JPH11307756 A JP H11307756A
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gate
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正和 森下
Isao Kobayashi
功 小林
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光電変換素子を複数並べる場合に寄生容量の
増大等により出力電圧が低下するのを防止する。 【解決手段】 絶縁支持体上に光電変換素子２１と、光
電変換素子２１に発生した信号電荷を受けるゲート及び
該ゲートに蓄積された信号電荷に応じた信号を読み出す
ためのソース・ドレインを有する読出用電界効果トラン
ジスタ２２と、読出用電界効果トランジスタ２２と電源
との間に設けられた選択スイッチ手段２３と、ゲートを
リードセットするリセット手段２４と、を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光電変換装置および
放射線読取装置に関し、更に詳しくは、より高感度で高
速の読取動作を行なうことのできる光電変換装置および
α線、β線、γ線、Ｘ線に代表される放射線に係る情報
を高感度に読取ることが可能な放射線読取装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】光電変換装置や放射線を蛍光体（たとえ
ばシンチレーター）のような波長変換体で光電変換装置
の感度域に波長変換して放射線に基づく情報を読取る放
射線読取装置においては、光電変換部で光電変換された
入力情報に基づいた電荷を容量へ転送して信号電圧を増
幅することが行なわれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来回
路での信号電荷の読み出しのように、光電変換素子自身
の容量から外部容量へ電荷転送して信号電圧を増幅する
場合、Ｓ／Ｎ比は比較的大きくとれるが、センサを複数
個並べる場合、信号線上に寄生容量が形成されることが
ある。例えばＸ線フィルム相当のエリアセンサを１セル
２００μｍ×２００μｍの大きさで縦横２０００個×２
０００個配置し、４０ｃｍ×４０ｃｍの大きさのエリア
センサを作製した場合を考えると、電荷転送するトラン
ジスタのゲートとソースの重なりで容量が形成される。
この重なりは画素数に応じるため重なり容量Ｃgsは、１
箇所について約０．０５ｐＦであるとしても、１本の信
号線には０．０５ｐＦ×２０００個＝１００ｐＦという
容量となる。センサ容量Ｃsは約１ｐＦ程度であるた
め、センサに発生した信号電圧をＶ1 とすると信号線の
出力電圧Ｖ0 は Ｖ0 ＝（Ｃs ／（Ｃs ＋Ｃgs×１０００））×Ｖ1 となり、出力電圧は約１／１００になってしまう。
【０００４】即ち大面積のエリアセンサを構成する場合
には出力電圧は大幅にダウンすることになる。
【０００５】また、このような状況下において動画読取
りを行なうためには、更に１秒あたり３０枚以上の画像
読取りを行なうことができる感度と高速動作性が要求さ
れる。特にＸ線診断を含む非破壊検査などでは照射する
Ｘ線の線量を出来るだけ少なくしたいという要求もあ
り、信号電荷量を１００〜４００倍に増加できるよう
な、すなわち、更なる高感度化が要望されている。
【０００６】本発明は上記課題に鑑みて成されたもので
あり、寄生容量の増大等による出力電圧の低下を抑える
ことができ、結果としてより高感度、高性能な光電変換
装置及び該光電変換装置を有する放射線読取装置を提供
することを目的とする。
【０００７】加えて、本発明はより開口率、すなわち一
画素に必要な面積中の受光部領域の割合、が大きく、結
果として高感度化、高性能化を達成し得る光電変換装置
及び該光電変換装置を有する放射線読取装置を提供する
ことを目的とする。
【０００８】更に本発明は動画読取り可能な光電変換装
置及び該光電変換装置を提供することを目的とする。
【０００９】加えて本発明はＸ線などの放射線の照射線
量をより一層少なくすることが可能な放射線読取り装置
を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、１画素に、光
電変換素子と、該光電変換素子に発生した信号電荷を受
けるゲート及び該ゲートに蓄積された信号電荷に応じた
信号を読み出すためのソース・ドレインを有する読出用
電界効果トランジスタと、該読出用電界効果トランジス
タと電源との間に設けられた選択スイッチ手段と、前記
ゲートをリセットするリセット手段と、を備え、該光電
変換素子、該読出用電界効果トランジスタ、該選択スイ
ッチ手段及び該リセット手段は共通の絶縁性支持体上に
設けられた半導体層を有することを特徴とする。
【００１１】また本発明は、１画素に、光電変換素子
と、該光電変換素子に発生した信号電荷を受けるゲート
及び該ゲートに蓄積された信号電荷に応じた信号を読み
出すためのソース・ドレインを有する読出用電界効果ト
ランジスタと、該読出用電界効果トランジスタと電源と
の間に設けられた選択スイッチ手段と、前記ゲートをリ
セットするリセット手段と、を備え、該光電変換素子、
該読出用電界効果トランジスタ、該選択スイッチ手段及
び該リセット手段は共通の絶縁性支持体上に設けられた
半導体層を有する光電変換装置と、前記光電変換素子上
に配された、放射線を吸収して該光電変換素子が検知可
能な波長帯域の光を放出する蛍光体を有することを特徴
とする。
【００１２】更に本発明は、放射線を吸収し電荷を放出
する電荷放出層を含み、少なくとも該電荷放出層は二層
の導体層で挟まれた構成である放射線読取素子と、該放
射線読取素子に発生した信号電荷を受けるゲート及び該
ゲートに蓄積された信号電荷に応じた信号を読み出すた
めのソース・ドレインを有する読出用電界効果トランジ
スタと、該読出用電界効果トランジスタと電源との間に
設けられた選択スイッチ手段と、前記ゲートをリセット
するリセット手段と、を１画素に備えたことを特徴とす
る。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。なお本発明の放射線に基づく情報を読
み取るための放射線読取装置は、以下に説明するＸ線読
取装置に特に限定されず、α線、β線、γ線等に基づく
情報の読取装置にも適用可能である。 （第１の実施例）図１は本発明の光電変換装置の１画素
部分を示す概略的回路構成図である。図２は図１で示し
た放射線読取装置の模式的平面図、図３は該装置と波長
変換体を組み合わせて、放射線読取装置として適用する
場合の一例を示し、図２の模式的平面図で図示したＡ−
Ｂ間の模式的断面図である。
【００１４】各図において、２１は光電変換素子、３０
０は光電変換素子２１からの信号電荷を蓄積する容量、
２２は光電変換素子２１とゲートが接続されるＭＯＳト
ランジスタ、２３は各画素を選択するための選択スイッ
チ手段となるＭＯＳトランジスタ、２４はＭＯＳトラン
ジスタ２２のゲートおよび容量３００をリセットするリ
セット手段となるＭＯＳトランジスタ、２５は電流源、
２６は信号出力用のＭＯＳトランジスタ、２７は電圧源
と接続される端子、２８はリセットゲート線、２９は垂
直ゲート線、４１は電圧源である。また、Ｖ2，Ｖ3はＭ
ＯＳトランジスタ２４，２３のゲートに印加される信
号、４２，４３はそれぞれ信号Ｖ2，Ｖ3を出力する信号
源である。尚、光電変換素子２１自身に充分な容量があ
る場合は、容量３００は必ずしも設ける必要はない。
【００１５】図１に示されるように、光電変換素子２１
はＭＯＳトランジスタ２２のゲートに接続され、光電変
換素子からの信号を増幅して出力することができるよう
になっている。したがって、光電変換素子を複数並べる
場合に伴なう寄生容量の増大等による出力電圧の低下を
抑制することができる。なお、本発明に係わる光電変換
素子は以下に説明する、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と
同じ層構成の光電変換素子に特に限定されるものではな
い。
【００１６】ここで図２および図３により各素子の形成
方法について順に説明する。ここではＸ線信号読取装置
について説明する。ＭＯＳトランジスタはＴＦＴで構成
される。
【００１７】まず、絶縁材料であるガラス基板１上にス
パッタ等により下部メタル層２としてＣｒを約５００オ
ングストローム堆積させ、その後フォトリソグラフィに
よりパターニングし不必要なエリアをエッチングする。
これにより光電変換素子２１の下部電極、ＭＯＳトラン
ジスタ（ＴＦＴ）２２〜２４のゲート電極、コンデンサ
３００の下部電極、および下部配線４０２と４１２が形
成される。
【００１８】次にＣＶＤ法により同一真空内でＳｉＮ
（窒化シリコン）層７０／ｉ層４／ｎ層５をそれぞれ約
２０００Å／５０００Å／５００Åの厚さに順に堆積す
る。これらの各層は光電変換素子２１の絶縁層／光電変
換半導体層／ホール注入阻止層、ＴＦＴ２２〜２４のゲ
ート絶縁層／半導体層／オーミックコンタクト層、およ
びコンデンサ３００の中間層となる。また、上下配線の
クロス部絶縁層としても使われる。各層の厚さはこれに
限らず光電変換装置として使用する電圧、電流、電荷、
入射光量等により最適に設計できるが、少なくともＳｉ
Ｎは電子とホールが通過できず、また、ＴＦＴのゲート
絶縁膜として機能ができる５００オングストローム以上
が望ましい。
【００１９】各層堆積後、コンタクトホール４０８にな
るエリアをエッチングし、その後、上部メタル層６とし
てＡｌをスパッタ等で約１００００オングストローム堆
積させる。さらにフォトリソグラフィによりパターニン
グし不必要なエリアをエッチングし光電変換素子２１の
上部電極、ＴＦＴ２２〜２４の主電極であるソース電極
並びにドレイン電極、コンデンサ３００の上部電極、お
よび上部配線４０６と４１６が形成される。同時にコン
タクトホール４０８では、下部配線４０２と上部配線４
０６が接続されている。
【００２０】さらにＴＦＴ２２〜２４のチャネル部のみ
ｎ層をＲＩＥでエッチングし、その後不必要なＳｉＮ層
７０／ｉ層４／ｎ層５をエッチングして各素子が分離さ
れる。これで光電変換素子２１、ＴＦＴ２２〜２４、下
部配線４０２，４１２、上部配線４０６，４１６、およ
びコンタクトホール４０８が完成する。
【００２１】また、耐久性を向上させるため通常各素子
の上部をＳｉＮ等のパッシベーション膜５０で覆い、そ
の上に波長変換体として蛍光体層５１を形成する。入射
したＸ線は蛍光体層５１で光電変換素子２１で光電変換
可能な波長帯域の光（代表的には可視光）に変換され
る。
【００２２】以上の説明の通り上記光電変換装置では光
電変換素子２１、ＴＦＴ２２〜２４、コンデンサ３０
０、および配線部４００とが同時に堆積された共通の下
部メタル層２、ＳｉＮ層７０／ｉ層４／ｎ層５、および
上部メタル層６と各層のエッチングのみで形成すること
ができる。また光電変換素子２１内に注入阻止層が１カ
所しかなく、かつ、同一真空内で形成できる。さらにＴ
ＦＴの特性上重要なゲート絶縁膜／ｉ層界面も同一真空
内で形成できる。またさらにコンデンサ３００の中間層
が熱によるリークの少ない絶縁層を含んでいるため良好
な特性のコンデンサが形成される。このように上記光電
変換装置は低コストで高性能の光電変換装置の生産を可
能としている。
【００２３】なお、上記の形成方法はアモルファスシリ
コンを用いることができるが、ＴＦＴの高速化が求めら
れる場合には、アモルファスシリコン層の形成後にレー
ザーアニールによりポリシリコン化させて高速化を図る
ことができる。 （第２の実施例）図４は本発明の光電変換装置の一例を
あらわす概略的回路図である。本実施例は図１の光電変
換装置の一画素部分をマトリクス状に配設して順次走査
により信号を出力できるようにしている。尚、本例でも
波長変換体を用いて放射線読取装置として適用した例に
基づいて以下、説明を行なう。
【００２４】図４において、光電変換素子（フォトダイ
オードなど）２１はＸ線が波長変換されて得られた感光
波長域の光の入射光量に応じた電荷を蓄積する。この光
電変換素子は２次元状に配置されている。尚、この場合
も光電変換素子自体に充分な容量があれば、各画素に付
加されている容量３００はなくてもよい。光電変換素子
２１の一端はソースフォロワ入力ＭＯＳ（Metal Oxide
Silicon Transistor）２２のゲートに接続し、ソースフ
ォロワ入力ＭＯＳ２２のドレインは垂直選択スイッチＭ
ＯＳ２３のソースに接続し、またソースは垂直出力線３
５を経て負荷電流源２５へと接続し、垂直選択スイッチ
ＭＯＳ（トランジスタ）２３のドレインは電源線３４を
経て電源端子２７に接続されており、これらは全体でソ
ースフォロワ回路を構成している。
【００２５】また、２４はリセットスイッチであり、そ
のソースはソースフォロワ入力ＭＯＳ２２のゲートに接
続し、ドレインは電源線３４を経て電源端子２７に接続
されている。
【００２６】本回路は各画素の光電変換素子に蓄積され
た電荷に応じてソースフォロワ入力ＭＯＳ２２のゲート
に信号電圧が発生し、それをソースフォロワ回路で電流
増幅して読み出すものである。
【００２７】垂直選択スイッチＭＯＳ２３のゲートは垂
直ゲート線２９で垂直走査回路３２に接続される。リセ
ットスイッチ２４のゲートはリセットゲート線２８で垂
直走査回路３２に接続される。また、ソースフォロワ回
路の出力信号は、垂直出力線３５、水平転送ＭＯＳスイ
ッチ２６、水平出力線３０、出力アンプ３１を通して外
部に出力される。水平転送ＭＯＳスイッチ２６のゲート
は水平走査回路３３にそれぞれ接続されている。
【００２８】本回路の動作を説明すると、まずリセット
スイッチ２４により光電変換素子２１をリセットする。
次に蓄積動作に入る。ソースフォロワ入力ＭＯＳ２２の
ゲートには蓄積された信号電荷の量に応じて信号電圧が
発生する。蓄積時間終了後、垂直走査回路３２および水
平走査回路３３によって選択された画素の信号はソース
フォロワ回路によって増幅された後、順次出力アンプ３
１を通して出力される。
【００２９】本回路構成は、ソースフォロワの電源線と
リセット電源線を共通化しているためコンパクトなレイ
アウトが可能となる、選択スイッチ２３を電源側に配置
したことでソースフォロワ入力ＭＯＳ２２のソース端と
定電流源の間に選択スイッチ２３の抵抗が介在しなくな
り線形性のよいソースフォロワ出力が得られる、といっ
た利点を有するものである。
【００３０】次に、図４の回路の駆動の一例について図
５を参照しながら記述する。
【００３１】図４は、駆動のタイミングの一例を示すタ
イミング図である。この例ではＸ線は連続して照射され
ている。
【００３２】Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 …ＤN は各行の駆動を示
し、たとえばＤ1 が１行目に関する各タイミングのみを
示している。Ｄ1 の中で垂直走査回路３２から出るφ11
はリセットパルス、φ21は１行全ラインへのドライブパ
ルス、φ31は水平走査回路３３から出る読み出しパルス
である。これによって出力アンプ３１を介してアナログ
・デジタル変換回路（Ａ／Ｄ）４０に送られ、メモリ４
１に記憶される。
【００３３】リセットパルスφ11でパルスφRESET1によ
り１行ラインの光電変換素子２１の電位がリセットさ
れ、ほぼ（Ｔ1 −Ｔ2 ）の時間、Ｘ線照射による光を光
電変換素子２１で検出し、キャパシタＣ1 ３００に電荷
を蓄積する。パルスφDRIVE1によりトランジスタ２３が
ｏｎされ、各列のＣ2 に電位を転送する。その後、各列
からφREAD1のパルスにより、順次、出力アンプ３１を
介してＡ／Ｄに出力する。
【００３４】その後Ｄ2 ，Ｄ3 …ＤN まで各行の読み出
しを行なう。Ｔ1 の時間は例えば１秒間に３０フレーム
の場合は３３msec（Ｔ1≒１／３０sec）となる。光電変
換素子が行列に５００×５００個配置された場合は、Ｄ
1…Ｄ500 までの読み出しが必要となり、Ｔ2 ≒Ｔ1／５
００となり、概略Ｔ2 ≒６６μsec、Ｔ3 ＝Ｔ2 ／５０
０であり、Ｔ3は１３０nsec程度となる。
【００３５】これらの時間は１秒間あたりのフレーム数
と画素数によってきめられる。上述した駆動例において
は連続的にＸ線が照射されている場合を示したが、Ｘ線
をパルス的に、間欠に照射した場合を第２の駆動法とし
て図６に示す。
【００３６】本例では全行のラインの光電変換素子をす
べて同時にリセットするため各リセットパルスをφ11…
φ1nによりリセットする。その後Ｘ線をパルス状に（Ｔ
x 時間）照射する。その後は図５で説明された第１の１
駆動と同じくφ21，φ31…φ 2n,φ3nのパルスにより、
電荷を順次読み出す。
【００３７】本例ではＸ線のパルスの照射時間Ｔx を必
要とするため、前述の例とＴ2 ，Ｔ 3の決め方は少し、
異なる。たとえば、上記例と同様の画素数、同じフレー
ム数とすると、Ｔ1≒１／３０sec，Ｔ2 ≒（Ｔ1 −
Ｔx ）／５００，Ｔ3 ≒Ｔ2 ／５００である。
【００３８】ところで、センサの性能を充分に引き出す
ためには、蓄積時間中の暗電流の影響や各セルのソース
・フォロア（ＳＦ）のオフセット電位のバラツキが固定
パターンノイズとしてあらわれることが問題となる場合
がある。
【００３９】固定パターンノイズを除去する第１の方法
は第１、第２の駆動方法においてＸ線の照射のない時の
各素子の出力データを、あらかじめメモリに記憶し暗電
流とＳＦのオフセット電位による雑音をＸ線照射時の出
力から差し引くことである。これによって、センサ特性
を改善することができる。
【００４０】第２の方法は、第２の駆動法において、Ｘ
線照射を行なわない一連のシーケンスを行ない、そのＸ
線照射のないときの出力を雑音データ（Ｎ）とする。ま
た、均一にＸ線照射された時の光電変換出力を信号＋雑
音データ（Ｓ＋Ｎ）として、それらデータの差分をとり
（（Ｓ＋Ｎ）−Ｎ）、信号出力を得ることである。これ
によって雑音の補正を行なうことができる。 （第３の実施例）図７は本発明の光電変換装置を放射線
読取装置に適用した他の一例の構成を示す模式的断面図
である。電気回路的には図４の回路を用いることができ
る。図７において、ＰＩＮ型のフォトダイオードセンサ
は上部電極をＩＴＯ７１０で構成しており、そのＩＴＯ
電極７１０に負の電位を与える配線が第１Ａｌ層７１２
である。下部電極は第２Ａｌ層７０８で構成されてお
り、各薄膜トランジスタ（増幅用、選択スイッチ用、及
びリセット用トランジスタ）の上部にも絶縁層（ＳｉＮ
層）７０７を介して第２Ａｌ層７０８が配置されてい
る。７１１はＳｉＮ等の絶縁膜、７０９はＰＩＮ接合層
である。
【００４１】ＰＩＮ型フォトダイオードセンサの下部電
極である第２Ａｌ層７０８はＣｒ層７１５と接続されて
おり、Ｃｒ層７１５は増幅用薄膜トランジスタのゲート
電極７０２と接続されている（図においては、Ｃｒ層７
１５とゲート電極７０２との接続は模式的に示してい
る。）。
【００４２】各薄膜トランジスタ（増幅用、選択スイッ
チ用、及びリセット用トランジスタ）はガラス基板７０
１上にＣｒのゲート電極７０２、絶縁層７０３、半導体
層７０４、オーミック層７０５、ソース・ドレイン電極
７０６と積層されて構成されている。なお、コンデンサ
は後に説明する図８の構成と同様にＳｉＮ等の絶縁層を
介してＣｒ電極を第２Ａｌ層７０８下に設けることで作
成することができる。
【００４３】なお、ＰＩＮ型フォトダイオードセンサは
可視光に感度があるため、Ｘ線などの放射線読取装置と
して用いる場合は、図７のようにセンサ上部にＰＩ（ポ
リイミド）ＳｉＯ2 ，ＳｉＮ4 等の絶縁層７１３を介し
て、Ｘ線を可視光に変換する波長変換体としての蛍光体
７１４を配置する。
【００４４】本実施例の構成については、ＰＩＮ型フォ
トダイオードセンサと各薄膜トランジスタ（増幅用及び
選択スイッチ用及びリセット用）は、各薄膜トランジス
タともアモルファスシリコン又はポリシリコンを用いる
ことができる。
【００４５】以上説明した本実施例によれば、次の効果
を得ることができる。 （１） ＰＩＮ型フォトダイオードセンサが各薄膜トラ
ンジスタ（断面図では増幅用トランジスタのみ図示して
あるが、実際は選択スイッチ用及びリセット用トランジ
スタを含む）の上部にも配置されているため、センサ開
口率をほぼ１００％近い値にすることが可能になり、よ
りＳ／Ｎ比を増大させることが可能になる。 （２） ＰＩＮ型フォトダイオードセンサにより蓄積さ
れた信号電荷を、第１実施例で用いた増幅回路（ソース
フォロア増幅回路）で信号電荷を増幅することにより、
従来例で示したＸ線フィルム相当のエリアセンサを構成
した場合、増幅回路の増幅率に対応してＳ／Ｎの向上が
可能となる。
【００４６】以上の（１）、（２）により、従来のエリ
アセンサに比べて飛躍的なＳ／Ｎ比向上が可能となる
（例えば、（１）の構成で約２倍の開口率向上がなさ
れ、（２）の構成により１００倍の電荷増幅がなされ、
結果として飛躍的なＳ／Ｎ比向上がなされることにな
る）。 （第４の実施例）図８は本発明の光電変換装置を放射線
読取装置に適用した場合の別の一例の構成を示す模式的
断面図である。実施回路は図４を応用して適用すること
ができる。図８において、ＰｂＩ2 を主体とするＸ線直
接変換型センサは、上部電極を第１Ａｌ層８１３で、下
部電極を第２Ａｌ層８１０で構成している。上部電極の
第１Ａｌ層８１３とＰｂＩ2 ８１１との間にはＰＩ（ポ
リイミド）等の絶縁層８１２を配置することにより、上
部電極の第１Ａｌ層８１３からＰｂＩ2 ８１１へ電荷が
注入されることを阻止している。なお、本実施例はＸ線
入射により電子／ホールペアを多数発生する材料、例え
ばａ−Ｓｅ、ＰｂＩ2、ＨｇＩ2 、ＰｂＯなど（ここで
はＰｂＩ2を用いている）を上下の電極で挟み、上下の
電極間に電界を加えることにより、Ｘ線入射により発生
した電荷を直接取り出すことが可能となる。図のような
絶縁層８１２は必ずしも必要ではない。図９に示す如
く、絶縁層８１２のないセンサにおいても充分出力電荷
を出力として、取り出すことができる。
【００４７】下部電極の第２Ａｌ層８１０と最下層のＣ
ｒ層８０８により信号電荷蓄積用コンデンサを構成し、
Ｘ線入射により発生した信号電荷をこのコンデンサに蓄
積する。８０７はＳｉＮ等からなる絶縁膜である。
【００４８】ここで下部電極の第２Ａｌ層８１０は、第
３実施例の図７と同様に、各薄膜トランジスタ（増幅
用、選択スイッチ用、及びリセット用）の上部にも絶縁
層（ＳｉＮ層）８０７を介して配置されている。
【００４９】蓄積用コンデンサの上部電極である第２Ａ
ｌ層８１０は、最下層のＣｒ層である、増幅用薄膜トラ
ンジスタのゲート電極８０２と接続されている（図８に
おいては、第２Ａｌ層８１０とゲート電極８０２との接
続は模式的に示している。）。
【００５０】各薄膜トランジスタ（増幅用、選択スイッ
チ用、及びリセット用トランジスタ）はガラス基板８０
１上にＣｒのゲート電極８０２、絶縁層８０３、半導体
層８０４、オーミック層８０５、ソース・ドレイン電極
８０６と積層されて構成されている。
【００５１】本実施例の構成については、各薄膜トラン
ジスタ（増幅用及び選択スイッチ用及びリセット用）
は、第３実施例と同様に、アモルファスシリコン又はポ
リシリコンでもよい。
【００５２】以上説明した本実施例によれば、次の効果
を得ることができる。 （１） Ｘ線直接変換型センサが各薄膜トランジスタ
（断面図では増幅用トランジスタのみ図示してあるが、
実際は選択スイッチ用及びリセット用トランジスタを含
む）の上部にも配置されているため、センサ開口率をほ
ぼ１００％に近い値にすることが可能になり、より開口
率を２倍近く増大させることが可能になる。 （２） ＰｂＩ2 等を主体とするＸ線直接変換型センサ
は、蛍光体がＸ線を可視光に変換することを必要としな
いため、入射Ｘ線を電気信号電荷に変換後の集収効率が
高く、結果的に入射Ｘ線から電気信号電荷への変換効率
がすぐれている。又、直接変換材料は電荷を有効に電界
により収集できるため、厚みを比較的厚くでき、Ｘ線収
集量も大きくでき量子交換率も高くできる。 （３） ＰｂＩ2 等を主体とするＸ線直接変換型センサ
により蓄積された信号電荷を、第１実施例で用いた増幅
回路（ソースフォロア増幅回路）で信号電荷を増幅する
ことにより、従来型１トランジスタ型に比べて、よりＳ
／Ｎにおいて有利となる。 （第５の実施例）図１０は第１〜４実施例に適用可能な
他の回路の例である。ここに示される回路は信号からＳ
Ｆオフセットなどをリアルタイムに差し引くことができ
る回路の一例である。
【００５３】なお、図１１は各信号φX，φR，φN，φS
のタイミングの一例である。ここで、図１０において、
はセンサ蓄積端子部をリセット用トランジスタでリセ
ットをかける時に発生するリセットランダムノイズ、
はソースフォロワ部に発生するオフセット固定パターン
ノイズである。Ｘ線はＸ線照射タイミングを示してい
る。但し連続に照射されていてもよい。
【００５４】上記２つのノイズを取り除くために、図１
０の回路のようにコンデンサＣT1及びＣT2を配置し、例
えば暗状態時に蓄積した信号をφNのパルスによりコン
デンサＣT1へ転送し、明状態時に蓄積した信号をφSの
パルスによりコンデンサＣT2へ転送し、コンデンサＣT2
及びＣT1の両者の信号をパルスφHにより差動増幅器に
入力して、減算処理することにより、上記、のノイ
ズを取り除いたセンサ信号を得ることが可能となる。
【００５５】図１２は図１０の光電変換装置をマトリク
ス状に配設して順次走査により信号を出力する光電変換
装置を示す回路図である。
【００５６】図１０における１ビット回路部（図１２中
Ｓで示す）、即ちセンサ及び増幅回路（増幅用トランジ
スタ及び選択用トランジスタ及びリセット用トランジス
タ）をＸ方向及びＹ方向に各々ｍ個及びｎ個ずつ配置
し、各信号線には図１０で説明したように、ＣT2及びＣ
T1のコンデンサが配置してある。
【００５７】よって、Ｘ方向とＹ方向のシフトレジスタ
により、ｍ×ｎ個の信号出力を暗状態と明状態で交互に
読み出し、差動増幅器で減算処理することにより、ノイ
ズの低減されたＳ／Ｎの高い信号出力を得ることができ
る。マトリクスに配された各画素の駆動はいずれにして
もＸ線などの光源の連続または間欠照射で前述のように
行なうことができる。 （第６の実施例）図１３は第１〜４実施例に応用する他
の回路の例である。
【００５８】図１４は各信号φX，φR1，φR2，φN，φ
Sのタイミングの一例である。ここで、はリセットパ
ルスφR1によるリセット用トランジスタでリセットをか
ける時に発生するランダムノイズ、はソースフォロワ
部に電荷蓄積する間に発生する１／ｆランダムノイズ、
はソースフォロワ部に発生するオフセット固定パター
ンノイズである。リセットパルスφR1，φR2ＯＮでセン
サセルのリセットを行ない、その後センサの蓄積動作に
入る。Ｘ線がパルスの場合は、リセットパルスφR2（パ
ルス）のｏｆｆ後、Ｘ線照射が行なわれる。Ｘ線は連
続照射でもよい。
【００５９】上記３つのノイズを取り除くために、図１
３の回路のようにコンデンサＣT1及びＣT2を配置し、例
えば暗状態時に蓄積した信号をφNのパルスによりコン
デンサＣT1へ転送し、明状態時に蓄積した信号をφSの
パルスによりコンデンサＣT2へ転送し、コンデンサＣT2
及びＣT1の両者の信号をパルスφHにより差動増幅器に
入力して、減算処理することにより、上記、、の
ノイズを取り除いたセンサ信号を得ることが可能とな
る。
【００６０】図１５は図１３の光電変換装置をマトリク
ス状に配設して順次走査により信号を出力する光電変換
装置を示す概略的回路図である。図１５にはＣT1,ＣT2
のリセットの回路を組み込んである。図１２も同様のＣ
T1,ＣT2のリセット回路を組み込むことができる。
【００６１】図１３における１ビット回路部（図１５中
Ｓで示す）、即ちセンサ及び増幅回路（増幅用トランジ
スタ及び選択用トランジスタ及びリセット用トランジス
タ）をＸ方向及びＹ方向に各々ｍ個及びｎ個ずつ配置
し、各信号線には図２３で説明したように、ＣT2及びＣ
T1のコンデンサが配置してある。
【００６２】よって、Ｘ方向とＹ方向のシフトレジスタ
により、ｍ×ｎ個の信号出力を暗状態と明状態で交互に
読み出し、差動増幅器で減算処理することにより、ノイ
ズの低減されたＳ／Ｎの高い信号出力を得ることができ
る。各光電変換素子の駆動はＸ線連続とパルスにより、
図５又は図６を用いて説明したのと同様にできる。
【００６３】各信号線には、ｎ個の１ビット回路が接続
されているため、増幅用トランジスタのソース・ゲート
の重なり容量Ｃgsがｎ個並列につながる。ここでＸ線エ
リアセンサを例にとると、ｎ＝５００〜２０００個以上
になる。よって信号線配線容量Ｃ2 はＣ2 ＝Ｃgs×（５
００〜２０００）となり、Ｃgsが大きいとＣ2 は非常に
大きな値となる。
【００６４】静止画だけの読み出しであれば、Ｃ2 が大
きいことは、あまり問題とならないが、動画的読み出し
を行なう場合は、読み出し速度に大きく、影響する。
【００６５】絶縁基板上に作成した図２、図３、図７、
図８、図９などの場合、受光部（＋必要に応じて設けら
れる容量）、リセットＭＯＳ、ソースフォロアを有する
光電変換部が絶縁基板上に作成され、他は外部回路で通
常作成される。そのため、センサセル中のトランジスタ
のＯＮ抵抗ＲONとキャパシタンスＣ2 の積の時定数（Ｒ
ON×Ｃ2）が最も問題となる。
【００６６】図１６はアモルファス・シリコンをトラン
ジスタの材料として用いた場合のトランジスタのＯＮ抵
抗とトランジスタの幅（Ｗ）とチャネル長（Ｌ）の比の
データの一例を示す。破線はアモルファスシリコンの厚
さが３０００Å、実線は１０００Åの計算値を示してい
る。▲、△、●は測定されたデータ値を示す。
【００６７】通常Ｗ／Ｌは２〜１０程度を使用し、ＯＮ
抵抗ＲONは、１〜１０メガオーム程度有る。Ｃ2 は設計
により異なるが１０〜５０ｐＦ程度は通常有るから、Ｒ
ON・Ｃ2 は１０〜５００μsec程の範囲となる。通常読
み出しのためにはパルス長（例えば図５のＴ2 ）はＲON
・Ｃ2 の３倍以上必要であるから、上記の場合３０〜１
５００μsec以上となる。図５の説明で行ったように、
Ｔ2 は例えば、６６μsecである。最少領域なら対応で
きるが、通常の範囲ではスイッチスピードに対応できな
い場合がある。そこでｉ層を薄くすると同時にＷ／Ｌを
１０以上にすることによって、速いスイッチイングに対
応することができる。
【００６８】図２、図３で示した実施例では、トランジ
スタの設計はＷ／Ｌを充分に大きくとれないが、図７、
図８、図９などに示される積層型の光電変換装置では、
画素又は光電変換素子形成領域の実質的に全面を使って
トランジスタを作成できるため、充分なＲONの低減が可
能である。
【００６９】図７、図８、図２２の実施例は充分なスイ
ッチ速度がとれ、動画に適した構造とすることができ
る。（第７の実施例）本発明は光電変換素子とスイッチ
トランジスタを単結晶基板上に形成してもよい。
【００７０】図１７にＳｉ単結晶基板５１０上に光電変
換部１７０１とＭＯＳトランジスタ１７０２を有する光
電変換装置の模式的断面図を示す。前述した絶縁基板上
に光電変換素子やＴＦＴを形成したのと同様に光電変換
装置を形成することができる。但し、単結晶では、蛍光
体（５０６）中で完全に吸収されずに通過したＸ線が単
結晶中で吸収されると余剰キャリアが、Ｓｉ単結晶中で
生成されて、蛍光体からの光により生じたＸ線による信
号に対して雑音となる。
【００７１】そのため、図１７で示した如く、基板５１
０とセンサあるいはスイッチ領域は電気的に分離する必
要がある（図ではＰ型とＮ型によって電気的に分離）。
Ｐ型の領域（Ｐウェル）５０１の厚みは蛍光体５０６に
より波長変換された光が充分検出できる厚みにして、概
略蛍光体の発光波長の吸収係数の２〜３倍程度以下にす
るのが望ましい。Ｐウェル５０１と基板５１０は逆バイ
アスを印加し、電気的に分離される。そうするとＰウェ
ル５０１の厚みだけ（概略２〜３μｍ以下）のＸ線吸収
だけになり、直接Ｘ線吸収による雑音が少なくなり、性
能が向上する。
【００７２】Ｐウェル（５０１）の厚みを薄くすること
により、Ｘ線吸収が少なくなり、雑音特性は改善され
る。蛍光体によってもかわるが、蛍光体５０６としてＧ
ｄ系の材料を使う場合、蛍光体５０６では３０〜５０％
程度吸収され、残りは蛍光体５０６で波長変換されずに
蛍光体５０６を通過する。これをすべてＳｉ基板で吸収
するとこの吸収に伴って得られる情報は信号か雑音か判
別できなくなる。５０ｋｅＶ程度のＸ線でたとえば２μ
ｍの厚さのＳｉ単結晶で吸収されるのは、ほぼ１／１０
０００程度となるので上述したような領域の厚さと電気
的分離を行なうことで雑音成分の低減をすることでき
る。
【００７３】図１７に示される光電変換装置において
は、垂直選択スイッチ２３のしきい値電圧とリセットス
イッチ２４のしきい値電圧をかえることが望ましい。以
下、その理由について説明する。
【００７４】まず、図１のソース・フォロアの入力ＭＯ
Ｓトランジスタ２２が下記の条件式をみたしていなけれ
ばならない。
【００７５】Ｖds＞Ｖgs−Ｖth2 （１） ここで、Ｖdsはドレイン／ソース間電位差、Ｖgsはゲー
ト／ソース間電位差、Ｖth2はしきい値電圧である。
【００７６】ここで、リセットスイッチ２４がオン時の
ゲート電圧をＶ2 、垂直選択スイッチ２３がオン時のゲ
ート電圧をＶ3 、ソースフォロワの入力ＭＯＳトランジ
スタ２２のドレイン電圧をＶ1 、リセットスイッチ２４
のしきい値電圧をＶth0 、垂直選択スイッチ２３のしき
い値電圧をＶth1 、ソースフォロワ入力ＭＯＳトランジ
スタ２２のしきい値電圧をＶth2 とする。
【００７７】リセットスイッチ２４、垂直選択スイッチ
２３がともに５極管領域（ソース・ドレイン間バイアス
（ＶDS）がピンチオフ電圧以下の領域）で動作している
場合を考えた時、まず、リセットの電圧Ｖsig0は次式で
あらわされる。
【００７８】 Ｖsig0＝Ｖ2 −Ｖth0 …（２） つぎに、垂直選択スイッチ２３に流れる電流がソースフ
ォロワ回路に流れる電流に等しいことを考えると、次式
が成り立つ。
【００７９】 Ｉａ＝Ｋ（Ｖ3 −Ｖ1 −Ｖth1 ）2 …（３） Ｋ＝１／２×μ×Ｃox×Ｗ／Ｌ μ ：移動度 Ｃox：単位面積当たりのゲート酸化膜容量 Ｗ ：ゲート幅 Ｌ ：ゲート長 ここでは説明を簡略化するためにグラジュアルチャネル
近似の式を用いた。
【００８０】この式を変形すると、次式が導かれる。
【００８１】
【数１】 この、（２）式、（４）式を（１）式に代入すると、ソ
ースフォロワ回路が線形動作領域で動作するための条件
式は、
【００８２】
【数２】 となる。リセットスイッチ２４と垂直選択スイッチ２３
がともに５極管領域で動作する例として、従来はゲート
の電圧Ｖ2 、Ｖ3 はともに電源電圧と等しい電圧を使用
し、また各スイッチ２３、２４のしきい値電圧も同じ値
のものを使用していたが、その時（５）式は
【００８３】
【数３】 と変形され、ソースフォロワ回路に流せる電流が各スイ
ッチのしきい値電圧に律速されてしまうことが分かる。
【００８４】そのため、多画素化等が進みソースフォロ
ワ回路が駆動しなければならない負荷が増加した時に
は、垂直選択スイッチ２３のしきい値電圧とリセットス
イッチ２４のしきい値電圧を変えて、上式を満たすこと
ができるようにすることがより望ましい。例えば、各ト
ランジスタのしきい値（Ｖth）を０．５Ｖ〜１．０Ｖ程
度変えることが望ましい。
【００８５】図１〜図３におけるリセットスイッチ２４
のしきい値電圧を垂直選択スイッチ２３のしきい値電圧
に比べて、１Ｖ大きくする例を以下に示す。 （ア） リセットスイッチ２４のゲートメタルをクロム
にし、垂直選択スイッチ２３のゲートメタルをアルミニ
ウムで構成する。そうすることにより、リセットスイッ
チ２４のしきい値は約２．５Ｖとなり、垂直選択スイッ
チ２３のしきい値は約１．５Ｖとなる。 （イ） 垂直選択スイッチ２３及びリセットスイッチ２
４のゲートメタルをアルミニウムで構成した場合、リセ
ットスイッチ２４のゲートメタルの電位Ｖ2に全ビット
共通で＋２０Ｖを印加し、更に垂直選択スイッチ２３の
ゲートメタルの電位Ｖ3をＧＮＤにして、常温において
約３時間駆動することにより、リセットスイッチ２４の
しきい値は約２．５Ｖとなり、垂直選択スイッチ２３の
しきい値は約１．５Ｖのままとなる。
【００８６】次に単結晶基板に、光電変換素子、この光
電変換素子の出力側とゲートが接続される電界効果型ト
ランジスタ（ＭＯＳトランジスタ）、垂直選択スイッ
チ、およびリセットスイッチを形成する場合に、垂直選
択スイッチのしきい値電圧とリセットスイッチのしきい
値電圧を変える方法について説明する。
【００８７】図１８はしきい値電圧を変える方法の一例
を示す断面図である。同図において、５０１は半導体基
板であり、ここではＰ型半導体の例を示している。５０
２は半導体基板５０１の上にゲート酸化膜を介して形成
されたゲート電極であり、たとえばポリシリコンやポリ
サイドなどで形成される。５０３は半導体基板５０１中
にイオン注入などにより形成された半導体基板５０１と
は反対導電型のソース領域、およびドレイン領域であ
り、以上により電界効果トランジスタが構成される。ま
た、耐久性を向上させるため通常各素子の上部をＳｉＮ
等のパッシベーション膜５０５で覆い、その上に蛍光体
層５０６を形成する。入射したＸ線は蛍光体層５０６
で、光電変換素子で光電変換可能な波長帯域の光（代表
的には可視光）に変換される。
【００８８】ここで、所望のトランジスタのみにチャネ
ル領域にチャネルドープ層５０４を形成することで、そ
れ以外のトランジスタとしきい値電圧を容易に異ならせ
ることができる。たとえば、図１８の例で５０４として
Ｎ型のイオン種をドープすればドープしないものに比べ
しきい値電圧を下げることができ、逆にＰ型のイオン種
をドープすればしきい値電圧をあげることができる。そ
の変化量は、チャネルドープ層５０４の濃度を制御する
ことで、精度良く決めることができる。
【００８９】ここではＮ型の電界効果トランジスタを例
にとって説明したがもちろんこれに限るものではなく、
Ｐ型の電界効果トランジスタにおいても同様な効果が得
られることはいうまでもない。また、本実施例では、一
方のトランジスタのチャネルドープ層を制御する例につ
いて説明したが、これに限るものではなく、複数種類の
チャネルドープ層を混在させて、おのおの最適な条件に
設定し使用してもよい。
【００９０】なお、上述した説明では電界効果トランジ
スタに流れる電流の式としてグラジュアルチャネル近似
の（３）式を用いたが、このような理想的なトランジス
タの場合に限らず、たとえば微細化が進み上式から若干
ずれが生じても、効果が変わるものではない。（１）式
を満たすように電界効果トランジスタのオン抵抗を制御
することが本質であり、そのために垂直選択スイッチの
しきい値電圧とリセットスイッチのしきい値電圧を変え
ることはきわめて有効な手段である。
【００９１】しきい値電圧を変える別な方法として図１
９に示したような構造がある。同図において、６０１は
所望のトランジスタ領域のみに設けられたウエル領域で
ある。その他の構成は図１８に示したものと同じであ
る。図１９のように構成することによっても、所望のト
ランジスタのしきい値電圧を容易に制御することができ
る。また、図１９ではＰ型基板中にＰ型のウエル領域を
形成した場合を例にとって説明したが、これに限るもの
ではなく、Ｎ型の基板中に、複数の濃度の異なるＰ型ウ
エルを設け、それぞれの濃度を制御して所望のしきい値
電圧を決めてもよい。また、Ｎ型電界効果トランジスタ
を例にとり説明したがこれに限るものではなく、Ｐ型電
界効果トランジスタにおいても同様な効果が得られるこ
とはいうまでもない。
【００９２】単結晶基板上に図８及び図９に示される直
接型の光電変換素子を形成することも同様に有効であ
る。そのときは図１７と同様に基板とトランジスタは電
気的に分離できる様にするとよい。又前述した回路及び
動作を直接型Ｘ線センサに適用できるのはもちろんであ
る。
【００９３】単結晶基板をセンサ基板として用いるとき
は基板中で吸収される透過Ｘ線の吸収を少なくすること
はすでに述べたが、Ｐウェルなどの領域を薄く設定する
だけでなく上部に遮へい層を用いてもよい。
【００９４】たとえば、ＭＯＳトランジスタのゲートを
ポリシリコンでなく、重金属メタルで作成する。具体的
には図１７の電極５０２を重金属（Ｐｔ，Ｗ，Ｍｏ，Ｐ
ｄなど）で作成する。ＭＯＳトランジスタの場合はメタ
ルを２〜３層構造にし、下部をポリシリコン、上部を重
金属シリサイド、あるいは重金属にすることは好まし
い。
【００９５】また、図２０の如く、光検出部以外の部分
に蛍光体と基板の間にＸ線遮へい層６００を導入しても
良い。
【００９６】図２１と図２２に遮へい材として用いるこ
とができるプラチナＰｔとタングステンＷのＸ線吸収特
性を示す。例えばＰｔで１０μｍの厚みで遮へい層とし
て使用すると５０ｋｅＶ，１０ｋｅＶのＸ線に対して１
３％，９１％のＸ線遮へい効果が得られる。特に低エネ
ルギーに対して非常に効果を発揮する。
【００９７】直接型の図８、図９に示される構成を単結
晶基板へ適用した場合は、第２Ａｌ層８１０をＡｌ（ア
ルミニウム）の代わりに遮へい層として重金属（例、Ｐ
ｔ，Ｗ，Ｍｏ，Ｐｄなど）を使うことができる。
【００９８】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、光電変換素子に発生した信号電荷を読出用電界効
果トランジスタのゲートに送り、この読出用電界効果ト
ランジスタにより増幅して信号を出力することで、光電
変換素子を複数並べる場合に伴なう寄生容量の増大等に
よる出力電圧の低下を抑えることができる。
【００９９】また、光電変換素子を、読出用電界効果ト
ランジスタと選択スイッチ手段とリセット手段のうち少
なくとも一つの上部に配置することにより、開口率をよ
り大きくすることができる。
【０１００】また、本発明によればより高感度で高性能
な光電変換装置及び該光電変換装置を有する放射線読取
装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光電変換装置の光電変換部の１画素部分を説明
するための概略的回路図である。
【図２】図１の概略的回路に対応した構成の一例を説明
するための模式的平面図である。
【図３】図２のＡ−Ｂにおける模式的断面図である。
【図４】図１の画素を複数マトリクス状に配置した場合
の一例を示す概略的回路構成図である。
【図５】放射線読取装置に光電変換装置を適用した場合
の駆動の一例を説明するためのタイミングチャートであ
る。
【図６】放射線読取装置に光電変換装置を適用した場合
の駆動の一例を説明するためのタイミングチャートであ
る。
【図７】放射線読取装置の一例を説明するための模式的
断面構成図である。
【図８】放射線読取装置の一例を説明するための模式的
断面構成図である。
【図９】放射線読取装置の一例を説明するための模式的
断面構成図である。
【図１０】光電変換装置の光電変換部の１画素部分を説
明するための概略的回路図である。
【図１１】放射線読取装置に光電変換装置を適用した場
合の駆動の一例を説明するためのタイミングチャートで
ある。
【図１２】図１０の画素をマトリクス状に配した場合の
回路構成の一例を示す概略的回路図である。
【図１３】光電変換装置の光電変換部の１画素部分を説
明するための概略的回路図である。
【図１４】放射線読取装置に光電変換装置を適用した場
合の駆動の一例を説明するためのタイミングチャートで
ある。
【図１５】図１３の画素をマトリクス状に配した場合の
回路構成の一例を示す概略的回路図である。
【図１６】トランジスタのＯＮ抵抗とトランジスタのチ
ャネル幅（Ｗ）とチャネル長（Ｌ）の関係の一例を示す
グラフである。
【図１７】放射線読取装置の一画素部分の一例を示す模
式的断面図である。
【図１８】放射線読取装置の一画素部分の一例を示す模
式的断面図である。
【図１９】放射線読取装置の一画素部分の一例を示す模
式的断面図である。
【図２０】放射線読取装置の一画素部分の一例を示す模
式的断面図である。
【図２１】遮へい材のＸ線吸収特性の一例を示す図であ
る。
【図２２】遮へい材のＸ線吸収特性の一例を示す図であ
る。
【符号の説明】
２１ 光電変換素子 ２２ ＭＯＳトランジスタ ２３ ＭＯＳトランジスタ ２４ ＭＯＳトランジスタ ２５ 電流源 ２６ ＭＯＳトランジスタ ２７ 電圧源と接続される端子 ２８ リセットゲート線 ２９ 垂直ゲート線 ４１ 電圧源 ４２ 信号Ｖ2を出力する信号源 ４３ 信号Ｖ3を出力する信号源 ３００ 容量
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｎ 5/335 Ｈ０１Ｌ 27/14 Ｋ

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 １画素に、光電変換素子と、該光電変換
    素子に発生した信号電荷を受けるゲート及び該ゲートに
    蓄積された信号電荷に応じた信号を読み出すためのソー
    ス・ドレインを有する読出用電界効果トランジスタと、
    該読出用電界効果トランジスタと電源との間に設けられ
    た選択スイッチ手段と、前記ゲートをリセットするリセ
    ット手段と、を備え、 該光電変換素子、該読出用電界効果トランジスタ、該選
    択スイッチ手段及び該リセット手段は共通の絶縁性支持
    体上に設けられた半導体層を有する光電変換装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の画素を複数配列してな
    る光電変換装置。
  3. 【請求項３】 前記光電変換素子が、前記読出用電界効
    果トランジスタ、前記選択スイッチ手段、および前記リ
    セット手段の少なくとも一つの上部に配置されている請
    求項１に記載の光電変換装置。
  4. 【請求項４】 前記選択スイッチ手段及び前記リセット
    手段が電界効果トランジスタである請求項１に記載の光
    電変換装置。
  5. 【請求項５】 電界効果トランジスタからなる前記選択
    スイッチ手段と前記リセット手段、及び前記読出用電界
    効果トランジスタの少なくとも１つが該半導体層をアモ
    ルファスシリコンを用いて構成している請求項４に記載
    の光電変換装置。
  6. 【請求項６】 電界効果トランジスタからなる前記選択
    スイッチ手段と前記リセット手段、及び前記読出用電界
    効果トランジスタの少なくとも１つが該半導体層をポリ
    シリコンを用いて構成している請求項４に記載の光電変
    換装置。
  7. 【請求項７】 電界効果トランジスタからなる前記選択
    スイッチ手段と前記リセット手段、及び前記読出用電界
    効果トランジスタの少なくとも１つが該半導体層を単結
    晶シリコンを用いて構成している請求項４に記載の光電
    変換装置。
  8. 【請求項８】 １画素に、光電変換素子と、該光電変換
    素子に発生した信号電荷を受けるゲート及び該ゲートに
    蓄積された信号電荷に応じた信号を読み出すためのソー
    ス・ドレインを有する読出用電界効果トランジスタと、
    該読出用電界効果トランジスタと電源との間に設けられ
    た選択スイッチ手段と、前記ゲートをリセットするリセ
    ット手段と、を備え、 該光電変換素子、該読出用電界効果トランジスタ、該選
    択スイッチ手段及び該リセット手段は共通の絶縁性支持
    体上に設けられた半導体層を有する光電変換装置と、 前記光電変換素子上に配された、放射線を吸収して該光
    電変換素子が検知可能な波長帯域の光を放出する蛍光体
    を有する放射線読取装置。
  9. 【請求項９】 請求項８に記載の画素を複数配列してな
    る光電変換装置。
  10. 【請求項１０】 前記光電変換素子が、前記読出用電界
    効果トランジスタ、前記選択スイッチ手段、および前記
    リセット手段の少なくとも一つの上部に配置されている
    請求項８に記載の光電変換装置。
  11. 【請求項１１】 前記選択スイッチ手段及び前記リセッ
    ト手段が電界効果トランジスタである請求項８に記載の
    光電変換装置。
  12. 【請求項１２】 電界効果トランジスタからなる前記選
    択スイッチ手段と前記リセット手段、及び前記読出用電
    界効果トランジスタの少なくとも１つが該半導体層をア
    モルファスシリコンを用いて構成している請求項１１に
    記載の光電変換装置。
  13. 【請求項１３】 電界効果トランジスタからなる前記選
    択スイッチ手段と前記リセット手段、及び前記読出用電
    界効果トランジスタの少なくとも１つが該半導体層をポ
    リシリコンを用いて構成している請求項１１に記載の光
    電変換装置。
  14. 【請求項１４】 電界効果トランジスタからなる前記選
    択スイッチ手段と前記リセット手段、及び前記読出用電
    界効果トランジスタの少なくとも１つが該半導体層を単
    結晶シリコンを用いて構成している請求項１１に記載の
    光電変換装置。
  15. 【請求項１５】 放射線を吸収し電荷を放出する電荷放
    出層を含み、少なくとも該電荷放出層は二層の導体層で
    挟まれた構成である放射線読取素子と、 該放射線読取素子に発生した信号電荷を受けるゲート及
    び該ゲートに蓄積された信号電荷に応じた信号を読み出
    すためのソース・ドレインを有する読出用電界効果トラ
    ンジスタと、該読出用電界効果トランジスタと電源との
    間に設けられた選択スイッチ手段と、前記ゲートをリセ
    ットするリセット手段と、を１画素に備えたことを特徴
    とする放射線読取装置。
  16. 【請求項１６】 請求項１５に記載の放射線読取装置の
    画素を複数配列してなる放射線読取装置。
  17. 【請求項１７】 前記放射線読取素子が、前記読出用電
    界効果トランジスタ、前記選択スイッチ手段、および前
    記リセット手段の少なくとも一つの上部に配置されてい
    る請求項１５に記載の放射線読取装置。
  18. 【請求項１８】 前記選択スイッチ手段及び前記リセッ
    ト手段が電界効果トランジスタである請求項１５に記載
    の放射線読取装置。
  19. 【請求項１９】 電界効果トランジスタからなる前記選
    択スイッチ手段と前記リセット手段、及び前記読出用電
    界効果トランジスタの少なくとも１つがアモルファスシ
    リコンを用いて構成されている請求項１８に記載の放射
    線読取装置。
  20. 【請求項２０】 電界効果トランジスタからなる前記選
    択スイッチ手段と前記リセット手段、及び前記読出用電
    界効果トランジスタの少なくとも１つがポリシリコンを
    用いて構成されている請求項１８に記載の放射線読取装
    置。
  21. 【請求項２１】 電界効果トランジスタからなる前記選
    択スイッチ手段と前記リセット手段、及び前記読出用電
    界効果トランジスタの少なくとも１つが単結晶シリコン
    を用いて構成されている請求項１８に記載の放射線読取
    装置。
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