(57)【要約】  この発明の放射線検出器において、台座５の少なくとも一部を覆うように台座５の入射側に第２共通電極３ｂが形成され、その第２共通電極３ｂが第１共通電極３ａに接続されるので、半導体２と台座５との境界付近で第２共通電極３ｂが屈曲されて、その屈曲部分で尖る。この尖った第２共通電極３ｂの下側（すなわち入射側とは逆側）には、半導体２の入射側に沿って形成された第１共通電極３ａが存在するので、下側（入射側とは逆側）から見た共通電極３の形状が均一となり、異常な電界集中が発生しない。その結果、電界集中による暗電流を抑制することができる。
2008143049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を検出する放射線検出器であって、放射線の入射により電荷を生成する放射線感応型の半導体と、その半導体の前記入射側へ直接的に接触して面状に形成されたバイアス電圧印加用の第１共通電極と、その第１共通電極の一部を覆うように第１共通電極の入射側に形成された台座と、その台座の少なくとも一部を覆うように台座の入射側に形成され、かつ前記第１共通電極に接続されたバイアス電圧印加用の第２共通電極と、その第２共通電極の入射面のうち、前記台座に位置する箇所に接続されたバイアス電圧給電用のリード線とを備え、第１共通電極は、放射線検出有効エリアを含んだ所定の範囲の大きさを有することを特徴とする放射線検出器。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線検出器において、前記第２共通電極も、前記放射線検出有効エリアを含んだ所定の範囲の大きさを有することを特徴とする放射線検出器。
【請求項３】
請求項１に記載の放射線検出器において、前記第２共通電極は、前記放射線検出有効エリアから外れた台座に位置する箇所に配設されることを特徴とする放射線検出器。
【請求項４】
請求項１に記載の放射線検出器において、前記第２共通電極は、前記台座を全て覆うように形成されることを特徴とする放射線検出器。
【請求項５】
請求項４に記載の放射線検出器において、前記第２共通電極も、前記放射線検出有効エリアを含んだ所定の範囲の大きさを有することを特徴とする放射線検出器。
【請求項６】
請求項４に記載の放射線検出器において、前記第２共通電極は、前記放射線検出有効エリアから外れた台座に位置する箇所に配設されることを特徴とする放射線検出器。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の放射線検出器において、前記電荷を収集する収集電極を備え、前記半導体と前記第１共通電極との間にキャリア選択性の中間層を形成するとともに、半導体と前記収集電極との間にキャリア選択性の中間層を形成することを特徴とする放射線検出器。
【請求項８】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の放射線検出器において、前記半導体と前記第１共通電極との間のみにキャリア選択性の中間層を形成することを特徴とする放射線検出器。
【請求項９】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の放射線検出器において、前記電荷を収集する収集電極を備え、前記半導体と前記収集電極との間のみにキャリア選択性の中間層を形成することを特徴とする放射線検出器。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の放射線検出器において、前記検出器は、前記電荷を収集する収集電極を２次元状マトリックス配列に備えた２次元アレイタイプであることを特徴とする放射線検出器。
【請求項１１】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の放射線検出器において、前記検出器は、前記電荷を収集する収集電極を１次元状マトリックス配列に備えた１次元アレイタイプであることを特徴とする放射線検出器。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のいずれかに記載の放射線検出器において、放射線はＸ線であることを特徴とする放射線検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、放射線の入射により電荷を生成する放射線感応型の半導体を備えていて、医療分野，工業分野，さらには、原子力分野などに用いられる放射線検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の放射線（例えばＸ線）検出器には、放射線（例えばＸ線）の入射により光を一旦生成して、その光から電荷を生成することで、放射線から電荷に間接的に変換して放射線を検出する「間接変換型」の検出器と、放射線の入射により電荷を生成することで、放射線から電荷に直接的に変換して放射線を検出する「直接変換型」の検出器とがある。なお、放射線感応型の半導体が電荷を生成する。【０００３】
直接変換型の放射線検出器は、図１３に示すように、アクティブマトリックス基板５１と、放射線の入射により電荷を生成する放射線感応型の半導体５２と、バイアス電圧印加用の共通電極５３とを備えている。アクティブマトリックス基板５１は、放射線の入射面側に複数の収集電極（図示省略）を形成し、各収集電極で収集される電荷の蓄積・読み出し用電気回路（図示省略）を配設して構成されている。各収集電極については放射線検出有効エリアＳＡ内で２次元状マトリックス配列で設定している。【０００４】
このアクティブマトリックス基板５１の収集電極の入射面側に半導体５２を積層し、その半導体５２の入射側に共通電極５３を面状に形成して積層している。そして、共通電極５３の入射面にバイアス電圧給電用のリード線５４を接続している。【０００５】
放射線検出器によって放射線を検出する際には、バイアス供給電源（図示省略）からバイアス電圧を、バイアス電圧給電用のリード線５４を介してバイアス電圧印加用の共通電極５３に印加する。バイアス電圧を印加した状態で、放射線の入射に伴って放射線感応型の半導体５２で電荷を生成する。この生成された電荷を収集電極で一旦収集する。コンデンサやスイッチング素子および電気配線等からなる蓄積・読み出し用電気回路によって、収集された電荷を各収集電極毎の放射線検出信号として取り出す。【０００６】
２次元状マトリックス配列の各収集電極は、放射線画像の各画素に対応する電極（画素電極）にそれぞれ対応している。放射線検出信号を取り出すことで、放射線検出有効エリアＳＡに投影される放射線の２次元強度分布に応じた放射線画像を作成することができる。【０００７】
しかし、図１３に示す従来の放射線検出器の場合には、共通電極５３にリード線５４を接続することに起因して性能低下が生じるという問題がある。すなわち、バイアス電圧給電用のリード線５４には銅線等の硬い金属線が用いられるので、リード線５４を共通電極５３に接続する際に、放射線感応型の半導体５２の損傷が起こる。この損傷によって、耐圧不良等の性能低下を引き起こす。【０００８】
特に、半導体５２がアモルファスセレンやＣｄＴｅ，ＣｄＺｎＴｅ，ＰｂＩ2 、ＨｇＩ2 ，ＴｌＢｒ等の非セレン系多結晶半導体である場合には、真空蒸着により大面積で厚膜の放射線感応型の半導体５２を容易に形成することができる。その反面、これらのアモルファスセレンや非セレン系多結晶半導体は比較的柔らかくて傷がつき易い。【０００９】
そこで、共通電極５３にリード線５４を接続することに起因する性能低下を回避するために、発明者等は、図１４に示すような発明を提案している（例えば、特許文献１参照）。図１４（特許文献１の図２に相当）に示すように、放射線検出有効エリアＳＡ外に半導体５２の入射面に絶縁性の台座５５を配設している。共通電極５３がその台座５５の一部を少なくとも覆うように形成し、リード線５４が共通電極５３の入射面のうちの台座５５に位置する箇所に接続されるように形成している。【００１０】
かかる台座５５を配設することで、リード線５４を共通電極５３に接続する際に加わる衝撃を台座５５が和らげる。その結果、耐圧不良の原因となる放射線感応型の半導体の損傷を防止することができ、耐圧不良等の性能低下を回避することができる。また、台座５５は放射線検出有効エリアＳＡ外に配設されているので、台座を配設することによって放射線検出機能が損なわれるのを防止することができる。
【特許文献１】特開２００５−８６０５９号公報（第１，２，４−１２頁、図１，２，６−９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述した特許文献１のように絶縁性の台座を配設すると、図１４に示すように、半導体５２と台座５５との境界付近で共通電極５３が屈曲されて、尖った部分が形成され易い。また、台座５５が樹脂であることが多いので、この部分の誘電率が高い状態に一般になり易い。【００１２】
すなわち、図１４に示す構造では、台座５５部分において共通電極５３が半導体５２上に形成されず、台座５５の上に乗り上がる形態で形成されることになる。ところが、この放射線検出器においては、共通電極５３に印加されるバイアス電圧は、通常、数ｋＶ以上の高電圧であるので、台座５５およびその近傍での電界集中による暗電流が発生する。これは、共通電極５３の構造全体において、上述した屈曲部分の形状が特異点になることに由来する。つまり、構造上、この部分の電極が半導体５２を挟んでＴＦＴ（薄膜電界効果トランジスタ）の収集電極（対向電極）に向かって電界集中し易い尖った形状になり易く、また、誘電率が高い台座５５を電極が形成されるので、この部分が特異点となり異常な電界がかかり易い。【００１３】
しかしながら、上述したように半導体５２にアモルファスセレンを使用した場合に、柔らかくて傷がつき易く、リード線５４を共通電極５３に直接的に接触させて接続すると、性能低下を引き起こす。したがって、この台座５５を外すことは困難である。また、共通電極５３を形成した後に台座５５を配設することも考えられるが、その場合にはリード線５４と共通電極５３との間で電気的に接続することが困難である。【００１４】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、電界集中による暗電流を抑制することができる放射線検出器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、この発明の放射線検出器は、放射線を検出する放射線検出器であって、放射線の入射により電荷を生成する放射線感応型の半導体と、その半導体の前記入射側へ直接的に接触して面状に形成されたバイアス電圧印加用の第１共通電極と、その第１共通電極の一部を覆うように第１共通電極の入射側に形成された台座と、その台座の少なくとも一部を覆うように台座の入射側に形成され、かつ前記第１共通電極に接続されたバイアス電圧印加用の第２共通電極と、その第２共通電極の入射面のうち、前記台座に位置する箇所に接続されたバイアス電圧給電用のリード線とを備え、第１共通電極は、放射線検出有効エリアを含んだ所定の範囲の大きさを有することを特徴とするものである。【００１６】
この発明の放射線検出器によれば、（放射線感応型の）半導体の入射側に、面状の（バイアス電圧印加用の）第１共通電極を直接的に接触して形成する。この第１共通電極は、放射線検出有効エリアを含んだ所定の範囲の大きさを有している。その第１共通電極の一部を覆うように、第１共通電極の入射側に台座を形成する。その台座の少なくとも一部を覆うように台座の入射側に、（バイアス電圧印加用の）第２共通電極を形成し、第１共通電極に接続されるように構成する。そして、第２共通電極の入射面のうち、台座に位置する箇所に（バイアス電圧給電用の）リード線を接続する。バイアス電圧を共通電極に印加する場合には、リード線を介して第２共通電極に印加して、その第２共通電極に接続された第１共通電極に印加することで行われる。【００１７】
台座の少なくとも一部を覆うように台座の入射側に第２共通電極が形成され、その第２共通電極が第１共通電極に接続されるので、半導体と台座との境界付近で第２共通電極が屈曲されて、その屈曲部分で尖る。この尖った第２共通電極の下側（すなわち入射側とは逆側）には、半導体の入射側に沿って形成された第1共通電極が存在するので、下側（入射側とは逆側）から見た共通電極の形状が均一となり、異常な電界集中が発生しない。その結果、電界集中による暗電流を抑制することができる。【００１８】
上述したこの発明の一例は、第２共通電極も、上述した放射線検出有効エリアを含んだ所定の範囲の大きさを有することである。上述したこの発明の他の一例は、第２共通電極は、放射線検出有効エリアから外れた台座に位置する箇所に配設されることである。【００１９】
台座およびその周辺だけで、第１共通電極と第２共通電極との接続が十分であるので、後者の一例の場合のように、放射線検出有効エリアから外れた台座に位置する箇所に第２共通電極を配設するだけでよい。また、前者の一例の場合と比較すると、第２共通電極の面積が小さくなる。したがって、第２共通電極の形成（例えば蒸着）では、台座およびその周辺に対応した部分だけ行えばよく、第２共通電極の形成（例えば蒸着）に使用する材料の量を減らすことができる。また、全体として形成（例えば蒸着）に伴う半導体に対する熱の影響を低減させることができる。【００２０】
また、上述したこれらの発明において、第２共通電極は、台座を全て覆うように形成されるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
この発明に係る放射線検出器によれば、台座の少なくとも一部を覆うように台座の入射側に（バイアス電圧印加用の）第２共通電極が形成され、その第２共通電極が（バイアス電圧印加用の）第１共通電極に接続されるので、（放射線感応型の）半導体と台座との境界付近で第２共通電極が屈曲されて、その屈曲部分で尖る。この尖った第２共通電極の下側（すなわち入射側とは逆側）には、半導体の入射側に沿って形成された第1共通電極が存在するので、下側（入射側とは逆側）から見た共通電極の形状が均一となり、異常な電界集中が発生しない。その結果、電界集中による暗電流を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施例１に係る直接変換型のフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の概略平面図である。
【図２】実施例１に係るフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の概略断面図である。
【図３】フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）のアクティブマトリックス基板の等価回路を示すブロック図である。
【図４】フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）のアクティブマトリックス基板の概略断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、キャリア選択性の高抵抗半導体層である中間層の組み合わせをそれぞれ示した概略断面図である。
【図６】実施例２に係るフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の概略平面図である。
【図７】実施例２に係るフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の概略断面図である。
【図８】実施例３に係るフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の概略平面図である。
【図９】実施例３に係るフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の概略断面図である。
【図１０】実施例４に係るフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の概略平面図である。
【図１１】実施例４に係るフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の概略断面図である。
【図１２】変形例に係るフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の概略平面図である。
【図１３】従来の放射線検出器の概略断面図である。
【図１４】図１３とは別の従来の放射線検出器の概略断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
２  …  （放射線感応型の）半導体
３  …  （バイアス電圧印加用の）共通電極
３ａ  …  第１共通電極
３ｂ  …  第２共通電極
４  …  （バイアス電圧給電用の）リード線
５  …  （絶縁性の）台座
ＳＡ  …  放射線検出有効エリア
【実施例１】
【００２４】
以下、図面を参照してこの発明の実施例１を説明する。
図１は、実施例１に係る直接変換型のフラットパネル型Ｘ線検出器（以下、適宜「ＦＰＤ」と略記する）の概略平面図であり、図２は、実施例１に係るフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の概略断面図であり、図３は、フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）のアクティブマトリックス基板の等価回路を示すブロック図であり、図４は、フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）のアクティブマトリックス基板の概略断面図である。後述する実施例２〜４も含めて、本実施例１では、放射線検出器としてフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）を例に採って説明する。【００２５】
本実施例１に係るＦＰＤは、図１、図２に示すように、アクティブマトリックス基板１と、放射線（実施例１〜４ではＸ線）の入射により電荷を生成する放射線感応型の半導体２と、バイアス電圧印加用の共通電極３とを備えている。アクティブマトリックス基板１は、図３、図４に示すように、放射線の入射面側に複数の収集電極１１を形成し、各収集電極１１で収集される電荷の蓄積・読み出し用電気回路１２を配設して構成されている。各収集電極１１については放射線検出有効エリアＳＡ内で２次元状マトリックス配列で設定している。放射線感応型の半導体２は、この発明における放射線感応型の半導体に相当し、バイアス電圧印加用の共通電極３は、この発明におけるバイアス電圧印加用の第１共通電極および第２共通電極に相当し、放射線検出有効エリアＳＡは、この発明における放射線検出有効エリアに相当する。【００２６】
図１に示すように、このアクティブマトリックス基板１の収集電極の入射面側に半導体２を積層し、その半導体２の入射側に共通電極３を面状に形成して積層している。そして、共通電極３の後述する第２共通電極３ｂの入射面にバイアス電圧給電用のリード線４を接続している。銅線等のリード線４を導電ペースト（例えば銀ペースト）を介して共通電極３の第２共通電極３ｂに接続する。バイアス電圧給電用のリード線４は、この発明におけるバイアス電圧給電用のリード線に相当する。【００２７】
図３、図４に示すようにアクティブマトリクス基板１は、上述したように収集電極１１を形成し、蓄積・読み出し用電気回路１２を配設している。蓄積・読み出し用電気回路１２は、コンデンサ１２Ａやスイッチング素子としてのＴＦＴ（薄膜電界効果トランジスタ）１２Ｂおよびゲート線１２ａ，データ線１２ｂなどからなり、各収集電極１１毎に１個のコンデンサ１２Ａおよび１個のＴＦＴ１２Ｂが対応付けて接続されている。【００２８】
また、アクティブマトリックス基板１の蓄積・読み出し用電気回路１２の周囲にはゲートドライバ１３と電荷電圧変換型増幅器１４とマルチプレクサ１５とＡ／Ｄ変換器１６とを配設して接続している。これらのゲートドライバ１３、電荷電圧変換型増幅器１４、マルチプレクサ１５、Ａ／Ｄ変換器１６は、アクティブマトリックス基板１とは別基板で接続されている。なお、ゲートドライバ１３、電荷電圧変換型増幅器１４、マルチプレクサ１５、Ａ／Ｄ変換器１６の一部または全部を、アクティブマトリックス基板１に内蔵してもよい。【００２９】
ＦＰＤによってＸ線を検出する際には、バイアス供給電源（図示省略）からバイアス電圧を、バイアス電圧給電用のリード線４を介してバイアス電圧印加用の共通電極３に印加する。バイアス電圧を印加した状態で、放射線（実施例１〜４ではＸ線）の入射に伴って放射線感応型の半導体２で電荷を生成する。この生成された電荷を収集電極１１で一旦収集する。蓄積・読み出し用電気回路１２によって、収集された電荷を各収集電極１１毎の放射線検出信号（実施例１〜４ではＸ線検出信号）として取り出す。【００３０】
具体的には、収集電極１１で収集された電荷がコンデンサ１２Ａに一旦蓄積される。そして、ゲートドライバ１３からゲート線１２ａを介して読み出し信号を各ＴＦＴ１２Ｂのゲートに順に与える。読み出し信号を与えることで、読み出し信号が与えられたＴＦＴ１２ＢがＯＦＦからＯＮに移行する。その移行したＴＦＴ１２Ｂのソースに接続されたデータ線１２ｂがマルチプレクサ１５によって順に切り換え接続されるのにしたがって、コンデンサ１２Ａに蓄積された電荷を、ＴＦＴ１２Ｂからデータ線１２ｂを介して読み出す。読み出された電荷を電荷電圧変換型増幅器１４で増幅して、マルチプレクサ１５によって各収集電極１１毎の放射線検出信号（実施例１〜４ではＸ線検出信号）としてＡ／Ｄ変換器１６に送り出してアナログ値からディジタル値に変換する。【００３１】
例えば、ＦＰＤをＸ線透視撮影装置に備えた場合には、Ｘ線検出信号を後段の画像処理回路に送り込んで、画像処理を行って２次元Ｘ線透視画像等を出力する。２次元状マトリックス配列の各収集電極１１は、放射線画像（ここでは２次元Ｘ線透視画像）の各画素に対応する電極（画素電極）にそれぞれ対応している。放射線検出信号（実施例１〜４ではＸ線検出信号）を取り出すことで、放射線検出有効エリアＳＡに投影される放射線の２次元強度分布に応じた放射線画像（ここでは２次元Ｘ線透視画像）を作成することができる。つまり、後述する実施例２〜４も含めて、本実施例１に係るＦＰＤは、放射線検出有効エリアＳＡに投影される放射線（実施例１〜４ではＸ線）の２次元強度分布を検出することができる２次元アレイタイプの放射線検出器である。【００３２】
次に、ＦＰＤの各部構成についてより具体的に説明する。共通電極３は、図１、図２に示すように、第１共通電極３ａおよび第２共通電極３ｂからなる。半導体２の入射側に、第１共通電極３ａを直接的に接触して形成している。第１共通電極３ａは、放射線検出有効エリアＳＡを含んだ所定の範囲の大きさを有している。また、本実施例１では、後述する実施例３と同様に、第２共通電極３ｂも、第１共通電極３ａと同様の大きさを有している。すなわち、第２共通電極３ｂも、上述した放射線検出有効エリアＳＡを含んだ所定の範囲の大きさを有している。第１共通電極３ａは、この発明における第１共通電極に相当し、第２共通電極３ｂは、この発明における第２共通電極に相当する。【００３３】
第１共通電極３ａの一部を覆うように、第１共通電極３ａの入射側に絶縁性の台座５を形成している。その台座５の少なくとも一部を覆うように台座５の入射側に第２共通電極３ｂを形成し、第１共通電極３ａに接続されるように構成している。すなわち、台座５以外の箇所では、第１共通電極３ａの入射側に第２共通電極３ｂを直接的に接触して形成している。絶縁性の台座５は、この発明における台座に相当する。【００３４】
そして、第２共通電極３ｂの入射面のうち、台座５に位置する箇所にリード線４を接続している。バイアス電圧を共通電極３に印加する場合には、リード線４を介して第２共通電極３ｂに印加して、その第２共通電極３ｂに接続された第１共通電極３ａに印加することで行われる。【００３５】
台座５の少なくとも一部を覆うように台座５の入射側に第２共通電極３ｂが形成され、その第２共通電極３ｂが第１共通電極３ａに接続されるので、半導体２と台座５との境界付近で第２共通電極３ｂが屈曲されて、その屈曲部分で尖る。この尖った第２共通電極３ｂの下側（すなわち入射側とは逆側）には、半導体２の入射側に沿って形成された第１共通電極３ａが存在するので、下側（入射側とは逆側）から見た共通電極３の形状が均一となり、異常な電界集中が発生しない。その結果、電界集中による暗電流を抑制することができる。【００３６】
アクティブマトリックス基板１には、例えばガラス基板が用いられる。アクティブマトリックス基板１のガラス基板は、例えば０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ程度である。半導体２の厚さは、通常、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ前後の厚膜であり、面積は、例えば縦２０ｃｍ〜５０ｃｍ×横２０ｃｍ〜５０ｃｍ程度のものである。台座５の厚さは、例えば０．２ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲が適当である。この範囲であれば、リード線４が共通電極３に接続される際に加わる衝撃を十分に和らげることができる。したがって、台座５の箇所での共通電極３の導通信頼性を向上させることができる。なお、台座５の厚さが０．２ｍｍ未満では厚み不足で歪み易くて十分な緩衝機能を確保できない傾向が現れる。逆に、台座５の厚さが２．０ｍｍを超えると共通電極３の段切れによる導通不良が起こり易くて導通信頼性が低下する傾向が現れる。【００３７】
放射線感応型の半導体２は、高純度アモルファスセレン（ａ−Ｓｅ），Ｎａ等のアルカリ金属やＣｌ等のハロゲンもしくはＡｓやＴｅをドープしたセレンおよびセレン化合物のアモルファス半導体，ＣｄＴｅ，ＣｄＺｎＴｅ，ＰｂＩ2 ，ＨｇＩ2 ，ＴｌＢｒ等の非セレン系多結晶半導体のうちのいずれかであるのが好ましい。アモルファスセレン，アルカリ金属やハロゲンもしくはＡｓやＴｅをドープしたセレンおよびセレン化合物のアモルファス半導体，非セレン系多結晶半導体は、大面積化適性および厚膜化適性に優れる。その反面、これらはモース硬度が４以下と柔らかくて傷が付き易いが、リード線４を共通電極３に接続する際に加わる衝撃を台座５が和らげて傷が付くのを防止することができるので、半導体２の大面積化および厚膜化が容易に図れる。特に、１０９  Ω以上、好ましくは１０１１Ω以上の比抵抗を有するａ−Ｓｅを半導体２に用いると大面積化適性および厚膜化適性が顕著に優れている。【００３８】
また、半導体２としては、上述した感応型の半導体２の他に、その入射面（図２では上面）または入射側と逆側の面（図２では下面）もしくは両面に形成されたキャリア選択性の高抵抗半導体層である中間層との組み合わせも含む。図５（ａ）に示すように、半導体２と第１共通電極３ａとの間に中間層２ａを形成するとともに、半導体２と収集電極１１（図４を参照）との間に中間層２ｂを形成してもよいし、図５（ｂ）に示すように、半導体２と第１共通電極３ａとの間のみに中間層２ａを形成してもよいし、図５（ｃ）に示すように、半導体２と収集電極１１（図４を参照）との間のみに中間層２ｂを形成してもよい。【００３９】
このように、キャリア選択性の中間層２ａ，２ｂを設けることにより暗電流を低減させることができる。ここで言うキャリア選択性とは半導体中の電荷移動媒体（キャリア）である電子と正孔とで、電荷移動作用への寄与率が著しく異なる性質を指す。【００４０】
半導体２とキャリア選択性の中間層２ａ，２ｂとの組み合わせ方としては、次のような態様が挙げられる。共通電極３に正のバイアス電圧を印加する場合には、中間層２ａに電子の寄与率が大きい材料を使用する。これにより共通電極３からの正孔の注入が阻止され、暗電流を低減させることができる。中間層２ｂには正孔の寄与率が大きい材料を使用する。これにより収集電極１１からの電子の注入が阻止され、暗電流を低減させることができる。【００４１】
逆に、共通電極３に負のバイアス電圧を印加する場合には、中間層２ａに正孔の寄与率が大きい材料を使用する。これにより共通電極３からの電子の注入が阻止され、暗電流を低減させることができる。中間層２ｂには電子の寄与率が大きい材料を使用する。これにより収集電極１１からの正孔の注入が阻止され、暗電流を低減させることができる。【００４２】
キャリア選択性の中間層２ａ，２ｂの厚さは、通常、０．１μｍ〜１０μｍの範囲が好ましい。中間層２ａ，２ｂの厚さが０．１μｍ未満では暗電流を十分に抑制できない傾向が現れ、逆に、厚さが１０μｍを越えると放射線検出の妨げとなる傾向（例えば感度が低下する傾向）が現れる。【００４３】
また、キャリア選択性の中間層２ａ，２ｂに用いられる半導体としては、Ｓｂ2 Ｓ3 ，ＺｎＴｅ，ＣｅＯ2 ，ＣｄＳ，ＺｎＳｅ，ＺｎＳ等の多結晶半導体、Ｎａ等のアルカリ金属やＣｌ等のハロゲンもしくはＡｓやＴｅをドープしたセレンおよびセレン化合物のアモルファス半導体が大面積化適性に優れるものとして挙げられる。これらの半導体は厚みが薄くて傷が付き易いのであるが、リード線４を共通電極３に接続する際に加わる衝撃を台座５が和らげて傷が付くのを防止することができるので、キャリア選択性の中間層２ａ，２ｂは大面積化適性に優れる。【００４４】
中間層２ａ，２ｂに用いられる半導体のうち、電子の寄与が大きいものとして、ｎ型半導体であるＣｅＯ2 ，ＣｄＳ，ＣｄＳｅ，ＺｎＳｅ，ＺｎＳのような多結晶半導体や、アルカリ金属やＡｓやＴｅをドープして正孔の寄与率を低下させたアモルファスＳｅ等のアモルファス体が挙げられる。【００４５】
また、正孔の寄与が大きいものとして、ｐ型半導体であるＺｎＴｅのような多結晶半導体や、ハロゲンをドープして電子の寄与率を低下させたアモルファスＳｅ等のアモルファス体が挙げられる。【００４６】
さらに、Ｓｂ2 Ｓ3 ，ＣｄＴｅ，ＣｄＺｎＴｅ，ＰｂＩ2 ，ＨｇＩ2 ，ＴｌＢｒや、ノンドープのアモルファスＳｅまたはＳｅ化合物の場合、電子の寄与が大きいものと正孔の寄与が大きいもとの両方がある。これらの場合、製膜条件の調節で電子の寄与が大きいものでも、正孔の寄与が大きいものでも、選択形成することができる。【００４７】
共通電極３については、例えば金（Ａｕ）やアルミニウム（Ａｌ）などで形成するのが好ましい。後述する実施例２〜４も含めて、本実施例１では、第１共通電極３ａおよび第２共通電極３ｂをともに金で形成するために、金で蒸着を行う。なお、第１共通電極３ａおよび第２共通電極３ｂをともに同じ物質で形成してもよいし、例えば、いずれか一方の共通電極を金で形成するとともに、他方の共通電極をアルミニウムで形成するなどのように、２つの共通電極３ａ，３ｂを互いに異なる物質で形成してもよい。【００４８】
また、エポキシ樹脂，ポリウレタン樹脂，アクリル樹脂等の硬質樹脂材料を用いて絶縁性の台座５を形成するのが好ましい。エポキシ樹脂，ポリウレタン樹脂，アクリル樹脂等の（硬化後の硬度が高い）硬質樹脂材料を用いて台座５を形成すると、その台座５はシリコン樹脂や合成ゴム系のような軟質材料に比べ伸縮し難くて緩衝機能に優れるので、リード線４を共通電極３に接続する際に加わる衝撃を台座５が十分に和らげることができる。【００４９】
なお、台座５は、必ずしも絶縁体である必要はない。金属やカーボンなどの導電体や、あるいは半導体であってもよい。
【実施例２】
【００５０】
次に、図面を参照してこの発明の実施例２を説明する。
図６は、実施例２に係るフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の概略平面図であり、図７は、実施例２に係るフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の概略断面図である。上述した実施例１と共通する箇所については、同じ符号を付してその説明を省略するとともに図示を省略する。【００５１】
上述した実施例１に係るＦＰＤでは、図１、図２に示すように、第１共通電極３ａおよび第２共通電極３ｂは、ともに放射線検出有効エリアＳＡを含んだ所定の範囲の大きさを有していたが、本実施例２に係るＦＰＤは、図６、図７に示すように、第１共通電極３ａのみが放射線検出有効エリアＳＡを含んだ所定の範囲の大きさを有しており、第２共通電極３ｂを、放射線検出有効エリアＳＡから外れた台座５に位置する箇所に配設している。【００５２】
すなわち、台座５およびその周辺だけで、第１共通電極３ａと第２共通電極３ｂとの接続が十分であるので、本実施例２の場合のように、放射線検出有効エリアＳＡから外れた台座５に位置する箇所に第２共通電極３ｂを配設するだけでよい。実施例１の場合と比較すると、第２共通電極３ｂの面積が小さくなる。したがって、第２共通電極３ｂの形成（例えば蒸着）では、台座５およびその周辺に対応した部分だけ行えばよく、第２共通電極３ｂの形成（例えば蒸着）に使用する材料の量を減らすことができる。また、全体として形成（例えば蒸着）に伴う半導体２に対する熱の影響を低減させることができる。
【実施例３】
【００５３】
次に、図面を参照してこの発明の実施例３を説明する。
図８は、実施例３に係るフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の概略平面図であり、図９は、実施例３に係るフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の概略断面図である。上述した実施例１、２と共通する箇所については、同じ符号を付してその説明を省略するとともに図示を省略する。【００５４】
上述した実施例１、２に係るＦＰＤでは、図１、図２に示すように、台座５の一部を覆うように台座５の入射側に、第２共通電極３ｂを形成したが、本実施例３に係るＦＰＤは、図８、図９に示すように、第２共通電極３ｂは、台座５を全て覆うように形成されている。このように、実施例１、２のように、台座５の一部を覆うように台座５の入射側に、第２共通電極３ｂを形成してもよいし、本実施例３のように、台座５を全て覆うように台座５の入射側に、第２共通電極３ｂを形成してもよい。したがって、台座５の少なくとも一部を覆うように台座５の入射側に、第２共通電極３ｂを形成する形態であれば、特に限定されない。
【実施例４】
【００５５】
次に、図面を参照してこの発明の実施例４を説明する。
図１０は、実施例４に係るフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の概略平面図であり、図１１は、実施例４に係るフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の概略断面図である。上述した実施例１〜３と共通する箇所については、同じ符号を付してその説明を省略するとともに図示を省略する。【００５６】
上述した実施例１、３に係るＦＰＤでは、第１共通電極３ａおよび第２共通電極３ｂは、ともに放射線検出有効エリアＳＡを含んだ所定の範囲の大きさを有していたが、本実施例４に係るＦＰＤは、実施例２と同様に、図１０、図１１に示すように、第１共通電極３ａのみが放射線検出有効エリアＳＡを含んだ所定の範囲の大きさを有しており、第２共通電極３ｂを、放射線検出有効エリアＳＡから外れた台座５に位置する箇所に配設している。【００５７】
また、上述した実施例１、２に係るＦＰＤでは、台座５の一部を覆うように台座５の入射側に、第２共通電極３ｂを形成したが、本実施例４に係るＦＰＤは、実施例３と同様に、図１０、図１１に示すように、第２共通電極３ｂは、台座５を全て覆うように形成されている。すなわち、本実施例４に係るＦＰＤは、実施例２に係るＦＰＤと実施例３に係るＦＰＤとを組み合わせた構造となっている。【００５８】
この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。【００５９】
（１）上述した各実施例では、フラットパネル型Ｘ線検出器に代表される放射線検出器は、２次元アレイタイプであったが、この発明の放射線検出器は、収集電極が１次元状マトリックス配列で形成されている１次元アレイタイプでもよいし、放射線検出信号取り出し用の電極が１個だけの非アレイタイプでもよい。【００６０】
（２）上述した各実施例では、放射線検出器としてＸ線検出器を例に採って説明したが、Ｘ線以外の放射線（例えばガンマ線）を検出する放射線検出器（例えばガンマ線検出器）にも適用できる。【００６１】
（３）上述した各実施例では、沿面放電を防止するために、共通電極３を半導体２よりも内側に形成したが、沿面放電を考慮しない場合には、共通電極３の端縁部と半導体２の端縁部とを揃えてもよいし、共通電極３を半導体２よりも外側に形成してもよい。例えば、図８に示す実施例３の構造と、共通電極３の端縁部と半導体２の端縁部とを揃えた構造とを組み合わせ、図１２（ａ）に示す構造のようにしてもよいし、図１０に示す実施例４の構造と、共通電極３の端縁部と半導体２の端縁部とを揃えた構造とを組み合わせ、図１２（ｂ）に示す構造のようにしてもよい。もちろん、実施例１や２の構造と、共通電極３の端縁部と半導体２の端縁部とを揃えた構造とを組み合わせてもよい。また、図面の右側や上側あるいは下側においても共通電極３の端縁部と半導体２の端縁部とを揃えてもよい。共通電極３を半導体２よりも外側に形成する構造においても、各実施例の構造と組み合わせればよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年8月18日(2009.8.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を検出する放射線検出器であって、放射線の入射により電荷を生成する放射線感応型の半導体と、その半導体の前記入射側へ直接的に接触して面状に形成されたバイアス電圧印加用の第１共通電極と、その第１共通電極の一部を覆うように第１共通電極の入射側に形成された絶縁性の台座と、その台座の少なくとも一部を覆うように台座の入射側に形成され、かつ前記第１共通電極に接続されたバイアス電圧印加用の第２共通電極と、その第２共通電極の入射面のうち、前記台座に位置する箇所に接続されたバイアス電圧給電用のリード線とを備え、第１共通電極は、放射線検出有効エリアを含んだ所定の範囲の大きさを有することを特徴とする放射線検出器。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線検出器において、前記第２共通電極も、前記放射線検出有効エリアを含んだ所定の範囲の大きさを有することを特徴とする放射線検出器。
【請求項３】
請求項１に記載の放射線検出器において、前記第２共通電極は、前記放射線検出有効エリアから外れた台座に位置する箇所に配設されることを特徴とする放射線検出器。
【請求項４】
請求項１に記載の放射線検出器において、前記第２共通電極は、前記台座を全て覆うように形成されることを特徴とする放射線検出器。
【請求項５】
請求項４に記載の放射線検出器において、前記第２共通電極も、前記放射線検出有効エリアを含んだ所定の範囲の大きさを有することを特徴とする放射線検出器。
【請求項６】
請求項４に記載の放射線検出器において、前記第２共通電極は、前記放射線検出有効エリアから外れた台座に位置する箇所に配設されることを特徴とする放射線検出器。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の放射線検出器において、前記電荷を収集する収集電極を備え、前記半導体と前記第１共通電極との間にキャリア選択性の中間層を形成するとともに、半導体と前記収集電極との間にキャリア選択性の中間層を形成することを特徴とする放射線検出器。
【請求項８】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の放射線検出器において、前記半導体と前記第１共通電極との間のみにキャリア選択性の中間層を形成することを特徴とする放射線検出器。
【請求項９】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の放射線検出器において、前記電荷を収集する収集電極を備え、前記半導体と前記収集電極との間のみにキャリア選択性の中間層を形成することを特徴とする放射線検出器。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の放射線検出器において、前記検出器は、前記電荷を収集する収集電極を２次元状マトリックス配列に備えた２次元アレイタイプであることを特徴とする放射線検出器。
【請求項１１】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の放射線検出器において、前記検出器は、前記電荷を収集する収集電極を１次元状マトリックス配列に備えた１次元アレイタイプであることを特徴とする放射線検出器。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のいずれかに記載の放射線検出器において、放射線はＸ線であることを特徴とする放射線検出器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、この発明の放射線検出器は、放射線を検出する放射線検出器であって、放射線の入射により電荷を生成する放射線感応型の半導体と、その半導体の前記入射側へ直接的に接触して面状に形成されたバイアス電圧印加用の第１共通電極と、その第１共通電極の一部を覆うように第１共通電極の入射側に形成された絶縁性の台座と、その台座の少なくとも一部を覆うように台座の入射側に形成され、かつ前記第１共通電極に接続されたバイアス電圧印加用の第２共通電極と、その第２共通電極の入射面のうち、前記台座に位置する箇所に接続されたバイアス電圧給電用のリード線とを備え、第１共通電極は、放射線検出有効エリアを含んだ所定の範囲の大きさを有することを特徴とするものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
この発明の放射線検出器によれば、（放射線感応型の）半導体の入射側に、面状の（バイアス電圧印加用の）第１共通電極を直接的に接触して形成する。この第１共通電極は、放射線検出有効エリアを含んだ所定の範囲の大きさを有している。その第１共通電極の一部を覆うように、第１共通電極の入射側に（絶縁性の）台座を形成する。その台座の少なくとも一部を覆うように台座の入射側に、（バイアス電圧印加用の）第２共通電極を形成し、第１共通電極に接続されるように構成する。そして、第２共通電極の入射面のうち、台座に位置する箇所に（バイアス電圧給電用の）リード線を接続する。バイアス電圧を共通電極に印加する場合には、リード線を介して第２共通電極に印加して、その第２共通電極に接続された第１共通電極に印加することで行われる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
この発明に係る放射線検出器によれば、（絶縁性の）台座の少なくとも一部を覆うように台座の入射側に（バイアス電圧印加用の）第２共通電極が形成され、その第２共通電極が（バイアス電圧印加用の）第１共通電極に接続されるので、（放射線感応型の）半導体と台座との境界付近で第２共通電極が屈曲されて、その屈曲部分で尖る。この尖った第２共通電極の下側（すなわち入射側とは逆側）には、半導体の入射側に沿って形成された第1共通電極が存在するので、下側（入射側とは逆側）から見た共通電極の形状が均一となり、異常な電界集中が発生しない。その結果、電界集中による暗電流を抑制することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
第１共通電極３ａの一部を覆うように、第１共通電極３ａの入射側に絶縁性の台座５を形成している。その台座５の少なくとも一部を覆うように台座５の入射側に第２共通電極３ｂを形成し、第１共通電極３ａに接続されるように構成している。すなわち、台座５以外の箇所では、第１共通電極３ａの入射側に第２共通電極３ｂを直接的に接触して形成している。絶縁性の台座５は、この発明における絶縁性の台座に相当する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
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