(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板間に、Ｘ線が照射されることでＸ線の強度に応じた電荷或いは光を発生するＸ線変換層と、マトリクス状に配列され、上記Ｘ線変換層にて発生した電荷、或いは発生した光量に応じた電荷を取り込む複数のコレクティング電極と、各コレクティング電極毎に設けられたスイッチング素子とが挟持されてなるＸ線画像検出器において、
上記一対の基板のうち、一方の基板上には、上記Ｘ線変換層が上記コレクティング電極に対応して分離されて形成され、他方の基板上には、上記複数のコレクティング電極と複数のスイッチング素子とが形成されており、かつ、これらのコレクティング電極は、各スイッチング素子上に形成されたスイッチング素子形成面を平坦化する平坦化膜上で、且つ、上記スイッチング素子に接続されたソースバスライン及びゲートバスラインとオーバーラップして形成されていることを特徴とするＸ線画像検出器。
【請求項２】
上記平坦化膜が有機材料であることを特徴とする請求項１記載のＸ線画像検出器。
【請求項３】
上記平坦化膜の膜厚が２．５〜１０μｍであることを特徴とする請求項２記載のＸ線画像検出器。
【請求項４】
上記Ｘ線変換層が形成される基板がＸ線変換層としての機能も有していることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のＸ線画像検出器。
【請求項５】
一対の基板間に、Ｘ線が照射されることでＸ線の強度に応じた電荷或いは光を発生するＸ線変換層と、マトリクス状に配列され、上記Ｘ線変換層にて発生した電荷、或いは発生した光量に応じた電荷を取り込む複数のコレクティング電極と、各コレクティング電極毎に設けられたスイッチング素子とを挟持してなるＸ線画像検出器の製造方法において、
基板上に、上記複数のスイッチング素子と、各スイッチング素子上に形成されるスイッチング素子形成面を平坦化する平坦化膜と、該平坦化膜上に配置される上記複数のコレクティング電極とを形成する第１の工程と、
上記基板とは別の基板上に、上記Ｘ線変換層を形成後、上記コレクティング電極が存在しない領域の該Ｘ線変換層を除去する第２の工程と、
上記第１の工程で得た第１の基板と上記第２の工程で得た第２の基板とを、コレクティング電極形成面とＸ線変換層形成面とを対向させて貼り合せる第３の工程とを含み、
上記第１の工程において、コレクティング電極を、平坦化膜上で、且つ、上記スイッチング素子に接続されたソースバスライン及びゲートバスラインとオーバーラップして形成されていること特徴とするＸ線画像検出器の製造方法。
【請求項６】
上記Ｘ線変換層は、ＣＶＤ法により形成されることを特徴とする請求項５記載のＸ線画像検出器の製造方法。
【請求項７】
上記第３の工程に異方性導電材料を用い、Ｘ線変換層を有する方の基板の接着面に突起した接続電極を形成することを特徴とする請求項５又は６記載のＸ線画像検出器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マトリクス状に配置された複数のＸ線センサを有するＸ線画像検出器、及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線画像検出器は、従来より、医療用の診断装置として用いられている。Ｘ線画像検出器には、主に直接変換方式と間接変換方式の２方式がある。
直接変換方式は、Ｘ線変換層にＸ線を照射して電荷を発生させて、この電荷を電荷蓄積キャパシタと各電荷蓄積キャパシタに接続されたスイッチング素子を介して読み出す方式である。直接変換方式のＸ線画像検出器は、例えば特開平６−３４２０９８号公報に記載されている。
【０００３】
また、間接変換方式は、Ｘ線変換層にＸ線を照射して可視光に変換し、該可視光を、フォトダイオードと各フォトダイオードに接続されたスイッチング素子を介して読み出す方式である。間接変換方式のＸ線画像検出器は、例えば特開平８−５１１９５号公報に記載されている。
【０００４】
以下に、特開平６−３４２０９８号公報に記載されている直接変換方式のＸ線画像検出器（Ｘ線イメージ捕獲エレメント）の構成を説明する。図１１は、上記公報に記載されているＸ線画像検出器の概略断面図である。図１１においては、１画素に対応する１Ｘ線センサ部分を示している。
【０００５】
Ｘ線画像検出器１１６は、ガラス基板１１２を有しており、このガラス基板１１２上に、容量電極１１８、静電容量誘電層１１９、コレクティング電極１０４、及び電荷阻止層１１０がこの順に形成されている。
【０００６】
上記容量電極１１８は金属からなり、静電容量誘電層１１９はＳｉＯ２  ，ＳｉＮＸ  等からなる。コレクティング電極１０４は、アルミニウムやＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等からなる。また、電荷阻止層１１０は、コレクティング電極１０４をアルミニウムから形成した場合、コレクティング電極１０４表面に形成された酸化アルミニウム層を電荷阻止層１１０とすることができる。
【０００７】
上記の容量電極１１８とコレクティング電極１０４、及びこれらに挟持された静電容量誘電層１１９にて、電荷蓄積キャパシタ１０６が構成される。１つの電荷蓄積キャパシタ１０６が、後述するＸ線変換層１０８に書き込まれるＸ線の強度分布にて表わされる画像を解像できる最小単位の１画素に相当し、Ｘ線変換層１０８とで１Ｘ線センサを構成する。
【０００８】
このような電荷蓄積キャパシタ１０６は、図１２に示すように、ガラス基板１１２上に複数配設され、各電荷蓄積キャパシタ１０６を構成するコレクティング電極１０４は、ガラス基板１１２上をマトリクス状に配設されている。なお、図１２は、図１１に示すＸ線画像検出器１１６の駆動回路も含めた等価回路図である。
【０００９】
上記電荷阻止層１１０は、下層に形成されたコレクティング電極１０４と上層に形成されるＸ線変換層１０８とで、阻止ダイオードとして機能するもので、一方の型の電荷が一方の方向に流れることを禁止するようになっている。
【００１０】
一方、上記ガラス基板１１２上には、図１１に示すように、各電荷蓄積キャパシタ１０６に対応して、スイッチング素子である薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）  ）１０５が各々形成されている。
【００１１】
各ＴＦＴ１０５は、ガラス基板１１２側から順に、ゲート電極１１１ａ、該ゲート電極１１１ａを被覆するゲート絶縁膜１２０、ａ−ｓｉ層１１５、ソース電極１１３ａ及びドレイン電極１１４が積層されてなる。
【００１２】
各ＴＦＴ１０５におけるソース電極１１３ａは、図１２に示すように、マトリクス状に設けられた複数のコレクティング電極１０４間を、図において上下方向に走る複数のソースバスライン１１３…の何れかと接続されている。また、各ＴＦＴ１０５におけるゲート電極１１１ａは、複数のコレクティング電極１０４間を、図において左右方向に走る複数のゲートバスライン１１１…の何れかと接続されている。これらソースバスライン１１３…とゲートバスライン１１１…とは、前述のゲート絶縁膜１２０を介在して互いに直交するように配設されている。そして、各ＴＦＴ１０５におけるドレイン電極１１４は、上記複数のコレクティング電極１０４の何れかと接続されている。
【００１３】
各ＴＦＴ１０５は、バイアス電圧がゲートバスライン１１１を介してゲート電極１１１ａに印加されるとＯＮして、ソースバスライン１１３と電荷蓄積キャパシタ１０６との間を導通させる。
【００１４】
また、図１１に示すように、各ＴＦＴ１０５は、パッシベーション層１２１で被覆され、電荷蓄積キャパシタ１０６も該パッシベーション層１２１にて被覆されている。
【００１５】
さらに、ガラス基板１１２上には、上記したＴＦＴ１０５…、電荷蓄積キャパシタ１０６…、ゲートバスライン１１１…、ソースバスライン１１３…を覆うように、Ｘ線変換層１０８が形成され、このＸ線変換層１０８上に、誘電層１１７及びＸ線放射を透過する導電物質からなる前面導電層１０９が順に形成されている。
【００１６】
上記Ｘ線変換層１０８は、高い暗抵抗を示すものが好ましく、アモルファス・セレニウム、酸化鉛、硫化カドミウム、ヨウ化第二水銀等、その他の同種物質から構成される。
【００１７】
上記した容量電極１１８、静電容量誘電層１１９、コレクティング電極１０４、電荷阻止層１１０、Ｘ線変換層１０８、誘電層１１７、及び前面導電層１０９は、ガラス基板１１２上に連続して形成される。
【００１８】
また、図１２に示すように、上記した各ゲートバスライン１１１の終端には、各ゲートバスライン１１１を第１位置Ａと第２位置Ｂとに切り替える作用をするスイッチ１３２がそれぞれ接続されている。
【００１９】
上記各ＴＦＴ１０５をＯＮするバイアス電圧は、各スイッチ１３２が第１位置Ａにあるとき、ライン１３３を経由して全てのゲートバスライン１１１…に同時に印加される一方、各スイッチ３２が第２位置Ｂにあるときは、各ゲートバスライン１１１はそれぞれ独立に駆動され、ライン１３５経由でバイアス電圧が異なるタイミングで印加される。なお、各スイッチ１３２の切り替えは、ライン１３７より入力される信号にて一斉に行われる。
【００２０】
各ソースバスライン１１３の終端には、電荷増幅検出器１３６がそれぞれ接続されている。各電荷増幅検出器１３６は演算増幅器で構成でき、電荷蓄積キャパシタ１０６から出力される電荷に比例した電圧出力を発生する静電容量回路における電荷を測定するように配線される。各電荷増幅検出器１３６の検出出力を順次にサンプリングすることによって、各Ｘ線センサで獲得した情報を含む出力信号を得ることができる。
【００２１】
また、上記各静電容量回路が、Ｘ線画像検出器１１６のパネル部、およびゲートバスライン１１１…とソースバスライン１１３…のアドレス手段に接続されているほかに、図１１に示すように、各前面導電層１０９と複数の各容量電極１１８とをアクセスして、一連のプログラマブル可変電圧を供給する電源１２７に前面導電層１０９と複数の容量電極１１８を電気的に接続するための、別の接続路が設けられている。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記した従来のＸ線画像検出器の構成では、ＴＦＴ及び電荷蓄積キャパシタを構成したと同じ基板上に、Ｘ線変換層１０８、誘電層１１７、及び前面導電層１０９を形成している。
【００２３】
そのため、例えばＸ線変換層１０８を形成した時点でＸ線変換層１０８が損傷を受けると、ＴＦＴ１０５及び電荷蓄積キャパシタ１０６には何ら問題無いにも係わらずこの基板自体、つまりＸ線画像検出器自体が使用できないものになってしまい、歩留りを低下させる。
【００２４】
しかも、ＴＦＴ１０５及び電荷蓄積キャパシタ１０６を形成し、さらにこの上にＸ線変換層１０８、誘電層１１７、前面導電層１０９形成していく工程は長く、このような長い工程を経た後に一切使用できなくなると、甚だ非コスト的な結果となる。
【００２５】
また、ＴＦＴ１０５及び電荷蓄積キャパシタ１０６を構成したと同じ基板上に、Ｘ線変換層１０８、誘電層１１７、及び前面導電層１０９を形成した構成では、前面導電層１０９側が露呈するため、たとえ問題なく前面導電層１０９まで完成したとしても、その後にＸ線画像検出器１１６を駆動回路等を有する装置本体に組み込む際に、前面導電層１０９、或いはその下層側のＸ線変換層１０８までもが損傷を受けてしまい、結局、歩留り低下を招来する結果となる。
【００２６】
本願発明は、このような課題に鑑み成されたものであって、高歩留りで得ることのできるＸ線画像検出器の構成及びその製造方法を提供することを目的としている。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載のＸ線画像検出器は、上記の課題を解決するために、Ｘ線が照射されることでＸ線の強度に応じた電荷或いは光を発生するＸ線変換層と、マトリクス状に配列され、上記Ｘ線変換層にて発生した電荷、或いは発生した光量に応じた電荷を取り込む複数のコレクティング電極と、各コレクティング電極毎に設けられたスイッチング素子とを有するＸ線画像検出器において、上記Ｘ線変換層、複数のコレクティング電極、及び複数のスイッチング素子が、一対の基板間に挟持されてなることを特徴としている。
【００２８】
これによれば、スイッチング素子及びＸ線変換層が一対の基板間に挟持されているので、従来のＸ線変換層側が露呈していた構成のように、Ｘ線画像検出器を駆動回路等を有する他の装置に組み込む際にこれらスイッチング素子及びＸ線変換層が損傷を受けるようなことがない。
【００２９】
本発明の請求項２記載のＸ線画像検出器は、上記の課題を解決するために、Ｘ線が照射されることでＸ線の強度に応じた電荷或いは光を発生するＸ線変換層と、マトリクス状に配列され、上記Ｘ線変換層にて発生した電荷、或いは発生した光量に応じた電荷を取り込む複数のコレクティング電極と、各コレクティング電極毎に設けられたスイッチング素子とを有するＸ線画像検出器において、一対の基板が貼り合わされてなり、そのうちの一方の基板に、上記Ｘ線変換層が形成され、他方の基板に、上記複数のコレクティング電極と複数のスイッチング素子とが形成されており、かつ、これらのコレクティング電極は、各スイッチング素子上に形成されたスイッチング素子形成面を平坦化する平坦化膜上に形成されていることを特徴としている。
【００３０】
また、本発明の請求項７記載のＸ線画像検出器の製造方法は、上記の課題を解決するために、Ｘ線が照射されることでＸ線の強度に応じた電荷或いは光を発生するＸ線変換層と、マトリクス状に配列され、上記Ｘ線変換層にて発生した電荷、或いは発生した光量に応じた電荷を取り込む複数のコレクティング電極と、各コレクティング電極毎に設けられたスイッチング素子とを有するＸ線画像検出器の製造方法において、基板上に、上記複数のスイッチング素子と、各スイッチング素子上に形成されるスイッチング素子形成面を平坦化する平坦化膜と、該平坦化膜上に配置される上記複数のコレクティング電極とを形成する第１の工程と、上記基板とは別の基板上に、上記Ｘ線変換層を形成する第２の工程と、上記第１の工程で得た第１の基板と上記第２の工程で得た第２の基板とを、コレクティング電極形成面とＸ線変換層形成面とを対向させて貼り合せる第３の工程とを含むことを特徴としている。
【００３１】
上記請求項２，７の構成によれば、請求項１の構成と同様に、スイッチング素子及びＸ線変換層が一対の基板間に挟持されているので、従来のＸ線変換層側が露呈していた構成のように、Ｘ線画像検出器を駆動回路等を有する他の装置に組み込む際にこれらスイッチング素子及びＸ線変換層が損傷を受けるようなことがない。
【００３２】
しかも、平坦化膜によりスイッチング素子形成面が平坦化されているので、Ｘ線変換層が形成されている側の基板と貼り合わせる際に、スイッチング素子が損傷を受けることもない。
【００３３】
また、スイッチング素子もしくはＸ線変換層に欠陥があった場合、従来の方法では長い工程で作成したＸ線画像検出器自体が欠陥となってしまうが、これによれば、Ｘ線変換層とスイッチング素子とが別々の基板上に形成されているので、Ｘ線変換層が形成される側の基板も、スイッチング素子が形成される側の基板のそれぞれ作成工程は短く、また欠陥がある場合は欠陥のある方の基板のみ使用しなければ良いため、Ｘ線画像検出器自体が欠陥となるようなことはない。
【００３４】
本発明の請求項３記載のＸ線画像検出器は、請求項２記載の構成において、上記平坦化膜が有機材料であることを特徴としている。
【００３５】
平坦化膜上部に形成されるコレクティング電極は、感度向上を図る上でできるだけ大きく形成したほうが望ましく、その場合、コレクティング電極は上記のスイッチング素子を駆動する例えばソースバスラインやゲートバスラインとオーバーラップした構造となる。そのため、コレクティング電極の寄生容量を極小とし、平坦性を実現するために、この平坦化膜は比誘電率が３．５以下の小さいものが望ましく、有機材料が適している。
【００３６】
また、平坦化膜は、スイッチング素子形成面の段差を解消する目的からある程度厚く形成する必要があるが、有機材料は、スピンコート法により容易に厚膜に形成できるといった利点もある。
【００３７】
本発明の請求項４記載のＸ線画像検出器は、請求項３の構成において、上記平坦化膜の膜厚が２．５〜１０μｍであることを特徴としている。
【００３８】
これによれば、有機材料を用いてコレクティング電極の寄生容量を極小としながら、確実にスイッチング素子形成面の段差を解消して平坦化することができる。
【００３９】
本発明の請求項５記載のＸ線画像検出器は、請求項１、２、３又は４記載の構成において、上記Ｘ線変換層がコレクティング電極に対応して分離されていることを特徴としている。
【００４０】
本発明の請求項８記載のＸ線画像検出器の製造方法は、請求項７記載の構成において、上記第２の工程に、Ｘ線変換層をコレクティング電極に対応させて分離する工程が含まれることを特徴としている。
【００４１】
上記請求項５，８の構成によれば、コレクティング電極の形状に合わせて、Ｘ線変換層を分離形成したので、隣接したコレクティング電極間で横方向のリーク電流が発生せず、分解能低下を回避できる。
【００４２】
本発明の請求項６記載のＸ線画像検出器は、請求項１、２、３、４又は５記載の構成において、上記Ｘ線変換層が形成される基板がＸ線変換層としての機能も有していることを特徴としている。
【００４３】
これによれば、Ｘ線画像検出器の良否に深く係わるＸ線変換層が硬質の基板からなるので、Ｘ線変換層が損傷する可能性をより一層低減でき、歩留りのさらなる向上が図れる。
【００４４】
本発明の請求項９記載のＸ線画像検出器の製造方法は、請求項７又は８記載の構成において、上記第３の工程に、異方性導電材料を用いることを特徴としている。
【００４５】
これによれば、第１の基板と第２の基板とを異方性導電材料を用いて貼り合わせるので、第１及び第２の基板が大きい大型のＸ線画像検出器においても容易にこれら２枚を貼り合わせることができる。
【００４６】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明に係る実施の一形態を、図１〜図５に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００４７】
本実施の形態のＸ線画像検出器は、電荷蓄積キャパシタを備えた直接変換方式のＸ線画像検出器である。図２は、本実施の形態のＸ線画像検出器の１Ｘ線センサ部分の平面図である。また、図１は、図２のＹ−Ｙ’線矢視断面図である。但し、図２においては簡略化のため、図１において部材番号２１にて示す電荷阻止層から上の薄膜、並びにゲート絶縁膜１１ａ、静電容量誘電層１１ｂは記載していない。
【００４８】
このＸ線画像検出器は、その特徴として、スイッチング素子３が形成される基板１の他に、Ｘ線変換層５の外面側にも基板２を備えており、これら一対の絶縁性の基板１・２間に、スイッチング素子３、電荷蓄積キャパシタ４、電荷阻止層２１、Ｘ線変換層５、誘電層６、及び前面導電層７が挟持された構造である。
【００４９】
尚、ここでは説明の便宜上、１Ｘ線センサ部分のみ説明するが、上記電荷蓄積キャパシタ４及びスイッチング素子３は、前述の従来技術で説明した毎く、マトリクス状に複数個配列されており、後述するゲートバスライン１０及びソースバスライン１３もそれぞれ互いに交差しながら複数本配設されている。
【００５０】
上記スイッチング素子３として、ここでは薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴ）を採用している。ＴＦＴ３は、基板１上に、ゲート電極１０ａ、ゲート絶縁膜１１ａ、半導体層１２、ソース電極１３ａ及びドレイン電極１４ａがこの順に積層された構成を有する。
【００５１】
ゲート電極１０ａは、図２に示すように、ゲートバスライン１０が分岐してなり、該ゲートバスライン１０よりバイアス電圧が印加されるとＴＦＴ３はＯＮし、ソース電極１３ａとドレイン電極１４ａとの間を導通させる。ソース電極１３ａは、ソースバスライン１３の一部であり、ドレイン電極１４ａより流れる電荷を駆動回路の図示しない電荷検出器へと出力する。ドレイン電極１４ａは、電荷蓄積キャパシタ４の上部容量電極１４ｂと接続されている。
【００５２】
電荷蓄積キャパシタ４は、図１に示すように、基板１上に、下部容量電極１５、静電容量誘電層１１ｂ、上部容量電極１４ｂ、及び該上部容量電極１４ｂと接続されたコレクティング電極１８が順に積層された構造を有する。
【００５３】
ここで、コレクティング電極１８は上部容量電極１４ｂ上に形成された平坦化膜２０上に形成されており、平坦化膜２０に形成したコンタクトホール２０ａを介して接続されている。平坦化膜２０は、ＴＦＴ３の上にも形成されており、この平坦化膜２０を設けることで、電荷蓄積キャパシタ４とＴＦＴ３との構造的（積層膜数等）違いによる段差（高さの差）を解消し、電荷蓄積キャパシタ４とＴＦＴ３との高さを揃えることができる。
【００５４】
そして、このような平坦化膜２０を設けることで、図２に示すように、コレクティング電極１８を、ソースバスライン１３及びゲートバスライン１０とオーバーラップさせて大きく形成できる。これにより、コレクティング電極１８に対応するＸ線変換層５の面積が大きくなり、Ｘ線変換層５にて発生しコレクティング電極１８にて取り込まれる電荷量も多くなり、Ｘ線画像検出器の感度向上が図れる。
【００５５】
以下に、上記Ｘ線画像検出器の製造工程を、図３ないし図５に示す各工程における概略断面図を用いて説明する。
【００５６】
上記Ｘ線画像検出器の製造工程は、大きく分けて、基板１上にＴＦＴ３や電荷蓄積キャパシタ４を形成する第１の基板作成工程、基板２上に誘電層６やＸ線変換層５を形成する第２の基板作成工程、及びこれら第１及び第２の基板を貼り合わせる基板貼り合わせ工程の３つからなる。
【００５７】
第１の基板作成工程においては、まず、図３（ａ）に示すように、ガラス等からなる絶縁性の基板１上にＡｌ，Ｔａ等をスパッタリング法等を用いて約５００ｎｍの厚みで成膜し、これをエッチング等でパターニングすることで、ゲートバスライン１０、ゲート電極１０ａ、及びゲートバスライン１０と平行を成す下部容量電極１５を形成する（図２参照）。
【００５８】
次に、ゲートバスライン１０、ゲート電極１０ａ、及び下部容量電極１５まで形成された基板１上面を覆うように、Ａｌ２  Ｏ３  ，ＳｉＯ２  ，ＳｉＮＸ  等をＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によって約３００ｎｍの厚みで成膜してゲート絶縁膜１１ａ及び静電容量誘電層１１ｂを形成する。
続いて、ａ−Ｓｉ，ｐ−Ｓｉ等をＣＶＤ法によって約１００ｎｍの厚みで成膜し、これをエッチング等でパターニングすることで半導体層１２を形成する。また、オーミックコンタクトのためにドレイン電極１４ａと半導体層１２との接続部分にはｎ＋  ａ−ＳｉをＣＶＤ法によって約４０ｎｍで成膜し、パターニングする。
【００５９】
次に、Ａｌ，Ｔａ等をスパッタリング法等を用いて約６００ｎｍの厚みで成膜し、これをエッチング等でパターニングすることで、ソースバスライン１３、ソース電極１３ａ、ドレイン電極１４ａ、上部容量電極１４ｂを形成する。
【００６０】
こうしてソースバスライン１３、ソース電極１３ａ、ドレイン電極１４ａ、上部容量電極１４ｂまでが形成されると、図３（ｂ）に示すように、それらを覆うように、感光性性のアクリルやポリイミド等の樹脂材料を用いてスピンコート法により２．５〜１０μｍの厚みで膜を形成し、ＴＦＴ３の段差を解消するための平坦化膜２０を形成する。その後、露光及び現像を行って平坦化膜２０にコンタクトホール２０ａを形成する。
【００６１】
上記平坦化膜２０上部にはコレクティング電極１８が形成されるが、該コレクティング電極１８は、感度向上を図る上でできるだけ大きく形成したほうが望ましく、その場合、コレクティング電極１８はソースバスライン１３及びゲートバスライン１０とオーバーラップした構造となる。そのため、コレクティング電極１８の寄生容量を極小とし、平坦性を実現するために、この平坦化膜２０は比誘電率が３．５以下の小さいものが望ましく、膜厚としては、２．５μｍ以上１０μｍ以下程度に形成することが望ましい。
【００６２】
その後、図３（ｃ）に示すように、Ａ１もしくはＩＴＯをスパッタリング法等を用いて約２００ｎｍの厚みで成膜し、これをゲートバスライン１０及びソースバスライン１３とオーバーラップするようにパターニングし、コレクティング電極１８を形成し（図２参照）、これにて、第１の基板Ａが作成される。
【００６３】
第２の基板作成工程においては、まず、図４に示すように、ガラス等からなる基板２上面に、ＩＴＯをスパッタリング法等を用いて約３００ｎｍの厚みで成膜して前面導電層７を形成し、次いで、その上に例えば約２０μｍのポリエチレン・テレフタル酸塩フィルムを貼り付けることで、誘電層６を形成する。
【００６４】
続いて、その上に、ＳｅをＣＶＤ法により約３００〜５００μｍの厚みで成膜してＸ線変換層５を形成した後、さらにＡｌ２  Ｏ３  等をＣＶＤ法を用いて約２０ｎｍの厚みで成膜し、電荷阻止層２１を形成する。
【００６５】
その後、第２の基板Ｂにおける、第１の基板Ａと貼り合わされた際にコレクティング電極１８が存在しない領域２２の誘電層６、Ｘ線変換層５及び電荷阻止層２１をエッチング等の手法を用い除去する。これにて、第２の基板Ｂが作成される。
【００６６】
こうして作成された第１の基板Ａと第２の基板Ｂとを、基板貼り合わせ工程で貼り合わせる。基板貼り合わせ工程でにおいては、図５に示すように、第１の基板Ａもしくは第２の基板Ｂの周辺部にシール材（図示せず）を配置し、それぞれの基板に設けられたアライメントマーク（図示せず）を使用して、ＴＦＴ３及び電荷蓄積キャパシタ４が形成された第１の基板Ａ上に、Ｘ線変換層５を有する側を対向させて第２の基板Ｂを貼り合せる。これにて、Ｘ線画像検出器が完成する。
【００６７】
ここで、第１の基板Ａにおける第２の基板Ｂとの対向面は平坦化膜２０により平坦化されているので、貼り合わせ面が両方とも平坦であり、貼り合わせ時にＴＦＴ３が損傷を受けるようなことがない。
【００６８】
このようにして得たＸ線画像検出器は、従来よりある例えば前述の図１２に示されると同様の駆動回路を用いて電荷を検出してＸ線にてＸ線変換層５に書き込まれた画像を読み出すことができる。
【００６９】
以上のように、本実施の形態のＸ線画像検出器は、ＴＦＴ３及び電荷蓄積キャパシタ４、Ｘ線変換層５等が一対の基板１・２の間に挟持された構成であるので、Ｘ線画像検出器を装置本体に組み込む際にＴＦＴ３、前面導電層７、及びＸ線変換層５が損傷を受け難くなる。
【００７０】
しかも、平坦化膜２０によりＴＦＴ３と電荷蓄積キャパシタ４との間の段差が解消され、第１の基板Ａも第２の基板Ｂも貼り合わせ面が平坦化されているので、第１の基板Ａと第２の基板Ｂとを貼り合わせる際に、ＴＦＴ３が損傷を受けることもない。
【００７１】
また、もしもＴＦＴ３やＸ線変換層５に欠陥があることが判明した場合、従来の全て同じ基板に形成していた構成では、長い工程で作成したＸ線画像検出器自体が欠陥となってしまうが、本実施の形態のＸ線画像検出器のように、一対の基板１・２を有する構成の場合、各々別々に作成した第１の基板Ａと第２の基板Ｂとを貼り合わせることでＸ線画像検出器を得られるので、第１の基板Ａ、及び第２の基板Ｂの各作成工程は短く、また欠陥の存在する基板側のみ使用しなければよいので、良品率の向上が可能となる。
【００７２】
また、上記の構成においては、コレクティング電極１８の形状に合わせて、Ｘ線変換層５を分離形成したので、隣接したコレクティング電極１８間で横方向のリーク電流が発生しないので、分解能低下の虞れがない。
【００７３】
〔実施の形態２〕
本発明に係る実施の他の形態を、図６に基づいて説明すれば、以下の通りである。尚、説明の便宜上、前記実施例にて示した部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付記し、その説明を省略する。
【００７４】
図６に示すように、本実施の形態のＸ線画像検出器は、電荷蓄積キャパシタ４を備えた直接変換方式のＸ線画像検出器であり、図１にその概略断面構造を示した実施の形態１のＸ線画像検出器とほぼ同じ構成を有している。異なる点は、第１の基板Ａと第２の基板Ｂとが、全面に配置された異方性導電接着剤３３を介して貼り合わされている点である。
【００７５】
異方性導電接着剤３３は、例えば絶縁性の接着剤３３ａ中に導電性粒子３３ｂが分散されてなるもので、垂直方向にのみ導電性を有する異方性導電材料の一種である。
【００７６】
上記構成のＸ線画像検出器は、前述の第２の基板Ｂにおける電荷阻止層２１の上に、さらに突起している接続電極２３が形成された構成の第２の基板Ｂ’を前述の第１の基板Ａと、異方性導電接着剤３３を使用して貼り合わせている。接続電極２３は、例えばＣｒ，Ａｌ，ＩＴＯ等からなる。
【００７７】
ここで、接続電極２３が突起しているので、貼り合わせる際にこの接続電極２３に圧力が集中し貼り合わせに必要な圧力を低減できる。また、余分な接着剤３３ａを接続電極２３・２３同士の隙間２４から逃がすことができ信頼性の高い接続構造とすることができる。
【００７８】
異方性導電接着剤３３のような異方性導電材料を用いた貼り合わせは、例えば２枚の貼り合わせる第１及び第２の基板Ａ・Ｂ’が大画面の基板である場合等に適しており、容易に基板同士の貼り合わせを行うことができる。
【００７９】
〔実施の形態３〕
本発明に係る実施の他の形態を、図７に基づいて説明すれば、以下の通りである。尚、説明の便宜上、前記実施例にて示した部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付記し、その説明を省略する。
【００８０】
図７に示すように、本実施の形態のＸ線画像検出器は、電荷蓄積キャパシタ４を備えた直接変換方式のＸ線画像検出器であり、図１にその概略断面構造を示した実施の形態１のＸ線画像検出器とほぼ同じ構成を有している。異なる点は、図１の構成では、第２の基板Ｂにおいて基板２の上にＸ線変換層５を形成していたが、ここでは、ＣｄＴｅもしくはＣｄＺｎＴｅといった化合物半導体材料を用いてなる基板２５を使用して、基板２５自体にＸ線変換層の機能を兼ねさせた第２の基板Ｂ”を有した点である。
【００８１】
この構成によれば、前面導電層７及び静電容量誘電層６が基板２５の外面に露出するものの、Ｘ線変換層が硬質の基板２５からなるので、Ｘ線変換層が損傷する可能性をより一層低減できる。
【００８２】
なお、このような第２の基板Ｂ”と第１の基板Ａとの貼り合わせは、実施の形態２で説明したように、接続電極２３を設けて異方性導電接着剤３３を用いて行ってもよい（図６参照）。
【００８３】
〔実施の形態４〕
本発明に係る実施の一形態を、図８〜図１０に基づいて説明すれば、以下の通りである。尚、説明の便宜上、前記実施例にて示した部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付記し、その説明を省略する。
【００８４】
実施の形態１のＸ線画像検出器では、Ｘ線変換層５としてセレニウムを用いてＸ線がＸ線変換層５に照射され、発生した電荷をＴＦＴ３を介して読み出す直接変換方式のＸ線画像検出器であってが、本実施の形態においては、Ｘ線が例えばＸ線変換層のＣｓＩに照射され光が発生し、例えばＰ型ａ−Ｓｉ、ノンドーブａ−Ｓｉ，ｎ型ａ−Ｓｉから構成されるフォトダイオードを介して電荷をＴＦＴ３から読み出す間接変換方式のＸ線画像検出器について説明を行う。
【００８５】
図９は、本実施の形態のＸ線画像検出器の１Ｘセンサ部分の平面図であり、図８は、そのＺ−Ｚ’線矢視断面図である。但し、図９においては簡略化のため、図８において部材番号３１にて示すフォトダイオードから上の薄膜、並びにゲート絶縁膜１１ａは記載していない。
【００８６】
図８に示すように、このＸ線画像検出器も、その特徴として、スイッチング素子３が形成される基板１の他に、Ｘ線変換層２６の外面側にも基板２を備えており、これら一対の絶縁性の基板１・２間に、ＴＦＴ３、フォトダイオード３１、Ｘ線変換層２６が挟持された構造である。
【００８７】
ＴＦＴ３が形成された第１の基板Ａ’は、図１に示した実施の形態１における第１の基板Ａとほぼ同様の断面形状である。但し、実施の形態１で形成している下部容量電極１５は、本実施形態においては必要ではない。また、ここでは、ドレイン電極１４ａの形状を、実施の形態１で示した上部容量電極１４ｂまでも一体に形成されたと同じ形状としているが、ここでは容量を形成する必要はないので、必ずしも図８に示すような形状とする必要ない。
【００８８】
第２の基板Ｃは、基板２上にＣｓＩからなるＸ線変換層２６、ＩＴＯからなる透明導電膜２７、Ｐ型ａ−Ｓｉ層２８、ノンドーブａ−Ｓｉ層２９、ｎ型ａ−Ｓｉ層３０から構成されるフォトダイオード３１を順次形成してなる。
【００８９】
そしてここでも、第１の基板Ａ’のコレクティング電極１８が無い領域３２のＰ型ａ−Ｓｉ層２８、ノンドーブａ−Ｓｉ層２９、ｎ型ａ−Ｓｉ層３０を除去した。これにより、Ｘ線変換層２６で発生した光が隣接するコレクティング電極１８へ照射されてリーク電流が発生し、分解能が低下するようなことがない。
【００９０】
フォトダイオード３１を構成する３層の形成方法の一例を挙げると、Ｐ型ａ−Ｓｉ層２８はＣＶＤ法により例えば５０ｎｍの厚みで、ノンドーブａ−Ｓｉ層２９はＣＶＤ法により例えば３００ｎｍの厚みで、また、ｎ型ａ−Ｓｉ層３０はＣＶＤ法により例えば５０ｎｍの厚みでそれぞれ形成する。
【００９１】
上記第１及び第２の基板Ａ’・Ｃも、前述の実施の形態１のＸ線画像検出器と同様に、図１０に示すように、第１の基板Ａ’側、もしくは第２の基板Ｃ側の周辺部に配置したシール材（図示せず）を介して行っているが、ここでも、それぞれの基板表面は平坦でありＴＦＴ３を損傷させることなく、貼り合せが可能である。
【００９２】
また、本実施の形態のＸ線画像検出器の場合も、前述の実施の形態２と同様に、貼り合わせる第１及び第２の基板Ａ’・Ｃが大画面の基板である場合に、異方性導電材料を基板全面に配置してそれにより基板同士の貼りあわせを行えば、容易に基板同士の貼り合わせを行うことができる。
【００９３】
そして、このようにして得たＸ線画像検出器は、従来よりある例えば前述の図１２に示されると同様の駆動回路を用いて電荷を検出してＸ線にてＸ線変換層２６に書き込まれた画像を読み出すことができる。
【００９４】
以上のように、本実施の形態のＸ線画像検出器は、ＴＦＴ３、コレクティング電極１８、フォトダイオード３１、Ｘ線変換層２６等が一対の基板１・２の間に挟持された構成であるので、Ｘ線画像検出器を装置本体に組み込む際にＴＦＴ３、Ｘ線変換層５が損傷を受け難くなる。
【００９５】
しかも、平坦化膜２０によりＴＦＴ３とコレクティング電極１８の間の段差が解消され、第１の基板Ａ’も第２の基板Ｃも貼り合わせ面が平坦化されているので、第１の基板Ａ’と第２の基板Ｃとを貼り合わせる際に、ＴＦＴ３が損傷を受けることもない。
【００９６】
また、もしもＴＦＴ３やＸ線変換層２６に欠陥があることが判明した場合、従来の全て同じ基板に形成していた構成では、長い工程で作成したＸ線画像検出器自体が欠陥となってしまうが、本実施の形態のＸ線画像検出器のように、一対の基板１・２を有する構成の場合、各々別々に作成した第１の基板Ａ’と第２の基板Ｃとを貼り合わせることでＸ線画像検出器を得られるので、第１の基板Ａ’、及び第２の基板Ｃの各作成工程は短く、また欠陥の存在する基板側のみ使用しなければよいので、良品率の向上が可能となる。
【００９７】
また、従来のように、同一基板上にＴＦＴやコレクティング電極、フォトダイオード、透明導電膜、Ｘ線変換層を形成する構成の場合、フォトダイオードを形成しその上部に透明導電膜を形成するため、フォトダイオードの段差によりこの透明導電膜の段切れが起こってしまう。そこで、これを解消するために、フォトダイオード間にこの段差を解消する膜を形成していたが、上記のように第２の基板Ｃ側にこれらを形成する場合には、透明導電膜２７をフォトダイオード３１より先に形成できるため段切れの心配は無く、段差を吸収する膜を形成する必要がない。
【００９８】
【発明の効果】
本発明の請求項１記載のＸ線画像検出器は、以上のように、Ｘ線が照射されることでＸ線の強度に応じた電荷或いは光を発生するＸ線変換層と、マトリクス状に配列され、上記Ｘ線変換層にて発生した電荷、或いは発生した光量に応じた電荷を取り込む複数のコレクティング電極と、各コレクティング電極毎に設けられたスイッチング素子とを有するＸ線画像検出器において、上記Ｘ線変換層、複数のコレクティング電極、及び複数のスイッチング素子が、一対の基板間に挟持されてなる構成である。
【００９９】
これにより、従来のＸ線変換層側が露呈していた構成のように、Ｘ線画像検出器を駆動回路等を有する他の装置に組み込む際にこれらスイッチング素子及びＸ線変換層が損傷をを受けることがない。
【０１００】
その結果、Ｘ線画像検出器を備えた装置の製造歩留りを向上できるという効果を奏する。
【０１０１】
本発明の請求項２記載のＸ線画像検出器は、以上のように、Ｘ線が照射されることでＸ線の強度に応じた電荷或いは光を発生するＸ線変換層と、マトリクス状に配列され、上記Ｘ線変換層にて発生した電荷、或いは発生した光量に応じた電荷を取り込む複数のコレクティング電極と、各コレクティング電極毎に設けられたスイッチング素子とを有するＸ線画像検出器において、一対の基板が貼り合わされてなり、そのうちの一方の基板に、上記Ｘ線変換層が形成され、他方の基板に、上記複数のコレクティング電極と複数のスイッチング素子とが形成されており、かつ、これらのコレクティング電極は、各スイッチング素子上に形成されたスイッチング素子形成面を平坦化する平坦化膜上に形成されている構成である。
【０１０２】
また、本発明の請求項７記載のＸ線画像検出器の製造方法は、以上のように、Ｘ線が照射されることでＸ線の強度に応じた電荷或いは光を発生するＸ線変換層と、マトリクス状に配列され、上記Ｘ線変換層にて発生した電荷、或いは発生した光量に応じた電荷を取り込む複数のコレクティング電極と、各コレクティング電極毎に設けられたスイッチング素子とを有するＸ線画像検出器の製造方法において、基板上に、上記複数のスイッチング素子と、各スイッチング素子上に形成されるスイッチング素子形成面を平坦化する平坦化膜と、該平坦化膜上に配置される上記複数のコレクティング電極とを形成する第１の工程と、上記基板とは別の基板上に、上記Ｘ線変換層を形成する第２の工程と、上記第１の工程で得た第１の基板と上記第２の工程で得た第２の基板とを、コレクティング電極形成面とＸ線変換層形成面とを対向させて貼り合せる第３の工程とを含む構成である。
【０１０３】
これにより、Ｘ線画像検出器を駆動回路等を有する他の装置に組み込む際にスイッチング素子及びＸ線変換層が損傷を受けることを回避すると共に、平坦化膜によりＸ線変換層が形成されている側の基板と貼り合わせる際のスイッチング素子の損傷も回避でる。
【０１０４】
また、Ｘ線変換層とスイッチング素子とが別々の基板上に形成されているので、欠陥がある場合は欠陥のある方の基板のみ使用しなければ良く、かつ、Ｘ線変換層が形成される側の基板も、スイッチング素子が形成される側の基板のそれぞれ作成工程は短く、使用できなかったとしても時間的ロスは従来の長い作成工程を経たものに比べ小さい。
【０１０５】
その結果、Ｘ線画像検出器を備えた装置の製造歩留りを向上できるという効果を奏する。
【０１０６】
本発明の請求項３記載のＸ線画像検出器は、請求項２記載の構成において、上記平坦化膜が有機材料である構成である。
【０１０７】
これにより、コレクティング電極をソースバスラインやゲートバスラインとオーバーラップさせた構造としながらも、容易にコレクティング電極の寄生容量を極小とできる。しかも、スピンコート法により容易に厚膜に形成できる。
【０１０８】
その結果、請求項２記載のＸ線画像検出器を容易に実現できると共に、高感度なものとできるという効果を奏する。
【０１０９】
本発明の請求項４記載のＸ線画像検出器は、請求項３の構成において、上記平坦化膜の膜厚が２．５〜１０μｍである構成である。
【０１１０】
これにより、有機材料を用いてコレクティング電極の寄生容量を極小としながら、確実にスイッチング素子形成面の段差を解消して平坦化することができる。
【０１１１】
その結果、請求項２記載のＸ線画像検出器をさらに容易に実現できると共に、高感度なものとできるという効果を奏する。
【０１１２】
本発明の請求項５記載のＸ線画像検出器は、請求項１、２、３又は４記載の構成において、上記Ｘ線変換層がコレクティング電極に対応して分離されている構成である。
【０１１３】
また、本発明の請求項８記載のＸ線画像検出器の製造方法は、請求項７記載の構成において、上記第２の工程に、Ｘ線変換層をコレクティング電極に対応させて分離する工程が含まれる構成である。
【０１１４】
これにより、隣接したコレクティング電極間で横方向のリーク電流が発生しないので、分解能低下を回避できる。
【０１１５】
その結果、請求項１、２、３又は４記載の構成による効果に加えて、分解能を向上できるという効果を奏する。
【０１１６】
本発明の請求項６記載のＸ線画像検出器は、請求項１、２、３、４又は５記載の構成において、上記Ｘ線変換層が形成される基板がＸ線変換層としての機能も有している構成である。
【０１１７】
これにより、請求項１、２、３、４又は５記載の構成による効果に加えて、Ｘ線変換層が損傷する可能性をより一層低減でき、歩留りのさらなる向上が図れるという効果を奏する。
【０１１８】
本発明の請求項９記載のＸ線画像検出器の製造方法は、請求項７又は８記載の構成において、上記第３の工程に、異方性導電材料を用いることを特徴としている。
【０１１９】
これにより、第１及び第２の基板が大きい大型のＸ線画像検出器においても容易にこれら２枚を貼り合わせることができ、その結果、上記請求項１、２、５と同じ構成のＸ線画像検出器がたとえ大型であっても、高い歩留りで問題なく製造できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示すもので、Ｘ線画像検出器の１Ｘセンサ部分の構成を示す概略断面図である。
【図２】図１に示すＸ線画像検出器の平面図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｃ）共に、図１に示すＸ線画像検出器の製造工程を示す概略断面図である。
【図４】図１に示すＸ線画像検出器の製造工程を示す概略断面図である。
【図５】図１に示すＸ線画像検出器の製造工程を示す概略断面図である。
【図６】本発明の他の実施の形態を示すもので、Ｘ線画像検出器の１Ｘセンサ部分の構成を示す概略断面図である。
【図７】本発明のさらに他の実施の形態を示すもので、Ｘ線画像検出器の１Ｘセンサ部分の構成を示す概略断面図である。
【図８】本発明のさらに他の実施の形態を示すもので、Ｘ線画像検出器の１Ｘセンサ部分の構成を示す概略断面図である。
【図９】図８に示すＸ線画像検出器の平面図である。
【図１０】図８に示すＸ線画像検出器の製造工程を示す概略断面図である。
【図１１】従来例のＸ線画像検出器の概略断面図である。
【図１２】図１１に示すＸ線画像検出器の等価回路図である。
【符号の説明】
１，２            基板
３                スイッチング素子
４                電荷蓄積キャパシタ
５，２６          Ｘ線変換層
１８              コレクティング電極
２０              平坦化膜
２５              基板（Ｘ線変換層を兼ねる基板）
３３              異方性導電接着剤（異方性導電材料）
Ａ，Ａ’          第１の基板
Ｂ，Ｂ’，Ｂ”，Ｃ        第２の基板
【図１】
0003600028.tif 000002
【図２】
0003600028.tif 000003
【図３】
0003600028.tif 000004
【図４】
0003600028.tif 000005
【図５】
0003600028.tif 000006
【図６】
0003600028.tif 000007
【図７】
0003600028.tif 000008
【図８】
0003600028.tif 000009
【図９】
0003600028.tif 000010
【図１０】
0003600028.tif 000011
【図１１】
0003600028.tif 000012
【図１２】
0003600028.tif 000013