(57)【要約】  本発明はＸ線画像情報を記録するための２段階の撮像段階を持ったパネルに関するものである。さらに具体的には、本発明は、内部電界が、まず絶縁面上にＸ線画像をキャプチャーするように誘導し、絶縁面からの電荷の注入ノイズを避け、引き続き内部電界を再誘導して絶縁面から画像判読の間、電荷利得を得るのに充分な電界を持つ導電性判読の電極に上記画像電荷を供与する段階を含む装置及び方法に関するものである。  【選択図】図３
2019512893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線撮像検出器であって、
第１誘電層；
前記第１誘電層上に配置された複数の第１電極；
前記第１誘電層上に配置された第２誘電層；
前記第２誘電層上に配置された複数の第２電極；
前記第２電極と前記第２誘電層上に配置された第３誘電層；および
前記第１電極上に配置され、前記第２誘電層と前記第３誘電層を貫通する複数のビア（ｖｉａ）を含む、放射線撮像検出器。
【請求項２】
前記第１電極は行読出し電極であり、前記第２電極は前記第３誘電層によって埋め込まれた列埋込電極（ｃｏｌｕｍｎ  ｂｕｒｉｅｄ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）である、請求項１に記載の放射線撮像検出器。
【請求項３】
前記第１電極にそれぞれ接続された複数の電荷増幅器をさらに含む、請求項２に記載の放射線撮像検出器。
【請求項４】
前記第３誘電層と前記ビア上に配置された放射線電荷変換層；および
前記放射線電荷変換層上に配置された最上部バイアス電極をさらに含む、請求項１に記載の放射線撮像検出器。
【請求項５】
前記第２電極は前記第３誘電層によって埋め込まれた列埋込電極であり、
放射線露出の間、第１バイアス電位が前記最上部バイアス電極に印加され、第２バイアス電位が前記列埋込電極に印加されて、前記最上部バイアス電極と前記列埋込電極の間に電界を形成し、これに伴い、前記第３誘電層と前記放射線電荷変換層間の界面で電荷が蓄積される、請求項４に記載の放射線撮像検出器。
【請求項６】
前記第１電極は行読出し電極であり、
前記放射線露出の完了時、前記列埋込電極の電位は前記第２バイアス電位から前記第１バイアス電位に変更され、蓄積された電荷が前記第１電極を通じてデータラインに移動する、請求項５に記載の放射線撮像検出器。
【請求項７】
前記第１バイアス電位は正であり、前記第２バイアス電位は負である、請求項６に記載の放射線撮像検出器。
【請求項８】
前記放射線電荷変換層はアモルファスセレンを含む、請求項４に記載の放射線撮像検出器。
【請求項９】
前記第２誘電層と前記第３誘電層は二酸化シリコン（ＳｉＯ2）を含む、請求項１に記載の放射線撮像検出器。
【請求項１０】
放射線撮像検出器を使う放射線撮像検出方法であって、
前記放射線撮像検出器は、第１誘電層；前記第１誘電層上に配置された複数の第１電極；前記第１誘電層上に配置された第２誘電層；前記第２誘電層上に配置された複数の第２電極；前記第２電極と前記第２誘電層上に配置された第３誘電層；および前記第１電極上に配置されて前記第２誘電層と前記第３誘電層を貫通する複数のビアを含み、
前記放射線撮像検出方法は、
前記放射線撮像検出器を提供する段階；および
前記放射線撮像検出器を使って読出し撮像信号を生成する段階を含む、放射線撮像検出方法。
【請求項１１】
前記放射線撮像検出器は、前記第３誘電層と前記ビア上に配置された放射線電荷変換層；および前記放射線電荷変換層上に配置された最上部バイアス電極をさらに含む、請求項１０に記載の放射線撮像検出方法。
【請求項１２】
前記前記読出し撮像信号を生成する段階は、放射線露出の間、第１バイアス電位を前記最上部バイアス電極に印加し、第２バイアス電位を前記第２電極に印加して、前記最上部バイアス電極と前記列埋込電極の間に電界を形成し、これに伴い、前記第３誘電層と前記放射線電荷変換層間の界面で電荷を蓄積する段階を含み、
前記第２電極は前記第３誘電層によって埋込られた列埋込電極である、請求項１１に記載の放射線撮像検出方法。
【請求項１３】
前記放射線露出の読出しの間、前記列埋込電極の電位を前記第２バイアス電位から前記第１バイアス電位に変更し、これに伴い蓄積される電荷を前記第１電極を通じてデータラインに移動させる段階をさらに含む、請求項１２に記載の放射線撮像検出方法。
【請求項１４】
前記第１バイアス電位は正であり、前記第２バイアス電位は負である、請求項１３に記載の放射線撮像検出方法。
【請求項１５】
前記放射線電荷変換層はアモルファスセレンを含む、請求項１１に記載の放射線撮像検出方法。
【請求項１６】
前記第２誘電層と前記第３誘電層は二酸化シリコン（ＳｉＯ2）を含む、請求項１０に記載の放射線撮像検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＸ線画像情報を記録するための２段階の撮像段階を持ったパネルに関するものである。さらに具体的には、本発明は、内部電界がまず絶縁面上にＸ線画像を取得するように誘導し、絶縁面からの電荷の注入ノイズを避け、引き続き画像読出しの間、内部電界が画像電荷を絶縁面から電荷利得のための十分な電界を有する導電性読出し電極に再誘導するようにする方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルＸ線放射線写真は、放射線感応物質層を使って入射Ｘ線を光強度（光子）の画像単位変調パターンとしてまたは電荷として取得することによって生成され得る。入射Ｘ線放射の強度により、吸収されるエネルギーは、Ｘ線光導電体によって電荷に直接変換され、離散的な固体放射線センサーが規則的に配列されたアレイに伝達される。米国特許第５，３１９，２０６号は、光導電性物質層を使って電荷保存キャパシタと薄膜トランジスター（ＴＦＴ）アレイなどのトランジスターで、画素の２次元アレイによって後続して収集される電子−正孔対の画像単位変調領域分布を生成するシステムを開示している。デジタルＸ線画像は、まず吸収されたエネルギーを可視光線に変換した後、光パターンを電気信号にデジタル化することによって取得され得る。米国特許第５，２６２，６４９号（Ａｎｔｏｍｉｋら）は、リン光体または蛍光体物質層を使って２次元アモルファスシリコンフォトダイオードアレイなどの感光装置によって、電荷の対応する画像単位変調分布で後続変換される光子の画像単位変調分布を生成するシステムを開示している。これらのシステムは、化学物質の消費または銀ハロゲン化フィルム処理なしでＸ線に対する繰り返し露出に有用という長所がある。
【０００３】
蛍光体物質を利用して吸収されたＸ線エネルギーから光子の画像単位変調分布を生成する間接変換システム（例えば、米国特許第５，２６２，６４９号）では、吸収されたＸ線から生成される光子は２次元感光装置によって検出される前に多重散乱または拡散され得るため、画像鮮明度が低下したり変調伝達関数（ＭＴＦ）が低下され得る。画像鮮明度の低下は、画像形成のための十分なＸ線量を取得するように、さらに厚い蛍光体物質層が要求される時に特に顕著になる。
【０００４】
米国特許第５，３１９，２０６号に開示されたセレンなどの光導電性物質を利用する直接変換システム（図１、図２）では、画像単位変調Ｘ線放射に対する露出の前に最上部電極に電位を印加して適切な電界を提供する。Ｘ線放射に対する露出の間、Ｘ線放射の画像単位変調パターンの強度に応答して光導電性層（図１において、「Ｘ線半導体」で表示される）で（−と＋で表示された）電子−正孔対が生成され、このような電子−正孔対は高電圧電源によって印加されるバイアス電界によって分離される。電子−正孔対は、光導電性層の反対面に向かって電界ラインに沿って反対方向に移動する。Ｘ線放射に対する露出後、電荷画像は薄膜トランジスター（ＴＦＴ）アレイの保存キャパシタの導電面に維持される。引き続き、このような画像電荷は、このような薄膜トランジスターと電荷積分増幅器の直交アレイによって読み出される。直接変換システムでは、電界が電荷を集電電極に誘導しているため、光導電性物質の厚さにかかわらず、画像鮮明度またはＭＴＦが保存される。厚いＸ線変換物質を用いると、画質について妥協することなく十分なＸ線エネルギーを吸収することができる。しかし、アモルファスセレンなどの直接変換物質を使う場合、電荷収集の間、マイクロメートル当たり５Ｖまたはマイクロメートル当たり最大４０Ｖの電界を使ってＸ線から画像電荷を生成し、電荷を集電電極まで続けて移動させる。このようなバイアス電界下で、また、相当量の漏洩電流が導電性電荷収集から注入され得るため、相当量の暗電流が発生する可能性がある。このような暗電流からの電荷は画像の動的範囲を減少させ、画像ノイズを増加させ得る可能性がある。したがって、非常に大きな電界下でも電荷収集面からの電荷注入ノイズのない検出システムを具備することが好ましい。
【０００５】
また、直接変換システムと間接変換システムの両方に使われる従来の大面積薄膜トランジスター（ＴＦＴ）アレイは、互いに直交する多数の画像データライン（image data line）と制御ゲートライン（control gates lines）で構成される。読出しプロセスの間、各ゲートラインがターンオンされる時、ゲート制御電圧は一般的に薄膜トランジスター（ＴＦＴ）「オフ」状態に対する約−５Ｖの負の電圧から薄膜トランジスター（ＴＦＴ）「オン」状態に対する＋７Ｖ以上の正の電圧にスイッチングされる。このようなゲート制御電圧の１２Ｖ以上のスイングΔＶは、薄膜トランジスター（ＴＦＴ）ゲート電極とドレイン電極間の結合キャパシタンスＣgdとΔＶの積と同一の電荷ΔＱdgを薄膜トランジスター（ＴＦＴ）保存キャパシタに注入する。また、類似する電荷ΔＱgsが、電荷増幅器に接続されているデータラインに注入され、ここで、ΔＶは制御電圧ゲートのオフ状態からオン状態への変化であり、Ｃgsは 薄膜トランジスター（ＴＦＴ）の電界効果トランジスター（ＦＥＴ）のゲート端子とソース端子間の寄生キャパシタンスである。各データラインからの画像電荷が電荷増幅器によって積分されたり収集された後に、ゲートライン電圧は正から負にスイッチングして同一ライン上のすべてのトランジスターをターンオフさせる。引き続き、ΔＶとＣgdとＣgsの積と同一の負電荷−ΔＱgdと−ΔＱgsを画像保存キャパシタとデータラインから抽出する。理想的な状況で、ゲート−オンプロセスの間に注入されたΔＱgdとΔＱgsは、ゲート−オフプロセスの間−ΔＱgdと−ΔＱgsと同じでなければならない。しかし、ＦＥＴトランジスターのヒステリシスのため、ΔＱgdとΔＱgsの大きさは−ΔＱgdと−ΔＱgsの大きさと正確に同じでないこともあり得る。したがって、少量の純電荷がこのような画像電荷の移動プロセスで追加のノイズとして含まれる。ΔＱgdとΔＱgsが−ΔＱgdと−ΔＱgsの大きさを有する理想的な状態においても、各ゲートの遷移において注入される電子の数ΔＮeの統計的ポアソン（poisson）ノイズは各遷移の電子の数Ｎeの平方根と同じである。各ゲートスイッチングサイクルにおいて、平均電荷ΔＱが平均電荷−ΔＱoを正確に相殺する場合にも、Ｎeの平方根かける２の平方根（１．４１４２）と同一のノイズ成分が依然として残っているはずである。このような種類のノイズは、一般的に薄膜トランジスター（ＴＦＴ）スイッチングノイズとして知られており、同様に低信号または低放射線量のＸ線画像に対して好ましくない。したがって、このような薄膜トランジスター（ＴＦＴ）スイッチングノイズは、当業界に公知とされた薄膜トランジスター（ＴＦＴ）ーアレイを使うシステムの大きな短所である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５，３１９，２０６号
【特許文献２】米国特許第５，２６２，６４９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明の目的は、高バイアス電界からの電荷の注入ノイズを避け、薄膜トランジスター（ＴＦＴ）アレイのスイッチングノイズという相当な短所を避けつつ、低ノイズ画像取得を遂行できる検出器システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、このような問題点を、本願で説明するように、また特許請求の範囲により放射線を検出するための放射性撮像検出器およびこのような検出器を使用する方法を提供することによって解決した。また、本発明は、低ノイズ動作のために、薄膜トランジスター（ＴＦＴ）を使わずに撮像アレイを構成する方法を提供する。また、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）技術は、読出しラインリセットノイズと熱的ＫＴＣノイズを最小化するように、Ｘ線画像取得モードから読出しモードへの電界の再構成後で適用され得る。超低ノイズ読出しを遂行できる。画素アレイにアモルファスシリコントランジスターまたは薄膜トランジスター（ＴＦＴ）が使われないため、読出しアレイに損傷を与えることなく３００℃より高い熱蒸着温度を必要とする物質を、このような検出器と共に使うことができる。薄膜トランジスター（ＴＦＴ）で画素欠陥を引き起こし得る静電気放電損傷（ＥＳＤ）は、もはや本発明の新しい読出しアレイにおいて憂慮するような事項ではない。アモルファスシリコントランジスターを使わずにトランジスターに対するＥＳＤ損傷を避けるための特別な処理がないため、このようなトランジスターを使用しない新しいアレイの製造費用は従来の薄膜トランジスター（ＴＦＴ）アレイより非常に少なくなり得る。また、現在のＴＦＴ製造手段を制限することなく大型アレイを製造することができる。
【０００９】
本願に引用されるすべての参考文献は、その全文が本願に参照により援用される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、高バイアス電界からの電荷の注入ノイズを避け、薄膜トランジスター（ＴＦＴ）アレイスイッチングノイズという大きな短所を避けつつ、低ノイズ画像取得を遂行できる検出器システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
同一の図面符号が同一した要素を示す下記の図面とともに本発明を説明する。
【００１２】
【図１】薄膜トランジスター（ＴＦＴ）を使う従来技術の平面パネルＸ線検出器を図示した図面。
【図２】従来の薄膜トランジスター（ＴＦＴ）アレイのゲートラインとデータラインの配置を図示した図面。
【図３】埋込フィールド形成電極、誘電性画素領域、およびデータ読出し電極の配置を示す本発明の一つの単一画素の構造を図示した図面。
【図４】埋込型電極に沿った画素断面を図示した図面。
【図５】直交アドレッシングおよび読出し回路を図示した図面。
【図６】検出器の垂直断面を図示した図面。
【図７】Ｘ線画像蓄積モードでの検出器の電界ラインと電荷移動を図示した図面。
【図８】Ｘ線画像読出しモードでの検出器の電界ラインと電荷移動を図示した図面。
【図９】画像蓄積モードでの検出器の電界分布を図示した図面。
【図１０】読出しおよび比例利得モードでの検出器の電界分布を図示した図面。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、最上部電極、複数の２次元マトリックス画素要素上に蒸着された光導電性物質層（例えば、セレン）を含む平面パネルを提供する。複数の画素要素は、各画素の非導電性電荷蓄積領域、行配置された複数の読出し電極、および列配置された非導電性電荷蓄積領域の下方の複数の埋込電極を含む。列埋込電極は誘電性物質によって光導電性物質から隔離される。画素領域内の少なくとも１つの読出し電極の一部は誘電性物質によって覆われずに光導電層と接触する。
【００１４】
最上部電極にはバイアス電圧ＶＴ１が印加される。読出し電極は接地電位付近の電位ＶＳ１を有する複数の読出し増幅器に接続される。列の埋込電極はＶＰ１およびＶＰ２のスイッチング可能な電位を有する複数の列選択ドライバに接続される。Ｘ線画像取得モードの間、ＶＴ１、ＶＳ１、およびＶＰ１の合成電位は、埋込電極の平面の上方にある光導電性物質内でほぼ平行な一組の電界を生成するが、電界は曲げられて、読み出し電極の導電性部分に電界が到達することが回避される。電界は、図７に図示された通り、各画素において、列埋込電極の上方の非導電性領域に到達するように誘導される。Ｘ線との相互作用時に、光導電性層で生成する電荷は電界によって誘導され、図７に図示された通り、埋込電極の上方の非導電性領域に蓄積される。各画素に蓄積された電荷は、非導電性表面と埋込電極列電位ＶＰ１間の電界によって保持される。画像読出し段階の間、列埋込電極のうち一つの列埋込電極の電位は、ＶＰ２に変更されて非伝導性表面で保持された電荷は、複数の読出し増幅器に接続された読出し電極の行に再誘導される。ＶＰ２の特定の値を超過する場合、このような読出しモードの間において読出し電極に到達する電界が、比例利得電位の臨界値（セレンについてはマイクロメートル当たり約８０Ｖ）を超過することができる。引き続き、非導電性表面から読出し電極に移動する電荷は、各読出し増幅器によって収集される前に比例増幅される。
【００１５】
引き続き、比例利得を有する画像電荷は電荷増幅器によって積分され、撮像コンピュータによってデジタル化されて保存される。すべての行においての電荷積分が完了すると、各列状電極の電位はＶＰ１に復帰し、次の列の電位はＶＰ２に変更されて、全パネルのＸ線画像が読み出されるまで電荷を電荷積分増幅器の行に伝達する。電荷蓄積プロセスまたは読出しプロセスの間、最上部電極の電位は一定に維持され、読み出されている一つの列を除いた全体のパネルはＸ線画像電荷を蓄積し続けることができる。一度に埋込電極の一つの選択された列の電位を変更するローリング（rolling）読出し技法で、連続動的撮像を取得することができる。
【００１６】
図３、図４、および図６を参照すると、本発明の一実施例において、本発明は、ａ）第１誘電層１１、ｂ）第１誘電層１１上に蒸着された複数の行読出し電極１３、ｃ）第１誘電層１１上に蒸着された第２誘電層１２ａ、ｄ）第２誘電層１２ａ上に蒸着された複数の列埋込電極１４、ｅ）第２誘電層１２ａと埋込電極上に蒸着された第３誘電層１２ｂ、およびｆ）行読出し電極１３まで誘電層を通過する複数のビア１０を含む放射線撮像検出器を提供する。
【００１７】
本発明の追加の実施例において、放射線撮像検出器は、ｕ）複数の列画素ライン８をさらに含むことができ、列画素ライン８は本発明の必要要素である（図４参照）。
【００１８】
本発明の追加の実施例において、放射線撮像検出器は、ｌ）放射線画像を形成するように読出し電極１３の各行に接続された複数の電荷増幅器９をさらに含むことができる（図５と図６参照）。
【００１９】
本発明の放射線撮像検出器の一部の実施例において、誘電層１２ａ、１２ｂは二酸化シリコン（ＳｉＯ2）を含むことができる。
【００２０】
また、本発明は、放射線を検出するために、本明細書で説明するような本発明の放射線撮像検出器の用途も提供する。
【００２１】
また、本発明は、ａ）本発明の放射線撮像検出器を提供する段階、ｂ）読出し画像信号を生成する段階、およびｃ）前記読出し画像信号を検出する段階を含む、放射線を検出する方法を提供する。
【００２２】
本発明の方法の一実施例において、ｂ）段階は、ｉ）第１バイアス電位を最上部バイアス電極１９に印加して放射線生成電荷を最上部電極１９から遠ざかるように誘導する段階、およびｉｉ）第２バイアス電位を埋込電極１４に印加して電荷を読出しビア１０から遠ざかるように誘導し、電荷を誘電層１５と放射線電荷変換層６間の界面に誘導する段階を含むことができる（図６参照）。図７はこのような電荷蓄積方法での電界ライン２０の形状を図示する。
【００２３】
放射線吸収のための十分な厚さを有するアモルファスセレンのような放射線電荷変換層６は、前記第３誘電層１２ｂとデータビア１０上に蒸着され、ここで、後者であるデータビアは読出し電極１３に接続される。引き続き、最上部バイアス電極１９が放射線電荷変換層６の最上部面上に蒸着される。Ｘ線画像取得の間、高電圧バイアスである第１バイアス電位が最上部バイアス電極１９に印加され、最上部電極と埋込電極間に電界を生成するとともに、電荷蓄積誘電性領域１５を形成する。放射線露出によって、電子−正孔対が放射線電荷変換層６に生成される。高電圧バイアスの極性により、正孔（正に帯電される）または電子（負に帯電される）が検出器の最下部層に向かって誘導されて移動する。この例では、本発明の検出器の原理を説明するために、正の高電圧バイアスが使われる。Ｘ線のような放射線によって生成される正孔は、バイアス電界によって検出器の最下部に向かって第３誘電層１５の最上部に移動する。負のバイアス電位も、行配列された読出しライン１３に接続するデータビア１０に隣接した埋込電極１４に印加される。データビア１０と読出しライン１３のそれぞれは、電荷積分増幅器９または電荷増幅器９に接続されるため、読出しラインとビア電位は０Ｖまたは略０Ｖにある。適切な電圧によって、最上部高電圧電極１９から始まるすべての電界ラインは検出器の最下部に誘導されて、埋込電極１４の負電位より高い電荷蓄積誘電性領域１５にすべて到達する。一つの画素領域内の放射線によって生成される正孔はこのような画素誘電性界面で蓄積される。Ｘ線露出の終了時またはローリング読出し段階の間、埋込電極１４の一つの列の電位が負から正に変更される。前記選択されたライン１４または列画素ライン８上の電荷蓄積誘電性領域１５上の誘電体上の電界の方向は反対となるであろう。このラインの誘電性界面１５に蓄積された電荷は、逆電界１６に沿って読出しラインに接続された隣接したデータ電極に移動する（図８参照）。誘電体電荷蓄積領域のそれぞれに蓄積された電荷は、前記選択されたライン８または列画素ライン８上の各画素に隣接したデータラインに伝達される。電荷蓄積誘電性領域１５に沿った各画素の電荷は、各データライン１３または読出しビア１０に接続された複数の電荷増幅器９により積分され、その結果、電荷値がデジタル化されてコンピュータメモリに保存される。一つのラインの電荷が積分されて保存された後、画素埋込電極１４の電位は負に復帰し、次の画素選択ラインの電位は正の値に変更されて、このような次のラインの電荷蓄積誘電性領域上の電界を反転させる。引き続き、この領域に以前に蓄積された画素電荷は画素に隣接する直交データラインに伝達される。このような動作は全体パネルの画像電荷が読み出されるまで繰り返される。
【００２４】
従来技術での従来の薄膜トランジスター（ＴＦＴ）パネルは、直交するゲートラインとデータラインによってアドレッシングされる画素の直交アレイで構成される。ゲートラインとデータライン間の絶縁物質の厚さは、通常薄膜トランジスター（ＴＦＴ）製造プロセスによって制限される２００ｎｍ〜４００ｎｍである。薄膜トランジスター（ＴＦＴ）構造内のこれらのゲートラインとデータラインの交差部からの寄生キャパシタンスによって、相当なデータラインキャパシタンスが発生する。電荷増幅器が画像情報の読出しのために使われる場合、熱ノイズは電荷増幅器のデータラインキャパシタンスとフィードバックキャパシタの比率によって大きく増幅される。通常、１２Ｖ以上であるゲート電圧のスイッチングも読出し画像のスイッチングノイズに寄与する。しかし、本発明では、従来の薄膜トランジスター（ＴＦＴ）製造プロセスは使われない。直交する埋込電極ラインとデータラインに対するデータラインの交差部での絶縁間隔が大きく増加され得る。したがって、データラインの寄生キャパシタンスが大きく減少されるため、電荷積分増幅器でノイズの増幅がはるかに少なくなる。
【００２５】
＜例＞
この例では、２００μｍ以上のセレンに対して１ＫＶの正の電圧を使って、セレン層のバルクの殆どにかけてマイクロメートル当たり５Ｖの電界を発生させた。埋込電極１４に−５０Ｖの電位を印加した。図７に図示された通り、出力データ電極１３を電荷増幅器９に接続することによって、データ電極の電位が０Ｖ範囲に近くなった。−５０Ｖの負の電圧を埋込電極１４に印加した。このような電位分布によって、最上部の高電圧バイアス電極から始まるすべての電界ライン２０が画素埋込電極１４上の第３誘電性物質１５の上面に到達した。Ｘ線放射の露出時に、吸収された放射線の強度に比例してセレン層に電子−正孔対が生成された。電界によって電子を最上部高電圧電極１９に移動させる一方、電界２０により正孔を検出器の最下部に移動させた。電位分布を有するすべての電界ライン２０が画素選択電極１４上の誘電性領域１５到達したので、Ｘ線放射により生成されたすべての正孔が、図７に図示された通り、電界２０により移動したことにより、セレン層６と画素埋込電極１４を分離する誘電性界面１５上に蓄積された。Ｘ線露出の終了時、Ｘ線画像は、各画素電極１４上の誘電性領域１５上の検出器上に蓄積された電荷量によって表されることになった。パネルの読出しが準備された時、画素埋込電極の一つの列の電位を、読出し電極の電位より＋１００Ｖ高い電位のように、負の電圧から正の電圧に変更した。このような変更によって、画素選択電極上の電界が反転したことにより、電界ライン１６は誘電性界面から始まって依然として約０Ｖである出力データビア１０に到達することになった（図８参照）。そして、Ｘ線露出の間、画素誘電性界面の列上に蓄積された正に帯電された正孔を図８に図示したように、このような新しい電界分布１６により移動させた。電荷は誘電性界面１５から隣接した出力データビア１０に移動し、図５に図示した通り、各ラインに接続された電荷増幅器によって積分された。したがって、一つの列の画像情報が取得された。一つの列のデータ取得の終了時、前記列の電位は負の値に復帰し、次の画素列８は負から正に変更されて、このような次の列８の画像電荷をデータライン１３の行にプッシュした。このような動作は、撮像パネルのすべての電荷が読み出されるまで繰り返された。大面積画素の場合、要素間の間隔が電荷プッシュ―プル伝達動作に必要な制限された電位に対して小さく維持され得るように、多数の小さな画素要素をビニング（ｂｉｎｎｉｎｇ）することによって大きな画素が構成され得る。図９と図１０は、それぞれ電荷蓄積モードおよび読出しモードの間、画素近くの電界の３Ｄプロットを図示する。また、図１０はまた、読出し電極の外部リングでの電界が正電荷が急激な増加(impact multiplication)を経験するのに充分であることを図示する。このような条件下で、衝突電荷はさらに多くの電子−正孔対を生成するので、電荷利得が取得される。高電界は読出し電極の外部リングにのみ集中され、また乗算のために利用可能な誘電性界面からの電荷が制限されるので、制御されない（またはランナウェイ）アバランシェモードプロセスを避けることができ、電荷利得が比例モードで達成される。
【００２６】
前述した例は、前述したような放射線を検出する方法だけでなく、放射線画像検出器が、例えば背景ノイズが高い従来技術の放射線検出器に関連した問題点を避けつつ、放射線を検出するのに特に有用であることを示す。
【００２７】
本発明の特定例を参照して本発明を詳細に説明したが、通常の技術者には、本発明の思想と範囲を逸脱することなく多様に変更および修正できることが明白であろう。
【図１】
2019512893.tif 000003
【図２】
2019512893.tif 000004
【図３】
2019512893.tif 000005
【図４】
2019512893.tif 000006
【図５】
2019512893.tif 000007
【図６】
2019512893.tif 000008
【図７】
2019512893.tif 000009
【図８】
2019512893.tif 000010
【図９】
2019512893.tif 000011
【図１０】
2019512893.tif 000012
【国際調査報告】
2019512893.tif 000013
2019512893.tif 000014