(57)【要約】【課題】より容易にレーザ照射によって配線を非導通状態にする。【解決手段】複数の画素、複数の画素の各々に備えられたスイッチ素子４の各々をスイッチングする制御信号が流れる複数の走査配線１０１、及び複数の画素の各スイッチ素子４に、レーザが照射されることにより非導通状態となる配線２００，２０２を介して接続され、かつ複数の画素の各スイッチ素子のスイッチング状態に応じて、複数の画素の各々に発生された電荷に応じた電気信号が流れる複数の信号配線３を上面に備えた基板１と、センサ部１０３の下側に設けられた層間絶縁膜１２と、センサ部１０３の下側に設けられ、かつ配線のレーザ照射部位上の対応する箇所が開口された層間絶縁膜２３と、を備える。【選択図】図３
2011176274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に複数設けられたセンサ部に発生した電荷を読み出すためのスイッチ素子を備えた画素、複数の画素の各々に備えられたスイッチ素子の各々をスイッチングする制御信号が流れる複数の走査配線、及び複数の画素の各スイッチ素子に、レーザが照射されることにより非導通状態となる配線を介して接続され、かつ複数の画素の各スイッチ素子のスイッチング状態に応じて、複数の画素の各々に発生された電荷に応じた電気信号が流れる複数の信号配線を上面に備えた基板と、
前記センサ部の下側に設けられた第１の平坦化膜と、
前記センサ部の上側に設けられ、かつ前記配線のレーザ照射部位上の対応する箇所が開口されているか、または前記レーザ照射部位上の対応する箇所の厚さが前記レーザ照射部位上の対応する箇所以外の箇所の厚さより薄い第２の平坦化膜と、
を備えた放射線検出素子。
【請求項２】
マトリクス状に複数設けられたセンサ部に発生した電荷を読み出すためのスイッチ素子を備えた画素、複数の画素の各々に備えられたスイッチ素子の各々をスイッチングする制御信号が流れる複数の走査配線、及び複数の画素の各スイッチ素子に、レーザが照射されることにより非導通状態となる配線を介して接続され、かつ複数の画素の各スイッチ素子のスイッチング状態に応じて、複数の画素の各々に発生された電荷に応じた電気信号が流れる複数の信号配線を上面に備えた基板と、
前記センサ部の下側に設けられ、かつ前記配線のレーザ照射部位上の対応する箇所の厚さが前記レーザ照射部位上の対応する箇所以外の箇所の厚さより薄い第１の平坦化膜と、
前記センサ部の上側に設けられた第２の平坦化膜と、
を備えた放射線検出素子。
【請求項３】
マトリクス状に複数設けられたセンサ部に発生した電荷を読み出すためのスイッチ素子を備えた画素、複数の画素の各スイッチ素子に、レーザが照射されることにより非導通状態となる配線を介して接続され、かつ複数の画素の各々に備えられたスイッチ素子の各々をスイッチングする制御信号が流れる複数の走査配線、及び複数の画素の各スイッチ素子のスイッチング状態に応じて、複数の画素の各々に発生された電荷に応じた電気信号が流れる複数の信号配線を上面に備えた基板と、
前記センサ部の下側に設けられた第１の平坦化膜と、
前記センサ部の上側に設けられ、かつ前記配線のレーザ照射部位上の対応する箇所が開口されているか、または前記レーザ照射部位上の対応する箇所の厚さが前記レーザ照射部位上の対応する箇所以外の箇所の厚さより薄い第２の平坦化膜と、
を備えた放射線検出素子。
【請求項４】
マトリクス状に複数設けられたセンサ部に発生した電荷を読み出すためのスイッチ素子を備えた画素、複数の画素の各スイッチ素子に、レーザが照射されることにより非導通状態となる配線を介して接続され、かつ複数の画素の各々に備えられたスイッチ素子の各々をスイッチングする制御信号が流れる複数の走査配線、及び複数の画素の各スイッチ素子のスイッチング状態に応じて、複数の画素の各々に発生された電荷に応じた電気信号が流れる複数の信号配線を上面に備えた基板と、
前記センサ部の下側に設けられ、かつ前記配線のレーザ照射部位上の対応する箇所の厚さが前記レーザ照射部位上の対応する箇所以外の箇所の厚さより薄い第１の平坦化膜と、
前記第１の絶縁膜の前記基板が位置する側に対して逆側に設けられた第２の平坦化膜と、
を備えた放射線検出素子。
【請求項５】
前記第２の平坦化膜は、前記配線のレーザ照射部位上の対応する箇所が開口されているか、または前記レーザ照射部位上の対応する箇所の厚さが前記レーザ照射部位上の対応する箇所以外の箇所の厚さより薄い請求項２または請求項４記載の放射線検出素子。
【請求項６】
前記センサ部は、それぞれ前記レーザ照射部位に対応する箇所を露出させつつ、画素が設けられた画素領域を覆うように形状された
請求項１〜請求項５の何れか１項記載の放射線検出素子。
【請求項７】
前記センサ部は、前記レーザ照射部位に対応する箇所が凹状に形成された
請求項６項記載の放射線検出素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線検出素子に係り、特に、マトリクス状に複数配置された画素に検出対象とする放射線が照射されることにより発生した電荷を蓄積し、蓄積した電荷量を画像を示す情報として検出する放射線検出素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＴＦＴ（Thin film transistor）アクティブマトリックス基板上にＸ線感応層を配置し、Ｘ線情報を直接デジタルデータに変換できるＦＰＤ（flat panel detector）等の放射線検出素子を用いた放射線画像撮影装置が実用化されている。このＦＰＤは、従来のイメージングプレートに比べて、即時に画像を確認でき、動画も確認できるといったメリットがあり、急速に普及が進んでいる。
【０００３】
この種の放射線検出素子は、種々のタイプのものが提案されており、例えば、放射線を直接、半導体層で電荷に変換して蓄積する直接変換方式や、放射線を一度ＣｓＩ：Ｔｌ、ＧＯＳ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）などのシンチレータで光に変換し、変換した光を半導体層で電荷に変換して蓄積する間接変換方式がある。
【０００４】
ここで、正常に動作しないセンサセルを、トランジスタをレーザ照射により蒸散させて削除することにより、センサセルと信号線間の断線を行う技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、正常に動作しない画素のトランジスタのソース電極またはドレイン電極と、信号配線とを接続する配線の所定のレーザ照射部位をレーザ照射することによって、信号配線にセンサ部に発生した電荷に応じた電気信号が流れないようにすると共に、ゲート電極と、走査配線とを接続する配線の所定のレーザ照射部位をレーザ照射することによって、走査配線に流れる制御信号が当該トランジスタのゲート電極に流れないようにして、正常に動作しない画素を分離する技術が一般的に知られている。
【０００６】
例えば、従来、ＴＦＴのアレイ検査において、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示すように配線間のリーク不良を検出した場合、そのリーク不良が検出された画素をレーザカットで分離することにより、この配線間のリーク不良を、点欠陥に変換していた。なお、図Ａに示すようなリーク不良としては、例えば、ゲート配線材料であるＡｌのヒロック等に起因する配線間リークが考えられる。そして、レーザカットによる修正（レーザリペア）後、再度アレイ検査が実施されて、配線間リーク不良が点欠陥に変換されていることが確認された後、次工程に出荷される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４３１１６９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一方、フォトダイオードを第１の層間絶縁膜（平坦化膜）を介してＴＦＴの上層に配置した間接用ＤＲ用のＴＦＴアレイにおいては、例えば、図１１及び図１２に示すように、フォトダイオードの端部のリーク不良等を防止するために、フォトダイオード形成後に第２の層間絶縁膜を配置することが好ましい。なお、図１１には、このような放射線検出素子の１画素単位の構造を示す平面図が示されており、図１２には、図１１のＡ−Ａ線断面図が示されている。
【０００９】
しかしながら、このような構造により、フォトダイオードの端部のリーク不良等を防止することができ、ひいてはフォトダイオードＴＦＴアレイの製造歩留まりを改善することが可能となるが、一方、上記のレーザリペアを行った場合、図１３に示すように、レーザが２層の層間絶縁膜により吸収され、レーザが照射される対象となる配線層まで届かないような状況が発生する場合があり、レーザ照射によって配線を非導通状態にすることが困難となる状況が発生する場合がある、という問題があった。
【００１０】
本発明は上記問題点を解決するために成されたものであり、従来技術と比較して、より容易にレーザ照射によって配線を非導通状態にすることができる放射線検出素子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】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明の放射線検出素子は、マトリクス状に複数設けられたセンサ部に発生した電荷を読み出すためのスイッチ素子を備えた画素、複数の画素の各々に備えられたスイッチ素子の各々をスイッチングする制御信号が流れる複数の走査配線、及び複数の画素の各スイッチ素子に、レーザが照射されることにより非導通状態となる配線を介して接続され、かつ複数の画素の各スイッチ素子のスイッチング状態に応じて、複数の画素の各々に発生された電荷に応じた電気信号が流れる複数の信号配線を上面に備えた基板と、前記センサ部の下側に設けられた第１の平坦化膜と、前記センサ部の上側に設けられ、かつ前記配線のレーザ照射部位上の対応する箇所が開口されているか、または前記レーザ照射部位上の対応する箇所の厚さが前記レーザ照射部位上の対応する箇所以外の箇所の厚さより薄い第２の平坦化膜と、を備えている。
【００１２】
本発明の放射線検出素子によれば、第２の平坦化膜の配線のレーザ照射部位上の対応する箇所が開口されているか、またはレーザ照射部位上の対応する箇所の厚さがレーザ照射部位上の対応する箇所以外の箇所の厚さより薄いため、従来技術と比較して、平坦化膜によるレーザの吸収が抑えられ、より容易にレーザ照射によって配線を非導通状態にすることができる。
【００１３】
また、上記目的を達成するために、請求項２記載の発明の放射線検出素子は、マトリクス状に複数設けられたセンサ部に発生した電荷を読み出すためのスイッチ素子を備えた画素、複数の画素の各々に備えられたスイッチ素子の各々をスイッチングする制御信号が流れる複数の走査配線、及び複数の画素の各スイッチ素子に、レーザが照射されることにより非導通状態となる配線を介して接続され、かつ複数の画素の各スイッチ素子のスイッチング状態に応じて、複数の画素の各々に発生された電荷に応じた電気信号が流れる複数の信号配線を上面に備えた基板と、前記センサ部の下側に設けられ、かつ前記配線のレーザ照射部位上の対応する箇所の厚さが前記レーザ照射部位上の対応する箇所以外の箇所の厚さより薄い第１の平坦化膜と、前記センサ部の上側に設けられた第２の平坦化膜と、を備えている。
【００１４】
本発明の放射線検出素子によれば、配線のレーザ照射部位上の対応する箇所の第１の平坦化膜の厚さがレーザ照射部位上の対応する箇所以外の箇所の厚さより薄いため、従来技術と比較して、平坦化膜によるレーザの吸収が抑えられ、より容易にレーザ照射によって配線を非導通状態にすることができる。
【００１５】
また、上記目的を達成するために、請求項３記載の発明の放射線検出素子は、マトリクス状に複数設けられたセンサ部に発生した電荷を読み出すためのスイッチ素子を備えた画素、複数の画素の各スイッチ素子に、レーザが照射されることにより非導通状態となる配線を介して接続され、かつ複数の画素の各々に備えられたスイッチ素子の各々をスイッチングする制御信号が流れる複数の走査配線、及び複数の画素の各スイッチ素子のスイッチング状態に応じて、複数の画素の各々に発生された電荷に応じた電気信号が流れる複数の信号配線を上面に備えた基板と、前記センサ部の下側に設けられた第１の平坦化膜と、前記センサ部の上側に設けられ、かつ前記配線のレーザ照射部位上の対応する箇所が開口されているか、または前記レーザ照射部位上の対応する箇所の厚さが前記レーザ照射部位上の対応する箇所以外の箇所の厚さより薄い第２の平坦化膜と、を備えている。
【００１６】
本発明の放射線検出素子によれば、第２の平坦化膜の配線のレーザ照射部位上の対応する箇所が開口されているか、またはレーザ照射部位上の対応する箇所の厚さがレーザ照射部位上の対応する箇所以外の箇所の厚さより薄いため、従来技術と比較して、平坦化膜によるレーザの吸収が抑えられ、より容易にレーザ照射によって配線を非導通状態にすることができる。
【００１７】
また、上記目的を達成するために、請求項４記載の発明の放射線検出素子は、マトリクス状に複数設けられたセンサ部に発生した電荷を読み出すためのスイッチ素子を備えた画素、複数の画素の各スイッチ素子に、レーザが照射されることにより非導通状態となる配線を介して接続され、かつ複数の画素の各々に備えられたスイッチ素子の各々をスイッチングする制御信号が流れる複数の走査配線、及び複数の画素の各スイッチ素子のスイッチング状態に応じて、複数の画素の各々に発生された電荷に応じた電気信号が流れる複数の信号配線を上面に備えた基板と、前記センサ部の下側に設けられ、かつ前記配線のレーザ照射部位上の対応する箇所の厚さが前記レーザ照射部位上の対応する箇所以外の箇所の厚さより薄い第１の平坦化膜と、前記第１の絶縁膜の前記基板が位置する側に対して逆側に設けられた第２の平坦化膜と、を備えている。
【００１８】
本発明の放射線検出素子によれば、配線のレーザ照射部位上の対応する箇所の第１の平坦化膜の厚さがレーザ照射部位上の対応する箇所以外の箇所の厚さより薄いため、従来技術と比較して、平坦化膜によるレーザの吸収が抑えられ、より容易にレーザ照射によって配線を非導通状態にすることができる。
【００１９】
また、請求項５記載の発明のように、請求項２または請求項４記載の発明において、前記第２の平坦化膜を、前記配線のレーザ照射部位上の対応する箇所が開口されるようにするか、または前記レーザ照射部位上の対応する箇所の厚さが前記レーザ照射部位上の対応する箇所以外の箇所の厚さより薄くなるようにしてもよい。これにより、平坦化膜によるレーザの吸収がより抑えられ、更に容易にレーザ照射によって配線を非導通状態にすることができる。
【００２０】
また、請求項６記載の発明のように、本発明において、前記センサ部を、それぞれ前記レーザ照射部位に対応する箇所を露出させつつ、画素が設けられた画素領域を覆うように形状してもよい。これにより、フィルファクタを向上させることができる。また、レーザ照射部位へのレーザ照射によって配線を容易に非導通状態にすることができる。
【００２１】
また、請求項７記載の発明のように、請求項６記載の発明において、前記センサ部が、前記レーザ照射部位に対応する箇所を凹状に形成されてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
このように、本発明によれば、より容易にレーザ照射によって配線を非導通状態にすることができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施の形態に係る放射線画像撮影装置の全体構成を示す構成図である。
【図２】本実施の形態に係る放射線検出素子の構成を示す平面図である。
【図３】本実施の形態に係る放射線検出素子の線断面図である。
【図４】本実施の形態に係る放射線検出素子にリーク不良が発生した場合の線断面図である。
【図５】本実施の形態に係る放射線検出素子にレーザを照射した結果を説明するための図である。
【図６】本実施の形態に係る放射線検出素子の変形例を示す図である。
【図７】本実施の形態に係る放射線検出素子の変形例を示す図である。
【図８】本実施の形態に係る放射線検出素子の変形例を示す図である。
【図９】本実施の形態に係る放射線検出素子の変形例を示す図である。
【図１０】従来技術を説明するための図である。
【図１１】従来技術を説明するための図である。
【図１２】従来技術を説明するための図である。
【図１３】従来技術を説明するための図である。
【図１４】本実施の形態に係る放射線検出素子の変形例の構成を示す平面図である。
【図１５】本実施の形態に係る放射線検出素子の変形例の線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態について説明する。
【００２５】
本実施の形態では、第１の波長の放射線を一旦第２の波長の放射線に変換し、変換した第２の波長の放射線を電荷に変換する間接変換方式の放射線検出器１０に本発明を適用した場合について説明する。なお、以下の説明では、第１の波長の放射線を単に「放射線（例えばＸ線）」と称し、第１の波長とは異なる第２の波長の放射線が「光」である場合を例に挙げて説明するが、第１の波長の放射線及び第２の波長の放射線はこれに限られるものではない。
【００２６】
図１には、第１の実施の形態に係る放射線検出装置（放射線検出素子）１０を用いた放射線画像撮影装置(放射線画像検出装置)１００の全体構成が示されている。なお、放射線（例えばＸ線）を光に変換して光を出射するシンチレータは、省略されている。
【００２７】
本実施の形態に係る放射線画像撮影装置１００は、間接変換方式の放射線検出器１０を備えている。
【００２８】
放射線検出器１０は、後述する上部電極と半導体層と下部電極を備え、照射された放射線をシンチレータで変換した光を受けて電荷を蓄積するセンサ部１０３と、センサ部１０３に蓄積された電荷を読み出すためのＴＦＴスイッチ４と、を含んで構成される画素が２次元状に多数設けられている。
【００２９】
また、放射線検出器１０には、上記ＴＦＴスイッチ４をＯＮ／ＯＦＦするための複数の走査配線１０１と、上記センサ部１０３に蓄積された電荷を読み出すための複数の信号配線３と、が互いに交差して設けられている。なお、複数の走査配線１０１とＴＦＴスイッチ４（より詳しくは、ＴＦＴスイッチ４のゲート電極）とは配線２００を介して接続され、また、複数の信号配線３とＴＦＴスイッチ４（より詳しくは、ＴＦＴスイッチのソース電極またはドレイン電極）とは配線２０２を介して接続されている。
【００３０】
各信号配線３には、当該信号配線３に接続された何れかのＴＦＴスイッチ４がＯＮされることによりセンサ部１０３に蓄積された電荷量に応じた電気信号が流れる。各信号配線３には、各信号配線３に流れ出した電気信号を検出する信号検出回路１０５が接続されており、各走査配線１０１には、各走査配線１０１にＴＦＴスイッチ４をＯＮ／ＯＦＦするための制御信号を出力するスキャン信号制御装置１０４が接続されている。
【００３１】
信号検出回路１０５は、各信号配線３毎に、入力される電気信号を増幅する増幅回路を内蔵している。信号検出回路１０５では、各信号配線３より入力される電気信号を増幅回路により増幅して検出することにより、画像を構成する各画素の情報として、各センサ部１０３に蓄積された電荷量を検出する。
【００３２】
この信号検出回路１０５及びスキャン信号制御装置１０４には、信号検出回路１０５において検出された電気信号に所定の処理を施すとともに、信号検出回路１０５に対して信号検出のタイミングを示す制御信号を出力し、スキャン信号制御装置１０４に対してスキャン信号の出力のタイミングを示す制御信号を出力する信号処理装置１０６が接続されている。
【００３３】
次に、図２及び図３を参照して、本実施形態に係る放射線検出器１０についてより詳細に説明する。なお、図２には、本実施形態に係る放射線検出器１０上の放射線検出素子の１画素単位の構造を示す平面図が示されており、図３には、図２のＡ−Ａ線断面図が示されている。
【００３４】
図２及び図３に示すように、本実施の形態の放射線検出素子は、無アルカリガラス等からなる絶縁性の基板１上に、走査配線１０１、ゲート電極２が形成されており、走査配線１０１とゲート電極２は接続されている（図２参照。）。なお、走査配線１０１とゲート電極２は配線２００を介して接続されている。この配線２００は、レーザ照射により蒸散して非導通状態となる。すなわち、配線２００にレーザ照射を行うことにより、走査配線１０１とゲート電極２とを電気的に断線することができる。走査配線１０１及びゲート電極２が形成された配線層（以下、この配線層を「第１信号配線層」ともいう。）は、Ａｌ若しくはＣｕ、又はＡｌ若しくはＣｕを主体とした積層膜を用いて形成されているが、これらに限定されるものではない。
【００３５】
この走査配線１０１、ゲート電極２、及び配線２００上には、走査配線１０１、ゲート電極２、及び配線２００を覆い一面に絶縁膜１５が形成されており、ゲート電極２上に位置する部位がＴＦＴスイッチ４におけるゲート絶縁膜として作用する。この絶縁膜１５は、例えば、ＳｉＮＸ 等からなっており、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）成膜により形成される。
【００３６】
絶縁膜１５上のゲート電極２上には、半導体活性層８が島状に形成されている。この半導体活性層８は、ＴＦＴスイッチ４のチャネル部であり、例えば、アモルファスシリコン膜からなる。
【００３７】
これらの上層には、ソース電極９、及びドレイン電極１３が形成されている。このソース電極９及びドレイン電極１３が形成された配線層には、ソース電極９、ドレイン電極１３とともに、信号配線３、配線２０２が形成されている。ソース電極９は信号配線３に配線２０２を介して接続されている。この配線２０２は、レーザ照射により蒸散して非導通状態となる。すなわち、配線２０２にレーザ照射を行うことにより、信号配線３とソース電極９とを電気的に断線することができる。ソース電極９、ドレイン電極１３、配線２０２及び信号配線３が形成された配線層（以下、この配線層を「第２信号配線層」ともいう。）は、Ａｌ若しくはＣｕ、又はＡｌ若しくはＣｕを主体とした積層膜が用いて形成されるが、これらに限定されるものではない。このソース電極９及びドレイン電極１３と半導体活性層８との間には不純物添加アモルファスシリコン等による不純物添加半導体層（不図示）が形成されている。これらによりスイッチング用のＴＦＴスイッチ４が構成される。なお、ＴＦＴスイッチ４は後述する下部電極１１により収集、蓄積される電荷の極性によってソース電極９とドレイン電極１３が逆となる。この逆の場合には、配線２０２にレーザ照射を行うことにより、信号配線３とドレイン電極１３とを電気的に断線することができる。
【００３８】
これら第２信号配線層を覆い、基板１上の画素２０が設けられた領域のほぼ全面（ほぼ全領域）には、塗布型の層間絶縁膜（平坦化膜）１２が形成されている。なお、図３に示すように、層間絶縁膜１２は、基板１の上面側に設けられている。この層間絶縁膜１２は、低誘電率（比誘電率εｒ＝２〜４）の感光性の有機材料（例えば、ポジ型感光性アクリル系樹脂：メタクリル酸とグリシジルメタクリレートとの共重合体からなるベースポリマーに、ナフトキノンジアジド系ポジ型感光剤を混合した材料など）により１μｍ以上（例えば１〜４μｍ）の膜厚で形成されている。また、層間絶縁膜１２に、無機材料を主成分として１μｍ以上（例えば１〜４μｍ）の膜厚で形成されたものを用いても良い。なお、層間絶縁膜１２は、本発明の第１の平坦化膜に対応する。
【００３９】
本実施の形態に係る放射線検出器１０では、この層間絶縁膜１２によって層間絶縁膜１２上層と下層に配置される金属間の容量を低く抑えている。また、一般的にこのような材料は平坦化膜としての機能も有しており、下層の段差が平坦化される効果も有する。本実施の形態に係る放射線検出器１０では、この層間絶縁膜１２のドレイン電極１３と対向する位置にコンタクトホール１７が形成されている。
【００４０】
層間絶縁膜１２上には、コンタクトホール１７を埋めつつ、画素領域を覆うようにセンサ部１０３の下部電極１１が形成されており、この下部電極１１は、ＴＦＴスイッチ４のドレイン電極１３と接続されている。この下部電極１１は、後述する半導体層２１が１μｍ前後と厚い場合には導電性があれば材料に制限がほとんどない。このため、Ａｌ系材料、ＩＴＯなど導電性の金属を用いて形成すれば問題ない。
【００４１】
一方、半導体層２１の膜厚が薄い場合（０．２〜０．５μｍ前後）、半導体層２１で光が吸収が十分でないため、ＴＦＴスイッチ４への光照射によるリーク電流の増加を防ぐため、遮光性メタルを主体とする合金、若しくは積層膜とすることが好ましい。
【００４２】
下部電極１１上には、フォトダイオードとして機能する半導体層２１が形成されている。本実施の形態では、半導体層２１として、ｎ＋層、ｉ層、ｐ＋層（ｎ＋アモルファスシリコン、アモルファスシリコン、ｐ＋アモルファスシリコン）を積層したＰＩＮ構造のフォトダイオードを採用しており、下層からｎ＋層２１Ａ、ｉ層２１Ｂ、ｐ＋層２１Ｃを順に積層して形成する。ｉ層２１Ｂは、光が照射されることにより電荷（自由電子と自由正孔のペア）が発生する。ｎ＋層２１Ａ及びｐ＋層２１Ｃは、コンタクト層として機能し、下部電極１１及び後述する上部電極２２とｉ層２１Ｂをと電気的に接続する。
【００４３】
また、本実施の形態では、下部電極１１を半導体層２１よりも大きくしており、また、ＴＦＴスイッチ４の光の照射側を半導体層２１で覆っている。これにより、画素領域内での光を受光できる面積の割合（所謂、フィルファクタ）を大きくしており、また、ＴＦＴスイッチ４への光入射を抑制している。
【００４４】
各半導体層２１上には、それぞれ個別に上部電極２２が形成されている。この上部電極２２には、例えば、ＩＴＯやＩＺＯ（酸化亜鉛インジウム）などの光透過性の高い材料を用いている。本実施の形態に係る放射線検出器１０では、上部電極２２や半導体層２１、下部電極１１を含んでセンサ部１０３が構成されている。
【００４５】
層間絶縁膜１２、半導体層２１及び上部電極２２上には、上部電極２２に対応する一部で開口２７Ａ、配線２０２のレーザ照射部位上の対応する箇所（位置）で開口２７Ｂ、及び配線２００のレーザ照射部位上の対応する箇所で開口２７Ｃ（図２参照。）を持つ各半導体層２１を覆うように、塗布型の層間絶縁膜（平坦化膜）２３が形成されている。この層間絶縁膜２３は、低誘電率（比誘電率εｒ＝２〜４）の感光性の有機材料（例えば、ポジ型感光性アクリル系樹脂：メタクリル酸とグリシジルメタクリレートとの共重合体からなるベースポリマーに、ナフトキノンジアジド系ポジ型感光剤を混合した材料など）により１μｍ以上（例えば１〜４μｍ）の膜厚で形成されている。また、層間絶縁膜２３に、無機材料を主成分として１μｍ以上（例えば１〜４μｍ）の膜厚で形成されたものを用いても良い。なお、層間絶縁膜１２は、本発明の第２の平坦化膜に対応する。一般的にこのような材料は平坦化膜としての機能も有しており、下層の段差が平坦化される効果も有する。
【００４６】
すなわち、本実施の形態の層間絶縁膜２３は、層間絶縁膜１２の基板１が位置する側とは逆側に設けられており、配線２００，２０２のレーザ照射部位上の対応する箇所が開口されている。ここで、レーザ照射部位とは、例えば、リーク不良等の欠陥が検出された画素２０に対して、配線２００，２０２にレーザを照射して、各配線２００，２０２を非導通状態にすることにより点欠陥の画素にする場合における配線２００，２０２の当該レーザの照射位置を指す。このように本実施の形態の放射線検出素子（放射線検出器）１０によれば、層間絶縁膜２３の配線２００，２０２のレーザ照射部位上の対応する箇所が開口されているため、従来技術と比較して、平坦化膜によるレーザの吸収が抑えられ、より容易にレーザ照射によって配線を非導通状態にすることができる。
【００４７】
この層間絶縁膜２３上には、共通電極配線２５がＡｌ若しくはＣｕ、又はＡｌ若しくはＣｕを主体とした合金あるいは積層膜で形成されている。共通電極配線２５は、開口２７Ａ付近にコンタクトパッド２７が形成され、層間絶縁膜２３の開口２７Ａを介して上部電極２２と電気的に接続される。
【００４８】
このように形成された放射線検出器１０には、必要に応じてさらに光吸収性の低い絶縁性の材料により保護膜が形成されて、その表面に光吸収性の低い接着樹脂を用いてＧＯＳ等からなるシンチレータが貼り付けられる。
【００４９】
次に、上記構造の放射線画像検出装置１００の動作原理について説明する。
【００５０】
図３の上方からＸ線が照射されると、照射されたＸ線（第１の波長の放射線）は、シンチレータに吸収され、可視光（第２の波長の放射線）に変換される。なお、図３の下方からＸ線が照射されてもよく、この場合においても照射されたＸ線は、シンチレータに吸収され、可視光に変換される。シンチレータから発生する光量は、通常の医療診断用のＸ線撮影では０．５〜２μＷ／ｃｍ２である。この発生した光は、アレイ状に配置されたセンサ部１０３の半導体層２１に照射される。
【００５１】
放射線検出器１０には、半導体層２１が各画素単位に分離して備えられている。半導体層２１は、共通電極配線２５を介して上部電極２２から所定のバイアス電圧が印加されており、光が照射されると内部に電荷が発生する。例えば、半導体層２１が下層からｎ＋−ｉ−ｐ＋（ｎ＋アモルファスシリコン、アモルファスシリコン、ｐ＋アモルファスシリコン）の順に積層したＰＩＮ構造の場合は、上部電極２２に負のバイアス電圧が印加されるものとされており、Ｉ層の膜厚が１μｍ程度の場合、印加されるバイアス電圧が−５〜−１０Ｖ程度である。半導体層２１には、このような状態で光が未照射の場合、数〜数＋ｐＡ／ｍｍ２以下の電流しか流れない。一方、半導体層２１には、このような状態で光が照射（１００μＷ／ｃｍ２）されると、０．３μＡ／ｍｍ２程度の明電流が発生する。この発生した電荷は下部電極１１により収集される。下部電極１１は、ＴＦＴスイッチ４のドレイン電極１３と接続されており、ＴＦＴスイッチ４のソース電極９は、信号配線３に接続されている。画像検出時には、ＴＦＴスイッチ４のゲート電極２に負バイアスが印加されてオフ状態に保持されており、下部電極１１に収集された電荷が蓄積される。
【００５２】
画像読出時には、ＴＦＴスイッチ４のゲート電極２に走査配線１０１を介して順次ＯＮ信号（＋１０〜２０Ｖ）が印加される。これにより、ＴＦＴスイッチ４が順次ＯＮされることにより下部電極１１に蓄積された電荷量に応じた電気信号が信号配線３に流れ出す。信号検出回路１０５は、信号配線３に流れ出した電気信号に基づいて各センサ部１０３に蓄積された電荷量を、画像を構成する各画素の情報として検出する。これにより、放射線検出器１０に照射されたＸ線により示される画像を示す画像情報を得ることができる。
【００５３】
ところで、放射線検出器１０の検査の結果、図４に示すように、リーク不良が検出された場合には、図５に示すようにそのリーク不良が検出された画素２０のレーザ照射部位に対してレーザが照射され、配線２００，２０２が非導通状態となる。このとき、本実施の形態の放射線検出素子（放射線検出器）１０によれば、層間絶縁膜２３の配線２００，２０２のレーザ照射部位上の対応する箇所が開口されているため、従来技術と比較して、平坦化膜によるレーザの吸収が抑えられ、より容易にレーザ照射によって配線を非導通状態にすることができる。
【００５４】
以上、本実施の形態の放射線検出素子１０について説明した。本実施の形態によれば、上記で説明したように、従来技術と比較して、平坦化膜によるレーザの吸収が抑えられ、より容易にレーザ照射によって配線を非導通状態にすることができる。
【００５５】
なお、上記では、配線２００，２０２のレーザ照射部位上の対応する箇所に開口部が設けられたことにより、当該箇所が開口されている層間絶縁膜２３を用いた例について説明したが、図６に示すように、配線２００，２０２のレーザ照射部位上の対応する箇所の厚さ２７Ｄを、当該レーザ照射部位上の対応する箇所以外の箇所の厚さ２７Ｅより薄くした層間絶縁膜（平坦化膜）２３´を用いるようにしてもよい。これによっても、配線２００，２０２のレーザ照射部位上の対応する箇所の厚さ２７Ｄが、当該レーザ照射部位上の対応する箇所以外の箇所の厚さ２７Ｅより薄いため、従来技術と比較して、平坦化膜によるレーザの吸収が抑えられ、より容易にレーザ照射によって配線を非導通状態にすることができる。
【００５６】
また、図７に示すように、層間絶縁膜１２（第１の平坦化膜に対応）の配線２００，２０２のレーザ照射部位上の対応する箇所の厚さ１２Ａを、当該レーザ照射部位上の対応する箇所以外の箇所の厚さ１２Ｂより薄くしてもよい。これによっても、配線２００，２０２のレーザ照射部位上の対応する箇所の厚さ１２Ａが、当該レーザ照射部位上の対応する箇所以外の箇所の厚さ１２Ｂより薄いため、従来技術と比較して、平坦化膜によるレーザの吸収が抑えられ、より容易にレーザ照射によって配線を非導通状態にすることができる。
【００５７】
また、図８に示すように、配線２００，２０２のレーザ照射部位上の対応する箇所の厚さ２７Ｄを、当該レーザ照射部位上の対応する箇所以外の箇所の厚さ２７Ｅより薄くした層間絶縁膜２３´を用いると共に、層間絶縁膜１２（第１の平坦化膜に対応）の配線２００，２０２のレーザ照射部位上の対応する箇所の厚さ１２Ａを、当該レーザ照射部位上の対応する箇所以外の箇所の厚さ１２Ｂより薄くしてもよい。これによっても、従来技術と比較して、平坦化膜によるレーザの吸収が抑えられ、より容易にレーザ照射によって配線を非導通状態にすることができる。
【００５８】
また、図９に示すように、配線２００，２０２のレーザ照射部位上の対応する箇所が開口された層間絶縁膜２３を用いると共に、層間絶縁膜１２（第１の平坦化膜に対応）の配線２００，２０２のレーザ照射部位上の対応する箇所の厚さ１２Ａを、当該レーザ照射部位上の対応する箇所以外の箇所の厚さ１２Ｂより薄くしてもよい。これによっても、従来技術と比較して、平坦化膜によるレーザの吸収が抑えられ、より容易にレーザ照射によって配線を非導通状態にすることができる。
【００５９】
なお、上記では、リーク不良が検出された場合に、配線２００のレーザ照射部位及び配線２０２のレーザ照射部位の両方にレーザを照射する例について説明したが、リーク不良が検出された場合に、配線２００のレーザ照射部位または配線２０２のレーザ照射部位のいずれか一方のみのレーザ照射部位にレーザを照射するようにしてもよい。このときレーザが照射されるほうのレーザ照射部位上の平坦化膜（層間絶縁膜１２または層間絶縁膜２３）の厚さが上記で説明したように、従来技術と比較して薄くなっていればよい。
【００６０】
また、放射線検出器１０は、各画素２０のセンサ部１０３のフィルファクタを向上させるには、センサ部１０３の受光可能な領域の面積を広くすることが好ましく、画素領域を覆うように形成することが好ましいが、レーザ照射部位に対応する箇所がセンサ部１０３で覆われた場合、レーザカットによる修正が行えなくなる。そこで、センサ部１０３を、それぞれ画素２０が設けられた画素領域を覆うと共に、レーザ照射部位に対応する箇所が露出するように形状変化させてもよい。
【００６１】
図１４には、センサ部１０３を、画素領域を覆うと共に、レーザ照射部位に対応する箇所が露出するように形状変化させた放射線検出素子の１画素単位の構造を示す平面図が示されており、図１５には、図１４のＡ−Ａ線断面図が示されている。
【００６２】
図１４では、レーザ照射部位に対応する箇所が露出するように、センサ部１０３のレーザ照射部位に対応する箇所を凹状に形成している。層間絶縁膜２３には、配線２０２のレーザ照射部位上の対応する箇所（位置）で開口２８が形成されている。なお、開口２８は、層間絶縁膜１２側ほど幅が細くなるテーパ状に形成されている。
【００６３】
このように、センサ部１０３を画素領域を覆うように形成することによりフィルファクタを向上させることができる。また、レーザ照射部位に対応する箇所をセンサ部１０３で覆わずに露出させているため、リーク不良が検出された場合は、レーザ照射部位に対してレーザが照射して配線を非導通状態とするレーザリペアを容易に行うことができる。
【００６４】
その他、上記実施の形態で説明した放射線画像撮影装置１００の構成、及び放射線検出器１０の構成は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。
【００６５】
例えば、センサ部１０３の下側に層間絶縁膜１２が設けられ、センサ部の上側に層間絶縁膜２３（または２３´）が設けられている構成であればよい。
【符号の説明】
【００６６】
３            信号配線
４            ＴＦＴスイッチ
１０          放射線検出素子
２０          画素
１２          層間絶縁膜
２３          層間絶縁膜
２７Ｂ        開口
２７Ｃ        開口
１００        放射線画像撮影装置
１０１        走査配線
【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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【図１５】
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