(57)【要約】【課題】高画質化を実現することの可能な放射線検出器およびその製造方法、ならびにそのような放射線検出器を備えた撮像装置および撮像表示システムを提供する。【解決手段】本技術の放射線検出器は、受光面に入射した光を電流信号に変換する複数の光電変換領域と、受光面の周囲に形成され、受光面に対して不連続な不連続面とを備えている。この放射線検出器は、さらに、光電変換領域ごとに１つずつ設けられ、電流信号を電圧信号に変換する複数の変換回路と、受光面を結晶成長面として形成され、入射した放射線を光に変換するシンチレータ層とを備えている。【選択図】図１
2015064332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光面に入射した光を電流信号に変換する複数の光電変換領域と、
前記受光面の周囲に形成され、前記受光面に対して不連続な不連続面と、
前記受光面を結晶成長面として形成され、入射した放射線を光に変換するシンチレータ層と
を備えた
放射線検出器。
【請求項２】
前記シンチレータ層は、前記不連続面と対向する領域に、当該シンチレータ層の厚さ方向に延在する結晶界面を有し、前記結晶界面によって前記光電変換領域ごとに１つずつ区分けされた複数のシンチレータ部を有する
請求項１に記載の放射線検出器。
【請求項３】
互いに隣接する２つの前記シンチレータ部の間隙の幅は、前記不連続面側から前記シンチレータ部の上部側向かうにつれて、狭くなっている
請求項２に記載の放射線検出器。
【請求項４】
各前記光電変換領域は、チップ状の素子内に１つずつ形成され、
互いに隣接する２つの前記素子の間隙の底面が、前記不連続面となっている
請求項２に記載の放射線検出器。
【請求項５】
前記素子は、前記光電変換領域を含む光電変換素子と、前記光電変換素子の上方に配置され、前記光電変換素子を支持する絶縁層とを含んで構成され、
前記絶縁層の上面が前記受光面となっている
請求項４に記載の放射線検出器。
【請求項６】
前記素子は、前記光電変換領域を含む光電変換素子であり、
前記光電変換素子の上面が前記受光面となっている
請求項４に記載の放射線検出器。
【請求項７】
前記素子は、前記光電変換領域を含む光電変換素子と、前記光電変換素子の上方に配置され、前記光電変換素子を支持する絶縁層と、前記絶縁層の上面に接する保護膜とを含んで構成され、
前記保護膜の上面が前記受光面となっている
請求項４に記載の放射線検出器。
【請求項８】
前記素子は、前記光電変換領域を含む光電変換素子と、前記光電変換素子の上面に接する保護膜とを含んで構成され、
前記保護膜の上面が前記受光面となっている
請求項４に記載の放射線検出器。
【請求項９】
前記素子の下方に遮光層をさらに備えた
請求項４に記載の放射線検出器。
【請求項１０】
各前記素子は、前記光電変換領域と、前記光電変換領域と直列に接続されたスイッチ素子とを含んで構成され、
前記光電変換領域および前記スイッチ素子は、結晶シリコンで構成され、
当該放射線検出器は、
支持基板上に、各前記スイッチ素子と電気的に接続された複数の配線を有し、各前記素子を支持する配線基板と、
各前記配線の端部に接続され、前記電流信号を電圧信号に変換する複数の変換回路を含む回路基板と
をさらに備えた
請求項４に記載の放射線検出器。
【請求項１１】
各前記光電変換領域は、結晶シリコンで構成され、
当該放射線検出器は、
支持基板上に、各前記光電変換領域と直列に接続された複数のスイッチ素子と、各前記スイッチ素子と接続された複数の配線とを有し、各前記素子を支持する配線基板と、
各前記配線の端部に接続され、前記電流信号を電圧信号に変換する複数の変換回路を含む回路基板と
をさらに備えた
請求項４に記載の放射線検出器。
【請求項１２】
複数の前記光電変換領域の形成された半導体基板をさらに備え、
前記半導体基板は、前記受光面の周囲に溝を有し、
前記溝の底面が、前記不連続面となっている
請求項２に記載の放射線検出器。
【請求項１３】
前記半導体基板は、各前記光電変換領域と直列に接続された複数のスイッチ素子をさらに有し、
各前記光電変換領域および各前記スイッチ素子は、結晶シリコンで構成される
当該放射線検出器は、
支持基板上に、各前記スイッチ素子と電気的に接続された複数の配線を有し、前記半導体基板を支持する配線基板と、
各前記配線の端部に接続され、前記電流信号を電圧信号に変換する複数の変換回路を含む回路基板と
をさらに備えた
請求項１２に記載の放射線検出器。
【請求項１４】
各前記光電変換領域は、結晶シリコンで構成され、
当該放射線検出器は、
支持基板上に、各前記光電変換領域と直列に接続された複数のスイッチ素子と、各前記スイッチ素子と接続された複数の配線とを有し、前記半導体基板を支持する配線基板と、
各前記配線の端部に接続され、前記電流信号を電圧信号に変換する複数の変換回路を含む回路基板と
をさらに備えた
請求項１２に記載の放射線検出器。
【請求項１５】
複数の前記光電変換領域の形成された半導体基板と、
前記半導体基板の上面のうち、前記受光面の周囲に形成された遮光部と
をさらに備え、
前記遮光部の上面が、前記不連続面となっている
請求項２に記載の放射線検出器。
【請求項１６】
放射線検出器と、
前記放射線検出器を駆動する駆動部と
を備え、
前記放射線検出器は、
受光面に入射した光を電流信号に変換する複数の光電変換領域と、
前記受光面の周囲に形成され、前記受光面に対して不連続な不連続面と、
前記光電変換領域ごとに１つずつ設けられ、前記電流信号を電圧信号に変換する複数の変換回路と、
前記受光面を結晶成長面として形成され、入射した放射線を光に変換するシンチレータ層と
を有する
撮像装置。
【請求項１７】
前記シンチレータ層は、前記不連続面と対向する領域に、当該シンチレータ層の厚さ方向に延在する結晶界面を有し、前記結晶界面によって前記光電変換領域ごとに１つずつ区分けされた複数のシンチレータ部を有する
請求項１６に記載の撮像装置。
【請求項１８】
撮像装置と、
前記撮像装置により得られた撮像信号に基づく画像表示を行う表示装置と
を備え、
前記撮像装置は、
放射線検出器と、
前記放射線検出器を駆動する駆動部と
を有し、
前記放射線検出器は、
受光面に入射した光を電流信号に変換する複数の光電変換領域と、
前記受光面の周囲に形成され、前記受光面に対して不連続な不連続面と、
前記光電変換領域ごとに１つずつ設けられ、前記電流信号を電圧信号に変換する複数の変換回路と、
前記受光面を結晶成長面として形成され、入射した放射線を光に変換するシンチレータ層と
を有する
撮像表示システム。
【請求項１９】
前記シンチレータ層は、前記不連続面と対向する領域に、当該シンチレータ層の厚さ方向に延在する結晶界面を有し、前記結晶界面によって前記光電変換領域ごとに１つずつ区分けされた複数のシンチレータ部を有する
請求項１８に記載の撮像表示システム。
【請求項２０】
支持基板上に、受光面に入射した光を電流信号に変換する複数の素子が固定された素子基板の、一部または全部の前記素子を基板に転写することと、
前記受光面を結晶成長面として、入射した放射線を光に変換するシンチレータ層を形成することと
を含む
放射線検出器の製造方法。
【請求項２１】
複数の前記素子の、前記基板への転写に伴って、互いに隣接する２つの前記素子の間に、前記受光面に対して不連続な不連続面を形成することと、
前記シンチレータ層の形成に際して、前記不連続面と対向する領域に、前記シンチレータ層の厚さ方向に延在する結晶界面を形成するとともに、前記結晶界面によって前記素子ごとに１つずつ割り当てられた複数のシンチレータ部を形成することと
を含む
請求項２０に記載の放射線検出器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、α線、β線、γ線またはＸ線などの放射線を検出する放射線検出器およびその製造方法に関する。また、本技術は、上記放射線検出器を備えた撮像装置および撮像表示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各画素（撮像画素）に光電変換素子を内蔵する撮像装置として、種々のものが提案されている。例えば特許文献１には、そのような光電変換素子を有する撮像装置の一例として、放射線撮像装置が挙げられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１３５５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記したような撮像装置では、一般に、複数の画素を駆動することによって画像が得られる。このようにして得られた画像について、従来から、高画質化のための様々な手法が提案されている。しかし、更なる高画質化を実現可能な撮像装置の提案が望まれる。
【０００５】
本技術はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、高画質化を実現することの可能な放射線検出器およびその製造方法、ならびにそのような放射線検出器を備えた撮像装置および撮像表示システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本技術の放射線検出器は、受光面に入射した光を電流信号に変換する複数の光電変換領域と、受光面の周囲に形成され、受光面に対して不連続な不連続面とを備えている。この放射線検出器は、さらに、受光面を結晶成長面として形成され、入射した放射線を光に変換するシンチレータ層を備えている。
【０００７】
本技術の撮像装置は、上記の放射線検出器と、上記の放射線検出器を駆動する駆動部とを備えている。
【０００８】
本技術の撮像表示システムは、上記の撮像装置と、上記の撮像装置により得られた撮像信号に基づく画像表示を行う表示装置とを備えている。
【０００９】
本技術の放射線検出器、撮像装置および撮像表示システムでは、各光電変換領域の受光面が不連続面で囲まれるとともに、シンチレータ層の結晶成長面となっている。これにより、受光面とシンチレータ層とが互いに直接に接するので、例えば、シンチレータ層を成長させる専用の部材を、受光面とシンチレータ層との間に設けた場合と比べて、高い受光効率が得られる。また、受光面が不連続面で囲まれているので、シンチレータ層を受光面に形成したときに、受光面と不連続面との間の不連続性によって、不連続面と対向する領域に、シンチレータ層の厚さ方向に延在する結晶界面が形成される。これにより、シンチレータ層内で生成した光の一部は結晶界面で反射されて、受光面に入射するので、高い解像度が得られる。
【００１０】
本技術の放射線検出器の製造方法は、以下の２つの手順を含む。
（Ａ）支持基板上に、受光面に入射した光を電流信号に変換する複数の素子が固定された素子基板の、一部または全部の素子を基板に転写すること
（Ｂ）受光面を結晶成長面として、入射した放射線を光に変換するシンチレータ層を形成すること
【００１１】
本技術の放射線検出器の製造方法では、素子基板に固定された複数の素子の一部または全部が基板に転写されるとともに、基板に転写された各素子の受光面がシンチレータ層の結晶成長面となる。これにより、受光面とシンチレータ層とが互いに直接に接するので、例えば、シンチレータ層を成長させる専用の部材を、受光面とシンチレータ層との間に設けた場合と比べて、高い受光効率が得られる。また、基板に転写された各素子の受光面は、素子間に形成された間隙で囲まれているので、シンチレータ層を受光面に形成したときに、受光面と、素子間に形成された間隙との不連続性によって、素子間に形成された間隙と対向する領域に、シンチレータ層の厚さ方向に延在する結晶界面が形成される。これにより、シンチレータ層内で生成した光の一部は結晶界面で反射されて、受光面に入射するので、高い解像度が得られる。
【発明の効果】
【００１２】
本技術の放射線検出器、撮像装置および撮像表示システムによれば、受光面とシンチレータ層とが互いに直接に接すると共に、受光面が不連続面で囲まれるようにしたので、高い受光効率および高い解像度が得られる。従って、画像を高画質化することができる。なお、本技術の効果は、ここに記載された効果に必ずしも限定されず、本明細書中に記載されたいずれの効果であってもよい。
【００１３】
本技術の放射線検出器の製造方法によれば、受光面とシンチレータ層とが互いに直接に接すると共に、受光面が素子間に形成された間隙で囲まれるようにしたので、高い受光効率および高い解像度が得られる。従って、画像を高画質化することができる。なお、本技術の効果は、ここに記載された効果に必ずしも限定されず、本明細書中に記載されたいずれの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本技術の第１の実施形態に係る放射線検出器の断面構成の一例を表す図である。
【図２】図１の放射線検出器の回路構成の一例を表す図である。
【図３】図１の素子の断面構成の一例を表す図である。
【図４】図１の素子の断面構成の他の例を表す図である。
【図５】図１の放射線検出器の製造過程の一例について説明するための断面図である。
【図６】図５に続く工程を説明するための断面図である。
【図７】図６に続く工程を説明するための断面図である。
【図８】図７に続く工程を説明するための断面図である。
【図９】図８に続く工程を説明するための断面図である。
【図１０】図９に続く工程を説明するための断面図である。
【図１１】図１０に続く工程を説明するための断面図である。
【図１２】図１１に続く工程を説明するための断面図である。
【図１３】図１の放射線検出器の一変形例を表す断面図である。
【図１４】図１３の配線基板および回路基板の回路構成の一例を表す図である。
【図１５】図３の素子の一変形例を表す断面図である。
【図１６】図４の素子の一変形例を表す断面図である。
【図１７】本技術の第２の実施形態に係る放射線検出器の断面構成の一例を表す図である。
【図１８】図１７の素子の断面構成の一例を表す図である。
【図１９】図１７の放射線検出器の製造過程の一例について説明するための断面図である。
【図２０】図１９に続く工程を説明するための断面図である。
【図２１】図２０に続く工程を説明するための断面図である。
【図２２】図２１に続く工程を説明するための断面図である。
【図２３】図２２に続く工程を説明するための断面図である。
【図２４】図２３に続く工程を説明するための断面図である。
【図２５】図２４に続く工程を説明するための断面図である。
【図２６】図２５に続く工程を説明するための断面図である。
【図２７】図３の素子を備えた放射線検出器の一変形例を表す断面図である。
【図２８】図４の素子を備えた放射線検出器の一変形例を表す断面図である。
【図２９】図１７の放射線検出器の一変形例を表す断面図である。
【図３０】図１の放射線検出器の一変形例を表す断面図である。
【図３１】図１７の放射線検出器の一変形例を表す断面図である。
【図３２】図１の放射線検出器の一変形例を表す断面図である。
【図３３】図１７の放射線検出器の一変形例を表す断面図である。
【図３４】図１の放射線検出器の一変形例を表す断面図である。
【図３５】図１７の放射線検出器の一変形例を表す断面図である。
【図３６】本技術の第３の実施形態に係る放射線検出器の断面構成の一例を表す図である。
【図３７】図１の放射線検出器の一変形例を表す断面図である。
【図３８】図１７の放射線検出器の一変形例を表す断面図である。
【図３９】図３６の放射線検出器の一変形例を表す断面図である。
【図４０】本技術の第４の実施形態に係る撮像装置の概略構成の一例を表す図である。
【図４１】図４０の画素回路の概略構成の一例を表す図である。
【図４２】本技術の第５の実施形態に係る撮像表示システムの概略構成の一例を表す図である。
【図４３】本技術の第６の実施形態に係る撮像システムの概略構成の一例を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（放射線検出器）
チップ状の素子内に光電変換領域を設けた例
２．第２の実施の形態（放射線検出器）
チップ状の素子内に光電変換素子と変換回路を設けた例
３．上記各実施の形態の変形例（放射線検出器）
チップ状の素子を覆う保護膜を設けた例
シンチレータ層を覆う保護膜を設けた例
複数の光電変換領域を共通の基板内に設けた例
複数の光電変換領域と複数の変換回路を共通の基板内に設けた例
基板上面のうち、受光面以外の領域に遮光層を設けた例
４．第３の実施の形態（放射線検出器）
複数の放射線検出部をタイル状に配置した例
５．変形例（放射線検出器）
シンチレータ層を省略した例
６．第４の実施の形態（撮像装置）
７．第５の実施の形態（撮像表示システム）
８．第６の実施の形態（撮像システム）
【００１６】
＜１．第１の実施の形態＞
[構成]
まず、本技術の第１の実施の形態に係る放射線検出器１について説明する。図１は、本実施の形態の放射線検出器１の断面構成の一例を表したものである。放射線検出器１は、α線、β線、γ線またはＸ線などの放射線を検出するものであり、間接変換方式の放射線検出器である。間接変換方式とは、放射線を光信号に変換した後に電気信号に変換する方式を指す。放射線検出器１は、例えば、回路基板１０、複数の素子２０、シンチレータ層３０および反射板４０を備えている。
【００１７】
図２は、放射線検出器１において光信号を電気信号に変換する部分の回路構成の一例を表したものである。回路基板１０は、素子２０ごとに１つずつ設けられた複数の画素回路１３と、各画素回路１３および各素子２０と外部回路とを互いに接続するための各種配線とを有する基板である。画素回路１３は、素子２０を駆動する駆動回路を含んで構成されている。各画素回路１３において、駆動回路は、例えば、素子２０と直列に接続されたスイッチ素子１３Ｓ（図２参照）を含んでいる。つまり、スイッチ素子１３Ｓは、画素回路１３ごとに１つずつ割り当てられている。スイッチ素子１３Ｓは、外部からの制御信号に基づいて素子２０のオンオフ制御を行うようになっており、例えば、ＴＦＴを含んで構成されている。回路基板１０は、各種配線として、例えば、図２に示したように、複数のデータ線１２Ａと、複数のゲート線１２Ｂと、複数のバイアス線１２Ｃとを有している。各データ線１２Ａは、例えば、列方向に並んで配置された各画素回路１３（例えばスイッチ素子１３Ｓ）の出力端子に接続されており、画素回路１３から出力された信号を外部に取り出す配線である。各ゲート線１２Ｂは、行方向に並んで配置された各画素回路１３（例えばスイッチ素子１３Ｓ）のゲート端子に接続されており、画素回路１３を駆動する信号を画素回路１３に与える配線である。各バイアス線１２Ｃは、列方向に並んで配置された各素子２０の一端に接続されており、素子２０にバイアス電圧を供給する配線である。
【００１８】
画素回路１３は、さらに、例えば、素子２０から出力された電流信号を電圧信号に変換する変換回路と、変換回路から出力された電圧信号を増幅するアンプ回路と、アンプから出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路とを含んで構成されていてもよい。なお、回路基板１０は、複数の変換回路、複数のアンプ回路および複数のＡ／Ｄ変換回路を、画素回路１３とは異なる回路内に有していてもよい。回路基板１０が、複数の変換回路を、画素回路１３とは異なる回路内に有している場合、各変換回路が、複数の素子２０ごとに１つずつ設けられていてもよい。このとき、各変換回路に割り当てられた複数の素子２０が単一の素子として形成されていてもよい。また、回路基板１０が、複数のアンプ回路を、画素回路１３とは異なる回路内に有している場合、各アンプ回路が複数の素子２０ごとに１つずつ設けられていてもよい。また、回路基板１０が、複数のＡ／Ｄ変換回路を、画素回路１３とは異なる回路内に有している場合、各Ａ／Ｄ変換回路が複数の素子２０ごとに１つずつ設けられていてもよい。
【００１９】
回路基板１０は、例えば、支持基板１１上に、回路層１２および埋込層１５がこの順に積層された構成となっている。支持基板１１は、例えば、ガラス基板などの絶縁性基板である。支持基板１１は、シリコン基板などの光不透過性基板（遮光層）であってもよい。埋込層１５は、後述のバンプ２３の材料に使われる半田などがシンチレータ層３０に作用するのを防止するための層であり、少なくともバンプ２３を埋め込んでいる。埋込層１５は、例えば、アンダーフィル樹脂などによって構成されている。アンダーフィル樹脂としては、例えば、パリレン樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン樹脂またはウレタン系樹脂などが挙げられる。埋込層１５が、光不透過性の材料を含んで構成された遮光層となっていてもよい。
【００２０】
回路層１２は、例えば、複数の画素回路１３と、複数のパッド電極１４とを有している。回路層１２は、さらに、例えば、各画素回路１３および各素子２０と外部回路とを互いに接続する配線を有している。回路層１２は、例えば、図２に示したように、複数のデータ線１２Ａと、複数のゲート線１２Ｂと、複数のバイアス線１２Ｃとを有している。パッド電極１４は、画素回路１３と電気的に接続された端子電極であり、回路層１２の上面に露出している。パッド電極１４は、素子２０のバンプ２３（後述）に接している。１つの画素回路１３と、複数のパッド電極１４とが、素子２０ごとに割り当てられており、例えば、素子２０と対向する領域ごとに配置されている。各パッド電極１４は、例えば、ＵＢＭ（Under Bump Metallization）などの導電性金属材料を含んで構成されている。ＵＢＭは、例えば、ニッケル（Ｎｉ）などで構成されており、半田拡散抑制層として機能する。回路層１２において、画素回路１３は、層間絶縁膜などによって埋め込まれている。層間絶縁膜は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ2）または酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）などによって構成されている。層間絶縁膜は、光不透過性の材料を含んで構成された遮光層となっていてもよい。
【００２１】
複数の素子２０は、共通の回路基板１０に実装されている。複数の素子２０は、例えば、回路基板１０上に２次元配置されている。各素子２０は、例えば、後に詳述するように、転写技術を用いて素子基板１００から回路基板１０Ａ上に転写されたものである。各素子２０は、面内において互いに離間して配置されている。従って、各素子２０の上面（つまり、受光面２０Ａ）は、互いに隣接する２つの素子２０間に形成された間隙で囲まれている。この間隙の幅は、例えば、素子２０の横幅と同等か、またはそれよりも狭くなっている。この間隙の底面は、回路基板１０の上面（例えば、埋込層１５の上面）であり、受光面２０Ａに対して不連続な不連続面１５Ａとなっている。ここで、「受光面２０Ａに対して不連続」とは、単に受光面２０Ａと不連続面１５Ａとが同一面内に配置されていないことを指すだけではない。「受光面２０Ａに対して不連続」とは、製造過程においてシンチレータ層３０を形成する際に、シンチレータ層３０の厚さ方向に延在する結晶界面３１Ａ（後述）を形成することの可能な不連続性を指す。
【００２２】
各素子２０は、例えば、サブミリサイズのチップである。なお、各素子２０が、サブミリサイズよりも大きなサイズであってもよい。各素子２０は、装置や電子回路などの構成要素となる個々の部品であり、チップ状の部品である。各素子２０は、例えば、チップ状の機能部２１、複数の電極２２およびバンプ２３を有している。機能部２１は、機能部２１の上面に入射した光を電流信号に変換する機能を有しており、機能部２１の上面が、素子２０の受光面２０Ａとなっている。受光面２０Ａは、例えば、平坦面となっている。なお、受光面２０Ａが、凹凸を有する曲面となっていてもよい。各電極２２は、機能部２１内の光電変換素子１２０（後述）と電気的に接続された端子電極であり、機能部２１の底面（つまり、受光面２０Ａとは反対側の面）に配置されている。各電極２２は、バンプ２３と接している。各電極２２は、例えば、ＵＢＭなどの導電性金属材料を含んで構成されている。バンプ２３は、電極２２およびパッド電極１４に接している。バンプ２３は、例えば、鉛もしくはスズを主成分とする合金で構成されており、例えば、電解めっきや、半田ペーストの刷り込みなどによって形成されている。
【００２３】
図３、図４は、素子２０の断面構成の一例を表したものである。図３は、光電変換素子１２０の上面からの光を検出するように構成された光電変換素子１２０を有する素子２０の断面構成の一例を表したものである。つまり、図３に記載の光電変換素子１２０は、上面照射構造となっている。図４は、光電変換素子１２０の裏面からの光を検出するように構成された光電変換素子１２０を有する素子２０の断面構成の一例を表したものである。つまり、図４に記載の光電変換素子１２０は、裏面照射構造となっている。
【００２４】
（上面照射構造、図３）
素子２０は、例えば、図３に示したように、絶縁層１１１、絶縁層１１２および絶縁層１１３が受光面２０Ａ側から順に積層された構造となっている。絶縁層１１１の裏面（つまり、絶縁層１１２，１１３を積層した面とは反対側の面）が受光面２０Ａとなっている。絶縁層１１１は、例えば、シリコーン系樹脂で構成されている。絶縁層１１２，１１３も、例えば、シリコーン系樹脂などによって構成されている。
【００２５】
素子２０は、例えば、さらに、図３に示したように、光電変換素子１２０と、光電変換素子１２０と電極２２とを互いに電気的に接続する導電経路とを有している。導電経路は、例えば、パッド電極１１４、配線層１１５、接続部１１６および接続部１１７を、光電変換素子１２０側からこの順に並べて構成されている。光電変換素子１２０は、例えば、絶縁層１１３内に配置されている。パッド電極１１４、配線層１１５および接続部１１６は、例えば、絶縁層１１２内に配置されている。接続部１１７は、例えば、絶縁層１１３内に配置されている。
【００２６】
光電変換素子１２０は、例えば、基板１２１上に、光電変換領域１２２を含む半導体層、複数の電極１２３および複数のバンプ１２４が積層された構造となっている。つまり、光電変換領域１２２は、素子２０内に１つずつ形成されている。また、素子２０は、光電変換領域１２２を含む半導体層と、この半導体層の上方に配置された絶縁層１１１とを有している。光電変換素子１２０において、光電変換領域１２２を含む半導体層が受光面２０Ａ寄りに配置されており、基板１２１が素子２０の底面寄りに配置されている。各電極１２３は、光電変換領域１２２に電気的に接続されている。各バンプ１２４は、電極１２３と、パッド電極１１４とに接して配置されている。パッド電極１１４および接続部１１６が、配線層１１５に接して配置されている。接続部１１７は、接続部１１６と、電極２２とに接して配置されている。
【００２７】
基板１２１は、半導体基板である。光電変換領域１２２は、基板１２１上に形成された半導体層内に形成されており、例えば、ｐ型半導体層、ｉ型半導体層およびｎ型半導体層をこの順に積層して構成されたものである。光電変換領域１２２（光電変換領域１２２を含む半導体層）は、例えば、結晶シリコン、または、アモルファスシリコンで構成されている。電極１２３、バンプ１２４、パッド電極１１４、配線層１１５、接続部１１６および接続部１１７は、導電性金属材料で構成されている。
【００２８】
（裏面照射構造、図４）
素子２０は、例えば、図４に示したように、基板１２１上に、光電変換領域１２２を含む半導体層、複数の電極２２および複数のバンプ２３が積層された構造となっている。素子２０において、光電変換領域１２２を含む半導体層が受光面２０Ａ側に配置されており、基板１２１が素子の底面側に配置されている。基板１２１の裏面（光電変換領域１２２を含む半導体層を積層した面とは反対側の面）が受光面２０Ａとなっている。
【００２９】
シンチレータ層３０は、受光面２０Ａに入射した放射線を光電変換領域１２２の感度域に波長変換するものであり、具体的には、受光面２０Ａに入射した放射線を光に変換するものである。シンチレータ層３０は、例えば、α線、β線、γ線またはＸ線などの放射線を可視光に変換する蛍光体で構成されている。このような蛍光体としては、例えば、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）にタリウム（Ｔｌ）またはナトリウム（Ｎａ）を添加したもの、ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）にタリウム（Ｔｌ）を添加したものが挙げられる。また、上記蛍光体としては、例えば、臭化セシウム（ＣｓＢｒ）にユウロピウム（Ｅｕ）を添加したもの、弗化臭化セシウム（ＣｓＢｒＦ）にユウロピウム（Ｅｕ）を添加したものが挙げられる。
【００３０】
シンチレータ層３０は、受光面２０Ａを結晶成長面として形成されたものであり、例えば、真空蒸着法を用いて成膜することにより形成されたものである。シンチレータ層３０は、不連続面１５Ａと対向する領域に、シンチレータ層３０の厚さ方向に延在する結晶界面３１Ａを有している。結晶界面３１Ａは、受光面２０Ａの端部からシンチレータ層３０の厚さ方向に延在しており、シンチレータ層３０を素子２０（もしくは光電変換領域１２２）ごとに１つずつ区分けしている。つまり、シンチレータ層３０は、結晶界面３１Ａによって素子２０（もしくは光電変換領域１２２）ごとに１つずつ割り当てられた複数のシンチレータ部３１を有している。
【００３１】
シンチレータ部３１では、反射板４０寄りの箇所での断面積が、受光面２０Ａ寄りの箇所での断面積よりも大きくなっている。なお、上記の断面積は、シンチレータ部３１における、受光面２０Ａと平行な断面の断面積を指している。そのため、互いに隣接する２つのシンチレータ部３１の間隙の幅ｄは、不連続面１５Ａ側から反射板４０側（シンチレータ部３１の上部側）に向かうにつれて、狭くなっている。結晶界面３１Ａは、例えば、図１に示したように、不連続面１５Ａ側から見たときに、凸状の曲面となっている。受光面２０Ａの端部における、結晶界面３１Ａと受光面２０Ａとのなす角θ１は、鈍角となっている。結晶界面３１Ａの接平面(tangent plane)３０Ｓと、受光面２０Ａとのなす角θ２は、９０°以上となっており、接平面３０Ｓの接点が受光面２０Ａ側から反射板４０側（シンチレータ部３１の上部側）に向かうにつれて、小さくなっている。そのため、シンチレータ部３１で発生し、受光面２０Ａ側に向かう光の一部は、結晶界面３１で反射されて、受光面２０Ａに入射し得る。つまり、シンチレータ部３１が集光レンズとして機能する。互いに隣り合う結晶界面３１Ａの間は、空隙となっている。なお、互いに隣り合う結晶界面３１Ａの間に、不連続面１５Ａを結晶成長面として形成されたシンチレータ部が設けられていてもよい。この場合には、不連続面１５Ａを結晶成長面として形成されたシンチレータ部の側面が、結晶界面となっており、所定の間隙を介して素子２０の側面および結晶界面３１Ａと対向配置される。
【００３２】
反射板４０は、シンチレータ層３０から素子２０とは反対方向へ発光した光を素子２０側へに返す役割を持つ。反射板４０は、実質的に水分を透過しない水分不透過材料によって構成されていてもよい。このようにした場合には、反射板４０によって、シンチレータ層３０への水分の介入を防ぐことができる。反射板４０は、例えば、薄板ガラスからなる。反射板４０は省略されていてもよい。シンチレータ層３０上に設ける反射構造は、上記のような反射板４０以外の構成となっていてもよく、例えば、Ａｌの蒸着膜によって構成されていてもよい。
【００３３】
［製造方法］
次に、放射線検出器１の製造方法の一例について説明する。図５〜図１２は、放射線検出器１の製造過程を、その工程順に表したものである。まず、素子基板１００と、回路基板１０Ａとを用意する（図５、図６）。
【００３４】
素子基板１００は、例えば、図５に示したように、支持基板１０１、固定層１０２および複数の素子２０を有している。各素子２０は、電極２２を上側に向けて、支持基板１０１上に配置されている。支持基板１０１は、複数の素子２０を支持するものであり、例えば、ガラス基板、樹脂基板などで構成されている。固定層１０２は、各素子２０を支持基板１０１に固定するとともに転写時に支持基板１０１から各素子２０を剥離させるものである。固定層１０２は、転写がレーザアブレーションによって行われる場合には、例えば、レーザ発振波長域の光を吸収する材料で構成されている。固定層１０２は、例えば、支持基板１０１の上面全体に形成されている。固定層１０２が、例えば、図５に示したように、支持基板１０１と各素子２０との間隙だけに形成されていてもよい。転写性を考慮すると、図５に示したように、固定層１０２が素子２０ごとに形成されていることが好ましい。プロセスの簡素さを考慮すると、固定層１０２が支持基板１０１の上面全体に形成されていることが好ましい。固定層１０２は、支持基板１０１に直接、接していてもよい。なお、固定層１０２と支持基板１０１との間に、接着層や、絶縁層、メタル層などが介在していてもよい。回路基板１０Ａは、上述の回路基板１０において埋込層１５が省略された構成となっている。従って、回路基板１０Ａの上面には、パッド電極１４が露出している。
【００３５】
次に、回路基板１０Ａの上面全体に固定層１０３を形成する（図７）。固定層１０３は、転写時に各素子２０を受容するとともに、転写後の１または複数の素子２０を、粘着力により保持するものである。固定層１０３は、粘性を有した液体またはゲルであり、例えば、フラックスである。フラックスは、主に樹脂と溶剤で構成される。フラックスは、いわゆる半田フラックスであり、金属表面の酸化物を還元する作用を有するか、もしくは還元作用を持たせるために活性剤が添加された液体もしくはペースト状のものである。上記の活性剤は、溶融塩または酸などで還元性を有するものである。上記の溶融塩は、塩化物やフッ化物などのハロゲン化物である。上記の酸は、例えば、オルトリン酸、有機酸、アミン類、ハロゲン化水素酸アミン塩などである。フラックスには、必要に応じて、その他の添加剤が添加されることもある。例えば、回転塗布、スプレー法、ドクターブレード法、印刷、転写法、インプリント法などの方法を用いることで回路基板１０Ａの上面全体に、薄くかつ均一な厚さで、フラックスを塗布する。従って、このとき、フラックスは、塗布に適した低粘度となっている。なお、後述の転写を行う前に、回路基板１０Ａ上の固定層１０３の粘度を高める処理を行ってもよい。
【００３６】
次に、素子基板１００上の複数の素子２０のうち一部または全部の素子２０を回路基板１０Ａに転写する。まず、素子基板１００および回路基板１０Ａを転写装置に取り付ける。次に、素子基板１００と回路基板１０Ａとを、所定の空隙１０４を介して（つまり離間して）（図８）または、互いに密着させて（図９）、互いに対向配置する。続いて、素子基板１００上の複数の素子２０のうち１または複数の素子２０を、例えば、レーザアブレーションを用いて、回路基板１０Ａに転写する（図１０）。これにより、転写後の素子２０を、固定層１０３により回路基板１０Ａに仮固定する。このとき、複数の素子２０の、回路基板１０Ａへの転写に伴って、互いに隣接する２つの素子２０の間に、受光面２０Ａに対して不連続な不連続面１０３Ａを形成する。なお、レーザアブレーション以外の方法で、転写を行ってもよい。
【００３７】
転写時に、バンプ２３が、固定層１０３に突き刺さり、アンカ（錨）として作用する。このとき、バンプ２３（厳密には、機能部２１の底面とバンプ２３の先端との距離）は、固定層１０３の厚さよりも高くなっていてもよいし、低くなっていてもよい。転写後、電極２２の全体または一部と、パッド電極１４とが、バンプ２３を介して互いに対向する。なお、回路基板１０Ａの実装面の法線方向から見たときに、電極２２とパッド電極１４とが互いに対向する部分の面積が少なくとも、電極２２の面積の約半分となっていればよい。従って、この転写は、それを実現できるだけの精度でかまわない。なお、転写後の各素子２０が後述のリフローを行うまで間や、リフロー中に移動するのを防ぐ必要がある場合には、後述のリフローを行う前に、回路基板１０Ａ上の固定層１０３の粘度を高める処理を行ってもよい。
【００３８】
次に、回路基板１０Ａに対してリフローを行う（図１１）。このとき、バンプ２３が溶融ないしは軟化するので、バンプ２３のセルフアライメント機能により、電極２２と、パッド電極１４とが互いに対向ないしは正対する。また、バンプ２３の溶融ないしは軟化により、転写後の素子２０（または電極２２）と、回路基板１０Ａ（またはパッド電極１４）との電気的な接続を行う。言い換えると、転写後の素子２０（または電極２２）と、回路基板１０Ａ（またはパッド電極１４）とを、導電性の突起（バンプ２３）を介して互いに電気的に接続する。リフロー後、バンプ２３が固化することにより、各素子２０が回路基板１０Ａ上の所定位置に高精度で固定される。
【００３９】
次に、固定層１０３を除去（洗浄）する。ここでは、固定層１０３として用いたフラックスが溶解して残渣物が無くなればよく、そのフラックスに適した洗浄剤を用いればよい。このとき、レーザアブレーションによって発生した残渣など、回路基板１０Ａの実装面に付着した物質（ゴミ）を、フラックスの洗浄と併せて除去することができる。なお、フラックスが無洗浄タイプの場合には、固定層１０３の除去を省略することも可能である。
【００４０】
次に、少なくともバンプ２３を覆う埋込層１５を形成する（図１２参照）。これにより、回路基板１０が形成される。このとき、互いに隣接する２つの素子２０の間に、受光面２０Ａに対して不連続な不連続面１５Ａを形成する。続いて、例えば、真空蒸着法を用いて成膜することにより、受光面２０Ａを結晶成長面としてシンチレータ層３０を形成する（図１２）。シンチレータ層３０の形成に際して、不連続面１５Ａと対向する領域に、シンチレータ層３０の厚さ方向に延在する結晶界面３１Ａを形成するとともに、結晶界面３１Ａによって素子２０ごとに１つずつ割り当てられた複数のシンチレータ部３１を形成する（図１２）。最後に、シンチレータ層３０上に、反射板４０を形成する。このようにして、放射線検出器１が製造される。
【００４１】
［効果］
次に、放射線検出器１の効果について説明する。放射線検出器１では、各素子２０の受光面２０Ａが不連続面１５Ａで囲まれるとともに、シンチレータ層３０の結晶成長面となっている。これにより、受光面２０Ａとシンチレータ層３０とが互いに直接に接するので、例えば、シンチレータ層３０を成長させる専用の部材を、受光面２０Ａとシンチレータ層３０との間に設けた場合と比べて、高い受光効率が得られる。また、受光面２０Ａが不連続面１５Ａで囲まれているので、シンチレータ層３０を受光面２０Ａに形成したときに、受光面２０Ａと不連続面１５Ａとの間の不連続性によって、不連続面１５Ａと対向する領域に、シンチレータ層３０の厚さ方向に延在する結晶界面３１Ａが形成される。これにより、シンチレータ層３０内で生成した光の一部は結晶界面３１Ａで反射されて、受光面２０Ａに入射するので、高い解像度が得られる。従って、画像を高画質化することができる。
【００４２】
また、放射線検出器１では、各素子２０が回路基板１０上に配置されているので、回路基板１０内の各種配線を各素子２０の直下にも形成することができる。これにより、各素子２０が回路基板１０内に形成されている場合と比べて、回路基板１０内の各種配線の幅を太くすることができる。従って、回路基板１０内の各種配線の幅を太くすることにより、配線抵抗を下げることができるので、ジョンソンノイズを低下させることができる。
【００４３】
また、放射線検出器１において、光電変換領域１２２が結晶シリコンで構成されている場合には、光電変換領域１２２がアモルファスシリコンで構成されている場合と比べて、放射線検出器１で得られた画像に含まれる残像を低減することができる。
【００４４】
＜２．第１の実施の形態の変形例＞
[変形例その１]
上記実施の形態では、複数の画素回路１３が各素子２０と対向する位置に１つずつ配置されている場合が例示されていた。しかし、例えば、図１３、図１４に示したように、放射線検出器１が、回路基板１０の代わりに、各素子２０を支持する配線基板９０を備え、さらに、配線基板９０の端縁（すなわち、放射線の照射領域外）に回路基板９５を備えていてもよい。
【００４５】
配線基板９０は、素子２０と直列に接続された複数のスイッチ素子１３Ｓと、各スイッチ素子１３Ｓおよび素子２０と接続された複数の配線（例えば、データ線１２Ａ、ゲート線１２Ｂおよびバイアス線１２Ｃ）とを有する基板である。具体的には、配線基板９０は、例えば、支持基板９１上に、配線層９２および埋込層９４がこの順に積層された構成となっている。支持基板９１は、例えば、ガラス基板や樹脂基板などの絶縁性基板である。埋込層９４は、バンプ２３の材料に使われる半田などがシンチレータ層３０に作用するのを防止するための層であり、少なくともバンプ２３を埋め込んでいる。埋込層９４は、例えば、アンダーフィル樹脂などによって構成されている。埋込層９４が、光不透過性の材料を含んで構成された遮光層となっていてもよい。
【００４６】
配線層９２は、例えば、複数のパッド電極９３と、各素子２０と回路基板９５とを互いに接続する配線（例えば、データ線１２Ａ、ゲート線１２Ｂおよびバイアス線１２Ｃ）とを有している。パッド電極９３は、配線層９２内の配線と電気的に接続された端子電極であり、配線層９２の上面に露出している。パッド電極９３は、素子２０のバンプ２３に接している。複数のパッド電極９３が、素子２０ごとに割り当てられており、例えば、素子２０と対向する領域ごとに配置されている。各パッド電極９３は、例えば、ＵＢＭなどの導電性金属材料を含んで構成されている。配線層９２内の配線は、層間絶縁膜などによって埋め込まれている。層間絶縁膜は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ2）または酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）などによって構成されている。層間絶縁膜は、光不透過性の材料を含んで構成された遮光層となっていてもよい。
【００４７】
複数の素子２０は、共通の配線基板９０に実装されている。複数の素子２０は、例えば、配線基板９０上に２次元配置されている。各素子２０は、例えば、転写技術を用いて素子基板２００から配線基板９０上に転写されたものである。各素子２０は、面内において互いに離間して配置されている。従って、各素子２０の上面（つまり、受光面２０Ａ）は、互いに隣接する２つの素子２０間に形成された間隙で囲まれている。この間隙の幅は、例えば、素子２０の横幅と同等か、またはそれよりも狭くなっている。この間隙の底面は、配線基板９０の上面（例えば、埋込層９４の上面）であり、受光面２０Ａに対して不連続な不連続面９４Ａとなっている。つまり、不連続面９４Ａは、互いに隣接する２つの素子２０の間隙の底面である。ここで、「受光面２０Ａに対して不連続」とは、単に受光面２０Ａと不連続面９４Ａとが同一面内に配置されていないことを指すだけではない。「受光面２０Ａに対して不連続」とは、製造過程においてシンチレータ層３０を形成する際に、シンチレータ層３０の厚さ方向に延在する結晶界面３１Ａを形成することの可能な不連続性を指す。
【００４８】
回路基板９５は、素子２０から出力された信号を処理するものであり、例えば、図１４に示したように、ＦＰＣ(フレキシブルプリント配線基板)９５Ａ上に、出力回路ＩＣ９５Ｂを有している。出力回路ＩＣ９５Ｂは、例えば、素子２０から出力された電流信号を電圧信号に変換する変換回路と、変換回路から出力された電圧信号を増幅するアンプ回路とを、画素列ごとに有している。出力回路ＩＣ９５Ｂは、さらに、例えば、アンプから出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路を有している。Ａ／Ｄ変換回路は、例えば、全画素列に対して１つ設けられている。
【００４９】
本変形例では、放射線の照射領域には、複数のスイッチ素子１３Ｓや、複数のデータ線１２Ａ等が設けられており、放射線の照射領域外に、素子２０から出力された信号を処理する回路（回路基板９５）が設けられている。これにより、回路基板９５が放射線に曝されることが少なくなるので、放射線検出器１の放射線耐性を向上させることができる。
【００５０】
[変形例その２]
上記変形例において、複数のスイッチ素子１３Ｓが、配線基板９０の代わりに、各素子２０に１つずつ設けられていてもよい。例えば、図１５、図１６に示したように、各素子２０において、各スイッチ素子１３Ｓが光電変換領域１２２の形成されている半導体層に設けられている。このとき、光電変換領域１２２およびスイッチ素子１３Ｓ（すなわち、光電変換領域１２２およびスイッチ素子１３Ｓを含む半導体層）は、結晶シリコンで構成されていることが好ましい。このようにした場合には、放射線検出器１で得られた画像に含まれる残像を低減することができるだけでなく、スイッチ素子１３Ｓのスイッチング速度を向上させることができる。
【００５１】
＜２．第２の実施の形態＞
[構成] 
次に、本技術の第２の実施の形態に係る放射線検出器２について説明する。図１７は、本実施の形態の放射線検出器２の断面構成の一例を表したものである。放射線検出器２は、α線、β線、γ線またはＸ線などの放射線を検出するものであり、間接変換方式の放射線検出器である。放射線検出器２は、例えば、配線基板５０、複数の素子６０、シンチレータ層３０および反射板４０を備えている。
【００５２】
配線基板５０は、各素子６０と外部回路とを互いに接続するための各種配線を有する基板である。配線基板５０は、例えば、支持基板５１上に、配線層５２および埋込層５４がこの順に積層された構成となっている。支持基板５１は、例えば、ガラス基板や樹脂基板などの絶縁性基板である。支持基板５１は、シリコン基板などの光不透過性基板（遮光層）であってもよい。埋込層５４は、後述のバンプ６３の材料に使われる半田などがシンチレータ層３０に作用するのを防止するための層であり、少なくともバンプ６３を埋め込んでいる。埋込層５４は、例えば、アンダーフィル樹脂などによって構成されている。埋込層５４が、光不透過性の材料を含んで構成された遮光層となっていてもよい。
【００５３】
配線層５２は、例えば、複数のパッド電極５３と、各パッド電極５３と外部回路とを互いに接続する配線とを有している。パッド電極５３は、配線層５２内の配線と電気的に接続された端子電極であり、配線層５２の上面に露出している。パッド電極５３は、素子６０のバンプ６３に接している。複数のパッド電極５３が、素子６０ごとに割り当てられており、例えば、素子６０と対向する領域ごとに配置されている。各パッド電極５３は、例えば、ＵＢＭなどの導電性金属材料を含んで構成されている。配線層５２内の配線は、層間絶縁膜などによって埋め込まれている。層間絶縁膜は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ2）または酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）などによって構成されている。層間絶縁膜は、光不透過性の材料を含んで構成された遮光層となっていてもよい。
【００５４】
複数の素子６０は、共通の配線基板５０に実装されている。複数の素子６０は、例えば、配線基板５０上に２次元配置されている。各素子６０は、例えば、後に詳述するように、転写技術を用いて素子基板２００から配線基板５０上に転写されたものである。各素子６０は、面内において互いに離間して配置されている。従って、各素子６０の上面（つまり、受光面６０Ａ）は、互いに隣接する２つの素子６０間に形成された間隙で囲まれている。この間隙の幅は、例えば、素子６０の横幅と同等か、またはそれよりも狭くなっている。この間隙の底面は、配線基板５０の上面（例えば、埋込層５４の上面）であり、受光面６０Ａに対して不連続な不連続面５４Ａとなっている。つまり、不連続面５４Ａは、互いに隣接する２つの素子６０の間隙の底面である。ここで、「受光面６０Ａに対して不連続」とは、単に受光面６０Ａと不連続面５４Ａとが同一面内に配置されていないことを指すだけではない。「受光面６０Ａに対して不連続」とは、製造過程においてシンチレータ層３０を形成する際に、シンチレータ層３０の厚さ方向に延在する結晶界面３１Ａを形成することの可能な不連続性を指す。
【００５５】
各素子６０は、例えば、サブミリサイズのチップである。なお、各素子６０が、サブミリサイズよりも大きなサイズであってもよい。各素子６０は、装置や電子回路などの構成要素となる個々の部品であり、チップ状の部品である。各素子６０は、例えば、チップ状の機能部６１、複数の電極６２およびバンプ６３を有している。機能部６１は、機能部６１の上面に入射した光を電流信号に変換する機能を有しており、機能部６１の上面が、素子６０の受光面６０Ａとなっている。受光面６０Ａは、例えば、平坦面となっている。なお、受光面６０Ａが、凹凸を有する曲面となっていてもよい。機能部６１は、さらに、電流信号を電圧信号に変換する機能を有している。
【００５６】
各電極６２は、機能部６１内の光電変換素子１２０および画素回路ＩＣ１６０（後述）と電気的に接続された端子電極であり、機能部６１の底面（つまり、受光面６０Ａとは反対側の面）に配置されている。各電極６２は、バンプ６３と接している。各電極６２は、例えば、ＵＢＭなどの導電性金属材料を含んで構成されている。バンプ６３は、電極６２およびパッド電極５３に接している。バンプ６３は、例えば、鉛もしくはスズを主成分とする合金で構成されており、例えば、電解めっきや、半田ペーストの刷り込みなどによって形成されている。
【００５７】
図１８は、素子６０の断面構成の一例を表したものである。図１８は、光電変換素子１２０の上面からの光を検出するように構成された光電変換素子１２０を有する素子６０の断面構成の一例を表したものである。つまり、図１８に記載の光電変換素子１２０は、上面照射構造となっている。
【００５８】
素子６０は、例えば、図１８に示したように、絶縁層１１１、絶縁層１１２、絶縁層１１３、絶縁層１５１および絶縁層１５２が受光面６０Ａ側から順に積層された構造となっている。絶縁層１１１の裏面（つまり、絶縁層１１２，１１３，１５１，１５２を積層した面とは反対側の面）が受光面６０Ａとなっている。絶縁層１５１，１５２は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ2）または酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）などによって構成されている。
【００５９】
素子６０は、例えば、さらに、図１８に示したように、光電変換素子１２０と、画素回路ＩＣ１６０と、光電変換素子１２０および画素回路ＩＣ１６０と電極６２とを互いに電気的に接続する導電経路とを有している。導電経路は、例えば、パッド電極１１４、配線層１１５、接続部１１６、接続部１１７、配線層１５４および接続部１５５を、光電変換素子１２０側からこの順に並べて構成された第１経路を有している。導電経路は、さらに、パッド電極１５３、配線層１５４および接続部１５５を、画素回路ＩＣ１６０側からこの順に並べて構成された第２経路を有している。画素回路ＩＣ１６０は、例えば、絶縁層１５１，１５２内に配置されている。パッド電極１５３、配線層１５４および接続部１５５は、例えば、絶縁層１５１，１５２内に配置されている。
【００６０】
画素回路ＩＣ１６０は、光電変換領域１２２ごとに１つずつ設けられたものである。画素回路ＩＣ１６０は、素子６０内に配置されている。つまり、画素回路ＩＣ１６０は、素子６０内に１つずつ形成されている。画素回路ＩＣ１６０は、素子６０内の、光電変換領域１２２（もしくは光電変換素子１２０）と対向する位置に配置されており、光電変換領域１２２（もしくは光電変換素子１２０）の下（つまり、素子６０の底面寄り）に配置されている。画素回路ＩＣ１６０は、例えば、画素回路部１６１、複数の電極１６２および複数のバンプ１６３を有している。画素回路部１６１は、例えば、光電変換素子１２０を駆動する駆動回路と、光電変換素子１２０から出力された電流信号を電圧信号に変換する変換回路とを含んで構成されている。画素回路部１６１は、さらに、例えば、上記の電圧信号を増幅するアンプ回路や、アンプから出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路を含んで構成されていてもよい。なお、アンプ回路およびＡ／Ｄ変換回路は、画素回路部１６１ではなく、配線基板５０に形成されていてもよい。また、変換回路は、複数の光電変換領域１２２ごとに１つずつ設けられていてもよい。このとき、各変換回路に割り当てられた複数の光電変換領域１２２が単一の素子内に形成されていてもよい。ただし、この場合には、複数の光電変換領域１２２を有する素子の上面には、光電変換領域１２２ごとに受光面２０Ａが形成され、さらに、互いに隣接する２つの受光面２０Ａの間隙には、受光面２０Ａとの関係で不連続な不連続面が形成されていることが好ましい。各電極１６２は、画素回路部１６１に電気的に接続されている。各バンプ１６３は、電極１６２と、パッド電極１５３とに接して配置されている。パッド電極１５３が、配線層１５４に接して配置されている。接続部１５５は、配線層１５４と、電極６２とに接して配置されている。電極１６２、バンプ１６３、パッド電極１５３、配線層１５４および接続部１５５は、導電性金属材料で構成されている。
【００６１】
シンチレータ層３０は、受光面６０Ａに入射した放射線を光電変換領域１２２の感度域に波長変換するものであり、具体的には、受光面６０Ａに入射した放射線を光に変換するものである。シンチレータ層３０は、受光面６０Ａを結晶成長面として形成されたものであり、例えば、真空蒸着法を用いて成膜することにより形成されたものである。シンチレータ層３０は、不連続面５４Ａと対向する領域に、シンチレータ層３０の厚さ方向に延在する結晶界面３１Ａを有している。結晶界面３１Ａは、受光面６０Ａの端部からシンチレータ層３０の厚さ方向に延在しており、シンチレータ層３０を素子６０（もしくは光電変換領域１２２）ごとに１つずつ区分けしている。つまり、シンチレータ層３０は、結晶界面３１Ａによって素子６０（もしくは光電変換領域１２２）ごとに１つずつ割り当てられた複数のシンチレータ部３１を有している。
【００６２】
結晶界面３１Ａと受光面６０Ａとのなす角θ１は、鈍角となっている。そのため、シンチレータ部３１で発生した光は、結晶界面３１で反射されて、受光面６０Ａに入射し得る。つまり、シンチレータ部３１が集光レンズとして機能する。互いに隣り合う結晶界面３１Ａの間は、空隙となっている。なお、互いに隣り合う結晶界面３１Ａの間に、不連続面５４Ａを結晶成長面として形成されたシンチレータ部が設けられていてもよい。この場合には、不連続面５４Ａを結晶成長面として形成されたシンチレータ部の側面が、結晶界面となっており、所定の間隙を介して素子６０の側面および結晶界面３１Ａと対向配置される。
【００６３】
［製造方法］
次に、放射線検出器２の製造方法の一例について説明する。図１９〜図２６は、放射線検出器２の製造過程を、その工程順に表したものである。まず、素子基板２００と、配線基板５０Ａとを用意する（図１９、図２０）。
【００６４】
素子基板２００は、例えば、図１９に示したように、支持基板２０１、固定層２０２および複数の素子６０を有している。各素子６０は、電極６２を上側に向けて、支持基板２０１上に配置されている。支持基板２０１は、複数の素子６０を支持するものであり、例えば、シリコン基板や、ガラス基板、樹脂基板などで構成されている。固定層２０２は、各素子６０を支持基板２０１に固定するとともに転写時に支持基板２０１から各素子６０を剥離させるものである。固定層２０２は、転写がレーザアブレーションによって行われる場合には、例えば、レーザ発振波長域の光を吸収する材料で構成されている。固定層２０２は、例えば、支持基板２０１の上面全体に形成されている。固定層２０２が、例えば、図１９に示したように、支持基板２０１と各素子６０との間隙だけに形成されていてもよい。転写性を考慮すると、図１９に示したように、固定層２０２が素子６０ごとに形成されていることが好ましい。プロセスの簡素さを考慮すると、固定層２０２が支持基板２０１の上面全体に形成されていることが好ましい。固定層２０２は、支持基板２０１に直接、接していてもよい。なお、固定層２０２と支持基板２０１との間に、接着層や、絶縁層、メタル層などが介在していてもよい。配線基板５０Ａは、上述の配線基板５０において埋込層５４が省略された構成となっている。従って、回路基板５０Ａの上面には、パッド電極５３が露出している。
【００６５】
次に、配線基板５０Ａの上面全体に固定層２０３を形成する（図２１）。固定層２０３は、転写時に各素子６０を受容するとともに、転写後の１または複数の素子６０を、粘着力により保持するものである。固定層２０３は、粘性を有した液体またはゲルであり、例えば、上記実施の形態で例示したフラックスである。例えば、回転塗布、スプレー法、ドクターブレード法、印刷、転写法、インプリント法などの方法を用いることで配線基板５０Ａの上面全体に、薄くかつ均一な厚さで、フラックスを塗布する。従って、このとき、フラックスは、塗布に適した低粘度となっている。なお、後述の転写を行う前に、配線基板５０Ａ上の固定層２０３の粘度を高める処理を行ってもよい。
【００６６】
次に、素子基板２００上の複数の素子６０のうち一部または全部の素子６０を配線基板５０Ａに転写する。まず、素子基板２００および配線基板５０Ａを転写装置に取り付ける。次に、素子基板２００と配線基板５０Ａとを、所定の空隙２０４を介して（つまり離間して）（図２２）または、互いに密着させて（図２３）、互いに対向配置する。続いて、素子基板２００上の複数の素子６０のうち１または複数の素子６０を、例えば、レーザアブレーションを用いて、配線基板５０Ａに転写する（図２４）。これにより、転写後の素子６０を、固定層２０３により配線基板５０Ａに仮固定する。このとき、複数の素子６０の、配線基板５０Ａへの転写に伴って、互いに隣接する２つの素子６０の間に、受光面６０Ａに対して不連続な不連続面２０３Ａが形成される。なお、レーザアブレーション以外の方法で、転写を行ってもよい。
【００６７】
転写時に、バンプ６３が、固定層２０３に突き刺さり、アンカ（錨）として作用する。このとき、バンプ６３（厳密には、機能部６１の底面とバンプ６３の先端との距離）は、固定層２０３の厚さよりも高くなっていてもよいし、低くなっていてもよい。転写後、電極６２の全体または一部と、パッド電極５３とが、バンプ６３を介して互いに対向する。なお、配線基板５０Ａの実装面の法線方向から見たときに、電極６２とパッド電極５３とが互いに対向する部分の面積が少なくとも、電極６２の面積の約半分となっていればよい。従って、この転写は、それを実現できるだけの精度でかまわない。なお、転写後の各素子６０が後述のリフローを行うまで間や、リフロー中に移動するのを防ぐ必要がある場合には、後述のリフローを行う前に、配線基板５０Ａ上の固定層２０３の粘度を高める処理を行ってもよい。
【００６８】
次に、配線基板５０Ａに対してリフローを行う（図２５）。このとき、バンプ６３が溶融ないしは軟化するので、バンプ６３のセルフアライメント機能により、電極６２と、パッド電極５３とが互いに対向ないしは正対する。また、バンプ６３の溶融ないしは軟化により、転写後の素子６０（または電極６２）と、配線基板５０Ａ（またはパッド電極５３）との電気的な接続を行う。言い換えると、転写後の素子６０（または電極６２）と、配線基板５０Ａ（またはパッド電極５３）とを、導電性の突起（バンプ６３）を介して互いに電気的に接続する。リフロー後、バンプ６３が固化することにより、各素子６０が配線基板５０Ａ上の所定位置に高精度で固定される。
【００６９】
次に、固定層２０３を除去（洗浄）する。ここでは、固定層２０３として用いたフラックスが溶解して残渣物が無くなればよく、そのフラックスに適した洗浄剤を用いればよい。このとき、レーザアブレーションによって発生した残渣など、配線基板５０Ａの実装面に付着した物質（ゴミ）を、フラックスの洗浄と併せて除去することができる。なお、フラックスが無洗浄タイプの場合には、固定層２０３の除去を省略することも可能である。
【００７０】
次に、少なくともバンプ６３を覆う埋込層５４を形成する（図２６参照）。これにより、配線基板５０が形成される。このとき、互いに隣接する２つの素子６０の間に、受光面６０Ａに対して不連続な不連続面５４Ａが形成される。続いて、例えば、真空蒸着法を用いて成膜することにより、受光面６０Ａを結晶成長面としてシンチレータ層３０を形成する（図２６）。シンチレータ層３０の形成に際して、不連続面５４Ａと対向する領域に、シンチレータ層３０の厚さ方向に延在する結晶界面３１Ａを形成するとともに、結晶界面３１Ａによって素子６０ごとに１つずつ割り当てられた複数のシンチレータ部３１を形成する（図２６）。最後に、シンチレータ層３０上に、反射板４０を形成する。このようにして、放射線検出器２が製造される。
【００７１】
［効果］
次に、放射線検出器２の効果について説明する。放射線検出器２では、各素子６０の受光面６０Ａが不連続面５４Ａで囲まれるとともに、シンチレータ層３０の結晶成長面となっている。これにより、受光面６０Ａとシンチレータ層３０とが互いに直接に接するので、例えば、シンチレータ層３０を成長させる専用の部材を、受光面６０Ａとシンチレータ層３０との間に設けた場合と比べて、高い受光効率が得られる。また、受光面６０Ａが不連続面５４Ａで囲まれているので、シンチレータ層３０を受光面６０Ａに形成したときに、受光面６０Ａと不連続面５４Ａとの間の不連続性によって、不連続面５４Ａと対向する領域に、シンチレータ層３０の厚さ方向に延在する結晶界面３１Ａが形成される。これにより、シンチレータ層３０内で生成した光の一部は結晶界面３１Ａで反射されて、受光面６０Ａに入射するので、高い解像度が得られる。従って、画像を高画質化することができる。
【００７２】
＜３．上記各実施の形態の変形例＞
次に、上記各実施の形態に係る放射線検出器１，２の変形例について説明する。
【００７３】
[変形例その１]
上記第１の実施の形態では、各素子２０の受光面２０Ａは、例えば、図３、図４に示したように、絶縁層１１１または基板１２１の上面となっていた。しかし、例えば、図２７、図２８に示したように、各素子２０が、絶縁層１１１または光電変換素子１２０の上面に接する保護膜１１８を有している場合には、保護膜１１８の上面が受光面２０Ａとなっている。また、上記第２の実施の形態では、各素子６０の受光面６０Ａは、例えば、図１８に示したように、絶縁層１１１の上面となっていた。しかし、例えば、図２９に示したように、各素子６０が、絶縁層１１１の上面に接する保護膜１１９を有している場合には、保護膜１１９の上面が受光面６０Ａとなっている。保護膜１１８，１１９は、例えば、パリレンＣよりなる有機膜である。
【００７４】
保護膜１１８は、素子２０ごとに別個に形成されていてもよいし、複数の素子２０で共通に形成されていてもよい。保護膜１１８が複数の素子２０で共通に形成されている場合には、例えば、図３０に示したように、保護膜１１８が、各素子２０の上面だけでなく、埋込層１５の上面にも形成された１枚の膜となっていてもよい。このとき、保護膜１１８のうち、互いに隣接する２つの素子２０間の間隙の底面に相当する部分が、受光面２０Ａとの関係で不連続な不連続面１１８Ａとなる。
【００７５】
同様に、保護膜１１９は、素子６０ごとに別個に形成されていてもよいし、複数の素子６０で共通に形成されていてもよい。保護膜１１９が複数の素子６０で共通に形成されている場合には、例えば、図３１に示したように、保護膜１１９が、各素子６０の上面だけでなく、埋込層５４の上面にも形成された１枚の膜となっていてもよい。このとき、保護膜１１９のうち、互いに隣接する２つの素子６０間の間隙の底面に相当する部分が、受光面６０Ａとの関係で不連続な不連続面１１９Ａとなる。
【００７６】
本変形例では、保護膜１１８，１１９が受光面２０Ａ，６０Ａ、すなわちシンチレータ層３０の結晶成長面となっている。このようにした場合であっても、例えば、シンチレータ層３０を成長させる専用の部材を、受光面２０Ａ，６０Ａとシンチレータ層３０との間に設けた場合と比べて、高い受光効率が得られる。従って、本変形例でも、画像を高画質化することができる。
【００７７】
[変形例その２]
上記第１の実施の形態では、複数の光電変換領域１２２が素子２０ごとに１つずつ設けられていた。しかし、例えば、図３２に示したように、複数の光電変換素子１２２が共通の基板７０内に設けられていてもよい。基板７０は、半導体基板上に、複数の光電変換領域１２２を含む半導体層を形成したものである。基板７０において、半導体基板が受光面２０Ａ側に配置されている。複数の光電変換素子１２２は、基板７０内において、互いに離間して配置されている。従って、光電変換素子１２２と対向する位置にある複数の受光面２０Ａも、半導体基板の上面において互いに離間して配置されている。基板７０（もしくは半導体基板）は、受光面２０Ａの周囲に溝７０Ａを有している。溝７０Ａの底面は、受光面２０Ａとの関係で不連続な不連続面７０Ｂとなっている。
【００７８】
また、上記第２の実施の形態では、複数の光電変換領域１２２および画素回路ＩＣ１６０が素子６０ごとに１つずつ設けられていた。しかし、例えば、図３３に示したように、複数の光電変換素子１２２および画素回路ＩＣ１６０が共通の基板８０内に設けられていてもよい。基板８０は、半導体基板上に、複数の光電変換領域１２２を含む半導体層を形成したのち、その半導体層上に、複数の画素回路ＩＣ１６０を実装し、埋め込んだものである。基板８０において、半導体基板が受光面６０Ａ側に配置されている。複数の光電変換素子１２２は、基板８０内において、互いに離間して配置されている。従って、光電変換素子１２２と対向する位置にある複数の受光面６０Ａも、半導体基板の上面において互いに離間して配置されている。基板８０（もしくは半導体基板）は、受光面６０Ａの周囲に溝８０Ａを有している。溝８０Ａの底面は、受光面８０Ａとの関係で不連続な不連続面８０Ｂとなっている。
【００７９】
本変形例では、エッチングなどにより基板７０，８０に溝７０Ａ，８０Ａを設けることにより、不連続面７０Ｂ，８０Ｂに囲まれた受光面２０Ａ，６０Ａが形成される。このように、上述したような転写技術を用いる代わりに、エッチング技術を用いることで、受光面２０Ａ，６０Ａと不連続面７０Ｂ，８０Ｂとの間に不連続性を持たせることができる。これにより、不連続面７０Ｂ，８０Ｂと対向する領域に、シンチレータ層３０の厚さ方向に延在する結晶界面３１Ａが形成される。従って、本変形例でも、画像を高画質化することができる。
【００８０】
[変形例その３] 
上記第１の実施の形態では、複数の光電変換領域１２２が素子２０ごとに１つずつ設けられていた。しかし、例えば、図３４に示したように、複数の光電変換素子１２２が共通の基板７３内に設けられていてもよい。基板７３は、半導体基板上に、複数の光電変換領域１２２を含む半導体層を形成したものである。基板７３において、半導体基板が受光面２０Ａ側に配置されている。複数の光電変換素子１２２は、基板７３内において、互いに離間して配置されている。従って、光電変換素子１２２と対向する位置にある複数の受光面２０Ａも、半導体基板の上面において互いに離間して配置されている。本変形例に係る放射線検出器１は、基板７３（もしくは半導体基板）の上面のうち、受光面２０Ａの周囲に遮光層７４を有している。遮光層７４は、光不透過性の材料を含んで構成されている。遮光層７４の上面は、受光面２０Ａとの関係で不連続な不連続面７４Ａとなっている。
【００８１】
また、上記第２の実施の形態では、複数の光電変換領域１２２および画素回路ＩＣ１６０が素子６０ごとに１つずつ設けられていた。しかし、例えば、図３５に示したように、複数の光電変換素子１２２および画素回路ＩＣ１６０が共通の基板８１内に設けられていてもよい。基板８１は、半導体基板上に、複数の光電変換領域１２２を含む半導体層を形成したのち、その半導体層上に、複数の画素回路ＩＣ１６０を実装し、埋め込んだものである。基板８１において、半導体基板が受光面６０Ａ側に配置されている。複数の光電変換素子１２２は、基板８１内において、互いに離間して配置されている。従って、光電変換素子１２２と対向する位置にある複数の受光面６０Ａも、半導体基板の上面において互いに離間して配置されている。基板８１（もしくは半導体基板）は、受光面６０Ａの周囲に遮光層８２を有している。遮光層８２は、光不透過性の材料を含んで構成されている。遮光層８２の上面は、受光面６０Ａとの関係で不連続な不連続面８２Ａとなっている。
【００８２】
本変形例では、シンチレータ層３０は、不連続面７４Ａ，８２Ａを結晶成長面として形成されたシンチレータ部３２を有している。シンチレータ部３２は、不連続面７４Ａ，８２Ａと対向する領域に、シンチレータ層３０の厚さ方向に延在する結晶界面を有している。シンチレータ部３２の結晶界面は、例えば、シンチレータ部３１の結晶界面３１Ａと所定の間隙を介して対向配置されている。なお、シンチレータ部３２の結晶界面が、シンチレータ部３１の結晶界面３１Ａに接して形成されていてもよい。
【００８３】
本変形例では、基板７３，８１の上面に遮光層７４，８２を設けることにより、不連続面７４Ａ，８２Ａに囲まれた受光面２０Ａ，６０Ａが形成される。このように、上述したような転写技術を用いる代わりに、成膜技術を用いることで、受光面２０Ａ，６０Ａと不連続面７４Ａ，８２Ａとの間に不連続性を持たせることができる。これにより、不連続面７４Ａ，８２Ａと対向する領域に、シンチレータ層３０の厚さ方向に延在する結晶界面３１Ａが形成される。従って、本変形例でも、画像を高画質化することができる。
【００８４】
＜４．第３の実施の形態＞
次に、第３の実施の形態に係る放射線検出器３について説明する。図３６は、放射線検出器３の断面構成の一例を表したものである。放射線検出器３は、上記各実施の形態およびその変形例に係る複数の放射線検出器１または複数の放射線検出器２が面内に行列状にタイリングされたものである。従って、放射線検出器３でも、上記各実施の形態およびその変形例と同様に、画像を高画質化することができる。
【００８５】
＜５．変形例＞
上記第１および第２の実施の形態ならびにその変形例では、各素子２０，６０の上面にシンチレータ層３０が形成されていた。同様に、第３の実施の形態でも、各素子２０，６０の上面にシンチレータ層３０が形成されていた。しかし、例えば、図３７、図３８、図３９に示したように、シンチレータ層３０が省略されていてもよい。ただし、この場合には、各素子２０，６０に含まれる光電変換素子１２０（または光電変換領域１２２）が、放射線を直接、電気信号に変換する直接変換方式となっている。本変形例において、光電変換領域１２２は、例えば、カドミウムテルル（ＣｄＴｅ）などの半導体結晶で形成されている。
【００８６】
本変形例では、シンチレータ層３０が省略され、光電変換素子１２０が、放射線を直接、電気信号に変換する直接変換方式となっているので、光電変換素子１２０が間接変換方式となっている場合と比べて、高い解像度が得られる。従って、画像を高画質化することができる。
【００８７】
＜６．第４の実施の形態＞
次に、第４の実施の形態に係る撮像装置４について説明する。図４０は、撮像装置４の概略構成の一例を表したものである。撮像装置４は、上述の放射線検出器１〜３を画素部に用いたものであり、医療用をはじめ、手荷物検査等のその他の非破壊検査用の撮像装置として好適に用いられるものである。撮像装置４は、例えば、基板４１０上に画素部４２０を備え、この画素部４２０の周辺領域に、画素部４２０を駆動する駆動部を備えている。駆動部は、例えば、行走査部４３０、水平選択部４４０、列走査部４５０およびシステム制御部４６０を有している。
【００８８】
画素部４２０は、撮像装置４における撮像エリアとなるものである。画素部４２０は、放射線検出器１、放射線検出器２、または放射線検出器３によって構成されている。画素部４２０が、放射線検出器１、または複数の放射線検出器１を備えた放射線検出器３によって構成されている場合、一組の光電変換素子１２０および画素回路１３が、単位画素Ｐを構成している。画素部４２０が、放射線検出器２、または複数の放射線検出器２を備えた放射線検出器３によって構成されている場合、一組の光電変換素子１２０および画素回路ＩＣ１６０が、単位画素Ｐを構成している。
【００８９】
画素部４２０では、複数の単位画素Ｐが行列状に配置されている。各単位画素Ｐには、２本の画素駆動線４７０（具体的には、後述の行選択線４７１およびリセット制御線４７２）が接続されている。画素部４２０では、複数の画素駆動線４７０が行方向に延在しており、複数の垂直信号線４８０が列方向に延在している。垂直信号線４８０は、単位画素Ｐからの信号読み出しのための駆動信号を伝送するものである。各画素駆動線４７０は、行走査部４３０の出力端および画素部４２０に接続されている。各垂直信号線４８０は、水平選択部４４０の入力端および画素部４２０に接続されている。
【００９０】
行走査部４３０は、シフトレジスタやアドレスデコーダ等によって構成され、画素部４２０の各単位画素Ｐを、例えば行単位で駆動する画素駆動部である。行走査部４３０によって選択走査された画素行の各単位画素Ｐから出力された信号は、各垂直信号線４８０を介して水平選択部４４０に供給される。水平選択部４４０は、例えば、垂直信号線４８０ごとに設けられたアンプや水平選択スイッチ等によって構成されている。
【００９１】
列走査部４５０は、例えば、シフトレジスタやアドレスデコーダ等によって構成され、水平選択部４４０の各水平選択スイッチを走査しつつ順番に駆動するものである。列走査部４５０による選択走査により、各垂直信号線４８０を介して伝送される各単位画素Ｐの信号が順番に水平信号線４９０に出力され、水平信号線４９０を通して基板４１０の外部へ伝送される。
【００９２】
行走査部４３０、水平選択部４４０、列走査部４５０および水平信号線４９０からなる回路部分は、基板４１０上に直に形成されていてもよいし、あるいは外部制御ＩＣに配設されていてもよい。また、当該回路部分は、ケーブル等により接続された他の基板に形成されていてもよい。
【００９３】
システム制御部４６０は、基板４１０の外部から与えられるクロックや、動作モードを指令するデータなどを受け取り、また、撮像装置４の内部情報などのデータを出力するものである。システム制御部４６０は、さらに、各種のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータを有し、当該タイミングジェネレータで生成された各種のタイミング信号を基に行走査部４３０、水平選択部４４０および列走査部４５０などの周辺回路の駆動制御を行う。
【００９４】
［画素回路１３または画素回路部１６１］
図４１は、画素回路１３または画素回路部１６１の概略構成の一例を表したものである。画素回路１３または画素回路部１６１は、例えば、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３と、容量成分Ｃｓとを有している。光電変換素子１２０は、基準電位Ｖｘｒｅｆが与えられる端子４２１と蓄積ノードＮとの間に接続されている。
【００９５】
トランジスタＴｒ１は、リセットトランジスタであり、参照電位Ｖｒｅｆが与えられる端子４２２と蓄積ノードＮとの間に接続されている。トランジスタＴｒ１のゲートは、リセット制御線４７２に接続されている。トランジスタＴｒ１は、リセット信号Ｖｒｓｔに応答してオンすることによって蓄積ノードＮの電位を参照電位Ｖｒｅｆにリセットするものである。トランジスタＴｒ２は、読出トランジスタである。トランジスタＴｒ２のゲートが蓄積ノードＮに、端子４２３（ドレイン）が電源ＶＤＤにそれぞれ接続されている。トランジスタＴｒ２は、光電変換素子１２０で発生した信号電荷をゲートで受け、この信号電荷に応じた信号電圧を出力する。トランジスタＴｒ３は、行選択トランジスタであり、トランジスタＴｒ２のソースと垂直信号線４８０との間に接続されている。トランジスタＴｒ３のゲートは、行選択線４７１に接続されている。トランジスタＴｒ３は、行走査信号Ｖｒｅａｄに応答してオンすることにより、トランジスタＴｒ２から出力される信号を垂直信号線４８０に出力する。トランジスタＴｒ３は、トランジスタＴｒ２のドレインと電源ＶＤＤとの間に接続されていてもよい。蓄積ノードＮには容量成分Ｃｓが存在し、光電変換素子１２０で発生した信号電荷は蓄積ノードＮに蓄積される。
【００９６】
本実施の形態では、上述の放射線検出器１〜３が画素部４２０に用いられている。従って、高画質化な画像を得ることができる。
【００９７】
＜７．第５の実施の形態＞
次に、第５の実施の形態に係る撮像表示システム５について説明する。図４２は、撮像表示システム５の概略構成の一例を表したものである。撮像表示システム５は、上述の放射線検出器１〜３が画素部４２０に用いられた撮像装置４を備えている。撮像表示システム５は、例えば、撮像装置４と、画像処理部６と、表示装置７とを備えている。画像処理部６は、撮像装置４により得られた撮像信号Ｄｏｕｔに対して所定の画像処理を施すものであり、具体的には、撮像信号Ｄｏｕｔに対して所定の画像処理を施すことにより、表示信号Ｄ１を生成する。表示装置７は、撮像装置４により得られた撮像信号Ｄｏｕｔに基づく画像表示を行うものであり、具体的には、画像処理部６で処理された後の撮像信号（表示信号Ｄ１）に基づいて、映像を表示するものである。
【００９８】
本実施の形態では、放射線源３００から被写体４００に向けて照射された放射線のうち、被写体４００を透過した成分が撮像装置４によって検出される。撮像装置４で検出されることにより得られた撮像信号Ｄｏｕｔには、画像処理部６によって所定の処理がなされる。所定の処理がなされた後の撮像信号（表示信号Ｄ１）は、表示装置７に出力され、表示信号Ｄ１に応じた映像が、表示装置７のモニタ画面に表示される。
【００９９】
このように、本実施の形態では、撮像装置４において上述の放射線検出器１〜３が用いられている。従って、高画質化な画像を得ることができる。
【０１００】
＜８．第６の実施の形態＞
次に、第６の実施の形態に係る撮像システム６について説明する。図４３は、撮像システム６の概略構成の一例を表したものである。撮像システム６は、撮像表示システム５において、画像処理部６で処理された後の撮像信号（３ＤＣＡＤ（computer-aided design）信号Ｄ２）に基づいて立体物を成型する成型装置８をさらに備えたものである。成型装置８は、例えば、３Ｄプリンタである。画像処理部６は、撮像信号Ｄｏｕｔに対して所定の画像処理を施すことにより、３ＤＣＡＤ信号Ｄ２を生成するものである。なお、必要に応じて表示装置７が省略されてもよい。また、成型装置８が撮像システム６に対して後付け可能に構成されていてもよい。
【０１０１】
本実施の形態では、撮像装置４において上述の放射線検出器１〜３が用いられている。従って、高精度な立体物を形成することができる。
【０１０２】
以上、実施の形態およびその変形例を挙げて本技術を説明したが、本技術は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。なお、本明細書中に記載された効果は、あくまで例示である。本技術の効果は、本明細書中に記載された効果に限定されるものではない。本技術が、本明細書中に記載された効果以外の効果を持っていてもよい。
【０１０３】
例えば、上記各実施の形態およびその変形例において、不連続面１５Ａ，５４Ａ，７０Ｂ，７４Ａ，８０Ｂ，８２Ａ，９４Ａ，１０３Ａ，１１８Ａ，１１９Ａが省略されているか、または、受光面２０Ａ，６０Ａとの関係で平坦化していてもよい。
【０１０４】
また、例えば、本技術は以下のような構成を取ることができる。
（１）
受光面に入射した光を電流信号に変換する複数の光電変換領域と、
前記受光面の周囲に形成され、前記受光面に対して不連続な不連続面と、
前記受光面を結晶成長面として形成され、入射した放射線を光に変換するシンチレータ層と
を備えた
放射線検出器。
（２）
前記シンチレータ層は、前記不連続面と対向する領域に、当該シンチレータ層の厚さ方向に延在する結晶界面を有し、前記結晶界面によって前記光電変換領域ごとに１つずつ区分けされた複数のシンチレータ部を有する
（１）に記載の放射線検出器。
（３）
互いに隣接する２つの前記シンチレータ部の間隙の幅は、前記不連続面側から前記シンチレータ部の上部側向かうにつれて、狭くなっている
（２）に記載の放射線検出器。
（４）
各前記光電変換領域は、チップ状の素子内に１つずつ形成され、
互いに隣接する２つの前記素子の間隙の底面が、前記不連続面となっている
（１）ないし（３）のいずれか一項に記載の放射線検出器。
（５）
前記素子は、前記光電変換領域を含む光電変換素子と、前記光電変換素子の上方に配置され、前記光電変換素子を支持する絶縁層とを含んで構成され、
前記絶縁層の上面が前記受光面となっている
（４）に記載の放射線検出器。
（６）
前記素子は、前記光電変換領域を含む光電変換素子であり、
前記光電変換素子の上面が前記受光面となっている
（４）に記載の放射線検出器。
（７）
前記素子は、前記光電変換領域を含む光電変換素子と、前記光電変換素子の上方に配置され、前記光電変換素子を支持する絶縁層と、前記絶縁層の上面に接する保護膜とを含んで構成され、
前記保護膜の上面が前記受光面となっている
（４）に記載の放射線検出器。
（８）
前記素子は、前記光電変換領域を含む光電変換素子と、前記光電変換素子の上面に接する保護膜とを含んで構成され、
前記保護膜の上面が前記受光面となっている
（４）に記載の放射線検出器。
（９）
前記素子の下方に遮光層をさらに備えた
（１）ないし（８）のいずれか一項に記載の放射線検出器。
（１０）
各前記素子は、前記光電変換領域と、前記光電変換領域と直列に接続されたスイッチ素子とを含んで構成され、
前記光電変換領域および前記スイッチ素子は、結晶シリコンで構成され、
当該放射線検出器は、
支持基板上に、各前記スイッチ素子と電気的に接続された複数の配線を有し、各前記素子を支持する配線基板と、
各前記配線の端部に接続され、前記電流信号を電圧信号に変換する複数の変換回路を含む回路基板と
をさらに備えた
（４）に記載の放射線検出器。
（１１）
各前記光電変換領域は、結晶シリコンで構成され、
当該放射線検出器は、
支持基板上に、各前記光電変換領域と直列に接続された複数のスイッチ素子と、各前記スイッチ素子と接続された複数の配線とを有し、各前記素子を支持する配線基板と、
各前記配線の端部に接続され、前記電流信号を電圧信号に変換する複数の変換回路を含む回路基板と
をさらに備えた
（４）に記載の放射線検出器。
（１２）
複数の前記光電変換領域の形成された半導体基板をさらに備え、
前記半導体基板は、前記受光面の周囲に溝を有し、
前記溝の底面が、前記不連続面となっている
（２）または（３）に記載の放射線検出器。
（１３）
前記半導体基板は、各前記光電変換領域と直列に接続された複数のスイッチ素子をさらに有し、
各前記光電変換領域および各前記スイッチ素子は、結晶シリコンで構成される
当該放射線検出器は、
支持基板上に、各前記スイッチ素子と電気的に接続された複数の配線を有し、前記半導体基板を支持する配線基板と、
各前記配線の端部に接続され、前記電流信号を電圧信号に変換する複数の変換回路を含む回路基板と
をさらに備えた
（１２）に記載の放射線検出器。
（１４）
各前記光電変換領域は、結晶シリコンで構成され、
当該放射線検出器は、
支持基板上に、各前記光電変換領域と直列に接続された複数のスイッチ素子と、各前記スイッチ素子と接続された複数の配線とを有し、前記半導体基板を支持する配線基板と、
各前記配線の端部に接続され、前記電流信号を電圧信号に変換する複数の変換回路を含む回路基板と
をさらに備えた
（１２）に記載の放射線検出器。
（１５）
複数の前記光電変換領域の形成された半導体基板と、
前記半導体基板の上面のうち、前記受光面の周囲に形成された遮光部と
をさらに備え、
前記遮光部の上面が、前記不連続面となっている
（２）または（３）に記載の放射線検出器。
（１６）
放射線検出器と、
前記放射線検出器を駆動する駆動部と
を備え、
前記放射線検出器は、
受光面に入射した光を電流信号に変換する複数の光電変換領域と、
前記受光面の周囲に形成され、前記受光面に対して不連続な不連続面と、
前記光電変換領域ごとに１つずつ設けられ、前記電流信号を電圧信号に変換する複数の変換回路と、
前記受光面を結晶成長面として形成され、入射した放射線を光に変換するシンチレータ層と
を有する
撮像装置。
（１７）
前記シンチレータ層は、前記不連続面と対向する領域に、当該シンチレータ層の厚さ方向に延在する結晶界面を有し、前記結晶界面によって前記光電変換領域ごとに１つずつ区分けされた複数のシンチレータ部を有する
（１６）に記載の撮像装置。
（１８）
撮像装置と、
前記撮像装置により得られた撮像信号に基づく画像表示を行う表示装置と
を備え、
前記撮像装置は、
放射線検出器と、
前記放射線検出器を駆動する駆動部と
を有し、
前記放射線検出器は、
受光面に入射した光を電流信号に変換する複数の光電変換領域と、
前記受光面の周囲に形成され、前記受光面に対して不連続な不連続面と、
前記光電変換領域ごとに１つずつ設けられ、前記電流信号を電圧信号に変換する複数の変換回路と、
前記受光面を結晶成長面として形成され、入射した放射線を光に変換するシンチレータ層と
を有する
撮像表示システム。
（１９）
前記シンチレータ層は、前記不連続面と対向する領域に、当該シンチレータ層の厚さ方向に延在する結晶界面を有し、前記結晶界面によって前記光電変換領域ごとに１つずつ区分けされた複数のシンチレータ部を有する
（１８）に記載の撮像表示システム。
（２０）
支持基板上に、受光面に入射した光を電流信号に変換する複数の素子が固定された素子基板の、一部または全部の前記素子を基板に転写することと、
前記受光面を結晶成長面として、入射した放射線を光に変換するシンチレータ層を形成することと
を含む
放射線検出器の製造方法。
（２１）
複数の前記素子の、前記基板への転写に伴って、互いに隣接する２つの前記素子の間に、前記受光面に対して不連続な不連続面を形成することと、
前記シンチレータ層の形成に際して、前記不連続面と対向する領域に、前記シンチレータ層の厚さ方向に延在する結晶界面を形成するとともに、前記結晶界面によって前記素子ごとに１つずつ割り当てられた複数のシンチレータ部を形成することと
を含む
（２０）に記載の放射線検出器の製造方法。
【０１０５】
また、例えば、本技術は以下のような構成を取ることができる。
（１）
受光面に入射した光を電流信号に変換する複数の光電変換領域と、
前記受光面を結晶成長面として形成され、入射した放射線を光に変換するシンチレータ層と
を備え、
各前記光電変換領域は、結晶シリコンで構成される
放射線検出器。
（２）
各前記光電変換領域と直列に接続された複数のスイッチ素子をさらに備え、
各前記光電変換領域および各前記スイッチ素子は、画素ごとに１つずつ割り当てられ、
各前記画素において、前記スイッチ素子は、前記光電変換領域と共に共通の基板上に形成されるとともに、結晶シリコンで構成される
（１）に記載の放射線検出器。
（３）
支持基板上に、各前記スイッチ素子と接続された複数の配線を有し、前記基板を介して各前記光電変換領域および各前記スイッチ素子を支持する配線基板と、
各前記配線の端部に接続され、前記電流信号を電圧信号に変換する複数の変換回路を含む回路基板と
をさらに備えた
（２）に記載の放射線検出器。
（４）
前記支持基板は、ガラス基板、または、樹脂基板である
（３）に記載の放射線検出器。
（５）
各前記光電変換領域および各前記スイッチ素子は、それぞれ、前記画素ごとに、チップ状の素子内に１つずつ形成される
（２）ないし（４）のいずれか一項に記載の放射線検出器。
（６）
各前記光電変換領域および各前記スイッチ素子は、共通の前記基板上に形成される
（２）ないし（４）のいずれか一項に記載の放射線検出器。
（７）
支持基板上に、各前記光電変換領域と直列に接続された複数のスイッチ素子と、各前記スイッチ素子と接続された複数の配線とを有し、各前記光電変換領域を支持する配線基板をさらに備えた
（１）に記載の放射線検出器。
（８）
前記支持基板は、ガラス基板、または、樹脂基板である
（７）に記載の放射線検出器。
（９）
各前記光電変換領域は、チップ状の素子内に１つずつ形成される
（７）または（８）に記載の放射線検出器。
（１０）
各前記光電変換領域は、共通の基板上に形成される
（７）または（８）に記載の放射線検出器。
【符号の説明】
【０１０６】
１，２，３…放射線検出器、４…撮像装置、５…撮像表示システム、６…撮像システム、７…表示装置、８…成型装置、１０，１０Ａ…回路基板、１１…支持基板、１２…回路層、１３…画素回路、１４…パッド電極、１５…埋込層、１５Ａ…不連続面、２０…素子、２０Ａ…受光面、２１…機能部、２２…電極、２３…バンプ、３０…シンチレータ層、３０Ｓ…接平面、３１，３２…シンチレータ部、３１Ａ…結晶界面、３２…保護膜、４０…反射板、５０，５０Ａ…配線基板、５１…支持基板、５２…配線層、５３…パッド電極、５４…埋込層、５４Ａ…不連続面、６０…素子、６０Ａ…受光面、６１…機能部、６２…電極、６３…バンプ、７０…基板、７０Ａ…溝、７０Ｂ…不連続面、７３…基板、７４…遮光層、７４Ａ…不連続面、８０…基板、８０Ａ…溝、８０Ｂ…不連続面、８１…基板、８２…遮光層、８２Ａ…不連続面、９０…配線基板、９１…支持基板、９２…配線層、９３…パッド電極、９４…埋込層、９４Ａ…不連続面、１００…素子基板、１０１…支持基板、１０２，１０３…固定層、１０３Ａ…不連続面、１０４…空隙、１１１…絶縁層、１１２，１１３…絶縁層、１１４…パッド電極、１１５…配線層、１１６，１１７…接続部、１１８，１１９…保護膜、１１８Ａ，１１９Ａ…不連続面、１２０…光電変換素子、１２１…基板、１２２…光電変換領域、１２３…電極、１２４…バンプ、１５１，１５２…絶縁層、１５３…パッド電極、１５４…配線層、１５５…接続部、１６０…画素回路ＩＣ、１６１…画素回路部、１６２…電極、１６３…バンプ、２００…素子基板、２０１…支持基板、２０２，２０３…固定層、２０３Ａ…不連続面、２０４…空隙、３００…放射線源、４００…被写体、４１０…基板、４２０…画素部、４３０…行走査部、４４０…水平選択部、４５０…列走査部、４６０…システム制御部、４７０…画素駆動線、４７１…行選択線、４７２…リセット制御線、４８０…垂直信号線、４９０…水平信号線、Ｄ１…表示信号、Ｄ２…３ＤＣＡＤ信号、Ｄｏｕｔ…撮像信号、Ｔｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３…トランジスタ、Ｃｓ…容量成分、θ１，θ２…角。
【図１】
2015064332.tif 000003
【図２】
2015064332.tif 000004
【図３】
2015064332.tif 000005
【図４】
2015064332.tif 000006
【図５】
2015064332.tif 000007
【図６】
2015064332.tif 000008
【図７】
2015064332.tif 000009
【図８】
2015064332.tif 000010
【図９】
2015064332.tif 000011
【図１０】
2015064332.tif 000012
【図１１】
2015064332.tif 000013
【図１２】
2015064332.tif 000014
【図１３】
2015064332.tif 000015
【図１４】
2015064332.tif 000016
【図１５】
2015064332.tif 000017
【図１６】
2015064332.tif 000018
【図１７】
2015064332.tif 000019
【図１８】
2015064332.tif 000020
【図１９】
2015064332.tif 000021
【図２０】
2015064332.tif 000022
【図２１】
2015064332.tif 000023
【図２２】
2015064332.tif 000024
【図２３】
2015064332.tif 000025
【図２４】
2015064332.tif 000026
【図２５】
2015064332.tif 000027
【図２６】
2015064332.tif 000028
【図２７】
2015064332.tif 000029
【図２８】
2015064332.tif 000030
【図２９】
2015064332.tif 000031
【図３０】
2015064332.tif 000032
【図３１】
2015064332.tif 000033
【図３２】
2015064332.tif 000034
【図３３】
2015064332.tif 000035
【図３４】
2015064332.tif 000036
【図３５】
2015064332.tif 000037
【図３６】
2015064332.tif 000038
【図３７】
2015064332.tif 000039
【図３８】
2015064332.tif 000040
【図３９】
2015064332.tif 000041
【図４０】
2015064332.tif 000042
【図４１】
2015064332.tif 000043
【図４２】
2015064332.tif 000044
【図４３】
2015064332.tif 000045