(57)【要約】【課題】均一で欠陥が少なく信頼性の高い二次元画像検出器を歩留まり良く製作する。【解決手段】  本発明にかかる二次元画像検出器は、画素配列層およびスイッチング素子を含むアクティブマトリクス基板と放射線変換膜を含む対向基板とを、硬化のために温度変化を必要としない導電性ペーストを用いてスクリーン印刷によって形成したバンプ電極によって接続する。【効果】  大面積にわたってバンプ電極を等ピッチで配置するのが非常に容易となり、温度膨張による基板の反りや割れの発生を抑制できるので、隣接バンプの溶着による欠陥のない高品質な二次元画像検出器を歩留まり良く製作することができる。【選択図】        図２
2008171833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
格子状に配列された複数のスイッチング素子と、前記スイッチング素子に接続され電荷蓄積容量を有する画素配列層と、前記画素配列層のほぼ全面に対向して形成される電極部と、前記画素配列層および前記電極部の間に形成され、光もしくは放射線を電気信号に変換する半導体層とを備えている二次元画像検出器において、前記画素配列層および前記スイッチング素子を含むアクティブマトリクス基板と、前記電極部および前記半導体層を含む対向基板とを備えており、前記アクティブマトリクス基板の画素配列層と、前記対向基板の半導体層とが対向するように両基板が配置されると共に、前記両基板は、導電性ペーストを用いてスクリーン印刷によって形成したバンプ電極によって接続されていることを特徴とする二次元画像検出器。
【請求項２】
前記半導体層が、ＣｄＴｅもしくはＣｄＺｎＴｅであることを特徴とする請求項２に記載の二次元画像検出器。
【請求項３】
前記バンプ電極を前記アクティブマトリクス基板の画素電極上に形成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の二次元画像検出器
【請求項４】
前記導電性ペーストの導電性材料がカーボンを主成分とすることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の二次元画像検出器
【請求項５】
前記導電性ペーストの母材がゴム系を主成分とすることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の二次元画像検出器
【請求項６】
前記導電性ペーストが常温で硬化することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の二次元画像検出器
【請求項７】
格子状に配列された複数のスイッチング素子と、前記スイッチング素子に接続され電荷蓄積容量を有する画素配列層と、前記画素配列層のほぼ全面に対向して形成される電極部と、前記画素配列層および前記電極部の間に形成され、光もしくは放射線を電気信号に変換する半導体層とを備えている二次元画像検出器の製造方法において、前記画素配列層および前記スイッチング素子を含むアクティブマトリクス基板を作成する第一の工程と、前記アクティブマトリクス基板上に導電性ペーストを用いたバンプ電極をスクリーン印刷によって形成する第二の工程と、前記電極部および前記半導体層を含む対向基板を作成する第三の工程と、前記アクティブマトリクス基板の前記画素配列層と前記対向基板の前記半導体層とが対向して両基板が配置されるように、前記両基板の前記画素配列層および前記半導体層を、前記バンプ電極によって接続する第四の工程とを含んでいることを特徴とする二次元画像検出器の製造方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、Ｘ線等の放射線、可視光、赤外光等の画像を検出できる二次元画像検出器と、その製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の二次元検出器は、図７に示すように、放射線に感応し入射線量に対応した電荷信号を直接出力する半導体層３３と、前記半導体層３３の上部に配置されたバイアス印加用の電極３１と、前記半導体層３３の下部に格子状に形成された対向基板側画素電極３５とからなる対向基板２と、格子状に形成される画素電極２２３を含むアクティブマトリクス基板３とをバンプ電極４を介して貼り合せた構造となっている。かかる構造を実現する手段として、例えば非特許文献「Ｆ．Ｇｌａｓｓｅｒ他Ｒｅｃｅｎｔ  ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ  ｏｎ  ａ  ＣｄＴｅ  ｂａｓｅｄ  Ｘ−ｒａｙ  ｄｅｔｅｃｔｏｒ  ｆｏｒ  ｄｉｇｉｔａｌ  ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ／（ＳＰＩＥ  Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｉｍａｇｉｎｇ  １９９７  Ｐｒｏｃ．  Ｖｏｌ．／３０３２  ｐ５１３−５１９  ）  」等には、前記対向基板とアクティブマトリクス基板とを、スタッドバンプ工程によって形成したインジウムなどのメタル材料により接続する技術が開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の発明には、大面積にわたって前記バンプ電極を等ピッチで配置するのが非常に困難であるという第１の課題がある。すなわち、前記バンプ電極を形成するために、アクティブマトリクス基板上に加熱されたインジウムなどのメタル材料を極微量ずつ５０μｍ〜２００μｍの等間隔で配置する必要があるが、前記メタル材料の量やピッチが均一でない場合には、隣接するメタル材料が結合することにより欠陥画素が発生する原因となる。
【０００４】
また、アクティブマトリクス基板上に等間隔に配置された画素の一部を構成する前記画素電極と前記対向基板側画素電極との位置を一致させることが困難であるという第２の課題がある。すなわち、前記バンプ電極であるメタル材料を等間隔に配置することができたとしても、前記対向基板側画素電極との相対位置関係を特定することが困難であるため、前記アクティブマトリクス基板上の前記画素電極と前記対向基板側画素電極との接触不良による歩留まりの低下を招来する。
【０００５】
また、前記メタル材料が前記半導体層へ浸透することにより感度劣化を招くという第３の課題がある。すなわち、前記メタル材料の前記半導体層内部への拡散により、キャリア移動度の変化やエネルギーギャップの変動によってリーク電流が増加し、前記半導体層の感度が劣化する。
【０００６】
また、半導体検出器が振動もしくは熱変形により、割れや反りが発生するという第４の課題がある。すなわち、前記対向基板と前記アクティブマトリクス基板とは、前記メタル材料のバンプ電極で固定されており、例えば熱膨張率が相違しているような場合においては、周囲温度の変化に伴って前記対向基板もしくは前記アクティブマトリクス基板に反りもしくは割れが発生することがある。また前記対向基板もしくは前記アクティブマトリクス基板に振動が加わることによっても同様に、前記対向基板もしくは前記アクティブマトリクス基板に反りもしくは割れが発生することがある。
【０００７】
また、前記対向基板と前記アクティブマトリクス基板とを溶解した前記メタル材料で接合する工程において、前記対向基板および前記アクティブマトリクス基板に反りもしくは割れが発生するもしくはストレスが内在するという第５の課題がある。すなわち、インジウムなどのメタル材料は熱硬化性を有するので、接合対象である前記アクティブマトリクス基板および前記半導体基板は少なくともメタル材料の溶解温度に加熱された後常温まで冷却される。従って、熱容量の小さいバンプ電極が先に固化するため、前記半導体基板と前記アクティブマトリクス基板との熱膨張率が相違しているような場合においては、冷却時の温度変化によって割れや反りが発生することがある。また、割れや反りが発生していない場合においても、前記半導体基板および前記アクティブマトリクス基板にストレスが内在し、内部構造欠陥による検出特性劣化の原因となる。
【０００８】
さらに、前記対向基板と前記アクティブマトリクス基板とを溶解した前記メタル材料で接合する工程においては、前記対向基板および前記アクティブマトリクス基板の温度もしくは雰囲気温度を制御する温度制御装置が必要となるという第６の課題がある。
【０００９】
本発明は、上記第１乃至第５の課題を解決し、基板の反りや割れおよび半導体層の特性劣化を防止することにより、特に大面積の検出器の歩留まりを向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するために次のような構成をとる。すなわち請求項１に記載の二次元画像検出器は、格子状に配列された複数のスイッチング素子と、前記スイッチング素子に接続され電荷蓄積容量を有する画素配列層と、前記画素配列層のほぼ全面に対向して形成される電極部と、前記画素配列層および前記電極部の間に形成され、光もしくは放射線を電気信号に変換する半導体層とを備えている二次元画像検出器において、前記画素配列層および前記スイッチング素子を含むアクティブマトリクス基板と、前記電極部および前記半導体層を含む対向基板とを備えており、前記アクティブマトリクス基板の画素配列層と、前記対向基板の半導体層とが対向するように両基板が配置されると共に、前記両基板は、導電性ペーストを用いてスクリーン印刷によって形成したバンプ電極によって接続されていることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２に記載の二次元画像検出器は、請求項１に記載の二次元画像検出器であって、前記半導体層が、ＣｄＴｅもしくはＣｄＺｎＴｅであることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３に記載された二次元画像検出器は、請求項１乃至２のいずれかに記載の二次元画像検出器であって、前記バンプ電極を前記アクティブマトリクス基板の画素電極上に形成したことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４に記載された二次元画像検出器は、請求項１乃至３のいずれかに記載の二次元画像検出器であって、前記導電性ペーストの導電性材料がカーボンを主成分とすることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項５に記載された二次元画像検出器は、請求項１乃至４のいずれかに記載の二次元画像検出器であって、前記導電性ペーストの母材がゴム系を主成分とすることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項６に記載された二次元画像検出器は、請求項１乃至５のいずれかに記載の二次元画像検出器であって、前記導電性ペーストが常温で硬化することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項７に記載された二次元画像検出器の製造方法は、格子状に配列された複数のスイッチング素子と、前記スイッチング素子に接続され電荷蓄積容量を有する画素配列層と、前記画素配列層のほぼ全面に対向して形成される電極部と、前記画素配列層および前記電極部の間に形成され、光もしくは放射線を電気信号に変換する半導体層とを備えている二次元画像検出器の製造方法において、前記画素配列層および前記スイッチング素子を含むアクティブマトリクス基板を作成する第一の工程と、前記アクティブマトリクス基板上に導電性ペーストを用いたバンプ電極をスクリーン印刷によって形成する第二の工程と、前記電極部および前記半導体層を含む対向基板を作成する第三の工程と、前記アクティブマトリクス基板の前記画素配列層と前記対向基板の前記半導体層とが対向して両基板が配置されるように、前記両基板の前記画素配列層および前記半導体層を、前記バンプ電極によって接続する第四の工程とを含んでいることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の作用は次の通りである。すなわち、請求項１に記載の発明によれば、前記バンプ電極は、導電性ペーストを用いてスクリーン印刷によって形成しているから、前記バンプ電極は、スクリーン印刷の工程で使用するメタルマスクのパターンに忠実な形状で形成される。また、前記アクティブマトリクス基板の画素配列層と、前記対向基板の前記半導体層とは、前記バンプ電極で接続されるから、前記半導体層に放射線もしくは光が入射することにより発生したキャリアは、等ピッチで配置されたバンプ電極を通じ、前記スイッチング素子および前記電極配線を介して読み出される。かかる作用によって、請求項１に記載の発明は前記第１の課題を解決することができる。すなわち、大面積にわたってバンプ電極を等ピッチで配置するのが非常に容易となるという効果を奏する。また、隣接するバンプ電極間に等間隔の隙間が確保されることとなり、隣接バンプの溶着による欠陥のない高品質な画素アレイを提供できるという効果を奏する。さらに、前記対応基板に前記対向基板側画素電極を設けなくても、前記バンプ電極と前記半導体層との接触面積およびピッチが均一になるので、実質的な前記半導体層の有感面積が均一となり、画像ムラが発生しないという効果を奏する。
【００１８】
また、請求項２に記載の発明は次のような作用を奏する。すなわち、前記半導体層はＣｄＴｅもしくはＣｄＺｎＴｅであるから、低線量の放射線が入射した場合であっても入射線量に比例したキャリアが発生し、当該キャリアがバンプ電極を通じて前記スイッチング素子および前記電極配線を介して読み出される。かかる作用によって、前記第１の課題を解決できることに加え、より低線量の放射線での画像収集が可能となるという効果を奏する。
【００１９】
また、請求項３に記載の発明は次のような作用を奏する。すなわち、前記バンプ電極は、スクリーン印刷によりアクティブマトリクス上の画素電極に形成される。かかる作用によって、前記第１の課題に加え、前記第２の課題を解決することができる。すなわち、前記対向基板と前記アクティブマトリクス基板とを貼り合わせる際に位置あわせが必要なく、前記アクティブマトリクス基板の画素電極上に前記バンプ電極が正確に配置された二次元画像検出器を歩留まりよく提供できるという効果を奏する。
【００２０】
また、請求項４に記載の発明は次のような作用を奏する。すなわち、前記バンプ電極の材料である前記導電性ペーストの導電性材料の主成分はカーボンであってメタルを含まないから、前記半導体層へメタル成分が拡散しない。かかる作用によって、前記第１および第２の課題に加え、前記第３の課題を解決することができる。すなわち、前記半導体層への不純物の拡散による感度劣化がない高感度の二次元画像検出器を提供できるという効果を奏する。
【００２１】
また、請求項５に記載の発明は次のような作用を奏する。すなわち、前記バンプ電極の材料である前記導電性ペーストの母材の主成分はゴム系であるから、前記バンプ電極は一定の弾性を有する。かかる作用によって、前記第１乃至第３の課題に加えて前記第４の課題を解決することができる。すなわち、振動や熱変形をバンプ電極が有する一定の弾性が吸収するため、信頼性の高い二次元画像検出器を提供できるという効果を奏する。
【００２２】
また、請求項６に記載の発明は次のような作用を奏する。すなわち、前記バンプ電極の材料である前記導電性ペーストは常温で硬化するから、常温の雰囲気中で前記対向基板と前記アクティブマトリクス基板との間に前記導電性ペーストを挟んで放置すれば、前記導電性ペーストが硬化する。かかる作用によって、前記第１乃至第４の課題に加えて前記第５の課題を解決することができる。すなわち、前記対向基板と前記アクティブマトリクス基板とを接合する工程において、温度変化に起因する割れや反りもしくはストレスの内在を軽減することができるという効果を奏する。さらに、前記第６の課題を解決することができる。すなわち、温度管理のための特別な装置が不要であり、製造工程でのコストが削減できるという効果を奏する。従って、少なくとも常温の範囲は０度以上４０度以下であればよい。
【００２３】
また、請求項７に記載の発明によれば、二次元画像検出器は次のような工程で製造される。すなわち、第一の工程によって前記画素配列層を含むアクティブマトリクス基板が作成され、第二工程によって半導体層を含む対向基板が作成され、第三の工程によって、前記アクティブマトリクス基板の画素配列層と前記対向基板の半導体層とが対向して両基板が配置されるように、前記両基板の画素配列層および半導体層を、導電性ペーストを用いてスクリーン印刷によって形成した前記バンプ電極によって接続される。かかる工程で製造された二次元画像検出器は、少なくとも前記第１乃至第６の課題の一を解決することができる。
【００２４】
【非特許文献１】「Ｆ．Ｇｌａｓｓｅｒ他Ｒｅｃｅｎｔ  ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ  ｏｎ  ａ  ＣｄＴｅ  ｂａｓｅｄ  Ｘ−ｒａｙ  ｄｅｔｅｃｔｏｒ  ｆｏｒ  ｄｉｇｉｔａｌ  ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ／（ＳＰＩＥ  Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｉｍａｇｉｎｇ  １９９７  Ｐｒｏｃ．  Ｖｏｌ．／３０３２  ｐ５１３−５１９  ）  」
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明に係る二次元画像検出器の一実施例を、図１乃至図６を参照しながら説明する。図１は、本発明の二次元画像検出器１を製造する第一の製造工程を示す図である。図２は、本発明の二次元画像検出器１を製造する第二の製造工程を示す図である。図３は、本発明の二次元画像検出器１を製造する第三の製造工程を示す図である。図４は、本発明の二次元画像検出器１を製造する第四の製造工程を示す図である。図５は、本発明の二次元画像検出器１の動作原理を示す図である。図６は、本発明の二次元画像検出器１の有感面積を説明する概念図である。
【００２６】
以下図１乃至図４を参照して、本願発明にかかる二次元画像検出器１の製造工程を第一乃至第四の工程に分けて説明する。
【００２７】
図１を参照して、本願発明にかかる二次元画像検出器１を製造する第一の工程、すなわちアクティブマトリクス基板２を形成する工程を説明する。前記絶縁基板２１には、無アルカリガラス基板（例えばコーニング社製＃７０５９や＃１７３７）を用い、その上にＴａ（タンタル）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｍｏ（モリブテン）等の金属膜からなるゲート電極２２４および基準電位電極２５を形成する。前記ゲート電極２２４および前記基準電位電極２５は、前記金属膜をスパッタ蒸着で約４０００オームストロングの厚さに成膜される。
【００２８】
次に、ＳｉＮｘ（窒化シリコン）やＳｉＯｘ（酸化シリコン）をＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ）法で厚さ約３５００オームストロングに成膜して、第一絶縁層２３を形成する。前記第一絶縁層２３は、ゲート絶縁膜として作用する他、画素電極２２３および基準電位電極２５との関係において電荷蓄積容量を有する画素配列層２２を形成する。なお、前記第一絶縁層２３には、ＳｉＮｘやＳｉＯｘだけでなく、ゲート電極２２４および画素電極２２３を陽極酸化した陽極酸化膜が併用される場合もある。
【００２９】
次に、ａ−ＳｉをＣＶＤ法で約１０００オームストロングに成膜した後、不純物を拡散させてｎ＋層とし、所望の形状にパターン形成してチャネル部２２７を形成する。
【００３０】
次に、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ（チタン）等の金属膜からなるドレイン電極２２６と画素電極２２３とが形成される。前記ドレイン電極２２６および画素電極２２３は、前記金属膜をスパッタ蒸着で約４０００オームストロング厚に成膜される。上記のとおり形成された前記第一絶縁層２３、前記画素電極２２３、前記ゲート電極２２４、前記ドレイン電極２２６、およびに前記チャネル部２２７よって、スイッチング素子２２２を構成する。なお、画素電極２２３にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍｕ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ  ）などの透明電極を使用することも可能である。
【００３１】
更にその後、画素電極２２３の開口部以外の領域を絶縁保護する目的で第二絶縁層２４を形成する。前記第二絶縁層２４は、ＳｉＮｘやＳｉＯｘの絶縁膜をＣＶＤ法で約６０００オームストロング厚に成膜される。また、前記第二絶縁層２４には、無機膜の他にアクリルやポリイミド等の有機膜を使用することも可能である。
【００３２】
以上のように、アクティブマトリクス基板２が形成される。なお、ここでは、スイッチング素子２２２として、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）を用いた逆スタガ構造のＴＦＴ素子を用いたが、これに限定されるものではなく、ポリシリコン（ｐ−Ｓｉ）を用いても良いし、スタガ構造にしても良い。
【００３３】
次に、図２を参照して、本願発明にかかる二次元画像検出器１を製造する第二の工程、すなわち前記アクティブマトリクス基板２上に前記バンプ電極４をスクリーン印刷により形成する工程について説明する。
【００３４】
図２（ａ）に示すように、上述のプロセスで製造された前記アクティブマトリクス基板２上にメタルマスク１３を配置する。前記メタルマスク１３には、前記アクティブマトリクス基板２に形成された前記各画素電極２２３の位置に対応した貫通穴１４が設けられている。前記貫通穴１４は、前記画素電極２２３の開口部（第二絶縁層２４で覆われていない部分）と略同一形状に形成されている。なお、前記メタルマスク１３に前記貫通穴１４を精度良く形成するために、前述の第二絶縁層２４を形成する工程と同様に、ホトリソグラフィーなどの技術によりパターン形成することができる。なお、前記貫通穴１４の形状は、前記画素電極２２３の開口部と略同一形状としたが、前記画素電極２２３と同一のピッチである限りにおいて、種々変更可能である。
【００３５】
次に、図２（ｂ）に示すように、前記メタルマスク１３の一端にスキージ４２を配置し、前記スキージ４２と前記メタルマスク１３との接触部分に導電性ペースト４１を配置する。前記導電性ペースト４１は、例えばゴムを主成分とした母材に、カーボンを主成分とした導電性材料と常温で放置することにより有機物質が徐々に揮発して硬化するバインダー樹脂とを配合したものである。また、前記導電性ペースト４１に含まれる導電性材料については、導電性を有していれば適宜材料を選択しても良い。例えば、母材の主成分をゴムと例示したが、その他の高分子材料でも良い。また、バインダー樹脂についても、必ずしも樹脂に限定されず、接着性および硬化性を有する素材の混合物であっても良い。また、前記導電性ペースト４１には、例えば前記バインダー樹脂のように常温で放置することにより有機物質が徐々に揮発して硬化する素材が含まれていることが望ましいが、温度変化を与えることにより硬化する物質が含まれていても良い。
【００３６】
次に、図２（ｃ）に示すように、前記スキージ４２を前記アクティブマトリクス基板２に押し付けながら移動させることにより、前記導電性ペースト４１が前記貫通穴１４を通って前記画素電極２２３上に転移される。前記スキージ４２を前記メタルマスク１３全域に渡って移動させることにより、前記アクティブマトリクス基板２上に形成された全ての前記画素電極２２３上に前記バンプ電極４が形成される。
【００３７】
次に、図３を参照して、本願発明にかかる二次元画像検出器１を製造する第三の工程、すなわち対向基板３を製造する工程について説明する。図３に示すように、一方側の面のほぼ全体にＩＴＯ、Ａｕ（金）等の導電膜からなる上部バイアス電極３１が形成される。但し、可視光により画像を検出する二次元画像検出器とする場合は、上記上部バイアス電極３１には、可視光に対して透過性を有するＩＴＯ電極を用いる必要がある。
【００３８】
次に、前記上部バイアス電極３１上のほぼ全面に、電荷阻止層３２として、例えばＺｎＴｅなどからなるｐ型の半導体層が形成される。さらにその上に、ｉ型の半導体により半導体層３３が形成される。前記半導体層３３は、ＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅの多結晶膜をＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ）法を用いて約数百μｍの厚みで形成することにより形成される。なお、ＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅの多結晶膜の成膜方法としては、ＭＯＣＶＤ法の他に、近接昇華法、ペースト印刷・焼成法などを用いることができる。
【００３９】
その後、第二電荷阻止層３４として、例えばＣｄＳまたはＺｎＳなどからなるｎ型の半導体層を形成する。
【００４０】
上記のような構造の対向基板３は、第一電荷阻止層（ｐ型の半導体層）３２と第二電荷阻止層（ｎ型の半導体層）３４とに、光導電性を有するｉ型の半導体層３３が挟まれた構造、すなわちＰｌＮ接合型の阻止型フォトダイオード構造を有している。従って、Ｘ線が照射されない時の暗電流が低減され、Ｓ／Ｎ比（Ｘ線に対する感度）の優れたセンサ特性を示すことができる。
【００４１】
なお、第一電荷阻止層３２や第二電荷阻止層３４の存在の是非、あるいは材料や構造は限定されるものではなく、必要に応じて種々の材料や組み合わせが可能である。例えば、ＰｌＮ接合の他にも、ショットキー接合、ＭｌＳ（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ）接合などが可能である。さらに、要求される特性に応じて、第一電荷阻止層３２または第二電荷阻止層３４の一方、あるいは両者を省略することも可能である。
【００４２】
そして、図４を参照して、本願発明にかかる二次元画像検出器１を製造する第四の工程、すなわち前記アクティブマトリクス基板２と前記対向基板３とを前記バンプ電極４により貼り合わせる工程について説明する。
【００４３】
図４に示すように、前記アクティブマトリクス基板２と前記対向基板３とを貼り合わせて常温で放置することにより、前記バインダー樹脂の接着作用およびカーボンによる導電作用によって、両基板２，３が電気的および機械的に接続され、二次元画像検出器１が完成する。
【００４４】
従って、前記アクティブマトリクス基板２の耐熱温度以上の成膜温度が要求される半導体材料であっても、前記アクティブマトリクス基板２上に直接成膜しないので、容易に前記二次元画像検出器１の前記半導体層３３として使用することが可能になる。
【００４５】
この結果、ＭＯＣＶＤ法、近接昇華法、ペースト印刷・焼成法などの成膜手段により、４００度以上の成膜温度で成膜された多結晶性のＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅを、前記半導体層３３の材料として用いることができる。これにより、前記半導体層３３としてａ−Ｓｅを用いた二次元画像検出器に比べてＸ線に対する感度が向上し、より低線量での透視撮影画像の取得が可能となる。
【００４６】
さらに前述のとおり製造された前記二次元画像検出器１は、その使用環境、特に周辺の温度環境が変化したような場合であっても、前記アクティブマトリクス基板２と前記対向基板３とを接合するバンプ電極４が有する弾性によって、前記アクティブマトリクス基板２もしくは前記対向基板３の熱膨張率の差異に起因する基板の割れや反りを防止することができる。
【００４７】
次に、図５および図６を参照して、前述のとおり製造された前記二次元画像検出器１の動作を説明する。図５において、前記入射放射線７は、前記対向基板３を構成する前記上部バイアス電極３１および前記第一電荷阻止層３２を透過して前記半導体層３３に達し、放射線強度に応じた前記電子正孔対８を生成する。前記生成された電子正孔対８のうち負電荷については、前記バイアス電源９から前記上部バイアス電極３１を介して印加されたバイアス電圧により前記第二電荷阻止層３４および前記バンプ電極４を介して前記画素電極２２３へ移動され、前記電荷蓄積容量に蓄積される。
【００４８】
前記電荷蓄積容量に蓄積された負電荷は、前記ゲート電極２２４をオンすることにより、前記ドレイン電極２２６を介して前記増幅器１１に入力される。前記前記増幅器１１は、例えば電流−電圧変換を伴う増幅回路を構成しており、入力された電荷量に比例した電圧を出力する。前記出力された電圧は、Ａ／Ｄ変換器１２に入力され、デジタル値に変換される。前記デジタル値を全ての画素について収集し、図示しないモニタに表示することにより、前記被検体の陰影画像を表す放射線撮影画像として観察することができる。
【００４９】
このとき、前記バイアス電圧により生ずる電気力線３１１は、図６に示すように、前記上部バイアス電極３１と前記バンプ電極４の間に形成され、前記対向基板３のうち、前記電気力線３１１が生じている部分に発生した前記電子正孔対８の負電荷のみが前記バンプ電極４へ移動する。従って、前記電気力線３１１が生じている部分の面積が一画素当たりの有感面積３１２となるので、等間隔に配置されたバンプ電極４により前記対向基板３の全面に渡って均一な放射線感度が得られる。
【００５０】
以上本実施例に係る二次元画像検出器について詳述したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の二次元画像検出器１を製造する第一の製造工程を示す図である。
【図２】本発明の二次元画像検出器１を製造する第二の製造工程を示す図である。
【図３】本発明の二次元画像検出器１を製造する第三の製造工程を示す図である。
【図４】本発明の二次元画像検出器１を製造する第四の製造工程を示す図である。
【図５】本発明の二次元画像検出器１の動作原理を示す図である。
【図６】本発明の二次元画像検出器１の有感面積を説明する概念図である。
【図７】従来技術に係る二次元画像検出器の構造を説明する概念図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  二次元画像検出器
２  アクティブマトリクス基板
３  対向基板
４  バンプ電極
５  コネクタ
６  画像読取制御基板
７  入射放射線
８  電子正孔対
９  バイアス電源
１１  増幅器
１２  Ａ／Ｄ変換器
１３  メタルマスク
１４  メタルマスクの開口部
２１  絶縁基板
２２  画素配列層
２３  第一絶縁層
２４  第二絶縁層
２５  基準電位電極
３１  上部バイアス電極
３２  第一電荷阻止層
３３  半導体層
３４  第二電荷阻止層
３５  対向基板側画素電極
４１  導電性ペースト
４２  スキージ
２２１  電極配線
２２２  スイッチング素子
２２３  画素電極
２２４  ゲート電極
２２６  ドレイン電極
２２７  チャネル部
３１１  電気力線
３１２  有感面積
【図１】
2008171833.tif 000003
【図２】
2008171833.tif 000004
【図３】
2008171833.tif 000005
【図４】
2008171833.tif 000006
【図５】
2008171833.tif 000007
【図６】
2008171833.tif 000008
【図７】
2008171833.tif 000009