(57)【要約】【課題】本発明は、品質の良い感光膜を形成し、残像や解像度の低下の少ないＸ線検出器を提供することを目的とする。【解決手段】入射Ｘ線を電荷に変換するＸ線電荷変換膜と、アレイ状に配列されたそれぞれの画素に対応して前記Ｘ線電荷変換膜上に設けられた画素電極と、それぞれの画素電極と接続されたスイッチング素子と、各々１行のスイッチング素子と接続された信号線と、各々１列のスイッチング素子に駆動信号を送る走査線と、前記Ｘ線電荷変換膜の前記画素電極が設けられている面と反対側の面に設けられた共通電極とを具備し、前記Ｘ線電荷変換膜は、金属ハロゲン化物を含み、前記画素電極と前記共通電極の少なくとも一方は、前記Ｘ線変換膜と格子整合する導電性膜であることを特徴とする。【選択図】    図１
2004191102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射Ｘ線を電荷に変換するＸ線電荷変換膜と、
前記Ｘ線電荷変換膜の両面に接して設けられた一対の電極とを具備し、
前記Ｘ線電荷変換膜は、金属ハロゲン化物からなり、前記一対の電極の少なくとも一方は、前記Ｘ線変換膜と格子整合する導電性膜であることを特徴とするＸ線平面検出器。
【請求項２】
入射Ｘ線を電荷に変換するＸ線電荷変換膜と、
アレイ状に配列されたそれぞれの画素に対応して前記Ｘ線電荷変換膜上に設けられた画素電極と、
それぞれの画素電極と接続されたスイッチング素子と、
各々１行のスイッチング素子と接続された信号線と、
各々１列のスイッチング素子に駆動信号を送る走査線と、
前記Ｘ線電荷変換膜の前記画素電極が設けられている面と反対側の面に設けられた共通電極とを具備し、
前記Ｘ線電荷変換膜は、金属ハロゲン化物を含み、前記画素電極と前記共通電極の少なくとも一方は、前記Ｘ線変換膜と格子整合する導電性膜であることを特徴とするＸ線平面検出器。
【請求項３】
前記Ｘ線電荷変換膜が、Ｐｂ、Ｈｇ、Ｓｎ，Ｂｉ、及びＩｎからなる群から選ばれた金属の沃化物、臭化物、及び塩化物からなる群から選ばれた金属ハロゲン化物の少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線平面検出器。
【請求項４】
前記Ｘ線電荷変換膜が、ＰｂＩ２、ＨｇＩ２、ＳｎＩ２，ＢｉＩ３、ＩｎＩ、及びＩｎＩ３からなる群から選ばれた金属ハロゲン化物の少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線平面検出器。
【請求項５】
前記Ｘ線電荷変換膜は、ＰｂＩ２、ＨｇＩ２、ＳｎＩ２，ＢｉＩ３、ＩｎＩ、及びＩｎＩ３からなる群から選ばれた金属ハロゲン化物の少なくとも１種を含み、そのＣ軸が基板に垂直になるように成膜され、前記電極は、ａ軸が４．５オングストロームの六方晶系、ａ軸が６．４５オングストロームの面心立方、ａ軸が４．２７オングストロームの体心立方のいずれかであり、前記Ｘ線電荷変換膜と前記電極の少なくとも一方との格子不整合が２０％以内であることを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線平面検出器。
【請求項６】
前記電極の少なくとも一方は、ａ軸が（０００１）にほぼ等価な六方晶系、ａ軸が（１１１）にほぼ等価な面心立方、及びａ軸が（１１０）にほぼ等価な体心立方のいずれかであることを特徴とする請求項１又は２記載のＸ線平面検出器。
【請求項７】
前記電極が画素電極である請求項６に記載のＸ線平面検出器。
【請求項８】
前記電極が共通電極である請求項６に記載のＸ線平面検出器。
【請求項９】
前記Ｘ線電荷変換膜が、Ｐｂ、Ｈｇ、Ｓｎ，Ｂｉ、及びＩｎからなる群から選ばれた金属の沃化物、臭化物、及び塩化物からなる群から選ばれた金属ハロゲン化物の少なくとも２種のそれぞれを含む複数の膜の積層膜であることを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線平面検出器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医療用Ｘ線診断装置に使用されるＸ線平面検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、医療分野においては、治療を迅速かつ的確に行うために、患者の医療データをデータベース化する方向へと進んでいる。これは、患者はしばしば複数の医療機関を利用するので、的確な治療行為を行うために他の医療機関のデータが必要になるためである。
【０００３】
Ｘ線撮影の画像データについてもデータベース化の要求があり、それに伴って、Ｘ線撮影画像のデジタル化が望まれている。従来、医療用Ｘ線診断装置では、銀塩フィルムを使用して画像を撮影している。このような画像をデジタル化するためには、撮影したフィルムを現像した後、スキャナなどで読み取る操作が必要となり、手間と時間がかかっていた。
【０００４】
最近、光電膜、加速電極、蛍光膜を備える大型の真空管と１インチ程度のＣＣＤカメラを使用し、画像を直接デジタル化するイメージインテンシファイアＴＶ（ＩＩ−ＴＶ）方式が実現されている。しかし、例えば肺の診断では、４０ｃｍ×４０ｃｍ程度の領域を撮影するため、光を集光する光学装置が必要であり、装置の大型化が問題になっている。また、地磁気による電子ビームの偏向による画像の歪みの発生、蛍光膜、ＣＣＤ等の一連の電子、光学系による解像度の劣化による画質の低下が有る。
【０００５】
これら２方式の問題を解決する方式として、ａ−Ｓｉ  ＴＦＴ（アモルファスシリコン薄膜トランジスタ）を用いたＸ線撮像装置（以下Ｘ線平面検出器とする）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
このＸ線平面検出器では、ａ−Ｓｉ  ＴＦＴ、光電変換膜及び画素容量により画素が構成され、この画素は縦横の各辺に数百個から数千個並んだアレイ状（以下ＴＦＴアレイと呼ぶ）に配列されている。
【０００７】
光電変換膜には電源からバイアス電圧が印加される。ａ−Ｓｉ  ＴＦＴは、信号線と走査線に接続しており、走査線駆動回路によってオン・オフ制御される。信号線の終端は、切り替えスイッチを介して信号検出用の増幅器に接続されている。
【０００８】
光が入射すると光電変換膜に電流が流れ、画素容量に電荷が蓄積される。走査線駆動回路で走査線を駆動し、１つの走査線に接続している全てのＴＦＴをオンにすると、蓄積された電荷は信号線を通って増幅器側に転送される。切り替えスイッチで、１画素ごとに電荷を増幅器に入力し、ＣＲＴ等に表示できるように順次信号に変換する。画素に入射する光の量によって電荷量が異なり、増幅器の出力振幅は変化する。
【０００９】
このような方式は、増幅器の出力信号をＡ／Ｄ変換することで、直接ディジタル画像にすることが出来る。更に、画素領域は、ノートパソコンに使用されているＴＦＴ−ＬＣＤ（薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ）と同様の構造であり、薄型、大画面のものを容易に製作することが可能である。
【００１０】
以上の説明は、入射したＸ線を蛍光体等で可視光線に変換し、変換した光を各画素の光電変換膜で電荷に変えるという間接変換方式のＸ線平面検出器についてのものである。
【００１１】
これ以外に、画素に入射したＸ線を直接電荷に変換する直接変換方式のＸ線平面検出器がある。この直接変換方式のＸ線平面検出器では、光電変換膜で直接Ｘ線を電荷に変換し、画素容量に蓄積することが、間接変換型と異なる。即ち、間接変換型Ｘ線平面検出器から蛍光体を除いた構成を有する。
【００１２】
この直接変換方式のＸ線平面検出器では、ガラス基板上に、キャパシタ電極、絶縁層及び補助電極の積層構造からなるキャパシタ（Ｃｓｔ）と、このキャパシタに接続されたスイッチングＴＦＴ及び保護用ＴＦＴが形成されている。これらの各部材の上に保護膜が形成されており、この保護膜には、補助電極上にコンタクトホールが形成されている。保護膜上には画素電極（コンタクトホールを介して補助電極と接続される）、Ｘ線電荷変換膜、及び共通電極（上部電極）が順次積層されている。以上のように構成される画素は、アレイ状に配置される。
【００１３】
Ｘ線が入射すると、Ｘ線は、Ｘ線電荷変換膜で電荷に変換され、電荷は共通電極と画素電極との間に印加された電界により加速され、キャパシタに蓄積される。スイッチングＴＦＴは、走査線を介して駆動され、キャパシタに蓄積された電荷を信号線へ転送する。保護用ＴＦＴは過度の電荷が発生した場合に、電荷を逃がすように機能する。
【００１４】
Ｘ線により発生した信号電荷は速やかに画素電極に到達し、蓄積容量に蓄積されなければならない。Ｘ線電荷変換膜内に信号電荷が残る場合には、前の画像パターンが残る残像や、解像度の低下等の画像不良が発生する。このような画像不良はＸ線電荷変換膜内に信号電荷が残り、新たにＸ線により発生した信号電荷の走行に影響を及ぼすために発生することが多い。また、Ｘ線電荷変換膜に欠陥が多い場合には、欠陥を通して電流が流れるため、暗電流が大きいという問題も発生する。
【００１５】
従来、Ｘ線電荷変換膜をＰｂＩ２により構成することが知られており、ＰｂＩ２は材料的には優れた特性が期待されるが、実際に薄膜を形成した場合には結晶性が不十分なため、上記の様な、残像、解像度不良、大きな暗電流等の問題があるため、十分な特性の膜は実現できていないのが現状である（非特許文献１参照）。
【００１６】
このような画像不良を改善するためには、Ｘ線電荷変換膜の膜質を改善することが必要である。しかし、通常、下地基板上には余り品質の良くない多結晶のＸ線電荷変換膜が形成され、粒界やトラップが多数存在するために、残像や解像度の低下が避けられなかった。またこのような欠陥の多い膜では暗時の電流が大きいため、微弱なＸ線での検出が困難であった。
【００１７】
【特許文献１】
米国特許第４６８９４８７号
【００１８】
【特許文献２】
Ｒ．Ａ．  Ｓｔｒｅｅｔ  ｅｔ  ａｌ．，  ＳＰＩＥ  Ｖｏ．３６５９，  ｐ．３６，１９９９．
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来のＸ線平面検出器用の感光膜では、品質の良いＸ線電荷変換膜の形成は困難であった。このため、残像や解像度の低下を避けることは困難であった。
【００２０】
本発明は、このような事情の下になされ、残像の発生や解像度の低下の画像不良を改善するとともに、暗時の電流が大きいことによる微弱Ｘ線での検出の困難さを解決したＸ線平面検出器を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、入射Ｘ線を電荷に変換するＸ線電荷変換膜と、前記Ｘ線電荷変換膜の両面に接して設けられた一対の電極とを具備し、前記Ｘ線電荷変換膜は、金属ハロゲン化物からなり、前記一対の電極の少なくとも一方は、前記Ｘ線変換膜と格子整合する導電性膜であることを特徴とするＸ線平面検出器を提供する。
【００２２】
より具体的には、本発明は、入射Ｘ線を電荷に変換するＸ線電荷変換膜と、アレイ状に配列されたそれぞれの画素に対応して前記Ｘ線電荷変換膜上に設けられた画素電極と、それぞれの画素電極と接続されたスイッチング素子と、各々１行のスイッチング素子と接続された信号線と、各々１列のスイッチング素子に駆動信号を送る走査線と、前記Ｘ線電荷変換膜の前記画素電極が設けられている面と反対側の面に設けられた共通電極とを具備し、前記Ｘ線電荷変換膜は、金属ハロゲン化物を含み、前記画素電極と前記共通電極の少なくとも一方は、前記Ｘ線変換膜と格子整合する導電性膜であることを特徴とするＸ線平面検出器を提供する。
【００２３】
以上のように構成されるＸ線平面検出器において、前記Ｘ線電荷変換膜は、Ｐｂ、Ｈｇ、Ｓｎ，Ｂｉ、及びＩｎからなる群から選ばれた金属の沃化物、臭化物、及び塩化物からなる群から選ばれた金属ハロゲン化物の少なくとも１種を含むものとすることが出来る。
【００２４】
特に、Ｘ線電荷変換膜は、ＰｂＩ２、ＨｇＩ２、ＳｎＩ２，ＢｉＩ３、ＩｎＩ、及びＩｎＩ３からなる群から選ばれた金属ハロゲン化物の少なくとも１種を含む、ものとすることが出来る。
【００２５】
更に、Ｘ線電荷変換膜は、ＰｂＩ２、ＨｇＩ２、ＳｎＩ２，ＢｉＩ３、ＩｎＩ、及びＩｎＩ３からなる群から選ばれた金属ハロゲン化物の少なくとも１種を含み、そのＣ軸が基板に垂直になるように成膜され、電極は、ａ軸が４．５オングストロームの六方晶系、ａ軸が６．４５オングストロームの面心立方、ａ軸が４．２７オングストロームの体心立方のいずれかであり、Ｘ線電荷変換膜と電極の少なくとも一方との格子不整合を２０％以内とすることが好ましい。
【００２６】
また、電極の少なくとも一方は、ａ軸が（０００１）にほぼ等価な六方晶系、ａ軸が（１１１）にほぼ等価な面心立方、及びａ軸が（１１０）にほぼ等価な体心立方のいずれかとすることが望ましい。
【００２７】
なお、上述の電極は、画素電極又は共通電極である。
【００２８】
本発明のＸ線平面検出器において、Ｘ線電荷変換膜は、Ｐｂ、Ｈｇ、Ｓｎ，Ｂｉ、及びＩｎからなる群から選ばれた金属の沃化物、臭化物、及び塩化物からなる群から選ばれた金属ハロゲン化物の少なくとも２種のそれぞれを含む複数の膜の積層膜とすることも可能である。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００３０】
本発明のＸ線平面検出器において、Ｘ線電荷変換膜は、金属ハロゲン化物からなり、Ｘ線電荷変換膜に接する一対の電極の少なくとも一方は、Ｘ線電荷変換膜と格子整合する導電性膜であることを特徴とする。
【００３１】
Ｘ線電荷変換膜を構成するＸ線感光材料として金属ハライドを用いるのは、金属ハライドのＸ線電荷変換効率が高いためである。金属ハライドとしては、Ｘ線の吸収効率を良くするために、Ｘ線吸収係数の大きい材料が好ましい。
【００３２】
金属ハライドの金属としては、Ｐｂ，Ｈｇ，Ｔｌ、Ｂｉ，Ｃｄ、Ｉｎ，Ｓｎ、Ｓｂが好ましい。これらの中では、吸収係数の大きいＰｂ，Ｈｇ，Ｂｉが特に好ましい。環境影響の大きさという点ではＨｇ、Ｐｂは影響が大きいため、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｓｎが好ましい。
【００３３】
金属ハライドのハロゲンとしてはＣｌ，Ｂｒ，Ｉが好ましく、Ｘ線吸収係数の大きいＩが特に好ましい。
【００３４】
金属ハライドは、具体的には、ＨｇＩ２、ＰｂＩ２、ＣｄＩ２よりＩｎＩ，ＢｉＩ３、ＳｎＩ２が好ましい。これらの材料は、図５にＳｎＩ２の例を示すように基本的には六方晶系であり、その格子常数は、下地基板の格子常数に近い値である。六方晶のｃ軸方向の抵抗率は高いため、このような材料によりＸ線電荷変換膜を構成することにより、暗時の電流を低く押さえることができ、そのため微少な信号を検出することができ、Ｘ線検出器の性能を上げることができる。
【００３５】
ＢｉＩ３等は、Ｉの六方構造の原子の一部が欠けているが、一部に欠けがあっても、格子整合の効果は六方構造が完全な場合と大差が無い。従って、これらの金属ハライドを、その格子常数に近い格子常数を有する材料からなる基板上に成膜することにより、高品質のＸ線光電変換膜を作成することができる。
【００３６】
Ｘ線光電変換膜の膜厚は、Ｘ線を十分に吸収できる膜厚とすれば良く、特に高抵抗半導体膜の膜厚は、光キャリア（電子又は正孔）がアドレス時間の１／１０程度の時間に高抵抗膜を走行できるように選べば良い。
【００３７】
金属ハライドの下地基板としては、バルクでも薄膜でも良い。基板材料としては、等価的な六方晶系の格子常数が金属ハライドに近い材料であるのが好ましい。
金属ハライドのハロゲンがＩの場合について、六方晶系ではａ軸が４．５オングストローム、面心立方ではａ軸が６．４５オングストローム、体心立方ではａ軸が３．９７オングストロームに近い材料であるのが好ましい。
【００３８】
金属ハライドのハロゲンがＢｒでは、六方晶系、面心立方、体心立方でそれぞれ、３．８８、５．４９、３．３８オングストロームである。また、金属ハライドのハロゲンがＢｒでは、六方晶系、面心立方、体心立方でそれぞれ、３．４４、４．８６、２．９９オングストロームである。
【００３９】
基板材料としては、金属ハライドの六方晶系のａｂ面の格子常数に近い材料であるのが良い。金属ハライドのハロゲンがヨウ素の場合について、好適な材料を格子常数（括弧内：オングストローム）と共に以下に示す。もちろん、これらに限定されず、その格子常数が基板の格子常数に近いものであれば、他の材料でも良い。
【００４０】
Ｓｅ（４．３６）、Ｔｅ（４．４６），ＨｇＳ（４．１５）、ＣｄＳ（４．１４）、ＡｇＩ（４．６０）、Ｃａ（３．９８）、Ｂ２Ｏ３（４．３２５）、ＲｂＣ８（４．９８）、Ｃｏ２Ｎ（４．６）、Ｃｒ２Ｎ（４．７５）、ＣｏＴａ２Ｎ２（５．１６）、ＦｅＴａ２Ｎ２（５．１６）、ＴａＮ（５．１９）、Ｖ２Ｎ（４．９１）である。
【００４１】
次に、基板が面心立方の場合について好適な材料を、格子常数（Ａ）と共に示す。図５に示すように、面心立方の（１１１）面が六方の金属ハライドと格子整合する。この場合には、Ｎｉ（３．５２）、Ｇｅ（５．６５）、αＳｎ（６．４８６）、ＣｄＳｅ（６．０５）、ＩｎＳｂ（６．４７８）、ＡｌＳｂ（６．１３５５）、ＧａＳｂ（６．０９５５）、ＰｂＴｅ（６．４６）、ＡｇＢｒ（５．７７）、ＣｄＴｅ（６．４８）、ＨｇＴｅ（６．４６）、ＰｂＳ（５．９３６）、ＡｇＩ（６．４９６）である。
【００４２】
次に、基板が体心立方の場合について好適な材料を、格子常数（オングストローム）と共に示す。図５に示すように、面心立方の（１１０）面が六方の金属ハライドと格子整合する。この場合には、γＣａ（４．４７７）、Ｅｕ（４．６０６）、γＳｒ（４．８４）、βＴｈ（４．１１）、βＴｌ（３．８７４）、ＳｎＯ２（４．２１）、ＴｉＮ（４．２４）、ＺｒＮ（４．５７７）、ＨｆＮ（４．５２６）、ＶＮ（４．１４）、ＣｒＮ（４．１４９）、ＴａＮ（４．３８）である。菱面体の場合にも、六方晶系と同様の格子常数を有するのが好ましい。
【００４３】
ハロゲンは反応性があるため、下地基板は耐薬品性の高い材料であるのが好ましい。上述した材料のうちで、六方晶系ではＣｄＳ（４．１４）、Ｂ２Ｏ３（４．３２５）、ＲｂＣ８（４．９４）、Ｃｏ２Ｎ（４．６）、Ｃｒ２Ｎ（４．７５）、ＣｏＴａ２Ｎ２（５．１６）、ＦｅＴａ２Ｎ２（５．１６）、ＴａＮ（５．１９）、Ｖ２Ｎ（４．９１）が耐薬品性の点で好ましい。
【００４４】
面心立方の場合では、Ｇｅ（５．６５）、ＣｄＳｅ（６．０５）、ＩｎＳｂ（６．４７８）、ＡｌＳｂ（６．１３５５）、ＧａＳｂ（６．０９５５）、ＰｂＴｅ（６．４６）、ＣｄＴｅ（６．４８）、ＨｇＴｅ（６．４６）、ＰｂＳ（５．９３６）が耐酸性の点で好ましい。
【００４５】
体心立方の場合には、ＳｎＯ２（４．２１）、ＴｉＮ（４．２４）、ＺｒＮ（４．５７７）、ＨｆＮ（４．５２６）、ＶＮ（４．１４）、ＣｒＮ（４．１４９）、ＴａＮ（４．３８）が耐薬品性の点で好ましい。
【００４６】
下地基板の成膜方法は、スパッタ、蒸着、イオンプレーティング等、どのような方法でも良く、特に、バイアス印加により結晶構造、結晶方位を制御することが可能である。
【００４７】
下地基板と金属ハライドの格子整合が１０％以内であれば、下地基板上に結晶性の良好な金属ハライド膜を形成することが出来る。格子整合が２０％までは、金属ハライドの結晶構造、配向性を制御することが出来たが、２０％を超えると他の配向方向が混合し、結晶性及び結晶方向の制御性が悪くなってくる。このため、格子整合は２０％以内であることが好ましい。なお、格子整合は、金属ハライド膜の格子常数を下地金属の格子常数で割った比の差である。
【００４８】
以下、本発明の種々の実施例について説明する。
（第１の実施例）
本発明の第１の実施例について説明する。本実施例に係るＸ線平面検出器の画素断面図を図１に示す。以下、図１を参照して、本実施例に係るＸ線平面検出器の製造工程について説明する。
【００４９】
まず、ガラス基板１０１上に、ＭｏＴａ、Ｔａ、ＴａＮ、Ａｌ、Ａｌ合金、Ｃｕ、ＭｏＷ等からなる膜を１層、又はＴａとＴａＮｘの２層を、約３００ｎｍの厚さに堆積し、エッチングによりパターニングして、スイッチングＴＦＴ４０２のゲート電極１０２、走査線（図示せず）、蓄積容量４０４の電極１０２ａ、及び蓄積容量線（図示せず）を形成する。
【００５０】
次いで、プラズマＣＶＤ法により絶縁膜１０３として、ＳｉＯｘ約３００ｎｍ、ＳｉＮｘを約５０ｎｍの厚さに積層した後、アンドープａ−Ｓｉ層１０４を約１００ｎｍの厚さに、ＳｉＮｘからなるストッパ１０５を約２００ｎｍの厚さに堆積する。
【００５１】
ストッパ１０５を裏面露光法によりゲート電極１０２にあわせてパターニングし、その上にｎ＋ａ−Ｓｉ層１０６を約５０ｎｍの厚さに堆積した後、トランジスタの形状にあわせてａ−Ｓｉ層１０４及びｎ＋ａ−Ｓｉ層１０６をエッチングし、ａ−Ｓｉからなる島を形成する。
【００５２】
次に、画素エリア内外のコンタクト部の絶縁膜１０３をエッチングし、コンタクトホールを形成する。この上にＭｏを約５０ｎｍ、Ａｌを約３５０ｎｍ、そして更にＭｏを約２０ｎｍ〜５０ｎｍの厚さにスパッタ法により積層し、補助電極５０２、信号線４０８、ＴＦＴのソース、ドレインその他の配線を形成する。
【００５３】
その後、ＳｉＮｘを約２００ｎｍ、その上にアクリル系樹脂（ＨＲＣ：商品名、日本合成ゴム社製）を約１〜約５μｍ、好ましくは約３．５μｍの厚さに積層して、保護膜１０７を形成する。ＨＲＣの代わりにＢＣＢを用いても良い。
【００５４】
保護膜１０７に補助電極５０２へのコンタクトホールを形成した後に、画素電極用金属としてのＶ２Ｎ膜を成膜する。このＶ２Ｎ膜は、Ｖ２Ｎをターゲットとしたスパッタ法により１０００オングストロームの厚さに成膜する。Ｖターゲットを用いてＮ２をＡｒに添加した雰囲気でスパッタ法により形成しても良い。
【００５５】
次に、このＶ２Ｎ膜上にレジストを用いて画素電極パターンを形成し、これをマスクとしてＣＦ４等のフッ素系ガスを使用したＲＩＥによりＶ２Ｎ膜をパターニングし、レジストを剥離して画素電極５０３を形成する。Ｖ２Ｎは耐食性が高いため、ヨウ化物に対しても耐性が高く、また金属ヨウ化物との格子整合が良好であるため、金属ヨウ化物からなるＸ線電荷変換膜の下部電極として適している。
【００５６】
その後、画素電極５０３上に高抵抗のＳｎＩ２層２１０を蒸着により約１００〜１０００μｍの厚さ、好ましくは３００μｍの厚さに成膜する。成膜温度は２００℃である。このようなＶ２Ｎからなる画素電極５０３の上に成膜することにより、（００１）配向の六方晶系の高品質のＸ線電荷変換膜としてのＳｎＩ２層２１０を形成することが出来た。
【００５７】
このＳｎＩ２層２１０上にＣｒを２００ｎｍの厚さにパターニングせずに成膜し、上部電極２１２を形成する。なお、高抵抗ＳｎＩ２層２１０の上又は下に暗電流のブロッキングの為にｐ型ＳｎＩ２層２１０ａ又はｎ型ＳｎＩ２層２１０ｂを形成してもよい。
【００５８】
以上のようにして形成したＴＦＴアレイＸ線電荷変換膜基板に周辺の駆動回路を実装して、Ｘ線平面検出器を完成した。このＸ線平面検出器を用いてＸ線画像の検出を行ったところ、他の格子常数の整合していないＸ線電荷変換膜を画素電極上に形成して得たＸ線平面検出器よりも、残像が少なく、解像度も改善され、大きな効果が認められた。
【００５９】
（第２の実施例）
本発明の第２の実施例について説明する。本実施例に係るＸ線平面検出器の画素断面図を図２に示す。以下、図２を参照して、本実施例に係るＸ線平面検出器の製造工程について説明する。
【００６０】
ガラス基板９０１上に立方晶系の（１１０）方向のＺｒ２Ｎからなる電極２１２を１０００オングストロームの厚さに成膜する。Ｚｒ２Ｎを（１１０）配向させるためには、イオンプレーティングやスパッタを用い、マイナスバイアスを基板に印加することにより、Ｚｒ２Ｎの配向方向を制御することが出来る。
【００６１】
電極２１２上に、高抵抗のＰｂＩ２層２２０を蒸着により約１００〜１０００μｍ、好ましくは３００μｍの厚さに成膜する。成膜温度は２５０℃である。このようにＺｒ２Ｎからなる電極２１２の上に成膜することにより、（００１）配向の六方晶系の高品質のＰｂＩ２層２２０を形成することができる。
【００６２】
このＰｂＩ２層２２０上に下部電極２１３を形成する。この下部電極２１３上に有機導電膜をコートし、別途、第１の実施例と同様に形成したＴＦＴアレイ基板の画素ピッチに合わせて光露光と現像によりパターニングし、接続電極柱２１４を形成する。
【００６３】
このようにして得た基板を、第１の実施例と同様にして別途作成したＴＦＴアレイ基板のＩＴＯ画素電極５０３と接合させて、Ｘ線電荷変換膜のアレイを完成させる。なお、高抵抗ＰｂＩ２層２２０の上又は下に、暗電流ブロッキング層としてのｐ型ＰｂＩ２層２２０ａ又はｎ型ＰｂＩ２層２２０ｂを設けても良い。
【００６４】
以上のように形成したＴＦＴアレイＸ線感光膜基板に、周辺の駆動回路を実装して、Ｘ線平面検出器を完成した。このＸ線平面検出器を用いてＸ線画像の検出を行ったところ、他の格子常数の整合していないＸ線電荷変換膜を電極上に形成して得たＸ線平面検出器よりも、残像が少なく、解像度も改善され、大きな効果が認められた。
【００６５】
（第３の実施例）
本発明の第３の実施例について説明する。本実施例に係るＸ線平面検出器の画素断面図を図３に示す。以下、図３を参照して、本実施例に係るＸ線平面検出器の製造工程について説明する。
【００６６】
まず、ガラス基板１０１上に第１の実施例と同様にＴＦＴアレイを作成する。次いで、画素電極用金属としてのＶ２Ｎを、Ｖ２Ｎをターゲットとしてスパッタ法で１０００オングストロームの厚さに成膜する。Ｖ２Ｎ層は、Ｖターゲットを用いてＮ２をＡｒに添加した雰囲気でスパッタ法により形成しても良い。
【００６７】
次に、このＶ２Ｎ層上に画素電極の形状のレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとしてＣＦ４等のフッ素系ガスによるＲＩＥにより、Ｖ２Ｎ層をパターニングする。レジストを剥離して画素電極５０３を完成する。
【００６８】
Ｖ２Ｎは耐食性が良好である、ヨウ化物に対する耐性が高く、またヨウ化物との格子整合が良好であるため、金属ヨウ化物の下地電極として適している。
【００６９】
画素電極５０３上に、高抵抗のＩｎＩ層２３０を蒸着により約５０μｍの厚さに成膜する。次いで、このＩｎＩ層２３０上に高抵抗のＳｎＩ２層２４０を１００〜１０００μｍ、好ましくは３００μｍの厚さに成膜する。成膜温度は２００℃である。次に、このＳｎＩ２層２４０上に高抵抗のＢｉＩ３層２５０を５０μｍの厚さに蒸着により成膜する。
【００７０】
更に、このＢｉＩ３層２５０上にＣｒを２００ｎｍの厚さにパターニングすることなく成膜し、上部電極２１２を形成する。
【００７１】
このように、ＩｎＩ層２３０／ＳｎＩ２層２４０／ＢｉＩ３層２５０と積層することにより、低い暗電流のブロッキング効果を実現することが出来る。ＩｎＩ、ＳｎＩ２、ＢｉＩ３のバンドギャップはそれぞれ、２．０１、２．４５、１．７３ｅＶであり、正孔及び電子を良好にブロッキングすることの可能なバンド構造となっている。
【００７２】
更に、ＩｎＩ、ＳｎＩ２、ＢｉＩ３は、前述のように六方晶と見なすことができ、この場合、ａ＝４．６、ｃ＝７．０に非常に近い値を取るため、格子不整合が非常に小さく、格子整合性が良好であるため、欠陥の発生は殆ど無い。
【００７３】
以上のように形成したＴＦＴアレイＸ線感光膜基板に、周辺の駆動回路を実装して、Ｘ線平面検出器を完成した。このＸ線平面検出器を用いてＸ線画像の検出を行ったところ、他の格子常数の整合していないＸ線電荷変換膜を電極上に形成して得たＸ線平面検出器よりも、残像が少なく、解像度も改善され、大きな効果が認められた。また、良好な暗電流ブロッキング効果のために、暗電流が非常に小さく、微弱な信号も検出できるという優れた効果が認められた。
【００７４】
（第４の実施例）
本発明の第４の実施例について説明する。本実施例に係るＸ線平面検出器の画素断面図を図４に示す。以下、図４を参照して、本実施例に係るＸ線平面検出器の製造工程について説明する。
【００７５】
まず、ガラス基板１０１上に第１の実施例と同様にＴＦＴアレイを作成する。次いで、画素電極用金属としてのＶ２Ｎを、Ｖ２Ｎをターゲットとしてスパッタ法で１０００オングストロームの厚さに成膜する。Ｖ２Ｎ層は、Ｖターゲットを用いてＮ２をＡｒに添加した雰囲気でスパッタ法により形成しても良い。
【００７６】
次に、このＶ２Ｎ層上に画素電極の形状のレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとしてＣＦ４等のフッ素系ガスによるＲＩＥにより、Ｖ２Ｎ層をパターニングする。レジストを剥離して画素電極５０３を完成する。
【００７７】
Ｖ２Ｎは耐食性が良好であるため、ヨウ化物に対しても耐性が高く、またヨウ化物との格子整合が良好であるため、金属ヨウ化物の下地電極として適している。
【００７８】
この画素電極５０３上に高抵抗のＳｎ０．５Ｉｎ０．５Ｂｒ２層２６０を蒸着により約５０μｍの厚さに成膜する。このＳｎ０．５Ｉｎ０．５Ｂｒ２はｐ型となるため、更にブロッキング効果が良好である。このＳｎ０．５Ｉｎ０．５Ｂｒ２層２６０上に高抵抗のＳｎＢｒ２層２７０を１００〜１０００μｍ、好ましくは３００μｍの厚さに成膜する。成膜温度は２００℃である。
【００７９】
次に、このＳｎＢｒ２層２７０上に高抵抗のＳｎ０．５Ｂｉ０．５Ｂｒ０．５層２８０を５０μｍの厚さに蒸着により成膜する。Ｓｎ０．５Ｂｉ０．５Ｂｒ０．５はｎ型であるため、更にブロッキング効果が大きい。
【００８０】
このＳｎ０．５Ｂｉ０．５Ｂｒ０．５層２８０上にＣｒを２００ｎｍの厚さにパターニングすることなく成膜し、上部電極２１２を形成する。
【００８１】
このように、Ｓｎ０．５Ｉｎ０．５Ｂｒ２層２６０／ＳｎＢｒ２層２７０／Ｓｎ０．５Ｂｉ０．５Ｂｒ０．５層２８０と積層することにより、低い暗電流のブロッキング効果を実現することが出来る。Ｓｎ０．５Ｂｉ０．５Ｂｒ０．５、ＳｎＢｒ２、のバンドギャップは、ＳｎＢｒ２が大きく、Ｓｎ０．５Ｂｉ０．５Ｂｒ０．５、Ｓｎ０．５Ｂｉ０．５Ｂｒ０．５
はそれより小さいため、正孔及び電子を良好にブロッキングすることの可能なバンド構造となっている。
【００８２】
更に、Ｓｎ０．５Ｉｎ０．５Ｂｒ２、ＳｎＢｒ２、Ｓｎ０．５Ｂｉ０．５Ｂｒ０．５は、前述のように六方晶と見なすことができ、この場合、それぞれの格子常数は、ａ＝３．９、ｃ＝５．５と非常に近い値を取るため、格子不整合が非常に小さく、格子整合性が良好であるため、欠陥の発生は殆ど無い。
【００８３】
以上のように形成したＴＦＴアレイＸ線電荷変換膜基板に、周辺の駆動回路を実装して、Ｘ線平面検出器を完成した。このＸ線平面検出器を用いてＸ線画像の検出を行ったところ、他の格子常数の整合していないＸ線電荷変換膜を電極上に形成して得たＸ線平面検出器よりも、残像が少なく、解像度も改善され、大きな効果が認められた。また、良好な暗電流ブロッキング効果のために、暗電流が非常に小さく、微弱な信号も検出できるという優れた効果が認められた。
【００８４】
なお、上記のハロゲン化物の混晶はＳｎ０．５Ｉｎ０．５Ｂｒ２の組成に限定されず、ＳｎｘＩｎ（１−ｘ）Ｂｒ２の様に、ｘを０−１００％の範囲に制御してブロッキング効果及び検出器特性の大きい組成を用いれば良い。これはどのＩ，Ｂｒ，Ｃｌのハロゲン化物に対して同様の効果を持つ。
【００８５】
また、実施例３，４のように異なる金属に対して同じハロゲン（Ｉ，Ｂｒ，Ｃｌ）を用いる積層構造の効果は金属ハロゲン化物と必ずしも格子整合した基板を用いなくとも単独の効果として存在する。これは下地のハロゲン化金属と構成整合する効果により上層のハロゲン化物の結晶性が改善するためである。たとえばｍ、Ｓｎ０．５Ｉｎ０．５Ｂｒ２層２６０を格子整合していない金属の上に蒸着し、この上にＳｎＢｒ２層２７０を形成し、その上にＳｎＢｒ２層２７０を形成する場合、上層のＳｎＢｒ２層２７０とＳｎ０．５Ｉｎ０．５Ｂｒ０．５層の結晶性が下地の金属ハロゲン化物と格子整合が良好なため結晶性が改善するためである。
【００８６】
以上、本発明の種々の実施例について説明したが、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものではない。Ｘ線電荷変換膜を構成するＸ線感光材料としては、金属ハライドであれば、どのようなものでもよい。なお、Ｘ線電荷変換膜を複数層の積層により構成する場合には、ハロゲンを共通とすることが望ましい。ハロゲンが同じで有れば、金属ハライドの格子常数は殆ど同一であり、且つ異なるバンドギャップに調整することができる。これにより、欠陥の増加が殆ど無しに良好な暗電流のブロッキング効果を実現することができる。
【００８７】
以上の実施例では、ＴＦＴが形成される基板としてガラス基板を用いたが、本発明ではガラス基板に限らず、ＴＦＴが形成されるものならどのようなものでも良く、耐熱性のプラスチック等を用いても良い。その場合、Ｘ線平面検出器全体に可塑性を持たせることも可能となる。
【００８８】
以上の実施例では、ＴＦＴを形成する半導体としてａ−Ｓｉを用いたが、これに限らず、ポリシリコン（ｐ−Ｓｉ）、ＣｄＳｅ等により形成しても良い。ｐ−Ｓｉで形成すると、ｐ−Ｓｉの移動度が高いことからＴＦＴを小さくすることが出来るため、画素の有効エリアが拡大し、また、周辺回路も同じガラス基板上に作成することができるため、周辺回路を含めた製造コストが安くなる、という効果もある。
【００８９】
ＴＦＴの構造としては、ゲート上置き型でもゲート下置き型でも良い。
ＴＦＴを覆う保護膜１０７としては、無機材料のＳｉＮｘや、ＳｉＯ２、また有機材料のポリイミド類（ε＝約３．３、耐圧約３００Ｖ／ｍｍ）や、ベンゾシクロブテン（ε＝約２．７、耐圧約４００Ｖ／ｍｍ）、ＪＳＲ（株）製アクリル系感光樹脂ＨＲＣ（ε＝約３．２）、黒色レジスト等を用いれば良く、これらを必要に応じて積層しても良い。保護膜１０７としては、フッ素系樹脂も比誘電率が小さい（ε＝約２．１）ため、有効である。保護膜１０７は感光性でなくても良いが、感光性の材料の方がパターニングが容易であるので有効である。
【００９０】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、格子常数の整合していないＸ線電荷変換膜を電極上に形成して得たＸ線平面検出器よりも、残像が少なく、解像度が改善されたＸ線平面検出器を得ることが出来る。また、Ｘ線信号変換膜の特性も安定するため、成膜の歩留まりを改善できた、高効率でダイナミックレンジの広い高性能のＸ線平面検出器を得ることが出来る。特に、Ｘ線電荷変換膜をバンドギャップの異なる複数層の積層構造により構成することにより、良好な暗電流ブロッキング効果を得ることが出来、暗電流が非常に小さく、微弱な信号も検出できるという優れた効果を有するＸ線平面検出器を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係るＸ線平面検出器の断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例に係るＸ線平面検出器の断面図である。
【図３】本発明の第３の実施例に係るＸ線平面検出器の断面図である。
【図４】本発明の第４の実施例に係るＸ線平面検出器の断面図である。
【図５】ＳｎＩ２層が下地基板と格子整合する状態を示す図。
【符号の説明】
１０１…ガラス基板、１０２…ゲート電極、１０３…絶縁膜、１０４…ａ−Ｓｉ層、１０５…ストッパ、１０６…ｎ＋ａ−Ｓｉ層、１０７…保護膜、２１０…高抵抗ＳｎＩ２層、２１０ａ・・・ｐ型ＳｎＩ２層、２１０ｂ・・・ｎ型ＳｎＩ２層、２１２・・・共通電極、２２０・・・高抵抗ＰｂＩ２層、２２０ａ・・・ｐ型ＰｂＩ２層、２２０ｂ・・・ｎ型ＰｂＩ２層、２３０・・・ＩｎＩ層、２４０・・・ＳｎＩ２層、２５０・・・ＢｉＩ３層、２６０・・・Ｓｎ０．５Ｉｎ０．５Ｂｒ２層、２７０・・・ＳｎＢｒ２層、２８０・・・Ｓｎ０．５Ｂｉ０．５Ｂｒ０．５層、４０８，５０２…信号線及び蓄積容量保護電極用Ａｌ配線、５０３…画素電極。
【図１】
2004191102.tif 000003
【図２】
2004191102.tif 000004
【図３】
2004191102.tif 000005
【図４】
2004191102.tif 000006
【図５】
2004191102.tif 000007