(57)【要約】【課題】アニール処理を施して多結晶シリコンに変換して光電変換効率を上げることにより、少ないＸ線量で患者を診断することが可能なうえ、樹脂基板を使用することができるＸ線撮像素子の製造方法を提供する。【解決手段】基板の上層にＴＦＴ回路を形成するＴＦＴ回路形成ステップと、ＴＦＴ回路の上層に蛍光を電気信号に変換するフォトダイオードを形成するフォトダイオード形成ステップと、ＴＦＴ回路若しくはフォトダイオードを構成するシリコン層にアニール処理を施して多結晶化するアニール処理ステップと、フォトダイオードの上層にＸ線を蛍光に変換する蛍光体層を形成する蛍光体層形成ステップと、を含む。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上層にＴＦＴ回路を形成するＴＦＴ回路形成ステップと、
前記ＴＦＴ回路の上層に蛍光を電気信号に変換するフォトダイオードを形成するフォトダイオード形成ステップと、
前記ＴＦＴ回路若しくは前記フォトダイオードを構成するシリコン層にアニール処理を施して多結晶化するアニール処理ステップと、
前記フォトダイオードの上層にＸ線を蛍光に変換する蛍光体層を形成する蛍光体層形成ステップと、
を含むＸ線撮像素子の製造方法。
【請求項２】
前記フォトダイオードは、
前記ＴＦＴ回路の上層に、下層から、下部電極層、ｎ型薄膜シリコン層、ｉ型薄膜シリコン層、ｐ型薄膜シリコン層、透明電極層、を有し、
前記アニール処理ステップでは、
前記ｐ型薄膜シリコン層及び前記ｎ型薄膜シリコン層の少なくともいずれか一方をターゲットとしてアニール処理を施す
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮像素子の製造方法。
【請求項３】
前記フォトダイオードは、
前記ＴＦＴ回路の上層に、下層から、下部電極層、ｎ型薄膜シリコン層、ｉ型薄膜シリコン層、ｐ型薄膜シリコン層、透明電極層、を有し、
前記アニール処理ステップでは、
前記ｉ型薄膜シリコン層をターゲットとしてアニール処理を施す
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＸ線撮像素子の製造方法。
【請求項４】
前記ＴＦＴ回路は、
前記基板の上層に、下層から、コンデンサ及びゲート電極、絶縁膜、ドレイン電極及び薄膜シリコン層、ソース電極、絶縁層、を有し、
前記アニール処理ステップでは、
前記薄膜シリコン層をターゲットとしてアニール処理を施す
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１の請求項に記載のＸ線撮像素子の製造方法。
【請求項５】
前記フォトダイオードは、
前記ＴＦＴ回路の上層に、下層から、下部電極層、ｎ型薄膜シリコン層、ｉ型薄膜シリコン層、ｐ型薄膜シリコン層、透明電極層、をこの順に有し、
前記アニール処理ステップでは、
前記ｐ型薄膜シリコン層と前記ｉ型薄膜シリコン層と前記ｎ型薄膜シリコン層の電極部分をターゲットとしてアニール処理を施す
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１の請求項に記載のＸ線撮像素子の製造方法。
【請求項６】
前記基板に可撓性樹脂を用いることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１の請求項に記載のＸ線撮像素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線を用いたデジタルレントゲン写真を撮影するためのＸ線撮像素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、Ｘ線フィルムを用いた撮影装置に置き換わるＸ線画像診断機器としてＸ線画像撮影装置の普及が拡大している。Ｘ線画像撮影装置は、Ｘ線フィルムに対してＸ線撮影から画像確認までの時間が非常に短いうえ、画像のダイナミックレンジが広く、Ｘ線フィルムの現像に必要な薬液も必要が無いという利点を有している。
【０００３】
Ｘ線画像撮影装置は、現在実用化されているものの多くが間接変換方式を採用している。このような間接型のＸ線画像撮影装置においては、被験者の人体（例えば、胸部）などを透過したＸ線画像をＸ線画像撮影装置に入射し、その画像情報を電気信号に変換する。この際、Ｘ線画像撮影装置は、Ｘ線を可視光に変換する蛍光変換膜によってＸ線を可視光に変換し、その光をマトリクス状に配置した複数の光検出器によって二次元的な画像情報として検出し、外部に電気信号として出力する。
【０００４】
このような間接型のＸ線画像撮影装置には、Ｘ線撮像素子が使用されている。このＸ線撮像素子は、被験者の人体を透過したＸ線をシンチレータを用いて光に変換し、シンチレータにより生じた光をフォトダイオードとＴＦＴとを用いて検出する。この際、フォトダイオードとＴＦＴとは、通常、アモルファスシリコン（以下、「ａ−Ｓｉ」と称する）状態の薄膜シリコン膜により作成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、このようなＸ線撮像素子は、可搬式とするためにカセッテ型としたものも存在するが、持ち運びの際に落としてしまうことがある。その際、Ｘ紬画像撮影装置のフォトダイオードやＴＦＴは、ガラス基板上に成膜されていることから、そのガラス基板が割れてしまい、場合によっては装置が壊れてしまう虞があるため、ガラス基板に変えて可撓性のプラスチック基板を用いた装置も知られている（例えば、特許文献２，３参照）。
【０００６】
一方、撮影のために被験者の人体に対するＸ線の被爆量を減らすために、Ｘ線画像撮影装置の高感度化が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−１２２９０３号公報
【特許文献２】特開２００４−０６４０８７号公報
【特許文献３】特開２０１１−１４２１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、ａ−Ｓｉは、成膜温度の高い薄膜のほうが電子の移動度が高く、良好な性能を示すことが知られている。しかしながら、樹脂フィルムのような可撓性材料を用いた場合、基材の耐熱温度がガラスと比較して低いため、ａ−Ｓｉの成膜の際に十分に温度を上げて加熱することができないという問題が生じていた。
【０００９】
そこで、本発明は、上記要望に鑑みて成されたものであり、少ないＸ線量で患者を診断することが可能なうえ、可搬式への適用も容易とすることができるＸ線撮像素子及びその製造方法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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るＸ線撮像素子の製造方法は、基板の上層にＴＦＴ回路を形成するＴＦＴ回路形成ステップと、ＴＦＴ回路の上層に蛍光を電気信号に変換するフォトダイオードを形成するフォトダイオード形成ステップと、ＴＦＴ回路若しくはフォトダイオードを構成するシリコン層にアニール処理を施して多結晶化するアニール処理ステップと、フォトダイオードの上層にＸ線を蛍光に変換する蛍光体層を形成する蛍光体層形成ステップと、を含む。
【００１１】
フォトダイオードは、ＴＦＴ回路の上層に、下層から、下部電極層、ｎ型薄膜シリコン層、ｉ型薄膜シリコン層、ｐ型薄膜シリコン層、透明電極層、を有し、アニール処理ステップでは、ｐ型薄膜シリコン層及びｎ型薄膜シリコン層の少なくともいずれか一方をターゲットとしてアニール処理を施す、ものである。
【００１２】
フォトダイオードは、ＴＦＴ回路の上層に、下層から、下部電極層、ｎ型薄膜シリコン層、ｉ型薄膜シリコン層、ｐ型薄膜シリコン層、透明電極層、を有し、アニール処理ステップでは、ｉ型薄膜シリコン層をターゲットとしてアニール処理を施す、ものである。
【００１３】
ＴＦＴ回路は、基板の上層に、下層から、コンデンサ及びゲート電極、絶縁膜、ドレイン電極及び薄膜シリコン層、ソース電極、絶縁層、を有し、アニール処理ステップでは、薄膜シリコン層をターゲットとしてアニール処理を施す、ものである。
【００１４】
フォトダイオードは、ＴＦＴ回路の上層に、下層から、下部電極層、ｎ型薄膜シリコン層、ｉ型薄膜シリコン層、ｐ型薄膜シリコン層、透明電極層、をこの順に有し、アニール処理ステップでは、ｐ型薄膜シリコン層とｉ型薄膜シリコン層とｎ型薄膜シリコン層の電極部分をターゲットとしてアニール処理を施す、ものである。
【００１５】
なお、基板には可撓性樹脂を用いるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の一態様に係るＸ線撮像素子は、アニール処理を施して多結晶シリコンに変換して光電変換効率を上げることにより、少ないＸ線量で患者を診断することが可能なうえ、可搬式への適用も容易とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態に係るＸ線撮像素子の製造方法により製造したＸ線撮像素子を用いた間接型のデジタルＸ線撮影装置の説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るＸ線撮像素子の製造方法により製造したＸ線撮像素子を用いた電子カセッテの説明図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係るＸ線撮像素子の製造方法により製造したＸ線撮像素子の模式的な平面図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係るＸ線撮像素子におけるａ−Ｓｉとｐ−ＳｉとａーＳｉ＋多結晶シリコンの場合の受光感度の比較グラフ図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係るＸ線撮像素子の製造方法により製造したＸ線撮像素子の断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係るＸ線撮像素子の製造方法に適用されるレーザ装置の説明図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係るＸ線撮像素子の製造方法に適用されるフラッシュランプ装置の説明図である。
【図８】本発明の一実施の形態に係るＸ線撮像素子の製造方法の一例を示すフローチ図である。
【図９】本発明の一実施の形態に係るＸ線撮像素子の製造方法により製造した他のＸ線撮像素子の断面図である。
【図１０】本発明の一実施の形態に係るＸ線撮像素子の製造方法により製造した他のＸ線撮像素子の断面図である。
【図１１】本発明の一実施の形態に係るＸ線撮像素子の製造方法により製造した他のＸ線撮像素子の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明に係る一実施の形態について図面を参照して説明する。本実施の形態として示すＸ線撮像素子は、間接型のデジタルＸ線撮影装置（ｄｉｇｉｔａｌ  ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ）に適用される。なお、間接方式とは、蛍光体層によりＸ線を受けて一旦可視光に変換し、可視光をアモルファスシリコンフォトダイオードなどにより信号電荷に変換して電荷蓄積用キャパシタに導く方式である。
【００１９】
図１に示すように、間接型のデジタルＸ線撮影装置１０は、Ｘ線発生器１１、臥位撮影台１２、電子カセッテ１３、コンソール１４、モニタ１５を備えている。電子カセッテ１３は、コンソール１４の制御に基づいて、Ｘ線発生器１１から被検者Ｆに照射されて透過したＸ線を検出し、Ｘ線画像を生成する。コンソール１４は、電子カセッテ１３から送信されたＸ線画像データに各種画像処理を施し、モニタ１５にＸ線画像Ｐを表示させる。
【００２０】
間接型のデジタルＸ線撮影装置１０による撮影は、臥位撮影台１２に仰臥した被検者Ｆに向けてＸ線発生器１１により上方からＸ線を照射し、そのＸ線が被検者Ｆを透過して得られるＸ線像を電子カセッテ１３で検出する。また、四肢や肘等のその他の部位の撮影では、臥位撮影台１２の上に電子カセッテ１３を載置して撮影することも可能である。
【００２１】
電子カセッテ１３は、直方体形状を呈しており、例えば、半切サイズ（３８３．５ｍｍ×４５９．５ｍｍ）のフィルム用またはＩＰ用のカセッテと同様の国際規格ＩＳＯ４０９０：２００１に準拠した外形サイズを有している。電子カセッテ１３の外形サイズは、前述した半切サイズの他、四切サイズ、六切サイズ等があり、撮影部位に応じて適宜選択される。
【００２２】
図２に示すように、電子カセッテ１３は、Ｘ線の強度を検出するためのパネル状のＸ線撮像素子２０と信号処理回路基板１６とをフレキシブルプリント基板１７で電気的に接続するとともに、所定の容器１８により可搬式としたものである。
【００２３】
図３に示すように、Ｘ線撮像素子２０にはマトリクス状の多数の画素２０ａを有する構造のものを用いる。
【００２４】
電子カセッテ１３は、本実施の形態において、詳細には後述するが、Ｘ線撮像素子２０として、アモルファスシリコン（以下、単に「ａ−Ｓｉ」と称する）の上層にＴＦＴアクティブマトリクス基板（以下、ＴＦＴ回路という）を形成し、このＴＦＴ回路の上層にフォトダイオード層を形成したうえでＸ線感応層（シンチレータ）を配置し、入射したＸ線をデジタルデータに変換する平面検出器（以下、単に「ＦＰＤ」と称する）である。また、被検者Ｆを透過して照射されたＸ線により表されるＸ線画像をＦＰＤを用いて生成するとともに、生成したＸ線画像を記憶する可搬型となっている。
【００２５】
シンチレータは、例えば、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）蛍光体であり、Ｘ線を可視光に変換する。これにより、可視光はフォトダイオード層で光電変換され、生じた電荷はコンデンサ（後述する）に蓄積される。
【００２６】
Ｘ線撮像素子の信号読取時に、コンデンサの電荷は、シリコンＴＦＴ回路を通じて読み出される。電荷は、積分アンプに到達し、そこで、電荷・電圧変換され、その後、Ａ／Ｄ変換されて、電子カセッテ１３のメモリ（図示せず）にＸ線画像Ｐの画像データとして保存される。
【００２７】
ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）は、Ｘ線から可視光への変換率が比較的高く、蒸着によって容易に蛍光体を柱状結晶構造に形成できるため、光ガイド効果により結晶内での発光光の散乱が抑えられ、蛍光体層の厚さを厚くすることが可能である。なお、発光効率をさらに向上させるため、ＣｓＩとヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）を任意のモル比で混合したものを、蒸着を用いてナトリウム賦活ヨウ化セシウム（ＣｓＩ：Ｎａ）として堆積してもよい。また、ＣｓＩとヨウ化タリウム（ＴｌＩ）を任意のモル比で混合したものを、蒸着を用いて支持体上にタリウム賦活ヨウ化セシウム（ＣｓＩ：Ｔｌ）として堆積したものに、後工程としてアニールを行うことで可視変換効率を向上させ、Ｘ線蛍光体として使用してもよい。
【００２８】
この際、ａ−Ｓｉを全て多結晶化（ｐ−Ｓｉ化）してしまうと、通常のシンチレータの発光の吸収効率が低下しやすくなってしまう、このため、本実施の形態では、ａ−Ｓｉ＋多結晶（ｐ−Ｓｉ）構造を採用している。なお、アニールを穏やかに行いｐ−Ｓｉ構造を生成させず、全てａ−Ｓｉ構造としても良い。
【００２９】
ＦＰＤとしては、シンチレータやＴＦＴ回路の配置順序によって、ＰＳＳ（Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ  Ｓｉｄｅ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ）方式のＦＰＤと、ＩＳＳ（Ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ  Ｓｉｄｅ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ）方式と、が知られている。ＰＳＳ方式は、Ｘ線の入射側から、シンチレータの下層にＴＦＴ回路を配置する方式であり、Ｘ線の入射によりシンチレータで発生する光を、シンチレータの背面（Ｘ線の入射面とは反対側の面）側で検出する。これに対し、ＩＳＳ方式は、入射側から見たＦＰＤの表裏の関係がＰＳＳ方式とは逆の関係にある。本実施の形態においては、ＰＳＳ方式の場合で説明するが、ＩＳＳ方式への適用も可能である。
【００３０】
ａ−Ｓｉは、蒸着法、スパッタ法、各種ＣＶＤ法を用いて形成される。最も多用されているプラズマＣＶＤ法では、グロー放電により原料ガスのシラン（ＳｉＨ４）、ジシラン（ＳｉＨ６）を分解し、ａ−Ｓｉ薄膜を基板上に成長させている。基板には耐熱プラスチックが用いられ、通常４００℃以下で成長する。
【００３１】
ａ−Ｓｉは、原料ガスに含まれる水素が膜中に取り込まれ、シリコンの未結合手（ダングリング・ボンド）が水素で終端されるため、欠損密度が比較的小さい。ただし、ａ−Ｓｉ膜中の電子や正孔などのキャリア移動度は、トラップ準位のため、結晶中のキャリア移動度と比べてはるかに小さな値になる。
【００３２】
したがって、ａ−Ｓｉは、製造コストが安価であるという利点があることから、ＴＦＴ回路に多く用いられてきた。
【００３３】
このように、ａ−Ｓｉは、比較的簡単な加工で半導体素子を作成することができる一方、無定形さゆえに電子の移動度が低下してしまう。したがって、電子の移動度は物質の結晶構造に大きく依存する。
【００３４】
一方、ポリシリコン（以下、「ｐ−Ｓｉ」と称する）は、ａ−Ｓｉと結晶シリコン（以下、単に「ｃ−Ｓｉ」と称する）との中間に位置するような存在で、異なる方位を有する単結晶のシリコンの粒（単結晶粒）からなっている。ｐ−Ｓｉは、粒と粒の境界部分（結晶粒界）で電子が散乱されてしまい、ｃ−Ｓｉと比べれば移動度が低くなるものの、無定形なａ−Ｓｉと比べればキャリア移動度ははるかに大きい。
【００３５】
しかしながら、ｐ−Ｓｉは、情報伝達速度を高く要求するメモリ等には向いているものの、図４に示すように、シンチレータの発光領域に対する吸収効率が非常に低いという問題が生じていた。
【００３６】
他方、ａ−Ｓｉに関しても、シンチレータの通常の発光領域付近でピークを有するものの、ピーク付近の感度用帯域幅（波長幅）が非常に狭く、ピーク前後の感度差が激しいという問題が生じていた。
【００３７】
そこで、電子の移動度を高くすることによりＸ線の被曝量を抑制したいという要望に対応しつつ、シンチレータの発光に対する感度幅（ピーク幅）を拡大するため、本実施の形態においては、ａ−Ｓｉ＋ｐ−Ｓｉを採用している。
【００３８】
図５は、本実施の形態に係るＸ線撮像素子２０の一例を示す断面図である。図５において、Ｘ線撮像素子２０は、ａ−Ｓｉ基板２１の上層にＴＦＴ回路２２を形成した後、ＴＦＴ回路２２の上層にフォトダイオード２３を形成したうえで、フォトダイオード２３の最上層のＩＴＯ透明電極層２３ｅの上層に透明絶縁層２４及びＣｓＩ蛍光体層（シンチレータ）２５を形成したものである。
【００３９】
ＴＦＴ回路２２は、ａ−Ｓｉ基板２１の上層に、下層から、コンデンサ２２ａ及びゲート電極２２ｂ、絶縁膜２２ｃ、ドレイン電極２２ｄ及び薄膜シリコン層２２ｅ、ソース電極２２ｆ、絶縁層２２ｇ、を有する。
【００４０】
フォトダイオード２３は、ＴＦＴ回路２２の上層に、下層から、下部電極層２３ａ、ｎ型薄膜シリコン層２３ｂ、ｉ型薄膜シリコン層２３ｃ、ｐ型薄膜シリコン層２３ｄ、ＩＴＯ透明電極層２３ｅ、を有する。
【００４１】
なお、これら各層の形成手順そのものに関しては、例えば、公知の液晶表示装置の製造工程に類似するＴＦＴパネル製造工程に準じている。ただし、液晶表示装置等の場合にはガラス基板上に信号配線と薄膜トランジスタ（ＴＦＴ回路）とを形成しているが、本実施の形態においては、可撓性を有するプラスチック基板が適用されている。
【００４２】
なお、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）は、可視光領域の透過率が高いため、ＩＴＯ透明電極層２３ｅとしては無色透明若しくは近似する透明性を有している。ＩＴＯの特徴は電気伝導性と透明性である。蒸着成膜することで電荷密度が向上し導電性も向上する。ＩＴＯ透明電極層２３ｅは、電子ビーム蒸着法、物理気相成長法、スパッタ蒸着法などを用いることができる。
【００４３】
このような基本構成において、本実施の形態に係るＸ線撮像素子２０は、フォトダイオード２３やＴＦＴ回路２２のシリコン層に対して、レーザアニール処理やフラッシュランプアニ一ル処理を施すことによって、多結晶シリコンに変換して光電変換効率を上げるようにしている。
【００４４】
一般に、ａ−Ｓｉの成謨では、ａ−Ｓｉ基板２１をプラズマＣＶＤ装置に設置した後、反応ガスとして、モノシランガスやジボランガス、ホスフィンガスなどを導入して、高周波放電によりプラズマを励起して、ａ−Ｓｉの成膜を行う。
【００４５】
この際、導入ガスをモノシランガスのみとすると、ｉ型半導体となり、モノシランガスにジボランガスを混合するとｐ型半導体となり、モノシランガスにホスフィンガスを導入すると、ｎ型半導体になる。また、不要なＳｉのダングリングボンドを終末させるため、水素ガスを同時に添加して成膜することもよく行われている。
【００４６】
ａ−Ｓｉの成膜では、成膜時の基板の温度は一般には３００℃以上など、高温で成膜したほうが電子移動度の高い、良質な薄膜シリコンが得られることが知られているが、それでも電子移動度は、１ｃｍ２Ｖ／ｓ程度と低い。
【００４７】
ａ−Ｓｉ基板２１の全体を単鈍に、例えば、１０００℃以上に加熱することによっても、電子移動度を上昇させることは可能である。この際、ａ−Ｓｉ基板２１だけでなく、同時に基板温度も上昇させてしまい、基板がガラスであっても軟化点を超えてしまい、このようなプロセスには耐えられない。
【００４８】
そこで、ａ−Ｓｉ薄膜に、強力な光を一気に照射し、薄膜を瞬時に高温にしてアニール処理し、シリコンの多結晶化を進めると、電子移動度を１００ｃｍ２Ｖ／ｓ以上と、大きく上昇させることができ、良好な性能のＴＦＴ回路２２やフォトダイオード２３を得ることができる。
【００４９】
ところで、アニール処理を施すには、例えば、図６に示すように、レーザ装置３０を用いたアニール処理と、図７に示すように、フラッシュランプ装置４０を用いたアニール処理とが可能である。
【００５０】
図６に示すように、レーザ装置３０は、レーザ発振器３１と、レーザ発振器３１から出射したレーザ光を平行光とするコリメートレンズ３２と、マスク３３と、対物レンズ３４と、を有する。ここで、対物レンズ３４は、アニール処理する対象シリコンをターゲットとして焦点距離を設定している。
【００５１】
図７に示すように、フラッシュランプ装置４０は、一つ以上の光源４１と、反射ミラー４２と、を有する。ここで、反射ミラー４２は、アニール処理する対象シリコンをターゲットとして反射光を結像するよう、反射面（放物面）を設定している。
【００５２】
アニール処理するターゲットのシリコンとしては、例えば、図５に示すように、フォトダイオード２３のｐ型薄膜シリコン層２３ｄ及びｎ型薄膜シリコン層２３ｂにアニール処理を施す。なお、必要に応じて、ｉ型薄膜シリコン層２３ｃのｐ型薄膜シリコン層２３ｄ並びにｎ型薄膜シリコン層２３ｂと接する領域を含むようにアニール処理（図の太両矢印参照）を施す。
【００５３】
これにより、ｐ型薄膜シリコン層２３ｄとｎ型薄膜シリコン層２３ｂとにアニール処理を施すことにより伝導度を上げることができるうえ、ｉ型薄膜シリコン層２３ｃをアモルファス状態にして光吸収率を向上させることが可能となる。
【００５４】
＜Ｘ線撮像素子２０の製造方法＞
次に、Ｘ線撮像素子２０の製造方法について図８のフロー図に基づいて説明する。
【００５５】
まず、ａ−Ｓｉ基板２１を用意し、その上層にＴＦＴ回路２２を形成するＴＦＴ回路形成ステップ（ステップＳ１）を実行する。次に、ＴＦＴ回路２２の上層にフォトダイオード２３を形成（成膜）するフォトダイオード形成ステップ（ステップＳ２）を実行する。
【００５６】
なお、ａ−Ｓｉ基板２１としては、ガラスの他に金属や樹脂のフィルムを用いることができる。金属フィルムの材料としては、ＡｌやＡｌ合金、ＦｅやＦｅ合金およびそれらが積層されたものなどが挙げられる。樹脂フィルムの材料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステルや、ポリスチレンポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリフロロトリフルオロエチレン、トリアセチルセルロース等が挙げられる。
【００５７】
そして、一様に、成膜されたフォトダイオード２３のｐ型薄膜シリコン層２３ｄ及びｎ型薄膜シリコン層２３ｂに光を照射してアニール処理を施すアニール処理ステップ（ステップＳ３）を実行する。このアニール処理は、シリコン層を多結晶化するために行うものであり、例えば、レーザ装置３０から、膜厚１００ｎｍのｐ型薄膜シリコン層２３ｄ及びｎ型薄膜シリコン層２３ｂに対して、出力３００ｍＪ／ｃｍ２のレーザを１０ショット（１ショット２３ｎｓ）照射するものである。
【００５８】
これにより、ｐ型薄膜シリコン層２３ｄ及びｎ型薄膜シリコン層２３ｂがアニール処理されて多結晶化する。
【００５９】
その次に、透明絶縁層２４を形成（ステップＳ４）した後に、ＣｓＩ蛍光体層（シンチレータ）２５を形成して蛍光体層形成ステップ（ステップＳ５）を実行することにより、Ｘ線撮像素子２０を製造する。
【００６０】
このようにして、Ｘ線撮像素子２０は、アニール処理を施して多結晶シリコンに変換して光電変換効率を上げることにより、少ないＸ線量で患者を診断することが可能なうえ、樹脂基板を使用することができることから、可搬式への適用も容易とすることができる。
【００６１】
ところで、本発明のＸ線撮像素子２０は、上記の実施の形態に限定されるものでなく、特許請求の範囲に記載した技術的範囲には、発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々、設計変更した形態が含まれる。
【００６２】
例えば、上記実施の形態では、フォトダイオード２３のｐ型薄膜シリコン層２３ｄ及びｎ型薄膜シリコン層２３ｂにアニール処理を施したが、例えば、図９に示すように、フォトダイオード２３のｉ型薄膜シリコン層２３ｃにアニール処理を施してもよい。これにより、ｉ型薄膜シリコン層２３ｃの伝導率を向上することができる。
【００６３】
このアニール処理の際に、例えば、対物レンズ４４の焦点位置（フォトダイオード２３の深さ方向＜深度＞）を調整し、アニール処理を強力に行う場所を変えることもできる。これにより、光の集光部分を強くアニール処理することができる。例えば、表面に集光すると表面を強くアニール処理することができ、内部に集光すると内部を強くアニールしょりすることができる。
【００６４】
また、アニール処理を施すのは、フォトダイオード２３を構成するシリコン層に限定されるものでもない、具体的には、図１０に示すように、ＴＦＴ回路２２の薄膜シリコン層２２ｅにアニール処理を施してもよい。これにより、ＴＦＴ回路２２の伝導度を向上することができる。
【００６５】
さらに、アニール処理を施すのは、各層単位に限定されるものでもない、具体的には、図１１に示すように、フォトダイオード２３の下部電極層２３ａ、ｎ型薄膜シリコン層２３ｂ、ｉ型薄膜シリコン層２３ｃ、ｐ型薄膜シリコン層２３ｄ、ＩＴＯ透明電極層２３ｅ、に跨ってアニール処理を施してもよい。これにより、画素の電極部分を多結晶化シリコンとし、その周囲はａ−Ｓｉ構造とすることができる。
【００６６】
さらに、上記実施の形態では、通常のガラス基板を用いても有効であるが、特に、可撓性の樹脂基板を用いた際に有効である。すなわち、樹脂基板は耐熱性が低いため、ａ−Ｓｉの成膜時に温度を高温とすることができず、ガラスと比較した場合に電子移動度が低くなり易いからである。これに対し、本実施の形態では、ターゲットを絞ってアニール処理を施すため、このような耐熱性に関する不具合を発生し難くすることができ、樹脂基板を用いることができる。
【００６７】
また、図８に示すフローチャートは、本発明の手順を限定するものではなく、発明の趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で手順の追加・削除又は順番の変更等をしてもよい。例えば、アニール処理のタイミングは、図８のフロー図において、ステップＳ３のタイミングではなく、ステップＳ５の後に行ってもよい。
【００６８】
また、以上既に述べた以外にも、上記実施の形態による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。例えば、アニール処理を施すシリコン（ターゲットシリコン）は、例えば、図５及び図９に示したシリコンの全てを適用してもよい。
【００６９】
その他、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
【００７０】
以上説明したように、本発明に係るＸ線撮像素子の製造方法は、アニール処理を施して多結晶シリコンに変換して光電変換効率を上げることにより、少ないＸ線量で患者を診断することが可能なうえ、樹脂基板を使用することができることから、可搬式への適用も容易とすることができるという効果を有し、Ｘ線を用いたデジタルレントゲン写真を撮影するためのＸ線撮像素子の製造方法全般に有用である。
【符号の説明】
【００７１】
２０  Ｘ線撮像素子
２１  アモルファスシリコン基板
２２  ＴＦＴ回路
２３  フォトダイオード
２５  ＣｓＩ蛍光体層（シンチレータ）
【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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