專利名稱：放射線攝像裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及放射線攝像裝置。
背景技術(shù)：
作為這種放射線攝像裝置，公知有具有纖維光學面板(以下稱FOP)、設置在該FOP的一方的表面上的閃爍器、相對該FOP的另一方的表面設置的半導體圖像傳感器、對半導體圖像傳感器的輸出進行放大的放大部(放大元件)、以及包圍著半導體圖像傳感器和放大部而設置的框體的放射線攝像裝置(例如參照專利文獻1)。
此外，還公知有具有以一維或者二維結(jié)構(gòu)而配置有進行光電轉(zhuǎn)換的光檢測器的光檢測器陣列、以及直接形成在光檢測器的光入射面上的閃爍器的放射線攝像裝置(例如參照專利文獻2)。
專利文獻1日本專利特開2000-28735號公報。
專利文獻2國際公開WO98/36290號小冊子。

發(fā)明內(nèi)容
在上述專利文獻1所揭示的攝像裝置中，因為FOP本身的大面積化是不可能的，所以實現(xiàn)攝像面積的大面積化存在困難。因此，如上述專利文獻2所示，考慮不使用FOP，而是在光檢測器的光入射面上直接形成閃爍器的方法。此外，還考慮不是在光檢測器的光入射面上直接形成閃爍器，而是在支撐體上形成閃爍器，使光檢測器的光入射面與閃爍器緊密接合的方法。
然而，在不使用FOP結(jié)構(gòu)的情況下，出現(xiàn)了放大部的特性變得惡化的新問題。發(fā)明者等進行調(diào)查研究的結(jié)果表明，當放射線(例如X射線)入射到閃爍器或框體時，由于康普頓效應而產(chǎn)生散亂放射線。在FOP存在的情況下，即使在閃爍器或框體中產(chǎn)生散亂放射線，該散亂放射線也能夠由FOP中包含的鉛所屏蔽。然而，在不使用FOP的情況下，產(chǎn)生的散亂放射線不被屏蔽，會入射到放大部。因此，放大部的特性惡化的主要因素可以認為是由散亂放射線的入射所引起的。特別是在半導體圖像傳感器或者光檢測器陣列等光感應部與放大部在同一半導體基板上形成的情況下，光感應部與放大部配置得很近，散亂放射線很容易入射到放大部。此外，對于在硅基板上形成放大部的情況下，由于散亂放射線比入射到攝像裝置的X射線的能量低，所以硅的吸收增大，對放大部的損害也增大。
本發(fā)明的目的在于提供抑制放射線向放大部的入射，從而防止該放大部的特性產(chǎn)生惡化的放射線攝像裝置。
本發(fā)明的放射線攝像裝置的特征在于，包括在一側(cè)面上形成有對入射光進行光電轉(zhuǎn)換的光感應部以及對從該光感應部的輸出進行放大的放大部的基板，以及以覆蓋基板的一面的形成有光感應部以及放大部的區(qū)域的方式而配置的、將放射線轉(zhuǎn)換為可見光的閃爍器。
在本發(fā)明的放射線攝像裝置中，由于形成放大部的區(qū)域也被閃爍器所覆蓋，所以由閃爍器等產(chǎn)生的散亂放射線，在到達放大部之前的期間，能夠由閃爍器吸收而得到減弱。其結(jié)果是，能夠抑制由閃爍器等所產(chǎn)生的散亂放射線向放大部的入射，能夠防止放大部的特性惡化。
而且，在本發(fā)明中，裝置通過使用本來所設置的閃爍器就能夠抑制散亂放射線向放大部的入射。因此，沒有必要使用以抑制散亂放射線的入射為目的的新的放射線屏蔽部件，從而可以簡化裝置的結(jié)構(gòu)及制造工序。
此外，優(yōu)選在基板的一側(cè)面上還形成有用于將來自光感應部的輸出向放大部送出的移位寄存器，閃爍器以進一步覆蓋基板的一面的形成有移位寄存器的區(qū)域的方式而配置。在這種情況下，由于形成移位寄存器的區(qū)域也被閃爍器所覆蓋，所以能夠抑制閃爍器等所產(chǎn)生的散亂放射線向移位寄存器的入射。其結(jié)果，能夠防止移位寄存器的特性惡化。
此外，優(yōu)選閃爍器直接形成在基板的一面上。此外，優(yōu)選光感應部包含多個配置成二維狀的光電轉(zhuǎn)換元件。


圖1是用于說明本實施方式的放射線攝像裝置的截面結(jié)構(gòu)的簡圖。
圖2是用于說明本實施方式的放射線攝像裝置的截面結(jié)構(gòu)的簡圖。
圖3是用于說明本實施方式的放射線攝像裝置的平面圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖對本發(fā)明的實施方式的放射線攝像裝置進行說明。其中，在說明中，對同一要素或具有同一功能的要素標注同一符號，省略重復的說明。
圖1以及圖2是用于說明本實施方式的放射線攝像裝置的截面結(jié)構(gòu)的簡圖。圖3是為用于說明本實施方式的放射線攝像裝置的平面圖。其中，在圖3中省略了接合線。
如圖1～圖3所示，本實施方式的放射線攝像裝置1包括固體攝像元件11、閃爍器21、裝配基板31以及框體41等。
固體攝像元件11是MOS型圖像傳感器，包含形成在硅基板12的一側(cè)上的光感應部13、移位寄存器14、以及放大部15。這樣，光感應部13、移位寄存器14、以及放大部15在同一基板(硅基板12)上形成。硅基板12(固體攝像元件11)被固定在裝配基板31上。
光感應部13包含多個作為進行光電轉(zhuǎn)換的光電轉(zhuǎn)換元件的光電二極管16，這些光電二極管16被配置成二維狀。此外，固體攝像元件11還具有多個MOSFET(電場效應晶體管)(圖未示出)，用于應答光的入射并控制由各光電二極管16所產(chǎn)生的電荷的讀出。在本實施方式中，硅基板12的面積為16900mm2(＝130mm×130mm)的程度，光感應部13的面積為15625mm2(＝125mm×125mm)的程度。
移位寄存器14進行上述MOSFET的驅(qū)動控制，使得順次讀出各光電二極管16所產(chǎn)生的電荷并向?qū)姆糯蟛?5輸出。移位寄存器14通過在硅基板12上形成的配線(圖未示出)與對應的MOSFET電連接。
放大部15通過在硅基板12上形成的配線(圖未示出)而能夠與對應的光電二極管16電連接，對從該光電二極管16的輸出進行放大并輸出。放大部15例如包括對從光電二極管16的輸出(電流輸出)進行放大的放大器(電荷放大器)、與該放大器并聯(lián)連接的容量元件、以及與放大器和容量元件并聯(lián)連接的開關(guān)元件等。
在硅基板12上形成有與各放大部15電連接的結(jié)合墊片部17。這些結(jié)合墊片部17通過接合線51與在裝配基板31上形成的結(jié)合墊片部32電氣連接。由此，來自放大部15的輸出能夠通過裝配基板31而向攝像裝置1的外部發(fā)送。而且，在硅基板12上形成有多個與各移位寄存器14電連接而形成的結(jié)合墊片部18(特別參照圖3)。這些結(jié)合墊片部18通過接合線(圖未示出)與形成在裝配基板31上的結(jié)合墊片部33電連接。因此，來自攝像裝置1的外部的信號通過裝配基板31而被送到移位寄存器14。
閃爍器21是將入射的放射線(例如X射線)變換為可見光的裝置，呈柱狀結(jié)構(gòu)。如圖3所示，閃爍器21以覆蓋在硅基板12的一面上形成有光感應部13、移位寄存器14以及放大部15的區(qū)域的方式而直接形成在該區(qū)域上。因此，閃爍器21與硅基板12的一面上形成有光感應部13、移位寄存器14以及放大部15的區(qū)域相接觸而配置。其中，硅基板12的一面上形成有結(jié)合墊片部17、18的區(qū)域露出，沒有被閃爍器21所覆蓋。
在閃爍器21中雖然可以使用各種材料，但優(yōu)選使用發(fā)光效率好的Tl(鉈)摻雜的CsI。在閃爍器21上形成有覆蓋閃爍器21的柱狀結(jié)構(gòu)且進入到其間隙內(nèi)、密封閃爍器21的保護膜(圖未示出)。保護膜是能夠透過放射線、隔斷水蒸氣的材料，例如可以使用聚二甲苯樹脂(Three Bond公司(スリ一ボンド)(日本三鍵公司)制造，商品名稱parylene(パリレン)(聚對二甲苯))，特別優(yōu)選使用對氯亞二甲苯(同公司制造，商品名稱paryleneC(パリレンC)(聚對二甲苯C))。在本實施方式中，閃爍器21的厚度約為300μm。
閃爍器21可以通過汽相沉積法通過生長CsI的柱狀晶體而形成。此外，保護膜可以通過CVD法所形成。其中，關(guān)于閃爍器21及保護膜的形成方法，在本發(fā)明者的專利文獻2(國際公開WO98/36290號小冊子)中有詳細的記述，這里將其說明省略。
框體41以包圍固體攝像元件11的方式而被固定設置在裝配基板31上。在框體41上對應于光感應部13的位置上形成有矩形開口42，放射線可以通過該開口42而入射到閃爍器21。在框體41與硅基板12以及裝配基板31之間形成有空間S。在空間S內(nèi)配置有固體攝像元件11的移位寄存器14和放大部15，結(jié)合墊片部17、32，以及接合線51等。這樣，由于接合線51配置在由框體41、硅基板12及裝配基板31所構(gòu)成的空間S內(nèi)，所以該接合線51不會因框體41而受到推壓，能夠保護其不受外部物理應力的作用。此外，在框體41上，在與其放大部15側(cè)相反一側(cè)上設置有由放射線屏蔽性材料(例如鉛等)構(gòu)成的屏蔽部件43，通過該屏蔽部件43能夠充分地屏蔽放射線。在本實施方式中，屏蔽部件43的厚度約為2.5mm的程度。
以上，在本實施方式的放射線攝像裝置1中，因為閃爍器21將硅基板12的形成有放大部15的區(qū)域也進行了覆蓋，所以由閃爍器21或者框體41所產(chǎn)生的散亂放射線在到達放大部15之前的期間，能夠由閃爍器21吸收而減弱。其結(jié)果是，能夠抑制由閃爍器21或框體41所產(chǎn)生的散亂放射線向放大部15的入射，能夠防止放大部15的特性惡化。
此外，在本實施方式的放射線攝像裝置1中，通過在固體攝像元件11的攝像面一側(cè)形成閃爍器21的工程，在硅基板12的形成有放大部15的區(qū)域內(nèi)也能夠形成閃爍器21。這樣，因為通過使用本來設置的閃爍器21就能夠抑制散亂放射線向放大部15的入射，所以，就沒有必要使用以抑制散亂放射線的入射為目的的新的放射線屏蔽部件，可以簡化放射線攝像裝置1的結(jié)構(gòu)及制造工序。
此外，在本實施方式的放射線攝像裝置1中，因為通過閃爍器21將硅基板12的形成有移位寄存器14的區(qū)域也進行覆蓋，所以能夠抑制由閃爍器21或框體41所產(chǎn)生的散亂放射線向移位寄存器14的入射，能夠防止移位寄存器14的特性惡化。
本發(fā)明并不局限于上述實施方式，例如，在本實施方式中，作為固體攝像元件11，還可以使用CCD圖像傳感器來取代MOS型圖像傳感器。
此外，雖然在本實施方式中是在硅基板12上直接形成閃爍器21，但并不局限于此。例如，可以使用在放射線透過性基板上形成有閃爍器的閃爍器基板，以使硅基板12的一面上的形成有光感應部13、移位寄存器14以及放大部15的區(qū)域與閃爍器相接觸的方式來作為配置在閃爍器基板上的結(jié)構(gòu)。其中，在閃爍器上形成有保護膜的情況下，使形成有光感應部13、移位寄存器14以及放大部15的區(qū)域與保護膜接觸。
工業(yè)利用性本發(fā)明的放射線攝像裝置，尤其適用于醫(yī)療、工業(yè)用的X射線攝影中所采用的大面積放射線圖像系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種放射線攝像裝置，其特征在于，包括在一側(cè)面上形成有對入射光進行光電轉(zhuǎn)換的光感應部以及對來自該光感應部的輸出進行放大的放大部的基板，以及以覆蓋所述基板的所述一面的形成有所述光感應部以及所述放大部的區(qū)域的方式而配置的、將放射線轉(zhuǎn)換為可見光的閃爍器。
2.如權(quán)利要求1所述的放射線攝像裝置，其特征在于在所述基板的所述一側(cè)面上還形成有用于將來自所述光感應部的輸出向所述放大部送出的移位寄存器，所述閃爍器以進一步覆蓋所述基板的所述一面的形成有所述移位寄存器的區(qū)域的方式而配置。
3.如權(quán)利要求1所述的放射線攝像裝置，其特征在于所述閃爍器直接形成在所述基板的所述一面上。
4.如權(quán)利要求1所述的放射線攝像裝置，其特征在于所述光感應部包含多個配置成二維狀的光電轉(zhuǎn)換元件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種放射線攝像裝置(1)，包括固體攝像元件(11)以及閃爍器(21)等。固體攝像元件(11)具有在硅基板(12)的一側(cè)面上形成的光感應部(13)以及放大部(15)。光感應部(13)包含多個作為進行光電轉(zhuǎn)換的光電轉(zhuǎn)換元件的光電二極管(16)，這些光電二極管(16)配置成二維狀。放大部(15)對來自光電二極管(16)的輸出進行放大并輸出。閃爍器(21)以覆蓋硅基板(12)的一面的形成有光感應部(13)以及放大部(15)的區(qū)域的方式而直接形成在該區(qū)域上。
文檔編號H01L31/09GK1717595SQ20038010430
公開日2006年1月4日 申請日期2003年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月26日
發(fā)明者森治通, 藤田一樹, 久嶋龍次, 本田真彥 申請人:浜松光子學株式會社