專利名稱：放射線檢測裝置、放射線檢測系統(tǒng)和該裝置的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及應用于醫(yī)療圖像診斷裝置、非破壞性檢查裝置或使用放射線的分析裝置等的放射線檢測裝置和放射線檢測系統(tǒng)。
背景技術：
近年來，薄膜半導體制造技術被用于圖像拾取裝置和放射線成像裝置的制造。特別地，薄膜半導體制造技術被用于制造包括諸如TFT (薄膜晶體管)的開關器件和諸如光電轉(zhuǎn)換元件的轉(zhuǎn)換元件的圖像拾取裝置和放射線成像裝置。日本專利公開No. 2001-330677 提出在從X射線源發(fā)射的X射線的所照射的側(cè)包括至少具有多個光電轉(zhuǎn)換元件的傳感器基體部件并包括設置在X射線所照射的側(cè)的相對側(cè)的熒光體(scintillator)的放射線檢測器。在日本專利公開No. 2001-330677中，還公開了傳感器基板的整個表面或僅僅傳感器基板上的光電轉(zhuǎn)換器通過蝕刻被薄化、由此禁止放射線被吸收到傳感器基板中并改善受光靈敏度和MTF(調(diào)制傳遞函數(shù)(Modulation Transfer Function))的配置。在日本專利公開No. 2001-330677中，如其描述的那樣通過僅蝕刻傳感器基板上的光電轉(zhuǎn)換器改善受光靈敏度和MTF。但是，根本沒有考慮放射線檢測裝置的強度，并由此存在改善的余地。并且，日本專利公開No. 2001-330677中的光電轉(zhuǎn)換器沒有被清楚地描述。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供包括從放射線入射的側(cè)起依次布置的基板、光電轉(zhuǎn)換元件和熒光體的高分辨率、高強度的放射線檢測裝置。本發(fā)明提供一種放射線檢測裝置，該放射線檢測裝置包括被配置為將照射的放射線轉(zhuǎn)換成可見放射線的熒光體；被配置為將由熒光體轉(zhuǎn)換的可見放射線轉(zhuǎn)換成電荷的多個光電轉(zhuǎn)換兀件；和具有上面布置突光體和光電轉(zhuǎn)換兀件的第一表面和與第一表面相反的第二表面的基板，其中，基板、光電轉(zhuǎn)換元件和熒光體從放射線檢測裝置的放射線入射的側(cè)被依次布置，并且，第二表面包含布置于與布置光電轉(zhuǎn)換元件的第一表面的區(qū)域相對的區(qū)域中的多個凹陷(depression)和位于多個凹陷之間的多個突起(projection),其中，至少部分突起位于所述相對的區(qū)域中。還提供一種放射線檢測系統(tǒng)，該放射線檢測系統(tǒng)包括上述的放射線檢測裝置；被配置為處理來自放射線檢測裝置的信號的信號處理單元；被配置為記錄來自信號處理單元的信號的記錄單元；被配置為顯示來自信號處理單元的信號的顯示單元；和被配置為傳送來自信號處理單元的信號的傳送處理單元。本發(fā)明還提供一種放射線檢測裝置的制造方法，該放射線檢測裝置包括包含具有被配置為將通過熒光體從照射的放射線轉(zhuǎn)換的可見放射線轉(zhuǎn)換成電荷的多個光電轉(zhuǎn)換元件的第一表面和與第一表面相反的第二表面的基板，其中，從放射線檢測裝置的放射線入射的側(cè)起依次布置基板、光電轉(zhuǎn)換元件和熒光體。該方法包括通過從基板的第二表面?zhèn)认蚧迨┘舆x擇性薄化處理在第二表面中形成多個凹陷和位于多個凹陷之間的多個突起。在與布置多個光電轉(zhuǎn)換元件的第一表面的區(qū)域相對的區(qū)域中或布置多個光電轉(zhuǎn)換元件的第一表面的區(qū)域中形成多個凹陷。在所述相對的區(qū)域中形成位于多個凹陷之間的至少部分突起。因此，本發(fā)明提供從放射線入射的側(cè)起依次具有基板、光電轉(zhuǎn)換元件和熒光體的高分辨率、高強度的放射線檢測裝置。從參照附圖對示例性實施例的以下描述，本發(fā)明的其它特征將變得清晰。


圖IA是根據(jù)本發(fā)明的放射線檢測裝置的平面圖。圖IB是根據(jù)本發(fā)明的放射線檢測裝置的截面圖。圖IC是根據(jù)本發(fā)明的放射線檢測裝置的等效電路圖。圖2A是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的放射線檢測裝置的放大平面圖。圖2B是沿圖2A中的線IIB-IIB切取的截面圖。圖2C是沿圖2A中的線IIC-IIC切取的截面圖。圖3A是沿圖2A中的線IIIA-IIIA切取的根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的另一例子的放射線檢測裝置的截面圖。圖3B是沿圖2A中的線IIIB-IIIB切取的截面圖。圖4A和圖4B是與圖2A中的線IV-IV對應的用于解釋根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的放射線檢測裝置的制造方法的截面圖。圖5A和圖5B是與圖2A中的線V-V對應的用于解釋根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的放射線檢測裝置的另一制造方法的截面圖。圖6A是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的另一放射線檢測裝置的放大平面圖。圖6B是沿圖6A中的線VIB-VIB切取的截面圖。圖7A是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的放射線檢測裝置的放大平面圖。圖7B是沿圖7A中的線VIIB-VIIB切取的截面圖。圖7C是沿圖7A中的線VIIC-VIIC切取的截面圖。圖8A是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的放射線檢測裝置的放大平面圖。圖8B是沿圖8A中的線VIIIB-VIIIB切取的截面圖。圖8C是沿圖8A中的線VIIIC-VIIIC切取的截面圖。圖9表示根據(jù)本發(fā)明的使用放射線檢測裝置的放射線檢測系統(tǒng)。
具體實施例方式現(xiàn)在將參照附圖，詳細描述本發(fā)明的實施例。在本說明書中，術語“放射線”包括高能粒子放射線，諸如作為產(chǎn)生通過放射線衰減發(fā)射的粒子(包含光子)的射束的α射線、 β射線和Y射線，但放射線也指X射線或粒子射線、以及宇宙射線。術語“可見放射線”一般指的是從紫外到近紅外范圍即約380nm 760nm范圍的電磁譜的放射線。第一實施例現(xiàn)在將參照圖IA 1C，描述根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的放射線檢測裝置。圖IA是根據(jù)本發(fā)明的放射線檢測裝置的平面圖，圖IB是沿線IB-IB切取的截面圖，圖IC是放射線檢測裝置的等效電路圖。如圖IA和圖IB所示，在諸如玻璃基板等的具有絕緣表面的基板2的第一表面上布置光電轉(zhuǎn)換器3。光電轉(zhuǎn)換器3包含用于將由后面描述的突光體4轉(zhuǎn)換的可見放射線轉(zhuǎn)換成電信號的二維陣列中的多個像素，并且，所述像素分別包含光電轉(zhuǎn)換元件和開關器件。 基板2和光電轉(zhuǎn)換器3被布置,使得放射線從與第一表面相反的第二表面?zhèn)热肷涞交?。 這里，對于本發(fā)明中的各部件，放射線的入射側(cè)的表面被稱為“第二表面”，并且，與放射線的入射側(cè)相反的表面被稱為“第一表面”?；?的第二表面包含位于與布置多個光電轉(zhuǎn)換元件的第一表面的區(qū)域的相對的區(qū)域中的多個凹陷和分別位于多個凹陷中的相鄰的凹陷之間的多個突起。將在后面詳細描述凹陷和突起。通過柔性布線板6在基板2的第一表面的端部上安裝印刷電路板7a和7b。不在基板2的端部上設置突起，并且，希望所述端部在寬度上比所述突起寬并且比所述突起厚。這樣，使得可確保用于在基板2上安裝印刷電路板7a和7b的區(qū)域并可確保用于安裝印刷電路板7a和7b的強度。柔性布線板和印刷電路板被設置有各種集成電路。集成電路的例子包含后面描述的驅(qū)動電路110、讀取電路112、電源電路119和控制電路(未示出)。熒光體4被牢固地布置于與光電轉(zhuǎn)換器3的放射線入射側(cè)的表面(第二表面)相反的表面(第一表面)上。換句話說，熒光體4被布置為與基板2的第一表面相對。通過氣相沉積或通過粘接，在光電轉(zhuǎn)換器3的第一表面上牢固地布置熒光體4的第二表面。通過粘接劑、黏性劑或沖擊吸收材料等，熒光體4的第一表面被固定到安裝于外殼8上的支撐基體9的第二表面。印刷電路板7a和7b被布置于支撐基體9的第一表面?zhèn)?。因此，在本發(fā)明的放射線檢測裝置I中，從放射線檢測裝置I的放射線照射側(cè)起依次布置基板2、光電轉(zhuǎn)換器3和熒光體4。在外殼8的放射線入射到(進入)放射線檢測裝置的一側(cè)布置蓋子5。以這種方式，通過外殼8和蓋子5形成筐體(enclosure)。蓋子5允許放射線容易地通過并具有耐水性能和密封性能?；?、光電轉(zhuǎn)換器3、熒光體4、柔性布線板6以及印刷電路板7a和7b 被固定于支撐基體9上，并容納于由外殼8和蓋子5形成的筐體中。印刷電路板7a和7b 被布置于支撐基體9的第二表面?zhèn)龋沟脺p少放射線對于集成電路的不利影響。以這種方式，通過在基板2的第二表面上在與布置光電轉(zhuǎn)換元件的第一表面的區(qū)域?qū)膮^(qū)域中設置凹陷2a的配置，與不設置凹陷2a的基板相比，布置光電轉(zhuǎn)換元件的區(qū)域中的基板2的厚度減小，由此增大通過基板2的放射線的量。并且，由于與不具有凹陷2a的基板相比通過基板2的放射線增大，因此，熒光體4的發(fā)光量增大并相應地增大照射到光電轉(zhuǎn)換器3上的可見放射線的量，這導致靈敏度的改善。另外，由于從熒光體4發(fā)光的位置和光電轉(zhuǎn)換器3 之間的距離短，因此，抑制可見放射線的散射并提高MTF(銳度)?；?的例子包含具有關于用于形成光電轉(zhuǎn)換器3的處理溫度的耐熱性能的玻璃基板、硅基板和硬質(zhì)碳基板?？梢允褂猛ㄟ^在基板材料的表面上形成有機或無機絕緣膜制造的基板作為基板2?？墒褂玫慕^緣膜的例子包括諸如氧化硅膜或氮化硅膜的無機絕緣膜或諸如PET (聚對苯二甲酸乙二酯)或PI (聚酰亞胺)的有機絕緣膜。還能夠在形成光電轉(zhuǎn)換器3之后在基板2的第二表面上形成凹陷和突起，以通過部分地蝕刻或CMP薄化基板材料的放射線入射側(cè)的表面從而實現(xiàn)適當?shù)暮穸?。并且，可以制備事先通過模制形成有凹陷和突起的具有預先確定的厚度的基板。以這種方式，通過使用具有部分地薄化的區(qū)域的基板2，通過基板2的放射線的量增大。這里，當在熒光體4已被牢固地布置于光電轉(zhuǎn)換器3 的第一表面上之后在基板材料上施加薄化處理時，可以在熒光體4的前表面?zhèn)炔贾帽Ｗo材料。這是由于，當在在用于熒光體4中的磷光體層中使用諸如Gd2O2S = Tb的粒子磷外體的情況下在磷光體層上施加振動時，形狀會變形。這同樣適用于在磷光體層中使用諸如CsI:Tl 或CsI = Na的堿柱晶結(jié)構的情況。因此，希望在布置于基板2的第二表面的相反側(cè)的熒光體 4的第一表面上布置一些類型的保護材料。可進一步在保護材料上執(zhí)行薄化處理。保護材料可以是與基板2相同的材料，或者，作為替代方案，可以使用保護材料作為支撐基體9的一部分。現(xiàn)在將參照圖1C，描述根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的放射線檢測裝置的示意性等效電路。雖然在圖IC中出于簡化描述的原因使用三行三列等效電路圖，但是，本發(fā)明不限于此，并且，放射線檢測裝置包含η行Xm列的像素陣列(η和m均是不小于2的自然數(shù))。根據(jù)第一實施例的放射線檢測裝置包含設置在基板2的第一表面上的具有沿行方向和列方向布置的多個像素101的光電轉(zhuǎn)換器3。各像素101包含被配置為將放射線或光轉(zhuǎn)換成電荷的光電轉(zhuǎn)換兀件104和被配置為輸出對應于光電轉(zhuǎn)換兀件104的電荷的電信號的開關器件105。在第一實施例中，使用金屬絕緣體半導體(MIS)光電轉(zhuǎn)換元件作為光電轉(zhuǎn)換元件， 并且，使用薄膜晶體管(TFT)作為開關元件。光電轉(zhuǎn)換元件104包含第一電極103、第二電極102和布置于其間的半導體層。這里，第一電極103由第三導電層207形成，第二電極102 由第四導電層211形成，并且，半導體層由第二半導體層209形成。被配置為將放射線的波長轉(zhuǎn)換成可由光電轉(zhuǎn)換兀件104檢測的可見放射線的波長的突光體4被布置于光電轉(zhuǎn)換兀件104的第二電極側(cè)的表面(光電轉(zhuǎn)換器3的第一表面)上。開關器件105的第一主電極與光電轉(zhuǎn)換元件104的第一電極103電連接，并且，偏壓線106與光電轉(zhuǎn)換元件104的第二電極102電連接。偏壓線106中的每一個與沿列方向布置的光電轉(zhuǎn)換元件104的第二電極 102共同連接。驅(qū)動線107與開關器件105的控制電極電連接，并且，信號線108與開關器件105的第二主電極電連接。驅(qū)動線107中的每一個與沿行方向布置的多個開關器件105 的控制電極共同連接，并且，驅(qū)動線107通過第一連接布線109與驅(qū)動電路110電連接。驅(qū)動電路110依次或同時向沿列方向布置的多個驅(qū)動線107供給驅(qū)動脈沖，由此在逐行的基礎上并行輸出從像素到沿行方向布置的多個信號線108的電信號。信號線108中的每一個與沿列方向布置的多個開關器件105的第二主電極共同連接，并且，信號線108通過第二連接布線111與讀取電路112電連接。讀取電路112在逐個信號線的基礎上包含被配置為積分和放大來自信號線108的電信號的積分放大器113以及被配置為采樣和保持被積分放大器113放大并從積分放大器113輸出的電信號的采樣和保持電路114。讀取電路112還包含被配置為將并行地從多個采樣和保持電路114輸出的電信號轉(zhuǎn)換成串行的電信號的多路復用器115以及被配置為將電信號的輸出轉(zhuǎn)換成數(shù)字數(shù)據(jù)的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器116。從電源電路119向讀取電路112的非反相輸入端子供給基準電勢Vref。電源電路119還通過共用偏壓線117和第三連接布線118與沿行方向布置的多個偏壓線106電連接，并且向光電轉(zhuǎn)換元件104的第二電極102供給偏壓電勢Vs或初始化電勢Vr。以下將描述根據(jù)第一實施例的放射線檢測裝置的操作。通過開關器件105向光電轉(zhuǎn)換元件104的第一電極103施加基準電勢Vref，并且，向第二電極102施加偏壓電勢Vs， 由此，向光電轉(zhuǎn)換兀件104施加耗盡MIS光電轉(zhuǎn)換兀件的光電轉(zhuǎn)換層的偏壓。在該狀態(tài)下,5/9頁
在試驗中向被檢體照射放射線。放射線穿過被檢體并同時在其中衰減，并且通過熒光體4 被轉(zhuǎn)換成可見放射線。該可見放射線入射到光電轉(zhuǎn)換元件104上并且被轉(zhuǎn)換成電荷。與電荷對應的電信號在開關器件105通過從驅(qū)動電路110施加到驅(qū)動線107的驅(qū)動脈沖進入導通狀態(tài)時被輸出到信號線108，并且通過讀取電路112作為數(shù)字數(shù)據(jù)被讀取到外部。隨后， 通過使偏壓線106的電勢從偏壓電勢Vs成為初始化電勢Vr，開關器件105進入導通狀態(tài)， 使得消除在光電轉(zhuǎn)換元件104中產(chǎn)生并保持于其中的正載流子或負載流子。隨后，偏壓線 106的電勢從初始化電勢Vr成為偏壓電勢Vs，使得實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換元件104的初始化?，F(xiàn)在參照圖2A 2C，描述像素與基板2的凹陷和突起之間的關系。作為平面圖的圖2A以放大的比例表示圖IB和圖IC中的基板2和光電轉(zhuǎn)換器3的部分區(qū)域，其中，為了簡化，沒有描述絕緣部件。圖2B是沿圖2A中的線IIB-IIB切取的截面圖，并且，圖2C是沿圖2A中的線IIC-IIC切取的截面圖。在基板2的第一表面上依次布置第一導電層201、第一絕緣層202、第一半導體層 203、第一雜質(zhì)半導體層204和第二導電層205。這里,第一導電層201構成開關器件105的控制電極和驅(qū)動線107，第一絕緣層202構成開關器件105的柵絕緣膜，并且，第一半導體層203構成開關器件105的溝道。第一雜質(zhì)半導體層204成為開關器件105的歐姆接觸， 并且，第二導電層205成為開關器件105的兩個主電極和信號線108。第二絕緣層206被布置于開關器件105和光電轉(zhuǎn)換元件104之間。第二絕緣層206用作絕緣中間層。成為光電轉(zhuǎn)換元件104的第一電極103的第三導電層207通過設置在第二絕緣層206中的通孔與成為開關器件105的第一主電極的第二導電層205電耦合。在與基板2相對的側(cè)在第二絕緣層206上依次布置第三導電層207、第三絕緣層208、第二半導體層209、第二雜質(zhì)半導體層 210、第四導電層211和第五導電層212。這里，第三絕緣層208成為完全絕緣層，第二半導體層209成為光電轉(zhuǎn)換層，第二雜質(zhì)半導體層210成為空穴阻擋層，第四導電層211成為光電轉(zhuǎn)換兀件104的第二電極102,并且,第五導電層212成為偏壓線106。雖然由于使用MIS 光電轉(zhuǎn)換元件104因此在本實施例中使用第三絕緣層208，但是，本發(fā)明不限于此。當使用 PIN光電二極管作為光電轉(zhuǎn)換元件104時，作為第三絕緣層208的替代，可以使用用作電子阻擋層的第三雜質(zhì)半導體層。在這種情況下，空穴阻擋層和電子阻擋層可以互換。多個光電轉(zhuǎn)換元件104被用作鈍化膜的第四絕緣層213覆蓋，并且，在設置在第四絕緣層213上的用作平坦化層的第五絕緣層214之上設置熒光體4(未示出)。這里，本發(fā)明中的光電轉(zhuǎn)換元件104的寬度Pl由成為光電轉(zhuǎn)換元件104的第一電極103的第三導電層207的寬度限定。光電轉(zhuǎn)換元件104中的相鄰的光電轉(zhuǎn)換元件之間的寬度P2由第三導電層207之間的寬度限定?；?從其第二表面?zhèn)缺徊糠秩コ?，并由此具有多個凹陷2a和突起2b。凹陷2a 位于與布置光電轉(zhuǎn)換元件104的基板2的第一表面的區(qū)域相對的基板2的第二表面的區(qū)域中，并且具有由P3表示的寬度。換句話說，凹陷2a位于多個光電轉(zhuǎn)換元件104沿與基板2 垂直的方向從熒光體4側(cè)正交投影的基板2的第二表面上的區(qū)域(光電轉(zhuǎn)換元件104的正交投影區(qū)域)中。在本發(fā)明中，光電轉(zhuǎn)換元件104的正交投影區(qū)域表示基板2的第二表面上的光電轉(zhuǎn)換元件104的第一電極103的正交投影所位于的區(qū)域。突起2b分別位于基板2 的第二表面上的多個凹陷2a中的相鄰的凹陷之間，并且，寬度由P4表示。這里，本發(fā)明中的凹陷2a是厚度為突起2b的最厚部分的厚度的50%或更小的區(qū)域，并且，凹陷2a的寬度
8P3由厚度為50%或更小的區(qū)域的寬度限定。突起2b是厚度為突起2b的最厚部分的50% 或更大的區(qū)域，并且，寬度P4由相鄰的突起2b之間的寬度限定。以這種方式，由于凹陷2a 位于與布置光電轉(zhuǎn)換元件104的基板2的第一表面的區(qū)域相對的基板2的第二表面上的區(qū)域中，因此，通過基板2的放射線的量增大，并由此提供具有更高的靈敏度的放射線檢測裝置。在本發(fā)明中，突起2b的部分位于與布置光電轉(zhuǎn)換元件104的區(qū)域相對的基板2的第二表面上的區(qū)域內(nèi)，并且，上述的部分以外的突起2b的剩余部分位于與布置光電轉(zhuǎn)換元件104的區(qū)域相對的基板2的第二表面上的區(qū)域之間。換句話說，部分突起2b分別在光電轉(zhuǎn)換元件104的正交投影區(qū)域中的每一個的區(qū)域內(nèi)位于基板2的第二表面上，并且，這些部分以外的剩余部分在第二表面上分別位于光電轉(zhuǎn)換元件104的正交投影區(qū)域中的相鄰的區(qū)域之間。在本實施例中，突起2b分別跨著與光電轉(zhuǎn)換元件104之中的相鄰的光電轉(zhuǎn)換元件之間的部分相對的區(qū)域以及布置光電轉(zhuǎn)換元件104中的每一個的區(qū)域位于基板2的第二表面上。換句話說，凹陷2a的寬度P3比光電轉(zhuǎn)換元件104的寬度Pl小，并且，突起2b的寬度P4比光電轉(zhuǎn)換元件104之間的寬度P2大。在本實施例中，以格子狀圖案布置突起2b，這進一步提高基板2的機械強度。在這種結(jié)構中，即使當為了增大放射線通過量在與光電轉(zhuǎn)換元件104對應的基板2的第二表面上設置凹陷時，也在更寬的區(qū)域中確保了基板2的強度。當如圖2B所不的那樣光電轉(zhuǎn)換器3具有開關器件105被布置在光電轉(zhuǎn)換兀件104和基板2之間以被光電轉(zhuǎn)換元件104覆蓋的結(jié)構時，特別地確?；鍙姸取Ｔ谠搶盈B結(jié)構中， 布置光電轉(zhuǎn)換元件104的區(qū)域占據(jù)基板2的第一表面的約90%。在這種情況下，基板2的突起2b僅占據(jù)整個光電轉(zhuǎn)換器3的10%或更少，并由此難以確?；?的強度。雖然它依賴于應用，但是，在放射線檢測裝置中使用的像素間距(P1+P2)為70 200 μ m。例如，當使用具有O. 5 O. 7mm的厚度的玻璃基板作為基板2時，必須包含不小于整個基板2的20% 的突起2b。因此，值P3優(yōu)選小于63 180 μ m，并且，值P4優(yōu)選不小于7 20 μ m。這里的突起2b的形狀的例子包含R倒角、C倒角和錐形。當使用具有O. 2 O. 3mm的厚度的玻璃基板作為基板2時，必須包含不小于整個基板2的40%的突起2b。因此。值P3優(yōu)選小于 45 150 μ m,并且,值P4優(yōu)選不小于15 45 μ m。在該配置中，即使對于在開關器件105 之上布置光電轉(zhuǎn)換元件104的層疊結(jié)構，也可在保持基板2的機械強度的同時增大從第二表面的放射線通過量?；?的材料未必由一種類型的基板材料形成。例如，如圖3A和圖3B所示，可以使用多種(兩種)基板材料。圖3A是沿圖2A中的線IIIA-IIIA切取的截面圖，圖3B是沿 2A中的線IIIB-IIIB切取的截面圖。在圖3A和圖3B中，基板2的第一表面?zhèn)鹊牡谝换?221適當?shù)赜衫鐦渲せ蛱寄さ脑试S容易地通過放射線的材料形成，并且，基板2的第二表面?zhèn)鹊牡诙?22適當?shù)赜衫绮ＡЩ宓奶峁└叩募庸ぞ炔⒕哂懈叩膭偠鹊牟牧闲纬?。用于基?、第一基板221和第二基板222的材料適當?shù)鼐哂心褪茉诎雽w處理和熒光體形成處理中需要的熱的耐熱性。與構成凹陷2a的第一基板221相比，用于第二基板222的材料適當?shù)貫榘T如鉛(Pb)的具有更低的關于放射線的透射率的材料的基板材料。通過包含第二基板222的突起2b的配置，增大消除散射的放射線的效果，并由此提供具有高的靈敏度、高的強度和更高的銳度的放射線檢測裝置?，F(xiàn)在將參照圖4A和圖4B，描述根據(jù)本發(fā)明的放射線檢測裝置的制造方法。由于在熒光體4和光電轉(zhuǎn)換器3的制造過程中使用已知的技術，因此，將省略它們的詳細的描述。 圖4A和圖4B是與圖2A中的IV-IV對應的截面圖。如圖4A所示，首先，在在基板2的第一表面上布置光電轉(zhuǎn)換器3和熒光體4 (未示出)的狀態(tài)中，在基板2的第二表面上的希望的區(qū)域上形成抗蝕劑301。抗蝕劑301通過光刻法被構圖，并關于形成的光電轉(zhuǎn)換器3被構圖成希望的圖案。這里，希望的區(qū)域和希望的圖案是與形成突起2b的區(qū)域?qū)膮^(qū)域和圖案。隨后，如圖4B所示，通過使用抗蝕劑301從基板2的第二表面?zhèn)葓?zhí)行選擇性薄化處理，在基板2的第二表面上形成多個凹陷和突起。雖然存在幾種用于薄化的方法，但是， 對于實現(xiàn)突起的較高的縱橫比，適當?shù)厥褂镁哂休^高的各向異性的干蝕刻。如果縱橫比由于基板2的厚度或光電轉(zhuǎn)換元件的間距而小，則可通過濕蝕刻實現(xiàn)薄化。如果基板2由主要由樹脂或碳形成的膜形成，則可通過氧等離子體處理實現(xiàn)薄化處理。隨后，通過去除抗蝕劑301，獲得圖2A 2C所示的放射線檢測裝置。還將描述使用圖3A和圖3B所示的第一基板221和第二基板222的情況。如圖5A 所示，首先，在在包含第一基板221和第二基板222的基板2的第一表面?zhèn)仍诘谝换?21 上布置光電轉(zhuǎn)換器3和熒光體4 (未示出)的狀態(tài)下，在基板2的第二表面上的希望的區(qū)域上形成抗蝕劑401?？刮g劑401通過光刻法被構圖，并關于形成的光電轉(zhuǎn)換器3被構圖為希望的圖案。隨后，如圖5B所示，通過使用抗蝕劑401從基板2的第二表面?zhèn)葓?zhí)行選擇性薄化處理，在基板2的第二表面上形成多個凹陷和突起。如果希望在第二基板222上執(zhí)行選擇性薄化處理，則適當?shù)剡x擇關于第二基板222的蝕刻性能高并且關于第一基板221的蝕刻性能低的選擇比。例如，第二基板222可以是主要由碳形成的厚膜，第一基板221為SiN 膜或SiO2膜，并且對于薄化使用氧等離子體。在第一實施例中，描述了具有布置于其上面的光電轉(zhuǎn)換器3和突光體4的基板2 被薄化的處理。但是，本發(fā)明不限于此。可以在基板2的薄化處理之后形成熒光體4，并且， 也可以在基板2的薄化之后形成光電轉(zhuǎn)換器3。但是，由于關于光電轉(zhuǎn)換器3的對準是更容易的，因此，在基板2的第一表面上布置光電轉(zhuǎn)換器3的狀態(tài)是更合適的。在本實施例中，凹陷2a的形狀被描述為具有包含與驅(qū)動線107平行的兩個邊和與信號線108平行的兩個邊的矩形形狀，即，包含與光電轉(zhuǎn)換元件104的第一電極103的各邊平行的四個邊的矩形形狀。但是，本發(fā)明不限于此。例如，如圖6A和圖6B所示，凹陷可具有多邊形(例如矩形形狀，所述多邊形具有不與驅(qū)動線107和信號線108平行的邊，即具有不與光電轉(zhuǎn)換元件104的第一電極103的邊平行的至少一個邊)。多邊形可以是矩形形狀以外的形狀，并且可以是適當?shù)厥褂玫娜切巍⑽褰切魏土切蔚慕M合、或者八角形。凹陷2a 可具有圓形形狀。通過使用多邊形或圓形作為凹陷2a的形狀，以格子狀圖案布置突起2b， 這進一步提高基板2的機械強度。通過上述的基板2的配置，抵抗驅(qū)動線107和信號線108 的應力的機械強度增大，并且，基板2的機械強度進一步增大，由此提供具有高強度的放射線檢測裝置。如果光電轉(zhuǎn)換器3具有開關器件105被布置于光電轉(zhuǎn)換兀件104和基板2之間以被光電轉(zhuǎn)換元件104覆蓋的層疊結(jié)構，則至少部分突起2b適當?shù)卦陂_關器件105的正交投影區(qū)域內(nèi)位于基板2的第二表面上。因此，基板2的機械強度進一步增大，并且，提供具有更高的強度的放射線檢測裝置。并且，凹陷2a被適當?shù)夭贾茫沟猛黄?b位于與布置驅(qū)動線107和信號線108的基板2的第一表面相對的第二表面上的區(qū)域中。在形成的基板2的第二表面上設置由關于由熒光體4轉(zhuǎn)換的可見放射線具有高的吸收率的材料形成的用于吸收可見放射線的光吸收層215是更合適的。因此，通過基板2 的具有凹陷和突起的第二表面以散射方式反射的光減少，并由此提供具有更高的銳度的放射線檢測裝置。光吸收層215可被適當?shù)貞糜趫D2A 2C所示的配置和后面描述的實施例的配置。第二實施例現(xiàn)在將參照圖7A 7C，描述本發(fā)明的第二實施例。與在第一實施例中描述的部件相同的部件由相同的附圖標記表示，并且將省略它們的詳細描述。在第一實施例中與一個光電轉(zhuǎn)換元件104對應地設置一個凹陷2a。但是，在第二實施例中，對于一個光電轉(zhuǎn)換元件104設置多個(例如，兩個)凹陷2a。換句話說，假定k 為2或更大的自然數(shù)，則凹陷2a的間距P3小于光電轉(zhuǎn)換元件104的間距Pl的Ι/k倍。通過該配置，突起2b被定位，使得其整個寬度被布置于與布置光電轉(zhuǎn)換元件104的基板2的第一表面的區(qū)域相對的基板2的第二表面的區(qū)域中。因此，基板2的機械強度進一步增大， 并且，提供具有更高的強度的放射線檢測裝置。并且，因此，在空間上插入偽低通濾波器，并由此提供具有更高的銳度以及減少的莫爾(moire)條紋的放射線檢測裝置。由于第一實施例與k = I的情況對應，因此，希望凹陷2a的間距P3小于光電轉(zhuǎn)換元件的間距Pl的1/k 倍，這里，在本發(fā)明中，k是I或更大的自然數(shù)。如圖6A和圖6B所示，第二實施例中的配置也可被適當?shù)貞糜诰哂胁慌c驅(qū)動線107和信號線108平行的多個邊的多邊形(例如，矩形)。第三實施例現(xiàn)在將參照圖8A 8C，描述本發(fā)明的第三實施例。與在第一或第二實施例中描述的部件相同的部件由相同的附圖標記表示，并且將省略它們的詳細描述。在第一和第二實施例中，與一個光電轉(zhuǎn)換元件104對應地設置一個或更多個凹陷 2a。但是，在第三實施例中，跨著多個光電轉(zhuǎn)換元件104(例如，兩行和兩列中的四個)設置一個凹陷2a。換句話說，假定k為I或更大的自然數(shù)，則凹陷2a的間距P3不小于光電轉(zhuǎn)換元件104的間距Pl的k倍。但是，在這種情況下，為了確?；?的機械強度，適當?shù)夭贾冒枷?a，使得突起2b位于與布置驅(qū)動線107和信號線108的基板2的第一表面上的區(qū)域相對的第二表面上的區(qū)域中。因此，假定k為I或更大的自然數(shù)，則即使在凹陷2a的間距P3 不小于光電轉(zhuǎn)換元件104的間距Pl的k倍的情況下也確?；?的所需的機械強度。雖然在第三實施例中描述了一個凹陷2a位于與在基板2的第一表面上布置四個光電轉(zhuǎn)換元件104的區(qū)域?qū)膮^(qū)域中的例子，但是，本發(fā)明不限于此。假定k為2或更大的自然數(shù)， 則一個凹陷2a可位于與在基板2的第一表面上布置k個光電轉(zhuǎn)換元件104的區(qū)域?qū)膮^(qū)域中。但是，希望凹陷2a的布置和形狀被確定為使得布置多個光電轉(zhuǎn)換元件104的區(qū)域等于凹陷2a的重疊面積。這是為了使得通過各像素的放射線量相等。第三實施例中的配置也可被適當?shù)貞糜趫D5A和圖5B所示的具有不與驅(qū)動線 107和信號線108平行的多個邊的多邊形(例如，矩形)。還能夠?qū)τ谘匾粋€行和一個列布置的多個光電轉(zhuǎn)換元件設置一個凹陷2a。在這種情況下，條帶狀布置多個凹陷2a或多個突起2b。在這種情況下，凹陷2a被適當?shù)夭贾?，使得突?b位于與布置驅(qū)動線107或信號線108的基板2的第一表面上的區(qū)域相對的第二表面上的區(qū)域中。還能夠關于沿不與行的方向或列的方向平行的方向布置(斜著布置)的多個光電轉(zhuǎn)換元件104設置一個凹陷2a。在這種情況下，在斜著的條帶中布置多個凹陷2a或多個突起2b。在這種形狀中，當對于形成凹陷2a和突起2b使用濕蝕刻等時，蝕刻液良好地循環(huán)并且整個部分被均勻薄化。因此，防止由于放射線的不規(guī)則透射導致的偽像，并由此提供具有更高的銳度的放射線檢測裝置。第四實施例現(xiàn)在將參照圖9，描述根據(jù)本發(fā)明的使用放射線檢測裝置的放射線檢測系統(tǒng)。在X射線管6050中產(chǎn)生的X射線6060穿過病人6062或被檢者6061的胸部，并且入射到具有布置于光電轉(zhuǎn)換器3的第一表面上的熒光體4的放射線檢測裝置6040。入射的X射線包含關于被檢者6061體內(nèi)的信息。熒光體4發(fā)射與X射線的入射對應的光，并且，通過由光電轉(zhuǎn)換器3轉(zhuǎn)換發(fā)射的光獲得電信息。該信息被轉(zhuǎn)換成數(shù)字數(shù)據(jù)，并且通過作為信號處理單元的圖像處理器6070經(jīng)受圖像處理，由此在作為控制室的顯示單元的顯示器6080上被顯示。該信息可通過諸如電話電路6090的傳送處理單元被傳送到遠程位置，并且可在諸如醫(yī)生室的不同的位置中的作為顯示單元的顯示器6081上被顯示或者被存儲于諸如光盤的記錄單元中，由此，遠程位置的醫(yī)生能夠診斷。還能夠通過作為記錄單元的膠片處理器 6100在作為記錄介質(zhì)的膠片6110上記錄信息。雖然已參照示例性實施例說明了本發(fā)明，但應理解，本發(fā)明不限于公開的示例性實施例。以下的權利要求的范圍應被賦予最寬的解釋以包含所有的變更方式以及等同的結(jié)構和功能。
權利要求
1.一種放射線檢測裝置，包括熒光體，所述熒光體被配置為將入射到所述放射線檢測裝置側(cè)的放射線轉(zhuǎn)換成可見放射線；多個光電轉(zhuǎn)換7Π件，所述多個光電轉(zhuǎn)換7Π件被配置為將可見放射線轉(zhuǎn)換成電荷；和基板，所述基板具有第一表面和第二表面，第一表面面向所述熒光體，并且，第二表面與第一表面相反，其中，所述基板、所述光電轉(zhuǎn)換元件和所述熒光體從所述放射線檢測裝置的放射線入射到其上的側(cè)起被依次布置，并且，其中，第二表面包含多個凹陷和突起，所述多個凹陷布置于正交投影區(qū)域中，在所述正交投影區(qū)域，所述多個光電轉(zhuǎn)換元件的正交投影沿與所述基板垂直的方向從熒光體側(cè)進行投影，部分所述突起位于所述正交投影區(qū)域中，并且所述突起的剩余部分位于所述正交投影區(qū)域之間。
2.根據(jù)權利要求I的放射線檢測裝置，還包括被布置于所述光電轉(zhuǎn)換元件和所述基板的第一表面之間的開關器件，其中，所述光電轉(zhuǎn)換元件被布置于所述基板的第一表面和所述熒光體之間。
3.根據(jù)權利要求2的放射線檢測裝置，其中，所述開關器件被布置為被所述光電轉(zhuǎn)換元件覆蓋。
4.根據(jù)權利要求3的放射線檢測裝置，其中，所述光電轉(zhuǎn)換元件中的每一個包含與所述開關器件電耦合的電極，所述凹陷的形狀是圓形或具有不與電極的邊平行的至少一個邊的多邊形，并且，所述突起以格子狀圖案被布置。
5.根據(jù)權利要求I的放射線檢測裝置，其中，所述基板由多個基板材料形成，并且，其中，在所述多個基板材料中的包含于所述突起中的基板材料與構成所述凹陷的基板材料相比具有較低的關于放射線的透射率。
6.根據(jù)權利要求I的放射線檢測裝置，還包括被布置于第二表面上并被配置為吸收由所述熒光體轉(zhuǎn)換的可見放射線的光吸收層。
7.根據(jù)權利要求I的放射線檢測裝置，其中，所述凹陷的寬度比所述光電轉(zhuǎn)換元件的寬度小。
8.根據(jù)權利要求I的放射線檢測裝置，其中，所述凹陷被設置為使得所述凹陷中的一個跨著多個光電轉(zhuǎn)換元件被設置。
9.一種放射線檢測系統(tǒng)，包括根據(jù)權利要求I的放射線檢測裝置；被配置為處理來自所述放射線檢測裝置的信號的信號處理單元；被配置為記錄來自所述信號處理單元的信號的記錄單元；被配置為顯示來自所述信號處理單元的信號的顯示單元；和被配置為傳送來自所述信號處理單元的信號的傳送處理單元。
10.一種放射線檢測裝置的制造方法，所述放射線檢測裝置包括被配置為將照射的放射線轉(zhuǎn)換成可見放射線的熒光體、被配置為將由所述熒光體轉(zhuǎn)換的可見放射線轉(zhuǎn)換成電荷的多個光電轉(zhuǎn)換元件、以及具有與所述熒光體相對的第一表面和與第一表面相反的第二表面的基板，并以這樣的方式被配置所述基板、所述光電轉(zhuǎn)換元件和所述熒光體從放射線檢測裝置的放射線入射側(cè)起以所述基板、所述光電轉(zhuǎn)換元件和所述熒光體的次序被布置，該方法包括形成多個凹陷和多個突起，所述突起中的每一個位于第二表面上的多個凹陷中的相鄰的凹陷之間，其中，所述多個凹陷形成在正交投影區(qū)域中，沿與所述基板垂直的方向從熒光體側(cè)投影的多個光電轉(zhuǎn)換元件的正交投影位于所述正交投影區(qū)域，并且，其中，部分所述突起形成在所述正交投影區(qū)域內(nèi)，并且所述突起的所述部分以外的剩余部分形成在所述正交投影區(qū)域之間。
11.根據(jù)權利要求10的放射線檢測裝置的制造方法，其中，所述基板從所述基板的第二表面?zhèn)冉?jīng)受選擇性薄化處理。
12.根據(jù)權利要求11的放射線檢測裝置的制造方法，其中，所述基板在所述多個光電轉(zhuǎn)換元件已被布置于第一表面上的狀態(tài)中經(jīng)受選擇性薄化處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種放射線檢測裝置、放射線檢測系統(tǒng)和該裝置的制造方法。放射線檢測裝置包括熒光體、多個光電轉(zhuǎn)換元件和具有與熒光體相對的第一表面和與第一表面相反的第二表面的基板?；濉⒐怆娹D(zhuǎn)換元件和熒光體從放射線檢測裝置的放射線入射側(cè)被依次布置，并且，第二表面包含多個凹陷和突起，所述多個凹陷布置于正交投影區(qū)域中，多個投影的光電轉(zhuǎn)換元件的正交投影位于所述正交投影區(qū)域，部分所述突起位于所述正交投影區(qū)中，并且所述突起的所述部分以外的剩余部分位于所述正交投影區(qū)域之間。
文檔編號H01L27/14GK102590850SQ20121000489
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月10日 優(yōu)先權日2011年1月14日
發(fā)明者和山弘, 川鍋潤, 望月千織, 橫山啟吾, 渡邊實, 藤吉健太郎 申請人:佳能株式會社