專利名稱：放射線檢測器及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于醫(yī)療領域、工業(yè)領域以及原子能領域等的放射線檢測器及其制造方法。
背景技術：
以往，作為高靈敏度的放射線檢測器的材料，研究并開發(fā)了各種半導體材料，特別是CdTe (碲化鎘)、ZnTe (碲化鋅)或者CdZnTe (碲鋅鎘)的結晶體，并將一部分·產(chǎn)品化。由CdTe、ZnTe, CdZnTe形成的半導體層是多晶膜(例如參照專利文獻I)。專利文獻I :日本特開2001-242256號公報

發(fā)明內容
_4] 發(fā)明要解決的問題然而，在具有這種結構的情況下，存在以下問題僅在一部分半導體層上產(chǎn)生了漏電流多的部位、即“泄漏點”，或者層疊形成的半導體層的密合性差，或者形成多孔(bolus)的膜質。本發(fā)明是鑒于這種情況而完成的，其目的在于提供一種能夠使層疊形成在基板上的半導體層的膜質穩(wěn)定，提高基板與半導體層的密合性的放射線檢測器及其制造方法。_7] 用于解決問題的方案為了解決上述問題，發(fā)明人專心研究的結果是得出如下見解。S卩，以往對層疊形成半導體層的基板表面的狀態(tài)不作規(guī)定，因此不能根據(jù)基板表面的狀態(tài)獲知發(fā)生什么樣的問題。因此，著眼于基板，通過實驗明白了基板表面的凹凸會對半導體層造成影響。具體地說，根據(jù)采用石墨基板作為基板時的圖5的(a廣圖5的(C)所示的實驗數(shù)據(jù)，如果凹凸大，則對層疊形成的半導體層的結晶增長造成不良影響，產(chǎn)生泄漏點，相反地，如果凹凸小，則層疊形成的半導體層的密合性變差而形成多孔的膜質。圖5的(a)示出在將基板表面的凹凸(表面粗糙度)設為I μ πΓ8 μ m的范圍的基板上層疊形成(成膜)半導體層，并以X 100倍進行觀察而得到的圖像，圖5的(b)示出在該凹凸小于Iym的基板上形成半導體層的X 100倍的圖像，圖5的(C)示出在該凹凸超過8ym的基板上形成半導體層的X500倍的圖像。在圖5的(a廣圖5的(c)中，設為除基板以外的成膜條件完全相同，從圖像上觀察由表面的不同導致的差異。關于在凹凸小于Iym的基板上層疊形成的半導體層，與圖5的(a)相比，從圖5的(b)可知膜質粗糙、多孔。關于在凹凸超過8μπι的基板上層疊形成的半導體層，如圖5的(c)所示，可知從圖像上的左上方到右下方半導體層的膜質存在分界線。在凹凸超過8 μ m的基板上存在這種分界線，該部分成為流經(jīng)過大量漏電流的泄漏點部位。根據(jù)以上的圖5的(a廣圖5的(C)的實驗數(shù)據(jù)得出了如下的見解如果基板表面的凹凸在I μ πΓ8 μ m的范圍，則如圖5的(a)所示那樣能夠解決上述問題?；谶@種見解的本發(fā)明采用如下的結構。
S卩，本發(fā)明所涉及的放射線檢測器，是一種檢測放射線的放射線檢測器，具備多晶膜的半導體層，其通過放射線的入射來將放射線的信息轉換為電荷信息，包含CdTe (碲化鎘)、ZnTe (碲化鋅)或者CdZnTe (碲鋅鎘)；用作電壓施加電極的石墨基板，其對該半導體層施加偏壓，兼用作支承基板；以及讀出基板，其具有讀出上述電荷信息且與每個像素相應地形成的像素電極，其中，在上述石墨基板上層疊形成上述半導體層，以將半導體層和上述像素電極粘貼于內側的方式將層疊形成有半導體層的石墨基板與上述讀出基板粘貼在一起，當構成了各構件時，上述石墨基板的表面的凹凸為I μ πΓ8 μ m的范圍。[作用和效果]根據(jù)本發(fā)明所涉及的放射線檢測器，在多晶膜的半導體層包含CdTe、ZnTe或者CdZnTe，采用兼用作電壓施加電極和支承基板的石墨基板作為基板且在讀出基板側具有像素電極的情況下，將石墨基板表面的凹凸設為1μπΓ8μπι的范圍。通過設為上述范圍，防止在凹凸小于I μ m的基板上因半導體層的膜質粗糙、多孔而導致基板與半導體層的密合性變差，相反地，防止在凹凸超過8 μ m的基板上產(chǎn)生泄漏點。其結果是，能夠使層疊形成在基板上的半導體層的膜質穩(wěn)定，提高基板與半導體層的密合性。
另外，與上述放射線檢測器不同的一種放射線檢測器是一種檢測放射線的放射線檢測器，具備多晶膜的半導體層，其通過放射線的入射來將放射線的信息轉換為電荷信息，包含CdTe (碲化鎘)、ZnTe (碲化鋅)或者CdZnTe (碲鋅鎘)；用作電壓施加電極的石墨基板，其對該半導體層施加偏壓，兼用作支承基板；像素電極，其讀出上述電荷信息，且與每個像素相應地形成；以及讀出基板，其形成有讀出圖案，其中，在上述石墨基板上層疊形成上述半導體層，在上述半導體層上層疊形成上述像素電極，以將像素電極粘貼到上述讀出基板側的方式將層疊形成有像素電極和半導體層的石墨基板與讀出基板粘貼在一起，當構成了各構件時，上述石墨基板的表面的凹凸為Ium 8μηι的范圍。[作用和效果]根據(jù)本發(fā)明所涉及的放射線檢測器，在多晶膜的半導體層包含CdTe、ZnTe或者CdZnTe，采用兼用作電壓施加電極和支承基板的石墨基板作為基板且在石墨基板側具有像素電極的情況下，將石墨基板表面的凹凸設為1μπΓ8μπι的范圍。通過設為上述范圍，防止在凹凸小于I μ m的基板上因半導體層的膜質粗糙、多孔而導致基板與半導體層的密合性變差，相反地，防止在凹凸超過8 μ m的基板上產(chǎn)生泄漏點。其結果是，能夠使層疊形成在基板上的半導體層的膜質穩(wěn)定，提高基板與半導體層的密合性。另外，與上述放射線檢測器不同的另一種放射線檢測器是一種檢測放射線的放射線檢測器，具備多晶膜的半導體層，其通過放射線的入射來將放射線的信息轉換為電荷信息，包含CdTe (碲化鎘),ZnTe (碲化鋅)或者CdZnTe (碲鋅鎘)；電壓施加電極，其對該半導體層施加偏壓；像素電極，其讀出上述電荷信息，且與每個像素相應地形成；支承基板，其支承上述電壓施加電極、上述半導體層以及像素電極，由氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、氧化硅、氮化硅或者碳化硅中的任意材料形成，或者對這些材料的混合物進行燒結來形成；以及讀出基板，其形成有讀出圖案，其中，在上述支承基板上層疊形成上述電壓施加電極，在上述電壓施加電極上層疊形成上述半導體層，在上述半導體層上層疊形成上述像素電極，以將像素電極粘貼在上述讀出基板側的方式將層疊形成有像素電極、半導體層以及電壓施加電極的支承基板與上述讀出基板粘貼在一起，當構成了各構件時，上述支承基板的表面的凹凸為I μ πΓ8 μ m的范圍。[作用和效果]根據(jù)本發(fā)明所涉及的放射線檢測器，在多晶膜的半導體層包含CdTe、ZnTe或者CdZnTe，采用與電壓施加電極獨立地進行支承的支承基板作為基板且在支承基板側具有像素電極的情況下，將支承基板表面的凹凸設為1μπΓ8μπι的范圍。通過設為上述范圍，防止在凹凸小于I μ m的基板上因半導體層的膜質粗糙、多孔而導致基板與半導體層的密合性變差，相反地，防止在凹凸超過8 μ m的基板上產(chǎn)生泄漏點。其結果是，能夠使層疊形成在基板上的半導體層的膜質穩(wěn)定，提高基板與半導體層的密合性。此外，在采用了支承基板的情況下，支承基板可以由氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、氧化硅、氮化硅或者碳化硅中的任意材料來形成，或者對這些材料的混合物進行燒結來形成。另外，電壓施加電極介于支承基板與半導體層之間，而電壓施加電極薄，支承基板表面的凹凸被轉印到電壓施加電極上，因此，當將支承基板表面的凹凸設為I μ πΓ8 μ m的范圍時，電壓施加電極表面的凹凸也大致成為該范圍，起到與在支承基板上層疊形成半導體層的結構大致相同的效果。在上述這些發(fā)明所涉及的放射線檢測器中，優(yōu)選將電子阻擋層和空穴阻擋層中的 至少一個與半導體層直接接觸來形成。特別是，在電子阻擋層或者空穴阻擋層介于石墨基板或者支承基板與半導體層之間情況下，由于阻擋層薄，石墨基板或者支承基板表面的凹凸被轉印到阻擋層上，因此，當將石墨基板或者支承基板表面的凹凸設為I μ πΓ8 μ m的范圍時，阻擋層的表面的凹凸也大致為該范圍，從而起到與將半導體層直接接觸石墨基板或者支承基板而形成的結構大致相同的效果。在上述這些發(fā)明所涉及的放射線檢測器的制造方法中，通過利用銑削加工、研磨加工、噴砂加工以及蝕刻加工中的任意一種加工方式對基板表面的凹凸進行表面處理，能夠將基板表面的凹凸加工成I μ πΓ8 μ m的范圍。另外，優(yōu)選在進行上述表面處理之前進行清洗基板的清洗處理。通過清洗來去除基板表面的雜質、微粒等，由此易于將基板表面的凹凸加工成1μπΓ8μπ 的范圍。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明所涉及的放射線檢測器及其制造方法，通過將基板(石墨基板或者支承基板)表面的凹凸設為I μ πΓ8 μ m的范圍，能夠使層疊形成在基板上的半導體層的膜質穩(wěn)定，提高基板與半導體層的密合性。


圖I是表示實施例I所涉及的放射線檢測器的石墨基板側的結構的縱截面圖。圖2是表示實施例I所涉及的放射線檢測器的讀出基板側的結構的縱截面圖。圖3是表示讀出基板和外圍電路的結構的電路圖。圖4是將實施例I所涉及的石墨基板側的結構與讀出基板側的結構粘貼在一起時的縱截面圖。圖5的(ar(c)是采用石墨基板作為基板時的實驗數(shù)據(jù)，圖5的(a)是在將基板表面的凹凸設為I μ πΓ8 μ m的范圍的基板上形成半導體層并以X 100倍進行觀察而得到的圖像，圖5的(b)是在該凹凸小于Iym的基板上形成半導體層的X 100倍的圖像，圖5的(c)是在該凹凸超過8μπι的基板上形成半導體層的Χ500倍的圖像。圖6是用于說明電子阻擋層介于石墨基板與半導體層之間的情況下的凹凸的轉印的示意圖。圖7是在實施例2所涉及的放射線檢測器中將石墨基板側的結構與讀出基板側的結構粘貼在一起時的縱截面圖。圖8是在實施例3所涉及的放射線檢測器中將支承基板側的結構與讀出基板側的結構粘貼在一起時的縱截面圖。圖9是用于說明電壓施加電極和電子阻擋層介于支承基板與半導體層之間的情況下的凹凸的轉印的示意圖。附圖標記說明11 :石墨基板；I Ia :支承基板；I Ib :電壓施加電極；12 :電子阻擋層；13 :半導體層；14 :空穴阻擋層；15、22 :像素電極；21 :讀出基板。
具體實施方式
實施例I下面，參照

本發(fā)明的實施例I。圖I是表示實施例I所涉及的放射線檢測器的石墨基板側的結構的縱截面圖，圖2是表示實施例I所涉及的放射線檢測器的讀出基板側的結構的縱截面圖，圖3是表示讀出基板和外圍電路的結構的電路圖，圖4是將實施例I所涉及的石墨基板側的結構和讀出基板側的結構粘貼在一起時的縱截面圖。如圖f圖4所示，放射線檢測器大體分為石墨基板11和讀出基板21。如圖I、圖4所示，在石墨基板11上依次層疊形成有電子阻擋層12、半導體層13、空穴阻擋層14。如圖2、圖4所示，讀出基板21具有后述的像素電極22，將電容器23、薄膜晶體管24等形成圖案(在圖2中僅圖示了讀出基板21、像素電極22)。石墨基板11相當于本發(fā)明的石墨基板，電子阻擋層12相當于本發(fā)明的電子阻擋層，半導體層13相當于本發(fā)明的半導體層，空穴阻擋層14相當于本發(fā)明的空穴阻擋層，讀出基板21相當于本發(fā)明的讀出基板，像素電極22相當于本發(fā)明的像素電極。如圖I所示，石墨基板11兼用作后述的實施例3的支承基板Ila和電壓施加電極lib。也就是說，對半導體層13施加偏壓(在各實施例廣3中為-O. ν/μπΓ ν/μπι的偏壓)，利用兼用作支承基板Ila和電壓施加電極的石墨基板11來構建本實施例I所涉及的放射線檢測器。石墨基板11由導電碳石墨的板材構成，使用調整燒結條件使得與半導體層13的熱膨脹系數(shù)一致的平坦的板材(厚度大約2mm)。半導體層13通過放射線(例如X射線)的入射來將放射線的信息轉換為電荷信息(載流子)。關于半導體層13，使用由CdTe (碲化鎘)、ZnTe (碲化鋅)或者CdZnTe (碲鋅鎘)形成的多晶膜。此外，關于這些半導體層13的熱膨脹系數(shù)，CdTe大約為5ppm/deg、ZnTe大約為8ppm/deg、CdZnTe與Zn濃度相應地采用它們的中間值。關于電子阻擋層12，使用ZnTe、Sb2S3、Sb2Te3等P型半導體，關于空穴阻擋層14，使用CdS、ZnS、Zn0、Sb2S3等N型或者超高電阻半導體。此外，在圖I、圖4中，連續(xù)地形成空穴阻擋層14，但在空穴阻擋層14的膜電阻低的情況下，也可以與像素電極22相對應地分割地形成空穴阻擋層14。此外，在與像素電極22相對應地分割地形成空穴阻擋層14的情況下，當將石墨基板11與讀出基板21粘貼在一起時，需要將空穴阻擋層14與像素電極22對準。另外，如果放射線檢測器在特性上沒有問題，則也可以省略電子阻擋層12和空穴阻擋層14中的任一個，或者將二者均省略。
如圖2所示，讀出基板21在與石墨基板11粘貼時，利用導電性材料(導電糊劑、各向異性導電膜(ACF)、各向異性導電性糊劑等)與后述的電容器23的容量電極23a(參照圖4)的部位(像素區(qū)域)進行凸塊連接，由此在該部位形成像素電極22。這樣，與每個像素相應地形成像素電極22，讀出由半導體層13轉換得到的載流子。讀出基板21使用玻璃基板。如圖3所示，在讀出基板21上將作為電荷儲能電容器的電容器23和作為開關元件的薄膜晶體管24按照每個像素分割地形成圖案。此外，在圖3中，僅示出了 3X3像素，但實際上使用與二維放射線檢測器的像素數(shù)相對應的尺寸(例如1024X1024像素)的讀出基板21。如圖4所示，在讀出基板21的表面層疊形成有電容器23的容量電極23a和薄膜晶體管24的柵電極24a，并用絕緣層25進行覆蓋。在該絕緣層25上，以隔著絕緣層25與容量電極23a相向的方式層疊形成電容器23的基準電極23b，并層疊形成薄膜晶體管24的源電極24b和漏電極24c，除了像素電極22的連接部分以外的部分用絕緣層26進行覆蓋。 此外，容量電極23a與源電極24b互相電連接。如圖4所示，也可以同時將容量電極23a和源電極24b形成為一體?；鶞孰姌O23b接地。絕緣層25、26使用例如等離子體SiN。如圖3所示，柵極線27與圖4所示的薄膜晶體管24的柵電極24a電連接，數(shù)據(jù)線28與圖4所示的薄膜晶體管24的漏電極24c電連接。柵極線27分別沿著各像素的行方向延伸，數(shù)據(jù)線28分別沿著各像素的列方向延伸。柵極線27與數(shù)據(jù)線28互相正交。包括這些柵極線27、數(shù)據(jù)線28在內，電容器23、薄膜晶體管24、絕緣層25、26利用半導體薄膜制造技術、細微加工技術在由玻璃基板構成的讀出基板21的表面形成圖案。并且，如圖3所示，在讀出基板21的周圍具備柵極驅動電路29和讀出電路30。柵極驅動電路29分別與沿各行延伸的柵極線27電連接并依次驅動各行的像素。讀出電路30分別與沿各列延伸的數(shù)據(jù)線28電連接并經(jīng)由數(shù)據(jù)線28讀出各像素的載流子。這些柵極驅動電路29和讀出電路30由硅等半導體集成電路構成，經(jīng)由各向異性導電膜(ACF)等分別與柵極線27、數(shù)據(jù)線28電連接。接著，說明上述放射線檢測器的具體制造方法。對石墨基板11進彳丁表面處理，使得石墨基板11的表面的凹凸為Iym 8μηι的范圍。優(yōu)選在進行表面處理之前進行清洗石墨基板11的清洗處理，以去除石墨基板11表面的雜質、微粒等。關于表面處理，既可以對石墨基板11應用讓其旋轉地進行切削加工的銑削加工，也可以對石墨基板11應用研磨加工。作為其它方式，也可以通過使二氧化碳(co2)、玻璃珠、氧化鋁(Al2O3)等粉末撞擊暫時平坦化的石墨基板11來對石墨基板11進行噴砂加工。除此之外，還可以對石墨基板11應用蝕刻加工。這樣，通過利用銑削加工，研磨加工，噴砂加工以及蝕刻加工中的任意一種加工方式對石墨基板11的表面的凹凸進行表面處理，將石墨基板11的表面的凹凸加工成I μ πΓ8 μ m的范圍。接著，在表面的凹凸被規(guī)定在I μ πΓ8 μ m的范圍的石墨基板11上，通過升華法、蒸鍍法、濺射法、化學析出法或者電解析出法等來層疊形成電子阻擋層12。通過升華法在電子阻擋層12上層疊形成作為轉換層的半導體層13。在本實施例I中，為了作為幾十ke疒幾百keV的能量的X射線檢測器進行使用，通過近空間升華法形成包含幾mol9T幾十mol%左右的厚度約為300μπι的鋅(Zn)的ZnTe膜或者CdZnTe膜作為半導體層13。當然，也可以形成不包含Zn的CdTe膜作為半導體層13。另外，關于半導體層13的形成，并不限定于升華法，也可以通過MOCVD法、或者涂布包含CdTe、ZnTe或者CdZnTe的糊劑來形成由CdTe、ZnTe或者CdZnTe形成的多晶膜的半導體層13。通過研磨或噴砂加工來進行半導體層13的平坦化處理，該噴砂加工是通過噴射砂等研磨劑來進行噴砂加工。接著，通過升華法、蒸鍍法、濺射法、化學析出法或者電解析出法等在進行平坦化處理后的半導體層13上層疊形成空穴阻擋層14。然后，如圖4所示，以將半導體層13和像素電極22粘貼于內側的方式將層疊形成有半導體層13的石墨基板11與讀出基板21粘貼在一起。如上所述，在沒有被絕緣層26覆蓋的部位，通過導電性材料(導電糊劑、各向異性導電膜(ACF)、各向異性導電性糊劑等)與容量電極23a的部位進行凸塊連接，由此在該部位形成像素電極22，從而將石墨基板11與讀出基板21粘貼在一起。根據(jù)具有上述結構的本實施例I所涉及的放射線檢測器，在多晶膜的半導體層13由CdTe、ZnTe或者CdZnTe形成，在本實施例I中采用兼用作電壓施加電極和支承基板的石墨基板11作為基板且在讀出基板21側具有像素電極22的情況下，將石墨基板11的表面的凹凸設為I μ πΓ8 μ m的范圍。通過設為上述范圍，防止在凹凸小于I μ m的石墨基板11上因半導體層13的膜質粗糙、多孔而導致石墨基板11與半導體層13的密合性變差，相反地，防止在凹凸超過8 μ m的石墨基板11上產(chǎn)生泄漏點。其結果是，能夠使層疊形成在石墨基板11上的半導體層13的膜質穩(wěn)定，提高石墨基板11與半導體層13的密合性。此外，將石墨基板11的表面的凹凸設為I μ πΓ8 μ m的范圍，由此如上述見解所述那樣，根據(jù)圖5的(a)所示的實驗數(shù)據(jù)確認到能夠使層疊形成在石墨基板11上的半導體層13的膜質穩(wěn)定，提高石墨基板11與半導體層13的密合性。在本實施例I中，以直接接觸半導體層13的石墨基板11側的方式形成電子阻擋層12，以直接接觸與半導體層13的石墨基板11側相反一側的方式形成空穴阻擋層14。其結果是，電子阻擋層12介于石墨基板11與半導體層13之間。如本實施例I那樣，在電子阻擋層12介于石墨基板11與半導體層13之間的情況下，阻擋層12、14薄，如圖6的示意 圖所示，石墨基板11的表面的凹凸被轉印到阻擋層(在本實施例I的情況下為電子阻擋層12)，因此當將石墨基板11的表面的凹凸設為I μ πΓ8 μ m的范圍時，阻擋層(電子阻擋層12)的表面的凹凸也大致為該范圍，起到與將半導體層13直接接觸石墨基板11而形成的結構大體相同的效果。此外，希望注意的是，在圖6的示意圖中，為了易于識別凹凸地進行圖示，以與周圍相比放大凹凸的尺寸的方式進行圖示，但凹凸的實際尺寸小。此外，在施加正偏壓的情況下，成為空穴阻擋層14介于石墨基板11與半導體層13之間的結構，在該結構中，石墨基板11的表面的凹凸也被轉印到空穴阻擋層14，當將石墨基板11的表面的凹凸設為1μ πΓ8 μ m的范圍時，空穴阻擋層14的表面的凹凸也大致為該范圍，起到與將半導體層13直接接觸石墨基板11而形成的結構大致相同的效果。在本實施例I中，通過利用銑削加工、研磨加工、噴砂加工以及蝕刻加工中的任意一種加工方式對石墨基板11的表面的凹凸進行表面處理，能夠將石墨基板11的表面的凹凸加工成1μπΓ8μπι的范圍。另外，優(yōu)選在進行上述表面處理之前進行清洗石墨基板11的清洗處理。通過清洗來去除基板表面的雜質、微粒等，由此易于將石墨基板11的表面的凹凸加工成1μπΓ8μπ 的范圍。
實施例2接著，參照

本發(fā)明的實施例2。圖7是在實施例2所涉及的放射線檢測器中將石墨基板側的結構與讀出基板側的結構粘貼在一起時的縱截面圖。在圖7中，在讀出基板11側省略了電容器23、薄膜晶體管24等讀出圖案的圖示，僅圖示了讀出基板11和凸塊22a。與上述實施例I不同之處在于，在本實施例2中，不像實施例I那樣讀出基板11側具有像素電極，而如圖7所示那樣在石墨基板11側具有像素電極15。S卩，如實施例I那樣在石墨基板11上依次層疊形成電子阻擋層12、半導體層13、空穴阻擋層14，而在本實施例2中還在空穴阻擋層14上層疊形成像素電極15。在不具備空穴阻擋層14的情況下，像素電極15直接與半導體層13接觸來形成。與上述實施例I不同，在本實施例2中，像素電極15并不是如實施例I那樣的凸 塊，例如使用IT0、Au、Pt等導電性材料。除此之外的石墨基板11、電子阻擋層12、半導體層13、空穴阻擋層14所使用的材質與上述實施例I相同。與上述實施例I同樣地，如果放射線檢測器在特性上沒有問題，則可以省略電子阻擋層12和空穴阻擋層14中的任一個，或者將二者均省略。像素電極15相當于本發(fā)明的像素電極。與上述實施例I同樣地，在讀出基板21上將電容器23、薄膜晶體管24等(參照圖4)形成圖案。在本實施例2中，在電容器23的容量電極23a(參照圖4)的部位(像素區(qū)域)形成凸塊22a，將凸塊22a與像素電極15相連接，由此將石墨基板11與讀出基板21粘貼在一起。這樣，在本實施例2中，當將石墨基板11與讀出基板21粘貼在一起時，需要將凸塊22a與像素電極15對準，但根據(jù)形成像素電極15的材料的不同有時像素電極15作為阻擋層而發(fā)揮功能。接著，對上述放射線檢測器的具體制造方法進行說明。與上述實施例I同樣地，通過利用銑削加工、研磨加工、噴砂加工以及蝕刻加工中的任意一種加工方式對石墨基板11的表面的凹凸進行表面處理，來將石墨基板11的表面的凹凸加工成I μ πΓ8 μ m的范圍。優(yōu)選在進行表面處理之前進行清洗石墨基板11的清洗處理，來去除石墨基板11表面的雜質、微粒等。接著，在表面的凹凸被規(guī)定在I μ πΓ8 μ m的范圍的石墨基板11上依次層疊形成電子阻擋層12、半導體層13、空穴阻擋層14。電子阻擋層12、半導體層13以及空穴阻擋層14的形成方法與上述實施例I相同。然后，以將像素電極15粘貼在讀出基板21側的方式將層疊形成有像素電極15和半導體層13的石墨基板11與讀出基板21粘貼在一起。如上所述，在沒有被絕緣層26 (參照圖4)覆蓋的部位，在容量電極23a(參照圖4)的部位形成凸塊22a，將凸塊22a與像素電極15相連接，由此將石墨基板11與讀出基板21粘貼在一起。根據(jù)具有上述結構的本實施例2所涉及的放射線檢測器，在多晶膜的半導體層13由CdTe、ZnTe或者CdZnTe形成，在本實施例2中采用兼用作電壓施加電極和支承基板的石墨基板11作為基板且在石墨基板11側具有像素電極15的情況下，將石墨基板11的表面的凹凸設為I μ πΓ8 μ m的范圍。與上述實施例I同樣地，通過將石墨基板11的表面的凹凸設為Iym 8 μ m的范圍，能夠使層置形成在石墨基板11上的半導體層13的I旲質穩(wěn)定，提聞石墨基板11與半導體層13的密合性。
與上述實施例I同樣地，在本實施例2中，也以直接接觸半導體層13的石墨基板
11側的方式形成電子阻擋層12，以直接接觸與半導體層13的石墨基板11側相反一側的方式形成空穴阻擋層14，因此電子阻擋層12介于石墨基板11與半導體層13之間。在電子阻擋層12介于石墨基板11與半導體層13之間的情況下,石墨基板11的表面的凹凸被轉印到阻擋層(在本實施例2的情況下為電子阻擋層12)，因此起到與將半導體層13直接接觸石墨基板11而形成的結構大致相同的效果。與上述實施例I同樣地，在本實施例2中，也通過利用銑削加工、研磨加工、噴砂加工以及蝕刻加工中的任意一種加工方式對石墨基板11的表面的凹凸進行表面處理，能夠將石墨基板11的表面的凹凸加工成I μ πΓ8 μ m的范圍。實施例3
接著，參照

本發(fā)明的實施例3。圖8是在實施例3所涉及的放射線檢測器中將支承基板側的結構與讀出基板側的結構粘貼在一起時的縱截面圖。與上述實施例2的圖7同樣地，在圖8中，在讀出基板11側省略電容器23、薄膜晶體管24等讀出圖案的圖示，僅圖示讀出基板11和凸塊22a。與上述實施例1、2不同之處在于，在本實施例3中，不采用石墨基板作為基板，而如圖8所示那樣采用與電壓施加電極Ilb獨立地進行支承的支承基板Ila作為基板。另一方面，與上述實施例2相同的是，在本實施例3中，不像實施例I那樣讀出基板11側具有像素電極。在本實施例3的情況下，在支承基板Ila側具有像素電極15。S卩，在支承基板Ila上依次層疊形成電壓施加電極lib、電子阻擋層12、半導體層13、空穴阻擋層14、像素電極15。支承基板Ila相當于本發(fā)明的支承基板，電壓施加電極Ilb相當于本發(fā)明的電壓施加電極。與上述實施例1、2不同的是，在本實施例3中，支承基板Ila使用放射線吸收系數(shù)小的材料，例如使用氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、氧化硅、氮化硅以及碳化硅中的任意材料，或者使用對這些材料的混合物進行燒結而形成的材料。與像素電極15同樣地，電壓施加電極Ilb例如使用ΙΤ0、Au、Pt等導電性材料。除此之外的電子阻擋層12、半導體層13、空穴阻擋層14、像素電極15所使用的材質與上述實施例2相同。與上述實施例1、2同樣地，如果放射線檢測器在特性上沒有問題，則可以省略電子阻擋層12和空穴阻擋層14中的任一個，或者將二者均省略。與上述實施例1、2同樣地，在讀出基板21上將電容器23、薄膜晶體管24等(參照圖4)形成圖案。在本實施例3中，在電容器23的容量電極23a(參照圖4)的部位(像素區(qū)域)形成凸塊22a，并將凸塊22a與像素電極15相連接，由此將支承基板Ila與讀出基板21粘貼在一起。接著，對上述放射線檢測器的具體制造方法進行說明。與上述實施例1、2同樣地，在如本實施例3那樣的支承基板Ila中，也通過利用銑削加工、研磨加工、噴砂加工以及蝕刻加工中的任意一種加工方式對支承基板Ila的表面的凹凸進行表面處理，來將支承基板Ila的表面的凹凸加工成I μ πΓ8 μ m的范圍。優(yōu)選在進行表面處理之前進行清洗支承基板Ila的清洗處理，以去除支承基板Ila表面的雜質、微粒等。接著，在表面的凹凸被規(guī)定在1μπΓ8μπι的范圍的支承基板Ila上依次層疊形成電壓施加電極lib、電子阻擋層12、半導體層13、空穴阻擋層14。在本實施例3中通過濺射法或者蒸鍍法等將電壓施加電極Ilb層疊形成在支承基板Ila上。電子阻擋層12、半導體層13以及空穴阻擋層14的形成方法與上述實施例1、2相同。然后，以將像素電極15粘貼在讀出基板21側的方式將像素電極15以及層疊形成有半導體層13和電壓施加電極Ilb的支承基板Ila與讀出基板21粘貼在一起。根據(jù)具有上述結構的本實施例3所涉及的放射線檢測器，在多晶膜的半導體層13由CdTe、ZnTe或者CdZnTe形成，采用與電壓施加電極Ilb獨立地進行支承的支承基板Ila作為基板且在支承基板Ila側具有像素電極15的情況下，將支承基板Ila的表面的凹凸設為I μ πΓ8 μ m的范圍。通過將支承基板Ila的表面的凹凸設為I μ πΓ8 μ m的范圍，能夠使層疊形成在支承基板Ila上的半導體層13的膜質穩(wěn)定 ，提高支承基板Ila與半導體層13的密合性。在如本實施例3那樣采用了支承基板Ila的情況下，可以利用氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、氧化硅、氮化硅以及碳化硅中的任意材料來形成支承基板11a，或者也可以對這些材料的混合物進行燒結來形成支承基板11a。另外，電壓施加電極Ilb介于支承基板Ila與半導體層13之間，但電壓施加電極Ilb薄，如圖9的示意圖所示，支承基板Ila的表面的凹凸被轉印到電壓施加電極Ilb上，因此當將支承基板Ila的表面的凹凸設為1μπΓ8μπι的范圍時，電壓施加電極Ilb的表面的凹凸也大致成為該范圍，因此起到與在支承基板Ila層疊形成有半導體層13的結構大致相同的效果。此外，與圖6同樣地，希望注意的是，在圖9的示意圖中，為了易于識別凹凸地進行圖示，以與周圍相比放大凹凸的尺寸的方式進行圖示，但凹凸的實際尺寸小。與上述實施例1、2同樣地，在本實施例3中，也以直接接觸半導體層13的支承基板Ila側的方式形成電子阻擋層12，以直接接觸與半導體層13的支承基板Ila側相反一側的方式形成空穴阻擋層14，因此除了上述電壓施加電極Ilb之外電子阻擋層12也介于支承基板Ila與半導體層13之間。在電子阻擋層12介于支承基板Ila與半導體層13之間的情況下，支承基板Ila的表面的凹凸被轉印到阻擋層(在本實施例3的情況下為電子阻擋層12)，因此起到與將半導體層13直接接觸支承基板Ila而形成的結構相同的效果。在本實施例3中，通過利用銑削加工、研磨加工、噴砂加工以及蝕刻加工中的任意一種加工方式對支承基板Ila的表面的凹凸進行表面處理，能夠將支承基板Ila的表面的凹凸加工成I μ πΓ8 μ m的范圍。本發(fā)明并不限于上述實施方式，能夠如下面那樣進行變形并實施。(I)在上述各實施例中，作為放射線以X射線為例進行了說明，但作為X射線以外的放射線也能夠例示Y射線、光等，對此不作特別限定。(2)并不限定于上述各實施例的制造方法。
權利要求
1.一種放射線檢測器，檢測放射線，其特征在于，具備 多晶膜的半導體層，其通過放射線的入射來將放射線的信息轉換為電荷信息，包含CdTe即碲化鎘、ZnTe即碲化鋅或者CdZnTe即碲鋅鎘； 用作電壓施加電極的石墨基板，其對該半導體層施加偏壓，兼用作支承基板；以及 讀出基板，其具有讀出上述電荷信息且與每個像素相應地形成的像素電極， 其中，在上述石墨基板上層疊形成上述半導體層， 以將半導體層和上述像素電極粘貼于內側的方式將層疊形成有半導體層的石墨基板與上述讀出基板粘貼在一起， 當構成了各構件時，上述石墨基板的表面的凹凸為Iym 8μηι的范圍。
2.根據(jù)權利要求I所述的放射線檢測器，其特征在于， 形成為將電子阻擋層和空穴阻擋層中的至少一個與上述半導體層直接接觸。
3.根據(jù)權利要求2所述的放射線檢測器，其特征在于， 上述電子阻擋層或者上述空穴阻擋層介于上述石墨基板與上述半導體層之間。
4.一種放射線檢測器，檢測放射線，其特征在于，具備 多晶膜的半導體層，其通過放射線的入射來將放射線的信息轉換為電荷信息，包含CdTe即碲化鎘、ZnTe即碲化鋅或者CdZnTe即碲鋅鎘； 用作電壓施加電極的石墨基板，其對該半導體層施加偏壓，兼用作支承基板； 像素電極，其讀出上述電荷信息，且與每個像素相應地形成；以及 讀出基板，其形成有讀出圖案， 其中，在上述石墨基板上層疊形成上述半導體層， 在上述半導體層上層疊形成上述像素電極， 以將像素電極粘貼到上述讀出基板側的方式將層疊形成有像素電極和半導體層的石墨基板與上述讀出基板粘貼在一起， 當構成了各構件時，上述石墨基板的表面的凹凸為Iym 8μηι的范圍。
5.根據(jù)權利要求4所述的放射線檢測器，其特征在于， 形成為將電子阻擋層和空穴阻擋層中的至少一個與上述半導體層直接接觸。
6.根據(jù)權利要求5所述的放射線檢測器，其特征在于， 上述電子阻擋層或者上述空穴阻擋層介于上述石墨基板與上述半導體層之間。
7.一種放射線檢測器，檢測放射線，其特征在于，具備 多晶膜的半導體層，其通過放射線的入射來將放射線的信息轉換為電荷信息，包含CdTe即碲化鎘、ZnTe即碲化鋅或者CdZnTe即碲鋅鎘； 電壓施加電極，其對該半導體層施加偏壓； 像素電極，其讀出上述電荷信息，且與每個像素相應地形成； 支承基板，其支承上述電壓施加電極、上述半導體層以及像素電極，由氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、氧化硅、氮化硅或者碳化硅中的任意材料形成，或者對這些材料的混合物進行燒結來形成；以及 讀出基板，其形成有讀出圖案， 其中，在上述支承基板上層疊形成上述電壓施加電極， 在上述電壓施加電極上層疊形成上述半導體層，在上述半導體層上層疊形成上述像素電極， 以將像素電極粘貼在上述讀出基板側的方式將層疊形成有像素電極、半導體層以及電壓施加電極的支承基板與上述讀出基板粘貼在一起， 當構成了各構件時，上述支承基板的表面的凹凸為I μ πΓ8 μ m的范圍。
8.根據(jù)權利要求7所述的放射線檢測器，其特征在于， 形成為將電子阻擋層和空穴阻擋層中的至少一個與上述半導體層直接接觸。
9.根據(jù)權利要求8所述的放射線檢測器，其特征在于， 上述電子阻擋層或者上述空穴阻擋層介于上述支承基板與上述半導體層之間。
10.一種放射線檢測器的制造方法，其特征在于， 上述放射線檢測器具備 多晶膜的半導體層，其通過放射線的入射來將放射線的信息轉換為電荷信息，包含CdTe即碲化鎘、ZnTe即碲化鋅或者CdZnTe即碲鋅鎘； 用作電壓施加電極的石墨基板，其對該半導體層施加偏壓，兼用作支承基板；以及 讀出基板，其具有讀出上述電荷信息且與每個像素相應地形成的像素電極， 其中，在上述石墨基板上層疊形成上述半導體層， 以將半導體層和上述像素電極粘貼于內側的方式將層疊形成有半導體層的石墨基板與上述讀出基板粘貼在一起， 當構成了各構件時，上述石墨基板的表面的凹凸為Iym 8μηι的范圍， 利用銑削加工、研磨加工、噴砂加工以及蝕刻加工中的任意一種加工方式對上述石墨基板的表面的凹凸進行表面處理。
11.根據(jù)權利要求10所述的放射線檢測器的制造方法，其特征在于， 形成為將電子阻擋層和空穴阻擋層中的至少一個與上述半導體層直接接觸。
12.根據(jù)權利要求10所述的放射線檢測器的制造方法，其特征在于， 在進行上述表面處理之前，進行清洗上述石墨基板的清洗處理。
13.—種放射線檢測器的制造方法， 上述放射線檢測器具備 多晶膜的半導體層，其通過放射線的入射來將放射線的信息轉換為電荷信息，包含CdTe即碲化鎘、ZnTe即碲化鋅或者CdZnTe即碲鋅鎘； 用作電壓施加電極的石墨基板，其對該半導體層施加偏壓，兼用作支承基板； 像素電極，其讀出上述電荷信息，且與每個像素相應地形成；以及 讀出基板，其形成有讀出圖案， 其中，在上述石墨基板上層疊形成上述半導體層， 在上述半導體層上層疊形成上述像素電極， 以將像素電極粘貼在上述讀出基板側的方式將層疊形成有像素電極和半導體層的石墨基板與上述讀出基板粘貼在一起， 當構成了各構件時，上述石墨基板的表面的凹凸為Iym 8μηι的范圍， 利用銑削加工、研磨加工、噴砂加工以及蝕刻加工中的任意一種加工方式對上述石墨基板的表面的凹凸進行表面處理。
14.根據(jù)權利要求13所述的放射線檢測器的制造方法，其特征在于，形成為將電子阻擋層和空穴阻擋層中的至少一個與上述半導體層直接接觸。
15.根據(jù)權利要求13所述的放射線檢測器的制造方法，其特征在于， 在進行上述表面處理之前，進行清洗上述石墨基板的清洗處理。
16.一種放射線檢測器的制造方法，其特 征在于， 上述放射線檢測器具備 多晶膜的半導體層，其通過放射線的入射來將放射線的信息轉換為電荷信息，包含CdTe即碲化鎘、ZnTe即碲化鋅或者CdZnTe即碲鋅鎘； 電壓施加電極，其對該半導體層施加偏壓； 像素電極，其讀出上述電荷信息，且與每個像素相應地形成； 支承基板，其支承上述電壓施加電極、上述半導體層以及像素電極，由氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、氧化硅、氮化硅或者碳化硅中的任意材料形成，或者對這些材料的混合物進行燒結來形成；以及 讀出基板，其形成有讀出圖案， 其中，在上述支承基板上層疊形成上述電壓施加電極， 在上述電壓施加電極上層疊形成上述半導體層， 在上述半導體層上層疊形成上述像素電極， 以將像素電極粘貼在上述讀出基板側的方式將層疊形成有像素電極、半導體層以及電壓施加電極的支承基板與上述讀出基板粘貼在一起， 當構成了各構件時，上述支承基板的表面的凹凸為I μ πΓ8 μ m的范圍， 利用銑削加工、研磨加工、噴砂加工以及蝕刻加工中的任意一種加工方式對上述支承基板的表面的凹凸進行表面處理。
17.根據(jù)權利要求16所述的放射線檢測器的制造方法，其特征在于， 形成為將電子阻擋層和空穴阻擋層中的至少一個與上述半導體層直接接觸。
18.根據(jù)權利要求16所述的放射線檢測器的制造方法，其特征在于， 在進行上述表面處理之前，進行清洗上述支承基板的清洗處理。
全文摘要
通過將石墨基板(11)的表面的凹凸設為1μm~8μm的范圍，能夠使層疊形成在石墨基板(11)上的半導體層(13)的膜質穩(wěn)定，提高石墨基板(11)與半導體層(13)的密合性。即使在電子阻擋層(12)介于石墨基板(11)與半導體層(13)之間的情況下，由于電子阻擋層(12)薄，石墨基板(11)的表面的凹凸被轉印到電子阻擋層(12)，因此電子阻擋層(12)的表面的凹凸也大致成為該范圍，起到與將半導體層(13)直接接觸石墨基板(11)而形成的結構大致相同的效果。
文檔編號H01L27/146GK102859691SQ20118001767
公開日2013年1月2日 申請日期2011年2月21日 優(yōu)先權日2010年4月7日
發(fā)明者吉牟田利典, 徳田敏, 田邊晃一, 岸原弘之, 貝野正知, 吉松圣菜, 佐藤敏幸, 桑原章二 申請人:株式會社島津制作所