放射線檢測器的制造方法
【專利說明】放射線檢測器
[0001]技術(shù)區(qū)域
[0002]本發(fā)明涉及一種具備感應(yīng)放射線并生成電荷的轉(zhuǎn)換膜的放射線檢測器。
【背景技術(shù)】
[0003]以往，作為放射線檢測器的一例，存在一種X射線檢測器(例如，參照日本特開2005-019543號公報(bào))。X射線檢測器與X射線管共同設(shè)置于X射線透視裝置等中。
[0004]X射線檢測器具有間接轉(zhuǎn)換型和直接轉(zhuǎn)換型兩種方式來作為X射線檢測方式。間接轉(zhuǎn)換型是利用閃爍體將所入射的X射線轉(zhuǎn)換為其它光，并利用光電二極管或者CCD將該光轉(zhuǎn)換為電荷，由此檢測X射線。另一方面，直接轉(zhuǎn)換型是通過利用半導(dǎo)體膜將所入射的X射線轉(zhuǎn)換為電荷來檢測X射線。
[0005]在間接轉(zhuǎn)換型的情況下，閃爍體的X射線的反應(yīng)位置與光電二極管所捕捉到的位置之間發(fā)生位置偏移。與此相對地，在直接轉(zhuǎn)換型的情況下，在半導(dǎo)體膜中，直接電荷(電子或者空穴)從X射線的反應(yīng)位置向收集用的電極漂移，因此能夠獲得比間接轉(zhuǎn)換型更優(yōu)良的位置分辨率。
[0006]這種X射線檢測器一般使用像素檢測器。像素檢測器是將與像素對應(yīng)的數(shù)量的用于檢測X射線的X射線檢測元件大量平面狀地配置而得到的。另外，像素檢測器的讀出方式是如下的積分型:在將從X射線轉(zhuǎn)換得到的電荷以固定期間蓄積到儲能電容之后，利用TFT(薄膜晶體管)等開關(guān)元件讀出所蓄積的電荷。對于該積分型，近年來光子計(jì)數(shù)型的檢測器正在普及，并在一部分醫(yī)用設(shè)備中也開始使用。
[0007]作為光子計(jì)數(shù)型的檢測器，存在圖1那樣的條狀檢測器(Strip detector) 1lo條狀檢測器101具備:感應(yīng)所入射的X射線并生成電荷的η型半導(dǎo)體膜103以及以隔著半導(dǎo)體膜103的方式設(shè)置的在X方向上長的條狀電極(Strip electro de) 105和在Y方向上長的條狀電極107。條狀電極105、107是細(xì)長的板狀電極。多個條狀電極105、107并排地配置。
[0008]此外，在圖1的條狀檢測器101中，在X方向上長的條狀電極105與半導(dǎo)體膜103之間設(shè)置有在X方向上長的P+層171。另外，在Y方向上長的條狀電極107與半導(dǎo)體膜103之間設(shè)置有在Y方向上長的n+層173，在相鄰的兩個η +層173之間設(shè)置有ρ+層175。在半導(dǎo)體膜103的沒有形成條狀電極105、107的位置處形成有絕緣層(例如S12:二氧化硅)177。
[0009]條狀檢測器例如用于使用了工業(yè)設(shè)備的無損檢查裝置中的微聚焦X射線管的微小觀察。即，當(dāng)使用微聚焦X射線管并且二維傳感器的敏感區(qū)域狹窄時(shí)，X射線幾乎進(jìn)不來，因此使用條狀檢測器。
[0010]此外，在日本特開2013-140962號公報(bào)和日本特開2013-140975號公報(bào)中記載了一種利用娃貫通電極(TSV:through silicon via)技術(shù)在娃晶片上形成光電二極管陣列的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]發(fā)明要解決的問題
[0012]然而，在以往的條狀檢測器中在轉(zhuǎn)換膜103上形成細(xì)小的條狀電極105、107的情況下，產(chǎn)生如下問題。即，在將由入射X射線產(chǎn)生的電荷收集到條狀電極105、107時(shí)，分別發(fā)生電荷向相鄰的條狀電極105、107漏出的串?dāng)_。由此，引起空間分辨率、靈敏度降低。
[0013]本發(fā)明是鑒于這樣的情況而完成的，其目的在于提供一種抑制了串?dāng)_的發(fā)生的放射線檢測器。
_4] 用于解決問題的方案
[0015]本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)這樣的目的，采用如下結(jié)構(gòu)。
[0016]S卩，檢測放射線的放射線檢測器包括以下結(jié)構(gòu):轉(zhuǎn)換膜，其將所入射的放射線轉(zhuǎn)換為電荷；在第一方向上長的第一條狀電極，在上述轉(zhuǎn)換膜的與放射線入射面相反一側(cè)的放射線入射相反面上并排地設(shè)置有多個該第一條狀電極；以及在第二方向上長的第二條狀電極，在上述轉(zhuǎn)換膜的放射線入射面和放射線入射相反面中的任一方并排地設(shè)置有多個該第二條狀電極，該第二方向與上述第一方向相交，其中，上述轉(zhuǎn)換膜具有:感應(yīng)半導(dǎo)體膜，其感應(yīng)所入射的放射線并生成電荷；以及接合用半導(dǎo)體膜，其形成于上述感應(yīng)半導(dǎo)體膜的上述第一條狀電極側(cè)和上述第二條狀電極側(cè)的面的、至少上述轉(zhuǎn)換膜的整個敏感區(qū)域的整面上，接合用半導(dǎo)體膜的電阻比上述感應(yīng)半導(dǎo)體膜的電阻高。
[0017]根據(jù)本發(fā)明所涉及的放射線檢測器，在感應(yīng)所入射的放射線并生成電荷的感應(yīng)半導(dǎo)體膜的第一條狀電極側(cè)和第二條狀電極側(cè)的面的、至少轉(zhuǎn)換膜的整個敏感區(qū)域的整面上形成有接合用半導(dǎo)體膜。接合用半導(dǎo)體膜的電阻比感應(yīng)半導(dǎo)體膜的電阻高。因此，當(dāng)由感應(yīng)半導(dǎo)體膜生成的電荷被第一條狀電極和第二條狀電極收集時(shí)，能夠分別抑制電荷向相鄰的條狀電極移動。因而，能夠抑制電荷向相鄰的條狀電極漏出的串?dāng)_，能夠改善空間分辨率、靈敏度的降低。
[0018]另外，在本發(fā)明所涉及的放射線檢測器中，優(yōu)選的是，上述第一條狀電極和上述第二條狀電極以將上述轉(zhuǎn)換膜的整個敏感區(qū)域分割為矩陣狀的方式被截?cái)?，上述放射線檢測器還具備入射位置確定部，該入射位置確定部基于由被截?cái)嗟纳鲜龅谝粭l狀電極和上述第二條狀電極讀出的上述電荷，針對被分割為矩陣狀的分割敏感區(qū)域的每一個分別確定放射線的入射位置。
[0019]第一條狀電極和第二條狀電極以將轉(zhuǎn)換膜的整個敏感區(qū)域分割為矩陣狀的方式被截?cái)?。因此，入射位置確定部基于由被截?cái)嗟牡谝粭l狀電極和第二條狀電極讀出的電荷，針對被分割為矩陣狀的分割敏感區(qū)域的每一個分別確定放射線的入射位置。即，即使在讀出時(shí)間內(nèi)入射兩道以上的放射線，只要入射到不同的分割敏感區(qū)域，就能夠確定放射線的入射位置。因此，能夠增加在讀出時(shí)間內(nèi)所能檢測的放射線數(shù)，因此能夠提高照射線量的上限，能夠縮短直到對足夠的放射線數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)為止的測量時(shí)間。
[0020]另外，在本發(fā)明所涉及的放射線檢測器中，上述接合用半導(dǎo)體膜優(yōu)選由CdS、ZnS、ZnO, ZnSe, Sb2S3以及它們的混晶中的任一個構(gòu)成。由此，能夠使接合用半導(dǎo)體膜的電阻比感應(yīng)半導(dǎo)體膜的電阻高。
[0021]另外，在本發(fā)明所涉及的放射線檢測器中，上述感應(yīng)半導(dǎo)體膜優(yōu)選由C dTe、ZnTe以及它們的混晶中的任一個構(gòu)成。能夠?qū)崿F(xiàn)高靈敏度且高效率的放射線檢測器。
[0022]另外，在本發(fā)明所涉及的放射線檢測器中，優(yōu)選在上述感應(yīng)半導(dǎo)體膜中添加了鹵族元素。由此，能夠改善感應(yīng)半導(dǎo)體膜的晶體內(nèi)的載流子的輸運(yùn)性。
[0023]此外，本說明書還公開了如下的放射線檢測器所涉及的發(fā)明。
[0024]本發(fā)明所涉及的放射線檢測器的一例是:上述第二條狀電極在上述轉(zhuǎn)換膜的放射線入射相反面內(nèi)具有沿上述第一方向和上述第二方向排列的多個像素電極以及按沿上述第二方向排列的上述像素電極的每個列與沿上述第二方向排列的各個上述像素電極相連接的像素電極連接部，上述第一條狀電極在上述轉(zhuǎn)換膜的放射線入射相反面內(nèi)與沿上述第一方向排列的上述像素電極的列交替地設(shè)置。
[0025]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過在轉(zhuǎn)換膜的放射線入射相反面進(jìn)行單面讀出能夠具有與兩側(cè)型的條狀檢測器相同的功能。在這種情況下，第一條狀電極側(cè)和第二條狀電極(像素電極和像素電極連接部)側(cè)共同成為轉(zhuǎn)換膜的放射線入射相反面?zhèn)?，在放射線入射相反面?zhèn)刃纬捎薪雍嫌冒雽?dǎo)體膜。由此，當(dāng)由感應(yīng)半導(dǎo)體膜生成的電荷被第一條狀電極和像素電極收集時(shí)，能夠分別抑制電荷向相鄰的條狀電極移動。因而，能夠抑制電荷向相鄰的條狀電極漏出的串?dāng)_。
[0026]發(fā)明的效果
[0027]根據(jù)本發(fā)明所涉及的放射線檢測器，在感應(yīng)所入射的放射線并生成電荷的感應(yīng)半導(dǎo)體膜的第一條狀電極側(cè)和第二條狀電極側(cè)的面的、至少上述轉(zhuǎn)換膜的整個敏感區(qū)域的整面上形成有接合用半導(dǎo)體膜。接合用半導(dǎo)體膜的電阻比感應(yīng)半導(dǎo)體膜的電阻高。因此，在由感應(yīng)半導(dǎo)體膜生成的電荷被第一條狀電極和第二條狀電極收集時(shí)，能夠分別抑制電荷向相鄰的條狀電極移動。因而，能夠抑制電荷向相鄰的條狀電極漏出的串?dāng)_，能夠改善空間分辨率、靈敏度的降低。
【附圖說明】
[0028]※為了說明發(fā)明，圖示了目前被認(rèn)為優(yōu)選的幾個方式，但希望了解的是，發(fā)明并不限定于如圖示那樣的結(jié)構(gòu)和方案。
[0029]圖1是以往的兩側(cè)型的條狀檢測器的立體圖。
[0030]圖2是表示實(shí)施例1所涉及的X射線條狀檢測器的縱截面圖。
[0031]圖3是表示轉(zhuǎn)換膜以及X方向和Y方向的條狀電極的立體圖。
[0032]圖4A是表示在四個分割敏感區(qū)域內(nèi)確定X射線入射位置的結(jié)構(gòu)的圖，圖4B是表示在整個敏感區(qū)域內(nèi)確定X射線入射位置的結(jié)構(gòu)的圖。
[0033]圖5A是下部中介層的俯視圖，圖5B是圖5A的E-E部分的縱截面圖。
[0034]圖6是表示實(shí)施例1所涉及的X射線條狀檢測器的框圖。
[0035]圖7