辐射检测器、制造辐射检测器的方法、成像单元以及成像显示系统的制作方法
【专利说明】辐射检测器、制造辐射检测器的方法、成像单元以及成像显示系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2013年8月28日提交的日本优先权专利申请JP2013-177175的优先权，该申请的全部内容以引用的形式全部并入本文。
技术领域
[0003]本技术涉及一种检测辐射(诸如，α射线、β射线、γ射线以及X射线)的辐射检测器和制造该辐射检测器的方法。而且，本技术涉及一种包括该辐射检测器的成像单元以及成像显示系统。
【背景技术】
[0004]已经提出了多种成像单元，作为包括内置在每个像素(成像像素)中的光电转换装置的成像单元。例如，PTL1指辐射成像单元，作为包括光电转换装置的这种成像单元的示例。
[0005][引用列表]
[0006][专利文件]
[0007][PTL1]
[0008]JP 2011-135561Α
【发明内容】
[0009][技术问题]
[0010]通常，在如上所述的成像单元中，通过驱动多个像素来获得图像。已经提出了多种为由此获得的图像实现更高图像质量的技术。然而，期望提出一种能够实现进一步更高图像质量的成像单元。
[0011]期望提出一种能够实现更高图像质量的辐射检测器以及制造这种辐射检测器的方法。也期望提供一种包括这种辐射探测器的成像单元和成像显示系统。
[0012][问题的解决方案]
[0013]根据本技术的实施例，提供了一种辐射检测器，其包括:多个光电转换区域，每个光电转换区域配置为将入射在光接收表面上的光转换为电流信号；不连续表面，其形成在光接收表面周围，该不连续表面相对于光接收表面是不连续的；以及闪烁器层，其通过将光接收表面用作晶体生长表面而形成并且配置为将入射的辐射转换为光。
[0014]根据本技术的实施例，提供了一种成像单元，其包括:辐射检测器；以及驱动部分，其配置为驱动该辐射检测器。辐射探测器包括:多个光电转换区域，每个光电转换区域配置为将入射在光接收表面上的光转换为电流信号;不连续表面，其形成在光接收表面周围，该不连续表面相对于光接收表面是不连续的；多个转换电路，其按照一对一的关系对应于多个光电转换区域而提供并且分别配置为将电流信号转换为电压信号；以及闪烁器层，其通过将光接收表面用作晶体生长表面而形成并且配置为将入射的辐射转换为光。
[0015]根据本技术的实施例，提供了一种成像显示系统，其包括:成像单元；以及显示单元，其配置为基于由成像单元获得的成像信号执行图像显示。成像单元包括:辐射检测器；以及驱动部分，其配置为驱动该辐射检测器。辐射检测器包括:多个光电转换区域，每个光电转换区域配置为将入射在光接收表面上的光转换为电流信号；不连续表面，其形成在光接收表面周围，不连续表面相对于光接收表面是不连续的；多个转换电路，其按照一对一的关系对应于多个光电转换区域而提供并且分别配置为将电流信号转换为电压信号；以及闪烁器层，其通过将光接收表面用作晶体生长表面而形成并且配置为将入射的辐射转换为光。
[0016]在根据本技术的实施例的辐射检测器、成像单元以及成像显示系统中，每个光电转换区域的光接收表面被不连续表面环绕，并且用作闪烁器层的晶体生长表面。因此，光接收表面与闪烁器层直接接触。因此，可以实现比例如在光接收表面与闪烁器层之间提供仅用于允许闪烁器层在其上生长的构件的情况下的光接收效率高的光接收效率。而且，光接收表面被不连续表面环绕。因此，当在光接收表面上形成闪烁器层时，由于在光接收表面与不连续表面之间的不连续性，所以在与不连续表面相对的区域中形成在闪烁器层的厚度方向上延伸的晶体界面。因此，在闪烁器层中生成的光的部分被晶体界面反射并且进入光接收表面。因此，实现了高分辨率。
[0017]根据本技术的实施例，提供了一种制造辐射检测器的方法，该方法包括:(A)将包括在器件衬底中的多个器件中的部分或者所有转移至衬底，该多个器件固定到包括在器件衬底中的支撑衬底上，并且该多个器件均配置为将入射在光接收表面上的光转换为电流信号；以及(B)通过将光接收表面用作晶体生长表面来形成闪烁器层，该闪烁器层配置为将入射的福射转换为光。
[0018]在根据本技术的实施例的制造辐射检测器的方法中，将固定至器件衬底的多个器件中的部分或者所有转移至衬底。而且，转移至衬底的每个器件的光接收表面用作闪烁器层的晶体生长表面。因此，光接收表面与闪烁器层直接接触。因此，可以实现比例如在光接收表面与闪烁器层之间提供仅用于允许闪烁器层在其上生长的构件的情况下的光接收效率高的光接收效率。而且，转移至衬底的每个器件的光接收表面被形成在器件之间的间隔环绕。因此，当在光接收表面上形成闪烁器层时，由于在光接收表面与形成在器件之间的间隔之间的不连续性，所以在与形成在器件之间的间隔相对的区域中形成在闪烁器层的厚度方向上延伸的晶体界面。因此，在闪烁器层中生成的光的部分被晶体界面反射并且进入光接收表面。因此，实现了高分辨率。
[0019]根据本技术的实施例，提供了一种辐射检测器，其包括:多个光电转换装置，每个光电转换装置至少部分地形成在嵌入层内，并且具有至少部分地位于嵌入层外面的光接收表面；以及多个闪烁器晶体，该多个闪烁器晶体中的至少第一闪烁器晶体在近端处与至少一个光接收表面接触，其中，第一闪烁器晶体在近端处的横截面小于第一闪烁器晶体在远端处的横截面。
[0020]根据本技术的实施例，提供了一种形成辐射检测器的方法，其包括:在衬底上形成多个光电转换装置，该多个光电转换装置中的至少第一光电转换装置包括一个或者多个电极，其中，第一光电转换装置形成为使得该一个或者多个电极中的至少一个电极耦合至形成在衬底内的电路;在衬底上形成嵌入层，从而将第一光电转换装置的至少一部分嵌入在嵌入层内；以及在第一光电转换层的表面上形成闪烁器层。
[0021]根据本技术的实施例，提供了一种成像单元，其包括辐射检测器和配置为驱动该辐射检测器的驱动电路，该辐射检测器包括多个像素，该多个像素中的至少第一像素包括:光电转换装置，其至少部分地形成在嵌入层内并且具有至少部分地位于嵌入层外面的光接收表面；以及第一闪烁器晶体，其在近端处与光接收表面接触，其中，第一闪烁器晶体在近端处的横截面小于第一闪烁器晶体在远端处的横截面。根据本技术的实施例，提供了一种成像显示系统，其包括成像单元；以及显示单元，其配置为基于由成像单元获得的成像信号执行图像显示，成像单元包括:辐射检测器；以及驱动电路，其用于驱动该辐射检测器，辐射检测器包括多个像素，该多个像素中的至少第一像素包括:光电转换装置，其至少部分地形成在嵌入层内并且具有至少部分地位于嵌入层外面的光接收表面；以及第一闪烁器晶体，其在近端处与光接收表面接触，其中，第一闪烁器晶体在近端处的横截面小于第一闪烁器晶体在远端处的横截面。
[0022]本发明的有益效果如下:
[0023]根据本技术的实施例的辐射检测器、成像单元以及成像显示系统，光接收表面与闪烁器层直接接触，并且光接收表面被不连续表面围绕。因此，实现了高光接收效率和高分辨率。因此，可以实现图像的更高图像质量。要注意，本技术的有利效果并不一定限于上述效果，并且可以是在本说明书中描述的任何一种效果。
[0024]根据本技术的实施例的制造辐射检测器的方法，光接收表面与闪烁器层直接接触，并且光接收表面被形成在器件之间的间隔围绕。因此，实现了高光接收效率和高分辨率。因此，可以实现图像的更高图像质量。要注意，本技术的有利效果并不一定限于上述效果，并且可以是在本说明书中描述的任何一种效果。
[0025]要理解，前文的一般性说明和下文的详细说明都是示例性的，并且旨在提供对所要求的技术的进一步阐释。
【附图说明】
[0026]附图被包括以提供对本公开的进一步理解，并且并入本说明书中构成本说明书的一部分。附图图示了实施例，并且连同本说明书用于阐释本技术的原理。
[0027]图1是图示了根据本技术的第一实施例的辐射检测器的横截面配置的示例的图；
[0028]图2是图示了在图1中示出的辐射检测器中的电路配置的示例的图；
[0029]图3是图示了在图1中示出的器件的横截面配置的示例的图；
[0030]图4是图示了在图1中示出的器件的横截面配置的另一个示例的图；
[0031]图5是用于阐释制造在图1中示出的辐射检测器的过程的示例的横截面图；
[0032]图6是用于阐释在图5中示出的步骤之后的步骤的横截面图；
[0033]图7是用于阐释在图6中示出的步骤之后的步骤的横截面图；
[0034]图8是用于阐释在图7中示出的步骤之后的步骤的横截面图；
[0035]图9是用于阐释在图8中示出的步骤之后的步骤的横截面图；
[0036]图10是用于阐释在图9中示出的步骤之后的步骤的横截面图；
[0037]图11是用于阐释在图10中示出的步骤之后的步骤的横截面图；
[0038]图12是用于阐释在图11中示出的步骤之后的步骤的横截面图；
[0039]图13是图示了在图1中示出的辐射检测器的修改例的横截面图；
[0040]图14是图不了在图13中不出的布线衬底和电路衬底的电路配置的不例的图；
[0041]图15是图示了在图3中示出的器件的修改例的横截面图；
[0042]图16是图示了在图4中示出的器件的修改例的横截面图；
[0043]图17是图示了根据本技术的第二实施例的辐射检测器的横截面配置的示例的图；
[0044]图18是图示了在图17中示出的器件的横截面配置的示例的图；
[0045]图19是用于阐释制造在图17中示出的辐射检测器的过程的示例的横截面图；
[0046]图20是用于阐释在图19中示出的步骤之后的步骤的横截面图；
[0047]图21是用于阐释在图20中示出的步骤之后的步骤的横截面图；
[0048]图22是用于阐释在图21中示出的步骤之后的步骤的横截面图；
[0049]图23是用于阐释在图22中示出的步骤之后的步骤的横截面图；
[0050]图24是用于阐释在图23中示出的步骤之后的步骤的横截面图；
[0051]图25是用于阐释在图24中示出的步骤之后的步骤的横截面图；
[0052]图26是用于阐释在图25中示出的步骤之后的步骤的横截面图；
[0053]图27是图示了包括在图3中示出的器件的辐射检测器的修改例的横截面图；
[0054]图28是图示了包括在图4中示出的器件的辐射检测器的修改例的横截面图；
[0055]图29是图示了在图17中示出的辐射检测器的修改例的横截面图；
[0056]图30是图示了在图1中示出的辐射检测器的修改例的横截面图；
[0057]图31是图示了在图17中示出的辐射检测器的修改例的横截面图；
[0058]图32A是图示了在图1中示出的辐射检测器的修改例的横截面图；
[0059]图32B是图示了在图1中示出的辐射检测器的修改例的横截面图；
[0060]图32C是图示了在图1中示出的辐射检测器的修改例的横截面图；
[0061]图33是图示了在图17中示出的辐射检测器的修改例的横截面图；
[0062]图34是图示了在图1中示出的辐射检测器的修改例的横截面图；
[0063]图35是图示了在图17中示出的辐射检测器的修改例的横截面图；
[0064]图36是图示了根据本技术的第三实施例的辐射检测器的横截面配置的示例的图；
[0065]图37是图示了在图1中示出的辐射检测器的修改例的横截面图；
[0066]图38是图示了在图17中示出的辐射检测器的修改例的横截面图；
[0067]图39是图示了在图36中示出的辐射检测器的修改例的横截面图；
[0068]图40是图示了根据本技术的第四实施例的成像单元的示意配置的示例的图；
[0069]图41是图示了在图40中示出的像素电路的示意配置的示例的图；
[0070]图42是图示了根据本技术的第五实施例的成像显示系统的示意配置的示例的图；以及
[0071]图43是图示了根据本技术的第六实施例的成像系统的示意配置的示例的图。
【具体实施方式】
[0072]下面将参照附图对本技术的一些实施例进行详细描述。将按照以下顺序进行说明。
[0073]1、第一实施例(辐射检测器)
[0074]在芯片状器件中提供光电转换区域的示例
[0075]2、第二实施例(辐射检测器)
[0076]在芯片状器件中提供光电转换装置和转换电路的示例
[0077]3、第一和第二实施例的修改例(辐射检测器)
[0078]提供覆盖芯片状器件的保护膜的示例
[0079]提供覆盖闪烁器层的保护膜的示例
[0080]在公共衬底中提供多个光电转换区域的示例
[0081]在公共衬底中提供多个光电转换区域和多个转换电路的示例
[0082]在衬底的顶表面的除了光接收表面的区域之外的区域中提供阻光层的示例
[0083]4、第三实施例(辐射检测器)
[0084]将多个辐射检测器设置成矩阵的示例
[0085]5、修改例(辐射检测器)
[0086]省略闪烁器层的示例
[0087]6、第四实施例(成像单元)
[0088]7、第五实施例(成像显示系统)
[0089]8、第六实施例(成像系统)
[0090](1、第一实施例)
[0091](配置)
[0092]首先，将提供对根据本技术的第一实施例的辐射检测器1的说明。图1图示了根据本实施例的辐射检测器1的横截面配置的示例。辐射检测器1检测辐射，诸如，α射线、β射线、Υ射线以及X射线。辐射检测器1使用间接转换方法。该间接转换方法是指将辐射转换为光学信号然后再将该光学信号转换为电信号的方法。辐射检测器1可以包括，例如，电路衬底
10、多个器件20、闪烁器层30以及反射板40。
[0093]图2图示了在辐射检测器1中的将光学信号转换为电信号的部分的电路配置的示例。电路衬底10包括多个像素电路13和用于将各自的像素电路13和各自的器件20连接至外部电路的各种布线。按照一对一的关系对应于器件20来提供像素电路13。像素电路13包括驱动器件20的驱动电路。在每个像素电路13中，驱动电路可以包括，例如，开关装置13S(参见图2)，该开关装置13S串联连接至器件20。换言之，按照一对一的关系为像素电路13分配开关装置13S。开关装置13S基于从外界供应的控制信号来控制器件20的导通与断开。开关装置13S可以包括，例如，TFT。如图2所示，电路衬底10可以包括，例如，多条数据线12A、多条栅极线12B以及多条偏压线12C，作为各种布线。例如，每条数据线12A可以连接至在列方向上并排设置的每个像素电路13(例如，开关装置13S)的输出端子，并且可以是提取从像素电路13输出至外界的信号的布线。每条栅极线12B可以连接至在行方向上并排设置的每个像素电路13(例如，开关装置13S)的栅极端子，并且可以是向像素电路13供应用于驱动像素电路13的信号的布线。每条偏压线12C可以连接至在列方向上并排设置的每个器件20的端部，并且可以是向器件20供应偏压的布线。
[0094]像素电路13可以进一步包括，例如，转换电路、放大器电路以及AD转换电路。转换电路将从器件20输出的电流信号转换为电压信号。放大器电路放大从转换电路输出的电压信号。AD转换电路将从放大器电路输出的模拟信号转换为数字信号。要注意，电路衬底10可以包括在与像素电路13不同的电路中的多个这种转换电路、多个这种放大器电路以及多个这种AD转