专利名称：放射线检测装置、放射线检测系统和该装置的制造方法
技术领域：
本发明涉及应用于医疗图像诊断装置、非破坏性检查装置或使用放射线的分析装置等的放射线检测装置和放射线检测系统。
背景技术：
近年来，薄膜半导体制造技术被用于图像拾取装置和放射线成像装置的制造。特别地，薄膜半导体制造技术被用于制造包括诸如TFT (薄膜晶体管)的开关器件和诸如光电转换元件的转换元件的图像拾取装置和放射线成像装置。日本专利公开No. 2001-330677 提出在从X射线源发射的X射线的所照射的侧包括至少具有多个光电转换元件的传感器基体部件并包括设置在X射线所照射的侧的相对侧的荧光体(scintillator)的放射线检测器。在日本专利公开No. 2001-330677中，还公开了传感器基板的整个表面或仅仅传感器基板上的光电转换器通过蚀刻被薄化、由此禁止放射线被吸收到传感器基板中并改善受光灵敏度和MTF(调制传递函数(Modulation Transfer Function))的配置。在日本专利公开No. 2001-330677中，如其描述的那样通过仅蚀刻传感器基板上的光电转换器改善受光灵敏度和MTF。但是，根本没有考虑放射线检测装置的强度，并由此存在改善的余地。并且，日本专利公开No. 2001-330677中的光电转换器没有被清楚地描述。
发明内容
本发明提供包括从放射线入射的侧起依次布置的基板、光电转换元件和荧光体的高分辨率、高强度的放射线检测装置。本发明提供一种放射线检测装置，该放射线检测装置包括被配置为将照射的放射线转换成可见放射线的荧光体；被配置为将由荧光体转换的可见放射线转换成电荷的多个光电转换兀件；和具有上面布置突光体和光电转换兀件的第一表面和与第一表面相反的第二表面的基板，其中，基板、光电转换元件和荧光体从放射线检测装置的放射线入射的侧被依次布置，并且，第二表面包含布置于与布置光电转换元件的第一表面的区域相对的区域中的多个凹陷(depression)和位于多个凹陷之间的多个突起(projection),其中，至少部分突起位于所述相对的区域中。还提供一种放射线检测系统，该放射线检测系统包括上述的放射线检测装置；被配置为处理来自放射线检测装置的信号的信号处理单元；被配置为记录来自信号处理单元的信号的记录单元；被配置为显示来自信号处理单元的信号的显示单元；和被配置为传送来自信号处理单元的信号的传送处理单元。本发明还提供一种放射线检测装置的制造方法，该放射线检测装置包括包含具有被配置为将通过荧光体从照射的放射线转换的可见放射线转换成电荷的多个光电转换元件的第一表面和与第一表面相反的第二表面的基板，其中，从放射线检测装置的放射线入射的侧起依次布置基板、光电转换元件和荧光体。该方法包括通过从基板的第二表面侧向基板施加选择性薄化处理在第二表面中形成多个凹陷和位于多个凹陷之间的多个突起。在与布置多个光电转换元件的第一表面的区域相对的区域中或布置多个光电转换元件的第一表面的区域中形成多个凹陷。在所述相对的区域中形成位于多个凹陷之间的至少部分突起。因此，本发明提供从放射线入射的侧起依次具有基板、光电转换元件和荧光体的高分辨率、高强度的放射线检测装置。从参照附图对示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得清晰。
图IA是根据本发明的放射线检测装置的平面图。图IB是根据本发明的放射线检测装置的截面图。图IC是根据本发明的放射线检测装置的等效电路图。图2A是根据本发明的第一实施例的放射线检测装置的放大平面图。图2B是沿图2A中的线IIB-IIB切取的截面图。图2C是沿图2A中的线IIC-IIC切取的截面图。图3A是沿图2A中的线IIIA-IIIA切取的根据本发明的第一实施例的另一例子的放射线检测装置的截面图。图3B是沿图2A中的线IIIB-IIIB切取的截面图。图4A和图4B是与图2A中的线IV-IV对应的用于解释根据本发明的第一实施例的放射线检测装置的制造方法的截面图。图5A和图5B是与图2A中的线V-V对应的用于解释根据本发明的第一实施例的放射线检测装置的另一制造方法的截面图。图6A是根据本发明的第一实施例的另一放射线检测装置的放大平面图。图6B是沿图6A中的线VIB-VIB切取的截面图。图7A是根据本发明的第二实施例的放射线检测装置的放大平面图。图7B是沿图7A中的线VIIB-VIIB切取的截面图。图7C是沿图7A中的线VIIC-VIIC切取的截面图。图8A是根据本发明的第三实施例的放射线检测装置的放大平面图。图8B是沿图8A中的线VIIIB-VIIIB切取的截面图。图8C是沿图8A中的线VIIIC-VIIIC切取的截面图。图9表示根据本发明的使用放射线检测装置的放射线检测系统。
具体实施例方式现在将参照附图，详细描述本发明的实施例。在本说明书中，术语“放射线”包括高能粒子放射线，诸如作为产生通过放射线衰减发射的粒子(包含光子)的射束的α射线、 β射线和Y射线，但放射线也指X射线或粒子射线、以及宇宙射线。术语“可见放射线”一般指的是从紫外到近红外范围即约380nm 760nm范围的电磁谱的放射线。第一实施例现在将参照图IA 1C，描述根据本发明的第一实施例的放射线检测装置。图IA是根据本发明的放射线检测装置的平面图，图IB是沿线IB-IB切取的截面图，图IC是放射线检测装置的等效电路图。如图IA和图IB所示，在诸如玻璃基板等的具有绝缘表面的基板2的第一表面上布置光电转换器3。光电转换器3包含用于将由后面描述的突光体4转换的可见放射线转换成电信号的二维阵列中的多个像素，并且，所述像素分别包含光电转换元件和开关器件。 基板2和光电转换器3被布置,使得放射线从与第一表面相反的第二表面侧入射到基板2。 这里，对于本发明中的各部件，放射线的入射侧的表面被称为“第二表面”，并且，与放射线的入射侧相反的表面被称为“第一表面”。基板2的第二表面包含位于与布置多个光电转换元件的第一表面的区域的相对的区域中的多个凹陷和分别位于多个凹陷中的相邻的凹陷之间的多个突起。将在后面详细描述凹陷和突起。通过柔性布线板6在基板2的第一表面的端部上安装印刷电路板7a和7b。不在基板2的端部上设置突起，并且，希望所述端部在宽度上比所述突起宽并且比所述突起厚。这样，使得可确保用于在基板2上安装印刷电路板7a和7b的区域并可确保用于安装印刷电路板7a和7b的强度。柔性布线板和印刷电路板被设置有各种集成电路。集成电路的例子包含后面描述的驱动电路110、读取电路112、电源电路119和控制电路(未示出)。荧光体4被牢固地布置于与光电转换器3的放射线入射侧的表面(第二表面)相反的表面(第一表面)上。换句话说，荧光体4被布置为与基板2的第一表面相对。通过气相沉积或通过粘接，在光电转换器3的第一表面上牢固地布置荧光体4的第二表面。通过粘接剂、黏性剂或冲击吸收材料等，荧光体4的第一表面被固定到安装于外壳8上的支撑基体9的第二表面。印刷电路板7a和7b被布置于支撑基体9的第一表面侧。因此，在本发明的放射线检测装置I中，从放射线检测装置I的放射线照射侧起依次布置基板2、光电转换器3和荧光体4。在外壳8的放射线入射到(进入)放射线检测装置的一侧布置盖子5。以这种方式，通过外壳8和盖子5形成筐体(enclosure)。盖子5允许放射线容易地通过并具有耐水性能和密封性能。基板2、光电转换器3、荧光体4、柔性布线板6以及印刷电路板7a和7b 被固定于支撑基体9上，并容纳于由外壳8和盖子5形成的筐体中。印刷电路板7a和7b 被布置于支撑基体9的第二表面侧，使得减少放射线对于集成电路的不利影响。以这种方式，通过在基板2的第二表面上在与布置光电转换元件的第一表面的区域对应的区域中设置凹陷2a的配置，与不设置凹陷2a的基板相比，布置光电转换元件的区域中的基板2的厚度减小，由此增大通过基板2的放射线的量。并且，由于与不具有凹陷2a的基板相比通过基板2的放射线增大，因此，荧光体4的发光量增大并相应地增大照射到光电转换器3上的可见放射线的量，这导致灵敏度的改善。另外，由于从荧光体4发光的位置和光电转换器3 之间的距离短，因此，抑制可见放射线的散射并提高MTF(锐度)。基板2的例子包含具有关于用于形成光电转换器3的处理温度的耐热性能的玻璃基板、硅基板和硬质碳基板。可以使用通过在基板材料的表面上形成有机或无机绝缘膜制造的基板作为基板2。可使用的绝缘膜的例子包括诸如氧化硅膜或氮化硅膜的无机绝缘膜或诸如PET (聚对苯二甲酸乙二酯)或PI (聚酰亚胺)的有机绝缘膜。还能够在形成光电转换器3之后在基板2的第二表面上形成凹陷和突起，以通过部分地蚀刻或CMP薄化基板材料的放射线入射侧的表面从而实现适当的厚度。并且，可以制备事先通过模制形成有凹陷和突起的具有预先确定的厚度的基板。以这种方式，通过使用具有部分地薄化的区域的基板2，通过基板2的放射线的量增大。这里，当在荧光体4已被牢固地布置于光电转换器3 的第一表面上之后在基板材料上施加薄化处理时，可以在荧光体4的前表面侧布置保护材料。这是由于，当在在用于荧光体4中的磷光体层中使用诸如Gd2O2S = Tb的粒子磷外体的情况下在磷光体层上施加振动时，形状会变形。这同样适用于在磷光体层中使用诸如CsI:Tl 或CsI = Na的碱柱晶结构的情况。因此，希望在布置于基板2的第二表面的相反侧的荧光体 4的第一表面上布置一些类型的保护材料。可进一步在保护材料上执行薄化处理。保护材料可以是与基板2相同的材料，或者，作为替代方案，可以使用保护材料作为支撑基体9的一部分。现在将参照图1C，描述根据本发明的第一实施例的放射线检测装置的示意性等效电路。虽然在图IC中出于简化描述的原因使用三行三列等效电路图，但是，本发明不限于此，并且，放射线检测装置包含η行Xm列的像素阵列(η和m均是不小于2的自然数)。根据第一实施例的放射线检测装置包含设置在基板2的第一表面上的具有沿行方向和列方向布置的多个像素101的光电转换器3。各像素101包含被配置为将放射线或光转换成电荷的光电转换兀件104和被配置为输出对应于光电转换兀件104的电荷的电信号的开关器件105。在第一实施例中，使用金属绝缘体半导体(MIS)光电转换元件作为光电转换元件， 并且，使用薄膜晶体管(TFT)作为开关元件。光电转换元件104包含第一电极103、第二电极102和布置于其间的半导体层。这里，第一电极103由第三导电层207形成，第二电极102 由第四导电层211形成，并且，半导体层由第二半导体层209形成。被配置为将放射线的波长转换成可由光电转换兀件104检测的可见放射线的波长的突光体4被布置于光电转换兀件104的第二电极侧的表面(光电转换器3的第一表面)上。开关器件105的第一主电极与光电转换元件104的第一电极103电连接，并且，偏压线106与光电转换元件104的第二电极102电连接。偏压线106中的每一个与沿列方向布置的光电转换元件104的第二电极 102共同连接。驱动线107与开关器件105的控制电极电连接，并且，信号线108与开关器件105的第二主电极电连接。驱动线107中的每一个与沿行方向布置的多个开关器件105 的控制电极共同连接，并且，驱动线107通过第一连接布线109与驱动电路110电连接。驱动电路110依次或同时向沿列方向布置的多个驱动线107供给驱动脉冲，由此在逐行的基础上并行输出从像素到沿行方向布置的多个信号线108的电信号。信号线108中的每一个与沿列方向布置的多个开关器件105的第二主电极共同连接，并且，信号线108通过第二连接布线111与读取电路112电连接。读取电路112在逐个信号线的基础上包含被配置为积分和放大来自信号线108的电信号的积分放大器113以及被配置为采样和保持被积分放大器113放大并从积分放大器113输出的电信号的采样和保持电路114。读取电路112还包含被配置为将并行地从多个采样和保持电路114输出的电信号转换成串行的电信号的多路复用器115以及被配置为将电信号的输出转换成数字数据的模拟-数字转换器116。从电源电路119向读取电路112的非反相输入端子供给基准电势Vref。电源电路119还通过共用偏压线117和第三连接布线118与沿行方向布置的多个偏压线106电连接，并且向光电转换元件104的第二电极102供给偏压电势Vs或初始化电势Vr。以下将描述根据第一实施例的放射线检测装置的操作。通过开关器件105向光电转换元件104的第一电极103施加基准电势Vref，并且，向第二电极102施加偏压电势Vs， 由此，向光电转换兀件104施加耗尽MIS光电转换兀件的光电转换层的偏压。在该状态下,5/9页
在试验中向被检体照射放射线。放射线穿过被检体并同时在其中衰减，并且通过荧光体4 被转换成可见放射线。该可见放射线入射到光电转换元件104上并且被转换成电荷。与电荷对应的电信号在开关器件105通过从驱动电路110施加到驱动线107的驱动脉冲进入导通状态时被输出到信号线108，并且通过读取电路112作为数字数据被读取到外部。随后， 通过使偏压线106的电势从偏压电势Vs成为初始化电势Vr，开关器件105进入导通状态， 使得消除在光电转换元件104中产生并保持于其中的正载流子或负载流子。随后，偏压线 106的电势从初始化电势Vr成为偏压电势Vs，使得实现光电转换元件104的初始化。现在参照图2A 2C，描述像素与基板2的凹陷和突起之间的关系。作为平面图的图2A以放大的比例表示图IB和图IC中的基板2和光电转换器3的部分区域，其中，为了简化，没有描述绝缘部件。图2B是沿图2A中的线IIB-IIB切取的截面图，并且，图2C是沿图2A中的线IIC-IIC切取的截面图。在基板2的第一表面上依次布置第一导电层201、第一绝缘层202、第一半导体层 203、第一杂质半导体层204和第二导电层205。这里,第一导电层201构成开关器件105的控制电极和驱动线107，第一绝缘层202构成开关器件105的栅绝缘膜，并且，第一半导体层203构成开关器件105的沟道。第一杂质半导体层204成为开关器件105的欧姆接触， 并且，第二导电层205成为开关器件105的两个主电极和信号线108。第二绝缘层206被布置于开关器件105和光电转换元件104之间。第二绝缘层206用作绝缘中间层。成为光电转换元件104的第一电极103的第三导电层207通过设置在第二绝缘层206中的通孔与成为开关器件105的第一主电极的第二导电层205电耦合。在与基板2相对的侧在第二绝缘层206上依次布置第三导电层207、第三绝缘层208、第二半导体层209、第二杂质半导体层 210、第四导电层211和第五导电层212。这里，第三绝缘层208成为完全绝缘层，第二半导体层209成为光电转换层，第二杂质半导体层210成为空穴阻挡层，第四导电层211成为光电转换兀件104的第二电极102,并且,第五导电层212成为偏压线106。虽然由于使用MIS 光电转换元件104因此在本实施例中使用第三绝缘层208，但是，本发明不限于此。当使用 PIN光电二极管作为光电转换元件104时，作为第三绝缘层208的替代，可以使用用作电子阻挡层的第三杂质半导体层。在这种情况下，空穴阻挡层和电子阻挡层可以互换。多个光电转换元件104被用作钝化膜的第四绝缘层213覆盖，并且，在设置在第四绝缘层213上的用作平坦化层的第五绝缘层214之上设置荧光体4(未示出)。这里，本发明中的光电转换元件104的宽度Pl由成为光电转换元件104的第一电极103的第三导电层207的宽度限定。光电转换元件104中的相邻的光电转换元件之间的宽度P2由第三导电层207之间的宽度限定。基板2从其第二表面侧被部分去除，并由此具有多个凹陷2a和突起2b。凹陷2a 位于与布置光电转换元件104的基板2的第一表面的区域相对的基板2的第二表面的区域中，并且具有由P3表示的宽度。换句话说，凹陷2a位于多个光电转换元件104沿与基板2 垂直的方向从荧光体4侧正交投影的基板2的第二表面上的区域(光电转换元件104的正交投影区域)中。在本发明中，光电转换元件104的正交投影区域表示基板2的第二表面上的光电转换元件104的第一电极103的正交投影所位于的区域。突起2b分别位于基板2 的第二表面上的多个凹陷2a中的相邻的凹陷之间，并且，宽度由P4表示。这里，本发明中的凹陷2a是厚度为突起2b的最厚部分的厚度的50%或更小的区域，并且，凹陷2a的宽度
8P3由厚度为50%或更小的区域的宽度限定。突起2b是厚度为突起2b的最厚部分的50% 或更大的区域，并且，宽度P4由相邻的突起2b之间的宽度限定。以这种方式，由于凹陷2a 位于与布置光电转换元件104的基板2的第一表面的区域相对的基板2的第二表面上的区域中，因此，通过基板2的放射线的量增大，并由此提供具有更高的灵敏度的放射线检测装置。在本发明中，突起2b的部分位于与布置光电转换元件104的区域相对的基板2的第二表面上的区域内，并且，上述的部分以外的突起2b的剩余部分位于与布置光电转换元件104的区域相对的基板2的第二表面上的区域之间。换句话说，部分突起2b分别在光电转换元件104的正交投影区域中的每一个的区域内位于基板2的第二表面上，并且，这些部分以外的剩余部分在第二表面上分别位于光电转换元件104的正交投影区域中的相邻的区域之间。在本实施例中，突起2b分别跨着与光电转换元件104之中的相邻的光电转换元件之间的部分相对的区域以及布置光电转换元件104中的每一个的区域位于基板2的第二表面上。换句话说，凹陷2a的宽度P3比光电转换元件104的宽度Pl小，并且，突起2b的宽度P4比光电转换元件104之间的宽度P2大。在本实施例中，以格子状图案布置突起2b，这进一步提高基板2的机械强度。在这种结构中，即使当为了增大放射线通过量在与光电转换元件104对应的基板2的第二表面上设置凹陷时，也在更宽的区域中确保了基板2的强度。当如图2B所不的那样光电转换器3具有开关器件105被布置在光电转换兀件104和基板2之间以被光电转换元件104覆盖的结构时，特别地确保基板强度。在该层叠结构中， 布置光电转换元件104的区域占据基板2的第一表面的约90%。在这种情况下，基板2的突起2b仅占据整个光电转换器3的10%或更少，并由此难以确保基板2的强度。虽然它依赖于应用，但是，在放射线检测装置中使用的像素间距(P1+P2)为70 200 μ m。例如，当使用具有O. 5 O. 7mm的厚度的玻璃基板作为基板2时，必须包含不小于整个基板2的20% 的突起2b。因此，值P3优选小于63 180 μ m，并且，值P4优选不小于7 20 μ m。这里的突起2b的形状的例子包含R倒角、C倒角和锥形。当使用具有O. 2 O. 3mm的厚度的玻璃基板作为基板2时，必须包含不小于整个基板2的40%的突起2b。因此。值P3优选小于 45 150 μ m,并且,值P4优选不小于15 45 μ m。在该配置中，即使对于在开关器件105 之上布置光电转换元件104的层叠结构，也可在保持基板2的机械强度的同时增大从第二表面的放射线通过量。基板2的材料未必由一种类型的基板材料形成。例如，如图3A和图3B所示，可以使用多种(两种)基板材料。图3A是沿图2A中的线IIIA-IIIA切取的截面图，图3B是沿 2A中的线IIIB-IIIB切取的截面图。在图3A和图3B中，基板2的第一表面侧的第一基板 221适当地由例如树脂膜或碳膜的允许容易地通过放射线的材料形成，并且，基板2的第二表面侧的第二基板222适当地由例如玻璃基板的提供高的加工精度并具有高的刚度的材料形成。用于基板2、第一基板221和第二基板222的材料适当地具有耐受在半导体处理和荧光体形成处理中需要的热的耐热性。与构成凹陷2a的第一基板221相比，用于第二基板222的材料适当地为包含诸如铅(Pb)的具有更低的关于放射线的透射率的材料的基板材料。通过包含第二基板222的突起2b的配置，增大消除散射的放射线的效果，并由此提供具有高的灵敏度、高的强度和更高的锐度的放射线检测装置。现在将参照图4A和图4B，描述根据本发明的放射线检测装置的制造方法。由于在荧光体4和光电转换器3的制造过程中使用已知的技术，因此，将省略它们的详细的描述。 图4A和图4B是与图2A中的IV-IV对应的截面图。如图4A所示，首先，在在基板2的第一表面上布置光电转换器3和荧光体4 (未示出)的状态中，在基板2的第二表面上的希望的区域上形成抗蚀剂301。抗蚀剂301通过光刻法被构图，并关于形成的光电转换器3被构图成希望的图案。这里，希望的区域和希望的图案是与形成突起2b的区域对应的区域和图案。随后，如图4B所示，通过使用抗蚀剂301从基板2的第二表面侧执行选择性薄化处理，在基板2的第二表面上形成多个凹陷和突起。虽然存在几种用于薄化的方法，但是， 对于实现突起的较高的纵横比，适当地使用具有较高的各向异性的干蚀刻。如果纵横比由于基板2的厚度或光电转换元件的间距而小，则可通过湿蚀刻实现薄化。如果基板2由主要由树脂或碳形成的膜形成，则可通过氧等离子体处理实现薄化处理。随后，通过去除抗蚀剂301，获得图2A 2C所示的放射线检测装置。还将描述使用图3A和图3B所示的第一基板221和第二基板222的情况。如图5A 所示，首先，在在包含第一基板221和第二基板222的基板2的第一表面侧在第一基板221 上布置光电转换器3和荧光体4 (未示出)的状态下，在基板2的第二表面上的希望的区域上形成抗蚀剂401。抗蚀剂401通过光刻法被构图，并关于形成的光电转换器3被构图为希望的图案。随后，如图5B所示，通过使用抗蚀剂401从基板2的第二表面侧执行选择性薄化处理，在基板2的第二表面上形成多个凹陷和突起。如果希望在第二基板222上执行选择性薄化处理，则适当地选择关于第二基板222的蚀刻性能高并且关于第一基板221的蚀刻性能低的选择比。例如，第二基板222可以是主要由碳形成的厚膜，第一基板221为SiN 膜或SiO2膜，并且对于薄化使用氧等离子体。在第一实施例中，描述了具有布置于其上面的光电转换器3和突光体4的基板2 被薄化的处理。但是，本发明不限于此。可以在基板2的薄化处理之后形成荧光体4，并且， 也可以在基板2的薄化之后形成光电转换器3。但是，由于关于光电转换器3的对准是更容易的，因此，在基板2的第一表面上布置光电转换器3的状态是更合适的。在本实施例中，凹陷2a的形状被描述为具有包含与驱动线107平行的两个边和与信号线108平行的两个边的矩形形状，即，包含与光电转换元件104的第一电极103的各边平行的四个边的矩形形状。但是，本发明不限于此。例如，如图6A和图6B所示，凹陷可具有多边形(例如矩形形状，所述多边形具有不与驱动线107和信号线108平行的边，即具有不与光电转换元件104的第一电极103的边平行的至少一个边)。多边形可以是矩形形状以外的形状，并且可以是适当地使用的三角形、五角形和六角形的组合、或者八角形。凹陷2a 可具有圆形形状。通过使用多边形或圆形作为凹陷2a的形状，以格子状图案布置突起2b， 这进一步提高基板2的机械强度。通过上述的基板2的配置，抵抗驱动线107和信号线108 的应力的机械强度增大，并且，基板2的机械强度进一步增大，由此提供具有高强度的放射线检测装置。如果光电转换器3具有开关器件105被布置于光电转换兀件104和基板2之间以被光电转换元件104覆盖的层叠结构，则至少部分突起2b适当地在开关器件105的正交投影区域内位于基板2的第二表面上。因此，基板2的机械强度进一步增大，并且，提供具有更高的强度的放射线检测装置。并且，凹陷2a被适当地布置，使得突起2b位于与布置驱动线107和信号线108的基板2的第一表面相对的第二表面上的区域中。在形成的基板2的第二表面上设置由关于由荧光体4转换的可见放射线具有高的吸收率的材料形成的用于吸收可见放射线的光吸收层215是更合适的。因此，通过基板2 的具有凹陷和突起的第二表面以散射方式反射的光减少，并由此提供具有更高的锐度的放射线检测装置。光吸收层215可被适当地应用于图2A 2C所示的配置和后面描述的实施例的配置。第二实施例现在将参照图7A 7C，描述本发明的第二实施例。与在第一实施例中描述的部件相同的部件由相同的附图标记表示，并且将省略它们的详细描述。在第一实施例中与一个光电转换元件104对应地设置一个凹陷2a。但是，在第二实施例中，对于一个光电转换元件104设置多个(例如，两个)凹陷2a。换句话说，假定k 为2或更大的自然数，则凹陷2a的间距P3小于光电转换元件104的间距Pl的Ι/k倍。通过该配置，突起2b被定位，使得其整个宽度被布置于与布置光电转换元件104的基板2的第一表面的区域相对的基板2的第二表面的区域中。因此，基板2的机械强度进一步增大， 并且，提供具有更高的强度的放射线检测装置。并且，因此，在空间上插入伪低通滤波器，并由此提供具有更高的锐度以及减少的莫尔(moire)条纹的放射线检测装置。由于第一实施例与k = I的情况对应，因此，希望凹陷2a的间距P3小于光电转换元件的间距Pl的1/k 倍，这里，在本发明中，k是I或更大的自然数。如图6A和图6B所示，第二实施例中的配置也可被适当地应用于具有不与驱动线107和信号线108平行的多个边的多边形(例如，矩形)。第三实施例现在将参照图8A 8C，描述本发明的第三实施例。与在第一或第二实施例中描述的部件相同的部件由相同的附图标记表示，并且将省略它们的详细描述。在第一和第二实施例中，与一个光电转换元件104对应地设置一个或更多个凹陷 2a。但是，在第三实施例中，跨着多个光电转换元件104(例如，两行和两列中的四个)设置一个凹陷2a。换句话说，假定k为I或更大的自然数，则凹陷2a的间距P3不小于光电转换元件104的间距Pl的k倍。但是，在这种情况下，为了确保基板2的机械强度，适当地布置凹陷2a，使得突起2b位于与布置驱动线107和信号线108的基板2的第一表面上的区域相对的第二表面上的区域中。因此，假定k为I或更大的自然数，则即使在凹陷2a的间距P3 不小于光电转换元件104的间距Pl的k倍的情况下也确保基板2的所需的机械强度。虽然在第三实施例中描述了一个凹陷2a位于与在基板2的第一表面上布置四个光电转换元件104的区域对应的区域中的例子，但是，本发明不限于此。假定k为2或更大的自然数， 则一个凹陷2a可位于与在基板2的第一表面上布置k个光电转换元件104的区域对应的区域中。但是，希望凹陷2a的布置和形状被确定为使得布置多个光电转换元件104的区域等于凹陷2a的重叠面积。这是为了使得通过各像素的放射线量相等。第三实施例中的配置也可被适当地应用于图5A和图5B所示的具有不与驱动线 107和信号线108平行的多个边的多边形(例如，矩形)。还能够对于沿一个行和一个列布置的多个光电转换元件设置一个凹陷2a。在这种情况下，条带状布置多个凹陷2a或多个突起2b。在这种情况下，凹陷2a被适当地布置，使得突起2b位于与布置驱动线107或信号线108的基板2的第一表面上的区域相对的第二表面上的区域中。还能够关于沿不与行的方向或列的方向平行的方向布置(斜着布置)的多个光电转换元件104设置一个凹陷2a。在这种情况下，在斜着的条带中布置多个凹陷2a或多个突起2b。在这种形状中，当对于形成凹陷2a和突起2b使用湿蚀刻等时，蚀刻液良好地循环并且整个部分被均匀薄化。因此，防止由于放射线的不规则透射导致的伪像，并由此提供具有更高的锐度的放射线检测装置。第四实施例现在将参照图9，描述根据本发明的使用放射线检测装置的放射线检测系统。在X射线管6050中产生的X射线6060穿过病人6062或被检者6061的胸部，并且入射到具有布置于光电转换器3的第一表面上的荧光体4的放射线检测装置6040。入射的X射线包含关于被检者6061体内的信息。荧光体4发射与X射线的入射对应的光，并且，通过由光电转换器3转换发射的光获得电信息。该信息被转换成数字数据，并且通过作为信号处理单元的图像处理器6070经受图像处理，由此在作为控制室的显示单元的显示器6080上被显示。该信息可通过诸如电话电路6090的传送处理单元被传送到远程位置，并且可在诸如医生室的不同的位置中的作为显示单元的显示器6081上被显示或者被存储于诸如光盘的记录单元中，由此，远程位置的医生能够诊断。还能够通过作为记录单元的胶片处理器 6100在作为记录介质的胶片6110上记录信息。虽然已参照示例性实施例说明了本发明，但应理解，本发明不限于公开的示例性实施例。以下的权利要求的范围应被赋予最宽的解释以包含所有的变更方式以及等同的结构和功能。
权利要求
1.一种放射线检测装置，包括荧光体，所述荧光体被配置为将入射到所述放射线检测装置侧的放射线转换成可见放射线；多个光电转换7Π件，所述多个光电转换7Π件被配置为将可见放射线转换成电荷；和基板，所述基板具有第一表面和第二表面，第一表面面向所述荧光体，并且，第二表面与第一表面相反，其中，所述基板、所述光电转换元件和所述荧光体从所述放射线检测装置的放射线入射到其上的侧起被依次布置，并且，其中，第二表面包含多个凹陷和突起，所述多个凹陷布置于正交投影区域中，在所述正交投影区域，所述多个光电转换元件的正交投影沿与所述基板垂直的方向从荧光体侧进行投影，部分所述突起位于所述正交投影区域中，并且所述突起的剩余部分位于所述正交投影区域之间。
2.根据权利要求I的放射线检测装置，还包括被布置于所述光电转换元件和所述基板的第一表面之间的开关器件，其中，所述光电转换元件被布置于所述基板的第一表面和所述荧光体之间。
3.根据权利要求2的放射线检测装置，其中，所述开关器件被布置为被所述光电转换元件覆盖。
4.根据权利要求3的放射线检测装置，其中，所述光电转换元件中的每一个包含与所述开关器件电耦合的电极，所述凹陷的形状是圆形或具有不与电极的边平行的至少一个边的多边形，并且，所述突起以格子状图案被布置。
5.根据权利要求I的放射线检测装置，其中，所述基板由多个基板材料形成，并且，其中，在所述多个基板材料中的包含于所述突起中的基板材料与构成所述凹陷的基板材料相比具有较低的关于放射线的透射率。
6.根据权利要求I的放射线检测装置，还包括被布置于第二表面上并被配置为吸收由所述荧光体转换的可见放射线的光吸收层。
7.根据权利要求I的放射线检测装置，其中，所述凹陷的宽度比所述光电转换元件的宽度小。
8.根据权利要求I的放射线检测装置，其中，所述凹陷被设置为使得所述凹陷中的一个跨着多个光电转换元件被设置。
9.一种放射线检测系统，包括根据权利要求I的放射线检测装置；被配置为处理来自所述放射线检测装置的信号的信号处理单元；被配置为记录来自所述信号处理单元的信号的记录单元；被配置为显示来自所述信号处理单元的信号的显示单元；和被配置为传送来自所述信号处理单元的信号的传送处理单元。
10.一种放射线检测装置的制造方法，所述放射线检测装置包括被配置为将照射的放射线转换成可见放射线的荧光体、被配置为将由所述荧光体转换的可见放射线转换成电荷的多个光电转换元件、以及具有与所述荧光体相对的第一表面和与第一表面相反的第二表面的基板，并以这样的方式被配置所述基板、所述光电转换元件和所述荧光体从放射线检测装置的放射线入射侧起以所述基板、所述光电转换元件和所述荧光体的次序被布置，该方法包括形成多个凹陷和多个突起，所述突起中的每一个位于第二表面上的多个凹陷中的相邻的凹陷之间，其中，所述多个凹陷形成在正交投影区域中，沿与所述基板垂直的方向从荧光体侧投影的多个光电转换元件的正交投影位于所述正交投影区域，并且，其中，部分所述突起形成在所述正交投影区域内，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区域之间。
11.根据权利要求10的放射线检测装置的制造方法，其中，所述基板从所述基板的第二表面侧经受选择性薄化处理。
12.根据权利要求11的放射线检测装置的制造方法，其中，所述基板在所述多个光电转换元件已被布置于第一表面上的状态中经受选择性薄化处理。
全文摘要
本发明涉及一种放射线检测装置、放射线检测系统和该装置的制造方法。放射线检测装置包括荧光体、多个光电转换元件和具有与荧光体相对的第一表面和与第一表面相反的第二表面的基板。基板、光电转换元件和荧光体从放射线检测装置的放射线入射侧被依次布置，并且，第二表面包含多个凹陷和突起，所述多个凹陷布置于正交投影区域中，多个投影的光电转换元件的正交投影位于所述正交投影区域，部分所述突起位于所述正交投影区中，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区域之间。
文档编号H01L27/14GK102590850SQ20121000489
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月10日 优先权日2011年1月14日
发明者和山弘, 川锅润, 望月千织, 横山启吾, 渡边实, 藤吉健太郎 申请人:佳能株式会社