光或放射线检测器的制造方法及光或放射线检测器.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200780034287.8

申请日:

2007.04.12

公开号:

CN101517751A

公开日:

2009.08.26

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

H01L31/09; G01T1/24

主分类号:

H01L31/09

申请人:

株式会社岛津制作所; 独立行政法人国立高等专门学校机构

发明人:

德田敏; 冈本保

地址:

日本京都府

优先权:

2006.9.14 JP 249736/2006

专利代理机构:

中科专利商标代理有限责任公司

代理人:

李贵亮

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内容摘要

本发明提供一种光或放射线检测器的制造方法及光或放射线检测器,在形成半导体时,在模仿基板上通过蒸镀形成了规定厚度的半导体后,从该模仿基板替换成支承基板即石墨基板,并在该石墨基板上通过蒸镀继续形成半导体。在模仿基板上通过蒸镀形成规定厚度的半导体时是初期状态,因此,原本应形成的不良膜则形成于模仿基板。之后,在所替换的石墨基板G上形成非初期状态的半导体,因此,能够实现具备比现有的更高品质的半导体的检测器。另外,这样制造的半导体至少能够沿其厚度方向连续地形成。

权利要求书

1、  一种光或放射线检测器的制造方法,其是制造光或放射线检测器的制造方法,该光或放射线检测器具备通过光或放射线的入射而生成电荷的半导体和为了层叠形成该半导体而将其支承的支承基板,并且至少沿其厚度方向连续地形成半导体,
所述光或放射线检测器的制造方法的特征在于,
在形成所述半导体时,在模仿基板上通过蒸镀形成了规定厚度的半导体后,从该模仿基板替换成所述支承基板,并在该支承基板上通过蒸镀继续形成半导体。

2、
  如权利要求1所述的光或放射线检测器的制造方法,其特征在于,
通过使所述蒸镀源和表面形成所述半导体的对象物接近而在该对象物的表面形成基于蒸镀源的升华物的半导体的接近升华法,来形成半导体。

3、
  如权利要求1或2所述的光或放射线检测器的制造方法,其特征在于,
所述模仿基板由与所替换的支承基板相同的物质形成。

4、
  如权利要求1或2所述的光或放射线检测器的制造方法,其特征在于,
所述模仿基板以与所替换的支承基板相同的尺寸而形成。

5、
  如权利要求1~4中任一项所述的光或放射线检测器的制造方法,其特征在于,
所述支承基板是施加偏置电压的通用电极。

6、
  如权利要求1~5中任一项所述的光或放射线检测器的制造方法,其特征在于,
将所述支承基板和所述模仿基板预先收容于一个腔室内,并且,当在所述模仿基板上形成所述半导体时,使所述支承基板退避到所述腔室内的退避部位。

7、
  如权利要求1~6中任一项所述的光或放射线检测器的制造方法,其特征在于,
在与厚度方向正交的横方向上也连续地形成所述半导体。

8、
  如权利要求1~6中任一项所述的光或放射线检测器的制造方法,其特征在于,
在与厚度方向正交的横方向上通过晶界断续地形成所述半导体。

9、
  一种光或放射线检测器,其是通过如下所述的方式而制得:在模仿基板上通过蒸镀形成了规定厚度的半导体后,从该模仿基板替换成支承基板,并在该支承基板上通过蒸镀继续形成半导体,
所述光或放射线检测器的特征在于,
具备通过光或放射线的入射而生成电荷的所述半导体和为了层叠形成该半导体而将其支承的支承基板,并且至少沿其厚度方向连续地形成半导体。

10、
  如权利要求9所述的光或放射线检测器,其特征在于,
所述支承基板是施加偏置电压的通用电极。

11、
  如权利要求9或10所述的光或放射线检测器,其特征在于,
在与所述厚度方向正交的横方向上也连续地形成所述半导体。

12、
  如权利要求9或10所述的光或放射线检测器,其特征在于,
在与所述厚度方向正交的横方向上通过晶界断续地形成所述半导体。

13、
  如权利要求9~12中任一项所述的光或放射线检测器,其特征在于,
具备有源矩阵基板,该有源矩阵基板具有:积蓄由所述半导体生成的电荷的电荷积蓄电容元件、通过开关读取所积蓄的电荷的开关元件、与开关元件分别连接的电极配线,
以二维状矩阵排列来设定所述电极配线、开关元件及电荷积蓄电容元件。

14、
  如权利要求13所述的光或放射线检测器,其特征在于,
所述半导体和所述有源矩阵基板经由突起电极而贴合。

15、
  如权利要求13或14所述的光或放射线检测器,其特征在于,
在所述支承基板和所述半导体间及所述半导体和所述有源矩阵基板间中的至少任一方形成有阻止电荷向所述半导体层注入的阻止层。

16、
  如权利要求15所述的光或放射线检测器,其特征在于,
在所述有源矩阵基板上依次层叠所述阻止层、所述半导体层、所述阻止层、所述基板。

17、
  如权利要求13~16中任一项所述的光或放射线检测器,其特征在于,
以一维状矩阵排列来设定所述电极配线、所述开关元件及所述电荷积蓄电容元件。

18、
  如权利要求9~17中任一项所述的光或放射线检测器,其特征在于,
采用CdTe、ZnTe、HgI2、PbI2、PbO、BiI3、TlBr、Se、Si、GaAs、InP或含有它们的混合的结晶物来形成所述半导体。

说明书

光或放射线检测器的制造方法及光或放射线检测器
技术领域
本发明涉及用于医疗领域、工业领域、还有原子能领域等的光或放射线检测器的制造方法及光或放射线检测器。
背景技术
光或放射线检测器具备通过光或放射线的入射而生成电荷的半导体和用于层叠形成该半导体而进行支承的支承基板。放射线(例如X线)检测器有“间接转换型”的检测器和“直接转换型”的检测器,其中,上述“间接转换型”的检测器,通过放射线(例如X线)的入射暂时生成光,由该光生成电荷,由此,从放射线间接地转换成电荷从而检测放射线;上述“直接转换型”的检测器,通过放射线的入射而生成电荷,由此,从放射线直接地转换成电荷从而检测放射线。在“直接转换型”的检测器中,生成电荷的半导体是放射线感应型的半导体。
作为该放射线感应型的半导体,使用或研究了通过物理蒸镀法(Physical Vapor Deposition:PVD)形成的CdTe,ZnTe,HgI2,PbI2,PbO,BiI3,TlBr,Se,Si,GaAs,InP等的膜。例如,作为CdTe那样的高感度材料的成膜方法,公知的有溅射·CVD·升华法·化学堆积法等,但是,在这些方法中都可得到多结晶膜。由于对于多结晶膜的光或放射线的检测特性很大依赖于膜的结晶形态,所以也很大依赖于膜的形成条件。
但是,在物理蒸镀法中,存在被称为“接近升华法”的方法。该接近升华法是使作为蒸镀源的源极和表面形成半导体的对象物即支承基板接近,在该支承基板的表面形成基于源极的升华物的半导体的方法。在该接近升华法中,源极处于接近的状态,因此,能够比较容易地形成大面积的半导体。
但是,在利用以这些方法为代表性的物理蒸镀法形成的半导体膜中,在初期从源极的表面层形成于基板界面附近的膜的结晶性恶劣。尤其是,经过实验确认,在利用接近升华法形成的CdZnTe膜中,在初期从源极的表面层形成于基板的膜结晶性恶劣,成为使检测特性劣化的原因。
于是,存在一种方法为,在蒸镀源即源极和基板的成膜面之间设置遮蔽的机构,在切断初期蒸镀形成的膜后,在基板的表面形成半导体膜(例如参照非专利文献1)。根据该方法,在初期状态,在源极中混杂杂质,因此,通过在该初期进行遮蔽,从而切断在初期将要蒸镀形成的不良膜。因此,在此之后,通过解除遮蔽,解除后形成的半导体膜成为高品质的半导体膜,从而能够提高检测特性。
非专利文献1:中井康雄著“薄膜的制作·评价和其应用技术手册”,フジテクノシステム,p.250
通过这种遮蔽方法,能够实现具备高品质的半导体的光或放射线检测器,但是,在上述方法以外的方法中,也希望能够实现具备高品质的半导体的光或放射线检测器。
发明内容
本发明是鉴于上述事情而开发的,其目的在于,提供一种能够实现具备高品质的半导体的检测器的光或放射线检测器的制造方法及光或放射线检测器。
本发明为实现上述目的,采用如下构成。
即,本发明提供一种光或放射线检测器的制造方法,其是制造光或放射线检测器的制造方法,该光或放射线检测器具备通过光或放射线的入射而生成电荷的半导体和为了层叠形成该半导体而将其支承的支承基板,并且半导体至少沿其厚度方向连续地形成,其特征在于,在形成所述半导体时,在模仿基板上通过蒸镀形成了规定厚度的半导体后,从该模仿基板替换成所述支承基板,并在该支承基板上通过蒸镀继续形成半导体。
根据本发明的光或放射线检测器,在形成半导体时,在模仿基板上通过蒸镀形成规定了规定厚度的半导体后,从该模仿基板替换成支承基板,并在该支承基板上通过蒸镀继续形成半导体。在模仿基板上通过蒸镀形成规定厚度的半导体时是初期状态,因此,原本应形成的不良膜则形成于模仿基板上。之后,在所替换的支承基板上形成不是初期状态的半导体,因此,能够实现具备比现有的更高品质的半导体的检测器。另外,这样制造的半导体至少在其厚度方向上能够连续地形成。
在这种蒸镀的方法中,也存在将蒸镀源和表面形成半导体的对象物接近而在该对象物的表面形成基于蒸镀源的升华物的半导体的接近升华法。在适用于接近升华法的情况下,对象物为支承基板,在该对象物即支承基板上形成半导体。在该接近升华法中,蒸镀源处于接近的状态,因此,能够比较容易地形成大面积的半导体。
上述的光或放射线检测器的制造方法的发明之一例是,模仿基板和所替换的支承基板是由同样的物质而形成。另外,另一例是,模仿基板和与所替换的支承基板是以同样的尺寸而形成。
上述的光或放射线检测器的制造方法的发明之一例是,将施加偏置电压的通用电极作为支承基板使用。
上述的光或放射线检测器的制造方法的发明之一例是,所述支承基板和所述模仿基板预先收容于一个腔室内,并且,当在模仿基板上形成半导体时,使支承基板退避到腔室内不影响半导体的形成的退避部位。
上述的光或放射线检测器的制造方法的发明之一例是,提高支承基板的温度,而在与厚度方向正交的横方向上也连续地形成半导体。另外之一例是,降低支承基板的温度,而在与厚度方向正交的横方向上通过晶界而断续地形成半导体。
另外,该发明提供一种光或放射线检测器,其通过如下所述的方式而制造:在模仿基板上通过蒸镀形成了规定厚度的半导体后,由该模仿基板替换成支承基板,并在该支承基板上通过蒸镀继续形成半导体,其特征在于,其具备通过光或放射线的入射而生成电荷的所述半导体和为了层叠形成该半导体而将其支承的支承基板,并且半导体至少沿其厚度方向连续地形成。
根据本发明的光或放射线检测器,在模仿基板上通过蒸镀形成了规定厚度的半导体后,从该模仿基板替换成支承基板,并在该支承基板上通过蒸镀继续形成半导体,由此,能够实现具备比现有的更高品质的半导体的检测器。另外,这样制造的半导体至少能够沿其厚度方向连续地形成。由于光或放射线检测器具备所需半导体,从而能够提高检测特性。
上述的光或放射线检测器的发明之一例是,将施加偏置电压的通用电极作为支承基板使用。
上述的光或放射线检测器的发明之一例是,在与厚度方向正交的横方向上也连续地形成半导体,另一例是,在与厚度方向正交的横方向上通过晶界断续地形成半导体。
上述的这些光或放射线检测器的发明,其具备有源矩阵基板,该有源矩阵基板具有积蓄由所述半导体生成的电荷的电荷积蓄电容元件、通过开关读取所积蓄的电荷的开关元件、与开关元件分别连接的电极配线,其中,以二维状矩阵排列来设定电极配线、开关元件及电荷积蓄电容元件。通过根据这些二维状矩阵排列分配像素,从而能够能够将用光或放射线检测到的电荷信息替换作为像素值。
上述的这些光或放射线检测器的发明之一例是,半导体和有源矩阵基板经由突起电极(バンプ電極)而贴合在一起。
上述的这些光或放射线检测器的发明之一例是,在支承基板和半导体之间及半导体和有源矩阵基板之间中的至少任一方形成有阻止向半导体注入电荷的阻止层。
上述的这些光或放射线检测器的发明之一例是,在上述有源矩阵基板上依次层叠阻止层、半导体、阻止层、支承基板。
上述的这些光或放射线检测器的发明之一例是,以一维状矩阵排列来设定电极配线、开关元件及电荷积蓄电容元件。
上述的这些光或放射线检测器的发明中,采用CdTe、ZnTe、HgI2、PbI2、PbO、BiI3、TlBr、Se、Si、GaAs、InP或含有这些物质的混合的结晶物来形成半导体。作为半导体,使用了CdTe、ZnTe、HgI2、PbI2、PbO、BiI3、TlBr、GaAs,从而能够得到高感度且噪声耐性大的检测器。使用了Se,从而能够得到均匀且大面积的检测器。使用了Si、InP,从而能够得到高能量分解能的检测器。
根据本发明的光或放射线检测器的制造方法及光或放射线检测器,在形成半导体时,在模仿基板上通过蒸镀形成了规定厚度的半导体后,从该模仿基板替换成支承基板,并在该支承基板上通过蒸镀继续形成半导体,能够实现具备比现有的更高品质的半导体的检测器。另外,这样制造的半导体至少能够沿其厚度方向连续地形成。
附图说明
图1是实施例的直接转换型的平板型X线检测器(FPD)的概略剖面图;
图2是表示平板型X线检测器(FPD)的有源矩阵基板的等效电路的方块图;
图3(a)、(b)是示意性表示实施例的接近升华法中的半导体的形成的图;
图4是在与厚度方向正交的横方向上通过晶界而断续地形成半导体时的平板型X线检测器(FPD)的概略剖面图;
图5是变形例的直接转换型的平板型X线检测器(FPD)的概略剖面图;
图6是另一变形例的直接转换型的平板型X线检测器(FPD)的概略剖面图;
图7是又一变形例的直接转换型的平板型X线检测器(FPD)的概略剖面图。
附图标号说明:
11、(导电性)石墨基板
13、(放射线感应型的)半导体
20、有源矩阵基板
22、电荷积蓄电容元件
23、TFT(薄膜电场效应晶体管)元件
26、栅极线
27、数据线
具体实施方式
下面,参照附图说明本发明的实施例。
图1是实施例的直接转换型的平板型X线检测器(以下,适当省略记作“FPD”)的概略剖面图,图2是表示平板型X线检测器(FPD)的有源矩阵基板的等效电路的方块图。在本实施例中,作为放射线检测器,以平板型X线检测器(FPD)为例进行说明。
如图1所示,本实施例的FPD具备:检测器基板10和有源矩阵基板20。检测器基板10具备:导电性石墨基板11、放射线感应型的半导体13、两个载体选择性的阻止层12、14。有源矩阵基板20是在玻璃基板21上构图电荷积蓄电容元件22、TFT(薄膜电场效应晶体管)元件23、像素电极24等而构成。在检测器基板10和有源矩阵基板20之间插入突起电极15,经由突起电极15将各像素电极24的每一个像素电极24与载体选择性的阻止层14连接。导电性石墨基板11与本发明的支承基板相当,放射线感应型的半导体13与本发明的半导体相当,有源矩阵基板20与本发明的有源矩阵基板相当,电荷积蓄电容元件22与本发明的电荷积蓄电容元件相当,TFT元件23与本发明的开关元件相当。
如图1所示,将检测器基板10和有源矩阵基板20经由突起电极15而贴合,由此,有源矩阵基板20在入射侧而层叠形成半导体13。
半导体13通过放射线(实施例中为X线)的入射而生成电荷。导电性石墨基板11为了层叠形成半导体13而进行支承,并具有作为偏置电压施加用的通用电极的功能。
电荷积蓄电容元件22积蓄由半导体13生成的电荷。TFT元件23通过开关读取被积蓄的电荷。在玻璃基板21的表面构图有电荷积蓄电容元件22、TFT元件23、像素电极24等,以绝缘层25介于电荷积蓄电容元件22的各电极、栅电极/源·漏电极间的方式层叠形成。电荷积蓄电容元件22的入射侧的电极是像素电极24,其一部分形成TFT元件23的源电极。即,电荷积蓄电容元件22的像素电极24与TFT元件23的源电极连接。另外,TFT元件23的栅电极与栅极线26(参照图2)连接,TFT元件23的漏电极(ドレイン電極)与数据线27(参照图2)连接。
如图2所示,以二维状矩阵排列设定这些栅极线26及数据线27的电极配线、TFT元件23及电荷积蓄电容元件22。即,栅极线26每行都配设,并且,数据线27每列都配设,各栅极线26和各数据线27相互正交。通过根据这些二维状矩阵排列分配像素,能够将由放射线检测出的电荷信息替换作为像素值。即,对每一个电荷积蓄电容元件22的像素电极24分配像素。因此,像素区域28成为可形成全像素电极24的区域。栅极线26及数据线27与本发明的电极配线相当。
在玻璃基板21的表面,除上述的电荷积蓄电容元件22和TFT元件23等之外,在像素区域28的周围构图有栅极驱动器29、电荷电压转换型放大器30、多路转接器31。另外,在像素区域28的周边也配设有A/D转换器32,并用与有源矩阵基板20不同的基板来连接。另外,也可以将栅极驱动器29、电荷电压转换型放大器30、多路转接器31、A/D转换器32的一部分或全部内装于有源矩阵基板20。
在利用FPD检测X线时,由偏压供给电源(省略图示)对偏置电压施加用的通用电极即石墨基板11施加偏置电压。在施加了偏置电压的状态,伴随放射线(实施例中的X线)的入射,由放射线感应型的半导体13生成电荷。经由突起电极15用收集电极即像素电极24暂时收集该生成的电荷。将收集到的电荷作为每个像素电极24的放射线检测信号(实施例中X线检测信号)而取出。
具体而言,由像素电极24收集到的电荷在电荷积蓄电容元件22中暂时积蓄。然后,将读取信号经由栅极线26从栅极驱动器29依次给予各TFT元件23的栅电极。通过给予读取信号,给与了读取信号的TFT元件23从OFF转向ON。与其转向的TFT元件23的漏电极连接的数据线27通过多路转接器31依次切换连接,因此,将积蓄于电荷积蓄电容元件22的电荷经由数据线27从TFT元件23读取。将读取出的电荷由电荷电压转换型放大器30放大,通过多路转接器31作为各像素电极24的每一个的放射线检测信号(实施例中为X线检测信号)发送至A/D转换器32,从而,由模拟值转换成数字值。
例如,在X线透视摄影装置具备FPD的情况下,向后层的图像处理电路送入X线检测信号,进行图像处理并输出二维X线透视图像等。二维状矩阵排列的各像素电极24与放射线图像(在此是二维X线透视图像)的各像素分别对应。通过取出放射线检测信号(实施例中是X线检测信号),能够作成适应于放射线的二维强度分布的放射线图像(在此是二维X线透视图像)。即,本实施例的FPD是能够检测放射线(实施例中是X线)的二维强度分布的二维阵列类型的放射线检测器。
另外,电荷由一对电子-空穴构成。半导体13和电荷积蓄电容元件22为经由突起电极15而串联连接的结构,因此,例如,在石墨基板11上施加负偏置电压(-Vh)时,在半导体13内发生的电荷中,电子向突起电极15侧移动,空穴向石墨基板11侧移动。其结果为,电荷积蓄在电荷积蓄电容元件22内。另一方面,对灵敏度不作贡献的漏电荷容易注入半导体13内,在向石墨基板11施加负偏置电压的情况下,容易从石墨基板11向半导体13注入电子,并容易从有源矩阵基板20经由突起电极15向半导体13注入空穴。其结果是,漏泄电流增加。
于是,为降低电荷的注入引起的漏泄电流,如图1所示,在本实施例中,在石墨基板11和半导体13之间形成载体选择性的阻止层12,并且,在半导体13和有源矩阵基板20之间形成载体选择性的阻止层14。在向石墨基板11施加负偏置电压的情况下,阻止层12作为阻止来自石墨基板11的电子的注入的电子阻止层而发挥功能,并且,阻止层14作为阻止来自有源矩阵基板20的空穴的注入的空穴阻止层而发挥功能。
这样,通过设置载体选择性的阻止层12、14,能够降低漏泄电流。在此所说的载体选择性,是指通过半导体中的电荷移动媒体(载体)即电子和空穴对电荷移动作用的贡献率显著不同的性质。
作为半导体13和载体选择性的阻止层12、14的组合方式,可以列举以下的形态。在向石墨基板11施加正的偏置电压的情况下,阻止层12使用电子的贡献率大的材料。由此,能够阻止来自石墨基板11的空穴的注入,从而能够降低漏泄电流。阻止层14使用空穴的贡献率大的材料。由此,能够阻止来自有源矩阵基板20的电子的注入,从而能够降低漏泄电流。
相反,在向石墨基板11施加负的偏置电压的情况下,阻止层12使用空穴的贡献率大的材料。如上所述,由此,能够阻止电子从石墨基板11的注入,从而能够降低漏泄电流。阻止层14使用电子的贡献率大的材料。如上所述,由此,能够阻止空穴从有源矩阵基板20的注入,从而能够降低漏泄电流。
用于阻止层12、14的半导体中,作为电子的贡献大的半导体,可列举有:掺杂了n型半导体即CeO2、CdS、CdSe、ZnSe、ZnS那样的多结晶半导体、碱金属、As及Te以降低空穴的贡献率的非晶形Se等非晶体。
另外,作为空穴的贡献大的半导体,可列举有:掺杂了p型半导体即ZnTe那样的多结晶半导体、卤素以降低电子的贡献率的非晶形Se等非晶体。
另外,在Sb2S3、CdTe、CdZnTe、PbI2、HgI2、TlBr和非掺杂的非晶形Se或Se化合物的情况下,存在电子的贡献大和空穴的贡献大这两种。在这些情况下,无论是电子贡献大的还是空穴贡献大的均能够通过成膜条件的调节来选择形成。
如本实施例所述,在向石墨基板11施加负偏置电压的情况下,为了使阻止层12作为阻止电子自石墨基板11的注入的电子阻止层而发挥功能,以用空穴的贡献率大的ZnTe来形成阻止层12,并且,为了使阻止层14作为阻止空穴自有源矩阵基板20的注入的空穴阻止层而发挥功能,以用电子的贡献率大的ZnS来形成阻止层14。
如图1、图2所示,有源矩阵基板20在玻璃基板21上通过丝网印刷等而构图上述的电荷积蓄电容元件22、TFT元件23、像素电极24、绝缘层25、栅极线26、数据线27、栅极驱动器29、电荷电压转换型放大器30、多路转接器31。通过丝网印刷和溅射工艺形成突起电极15。玻璃基板21的厚度例如是0.5mm~1.5mm范围。
半导体13的厚度通常是0.5mm~1.5mm左右的厚膜(在本实施例中约是0.4mm),面积例如是纵20cm~50cm×横20cm~50cm范围。放射线感应型的半导体13优选是掺杂了高纯度非晶形硒(a-Se)、Na等碱金属和Cl等卤素或As及Te的硒及硒化合物的非晶形半导以及CdTe、CdZnTe、PbI2、HgI2、TlBr等的非硒系多结晶半导体中的任一种。尤其是,优选用CdTe、ZnTe、HgI2、PbI2、PbO、BiI3、TlBr、Se、Si、GaAs、InP或含有这些混合的结晶物(混晶)形成半导体13。
作为半导体13,使用了CdTe、ZnTe、HgI2、PbI2、PbO、BiI3、TlBr、GaAs的半导体,能够得到高灵敏度且噪声耐性大的检测器。使用了Se的半导体,能够得到均匀且大面积的检测器。使用了Si、InP的半导体,能够得到高能量分解能的检测器。另外,作为半导体13,在使用了CdZnTe的情况下,由于CdZnTe是CdTe、ZnTe的混合的结晶物(混晶),所以能够得到高感度且噪声耐性大的检测器。
石墨基板11是具有导电性的碳。石墨基板11具有偏置电压施加用的通用电极的功能,因此,也可以用石墨以外的物质形成通用电极。也可以用Al或MgAg等金属形成通用电极,也可以用在表面成膜有ITO(透明电极)等电极的铝基板等电极基板形成通用电极。在用Al或MgAg等金属形成通用电极的情况下,通用电极的厚度是0.1μm左右的薄膜。在用石墨基板11及电极基板形成通用电极的情况下,通用电极的厚度是2mm左右的厚膜。另外,阻止层12、14的厚度约200nm,电阻率是1011Ω·cm台。
下面,对FPD的制造方法进行说明。如上所述,在有源矩阵基板20侧,在玻璃基板21上通过丝网印刷等构图电荷积蓄电容元件22、TFT元件23、像素电极24、绝缘层25、栅极线26、数据线27、栅极驱动器29、电荷电压转换型放大器30及多路转接器31。更具体地说,和液晶显示用有源矩阵基板同样地,利用半导体薄膜制造技术和微细加工技术,在玻璃基板21的表面形成电荷积蓄电容元件22和TFT元件23,除去与像素电极24的连接部分,用绝缘层25覆盖其表面。由硅等半导体集成电路构成处于像素区域28的周边的栅极驱动器29、电荷电压转换型放大器30及多路转接器31那样的周边电路,并经由各向异性导电性薄膜(ACF)等与栅极线26及栅极线27分别连接。
在一检测器基板10侧,以如下的方式形成。在石墨基板11上层叠形成阻止层12。为了也包含阻止层14在内地形成阻止层12时,可以使用物理蒸镀(PVD)和化学析出法、电析法等。将形成有阻止层12的石墨基板11制成如图3(b)所示的石墨基板G。在该石墨基板G上利用图3(b)所示的接近升华法形成半导体13。对于图3所示的接近升华法详细后述。形成半导体13后,用化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing:CMP)等研磨对表面实施平坦化处理。然后,形成阻止层14。
参照图3对本实施例的接近升华法进行说明。如图3(a)所示,在真空脱气后的腔室CH内,使CdZnTe的蒸镀源即源极S和模仿基板D接近并收容。该情况下的接近的距离,因所形成的物质及成膜条件等而不同,在2mm~几mm程度的范围内。另外,模仿基板D优选由与其替换的通用电极同样的物质、同样的尺寸而形成。在本实施例中,通用电极是石墨,因此,用石墨形成模仿基板D。
若通过灯加热对源极S进行加热,则源极S的固体升华并汽化。汽化物附着于模仿基板D并再次固化,并形成于模仿基板D的表面。在模仿基板D上形成规定厚度的CdZnTe,然后,如图3(b)所示,从该模仿基板D替换成石墨基板G,并在该石墨基板G上继续形成CdZnTe。
在从该模仿基板D替换成石墨基板G时,无法保持腔室CH内的真空状态,不过不会对CdZnTe的形成造成障碍。另外,石墨基板也和模仿基板一起预先收容于腔室CH内,并且,使石墨基板退避到不影响CdZnTe形成的部位内来进行收容,也可以在替换时,以使石墨基板与源接近的方式在腔室CH内输送。
根据上述本实施例的FPD的制造方法,在形成半导体13时,在模仿基板D上通过蒸镀形成了规定厚度的半导体后,从该模仿基板D替换成支承基板即石墨基板G,并在该石墨基板G上通过蒸镀继续形成半导体。在模仿基板D上利用蒸镀形成规定厚度的半导体时是初期状态,因此,原本将要形成的不良膜形成于模仿基板D。之后,在替换的石墨基板D上形成不是初期状态的半导体,因此,能够实现具备比现有的更高品质的半导体13的检测器。另外,这样制造的半导体13至少在其厚度方向上能够连续地形成。检测器具备所需的半导体13,由此,能够提高检测特性。
半导体13作为至少在厚度方向上连续地形成的壳体,例如,具有如图1所示,半导体13在与厚度方向正交的横方向上也连续地形成的壳体,和如图4所示,半导体13在与厚度方向正交的横方向上通过晶界而断续地形成的壳体。它们根据石墨基板11的温度,能够控制横方向的结晶粒径,温度越高结晶粒径越大。因此,要实现在与如图1所示的厚度方向正交的横方向上也连续地形成半导体13,就要提高温度,要实现在与如图4所示的厚度方向正交的横方向上通过晶界断续地形成半导体13,就要降低温度。
在本实施例中,作为物理蒸镀采用接近升华法。接近升华法是使蒸镀源即源和使半导体13形成于表面的对象物即石墨基板11接近,并在该石墨基板11的表面形成源极的升华物得到的半导体13。在该接近升华法中,源极处于接近的状态,因此,能够比较容易地形成大面积的半导体13。
本发明不限于上述实施方式,可以以如下方式进行变形实施。
(1)在上述的实施例中是直接转换型,但是,也适用于间接转换型。在该情况下,利用通过放射线的入射生成的光的入射而生成电荷的光电转换型(例如,光电二极管)来形成半导体。在光电二极管的入射面上层叠形成闪烁器(scintillator)而构成FPD。在该情况下,以通过闪烁器等放射线的入射而暂时生成光,光电二极管从该光生成电荷,因此,FPD从放射线间接地转换成电荷,从而成为检测放射线的“间接转换型”。
(2)在上述的实施例中,虽然是放射线检测器,但是也适用于光检测器。在该情况下,以通过光的入射生成电荷的光感应型来形成半导体。
(3)在上述实施例中,以平板型X线检测器为代表的放射线检测器是二维阵列类型,但是,在该发明的放射线检测器中,像素电极也可以以一维状矩阵排列形成的一维阵列类型,放射线检测用信号取出用的电极也可以是只有一个的非阵列类。
(4)在上述的实施例中,作为放射线检测器以X线检测器为例进行了说明,但是,也可以适用于检测X线以外的放射线(例如伽马线)的放射线检测器(例如伽马线检测器)。
(5)在上述的实施例中,将负偏置电压施加给以石墨基板11为代表的通用电极,使阻止层12作为电子阻止层而发挥功能,使阻止层14作为空穴阻止层而发挥功能,但是,在施加正偏置电压的情况下,可以以使阻止层12作为空穴阻止层而发挥功能,使阻止层14作为电子阻止层而发挥功能的方式,来选择阻止层12、14的材料。
(6)在上述的实施例中,在石墨基板11和半导体13之间形成载体选择性的阻止层12,并且,在半导体13和有源矩阵基板20之间形成载体选择性的阻止层14,但是,石墨基板11和半导体13之间、半导体13和有源矩阵基板20之间中的至少任一方也可以具备阻止向半导体13的电荷的注入的阻止层,也可以不具备阻止层。对于阻止层12、14的形态没有特别的限定。例如,也可以在石墨基板11和半导体13之间不形成阻止层12,如图5所示,也可仅在半导体13和有源矩阵基板20之间形成阻止层14,也可在半导体13和有源矩阵基板20之间不形成阻止层14,如图6所示,也可在石墨基板11和半导体13之间形成阻止层12。另外,如图7所示,也可以不具备阻止层。
(7)在上述的实施例中,是经由突起电极15将检测器基板10和有源矩阵基板20进行贴合的构成,但是,也可以是在有源矩阵基板20上按依次层叠阻止层14、半导体13、阻止层12、石墨基板11的构造。
(8)在上述的实施例中,作为物理蒸镀以接近升华法为例进行了说明,但是,只要是通过蒸镀形成半导体,如溅射·CVD·升华法·化学堆积法等例示的那样,没有特别的限定。

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本发明提供一种光或放射线检测器的制造方法及光或放射线检测器,在形成半导体时,在模仿基板上通过蒸镀形成了规定厚度的半导体后,从该模仿基板替换成支承基板即石墨基板,并在该石墨基板上通过蒸镀继续形成半导体。在模仿基板上通过蒸镀形成规定厚度的半导体时是初期状态,因此,原本应形成的不良膜则形成于模仿基板。之后,在所替换的石墨基板G上形成非初期状态的半导体,因此,能够实现具备比现有的更高品质的半导体的检测器。。

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