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WO2010125608A1 - 放射線検出器 - Google Patents

放射線検出器 Download PDF

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Publication number
WO2010125608A1
WO2010125608A1 PCT/JP2009/001958 JP2009001958W WO2010125608A1 WO 2010125608 A1 WO2010125608 A1 WO 2010125608A1 JP 2009001958 W JP2009001958 W JP 2009001958W WO 2010125608 A1 WO2010125608 A1 WO 2010125608A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
conductive
common electrode
paste
conductive plate
radiation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2009/001958
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
鈴木準一
佐藤賢治
岸本栄俊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to DE112009004716T priority Critical patent/DE112009004716T5/de
Priority to CN200980159033.8A priority patent/CN102414580B/zh
Priority to JP2011511188A priority patent/JP5222398B2/ja
Priority to KR1020117022171A priority patent/KR101289549B1/ko
Priority to PCT/JP2009/001958 priority patent/WO2010125608A1/ja
Priority to US13/265,889 priority patent/US20120043633A1/en
Publication of WO2010125608A1 publication Critical patent/WO2010125608A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/24—Measuring radiation intensity with semiconductor detectors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F30/00—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors
    • H10F30/20—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors
    • H10F30/29—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to radiation having very short wavelengths, e.g. X-rays, gamma-rays or corpuscular radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F30/00—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors
    • H10F30/10—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices being sensitive to infrared radiation, visible or ultraviolet radiation, and having no potential barriers, e.g. photoresistors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/10—Integrated devices
    • H10F39/12—Image sensors
    • H10F39/18—Complementary metal-oxide-semiconductor [CMOS] image sensors; Photodiode array image sensors
    • H10F39/189—X-ray, gamma-ray or corpuscular radiation imagers
    • H10F39/1892—Direct radiation image sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/93—Interconnections
    • H10F77/933—Interconnections for devices having potential barriers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass

Definitions

  • the present invention relates to a radiation detector that includes a radiation-sensitive semiconductor that generates an electric charge upon incidence of radiation, and is used in the medical field, the industrial field, and the nuclear field.
  • this type of radiation for example, X-ray
  • this type of radiation indirectly generates radiation from the light (for example, X-rays) and generates charges from the light, thereby indirectly converting radiation to charges.
  • a radiation-sensitive semiconductor generates a charge.
  • the direct conversion type radiation detector includes an active matrix substrate 51, a radiation sensitive semiconductor 52 that generates an electric charge upon incidence of radiation, and a common electrode 53 for applying a bias voltage.
  • the active matrix substrate 51 is configured by forming a plurality of collection electrodes (not shown) on the radiation incident surface side and disposing an electric circuit (not shown) for accumulating / reading charges collected by each collection electrode. ing. Each collection electrode is set in a two-dimensional matrix arrangement within the radiation detection effective area SA.
  • the semiconductor 52 is stacked on the incident surface side of the collecting electrode of the active matrix substrate 51, and the common electrode 53 is formed in a planar shape on the incident side of the semiconductor 52 and stacked.
  • a lead wire 54 for supplying bias voltage is connected to the incident surface of the common electrode 53.
  • a bias voltage is applied from a bias supply power source (not shown) to a bias voltage applying common electrode 53 via a lead wire 54 for supplying a bias voltage.
  • a bias voltage is applied from a bias supply power source (not shown) to a bias voltage applying common electrode 53 via a lead wire 54 for supplying a bias voltage.
  • electric charges are generated by the radiation-sensitive semiconductor 52 with the incidence of radiation. This generated charge is once collected by the collecting electrode.
  • the collected charge is taken out as a radiation detection signal for each collecting electrode by an electric circuit for accumulation / reading composed of a capacitor, a switching element, electric wiring, and the like.
  • Each collection electrode of the two-dimensional matrix array corresponds to an electrode (pixel electrode) corresponding to each pixel of the radiation image.
  • the radiation-sensitive semiconductor 52 is damaged when the lead wire 54 is connected to the common electrode 53. This damage causes performance degradation such as defective withstand voltage.
  • the semiconductor 52 is amorphous selenium or CdTe, CdZnTe, PbI 2, HgI 2, when a non-selenic polycrystalline semiconductor such as TlBr readily semiconductor 52 of the radiation-sensitive thick-film with a large area by vacuum deposition Can be formed.
  • these amorphous selenium and non-selenium-based polycrystalline semiconductors are relatively soft and easily damaged.
  • Amorphous selenium has a glass transition point in the vicinity of 40 ° C. At temperatures higher than this, crystallization of the amorphous selenium film is promoted, the resistance of the film is lowered, and discharge may be generated by application of a bias voltage. is there. For this reason, a method of directly connecting and fixing the lead wire 54 to the common electrode 53 at room temperature using a conductive paste is employed, but this also has a problem.
  • a silver paste containing silver as a main component is used as a conductive paste.
  • diffusion to amorphous selenium is large, so that the electrical resistance of amorphous selenium is lowered, and through discharge of the amorphous selenium film is likely to occur when a bias voltage is applied.
  • the lead wire 54 is connected to the common electrode 53, the amorphous selenium forming the semiconductor 52 is easily damaged.
  • FIG. 9 in order to avoid performance degradation caused by connecting the lead wire 54 to the common electrode 53 (see, for example, Patent Document 1).
  • an insulating base 55 is disposed on the incident surface of the semiconductor 52 outside the radiation detection effective area SA.
  • the common electrode 53 is formed so as to cover at least a part of the pedestal 55, and the lead wire 54 is formed so as to be connected to a position on the pedestal 55 on the incident surface of the common electrode 53.
  • the pedestal 55 softens the impact applied when the lead wire 54 is connected to the common electrode 53. As a result, it is possible to prevent damage to the radiation-sensitive semiconductor that causes a breakdown voltage failure, and to avoid performance degradation such as a breakdown voltage failure. Further, since the pedestal 55 is disposed outside the radiation detection effective area SA, it is possible to prevent the radiation detection function from being impaired by disposing the pedestal. In addition, the use of silver paste enables connection with low resistance.
  • FIG. 10 in which the above-described Patent Document 1 is further improved (see, for example, Patent Document 2).
  • a first common electrode 53a formed in a planar shape in direct contact with the incident side of the semiconductor 52 is provided, and the first common electrode 53a
  • An insulating pedestal 55 formed on the incident side of the first common electrode 53a is disposed so as to cover a part.
  • a second common electrode 53b is formed on the incident side of the pedestal 55 so as to cover at least a part of the pedestal 55, and the second common electrode 53b is connected to the first common electrode 53a.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a radiation detector capable of avoiding performance degradation without using an insulating pedestal.
  • the radiation detector according to the present invention is a radiation detector that detects radiation, and includes a radiation-sensitive semiconductor that generates an electric charge upon incidence of radiation, and a bias formed in a planar shape on the incident side of the semiconductor.
  • a common electrode for voltage application, a lead wire for supplying a bias voltage, and a conductive plate material formed in a planar shape, and connecting the common electrode and the lead wire with the plate material interposed therebetween It is characterized by.
  • the common electrode for applying the bias voltage and the lead wire for supplying the bias voltage are connected via the conductive plate material formed in a planar shape.
  • the lead wire is not directly connected on the common electrode, but a plate formed in a planar shape is connected, so that it is possible to prevent radiation-sensitive semiconductors from being damaged and avoid performance degradation. be able to.
  • the plate material is formed in a planar shape, even if a conductive paste having a high resistance value is used, the connection resistance can be lowered, which is almost the same as when a silver paste is used. That is, the range of selection of the conductive paste is expanded. Further, connection can be made without using an insulating base, and performance degradation can be avoided. As a result, performance degradation can be avoided without using an insulating pedestal.
  • One example (first example) in the connection of the radiation detector of the present invention described above is to connect the plate material and the common electrode with a conductive paste
  • one example (next example) in the other connection is a plate material with a conductive tape
  • a common electrode, and an example (last example) in yet another connection is a combination of the first example and the last example, the conductive tape and the conductive paste formed thereon
  • the resistivity may be higher in the conductive tape than in the conductive paste, in the last example described above, since the conductive paste is formed on the conductive tape, the resistance can be lowered.
  • the plate material may have a through hole into which the conductive paste enters.
  • the conductive paste preferably contains carbon or nickel.
  • the connection resistance is low, but the diffusion to the semiconductor typified by amorphous selenium is large and the semiconductor resistance is lowered, and a through discharge of the semiconductor due to the application of a bias voltage occurs. .
  • the conductive paste is a carbon-based paste or a Ni-based paste containing carbon or nickel
  • the diffusion to the semiconductor is small compared to the silver paste, and the semiconductor through discharge is less likely to occur.
  • the conductive paste is carbon or nickel containing carbon or nickel paste
  • the connection resistance is high, but the plate material is formed in a planar shape, which is about the same as when silver paste is used. The connection resistance can be lowered.
  • the conductive tape preferably contains carbon or nickel. If the conductive tape contains carbon or nickel, the through discharge of the semiconductor is unlikely to occur, and the plate material is formed in a planar shape, so it is connected to the same degree as when using a tape containing silver Resistance can be lowered.
  • the plate material may have a through-hole into which the conductive paste enters.
  • the conductive paste or conductive tape preferably contains carbon or nickel.
  • the conductive paste or conductive tape contains carbon or nickel, through-discharge of the semiconductor is unlikely to occur, and the plate material is formed in a planar shape, so the connection resistance is the same as when silver is used. Can be lowered.
  • the conductive plate material formed in a planar shape is connected to the common electrode for applying the bias voltage without connecting the lead wire for supplying the bias voltage directly. Therefore, performance degradation can be avoided. In addition, it is possible to avoid performance degradation without using an insulating base.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of the direct conversion type flat panel X-ray detector (FPD) according to the first embodiment, (b) is a cross-sectional view taken along line AA in (a), (c) ) Is an enlarged view around the common electrode of FIG. It is a block diagram which shows the equivalent circuit of the active matrix board
  • (A) is a schematic plan view of the direct conversion type flat panel type
  • (b) is an enlarged plan view of the conducting plate which has a through-hole
  • (c ) Is an enlarged plan view of the conductive plate when the core wires are connected
  • (d) is an enlarged plan view of the conductive plate when connected by the conductive paste
  • (e) is an AA around the common electrode. It is an enlarged view of an arrow cross section.
  • (A) is a schematic plan view of the direct conversion type flat panel X-ray detector (FPD) according to the third embodiment
  • (b) is a spatial space between the radiation detection effective area and the outer periphery of the common electrode.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of a flat panel X-ray detector (FPD) when there is a margin
  • FIG. (A) is a schematic plan view of the direct conversion type flat panel X-ray detector (FPD) according to the fourth embodiment
  • (b) is an enlarged view around the common electrode of (a).
  • FIG. 1A is a schematic plan view of a direct conversion type flat panel X-ray detector (hereinafter abbreviated as “FPD” as appropriate) according to the first embodiment
  • FIG. 1A is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1A
  • FIG. 1C is an enlarged view of the periphery of the common electrode of FIG. 1B
  • FIG. 2 is a flat panel X-ray detector (FPD).
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an active matrix substrate of a flat panel X-ray detector (FPD).
  • a flat panel X-ray detector (FPD) will be described as an example of a radiation detector.
  • the FPD according to the first embodiment is a radiation that generates charges by the incidence of an active matrix substrate 1 and radiation (X-rays in the first to fourth embodiments).
  • a sensitive semiconductor 2 and a common electrode 3 for applying a bias voltage are provided.
  • the active matrix substrate 1 has a plurality of collecting electrodes 11 formed on the radiation incident surface side, and an electric circuit 12 for storing and reading out charges collected by the collecting electrodes 11. It is configured.
  • Each collection electrode 11 is set in a two-dimensional matrix arrangement within the radiation detection effective area SA.
  • the radiation-sensitive semiconductor 2 corresponds to the radiation-sensitive semiconductor in the present invention
  • the bias voltage application common electrode 3 corresponds to the bias voltage application common electrode in the present invention.
  • the semiconductor 2 is laminated on the incident surface side of the collecting electrode of the active matrix substrate 1, and the common electrode 3 is formed in a planar shape on the incident side of the semiconductor 2 And laminated.
  • a lead wire 4 for supplying a bias voltage is formed on the incident surface of the common electrode 3, and the conductive plate material formed in a planar shape is made of, for example, copper.
  • the oval-shaped conductive plate 5a thus formed is connected to be interposed. That is, the common electrode 3 and the lead wire 4 such as a copper wire are connected via the conductive plate 5a.
  • the conductive plate 5a is plated with gold (Au) to further reduce the resistance value and prevent corrosion.
  • the bias voltage feeding lead 4 corresponds to the bias voltage feeding lead in the present invention
  • the oval conductive plate 5a corresponds to the conductive plate in the present invention.
  • the leading end of the lead wire 4 is a core wire 4a from which the insulator of the cable is peeled off, and the core wire 4a and the conductive plate 5a are connected via a solder 6 as shown in FIG. .
  • the conductive plate 7 is interposed to connect the conductive plate 5 a and the common electrode 3. Accordingly, the conductive plate 7 connects the conductive plate 5 a and the common electrode 3.
  • a nickel-containing paste such as a Ni acrylic paste is employed.
  • a carbon-based paste having carbon may be used.
  • a conductive paste having a viscosity of 1000 cps or more, preferably 10000 cps or more is used.
  • the conductive paste 7 corresponds to the conductive paste in the present invention.
  • the active matrix substrate 1 is formed with the collecting electrode 11 as described above, and the storage / reading electric circuit 12 is provided.
  • the electric circuit 12 for accumulation / reading includes a capacitor 12A, a TFT (thin film field effect transistor) 12B as a switching element, a gate line 12a, a data line 12b, and the like, and one capacitor 12A and one for each collecting electrode 11 TFT12B are connected in association with each other.
  • a gate driver 13, a charge / voltage conversion amplifier 14, a multiplexer 15, and an A / D converter 16 are arranged and connected around the storage / reading electric circuit 12 of the active matrix substrate 1.
  • the gate driver 13, the charge / voltage conversion amplifier 14, the multiplexer 15, and the A / D converter 16 are connected to a substrate different from the active matrix substrate 1. Note that some or all of the gate driver 13, the charge-voltage conversion amplifier 14, the multiplexer 15, and the A / D converter 16 may be built in the active matrix substrate 1.
  • a bias voltage is applied from a bias supply power source (not shown) to the common electrode 3 for bias voltage application via a lead wire 4 for supplying bias voltage. Since the core wire 4a that is the tip of the lead wire 4 and the conductive plate 5a are connected via the solder 6, and the conductive plate 7 connects the conductive plate 5a and the common electrode 3, a bias supply power source (not shown) is used.
  • a bias voltage is applied to the common electrode 3 via the lead wire 4, the solder 6, the conductive plate 5 a and the conductive paste 7. With the bias voltage applied, charges are generated in the radiation-sensitive semiconductor 2 with the incidence of radiation (X-rays in Examples 1 to 4). The generated charges are once collected by the collecting electrode 11.
  • the electric charge collected by the storage / readout electric circuit 12 is taken out as a radiation detection signal (X-ray detection signal in the first to fourth embodiments) for each collection electrode 11.
  • the charges collected by the collecting electrode 11 are temporarily accumulated in the capacitor 12A.
  • a read signal is sequentially applied from the gate driver 13 to the gate of each TFT 12B through the gate line 12a.
  • the TFT 12B to which the read signal is given shifts from OFF to ON.
  • the data line 12b connected to the source of the shifted TFT 12B is sequentially switched and connected by the multiplexer 15, the charge accumulated in the capacitor 12A is read from the TFT 12B via the data line 12b.
  • the read charge is amplified by the charge-voltage conversion amplifier 14 and sent to the A / D converter 16 as a radiation detection signal (X-ray detection signal in the first to fourth embodiments) for each collection electrode 11 by the multiplexer 15. To convert from analog value to digital value.
  • an X-ray detection signal is sent to an image processing circuit at a subsequent stage, image processing is performed, and a two-dimensional X-ray fluoroscopic image is output.
  • Each collection electrode 11 in the two-dimensional matrix array corresponds to an electrode (pixel electrode) corresponding to each pixel of the radiation image (here, a two-dimensional X-ray fluoroscopic image).
  • the FPD according to the first embodiment detects the two-dimensional intensity distribution of the radiation (X-rays in the first to fourth embodiments) projected onto the radiation detection effective area SA. It is a two-dimensional array type radiation detector that can be used.
  • the active matrix substrate 1 for example, a glass substrate is used.
  • the glass substrate of the active matrix substrate 1 is about 0.5 mm to 1.5 mm, for example.
  • the thickness of the semiconductor 2 is normally a thick film of about 0.5 mm to 1.5 mm, and the area is, for example, about 20 cm to 50 cm long ⁇ 20 cm to 50 cm wide.
  • the radiation-sensitive semiconductor 2 includes high-purity amorphous selenium (a-Se), alkali metals such as Na, halogens such as Cl, selenium doped with As or Te, and amorphous semiconductors of selenium compounds, CdTe, CdZnTe, PbI 2 , It is preferably one of non-selenium-based polycrystalline semiconductors such as HgI 2 and TlBr.
  • amorphous selenium, amorphous semiconductors of selenium and selenium compounds doped with alkali metal, halogen or As or Te, and non-selenium-based polycrystalline semiconductors are excellent in suitability for large area and thick film.
  • the base 5 can soften the impact applied when the lead wire 4 is connected to the common electrode 3, it can be prevented from being scratched.
  • the semiconductor 2 can be easily increased in area and thickness. In particular, when a-Se having a specific resistance of 10 9 ⁇ or more, preferably 10 11 ⁇ or more is used for the semiconductor 2, the suitability for increasing the area and the suitability for increasing the film thickness are remarkably excellent.
  • the incident surface upper surface in FIG. 1B
  • the surface opposite to the incident side lower surface in FIG. 1B
  • both surfaces The combination with the intermediate layer which is the formed carrier selective high resistance semiconductor layer is also included.
  • an intermediate layer 2a is formed between the semiconductor 2 and the common electrode 3
  • an intermediate layer 2b is formed between the semiconductor 2 and the collecting electrode 11 (see FIG. 3).
  • the intermediate layer 2a may be formed only between the semiconductor 2 and the common electrode 3, or as shown in FIG.
  • the intermediate layer 2b may be formed only between the collecting electrode 11 (see FIG. 3).
  • the dark current can be reduced by providing the carrier selective intermediate layers 2a and 2b.
  • the carrier selectivity mentioned here refers to the property that the contribution rate to the charge transfer action is remarkably different between electrons and holes which are charge transfer media (carriers) in the semiconductor.
  • the following modes are exemplified.
  • a positive bias voltage is applied to the common electrode 3
  • a material having a large contribution ratio of electrons is used for the intermediate layer 2a.
  • the injection of holes from the common electrode 3 is blocked, and the dark current can be reduced.
  • a material having a large contribution ratio of holes is used for the intermediate layer 2b.
  • the injection of electrons from the collecting electrode 11 is blocked, and the dark current can be reduced.
  • the thickness of the carrier selective intermediate layers 2a and 2b is usually preferably in the range of 0.1 ⁇ m to 10 ⁇ m. If the thickness of the intermediate layers 2a and 2b is less than 0.1 ⁇ m, there is a tendency that the dark current cannot be sufficiently suppressed, and conversely, if the thickness exceeds 10 ⁇ m, radiation detection tends to be hindered (for example, the sensitivity tends to decrease). Appears.
  • semiconductors used for the carrier selective intermediate layers 2a and 2b include polycrystalline semiconductors such as Sb 2 S 3 , ZnTe, CeO 2 , CdS, ZnSe, and ZnS, alkali metals such as Na, halogens such as Cl, or Selenium doped with As or Te and an amorphous semiconductor of a selenium compound can be cited as being excellent in suitability for large area.
  • These semiconductors are thin and easy to be scratched.
  • the base 5 can soften the impact applied when the lead wire 4 is connected to the common electrode 3 and can be prevented from being scratched, carrier selection is possible.
  • the intermediate layers 2a and 2b are excellent in large area suitability.
  • those having a large contribution of electrons include polycrystalline semiconductors such as CeO 2 , CdS, CdSe, ZnSe, and ZnS that are n-type semiconductors, alkali metals, As, and Te.
  • An amorphous body such as amorphous Se that has been doped to reduce the contribution ratio of holes can be used.
  • examples of the material having a large contribution of holes include a polycrystalline semiconductor such as ZnTe which is a p-type semiconductor, and an amorphous material such as amorphous Se doped with halogen to reduce the contribution of electrons.
  • the conductive plate 5a is gold-plated as described above.
  • the guide plate 5a has a planar shape and is an oval type (elliptical shape).
  • the area of the guide plate 5a is, for example, about 10 mm to 15 mm long ⁇ about 5 mm to 10 mm wide and about 1 mm thick.
  • the semiconductor 2 is an amorphous selenium thick film having a thickness of 1.0 mm and an area of 510 mm ⁇ 510 mm in length, and is formed of Sb 2 S 3 above and below the amorphous selenium thick film as shown in FIG.
  • a conductive plate 5a having a thickness of 1 mm and an area of 12 mm in length and 7 mm in width and plated with gold is used.
  • the common electrode 3 is made of gold (Au).
  • the surface of the conductive plate 5a facing the common electrode 3 is made as flat as possible or flat with some swelling so as not to damage the gold electrode forming the common electrode 3.
  • the high voltage cable of the lead wire 4 is cut to a predetermined length, and the insulator at the tip is peeled off to make only the core wire 4a.
  • the core wire 4 a and the conductive plate 5 a are connected via the solder 6.
  • the lead wire 4 can be connected to the common electrode 3 without forming a pedestal made of resin before vapor deposition of the gold electrode, and thus without contaminating the vapor deposition apparatus.
  • connection resistance value according to the connection method according to the first embodiment is also a method of installing the conventional base. It is considered equivalent.
  • the plating with respect to the conducting plate 5a it is not limited to gold, Other metal plating may be sufficient.
  • the conductive plate 5a is formed of a metal such as aluminum, the plating is not necessarily required.
  • the connection between the core wire 4a and the conductive plate 5a was performed by the most general and reliable soldering. In the case of soldering, there is an advantage that a large number of cables can be prepared and selected in advance. Of course, it is not limited to soldering, but it is connected by a conductive paste, connected by welding, or part of a conductive plate formed in a planar shape represented by a conductive plate 5a, and a cable is connected to that part together. Tighten and connect.
  • a bias voltage is applied via a conductive plate material formed in a planar shape (the conductive plate 5a in the first embodiment).
  • Common electrode 3 and a lead wire 4 for supplying bias voltage are connected.
  • the lead wire 4 is not directly connected to the common electrode 3 but is connected to a planar plate member (conductive plate 5a), thereby preventing the radiation-sensitive semiconductor 2 from being damaged. And performance degradation can be avoided.
  • the plate material (conductive plate 5a) is formed in a planar shape, even if a conductive paste having a high resistance value is used, the connection resistance can be lowered, which is about the same as when a silver paste is used. . That is, the range of selection of the conductive paste is expanded. Further, connection can be made without using an insulating base, and performance degradation can be avoided. As a result, performance degradation can be avoided without using an insulating pedestal.
  • the plate material (the conductive plate 5a in the first embodiment) and the common electrode 3 are connected by the conductive paste 7.
  • the conductive paste 7 contains carbon or nickel.
  • a Ni acrylic paste is employed.
  • the conductive paste 7 is a silver paste, the connection resistance is low, but the diffusion to the semiconductor 2 typified by amorphous selenium is large and the resistance of the semiconductor 2 is lowered, and the semiconductor 2 penetrates through application of a bias voltage. Discharge occurs.
  • the conductive paste 7 is a carbon-based paste or Ni-based paste (Ni acrylic paste in the first embodiment) containing carbon or nickel, diffusion to the semiconductor 2 is small compared to the silver paste, and the semiconductor 2 Penetration discharge is unlikely to occur.
  • connection resistance is increased, but the plate material (conductive plate 5a) is formed in a planar shape, so that the silver paste is used. Connection resistance can be lowered to the same extent as when used.
  • FIG. 5A is a schematic plan view of a direct conversion type flat panel X-ray detector (FPD) according to the second embodiment
  • FIG. 5B is an enlarged plan view of a conductive plate having a through hole
  • 5 (c) is an enlarged plan view of the conductive plate when the core wires are connected
  • FIG. 5 (d) is an enlarged plan view of the conductive plate when connected with the conductive paste
  • FIG. 5E is an enlarged view of a cross section taken along the line AA around the common electrode.
  • the conductive plate 5b having two through holes 5A and 5B is formed into a conductive plate material having a planar shape. Adopt as.
  • This guide plate 5b is also called “egg lag” and can be applied as a commercially available product. Usually, “egg lugs” are nickel-plated and can be used as they are.
  • the through hole 5A is a hole through which the conductive paste 7 enters when the conductive plate 7 connects the conductive plate 5b and the common electrode 3.
  • the through hole 5 ⁇ / b> B is a hole for connecting the core wire 4 a from which the cable insulator is peeled off and the conductive plate 5 b through the solder 6. Note that the size of the through hole 5A is larger than that of the through hole 5B.
  • the conductive plate 5b corresponds to the conductive plate material in the present invention, and the through hole 5A corresponds to the through hole in the present invention.
  • a nickel-containing paste such as a Ni acrylic paste is employed.
  • a carbon-based paste having carbon may be used.
  • a conductive paste having a viscosity of 1000 cps or more, preferably 10000 cps or more is used.
  • Ni acrylic paste is applied over the front and back surfaces of the through hole 5A of the conductive plate 5b and placed at a predetermined position of the gold electrode, or Ni acrylic paste is applied at a predetermined position of the gold electrode, and the conductive plate 5b Is placed on the Ni acrylic paste so that the conductive plate 7 connects the conductive plate 5b and the common electrode 3 formed of a gold electrode.
  • the conductive paste 7 made of Ni acrylic paste enters the through hole 5A.
  • the location of the through-hole 5A is centered.
  • the conductive paste 7 made of Ni acrylic paste may enter the through hole 5A by applying Ni acrylic paste to the surface.
  • the amount of Ni acrylic paste applied is such that the conductive plate 5b does not directly touch the gold electrode when the gold electrode surface is pressed.
  • the coating amount in Example 2 is larger than that in Example 1 by the amount that the conductive paste 7 made of Ni acrylic paste enters the through hole 5A.
  • the conductive plate 5b called “egg lag” is plated with nickel, but may be plated with other metals, and is not necessarily plated.
  • the connection between the core wire 4a and the conductive plate 5a is not limited to soldering, but is a conductive plate material formed in a planar shape represented by a conductive paste, connected by welding, or a conductive plate 5b. The part may be narrowed and the cable may be tightened and connected to the part.
  • the conductive plate material formed into a planar shape in this embodiment 2, the conductive plate 5b.
  • the lead wire 4 is not directly connected on the common electrode 3 but a plate material (conductive plate 5b) formed in a planar shape is connected to prevent the radiation-sensitive semiconductor 2 from being damaged. And performance degradation can be avoided. In addition, it is possible to avoid performance degradation without using an insulating base.
  • the plate material (the conductive plate 5b in Example 2) and the common electrode 3 are connected by the conductive paste 7.
  • the conductive paste 7 contains carbon or nickel.
  • Ni acrylic paste is also used.
  • the conductive paste 7 is a carbon-based paste or Ni-based paste containing Ni or carbon (Ni acrylic paste in this embodiment 2), the diffusion into the semiconductor 2 is small compared to the silver paste, and the semiconductor 2 Penetration discharge hardly occurs.
  • the conductive paste 7 is carbon-based paste or Ni-based paste containing carbon or nickel, the connection resistance is increased, but the plate material (the conductive plate 5b) is formed in a plane shape. Connection resistance can be lowered to the same extent as when used.
  • the plate material (the conductive plate 5b in the second embodiment) has a through hole 5A into which the conductive paste 7 enters.
  • the plate material (conductive plate 5b) has such a through hole 5A and the conductive paste 7 connects the plate material (conductive plate 5b) and the common electrode 3, the conductive paste 7 enters the through hole 5A.
  • the mechanical strength can be increased and the connection resistance can be further reduced.
  • FIG. 6A is a schematic plan view of a direct conversion type flat panel X-ray detector (FPD) according to the third embodiment
  • FIG. 6B shows a radiation detection effective area and a common electrode outer periphery
  • FIG. 6C is a schematic plan view of a flat panel X-ray detector (FPD) when there is a space between them
  • FIG. 6C is an enlarged view around the common electrode in FIG. .
  • the parts common to the above-described first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and illustration is omitted.
  • the conductive plate is employed as a conductive plate material formed in a planar shape, but in the FPD according to the third embodiment, As shown in FIG. 6, the L-shaped metal 5c is employed as a conductive plate material formed in a planar shape.
  • the radiation detection effective area SA and the outer periphery of the common electrode 3 as shown in FIG. 1A of the first embodiment described above and FIG. 5A of the second embodiment described above.
  • the conductive plate does not reach the radiation detection effective area SA.
  • the conductive plate 5a of Example 1 or the conductive plate 5b of Example 2 is used. If installed, there is a risk that the guide plate may reach even within the radiation detection effective area SA.
  • the radiation detection effective area SA is also an area in which the collecting electrodes 11 (see FIGS. 2 and 3) corresponding to the pixel electrodes can be arranged. Therefore, the radiation detection effective area SA is also referred to as a “pixel region”.
  • the guide plate 5a of the first embodiment and the second embodiment are used.
  • a thin plate material having a smaller width than the guide plate 5b is used instead.
  • the length direction is made as long as possible. Therefore, an L-shaped metal 5 c formed in an L shape between the radiation detection effective area SA and the outer periphery of the common electrode 3 is installed along the corner of the common electrode 3.
  • the L-shaped metal 5c corresponds to the conductive plate material in the present invention.
  • intermediate layers 2a and 2b formed of Sb 2 S 3 are used above and below an amorphous selenium thick film as shown in FIG. A material formed of Au) is used.
  • Ni acrylic paste is applied to the back surface of the L-shaped metal 5c (that is, the surface on the gold electrode surface side) and placed at a predetermined position of the gold electrode, so that the L-shaped metal 5c and the gold electrode are formed by the conductive paste 7.
  • the formed common electrode 3 is connected.
  • a double-sided or single-sided conductive tape may be used as the L-shaped metal 5c.
  • the conductive paste is not necessarily used, but the L-shaped metal 5c formed of the conductive tape and the common electrode 3 formed of the gold electrode may be connected with the conductive paste.
  • the L-shaped metal 5c may be subjected to metal plating (for example, gold plating), and the plating is not necessarily required.
  • metal plating for example, gold plating
  • the connection between the core wire 4a and the L-shaped metal 5c is not limited to soldering, and may be connected by a conductive paste or by welding.
  • a conductive plate material (L in the third embodiment is L) as in the first and second embodiments.
  • a common electrode 3 for applying a bias voltage and a lead wire 4 for supplying a bias voltage are connected to each other with a metal 5c) interposed therebetween.
  • the lead wire 4 is not directly connected to the common electrode 3, but a plate-like plate material (L-shaped metal 5c) is connected to prevent the radiation-sensitive semiconductor 2 from being damaged. And performance degradation can be avoided. In addition, it is possible to avoid performance degradation without using an insulating base.
  • FIG. 7A is a schematic plan view of a direct conversion type flat panel X-ray detector (FPD) according to the fourth embodiment
  • FIG. 7B is a view around the common electrode in FIG. It is an enlarged view.
  • Portions common to the above-described first to third embodiments are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and illustration is omitted.
  • the conductive paste is used to connect the common electrode 3 and the conductive plate material (conductive plate) formed in a planar shape.
  • the conductive tape 8 is used to connect the common electrode 3 and the conductive plate material formed in a planar shape.
  • the conductive plate 5a is employed as a conductive plate material formed in a planar shape as in the first embodiment.
  • the conductive plate 5b which is an “egg lag” having a through hole, may be adopted as a conductive plate formed in a planar shape as in the second embodiment.
  • the conductive tape 8 corresponds to the conductive tape in this invention.
  • a conductive tape 8 For the conductive tape 8, one containing carbon or nickel is employed. When a conductive paste is not used on the conductive tape 8, a double-sided adhesive tape is used to connect the conductive plate 5 a connected to the lead wire 4 and the common electrode 3. When the conductive paste is used on the conductive tape 8, a single-sided adhesive tape or a double-sided adhesive tape may be used. In order to stably connect, a conductive tape having a viscosity of 1000 cps or more, preferably 10000 cps or more is used.
  • the conductive tape 8 is attached to a predetermined position of the gold electrode, and the core wire 4a and the conductive plate 5a connected via the solder 6 are placed on the attached conductive tape 8 so that the conductive tape 8 To connect the conductive plate 5a and the common electrode 3 formed of a gold electrode.
  • the conductive tape 8 it is not necessary to apply an appropriate amount to the conductive plate 5a as in the case of the conductive paste. Also, the time until solidifying and drying like an adhesive such as a conductive paste becomes almost zero. That is, since the next process can be immediately performed, the working time can be shortened.
  • the through holes of the core wire 4a and the conductive plate 5b are connected to each other through the solder 6 by performing soldering to the portion 5B.
  • the conductive paste 7 is applied to the location of the through hole 5A, and the core wire 4a and the conductive plate 5b connected via the solder 6 are installed on the conductive tape 8 attached to the common electrode 3.
  • the conductive plate 8b and the conductive paste 7 formed thereon connect the conductive plate 5b and the common electrode 3 formed of gold electrodes.
  • the plate material (here, the conductive plate 5b) and the common electrode 3 are connected by the conductive tape 8 and the conductive paste 7 formed thereon.
  • the core wire 4a and the conductive plate 5a are connected via the solder 6, and the conductive paste 7 is applied to the back surface of the conductive plate 5a.
  • the conductive tape 8 and the conductive paste 7 formed thereon are guided.
  • the plate 5a is connected to the common electrode 3 formed of a gold electrode. In this way, the plate material (here, the conductive plate 5a) and the common electrode 3 are connected by the conductive tape 8 and the conductive paste 7 formed thereon.
  • a conductive plate material formed in a planar shape in this fourth embodiment, as in the first to third embodiments described above.
  • the common electrode 3 for applying the bias voltage and the lead wire 4 for supplying the bias voltage are connected via the plate 5a).
  • the lead wire 4 is not directly connected to the common electrode 3 but is connected to a planar plate member (conductive plate 5a), thereby preventing the radiation-sensitive semiconductor 2 from being damaged. And performance degradation can be avoided. In addition, it is possible to avoid performance degradation without using an insulating base.
  • the plate material (the conductive plate 5a in the fourth embodiment) and the common electrode 3 are connected by the conductive tape 8.
  • the conductive tape 8 contains carbon or nickel.
  • the through discharge of the semiconductor 2 is unlikely to occur, and the plate material (conductive plate 5a) is formed in a planar shape, so a tape containing silver is used. As a result, the connection resistance can be lowered to the same extent.
  • the plate material (conductive plates 5a, 5b) and the common electrode 3 are connected by the conductive tape 8 and the conductive paste 7 formed thereon, the following operations and effects are achieved.
  • the resistivity may be higher in the conductive tape 8 than in the conductive paste 7, when the conductive tape 8 and the conductive paste 7 formed on the conductive tape 8 are connected, the conductive paste 7 is used together on the conductive tape 8. Thus, the resistance can be lowered.
  • the plate (here, the conductive plate 5b) is electrically conductive. You may have 5 A of through-holes into which the paste 7 penetrates.
  • the plate material conductive plate 5b
  • the conductive paste 7 connects the plate material (conductive plate 5b) and the common electrode 3, the conductive paste 7 enters the through hole 5A. The mechanical strength can be increased and the connection resistance can be further reduced.
  • (A) is connected with a small amount of silver-based conductive paste
  • (B) is connected with Ni-based double-sided adhesive conductive tape
  • (C) is connected with Ni-based conductive paste.
  • it was performed by applying a silver-based conductive paste on the surface of a silver-based double-sided adhesive conductive tape, and was planned to be compared with others, but the conductive paste protruded from the conductive tape, Since the resistance value in this part should be small, substitute with a small amount of silver-based conductive paste.
  • silver diffuses immediately into the thick film of amorphous selenium, and is not used only in (A).
  • a silver-based double-sided adhesive conductive tape is applied on a semiconductor formed of gold electrodes, and then a silver-based conductive paste is applied over the entire surface. It is suppressed to about 2 ⁇ . Since the connection between the conductive plate 5a and the lead wire is performed by soldering, the difference in connection resistance value is almost negligible.
  • the cable of the lead wire is about 30 cm and measures between the common electrode and the tip of each cable. As a result, measurement results of 1.8 ⁇ in (A), 4.3 ⁇ in (B), and 1.8 ⁇ in (C) were obtained.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified as follows.
  • the radiation detector typified by the flat panel X-ray detector is a two-dimensional array type.
  • the collection electrode is a one-dimensional matrix.
  • a one-dimensional array type formed by an array may be used, or a non-array type having only one electrode for extracting a radiation detection signal may be used.
  • the X-ray detector is described as an example of the radiation detector.
  • the radiation detector for example, a gamma ray detector
  • the radiation detector that detects radiation other than the X-ray (for example, gamma ray) is also described. Applicable.
  • the common electrode 3 is formed on the inner side of the semiconductor 2 in order to prevent the creeping discharge.
  • the edge of the common electrode 3 and the semiconductor 2 may be aligned with each other, or the common electrode 3 may be formed outside the semiconductor 2.

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Abstract

　この発明の放射線検出器によれば、面状に形成された板材として導板５ａを介在させて、バイアス電圧印加用の共通電極３とバイアス電圧給電用のリード線４とを接続する。共通電極３の上にリード線４が直接に接続されずに、導板５ａが接続されるので、放射線感応型の半導体２に損傷を与えるのを防止することができ、性能低下を回避することができる。また、導板５ａが面状に形成されているので、たとえ抵抗値が高い導電ペーストを用いたとしても、接続抵抗を下げることができ、銀ペーストを使用したときと同程度になる。つまり、導電ペーストの選択の幅が広がることになる。また、絶縁性の台座を使用せずに接続が可能で、性能低下を回避することができる。その結果、絶縁性の台座を用いることなく、性能低下を回避することができる。

Description

放射線検出器
　この発明は、放射線の入射により電荷を生成する放射線感応型の半導体を備えていて、医療分野，工業分野，さらには、原子力分野などに用いられる放射線検出器に関する。
　従来、この種の放射線（例えばＸ線）検出器には、放射線（例えばＸ線）の入射により光を一旦生成して、その光から電荷を生成することで、放射線から電荷に間接的に変換して放射線を検出する「間接変換型」の検出器と、放射線の入射により電荷を生成することで、放射線から電荷に直接的に変換して放射線を検出する「直接変換型」の検出器とがある。なお、放射線感応型の半導体が電荷を生成する。
　直接変換型の放射線検出器は、図８に示すように、アクティブマトリックス基板５１と、放射線の入射により電荷を生成する放射線感応型の半導体５２と、バイアス電圧印加用の共通電極５３とを備えている。アクティブマトリックス基板５１は、放射線の入射面側に複数の収集電極（図示省略）を形成し、各収集電極で収集される電荷の蓄積・読み出し用電気回路（図示省略）を配設して構成されている。各収集電極については放射線検出有効エリアＳＡ内で２次元状マトリックス配列で設定している。
　このアクティブマトリックス基板５１の収集電極の入射面側に半導体５２を積層し、その半導体５２の入射側に共通電極５３を面状に形成して積層している。そして、共通電極５３の入射面にバイアス電圧給電用のリード線５４を接続している。
　放射線検出器によって放射線を検出する際には、バイアス供給電源（図示省略）からバイアス電圧を、バイアス電圧給電用のリード線５４を介してバイアス電圧印加用の共通電極５３に印加する。バイアス電圧を印加した状態で、放射線の入射に伴って放射線感応型の半導体５２で電荷を生成する。この生成された電荷を収集電極で一旦収集する。コンデンサやスイッチング素子および電気配線等からなる蓄積・読み出し用電気回路によって、収集された電荷を各収集電極毎の放射線検出信号として取り出す。
　２次元状マトリックス配列の各収集電極は、放射線画像の各画素に対応する電極（画素電極）にそれぞれ対応している。放射線検出信号を取り出すことで、放射線検出有効エリアＳＡに投影される放射線の２次元強度分布に応じた放射線画像を作成することができる。
　しかし、図８に示す従来の放射線検出器の場合には、共通電極５３にリード線５４を接続することに起因して性能低下が生じるという問題がある。すなわち、バイアス電圧給電用のリード線５４には銅線等の硬い金属線が用いられるので、リード線５４を共通電極５３に接続する際に、放射線感応型の半導体５２の損傷が起こる。この損傷によって、耐圧不良等の性能低下を引き起こす。
　特に、半導体５２がアモルファスセレンやＣｄＴｅ，ＣｄＺｎＴｅ，ＰｂＩ2 、ＨｇＩ2 ，ＴｌＢｒ等の非セレン系多結晶半導体である場合には、真空蒸着により大面積で厚膜の放射線感応型の半導体５２を容易に形成することができる。その反面、これらのアモルファスセレンや非セレン系多結晶半導体は比較的柔らかくて傷がつき易い。
　また、アモルファスセレンは４０℃付近にガラス転移点を持ち、これ以上の温度ではアモルファスセレンの膜の結晶化が促進され、膜の低抵抗化を進め、バイアス電圧の印加により放電が発生する恐れがある。このため、導電ペーストを用いて室温でリード線５４を共通電極５３に直接に接続固定する方法が採られるが、これにも問題がある。
　（１）例えば、導電ペーストとして銀を主成分とする銀ペーストを用いている。銀の場合にはアモルファスセレンへの拡散が大きいので、アモルファスセレンの電気抵抗を低下させ、バイアス電圧の印加によりアモルファスセレンの膜の貫通放電が生じやすい。また、上述したように（２）リード線５４を共通電極５３に接続する際に、半導体５２を形成するアモルファスセレンに傷がつき易い。
　このため、導電ペーストをカーボン系ペーストやＮｉ系ペーストに置き換える方法も考えられるが、これらのペーストの場合には（３）銀ペーストと比べて接続抵抗が大きくなる。しかも、同様にリード線５４を共通電極５３に接続する際に、半導体５２を形成するアモルファスセレンに傷がつき易いという（２）の問題をなくすことができない。
　そこで、共通電極５３にリード線５４を接続することに起因する性能低下を回避するために、発明者等は、図９に示すような発明を提案している（例えば、特許文献１参照）。図９（特許文献１の図２に相当）に示すように、放射線検出有効エリアＳＡ外に半導体５２の入射面に絶縁性の台座５５を配設している。共通電極５３がその台座５５の一部を少なくとも覆うように形成し、リード線５４が共通電極５３の入射面のうちの台座５５に位置する箇所に接続されるように形成している。
　かかる台座５５を配設することで、リード線５４を共通電極５３に接続する際に加わる衝撃を台座５５が和らげる。その結果、耐圧不良の原因となる放射線感応型の半導体の損傷を防止することができ、耐圧不良等の性能低下を回避することができる。また、台座５５は放射線検出有効エリアＳＡ外に配設されているので、台座を配設することによって放射線検出機能が損なわれるのを防止することができる。また、銀ペーストの使用で低抵抗での接続が可能である。
　その他にも、上述した特許文献１をさらに改良した図１０に示すような発明を発明者等は提案している（例えば、特許文献２参照）。図１０（特許文献２の図２に相当）に示すように、半導体５２の入射側に直接的に接触して面状に形成された第１共通電極５３ａを備え、その第１共通電極５３ａの一部を覆うように第１共通電極５３ａの入射側に形成された絶縁性の台座５５を配設している。その台座５５の少なくとも一部を覆うように台座５５の入射側に第２共通電極５３ｂを形成し、その第２共通電極５３ｂを第１共通電極５３ａに接続する。この場合も、台座を配設することによって放射線検出機能が損なわれるのを防止することができ、銀ペーストの使用で低抵抗での接続が可能である。
特開２００５－８６０５９号公報（第１，２，４－１２頁、図１，２，６－９） 国際公開第ＷＯ２００８－１４３０４９号
　しかしながら、上述した特許文献１、２のように絶縁性の台座を配設する場合にも問題点がある。すなわち、（４）台座を形成する樹脂の成分によってアモルファスセレンの膜が結晶化し、暗電流が発生する。さらに（５）台座を形成する樹脂の成分によって蒸着装置が汚染されてしまう。（５）の問題点において、特に台座を形成した後に共通電極を蒸着によって形成する場合には、共通電極を形成する際に蒸着装置が汚染されてしまう。
　この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、絶縁性の台座を用いることなく、性能低下を回避することができる放射線検出器を提供することを目的とする。
　この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
　すなわち、この発明の放射線検出器は、放射線を検出する放射線検出器であって、放射線の入射により電荷を生成する放射線感応型の半導体と、その半導体の前記入射側に面状に形成されたバイアス電圧印加用の共通電極と、バイアス電圧給電用のリード線と、面状に形成された導電性の板材とを備え、前記板材を介在させて、前記共通電極と前記リード線とを接続することを特徴とするものである。
　この発明の放射線検出器によれば、面状に形成された導電性の板材を介在させて、バイアス電圧印加用の共通電極とバイアス電圧給電用のリード線とを接続する。共通電極の上にリード線が直接に接続されずに、面状に形成された板材が接続されるので、放射線感応型の半導体に損傷を与えるのを防止することができ、性能低下を回避することができる。また、板材が面状に形成されているので、たとえ抵抗値が高い導電ペーストを用いたとしても、接続抵抗を下げることができ、銀ペーストを使用したときと同程度になる。つまり、導電ペーストの選択の幅が広がることになる。また、絶縁性の台座を使用せずに接続が可能で、性能低下を回避することができる。その結果、絶縁性の台座を用いることなく、性能低下を回避することができる
　上述したこの発明の放射線検出器の接続における一例（最初の一例）は、導電ペーストによって板材と共通電極とを接続することであり、他の接続における一例（次の一例）は、導電テープによって板材と共通電極とを接続することであり、さらなる他の接続における一例（最後の一例）は、最初の一例と最後の一例とを組み合わせたものであり、導電テープおよびその上に形成された導電ペーストによって板材と共通電極とを接続することである。導電ペーストと比べて導電テープでは抵抗率が高くなることがあるが、上述した最後の一例では、導電テープの上に導電ペーストを併用して形成しているので、抵抗を下げることができる。
　上述の最初の一例では、板材が、導電ペーストが入り込むような貫通孔を有してもよい。このような貫通孔を板材が有し、導電ペーストによって板材と共通電極とを接続する際に、その導電ペーストが貫通孔に入り込むので、機械的強度が増して、接続抵抗をより一層下げることができる。また、最初の一例では、導電ペーストは、カーボンまたはニッケルを含有したものであるのが好ましい。導電ペーストが銀ペーストの場合には、接続抵抗は低いが、アモルファスセレンに代表される半導体への拡散が大きく、半導体の抵抗まで低下させてしまい、バイアス電圧の印加による半導体の貫通放電が発生する。導電ペーストがカーボンまたはニッケルを含有したカーボン系ペーストやＮｉ系ペーストの場合には、銀ペーストと比較して半導体への拡散が小さく、半導体の貫通放電が発生しにくい。また、導電ペーストがカーボンまたはニッケルを含有したカーボン系ペーストやＮｉ系ペーストの場合には、接続抵抗は高くなるが、板材が面状に形成されているので、銀ペーストを使用したときと同程度に接続抵抗を下げることができる。
　導電ペーストと同様に、上述の次の一例では、導電テープは、カーボンまたはニッケルを含有したものであるのが好ましい。導電テープがカーボンまたはニッケルを含有したものである場合には、半導体の貫通放電が発生しにくく、板材が面状に形成されているので、銀を含有したテープを使用したときと同程度に接続抵抗を下げることができる。
　導電ペーストと同様に、上述の最後の一例では、板材が、導電ペーストが入り込むような貫通孔を有してもよい。このような貫通孔を板材が有し、導電ペーストによって板材と共通電極とを接続する際に、その導電ペーストが貫通孔に入り込むので、機械的強度が増して、接続抵抗をより一層下げることができる。導電ペーストや導電テープと同様に、導電ペーストまたは導電テープは、カーボンまたはニッケルを含有したものであるのが好ましい。導電ペーストまたは導電テープがカーボンまたはニッケルを含有したものである場合には、半導体の貫通放電が発生しにくく、板材が面状に形成されているので、銀を使用したときと同程度に接続抵抗を下げることができる。
　この発明に係る放射線検出器によれば、バイアス電圧印加用の共通電極の上にバイアス電圧給電用のリード線が直接に接続されずに、面状に形成された導電性の板材が接続されるので、性能低下を回避することができる。また、絶縁性の台座を用いることなく、性能低下を回避することができる。
（ａ）は実施例１に係る直接変換型のフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の概略平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ矢視断面図であり、（ｃ）は（ｂ）の共通電極周辺の拡大図である。 フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）のアクティブマトリックス基板の等価回路を示すブロック図である。 フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）のアクティブマトリックス基板の概略断面図である。 （ａ）～（ｃ）は、キャリア選択性の高抵抗半導体層である中間層の組み合わせをそれぞれ示した概略断面図である。 （ａ）は実施例２に係る直接変換型のフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の概略平面図であり、（ｂ）は貫通孔を有した導板の拡大平面図であり、（ｃ）は芯線を接続したときの導板の拡大平面図であり、（ｄ）は、導電ペーストで接続したときの導板の拡大平面図であり、（ｅ）は、共通電極周辺のＡ－Ａ矢視断面の拡大図である。 （ａ）は実施例３に係る直接変換型のフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の概略平面図であり、（ｂ）は放射線検出有効エリアと共通電極外周との間に空間的なスペースに余裕があるときのフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の概略平面図であり、（ｃ）は（ａ）の共通電極周辺の拡大図である。 （ａ）は実施例４に係る直接変換型のフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の概略平面図であり、（ｂ）は（ａ）の共通電極周辺の拡大図である。 従来の放射線検出器の概略断面図である。 図８とは別の台座を設けた従来の放射線検出器の概略断面図である。 図９とは別の台座を設けた従来の放射線検出器の概略断面図である。
　１　…　アクティブマトリクス基板
　２　…　（放射線感応型の）半導体
　３　…　（バイアス電圧印加用の）共通電極
　４　…　（バイアス電圧給電用の）リード線
　５ａ、５ｂ　…　導板
　５ｃ　…　Ｌ字型金属
　５Ａ　…　貫通孔
　７　…　導電ペースト
　８　…　導電テープ
　以下、図面を参照してこの発明の実施例１を説明する。図１（ａ）は、実施例１に係る直接変換型のフラットパネル型Ｘ線検出器（以下、適宜「ＦＰＤ」と略記する）の概略平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ－Ａ矢視断面図であり、図１（ｃ）は、図１（ｂ）の共通電極周辺の拡大図であり、図２は、フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）のアクティブマトリックス基板の等価回路を示すブロック図であり、図３は、フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）のアクティブマトリックス基板の概略断面図である。後述する実施例２～４も含めて、本実施例１では、放射線検出器としてフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）を例に採って説明する。
　本実施例１に係るＦＰＤは、図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、アクティブマトリックス基板１と、放射線（実施例１～４ではＸ線）の入射により電荷を生成する放射線感応型の半導体２と、バイアス電圧印加用の共通電極３とを備えている。アクティブマトリックス基板１は、図２、図３に示すように、放射線の入射面側に複数の収集電極１１を形成し、各収集電極１１で収集される電荷の蓄積・読み出し用電気回路１２を配設して構成されている。各収集電極１１については放射線検出有効エリアＳＡ内で２次元状マトリックス配列で設定している。放射線感応型の半導体２は、この発明における放射線感応型の半導体に相当し、バイアス電圧印加用の共通電極３は、この発明におけるバイアス電圧印加用の共通電極に相当する。
　図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、このアクティブマトリックス基板１の収集電極の入射面側に半導体２を積層し、その半導体２の入射側に共通電極３を面状に形成して積層している。そして、図１（ａ）～図１（ｃ）に示すように、共通電極３の入射面にバイアス電圧給電用のリード線４を、面状に形成された導電性の板材として例えば銅などで形成された小判状の導板５ａを介在させて接続している。すなわち、導板５ａを介在させて、共通電極３と銅線等のリード線４とを接続している。導板５ａには表面に抵抗値をさらに下げ、腐食を防ぐために、金（Ａｕ）メッキが施されている。バイアス電圧給電用のリード線４は、この発明におけるバイアス電圧給電用のリード線に相当し、小判状の導板５ａは、この発明における導電性の板材に相当する。
　リード線４の先端は、ケーブルの絶縁体を剥いた芯線４ａとなっており、図１（ｃ）に示すように、その芯線４ａと導板５ａとを、ハンダ６を介して接続している。一方、導電ペースト７を介在させて、導板５ａと共通電極３とを接続している。したがって、導電ペースト７によって導板５ａと共通電極３とを接続している。導電ペースト７は、Ｎｉアクリル系ペーストのようにニッケルを含有したものが採用される。なお、カーボンを有するカーボン系ペーストでもよい。安定して接続を行うために、粘度１０００ｃｐｓ以上、好ましくは粘度１００００ｃｐｓ以上の導電ペーストを用いる。導電ペースト７は、この発明における導電ペーストに相当する。
　図２、図３に示すようにアクティブマトリクス基板１は、上述したように収集電極１１を形成し、蓄積・読み出し用電気回路１２を配設している。蓄積・読み出し用電気回路１２は、コンデンサ１２Ａやスイッチング素子としてのＴＦＴ（薄膜電界効果トランジスタ）１２Ｂおよびゲート線１２ａ，データ線１２ｂなどからなり、各収集電極１１毎に１個のコンデンサ１２Ａおよび１個のＴＦＴ１２Ｂが対応付けて接続されている。
　また、アクティブマトリックス基板１の蓄積・読み出し用電気回路１２の周囲にはゲートドライバ１３と電荷電圧変換型増幅器１４とマルチプレクサ１５とＡ／Ｄ変換器１６とを配設して接続している。これらのゲートドライバ１３、電荷電圧変換型増幅器１４、マルチプレクサ１５、Ａ／Ｄ変換器１６は、アクティブマトリックス基板１とは別基板で接続されている。なお、ゲートドライバ１３、電荷電圧変換型増幅器１４、マルチプレクサ１５、Ａ／Ｄ変換器１６の一部または全部を、アクティブマトリックス基板１に内蔵してもよい。
　ＦＰＤによってＸ線を検出する際には、バイアス供給電源（図示省略）からバイアス電圧を、バイアス電圧給電用のリード線４を介してバイアス電圧印加用の共通電極３に印加する。リード線４の先端である芯線４ａと導板５ａとを、ハンダ６とを介して接続し、導電ペースト７によって導板５ａと共通電極３とを接続するので、バイアス供給電源（図示省略）からバイアス電圧を、リード線４、ハンダ６、導板５ａおよび導電ペースト７を介して共通電極３に印加する。バイアス電圧を印加した状態で、放射線（実施例１～４ではＸ線）の入射に伴って放射線感応型の半導体２で電荷を生成する。この生成された電荷を収集電極１１で一旦収集する。蓄積・読み出し用電気回路１２によって、収集された電荷を各収集電極１１毎の放射線検出信号（実施例１～４ではＸ線検出信号）として取り出す。
　具体的には、収集電極１１で収集された電荷がコンデンサ１２Ａに一旦蓄積される。そして、ゲートドライバ１３からゲート線１２ａを介して読み出し信号を各ＴＦＴ１２Ｂのゲートに順に与える。読み出し信号を与えることで、読み出し信号が与えられたＴＦＴ１２ＢがＯＦＦからＯＮに移行する。その移行したＴＦＴ１２Ｂのソースに接続されたデータ線１２ｂがマルチプレクサ１５によって順に切り換え接続されるのにしたがって、コンデンサ１２Ａに蓄積された電荷を、ＴＦＴ１２Ｂからデータ線１２ｂを介して読み出す。読み出された電荷を電荷電圧変換型増幅器１４で増幅して、マルチプレクサ１５によって各収集電極１１毎の放射線検出信号（実施例１～４ではＸ線検出信号）としてＡ／Ｄ変換器１６に送り出してアナログ値からディジタル値に変換する。
　例えば、ＦＰＤをＸ線透視撮影装置に備えた場合には、Ｘ線検出信号を後段の画像処理回路に送り込んで、画像処理を行って２次元Ｘ線透視画像等を出力する。２次元状マトリックス配列の各収集電極１１は、放射線画像（ここでは２次元Ｘ線透視画像）の各画素に対応する電極（画素電極）にそれぞれ対応している。放射線検出信号（実施例１～４ではＸ線検出信号）を取り出すことで、放射線検出有効エリアＳＡに投影される放射線の２次元強度分布に応じた放射線画像（ここでは２次元Ｘ線透視画像）を作成することができる。つまり、後述する実施例２～４も含めて、本実施例１に係るＦＰＤは、放射線検出有効エリアＳＡに投影される放射線（実施例１～４ではＸ線）の２次元強度分布を検出することができる２次元アレイタイプの放射線検出器である。
　次に、ＦＰＤの各部構成についてより具体的に説明する。アクティブマトリックス基板１には、例えばガラス基板が用いられる。アクティブマトリックス基板１のガラス基板は、例えば０．５ｍｍ～１．５ｍｍ程度である。半導体２の厚さは、通常、０．５ｍｍ～１．５ｍｍ前後の厚膜であり、面積は、例えば縦２０ｃｍ～５０ｃｍ×横２０ｃｍ～５０ｃｍ程度のものである。
　放射線感応型の半導体２は、高純度アモルファスセレン（ａ－Ｓｅ），Ｎａ等のアルカリ金属やＣｌ等のハロゲンもしくはＡｓやＴｅをドープしたセレンおよびセレン化合物のアモルファス半導体，ＣｄＴｅ，ＣｄＺｎＴｅ，ＰｂＩ2 ，ＨｇＩ2 ，ＴｌＢｒ等の非セレン系多結晶半導体のうちのいずれかであるのが好ましい。アモルファスセレン，アルカリ金属やハロゲンもしくはＡｓやＴｅをドープしたセレンおよびセレン化合物のアモルファス半導体，非セレン系多結晶半導体は、大面積化適性および厚膜化適性に優れる。その反面、これらはモース硬度が４以下と柔らかくて傷が付き易いが、リード線４を共通電極３に接続する際に加わる衝撃を台座５が和らげて傷が付くのを防止することができるので、半導体２の大面積化および厚膜化が容易に図れる。特に、１０９　Ω以上、好ましくは１０１１Ω以上の比抵抗を有するａ－Ｓｅを半導体２に用いると大面積化適性および厚膜化適性が顕著に優れている。
　また、半導体２としては、上述した感応型の半導体２の他に、その入射面（図１（ｂ）では上面）または入射側と逆側の面（図１（ｂ）では下面）もしくは両面に形成されたキャリア選択性の高抵抗半導体層である中間層との組み合わせも含む。図４（ａ）に示すように、半導体２と共通電極３との間に中間層２ａを形成するとともに、半導体２と収集電極１１（図３を参照）との間に中間層２ｂを形成してもよいし、図４（ｂ）に示すように、半導体２と共通電極３との間のみに中間層２ａを形成してもよいし、図４（ｃ）に示すように、半導体２と収集電極１１（図３を参照）との間のみに中間層２ｂを形成してもよい。
　このように、キャリア選択性の中間層２ａ，２ｂを設けることにより暗電流を低減させることができる。ここで言うキャリア選択性とは半導体中の電荷移動媒体（キャリア）である電子と正孔とで、電荷移動作用への寄与率が著しく異なる性質を指す。
　半導体２とキャリア選択性の中間層２ａ，２ｂとの組み合わせ方としては、次のような態様が挙げられる。共通電極３に正のバイアス電圧を印加する場合には、中間層２ａに電子の寄与率が大きい材料を使用する。これにより共通電極３からの正孔の注入が阻止され、暗電流を低減させることができる。中間層２ｂには正孔の寄与率が大きい材料を使用する。これにより収集電極１１からの電子の注入が阻止され、暗電流を低減させることができる。
　逆に、共通電極３に負のバイアス電圧を印加する場合には、中間層２ａに正孔の寄与率が大きい材料を使用する。これにより共通電極３からの電子の注入が阻止され、暗電流を低減させることができる。中間層２ｂには電子の寄与率が大きい材料を使用する。これにより収集電極１１からの正孔の注入が阻止され、暗電流を低減させることができる。
　キャリア選択性の中間層２ａ，２ｂの厚さは、通常、０．１μｍ～１０μｍの範囲が好ましい。中間層２ａ，２ｂの厚さが０．１μｍ未満では暗電流を十分に抑制できない傾向が現れ、逆に、厚さが１０μｍを越えると放射線検出の妨げとなる傾向（例えば感度が低下する傾向）が現れる。
　また、キャリア選択性の中間層２ａ，２ｂに用いられる半導体としては、Ｓｂ2 Ｓ3 ，ＺｎＴｅ，ＣｅＯ2 ，ＣｄＳ，ＺｎＳｅ，ＺｎＳ等の多結晶半導体、Ｎａ等のアルカリ金属やＣｌ等のハロゲンもしくはＡｓやＴｅをドープしたセレンおよびセレン化合物のアモルファス半導体が大面積化適性に優れるものとして挙げられる。これらの半導体は厚みが薄くて傷が付き易いのであるが、リード線４を共通電極３に接続する際に加わる衝撃を台座５が和らげて傷が付くのを防止することができるので、キャリア選択性の中間層２ａ，２ｂは大面積化適性に優れる。
　中間層２ａ，２ｂに用いられる半導体のうち、電子の寄与が大きいものとして、ｎ型半導体であるＣｅＯ2 ，ＣｄＳ，ＣｄＳｅ，ＺｎＳｅ，ＺｎＳのような多結晶半導体や、アルカリ金属やＡｓやＴｅをドープして正孔の寄与率を低下させたアモルファスＳｅ等のアモルファス体が挙げられる。
　また、正孔の寄与が大きいものとして、ｐ型半導体であるＺｎＴｅのような多結晶半導体や、ハロゲンをドープして電子の寄与率を低下させたアモルファスＳｅ等のアモルファス体が挙げられる。
　さらに、Ｓｂ2 Ｓ3 ，ＣｄＴｅ，ＣｄＺｎＴｅ，ＰｂＩ2 ，ＨｇＩ2 ，ＴｌＢｒや、ノンドープのアモルファスＳｅまたはＳｅ化合物の場合、電子の寄与が大きいものと正孔の寄与が大きいもとの両方がある。これらの場合、製膜条件の調節で電子の寄与が大きいものでも、正孔の寄与が大きいものでも、選択形成することができる。
　導板５ａは、上述したように金メッキが施されている。導板５ａは平面形状であり、小判型（楕円形状）である。導板５ａの面積は、例えば、縦１０ｍｍ～１５ｍｍ×横５ｍｍ～１０ｍｍ程度で、厚さ１ｍｍ程度のものである。
　次に、ＦＰＤの共通電極３周辺の接続方法について説明する。ここでは、半導体２として、厚さ１．０ｍｍ、面積が縦５１０ｍｍ×５１０ｍｍのアモルファスセレンの厚膜で、図４（ａ）に示すようにアモルファスセレンの厚膜の上下にＳｂ2 Ｓ3 で形成された中間層２ａ，２ｂを用い、導板５ａとして、厚さが１ｍｍ、面積が縦１２ｍｍ×横７ｍｍの導板５ａに金メッキを施したものを用いる。共通電極３としては、金（Ａｕ）で形成されたものを用いる。共通電極３に対向する導板５ａの面については、共通電極３を形成する金電極を傷つけないように、できる限り平板状、あるいは多少のふくらみを持った平面状にする。
　次に、リード線４の高電圧ケーブルを所定の長さに切り、先端の絶縁体を剥いて芯線４ａのみにする。その芯線４ａと上述した金メッキが施された導板５ａとに対してはんだ付けを行うことで、ハンダ６を介して芯線４ａと導板５ａとを接続する。
　アモルファスセレンおよび金電極の蒸着まで終了したＦＰＤを準備する。導板５ａの裏面（すなわち金電極側の面）にＮｉアクリル系ペーストを塗布して、金電極の所定位置に設置することで、導電ペースト７によって導板５ａと金電極で形成された共通電極３とを接続する。導電ペースト７が乾燥・固化されるのを待って、次の工程に進む。このとき、Ｎｉアクリル系ペーストを塗布する量を、金電極面を押さえたときに導板５ａが金電極に直接に触れない程度にする。塗布量が少ないと導板５ａが金電極面に直接に触れ、導板５ａによって電極面を傷つけることがある。逆に、塗布量が多いとはみだしが多くなる。以上のように、金電極の蒸着形成前に樹脂による台座を形成することなく、したがって蒸着装置を汚染することなく、リード線４を共通電極３に接続することが可能になる。
　また、Ｎｉアクリル系ペーストが乾燥・固化した後に、長さ７００ｍｍの高電圧ケーブルを接続後に、先端に位置する芯線４ａと、図１（ａ）に示す抵抗測定点Ｐとの間をディジタルテスターで測定すると、抵抗値が２．７Ωであったことが確認されている。従来の樹脂で形成された台座の上に銀ペーストの条件で測定された値が２～３Ωであることから、本実施例１に係る接続方法による接続抵抗値も従来の台座を設置する方法と同等と考えられる。
　なお、導板５ａに対するメッキについては金に限定されず、他の金属のメッキでもよい。また、導板５ａがアルミニウムなどの金属で形成されている場合には、必ずしもメッキの必要はない。また、芯線４ａと導板５ａとの接続については、最も一般的で接続が確実なはんだ付けを行った。はんだ付けの場合には、前もって多数のケーブルを準備して選択することができる利点がある。もちろん、はんだ付けに限定されず、導電ペーストによって接続、溶接によって接続、あるいは導板５ａに代表される面状に形成された導電性の板材の一部を細くしてその部分にケーブルを一緒に締めて接続してもよい。
　上述の本実施例１に係るフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）によれば、面状に形成された導電性の板材（本実施例１では導板５ａ）を介在させて、バイアス電圧印加用の共通電極３とバイアス電圧給電用のリード線４とを接続する。共通電極３の上にリード線４が直接に接続されずに、面状に形成された板材（導板５ａ）が接続されるので、放射線感応型の半導体２に損傷を与えるのを防止することができ、性能低下を回避することができる。また、板材（導板５ａ）が面状に形成されているので、たとえ抵抗値が高い導電ペーストを用いたとしても、接続抵抗を下げることができ、銀ペーストを使用したときと同程度になる。つまり、導電ペーストの選択の幅が広がることになる。また、絶縁性の台座を使用せずに接続が可能で、性能低下を回避することができる。その結果、絶縁性の台座を用いることなく、性能低下を回避することができる。
　本実施例１では、導電ペースト７によって板材（本実施例１では導板５ａ）と共通電極３とを接続している。好ましくは、導電ペースト７は、カーボンまたはニッケルを含有したものである。本実施例１ではＮｉアクリル系ペーストを採用している。導電ペースト７が銀ペーストの場合には、接続抵抗は低いが、アモルファスセレンに代表される半導体２への拡散が大きく、半導体２の抵抗まで低下させてしまい、バイアス電圧の印加による半導体２の貫通放電が発生する。導電ペースト７がカーボンまたはニッケルを含有したカーボン系ペーストやＮｉ系ペースト（本実施例１ではＮｉアクリル系ペースト）の場合には、銀ペーストと比較して半導体２への拡散が小さく、半導体２の貫通放電が発生しにくい。また、導電ペースト７がカーボンまたはニッケルを含有したカーボン系ペーストやＮｉ系ペーストの場合には、接続抵抗は高くなるが、板材（導板５ａ）が面状に形成されているので、銀ペーストを使用したときと同程度に接続抵抗を下げることができる。
　次に、図面を参照してこの発明の実施例２を説明する。図５（ａ）は、実施例２に係る直接変換型のフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の概略平面図であり、図５（ｂ）は、貫通孔を有した導板の拡大平面図であり、図５（ｃ）は、芯線を接続したときの導板の拡大平面図であり、図５（ｄ）は、導電ペーストで接続したときの導板の拡大平面図であり、図５（ｅ）は、共通電極周辺のＡ－Ａ矢視断面の拡大図である。上述した実施例１と共通する箇所については、同じ符号を付してその説明を省略するとともに図示を省略する。
　本実施例２に係るＦＰＤでは、図５（ａ）～図５（ｄ）に示すように、２つの貫通孔５Ａ，５Ｂを有した導板５ｂを、面状に形成された導電性の板材として採用する。この導板５ｂは「卵ラグ」とも呼ばれており、市販のもので適用することができる。通常「卵ラグ」にはニッケルメッキされているのでそのまま使用することができる。２つの貫通孔５Ａ，５Ｂのうち、貫通孔５Ａは、導電ペースト７によって導板５ｂと共通電極３とを接続する際に、その導電ペースト７が入り込むための孔である。また、貫通孔５Ｂは、ケーブルの絶縁体を剥いた芯線４ａと導板５ｂとを、ハンダ６を介して接続するための孔である。なお、貫通孔５Ａの方が貫通孔５Ｂよりも孔のサイズは大きい。導板５ｂは、この発明における導電性の板材に相当し、貫通孔５Ａは、この発明における貫通孔に相当する。
　導電ペースト７については、実施例１と同様に、Ｎｉアクリル系ペーストのようにニッケルを含有したものが採用される。もちろん、カーボンを有するカーボン系ペーストでもよい。安定して接続を行うために、粘度１０００ｃｐｓ以上、好ましくは粘度１００００ｃｐｓ以上の導電ペーストを用いる。
　次に、ＦＰＤの共通電極３周辺の接続方法について説明する。実施例１と同様に、図４（ａ）に示すようにアモルファスセレンの厚膜の上下にＳｂ2 Ｓ3 で形成された中間層２ａ，２ｂを用い、共通電極３としては、金（Ａｕ）で形成されたものを用いる。
　リード線４の高電圧ケーブルを所定の長さに切り、先端の絶縁体を剥いて芯線４ａのみにする。その芯線４ａと上述した金メッキが施された導板５ｂの貫通孔５Ｂの箇所とに対してはんだ付けを行うことで、図５（ｃ）に示すように、ハンダ６を介して芯線４ａと導板５ｂとを接続する。
　導板５ｂの貫通孔５Ａの箇所に表裏面にわたってＮｉアクリル系ペーストを塗布して、金電極の所定位置に設置する、あるいは金電極の所定位置にＮｉアクリル系ペーストを塗布して、導板５ｂをそのＮｉアクリル系ペースト上に設置することで、導電ペースト７によって導板５ｂと金電極で形成された共通電極３とを接続する。このとき、Ｎｉアクリル系ペーストからなる導電ペースト７が貫通孔５Ａに入り込む。なお、貫通孔５Ａの箇所も含めて導板５ｂの裏面（すなわち金電極側の面）にＮｉアクリル系ペーストを塗布して、金電極の所定位置に設置した後に、貫通孔５Ａの箇所を中心に表面にもＮｉアクリル系ペーストを塗布することで、Ｎｉアクリル系ペーストからなる導電ペースト７が貫通孔５Ａに入り込むようにしてもよい。
　導電ペースト７が乾燥・固化されるのを待って、次の工程に進む。実施例１と同様に、Ｎｉアクリル系ペーストを塗布する量を、金電極面を押さえたときに導板５ｂが金電極に直接に触れない程度にする。ただし、Ｎｉアクリル系ペーストからなる導電ペースト７が貫通孔５Ａに入り込む分だけ、本実施例２では塗布量は実施例１のときよりも多くなる。
　通常「卵ラグ」と呼ばれる導板５ｂにはニッケルメッキが施されているが、他の金属のメッキでもよいし、必ずしもメッキの必要はない。また、芯線４ａと導板５ａとの接続についても、はんだ付けに限定されず、導電ペーストによって接続、溶接によって接続、あるいは導板５ｂに代表される面状に形成された導電性の板材の一部を細くしてその部分にケーブルを一緒に締めて接続してもよい。
　上述の本実施例２に係るフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）によれば、上述した実施例１と同様に、面状に形成された導電性の板材（本実施例２では導板５ｂ）を介在させて、バイアス電圧印加用の共通電極３とバイアス電圧給電用のリード線４とを接続する。共通電極３の上にリード線４が直接に接続されずに、面状に形成された板材（導板５ｂ）が接続されるので、放射線感応型の半導体２に損傷を与えるのを防止することができ、性能低下を回避することができる。また、絶縁性の台座を用いることなく、性能低下を回避することができる。
　上述した実施例１と同様に、本実施例２では、導電ペースト７によって板材（本実施例２では導板５ｂ）と共通電極３とを接続している。好ましくは、導電ペースト７は、カーボンまたはニッケルを含有したものである。本実施例２でもＮｉアクリル系ペーストを採用している。導電ペースト７がカーボンまたはニッケルを含有したカーボン系ペーストやＮｉ系ペースト（本実施例２ではＮｉアクリル系ペースト）の場合には、銀ペーストと比較して半導体２への拡散が小さく、半導体２の貫通放電が発生しにくい。また、導電ペースト７がカーボンまたはニッケルを含有したカーボン系ペーストやＮｉ系ペーストの場合には、接続抵抗は高くなるが、板材（導板５ｂ）が面状に形成されているので、銀ペーストを使用したときと同程度に接続抵抗を下げることができる。
　本実施例２では、板材（本実施例２では導板５ｂ）が、導電ペースト７が入り込むような貫通孔５Ａを有している。このような貫通孔５Ａを板材（導板５ｂ）が有し、導電ペースト７によって板材（導板５ｂ）と共通電極３とを接続する際に、その導電ペースト７が貫通孔５Ａに入り込むので、機械的強度が増して、接続抵抗をより一層下げることができる。
　次に、図面を参照してこの発明の実施例３を説明する。図６（ａ）は、実施例３に係る直接変換型のフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の概略平面図であり、図６（ｂ）は、放射線検出有効エリアと共通電極外周との間に空間的なスペースに余裕があるときのフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の概略平面図であり、図６（ｃ）は、図６（ａ）の共通電極周辺の拡大図である。上述した実施例１、２と共通する箇所については、同じ符号を付してその説明を省略するとともに図示を省略する。
　上述した実施例１、２に係るＦＰＤでは、図１、図５に示すように、導板を、面状に形成された導電性の板材として採用したが、本実施例３に係るＦＰＤでは、図６に示すように、Ｌ字型金属５ｃを、面状に形成された導電性の板材として採用する。
　上述した実施例１の図１（ａ）や、上述した実施例２の図５（ａ）のように、図６（ｂ）に示すように、放射線検出有効エリアＳＡと共通電極３外周との間に空間的なスペースに余裕がある場合には、実施例１の導板５ａや実施例２の導板５ｂを設置しても放射線検出有効エリアＳＡ内にまで導板がかからないが、図６（ａ）に示すように、放射線検出有効エリアＳＡと共通電極３外周との間に空間的なスペースに余裕がない場合には、実施例１の導板５ａや実施例２の導板５ｂを設置すると放射線検出有効エリアＳＡ内にまで導板がかかる恐れがある。なお、放射線検出有効エリアＳＡは、画素電極に対応した各収集電極１１（図２、図３を参照）が配列可能な領域でもある。したがって、放射線検出有効エリアＳＡは、「画素領域」とも呼ばれる。
　そこで、図６（ａ）に示すように、放射線検出有効エリアＳＡと共通電極３外周との間に空間的なスペースに余裕がない場合には、実施例１の導板５ａや実施例２の導板５ｂよりもサイズの小さな幅の細い板材を代用する。このとき、全体として共通電極３に接触する面積を増やして、安定して固定させるために、長さ方向をできる限り長くする。したがって、放射線検出有効エリアＳＡと共通電極３外周との間にＬ字型で形成されたＬ字型金属５ｃを、共通電極３の隅に沿って設置する。Ｌ字型金属５ｃは、この発明における導電性の板材に相当する。
　次に、ＦＰＤの共通電極３周辺の接続方法について説明する。実施例１、２と同様に、図４（ａ）に示すようにアモルファスセレンの厚膜の上下にＳｂ2 Ｓ3 で形成された中間層２ａ，２ｂを用い、共通電極３としては、金（Ａｕ）で形成されたものを用いる。
　リード線４の高電圧ケーブルを所定の長さに切り、先端の絶縁体を剥いて芯線４ａのみにする。その芯線４ａとＬ字型金属５ｃとに対してはんだ付けを行うことで、図６（ｃ）に示すように、ハンダ６を介して芯線４ａとＬ字型金属５ｃとを接続する。
　Ｌ字型金属５ｃの裏面（すなわち金電極面側の面）にＮｉアクリル系ペーストを塗布して、金電極の所定位置に設置することで、導電ペースト７によってＬ字型金属５ｃと金電極で形成された共通電極３とを接続する。なお、後述する実施例４のように、Ｌ字型金属５ｃとして、両面接着あるいは片面接着の導電テープを用いてもよい。この場合には、必ず導電ペーストを用いる必要はないが、導電ペーストによって導電テープで形成されたＬ字型金属５ｃと金電極で形成された共通電極３とを接続してもよい。
　実施例１の導板５ａや実施例２の導板５ｂと同様に、Ｌ字型金属５ｃに対して金属メッキ（例えば金メッキ）を施してもよいし、必ずしもメッキの必要はない。また、芯線４ａとＬ字型金属５ｃとの接続についても、はんだ付けに限定されず、導電ペーストによって接続、溶接によって接続してもよい。
　上述の本実施例３に係るフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）によれば、上述した実施例１、２と同様に、面状に形成された導電性の板材（本実施例３ではＬ字型金属５ｃ）を介在させて、バイアス電圧印加用の共通電極３とバイアス電圧給電用のリード線４とを接続する。共通電極３の上にリード線４が直接に接続されずに、面状に形成された板材（Ｌ字型金属５ｃ）が接続されるので、放射線感応型の半導体２に損傷を与えるのを防止することができ、性能低下を回避することができる。また、絶縁性の台座を用いることなく、性能低下を回避することができる。
　次に、図面を参照してこの発明の実施例４を説明する。図７（ａ）は、実施例４に係る直接変換型のフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の概略平面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）の共通電極周辺の拡大図である。上述した実施例１～３と共通する箇所については、同じ符号を付してその説明を省略するとともに図示を省略する。
　上述した実施例１、２に係るＦＰＤでは、図１、図５に示すように、共通電極３と、面状に形成された導電性の板材（導板）とを接続するのに導電ペーストを用いたが、本実施例４に係るＦＰＤでは、図７に示すように、共通電極３と、面状に形成された導電性の板材を接続するのに導電テープ８を用いる。本実施例４では、実施例１と同様に面状に形成された導電性の板材として導板５ａを採用する。もちろん、実施例２と同様に面状に形成された導電性の板材として貫通孔を有した「卵ラグ」である導板５ｂを採用してもよい。導電テープ８は、この発明における導電テープに相当する。
　導電テープ８については、カーボンまたはニッケルを含有したものが採用される。導電テープ８の上に導電ペーストを併用しない場合には、リード線４に接続された導板５ａと共通電極３とを接続するために、両面接着の導電テープを用いる。導電テープ８の上に導電ペーストを併用する場合には、片面接着の導電テープを用いてもよいし、両面接着の導電テープを用いてもよい。安定して接続を行うために、粘度１０００ｃｐｓ以上、好ましくは粘度１００００ｃｐｓ以上の導電テープを用いる。
　次に、ＦＰＤの共通電極３周辺の接続方法について説明する。実施例１～３と同様に、図４（ａ）に示すようにアモルファスセレンの厚膜の上下にＳｂ2 Ｓ3 で形成された中間層２ａ，２ｂを用い、共通電極３としては、金（Ａｕ）で形成されたものを用いる。
　リード線４の高電圧ケーブルを所定の長さに切り、先端の絶縁体を剥いて芯線４ａのみにする。その芯線４ａと導板５ａとに対してはんだ付けを行うことで、図７（ｂ）に示すように、ハンダ６を介して芯線４ａと導板５ａとを接続する。
　一方、金電極の所定位置に導電テープ８を貼り付け、その貼り付けられた導電テープ８上に、ハンダ６を介して接続された芯線４ａと導板５ａとを設置することで、導電テープ８によって導板５ａと金電極で形成された共通電極３とを接続する。導電テープ８の場合には、導電ペーストのように適量を導板５ａに塗布する必要はなく、必要長のテープを切断して貼り付けるだけでよい。また、導電ペーストのような接着剤のように固化・乾燥するまでの時間がほぼゼロになる。つまり、すぐに次の工程に進むことができるので、作業時間の短縮にもなる。
　また、実施例２と同様に面状に形成された導電性の板材として貫通孔を有した導板５ｂを採用した場合には、図５に示すように、芯線４ａと導板５ｂの貫通孔５Ｂの箇所とに対してはんだ付けを行うことで、ハンダ６を介して芯線４ａと導板５ｂとを接続する。そして、貫通孔５Ａの箇所に導電ペースト７を塗布して、共通電極３に貼り付けられた導電テープ８上に、ハンダ６を介して接続された芯線４ａと導板５ｂとを設置することで、導電テープ８およびその上に形成された導電ペースト７によって導板５ｂと金電極で形成された共通電極３とを接続する。このように、導電テープ８およびその上に形成された導電ペースト７によって板材（ここでは導板５ｂ）と共通電極３とを接続する。
　その他に、芯線４ａと導板５ａとに対してはんだ付けを行うことで、ハンダ６を介して芯線４ａと導板５ａとを接続し、導板５ａの裏面に導電ペースト７を塗布して、共通電極３に貼り付けられた導電テープ８上に、ハンダ６を介して接続された芯線４ａと導板５ａとを設置することで、導電テープ８およびその上に形成された導電ペースト７によって導板５ａと金電極で形成された共通電極３とを接続する。このように、導電テープ８およびその上に形成された導電ペースト７によって板材（ここでは導板５ａ）と共通電極３とを接続する。
　上述の本実施例４に係るフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）によれば、上述した実施例１～３と同様に、面状に形成された導電性の板材（本実施例４では導板５ａ）を介在させて、バイアス電圧印加用の共通電極３とバイアス電圧給電用のリード線４とを接続する。共通電極３の上にリード線４が直接に接続されずに、面状に形成された板材（導板５ａ）が接続されるので、放射線感応型の半導体２に損傷を与えるのを防止することができ、性能低下を回避することができる。また、絶縁性の台座を用いることなく、性能低下を回避することができる。
　本実施例４では、実施例１、２と相違して、導電テープ８によって板材（本実施例４では導板５ａ）と共通電極３とを接続している。好ましくは、導電テープ８は、カーボンまたはニッケルを含有したものである。導電テープ８がカーボンまたはニッケルを含有したものである場合には、半導体２の貫通放電が発生しにくく、板材（導板５ａ）が面状に形成されているので、銀を含有したテープを使用したときと同程度に接続抵抗を下げることができる。
　導電テープ８およびその上に形成された導電ペースト７によって板材（導板５ａ、５ｂ）と共通電極３とを接続する場合には、以下の作用・効果を奏する。導電ペースト７と比べて導電テープ８では抵抗率が高くなることがあるが、導電テープ８およびその上に形成された導電ペースト７によって接続する場合では、導電テープ８の上に導電ペースト７を併用して形成しているので、抵抗を下げることができる。
　導電テープ８およびその上に形成された導電ペースト７によって板材（導板５ａ、５ｂ）と共通電極３とを接続する場合には、上述したように、板材（ここでは導板５ｂ）が、導電ペースト７が入り込むような貫通孔５Ａを有してもよい。このような貫通孔５Ａを板材（導板５ｂ）が有し、導電ペースト７によって板材（導板５ｂ）と共通電極３とを接続する際に、その導電ペースト７が貫通孔５Ａに入り込むので、機械的強度が増して、接続抵抗をより一層下げることができる。
　［実験結果］
　アモルファスセレンで形成された半導体２の上に縦６０ｍｍ程度×横６０ｍｍ程度の金を蒸着して共通電極３を形成したＦＰＤにおける各抵抗値を測定した結果を示す。Ｎｉメッキを施した縦１５ｍｍ程度×横１０ｍｍ程度の導板５ａを用いて抵抗値を測定している。
　（Ａ）を、少量の銀系導電ペーストで接続したもの、（Ｂ）を、Ｎｉ系両面接着導電テープで接続したもの、（Ｃ）を、Ｎｉ系導電ペーストで接続したものとする。なお、（Ａ）では、銀系両面接着導電テープの表面に銀系導電ペーストを塗布したもので行い、他との比較を行う予定であったが、導電テープから導電ペーストがはみ出してしまい、また、この部分での抵抗値は小さいはずなので、少量の銀系導電ペーストで接続したもので代用する。なお、通常では銀系導電ペーストのみでは高電圧のバイアス電圧を印加した場合には、すぐにアモルファスセレンの厚膜に銀が拡散するので、（Ａ）のみでは使用しない。
　なお、（Ａ）～（Ｃ）では、金電極で形成された半導体の上に銀系両面接着導電テープを張り付けた上で、銀系導電ペーストを全面に塗布して、各抵抗値を０．２Ω程度に抑えている。導板５ａとリード線との接続についてははんだ付けで行っているので、接続抵抗値の差はほぼ無視できる程度である。リード線のケーブルは約３０ｃｍで、共通電極と各ケーブルの先端との間を測定している。その結果、（Ａ）では１．８Ω、（Ｂ）では４．３Ω、（Ｃ）では１．８Ωという測定結果が得られた。
　以上から、Ｎｉ系導電ペーストで接続した（Ｃ）では、（Ａ）での銀系導電ペーストを使用した場合の結果とほぼ同様の結果が得られたことが確認されている。また、Ｎｉ系両面接着導電テープで接続した（Ｂ）の結果から明らかなように、（Ａ）や（Ｃ）での導電ペーストのときよりも高抵抗となっている。この場合でも使用は可能であるが、導電ペーストの併用によって抵抗値を下げることが可能である。
　この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
　（１）上述した各実施例では、フラットパネル型Ｘ線検出器に代表される放射線検出器は、２次元アレイタイプであったが、この発明の放射線検出器は、収集電極が１次元状マトリックス配列で形成されている１次元アレイタイプでもよいし、放射線検出信号取り出し用の電極が１個だけの非アレイタイプでもよい。
　（２）上述した各実施例では、放射線検出器としてＸ線検出器を例に採って説明したが、Ｘ線以外の放射線（例えばガンマ線）を検出する放射線検出器（例えばガンマ線検出器）にも適用できる。
　（３）上述した各実施例では、沿面放電を防止するために、共通電極３を半導体２よりも内側に形成したが、沿面放電を考慮しない場合には、共通電極３の端縁部と半導体２の端縁部とを揃えてもよいし、共通電極３を半導体２よりも外側に形成してもよい。

Claims (9)

  1. 　放射線を検出する放射線検出器であって、
    放射線の入射により電荷を生成する放射線感応型の半導体と、
    その半導体の前記入射側に面状に形成されたバイアス電圧印加用の共通電極と、
    バイアス電圧給電用のリード線と、
    面状に形成された導電性の板材とを備え、
    前記板材を介在させて、前記共通電極と前記リード線とを接続することを特徴とする放射線検出器。
  2. 　請求項１に記載の放射線検出器において、導電ペーストによって前記板材と前記共通電極とを接続することを特徴とする放射線検出器。
  3. 　請求項２に記載の放射線検出器において、前記板材は、前記導電ペーストが入り込むような貫通孔を有することを特徴とする放射線検出器。
  4. 　請求項２または請求項３に記載の放射線検出器において、前記導電ペーストは、カーボンまたはニッケルを含有したものであることを特徴とする放射線検出器。
  5. 　請求項１に記載の放射線検出器において、導電テープによって前記板材と前記共通電極とを接続することを特徴とする放射線検出器。
  6. 　請求項５に記載の放射線検出器において、前記導電テープは、カーボンまたはニッケルを含有したものであることを特徴とする放射線検出器。
  7. 　請求項１に記載の放射線検出器において、導電テープおよびその上に形成された導電ペーストによって前記板材と前記共通電極とを接続することを特徴とする放射線検出器。
  8. 　請求項７に記載の放射線検出器において、前記板材は、前記導電ペーストが入り込むような貫通孔を有することを特徴とする放射線検出器。
  9. 　請求項７または請求項８に記載の放射線検出器において、前記導電ペーストまたは導電テープは、カーボンまたはニッケルを含有したものであることを特徴とする放射線検出器。
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