[發(fā)明專(zhuān)利]檢測(cè)裝置和放射線檢測(cè)系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110218964.X
• 申請(qǐng)日: 2011-08-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102376725A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石井孝昌;望月千織;渡邊實(shí);川鍋潤(rùn);藤吉健太郎;和山弘
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 佳能株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): H01L27/146
• 分類(lèi)號(hào): H01L27/146;A61B6/00
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 楊小明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種可應(yīng)用于使用放射線的醫(yī)療診斷成像裝置、無(wú)損測(cè)試裝置、分析裝置等的檢測(cè)裝置，還涉及一種放射線檢測(cè)裝置和配備有放射線檢測(cè)裝置的放射線檢測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

最近幾年，半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展使得能夠大規(guī)模生產(chǎn)大尺寸的放射線傳感器。現(xiàn)代放射線傳感器(放射線檢測(cè)裝置)的半導(dǎo)體構(gòu)件包括轉(zhuǎn)換元件和開(kāi)關(guān)元件，所述轉(zhuǎn)換元件例如光電轉(zhuǎn)換元件，所述開(kāi)關(guān)元件例如薄膜晶體管(TFT)。為了形成例如醫(yī)療X射線檢測(cè)裝置的放射線檢測(cè)裝置，可將這些半導(dǎo)體構(gòu)件與執(zhí)行波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換(即，將例如X射線的放射線轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)光等)的熒光部件(閃爍器)組合，并布置在一維或二維像素陣列中。

通常，放射線檢測(cè)裝置中所使用的像素結(jié)構(gòu)可分為兩類(lèi)，即，單面型和層疊型，在單面型中，轉(zhuǎn)換元件和開(kāi)關(guān)元件設(shè)置在相同的平面中，在層疊型中，轉(zhuǎn)換元件設(shè)置在開(kāi)關(guān)元件之上。在單面型生產(chǎn)中，可使用相同的半導(dǎo)體生產(chǎn)過(guò)程來(lái)生產(chǎn)轉(zhuǎn)換元件和開(kāi)關(guān)元件，這使得可簡(jiǎn)化生產(chǎn)過(guò)程。在層疊型檢測(cè)裝置的情況下，與單面型相比，將轉(zhuǎn)換元件設(shè)置在開(kāi)關(guān)元件之上使得可增大每個(gè)像素中的轉(zhuǎn)換元件的尺寸。因此，層疊型檢測(cè)裝置能夠提供比單面型檢測(cè)裝置可提供的更大的信號(hào)、更大的信噪比和更高的靈敏度。

在放射線檢測(cè)裝置中，特別是在醫(yī)療X射線檢測(cè)裝置中，需要減小患者被曝露的放射線量。為了滿(mǎn)足這個(gè)要求，重要的是實(shí)現(xiàn)具有更高靈敏度和高信噪(S/N)比的傳感器。在傳感器中，噪聲由許多源產(chǎn)生。可以是噪聲源的器件/元件包括轉(zhuǎn)換元件、開(kāi)關(guān)元件、信號(hào)線、積分放大器和外圍電路。以下，由信號(hào)線產(chǎn)生的噪聲將被稱(chēng)為信號(hào)線噪聲。當(dāng)信號(hào)線具有寄生電容C時(shí)，通過(guò)以下方程給出信號(hào)線噪聲。

信號(hào)線噪聲＝√kTC

以下，由積分放大器產(chǎn)生的噪聲將被稱(chēng)為放大器噪聲。在具有反饋電容Cf的積分放大器用作電荷讀取放大器的情況下，通過(guò)以下方程給出放大器噪聲。

放大器噪聲＝C/Cf×放大器輸入處的噪聲

因此，信號(hào)線的寄生電容C的減小對(duì)于減小檢測(cè)裝置的噪聲是有效的。也就是說(shuō)，為了實(shí)現(xiàn)高靈敏度，通過(guò)減小信號(hào)線的寄生電容來(lái)減小噪聲是有效的。

在檢測(cè)裝置中，還需要提高驅(qū)動(dòng)速度。當(dāng)通過(guò)其供給驅(qū)動(dòng)脈沖以控制開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通/關(guān)斷的驅(qū)動(dòng)線具有電容Cg和電阻Rg時(shí)，通過(guò)以下方程給出該驅(qū)動(dòng)線的時(shí)間常數(shù)τ。

τ＝Cg×Rg

因此，如果驅(qū)動(dòng)線的電容和/或電阻增大，則驅(qū)動(dòng)線的時(shí)間常數(shù)τ增大，這可引起通過(guò)驅(qū)動(dòng)線發(fā)送的驅(qū)動(dòng)脈沖變鈍(dull)或失真。因此，如果開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)間段縮短，則鈍化可使得開(kāi)關(guān)元件難以對(duì)于設(shè)計(jì)的必需時(shí)間段處于導(dǎo)通狀態(tài)。也就是說(shuō)，鈍化使得難以縮短導(dǎo)通時(shí)間段，這使得難以提高驅(qū)動(dòng)速度。

日本專(zhuān)利公開(kāi)No.2002-76360公開(kāi)了一種實(shí)現(xiàn)具有電阻減小的信號(hào)/驅(qū)動(dòng)線(以下，簡(jiǎn)單地稱(chēng)為線)的單面型放射線檢測(cè)裝置的技術(shù)。美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公布No.2007/0045556提出了一種減小層疊型放射線檢測(cè)裝置中的線的電阻的技術(shù)。

因此，在常見(jiàn)的放射線檢測(cè)裝置中，無(wú)論這些放射線檢測(cè)裝置中的像素結(jié)構(gòu)是單面型還是層疊型，都需要減小像素節(jié)距(pitch)、增大像素?cái)?shù)量、提高靈敏度和提高驅(qū)動(dòng)速度。具體地講，由于醫(yī)療X射線檢測(cè)裝置包括各種類(lèi)型的檢測(cè)裝置，例如X射線乳房攝影裝置、能夠拍攝運(yùn)動(dòng)圖像的X射線透射檢測(cè)裝置等，所以非常期望針對(duì)這些各種類(lèi)型的醫(yī)療X射線裝置中的每種減小像素節(jié)距和增大像素?cái)?shù)量。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于本領(lǐng)域的目前狀態(tài)，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供這樣一種技術(shù)，該技術(shù)用于通過(guò)減小信號(hào)線電容來(lái)減小噪聲，并通過(guò)減小與檢測(cè)裝置中的驅(qū)動(dòng)線相關(guān)聯(lián)的時(shí)間常數(shù)來(lái)提高驅(qū)動(dòng)速度，尤其是在具有以較小間隔布置的較多數(shù)量像素的層疊型檢測(cè)裝置中。

在一個(gè)方面，本發(fā)明公開(kāi)了一種檢測(cè)裝置，包括：多個(gè)像素，所述多個(gè)像素在絕緣襯底上按行方向和列方向布置，其中每個(gè)像素包括轉(zhuǎn)換元件和開(kāi)關(guān)元件，所述轉(zhuǎn)換元件被配置為將放射線或光轉(zhuǎn)換為電荷，所述開(kāi)關(guān)元件設(shè)置在所述絕緣襯底上，并被配置為輸出與所述電荷對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，并且其中所述轉(zhuǎn)換元件設(shè)置在所述開(kāi)關(guān)元件之上。設(shè)置在所述轉(zhuǎn)換元件之下的驅(qū)動(dòng)線連接至按行方向布置的開(kāi)關(guān)元件中的每一個(gè)；和信號(hào)線，所述信號(hào)線連接至按列方向布置的開(kāi)關(guān)元件中的每一個(gè)。所述信號(hào)線包括嵌入在絕緣部件中的導(dǎo)電層，所述絕緣部件形成在位置比所述驅(qū)動(dòng)線的最上表面部分低的層中。

從以下參照附圖對(duì)示例性實(shí)施例的描述，本發(fā)明的進(jìn)一步特征將變得清楚。

附圖說(shuō)明