JP2003051587A - Method and device for inspecting direct radiation image pickup device - Google Patents
Method and device for inspecting direct radiation image pickup deviceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、入射の放射線像を
撮像する直接型放射線撮像装置の検査方法およびその検
査装置に関し、特に、X線像を撮像する直接型X線撮像
装置の検査方法およびその検査装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for inspecting a direct type radiation image pickup apparatus for picking up an incident radiation image and an inspecting apparatus therefor, and more particularly to an inspection method for a direct type X-ray image pickup apparatus for picking up an X-ray image. Regarding the inspection device.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年の半導体技術の進歩に伴い、その技
術を応用した放射線機器のディジタル化が進んでいる。
この放射線機器のディジタル化は、従来の機器がフィル
ムや紙で保存していた画像や情報をディジタル情報とし
て記録することであるが、リアルタイムに画像や情報を
転送できることにとどまらず、新しい原理、材料を用い
てより高性能な装置を開発するにいたっている。2. Description of the Related Art With the recent progress of semiconductor technology, digitization of radiation equipment applying the technology is progressing.
The digitization of this radiation equipment is to record the images and information stored in conventional equipment on film or paper as digital information, but it is not limited to the ability to transfer images and information in real time, but also to new principles and materials. To develop a higher performance device.
【0003】放射線機器においてもっとも身近なものと
いえば医療用のX線撮像装置(レントゲン)である。X線
撮像装置に限って言えば、ディジタル化により感度が向
上することによって、患者に照射する線量を少なくする
ことができ患者の負担が軽減できる。また、従来、別々
の装置であった、静止画撮影と動画撮影を一つの装置で
行えるようになるなど大きな進歩が望める。よって、こ
のような医療機器の高性能化は患者の負担を軽減し、ま
た効率化にもつながるなど医療の大きな進歩として期待
されている。The most familiar radiographic device is a medical X-ray imaging apparatus (X-ray). As far as the X-ray imaging device is concerned, since the sensitivity is improved by digitization, the dose applied to the patient can be reduced and the burden on the patient can be reduced. Further, it is expected to make a great progress such that a still image shooting and a moving image shooting can be performed by one device, which is conventionally a separate device. Therefore, high performance of such a medical device is expected as a great progress in medical care, such as reducing the burden on the patient and improving efficiency.
【0004】ディジタル化されたX線撮像装置には大き
く分けて2種類がある。一つは図14(a)に示すよう
に、患者106を通過し、患者の体内情報を担ったX線
100を蛍光体102で光103に変換し、その光をフ
ォトダイオードなどの半導体光センサー104を用いて
電気信号に変換するものである。もう一つは図14
(b)に示すように、X線撮像装置がX線を直接吸収し
X線信号を電気信号に変換するものである。There are roughly two types of digitized X-ray image pickup devices. One is, as shown in FIG. 14A, an X-ray 100 that has passed through a patient 106 and carries internal information of the patient is converted into light 103 by a phosphor 102, and the light is converted into a semiconductor optical sensor such as a photodiode. The signal is converted into an electric signal using 104. The other is Figure 14.
As shown in (b), the X-ray imaging device directly absorbs the X-rays and converts the X-ray signals into electric signals.
【0005】図14(b)に示す装置の光電変換素子1
07には、アモルファス−セレン(α−Se)などの非結
晶材料やGaAsやシリコンといった結晶材料に不純物
をドープした層に金属電極を積層したダイオード構成の
ものが用いられる。The photoelectric conversion element 1 of the device shown in FIG.
For 07, a diode structure in which a metal electrode is laminated on a layer in which an amorphous material such as amorphous selenium (α-Se) or a crystalline material such as GaAs or silicon is doped with impurities is used.
【0006】また、変換された電気信号を転送する転送
回路108には、半導体(シリコンまたはアモルファス
シリコン)で作られた、薄膜トランジスタやMOSトラ
ンジスタなどのスイッチング素子と電気信号を蓄積する
ためのキャパシターを2次元マトリックス状に配置した
ものを用いる。前者を間接型、後者を直接型と呼ぶ。Further, the transfer circuit 108 for transferring the converted electric signal has a switching element such as a thin film transistor or a MOS transistor made of a semiconductor (silicon or amorphous silicon) and a capacitor for accumulating the electric signal. Those arranged in a dimensional matrix are used. The former is called the indirect type and the latter is called the direct type.
【0007】現在実用化されているX線撮像装置は上述
の間接型がほとんどであるが、より感度の高いX線撮像
装置には直接型が主力となってくると考えられている。
なぜなら、間接型は前述のようにX線を蛍光体で光に変
換した後、半導体光センサーで電気信号へ変換するた
め、蛍光体での変換効率や半導体光センサーの光電変換
効率、また蛍光体と半導体光センサー間の物質(接着剤
等)での光の吸収などが関係しX線から電気信号へ変換
する効率が高くないことが問題となっている。一方、直
接型は使用する材料の、X線を電荷に変換する変換効率
のみで決まるため、X線から電荷への変換効率は間接型
に比べ直接型の方が高く出来るためである。Most of the X-ray image pickup devices currently in practical use are the above-mentioned indirect type, but it is considered that the direct type becomes the main force for the X-ray image pickup device having higher sensitivity.
Because the indirect type converts X-rays into light with a phosphor as described above, and then converts it into an electric signal with a semiconductor photosensor, the conversion efficiency of the phosphor and the photoelectric conversion efficiency of the semiconductor photosensor, and the phosphor There is a problem that the efficiency of converting X-rays into electrical signals is not high because of the absorption of light by the substance (adhesive etc.) between the semiconductor photosensor and the semiconductor photosensor. On the other hand, since the direct type is determined only by the conversion efficiency of the material used for converting X-rays into charges, the conversion efficiency of the X-rays into charges can be higher in the direct type than in the indirect type.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】直接型X線撮像装置の
製造では、X線を用いた検査が必要となる。図15はX
線撮像装置の検査プロセスを示すフローチャートであ
る。まず、X線を電荷に変換する光電変換材料に不純物
をドープし、金属電極を積層することによって、ダイオ
ード基板にした光電変換素子を製造する(ステップS
1)。この段階で、最初のX線を用いた検査を行う(ス
テップS2)。ここでは、光電変換素子がX線を電荷に
変換する素子として機能しているか、出力のない画素や
余計に出力する画素がないかを検査する。In the manufacture of a direct X-ray image pickup device, an inspection using X-rays is required. Figure 15 is X
It is a flowchart which shows the inspection process of a line imaging device. First, impurities are doped in a photoelectric conversion material that converts X-rays into electric charges, and metal electrodes are laminated to manufacture a photoelectric conversion element that is a diode substrate (step S).
1). At this stage, the first inspection using X-rays is performed (step S2). Here, it is inspected whether or not the photoelectric conversion element functions as an element for converting X-rays into electric charges, and whether or not there is a pixel having no output or a pixel having an extra output.
【0009】同時に、光電変換素子に貼り合わせる転送
回路108も製造し(ステップS3)、その電気的な検
査も行っておく(ステップS4)。At the same time, the transfer circuit 108 to be attached to the photoelectric conversion element is also manufactured (step S3), and its electrical inspection is also performed (step S4).
【0010】製造された光電変換素子と転送回路と貼り
合わせ(ステップS5)、2回目のX線を用いた検査を
行う(ステップS6)。ここでは、光電変換素子の電極
と転送基板の転送回路とが電気的に接続されているか、
X線撮像装置として問題なく動作するかなどを検査す
る。The manufactured photoelectric conversion element and the transfer circuit are attached to each other (step S5), and a second inspection using X-rays is performed (step S6). Here, whether the electrodes of the photoelectric conversion element and the transfer circuit of the transfer substrate are electrically connected,
It is inspected whether or not the X-ray imaging apparatus operates without problems.
【0011】その後、貼り合わせた光電変換素子と転送
基板のモジュールを用いてX線撮像装置として組み立て
る(ステップS7)。最後のX線を用いた検査を行う
(ステップS8)。ここでは、完成した状態のX線撮像
装置として動作するか否かを検査する。After that, the photoelectric conversion element and the transfer board module that have been bonded together are used to assemble an X-ray imaging device (step S7). An inspection using the last X-ray is performed (step S8). Here, it is inspected whether or not the X-ray imaging apparatus in the completed state operates.
【0012】このようなX線を用いる検査を行うために
は、X線源の管理や、X線撮影を行うために専用のシー
ルドルームの設置などのコストがかかる。今まで以上に
高感度でかつ普及しやすい価格のX線撮像装置を提供す
るためには、そのコストを削減する必要がある。In order to carry out such an inspection using X-rays, there are costs associated with the management of the X-ray source and the installation of a dedicated shield room for X-ray imaging. In order to provide an X-ray imaging device that is more sensitive than ever and has a price that is easy to spread, it is necessary to reduce the cost.
【0013】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、X線を用いた検査を検査の質を維持したまま簡便
な方法におきかえた直接型放射線撮像装置の検査方法お
よびその検査装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above points, and an inspection method for a direct radiation imaging apparatus and an inspection apparatus therefor in which an inspection using X-rays is replaced with a simple method while maintaining inspection quality. The purpose is to provide.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、放射線を電気信号に変換する変換層
に、該変換された電気信号を読み出すための電圧を印加
する電極層が形成された光電変換素子を有する直接型放
射線撮像装置の検査方法であって、前記電極層には開口
が形成されており、前記電極層に電圧を印加しつつ、近
赤外線を照射することによって、前記光電変換素子の検
査を行うことを特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a conversion layer for converting radiation into an electric signal, and an electrode layer for applying a voltage for reading the converted electric signal. A method for inspecting a direct radiation imaging device having a photoelectric conversion element formed, wherein an opening is formed in the electrode layer, while applying a voltage to the electrode layer, by irradiating near infrared rays, The photoelectric conversion element is inspected.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態を詳細に説明する。まず、本発明の原理につ
いて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. First, the principle of the present invention will be described.
【0016】直接型の光電変換素子において、半導体の
ものはX線以外でも光電変換を起こす。例えば、GaA
sでは0.8μm程度の波長の光(近赤外線)に対し感度
があるので光電変換素子として機能するか否かの検査に
は近赤外線光を用いることができる。In the direct type photoelectric conversion element, a semiconductor type photoelectric conversion element causes photoelectric conversion other than X-rays. For example, GaA
Since s is sensitive to light having a wavelength of about 0.8 μm (near infrared light), near infrared light can be used to inspect whether it functions as a photoelectric conversion element.
【0017】以上から検査の質を維持したまま簡便な方
法に置き換える方法として、直接型X線撮像装置の検査
にX線を用いず半導体の変換層を持つ光電変換素子が吸
収する近赤外光で検査を行う。その際、近赤外光は金属
膜を透過できないため、光電変換素子のX線が入射する
側の金属電極を近赤外光による検査に適した電極構造に
し、変換層にはGaAs基板を用いる。From the above, as a method of replacing with a simple method while maintaining inspection quality, near infrared light absorbed by a photoelectric conversion element having a semiconductor conversion layer without using X-rays for inspection of a direct X-ray imaging device. To inspect. At this time, since near infrared light cannot pass through the metal film, the metal electrode on the side of the photoelectric conversion element on which X-rays are incident has an electrode structure suitable for inspection by near infrared light, and a GaAs substrate is used for the conversion layer. .
【0018】(実施形態1)以下、本発明の実施形態1
を示す。図1は本実施形態で用いる、X線を電荷に変換
する光電変換素子を示す図である。図1において、図1
(a)は光電変換素子を上部電極側から見た平面図、図
1(b)は光電変換素子をバンプメタル側から見た平面
図、図1(c)は図1(a)のA−A線における断面
図、図1(d)は図1(a)のB−B線における断面図
である。(Embodiment 1) Hereinafter, Embodiment 1 of the present invention
Indicates. FIG. 1 is a diagram showing a photoelectric conversion element used in the present embodiment for converting X-rays into electric charges. In FIG.
1A is a plan view of the photoelectric conversion element viewed from the upper electrode side, FIG. 1B is a plan view of the photoelectric conversion element viewed from the bump metal side, and FIG. 1C is A- of FIG. 1A. A sectional view taken along line A and FIG. 1D are sectional views taken along line BB of FIG.
【0019】図1において、301はX線に対し感度を
有する、変換層としてのN型の高抵抗(106Ωcm程度)
GaAs基板、302は有機金属気層堆積法(MOCV
D法)などで堆積したP型GaAs層、303はスパッ
ターなどで堆積したAu(金)などの金属膜である、電極
層としての上部電極、304は有機金属気層堆積法(M
OCVD法)などで堆積したN型GaAs層、305は
スパッターなどで堆積したAuなどの金属膜である画素
電極、307は化学気層堆積法(CVD)で堆積したシリ
コン窒化膜(SiNx)である。In FIG. 1, 301 is an N-type high resistance (about 10 6 Ωcm) as a conversion layer having sensitivity to X-rays.
GaAs substrate, 302 is metal organic vapor deposition (MOCV)
P type GaAs layer deposited by (D method) or the like, 303 is an upper electrode as an electrode layer, which is a metal film such as Au (gold) deposited by sputtering, 304 is a metal organic vapor deposition method (M
An N-type GaAs layer deposited by the OCVD method or the like, 305 is a pixel electrode which is a metal film such as Au deposited by sputtering, and 307 is a silicon nitride film (SiNx) deposited by the chemical vapor deposition method (CVD) .
【0020】さらに、308は、309のバンプを形成
するためのバリアメタルであって、チタンとパラジウ
ム、金をスパッターで積層したものであり、309はメ
ッキ処理で形成した金のバンプメタルである。ここで、
上部電極303、画素電極305にはAuに限らず、A
uにチタン(Ti)を積層したものや、Auと亜鉛(Zn)
の合金を用いてもかまわない。Further, 308 is a barrier metal for forming bumps 309, which is a laminate of titanium, palladium and gold by sputtering, and 309 is a gold bump metal formed by plating. here,
The upper electrode 303 and the pixel electrode 305 are not limited to Au but may be A
u and titanium (Ti) laminated, Au and zinc (Zn)
The alloy of may be used.
【0021】図2は光電変換素子の製造プロセスを示す
断面図である。まず高抵抗のP型GaAs基板にMOC
VD法によりN型GaAs層を2μm堆積し、続いてス
パッターでAlを1μm蒸着させる(図2(a))。そ
の後、図2に示すようにリソグラフィーによってパター
ニングし、エッチングすることで画素電極を形成する
(図2(b))。さらに、N型GaAs層と電極を保護
する目的でシリコン窒化膜をCVD法によって1μm堆
積する(図2(c))。反対の面にMOCVD法でP型
GaAs層を2μm、スパッターでAuを1μm堆積
し、Au電極を図1(c)に示すように画素電極の間の部
分をエッチングする(図2(d))。FIG. 2 is a sectional view showing a manufacturing process of the photoelectric conversion element. First, MOC is applied to a high resistance P-type GaAs substrate.
An N-type GaAs layer is deposited to a thickness of 2 μm by the VD method, and then Al is vapor-deposited to a thickness of 1 μm by sputtering (FIG. 2A). Then, as shown in FIG. 2, patterning is performed by lithography and etching is performed to form pixel electrodes (FIG. 2B). Further, a silicon nitride film is deposited to a thickness of 1 μm by the CVD method for the purpose of protecting the N-type GaAs layer and the electrode (FIG. 2C). A P-type GaAs layer of 2 μm is deposited on the opposite surface by MOCVD and Au of 1 μm is deposited by sputtering, and an Au electrode is etched between the pixel electrodes as shown in FIG. 1C (FIG. 2D). .
【0022】さらにAu電極がある部分のシリコン窒化
膜をパターニングとエッチングによって開口した後(図
2(e))、バリアメタルを順次堆積し(図2
(f))、最後にメッキ処理により金のバンプメタルを
形成する(図2(h))。Further, after opening the silicon nitride film in the portion where the Au electrode is present by patterning and etching (FIG. 2 (e)), a barrier metal is sequentially deposited (FIG. 2).
(F)) Finally, a gold bump metal is formed by plating (FIG. 2 (h)).
【0023】光電変換素子の製造に、4inchのGa
As半導体基板ウェハーを使用すると68mm四方大
で、厚さは600μmのものがとれる。また、1画素を
160μmピッチで設計すると68mm四方大1枚の光
電変換素子の画素数は400×400画素となる。In order to manufacture a photoelectric conversion element, Ga of 4 inches is used.
When an As semiconductor substrate wafer is used, it has a size of 68 mm square and a thickness of 600 μm. When one pixel is designed with a pitch of 160 μm, the number of pixels of one photoelectric conversion element of 68 mm square is 400 × 400 pixels.
【0024】ここで、バンプメタルの径は大きいほど、
転送基板との接続抵抗を小さくできるが貼り合わせ時の
ずれに対するマージンが小さくなる。逆に、径が小さい
と接続抵抗が大きくなる。以上より、バンプメタルの径
は接続抵抗とずれに対するマージンを考慮し最適な径で
形成される。またバンプメタルの高さは、貼り合わせる
際に用いられる接着剤の塗布厚さから逆算し決定され
る。Here, the larger the diameter of the bump metal,
Although the connection resistance with the transfer board can be reduced, the margin for the deviation at the time of bonding becomes small. On the contrary, when the diameter is small, the connection resistance is large. From the above, the diameter of the bump metal is formed to be the optimum diameter in consideration of the connection resistance and the margin for deviation. The height of the bump metal is determined by back calculation from the coating thickness of the adhesive used for bonding.
【0025】本実施形態の光電変換素子の動作原理につ
いて、図3を用いて説明する。図3は光電変換素子の動
作原理を説明するための層構成図とバンドダイアグラム
である。本実施形態の光電変換素子はPIN型フォトダ
イオードとなっている。図3(a)は層構成を、図3
(b)は電圧を印加しない平衡状態のバンドダイアグラ
ムを、図3(c)は光電変換素子の上部電極303にマ
イナスの電位を与えたときの光電変換素子のバンドダイ
アグラムを示す。The operating principle of the photoelectric conversion element of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a layer configuration diagram and a band diagram for explaining the operation principle of the photoelectric conversion element. The photoelectric conversion element of this embodiment is a PIN photodiode. FIG. 3A shows the layer structure.
FIG. 3B shows a band diagram in a balanced state in which no voltage is applied, and FIG. 3C shows a band diagram of the photoelectric conversion element when a negative potential is applied to the upper electrode 303 of the photoelectric conversion element.
【0026】図3(b)に示すように、上部電極303
に電圧を印加しない状態では、N型GaAs層にある電
子が高抵抗のP型GaAs基板301へ、高抵抗のN型
GaAs基板301にある正孔がN型GaAs層へ、各
々拡散するためN型GaAs層304と高抵抗のP型G
aAs基板301の界面には、キャリアが枯渇した層、
空乏層503が形成されている。As shown in FIG. 3B, the upper electrode 303
When no voltage is applied to the N type GaAs layer, the electrons in the N type GaAs layer diffuse to the high resistance P type GaAs substrate 301 and the holes in the high resistance N type GaAs substrate 301 diffuse to the N type GaAs layer. Type GaAs layer 304 and high resistance P type G
At the interface of the aAs substrate 301, a carrier-depleted layer,
A depletion layer 503 is formed.
【0027】図3(c)に示すように、上部電極へマイナ
スの電圧を印加すると、高抵抗N型GaAs基板301
にある正孔はP型GaAs層302側へ、N型GaAs
層にある電子501は画素電極側に引き寄せられるため
空乏層503は電圧を印加しない状態より広がる。キャ
リア密度が少ないほうに空乏層が広がりやすいため、空
乏層は主に高抵抗のN型GaAs基板301内をP型G
aAs層302に向かって広がる。この空乏層は非常に
高抵抗であり光電変換素子に印加した電圧のほとんどは
空乏層にかかるため空乏層の電界は高くなっている。空
乏層の広がり易さは用いるGaAs基板の抵抗値によっ
て決まる。108Ω・cm程度の高抵抗N型GaAs基
板では、PINダイオードの内部電圧(ビルトインポテ
ンシャル:約1.8V)程度で完全に空乏化することが
できる。As shown in FIG. 3C, when a negative voltage is applied to the upper electrode, the high resistance N-type GaAs substrate 301
Holes in the N-type GaAs layer 302 side
Since the electrons 501 in the layer are attracted toward the pixel electrode side, the depletion layer 503 becomes wider than in the state where no voltage is applied. Since the depletion layer easily spreads as the carrier density decreases, the depletion layer is mainly formed in the high-resistance N-type GaAs substrate 301 with P-type G.
It spreads toward the aAs layer 302. This depletion layer has a very high resistance, and most of the voltage applied to the photoelectric conversion element is applied to the depletion layer, so that the electric field of the depletion layer is high. The ease with which the depletion layer spreads is determined by the resistance value of the GaAs substrate used. A high resistance N-type GaAs substrate of about 10 8 Ω · cm can be completely depleted at the internal voltage of the PIN diode (built-in potential: about 1.8 V).
【0028】このとき、光または放射光が空乏層へ照射
されると、光電効果により照射された光量に比例した量
の電子が発生し、その発生した電子504は空乏層にか
かる電界に加速され再結合することなく画素電極305
へ、正孔505は上部電極303へ到達できる。また光
または放射光が照射されない時に光電変換素子で流れる
電流は空乏層で熱的に発生したキャリアによるもので、
光電効果により発生する電流に比べごく僅かである。以
上より、光電変換素子は照射された光量に応じた電気信
号を発生することができる。At this time, when the depletion layer is irradiated with light or emitted light, an amount of electrons proportional to the amount of the irradiated light is generated by the photoelectric effect, and the generated electrons 504 are accelerated by the electric field applied to the depletion layer. Pixel electrode 305 without recombining
The holes 505 can reach the upper electrode 303. In addition, the current flowing in the photoelectric conversion element when light or emitted light is not emitted is due to carriers thermally generated in the depletion layer,
It is very small compared to the current generated by the photoelectric effect. From the above, the photoelectric conversion element can generate an electric signal according to the amount of light applied.
【0029】図4によって本実施形態の検査の原理につ
いて説明する。図4(a)は光電変換の模式図、図4
(b)は光電変換素子内の電界分布の状態を示すグラフ
である。図4(a)の断面図は光電変換素子において画素
電極のマトリックスに対し斜めに切断した断面図を示し
ていて、図4(a)の左端部の平面図はその切断を示す
平面図である。The principle of the inspection of this embodiment will be described with reference to FIG. 4 (a) is a schematic diagram of photoelectric conversion, FIG.
(B) is a graph showing the state of the electric field distribution in the photoelectric conversion element. The cross-sectional view of FIG. 4A is a cross-sectional view taken obliquely with respect to the matrix of pixel electrodes in the photoelectric conversion element, and the plan view of the left end portion of FIG. 4A is a plan view showing the cutting. .
【0030】本実施形態の光電変換素子の上部電極は、
近赤外光が高抵抗N型GaAs基板に到達するように開
口してある。検査では、光電変換素子にマイナスの電圧
を印加した状態にし、近赤外光を入射させる。上部電極
の開口部では、近赤外光はP型GaAs層を通って、高
抵抗N型GaAs基板に達しそこで光電効果によって正
孔と電子が発生する。このとき近赤外光は、半導体の表
面から数十μmしか侵入することができないため近赤外
光が到達できるところまで空乏層は広がっている。The upper electrode of the photoelectric conversion element of this embodiment is
The near infrared light is opened so as to reach the high resistance N-type GaAs substrate. In the inspection, a negative voltage is applied to the photoelectric conversion element, and near infrared light is made incident. In the opening of the upper electrode, near-infrared light passes through the P-type GaAs layer and reaches the high-resistance N-type GaAs substrate, where holes and electrons are generated by the photoelectric effect. At this time, the near-infrared light can penetrate only a few tens of μm from the surface of the semiconductor, so that the depletion layer extends to the place where the near-infrared light can reach.
【0031】P型GaAs層と高抵抗N型GaAs基板
界面近傍で発生したキャリアが画素電極へ到達するため
には、電界によって加速される電子の速度ve≧基板厚
さ/キャリア寿命であればよい。高抵抗N型GaAs基
板のキャリア寿命は〜1μsec程度であるから、電子
の速度ve=600μm/1μsec=600[m/s
ec]となる。In order for carriers generated in the vicinity of the interface between the P-type GaAs layer and the high-resistance N-type GaAs substrate to reach the pixel electrode, the velocity of electrons accelerated by the electric field ve ≧ substrate thickness / carrier life . Since the carrier life of the high resistance N-type GaAs substrate is about 1 μsec, the electron velocity ve = 600 μm / 1 μsec = 600 [m / s
ec].
【0032】キャリアの速度は、加速させる電界Eとキ
ャリアの移動度μからv=μEと表すことができる。G
aAsのキャリア移動度は0.85[m2/V・sec]
と既知の値であるから、必要な電界を求めることができ
る。E=600[m/sec]/0.85[m2/V・s
ec]≒700[V/cm]となる。The velocity of the carrier can be expressed as v = μE from the electric field E to be accelerated and the mobility μ of the carrier. G
The carrier mobility of aAs is 0.85 [m 2 / V · sec].
Since it is a known value, the required electric field can be obtained. E = 600 [m / sec] /0.85 [m 2 / V · s
ec] ≈700 [V / cm].
【0033】図4(b)は光電変換素子の上部電極に−1
000Vの電圧を印加したときの図4(a)のC−D間の
電界分布を示したグラフである。P層側から空乏層が拡
がるため、電界値はP層側が大きくN層に近づくにつれ
小さくなっている。図4(b)に示すように、光電変換素
子に印加する電圧が−1000Vであれば表面から十数
μmの深さで発生した電子を電気信号として検出するこ
とができることがわかる。FIG. 4 (b) shows that the upper electrode of the photoelectric conversion element is -1.
It is the graph which showed the electric field distribution between CD of FIG. 4 (a) when a voltage of 000V is applied. Since the depletion layer spreads from the P layer side, the electric field value is large on the P layer side and decreases as it approaches the N layer. As shown in FIG. 4B, it can be seen that if the voltage applied to the photoelectric conversion element is −1000 V, the electrons generated at a depth of tens of μm from the surface can be detected as an electric signal.
【0034】図5は本実施形態による光電変換素子の検
査装置の概略図を示す。図5は検査装置を正面から見た
正面図を示す。図5において、701は複数の発光ダイ
オードによって作られた近赤外光LED(発光ダイオー
ド)光源、702は光電変換素子703を固定し、近赤
外光源から照射された近赤外光を透過する固定板であ
り、光電変換素子に電圧を印加するための電極709を
備える固定板、300は光電変換素子、704は絶縁体
で作られた、光電変換素子をはめ込むためのソケット、
705は光電変換素子からの電気信号を検出するための
プローブ710を備えるプローバー、706はプローバ
ーを移動させるためのプローバー駆動装置、707はソ
ケット等を固定するためのステージ、708は光電変換
素子に電圧を印加するための電源である。FIG. 5 is a schematic view of the photoelectric conversion element inspection apparatus according to the present embodiment. FIG. 5 shows a front view of the inspection device viewed from the front. In FIG. 5, 701 is a near-infrared light LED (light-emitting diode) light source made of a plurality of light-emitting diodes, 702 is a photoelectric conversion element 703 fixed, and near-infrared light emitted from the near-infrared light source is transmitted. A fixed plate, which is a fixed plate provided with an electrode 709 for applying a voltage to the photoelectric conversion element, a photoelectric conversion element 300, a socket 704 made of an insulator for fitting the photoelectric conversion element,
Reference numeral 705 is a prober including a probe 710 for detecting an electric signal from the photoelectric conversion element, 706 is a prober driving device for moving the prober, 707 is a stage for fixing a socket or the like, and 708 is a voltage for the photoelectric conversion element. Is a power supply for applying.
【0035】電源708は、光電変換素子に任意の電圧
を印加することができる。プローバー705は、プロー
バー駆動装置706によって図5の奥行き方向と上下方
向に移動できる。The power source 708 can apply an arbitrary voltage to the photoelectric conversion element. The prober 705 can be moved in the depth direction and the vertical direction of FIG. 5 by the prober drive device 706.
【0036】また、図5に示す検査装置には、検査装置
を制御するため及び、検査データを取り込むためのコン
ピュータシステムや、光電変換素子を搬送しソケットへ
正確に固定する機構、及び702の上昇、下降、固定が
出来る機構を備えている。Further, the inspection apparatus shown in FIG. 5 has a computer system for controlling the inspection apparatus and for taking in the inspection data, a mechanism for conveying the photoelectric conversion element and accurately fixing the photoelectric conversion element to the socket, and raising 702. It is equipped with a mechanism that can lower, lower, and fix.
【0037】以下、図5の検査装置の各部について説明
する。図6はソケットの外観斜視図である。ソケットの
構造はソケットを貫通する穴801が、1枚の光電変換
素子の画素数分空いているものになっている。検査の際
は光電変換素子のバンプメタル309がちょうどソケッ
トの穴801に入るように移動させソケットにはめ込
む。そのため、ソケットに空いている穴801はバンプ
メタルの径よりも大きいものになっている。また、ソケ
ットの表面にはプローバーの位置決め用の位置合わせマ
ーク802が書き込まれている。ソケットの厚さは機械
的強度を十分満たす厚さでかつプローブ710の長さと
光電変換素子のバンプメタル309の高さを足した値よ
り小さくなっている。Hereinafter, each part of the inspection device of FIG. 5 will be described. FIG. 6 is an external perspective view of the socket. The structure of the socket is such that holes 801 penetrating the socket are vacant by the number of pixels of one photoelectric conversion element. At the time of inspection, the bump metal 309 of the photoelectric conversion element is moved so that it just fits in the hole 801 of the socket and is fitted into the socket. Therefore, the hole 801 vacant in the socket is larger than the diameter of the bump metal. Further, a positioning mark 802 for positioning the prober is written on the surface of the socket. The thickness of the socket is a thickness that sufficiently satisfies the mechanical strength and is smaller than the value obtained by adding the length of the probe 710 and the height of the bump metal 309 of the photoelectric conversion element.
【0038】図7はプローバーの概略平面図と回路図を
示したものである。図7(a)において、901はプロー
バー基板、902は検出した電気信号を増幅、転送する
ためのアンプICおよびマルチプレクサーを内蔵するI
C、903、904、905は光電変換素子の1列分に
相当する数のプローブが列になって並ぶプローブ列で、
本実施形態では3列並んでいる。FIG. 7 is a schematic plan view and circuit diagram of the prober. In FIG. 7A, 901 is a prober substrate, and 902 is an I that incorporates an amplifier IC and a multiplexer for amplifying and transferring the detected electric signal.
C, 903, 904, and 905 are probe rows in which a number of probes corresponding to one row of photoelectric conversion elements are arranged in a row.
In this embodiment, three rows are arranged.
【0039】906、907は、光電変換素子の1列分
に相当する数のガードプローブが列になって並ぶガード
プローブ列で、本実施形態ではプローブ列903と90
5の外側に並んでいる。さらにプローバー基板にはプロ
ーバー駆動装置に取り付けられたCCDカメラのための
覗き窓908、909が設けられている。なお、ケーブ
ル910とIC902は、図5では裏側にあるので示さ
れていない。Reference numerals 906 and 907 denote guard probe rows in which a number of guard probes corresponding to one row of photoelectric conversion elements are arranged in a row. In this embodiment, the probe rows 903 and 90 are provided.
Lined up on the outside of 5. Further, the prober board is provided with viewing windows 908 and 909 for the CCD camera attached to the prober driving device. The cable 910 and the IC 902 are not shown in FIG. 5 because they are on the back side.
【0040】プローブ列903、904、905及びガ
ードプローブ列906、907におけるプローブの並ぶ
間隔は光電変換素子の画素ピッチと同じであり、またプ
ローブ列903、904、905とガードプローブ列9
05、906の列間隔も光電変換素子の画素ピッチと同
じである。また、プローブはタングステンなどの金属材
料で作られ垂直加重に対し弾性がある構造を持ってい
る。The spacing between the probes in the probe rows 903, 904, 905 and the guard probe rows 906, 907 is the same as the pixel pitch of the photoelectric conversion element, and the probe rows 903, 904, 905 and the guard probe row 9 are the same.
The column interval of 05 and 906 is also the same as the pixel pitch of the photoelectric conversion element. In addition, the probe is made of a metal material such as tungsten and has a structure elastic to vertical load.
【0041】図7(b)はプローバーの回路図を示す。プ
ローブ列903、904、905にあるプローブはそれ
ぞれ、各プローブが検出した電気信号を増幅するアンプ
IC912に接続されている。さらにアンプIC912
の先にはマルチプレクサー911がありアンプICの信
号をシリアル信号に変換する。シリアル信号は図7では
示していない転送先のコンピュータでプローブ列ごとに
並び替えられ、検査画像データとして保存される。FIG. 7B shows a circuit diagram of the prober. The probes in the probe rows 903, 904, and 905 are connected to an amplifier IC 912 that amplifies the electric signal detected by each probe. Furthermore, amplifier IC912
A multiplexer 911 is provided at the end of the signal and converts the signal of the amplifier IC into a serial signal. The serial signal is rearranged for each probe column by a transfer destination computer (not shown in FIG. 7) and stored as inspection image data.
【0042】図7(c)はアンプIC912の詳細な回路
図である。アンプICは信号を増幅するためのオペアン
プを1個以上有し、プローブからの電気信号を蓄積する
ためのコンデンサ915、そのコンデンサ915の電位
をリセットするためのリセットスイッチ914を有して
いる。FIG. 7C is a detailed circuit diagram of the amplifier IC 912. The amplifier IC has one or more operational amplifiers for amplifying a signal, a capacitor 915 for accumulating an electric signal from the probe, and a reset switch 914 for resetting the potential of the capacitor 915.
【0043】本実施形態において、ICの数や、ICに
接続されるプローブの数は特に規定しない。ガードプロ
ーブ列906、907にあるプローブはすべて接地され
る。これは、プローブが接触しない画素は電圧が印加さ
れない状態と同じとなり画素周辺の電界分布が、周囲の
画素にプローブが接触している場合と特性が異なってし
まうためである。光電変換素子を転送基板に貼り合わせ
X線撮像装置としたときは、すべての画素のバンプメタ
ルにプローブが接触した状態と同じになるため、正確に
検査するためには検査する画素の周囲にプローブが接触
しない画素があってはならない。このようなことからガ
ードプローブを設け、ガードプローブを接地している。In this embodiment, the number of ICs and the number of probes connected to the ICs are not specified. All the probes in the guard probe rows 906 and 907 are grounded. This is because a pixel to which the probe is not in contact is the same as a state in which no voltage is applied, and the electric field distribution around the pixel has different characteristics from the case where the probe is in contact with surrounding pixels. When a photoelectric conversion element is bonded to a transfer substrate to form an X-ray imaging device, the state is the same as when the probe is in contact with the bump metal of all pixels. There must be no pixels that do not touch. Therefore, the guard probe is provided and the guard probe is grounded.
【0044】図8はプローバー705が取りつけられた
プローバー駆動手段1000を示す図であり、図8
(a)はプローブ側から見た平面図、図8(b)は図5
と同じ方向から見た側面図、図8(c)は図5の矢印方
向から見た側面図を示す。FIG. 8 is a view showing the prober driving means 1000 to which the prober 705 is attached.
FIG. 8A is a plan view seen from the probe side, and FIG.
FIG. 8C is a side view seen from the same direction as, and FIG. 8C is a side view seen from the direction of the arrow in FIG.
【0045】図8において、1004はプローブの接触
圧など微妙な高さを調節するための微動Zステージ、1
005はプローバー駆動手段1000が移動するための
台座1005、プロ−バーの位置決めに用いるCCDカ
メラ1006、大まかなプロ−バーの高さを調節するた
めの粗動Zステージ1007、プロ−バー等を横方向に
動かすためのXステージ1008である。In FIG. 8, reference numeral 1004 denotes a fine movement Z stage for adjusting a delicate height such as a contact pressure of a probe.
Reference numeral 005 denotes a pedestal 1005 for moving the prober driving means 1000, a CCD camera 1006 used for positioning the prober, a coarse movement Z stage 1007 for roughly adjusting the height of the prober, a prober and the like. An X stage 1008 for moving in the direction.
【0046】図9を用いて、本実施形態における検査時
のプローブと光電変換素子に形成されたバンプメタルの
接続について説明する。図9において300は光電変換
素子、309は光電変換素子に形成した金のバンプメタ
ル、704はソケット、710はプロ−バーに取り付け
られたプローブ、705はプローバー、1105はプロ
ーブのバネ部である。The connection between the probe and the bump metal formed on the photoelectric conversion element during the inspection in this embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 9, 300 is a photoelectric conversion element, 309 is a gold bump metal formed on the photoelectric conversion element, 704 is a socket, 710 is a probe attached to a prober, 705 is a prober, and 1105 is a spring portion of the probe.
【0047】光電変換素子の検査を行うにはプロ−バー
のすべてのプローブとバンプメタルを接触させ電気的な
導通をとる必要がある。プローバー駆動装置はプローブ
がソケットの穴に入るようプロ−バーを移動させた後プ
ロ−バーを上昇させ、プローブとバンプメタルを接触さ
せる。In order to inspect the photoelectric conversion element, it is necessary to bring all the probes of the prober into contact with the bump metal to establish electrical continuity. The prober driving device moves the prober so that the probe fits into the hole of the socket and then raises the prober to bring the probe into contact with the bump metal.
【0048】このとき、プローブとバンプメタルが接触
したか否かを確認する方法として、光電変換素子から流
れる電流を検知する方法でおこなう。具体的には、光電
変換素子の上部電極にマイナスの電圧を印加し、LED
光を照射することで光電変換によって電流が生じる。こ
のときバンプメタルに接触したプローブから電気信号が
得られるか否かでバンプメタルとプローブが接触したか
否か判別できる。At this time, as a method for confirming whether the probe and the bump metal are in contact with each other, a method of detecting a current flowing from the photoelectric conversion element is used. Specifically, by applying a negative voltage to the upper electrode of the photoelectric conversion element,
By irradiating light, a current is generated by photoelectric conversion. At this time, it can be determined whether or not the bump metal and the probe are in contact with each other depending on whether or not an electric signal is obtained from the probe that is in contact with the bump metal.
【0049】よって、すべてのプローブをバンプメタル
と接触させるためにはすべてのプローブから電気信号が
得られるまでプロ−バーを上昇させればよい。しかし、
プローブやバンプメタルに高さばらつきがある場合、す
でに接触したプローブとそうでないプローブが存在して
しまう。すでにバンプメタルに接触したプローブは接触
していないプローブが接触するまでバンプメタルに押し
付けられ、最悪の場合、バンプメタルやプローブを破損
する恐れがある。このため、プローブには1105のよ
うにばね部となる箇所が設けられている。Therefore, in order to bring all the probes into contact with the bump metal, it is sufficient to raise the prober until electric signals are obtained from all the probes. But,
If the height of the probe or bump metal varies, there are probes that have already contacted and probes that have not. A probe that is already in contact with the bump metal is pressed against the bump metal until a probe that is not in contact with the bump metal comes into contact, and in the worst case, the bump metal and the probe may be damaged. For this reason, the probe is provided with a portion serving as a spring portion like 1105.
【0050】以下、図10によって本実施形態の検査工
程について説明する。図10は本実施形態の検査工程の
フローチャートを示す。光電変換素子の検査手順は、光
電変換素子を検査装置のソケット704に搬送し(ステ
ップS101)、固定板702を光電変換素子上におろ
し、光電変換素子をソケットに固定する(ステップS1
02)。固定板には電源708と接続されている電極7
09があり固定板と上部電極が接触することによって光
電変換素子に通電できるようになる。The inspection process of this embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 10 shows a flowchart of the inspection process of this embodiment. The procedure for inspecting the photoelectric conversion element is that the photoelectric conversion element is conveyed to the socket 704 of the inspection device (step S101), the fixing plate 702 is placed on the photoelectric conversion element, and the photoelectric conversion element is fixed to the socket (step S1).
02). The fixed plate has electrodes 7 connected to the power source 708.
The photoelectric conversion element can be energized by contacting the fixed plate with the upper electrode.
【0051】次に光電変換素子にマイナスの電圧を印加
する(ステップS103)。プローバー駆動装置706
はソケットに記されている位置あわせマークをCCDカ
メラで見ながら、プローバーを移動させる(ステップS
104)。プローバーが所定の位置に移動したらプロー
バーを上昇させる。プローバー上昇時にはLED光を光
電変換素子に照射し、同時に光電変換で発生した電流を
プローブで検出する(ステップS105)。すべてのプ
ローブで電流が検出されるまでプローブを上昇させる。
プローブがすべて接触したら(ステップS106/Ye
s)、光電変換素子の各画素から出る電流を検出する。
以上を繰り返すことで光電変換素子のすべての画素につ
いて検査する(ステップS107)。Next, a negative voltage is applied to the photoelectric conversion element (step S103). Prober drive device 706
Moves the prober while looking at the alignment mark on the socket with the CCD camera (step S
104). Raise the prober when it is in place. When the prober is raised, the photoelectric conversion element is irradiated with the LED light, and at the same time, the current generated by the photoelectric conversion is detected by the probe (step S105). Raise the probes until all probes detect current.
When all the probes come into contact (step S106 / Ye
s), The electric current which comes out from each pixel of a photoelectric conversion element is detected.
By repeating the above, all the pixels of the photoelectric conversion element are inspected (step S107).
【0052】検査ではアンプIC902内のリセットス
イッチ914を1msec ONし、コンデンサ915
の電位をリセットする。次にリセットスイッチ914を
OFFしコンデンサにプローブが検知した電荷を蓄積す
る。ある一定の蓄積時間を経た後プローバーを下げた状
態でコンデンサ915の電荷を転送する。In the inspection, the reset switch 914 in the amplifier IC 902 is turned on for 1 msec, and the capacitor 915 is turned on.
Reset the potential of. Next, the reset switch 914 is turned off, and the charge detected by the probe is accumulated in the capacitor. After a certain accumulation time, the charge of the capacitor 915 is transferred with the prober lowered.
【0053】検査が終了したら光電変換素子300をソ
ケット704からはずして搬送して(ステップS10
7)、検査を終了する(ステップS108)。When the inspection is completed, the photoelectric conversion element 300 is detached from the socket 704 and conveyed (step S10).
7) and the inspection ends (step S108).
【0054】ここで検査におけるLED光の光量およ
び、光電変換素子に印加する電圧は光電変換素子の画素
の不良や特性のばらつきを検査するのに適した条件で行
うとする。Here, it is assumed that the light amount of the LED light and the voltage applied to the photoelectric conversion element in the inspection are set under conditions suitable for inspecting the defective pixel and the variation in characteristics of the photoelectric conversion element.
【0055】本実施形態によれば、従来X線を使用して
行っていた検査を、X線でなく近赤外線を用いて行うこ
とができるようになったので、X線源の管理やシールド
ルームの設置が不要になり、その分のコストを削減する
ことができる。According to the present embodiment, since the inspection which was conventionally performed by using the X-ray can be performed by using the near infrared ray instead of the X-ray, the management of the X-ray source and the shield room are performed. Is unnecessary, and the cost can be reduced accordingly.
【0056】(実施形態2)以下、本発明の実施形態2
について説明する。図11は、光電変換素子300を転
送基板に貼り合わせたX線撮像装置である。300は光
電変換素子、1302は光電変換素子300からの電気
信号を蓄積するためのコンデンサと薄膜トランジスタ
(TFT)のスイッチング素子を1画素とし、貼りあわす
光電変換素子の総画素数分をマトリックス状にガラス基
板上に形成したスイッチング素子基板、1303はスイ
ッチング素子基板から出力された電気信号を増幅、転送
するための読み取り回路、1304はスイッチング素子
を駆動するための垂直駆動回路、1305は読み取り回
路や垂直駆動回路、スイッチング素子基板で用いる電源
をレギュレートしたり、読み取り回路から出力された電
気信号を画像処理のためのコンピュータに送ったり、制
御信号を各回路に伝える役割を持つ制御基板である。(Embodiment 2) Hereinafter, Embodiment 2 of the present invention
Will be described. FIG. 11 shows an X-ray imaging device in which the photoelectric conversion element 300 is attached to a transfer substrate. Reference numeral 300 is a photoelectric conversion element, and 1302 is a capacitor and a thin film transistor for accumulating electric signals from the photoelectric conversion element 300.
(TFT) switching element is one pixel, and the switching element substrate is formed on the glass substrate by the total number of pixels of the photoelectric conversion elements to be stuck together, and 1303 amplifies and transfers the electric signal output from the switching element substrate. A reading circuit for driving 1304, a vertical driving circuit for driving the switching element, 1305 for regulating the power source used in the reading circuit, the vertical driving circuit, and the switching element substrate, and an electric signal output from the reading circuit as an image. It is a control board that has a role of sending to a computer for processing and transmitting a control signal to each circuit.
【0057】以下に、画像を得る方法を説明する。図1
2は転送基板と転送基板に接続されるAmpの回路図で
ある。図12では簡単のため3×3画素で示している
が、画素数はこれに限らない。A method for obtaining an image will be described below. Figure 1
2 is a circuit diagram of a transfer board and an Amp connected to the transfer board. Although FIG. 12 shows 3 × 3 pixels for simplicity, the number of pixels is not limited to this.
【0058】転送基板は前述のように、スイッチング素
子基板と複数の回路基板が接続されている構成となって
いる。スイッチング素子基板においてTFTのゲート電
極は横方向に伸びるゲートラインg1、g2、g3と接
続され、横方向のTFTのゲート電極は共通になってい
る。g1〜g3の制御は垂直駆動回路1304によって
行われる。As described above, the transfer board has a structure in which the switching element board and a plurality of circuit boards are connected. In the switching element substrate, the gate electrode of the TFT is connected to the gate lines g1, g2, g3 extending in the horizontal direction, and the gate electrode of the TFT in the horizontal direction is common. The vertical driving circuit 1304 controls g1 to g3.
【0059】また、TFTのドレイン電極は縦方向に伸
びる信号線sig1、sig2、sig3に接続され、
縦方向のTFTのソース電極は共通になっている。si
g1、sig2、sig3はそれぞれ、Amp1、Am
p2、Amp3に接続されている。Amp1〜Amp3
の構成を図12(b)に示す。Amp1〜Amp3は信
号を増幅するためのオペアンプ1206を1個以上有
し、TFTからの電気信号を蓄積するためのコンデンサ
1207、そのコンデンサ1207の電位をリセットす
るためのリセットスイッチ1208を有している。The drain electrode of the TFT is connected to the signal lines sig1, sig2 and sig3 extending in the vertical direction,
The source electrodes of the vertical TFTs are common. si
g1, sig2, and sig3 are Amp1 and Am, respectively.
It is connected to p2 and Amp3. Amp1 to Amp3
The configuration of is shown in FIG. Each of Amp1 to Amp3 has one or more operational amplifiers 1206 for amplifying a signal, a capacitor 1207 for accumulating an electric signal from the TFT, and a reset switch 1208 for resetting the potential of the capacitor 1207. .
【0060】2次元の画像を得る方法を以下に述べる。
横1ラインの画像を得るために、1本のゲート線に+1
5Vの電圧を印加しゲート線に接続されているTFTを
ONにする。TFTがONされるとキャパシターに蓄積
した光電変換素子より得られた電荷は、信号転送線(S
ig1〜Sig3)を介しAmp1〜Amp3のコンデ
ンサに蓄積される。コンデンサに蓄積された電荷はオペ
アンプで増幅されサンプルホールド回路1202へ転送
する。ここで、Amp1〜Amp3のコンデンサは電荷
が転送される前にあらかじめリセットされている。A method for obtaining a two-dimensional image will be described below.
+1 for one gate line to obtain a horizontal line image
A voltage of 5 V is applied to turn on the TFT connected to the gate line. When the TFT is turned on, the electric charge obtained from the photoelectric conversion element accumulated in the capacitor is transferred to the signal transfer line (S
ig1 to Sig3) and stored in the capacitors of Amp1 to Amp3. The charge accumulated in the capacitor is amplified by the operational amplifier and transferred to the sample hold circuit 1202. Here, the capacitors of Amp1 to Amp3 are reset in advance before the charge is transferred.
【0061】ここで、キャパシターからサンプルホール
ド回路1202への信号の転送は一定時間TFTをON
状態にした後、ゲート線に−5Vを印加してTFTをO
FFして終了する。さらにサンプルホールド回路120
2から、マルチプレクサー1201によって、信号はシ
リアルデータとなり順次転送される。この動作を行毎に
順次繰り返すことで、2次元画像を得ることができる。Here, the transfer of the signal from the capacitor to the sample hold circuit 1202 turns on the TFT for a certain period of time.
Then, apply -5V to the gate line to turn on the TFT.
FF and end. Further, the sample hold circuit 120
From 2, the signal is converted into serial data and sequentially transferred by the multiplexer 1201. A two-dimensional image can be obtained by sequentially repeating this operation for each row.
【0062】図13に本実施形態で使用されるスイッチ
ング素子基板の層構成を示す。スイッチング素子基板は
少なくとも絶縁体であるガラスなどの基板上に、クロム
などの金属膜で形成されるゲート電極層1502および
下電極1503、アモルファスシリコン窒化膜などの絶
縁膜で形成される絶縁層1504、水素化アモルファス
シリコン(a−Si:H)などで形成される真性半導体層
1505、N+型a−Si:Hなどで形成されるオーミ
ックコンタクト層1506、アルミなどの金属膜で形成
される、TFTのソース電極1508、ドレイン電極1
509からなっている。FIG. 13 shows the layer structure of the switching element substrate used in this embodiment. The switching element substrate is at least a substrate such as glass which is an insulator, and a gate electrode layer 1502 and a lower electrode 1503 formed of a metal film such as chromium, an insulating layer 1504 formed of an insulating film such as an amorphous silicon nitride film, An intrinsic semiconductor layer 1505 formed of hydrogenated amorphous silicon (a-Si: H), an ohmic contact layer 1506 formed of N + type a-Si: H, a metal film such as aluminum, Source electrode 1508, drain electrode 1
It consists of 509.
【0063】光電変換素子からの電気信号を蓄積するコ
ンデンサは、クロムなどの金属膜で形成される下電極層
1503とアルミなどの金属膜で形成される上部電極層
1507とで、オーミックコンタクト層1506、真性
半導体層1505、絶縁層1504をはさみこむ構造と
なっている。さらに、コンデンサの下電極層1503
は、TFTのソース電極1508と光電変換素子のバン
プメタルと接続する接続電極層1510に接続されてい
る。The capacitor for accumulating the electric signal from the photoelectric conversion element has a lower electrode layer 1503 formed of a metal film such as chromium and an upper electrode layer 1507 formed of a metal film such as aluminum, and an ohmic contact layer 1506. In this structure, the intrinsic semiconductor layer 1505 and the insulating layer 1504 are sandwiched. Further, the lower electrode layer 1503 of the capacitor
Are connected to the connection electrode layer 1510 that connects the source electrode 1508 of the TFT and the bump metal of the photoelectric conversion element.
【0064】防湿や異物からの保護のため、コンデンサ
とTFTはアモルファスシリコン窒化膜のパッシベーシ
ョン層1511で覆う。各層の厚みはそれぞれ、ゲート
電極層1502と下部電極層1503は1500Å、絶
縁層1504は2000Å、真性半導体層1505は2
000Å、オーミックコンタクト層1509は750
Å、上部電極層1507、ソース電極1508、ドレイ
ン電極1509および接続電極層1510は1μmであ
る。ただし、各層の膜厚はこれに限らず最適な膜厚を使
うものとする。The capacitor and the TFT are covered with a passivation layer 1511 of an amorphous silicon nitride film in order to prevent moisture and protect from foreign matter. The thickness of each layer is 1500 Å for the gate electrode layer 1502 and the lower electrode layer 1503, 2000 Å for the insulating layer 1504, and 2 for the intrinsic semiconductor layer 1505.
000Å, ohmic contact layer 1509 is 750
Å, the upper electrode layer 1507, the source electrode 1508, the drain electrode 1509 and the connection electrode layer 1510 have a thickness of 1 μm. However, the film thickness of each layer is not limited to this, and the optimum film thickness is used.
【0065】本実施形態で示す検査方法は、図12のよ
うなX線撮像装置を光電変換素子が感度を有する近赤外
光LEDを照射しそのとき出力画像をとりこみ、画像に
より光電変換素子や転送基板両者の接続などの機能を検
査する方法である。In the inspection method shown in this embodiment, the X-ray image pickup apparatus as shown in FIG. 12 is irradiated with a near infrared light LED having a photoelectric conversion element having a sensitivity, and at that time, an output image is taken in. This is a method of inspecting functions such as connection between both transfer boards.
【0066】[0066]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、従来X線を使用して行っていた検査を、X線
でなく近赤外線を用いて行うことができるようになった
ので、線源の管理、シールドルームの設置および取り扱
いの資格等が不要になり、そのためのコストがかからな
くなった。As is apparent from the above description, according to the present invention, it is possible to perform an inspection, which was conventionally performed using X-rays, by using near infrared rays instead of X-rays. Therefore, it became unnecessary to manage the radiation source, to install a shield room, and to qualify for handling.
【0067】また、そのため、X線撮像装置の製造コス
トの削減と効率化も行えるようになった。Therefore, the manufacturing cost and efficiency of the X-ray imaging device can be reduced.
【0068】これらの理由により、高性能なX線撮像装
置を手頃な価格に設定でき、広く普及させることができ
る。For these reasons, a high-performance X-ray imaging device can be set at a reasonable price and can be widely used.
【図1】本発明の実施形態で使用される光電変換素子を
示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a photoelectric conversion element used in an embodiment of the present invention.
【図2】光電変換素子の製造プロセスを示す断面図であ
る。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a photoelectric conversion element.
【図3】光電変換素子の動作原理を説明するための層構
成図とバンドダイアグラムである。3A and 3B are a layer configuration diagram and a band diagram for explaining the operation principle of the photoelectric conversion element.
【図4】実施形態1の検査の原理を説明するための模式
図と電界分布のグラフである。4A and 4B are a schematic diagram and a graph of electric field distribution for explaining the principle of inspection according to the first embodiment.
【図5】光電変換素子の検査を行うための検査装置の断
面図である。FIG. 5 is a sectional view of an inspection device for inspecting a photoelectric conversion element.
【図6】図5の検査装置のソケットの斜視図である。6 is a perspective view of a socket of the inspection device of FIG.
【図7】図5の検査装置のプローバーの平面図および回
路図、プローバーにあるアンプICの回路図である。7 is a plan view and a circuit diagram of a prober of the inspection apparatus of FIG. 5, and a circuit diagram of an amplifier IC on the prober.
【図8】プローバーが設置されたプローバー駆動手段を
示す3面図である。FIG. 8 is a three-sided view showing a prober driving means provided with a prober.
【図9】プローバーとバンプメタルとの接続の様子を示
す斜視図である。FIG. 9 is a perspective view showing how the prober and bump metal are connected.
【図10】実施形態1の検査工程を示すフローチャート
である。FIG. 10 is a flowchart showing an inspection process of the first embodiment.
【図11】実施形態2で使用されるX線撮像装置の斜視
図である。FIG. 11 is a perspective view of an X-ray imaging apparatus used in the second embodiment.
【図12】転送回路の回路図と転送回路にあるアンプの
回路図である。FIG. 12 is a circuit diagram of a transfer circuit and a circuit diagram of an amplifier in the transfer circuit.
【図13】転送回路のスイッチング素子基板の層構成を
示す断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing a layer structure of a switching element substrate of a transfer circuit.
【図14】間接型X線撮像装置と直接型X線撮像装置の
模式断面図である。FIG. 14 is a schematic sectional view of an indirect X-ray imaging device and a direct X-ray imaging device.
【図15】直接型X線撮像装置の製造プロセスを示すフ
ローチャートである。FIG. 15 is a flowchart showing a manufacturing process of a direct type X-ray imaging device.
300 光電変換素子 301 高抵抗N型GaAs基板 302 P型GaAs層 303 上部電極 304 N型GaAs層 305 画素電極 307 シリコン窒化膜 308 バリアメタル 309 バンプメタル 300 photoelectric conversion element 301 High resistance N type GaAs substrate 302 P-type GaAs layer 303 upper electrode 304 N-type GaAs layer 305 pixel electrode 307 Silicon nitride film 308 barrier metal 309 bump metal
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 31/0264 H01L 31/08 L H04N 5/32 27/14 K F Fターム(参考) 2G088 EE01 FF02 GG21 JJ05 JJ37 LL26 4M118 AA09 AB01 BA04 BA05 BA19 CA05 CB02 CB05 DA34 EA01 FB09 FB13 FB16 GA10 HA31 5C024 AX11 CY44 EX04 EX21 HX02 5F088 AA03 AB07 BA20 BB06 BB07 EA04 FA01 FA09 GA05 HA12 KA02 KA08 LA01 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme code (reference) H01L 31/0264 H01L 31/08 L H04N 5/32 27/14 K FF term (reference) 2G088 EE01 FF02 GG21 JJ05 JJ37 LL26 4M118 AA09 AB01 BA04 BA05 BA19 CA05 CB02 CB05 DA34 EA01 FB09 FB13 FB16 GA10 HA31 5C024 AX11 CY44 EX04 EX21 HX02 5F088 AA03 AB07 BA20 BB06 BB07 EA04 FA01 FA09 GA05 HA12 KA02 KA02 LA02 KA02
Claims (10)
該変換された電気信号を読み出すための電圧を印加する
電極層が形成された光電変換素子を有する直接型放射線
撮像装置の検査方法であって、 前記電極層には開口が形成されており、前記電極層に電
圧を印加しつつ、近赤外線を照射することによって、前
記光電変換素子の検査を行うことを特徴とする直接型放
射線撮像装置の検査方法。1. A conversion layer for converting radiation into an electric signal,
A method for inspecting a direct radiation imaging apparatus having a photoelectric conversion element in which an electrode layer for applying a voltage for reading the converted electric signal is formed, wherein an opening is formed in the electrode layer, A method for inspecting a direct-type radiation imaging device, comprising inspecting the photoelectric conversion element by irradiating near infrared rays while applying a voltage to the electrode layer.
前記光電変換素子の画素欠陥の有無または前記光電変換
素子の光電変換特性を検査することを特徴とする請求項
1記載の直接型放射線撮像装置の検査方法。2. By irradiating the near infrared ray,
The method for inspecting a direct radiation imaging apparatus according to claim 1, wherein the presence or absence of a pixel defect in the photoelectric conversion element or the photoelectric conversion characteristic of the photoelectric conversion element is inspected.
荷を転送する転送基板に接続され、前記近赤外線を照射
することによって、前記光電変換素子と転送基板との接
続、または、前記転送基板の動作あるいは前記光電変換
素子の動作を確認することを特徴とする請求項1記載の
直接型放射線撮像装置の検査方法。3. The photoelectric conversion element is connected to a transfer substrate that transfers the read charges, and the photoelectric conversion element and the transfer substrate are connected by irradiating the near infrared rays, or the transfer substrate. 2. The method for inspecting a direct radiation image pickup apparatus according to claim 1, wherein the operation of step 1 or the operation of the photoelectric conversion element is confirmed.
該変換された電気信号を読み出すための電圧を印加する
電極層が形成された光電変換素子を有する直接型放射線
撮像装置の検査装置であって、 前記電極層には開口が形成されており、近赤外線を照射
する近赤外線源と、前記電極層に電圧を印加した状態で
前記光電変換素子の画素毎に電気信号を検出するプロー
バーと、前記プローバーで検出された信号に基づいて前
記光電変換素子の検査を行う手段とを備えたことを特徴
とする直接型放射線撮像装置の検査装置。4. A conversion layer for converting radiation into an electric signal,
A direct-type radiation imaging apparatus inspection apparatus having a photoelectric conversion element having an electrode layer for applying a voltage for reading the converted electrical signal, wherein an opening is formed in the electrode layer, A near-infrared source for irradiating infrared rays, a prober for detecting an electric signal for each pixel of the photoelectric conversion element in a state in which a voltage is applied to the electrode layer, and a photoelectric conversion element of the photoelectric conversion element based on the signal detected by the prober. An inspection apparatus for a direct radiation imaging apparatus, comprising: an inspection unit.
ーブとを接続するためのソケットを、さらに有すること
を特徴とする請求項4記載の直接型放射線撮像装置の検
査装置。5. The inspection apparatus for a direct radiation imaging apparatus according to claim 4, further comprising a socket for connecting a pixel electrode of the photoelectric conversion element and the probe.
を固定するための固定板をさらに有することを特徴とす
る請求項4記載の直接型放射線撮像装置の検査装置。6. The inspection apparatus for a direct radiation imaging apparatus according to claim 4, further comprising a fixing plate that transmits near infrared rays and fixes the photoelectric conversion element.
バー駆動手段をさらに有することを特徴とする請求項4
記載の直接型放射線撮像装置の検査装置。7. The prober driving means for moving the prober is further provided.
Inspection device of the direct radiation imaging device described.
を有することを特徴とする請求項5記載の直接型放射線
撮像装置の検査装置。8. The inspection apparatus for a direct radiation imaging apparatus according to claim 5, further comprising a stage for fixing the socket.
供給するための電極を有することを特徴とする請求項6
記載の直接型放射線撮像装置の検査装置。9. The fixing plate has an electrode for supplying power to the photoelectric conversion element.
Inspection device of the direct radiation imaging device described.
絶縁基板上に電荷蓄積用のキャパシターとスイッチング
トランジスタである薄膜トランジスタ(TFT)を形成
したものであり、層構成はクロムなどの金属で形成され
た第1の電極とアモルファス窒化シリコン膜からなる絶
縁層、水素化アモルファスシリコン層(a−Si:H)
からなるTFTのチャネル層、およびキャパシターの誘
電層、および電子電動型のn+水素化アモルファスシリ
コン層(n+a−Si:H)からなるTFTのオーミッ
クコンタクト層と信号線やTFTのソース、ドレイン電
極となるアルミによって形成される第2の電極層、光電
変換素子と電気的、機械的に接続するための第3の電極
からなる転送基板である請求項3記載の直接型放射線撮
像装置。10. The transfer substrate according to claim 3, wherein a capacitor for storing charge and a thin film transistor (TFT) which is a switching transistor are formed on at least an insulating substrate, and the layer structure is formed of metal such as chromium. Insulating layer composed of first electrode and amorphous silicon nitride film, hydrogenated amorphous silicon layer (a-Si: H)
And a channel layer of a TFT made of a capacitor, a dielectric layer of a capacitor, and an ohmic contact layer of a TFT made of an electronically driven n + hydrogenated amorphous silicon layer (n + a-Si: H), and a signal line, a source and a drain of the TFT. The direct-type radiation imaging apparatus according to claim 3, wherein the direct-type radiation imaging apparatus is a transfer substrate including a second electrode layer formed of aluminum as an electrode and a third electrode for electrically and mechanically connecting to a photoelectric conversion element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001237991A JP2003051587A (en) | 2001-08-06 | 2001-08-06 | Method and device for inspecting direct radiation image pickup device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP (1) | JP2003051587A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014044171A (en) * | 2012-08-28 | 2014-03-13 | Hitachi Medical Corp | X-ray detector and x-ray imaging device |
JP2018098238A (en) * | 2016-12-08 | 2018-06-21 | 日本放送協会 | Solid-state image pickup element and method for manufacturing the same |
-
2001
- 2001-08-06 JP JP2001237991A patent/JP2003051587A/en active Pending
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