JP2003294845A - 放射線検出器及び放射線検査装置 - Google Patents
放射線検出器及び放射線検査装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明の目的は、従来の性能を大幅に向上する
高い検出効率を持ち、特に、高速な電子収集を大きな体
積で行う実用的な半導体検出器を提供することにある。 【解決手段】半導体素子に形成されたアノードを多重に
取り囲むグリッドにより、アノードへの誘起電荷信号の
生成を行う空間をアノード近傍に限定しつつ、同時に速
やかな電荷の収集を可能とする。 【効果】グリッドの誘起電荷生成空間の限定効果により
厚い半導体素子でもエネルギー分解能が良く、また、グ
リッドがつくる強い電界の速やかな電荷収集により半導
体全体積が有感体積となり、高放射線検出効率の半導体
放射線検出器を提供することができる。
高い検出効率を持ち、特に、高速な電子収集を大きな体
積で行う実用的な半導体検出器を提供することにある。 【解決手段】半導体素子に形成されたアノードを多重に
取り囲むグリッドにより、アノードへの誘起電荷信号の
生成を行う空間をアノード近傍に限定しつつ、同時に速
やかな電荷の収集を可能とする。 【効果】グリッドの誘起電荷生成空間の限定効果により
厚い半導体素子でもエネルギー分解能が良く、また、グ
リッドがつくる強い電界の速やかな電荷収集により半導
体全体積が有感体積となり、高放射線検出効率の半導体
放射線検出器を提供することができる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、放射線検出器およ
び放射線検査装置に関する。
び放射線検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電離放射線の検出は半導体素子を
用いるものが主流になりつつある。半導体素子によって
放射線は正孔及び電子に変換されるが、半導体素子の表
面にカソード電極及びアノード電極を形成し、それらの
間に電圧を印加することによって正孔及び電子を検出す
る。すなわち、カソード電極及とアノード電極との間に
電界を形成して、正孔及び電子をそれぞれカソード電極
及とアノード電極の方向に移動せしめ、正孔及び電子の
移動に伴ってカソード電極及びアノード電極に誘起され
る電圧を検出するのである。
用いるものが主流になりつつある。半導体素子によって
放射線は正孔及び電子に変換されるが、半導体素子の表
面にカソード電極及びアノード電極を形成し、それらの
間に電圧を印加することによって正孔及び電子を検出す
る。すなわち、カソード電極及とアノード電極との間に
電界を形成して、正孔及び電子をそれぞれカソード電極
及とアノード電極の方向に移動せしめ、正孔及び電子の
移動に伴ってカソード電極及びアノード電極に誘起され
る電圧を検出するのである。
【０００３】ところで、電子及び正孔は半導体母材に固
有の平均寿命を持っているが、特に、正孔は比較的に短
い時間で消滅する傾向がある。ある電極で信号を採ると
きにその周りに定電位を与えた他の電極を設置すると、
その外側での電荷の移動による信号取得電極に対する誘
起電荷を遮蔽することができる。そこで、アノード電極
の近傍に電極を設け、遮蔽電極としアノード電極とカソ
ード電極の中間の電圧を印加する技術が考えつかれた。
この電極は、フリッシュグリッドと呼ばれることが多
い。この電極構造によると、正孔が短い時間に消滅して
も、正孔を比較的に効率よく検出することができる。こ
の技術は、例えば、特開平９−171081号公報，特開２０
００−１２１７３８号公報、或いは、特表平１０−５１
２３７２号公報に記載されている。
有の平均寿命を持っているが、特に、正孔は比較的に短
い時間で消滅する傾向がある。ある電極で信号を採ると
きにその周りに定電位を与えた他の電極を設置すると、
その外側での電荷の移動による信号取得電極に対する誘
起電荷を遮蔽することができる。そこで、アノード電極
の近傍に電極を設け、遮蔽電極としアノード電極とカソ
ード電極の中間の電圧を印加する技術が考えつかれた。
この電極は、フリッシュグリッドと呼ばれることが多
い。この電極構造によると、正孔が短い時間に消滅して
も、正孔を比較的に効率よく検出することができる。こ
の技術は、例えば、特開平９−171081号公報，特開２０
００−１２１７３８号公報、或いは、特表平１０−５１
２３７２号公報に記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の技術では、アノード電極側の面近傍でグリッドの
外側における電解が非常に弱くなる。その領域では、電
子の収集に時間がかかり、信号検出の遅延が免れない、
また、電子の平均寿命距離も短くなるためエネルギー分
解能が低下し、検出効率そのものも低下してしまう。本
発明の目的は、従来の技術よりも、検出精度の向上が可
能な放射線検出器或いはその検出器を用いた放射線検査
装置を提供することにある。
従来の技術では、アノード電極側の面近傍でグリッドの
外側における電解が非常に弱くなる。その領域では、電
子の収集に時間がかかり、信号検出の遅延が免れない、
また、電子の平均寿命距離も短くなるためエネルギー分
解能が低下し、検出効率そのものも低下してしまう。本
発明の目的は、従来の技術よりも、検出精度の向上が可
能な放射線検出器或いはその検出器を用いた放射線検査
装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、カソード電圧以上で且つアノード電圧
以下の電圧が印加されアノード迄の距離がカソードより
も近く設定された第１のグリッドと、第１グリッドに対
して反アノード側に設けられ第１のグリッドより低い電
圧が印加された第２のグリッドを有するように構成し
た。
に、本発明では、カソード電圧以上で且つアノード電圧
以下の電圧が印加されアノード迄の距離がカソードより
も近く設定された第１のグリッドと、第１グリッドに対
して反アノード側に設けられ第１のグリッドより低い電
圧が印加された第２のグリッドを有するように構成し
た。
【０００６】或いは、第１のグリッドと、第１グリッド
との間に電界を形成する第２のグリッドを有するように
構成した。
との間に電界を形成する第２のグリッドを有するように
構成した。
【０００７】或いは、半導体素子の表面にアノードと所
定距離離れて設けられた第１のグリッドと、半導体素子
の表面にアノード側と反対側で第１のグリッドと所定距
離離れて設けられた第２のグリッドを有し、アノードの
電圧は第１のグリッドの電圧以上であり、第１のグリッ
ドの電圧は第２のグリッドの電圧より大きく、第２のグ
リッドの電圧はカソードの電圧よりも大きなように構成
した。
定距離離れて設けられた第１のグリッドと、半導体素子
の表面にアノード側と反対側で第１のグリッドと所定距
離離れて設けられた第２のグリッドを有し、アノードの
電圧は第１のグリッドの電圧以上であり、第１のグリッ
ドの電圧は第２のグリッドの電圧より大きく、第２のグ
リッドの電圧はカソードの電圧よりも大きなように構成
した。
【０００８】或いは、アノードから所定距離離れて半導
体素子に形成されたグリッドを複数有し、複数のグリッ
ドはそれぞれ独立して電圧が印加可能なように構成し
た。
体素子に形成されたグリッドを複数有し、複数のグリッ
ドはそれぞれ独立して電圧が印加可能なように構成し
た。
【０００９】或いは、アノードを２重に囲むグリッドを
それぞれ設け、それぞれの２重のグリッドは互いに独立
して電圧を印加可能であるように構成した。
それぞれ設け、それぞれの２重のグリッドは互いに独立
して電圧を印加可能であるように構成した。
【００１０】或いは、複数のアノードの周りにそれぞれ
グリッドを配し、それぞれのグリッドは同電位を与えら
れるように組合わされて単一的に構成され、且つ、他の
電位の電極と交わることなくアノードを取り囲むように
構成した。
グリッドを配し、それぞれのグリッドは同電位を与えら
れるように組合わされて単一的に構成され、且つ、他の
電位の電極と交わることなくアノードを取り囲むように
構成した。
【００１１】或いは、周状のアノードの内側と外側に互
いに独立して電圧を印加可能なグリッドを設けるように
構成した。
いに独立して電圧を印加可能なグリッドを設けるように
構成した。
【００１２】或いは、半導体素子の所定の面と異なる面
に周状に形成された複数のアノードと、複数のアノード
周囲にそれぞれ設けられたグリッドを有し、それぞれの
アノードの内側と外側に、独立して電圧印加可能で同一
平面内で他の電極と交わることなく単一の電極となるよ
うなグリッドを有するように構成した。
に周状に形成された複数のアノードと、複数のアノード
周囲にそれぞれ設けられたグリッドを有し、それぞれの
アノードの内側と外側に、独立して電圧印加可能で同一
平面内で他の電極と交わることなく単一の電極となるよ
うなグリッドを有するように構成した。
【００１３】或いは、アノードと所定距離離れて半導体
素子に形成されたグリッドを有し、カソード，アノード
及びグリッドは組をなして複数組設けられ、各組におい
てアノード及びカソードから出力される信号は信号読出
回路実装基板へ送られ、複数の検出器内読み出し部と信
号読出回路実装基板の読出部との間をバンプハンダによ
って挟み導通をとるように構成した。
素子に形成されたグリッドを有し、カソード，アノード
及びグリッドは組をなして複数組設けられ、各組におい
てアノード及びカソードから出力される信号は信号読出
回路実装基板へ送られ、複数の検出器内読み出し部と信
号読出回路実装基板の読出部との間をバンプハンダによ
って挟み導通をとるように構成した。
【００１４】或いは、放射線を受けて正孔及び電子を発
生する略円錐あるいは略多角形錐形状の半導体素子と、
半導体素子を複数組合わせ、それぞれの半導体素子の底
面部にカソードを形成すると共に、それぞれの半導体素
子の頂点部にアノードを形成し、さらには、それぞれの
半導体素子のアノードと所定距離離れてグリッドを形成
し、半導体素子は球に近い形状を持つように組合わされ
るように構成した。
生する略円錐あるいは略多角形錐形状の半導体素子と、
半導体素子を複数組合わせ、それぞれの半導体素子の底
面部にカソードを形成すると共に、それぞれの半導体素
子の頂点部にアノードを形成し、さらには、それぞれの
半導体素子のアノードと所定距離離れてグリッドを形成
し、半導体素子は球に近い形状を持つように組合わされ
るように構成した。
【００１５】或いは、本発明では、放射線検出素子は、
放射線を照射することにより電荷を生成する半導体素子
と、その素子に形成されたアノードと、その素子に形成
されたカソードと、アノードの近傍でアノードを多重に
取り囲む前記素子に形成された複数の独立したグリッド
を備える構造を持つ。本発明の電極構造を持つ検出素子
は電界強度分布を適切に設け素子内に生成する電荷を速
やかにかつ効率的に収集可能となり、上課題の検出効率
やエネルギー分解能を大幅に向上する性能を発揮するこ
とができる。
放射線を照射することにより電荷を生成する半導体素子
と、その素子に形成されたアノードと、その素子に形成
されたカソードと、アノードの近傍でアノードを多重に
取り囲む前記素子に形成された複数の独立したグリッド
を備える構造を持つ。本発明の電極構造を持つ検出素子
は電界強度分布を適切に設け素子内に生成する電荷を速
やかにかつ効率的に収集可能となり、上課題の検出効率
やエネルギー分解能を大幅に向上する性能を発揮するこ
とができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細な説明を実施
例を用いて説明する。図１は本発明の多重グリッド検出
器の構成を示す。多重グリッド検出器１０１は人体１０
２内に投与されたラジオアイソトープ１０３または放射
線発生装置１０４から発生する放射線を検出する。ラジ
オアイソトープ１０３は人体内の病巣に集まる化学形を
持ったＦＤＧ（フルオロデオキシグルコース）に含まれ
るＦ−１８やニューロライト（Ｔｃ−９９ｍ−ＥＣＤ）
に含まれるＴｃ−９９ｍなどである。放射線発生装置１
０４はＸ線発生装置などである。多重グリッド検出器１
０１は後段のデータ収集解析装置１０５に接続し、入出
力装置１０６および撮像表示装置１０７などで放射線撮
像装置を構成する。
例を用いて説明する。図１は本発明の多重グリッド検出
器の構成を示す。多重グリッド検出器１０１は人体１０
２内に投与されたラジオアイソトープ１０３または放射
線発生装置１０４から発生する放射線を検出する。ラジ
オアイソトープ１０３は人体内の病巣に集まる化学形を
持ったＦＤＧ（フルオロデオキシグルコース）に含まれ
るＦ−１８やニューロライト（Ｔｃ−９９ｍ−ＥＣＤ）
に含まれるＴｃ−９９ｍなどである。放射線発生装置１
０４はＸ線発生装置などである。多重グリッド検出器１
０１は後段のデータ収集解析装置１０５に接続し、入出
力装置１０６および撮像表示装置１０７などで放射線撮
像装置を構成する。
【００１７】図３は多重グリッド検出器の詳細を示す。
多重グリッド検出器は半導体素子３０１上に複数の電極
を設けて構成する。半導体素子３０１は表面の一部に円
形のアノード３０２およびその周囲に周状の第一グリッ
ド３０３，第二グリッド３０４，第三グリッド３０５を
持つ。第一グリッド３０３（アノード最近傍グリッド）
は半導体素子１上にあり、面内においてアノードの全周
を取り囲んでいる。同じく第二グリッド３０４は第一グ
リッド３０３のまわりを、第三グリッド３０５は第二グ
リッド３０４のまわりを取り囲んでいる。また半導体素
子３０１はアノード３０２とグリッド３０３〜３０５が
ある面の対向面にカソード３０６を持つ。
多重グリッド検出器は半導体素子３０１上に複数の電極
を設けて構成する。半導体素子３０１は表面の一部に円
形のアノード３０２およびその周囲に周状の第一グリッ
ド３０３，第二グリッド３０４，第三グリッド３０５を
持つ。第一グリッド３０３（アノード最近傍グリッド）
は半導体素子１上にあり、面内においてアノードの全周
を取り囲んでいる。同じく第二グリッド３０４は第一グ
リッド３０３のまわりを、第三グリッド３０５は第二グ
リッド３０４のまわりを取り囲んでいる。また半導体素
子３０１はアノード３０２とグリッド３０３〜３０５が
ある面の対向面にカソード３０６を持つ。
【００１８】さて、アノード３０２及びカソード３０６
を平板二電極型として有することにより電離放射線を検
出するものでは、特に光子放射線（Ｘ線，γ線）の検出
においては検出効率を高めるため、アノード３０２から
カソード３０６までの距離を大きくして厚くしなければ
ならない。ところで、電子や正孔は母材の半導体に固有
の平均寿命を持つ。また、電子や正孔は半導体内の電界
の強さに応じた速度を持っており、さらに、電子や正孔
はこの速度と寿命時間の積である距離しか移動できな
い。この移動可能な距離は一般に電子の方が正孔よりも
１０倍程度長い。アノード３０２からカソード３０６ま
での距離を、正孔の移動可能な距離よりも厚くすると、
正孔捕獲現象により正孔がカソードに到達できない可能
性がでてくる。不完全な電荷収集は、検出器のエネルギ
ー分解能を低下させるので、第一グリッド３０３を配置
し、空間の持つ信号出力への寄与率をアノードの近傍に
集中させることで、収集の悪い正孔による誘起電荷を抑
え、収集の良い電子を優先させて信号を得ることができ
る。
を平板二電極型として有することにより電離放射線を検
出するものでは、特に光子放射線（Ｘ線，γ線）の検出
においては検出効率を高めるため、アノード３０２から
カソード３０６までの距離を大きくして厚くしなければ
ならない。ところで、電子や正孔は母材の半導体に固有
の平均寿命を持つ。また、電子や正孔は半導体内の電界
の強さに応じた速度を持っており、さらに、電子や正孔
はこの速度と寿命時間の積である距離しか移動できな
い。この移動可能な距離は一般に電子の方が正孔よりも
１０倍程度長い。アノード３０２からカソード３０６ま
での距離を、正孔の移動可能な距離よりも厚くすると、
正孔捕獲現象により正孔がカソードに到達できない可能
性がでてくる。不完全な電荷収集は、検出器のエネルギ
ー分解能を低下させるので、第一グリッド３０３を配置
し、空間の持つ信号出力への寄与率をアノードの近傍に
集中させることで、収集の悪い正孔による誘起電荷を抑
え、収集の良い電子を優先させて信号を得ることができ
る。
【００１９】図２において、例えば、光子放射線（Ｘ
線，γ線）が半導体素子３０１に入射されると、そのエ
ネルギーに応じた確率で、電離放射線２０４が半導体素
子301内の原子と反応する。それによって、半導体素子
３０１内で電離を起こし電子２０５と正孔２０６を生成
する。電子２０５はアノード３０２に、正孔２０６はカ
ソード３０６に向かって移動しながらアノード３０２に
誘起電荷を発生させていく。この誘起電荷とは検出器内
で放射線との相互作用で発生した電子や正孔群が移動す
るときに各電極に対して誘起される電荷である。アノー
ド３０２で得られる電圧信号は発生した誘起電荷の量に
比例する。アノード３０２の近傍に第一グリッド３０３
を設置することで、電子２０５または正孔２０６が移動
したときにアノード３０２に対して誘起電荷を発生させ
る領域をアノード３０２から第一グリッド３０３までの
狭い部分に集中させることができる。これにより正孔20
6の移動による誘起電荷はアノード２０２に生成されな
い。正孔２０６が正孔捕獲反応によりカソード３０６に
辿り着くまでに失われても電圧信号波高値には影響する
ことがないためアノード３０２−カソード３０６間の距
離が増大し正孔が捕獲される率が高くなってもエネルギ
ー情報を失われない信号が得られる。
線，γ線）が半導体素子３０１に入射されると、そのエ
ネルギーに応じた確率で、電離放射線２０４が半導体素
子301内の原子と反応する。それによって、半導体素子
３０１内で電離を起こし電子２０５と正孔２０６を生成
する。電子２０５はアノード３０２に、正孔２０６はカ
ソード３０６に向かって移動しながらアノード３０２に
誘起電荷を発生させていく。この誘起電荷とは検出器内
で放射線との相互作用で発生した電子や正孔群が移動す
るときに各電極に対して誘起される電荷である。アノー
ド３０２で得られる電圧信号は発生した誘起電荷の量に
比例する。アノード３０２の近傍に第一グリッド３０３
を設置することで、電子２０５または正孔２０６が移動
したときにアノード３０２に対して誘起電荷を発生させ
る領域をアノード３０２から第一グリッド３０３までの
狭い部分に集中させることができる。これにより正孔20
6の移動による誘起電荷はアノード２０２に生成されな
い。正孔２０６が正孔捕獲反応によりカソード３０６に
辿り着くまでに失われても電圧信号波高値には影響する
ことがないためアノード３０２−カソード３０６間の距
離が増大し正孔が捕獲される率が高くなってもエネルギ
ー情報を失われない信号が得られる。
【００２０】さらに、図３を用いて詳細を説明する。位
置はカソード３０６を示し電圧０Ｖ相当である。さら
に、位置は電圧１００Ｖ相当であり、位置は２００
Ｖ相当である。位置からまでは電界強度はほぼ均一
である。しかしながら、位置では電圧３００Ｖ相当と
なり、位置と位置（カソード３０６）迄の距離は比
較的に短いにもかかわらず、電圧３００Ｖ相当から電圧
５００Ｖ相当に急激に上昇している。すなわち、カソー
ド３０６近傍には電界が集中しているのである。
置はカソード３０６を示し電圧０Ｖ相当である。さら
に、位置は電圧１００Ｖ相当であり、位置は２００
Ｖ相当である。位置からまでは電界強度はほぼ均一
である。しかしながら、位置では電圧３００Ｖ相当と
なり、位置と位置（カソード３０６）迄の距離は比
較的に短いにもかかわらず、電圧３００Ｖ相当から電圧
５００Ｖ相当に急激に上昇している。すなわち、カソー
ド３０６近傍には電界が集中しているのである。
【００２１】ここで、位置からまでの電界強度は位
置からまでの電界強度とほぼ等しく（若干位置か
らまでの電界強度の方が強い）、さらに、位置から
迄の電界強度、位置から迄の電界強度、位置か
ら迄の電界強度の順に電界強度が大きくなっている。
特に、電位置から迄の電界強度は他の電界強度と比
較してかなり大きくなっている。
置からまでの電界強度とほぼ等しく（若干位置か
らまでの電界強度の方が強い）、さらに、位置から
迄の電界強度、位置から迄の電界強度、位置か
ら迄の電界強度の順に電界強度が大きくなっている。
特に、電位置から迄の電界強度は他の電界強度と比
較してかなり大きくなっている。
【００２２】また、移動方向を示す矢印Ａ〜Ｅについ
て、電界強度からまでは矢印Ａ〜Ｅについて中心軸
より外側に向かうにしたがって（Ａ→Ｅの方向にしたが
って）、位置から位置までの距離が大きくなってい
ないが、しかしながら、位置から位置の方向に行く
にしたがって、矢印Ａ〜Ｅにより距離のばらつきがちい
さくなっている、すなわち、アノード３０２に近づくに
つれて、集中電界の境界の形状により類似している。
て、電界強度からまでは矢印Ａ〜Ｅについて中心軸
より外側に向かうにしたがって（Ａ→Ｅの方向にしたが
って）、位置から位置までの距離が大きくなってい
ないが、しかしながら、位置から位置の方向に行く
にしたがって、矢印Ａ〜Ｅにより距離のばらつきがちい
さくなっている、すなわち、アノード３０２に近づくに
つれて、集中電界の境界の形状により類似している。
【００２３】位置における等電位線は中心線から側壁
２１０，２１１まで延びているが、位置でもほぼ側壁
に位置する第三グリッド３０５まで延びており、位置
における等電位線は、中心線と側壁の等距離となる線よ
りもさらに側壁側に置かれた第二グリッド３０４まで延
びている。
２１０，２１１まで延びているが、位置でもほぼ側壁
に位置する第三グリッド３０５まで延びており、位置
における等電位線は、中心線と側壁の等距離となる線よ
りもさらに側壁側に置かれた第二グリッド３０４まで延
びている。
【００２４】このことは、例えば、図２における領域イ
のような側壁に近く且つアノード３０２に近い位置で電
子２０５が発生しても、等電位線により電子２０５が
アノード３０２方向に付勢され、さらに、等電位線に
より電子２０５がアノード３０２方向に付勢され続けら
れることとなる。すなわち、電子２０５或いは正孔２０
６が半導体素子３０１のどの位置で発生したとしても、
速やかに、アノード３０２或いはカソード３０６の方向
に付勢されるのである。
のような側壁に近く且つアノード３０２に近い位置で電
子２０５が発生しても、等電位線により電子２０５が
アノード３０２方向に付勢され、さらに、等電位線に
より電子２０５がアノード３０２方向に付勢され続けら
れることとなる。すなわち、電子２０５或いは正孔２０
６が半導体素子３０１のどの位置で発生したとしても、
速やかに、アノード３０２或いはカソード３０６の方向
に付勢されるのである。
【００２５】ここで、図３の付近で、電離放射線２０
４によって、電子２０５と正孔206を生成したとする
と、正孔２０６はカソード３０６に向かい、単位距離進
むと電界強度に応じた信号強度をカソード３０６に誘起
する。一方、同様に、電子205はアノード３０２に向か
い、アノード３０２に所定の信号を誘起する。この信号
は空間の持つ信号出力への寄与率に応じて出力される。
すなわち、図３に示されるような、信号出力がカソード
３０６及びアノード３０２に誘起されることとなる。
４によって、電子２０５と正孔206を生成したとする
と、正孔２０６はカソード３０６に向かい、単位距離進
むと電界強度に応じた信号強度をカソード３０６に誘起
する。一方、同様に、電子205はアノード３０２に向か
い、アノード３０２に所定の信号を誘起する。この信号
は空間の持つ信号出力への寄与率に応じて出力される。
すなわち、図３に示されるような、信号出力がカソード
３０６及びアノード３０２に誘起されることとなる。
【００２６】ところで、電子２０５は消滅までの時間が
比較的に長く、半導体素子３０１の何れの位置で生成さ
れても、ほとんどの電子２０５がアノード３０２に到達
する。一方、正孔２０６は消滅までの時間が短く、短い
距離進むのみで、消滅してしまう。そこで、アノード３
０２から第１グリッド３０３より遠い空間を移動する正
孔による信号がアノード３０２に出力しないようにす
る。
比較的に長く、半導体素子３０１の何れの位置で生成さ
れても、ほとんどの電子２０５がアノード３０２に到達
する。一方、正孔２０６は消滅までの時間が短く、短い
距離進むのみで、消滅してしまう。そこで、アノード３
０２から第１グリッド３０３より遠い空間を移動する正
孔による信号がアノード３０２に出力しないようにす
る。
【００２７】ある電極で信号を採るときにその周りに定
電位を与えた他の電極を設置すると、その外側での電荷
の移動による信号取得電極に対する誘起電荷を遮蔽する
ことができる。
電位を与えた他の電極を設置すると、その外側での電荷
の移動による信号取得電極に対する誘起電荷を遮蔽する
ことができる。
【００２８】例えば、位置のように、正孔２０６がカ
ソード３０６近くで発生すると、正孔２０６がカソード
３０６方向に移動するにつれてアノード３０２に誘起す
る信号強度は小さい。そのため、それらは全体の信号強
度に大きな影響を与えることがないので、出力信号の不
安定さを小さくできる。なお、アノード３０６と前記第
一グリッド３０３との距離は、半導体素子に依存する電
子の平均消滅距離程度よりも短いこととするのが望まし
い。
ソード３０６近くで発生すると、正孔２０６がカソード
３０６方向に移動するにつれてアノード３０２に誘起す
る信号強度は小さい。そのため、それらは全体の信号強
度に大きな影響を与えることがないので、出力信号の不
安定さを小さくできる。なお、アノード３０６と前記第
一グリッド３０３との距離は、半導体素子に依存する電
子の平均消滅距離程度よりも短いこととするのが望まし
い。
【００２９】したがって、第一グリッド３０３に任意の
バイアスを与えることで第一グリッド３０３はアノード
３０２に対して誘起電荷を生成できる領域を狭める働き
を持つ。これにより正孔はほぼアノード３０２に誘起電
荷を生成せず、正孔捕獲によるエネルギー分解能の低下
を抑えることが可能となる。また第一グリッド３０３に
アノード３０２より低いバイアス，第二グリッド３０４
に第一グリッド３０３より低いバイアス，第三グリッド
３０５に第二グリッド３０４より低いバイアスを順次か
けていくことで第一グリッド３０３から第三グリッド３
０５は半導体素子３０１内部全域にわたり電界を強め、
電荷の速やかな収集をなす働きを持つ。従来型Frisch G
rid 検出器ではアノード３０２付近から若干でも遠くな
る電界が非常に弱くなっていたが、多重グリッドにより
ほぼ半導体素子全域を有感体積とできるため検出効率が
高くなる。
バイアスを与えることで第一グリッド３０３はアノード
３０２に対して誘起電荷を生成できる領域を狭める働き
を持つ。これにより正孔はほぼアノード３０２に誘起電
荷を生成せず、正孔捕獲によるエネルギー分解能の低下
を抑えることが可能となる。また第一グリッド３０３に
アノード３０２より低いバイアス，第二グリッド３０４
に第一グリッド３０３より低いバイアス，第三グリッド
３０５に第二グリッド３０４より低いバイアスを順次か
けていくことで第一グリッド３０３から第三グリッド３
０５は半導体素子３０１内部全域にわたり電界を強め、
電荷の速やかな収集をなす働きを持つ。従来型Frisch G
rid 検出器ではアノード３０２付近から若干でも遠くな
る電界が非常に弱くなっていたが、多重グリッドにより
ほぼ半導体素子全域を有感体積とできるため検出効率が
高くなる。
【００３０】これは１８０度対向の同時計測を行い検出
効率が片側の検出器の検出効率の二乗で決定するＰＥＴ
（ポジトロンエミッショントモグラフィ）においては検
出効率向上の点で重要な役割を果たす。従来の検出器の
効率が５％程度（５×５×５mm3 ＣｄＴｅ素子）に対し
本発明の素子は２０％程度に向上する。これをＰＥＴに
採用したときの効率に換算すると０.２５％対４％ と約
１６倍の効率向上となることが分かる。
効率が片側の検出器の検出効率の二乗で決定するＰＥＴ
（ポジトロンエミッショントモグラフィ）においては検
出効率向上の点で重要な役割を果たす。従来の検出器の
効率が５％程度（５×５×５mm3 ＣｄＴｅ素子）に対し
本発明の素子は２０％程度に向上する。これをＰＥＴに
採用したときの効率に換算すると０.２５％対４％ と約
１６倍の効率向上となることが分かる。
【００３１】また放射線と半導体素子との反応から信号
生成終了までの時間が短くなり、半導体素子内の反応位
置の差による信号生成にかかる時間の差が小さくなる。
これもＰＥＴにおいて高速の同時計測を行う上で同時計
測時間分解能の向上に大きく寄与する。これにより従来
検出器で同時時間分解能が１６ｎｓに対し１０ｎｓ以下
の性能を維持する効果を発揮する。
生成終了までの時間が短くなり、半導体素子内の反応位
置の差による信号生成にかかる時間の差が小さくなる。
これもＰＥＴにおいて高速の同時計測を行う上で同時計
測時間分解能の向上に大きく寄与する。これにより従来
検出器で同時時間分解能が１６ｎｓに対し１０ｎｓ以下
の性能を維持する効果を発揮する。
【００３２】多重グリッドの数は３本に限らず２本でも
１０本でもよい。またバイアスのかけ方も自由であり、
図３と同様の形状を持つ電極において図内第一グリッド
303をアノードとして用い、図内アノード３０２と第二
グリッド３０４を最近傍のグリッドとすることも可能で
ある。このときにはアノードのまわりの電界が強い部分
は更に広範囲となり、半導体素子３０１内での反応位置
による信号の時間依存性が更に小さくなる。
１０本でもよい。またバイアスのかけ方も自由であり、
図３と同様の形状を持つ電極において図内第一グリッド
303をアノードとして用い、図内アノード３０２と第二
グリッド３０４を最近傍のグリッドとすることも可能で
ある。このときにはアノードのまわりの電界が強い部分
は更に広範囲となり、半導体素子３０１内での反応位置
による信号の時間依存性が更に小さくなる。
【００３３】なお、アノード３０２と第１グリッド３０
３との電位差を大きくしすぎないことにより、アノード
３０２と第１グリッド３０３との間のリーク電流を減ら
すことができる。リーク電流低減はＳ／Ｎの改善につな
がり検出器のエネルギー分解能を向上させる。
３との電位差を大きくしすぎないことにより、アノード
３０２と第１グリッド３０３との間のリーク電流を減ら
すことができる。リーク電流低減はＳ／Ｎの改善につな
がり検出器のエネルギー分解能を向上させる。
【００３４】つぎに、図４を用いて、半導体素子３０１
における変形例を説明する。なお、図５で、さらに別の
変形例を説明するが、何れの例においても、以下の説明
において、図３の半導体素子３０１に代替して用いるこ
とができる。
における変形例を説明する。なお、図５で、さらに別の
変形例を説明するが、何れの例においても、以下の説明
において、図３の半導体素子３０１に代替して用いるこ
とができる。
【００３５】図４において、第二グリッド３０４に２０
０Ｖの電圧を印加し、また、第三グリッド３０５に１０
０Ｖの電圧を印加する。すなわち、図２及び図３に示す
実施例と比較して、第二グリッド３０４に印加する電圧
及び第三グリッド３０５に印加する電圧を低くする。な
お、他の部分は図２及び図３に示す実施例と同様である
ので説明を省略する。ここで、太線は図４にかかる実施
例による電気力線であり、一点斜線は図２及び図３にか
かる実施例による電気力線を示している。
０Ｖの電圧を印加し、また、第三グリッド３０５に１０
０Ｖの電圧を印加する。すなわち、図２及び図３に示す
実施例と比較して、第二グリッド３０４に印加する電圧
及び第三グリッド３０５に印加する電圧を低くする。な
お、他の部分は図２及び図３に示す実施例と同様である
ので説明を省略する。ここで、太線は図４にかかる実施
例による電気力線であり、一点斜線は図２及び図３にか
かる実施例による電気力線を示している。
【００３６】このように、第二グリッド３０４に印加す
る電圧及び第三グリッド３０５に印加する電圧を低くす
ると、半導体素子の中心軸では、上記実施例と比較し
て、電界強度がほぼ同じであるが、しかしながら、中心
軸から半導体素子３０１の側壁側に向かうに従って、徐
々に、電気力線は側壁２１０，２１１と反対側に逸れて
くる。すなわち、上記実施例と比較して、側壁側で電子
２０５をアノード３０２に加速する力が小さく、そのた
め、電子２０５の収集率が小さくなる。
る電圧及び第三グリッド３０５に印加する電圧を低くす
ると、半導体素子の中心軸では、上記実施例と比較し
て、電界強度がほぼ同じであるが、しかしながら、中心
軸から半導体素子３０１の側壁側に向かうに従って、徐
々に、電気力線は側壁２１０，２１１と反対側に逸れて
くる。すなわち、上記実施例と比較して、側壁側で電子
２０５をアノード３０２に加速する力が小さく、そのた
め、電子２０５の収集率が小さくなる。
【００３７】つぎに、さらに別の実施例について図５を
用いて説明する。第二グリッド304に印加する電圧及び
第三グリッド３０５に印加する電圧は、図２及び図３の
例と同じである。図２及び図３の例では、アノード３０
２と第一グリッド３０３の距離，第一グリッド３０３と
第二グリッド３０４の距離，第二グリッド３０４の距離
と第三グリッド３０５の距離がほぼ同じに設定されてい
る。図５の例では、アノード３０２と第一グリッド３０
３の距離，第一グリッド３０３と第二グリッド３０４の
距離，第二グリッド３０４の距離と第三グリッド３０５
の距離が順に大きくなるように設定してる。
用いて説明する。第二グリッド304に印加する電圧及び
第三グリッド３０５に印加する電圧は、図２及び図３の
例と同じである。図２及び図３の例では、アノード３０
２と第一グリッド３０３の距離，第一グリッド３０３と
第二グリッド３０４の距離，第二グリッド３０４の距離
と第三グリッド３０５の距離がほぼ同じに設定されてい
る。図５の例では、アノード３０２と第一グリッド３０
３の距離，第一グリッド３０３と第二グリッド３０４の
距離，第二グリッド３０４の距離と第三グリッド３０５
の距離が順に大きくなるように設定してる。
【００３８】このようにそれぞれの距離を設定すると、
アノード３０２を中心として電子２０５を収集するため
の電界が、図２及び図３に示す実施例と比較して、強く
なる。
アノード３０２を中心として電子２０５を収集するため
の電界が、図２及び図３に示す実施例と比較して、強く
なる。
【００３９】図６は単一の半導体素子４０１上に電極の
みを二次元アレイ状に配置した検出器を示す。アノード
４０２を二次元アレイ状に配置し、半導体素子４０１の
面上においてそれぞれのアノード４０２のまわりを第一
グリッド４０３で囲み、第一グリッド４０３のまわりを
第二グリッド４０４で囲み、第二グリッド４０４のまわ
りを第三グリッド４０５で囲んでいる。半導体素子４０
１はアノード４０２や第一グリッド４０３，第二グリッ
ド４０４，第三グリッド４０５がある面と対向する面の
全面にカソード４０６を持つ。半導体素子４０１に電離
放射線が入射した場合、電離により発生した電子は最も
近いアノード４０２に向かうため、各アノード４０２を
ピクセルと見なした位置情報を得ることが可能となる。
すべてのアノード４０２は第一グリッド４０３に囲まれ
ておりその外を電子が移動したときのアノード４０２に
誘導電荷の発生は非常に小さいため、位置情報のクロス
トークは単にアノードだけを分割して半導体素子上に並
べた検出器に比べて非常に小さく抑えられる。つまり二
次元イメージデータを収集する検出器では各ピクセル毎
に明確に分離した情報が得られ、鮮明な画像が得られる
ことになる。これらは医療用の撮像装置（ガンマカメ
ラ，ＳＰＥＣＴ：シングルフォトンエミッションＣＴ
等）を含む。
みを二次元アレイ状に配置した検出器を示す。アノード
４０２を二次元アレイ状に配置し、半導体素子４０１の
面上においてそれぞれのアノード４０２のまわりを第一
グリッド４０３で囲み、第一グリッド４０３のまわりを
第二グリッド４０４で囲み、第二グリッド４０４のまわ
りを第三グリッド４０５で囲んでいる。半導体素子４０
１はアノード４０２や第一グリッド４０３，第二グリッ
ド４０４，第三グリッド４０５がある面と対向する面の
全面にカソード４０６を持つ。半導体素子４０１に電離
放射線が入射した場合、電離により発生した電子は最も
近いアノード４０２に向かうため、各アノード４０２を
ピクセルと見なした位置情報を得ることが可能となる。
すべてのアノード４０２は第一グリッド４０３に囲まれ
ておりその外を電子が移動したときのアノード４０２に
誘導電荷の発生は非常に小さいため、位置情報のクロス
トークは単にアノードだけを分割して半導体素子上に並
べた検出器に比べて非常に小さく抑えられる。つまり二
次元イメージデータを収集する検出器では各ピクセル毎
に明確に分離した情報が得られ、鮮明な画像が得られる
ことになる。これらは医療用の撮像装置（ガンマカメ
ラ，ＳＰＥＣＴ：シングルフォトンエミッションＣＴ
等）を含む。
【００４０】図３における検出器を単純に並べるだけで
も図４とほぼ同様の構造を実現できるが、図６の方式は
一つの平板型の半導体結晶上へ電極を印刷する工程だけ
で実現できる。２００×２００ピクセルの検出器を考え
れば４万個にわたる組立て行程がなくなり、約１／１０
以上のコスト低減につながる。
も図４とほぼ同様の構造を実現できるが、図６の方式は
一つの平板型の半導体結晶上へ電極を印刷する工程だけ
で実現できる。２００×２００ピクセルの検出器を考え
れば４万個にわたる組立て行程がなくなり、約１／１０
以上のコスト低減につながる。
【００４１】図７は図６の多重グリッド型放射線検出器
と信号読出回路実装基板との接続方法を示す。半導体素
子５０１はある面上にアノード５０２，第一グリッド５
０３，第二グリッド５０４，第三グリッド一括接続部５
０５を持ち、アノードの対向面にはカソード５０６を持
つ。信号読出回路実装基板５０７はアノード読み出し部
５０８と第一グリッドバイアス部５０９，第二グリッド
バイアス部５１０，第三グリッド一括バイアス部５１１
を持つ。
と信号読出回路実装基板との接続方法を示す。半導体素
子５０１はある面上にアノード５０２，第一グリッド５
０３，第二グリッド５０４，第三グリッド一括接続部５
０５を持ち、アノードの対向面にはカソード５０６を持
つ。信号読出回路実装基板５０７はアノード読み出し部
５０８と第一グリッドバイアス部５０９，第二グリッド
バイアス部５１０，第三グリッド一括バイアス部５１１
を持つ。
【００４２】導通部にはバンプ素子（バンプハンダ）５
１２を間に挟み、半導体素子５０１と信号読出回路実装
基板５０７の間に温度と圧力をかけるなどの方法で平板
上の信号読出部や電極印加部の導通をとる。この構造に
よってアノード５０２は個別にアノード読出部５０８に
接続され、それぞれバイアスを与えられると同時に誘起
電荷量を電圧信号として読み出しが行われる。第一グリ
ッド５０３，第二グリッド５０４はそれぞれ第一グリッ
ドバイアス部５０９，第二グリッドバイアス部５１０と
個別に接続され電位を与えられる。第三グリッド５０５
は単一の電極となっているため代表して第三グリッド一
括接続部５０７とした部分に対し、第三グリッド一括バ
イアス部５１１から電位を与える。カソード５０６には
別途電位を与える。
１２を間に挟み、半導体素子５０１と信号読出回路実装
基板５０７の間に温度と圧力をかけるなどの方法で平板
上の信号読出部や電極印加部の導通をとる。この構造に
よってアノード５０２は個別にアノード読出部５０８に
接続され、それぞれバイアスを与えられると同時に誘起
電荷量を電圧信号として読み出しが行われる。第一グリ
ッド５０３，第二グリッド５０４はそれぞれ第一グリッ
ドバイアス部５０９，第二グリッドバイアス部５１０と
個別に接続され電位を与えられる。第三グリッド５０５
は単一の電極となっているため代表して第三グリッド一
括接続部５０７とした部分に対し、第三グリッド一括バ
イアス部５１１から電位を与える。カソード５０６には
別途電位を与える。
【００４３】この方法ではピクセル（アノード５０２〜
グリッド５０５のセット）ごとに異なる電位を与えるこ
とが可能である。例えばピクセルごとの感度の均質化を
図るために平面最辺部のピクセルのみに適した電位を与
えることが可能となる。
グリッド５０５のセット）ごとに異なる電位を与えるこ
とが可能である。例えばピクセルごとの感度の均質化を
図るために平面最辺部のピクセルのみに適した電位を与
えることが可能となる。
【００４４】図８は全グリッドの一括読み出しが可能な
検出器を示す。半導体素子６０１上にアノード６０２を
二次元アレイ状に配置する。図４での第一グリッド４０
３を全てつなぎひとつの電極としたものを一括第一グリ
ッド６０３とする。この一括第一グリッド６０３はまず
列ごとにつないだものを根元でさらにつないだ形状をし
ている。一括第二グリッド６０４は一括第一グリッド６
０３に触れることなく最も効率的には一筆書きの形状で
全ピクセルを取り囲む形状をしている。一括第三グリッ
ド６０５はアノード６０２から見て一括第二グリッド６
０４の外側の面の残りの部分を埋める形状をしている。
アノードと対向する面はカソード６０６を持つ。
検出器を示す。半導体素子６０１上にアノード６０２を
二次元アレイ状に配置する。図４での第一グリッド４０
３を全てつなぎひとつの電極としたものを一括第一グリ
ッド６０３とする。この一括第一グリッド６０３はまず
列ごとにつないだものを根元でさらにつないだ形状をし
ている。一括第二グリッド６０４は一括第一グリッド６
０３に触れることなく最も効率的には一筆書きの形状で
全ピクセルを取り囲む形状をしている。一括第三グリッ
ド６０５はアノード６０２から見て一括第二グリッド６
０４の外側の面の残りの部分を埋める形状をしている。
アノードと対向する面はカソード６０６を持つ。
【００４５】一括第二グリッド６０４と同様の形状のグ
リッドを一括第二グリッド６０４の隣に任意に追加する
ことで、図８の方式の電極構造においてもグリッドの本
数に制限はないことがわかる。
リッドを一括第二グリッド６０４の隣に任意に追加する
ことで、図８の方式の電極構造においてもグリッドの本
数に制限はないことがわかる。
【００４６】図９は図８の多重グリッド検出器に対する
電位を与え信号を読み出すための実装の方法を示す。
電位を与え信号を読み出すための実装の方法を示す。
【００４７】半導体素子７０１は或る面上にアノード７
０２，一括第一グリッド７０３，一括第二グリッド７０
４，一括第三グリッド７０５，対向面にはカソード７０
６を持つ。実装基板７０７はアノード読み出し部７０８
と一括第一グリッドバイアス部７０９，一括第二グリッ
ドバイアス部７１０，一括第三グリッド一括バイアス部
７１１を持つ。バンプ素子７１２を用いて電極と基板の
接続を行う。
０２，一括第一グリッド７０３，一括第二グリッド７０
４，一括第三グリッド７０５，対向面にはカソード７０
６を持つ。実装基板７０７はアノード読み出し部７０８
と一括第一グリッドバイアス部７０９，一括第二グリッ
ドバイアス部７１０，一括第三グリッド一括バイアス部
７１１を持つ。バンプ素子７１２を用いて電極と基板の
接続を行う。
【００４８】アノード７０２は個別にアノード読出部７
０８に接続され、それぞれバイアスを与えられると同時
に誘起電荷量を電圧信号とする読み出しが行われる。一
括第一グリッド７０３，一括第二グリッド７０４，一括
第三グリッド７０５はそれぞれ一括第一グリッドバイア
ス部７０９，一括第二グリッドバイアス部７１０，一括
第三バイアス部７１１と接続され個別に電位を与えられ
る。カソード７０６には別途電位を与える。
０８に接続され、それぞれバイアスを与えられると同時
に誘起電荷量を電圧信号とする読み出しが行われる。一
括第一グリッド７０３，一括第二グリッド７０４，一括
第三グリッド７０５はそれぞれ一括第一グリッドバイア
ス部７０９，一括第二グリッドバイアス部７１０，一括
第三バイアス部７１１と接続され個別に電位を与えられ
る。カソード７０６には別途電位を与える。
【００４９】接続数バンプ数の実例としては２００×２
００ピクセルでグリッド数が３の場合、接続数は図４で
は２００2×３＋１＝１２０００１だが、図７では２０
０2＋３＝４０００３と約１／３となる。グリッド数
や、特にピクセル数が増大したときにこの差は更に大き
くなる。アノード７０２は位置情報を取るために個別に
読み出すことが必要であり、その他の電極のみ一括して
電位を与える図９での接続バンプ数は無駄のない最適数
の接続方法である。その実装コストは接続バンプ数の低
減率に直接比例する。上記の例では約１／３となる。
００ピクセルでグリッド数が３の場合、接続数は図４で
は２００2×３＋１＝１２０００１だが、図７では２０
０2＋３＝４０００３と約１／３となる。グリッド数
や、特にピクセル数が増大したときにこの差は更に大き
くなる。アノード７０２は位置情報を取るために個別に
読み出すことが必要であり、その他の電極のみ一括して
電位を与える図９での接続バンプ数は無駄のない最適数
の接続方法である。その実装コストは接続バンプ数の低
減率に直接比例する。上記の例では約１／３となる。
【００５０】図１０は図３での第一グリッドをアノード
として使用する方法における一括グリッド接続用電極構
造を示す。電極構造は半導体素子８０１上に複数のＣ字
状アノード８０２と、Ｃ字状アノード８０２に触れずに
アノード８０２の近傍全てを埋め尽くす第一グリッド８
０３と、第一グリッド８０３のまわりを埋め尽くす第二
グリッド８０４からなる。このときもアノードのまわり
の電界が強い部分は広範囲となり、半導体素子８０１内
での反応位置による信号の時間依存性が小さくなると共
に検出効率の向上も図れる。
として使用する方法における一括グリッド接続用電極構
造を示す。電極構造は半導体素子８０１上に複数のＣ字
状アノード８０２と、Ｃ字状アノード８０２に触れずに
アノード８０２の近傍全てを埋め尽くす第一グリッド８
０３と、第一グリッド８０３のまわりを埋め尽くす第二
グリッド８０４からなる。このときもアノードのまわり
の電界が強い部分は広範囲となり、半導体素子８０１内
での反応位置による信号の時間依存性が小さくなると共
に検出効率の向上も図れる。
【００５１】図１１は図３の変形例として任意延長カソ
ード部を持つ多重グリッド放射線検出器を示す。半導体
素子９０１上に形成されたアノード９０２のまわりを第
一グリッド９０３が取り囲み、そのまわりを第二グリッ
ド９０４が、更にそのまわりを第三グリッド９０５が取
り囲んでいる。
ード部を持つ多重グリッド放射線検出器を示す。半導体
素子９０１上に形成されたアノード９０２のまわりを第
一グリッド９０３が取り囲み、そのまわりを第二グリッ
ド９０４が、更にそのまわりを第三グリッド９０５が取
り囲んでいる。
【００５２】図１０は任意延長カソード部を持つ多重グ
リッド放射線検出器の側面図を示す。半導体素子１００
１上に形成されたアノードおよびグリッド群の存在する
面１００２とそれに対向する面に形成されたカソード１
００３との間に任意延長カソード１００４，１００５，
１００６，１００７，１００８が存在する。
リッド放射線検出器の側面図を示す。半導体素子１００
１上に形成されたアノードおよびグリッド群の存在する
面１００２とそれに対向する面に形成されたカソード１
００３との間に任意延長カソード１００４，１００５，
１００６，１００７，１００８が存在する。
【００５３】図１３は任意延長カソード部を持つ多重グ
リッド放射線検出器の全体図を示す。半導体素子１１０
１は上面にアノード１１０２とそれを取り囲むグリッド
群１１０３を持つ。底面にはほぼ全面を占めるカソード
１１０４と、底面の一部には任意延長カソード接続部１
１０５が存在する。側面を一周する帯状の第一任意延長
カソード１１０６，第二任意延長カソード１１０７，第
三任意延長カソード１１０８，第四任意延長カソード１
１０９，第五任意延長カソード１１１０は底面の任意延
長カソード接続部１１０５に続く線状の導通部を持つ。
この延長カソード部に実際に電位を与えるかどうかを任
意に選ぶことで、単一の半導体素子において側面カソー
ド長さを調節することができる。放射線が上面近くでし
か反応しないときは上の方まで任意延長カソードを用い
るなど、入射する放射線の線質・エネルギーにより異な
る反応の深さに対応した見かけ上の厚さを持った検出器
として用いることができる。
リッド放射線検出器の全体図を示す。半導体素子１１０
１は上面にアノード１１０２とそれを取り囲むグリッド
群１１０３を持つ。底面にはほぼ全面を占めるカソード
１１０４と、底面の一部には任意延長カソード接続部１
１０５が存在する。側面を一周する帯状の第一任意延長
カソード１１０６，第二任意延長カソード１１０７，第
三任意延長カソード１１０８，第四任意延長カソード１
１０９，第五任意延長カソード１１１０は底面の任意延
長カソード接続部１１０５に続く線状の導通部を持つ。
この延長カソード部に実際に電位を与えるかどうかを任
意に選ぶことで、単一の半導体素子において側面カソー
ド長さを調節することができる。放射線が上面近くでし
か反応しないときは上の方まで任意延長カソードを用い
るなど、入射する放射線の線質・エネルギーにより異な
る反応の深さに対応した見かけ上の厚さを持った検出器
として用いることができる。
【００５４】図１４は図１１変形例の実装方法である。
半導体素子１２０１上に形成された各電極から、読出用
基板１２０２上につくられたアノード読出パッド１２０
３，第一グリッド読出パッド１２０４，第二グリッド読
出パッド１２０５，第三グリッド読出パッド１２０６に
向けてボンディングで導通をとる。
半導体素子１２０１上に形成された各電極から、読出用
基板１２０２上につくられたアノード読出パッド１２０
３，第一グリッド読出パッド１２０４，第二グリッド読
出パッド１２０５，第三グリッド読出パッド１２０６に
向けてボンディングで導通をとる。
【００５５】また読出基板１２０２上に半導体素子１２
０１底面の図１３任意延長カソード接続部１１０５と重
なる部分に、第一任意延長カソード読出パッド１２０７
から第五任意延長カソード読出パッド１２１１につなが
る各線をつなぐことで半導体素子１２０１からの各任意
延長カソードの接続を容易にしている。これら全てを検
出器シャーシ１２１２にハウジングする。
０１底面の図１３任意延長カソード接続部１１０５と重
なる部分に、第一任意延長カソード読出パッド１２０７
から第五任意延長カソード読出パッド１２１１につなが
る各線をつなぐことで半導体素子１２０１からの各任意
延長カソードの接続を容易にしている。これら全てを検
出器シャーシ１２１２にハウジングする。
【００５６】図１５は任意延長カソード部を持つ多重グ
リッド放射線検出器１３０１の構成を示す。検出器１３
０１は自身に対する印加電圧回路１３０２（図内スイッ
チ部省略）とカソードスイッチング回路１３０３を持
つ。制御回路１３０４はアノード以外の電極に定電位を
与えて使用するための選択制御を行う。
リッド放射線検出器１３０１の構成を示す。検出器１３
０１は自身に対する印加電圧回路１３０２（図内スイッ
チ部省略）とカソードスイッチング回路１３０３を持
つ。制御回路１３０４はアノード以外の電極に定電位を
与えて使用するための選択制御を行う。
【００５７】制御回路１３０４はアノードおよびグリッ
ド群に対する電位自体も制御できる。印加電圧回路１３
０２より続くアノードのラインは前置増幅器１３０５，
計測回路１３０６を経てデータ収集装置１３０７につな
がる。データ収集装置1307は制御回路１３０５も統括し
ている。表示装置１３０８はデータ収集装置１３０７に
接続される。
ド群に対する電位自体も制御できる。印加電圧回路１３
０２より続くアノードのラインは前置増幅器１３０５，
計測回路１３０６を経てデータ収集装置１３０７につな
がる。データ収集装置1307は制御回路１３０５も統括し
ている。表示装置１３０８はデータ収集装置１３０７に
接続される。
【００５８】また本実施例で任意延長カソードとしてい
る部分についてはグラウンド電位のみならず自由な電位
を与えることも可能である。
る部分についてはグラウンド電位のみならず自由な電位
を与えることも可能である。
【００５９】図１６は本発明の変形例である全天方向検
出器の要素となる六角錐多重グリッド検出器を示す。六
角錐型半導体素子１４０１の頂点部分を底面と水平に切
り取りアノード１４０２を形成する。アノード１４０２
に近い側面を周状に第一グリッド１４０３で取り囲み、
第一グリッド１４０３を第二グリッド１４０４で更に取
り囲む。底面にはカソード１４０５を形成する。原理的
には図３と等しく、第一グリッド１４０３によってアノ
ード１４０２に対する誘起電荷生成領域をアノード近傍
に限定し、なおかつグリッド群によって速やかな電子の
収集を行う検出器である。このグリッド数も数に制限は
ない。
出器の要素となる六角錐多重グリッド検出器を示す。六
角錐型半導体素子１４０１の頂点部分を底面と水平に切
り取りアノード１４０２を形成する。アノード１４０２
に近い側面を周状に第一グリッド１４０３で取り囲み、
第一グリッド１４０３を第二グリッド１４０４で更に取
り囲む。底面にはカソード１４０５を形成する。原理的
には図３と等しく、第一グリッド１４０３によってアノ
ード１４０２に対する誘起電荷生成領域をアノード近傍
に限定し、なおかつグリッド群によって速やかな電子の
収集を行う検出器である。このグリッド数も数に制限は
ない。
【００６０】図１７は全天方向検出器の要素となる五角
錐多重グリッド放射線検出器を示す。図１６と同様に五
角錐型半導体素子１５０１の頂点部分を底面と水平に切
り取りアノード１５０２を形成する。アノード１５０２
に近い側面を周状に第一グリッド１５０３で取り囲み、
第一グリッド１５０３を第二グリッド１５０４で更に取
り囲む。底面にはカソード１５０５を形成する。
錐多重グリッド放射線検出器を示す。図１６と同様に五
角錐型半導体素子１５０１の頂点部分を底面と水平に切
り取りアノード１５０２を形成する。アノード１５０２
に近い側面を周状に第一グリッド１５０３で取り囲み、
第一グリッド１５０３を第二グリッド１５０４で更に取
り囲む。底面にはカソード１５０５を形成する。
【００６１】図１８は全天方向検出器内部の構成を示
す。各半導体素子１６０１はアノード１６０２，第一グ
リッド１６０３，第二グリッド１６０４，カソード１６
０５を持つ。球の半径の一部を成す辺上で五角錐と六角
錐のグリッドの位置を合わせておけば、半導体素子１６
０１の持つ第一グリッド１６０３および第二グリッド１
６０４は隣接する半導体素子１６０１の持つそれぞれと
接するため、全半導体素子１６０１のグリッドに対して
一括して電位を与えることが容易に可能となる。五角錐
と六角錐をサッカーボール状に組み合わせることで球に
近い形状を持ち、まったく隙間のない検出器を形成でき
る。
す。各半導体素子１６０１はアノード１６０２，第一グ
リッド１６０３，第二グリッド１６０４，カソード１６
０５を持つ。球の半径の一部を成す辺上で五角錐と六角
錐のグリッドの位置を合わせておけば、半導体素子１６
０１の持つ第一グリッド１６０３および第二グリッド１
６０４は隣接する半導体素子１６０１の持つそれぞれと
接するため、全半導体素子１６０１のグリッドに対して
一括して電位を与えることが容易に可能となる。五角錐
と六角錐をサッカーボール状に組み合わせることで球に
近い形状を持ち、まったく隙間のない検出器を形成でき
る。
【００６２】図１９は４π方向検出素子の構成を示す。
各半導体素子１７０１はアノード１７０２，第一グリッ
ド１７０３，第二グリッド１７０４，カソード１７０５
を持つ。検出器後段の回路は図１と同様であり、図示は
していない。全アノードをまとめて単一の後段回路で読
み出せば無指向性の４π検出器となり、アノードを個別
に読み出せば角度情報の得られる検出器となる。半円を
成す分の角錐を組合わせれば２π型の検出器となり、そ
の他にも必要に応じた立体角に対する検出器とすること
ができる。以上の如く、本変形例はほぼ４π方向に対
し、アノード１７０２を一括で読み出せば無指向性検出
器となり、アノード１７０２を個別に読み出せば指向性
のある立体角分解能を持った検出器を任意に製作するこ
とができる。
各半導体素子１７０１はアノード１７０２，第一グリッ
ド１７０３，第二グリッド１７０４，カソード１７０５
を持つ。検出器後段の回路は図１と同様であり、図示は
していない。全アノードをまとめて単一の後段回路で読
み出せば無指向性の４π検出器となり、アノードを個別
に読み出せば角度情報の得られる検出器となる。半円を
成す分の角錐を組合わせれば２π型の検出器となり、そ
の他にも必要に応じた立体角に対する検出器とすること
ができる。以上の如く、本変形例はほぼ４π方向に対
し、アノード１７０２を一括で読み出せば無指向性検出
器となり、アノード１７０２を個別に読み出せば指向性
のある立体角分解能を持った検出器を任意に製作するこ
とができる。
【００６３】球面を完全に埋め尽くさないでも、高さに
対して小さな底面を持つ角錐、または円錐を並べていけ
ばよりよい立体角分解能を持った検出器とすることが可
能である。
対して小さな底面を持つ角錐、または円錐を並べていけ
ばよりよい立体角分解能を持った検出器とすることが可
能である。
【００６４】以上の発明はＣｄＴｅ，ＣＺＴ，ＧａＡ
ｓ，Ｓｉ等の全ての半導体検出器に適用可能である。
ｓ，Ｓｉ等の全ての半導体検出器に適用可能である。
【００６５】半導体素子をガスチェンバーとその内部に
充填された計測ガスに、正孔を陽イオンに置きかえるこ
とでこれらの構成はすべてガス電離箱および比例計数管
などのガス検出器に置き換えることが容易に可能であ
る。
充填された計測ガスに、正孔を陽イオンに置きかえるこ
とでこれらの構成はすべてガス電離箱および比例計数管
などのガス検出器に置き換えることが容易に可能であ
る。
【００６６】図２０は多重グリッド型放射線検出器を組
み込んだＰＥＴ装置を示す。多重グリッド検出器１８０
１は人体１８０２を取り囲み複数設置される。人体１８
０２内に投与されたラジオアイソトープ１８０３は人体
内の病巣に集まる化学形を持ったＦＤＧ（フルオロデオ
キシグルコース）に含まれるＦ−１８などである。多重
グリッド検出器１８０１は後段のデータ収集解析装置１
８０４に接続し、入出力装置１８０５および撮像表示装
置１８０６などを持つ。
み込んだＰＥＴ装置を示す。多重グリッド検出器１８０
１は人体１８０２を取り囲み複数設置される。人体１８
０２内に投与されたラジオアイソトープ１８０３は人体
内の病巣に集まる化学形を持ったＦＤＧ（フルオロデオ
キシグルコース）に含まれるＦ−１８などである。多重
グリッド検出器１８０１は後段のデータ収集解析装置１
８０４に接続し、入出力装置１８０５および撮像表示装
置１８０６などを持つ。
【００６７】Ｆ−１８は崩壊時に陽電子を放出し、陽電
子は放出地点の近傍で環境の電子と反応して５１１ｋｅ
Ｖγ線光子をほぼ１８０度対向に発生する。この１８０
度対向のγ線をラジオアイソトープ１８０３から発生す
る放射線を複数の１８０１で同時に検出することで位置
情報を得る。同時検出の検出効率は片側の検出効率の２
乗となり、検出器には高い検出効率が求められる。
子は放出地点の近傍で環境の電子と反応して５１１ｋｅ
Ｖγ線光子をほぼ１８０度対向に発生する。この１８０
度対向のγ線をラジオアイソトープ１８０３から発生す
る放射線を複数の１８０１で同時に検出することで位置
情報を得る。同時検出の検出効率は片側の検出効率の２
乗となり、検出器には高い検出効率が求められる。
【００６８】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
検出効率を高く維持することが可能となる。
検出効率を高く維持することが可能となる。
【図１】本発明の多重グリッド型放射線検出器の構成を
示す図である。
示す図である。
【図２】多重グリッド型放射線検出素子の電極構造図で
ある。
ある。
【図３】多重グリッド型放射線検出素子の電極構造の詳
細図である。
細図である。
【図４】多重グリッド型放射線検出素子の変形例におけ
る電極構造の詳細図である。
る電極構造の詳細図である。
【図５】多重グリッド型放射線検出素子の別の変形例に
おける電極構造の詳細図である。
おける電極構造の詳細図である。
【図６】二次元アレイ型多重グリッド放射線検出器を示
す図である。
す図である。
【図７】二次元アレイ型多重グリッド放射線検出器の読
み出し・電圧印加用実装方法を示す図である。
み出し・電圧印加用実装方法を示す図である。
【図８】グリッド一括接続型二次元アレイ多重グリッド
放射線検出器を示す図である。
放射線検出器を示す図である。
【図９】グリッド一括接続型二次元アレイ多重グリッド
放射線検出器を示す図である。
放射線検出器を示す図である。
【図１０】Ｃ字アノード型二次元アレイ多重グリッド放
射線検出器の電極構造を示す図である。
射線検出器の電極構造を示す図である。
【図１１】本発明の変形例である任意延長カソード型多
重グリッド放射線検出器の鳥瞰図である。
重グリッド放射線検出器の鳥瞰図である。
【図１２】本発明の変形例である任意延長カソード型多
重グリッド放射線検出器の側面図である。
重グリッド放射線検出器の側面図である。
【図１３】本発明の変形例である任意延長カソード型多
重グリッド放射線検出器の全体図である。
重グリッド放射線検出器の全体図である。
【図１４】本発明の変形例である任意延長カソード型多
重グリッド放射線検出器の実装例を示す図である。
重グリッド放射線検出器の実装例を示す図である。
【図１５】本発明の変形例である任意延長カソード型多
重グリッド放射線検出器の構成を示す図である。
重グリッド放射線検出器の構成を示す図である。
【図１６】本発明の変形例である全天方向検出器の要素
となる六角錐多重グリッド放射線検出器を示す図であ
る。
となる六角錐多重グリッド放射線検出器を示す図であ
る。
【図１７】本発明の変形例である全天方向検出器の要素
となる五角錐多重グリッド放射線検出器を示す図であ
る。
となる五角錐多重グリッド放射線検出器を示す図であ
る。
【図１８】本発明の変形例である全天方向検出器の部分
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【図１９】本発明の変形例である全天方向検出器の全体
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【図２０】本発明である多重グリッド型放射線検出器を
用いたＰＥＴ装置を示す図である。
用いたＰＥＴ装置を示す図である。
１０１，１８０１…多重グリッド検出器、１０２，１８
０２…人体、１０３，１８０３…ラジオアイソトープ、
１０４…放射線発生装置、１０５，１８０４…データ収
集解析装置、１０６，１８０５…入出力装置、１０７，
１８０６…撮像表示装置、２０１，３０１，４０１，５
０１，６０１，７０１，８０１，９０１，１００１，１
１０１，１２０１，１６０１，１７０１，１９０１…半
導体素子、２０２，３０２，４０２，５０２，６０２，
７０２，９０２,１１０２,１４０２，１５０２，１６０
２，１７０２，１９０２…アノード、２０３，３０６，
４０６，５０６，６０６，７０６，１００３，１１０
４，１４０５，１５０５，１６０５，１７０５，１９０
４…カソード、２０４…電離放射線、２０６…電子、２
０７…正孔、３０３，４０３，５０３，８０３，９０
３,１４０３,１５０３，１６０３，１７０３…第一グリ
ッド、３０４，４０４，５０４,８０４,９０４，１４０
４，１５０４，１６０４，１７０４…第二グリッド、３
０５，４０５，９０５…第三グリッド、５０５…第三グ
リッド一括接続部、５０７…信号読出回路実装基板、５
０８…アノード読出部、５０９…第一グリッドバイアス
部、510…第二グリッドバイアス部、５１１…第三グリ
ッド一括バイアス部、５１２，７１２…バンプ素子、６
０３，７０３…一括第一グリッド、６０４，７０４…一
括第二グリッド、６０５，７０５…一括第三グリッド、
７０７…実装基板、708…アノード読出部、７０９…一
括第一グリッドバイアス部、７１０…一括第二グリッド
バイアス部、７１１…一括第三グリッド一括バイアス
部、８０２…Ｃ字状アノード、１００２…アノードおよ
びグリッド群の存在する面、１００４〜1008…任意延長
カソード、１１０３…グリッド群、１１０５…任意延長
カソード接続部、１１０６…第一任意延長カソード、１
１０７…第二任意延長カソード、1108…第三任意延長カ
ソード、１１０９…第四任意延長カソード、１１１０…
第五任意延長カソード、１２０２…読出用基板、１２０
３…アノード読出パッド、1204…第一グリッド読出パッ
ド、１２０５…第二グリッド読出パッド、１２０６…第
三グリッド読出パッド、１２０７…第一任意延長カソー
ド読出パッド、１２０８…第二任意延長カソード読出パ
ッド、１２０９…第三任意延長カソード読出パッド、１
２１０…第四任意延長カソード読出パッド、１２１１…
第五任意延長カソード読出パッド、１２１２…容器検出
器シャーシ、１３０１…多重グリッド放射線検出器、１
３０２…印加電圧回路、１３０３…カソードスイッチン
グ回路、１３０４…制御回路、１３０５…前置増幅器、
１３０６…計測回路、１３０７…データ収集装置、１３
０８…表示装置、１４０１…六角錐型半導体素子、1501
…五角錐型半導体素子。
０２…人体、１０３，１８０３…ラジオアイソトープ、
１０４…放射線発生装置、１０５，１８０４…データ収
集解析装置、１０６，１８０５…入出力装置、１０７，
１８０６…撮像表示装置、２０１，３０１，４０１，５
０１，６０１，７０１，８０１，９０１，１００１，１
１０１，１２０１，１６０１，１７０１，１９０１…半
導体素子、２０２，３０２，４０２，５０２，６０２，
７０２，９０２,１１０２,１４０２，１５０２，１６０
２，１７０２，１９０２…アノード、２０３，３０６，
４０６，５０６，６０６，７０６，１００３，１１０
４，１４０５，１５０５，１６０５，１７０５，１９０
４…カソード、２０４…電離放射線、２０６…電子、２
０７…正孔、３０３，４０３，５０３，８０３，９０
３,１４０３,１５０３，１６０３，１７０３…第一グリ
ッド、３０４，４０４，５０４,８０４,９０４，１４０
４，１５０４，１６０４，１７０４…第二グリッド、３
０５，４０５，９０５…第三グリッド、５０５…第三グ
リッド一括接続部、５０７…信号読出回路実装基板、５
０８…アノード読出部、５０９…第一グリッドバイアス
部、510…第二グリッドバイアス部、５１１…第三グリ
ッド一括バイアス部、５１２，７１２…バンプ素子、６
０３，７０３…一括第一グリッド、６０４，７０４…一
括第二グリッド、６０５，７０５…一括第三グリッド、
７０７…実装基板、708…アノード読出部、７０９…一
括第一グリッドバイアス部、７１０…一括第二グリッド
バイアス部、７１１…一括第三グリッド一括バイアス
部、８０２…Ｃ字状アノード、１００２…アノードおよ
びグリッド群の存在する面、１００４〜1008…任意延長
カソード、１１０３…グリッド群、１１０５…任意延長
カソード接続部、１１０６…第一任意延長カソード、１
１０７…第二任意延長カソード、1108…第三任意延長カ
ソード、１１０９…第四任意延長カソード、１１１０…
第五任意延長カソード、１２０２…読出用基板、１２０
３…アノード読出パッド、1204…第一グリッド読出パッ
ド、１２０５…第二グリッド読出パッド、１２０６…第
三グリッド読出パッド、１２０７…第一任意延長カソー
ド読出パッド、１２０８…第二任意延長カソード読出パ
ッド、１２０９…第三任意延長カソード読出パッド、１
２１０…第四任意延長カソード読出パッド、１２１１…
第五任意延長カソード読出パッド、１２１２…容器検出
器シャーシ、１３０１…多重グリッド放射線検出器、１
３０２…印加電圧回路、１３０３…カソードスイッチン
グ回路、１３０４…制御回路、１３０５…前置増幅器、
１３０６…計測回路、１３０７…データ収集装置、１３
０８…表示装置、１４０１…六角錐型半導体素子、1501
…五角錐型半導体素子。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 梅垣 菊男
茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株
式会社日立製作所電力・電機開発研究所内
(72)発明者 雨宮 健介
茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株
式会社日立製作所電力・電機開発研究所内
(72)発明者 上野 雄一郎
茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株
式会社日立製作所電力・電機開発研究所内
(72)発明者 柳田 憲史
茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株
式会社日立製作所電力・電機開発研究所内
(72)発明者 小嶋 進一
茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株
式会社日立製作所電力・電機開発研究所内
Ｆターム(参考） 2G088 EE01 FF02 FF04 GG21 JJ05
JJ09 JJ33
4M118 AA05 AB01 AB04 BA05 BA06
BA30 CB01 CB02 CB06 GA10
5F088 AA11 AB07 BA02 BA07 BB07
EA04 EA16 FA09 FA11 FA20
JA20 LA07
Claims (22)
- 【請求項１】放射線を受けて正孔及び電子を生成する半
導体素子と、前記半導体素子に電界を形成するように電
圧が印加されるカソード及びアノードと、前記カソード
電圧以上で且つ前記アノード電圧以下の電圧が印加され
前記アノード迄の距離が前記カソードよりも近く設定さ
れた第１のグリッドと、前記第１グリッドに対して反ア
ノード側に設けられ前記第１のグリッドより低い電圧が
印加された第２のグリッドを有することを特徴とする放
射線検出器。 - 【請求項２】請求項１において、前記アノードと前記第
１のグリッドの距離は、前記第１グリッドと前記第２グ
リッドの間の距離よりも、短いことを特徴とする放射線
検出器。 - 【請求項３】請求項１において、前記カソードは複数設
けられており、前記複数のカソードに対して選択的に電
圧が印加可能であることを特徴とする放射線検出器。 - 【請求項４】請求項１において、前記アノードと前記第
１のグリッドとの距離は、半導体素子に依存する電子の
平均寿命距離よりも短いことを特徴とする放射線検出
器。 - 【請求項５】請求項１において、前記第１のグリッドは
前記アノードを取り囲んで環状をなすことを特徴とする
放射線検出器。 - 【請求項６】請求項１において、前記第２グリッドに対
して反アノード側に設けられ前記第２のグリッドより低
い電圧が印加された第３のグリッドを有することを特徴
とする放射線検出器。 - 【請求項７】請求項１において、前記カソード，前記ア
ノード，前記第１のグリッド及び前記第２のグリッドは
組をなし、前記組は複数あり、所定のグリッドとそれと
は異なる組のグリッドは同電圧となっていることを特徴
とする放射線検出器。 - 【請求項８】放射線を受けて正孔及び電子を生成する半
導体素子と、前記半導体素子に電界を形成するように電
圧が印加されるカソード及びアノードと、第１のグリッ
ドと、前記第１グリッドとの間に電界を形成する第２の
グリッドを有することを特徴とする放射線検出器。 - 【請求項９】請求項８において、前記アノードは環状を
なし、前記第１のグリッドと前記第２のグリッドの一方
は前記環の内側に、他方は外側に配置されたことを特徴
とする放射線検出器。 - 【請求項１０】放射線を受けて正孔及び電子を生成する
半導体素子と、前記半導体素子の表面に形成されたカソ
ード及びアノードと、前記半導体素子の表面に前記アノ
ードと所定距離離れて設けられた第１のグリッドと、前
記半導体素子の表面に前記アノード側と反対側で前記第
１のグリッドと所定距離離れて設けられた第２のグリッ
ドを有し、前記アノードの電圧は前記第１のグリッドの
電圧以上であり、第１のグリッドの電圧は前記第２のグ
リッドの電圧より大きく、前記第２のグリッドの電圧は
前記カソードの電圧よりも大きなことを特徴とする放射
線検出器。 - 【請求項１１】請求項１，８または１０において、前記
カソード，前記アノード及び前記第１グリッド及び前記
第２グリッドは組をなして複数設けられ、前記アノード
から隣り合うアノードまでの距離の４分の１の距離より
前記アノードから離れた距離に前記第２のグリッドを配
置したことを特徴とする放射線検出器。 - 【請求項１２】請求請１，８または１０において、前記
アノードと前記カソードの距離は可変であることを特徴
とする放射線検出器。 - 【請求項１３】放射線を受けて正孔及び電子を生成する
半導体素子と、前記半導体素子に形成されたカソード及
びアノードと、前記アノードから所定距離離れて前記半
導体素子に形成されたグリッドを複数有し、前記複数の
グリッドはそれぞれ独立して電圧が印加可能なように構
成されることを特徴とした放射線検出器。 - 【請求項１４】放射線を受けて正孔及び電子を生成する
半導体素子と、前記半導体素子の一つの面に形成された
カソードと、前記半導体の異なる面に形成された複数の
アノードを有し、前記それぞれのアノードを２重に囲む
グリッドをそれぞれ設け、前記それぞれの２重のグリッ
ドは互いに独立して電圧を印加可能であることを特徴と
した放射線検出器。 - 【請求項１５】放射線を受けて正孔及び電子を生成する
半導体素子と、前記半導体素子の１つの面に形成された
カソードと、他の面に形成された複数のアノードを有
し、前記複数のアノードの周りにそれぞれグリッドを配
し、前記それぞれのグリッドは同電位を与えられるよう
に組合わせれて単一的に構成され、且つ、他の電位の電
極と交わることなく前記アノードを取り囲むように構成
されることを特徴とする放射線検出器。 - 【請求項１６】放射線を受けて正孔及び電子を生成する
半導体素子と、前記半導体素子に形成されたカソード
と、前記半導体素子に形成された周状のアノードと、前
記周状のアノードの内側と外側に互いに独立して電圧を
印加可能なグリッドを設けることを特徴とした放射線検
出器。 - 【請求項１７】放射線を受けて正孔及び電子を生成する
半導体素子と、前記半導体素子の所定の面に形成された
カソードと、前記半導体素子の前記所定の面と異なる面
に周状に形成された複数のアノードと、前記複数のアノ
ード周囲にそれぞれ設けられたグリッドを有し、前記そ
れぞれのアノードの内側と外側に、独立して電圧印加可
能で同一平面内で他の電極と交わることなく単一の電極
となるようなグリッドを有することを特徴とする放射線
検出器。 - 【請求項１８】放射線を受けて正孔及び電子を生成する
半導体素子と、前記半導体素子に形成されたカソードと
アノードと、前記アノードと所定距離離れて前記半導体
素子に形成されたグリッドを有し、前記カソード，アノ
ード及びグリッドは組となして複数組設けられ、前記各
組において前記アノード及び前記カソードから出力され
る信号は信号読出回路実装基板へ送られ、複数の検出器
内読み出し部と信号読出回路実装基板の読出部との間を
バンプハンダによって挟み導通をとることを特徴とする
放射線検出器。 - 【請求項１９】放射線を受けて正孔及び電子を生成する
略円錐あるいは略多角形錐形状の半導体素子と、前記半
導体素子を複数組合わせ、前記それぞれの半導体素子の
底面部にカソードを形成する共に、前記それぞれの半導
体素子の頂点部にアノードを形成し、さらには、前記そ
れぞれの半導体素子の前記アノードと所定距離離れてグ
リッドを形成し、前記半導体素子は球に近い形状を持つ
ように組合わされたことを特徴とした放射線検出器。 - 【請求項２０】被検体を透過及び被検体内部より生成す
る放射線を受けて正孔及び電子を発生する半導体素子
と、前記半導体素子に電界を形成するように電圧が印加
されるカソード及びアノードと、前記カソード電圧以上
で且つ前記アノード電圧以下の電圧が印加され前記アノ
ード迄の距離が前記カソードよりも近く設定された第１
のグリッドと、前記第１グリッドに対して反アノード側
に設けられ前記第１のグリッドより低い電圧が印加され
た第２のグリッドと、前記カソード及び前記アノードか
らの信号に基づいて前記被検体に関する画像を処理する
処理手段を有することを特徴とする放射線検査装置。 - 【請求項２１】被検体を透過或いは被検体内部より生成
する放射線を受けて正孔及び電子を発生する半導体素子
と、前記半導体素子に電界を形成するように電圧が印加
されるカソード及びアノードと、第１のグリッドと、前
記第１グリッドとの間に電界を形成する第２のグリッド
と、前記カソード及び前記アノードからの信号に基づい
て前記被検体に関する画像を処理する処理手段を有する
ことを特徴とする放射線検査装置。 - 【請求項２２】被検体を透過或いは被検体より生成する
放射線を受けて正孔及び電子を発生する半導体素子と、
前記半導体素子の表面に形成されたカソード及びアノー
ドと、前記半導体素子の表面に前記アノードと所定距離
離れて設けられた第１のグリッドと、前記半導体素子の
表面に前記アノード側と反対側で前記第１のグリッドと
所定距離離れて設けられた第２のグリッドを有し、前記
アノードの電圧は前記第１のグリッドの電圧以上であ
り、第１のグリッドの電圧は前記第２のグリッドの電圧
より大きく、前記第２のグリッドの電圧は前記カソード
の電圧よりも大きくなるよう設定され、前記カソード及
び前記アノードからの信号に基づいて前記被検体に関す
る画像を処理する処理手段を有することを特徴とする放
射線検査装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002099477A JP3900992B2 (ja) | 2002-04-02 | 2002-04-02 | 放射線検出器及び放射線検査装置 |
| EP03007292A EP1351309A3 (en) | 2002-04-02 | 2003-03-31 | Radiation detector and radiation apparatus |
| EP07004047A EP1788632A3 (en) | 2002-04-02 | 2003-03-31 | Radiation detector and radiation apparatus |
| US10/402,970 US7141797B2 (en) | 2002-04-02 | 2003-04-01 | Radiation detector and radiation apparatus |
| US11/583,811 US7315025B2 (en) | 2002-04-02 | 2006-10-20 | Radiation detector and radiation apparatus |
| US11/778,815 US20080001092A1 (en) | 2002-04-02 | 2007-07-17 | Radiation detector and radiation apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002099477A JP3900992B2 (ja) | 2002-04-02 | 2002-04-02 | 放射線検出器及び放射線検査装置 |
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|---|---|
| JP2003294845A true JP2003294845A (ja) | 2003-10-15 |
| JP3900992B2 JP3900992B2 (ja) | 2007-04-04 |
Family
ID=28035911
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|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US7141797B2 (ja) |
| EP (2) | EP1351309A3 (ja) |
| JP (1) | JP3900992B2 (ja) |
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