JP2006300662A - Radiation detector and radiation inspection apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radiation detector and a radiation inspection apparatus capable of improving spatial resolution and detection efficiency. <P>SOLUTION: The detector 11 is constituted by alternately and densely layering first detection substrates 14a having semiconductor detection elements 21-1 and second detection substrates 14b having semiconductor detection elements 21-2 in the direction of an X-axis to detect gamma-rays incident approximately in the direction of Y. First wiring boards 33 are provided with the semiconductor detection elements 21-1 on their tip parts 33a in such a way that incident planes 21 of gamma-rays may be oriented in the direction of -Y, and bent parts 33b are provided for the base side of the first wiring substrate 33 in such a way as not to be in contact with electrodes 23 of the semiconductor detection elements 21-2 on the lower side. The detector may be provided with a constitution in which two semiconductor detection elements are provided for one wiring board at different heights in the direction of the X-axis. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、放射線検出器および放射線検査装置に関し、特に、被検体内にある放射性同位元素からのガンマ線を検出する放射線検出器および放射線検査装置に関する。   The present invention relates to a radiation detector and a radiation inspection apparatus, and more particularly to a radiation detector and a radiation inspection apparatus that detect gamma rays from a radioisotope in a subject.

被検体の精密情報が得られる装置としてポジトロン断層撮影(PET)装置がある。PET装置を用いた診断方法は、まず、ポジトロン(陽電子)核種で標識された検査用薬剤を、注射や吸入等により被検体の体内に導入する。体内に導入された検査用薬剤は、検査用薬剤に応じた機能を有する特定の部位に蓄積される。例えば、糖類の検査用薬剤を用いた場合、ガン細胞等の新陳代謝の盛んな部位に選択的に蓄積される。このとき、検査用薬剤のポジトロン核種から陽電子が放出され、放出された陽電子と周囲の電子とが結合して消滅する際に2つのガンマ線が互いに約180度の方向に放出される。そこで、この2つのガンマ線を被検体の周りに配置したガンマ線検出器により同時検出し、コンピュータ等で処理することにより被検体における放射性同位元素の分布画像データを取得する。精密診断装置として用いられるCTスキャン(コンピュータ断層撮影)装置が体内の病変等の構造情報が得られるのに対し、PET装置は、被検体の体内の機能情報が得られるため、様々な難病の病理解明が可能である。   There is a positron tomography (PET) apparatus as an apparatus that can obtain precise information of a subject. In a diagnostic method using a PET apparatus, first, a test drug labeled with a positron (positron) nuclide is introduced into the body of a subject by injection or inhalation. The test drug introduced into the body is accumulated in a specific part having a function corresponding to the test drug. For example, when a saccharide test drug is used, it is selectively accumulated at sites with high metabolism such as cancer cells. At this time, positrons are emitted from the positron nuclide of the test agent, and when the emitted positrons and surrounding electrons are combined and annihilated, two gamma rays are emitted in the direction of about 180 degrees. Therefore, the two gamma rays are simultaneously detected by a gamma ray detector arranged around the subject, and processed by a computer or the like to obtain distribution image data of the radioisotope in the subject. The CT scan (computer tomography) apparatus used as a precision diagnostic apparatus can obtain structural information such as lesions in the body, whereas the PET apparatus can obtain functional information in the body of the subject, and thus various pathologies of intractable diseases. Elucidation is possible.

PET装置では、ポジトロン核種から互いに約180度の方向に放出される2つのガンマ線を、被検体を挟む一対のガンマ線検出器が同時に検出した場合に有効なデータと判定される。同時刻に入射したガンマ線が一つしか検出されない場合は無効なデータとして廃棄される。   In the PET apparatus, it is determined that the data is effective when a pair of gamma ray detectors sandwiching the subject simultaneously detect two gamma rays emitted from the positron nuclide in directions of about 180 degrees. If only one gamma ray incident at the same time is detected, it is discarded as invalid data.

ところで、従来はガンマ線検出器としてシンチレータとフォトマルチプライアを用いていた(例えば特許文献1参照。)。シンチレータとフォトマルチプライアを組み合わせたセルは、ガンマ線の入射方向に対して直交する入射面が4mm角程度の大きさがある。PET装置のガンマ線検出器の空間分解能は、入射面が小さいほど向上する。空間分解能は、ガンマ線を発生した2つのポジトロン核種が近接して被検体に存在する場合、2つのポジトロン核種を別々なものとして検出できる最小距離をいう。空間分解能が向上するほど、ポジトロン核種の存在する位置をより精確かつ精密に同定でき、その結果被検体の機能情報がより正確に得られる。   Conventionally, scintillators and photomultipliers have been used as gamma ray detectors (see, for example, Patent Document 1). A cell in which a scintillator and a photomultiplier are combined has an incident surface orthogonal to the incident direction of gamma rays of about 4 mm square. The spatial resolution of the gamma ray detector of the PET apparatus is improved as the incident surface is smaller. Spatial resolution refers to the minimum distance at which two positron nuclides that detect gamma rays can be detected separately when the two positron nuclides that generate gamma rays are close to each other in the subject. As the spatial resolution is improved, the position where the positron nuclide is present can be identified more precisely and precisely, and as a result, the function information of the subject can be obtained more accurately.

しかし、フォトマルチプライアをこれよりも小型化することは困難であるためセルの小型化には限界があった。したがって、このようなガンマ線検出器の場合、空間分解能の向上には限界があった。   However, since it is difficult to make the photomultiplier smaller than this, there is a limit to downsizing the cell. Therefore, in the case of such a gamma ray detector, there is a limit to improving the spatial resolution.

そこで、シンチレータとフォトマルチプライアの組み合わせよりも小型化が可能な半導体検出素子が用いられるようになってきた(例えば特許文献2参照。)。半導体検出素子は、CdTe等の半導体結晶体の対向する2つの面に一対のバイアス印加電極と信号取出し電極を設けたものである。半導体結晶体に入射したガンマ線により電子正孔対が発生し、バイアス電界により誘導されて信号取出し電極から電荷あるいは電圧として信号が取出される。   Therefore, a semiconductor detection element that can be made smaller than a combination of a scintillator and a photomultiplier has been used (see, for example, Patent Document 2). The semiconductor detection element includes a pair of bias application electrodes and a signal extraction electrode on two opposing surfaces of a semiconductor crystal body such as CdTe. Electron hole pairs are generated by gamma rays incident on the semiconductor crystal body, and are induced by a bias electric field to extract a signal as a charge or voltage from the signal extraction electrode.

半導体検出素子は、半導体結晶体を針状の細い直方体に切出してその側面に電極を設け、その端面をガンマ線の入射面とすることで、小型化を図れる。このような半導体検出素子を用いることでガンマ線検出器の空間分解能が大幅に向上することが期待される。
特開平8−5746号公報 特開平11−344568号公報
The semiconductor detection element can be reduced in size by cutting a semiconductor crystal body into a needle-like thin rectangular parallelepiped, providing an electrode on its side surface, and setting its end face as a gamma ray incident surface. It is expected that the spatial resolution of the gamma ray detector will be greatly improved by using such a semiconductor detection element.
JP-A-8-5746 JP 11-344568 A

しかしながら、半導体検出素子を回路基板に搭載し、多数の回路基板をその厚さ方向に積層して配置する場合、厚さ方向に隣接する半導体検出素子間の間隙はガンマ線を検出できない領域、いわゆるデッドスペースとなる。この間隙が大きい場合、入射するガンマ線のうち検出できないガンマ線の割合が増加する。すなわち、検出効率(入射するガンマ線に対する検出可能なガンマ線の割合)が低下する。特に半導体検出素子を小型化した場合、半導体検出素子の数が多くなるほど、ガンマ線の入射面の面積に対して、隣接する半導体検出素子間の間隙の面積の総計の割合は増大し易い。そうすると検出効率が大幅に低下するという問題が生じる。また、ガンマ線検出器の空間分解能が低下するという問題を生じる。   However, when a semiconductor detection element is mounted on a circuit board and a large number of circuit boards are stacked in the thickness direction, the gap between adjacent semiconductor detection elements in the thickness direction is a region where gamma rays cannot be detected, so-called dead. It becomes a space. When this gap is large, the proportion of gamma rays that cannot be detected among the incident gamma rays increases. That is, the detection efficiency (ratio of detectable gamma rays to incident gamma rays) decreases. In particular, when the semiconductor detection elements are downsized, the ratio of the total area of the gaps between adjacent semiconductor detection elements tends to increase with respect to the area of the gamma ray incident surface as the number of semiconductor detection elements increases. Then, there arises a problem that the detection efficiency is greatly lowered. Moreover, the problem that the spatial resolution of a gamma ray detector falls arises.

この間隔を低減するため、回路基板の厚さを低減したり、上下の回路基板との距離を狭める手法が考えられる。しかし、回路基板の強度や、上下の回路基板との電気的な接触を回避するため、これらの手法では限界がある。   In order to reduce this distance, a method of reducing the thickness of the circuit board or reducing the distance between the upper and lower circuit boards is conceivable. However, these methods have limitations in order to avoid the strength of the circuit board and electrical contact with the upper and lower circuit boards.

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、空間分解能を向上すると共に検出効率を向上可能な放射線検出器および放射線検査装置を提供することである。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a radiation detector and a radiation inspection apparatus capable of improving spatial resolution and detection efficiency.

本発明の一観点によれば、略第1の方向から入射するガンマ線を検出する放射線検出器であって、前記第1の方向と直交する第2の方向に互いに離隔して配置された複数の第1の半導体検出素子と、前記第2の方向に隣接する2つの第1の半導体検出素子間を通過するガンマ線が入射可能な位置に配置された第2の半導体検出素子と、を備えることを特徴とする放射線検出器が提供される。   According to one aspect of the present invention, there is provided a radiation detector that detects gamma rays incident from substantially a first direction, and is a plurality of detectors that are spaced apart from each other in a second direction orthogonal to the first direction. A first semiconductor detection element; and a second semiconductor detection element disposed at a position where gamma rays passing between the two first semiconductor detection elements adjacent in the second direction can enter. A featured radiation detector is provided.

本発明によれば、複数の第1の半導体検出素子は、ガンマ線が入射する第1の方向と直交する第2の方向に互いに離隔して配置されている。第2の半導体検出素子は、隣接する2つの第1の半導体検出素子の間を通過したガンマ線が入射する位置に配置されている。したがって、第1および第2の半導体検出素子が、第2の方向に沿って密に配置される。その結果、ガンマ線が入射する仮想的な面の総面積に対して、第1および第2の半導体検出素子のガンマ線の入射面の総計の面積の割合(入射面の有効率)が増加する。したがって、放射線検出器に入射するガンマ線に対して検出可能なガンマ線の割合、すなわち放射線検出器の検出効率が増加する。また、第2の方向において、第1および第2の半導体検出素子が密に配列されるので、放射線検出器の空間分解能が向上する。   According to the present invention, the plurality of first semiconductor detection elements are spaced apart from each other in a second direction orthogonal to the first direction in which gamma rays are incident. The second semiconductor detection element is disposed at a position where gamma rays that have passed between two adjacent first semiconductor detection elements are incident. Therefore, the first and second semiconductor detection elements are densely arranged along the second direction. As a result, the ratio of the total area of the gamma ray incident surfaces of the first and second semiconductor detection elements to the total area of the virtual surface on which the gamma rays are incident (the incident surface effective ratio) increases. Therefore, the ratio of gamma rays that can be detected to the gamma rays incident on the radiation detector, that is, the detection efficiency of the radiation detector increases. Further, since the first and second semiconductor detection elements are densely arranged in the second direction, the spatial resolution of the radiation detector is improved.

前記第1の半導体検出素子は、該第1の半導体検出素子を支持すると共に電気的に接続される第1の配線基板上に設けられ、前記第2の半導体検出素子は、該第2の半導体検出素子を支持すると共に電気的に接続される第2の配線基板上に設けられ、前記第1の配線基板および第1の半導体検出素子と、第2の配線基板および第2の半導体検出素子とは第2の方向に離隔して交互に配置され、前記第1の半導体検出素子は、第1の方向において、第2の半導体検出素子よりもガンマ線が入射する側に配置され、前記第2の半導体検出素子は、第2の方向において、隣接する2つの第1の半導体検出素子間の間隙に相当する位置に配置されてなる構成にしてもよい。このようにすることで、第2の方向に隣接する2つの第1の半導体検出素子の間を通過したガンマ線が第2の半導体検出素子に入射するので、放射線検出器の検出効率が増加する。   The first semiconductor detection element is provided on a first wiring board that supports and is electrically connected to the first semiconductor detection element, and the second semiconductor detection element is the second semiconductor A first wiring board, a first semiconductor detection element, a second wiring board, and a second semiconductor detection element provided on a second wiring board that supports and electrically connects the detection element; Are alternately arranged in the second direction, and the first semiconductor detection elements are arranged on the side where the gamma rays are incident on the first direction with respect to the second semiconductor detection elements. The semiconductor detection element may be configured to be disposed at a position corresponding to a gap between two adjacent first semiconductor detection elements in the second direction. By doing in this way, the gamma ray which passed between the two 1st semiconductor detection elements adjacent in the 2nd direction injects into a 2nd semiconductor detection element, Therefore The detection efficiency of a radiation detector increases.

また、前記第1の配線基板は、その第2の方向に隣接する第2の半導体検出素子と接触を回避する形状で設けられてもよい。このようにすることで、第2の半導体素子の上面に設けられる電極と配線基板の電気的な短絡を防止できると共に、第1および第2の半導体検出素子を第2の方向に沿って密に配置できる。   In addition, the first wiring board may be provided in a shape that avoids contact with a second semiconductor detection element adjacent in the second direction. Thus, an electrical short circuit between the electrode provided on the upper surface of the second semiconductor element and the wiring board can be prevented, and the first and second semiconductor detection elements are densely arranged in the second direction. Can be placed.

前記第1の半導体検出素子および第2の半導体検出素子は、該第1の半導体検出素子および第2の半導体検出素子を支持すると共に電気的に接続される第3の配線基板上に設けられ、前記第1の半導体検出素子が、第2の半導体検出素子よりも第1の方向においてガンマ線が入射する側に配置され、前記第2の半導体検出素子が、前記第1の半導体検出素子の高さと略同等の高さを有する凸部上に設けられる構成にしてもよい。このようにすることで、ガンマ線が入射する第1の方向から視て、第1の半導体検出素子および第2の半導体検出素子の各々の入射面が露出するようになる。これは、配線基板に一個の半導体検出素子を設け、この検出基板を第2の方向に単に複数配置した場合よりも、入射面の有効率が増加する。したがって、放射線検出器は検出効率が増加すると共に空間分解能が向上する。   The first semiconductor detection element and the second semiconductor detection element are provided on a third wiring board that supports and electrically connects the first semiconductor detection element and the second semiconductor detection element, The first semiconductor detection element is disposed on the side where the gamma rays are incident in the first direction with respect to the second semiconductor detection element, and the second semiconductor detection element is arranged at a height of the first semiconductor detection element. You may make it the structure provided on the convex part which has substantially the same height. By doing so, the incident surfaces of the first semiconductor detection element and the second semiconductor detection element are exposed as viewed from the first direction in which gamma rays are incident. This is because the effective rate of the incident surface is increased as compared with the case where one semiconductor detection element is provided on the wiring board and a plurality of detection boards are simply arranged in the second direction. Therefore, the radiation detector increases the detection efficiency and improves the spatial resolution.

前記第1の半導体検出素子および第2の半導体検出素子は、一の端面をガンマ線が入射する入射面とする板状の半導体結晶体と、その厚さ方向に直交する第1の主面および第2の主面の各々に設けられた第1の電極部および第2の電極部と、を有し、前記第1の電極部は、第1の主面を略覆うように形成された金属膜からなり、前記第2の電極部は、第2の主面に入射面に沿って略等間隔で配列された複数の電極からなり、該電極から検出信号が取出される構成としてもよい。   The first semiconductor detection element and the second semiconductor detection element include a plate-shaped semiconductor crystal having one end surface as an incident surface on which gamma rays are incident, a first main surface orthogonal to the thickness direction, and a first main surface. A first electrode portion and a second electrode portion provided on each of the two main surfaces, wherein the first electrode portion is formed so as to substantially cover the first main surface. The second electrode section may be composed of a plurality of electrodes arranged on the second main surface at substantially equal intervals along the incident surface, and a detection signal may be extracted from the electrodes.

このような構成とすることで、小型化した個々の半導体結晶体にそれぞれ電極を設けそれらを配列する場合よりも、板状の半導体結晶体の面に複数の電極を形成した方が密に電極を形成できる。電極の間隔が一個の半導体検出素子の間隔に相当するので、半導体検出素子の一単位を小型化できる。その結果、放射線検出器の空間分解能をいっそう向上できる。また、本発明の放射線検出器は、個々の半導体結晶体に電極を設けそれらを配列する場合よりも、半導体結晶体に与える損傷を抑制でき、半導体検出素子のS/N比や高周波特性の劣化を防止できる。   By adopting such a configuration, it is more dense to form a plurality of electrodes on the surface of the plate-like semiconductor crystal than to provide electrodes on individual semiconductor crystals that have been miniaturized and arrange them. Can be formed. Since the interval between the electrodes corresponds to the interval between one semiconductor detection element, one unit of the semiconductor detection element can be reduced in size. As a result, the spatial resolution of the radiation detector can be further improved. In addition, the radiation detector of the present invention can suppress damage to the semiconductor crystal body as compared with the case where electrodes are arranged on individual semiconductor crystal bodies and arranged them, and the S / N ratio and high frequency characteristics of the semiconductor detection element are deteriorated. Can be prevented.

前記半導体検出素子は、第2の電極部側を配線基板、第1の配線基板、あるいは第2の配線基板上に接合部を介して接合され、前記接合部は、低温はんだバンプ、導電ペースト、および異方性導電フィルムからなる群のうちいずれかからなる構成としてもよい。接合部に低温はんだバンプや、導電ペースト、異方性導電フィルムを用いることで、半導体検出素子に与える応力や熱による悪影響、例えばいわゆる分極現象が生じ易くなるのを抑制できる。したがって、半導体検出素子のS/N比や高周波特性の劣化を防止できる。   The semiconductor detection element is bonded to the second electrode portion side on the wiring substrate, the first wiring substrate, or the second wiring substrate via a bonding portion, and the bonding portion includes a low-temperature solder bump, a conductive paste, Alternatively, the structure may be any one of the group consisting of anisotropic conductive films. By using a low-temperature solder bump, a conductive paste, or an anisotropic conductive film for the joint, it is possible to suppress the adverse effects of stress and heat on the semiconductor detection element, for example, so-called polarization phenomenon. Therefore, it is possible to prevent deterioration of the S / N ratio and high frequency characteristics of the semiconductor detection element.

本発明のその他の観点によれば、放射性同位元素を含む被検体の周囲に該被検体を囲むように配置され、該放射性同位元素から発生するガンマ線を検出する、上記のいずれかの放射線検出器を有する検出手段と、前記検出手段から取得した検出データに基づいて前記放射性同位元素の被検体内における分布情報を取得する情報処理手段と、を備える放射線検査装置が提供される。   According to another aspect of the present invention, the radiation detector according to any one of the above, wherein the radiation detector is disposed around the subject including the radioisotope so as to surround the subject and detects gamma rays generated from the radioisotope. There is provided a radiological examination apparatus comprising: a detection means having a first information processing means; and an information processing means for obtaining distribution information of the radioisotope in a subject based on detection data obtained from the detection means.

本発明によれば、優れた空間分解能および検出効率を有する放射線検査装置を提供できる。   According to the present invention, a radiation inspection apparatus having excellent spatial resolution and detection efficiency can be provided.

本発明によれば、空間分解能を向上すると共に検出効率を向上可能な放射線検出器および放射線検査装置を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the radiation detector and radiation inspection apparatus which can improve detection efficiency while improving spatial resolution can be provided.

以下図面を参照しつつ実施の形態を説明する。   Embodiments will be described below with reference to the drawings.

(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るPET装置の構成を示すブロック図である。図1を参照するに、PET装置10は、被検体Sの周囲に配置され、ガンマ線を検出する検出器11と、検出器11からの検出データを処理し、得られた被検体Sの体内のポジトロン核種RIの位置の画像データを再生成する情報処理部15と、画像データを表示等する表示部16と、被検体Sや検出器11の移動等の制御を行う制御部17と、情報処理部15や制御部17に指示を送る端末や画像データを出力するプリンタ等からなる入力部18等から構成される。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a PET apparatus according to the first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a PET apparatus 10 is arranged around a subject S, detects a gamma ray, and processes detection data from the detector 11. An information processing unit 15 that regenerates image data at the position of the positron nuclide RI, a display unit 16 that displays image data, a control unit 17 that controls movement of the subject S and the detector 11, and the information processing The terminal 15 and the control unit 17 are configured with a terminal that sends instructions, an input unit 18 including a printer that outputs image data, and the like.

検出器11は、予め被検体Sにポジトロン核種RIで標識化された検査用薬剤を導入し、被検体Sから放出されるガンマ線γa、γbを検出する。検出器11は半導体検出素子21と検出回路13とが設けられた複数の検出基板14からなる。半導体検出素子21は被検体Sに面するように配置され、ポジトロン核種RIからの陽電子の消滅の際に同時に発生する2つのガンマ線γa、γbを検出する。2つのガンマ線γa、γbは、互いに略180度をなして放出されるので、被検体Sを挟んで対向する検出器11の半導体検出素子21に入射する。ガンマ線γa、γbが入射した2つの半導体検出素子21の各々は、ガンマ線γa、γbの入射により生じる電気信号(検出信号)を検出回路13に送出する。 The detector 11 introduces a test agent labeled in advance with the positron nuclide RI into the subject S, and detects gamma rays γ a and γ b emitted from the subject S. The detector 11 includes a plurality of detection substrates 14 provided with a semiconductor detection element 21 and a detection circuit 13. The semiconductor detection element 21 is disposed so as to face the subject S, and detects two gamma rays γ a and γ b generated simultaneously when the positron from the positron nuclide RI disappears. Since the two gamma rays γ a and γ b are emitted at an angle of about 180 degrees, they are incident on the semiconductor detection element 21 of the detector 11 facing each other with the subject S interposed therebetween. Each of the two semiconductor detection device 21 gamma gamma a, is gamma b incident sends gamma gamma a, electrical signals generated by the incidence of the gamma b (detection signal) to the detection circuit 13.

検出回路13は、検出信号から、ガンマ線γa、γbが検出素子に入射した時刻(入射時刻)を決定し、入射時刻と、ガンマ線γa、γbを検出した半導体検出素子21の番号等(検出データ)を情報処理部15に送出する。 The detection circuit 13 determines the time (incident time) when the gamma rays γ a and γ b are incident on the detection element from the detection signal, and the incident time and the number of the semiconductor detection element 21 that detected the gamma rays γ a and γ b. (Detection data) is sent to the information processing unit 15.

情報処理部15では、検出データに基づいてコインシデンス検出および画像再生成アルゴリズムによる画像データの再生成を行う。コインシデンス検出は、入射時刻が略一致する2つ以上の検出データがある場合、それらの検出データを有効と判定し、コインシデンス情報とする。また、コインシデンス検出は、ガンマ線入射時刻が一致しない検出データを無効と判定し破棄する。そして、コインシデンス情報と、コインシデンス情報に含まれる検出素子番号等と、これに対応する検出素子の位置情報等から所定の画像再生成アルゴリズム(例えば、期待値最大化(Expectation Maximization)法)に基づいて画像データを再生成する。表示部16は、入出力部18の要求に応じて再生成された画像データを表示する。   The information processing unit 15 performs coincidence detection and image data regeneration by an image regeneration algorithm based on the detection data. In the coincidence detection, when there are two or more pieces of detection data whose incident times substantially coincide with each other, it is determined that these pieces of detection data are valid and used as coincidence information. In the coincidence detection, detection data whose gamma ray incident times do not match is determined to be invalid and discarded. Then, based on the coincidence information, the detection element number included in the coincidence information, the position information of the detection element corresponding to the coincidence information, and the like, based on a predetermined image regeneration algorithm (for example, an Expectation Maximization method). Regenerate the image data. The display unit 16 displays the image data regenerated in response to a request from the input / output unit 18.

以上の構成および動作により、PET装置10は、被検体Sの体内に選択的に位置するポジトロン核種RIからのガンマ線を検出し、ポジトロン核種RIの分布状態の画像データを再生成する。本実施の形態に係るPET装置10は、検出器11に主な特徴がある。以下、検出器11を詳しく説明する。   With the above configuration and operation, the PET apparatus 10 detects gamma rays from the positron nuclide RI selectively located in the body of the subject S, and regenerates image data of the distribution state of the positron nuclide RI. The PET apparatus 10 according to the present embodiment is mainly characterized by the detector 11. Hereinafter, the detector 11 will be described in detail.

図2は、第1の実施の形態に係るPET装置の検出器の配置を模式的に示す図である。   FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the arrangement of the detectors of the PET apparatus according to the first embodiment.

図2を参照するに、PET装置の検出器111〜118は、被検体Sの周囲に360度にわたって配置される。各々の検出器111〜118には、被検体S側に半導体検出素子21が設けられている。検出器111〜118をこのように配置して、被検体Sから同時に放射される2つのガンマ線を検出する。ここで、被検体Sの体軸方向をZ軸方向(Zおよび−Z方向)とする。検出器111〜118は、X−Y平面に沿って配置される。検出器11は、被検体Sと相対的にZ軸方向に移動可能としてもよい。なお、図2において8個の検出器111〜118、および一つの検出器111〜118に6個の検出基板14が格納されているがこれらの数は一例過ぎず、検出器および検出基板の数は適宜選択される。 Referring to FIG. 2, the detectors 11 1 to 11 8 of the PET apparatus are arranged around the subject S over 360 degrees. Each of the detectors 11 1 to 11 8 is provided with a semiconductor detection element 21 on the subject S side. The detectors 11 1 to 11 8 are arranged in this way to detect two gamma rays simultaneously emitted from the subject S. Here, the body axis direction of the subject S is defined as the Z-axis direction (Z and −Z directions). The detectors 11 1 to 11 8 are arranged along the XY plane. The detector 11 may be movable in the Z-axis direction relative to the subject S. In FIG. 2, six detector boards 14 are stored in eight detectors 11 1 to 11 8 and one detector 11 1 to 11 8 , but these numbers are merely an example. The number of detection substrates is appropriately selected.

図3は、検出器を構成する第1例の半導体検出素子の斜視図である。図3は、図2に示す検出器111に設けられた半導体検出素子を例として示している。図3のX軸、Y軸、およびZ軸は、図2に示すものと同様の方向とする。 FIG. 3 is a perspective view of a semiconductor detection element of the first example constituting the detector. Figure 3 shows as an example the semiconductor detection elements provided on the detector 11 1 shown in FIG. The X-axis, Y-axis, and Z-axis in FIG. 3 are the same as those shown in FIG.

図3を参照するに、第1例の半導体検出素子21は、薄板状の半導体結晶体22と、厚さ方向(X軸方向)に直交する面の各々に形成された電極23、241〜246からなる。半導体結晶体22は、その材料としては、例えば、エネルギーが511keVのガンマ線に有感なテルル化カドミウム(CdTe)、Cd1-xZnxTe(CZT)、臭化タリウム(TlBr)などが挙げられる。CdTeは漏れ電流を低減する点でCl(塩素)をドープしたものでもよい。半導体結晶体22は、例えば、厚さ(X軸方向)が約0.5mm、奥行き(Y軸方向)が約10mm、幅(Z軸方向)が約10mm程度の寸法を有する。半導体結晶体22は幅が長いほど、ガンマ線の入射面の面積が広がるので好ましいが、製造容易性等の製造上の都合により5mm〜30mmの範囲に設定されることが好ましい。 Referring to FIG. 3, the semiconductor detection element 21 of the first example includes a thin plate-like semiconductor crystal body 22 and electrodes 23, 24 1 to 24 1 formed on surfaces orthogonal to the thickness direction (X-axis direction). It consists of 24 6 . Examples of the material of the semiconductor crystal 22 include cadmium telluride (CdTe), Cd 1-x Zn x Te (CZT), and thallium bromide (TlBr) that are sensitive to gamma rays having an energy of 511 keV. . CdTe may be doped with Cl (chlorine) in terms of reducing leakage current. For example, the semiconductor crystal body 22 has dimensions of about 0.5 mm in thickness (X-axis direction), about 10 mm in depth (Y-axis direction), and about 10 mm in width (Z-axis direction). The longer the semiconductor crystal 22 is, the more preferable it is because the area of the incident surface of the gamma rays increases. However, it is preferable to set the semiconductor crystal 22 in a range of 5 mm to 30 mm for convenience of manufacturing such as manufacturability.

電極23は、半導体結晶体22の厚さ方向(X軸方向)に直交する一つの面を略覆う金属膜からなる。半導体結晶体22がCdTeからなる場合で、正極のバイアス電圧Vbを印加する設定のときは、電極23をInとする。これにより電極23とCdTeとの間にショットキー接合を形成する。バイアス電圧Vbは、直流電圧で例えば60V〜1000Vに設定する。   The electrode 23 is made of a metal film that substantially covers one surface orthogonal to the thickness direction (X-axis direction) of the semiconductor crystal body 22. When the semiconductor crystal 22 is made of CdTe and the setting is made to apply the positive bias voltage Vb, the electrode 23 is In. As a result, a Schottky junction is formed between the electrode 23 and CdTe. The bias voltage Vb is a DC voltage and is set to 60 V to 1000 V, for example.

電極241〜246は、電極23が設けられた面と対向する面に設けられる。電極241〜246は、ストライプ状であり、厚さ(X軸方向)が約1mm、奥行き(Y軸方向)が半導体結晶体22のY軸方向の長さと略同等の長さ、幅(Z軸方向)が約0.3mmの幅を有する。また、電極241〜246のZ軸方向の間隔L1は、約0.5mm程度に設定される。間隔L1は、小さいほど、ガンマ線の検出位置精度が向上し、その結果検出器の空間分解能が向上するが、0.25mm〜1.5mmの範囲に設定されることが好ましい。 The electrodes 24 1 to 24 6 are provided on a surface facing the surface on which the electrode 23 is provided. The electrodes 24 1 to 24 6 are striped, have a thickness (X-axis direction) of about 1 mm, and a depth (Y-axis direction) that is approximately the same length and width as the length of the semiconductor crystal body 22 in the Y-axis direction ( (Z-axis direction) has a width of about 0.3 mm. The distance L1 between the electrodes 24 1 to 24 6 in the Z-axis direction is set to about 0.5 mm. As the interval L1 is smaller, the detection position accuracy of the gamma ray is improved, and as a result, the spatial resolution of the detector is improved. However, it is preferably set in the range of 0.25 mm to 1.5 mm.

また、電極241〜246はガンマ線の入射により生じた検出信号を取出すための電極である。各々の電極241〜246は、各電極24毎に設けられた検出回路(図2に示す検出回路13)に接続される。このように電極241〜246をZ軸方向に配置することで、半導体結晶体22の入射面21a(半導体結晶体22のX−Z面に平行な面)に入射したガンマ線のZ軸方向の位置が特定される。すなわち、半導体結晶体22中に入射したガンマ線γbは光電変換によりそのエネルギーに応じた数の電子正孔対(電荷)を形成する。そして、半導体結晶体22には、電極24に対して電極23が正電圧となるようにバイアス電圧Vbが印加されている。このバイアス電圧Vbよる電界によって、電子は電極23に移動し、正孔は入射位置にもっとも近接した電極241〜246のいずれかに移動し検出信号として取出される。例えば、図3に示すように、ガンマ線γbが電極242付近に入射した場合は、電極242から検出信号が取出される。検出信号は検出回路に送出され、ガンマ線γbの入射時刻と共に、電極242が位置情報として検出データになる。なお、ガンマ線γbが、例えば電極242と電極243との間付近の入射面21aに入射した場合は、電極242および電極243の両方に検出信号が現れる。この場合は、図1に示す情報処理部15により、電極242と電極243との間に入射したもの、あるいは、電極242および電極243のうち、検出信号の出力値が高い方の電極に入射したものとして処理される。 Electrodes 24 1 to 24 6 are electrodes for taking out detection signals generated by the incidence of gamma rays. Each electrode 24 1 to 24 6 is connected to a detection circuit (detection circuit 13 shown in FIG. 2) provided for each electrode 24. By arranging the electrodes 24 1 to 24 6 in the Z-axis direction as described above, the gamma ray incident on the incident surface 21a of the semiconductor crystal body 22 (a surface parallel to the XZ plane of the semiconductor crystal body 22) in the Z-axis direction. Is determined. That is, the gamma rays γ b incident on the semiconductor crystal 22 form a number of electron-hole pairs (charges) corresponding to the energy by photoelectric conversion. A bias voltage Vb is applied to the semiconductor crystal 22 so that the electrode 23 has a positive voltage with respect to the electrode 24. Due to the electric field generated by the bias voltage Vb, electrons move to the electrode 23, and holes move to one of the electrodes 24 1 to 24 6 closest to the incident position and are taken out as detection signals. For example, as shown in FIG. 3, when the gamma ray gamma b is incident on the vicinity of the electrodes 24 2, a detection signal is taken out from the electrode 24 2. The detection signal is sent to the detection circuit, and the electrode 24 2 becomes detection data as position information together with the incident time of the gamma ray γ b . Incidentally, gamma gamma b is, for example, when incident on the incident surface 21a in the vicinity between the electrode 24 2 and the electrode 24 3, the detection signal appears at both electrodes 24 2 and the electrode 24 3. In this case, the information processing unit 15 shown in FIG. 1, one incident between the electrode 24 2 and the electrode 24 3, or of the electrodes 24 2 and the electrode 24 3, a detection signal output value higher Treated as incident on the electrode.

次に、図3を参照しつつ第1例の半導体検出素子21の形成方法を説明する。最初に、半導体の結晶成長法であるブリッジマン法や、移動加熱法を用いて、半導体結晶を形成し、所定の結晶方位に切出して半導体結晶体22を得る。   Next, a method for forming the semiconductor detection element 21 of the first example will be described with reference to FIG. First, a semiconductor crystal is formed using a Bridgman method, which is a semiconductor crystal growth method, or a moving heating method, and is cut out in a predetermined crystal orientation to obtain a semiconductor crystal body 22.

次いで、電極23、241〜246は、真空蒸着法またはスパッタ法により、PtあるいはIn材の蒸着源またはスパッタターゲットを用いて、半導体結晶体22の各々の面に蒸着する。次いで、電極24は、フォトリソグラフィ法およびエッチングによりストライプ状にパターニングする。以上により第1例の半導体検出素子21が形成される。 Next, the electrodes 23 and 24 1 to 24 6 are deposited on each surface of the semiconductor crystal body 22 by a vacuum deposition method or a sputtering method using a deposition source or a sputtering target of a Pt or In material. Next, the electrode 24 is patterned in a stripe shape by photolithography and etching. Thus, the semiconductor detection element 21 of the first example is formed.

第1例の半導体検出素子21は、板状の半導体結晶体22の表面に複数の電極241〜246を設け、入射面21aから入射したガンマ線が発生した電子正孔対に起因する検出信号は、入射位置に近接した電極から取出される。半導体検出素子21は、電極間隔と電極幅を狭めるほど、Z方向の検出位置精度が向上する。 The semiconductor detection element 21 of the first example is provided with a plurality of electrodes 24 1 to 24 6 on the surface of a plate-like semiconductor crystal body 22, and a detection signal caused by an electron-hole pair generated by gamma rays incident from the incident surface 21 a. Is extracted from the electrode close to the incident position. In the semiconductor detection element 21, the detection position accuracy in the Z direction is improved as the electrode interval and the electrode width are reduced.

一方、本発明によらず、半導体結晶体を細かく切出して針状の直方体として、その直方体に一対の電極を設け、これらを配列した半導体検出素子も考えられる。しかし、このような直方体の半導体結晶体を配列する際に、半導体結晶体間の接着層等が必要となるため、ガンマ線に不感なデッドスペースが増加しまう。   On the other hand, a semiconductor detection element in which a pair of electrodes are provided on a rectangular parallelepiped as a needle-shaped rectangular parallelepiped and these are arranged can be considered without depending on the present invention. However, when arranging such a rectangular parallelepiped semiconductor crystal, an adhesive layer between the semiconductor crystals is required, which increases a dead space insensitive to gamma rays.

したがって、第1例の半導体検出素子21は、半導体結晶体を小型化しその
各々の半導体結晶体に一対の電極を設ける場合よりも、半導体検出素子21の一単位を小型化できる。その結果、このような半導体素子を備える検出器の空間分解能を向上できる。
Therefore, in the semiconductor detection element 21 of the first example, one unit of the semiconductor detection element 21 can be made smaller than when the semiconductor crystal is downsized and a pair of electrodes are provided on each semiconductor crystal. As a result, the spatial resolution of the detector including such a semiconductor element can be improved.

また、第1例の半導体検出素子21の電極23、241〜246の形成方法は、半導体結晶体22の表面に与える損傷等の悪影響を低減できるため、CdTeのような衝撃により歪みが入り易い半導体結晶体22に特に好ましい。 In addition, since the method for forming the electrodes 23, 24 1 to 24 6 of the semiconductor detection element 21 of the first example can reduce adverse effects such as damage to the surface of the semiconductor crystal 22, distortion occurs due to an impact such as CdTe. It is particularly preferable for the semiconductor crystal 22 that is easy to be used.

なお、第1例の半導体検出素子22の代わりに、次に説明する第2例の半導体検出素子のように構成してもよい。   Instead of the semiconductor detection element 22 of the first example, a semiconductor detection element of the second example described below may be configured.

図4は、第2例の半導体検出素子の斜視図である。第2例の半導体検出素子は、正電圧のバイアスを印加する電極側から検出信号を取出す場合である。図4のX軸、Y軸、およびZ軸は、図3に示すものと同様の方向とする。   FIG. 4 is a perspective view of the semiconductor detection element of the second example. The semiconductor detection element of the second example is a case where a detection signal is taken out from the electrode side to which a positive voltage bias is applied. The X-axis, Y-axis, and Z-axis in FIG. 4 are the same as those shown in FIG.

図4を参照するに、第2例の半導体検出素子26は、薄板状の半導体結晶体22と、厚さ方向(X軸方向)に直交する面の各々に形成された電極231〜236、24からなる。半導体結晶体27は、図3に示す半導体結晶体22と同様の材料からなる。 Referring to FIG. 4, the semiconductor detection element 26 of the second example includes a thin plate-like semiconductor crystal body 22 and electrodes 23 1 to 23 6 formed on each of the surfaces orthogonal to the thickness direction (X-axis direction). , 24. The semiconductor crystal 27 is made of the same material as the semiconductor crystal 22 shown in FIG.

半導体結晶体27は、電極231〜236側の面には、Y軸方向に沿って凹部27aが形成されている。隣接する凹部27aと凹部27aとの間の半導体結晶体27の表面(凸部の表面)には電極231〜236が形成されている。Z軸方向の電極231〜236の間隔L2は約0.5mm程度に設定される。間隔L2は小さいほどガンマ線の検出位置精度が向上し、その結果検出器の空間分解能が向上するが、0.25mm〜1.5mmの範囲に設定されることが好ましい。 The semiconductor crystal 27 has a recess 27a formed on the surface on the electrodes 23 1 to 23 6 side along the Y-axis direction. Electrodes 23 1 to 23 6 are formed on the surface of the semiconductor crystal body 27 (surfaces of the convex portions) between the adjacent concave portions 27a and the concave portions 27a. The distance L 2 between the electrodes 23 1 to 23 6 in the Z-axis direction is set to about 0.5 mm. Distance L 2 is improved detection position accuracy of the small enough gamma rays, but improves the spatial resolution of the resulting detector is preferably set in a range of 0.25Mm~1.5Mm.

また、半導体結晶体27は、図3に示す半導体結晶22とほぼ同じ大きさを有する。凹部27aが設けられている部分の厚さ(凹部27aの底面から対向する面までの距離)は、0.2mm〜0.9mmの範囲に設定することが好ましい。   The semiconductor crystal 27 has substantially the same size as the semiconductor crystal 22 shown in FIG. The thickness of the portion where the recess 27a is provided (the distance from the bottom surface of the recess 27a to the opposite surface) is preferably set in the range of 0.2 mm to 0.9 mm.

電極231〜236はInからなり、正電圧のバイアス電圧Vbが抵抗を介して接続されると共に、各電極毎に設けられた検出回路に接続される。 The electrodes 23 1 to 23 6 are made of In, and a positive bias voltage Vb is connected via a resistor and connected to a detection circuit provided for each electrode.

電極24は、半導体結晶体22の一面を略覆うように設けられた、例えばPtからなる金属膜である。電極24は接地されるかあるいは負電圧電源と電気的に接続される。   The electrode 24 is a metal film made of, for example, Pt provided so as to substantially cover one surface of the semiconductor crystal body 22. The electrode 24 is grounded or electrically connected to a negative voltage power source.

第2例の半導体検出素子26は、第1例の半導体検出素子と同様の機能を有する。さらに、第2例の半導体検出素子26は、電極231〜236間に凹部27aを設けることで、ガンマ線の入射により発生した電子を第1例の半導体検出素子の正孔の場合よりも一つの電極に集中させることができる。したがって、第2例の半導体検出素子26は、第1例の半導体検出素子の場合よりも検出信号がより大きな電荷量あるいは出力電圧を有するようになる。したがって、検出信号のS/N比が向上し、例えば入射時刻がより精確に決定できるようになる。 The semiconductor detection element 26 of the second example has the same function as the semiconductor detection element of the first example. Furthermore, the semiconductor detection element 26 of the second example is provided with a recess 27a between the electrodes 23 1 to 23 6 , so that electrons generated by the incidence of gamma rays are more than the holes of the semiconductor detection element of the first example. Can be concentrated on one electrode. Therefore, in the semiconductor detection element 26 of the second example, the detection signal has a larger charge amount or output voltage than in the case of the semiconductor detection element of the first example. Therefore, the S / N ratio of the detection signal is improved, and for example, the incident time can be determined more accurately.

図4を参照しつつ第2例の半導体検出素子の形成方法を説明する。最初に、上述した方法と同様にして半導体結晶体27を得る。次いで、半導体結晶体27の一方の面にレジスト膜を形成し、フォトリソグラフィ法によりY軸方向に沿ってレジスト膜にストライプ状に開口部を設ける。次いで、レジスト膜およびその開口部を覆うように、真空蒸着法またはスパッタ法により、In材の蒸着源またはスパッタターゲットを用いてIn膜を形成する。次いで、レジスト膜をその上に形成されたIn膜と共に除去する。このようにして、ストライプ状のInからなる電極231〜236が形成される。 A method of forming the semiconductor detection element of the second example will be described with reference to FIG. First, a semiconductor crystal 27 is obtained in the same manner as described above. Next, a resist film is formed on one surface of the semiconductor crystal body 27, and openings are provided in stripes in the resist film along the Y-axis direction by photolithography. Next, an In film is formed by vacuum deposition or sputtering using an In material deposition source or sputtering target so as to cover the resist film and its opening. Next, the resist film is removed together with the In film formed thereon. In this manner, striped In electrodes 23 1 to 23 6 are formed.

次いで、隣接する電極231〜236間の半導体結晶体27をRIE法等により選択的にエッチングして凹部27aを形成する。なお、半導体結晶体27の他方の面には真空蒸着法またはスパッタ法によりPt膜をベタに形成し、電極23とする。以上により第2例の半導体検出素子27が形成される。 Next, the semiconductor crystal 27 between the adjacent electrodes 23 1 to 23 6 is selectively etched by the RIE method or the like to form the recess 27a. Note that a solid Pt film is formed on the other surface of the semiconductor crystal body 27 by vacuum evaporation or sputtering to form an electrode 23. Thus, the semiconductor detection element 27 of the second example is formed.

第2例の半導体検出素子は、第1例の半導体素子と同様の効果、すなわち、半導体検出素子26の一単位の小型化を図れる。さらに、第2例の半導体検出素子は、第1例の半導体素子よりも検出信号のS/N比を向上できる。   The semiconductor detection element of the second example can achieve the same effect as the semiconductor element of the first example, that is, the size of one unit of the semiconductor detection element 26 can be reduced. Further, the semiconductor detection element of the second example can improve the S / N ratio of the detection signal as compared with the semiconductor element of the first example.

なお、図3に示す電極241〜246および図4に示す電極231〜236では、電極が6本の場合を示しているが、6本に限定されず、2本〜5本でもよく、7本以上、例えば10本あるいは20本でもよい。 Note that the electrodes 24 1 to 24 6 shown in FIG. 3 and the electrodes 23 1 to 23 6 shown in FIG. 4 show the case where there are six electrodes, but the number is not limited to six, and two to five may be used. Alternatively, it may be 7 or more, for example, 10 or 20.

図5は検出器の要部断面図、図6は、検出器の要部をガンマ線の入射側から視た図である。図5および図6は、図2における検出器111を一例として示している。X軸、Y軸、およびZ軸は、図2と同様の方向に設定している。すなわち、被検体からのガンマ線はY方向に向かって入射する。 FIG. 5 is a cross-sectional view of the main part of the detector, and FIG. 5 and 6 show as an example the detector 11 1 in FIG. The X axis, Y axis, and Z axis are set in the same direction as in FIG. That is, gamma rays from the subject are incident in the Y direction.

図5および図6を参照するに、検出器11は、半導体検出素子21−1が設けられた第1検出基板14aと、半導体検出素子21−2が設けられた第2検出基板14bとがX軸方向に交互に積層されて構成される。   5 and 6, the detector 11 includes a first detection substrate 14a provided with the semiconductor detection element 21-1 and a second detection substrate 14b provided with the semiconductor detection element 21-2. It is configured by alternately laminating in the axial direction.

第1検出基板14aは、半導体検出素子21−1と第1配線基板33等からなる。半導体検出素子21−1は、上述した第1例の半導体検出素子である。第1配線基板33は、例えば、可撓性の配線基板、例えば、ポリイミド等の樹脂基板と、電極パッド36、37や配線層(不図示)からなる。   The first detection board 14a includes a semiconductor detection element 21-1, a first wiring board 33, and the like. The semiconductor detection element 21-1 is the semiconductor detection element of the first example described above. The first wiring board 33 includes, for example, a flexible wiring board, for example, a resin substrate such as polyimide, electrode pads 36 and 37, and a wiring layer (not shown).

半導体検出素子21−1は、第1配線基板33の先端部33a上に入射面21aを−Y方向に向けて設けられている。半導体検出素子21−1の基部側には屈曲部33bが設けられる。屈曲部33bは、その下側にある第2検出基板14bの半導体検出素子21−2の電極23に接触しないように設けられたものである。屈曲部33bは、半導体検出素子21−2の電極23を避ける形状であれば、その形状は制限されない。第1配線基板33は、可撓性を有するので容易に屈曲部33bを設けることができる。なお、第1配線基板33は、屈曲部33bを予め成型等で形成する場合は、可撓性の配線基板を用いなくてもよい。   The semiconductor detection element 21-1 is provided on the distal end portion 33 a of the first wiring substrate 33 with the incident surface 21 a facing the −Y direction. A bent portion 33b is provided on the base side of the semiconductor detection element 21-1. The bent portion 33b is provided so as not to contact the electrode 23 of the semiconductor detection element 21-2 of the second detection substrate 14b on the lower side. The shape of the bent portion 33b is not limited as long as it is a shape that avoids the electrode 23 of the semiconductor detection element 21-2. Since the first wiring substrate 33 has flexibility, the bent portion 33b can be easily provided. The first wiring board 33 may not be a flexible wiring board when the bent portion 33b is formed in advance by molding or the like.

第2検出基板14bは、半導体検出素子21−2と第2配線基板34等からなる。半導体検出素子21−2は上述した第1例の半導体検出素子である。第2配線基板34は、特に限定されないが、例えば、単板のセラミック基板や、多層セラミック基板、多層プリント配線板(例えば、ガラス布エポキシ樹脂積層板やガラス布ポリイミド樹脂積層板)からなる。第2配線基板34は、半導体検出素子の半導体結晶体がCdTeの場合で、半導体検出素子を加熱して接合するときは、AlNからなる単板あるいは多層基板が好ましい。これにより、CdTeとAlNとの熱膨張係数が同程度のため、接合後にCdTeに第2配線基板34から印加される応力を低減できる。   The second detection board 14b includes a semiconductor detection element 21-2, a second wiring board 34, and the like. The semiconductor detection element 21-2 is the semiconductor detection element of the first example described above. Although the 2nd wiring board 34 is not specifically limited, For example, it consists of a single board | substrate ceramic board | substrate, a multilayer ceramic substrate, and a multilayer printed wiring board (for example, a glass cloth epoxy resin laminated board or a glass cloth polyimide resin laminated board). When the semiconductor crystal of the semiconductor detection element is CdTe, the second wiring substrate 34 is preferably a single plate or a multilayer substrate made of AlN when the semiconductor detection element is joined by heating. Thereby, since the thermal expansion coefficients of CdTe and AlN are approximately the same, the stress applied from the second wiring board 34 to CdTe after bonding can be reduced.

また、半導体検出素子21−2は、第2配線基板34の先端部34a上に入射面21aを−Y方向に向けて設けられている。   Further, the semiconductor detection element 21-2 is provided on the tip end portion 34a of the second wiring board 34 with the incident surface 21a facing the -Y direction.

なお、第1検出基板33および第2検出基板34の基部には、図示が省略されているが、検出回路が搭載された半導体チップが設けられる。半導体チップには、半導体検出素子21−1、21−2の信号取出しの電極241〜246の数と少なくとも同数の検出回路が搭載される。半導体チップは、半導体検出素子21−1、21−2と第1配線基板33あるいは第2配線基板34に設けられた配線層(不図示)を介して電気的に接続される。 Although not shown in the drawings, the bases of the first detection substrate 33 and the second detection substrate 34 are provided with a semiconductor chip on which a detection circuit is mounted. The semiconductor chip is mounted with at least the same number of detection circuits as the number of electrodes 24 1 to 24 6 for signal extraction of the semiconductor detection elements 21-1 and 21-2. The semiconductor chip is electrically connected to the semiconductor detection elements 21-1 and 21-2 through a wiring layer (not shown) provided on the first wiring board 33 or the second wiring board 34.

第1検出基板14aの半導体検出素子21−1は、第2検出基板14bの半導体検出素子21−2よりもガンマ線が入射する側(−Y方向)に設けられる。半導体検出素子21−1および半導体検出素子21−2の入射面21a間の距離は適宜選択されるが、半導体検出素子21−1の奥行き(Y軸方向の長さ)よりも長く設定することが好ましい。これにより、後ほど詳述する屈曲部33bを設け、半導体検出素子21−2および第2配線基板34を配置するスペースを確保して、X軸方向に半導体検出素子21−1および半導体検出素子21−2を密に配置できる。   The semiconductor detection element 21-1 of the first detection substrate 14a is provided on the side (−Y direction) where the gamma rays are incident with respect to the semiconductor detection element 21-2 of the second detection substrate 14b. The distance between the incident surfaces 21a of the semiconductor detection element 21-1 and the semiconductor detection element 21-2 is appropriately selected, but may be set longer than the depth (the length in the Y-axis direction) of the semiconductor detection element 21-1. preferable. Thereby, a bent portion 33b, which will be described in detail later, is provided, a space for arranging the semiconductor detection element 21-2 and the second wiring board 34 is secured, and the semiconductor detection element 21-1 and the semiconductor detection element 21- are arranged in the X-axis direction. 2 can be densely arranged.

なお、半導体検出素子21−1と半導体検出素子21−2とを離隔することにより、ガンマ線を半導体検出素子21−1で検出する場合と半導体検出素子21−2で検出する場合とで、ガンマ線の入射時刻に時間差が生じる。この時間差は図1に示す情報処理部等15で補正すればよい。   In addition, by separating the semiconductor detection element 21-1 and the semiconductor detection element 21-2, the gamma ray is detected depending on whether the gamma ray is detected by the semiconductor detection element 21-1 or the semiconductor detection element 21-2. There is a time difference in the incident time. This time difference may be corrected by the information processing unit 15 shown in FIG.

また、図6に示すように、検出器11は、半導体検出素子21−1、21−2の各々の入射面21aが、γ線が入射する側に露出するように配置される。さらに、第1検出基板14aの半導体検出素子21−1の上面とその上方の第1検出基板14aの下面との距離が、半導体結晶体22の厚さ程度に開口することが好ましい。これにより、第1配線基板33が入射するガンマ線を遮断することなく、半導体検出素子21−2の入射面21aの全体を有効に用いることができる。   Moreover, as shown in FIG. 6, the detector 11 is arrange | positioned so that each entrance plane 21a of the semiconductor detection elements 21-1 and 21-2 may be exposed to the side into which a gamma ray injects. Furthermore, it is preferable that the distance between the upper surface of the semiconductor detection element 21-1 of the first detection substrate 14 a and the lower surface of the first detection substrate 14 a thereabove is about the thickness of the semiconductor crystal body 22. Thereby, the whole incident surface 21a of the semiconductor detection element 21-2 can be effectively used without blocking the gamma rays incident on the first wiring board 33.

例えば、第1配線基板33の厚さを0.5mm、半導体検出素子21−1、21−2の半導体結晶体22の厚さを0.5mm、半導体検出素子の電極23、241〜246の厚さを0.1mm、接合部35の厚さを0.1mmとすると、ガンマ線が入射する入射面の有効率{(半導体検出素子21−1、21−2の入射面21aの面積の総計)/(ガンマ線の入射面の面積)}は、0.5×2/(0.5×2+0.5+0.1×2+0.1)×100=56(%)となる。これは、例えば第1検出基板14aのみあるいは第2検出基板14bのみを用いて積層した場合よりも入射面の有効率を増加できることは明らかである。したがって、検出器11は、X軸方向に半導体検出素子21−1、21−2が密に配置されているので、空間分解能が向上する。なお、Z軸方向は100%として計算した。 For example, the thickness of the first wiring board 33 is 0.5 mm, the thickness of the semiconductor crystal 22 of the semiconductor detection elements 21-1 and 21-2 is 0.5 mm, and the electrodes 23, 24 1 to 24 6 of the semiconductor detection elements. Is 0.1 mm, and the thickness of the joint 35 is 0.1 mm, the effective ratio of the incident surface on which gamma rays are incident {(the total area of the incident surfaces 21a of the semiconductor detection elements 21-1 and 21-2). ) / (Area of the incident surface of gamma rays)} is 0.5 × 2 / (0.5 × 2 + 0.5 + 0.1 × 2 + 0.1) × 100 = 56 (%). It is apparent that the effective rate of the incident surface can be increased as compared with the case where only the first detection substrate 14a or the second detection substrate 14b is used for lamination. Accordingly, in the detector 11, the semiconductor detection elements 21-1 and 21-2 are densely arranged in the X-axis direction, so that the spatial resolution is improved. The calculation was made assuming that the Z-axis direction is 100%.

なお、図5に示すように、電極23にバイアス電圧を印加するため、第2検出基板34の半導体検出素子21−2の上面と第1配線基板33との下面とは数百μm程度の距離を離隔することが好ましい。なお、このように離隔しても、第1配線板33の屈曲部33bの段差量により調整できるので、半導体検出素子21−1、21−2のX軸方向の配置には影響がなく、入射面の有効率は低下しない。   As shown in FIG. 5, in order to apply a bias voltage to the electrode 23, the distance between the upper surface of the semiconductor detection element 21-2 of the second detection substrate 34 and the lower surface of the first wiring substrate 33 is about several hundred μm. Is preferably separated. Even in this way, the distance between the bent portions 33b of the first wiring board 33 can be adjusted, so that there is no effect on the arrangement of the semiconductor detection elements 21-1 and 21-2 in the X-axis direction. The effective rate of the surface does not decrease.

図7は、半導体検出素子の接合の様子を示す平面図である。図5および図6と共に図7を参照するに、半導体検出素子21−1、21−2は、電極241〜246側が第1配線基板33あるいは第2配線基板34に接合される。第1配線基板33および第2配線基板34の表面には電極パッド36が設けられている。電極241〜246と電極パッド36とは接合部35を介して接合される。接合部35は、特に制限されないが、低温はんだバンプ、導電ペースト、および異方性導電フィルムのいずれかを用いることが好ましい。これらの材料を用いることにより、接合の際に半導体結晶体22に与える応力や熱による悪影響を抑制できる。 FIG. 7 is a plan view showing a state of joining of the semiconductor detection elements. Referring to FIG. 7 together with FIGS. 5 and 6, the semiconductor detection elements 21-1 and 21-2 are bonded to the first wiring board 33 or the second wiring board 34 on the electrodes 24 1 to 24 6 side. Electrode pads 36 are provided on the surfaces of the first wiring board 33 and the second wiring board 34. The electrodes 24 1 to 24 6 and the electrode pad 36 are bonded via the bonding portion 35. The joint 35 is not particularly limited, but it is preferable to use any one of a low-temperature solder bump, a conductive paste, and an anisotropic conductive film. By using these materials, adverse effects due to stress and heat applied to the semiconductor crystal body 22 during bonding can be suppressed.

低温はんだバンプは、バンプに用いられる低融点はんだとして、Pb−Sn共晶はんだ、Sn−Ag−In−Bi、Sn−Zn−Bi等が挙げられる。導電ペーストは、金属微粉末と樹脂とを混練したものであり、乾燥・硬化により、接着作用と導電性を発現する。導電ペーストとしては、Agエポキシペーストが挙げられる。   Examples of the low-temperature solder bump include Pb—Sn eutectic solder, Sn—Ag—In—Bi, and Sn—Zn—Bi as low melting point solder used for the bump. The conductive paste is obtained by kneading metal fine powder and resin, and exhibits an adhesive action and conductivity by drying and curing. Examples of the conductive paste include Ag epoxy paste.

また、異方性導電フィルムは、電極241〜246と電極パッド36との間に挟み込んで使用する。異方性導電フィルムは、異方性導電フィルムは樹脂製のフィルム内に導電性フィラーが均一あるいは配向性をもって分散されており、加圧、あるいは加圧および加熱により接着作用と導電性を同時に発現する。導電性は挟んだ方向に発現する。 The anisotropic conductive film is used by being sandwiched between the electrodes 24 1 to 24 6 and the electrode pad 36. An anisotropic conductive film is an anisotropic conductive film in which conductive fillers are dispersed uniformly or oriented in a resin film, and adhesive action and conductivity are exhibited simultaneously by pressing, or pressing and heating. To do. Conductivity develops in the sandwiched direction.

接合部35の材料は半導体結晶体22に与える応力や熱の悪影響をより抑制でき、半導体検出素子21−1、21−2のS/N比や高周波特性の劣化を防止できる点で導電ペーストおよび異方性導電フィルムが特に好ましい。   The material of the bonding portion 35 can further suppress the adverse effects of stress and heat applied to the semiconductor crystal body 22, and can prevent deterioration of the S / N ratio and high-frequency characteristics of the semiconductor detection elements 21-1 and 21-2. An anisotropic conductive film is particularly preferred.

また、電極23は、図5に示すように、第1配線基板33あるいは第2配線基板34に設けられた電極パッド37に導電線38を用いてワイヤボンディングや導電性ペースト等により電気的に接続される。   Further, as shown in FIG. 5, the electrode 23 is electrically connected to an electrode pad 37 provided on the first wiring board 33 or the second wiring board 34 using a conductive wire 38 by wire bonding or conductive paste. Is done.

なお、電極241〜246側を上にして、電極23を第1配線基板33あるいは第2配線基板34に接続してもよい。この場合は、電極241〜246の各々と電極パッド37とがワイヤボンディングにより電気的に接続される。この場合も、電極23と第1配線基板33あるいは第2配線基板34との接合部は、上述した理由と同様の理由により低温はんだバンプ、導電ペースト、および異方性導電フィルムのいずれかを用いることが好ましい。 The electrode 23 may be connected to the first wiring board 33 or the second wiring board 34 with the electrodes 24 1 to 24 6 facing upward. In this case, each of the electrodes 24 1 to 24 6 and the electrode pad 37 are electrically connected by wire bonding. Also in this case, the junction between the electrode 23 and the first wiring board 33 or the second wiring board 34 uses any one of a low-temperature solder bump, a conductive paste, and an anisotropic conductive film for the same reason as described above. It is preferable.

なお、図5〜図7では第1例の半導体検出素子を用いた例を挙げたが、第1例の半導体検出素子の代わりに第2例の半導体検出素子を用いてもよい。この場合、半導体検出素子は、図4に示す電極231〜236側と第1配線基板33あるいは第2配線基板34とを接合することが好ましい。 Although the example using the semiconductor detection element of the first example is given in FIGS. 5 to 7, the semiconductor detection element of the second example may be used instead of the semiconductor detection element of the first example. In this case, it is preferable that the semiconductor detection element joins the first wiring board 33 or the second wiring board 34 to the electrodes 23 1 to 23 6 shown in FIG.

本実施の形態によれば、検出器11は、第1検出基板14aと第2検出基板14bとを交互に積層し、第1検出基板14aにはその下側の第2検出基板14bの半導体検出素子21−2の上面との接触を回避するための屈曲部33bが設けられている。そして、半導体検出素子21−2は、第1検出基板14aの半導体検出素子21−1よりもガンマ線が入射するY方向の奥に配置されている。このように配置することで、半導体検出素子21−1、21−2の入射面21aを、ガンマ線を遮断することなく密に配置できる。したがって、入射面の有効率が向上する。その結果、検出器11は、空間分解能が向上すると共に、ガンマ線の検出効率が向上する。   According to the present embodiment, the detector 11 alternately stacks the first detection board 14a and the second detection board 14b, and the first detection board 14a has a semiconductor detection of the second detection board 14b below it. A bent portion 33b for avoiding contact with the upper surface of the element 21-2 is provided. And the semiconductor detection element 21-2 is arrange | positioned in the back of the Y direction into which a gamma ray injects rather than the semiconductor detection element 21-1 of the 1st detection board | substrate 14a. By arranging in this way, the incident surfaces 21a of the semiconductor detection elements 21-1 and 21-2 can be densely arranged without blocking gamma rays. Therefore, the effective rate of the incident surface is improved. As a result, the detector 11 has improved spatial resolution and improved gamma ray detection efficiency.

また、検出器11は、第1例の半導体検出素子21、あるいは第2例の半導体検出素子を備えている。これらの半導体検出素子21、26は、半導体結晶体22の一方の面に形成した複数の電極により、半導体検出素子21の一単位を小型化できる。その結果、検出器11の空間分解能を向上できる。   The detector 11 includes the semiconductor detection element 21 of the first example or the semiconductor detection element of the second example. In these semiconductor detection elements 21 and 26, one unit of the semiconductor detection element 21 can be reduced in size by a plurality of electrodes formed on one surface of the semiconductor crystal body 22. As a result, the spatial resolution of the detector 11 can be improved.

また、検出器11は、半導体検出素子21、26と配線基板33、34との接合部35に、低温はんだバンプ、導電ペースト、および異方性導電フィルムのいずれかを用いることで、半導体結晶体22に与える応力や熱の悪影響をより抑制でき、半導体検出素子21−1、21−2のS/N比や高周波特性の劣化を防止できる。   In addition, the detector 11 uses any one of a low-temperature solder bump, a conductive paste, and an anisotropic conductive film for the joint portion 35 between the semiconductor detection elements 21 and 26 and the wiring boards 33 and 34, thereby providing a semiconductor crystal body. 22 can be further suppressed, and the S / N ratio and high-frequency characteristics of the semiconductor detection elements 21-1 and 21-2 can be prevented from deteriorating.

(第2の実施の形態)
次に本発明の第2の実施の形態に係るPET装置について説明する。第2の実施の形態に係るPET装置は、検出器以外は第1の実施の形態に係るPET装置と同様の構成を有する。
(Second Embodiment)
Next, a PET apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described. The PET apparatus according to the second embodiment has the same configuration as the PET apparatus according to the first embodiment except for the detector.

第2の実施の形態に係るPET装置は、図1〜図4および図7に示した第1の実施の形態に係るPET装置、検出器、および半導体検出素子の構成を有する。したがって、これらの点についてはその説明を省略する。   The PET apparatus according to the second embodiment has the configuration of the PET apparatus, the detector, and the semiconductor detection element according to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 4 and 7. Therefore, the description of these points is omitted.

図8は、本発明の第2の実施の形態に係るPET装置の検出器の要部断面図である。図中、先に説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。なお、図8中の配線基板は、図6〜図8における第2配線基板34と同様の材料からなるので、符号34を付している。   FIG. 8 is a cross-sectional view of a principal part of the detector of the PET apparatus according to the second embodiment of the present invention. In the figure, portions corresponding to the portions described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. The wiring board in FIG. 8 is made of the same material as the second wiring board 34 in FIGS.

図8を参照するに、検出器40は、2つの半導体検出素子が設けられた検出基板14cが交互にX軸方向に積層されて構成される。検出基板14cは、半導体検出素子21−1、21−2と配線基板34等からなる。半導体検出素子21−1、21−2は、上述した第1例の半導体検出素子である。   Referring to FIG. 8, the detector 40 is configured by alternately stacking detection substrates 14c provided with two semiconductor detection elements in the X-axis direction. The detection board 14c includes semiconductor detection elements 21-1, 21-2, a wiring board 34, and the like. The semiconductor detection elements 21-1 and 21-2 are the semiconductor detection elements of the first example described above.

検出基板14cは、第2配線基板の先端部34a上に半導体検出素子21−1が設けられている。さらに、検出基板14cは、半導体検出素子21−1の基部側に凸部42が設けられ、その上に半導体検出素子21−2が設けられる。凸部42は、半導体検出素子21−1の高さと略同等の高さに設定される。   In the detection substrate 14c, the semiconductor detection element 21-1 is provided on the distal end portion 34a of the second wiring substrate. Further, the detection substrate 14c is provided with a convex portion 42 on the base side of the semiconductor detection element 21-1, and the semiconductor detection element 21-2 is provided thereon. The convex part 42 is set to a height substantially equal to the height of the semiconductor detection element 21-1.

このように半導体検出素子21−2を先端部34a側の半導体検出素子21−1に対してX軸方向にずらして配置することで、図6に示した第1の実施の形態の検出器11と同様に、ガンマ線が入射する入射面の有効率を向上できる。凸部42は、第2配線基板34と同様の材料を用いればよい。   In this manner, by disposing the semiconductor detection element 21-2 in the X-axis direction with respect to the semiconductor detection element 21-1 on the distal end portion 34a side, the detector 11 of the first embodiment shown in FIG. Similarly to the above, the effective rate of the incident surface on which gamma rays are incident can be improved. The convex portion 42 may be made of the same material as that of the second wiring board 34.

なお、半導体検出素子21−1、21−2と配線基板34あるいは凸部42との接合および電気的な接続方法は第1の実施の形態と同様である。   In addition, the method of joining and electrically connecting the semiconductor detection elements 21-1 and 21-2 and the wiring board 34 or the convex portion 42 is the same as in the first embodiment.

本実施の形態によれば、配線基板34に2つの半導体検出素子21−1、21−2を設け、半導体検出素子21−2は半導体検出素子21−1よりもガンマ線が入射するY方向の奥に配置され、半導体検出素子21−1の高さと略同等の高さの凸部42上に設けられる。このように配置することで、半導体検出素子21−1、21−2の入射面21aを、ガンマ線を遮断することなく密に配置できる。したがって、検出器40は、第1の実施の形態と同様の効果を有し、入射面の有効率が向上し、検出器の空間分解能および検出効率が向上する。   According to the present embodiment, two semiconductor detection elements 21-1 and 21-2 are provided on the wiring board 34, and the semiconductor detection element 21-2 is deeper in the Y direction where gamma rays are incident than the semiconductor detection element 21-1. And provided on the convex portion 42 having a height substantially equal to the height of the semiconductor detection element 21-1. By arranging in this way, the incident surfaces 21a of the semiconductor detection elements 21-1 and 21-2 can be densely arranged without blocking gamma rays. Therefore, the detector 40 has the same effect as that of the first embodiment, the effective rate of the incident surface is improved, and the spatial resolution and detection efficiency of the detector are improved.

なお、図8では第1例の半導体検出素子を用いた例を挙げたが、第1例の半導体検出素子の代わりに第2例の半導体検出素子を用いてもよい。この場合、半導体検出素子は、図4に示す電極231〜236側と配線基板とを接合することが好ましい。 In addition, although the example which used the semiconductor detection element of the 1st example was given in FIG. 8, you may use the semiconductor detection element of a 2nd example instead of the semiconductor detection element of a 1st example. In this case, the semiconductor detection element preferably bonds the electrodes 23 1 to 23 6 shown in FIG. 4 and the wiring board.

また、図8に示す凸部42の代わりに、半導体検出素子21−1と半導体検出素子21−2との間の配線基板34に図5に示す屈曲部33bと同様の屈曲部を設け、配線基板34を凸部42と同等の高さとなる形状としてもよい。このようにすることで、検出器40と同様の効果を有すると共に、凸部42を省略できる。   Further, instead of the convex portion 42 shown in FIG. 8, the wiring substrate 34 between the semiconductor detection element 21-1 and the semiconductor detection element 21-2 is provided with a bent portion similar to the bent portion 33b shown in FIG. The substrate 34 may have a shape equivalent to the height of the convex portion 42. By doing in this way, while having the same effect as the detector 40, the convex part 42 can be abbreviate | omitted.

以上本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, but the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the present invention described in the claims. It can be changed.

例えば、上述した第1および第2の実施の形態では、PET装置を例に説明したが、本発明の検出回路は、SPECT(単一光子放射形コンピュータ断層撮影)装置に適用できる。   For example, in the first and second embodiments described above, the PET apparatus has been described as an example, but the detection circuit of the present invention can be applied to a SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography) apparatus.

本発明の第1の実施の形態に係るPET装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the PET apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 第1の実施の形態に係るPET装置の検出器の配置を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically arrangement | positioning of the detector of the PET apparatus which concerns on 1st Embodiment. 検出器を構成する第1例の半導体検出素子の斜視図である。It is a perspective view of the semiconductor detection element of the 1st example which constitutes a detector. 第2例の半導体検出素子の斜視図である。It is a perspective view of the semiconductor detection element of the 2nd example. 検出器の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of a detector. 検出器の要部をガンマ線の入射側から視た図である。It is the figure which looked at the principal part of the detector from the incident side of the gamma ray. 半導体検出素子の接合の様子を示す平面図である。It is a top view which shows the mode of joining of a semiconductor detection element. 本発明の第2の実施の形態に係るPET装置の検出器の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the detector of the PET apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 PET装置
11 検出器
13 検出回路
14、14c 検出基板
14a 第1検出基板
14b 第2検出基板
15 情報処理部
16 表示部
17 制御部
18 入出力部
21、21−1、21−2、26 半導体検出素子
22、27 半導体結晶体
27a 凹部
23、231〜236、24、241〜246 電極
33 第1配線基板
34 第2配線基板
35 接合部
36、37 電極パッド
42 凸部
Vb バイアス電圧
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 PET apparatus 11 Detector 13 Detection circuit 14, 14c Detection board 14a 1st detection board 14b 2nd detection board 15 Information processing part 16 Display part 17 Control part 18 Input / output part 21, 21-1, 21-2, 26 Semiconductor Detection element 22, 27 Semiconductor crystal body 27a Recess 23, 23 1 to 23 6 , 24, 24 1 to 24 6 Electrode 33 First wiring substrate 34 Second wiring substrate 35 Joint portion 36, 37 Electrode pad 42 Convex portion Vb Bias voltage

Claims (11)

略第1の方向から入射するガンマ線を検出する放射線検出器であって、
前記第1の方向と直交する第2の方向に互いに離隔して配置された複数の第1の半導体検出素子と、
前記第2の方向に隣接する2つの第1の半導体検出素子間を通過するガンマ線が入射可能な位置に配置された第2の半導体検出素子と、を備えることを特徴とする放射線検出器。
A radiation detector for detecting gamma rays incident from a substantially first direction,
A plurality of first semiconductor detection elements disposed apart from each other in a second direction orthogonal to the first direction;
A radiation detector, comprising: a second semiconductor detection element disposed at a position where gamma rays passing between two first semiconductor detection elements adjacent in the second direction can enter.
前記第1の半導体検出素子は、該第1の半導体検出素子を支持すると共に電気的に接続される第1の配線基板上に設けられ、
前記第2の半導体検出素子は、該第2の半導体検出素子を支持すると共に電気的に接続される第2の配線基板上に設けられ、
前記第1の配線基板および第1の半導体検出素子と、第2の配線基板および第2の半導体検出素子とは第2の方向に離隔して交互に配置され、
前記第1の半導体検出素子は、第1の方向において、第2の半導体検出素子よりもガンマ線が入射する側に配置され、
前記第2の半導体検出素子は、第2の方向において、隣接する2つの第1の半導体検出素子間の間隙に相当する位置に配置されてなることを特徴とする請求項1記載の放射線検出器。
The first semiconductor detection element is provided on a first wiring substrate that supports and electrically connects the first semiconductor detection element;
The second semiconductor detection element is provided on a second wiring substrate that supports and electrically connects the second semiconductor detection element,
The first wiring board and the first semiconductor detection element, and the second wiring board and the second semiconductor detection element are alternately arranged in a second direction,
The first semiconductor detection element is arranged on the side where the gamma rays are incident with respect to the second semiconductor detection element in the first direction,
The radiation detector according to claim 1, wherein the second semiconductor detection element is arranged at a position corresponding to a gap between two adjacent first semiconductor detection elements in the second direction. .
前記第1の配線基板は、その第2の方向に隣接する第2の半導体検出素子と接触を回避する形状で設けられてなることを特徴とする請求項2記載の放射線検出器。   The radiation detector according to claim 2, wherein the first wiring board is provided in a shape that avoids contact with a second semiconductor detection element adjacent in the second direction. 前記第1の半導体検出素子および第2の半導体検出素子は、第1の半導体検出素子の第1の方向に沿った長さよりも大きな距離を第1の方向に互いに離隔して配置されてなることを特徴とする請求項1〜3のうち、いずれか一項記載の放射線検出器。   The first semiconductor detection element and the second semiconductor detection element are arranged to be separated from each other in the first direction by a distance larger than the length of the first semiconductor detection element along the first direction. The radiation detector according to any one of claims 1 to 3. 前記第1の配線基板は、第2の配線基板よりも可撓性を有することを特徴とする請求項1または2記載の放射線検出器。   The radiation detector according to claim 1, wherein the first wiring board is more flexible than the second wiring board. 前記第1の半導体検出素子および第2の半導体検出素子は、該第1の半導体検出素子および第2の半導体検出素子を支持すると共に電気的に接続される第3の配線基板上に設けられ、
前記第1の半導体検出素子が、第2の半導体検出素子よりも第1の方向においてガンマ線が入射する側に配置され、
前記第2の半導体検出素子が、前記第1の半導体検出素子の高さと略同等の高さを有する凸部上に設けられてなることを特徴とする請求項1記載の放射線検出器。
The first semiconductor detection element and the second semiconductor detection element are provided on a third wiring board that supports and electrically connects the first semiconductor detection element and the second semiconductor detection element,
The first semiconductor detection element is disposed closer to the side on which the gamma rays are incident in the first direction than the second semiconductor detection element;
The radiation detector according to claim 1, wherein the second semiconductor detection element is provided on a convex portion having a height substantially equal to the height of the first semiconductor detection element.
前記第1の半導体検出素子および第2の半導体検出素子は、一の端面をガンマ線が入射する入射面とする板状の半導体結晶体と、その厚さ方向に直交する第1の主面および第2の主面の各々に設けられた第1の電極部および第2の電極部と、を有し、
前記第1の電極部は、第1の主面を略覆うように形成された金属膜からなり、
前記第2の電極部は、第2の主面に入射面に沿って略等間隔で配列された複数の電極からなり、該電極から検出信号が取出されることを特徴とする請求項1〜6のうち、いずれか一項記載の放射線検出器。
The first semiconductor detection element and the second semiconductor detection element include a plate-shaped semiconductor crystal having one end surface as an incident surface on which gamma rays are incident, a first main surface orthogonal to the thickness direction, and a first main surface. A first electrode portion and a second electrode portion provided on each of the two main surfaces,
The first electrode portion is made of a metal film formed so as to substantially cover the first main surface,
The second electrode section is composed of a plurality of electrodes arranged at substantially equal intervals along the incident surface on the second main surface, and a detection signal is taken out from the electrodes. 6. The radiation detector according to claim 1.
前記第2の主面は略平坦であることを特徴とする請求項7記載の放射線検出器。   The radiation detector according to claim 7, wherein the second main surface is substantially flat. 前記第2の主面に、入射面に沿って略等間隔に複数の凹部が形成され、隣接する凹部間に前記電極が設けられてなることを特徴とする請求項7記載の放射線検出器。   The radiation detector according to claim 7, wherein a plurality of recesses are formed at substantially equal intervals along the incident surface on the second main surface, and the electrodes are provided between adjacent recesses. 前記第1の半導体検出素子および第2の半導体検出素子は、第2の電極部側を第1の配線基板、第2の配線基板、あるいは第3の配線基板上に接合部を介して接合され、
前記接合部は、低温はんだバンプ、導電ペースト、および異方性導電フィルムからなる群のうちいずれかからなることを特徴とする請求項2〜8のうち、いずれか一項記載の放射線検出器。
The first semiconductor detection element and the second semiconductor detection element are bonded to the first wiring board, the second wiring board, or the third wiring board through a bonding portion on the second electrode portion side. ,
The radiation detector according to any one of claims 2 to 8, wherein the joint portion is made of any one of a group consisting of a low-temperature solder bump, a conductive paste, and an anisotropic conductive film.
放射性同位元素を含む被検体の周囲に該被検体を囲むように配置され、該放射性同位元素から発生するガンマ線を検出する、請求項1〜9のうちいずれか一項記載の放射線検出器を有する検出手段と、
前記検出手段から取得した検出データに基づいて前記放射性同位元素の被検体内における分布情報を取得する情報処理手段と、を備える放射線検査装置。
The radiation detector according to claim 1, wherein the radiation detector is disposed around the subject including the radioisotope so as to surround the subject and detects gamma rays generated from the radioisotope. Detection means;
An information processing unit that acquires distribution information of the radioisotope in a subject based on detection data acquired from the detection unit.
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