JP2009532676A - 放射線検出器配列 - Google Patents

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Abstract

コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）用途における使用に特に適した放射線検出器モジュールは、シンチレータ（２００）と、光検出器配列（２０２）と、信号処理電子機器（２０５）とを含む。光検出器配列（２０２）は、半導体基板（２０８）を含み、半導体基板は、複数の光検出器と、基板（２０８）の非照射側に組み立てられるメタライゼーション（２１０）とを有する。メタライゼーションは、光検出器と信号処理電子機器（２０５）との間に並びに信号処理電子機器（２０５）と電気コネクタ（２０９）との間に電気信号を経路指定する。

Description

本発明は、コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）システムにおいて使用されるＸ線検出器配列に関する。本発明は、Ｘ線以外の放射線の検出、並びに、放射線感受検出器の配列が必要とされる他の医療及び非医療用途にも用途を見いだす。
ＣＴスキャナは、物体の内部構造を示す情報を提供する点で大変貴重であることが分かっている。例えば、医療撮像では、ＣＴスキャナは、人間の患者の生理機能を示す画像及び他の情報を提供するために広く使用される。スライス又はチャネルの数の増大は、心臓及び解剖学的構造の他の移動部分を走査する能力の向上、より短い走査時間、スキャナ処理量の改良、軸方向解像度及び範囲の改良等のような、多くの利点を有し得るので、近年はマルチスライスＣＴの急速な採用が見られる。
しかしながら、この傾向の１つの結果は、必須のＸ線検出器が益々複雑且つ高価になっていることである。正に、検出器は、しばしば、ＣＴスキャナの最も高価な構成部品ではないとしても、最も高価な構成部品の１つである。一例として、最新のＣＴスキャナは、１回のガントレ回転中に１２８枚もの数のスライスを取得するよう設計されており、例示的な検出器システムは、８０，０００より多くの個々の検出器素子又は画素を要求し得る。
状況は、配列内の画素間の間隙又は空間が画像品質に有害な影響を有し得るという事実によって、さらに複雑化されている。この要求は、検出器信号の経路指定のために並びに検出器の背後の空間内に有利に配置される所要読出し電子機器のために利用可能な空間を制限する傾向がある。
マルチスライスＣＴスキャナにおける使用に適した二次元検出器システムが、その全文が参照として明示的に引用される、Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｘ−Ｒａｄｉａｔｉｏｎ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ Ｍｏｄｕｌｅ ａｎｄ Ｍｏｓａｉｃｓ Ｔｈｅｒｅｏｆ， ａｎｄ ａｎ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｅｍｐｌｏｙｉｎｇ Ｓａｍｅと題する、米国特許第６，５１０，１９５号に開示されている。特許中により完全に議論されているように、そのようなシステムにおける検出器モジュールは、フォトダイオード配列と光学的に連絡するシンチレータを有する。フォトダイオード配列の非照射側に配置される複数の金属パッドを有するメタライゼーション層が、様々なフォトダイオードへの電気接点をもたらす。パッドは、フォトダイオードのピッチ及び間隔に適合される。結果的に、パッドは、次いで、別個のキャリア基板に衝突結合される。次いで、キャリア基板は、回路パターンに配列され且つ基板の他の側の接触パッドに接続される複数の伝導性層を含む。接触パッドは、読出し電子機器のための接続地点をもたらす。他の開示された実施態様では、フォトダイオードのピッチ及び間隔と整合する入力接続を有するＡＳＩＣが、パッドに直接的に接続される。２Ｄタイル張り配列を形成するために、多数の検出器モジュールが組み立てられる。
そのような検出器システムは実に効果的であるが、依然として改良の余地がある。例えば、検出器の製造コストを削減すること、製造プロセスを単純化すること、検出器設計の柔軟性及び信頼性を向上することが依然として望ましい。
本発明の特徴は、これらの並びに他の事項に取り組む。
本発明の１つの特徴によれば、放射線検出器は、シンチレータと、光検出器配列と、信号処理電子機器とを含む。光検出器配列は、シンチレータと光学的に連絡する複数の光検出器素子と、シンチレータの反対の半導体基板の側に形成されるメタライゼーションとを含む。信号処理電子機器は、シンチレータと反対の光検出器配列の側で支持される。メタライゼーションは、光検出器素子に電気的に接続される第一の複数の接点と、第一の複数の接点及び信号処理電子機器と電気的に連絡する第二の複数の接点とを含む。
本発明の他の特徴によれば、放射線検出器は、放射線受け面と、放射線受け面によって受容される放射線を検出する放射線感受性検出器素子の二次元配列とを有する半導体基板を含む。検出器は、放射線受け面と反対の半導体基板の側に形成されるメタライゼーションを含み、メタライゼーションは、第一接点と、第二接点とを含む。第一接点は、光検出器素子の配列に電気的に接続され、メタライゼーションは、第一接点から第二接点に電気信号を経路指定するよう構成される。
他の特徴によれば、装置は、検査領域と、検査領域内の物体を支持する物体支持体と、二次元配列に配置される複数の放射線検出器モジュールとを含む。検出器モジュールは、検査領域面する放射線受け面を有する半導体基板と、放射線感受性検出器の配列とを含む光検出器配列を含む。検出器モジュールは、半導体組立て技法を使用して放射線受け面と反対の半導体基板の側に形成される少なくとも第一電気信号経路指定層と、光検出器配列によって支持される信号処理電子機器（２０５）も含む。少なくとも第一信号経路指定層は、半導体基板と信号処理電子機器との間に物理的に配置され、少なくとも第一電気信号経路指定層は、信号処理電子機器に電気的に接続される。
当業者は、添付の図面及び記載を読んで理解した後、本発明のさらに他の特徴を理解するであろう。
本発明は、一例として例証されており、付属の図面の図に限定されない。図面中、同等の参照符号は、類似の素子を表示している。
図１を参照すると、ＣＴスキャナ１０は、検査領域１４について回転する回転ガントレ部分１８と、固定ガントレ部分１９とを含む。回転ガントレ１８は、Ｘ線管のような放射線源１２を支持している。回転ガントレ１８は、検査領域１４の反対側にアークを張るＸ線感受性検出器２０も支持している。Ｘ線源１２によって製造されるＸ線は、検査領域１４を横断し、検出器２０によって検出される。物体支持体１６が、検査領域１４内で人間の患者のような物体を支持する。支持体１６は、好ましくは、ヘリカル走査をもたらすために、ガントレ１８の回転に従って移動可能である。
検出器２０は、複数の検出器モジュール２２を含み、各モジュール２２は、放射線感受性検出器画素の配列を含む。概ね弧状の二次元タイル張り検出器配列を形成するように、複数の検出器モジュール２２が配置され、様々な検出器モジュール２２内の画素は、１つ又はそれよりも多くの隣接するモジュール２２に当接し或いは他の方法で実質的に隣接して当接する。以下にさらに議論されるように、検出器モジュール２２は、１つ又はそれよりも多くのメタライゼーション層及びそれらの非照射側で組み立てられる対応する電気接点を有する背面照明フォトダイオード（ＢＩＰ）配列を使用して有利に組み立てられる。検出器配列によって支持され且つ接点に接続される読出し電子機器は、マルチプレクサ、増幅器、並びに、光検出器によって製造される比較的低レベルのアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換器及び類似物を提供する。
１つの実施例において、検出器２０は、１２８枚以上のスライスを含む。検出器モジュール２２又はそこに含まれる検出器画素は、検出器配列が不規則であるよう配置され得ることにも留意せよ。例えば、１つ又はそれよりも多くの行又は列内の画素は、互いに偏心され得る。検出器２０が３６０度の円弧に亘り且つＸ線源１２が回転している間に固定的なままである所謂第四世代スキャナ構造、並びに、平坦パネル検出器も実施され得る。同様に、より多くの或いはより少ない数のスライスを有する検出器も実施され得る。
好ましくは回転ガントレ１８によって支持されるデータ取得システム２４が、複数の検出器モジュール２２から出力信号を受け取り、追加的なマルチプレクシング、データ通信、及び、同等の機能性をもたらす。再構築器２６が、検査下の物体を示す容量画像を形成するよう、検出器２０によって得られたデータを再構築する。
汎用コンピュータが、操作者コンソール４４として作用する。コンソール４４は、モニタ又はディスプレイのような人間読取り可能な出力装置と、キーボード及びマウスのような入力装置とを含む。コンソール上に常駐するソフトウェアは、所望の走査プロトコルを構築し、走査を開始し且つ終了し、容量画像データを見て且つ他の方法で操作し、且つ、その他の方法でスキャナと相互作用することによって、操作者がスキャナの動作を制御することを可能にする。
コントローラ２８は、Ｘ線源１２パラメータ、患者カウチ１６の移動、及び、データ取得素ステム２６の操作を含む、所望の走査プロトコルを実施するために、必要に応じて様々な走査パラメータを調整する。
例示的な検出器モジュール２２が、図２Ａ、２Ｂ、及び、２Ｃに示されている。モジュール２２は、シンチレータ２００と、光検出器配列２０２と、カバー２０３と、読出し又は信号処理電子機器２０５と、１つ又はそれよりも多くのコネクタ２０９とを含む。
シンチレータ２００は、入射放射線２０４に応答してシンチレータ２００によって生成される光が光検出器配列２０２の受光面２０７によって受光されるよう、光検出器配列２０２と光学的に連絡している。
光検出器配列２０２は、半導体基板２０８と、メタライゼーション２１０とを含む。図２に例証されているように、基板２０８は、陽極２１２及びフォトダイオードの他の構成部品を配列内に提供するために、半導体２０８がドープされる従来的なＢＩＰを形成する。
基板２０８の非照射側上に形成されるメタライゼーション２１０は、フォトダイオード及び読出し電子機器２０５の間の並びに読出し電子機器２０５とコネクタ（複数のコネクタ）２０９との間の所望の電気相互接続及び信号経路指定をもたらす。メタライゼーション２０１は、好ましくは、光検出器配列２０２の組立ての一部として、既知のＣＭＯＳ又は他の半導体処理技術を使用して形成される。より具体的には、メタライゼーション２１０は、ＢＩＰ配列の組立てと同一のクリーンルーム環境において塗布される交互の絶縁層及び金属層を含む。金属層は、典型的には、アルミニウム又は銅のような導体から加工されるのに対し、絶縁体は、典型的には、シリコン酸化膜（ＳｉＯ）、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、ポリイミド、又は、他の適切な絶縁体から加工される。いずれの場合においても、所望の金属又は絶縁体の均一な塗膜が塗布され、層は、所望の回路パターンを形成するよう、リソグラフィ方法を使用してパターン化される。そのプロセスは、所望数のメタライゼーション層が提供されるまで反復される。ビアが様々な金属層の間の電気接続をもたらす。
例証されるように、メタライゼーション２１０は、第一金属層２１０１、第二金属層２１０２、及び、第三金属層２１０３を含む。絶縁層は、明瞭性のために図示されていない。第一メタライゼーション層２１０１は、配列中のフォトダイオードに電気的に接続された接続パッド３１４と、フォトダイオード出力信号を所望に経路指定する伝導性回路トレース２２１とを含む。第二メタライゼーション層２１０２も、光検出器配列２０２の後部２２８からアクセス可能な接続パッド２１６，２１９と、回路トレースとを含む。第三メタライゼーション層２１０３は、接地平面として作用する。ビア２０９は、必要に応じて層の間で信号を経路指定する。例証されるように、例えば、ビアは、読出し電子機器２０５の入力への接続のために、信号を第一層２１０１から第二層２１０２内のトレース及び／又はパッドに経路指定する。これに関して、第一層２１０１のパッド２１４及びトレース２２１は、それらの間の接続の例証を容易化するために、異なる平面又はレベル上にあるように示されている。第二層２１０２は、類似に描写されている。実際には、各層は、通常、実質的に平面的である。
典型的には、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）のような構成部品、及び、抵抗器、コンデンサ、又は、他の受動回路若しくは活性回路のような別個の構成部品２０９を含む読出し電子機器２０５は、接続パッドに取り付けられる。図２Ａ及び２Ｂに例証されるように、ＡＳＩＣ２０６は、ワイヤボンディング２１８を介して、ＡＳＩＣ２０６の幾何及びピン配列(pinout)に適合するパッド２１６に電気的に接続される。さらに他のパッド２１７も、構成部品２０９の幾何及びピン配列に適合し、次いで、構成部品は、それらのそれぞれのパッド２１７にはんだ付けされ或いは他の方法で接続される。同様に例証されるように、コネクタ（複数のコネクタ）２０９は、はんだ接合を介して、コネクタ（複数のコネクタ）２０９の幾何及びピン配列に適合するパッド２１９に接続され或いは他の方法で接続される。
そのような構成の具体的な利点は、読出し電子機器２０５の配列及び他の要件に適合する電気相互接続が比較的暗化に適用され得ることである。その上、メタライゼーション２１０は、様々な相互接続をもたらすために使用されてきた支持基板の複雑性を低減し得るし、或いは、図２に示されるように、それと完全に取って代わり得る。
タングステン、モリブデン、又は、鉛のような放射線減衰性金属から加工され、且つ、光検出器配列２０２とＡＳＩＣ２０６との間に配置される放射線遮蔽膜２２２が、ＡＳＩＣ２０６を、その他の方法ではシンチレータ２００又は光検出器配列２０２によって吸収されない電離放射線の有害な影響から守るために提供され得る。読出し電子機器２０５の一部又は全部を検出器モジュール２２の後方から入射する電場の有害な影響から遮蔽するために、静電遮蔽体２２４（例証の容易性のために図２Ａから省略されている）も提供され得る。遮蔽体２２４とＡＳＩＣ２０６との間、及び／又は、遮蔽体２２４とカバー２０３との間に配置される熱伝導エポキシ２２６が、ＡＳＩＣ２０６によって生成される熱の放散を促進する。
カバー２０３は、電気回路２０５及び光検出器配列２０２の非照射側２２８を保護する働きをする。ＡＳＩＣ２０６によって生成される熱の放散をさらに助けるために、カバー２０３は、アルミニウム、熱伝導性セラミック、又は、他の熱伝導性材料から加工され得る。カバー２０３と光検出器配列２０２の非照射側２２８との間の空間内に配置されるエポキシ又は類似の化合物のような封入剤２３０（例証の容易さのために図２Ａに示されていない）が、構造的な頑丈さをもたらし、且つ、その他の方法で読出し電子機器２０５を汚染から守る。
例証されるように、読出し電子機器２０５及びコネクタ２０９は、光検出器配列の放射線受容面２０７によって定められる境界付き平面内に配置される。理解されるように、そのような構造は、タイル張り検出器配列の構築を容易化する。
図３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、及び、３Ｄは、光検出器配列２０２と、第一メタライゼーション層２１０１、第二メタライゼーション層２１０２、及び、第三メタライゼーション層２１０３の例示的な経路指定とを詳細に描写している。図３Ｂを参照すると、第一メタライゼーション層２１０１内のトレースは、比較的低いレベルのアナログ信号を様々なフォトダイオード接点から第二メタライゼーション層２１０２内の所望の接続パッド２１６の近傍に経路指定している。ビアは、第一層内のトレースを第二メタライゼーション層２１０２内の対応するトレースに接続し、次いで、そのトレースは、パッド２１６に接続される。図３Ｃを参照すると、第二メタライゼーション層２１０２内のトレースは、概ねより高いレベルの電力及びデジタル読出し信号をパッド２１６とコネクタ（複数のコネクタ）２０９の幾何及びピン配列に適合する接続パッド２１９との間に経路指定している。他の回路素子又は構成部品との間の信号の出入れも同様に経路指定され得る。その上、信号はフォトダイオードパッド２１４とコネクタ２１９との間にも直接的に経路指定され得る。図３Ｄを参照すると、第三メタライゼーション層２１０３は、好ましくは、第一メタライゼーション層２１０１と第二メタライゼーション層２１０２との間に配置され、地面に電気的に接続される接地平面又は遮蔽体３１６を含む。
理解されるように、比較的低いレベルの検出器信号を電力及びデジタル信号から分離することは、それらの間の望ましくない結合を低減する傾向がある。より大きい或いはより少ない数のメタライゼーション層２１０（例えば、もう１つの、もう２つの、或いは、もう４つの層）が実施され得る。何故ならば、そのような層２１０及びそれらの間の接続の数及び構造は、一般的には、所望の相互接続の密度及び複雑性、様々な電気信号の特性、並びに、それらの間の所望の遮蔽の関数だからである。
ＡＳＩＣ２０６は、その対応するパッド２１６にワイヤボンディング(wire bonding)されるように記載されたが、それは、図４に示されるようなはんだバンプを使用して、適切に構成される接続パッド２１６にフリップチップ或いはバンプボンディング(bump bonding)され得る。
検出器モジュール２２の組立てが、図５及び６を参照して今や記載される。
図６Ａを参照すると、ステップ５０２で、基板２０８は、例えば、従来的なＢＩＰ配列を製造するために処理される。
図６Ｂを参照すると、ステップ５０４で、所望のメタライゼーション２１０が、光検出器配列２０２を形成するために、基板２０８の非照射側に塗布される。
図６Ｃを参照すると、ステップ５０６で、読出し電子機器２０８の様々な構成部品が、例えば、リフローはんだ付け操作によって、光検出器配列２０２の後側に取り付けられ、その場合には、読出し電子機器２０５及びコネクタ２０９は、メタライゼーション２１０の後方表面２２８上に形成された対応するパッド２１６、２１７、２１９にはんだ付けされる。ＡＳＩＣ２０６又は他の構成部品がワイヤボンディング２１８を介して接続される場合には、所望のワイヤボンディング２１も塗布される。利用される場合には、放射線遮蔽体２２２は、典型的には、規定通りに、はんだ付け又はワイヤボンディング操作の前に据え付けられる。望ましい場合には、はんだの代わりに、伝導性エポキシ又は他の適切な材料も使用され得ることに留意せよ。
図６Ｄを参照すると、ステップ５０８で、熱伝導性接着剤２２６及び（もしあれば）静電遮蔽体２２４が塗布され、カバー２０３が据え付けられる。
図６Ｅを参照すると、ステップ５１０で、封入剤２３０が、カバー２０３と配列２０２の後側との間の空間又は複数の空間内に注入される。
ステップ５１２で、もしあれば、シンチレータ２００は、配列２０２の受光面２０７に取り付けられる。
図７Ａ及び７Ｂは、代替的なカバー構造を描写している。図７Ａに例証されるように、カバー２０３は、第一カバー部分２０３ａと、熱伝導性カバー部分２０３ｂとから形成されている。第一カバー部分２０３ａは、プラスチック又は他のポリマのような比較的安価な金属から射出成形され或いはその他の方法で加工される。熱伝導性部分２０３ｂは、アルミニウム又は熱伝導性セラミックのような比較的より熱伝導的な材料から加工される。第一部分２０３ａの加工に続き、第一部分２０３ａ及び第二部分２０３ｂは結合される。代替的に、第一カバー部分２０３ａは、熱伝導性カバー部分２０３ｂの周りに成形され或いはその他の方法で形成される。いずれの場合においても、熱伝導性部分２０３ｂは、好ましくは、読取り電子機器２０５のＡＳＩＣ２０６又は他の所望部分によって生成される熱の放散を助ける比較的効率的な熱伝導経路をもたらすよう構成される。
図７Ｂを参照すると、検出器モジュール２２は、図７Ａに関連して記載された熱伝導性カバー部分２０３ｂと類似する熱伝導性部材７０２を備える。伝導性部材７０３ａの据付に続き、ポリマ又は封入剤のような保護カバー７０４が、検出器モジュール２２の後部に成型され或いはその他の方法で塗布される。
さらに他の変形も可能である。例えば、光検出器配列２０２は、前面被照射フォトダイオードを使用して実施可能であり、フォトダイオード電気接続は、配列の被照射側に形成される。そのような場合には、光検出器配列２０２は、フォトダイオード信号を光検出器配列２０２の非照射側に経路指定する貫通孔又はビアを有利に備える。光検出器配列２０２は、適切な光検出器又はＰＩＮ(positive intrinsic negative)フォトダイオード、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）フォトダイオード、又は、線形若しくはアバランシェフォトダイオード単一光子モードで動作するフォトダイオードのようなフォトダイオード技術を使用しても製造され得る。
同様に理解されるように、シンチレータ２００は、スペクトル、応答時間、及び、特定用途の他の要件に基づき普通に選択される硫化ガドリニウム（ＧＯＳ）又はタングステン酸カドミウム（ＣｄＷＯ４）のような従来的なシンチレータ材料から加工され得る。シンチレータ２００は、特に、光検出器配列２０２のスペクトル反応に対応する波長の光放射線又は放射線を検出するために検出器モジュール２２が使用される用途においては、省略されてもよい。１つよりも多くのエネルギスペクトルを示す出力を生成するスペクトル放射線検出器も想定される。
検出器モジュール２２は、１つ又はそれよりも多くの検出器部分組立体を形成するよう組み立て可能であり、次いで、それらは概ね弧状の検出器配列を形成するよう組み立てられる。今や図８Ａ及び８Ｂに転じると、検出器部分組立体８００は、複数の検出器配列２２１，２２２．．．２２ｎと、回路板８０２と、支持体８０４とを含む。回路板８０２は、無材料領域８０６１，８０６２．．．８０６ｎと、コネクタ８０８とを含む。検出器モジュール２２のコネクタ２０９は、回路板８０２の第一側にはんだ付けされ或いは他の方法で接続される。回路板８０２は、検出器モジュール２２をコネクタ８０８に接続する伝導性トレースを支持している。被照射トレース８２３構造は、検出器モジュール２２がデージーチェーンされ(daisy chained)得るデジタル出力を生成する場合に特に有利である。
金属又は他の熱伝導性材料から有利に加工される支持体８０４は、回路板８０２の第二側から付着する。支持体８０４は、カバー２０３と熱接触するよう、様々な検出器モジュール２２の無材料(material free)領域、より具体的には、熱的により伝導的なカバー部分を貫通する突起８１０を含む。支持体８０４は、次いで、ＣＴスキャナ又は他の所望の用途における使用のためのより大きい概ね弧状の検出器配列の一部として部分組立体８００を取り付けるために使用される。
前述の構成の具体的な利点は、様々な検出器配列２２が、はんだ付け作業前に互いに対して並びに回路板に対して整列され得ることである。そのような構成によれば、個々の検出器２２の許容差は余り重大ではなく、回路板８０２は、複数の部分組立体８００の位置決めのための基準として働く。
検出器部分組立体９００の代替的な構造が、図９Ａ、９Ｂ、及び、９Ｃに示されている。検出器モジュール２２は、ネジ９０４又は他の適切な締結具を使用して支持体９０２に締結されている。次いで、様々な検出器配列２２のコネクタ２０９は、回路板９０４ａ，９０４ｂにはんだ付けされる。
他の検出器部分組立体構造が、図１０Ａ及び１０Ｂに示されている。例証されるように、検出器部分組立体１０００は、複数の検出器モジュール２２１，２２２．．．２２ｎと、第一回路板１００２と、第二回路板１００４とを含む。検出器モジュール２２のコネクタ２０９は、第一回路板１００２にはんだ付けされ或いはその他の方法で接続される。もう１つのヒートシンクが、カバー２０３と熱連絡して検出器モジュール２２と第一回路板１００２との間に配置され得る。回路板１００２と１００４との間の電気接続１００６が、可撓回路又は他の適切な接続を通じてもたらされる。ブラケット８０８、接着接続、又は、類似物のような適切な措置を用いて回路板１００２と１００４との間の機械的接続がもたらされる。第二回路板１００４も、可撓回路として実施可能であり、よって、接続１００６を不要にする。
図１１を参照すると、所望の角度範囲の概ね弧状の検出器配列を形成するために、部分組立体９００１，９００２，９００３，９００４，９００５のような所望の複数の検出器部分組立体が、次いで、組み立てられる。
もちろん、先行の記載を読んで理解した後、修正及び変更が他者に思い浮かぶであろう。本発明は、それらが付属の請求項又はそれらの均等物の範囲内にある限り、全てのそのような修正及び変更を含むように解釈されることが意図されている。
ＣＴスキャナを示す概略図である。 検出器モジュールを示す概略図である。 検出器モジュールを示す概略図である。 検出器モジュールを示す概略図である。 光検出器配列及び特定の関連構成部品を示す概略図である。 光検出器配列及び特定の関連構成部品を示す概略図である。 光検出器配列及び特定の関連構成部品を示す概略図である。 光検出器配列及び特定の関連構成部品を示す概略図である。 検出器モジュールを示す概略図である。 検出器モジュールを製造するステップを示すフロー図である。 製造中の様々な段階中の検出器モジュールを示す概略図である。 製造中の様々な段階中の検出器モジュールを示す概略図である。 製造中の様々な段階中の検出器モジュールを示す概略図である。 製造中の様々な段階中の検出器モジュールを示す概略図である。 製造中の様々な段階中の検出器モジュールを示す概略図である。 検出器モジュールのためのカバー構成を示す概略図である。 検出器モジュールのためのカバー構成を示す概略図である。 検出器組立体を示す概略図である。 検出器組立体を示す概略図である。 検出器組立体を示す概略図である。 検出器部分組立体を示す概略図である。 検出器部分組立体を示す概略図である。 検出器部分組立体を示す概略図である。 検出器部分組立体を示す概略図である。 検出器部分組立体を示す概略図である。 弧状検出器の一部を形成するよう配置される検出器部分組立体を示す概略図である。

Claims (36)

  1. シンチレータと、
    該シンチレータと光学的に連絡する複数の光検出器素子を含む半導体基板と、前記シンチレータと反対の前記半導体基板の側に形成されるメタライゼーションとを含む光検出器配列と、
    前記シンチレータと反対の前記光検出器配列の側に形成される信号処理電子機器とを含み、
    前記メタライゼーションは、前記光検出器に電気的に接続される第一の複数の接点と、前記第一の複数の接点及び前記信号処理電子機器と電気的に連絡する第二の複数の接点とを含む、
    放射線検出器。
  2. 前記メタライゼーションは、第一メタライゼーション層及び第二メタライゼーション層を含む、請求項１に記載の放射線検出器。
  3. 前記第一の複数の接点は、前記第一層内に配置され、前記第二の複数の接点は、前記第二層内に配置される、請求項２に記載の放射線検出器。
  4. 前記信号処理電子機器は、集積回路を含む、請求項１に記載の放射線検出器。
  5. 前記集積回路は、前記第二の複数の接点にバンプボンディングされる、請求項４に記載の放射線検出器。
  6. 前記メタライゼーションは、前記第一の複数の接点と前記第二の複数の接点との間の導電性経路の少なくとも一部を形成する導電性回路トレースを含む、請求項１に記載の放射線検出器。
  7. 当該放射線検出器の外部に電気接続をもたらすよう構成される電気コネクタをさらに含み、前記メタライゼーションは、前記信号処理電子機器と前記コネクタとの間の導電性経路の少なくとも一部を形成する、請求項１に記載の放射線検出器。
  8. 前記光検出器素子は、背面照射フォトダイオードを含む、請求項１に記載の放射線検出器。
  9. 比較的断熱性の材料から加工される第一部分と、比較的熱伝導性の材料から加工される第二部分とを含むカバーを含み、前記信号処理電子機器は、集積回路を含み、前記第二部分は、前記集積回路と当該放射線検出器の外部との間に熱伝導性経路を提供する、請求項１に記載の放射線検出器。
  10. 前記第一部分は、射出形成ポリマを含む、請求項９に記載の放射線検出器。
  11. 前記複数の光検出器素子は、境界付き平面を定める配列内に配置され、前記信号処理電子機器は、前記境界付き平面内に配置される、請求項１に記載の放射線検出器。
  12. 放射線受け面を有し且つ該放射線受け面によって受容される放射線を検出する放射線感受性検出器素子の二次元配列を含む半導体基板と、
    前記放射線受け面と反対の前記半導体基板の側に形成されるメタライゼーションとを含み、
    該メタライゼーションは、第一接点と、第二接点とを含み、前記第一接点は、前記光検出器素子の配列に電気的に接続され、前記メタライゼーションは、前記第一接点と前記第二接点との間に電気信号を経路指定するよう構成される、
    放射線検出器。
  13. 前記放射線感受性検出器素子の配列は、第一物理的配列を有し、当該放射線検出器は、前記第一物理的配列とは異なる第二物理的配列を有する信号処理電子機器との使用のために構成され、前記第二接点は、前記第二物理的配列に適合する、請求項１２に記載の放射線検出器。
  14. 当該放射線検出器は、前記第二接点にワイヤボンディングされる信号処理電子機器との使用のために構成される、請求項１３に記載の放射線検出器。
  15. 前記メタライゼーションは、前記第一接点と前記第二接点との間の導電性経路の少なくとも一部を提供する電気導体を含む、請求項１２に記載の放射線検出器。
  16. 前記メタライゼーションは、第一メタライゼーション層と、第二メタライゼーション層とを含む、請求項１５に記載の放射線検出器。
  17. 前記メタライゼーションは、電気コネクタに接続されるよう構成される接点を含む、請求項１２に記載の放射線検出器。
  18. 電気コネクタと、回路板とをさらに含み、前記電気コネクタは、前記電気コネクタと前記回路板との間に電気接続をもたらすために、前記電気コネクタに並びに前記回路板に接続するよう構成される前記接点と接続される、請求項１７に記載の放射線検出器。
  19. 前記光検出器は、ＣＭＯＳ光検出器である、請求項１２に記載の放射線検出器。
  20. 前記第二接点に接続される信号処理電子機器を含む、請求項１２に記載の放射線検出器。
  21. 前記信号処理電子機器は、前記第二接点にバンプボンディング又はワイヤボンディングの１つで結合される集積回路を含む、請求項２０に記載の放射線検出器。
  22. 前記信号処理電子機器に動作的に接続され且つ前記メタライゼーションに電気的に接続される電気コネクタを含む、請求項２１に記載の放射線検出器。
  23. 前記放射線受け面と光学的に連絡するシンチレータを含む、請求項２２に記載の放射線検出器。
  24. 前記放射線受け面と反対の当該放射線検出器の側に配置されるカバーを含み、該カバーは、第一の比較的断熱性の材料から加工される第一部分と、比較的熱伝導性の材料から加工される第二部分とを含み、前記第二部分は、前記信号処理電子機器と熱連絡する、請求項２０に記載の放射線検出器。
  25. 検査領域と、該検査領域内の物体を支持する物体支持体と、二次元配列内に配置される複数の放射線検出器モジュールとを含む装置であって、前記検出器モジュールは、
    検査領域に面する放射線受け面を有し且つ放射線感受性検出器の配列を含む半導体基板と、半導体組立技法を使用して前記放射線受け面と反対の前記半導体基板の側に形成される少なくとも第一電気信号経路指定層とを含む光検出器配列と、
    該光検出器配列によって支持される信号処理電子機器とを含み、
    前記少なくとも第一信号経路指定層は、前記半導体基板と前記信号処理電子機器との間に物理的に配置され、前記少なくとも第一電気信号経路指定層は、前記信号処理電子機器に電気的に接続される、
    装置。
  26. 第二電気信号経路指定層を含む、請求項２５に記載の装置。
  27. 前記第一経路指定層及び第二経路指定層は、メタライゼーション技法を使用して形成される、請求項２６に記載の装置。
  28. 前記信号処理電子機器は、ＡＳＩＣを含む、請求項２６に記載の装置。
  29. 前記ＡＳＩＣは、前記光検出器配列にバンプボンディングされる、請求項２８に記載の装置。
  30. 前記検出器モジュールは、タイル張り配列内に配置される、請求項２５に記載の装置。
  31. 前記放射線検出器モジュールは、弧状の２Ｄ配列内に配置される、請求項２５に記載の装置。
  32. 前記検出器モジュールは、前記放射線受け面と前記検査領域との間に配置されるシンチレータを含む、請求項２５に記載の装置。
  33. 前記検出器モジュールは、前記光検出器配列によって支持され且つ前記信号処理電子機器と電気的に連絡する電気コネクタを含み、前記少なくとも第一経路指定層は、前記信号処理電子機器と前記電気コネクタとの間に導電性経路の少なくとも一部を形成する、請求項２５に記載の装置。
  34. 回路板と、熱伝導性部材とを含み、前記それぞれの検出器モジュールの前記コネクタは、前記回路板に電気的に接続され、前記熱伝導性部材は、前記放射線受け面と反対の検出器モジュールの側に熱的に接続される、請求項３３に記載の装置。
  35. 前記回路板は、無材料領域を含み、前記熱伝導性部材の一部が、前記無材料領域を通じて突出する、請求項３４に記載の装置。
  36. 前記光検出器モジュールは、前記放射線受け面と反対の前記モジュールの側に配置されるカバーを含み、熱伝導性部材が、機械的締結具によって前記カバーに締結される、請求項３４に記載の装置。
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