JP2015055507A - Radiation detector, detection apparatus, checker and method of manufacturing radiation detector - Google Patents

Radiation detector, detection apparatus, checker and method of manufacturing radiation detector Download PDF

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Hitoshi Yagi
均 八木
励 長谷川
Tsutomu Hasegawa
励 長谷川
逸見 和弘
Kazuhiro Henmi
和弘 逸見
和典 宮崎
Kazunori Miyazaki
和典 宮崎
啓太 佐々木
Keita Sasaki
啓太 佐々木
剛 河田
Go Kawada
剛 河田
木村 俊介
Shunsuke Kimura
俊介 木村
舟木 英之
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide: a radiation detector, a detection apparatus and a checker, capable of improving the positioning accuracy between a photoelectric conversion element and a light reflection layer formed over a light conversion layer; and a method of manufacturing radiation detector.SOLUTION: The radiation detector includes: a light conversion layer; a photoelectric conversion layer; a first adhesion layer; and a light reflection layer. The light conversion layer converts a beam of incoming radiation into a beam of light which has a wavelength longer than the wavelength of the radiation. The photoelectric conversion layer holds plural photoelectric conversion elements for converting the incoming beam of light into an electric signal. The first adhesion layer is formed between the light conversion layer and the photoelectric conversion layer. The light reflection layer penetrates the light conversion layer in a lamination direction of the light conversion layer, the first adhesion layer and the photoelectric conversion layer, extending the interior of the first adhesion layer.

Description

本発明の実施形態は、放射線検出器、検出装置および検査装置、ならびに放射線検出器の製造方法に関する。   Embodiments described herein relate generally to a radiation detector, a detection apparatus and an inspection apparatus, and a method for manufacturing the radiation detector.

X線等の放射線を使用した放射線撮影装置およびコンピュータ断層撮影(CT:Computed Tomography)システム等の放射線撮影システムでは、放射線源からの放射線ビームが被検体に向けて照射される。放射線ビームは被検体を透過することにより減衰し、アレイ状に配置された放射線検出器に入射する。   In a radiation imaging system such as a radiation imaging apparatus using X-ray radiation or the like and a computed tomography (CT) system, a radiation beam from a radiation source is irradiated toward a subject. The radiation beam is attenuated by passing through the subject, and enters a radiation detector arranged in an array.

放射線検出器は、入射した放射線を可視光線等のシンチレーション光に変換するシンチレータと、シンチレーション光を電気信号に変換する光電変換素子が複数配設された光電変換層とが積層された構造を含む。そして、放射線検出器は、放射線の強度を光強度に変換し、その光強度を電気信号として検出することによって、放射線の強度を検出する。   The radiation detector includes a structure in which a scintillator that converts incident radiation into scintillation light such as visible light and a photoelectric conversion layer in which a plurality of photoelectric conversion elements that convert the scintillation light into electric signals are stacked. The radiation detector detects the intensity of the radiation by converting the intensity of the radiation into a light intensity and detecting the light intensity as an electric signal.

光電変換素子は、光子が1個入射する毎に、パルス状の電流値を得ることができる。また、複数配設された光電変換素子に、均等なシンチレーション光が入射することによって、入射する光子の数に比例した大きさの電流パルスを得ることができる。この電流パルスの大きさを測定することによって、放射線検出器に入射した放射線のエネルギーおよび強度の測定が可能となる。   The photoelectric conversion element can obtain a pulsed current value every time one photon enters. Further, when uniform scintillation light is incident on a plurality of arranged photoelectric conversion elements, a current pulse having a magnitude proportional to the number of incident photons can be obtained. By measuring the magnitude of this current pulse, the energy and intensity of the radiation incident on the radiation detector can be measured.

以上のような放射線検出器において、光電変換層に複数配設された光電変換素子に対して、シンチレーション光を均等に入射させるために、光電変換層に複数配置された光電変換素子の位置に応じて、シンチレータにおいて所定のピッチで光反射層が形成されることが一般的に行われている。この光反射層をシンチレータにおいて直交する2方向において所定のピッチに形成することによって、マトリックス状に配列した複数の光変換要素が画定される。このような光反射層を形成する方法として、シンチレータに所定のピッチに光反射層を高精度かつ均一に形成するために、シンチレータをベースプレート(支持部材)に貼り付けて、光反射層を形成する方法が提案されている。   In the radiation detector as described above, in order to make the scintillation light evenly incident on a plurality of photoelectric conversion elements arranged in the photoelectric conversion layer, according to the position of the plurality of photoelectric conversion elements arranged in the photoelectric conversion layer. In general, the light reflection layer is formed at a predetermined pitch in the scintillator. By forming the light reflecting layer at a predetermined pitch in two directions orthogonal to each other in the scintillator, a plurality of light conversion elements arranged in a matrix are defined. As a method of forming such a light reflection layer, in order to form the light reflection layer at a predetermined pitch on the scintillator with high precision and uniformity, the light reflection layer is formed by attaching the scintillator to a base plate (support member). A method has been proposed.

特開2002−22838号公報JP 2002-22838 A

しかしながら、上述のようにシンチレータに光反射層を形成した後に、シンチレータと、光電変換素子が複数配設された光電変換層とを接着剤で接合するという製造方法では、光反射層と複数の光電変換素子との位置合わせ精度が必ずしも十分ではない。   However, in the manufacturing method in which the light reflection layer is formed on the scintillator as described above and then the scintillator and the photoelectric conversion layer in which a plurality of photoelectric conversion elements are arranged are bonded with an adhesive, the light reflection layer and the plurality of photoelectric conversion layers are bonded. The alignment accuracy with the conversion element is not always sufficient.

本発明が解決しようとする課題は、光変換層に形成される光反射層と光電変換素子との位置合わせ精度を向上させた放射線検出器、検出装置および検査装置、ならびに放射線検出器の製造方法を提供することである。   Problems to be solved by the present invention are a radiation detector, a detection apparatus and an inspection apparatus, and a method for manufacturing the radiation detector, in which the alignment accuracy between the light reflection layer formed in the light conversion layer and the photoelectric conversion element is improved. Is to provide.

実施形態の放射線検出器は、光変換層と、光電変換層と、第1接着層と、光反射層とを備える。光変換層は、入射する放射線を放射線の波長よりも長い波長を有する光に変換する。光電変換層は、入射する光を電気信号に変換する複数の光電変換素子を保持する。第1接着層は、光変換層と光電変換層との間に設けられる。光反射層は、光変換層、第1接着層および光電変換層の積層方向に、光変換層を貫通し、第1接着層の内部まで延在する。   The radiation detector of the embodiment includes a light conversion layer, a photoelectric conversion layer, a first adhesive layer, and a light reflection layer. The light conversion layer converts incident radiation into light having a wavelength longer than the wavelength of the radiation. The photoelectric conversion layer holds a plurality of photoelectric conversion elements that convert incident light into electrical signals. The first adhesive layer is provided between the light conversion layer and the photoelectric conversion layer. The light reflection layer penetrates the light conversion layer in the stacking direction of the light conversion layer, the first adhesive layer, and the photoelectric conversion layer, and extends to the inside of the first adhesive layer.

図1は、放射線検査装置の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a radiation inspection apparatus. 図2は、放射線検出部および放射線検出器の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of the radiation detector and the radiation detector. 図3は、第1の実施形態に係る放射線検出器の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the radiation detector according to the first embodiment. 図4は、シンチレーション光が光電変換素子に入射する動作を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an operation in which scintillation light enters the photoelectric conversion element. 図5は、放射線検出器のシリコン基板(第2シリコン層)を研磨する工程を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a process of polishing the silicon substrate (second silicon layer) of the radiation detector. 図6は、放射線検出器の電極を形成する工程を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a process of forming an electrode of the radiation detector. 図7は、放射線検出器の光反射層を形成する工程を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a process of forming a light reflection layer of the radiation detector. 図8は、第2の実施形態に係る放射線検出器の断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view of a radiation detector according to the second embodiment. 図9は、放射線検出器の電極および光反射層を形成する工程を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a process of forming an electrode and a light reflection layer of the radiation detector. 図10は、第3の実施形態に係る放射線検出器の断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of a radiation detector according to the third embodiment. 図11は、放射線検出器のシリコン基板(第2シリコン層)を研磨する工程を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a process of polishing the silicon substrate (second silicon layer) of the radiation detector. 図12は、放射線検出器の電極を形成する工程を示す図である。FIG. 12 is a diagram illustrating a process of forming an electrode of the radiation detector. 図13は、放射線検出器の光反射層を形成する工程を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a process of forming a light reflection layer of the radiation detector. 図14は、第3の実施形態の変形例に係る放射線検出器の断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view of a radiation detector according to a modification of the third embodiment.

以下の図面において、同一の部分には同一の符号が付してある。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる場合がある。したがって、具体的な厚みおよび寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。   In the following drawings, the same portions are denoted by the same reference numerals. However, the drawings are schematic, and the relationship between the thickness and the planar dimensions, the ratio of the thickness of each layer, and the like may differ from the actual ones. Therefore, specific thicknesses and dimensions should be determined in consideration of the following description.

(第1の実施形態)
図1は、本実施形態に係る放射線検査装置の全体構成の例を示す図である。図1を参照しながら、放射線検査装置1の全体構成の概要を説明する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the overall configuration of the radiation inspection apparatus according to the present embodiment. An overview of the overall configuration of the radiation inspection apparatus 1 will be described with reference to FIG.

図1に示すように、放射線検査装置1は、放射線管11と、放射線管11に対向して設けられた放射線検出装置10とを備えている。   As shown in FIG. 1, the radiation inspection apparatus 1 includes a radiation tube 11 and a radiation detection device 10 provided to face the radiation tube 11.

放射線管11は、対向する放射線検出装置10に向かって、ファン状にX線等の放射線ビーム11aを照射する装置である。放射線管11から照射された放射線ビーム11aは、図示しない架台上の被検体12を透過して、放射線検出装置10に入射する。   The radiation tube 11 is a device that irradiates a radiation beam 11 a such as an X-ray in a fan shape toward the radiation detection device 10 that faces the radiation tube 11. The radiation beam 11 a irradiated from the radiation tube 11 passes through the subject 12 on a gantry (not shown) and enters the radiation detection apparatus 10.

放射線検出装置10は、放射線管11から照射され、一部が被検体12を透過する放射線ビーム11aを入射面20aで受けて、放射線を例えば紫外線、可視光線および赤外線の少なくとも一部を含むシンチレーション光に変換し、それを電気信号として検出する装置である。放射線検出装置10は、略円弧状に配列した複数の放射線検出部20と、放射線検出部20の入射面20a側に設置されたコリメータ21と、各放射線検出部20の放射線管11側とは反対側の電極に信号線23により接続される信号処理回路22とを有する。   The radiation detection apparatus 10 receives a radiation beam 11a irradiated from the radiation tube 11 and a part of which passes through the subject 12 at the incident surface 20a, and receives the radiation, for example, scintillation light including at least part of ultraviolet rays, visible rays, and infrared rays. This is a device that converts the signal into a signal and detects it as an electrical signal. The radiation detection apparatus 10 is opposite to a plurality of radiation detection units 20 arranged in a substantially arc shape, a collimator 21 installed on the incident surface 20a side of the radiation detection unit 20, and the radiation tube 11 side of each radiation detection unit 20. And a signal processing circuit 22 connected to the electrode on the side by a signal line 23.

放射線検出部20は、入射面20aから入射した放射線(放射線ビーム11a)をシンチレーション光に変換し、後述する光電変換素子32によりシンチレーション光を電気信号(電流)に変換(光電変換)する。   The radiation detection unit 20 converts radiation (radiation beam 11a) incident from the incident surface 20a into scintillation light, and converts (photoelectric conversion) the scintillation light into an electric signal (current) by a photoelectric conversion element 32 described later.

コリメータ21は、放射線検出部20の入射面20a側に設置され、放射線検出部20に対して放射線が平行に入射するように屈折させる光学系である。   The collimator 21 is an optical system that is installed on the incident surface 20a side of the radiation detection unit 20 and refracts the radiation detection unit 20 so that the radiation is incident in parallel.

信号処理回路22は、各放射線検出部20によって光電変換された電気信号(電流)を信号線23を介して受信し、この電流値により各放射線検出部20に入射する放射線のエネルギーおよび強度を算出する。そして、信号処理回路22は、各放射線検出部20に入射する放射線のエネルギーおよび強度から被検体12の物質に応じたカラー化された放射線画像を生成する。   The signal processing circuit 22 receives the electrical signal (current) photoelectrically converted by each radiation detection unit 20 via the signal line 23, and calculates the energy and intensity of the radiation incident on each radiation detection unit 20 based on this current value. To do. Then, the signal processing circuit 22 generates a colored radiation image corresponding to the substance of the subject 12 from the energy and intensity of the radiation incident on each radiation detection unit 20.

そして、放射線管11および放射線検出装置10は、上述の被検体12を中心として回転するように配置されている。これによって、放射線検査装置1は、被検体12の断面画像を生成することができる。   The radiation tube 11 and the radiation detection apparatus 10 are arranged so as to rotate about the subject 12 described above. Thereby, the radiation examination apparatus 1 can generate a cross-sectional image of the subject 12.

なお、本実施形態に係る放射線検査装置1は、人体および動植物の断層像だけでなく、物品の内部の透視等のセキュリティ装置等の各種検査装置としても適用できる。   Note that the radiation inspection apparatus 1 according to the present embodiment can be applied not only to a tomographic image of a human body and animals and plants, but also to various inspection apparatuses such as a security apparatus for fluoroscopy inside an article.

図2は、本実施形態に係る放射線検出部および放射線検出器の構成の例を示す図である。図2を参照しながら、放射線検出部20および放射線検出器30の構成について説明する。図2(a)は、略円弧状に配列した複数の放射線検出部20の構成図であり、図2(b)は、放射線検出部20のうち特に放射線検出器30の概略構成図である。   FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of the radiation detection unit and the radiation detector according to the present embodiment. The configuration of the radiation detection unit 20 and the radiation detector 30 will be described with reference to FIG. FIG. 2A is a configuration diagram of a plurality of radiation detection units 20 arranged in a substantially arc shape, and FIG. 2B is a schematic configuration diagram of the radiation detector 30 in particular among the radiation detection units 20.

図2(a)に示すように、複数の放射線検出部20は、略円弧状に配列して構成され、
放射線の入射面側にはコリメータ21が配置されている。図2(b)に示すように、放射線検出部20は、素子支持板24上に放射線検出器30が固定されている。放射線検出器30は、内部に複数の光電変換素子32が配設された光電変換層31と、放射線をシンチレーション光に変換するシンチレータ33とを有する。光電変換層31およびシンチレータ33は、光電変換層31の入射面側とシンチレータ33の出射面側とが接着層により接着された積層構造を有する。
As shown in FIG. 2A, the plurality of radiation detection units 20 are arranged in a substantially arc shape,
A collimator 21 is disposed on the radiation incident side. As shown in FIG. 2B, the radiation detector 30 has a radiation detector 30 fixed on an element support plate 24. The radiation detector 30 includes a photoelectric conversion layer 31 in which a plurality of photoelectric conversion elements 32 are disposed, and a scintillator 33 that converts radiation into scintillation light. The photoelectric conversion layer 31 and the scintillator 33 have a laminated structure in which the incident surface side of the photoelectric conversion layer 31 and the emission surface side of the scintillator 33 are bonded by an adhesive layer.

シンチレータ33は、直交する2方向において所定のピッチで形成された光反射層34を有する。光電変換層31およびシンチレータ33は、光反射層34によって、マトリックス状に配列した複数の光電変換要素35に画定される。複数の光電変換要素35には、それぞれ複数の光電変換素子32が含まれ、光電変換要素35ごとに入射した放射線のエネルギーおよび強度が検出される。   The scintillator 33 has light reflecting layers 34 formed at a predetermined pitch in two directions orthogonal to each other. The photoelectric conversion layer 31 and the scintillator 33 are defined by a plurality of photoelectric conversion elements 35 arranged in a matrix by the light reflection layer 34. Each of the plurality of photoelectric conversion elements 35 includes a plurality of photoelectric conversion elements 32, and the energy and intensity of the incident radiation are detected for each photoelectric conversion element 35.

図3は、第1の実施形態に係る放射線検出器の構造例を示す断面図である。図3を参照しながら、放射線検出器30の構造についてさらに詳細に説明する。   FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a structural example of the radiation detector according to the first embodiment. The structure of the radiation detector 30 will be described in more detail with reference to FIG.

図3に示すように、放射線検出器30は、シンチレータ50(図2に示すシンチレータ33に相当)を含んで構成される光変換層40と、複数の光電変換素子52a(図2に示す光電変換素子32に相当)を内部に保持した光電変換層41とが、接着層42(第1接着層)により接着された積層構造を有する。   As shown in FIG. 3, the radiation detector 30 includes a light conversion layer 40 including a scintillator 50 (corresponding to the scintillator 33 shown in FIG. 2), and a plurality of photoelectric conversion elements 52a (photoelectric conversion shown in FIG. 2). A photoelectric conversion layer 41 holding an element (corresponding to the element 32) inside has a laminated structure bonded by an adhesive layer 42 (first adhesive layer).

光変換層40は、上述のようにシンチレータ50を含んで構成され、シンチレータ50は、入射面50aから入射した放射線をシンチレーション光に変換すると共にシンチレーション光をシンチレータ50内部で散乱する作用を有する。シンチレータ50内で散乱されたシンチレーション光は、出射面50bから光電変換層41に向かって出射する。シンチレータ50は、例えば、BGO(Bismuth Germanate)、LYSO(Lutetium Yttrium Oxyorthosilicate)、LSO(Lutetium Oxyorthosilicate)、LGSO(Lutetium Gadolinium Oxyorthosilicate)等のシンチレータ結晶によって形成される。   The light conversion layer 40 is configured to include the scintillator 50 as described above, and the scintillator 50 has a function of converting the radiation incident from the incident surface 50 a into scintillation light and scattering the scintillation light inside the scintillator 50. The scintillation light scattered in the scintillator 50 is emitted toward the photoelectric conversion layer 41 from the emission surface 50b. The scintillator 50 is formed by, for example, BGO (Bismuth Germanate), LYSO (Lutium Yttrium Oxysilicate), LSO (Lutium Oxyorthosilicate), LGSO (Lutium Gadolinium Oxysorbate).

接着層42は、光変換層40と光電変換層41とを接着する接着剤によって構成された層である。このとき、接着層42は、光変換層40により放射線から変換されたシンチレーション光を光電変換層41側に入射させる必要があるため、シンチレーション光を透過させる透明度を有し、接着層42の厚さは、例えば、数十〜数百μmである。   The adhesive layer 42 is a layer made of an adhesive that adheres the light conversion layer 40 and the photoelectric conversion layer 41. At this time, since the adhesive layer 42 needs to make the scintillation light converted from radiation by the light conversion layer 40 incident on the photoelectric conversion layer 41 side, it has transparency to transmit the scintillation light, and the thickness of the adhesive layer 42 Is, for example, several tens to several hundreds μm.

光反射層61は、光変換層40、接着層42および光電変換層41の積層方向にシンチレータ50内を入射面50aから出射面50bまで貫通し、接着層42の内部まで延在する板形状部材である。また、光反射層61は、入射面50aに沿った交差する二方向の各方向に沿って複数並設され、入射面50a側から見てマトリックス状(図2(b)参照))に配設されている。また、光反射層61は、TiO、BaSO、Ag等の微粉末をバインダ樹脂に混在させた材料によって形成されている。光反射層61は、光変換層40と光電変換層41とが接着層42によって接着された後に、加工された溝部に形成されるので、シンチレータ50を貫通するだけでなく、接着層42の内部にまで延在させることができる。 The light reflecting layer 61 passes through the scintillator 50 from the incident surface 50a to the emitting surface 50b in the stacking direction of the light conversion layer 40, the adhesive layer 42, and the photoelectric conversion layer 41, and extends to the inside of the adhesive layer 42. It is. A plurality of light reflecting layers 61 are arranged in parallel along two intersecting directions along the incident surface 50a, and are arranged in a matrix (see FIG. 2B) as viewed from the incident surface 50a side. Has been. The light reflecting layer 61 is formed of a material in which fine powders such as TiO 2 , BaSO 4 , and Ag are mixed in a binder resin. Since the light reflection layer 61 is formed in the processed groove after the light conversion layer 40 and the photoelectric conversion layer 41 are bonded by the adhesive layer 42, the light reflection layer 61 not only penetrates the scintillator 50 but also the inside of the adhesive layer 42. Can be extended to

また、交差して配設された光反射層61により画定されて囲われるシンチレータ50の部分、ならびにそのシンチレータ50(光変換層40)の部分に対向する接着層42および光電変換層41の各部分が図2(b)に示す光電変換要素35である。この光電変換要素35は、入射面50a側から見て、上述の交差する二方向の各方向に沿って、例えば、1mmピッチで形成されている。なお、光反射層61は、入射面50aに沿った交差する二方向の各方向に沿って複数並設され、入射面50aから見てマトリックス状に配設されるものとしたが、これに限定さるものではない。すなわち、光反射層61は、シンチレータ50を入射面50aから見て、光反射層61により囲われる複数の光電変換要素35が画定されるように形成されるものとすればよい。   In addition, the portion of the scintillator 50 that is defined and surrounded by the light reflecting layers 61 disposed so as to cross each other, and the portions of the adhesive layer 42 and the photoelectric conversion layer 41 that face the portion of the scintillator 50 (light conversion layer 40). Is the photoelectric conversion element 35 shown in FIG. The photoelectric conversion elements 35 are formed at a pitch of 1 mm, for example, along each of the two intersecting directions as viewed from the incident surface 50a side. In addition, although the light reflection layer 61 shall be arranged in multiple numbers along each direction of the two directions which cross | intersect along the entrance plane 50a, and shall be arrange | positioned in matrix form seeing from the entrance plane 50a, it is limited to this. It's not trivial. In other words, the light reflecting layer 61 may be formed so as to define a plurality of photoelectric conversion elements 35 surrounded by the light reflecting layer 61 when the scintillator 50 is viewed from the incident surface 50a.

光電変換層41は、シンチレータ50の出射面50bから出射されたシンチレーション光の強度を電気信号に変換する層である。光電変換層41は、接着層42側から酸化シリコン層51、第1シリコン層52、第2シリコン層53および絶縁膜56が積層された構造を有する。   The photoelectric conversion layer 41 is a layer that converts the intensity of scintillation light emitted from the emission surface 50b of the scintillator 50 into an electrical signal. The photoelectric conversion layer 41 has a structure in which a silicon oxide layer 51, a first silicon layer 52, a second silicon layer 53, and an insulating film 56 are stacked from the adhesive layer 42 side.

酸化シリコン層51は、二酸化シリコン(SiO)を含む素材によって形成された層であり、内部に共通配線54を保持している。例えば、酸化シリコン層51は、組成として二酸化シリコンを最も多く含む。共通配線54は、シンチレータ50の出射面50bに沿って平面状に延在し、各光電変換要素35の酸化シリコン層51内に収まるように配置されたメッシュ状の金属(例えば、アルミニウムまたは銅等)の配線である。 The silicon oxide layer 51 is a layer formed of a material containing silicon dioxide (SiO 2 ), and holds a common wiring 54 inside. For example, the silicon oxide layer 51 contains the most silicon dioxide as a composition. The common wiring 54 extends in a planar shape along the emission surface 50b of the scintillator 50, and is a mesh-like metal (for example, aluminum or copper) disposed so as to be accommodated in the silicon oxide layer 51 of each photoelectric conversion element 35. ) Wiring.

第1シリコン層52は、P型シリコンによって形成された層である。第1シリコン層52は、例えば、後述するN型シリコンにより形成された第2シリコン層53上にエピタキシャル成長によって形成される。第1シリコン層52には、各光電変換要素35内において複数の光電変換素子52aが形成されている。   The first silicon layer 52 is a layer formed of P-type silicon. For example, the first silicon layer 52 is formed by epitaxial growth on a second silicon layer 53 formed of N-type silicon described later. A plurality of photoelectric conversion elements 52 a are formed in each photoelectric conversion element 35 in the first silicon layer 52.

光電変換素子52aは、第1シリコン層52の各部分にボロンをドーピングすることによりPN型ダイオードとして形成されたアバランシェフォトダイオード(APD:Avalanche Photodiode)である。光電変換素子52aは、光(光子)が入射することによるアバランシェ降伏により、光電変換素子52aの酸化シリコン層51側(アノード)と第2シリコン層53側(カソード)との間を逆バイアス方向に導通する機能を有する。光電変換要素35内の各光電変換素子52aは、光電変換素子52aのアノード側から共通配線54へ向かって形成されたコンタクトホール51a内を挿通する導線(例えば、アルミニウムまたはタングステン等)によって、同一の共通配線54に接続されている。各光電変換素子52aは、第1シリコン層52において、例えば、互いに25μmピッチで形成されている。また、各光電変換素子52aは、第1シリコン層52と共通配線54との間に図示しない直列抵抗を有する。この直列抵抗は、例えば、ポリシリコン層によって形成できる。なお、共通配線54はメッシュ状の金属の配線であることに限定されるものではなく、出射面50bから出射したシンチレーション光が光電変換素子52aにより十分に検出される程度の光透過率を有し、同一の光電変換要素35内に存在する各光電変換素子52aがコンタクトホール51a内の導線を介して互いに導通するような形状であればよい。   The photoelectric conversion element 52a is an avalanche photodiode (APD) formed as a PN type diode by doping each part of the first silicon layer 52 with boron. The photoelectric conversion element 52a has a reverse bias direction between the silicon oxide layer 51 side (anode) and the second silicon layer 53 side (cathode) of the photoelectric conversion element 52a due to avalanche breakdown due to incidence of light (photons). Has the function of conducting. Each photoelectric conversion element 52a in the photoelectric conversion element 35 is the same by a conducting wire (for example, aluminum or tungsten) inserted through the contact hole 51a formed from the anode side of the photoelectric conversion element 52a toward the common wiring 54. It is connected to the common wiring 54. The photoelectric conversion elements 52a are formed in the first silicon layer 52, for example, at a pitch of 25 μm. Each photoelectric conversion element 52 a has a series resistance (not shown) between the first silicon layer 52 and the common wiring 54. This series resistance can be formed by, for example, a polysilicon layer. The common wiring 54 is not limited to being a mesh-like metal wiring, and has a light transmittance such that the scintillation light emitted from the emission surface 50b is sufficiently detected by the photoelectric conversion element 52a. As long as each photoelectric conversion element 52a existing in the same photoelectric conversion element 35 is electrically connected to each other through the conductive wire in the contact hole 51a.

第2シリコン層53は、N型シリコンによって形成された層である。第2シリコン層53は、光電変換要素35内の各光電変換素子52aと、後述する共通電極59とを導通する機能を有する。   The second silicon layer 53 is a layer formed of N-type silicon. The second silicon layer 53 has a function of electrically connecting each photoelectric conversion element 52a in the photoelectric conversion element 35 to a common electrode 59 described later.

絶縁膜56は、第2シリコン層53の第1シリコン層52とは反対側の面を被覆する絶縁部材によって形成された膜であり、例えば、二酸化シリコン(SiO)によって形成される。 The insulating film 56 is a film formed of an insulating member that covers the surface of the second silicon layer 53 opposite to the first silicon layer 52, and is formed of, for example, silicon dioxide (SiO 2 ).

また、光電変換層41において、酸化シリコン層51、第1シリコン層52、第2シリコン層53および絶縁膜56の積層方向に沿って、絶縁膜56側から、第2シリコン層53および第1シリコン層52を貫通し、酸化シリコン層51内の共通配線54に達する位置まで凹部55が形成されている。凹部55の内側は、上述の絶縁膜56により被覆されており、さらにその内側は、後述する電界銅めっき法により形成される貫通電極58が充填されている。貫通電極58は、凹部55の内側の絶縁膜56を覆うシード層57aと、シード層57aの内側を充填する充填部材57cとを有する。シード層57aは、例えば、スパッタリング法によって形成されたチタンおよび銅等を素材とする層である。シード層57aのうち共通配線54側に位置する部分は、共通配線54に接触しており、後述する貫通電極58と共通配線54とを電気的に導通させる。そして、シード層57aの内側は、電界銅めっき法によって銅製の充填部材57cが形成されている。言い換えると、58は、光電変換層41の接着層42と対向する面の反対側の面から、共通配線54まで設けられている。上述の絶縁膜56は、凹部55の内壁を覆い、共通配線54の第1シリコン層52側の部分の少なくとも一部を露出させる。シード層57aは、絶縁膜56の内壁および絶縁膜56から露出した共通配線54を覆う。貫通電極58は、絶縁膜56で覆われた凹部55の内側に設けられており、シード層57aの共通配線54を覆う部分と、光電変換層41の接着層42と対向する面の反対側の面を接続する。凹部55は、例えば、絶縁膜56側から共通配線54側に向かって断面積が小さくなるテーパ形状を有する。なお、貫通電極58は、銅製の電極で電界銅めっき法によって形成されるものとしたが、これに限定されるものではなく、その他の電極形成方法により他の金属によって形成されるものとしてもよい。また、貫通電極58は、図3では、凹部55の絶縁膜56の内側を完全に充填しているが、これに限定されるものではなく、コンフォーマルに非充填状態で形成するものとしてもよい。この場合、貫通電極58の一部の露出部以外を絶縁樹脂で被覆することが好ましい。   In the photoelectric conversion layer 41, the second silicon layer 53 and the first silicon are formed from the insulating film 56 side along the stacking direction of the silicon oxide layer 51, the first silicon layer 52, the second silicon layer 53, and the insulating film 56. A concave portion 55 is formed up to a position that penetrates the layer 52 and reaches the common wiring 54 in the silicon oxide layer 51. The inside of the recess 55 is covered with the insulating film 56 described above, and the inside thereof is filled with a through electrode 58 formed by an electrolytic copper plating method to be described later. The through electrode 58 includes a seed layer 57a that covers the insulating film 56 inside the recess 55, and a filling member 57c that fills the inside of the seed layer 57a. The seed layer 57a is a layer made of, for example, titanium and copper formed by sputtering. A portion of the seed layer 57 a located on the common wiring 54 side is in contact with the common wiring 54, and electrically connects a through electrode 58 described later and the common wiring 54. A copper filling member 57c is formed inside the seed layer 57a by electrolytic copper plating. In other words, 58 is provided from the surface opposite to the surface facing the adhesive layer 42 of the photoelectric conversion layer 41 to the common wiring 54. The insulating film 56 described above covers the inner wall of the recess 55 and exposes at least a part of the common wiring 54 on the first silicon layer 52 side. The seed layer 57 a covers the inner wall of the insulating film 56 and the common wiring 54 exposed from the insulating film 56. The through electrode 58 is provided inside the concave portion 55 covered with the insulating film 56, and the portion of the seed layer 57 a that covers the common wiring 54 and the surface opposite to the surface of the photoelectric conversion layer 41 that faces the adhesive layer 42. Connect the faces. The concave portion 55 has, for example, a tapered shape whose cross-sectional area decreases from the insulating film 56 side toward the common wiring 54 side. The through electrode 58 is a copper electrode formed by electrolytic copper plating, but is not limited thereto, and may be formed of another metal by other electrode forming methods. . Further, in FIG. 3, the through electrode 58 completely fills the inside of the insulating film 56 of the recess 55, but is not limited thereto, and may be formed conformally in an unfilled state. . In this case, it is preferable to cover the through electrode 58 other than a part of the exposed portion with an insulating resin.

また、貫通電極58が形成された同一の光電変換要素35に含まれる絶縁膜56の一部が除去され、その除去された部分は共通電極59によって被覆されている。共通電極59は、除去された部分を覆うシード層57bと、シード層57bの内側を充填する充填部分57dとを有する。シード層57bは、例えば、スパッタリング法によって形成される。そして、凹状に形成されたシード層57bの内側は、上述と同様に電界銅めっき法によって銅製の充填部分57dが形成されている。   Further, a part of the insulating film 56 included in the same photoelectric conversion element 35 in which the through electrode 58 is formed is removed, and the removed part is covered with the common electrode 59. The common electrode 59 includes a seed layer 57b that covers the removed portion and a filling portion 57d that fills the inside of the seed layer 57b. The seed layer 57b is formed by sputtering, for example. And inside the seed layer 57b formed in a concave shape, a copper filling portion 57d is formed by the electrolytic copper plating method in the same manner as described above.

以上で説明したように、光反射層61は、シンチレータ50を貫通するだけでなく、接着層42の内部にまで延在している。したがって、シンチレータ50のみに光反射層61が形成される構成と比較して、ある光電変換要素35に入射した放射線が隣接する光電変換要素35に入り込むことにより生じるクロストークを低減することができる。なお、このクロストークは、接着層42で生じるクロストークである。   As described above, the light reflecting layer 61 not only penetrates the scintillator 50 but also extends into the adhesive layer 42. Therefore, as compared with a configuration in which the light reflection layer 61 is formed only on the scintillator 50, crosstalk generated when radiation incident on a certain photoelectric conversion element 35 enters the adjacent photoelectric conversion element 35 can be reduced. This crosstalk is crosstalk generated in the adhesive layer 42.

また、接着層42で生じるクロストークを低減するために光電変換層41と光変換層40との間に別部材を設ける場合には、クロストークを防止する部材を、光反射層61および光電変換素子52aの位置を考慮して精度よく配置することが困難である。しかしながら、接着層42の内部にまで延在する光反射層61の一部がクロストークを低減する働きをするので、精度よく放射線検出器30を構成することができる。ここで、光反射層61が光電変換層41に接触する構成とすると、放射線検出器30を構成するときに光電変換層41を損傷する損傷するおそれがある。したがって、光反射層61は、光電変換層41に接触しないようにすることが好ましい。   Further, when another member is provided between the photoelectric conversion layer 41 and the light conversion layer 40 in order to reduce the crosstalk generated in the adhesive layer 42, the light reflection layer 61 and the photoelectric conversion are used as members for preventing the crosstalk. It is difficult to arrange with high accuracy in consideration of the position of the element 52a. However, since a part of the light reflection layer 61 extending to the inside of the adhesive layer 42 functions to reduce crosstalk, the radiation detector 30 can be configured with high accuracy. Here, if the light reflection layer 61 is configured to be in contact with the photoelectric conversion layer 41, the photoelectric conversion layer 41 may be damaged when the radiation detector 30 is formed. Therefore, it is preferable that the light reflecting layer 61 is not in contact with the photoelectric conversion layer 41.

また、図3に示すように、光反射層61は、シンチレータ50を貫通するだけでなく、接着層42の内部にまで延在していることから、光変換層40と光電変換層41とが接着層42によって接着された後に、加工された溝部に形成することができる。これによって、光電変換層41の第1シリコン層52に形成された複数の光電変換素子52aとの位置関係を参照しながら溝部を形成し、光反射層61を形成することができる。ゆえに、光反射層61と、複数の光電変換素子52aとの位置合わせの精度が格段に向上した放射線検出器30を得ることができる。   Moreover, as shown in FIG. 3, since the light reflection layer 61 not only penetrates the scintillator 50 but also extends to the inside of the adhesive layer 42, the light conversion layer 40 and the photoelectric conversion layer 41 are After being bonded by the adhesive layer 42, it can be formed in a processed groove. Accordingly, the groove portion can be formed while referring to the positional relationship between the photoelectric conversion layer 41 and the plurality of photoelectric conversion elements 52 a formed in the first silicon layer 52, and the light reflection layer 61 can be formed. Therefore, the radiation detector 30 in which the alignment accuracy between the light reflection layer 61 and the plurality of photoelectric conversion elements 52a is remarkably improved can be obtained.

図4は、放射線検出器において放射線から変換されたシンチレーション光が光電変換素子に入射して、シンチレーション光の強度が電気信号に変換される動作を説明する図である。図4を参照しながら、シンチレータ50に入射する放射線がシンチレーション光に変換され、そのシンチレーション光が光電変換素子52aにより電気信号に変換される動作について説明する。なお、図4においては、簡潔に動作説明をするため、コンタクトホール51a、光電変換素子52a、共通配線54、絶縁膜56、シード層57a、57b、貫通電極58および共通電極59の記載を省略している。   FIG. 4 is a diagram illustrating an operation in which scintillation light converted from radiation enters a photoelectric conversion element and the intensity of the scintillation light is converted into an electrical signal in the radiation detector. With reference to FIG. 4, an operation in which radiation incident on the scintillator 50 is converted into scintillation light, and the scintillation light is converted into an electrical signal by the photoelectric conversion element 52a will be described. In FIG. 4, the contact hole 51 a, the photoelectric conversion element 52 a, the common wiring 54, the insulating film 56, the seed layers 57 a and 57 b, the through electrode 58, and the common electrode 59 are omitted for simple explanation of operation. ing.

図4に示すように、放射線管11(図1参照)から照射された放射線70は、放射線検出器30のシンチレータ50の入射面50aに入射する。放射線70は、シンチレータ50によって、電磁波としての放射線70よりも波長の長い紫外線、可視光線または赤外線のうち少なくともいずれかを含むシンチレーション光71に変換されると共に散乱される。散乱されたシンチレーション光71のうち光反射層61に向かったものは、光反射層61によって反射されつつ、シンチレータ50の出射面50bから出射し、光電変換層41へ向かう。   As shown in FIG. 4, the radiation 70 irradiated from the radiation tube 11 (see FIG. 1) enters the incident surface 50 a of the scintillator 50 of the radiation detector 30. The radiation 70 is converted and scattered by the scintillator 50 into scintillation light 71 containing at least one of ultraviolet rays, visible rays, and infrared rays having a wavelength longer than that of the radiation 70 as an electromagnetic wave. Of the scattered scintillation light 71, the light directed to the light reflection layer 61 is emitted from the emission surface 50 b of the scintillator 50 and reflected toward the photoelectric conversion layer 41 while being reflected by the light reflection layer 61.

出射面50bから出射したシンチレーション光71は、接着層42および酸化シリコン層51を透過し、第1シリコン層52に形成された複数の光電変換素子52aに入射する。光電変換素子52aは、シンチレーション光71(光子)が入射することにより発生するアバランシェ降伏により、光電変換素子52aの第2シリコン層53側(カソード)から酸化シリコン層51側(アノード側)へ向かう方向(逆バイアス方向)へ電気的に導通する。   The scintillation light 71 emitted from the emission surface 50 b passes through the adhesive layer 42 and the silicon oxide layer 51 and enters the plurality of photoelectric conversion elements 52 a formed on the first silicon layer 52. The photoelectric conversion element 52a is directed from the second silicon layer 53 side (cathode) to the silicon oxide layer 51 side (anode side) of the photoelectric conversion element 52a due to avalanche breakdown generated by the incidence of scintillation light 71 (photons). Electrical conduction in the reverse bias direction.

ここで、貫通電極58と共通電極59との間には、信号処理回路22(図1参照)により、信号線23を介して、光電変換素子52aに対して逆バイアスとなる電圧が印加されている。このとき、上述のように光電変換素子52aにシンチレーション光71が入射することにより逆バイアス方向に導通することによって、光電変換素子52aには逆バイアス方向にパルス状の電流が流れ、貫通電極58と共通電極59との間に電流が流れる。そして、貫通電極58と共通電極59との間を流れる電流は、信号線23を介して、信号処理回路22により検出される。   Here, a voltage that is reversely biased with respect to the photoelectric conversion element 52a is applied between the through electrode 58 and the common electrode 59 via the signal line 23 by the signal processing circuit 22 (see FIG. 1). Yes. At this time, as described above, the scintillation light 71 is incident on the photoelectric conversion element 52a to conduct in the reverse bias direction, whereby a pulsed current flows in the photoelectric conversion element 52a in the reverse bias direction. A current flows between the common electrode 59. The current flowing between the through electrode 58 and the common electrode 59 is detected by the signal processing circuit 22 via the signal line 23.

ただし、光電変換素子52aに流れる逆バイアス方向の電流の値は、入射する光子の数(シンチレーション光71の強度)にほとんど影響されない。例えば、100個の光子が、1個の光電変換素子52aに入射した場合、この1個の光電変換素子52aに流れる電流値を例えば1とする。100個の光子のうち、10個の光電変換素子52aにそれぞれ10個の光子が入射した場合に、10個の光電変換素子52aに流れる電流の合計値は、約10となる。したがって、光電変換要素35に入射した放射線の強度を精度よく検出するためには、光電変換要素35内の複数の光電変換素子52aにシンチレーション光71が均等に入射する必要がある。そのためには、複数の光電変換素子52aが光電変換要素35内において均等に配置され、かつ、複数の光電変換素子52aと光反射層61とが高い位置精度で配置されることが求められる。   However, the value of the current in the reverse bias direction flowing through the photoelectric conversion element 52a is hardly influenced by the number of incident photons (intensity of the scintillation light 71). For example, when 100 photons are incident on one photoelectric conversion element 52a, the current value flowing through the one photoelectric conversion element 52a is set to 1, for example. When 10 photons are incident on 10 photoelectric conversion elements 52a out of 100 photons, the total value of currents flowing through the 10 photoelectric conversion elements 52a is about 10. Therefore, in order to detect the intensity of the radiation incident on the photoelectric conversion element 35 with high accuracy, the scintillation light 71 needs to be uniformly incident on the plurality of photoelectric conversion elements 52 a in the photoelectric conversion element 35. For this purpose, it is required that the plurality of photoelectric conversion elements 52a are evenly arranged in the photoelectric conversion element 35, and the plurality of photoelectric conversion elements 52a and the light reflection layer 61 are arranged with high positional accuracy.

このように、光電変換層41に入射したシンチレーション光71が、複数の光電変換素子52aに均等に入射することによって、シンチレーション光71の強度、すなわち、放射線検出器30に入射した放射線70の強度を精度よく反映した電流値が貫通電極58と共通電極59との間で検出されることになる。   As described above, the scintillation light 71 incident on the photoelectric conversion layer 41 is uniformly incident on the plurality of photoelectric conversion elements 52a, whereby the intensity of the scintillation light 71, that is, the intensity of the radiation 70 incident on the radiation detector 30 is increased. A current value accurately reflected is detected between the through electrode 58 and the common electrode 59.

図5は、放射線検出器における光電変換層と光変換層とを接着してシリコン基板(第2シリコン層)を研磨する工程の例を示す図である。図5を参照しながら、光変換層40と光電変換層41とを接着する工程、および、光電変換層41の第2シリコン層53を研磨する工程について説明する。   FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a process of polishing the silicon substrate (second silicon layer) by bonding the photoelectric conversion layer and the light conversion layer in the radiation detector. The process of bonding the light conversion layer 40 and the photoelectric conversion layer 41 and the process of polishing the second silicon layer 53 of the photoelectric conversion layer 41 will be described with reference to FIG.

図5(a)に示す光変換層40と光電変換層41とは、光変換層40(シンチレータ50)の出射面50b、および光電変換層41の酸化シリコン層51の光変換層40に対向する面を介して、図5(b)に示すように、接着層42によって接着される。次に、光変換層40すなわちシンチレータ50を、光変換層40、接着層42および光電変換層41を固定するための支持部材として用い、第2シリコン層53の初期の厚さ(例えば、700〜750μm)から所定の厚さ(例えば、40〜200μm)となるまで、図5(c)に示す研磨部分53aを研磨して除去する。   The light conversion layer 40 and the photoelectric conversion layer 41 shown in FIG. 5A are opposed to the light conversion layer 40 (the scintillator 50) and the light conversion layer 40 of the silicon oxide layer 51 of the photoelectric conversion layer 41. As shown in FIG. 5 (b), the adhesive layer 42 bonds the surface. Next, the light conversion layer 40, that is, the scintillator 50 is used as a support member for fixing the light conversion layer 40, the adhesive layer 42, and the photoelectric conversion layer 41, and the initial thickness of the second silicon layer 53 (for example, 700 to 700). The polishing portion 53a shown in FIG. 5C is removed by polishing until the thickness reaches 750 μm) to a predetermined thickness (for example, 40 to 200 μm).

このように、光変換層40(シンチレータ50)を接着層42により光電変換層41に接着して、光電変換層41の第2シリコン層53を研磨する工程において、シンチレータ50を支持部材として用いている。これによって、第2シリコン層53を研磨する際に光電変換層41を支持する。別部材である支持部材を光電変換層41に接着して用いる必要がないため、その支持部材を光電変換層41から剥離する工程も不要となり、製造工程を簡略化できる。   As described above, in the step of bonding the light conversion layer 40 (scintillator 50) to the photoelectric conversion layer 41 with the adhesive layer 42 and polishing the second silicon layer 53 of the photoelectric conversion layer 41, the scintillator 50 is used as a support member. Yes. Thus, the photoelectric conversion layer 41 is supported when the second silicon layer 53 is polished. Since there is no need to use a support member, which is a separate member, attached to the photoelectric conversion layer 41, a process of peeling the support member from the photoelectric conversion layer 41 becomes unnecessary, and the manufacturing process can be simplified.

また、上述の別部材である支持部材を用いた場合、その支持部材を剥離する場合等に、薄化した第2シリコン層53の取扱いが困難となる。しかし、本実施形態においては、シンチレータ50を支持部材として用いており、別部材を光電変換層41から剥離する必要がないため、薄化した第2シリコン層53の取扱いも容易になる。   In addition, when the support member which is the above-described separate member is used, it is difficult to handle the thinned second silicon layer 53 when the support member is peeled off. However, in the present embodiment, the scintillator 50 is used as a support member, and it is not necessary to separate another member from the photoelectric conversion layer 41. Therefore, the thinned second silicon layer 53 can be easily handled.

図6は、放射線検出器における電極を形成する工程の例を示す図である。図6を参照しながら、貫通電極58および共通電極59を形成する工程について説明する。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a process of forming an electrode in the radiation detector. The process of forming the through electrode 58 and the common electrode 59 will be described with reference to FIG.

図5(c)に示す研磨工程において第2シリコン層53を薄化した後、図6(a)に示すように、酸化シリコン層51、第1シリコン層52、および第2シリコン層53の積層方向に沿って、第2シリコン層53側から、第2シリコン層53および第1シリコン層52を貫通し、酸化シリコン層51内の共通配線54に達する位置まで凹部55を形成する。この際、光変換層40すなわちシンチレータ50を支持部材として用い、凹部55を形成する。凹部55は、例えば、RIE(Reactive Ion Etching:反応性イオンエッチング)法により形成する。   After the second silicon layer 53 is thinned in the polishing step shown in FIG. 5C, the silicon oxide layer 51, the first silicon layer 52, and the second silicon layer 53 are stacked as shown in FIG. A recess 55 is formed along the direction from the second silicon layer 53 side to a position that penetrates the second silicon layer 53 and the first silicon layer 52 and reaches the common wiring 54 in the silicon oxide layer 51. At this time, the light converting layer 40, that is, the scintillator 50 is used as a support member to form the recess 55. The recess 55 is formed by, for example, the RIE (Reactive Ion Etching) method.

続いて、図6(b)に示すように、第2シリコン層53と、後工程で形成する貫通電極58と、共通電極59との間を絶縁するために、第2シリコン層53の第1シリコン層52とは反対側の面に、二酸化シリコン(SiO)等の絶縁膜56をパターニング形成する。このとき、上述のように形成した凹部55の内側にも絶縁膜56が形成される。 Subsequently, as shown in FIG. 6B, in order to insulate between the second silicon layer 53, the through electrode 58 formed in a later step, and the common electrode 59, the first silicon layer 53 has a first electrode. An insulating film 56 such as silicon dioxide (SiO 2 ) is formed by patterning on the surface opposite to the silicon layer 52. At this time, the insulating film 56 is also formed inside the recess 55 formed as described above.

続いて、図6(c)に示すように、凹部55の内側に形成された絶縁膜56のさらに内側にシード層57aを、例えば、スパッタリング法によって形成する。シード層57aは、チタンおよび銅等を素材とし、後述する貫通電極58の充填部材57cを電解銅めっき法により形成するのに必要となる。また、絶縁膜56のうち共通配線54側に位置する部分を除去することによって、シード層57aのうち共通配線54側に位置する部分が、共通配線54に接触するように形成する。   Subsequently, as shown in FIG. 6C, a seed layer 57a is formed, for example, by sputtering, further inside the insulating film 56 formed inside the recess 55. The seed layer 57a is made of titanium, copper, or the like, and is necessary for forming a filling member 57c of the through electrode 58 described later by electrolytic copper plating. Further, by removing a portion of the insulating film 56 located on the common wiring 54 side, a portion of the seed layer 57 a located on the common wiring 54 side is formed so as to be in contact with the common wiring 54.

次に、凹部55が形成された同一の光電変換要素35に含まれる絶縁膜56の一部を除去し、除去した部分にシード層57bを、例えば、スパッタリング法によって形成する。シード層57bは、シード層57aと同様の素材で形成され、後述する共通電極59の充填部分57dを電解銅めっき法により形成するのに必要となる層である。   Next, a part of the insulating film 56 included in the same photoelectric conversion element 35 in which the concave portion 55 is formed is removed, and a seed layer 57b is formed on the removed portion by, for example, a sputtering method. The seed layer 57b is formed of the same material as the seed layer 57a, and is a layer necessary for forming a filling portion 57d of the common electrode 59 described later by an electrolytic copper plating method.

続いて、図6(d)に示すように、例えば、電解銅めっき法によって、シード層57aの内側に貫通電極58の充填部材57cを形成し、凹状に形成されたシード層57bの内側に共通電極59の充填部分57dを形成する。ここで、貫通電極58は、図3では、凹部55の絶縁膜56の内側を完全に充填しているが、これに限定されるものではなく、コンフォーマルに非充填状態で形成するものとしてもよい。この場合、貫通電極58の一部の露出部以外を絶縁樹脂で被覆することが好ましい。   Subsequently, as shown in FIG. 6D, the filling member 57c of the through electrode 58 is formed inside the seed layer 57a by, for example, electrolytic copper plating, and is commonly used inside the seed layer 57b formed in a concave shape. A filling portion 57d of the electrode 59 is formed. Here, in FIG. 3, the through electrode 58 completely fills the inside of the insulating film 56 of the recess 55, but is not limited to this, and may be formed conformally in an unfilled state. Good. In this case, it is preferable to cover the through electrode 58 other than a part of the exposed portion with an insulating resin.

このように、光電変換層41に凹部55を形成する工程において、シンチレータ50を支持部材として用いている。これによって、凹部55を形成する際に光電変換層41を支持するために、別部材である支持部材を光電変換層41に接着して用いる必要がないため、その支持部材を光電変換層41から剥離する工程も不要となり、製造工程を簡略化できる。   Thus, the scintillator 50 is used as a support member in the step of forming the recess 55 in the photoelectric conversion layer 41. Accordingly, in order to support the photoelectric conversion layer 41 when forming the concave portion 55, it is not necessary to attach a support member which is a separate member to the photoelectric conversion layer 41, so that the support member is removed from the photoelectric conversion layer 41. The process of peeling becomes unnecessary, and the manufacturing process can be simplified.

図7は、放射線検出器における光反射層を形成する工程の例を示す図である。図7を参照しながら、光反射層61を形成する工程について説明する。   FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a process of forming a light reflection layer in the radiation detector. The process of forming the light reflection layer 61 will be described with reference to FIG.

図6(d)に示す貫通電極58および共通電極59の形成工程の後、図7(a)に示すように、光変換層40すなわちシンチレータ50を支持部材として、光変換層40、接着層42および光電変換層41の積層方向に溝部60を加工形成する。溝部60は、入射面50aに沿った交差する二方向の各方向に沿って複数形成することによって、入射面50aから見てマトリックス状に形成される。また、光電変換層41の第1シリコン層52に形成された複数の光電変換素子52aとの位置関係を参照しながら溝部60を形成する。   After the step of forming the through electrode 58 and the common electrode 59 shown in FIG. 6D, as shown in FIG. 7A, the light conversion layer 40, the scintillator 50 is used as a support member, and the light conversion layer 40 and the adhesive layer 42 are used. And the groove part 60 is processed and formed in the lamination direction of the photoelectric converting layer 41. The groove portion 60 is formed in a matrix shape when viewed from the incident surface 50a by forming a plurality of grooves 60 along two intersecting directions along the incident surface 50a. Further, the groove portion 60 is formed with reference to the positional relationship between the photoelectric conversion layer 41 and the plurality of photoelectric conversion elements 52 a formed in the first silicon layer 52.

続いて、図7(b)に示すように、形成した溝部60にTiO、BaSO、Ag等の微粉末をバインダ樹脂に混在させた材料を流し込むことによって、光反射層61を形成する。そして、シンチレータ50の入射面50a側を研磨することによって、光反射層61の不要部分を除去する。 Subsequently, as shown in FIG. 7B, the light reflecting layer 61 is formed by pouring a material in which fine powders such as TiO 2 , BaSO 4 , and Ag are mixed into the formed groove 60 into the binder resin. And the unnecessary part of the light reflection layer 61 is removed by grind | polishing the entrance plane 50a side of the scintillator 50. FIG.

以上のように、光変換層40と光電変換層41とを接着層42により接着させた後に、光反射層61(溝部60)を形成するものとしている。これによって、光電変換層41の第1シリコン層52に形成された複数の光電変換素子52aとの位置関係を参照しながら溝部60を形成し、光反射層61を形成することができる。したがって、光反射層61と、複数の光電変換素子52aとの位置合わせの精度を格段に向上させることができる。   As described above, after the light conversion layer 40 and the photoelectric conversion layer 41 are adhered by the adhesive layer 42, the light reflection layer 61 (groove portion 60) is formed. Thereby, the groove part 60 can be formed while referring to the positional relationship with the plurality of photoelectric conversion elements 52 a formed in the first silicon layer 52 of the photoelectric conversion layer 41, and the light reflection layer 61 can be formed. Therefore, the alignment accuracy between the light reflecting layer 61 and the plurality of photoelectric conversion elements 52a can be significantly improved.

また、光変換層40、接着層42および光電変換層41の積層方向に溝部60を加工形成する工程において、シンチレータ50を支持部材として用いている。これによって、シンチレータ50に光反射層61を形成する際にシンチレータ50を支持するために、別部材である支持部材をシンチレータ50に接着して用いる必要がないため、その支持部材をシンチレータ50から剥離する工程も不要となり、製造工程を簡略化できる。   The scintillator 50 is used as a support member in the process of forming the groove 60 in the stacking direction of the light conversion layer 40, the adhesive layer 42 and the photoelectric conversion layer 41. As a result, in order to support the scintillator 50 when the light reflecting layer 61 is formed on the scintillator 50, it is not necessary to attach a support member that is a separate member to the scintillator 50, and thus the support member is peeled from the scintillator 50. The process to perform becomes unnecessary, and the manufacturing process can be simplified.

(第2の実施形態)
第2の実施の形態に係る放射線検出器について、第1の実施の形態に係る放射線検出器の構成および製造方法と相違する点を中心に説明する。本実施の形態に係る放射線検査装置および放射線検出装置の構成は、光反射層61a以外、第1の実施の形態の構成と同様である。
(Second Embodiment)
The radiation detector according to the second embodiment will be described focusing on differences from the configuration and manufacturing method of the radiation detector according to the first embodiment. The configurations of the radiation inspection apparatus and the radiation detection apparatus according to the present embodiment are the same as those of the first embodiment except for the light reflection layer 61a.

図8は、第2の実施形態に係る放射線検出器の構造例を示す断面図である。図8を参照しながら、本実施の形態に係る放射線検出器30aの構造について説明する。   FIG. 8 is a cross-sectional view showing a structural example of a radiation detector according to the second embodiment. The structure of the radiation detector 30a according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

図8に示すように、放射線検出器30aは、シンチレータ50を含んで構成される光変換層40と、複数の光電変換素子52aを内部に保持した光電変換層41とが、接着層42により接着された積層構造を有する。   As shown in FIG. 8, in the radiation detector 30 a, the light conversion layer 40 including the scintillator 50 and the photoelectric conversion layer 41 holding a plurality of photoelectric conversion elements 52 a are bonded to each other by the adhesive layer 42. Has a laminated structure.

図8に示す光反射層61aは、第1の実施形態と同様に加工形成された溝部60の内側を被覆するシード層62と、その内側に電解銅めっき法によって形成された金属製の充填部材63とを含んで構成されている。シード層62は、例えば、スパッタリング法によって形成されたチタンおよび銅等を素材とする層である。   The light reflecting layer 61a shown in FIG. 8 includes a seed layer 62 that covers the inside of the groove portion 60 that is processed and formed in the same manner as in the first embodiment, and a metal filling member that is formed inside by an electrolytic copper plating method. 63. The seed layer 62 is a layer made of, for example, titanium and copper formed by a sputtering method.

その他の放射線検出器30aの構成は、第1の実施形態に係る放射線検出器30と同様である。本実施形態において、第1の実施形態と同様の効果を有する。   Other configurations of the radiation detector 30a are the same as those of the radiation detector 30 according to the first embodiment. This embodiment has the same effect as that of the first embodiment.

図9は、放射線検出器における電極および光反射層を形成する工程の例を示す図である。本実施形態に係る放射線検出器30aにおける光変換層40と光電変換層41との接着工程および研磨工程は、図5に示す第1の実施形態の工程と同様である。また、貫通電極58および共通電極59を形成するための凹部55、絶縁膜56およびシード層57a、57bを形成する工程は、図6(a)〜図6(c)に示す第1の実施形態の工程と同様である。図9を参照しながら、図6(c)に示すシード層57a、57bを形成した工程後の処理について説明する。   FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a process of forming an electrode and a light reflection layer in the radiation detector. The adhesion process and the polishing process between the light conversion layer 40 and the photoelectric conversion layer 41 in the radiation detector 30a according to the present embodiment are the same as the processes of the first embodiment shown in FIG. The step of forming the recess 55, the insulating film 56, and the seed layers 57a and 57b for forming the through electrode 58 and the common electrode 59 is the first embodiment shown in FIGS. 6 (a) to 6 (c). This is the same as the process. With reference to FIG. 9, the process after the step of forming the seed layers 57a and 57b shown in FIG. 6C will be described.

図9(a)に示すように、光変換層40すなわちシンチレータ50を支持部材として、光変換層40、接着層42および光電変換層41の積層方向に溝部60を加工形成する。溝部60は、入射面50aに沿った交差する二方向の各方向に沿って複数形成することによって、入射面50aから見てマトリックス状に形成される。また、光電変換層41の第1シリコン層52に形成された複数の光電変換素子52aとの位置関係を参照しながら溝部60を形成する。   As shown in FIG. 9A, the groove 60 is processed and formed in the stacking direction of the light conversion layer 40, the adhesive layer 42, and the photoelectric conversion layer 41 using the light conversion layer 40, that is, the scintillator 50 as a support member. The groove portion 60 is formed in a matrix shape when viewed from the incident surface 50a by forming a plurality of grooves 60 along two intersecting directions along the incident surface 50a. Further, the groove portion 60 is formed with reference to the positional relationship between the photoelectric conversion layer 41 and the plurality of photoelectric conversion elements 52 a formed in the first silicon layer 52.

続いて、図9(b)に示すように、溝部60の内側にシード層62を、例えば、スパッタリング法によって形成する。シード層62は、チタンおよび銅等を素材とし、後述する充填部材63を電解銅めっき法により形成するのに必要となる。   Subsequently, as shown in FIG. 9B, a seed layer 62 is formed inside the groove 60 by, for example, a sputtering method. The seed layer 62 is made of titanium, copper, or the like, and is necessary for forming a filling member 63 described later by electrolytic copper plating.

続いて、図9(c)に示すように、例えば、電解銅めっき法によって、シード層62によって内部が被覆された溝部60に充填部材63を形成し、シード層57aの内側に貫通電極58を形成し、凹状に形成されたシード層57bの内側に共通電極59を形成する。すなわち、電解銅めっき法によって、充填部材63、貫通電極58および共通電極59を同一の材料(この場合、銅)により同時に形成する。このようにシード層62および充填部材63によって、光反射層61aが形成される。そして、シンチレータ50の入射面50a側を研磨することによって、光反射層61aの不要部分を除去する。   Subsequently, as shown in FIG. 9C, a filling member 63 is formed in the groove portion 60 which is internally covered with the seed layer 62 by, for example, electrolytic copper plating, and the through electrode 58 is formed inside the seed layer 57a. The common electrode 59 is formed inside the seed layer 57b formed in a concave shape. That is, the filling member 63, the through electrode 58, and the common electrode 59 are simultaneously formed of the same material (in this case, copper) by electrolytic copper plating. Thus, the light reflection layer 61 a is formed by the seed layer 62 and the filling member 63. And the unnecessary part of the light reflection layer 61a is removed by grind | polishing the entrance plane 50a side of the scintillator 50. FIG.

以上のように、電解銅めっき法によって、充填部材63(光反射層61a)、貫通電極58および共通電極59を同一の材料により同時に形成している。したがって、充填部材63(光反射層61a)と、貫通電極58および共通電極59とを別々の工程ではなく同一の工程で同時に形成できるので、製造工程を簡略化でき、かつ、製造のタクトタイムを短縮することができる。   As described above, the filling member 63 (light reflection layer 61a), the through electrode 58, and the common electrode 59 are simultaneously formed of the same material by electrolytic copper plating. Therefore, since the filling member 63 (light reflecting layer 61a), the through electrode 58 and the common electrode 59 can be formed simultaneously in the same process, not in separate processes, the manufacturing process can be simplified and the manufacturing tact time can be reduced. It can be shortened.

また、光変換層40と光電変換層41とを接着層42により接着させた後に、光反射層61a(溝部60)を形成するものとしている。これによって、光電変換層41の第1シリコン層52に形成された複数の光電変換素子52aとの位置関係を参照しながら溝部60を形成し、光反射層61aを形成することができる。したがって、光反射層61aと、複数の光電変換素子52aとの位置合わせの精度を格段に向上させることができる。   Further, after the light conversion layer 40 and the photoelectric conversion layer 41 are adhered by the adhesive layer 42, the light reflection layer 61a (groove portion 60) is formed. Accordingly, the groove portion 60 can be formed while referring to the positional relationship between the photoelectric conversion layer 41 and the plurality of photoelectric conversion elements 52a formed in the first silicon layer 52, and the light reflection layer 61a can be formed. Therefore, the alignment accuracy between the light reflecting layer 61a and the plurality of photoelectric conversion elements 52a can be significantly improved.

さらに、凹部55の形成、および溝部60の加工形成を行う工程において、シンチレータ50を支持部材として用いている。これによって、凹部55を形成する際に光電変換層41を支持するために、別部材である支持部材を光電変換層41に接着して用いる必要がないため、その支持部材を光電変換層41から剥離する工程も不要となり、製造工程を簡略化できる。また、シンチレータ50に光反射層61aを形成する際にシンチレータ50を支持するために、別部材である支持部材をシンチレータ50に接着して用いる必要がないため、その支持部材をシンチレータ50から剥離する工程も不要となり、製造工程を簡略化できる。   Further, the scintillator 50 is used as a support member in the process of forming the recess 55 and processing the groove 60. Accordingly, in order to support the photoelectric conversion layer 41 when forming the concave portion 55, it is not necessary to attach a support member which is a separate member to the photoelectric conversion layer 41, so that the support member is removed from the photoelectric conversion layer 41. The process of peeling becomes unnecessary, and the manufacturing process can be simplified. In addition, in order to support the scintillator 50 when the light reflecting layer 61a is formed on the scintillator 50, it is not necessary to attach a support member which is a separate member to the scintillator 50, so that the support member is peeled off from the scintillator 50. A process becomes unnecessary, and a manufacturing process can be simplified.

(第3の実施形態)
第3の実施の形態に係る放射線検出器について、第1の実施の形態に係る放射線検出器の構成および製造方法と相違する点を中心に説明する。本実施の形態に係る放射線検査装置および放射線検出装置の構成は、光変換層40a以外、第1実施の形態の構成と同様である。
(Third embodiment)
The radiation detector according to the third embodiment will be described focusing on differences from the configuration and manufacturing method of the radiation detector according to the first embodiment. The configurations of the radiation inspection apparatus and the radiation detection apparatus according to the present embodiment are the same as those of the first embodiment except for the light conversion layer 40a.

図10は、第3の実施形態に係る放射線検出器の構造例を示す断面図である。図10を参照しながら、本実施の形態に係る放射線検出器30bの構造について説明する。   FIG. 10 is a cross-sectional view showing a structural example of a radiation detector according to the third embodiment. The structure of the radiation detector 30b according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

図10に示すように、放射線検出器30bは、光変換層40aと、複数の光電変換素子52aを内部に保持した光電変換層41とが、第1接着層42aにより接着された積層構造を有する。   As shown in FIG. 10, the radiation detector 30b has a laminated structure in which a light conversion layer 40a and a photoelectric conversion layer 41 holding a plurality of photoelectric conversion elements 52a are bonded by a first adhesive layer 42a. .

光変換層40aは、シンチレータ50と、透明部材64とが、第2接着層65により接着された積層構造を有する。   The light conversion layer 40 a has a laminated structure in which the scintillator 50 and the transparent member 64 are bonded by the second adhesive layer 65.

シンチレータ50は、入射面50aから入射した放射線をシンチレーション光に変換すると共にシンチレーション光をシンチレータ50内部で散乱する作用を有する。シンチレータ50内で散乱されたシンチレーション光は、出射面50bから光電変換層41に向かって出射する。   The scintillator 50 has a function of converting the radiation incident from the incident surface 50 a into scintillation light and scattering the scintillation light inside the scintillator 50. The scintillation light scattered in the scintillator 50 is emitted toward the photoelectric conversion layer 41 from the emission surface 50b.

第2接着層65は、シンチレータ50と透明部材64とを接着する接着剤によって構成された層である。このとき、第2接着層65は、シンチレータ50により放射線から変換されたシンチレーション光を透明部材64側に入射させる必要があるため、シンチレーション光を透過させる透明度を有し、第2接着層65の厚さは、例えば、数十〜数百μmである。   The second adhesive layer 65 is a layer made of an adhesive that bonds the scintillator 50 and the transparent member 64. At this time, since the second adhesive layer 65 needs to make the scintillation light converted from radiation by the scintillator 50 incident on the transparent member 64 side, the second adhesive layer 65 has transparency to transmit the scintillation light, and the thickness of the second adhesive layer 65 The thickness is, for example, several tens to several hundreds μm.

透明部材64は、シンチレータ50の出射面50bから出射したシンチレーション光を透過させて光電変換層41に導くガラス部材である。透明部材64の厚さは、例えば、約300μmである。ここで、シンチレータ50に入射した放射線は、シンチレータ50の内部の入射面50a側で散乱されやすく、出射面50b側で散乱しにくいという性質があるため、シンチレーション光の一部が、複数の光電変換素子52aの一部に偏って入射する可能性がある。そこで、透明部材64は、シンチレータ50の出射面50bから出射したシンチレーション光を所定程度散乱させる機能を有し、シンチレーション光を複数の光電変換素子52aに均等に入射させる作用を奏する。なお、透明部材64は、ガラス部材としたが、これに限定されるものではなく、上述の作用を奏する部材であれば、例えば、樹脂製等の部材でもよい。   The transparent member 64 is a glass member that transmits the scintillation light emitted from the emission surface 50 b of the scintillator 50 and guides it to the photoelectric conversion layer 41. The thickness of the transparent member 64 is about 300 μm, for example. Here, since the radiation incident on the scintillator 50 has the property of being easily scattered on the incident surface 50a side inside the scintillator 50 and not easily scattered on the exit surface 50b side, a part of the scintillation light is converted into a plurality of photoelectric conversions. There is a possibility that the light is incident on a part of the element 52a. Therefore, the transparent member 64 has a function of scattering the scintillation light emitted from the emission surface 50b of the scintillator 50 to a predetermined degree, and has an effect of causing the scintillation light to uniformly enter the plurality of photoelectric conversion elements 52a. In addition, although the transparent member 64 was made into the glass member, it is not limited to this, For example, if it is a member which has the above-mentioned effect | action, members, such as resin, may be sufficient.

第1接着層42aは、光変換層40aと光電変換層41とを接着する接着剤によって構成された層である。このとき、第1接着層42aは、光変換層40aにより放射線から変換されたシンチレーション光を光電変換層41側に入射させる必要があるため、シンチレーション光を透過させる透明度を有し、第1接着層42aの厚さは、例えば、数十〜数百μmである。   The first adhesive layer 42 a is a layer configured by an adhesive that bonds the light conversion layer 40 a and the photoelectric conversion layer 41. At this time, since the first adhesive layer 42a needs to make the scintillation light converted from radiation by the light conversion layer 40a incident on the photoelectric conversion layer 41 side, the first adhesive layer 42a has transparency to transmit the scintillation light. The thickness of 42a is, for example, several tens to several hundreds μm.

光反射層61bは、光変換層40a、第1接着層42aおよび光電変換層41の積層方向にシンチレータ50内を入射面50aから出射面50bまで貫通し、第1接着層42aの内部まで延在する板形状部材である。また、光反射層61bは、入射面50aに沿った交差する二方向の各方向に沿って複数並設され、入射面50a側から見てマトリックス状(図2(a)参照))に配設されている。また、光反射層61bは、TiO、BaSO、Ag等の微粉末をバインダ樹脂に混在させた材料によって形成されている。光反射層61bは、光電変換層41と透明部材64とが第1接着層42aで接着され、さらに、透明部材64とシンチレータ50とが第2接着層65で接着された後に、加工された溝部に形成されるので、光変換層40aを貫通するだけでなく、第1接着層42aの内部にまで延在させることができる。 The light reflection layer 61b penetrates the scintillator 50 from the incident surface 50a to the emission surface 50b in the stacking direction of the light conversion layer 40a, the first adhesive layer 42a, and the photoelectric conversion layer 41, and extends to the inside of the first adhesive layer 42a. It is a plate-shaped member. A plurality of light reflecting layers 61b are arranged in parallel along two intersecting directions along the incident surface 50a, and are arranged in a matrix (see FIG. 2A) as viewed from the incident surface 50a. Has been. The light reflection layer 61b is formed of a material in which fine powders such as TiO 2 , BaSO 4 , and Ag are mixed in a binder resin. The light reflecting layer 61b has a groove formed after the photoelectric conversion layer 41 and the transparent member 64 are bonded by the first adhesive layer 42a, and the transparent member 64 and the scintillator 50 are bonded by the second adhesive layer 65. Therefore, not only the light conversion layer 40a can be penetrated but also the first adhesive layer 42a can be extended.

また、本実施形態においては、交差して配設された光反射層61bにより画定されて囲われる光変換層40aの部分、ならびにその光変換層40aの部分に対向する第1接着層42aおよび光電変換層41の各部分が図2(b)に示す光電変換要素35となる。この光電変換要素35は、入射面50a側から見て、上述の交差する二方向の各方向に沿って、例えば、1mmピッチで形成されている。   Further, in the present embodiment, the portion of the light conversion layer 40a defined and surrounded by the light reflecting layers 61b disposed in an intersecting manner, and the first adhesive layer 42a and the photoelectric layer facing the portion of the light conversion layer 40a. Each part of the conversion layer 41 becomes the photoelectric conversion element 35 shown in FIG. The photoelectric conversion elements 35 are formed at a pitch of 1 mm, for example, along each of the two intersecting directions as viewed from the incident surface 50a side.

その他の放射線検出器30bの構成は、第1の実施形態に係る放射線検出器30と同様である。   Other configurations of the radiation detector 30b are the same as those of the radiation detector 30 according to the first embodiment.

以上で説明したように、本実施形態においても、第1の実施形態と同様の効果を有する。光反射層61bは、光変換層40aと光電変換層41とが第1接着層42aによって接着された後に、加工された溝部に形成されるので、光変換層40aを貫通するだけでなく、第1接着層42aの内部にまで延在している。したがって、光変換層40aのみに光反射層61bが形成される構成と比較して、ある光電変換要素35に入射したシンチレーション光が隣接する光電変換要素35に入り込むことにより生じるクロストークを低減することができる。   As described above, this embodiment has the same effect as that of the first embodiment. Since the light reflection layer 61b is formed in the processed groove after the light conversion layer 40a and the photoelectric conversion layer 41 are bonded by the first adhesive layer 42a, the light reflection layer 61b not only penetrates the light conversion layer 40a but also the first One adhesive layer 42a extends to the inside. Therefore, compared with a configuration in which the light reflection layer 61b is formed only in the light conversion layer 40a, crosstalk caused by scintillation light incident on a certain photoelectric conversion element 35 entering the adjacent photoelectric conversion element 35 is reduced. Can do.

また、シンチレータ50と光電変換層41との間に介在する透明部材64は、シンチレータ50の出射面50bから出射したシンチレーション光を所定程度散乱させる機能を有する。これによって、出射面50bから出射したシンチレーション光を複数の光電変換素子52aに均等に入射させることができる。   The transparent member 64 interposed between the scintillator 50 and the photoelectric conversion layer 41 has a function of scattering the scintillation light emitted from the emission surface 50b of the scintillator 50 to a predetermined extent. Thereby, the scintillation light emitted from the emission surface 50b can be uniformly incident on the plurality of photoelectric conversion elements 52a.

また、図10に示すように、光反射層61bは、光変換層40aを貫通するだけでなく、第1接着層42aの内部にまで延在していることから、透明部材64と光電変換層41とが第1接着層42aによって接着され、かつ、シンチレータ50と透明部材64とが第2接着層65によって接着された後に、加工された溝部に形成される。これによって、光電変換層41の第1シリコン層52に形成された複数の光電変換素子52aとの位置関係を参照しながら溝部を形成し、光反射層61bを形成することができる。ゆえに、光反射層61bと、複数の光電変換素子52aとの位置合わせの精度が格段に向上した放射線検出器30bを得ることができる。   Further, as shown in FIG. 10, the light reflection layer 61b not only penetrates the light conversion layer 40a but also extends to the inside of the first adhesive layer 42a. Therefore, the transparent member 64 and the photoelectric conversion layer 41 is bonded to the first adhesive layer 42a, and the scintillator 50 and the transparent member 64 are bonded to each other with the second adhesive layer 65, and then formed in the processed groove. Accordingly, the groove portion can be formed while referring to the positional relationship between the photoelectric conversion layer 41 and the plurality of photoelectric conversion elements 52a formed in the first silicon layer 52, and the light reflection layer 61b can be formed. Therefore, the radiation detector 30b in which the alignment accuracy between the light reflecting layer 61b and the plurality of photoelectric conversion elements 52a is remarkably improved can be obtained.

図11は、放射線検出器における光電変換層と透明ガラス部材とを接着してシリコン基板(第2シリコン層)を研磨する工程の例を示す図である。図11を参照しながら、透明部材64と光電変換層41とを接着する工程、および、光電変換層41の第2シリコン層53を研磨する工程について説明する。   FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a process of polishing the silicon substrate (second silicon layer) by bonding the photoelectric conversion layer and the transparent glass member in the radiation detector. With reference to FIG. 11, a process of bonding the transparent member 64 and the photoelectric conversion layer 41 and a process of polishing the second silicon layer 53 of the photoelectric conversion layer 41 will be described.

図11(a)に示す透明部材64と光電変換層41とは、透明部材64の光電変換層41に対向する面、および光電変換層41の酸化シリコン層51の透明部材64に対向する面を介して、図11(b)に示すように、第1接着層42aによって接着される。次に、透明部材64を、透明部材64、第1接着層42aおよび光電変換層41を固定するための支持部材として用い、第2シリコン層53の初期の厚さ(例えば、700〜750μm)から所定の厚さ(例えば、40〜200μm)となるまで、図11(c)に示す研磨部分53aを研磨して除去する。   The transparent member 64 and the photoelectric conversion layer 41 shown in FIG. 11A are a surface facing the photoelectric conversion layer 41 of the transparent member 64 and a surface facing the transparent member 64 of the silicon oxide layer 51 of the photoelectric conversion layer 41. Then, as shown in FIG. 11B, the first adhesive layer 42a is bonded. Next, the transparent member 64 is used as a support member for fixing the transparent member 64, the first adhesive layer 42a, and the photoelectric conversion layer 41, and the initial thickness (for example, 700 to 750 μm) of the second silicon layer 53 is used. The polishing portion 53a shown in FIG. 11C is removed by polishing until a predetermined thickness (for example, 40 to 200 μm) is reached.

このように、透明部材64を第1接着層42aにより光電変換層41に接着して、光電変換層41の第2シリコン層53を研磨する工程において、透明部材64を支持部材として用いている。これによって、第2シリコン層53を研磨する際に光電変換層41を支持するために、別部材である支持部材を光電変換層41に接着して用いる必要がないため、その支持部材を光電変換層41から剥離する工程も不要となり、製造工程を簡略化できる。   As described above, the transparent member 64 is used as the support member in the step of bonding the transparent member 64 to the photoelectric conversion layer 41 by the first adhesive layer 42a and polishing the second silicon layer 53 of the photoelectric conversion layer 41. This eliminates the need to use a separate support member attached to the photoelectric conversion layer 41 in order to support the photoelectric conversion layer 41 when the second silicon layer 53 is polished. The process of peeling from the layer 41 is also unnecessary, and the manufacturing process can be simplified.

また、第2シリコン層53から研磨部分53aを研磨することによって、第2シリコン層53は薄化するので、上述の別部材である支持部材を用いた場合、その支持部材を剥離する場合等に、第2シリコン層53の取扱いが困難となる。しかし、上述の工程においては、透明部材64を支持部材として用いており、別部材を光電変換層41から剥離する必要がないため、薄化した第2シリコン層53の取扱いも容易になる。   In addition, since the second silicon layer 53 is thinned by polishing the polishing portion 53a from the second silicon layer 53, when the support member which is the above-mentioned separate member is used, when the support member is peeled off, etc. The second silicon layer 53 becomes difficult to handle. However, in the above-described process, the transparent member 64 is used as the support member, and it is not necessary to separate another member from the photoelectric conversion layer 41. Therefore, the thinned second silicon layer 53 can be easily handled.

図12は、放射線検出器において電極を形成する工程の例を示す図である。図12を参照しながら、貫通電極58および共通電極59を形成する工程について説明する。   FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a process of forming electrodes in the radiation detector. The process of forming the through electrode 58 and the common electrode 59 will be described with reference to FIG.

図11(c)に示す研磨工程において第2シリコン層53を薄化した後、図12(a)に示すように、酸化シリコン層51、第1シリコン層52、および第2シリコン層53の積層構造に沿って、第2シリコン層53側から、第2シリコン層53および第1シリコン層52を貫通し、酸化シリコン層51内の共通配線54に達する位置まで凹部55を形成する。この際、透明部材64を支持部材として用い、凹部55を形成する。凹部55は、例えば、RIE法により形成する。   After the second silicon layer 53 is thinned in the polishing step shown in FIG. 11C, the silicon oxide layer 51, the first silicon layer 52, and the second silicon layer 53 are stacked as shown in FIG. In accordance with the structure, a recess 55 is formed from the second silicon layer 53 side to a position that penetrates the second silicon layer 53 and the first silicon layer 52 and reaches the common wiring 54 in the silicon oxide layer 51. At this time, the concave member 55 is formed using the transparent member 64 as a support member. The recess 55 is formed by, for example, the RIE method.

続いて、図12(b)に示すように、第2シリコン層53と、後工程で形成する貫通電極58と、共通電極59との間を絶縁するために、第2シリコン層53の第1シリコン層52とは反対側の面に、二酸化シリコン(SiO)等の絶縁膜56をパターニング形成する。このとき、上述のように形成した凹部55の内側にも絶縁膜56が形成される。 Subsequently, as shown in FIG. 12B, in order to insulate between the second silicon layer 53, the through electrode 58 formed in a later step, and the common electrode 59, the first of the second silicon layer 53 is formed. An insulating film 56 such as silicon dioxide (SiO 2 ) is formed by patterning on the surface opposite to the silicon layer 52. At this time, the insulating film 56 is also formed inside the recess 55 formed as described above.

続いて、図12(c)に示すように、凹部55の内側に形成された絶縁膜56のさらに内側にシード層57aを、例えば、スパッタリング法によって形成する。また、絶縁膜56のうち共通配線54側に位置する部分を除去することによって、シード層57aのうち共通配線54側に位置する部分が、共通配線54に接触するように形成する。   Subsequently, as shown in FIG. 12C, a seed layer 57a is formed on the inner side of the insulating film 56 formed on the inner side of the recess 55 by, for example, a sputtering method. Further, by removing a portion of the insulating film 56 located on the common wiring 54 side, a portion of the seed layer 57 a located on the common wiring 54 side is formed so as to be in contact with the common wiring 54.

次に、凹部55が形成された同一の光電変換要素35に含まれる絶縁膜56の一部を除去し、除去した部分にシード層57bを、例えば、スパッタリング法によって形成する。   Next, a part of the insulating film 56 included in the same photoelectric conversion element 35 in which the concave portion 55 is formed is removed, and a seed layer 57b is formed on the removed portion by, for example, a sputtering method.

続いて、図12(d)に示すように、例えば、電解銅めっき法によって、シード層57aの内側に貫通電極58を形成し、凹状に形成されたシード層57bの内側に共通電極59を形成する。ここで、貫通電極58は、図3では、凹部55の絶縁膜56の内側を完全に充填しているが、これに限定されるものではなく、コンフォーマルに非充填状態で形成するものとしてもよい。この場合、貫通電極58の一部の露出部以外を絶縁樹脂で被覆することが好ましい。   Subsequently, as shown in FIG. 12D, the through electrode 58 is formed inside the seed layer 57a by, for example, electrolytic copper plating, and the common electrode 59 is formed inside the concave seed layer 57b. To do. Here, in FIG. 3, the through electrode 58 completely fills the inside of the insulating film 56 of the recess 55, but is not limited to this, and may be formed conformally in an unfilled state. Good. In this case, it is preferable to cover the through electrode 58 other than a part of the exposed portion with an insulating resin.

このように、光電変換層41に凹部55を形成する工程において、透明部材64を支持部材として用いている。これによって、凹部55を形成する際に光電変換層41を支持するために、別部材である支持部材を光電変換層41に接着して用いる必要がないため、その支持部材を光電変換層41から剥離する工程も不要となり、製造工程を簡略化できる。   Thus, in the step of forming the recess 55 in the photoelectric conversion layer 41, the transparent member 64 is used as a support member. Accordingly, in order to support the photoelectric conversion layer 41 when forming the concave portion 55, it is not necessary to attach a support member which is a separate member to the photoelectric conversion layer 41, so that the support member is removed from the photoelectric conversion layer 41. The process of peeling becomes unnecessary, and the manufacturing process can be simplified.

図13は、放射線検出器において光変換層と透明ガラス部材とを接着する工程、および光反射層を形成する工程の例を示す図である。図13を参照しながら、シンチレータ50と透明部材64とを接着する工程、および、光反射層61bを形成する工程について説明する。   FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a process of bonding a light conversion layer and a transparent glass member and a process of forming a light reflection layer in a radiation detector. The process of bonding the scintillator 50 and the transparent member 64 and the process of forming the light reflecting layer 61b will be described with reference to FIG.

図12(d)に示す貫通電極58および共通電極59の形成工程の後、図13(a)に示すシンチレータ50と透明部材64とは、シンチレータ50の出射面50b、および透明部材64のシンチレータ50に対向する面を介して、図13(b)に示すように、第2接着層65によって接着される。   After the through electrode 58 and the common electrode 59 shown in FIG. 12D, the scintillator 50 and the transparent member 64 shown in FIG. 13A are the emission surface 50b of the scintillator 50 and the scintillator 50 of the transparent member 64. As shown in FIG. 13 (b), the second adhesive layer 65 is used for bonding through the surface facing the surface.

続いて、図13(c)に示すように、シンチレータ50を支持部材として、光変換層40a、第2接着層65および透明部材64の積層方向に溝部60aを加工形成する。溝部60aは、入射面50aに沿った交差する二方向の各方向に沿って複数形成することによって、入射面50aから見てマトリックス状に形成される。また、光電変換層41の第1シリコン層52に形成された複数の光電変換素子52aとの位置関係を参照しながら溝部60aを形成する。   Subsequently, as illustrated in FIG. 13C, the groove 60 a is processed and formed in the stacking direction of the light conversion layer 40 a, the second adhesive layer 65, and the transparent member 64 using the scintillator 50 as a support member. A plurality of the groove portions 60a are formed in a matrix shape when viewed from the incident surface 50a by forming a plurality of grooves along each of two intersecting directions along the incident surface 50a. Further, the groove 60a is formed with reference to the positional relationship between the photoelectric conversion layer 41 and the plurality of photoelectric conversion elements 52a formed in the first silicon layer 52.

続いて、図13(d)に示すように、形成した溝部60aにTiO、BaSO、Ag等の微粉末をバインダ樹脂に混在させた材料を流し込むことによって、光反射層61bを形成する。そして、シンチレータ50の入射面50a側を研磨することによって、光反射層61bの不要部分を除去する。 Subsequently, as shown in FIG. 13D, a light reflection layer 61b is formed by pouring a material in which fine powders such as TiO 2 , BaSO 4 , and Ag are mixed into the formed groove portion 60a into a binder resin. And the unnecessary part of the light reflection layer 61b is removed by grind | polishing the entrance plane 50a side of the scintillator 50. FIG.

以上のように、光電変換層41と透明部材64とが第1接着層42aで接着され、さらに、透明部材64とシンチレータ50とが第2接着層65で接着された後に、光反射層61(溝部60)を形成するものとしている。これによって、光電変換層41の第1シリコン層52に形成された複数の光電変換素子52aとの位置関係を参照しながら溝部60aを形成し、光反射層61bを形成することができる。したがって、光反射層61bと、複数の光電変換素子52aとの位置合わせの精度を格段に向上させることができる。   As described above, after the photoelectric conversion layer 41 and the transparent member 64 are bonded by the first adhesive layer 42a, and the transparent member 64 and the scintillator 50 are bonded by the second adhesive layer 65, the light reflecting layer 61 ( The groove 60) is formed. Thereby, the groove part 60a can be formed while referring to the positional relationship between the photoelectric conversion layer 41 and the plurality of photoelectric conversion elements 52a formed in the first silicon layer 52, and the light reflection layer 61b can be formed. Therefore, the alignment accuracy between the light reflecting layer 61b and the plurality of photoelectric conversion elements 52a can be significantly improved.

また、光変換層40a、第2接着層65および透明部材64の積層方向に溝部60aを加工形成する工程において、シンチレータ50を支持部材として用いている。これによって、光変換層40aに光反射層61bを形成する際にシンチレータ50を支持するために、別部材である支持部材をシンチレータ50に接着して用いる必要がないため、その支持部材をシンチレータ50から剥離する工程も不要となり、製造工程を簡略化できる。なお、溝部60aを形成するためにシンチレータ50を支持部材として用いるものとしたが、これに限定されるものではなく、透明部材64を支持部材として用いるものとしてもよい。   The scintillator 50 is used as a support member in the process of forming the groove 60a in the stacking direction of the light conversion layer 40a, the second adhesive layer 65, and the transparent member 64. As a result, in order to support the scintillator 50 when the light reflecting layer 61b is formed on the light conversion layer 40a, it is not necessary to attach a support member which is a separate member to the scintillator 50 and use the support member as the scintillator 50. The process of peeling off from the wafer becomes unnecessary, and the manufacturing process can be simplified. Although the scintillator 50 is used as a support member to form the groove 60a, the present invention is not limited to this, and the transparent member 64 may be used as a support member.

(第3の実施形態の変形例)
図14は、第3の実施形態の変形例に係る放射線検出器の構造例を示す断面図である。図14を参照しながら、本変形例に係る放射線検出器30cの構成について説明する。
(Modification of the third embodiment)
FIG. 14 is a cross-sectional view showing an example of the structure of a radiation detector according to a modification of the third embodiment. The configuration of the radiation detector 30c according to this modification will be described with reference to FIG.

図14に示すように、放射線検出器30cは、光変換層40aと、複数の光電変換素子52aを内部に保持した光電変換層41とが、第1接着層42aにより接着された積層構造を有する。   As shown in FIG. 14, the radiation detector 30c has a laminated structure in which a light conversion layer 40a and a photoelectric conversion layer 41 holding a plurality of photoelectric conversion elements 52a are bonded by a first adhesive layer 42a. .

図14に示す光反射層61cは、第3の実施形態と同様に加工形成された溝部60aの内側を被覆するシード層62aと、その内側に電解銅めっき法によって形成された充填部材63aとを含んで構成されている。シード層62aは、例えば、スパッタリング法によって形成されたチタンおよび銅等を素材とする層である。   The light reflecting layer 61c shown in FIG. 14 includes a seed layer 62a that covers the inside of the groove 60a that has been processed and formed in the same manner as in the third embodiment, and a filling member 63a that is formed by electrolytic copper plating on the inside. It is configured to include. The seed layer 62a is a layer made of, for example, titanium and copper formed by sputtering.

その他の放射線検出器30cの構成は、第3の実施形態に係る放射線検出器30bと同様である。   The configuration of the other radiation detector 30c is the same as that of the radiation detector 30b according to the third embodiment.

本変形例に係る放射線検出器30cの製造工程のうち、透明部材64と光電変換層41とを接着する工程、および、光電変換層41の第2シリコン層53を研磨する工程は、図11に示す第3の実施形態の工程と同様である。また、放射線検出器30cの製造工程のうち、凹部55、絶縁膜56およびシード層57a、57bの形成工程は、図12(a)〜図12(c)に示す第3の実施形態の工程と同様である。   Of the manufacturing steps of the radiation detector 30c according to this modification, the step of bonding the transparent member 64 and the photoelectric conversion layer 41 and the step of polishing the second silicon layer 53 of the photoelectric conversion layer 41 are shown in FIG. This is the same as the process of the third embodiment shown. Of the manufacturing steps of the radiation detector 30c, the step of forming the recess 55, the insulating film 56, and the seed layers 57a and 57b is the same as the step of the third embodiment shown in FIGS. 12 (a) to 12 (c). It is the same.

図12(c)に示すようにシード層57a、57bを形成した後、図13(a)〜図13(c)に示すシンチレータ50と透明部材64との接着工程、および溝部60aの加工形成工程を行う。   After forming the seed layers 57a and 57b as shown in FIG. 12 (c), the step of bonding the scintillator 50 and the transparent member 64 and the step of forming the groove 60a shown in FIGS. 13 (a) to 13 (c). I do.

次に、溝部60aの内側にシード層62aを、例えば、スパッタリング法によって形成する。シード層62aは、チタンおよび銅等を素材とし、後述する充填部材63aを電解銅めっき法により形成するのに必要となる。   Next, the seed layer 62a is formed inside the groove 60a by, for example, a sputtering method. The seed layer 62a is made of titanium, copper, or the like, and is necessary for forming a filling member 63a described later by electrolytic copper plating.

続いて、例えば、電解銅めっき法によって、シード層62aによって内部が被覆された溝部60aに充填部材63aを形成し、シード層57aの内側に貫通電極58を形成し、凹状に形成されたシード層57bの内側に共通電極59を形成する。すなわち、電解銅めっき法によって、充填部材63a、貫通電極58および共通電極59を同一の材料(この場合、銅)により同時に形成する。このようにシード層62aおよび充填部材63aによって、光反射層61cが形成される。そして、シンチレータ50の入射面50a側を研磨することによって、不要な光反射層61cの部分を除去する。   Subsequently, for example, a filling member 63a is formed in the groove portion 60a covered with the seed layer 62a by an electrolytic copper plating method, the through electrode 58 is formed inside the seed layer 57a, and the seed layer formed in a concave shape is formed. A common electrode 59 is formed inside 57b. That is, the filling member 63a, the through electrode 58, and the common electrode 59 are simultaneously formed of the same material (in this case, copper) by electrolytic copper plating. Thus, the light reflection layer 61c is formed by the seed layer 62a and the filling member 63a. Then, by polishing the incident surface 50a side of the scintillator 50, an unnecessary portion of the light reflecting layer 61c is removed.

以上のように、電解銅めっき法によって、充填部材63a(光反射層61c)、貫通電極58および共通電極59を同一の材料により同時に形成している。したがって、充填部材63a(光反射層61c)と、貫通電極58および共通電極59とを別々の工程ではなく同一の工程で同時に形成できるので、製造工程を簡略化でき、かつ、製造のタクトタイムを短縮することができる。   As described above, the filling member 63a (light reflecting layer 61c), the through electrode 58, and the common electrode 59 are simultaneously formed of the same material by electrolytic copper plating. Therefore, since the filling member 63a (light reflection layer 61c), the through electrode 58 and the common electrode 59 can be formed simultaneously in the same process, not in separate processes, the manufacturing process can be simplified and the manufacturing tact time can be reduced. It can be shortened.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1 放射線検査装置
10 放射線検出装置
11 放射線管
11a 放射線ビーム
12 被検体
20 放射線検出部
20a 入射面
21 コリメータ
22 信号処理回路
23 信号線
24 素子支持板
30、30a〜30c 放射線検出器
31 光電変換層
32 光電変換素子
33 シンチレータ
34 光反射層
35 光電変換要素
40、40a 光変換層
41 光電変換層
42 接着層
42a 第1接着層
50 シンチレータ
50a 入射面
50b 出射面
51 酸化シリコン層
51a コンタクトホール
52 第1シリコン層
52a 光電変換素子
53 第2シリコン層
53a 研磨部分
54 共通配線
55 凹部
56 絶縁膜
57a、57b シード層
57c 充填部材
57d 充填部分
58 貫通電極
59 共通電極
60、60a 溝部
61、61a〜61c 光反射層
62、62a シード層
63、63a 充填部材
64 透明部材
65 第2接着層
70 放射線
71 シンチレーション光
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Radiation inspection apparatus 10 Radiation detection apparatus 11 Radiation tube 11a Radiation beam 12 Subject 20 Radiation detection part 20a Incidence surface 21 Collimator 22 Signal processing circuit 23 Signal line 24 Element support plate 30, 30a-30c Radiation detector 31 Photoelectric conversion layer 32 Photoelectric conversion element 33 Scintillator 34 Light reflection layer 35 Photoelectric conversion element 40, 40a Light conversion layer 41 Photoelectric conversion layer 42 Adhesive layer 42a First adhesive layer 50 Scintillator 50a Incident surface 50b Outgoing surface 51 Silicon oxide layer 51a Contact hole 52 First silicon Layer 52a Photoelectric conversion element 53 Second silicon layer 53a Polishing part 54 Common wiring 55 Recess 56 Insulating film 57a, 57b Seed layer 57c Filling member 57d Filling part 58 Through electrode 59 Common electrode 60, 60a Groove 61, 61a-61c Projection layer 62, 62a Seed layer 63, 63a Filling member 64 Transparent member 65 Second adhesive layer 70 Radiation 71 Scintillation light

Claims (10)

入射する放射線を前記放射線の波長よりも長い波長を有する光に変換する光変換層と、
入射する前記光を電気信号に変換する複数の光電変換素子を保持する光電変換層と、
前記光変換層と前記光電変換層との間に設けられた第1接着層と、
前記光変換層、前記第1接着層および前記光電変換層の積層方向に、前記光変換層を貫通し、前記第1接着層の内部まで延在する光反射層と、
を備える放射線検出器。
A light conversion layer that converts incident radiation into light having a wavelength longer than the wavelength of the radiation;
A photoelectric conversion layer holding a plurality of photoelectric conversion elements that convert the incident light into an electrical signal;
A first adhesive layer provided between the light conversion layer and the photoelectric conversion layer;
A light reflecting layer that penetrates through the light conversion layer in the stacking direction of the light conversion layer, the first adhesive layer, and the photoelectric conversion layer and extends to the inside of the first adhesive layer;
A radiation detector comprising:
前記複数の光電変換素子のうち少なくとも2つを互いに導通させ、前記光電変換層内に配設された共通配線と、
前記光電変換層の前記第1接着層と対向する側の反対側の面から前記共通配線まで設けられた貫通電極と、
をさらに備える請求項1に記載の放射線検出器。
At least two of the plurality of photoelectric conversion elements are electrically connected to each other, and a common wiring disposed in the photoelectric conversion layer;
A through electrode provided from the opposite surface of the photoelectric conversion layer to the first adhesive layer to the common wiring;
The radiation detector according to claim 1, further comprising:
前記共通配線は、前記積層方向において、前記光電変換素子と前記第1接着層との間に設けられた請求項2に記載の放射線検出器。   The radiation detector according to claim 2, wherein the common wiring is provided between the photoelectric conversion element and the first adhesive layer in the stacking direction. 前記光変換層は、前記放射線を前記光に変換するシンチレータと、前記第1接着層と前記シンチレータとの間に設けられた透明部材と、前記シンチレータと前記透明部材との間に設けられた第2接着層と、を含む請求項1〜3のいずれか一項に記載の放射線検出器。   The light conversion layer includes a scintillator that converts the radiation into the light, a transparent member provided between the first adhesive layer and the scintillator, and a first member provided between the scintillator and the transparent member. The radiation detector as described in any one of Claims 1-3 containing 2 contact bonding layers. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の放射線検出器と、
前記放射線検出器の前記光電変換素子により前記光から変換された前記電気信号を検出して、前記放射線のエネルギーおよび強度を算出する信号処理回路と、
を備える放射線検出装置。
The radiation detector according to any one of claims 1 to 4,
A signal processing circuit that detects the electrical signal converted from the light by the photoelectric conversion element of the radiation detector and calculates energy and intensity of the radiation;
A radiation detection apparatus comprising:
請求項5に記載の放射線検出装置と、
前記放射線検出装置の前記光変換層に向けて放射線を照射する放射線管と、
を備える放射線検査装置。
A radiation detection apparatus according to claim 5;
A radiation tube that emits radiation toward the light conversion layer of the radiation detection device;
Radiation inspection apparatus comprising:
入射する放射線を前記放射線の波長よりも長い波長を有する光に変換する光変換層と、入射する前記光を電気信号に変換する複数の光電変換素子を保持する光電変換層とを第1接着層によって接着する工程と、
前記光変換層、前記第1接着層および前記光電変換層の積層方向に前記光変換層および前記第1接着層の一部を貫通する溝部を形成する工程と、
前記溝部に光反射層を形成する工程と、
を有する放射線検出器の製造方法。
A first adhesive layer includes a light conversion layer that converts incident radiation into light having a wavelength longer than the wavelength of the radiation, and a photoelectric conversion layer that holds a plurality of photoelectric conversion elements that convert the incident light into electrical signals. Bonding with
Forming a groove portion penetrating a part of the light conversion layer and the first adhesive layer in a stacking direction of the light conversion layer, the first adhesive layer and the photoelectric conversion layer;
Forming a light reflecting layer in the groove;
A method for manufacturing a radiation detector.
透明部材と、入射する光を電気信号に変換する複数の光電変換素子を保持する光電変換層とを第1接着層によって接着する工程と、
入射する放射線を前記放射線の波長よりも長い前記光に変換するシンチレータを、前記透明部材における前記光電変換層と接着した面とは反対側の面に、第2接着層によって接着して、前記シンチレータ、前記第2接着層および前記透明部材を光変換層とする工程と、
前記光変換層、前記第1接着層および前記光電変換層の積層方向に前記光変換層および前記第1接着層の一部を貫通する溝部を形成する工程と、
前記溝部に光反射層を形成する工程と、
を有する放射線検出器の製造方法。
Bonding a transparent member and a photoelectric conversion layer holding a plurality of photoelectric conversion elements that convert incident light into an electrical signal by a first adhesive layer;
A scintillator that converts incident radiation into the light longer than the wavelength of the radiation is bonded to a surface of the transparent member opposite to the surface that is bonded to the photoelectric conversion layer by a second adhesive layer, and the scintillator , The step of using the second adhesive layer and the transparent member as a light conversion layer;
Forming a groove portion penetrating a part of the light conversion layer and the first adhesive layer in a stacking direction of the light conversion layer, the first adhesive layer and the photoelectric conversion layer;
Forming a light reflecting layer in the groove;
A method for manufacturing a radiation detector.
前記光電変換層の前記第1接着層とは反対側の面から、前記複数の光電変換素子のうち少なくとも2つを互いに導通し、前記光電変換層内に配設された共通配線に達する凹部を形成する工程とをさらに有し、
前記光反射層を形成する工程と同時に、前記反射層と同一の材料によって前記凹部に貫通電極を形成する請求項7または8に記載の放射線検出器の製造方法。
A concave portion that connects at least two of the plurality of photoelectric conversion elements to each other from a surface of the photoelectric conversion layer opposite to the first adhesive layer and reaches a common wiring disposed in the photoelectric conversion layer. And further forming a process,
The manufacturing method of the radiation detector of Claim 7 or 8 which forms a penetration electrode in the said recessed part with the same material as the said reflection layer simultaneously with the process of forming the said light reflection layer.
前記光電変換層を前記第1接着層により前記光変換層の少なくとも一部に接着させた後、前記光変換層の少なくとも一部を支持部材として、前記光電変換層の前記第1接着層とは反対側の面から所定の厚さだけ研磨する請求項7〜9のいずれか一項に記載の放射線検出器の製造方法。   After the photoelectric conversion layer is adhered to at least a part of the light conversion layer by the first adhesive layer, the first adhesive layer of the photoelectric conversion layer is defined by using at least a part of the light conversion layer as a support member. The manufacturing method of the radiation detector as described in any one of Claims 7-9 grind | polished only predetermined thickness from the surface on the opposite side.
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