JP2015055507A - Radiation detector, detection apparatus, checker and method of manufacturing radiation detector - Google Patents
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Abstract
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.
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.
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
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
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
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
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
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
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
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
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
A
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
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
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
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
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
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、TiO2、BaSO4、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
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
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
酸化シリコン層51は、二酸化シリコン(SiO2)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
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
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
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
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(SiO2)によって形成される。
The insulating
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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(SiO2)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
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
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
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
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
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
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
続いて、図7(b)に示すように、形成した溝部60にTiO2、BaSO4、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
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
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
(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
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
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
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
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
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
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
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
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
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 (
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
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
(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
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
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
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
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
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
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
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
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、TiO2、BaSO4、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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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(SiO2)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
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
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
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
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
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
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
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
続いて、図13(d)に示すように、形成した溝部60aにTiO2、BaSO4、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
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
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
(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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Claims (10)
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:
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:
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.
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.
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