JP2015185604A - 光検出器、及び光検出器の製造方法 - Google Patents

光検出器、及び光検出器の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】検出精度の低下を抑制する。【解決手段】光検出器１０は、光検出層３２と、光変換部材１８と、第１部材３０と、を備える。光検出層３２は、光の入射する光入射面１１に、光を検出する光検出素子１４をそれぞれ保持した複数の画素領域１１Ａと、光入射面１１における画素領域１１Ａ以外の周辺領域１１Ｂと、有する。光変換部材１８は、光検出層３２の画素領域１１Ａの各々に対向配置され、放射線を光に変換する。第１部材３０は、光入射面１１における周辺領域１１Ｂの少なくとも一部に設けられ、光変換部材１８の一部を覆う部材である。【選択図】図５

Description

本発明の実施形態は、光検出器、及び光検出器の製造方法に関する。
複数のＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）を光検出素子として配列したＳｉＰＭ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｐｈｏｔｏ Ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ）等の光検出器が知られている。ＳｉＰＭは、アバランシェ降伏を利用し、ＡＰＤのアバランシェ降伏電圧より高い逆バイアス電圧条件でＡＰＤを動作させることにより、ガイガーモードと呼ばれる領域で駆動する。ガイガーモード動作時のＡＰＤの利得は、１０５〜１０６と非常に高く、光子（フォトン）１個の微弱な光であっても計測することができる。
また、複数のＡＰＤを１画素として多画素化し、Ｘ線を光に変換するシンチレータと組み合わせた装置が開示されている。ＡＰＤとシンチレータとを組み合わせることによって、シンチレータのサイズに応じた空間分解能を有する光子計数画像を取得することができる。例えば、Ｘ線を検出することにより、ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）画像を取得する技術も知られている。
より高画質の画像を取得するためには、より多数の画素を高密度で配置する必要がある。光検出器の製造工程では、ＴＳＶ（Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｖｉａ）電極と呼ばれる貫通電極を形成する必要がある。貫通電極を形成する際には、光検出素子を有する基板を数十ｕｍ程度まで薄層化する必要がある。光検出器の製造工程では、光検出素子を有する基板の破損などを防ぐために、補強のための支持基板を接合した上で、薄層化及び貫通電極などの加工を行っている。そして、加工後、支持基板を剥離している。
特開２０１３−１４０９６２号公報 特開２０１３−８９９１７号公報
しかし、従来では、製造工程において支持基板を剥離する際に、光検出素子の破損や結晶欠陥が発生する場合があった。また、支持基板を剥離せず、支持基板を備えた光検出器として構成すると、隣接する画素領域間でクロストークなどが発生する場合があった。すなわち、従来では、光検出器の検出精度が低下する場合があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、検出精度の低下を抑制することができる、光検出器、及び光検出器の製造方法を提供することを目的とする。
実施の形態の光検出器は、光検出層と、光変換部材と、第１部材と、を備える。光検出層は、光の入射する光入射面に、光を検出する光検出素子をそれぞれ保持した複数の画素領域と、光入射面における画素領域以外の周辺領域と、有する。光変換部材は、光検出層の前記画素領域の各々に対向配置され、放射線を前記光に変換する。第１部材は、光入射面における周辺領域の少なくとも一部に設けられ、光変換部材の一部を覆う。
本発明によれば、検出精度の低下を抑制することができる、という効果を奏する。
検査装置の一例を示す模式図。 光検出器の配列状態を示す図。 光検出器の平面図。 光検出器の斜視図。 図３のＡ−Ａ’断面図。 画素領域に相当する部分の拡大図。 光検出器の図。 光検出器の図。 光検出器の図。 光検出器の図。 光検出器の製造方法の説明図。 光検出器の製造方法の説明図。 光検出器の製造方法の説明図。 光検出器の製造方法の説明図。 光検出器の製造方法の説明図。 光検出器の製造方法の説明図。 光検出器の製造方法の説明図。 光検出器の図。
以下に添付図面を参照して、本実施の形態の詳細を説明する。なお、本明細書において、同じ部材または同じ機能を示す部分には、同じ符号を付与して説明を省略する場合がある。
（実施の形態１）
図１は、本実施形態の検査装置１の一例を示す模式図である。
検査装置１は、光源９と、検出ユニット２０と、駆動部１３と、を備える。光源９及び駆動部１３は、検出ユニット２０に電気的に接続されていてもよい。
光源９と検出ユニット２０は、間隔を隔てて対向配置されている。また、光源９と検出ユニット２０とは、この対向配置された状態を維持したまま、被検体１２を中心に回転可能に設けられている。
光源９は、対向する検出ユニット２０に向かってＸ線等の放射線１３Ａを照射する。光源９から照射された放射線１３Ａは、図示しない架台上の被検体１２を透過し、検出ユニット２０に設けられた光検出器１０に入射する。
検出ユニット２０は、複数の光検出器１０と、信号処理回路２２と、を備える。光検出器１０は、光を検出する装置である。光検出器１０と、信号処理回路２２とは、電気的に接続されている。検出ユニット２０に設けられた複数の光検出器１０は、本実施の形態では、予め定めた回転方向（図１中、矢印Ｓ方向）に沿って配列されている。
各光検出器１０は、光源９から照射され被検体１２を透過した放射線１３Ａを、コリメータ２１を介して受光する。コリメータ２１は、光検出器１０の光入射面１１側に設置され、光検出器１０に対して放射線１３Ａが平行に入射するように屈折させる。
光検出器１０は、光を検出する。光検出器１０は、検出した光に応じた電気信号を、信号線２３を介して信号処理回路２２へ出力する。信号処理回路２２は、検査装置１全体を制御する。信号処理回路２２は、検出ユニット２０から電気信号を取得する。
本実施の形態では、信号処理回路２２は、取得した電気信号の電流値から、各光検出器１０に入射した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、各光検出器１０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の放射線画像を生成する。
駆動部１３は、光源９及び検出ユニット２０を、これらの対向状態を維持したまま、光源９と光検出器１０の間に位置する被検体１２を中心として回転方向（図１中、矢印Ｓ方向）に回転させる。これによって、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。なお、駆動部１３は、検出ユニット２０における光検出器１０と、光源９と、を、対向状態を維持したまま回転させてもよい。
被検体１２は、人体に限定されない。被検体１２は、動植物や、物品などの非生物であってもよい。すなわち、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。
図２は、検査装置１に搭載された光検出器１０の配列状態を示す図である。複数の光検出器１０は、回転方向（図１及び図２中、矢印Ｓ方向）に沿って略円弧状に配列されている。光検出器１０の、光の入射側には、コリメータ２１が設けられている。
図３は、光検出器１０の一例を示す平面図である。図４は、光検出器１０の一例を示す斜視図である。図５は、図３のＡ−Ａ’断面図である。
図５に示すように、光検出器１０は、光検出層３２、接着層３４、光変換部材１８、及び第１部材３０を備える。
光変換部材１８は、放射線を、放射線より長い波長を有する光（光子）に変換する。光変換部材１８で変換された光は、光検出層３２に出射される。すなわち、光変換部材１８は、光検出層３２の光入射面側に配置されている。光変換部材１８は、上面と、この上面と対向する下面と、上面と下面を接続する側面と、を有する。下面は、後に説明する光検出層３２の画素領域１１と対向する。光変換部材１８が例えば四角柱である場合には、光変換部材１８は４つの側面を有する。
光変換部材１８は、シンチレータで構成されている。シンチレータは、Ｘ線等の放射線の入射により蛍光（シンチレーション光）を発する。なお、本実施の形態では、光変換部材１８の発する蛍光（シンチレーション光）を、単に、光と称して説明する。シンチレータの構成材料は、光検出器１０の適用対象に応じて適宜選択する。シンチレータは、例えば、Ｌｕ２ＳｉＯ５：（Ｃｅ）、ＬａＢｒ３：（Ｃｅ）、ＹＡＰ（イットリウム・アルミニウム・ペロブスカイト）：Ｃｅ、Ｌｕ（Ｙ）ＡＰ：Ｃｅ、等で構成するが、これらに限られない。
光検出層３２は、光変換部材１８で変換された光を検出する。光検出層３２は、光検出素子１４としてＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）を複数配列したＳｉＰＭ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｐｈｏｔｏ Ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ）である。ＡＰＤは、公知のアバランシェフォトダイオードである。本実施の形態では、光検出素子１４をガイガーモードで駆動させる。
図３に示すように、複数の光検出素子１４は、マトリクス状に配列されている（図３中、矢印Ｘ方向、矢印Ｙ方向参照）。光検出層３２は、複数の光検出素子１４を１画素（画素領域１１Ａ）とし、画素領域１１Ａをマトリクス状に複数配列した構成である。
詳細には、光検出層３２は、光の入射する光入射面１１に、光を検出する複数の光検出素子１４をそれぞれ保持した画素領域１１Ａと、光入射面１１における画素領域１１Ａ以外の周辺領域１１Ｂと、を有する。
図３には、各画素領域１１Ａが、２５個（５×５個）の光検出素子１４を配列した構成を有する場合を示した。しかし、各画素領域１１Ａを構成する光検出素子１４の数は、一例であり、２５個に限られない。
図５に示すように、光変換部材１８は、画素領域１１Ａの各々に対向配置されている。本実施の形態では、光変換部材１８は、光検出層３２の光入射面１１側に配置されている。
光検出器１０は、光検出層３２と、接着層３４と、光変換部材１８及び第１部材３０と、をこの順に積層した積層構造である。光変換部材１８及び第１部材３０は、接着層３４によって光検出層３２に接着されている。
図５に示す例では、接着層３４は、光変換部材１８と光検出層３２とを接着する第２接着層３４Ｂと、光検出層３２と第１部材３０とを接着する第１接着層３４Ａと、からなる。なお、接着層３４は、１層で構成してもよいし、複数層で構成してもよい。例えば、接着層３４は、第１接着層３４Ａと第２接着層３４Ｂとを積層した積層構造であってもよい。
接着層３４は、光変換部材１８から出射した光を透過する透過性を有する。接着層３４の層厚は限定されないが、例えば、数μｍ〜数百μｍである。
光検出層３２は、光入射面１１側から順に、酸化シリコン層５１、第２シリコン層５３、絶縁膜５６、などを順に積層した積層構造である。
酸化シリコン層５１は、内部に共通配線５４を保持する。酸化シリコン層５１は、例えば、例えば、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）を主成分とする。共通配線５４は、光検出層３２の光入射面１１に沿って平面状に延在し、画素領域１１Ａ内に収まるように配置されたメッシュ状の金属配線である。共通配線５４は、例えば、アルミニウム、銅、等で構成する。
第２シリコン層５３における、酸化シリコン層５１に接する領域には、画素領域１１Ａごとに、複数の光検出素子１４が光入射面１１に沿って配列されている。
光検出素子１４は、Ｐ型シリコン層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ＡＰＤである。光検出素子１４は、アバランシェ降伏により、光検出素子１４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。画素領域１１Ａ内の各光検出素子１４は、光検出素子１４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内を挿通する導線によって、共通配線５４に接続されている。各光検出素子１４は、例えば、互いに２５μｍピッチで形成されている。
また、各光検出素子１４は、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される。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ない。共通配線５４は、光変換部材１８から入射した光が光検出素子１４で十分に検出可能な程度の光透過率を有し、同じ画素領域１１Ａ内の各光検出素子１４が導線を介して導通する形状であればよい。
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、画素領域１１Ａ内の各光検出素子１４と、後述する共通電極５９とを導通する。
絶縁膜５６は、第２シリコン層５３における酸化シリコン層５１とは反対側の面を被覆する層である。絶縁膜５６は、絶縁部材によって形成されている。絶縁膜５６は、例えば、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）によって形成される。絶縁膜５６における、第２シリコン層５３とは反対側の面には、シード層７０を介して、ソルダーマスク６１が設けられている。
また、光検出層３２には、第２シリコン層５３及び酸化シリコン層５１の積層方向に沿って、絶縁膜５６側から第２シリコン層５３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の内側には、絶縁膜５６を介して、貫通電極５８が充填されている。貫通電極５８と共通配線５４とは、電気的に導通している。
絶縁膜５６における、凹部５５から画素領域１１Ａの中央に向かって延在した領域の一部には、共通電極５９が設けられている。
図５に示す例では、光検出器１０は、実装基板３６に実装されている。光検出器１０は、貫通電極５８、バンプ６２、及び電極６３を介して、実装基板３６に実装されている。
上述のように構成された光検出器１０に、光源９（図１参照）から放射線１３Ａ（図１参照）が照射されると、放射線１３Ａは、光検出器１０の光変換部材１８に入射する。光変換部材１８は、放射線１３Ａを光に変換し、光検出層３２へ出射する。
光変換部材１８から出射した光は、光検出層３２の各光検出素子１４へ入射する。
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）の制御により、光検出素子１４のＰＮ接合に対して逆バイアスの、アバランシェ降伏電圧以上の駆動電圧が印加されている。この状態で、光検出素子１４に光が入射することにより、光検出素子１４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、電気信号として、信号線２３を介して、信号処理回路２２へ出力される。このようにして、光検出器１０は、光を検出する。
本実施の形態では、光検出器１０は、第１部材３０を備える。
第１部材３０は、光検出層３２の光入射面１１における、周辺領域１１Ｂの少なくとも一部の領域に設けられ、光変換部材１８の側面の一部を覆う部材である。
本実施の形態では、第１部材３０は、周辺領域１１Ｂにおける、複数の画素領域１１Ａの各々の周辺を囲むように連続して設けられている（図３〜図５参照）。
第１部材３０の形状は、光変換部材１８の一部を覆うように、光検出層３２の光入射面１１から、光入射面１１の反対側に向かって突出した形状であればよく、その形状は限定されない。なお、第１部材３０の光変換部材１８との対向面は、光変換部材１８に沿った形状であることが好ましい（図３参照）。
第１部材３０における、光変換部材１８と光検出層３２との積層方向の長さは、光入射面１１から光入射面１１の反対側に向かって突出する程度の長さであればよい。
但し、第１部材３０における、上記積層方向の長さは、該第１部材３０に隣接する光変換部材１８における上記積層方向の長さより短いことが好ましい。
第１部材３０の、光入射面１１に沿った方向の幅は、隣接する画素領域１１Ａの間隔未満であることが好ましい。また、第１部材３０の、光入射面１１に沿った方向の幅の最小値は、光検出器１０の製造工程において、光検出層３２の破損や結晶欠陥の発生しない程度の強度を実現可能な幅であればよい。
第１部材３０の材質は限定されない。なお、第１部材３０は、光反射性を有することが好ましい。詳細には、第１部材３０における、少なくとも光変換部材１８を覆う部分が、光反射性の材料で形成されていることが好ましい。例えば、第１の部材３０における、少なくとも光変換部材１８の側面に対向する部分を、光反射性の材料で形成し、該部分以外を、光透過性の材料で形成することが好ましい。光変換部材１８の側面とは、光変換部材１８における、光変換部材１８と光検出層３２との積層方向に対して直交する仮想直線の横切る面である。
光反射性とは、本実施の形態では、少なくとも光検出素子１４が検出する光を反射する性質を示す。光透過性とは、本実施の形態では、少なくとも光検出素子１４が検出する光を透過する性質を示す。
図６は、光検出器１０における、１つの画素領域１１Ａに相当する部分を拡大した模式図である。なお、図６は、説明のため、光変換部材１８が光検出層３２側に接合されていない状態を示した。しかし、実際には、光変換部材１８は、光検出層３２の画素領域１１Ａに対向し、且つ接着層３４を介して光検出層３２に接合するように配置される。このため、光変換部材１８は、上記積層方向に交差する方向の外周面の少なくとも一部を、第１部材３０によって支持された状態となる。
図６（Ａ）は、第１部材３０の一部を拡大した模式図である。
上述したように、第１部材３０における、少なくとも光変換部材１８の側面に対向する部分を、光反射性の材料で形成し、該部分以外を、光透過性の材料で形成することが好ましい。この構成とすることで、光検出素子１４の感度向上を図ることができる。
なお、第１部材３０全体を、光透過性の材料で形成してもよい。しかし、感度向上の観点から、第１部材３０は、少なくとも光変換部材１８の側面に対向する部分を、光反射性の材料で形成し、該部分以外を、光透過性の材料で形成することが好ましい。光透過性の材料には、公知のガラス材などを用いればよい。
第１部材３０が反射性を有すると、光変換部材１８で変換された光は第１部材３０で反射し、光検出層３２へ効率よく出射される。このため、光検出素子１４の光検出能力の向上を図ることができる。また、光検出器１０に、反射性を有する反射部材を別途設ける場合に比べて、光検出器１０の構成の簡略化、及び製造の簡易化を図ることができる。
第１部材３０を、反射性を有する構成とする場合、第１部材３０は、光検出素子１４の感度波長領域の光を反射する性質を有する材料で構成すればよい。例えば、第１部材３０を、ＴｉＯ２、ＢａＳＯ４、Ａｇ等の微粉末をバインダ樹脂に混在させた材料で構成すればよい。
なお、第１部材３０の、光変換部材１８との対向面に、上記反射性を有する反射層を設けた構成としてもよい。すなわち、第１部材３０のコリメータ２１側（図１参照）の部分が光反射性を有していても良い。図６（Ｂ）は、第１部材３０における、光変換部材１８との対向面に反射層３８を備えた構成を示す模式図である。
第１部材３０が、光変換部材１８との対向面に反射層３８を有することで、光変換部材１８で変換された光は、反射層３８で反射する。このため、光検出素子１４の光検出能力の向上を図ることができる。反射層３８は、少なくとも光検出素子１４の感度波長領域の光を反射する性質を有する材料で構成すればよい。例えば、反射層３８は、ＴｉＯ２、ＢａＳＯ４、Ａｇ等の微粉末をバインダ樹脂に混在させた材料で構成すればよい。
なお、反射層３８は、光変換層１８の、第１部材３０に設けられていない部分を少なくとも覆うように、設けられていてもよい。
以上説明したように、本実施の形態の光検出器１０は、第１部材３０を備える。
ここで、従来では、光検出器１０の製造工程において、光検出素子１４を有する光検出層３２から製造工程で用いる支持基板を剥離する際に、光検出素子１４の破損や結晶欠陥が発生する場合があった。また、支持基板を剥離せず、光検出器１０を、支持基板を備えた構成とすると、隣接する画素領域１１Ａ間でクロストークが発生する場合があった。このため、従来では、光検出素子１４の検出精度が低下する場合があった。
一方、本実施の形態の光検出器１０は、第１部材３０を備える。第１部材３０は、光検出層３２の光入射面１１における、周辺領域１１Ｂの少なくとも一部の領域に設けられ、光入射面１１の反対側に向かって突出した部材である。
このため、光検出器１０の製造時に、製造時における光検出層３２の補強や保護のために支持基板を接合した場合であっても、支持基板は、第１部材３０を介して光検出層３２側に接合され、この状態で光検出層３２に加工が施される。このため、支持基板の剥離時に、光検出素子１４の破損や結晶欠陥が発生することを抑制することができる。また、支持基板を含んだ構成の光検出器１０とする必要もないことから、クロストークの発生を抑制することができる。
従って、本実施の形態の光検出器１０は、光検出素子１４の検出精度の低下を抑制することができる。
また、第１部材３０は、光検出層３２の光入射面１１における、画素領域１１Ａ以外の周辺領域１１Ｂの少なくとも一部に設けられている。そして、第１部材３０は、光入射面１１から光入射面１１の反対側に向かって突出した形状である。このため、光検出器１０の製造工程において、光変換部材１８を配置するときに、第１部材３０を位置決め部材として用いることで、各光変換部材１８を画素領域１１Ａに対向配置させることができる。
このため、本実施の形態では、光変換部材１８を、画素領域１１Ａに精度よく対向配置させることができる。従って、本実施の形態の光検出器１０は、光検出素子１４の検出精度の低下を抑制することができる。
また、本実施の形態では、第１部材３０は、周辺領域１１Ｂにおいて、複数の画素領域１１Ａの各々を囲むように連続して設けられている（図３参照）。このため、光検出器１０の製造時には、光検出層３２に対する第１部材３０の補強効果を高めることができる。
また、第１部材３０、周辺領域１１Ｂにおける複数の画素領域１１Ａの各々を囲むように連続して設けることで、光検出器１０の製造時に、光変換部材１８を各画素領域１１Ａの各々に精度よく対向配置させることができる。
また、本実施の形態では、光検出層３２の光入射面１１における、画素領域１１Ａ以外の周辺領域１１Ｂの全領域に渡って第１部材３０が設けられている。このため、光検出器１０の製造時には、光変換部材１８を各画素領域１１Ａの各々に精度よく且つ容易に対向配置させることができる。このため、本実施の形態の光検出器１０では、更に、光検出素子１４の検出精度の低下を抑制することができる。
また、本実施の形態では、第１部材３０の光変換部材１８との対向面は、光変換部材１８に沿った形状である。このため、光検出器１０の製造工程において、光変換部材１８を配置するときに、第１部材３０を位置決め部材として用いることで、各光変換部材１８を画素領域１１Ａに容易に且つ精度よく対向配置させることができる。
また、第１部材３０の光変換部材１８との対向面は、光変換部材１８に沿った形状とすることで、第１部材３０の光検出層３２側との接合面積をより大きくすることができる。このため、光検出器１０の製造時には、光検出層３２に対する第１部材３０の補強効果を更に高めることができる。
また、本実施の形態では、第１部材３０における上記積層方向の長さは、該第１部材３０に隣接する光変換部材１８における上記積層方向の長さより短い。第１部材３０の上記積層方法の長さが該光変換部材１８の上記積層方向の長さより短いと、この第１部材３０を位置決め部材として用いることができる。光検出器１０の製造時には、光変換部材１８をより容易に且つ精度よく画素領域１１Ａに対向配置させることができる。
第１部材３０は、光透過性の材料で形成されていても良い。あるいは、第１部材３０は、光透過性の材料と、この光透過性の材料の光変換部材１８を覆う反射性の材料と、を有していても良い。
なお、第１部材３０の一部は、光検出層３２の画素領域１１Ａと光変換部材１８との間に設けられていても良い。
図６（Ｃ）は、第１部材３０の他の一形態を示す模式図である。図６（Ｃ）に示すように、第１部材３０は、光変換部材１８の側面の一部を覆う第１部分３０Ａと、光検出層３２と光変換部材１８との間に設けられた第２部分３０Ｂと、を有する形態であってもよい。第２部分３０Ｂの厚さは、第１部分３０Ａの厚さよりも薄い。なお、第１部分３０Ａの厚さ、及び、第２部分３０Ｂの厚さの各々は、第１部分３０Ａ、及び、第２部分３０Ｂ、の各々における、酸化シリコン層５１と第２シリコン層５３と絶縁膜５６との積層方向における厚さを示す。
例えば、第１部材３０うち、第２部分３０Ｂの厚さは、例えば３０μｍ以下とすることができる。また、第１部分３０Ａの厚さは、３０μｍより厚くすることができる。
第１部材３０の一部を、光検出層３２の画素領域１１Ａと光変換部材１８との間に設ける場合には、この部分を光透過性とする。すなわち、第２部分３０Ｂを、光透過性とする。
＜変形例１＞
実施の形態１で説明した光検出器１０は、更に、反射部材４０を備えた構成であってもよい。図７は、反射部材４０を備えた光検出器１０Ａの説明図である。光検出器１０Ａは、実施の形態１で説明した光検出器１０に、更に、反射部材４０を備えた構成である。反射部材４０は、光変換部材１８の側面のうち、第１部材３０と対向する部分以外の部分を覆う。また、反射部材４０は、光変換部材１８のコリメータ２１と対向する上面も覆う。
反射部材４０は、光変換部材１８に入射する放射線１３Ａ（図１参照）を透過し、且つ、光変換部材１８で変換された光を反射する。反射部材４０は、この特性を有する材料で構成すればよい。
反射部材４０は、各光変換部材１８を、画素領域１１Ａに対応する領域毎に分離するように配置されている。そして、反射部材４０における光検出層３２側の端部は、第１部材３０に接合されている。一つの光変換部材１８を覆う反射部材４０と、この光変換部材１８の隣に設けられた他の光変換部材１８を覆う反射部材４０とは、分離されていなくとも良く、連続していても良い。すなわち、一つの反射部材４０が、複数の光変換部材１８を覆っていても良い。
また、複数の光検出層３２はそれぞれ分離されて形成されていても良いし、分離されずに連続して形成されていても良い。複数の光検出層３２が分離されている場合には、隣り合う２つの光検出層３２の間にも反射部材４０が形成されていても良い。図７には、一例として、反射部材４０と第１部材３０とが、周辺領域１１Ｂの中で分離された構造となっている場合を示した。しかし、画素領域１１Ａ同士が分離されていればよく、周辺領域１１Ｂの少なくとも一部は、画素領域１１Ａ間に相当する領域でつながっていてもよい。
光検出器１０Ａが、反射部材４０を備えた構成であることによって、実施の形態１の効果に加えて、光検出素子１４の光検出能の向上を図ることができる。
＜変形例２＞
上記実施の形態では、第１部材３０は、周辺領域１１Ｂにおける、複数の画素領域１１Ａの各々の周辺を囲むように連続して設けられている場合を一例として説明した。しかし、第１部材３０は、光検出層３２の光入射面１１における、周辺領域１１Ｂの少なくとも一部の領域に設けられていればよい。
図８は、本変形例の光検出器１０Ｂを示す図である。図８に示すように、第１部材３０は、周辺領域１１Ｂ内に不連続に点在した形態であってもよい。図８に示す例では、第１部材３０が、周辺領域１１Ｂ内における、隣接する画素領域１１Ａ間の領域に、面方向に沿って不連続に点在した形態を示した。なお、光検出器１０Ｂは、第１部材３０の周辺領域１１Ｂ内における配置が異なる以外は、図１に示す光検出器１０と同様である。
図９は、本変形例の光検出器１０Ｃを示す図である。図９に示すように、第１部材３０は、周辺領域１１Ｂ内における、隣接する画素領域１１Ａ間以外の領域に不連続に点在した形態であってもよい。なお、光検出器１０Ｃは、第１部材３０の周辺領域１１Ｂ内における配置が異なる以外は、図１に示す光検出器１０と同様である。
また、第１部材３０は、光入射面１１の周辺領域１１Ｂにおける、隣接する画素領域１１Ａ間の領域と、隣接する画素領域１１Ａ間の領域以外の領域と、の各々に、不連続に点在した形状であってもよい（図示省略）。
なお、図８、及び図９においては、第１の部材３０の、光入射面１１に平行な断面が、矩形状である場合を示した。第１の部材３０の光入射面１１に平行な断面は、矩形状に限定されず、帯状、楕円状、円形状などの任意の形状とすることができる。また、一列に並んだ複数の画素領域１１Ａと、他の一列に並んだ他の複数の画素領域１１Ａと、の間の周辺領域１１Ｂに、一つの第１部材３０が形成されていても良い。この第１部材３０は、一列に並んだ複数の画素領域１１Ａに沿って帯状に設けられていても良い。
また、第１部材３０を不連続に点在させる場合、第１部材３０は、光入射面１１の周辺領域１１Ｂにおける、少なくとも画素領域１１Ａの第１方向下流側に設けた構成であってもよい。第１方向は、光検出器１０を予め定めた方向に駆動させたときに、光検出素子１４に加わる力の方向である。
図１０は、光検出器１０Ｄの模式図である。光検出器１０Ｄは、第１部材３０を、周辺領域１１Ｂにおける、複数の画素領域１１Ａの各々の第１方向（図１０中、矢印ＹＢ方向）下流側に設けた構成である。なお、光検出器１０Ｄは、第１部材３０の設けられた位置が異なる以外は、実施の形態１の光検出器１０と同様である。
第１方向（図１０中、矢印ＹＢ方向）は、光検出器１０を搭載する対象の装置に応じて、適宜調整すればよい。例えば、光検出器１０を図１に示す検査装置１に搭載する場合、光検出器１０は、回転方向（図１中、矢印Ｓ方向）に回転駆動する。この場合、光検出器１０には、回転方向への回転によって、遠心力が働く。
このため、光検出素子１４を検査装置１に搭載する場合、第１方向（図１０中、矢印ＹＢ方向）を、この回転方向（図１中、矢印Ｓ方向）への回転によって発生する遠心力の方向とする。
このように、第１部材３０を、光入射面１１の周辺領域１１Ｂにおける、少なくとも画素領域１１Ａの第１方向下流側に設けると、以下の効果が得られる。すなわち、駆動により光検出素子１４に加わる力によって、光変換部材１８の位置と、光検出層３２における画素領域１１Ａの位置と、がずれることを抑制することができる。このため、光検出器１０Ｄは、上記効果に加えて、光検出層３２の光検出能の低下を抑制することができる。
なお、光検出器１０を搭載する装置は、検査装置１に限定されない。光検出器１０は、各種装置に搭載可能である。
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１で説明した光検出器１０の製造方法を説明する。
光検出器１０の製造方法は、第１工程と、第２工程と、を含む。第１工程は、光検出層３２の周辺領域１１Ｂの少なくとも一部に、光変換部材１８の一部を覆う第１部材３０を配置した、積層体８０（図１２（Ｆ）参照）を作製する工程である。第２工程は、光変換部材１８を、光検出層３２の画素領域１１Ａの各々に接着層３４を介して対向配置させる工程である（図１３参照）。
以下、光検出器１０の製造方法を詳細に説明する。図１１〜図１３は、光検出器１０の製造方法の一例の説明図である。
まず、第１の工程として、複数の工程（図１１（Ａ）〜図１１（Ｉ）、図１２（Ａ）〜図１２（Ｈ））を実行する。
図１１（Ａ）に示すように、まず、公知のＣＭＯＳプロセスを用いて、光入射面１１に、画素領域１１Ａと、周辺領域１１Ｂと、を有する第１基板３２Ａを作製する工程を実行する。第１基板３２Ａは、第２シリコン層５３Ａと、酸化シリコン層５１と、光検出素子１４と、共通配線５４と、を備えたシリコン基板である。第２シリコン層５３Ａは、第２シリコン層５３の薄膜化前の層である。酸化シリコン層５１、光検出素子１４、及び共通配線５４は、実施の形態１と同様である。
次に、図１１（Ｂ）に示すように、画素領域１１Ａの各々に対応する領域に貫通孔３０Ａを備えた基板を、第１部材３０として用意する。貫通孔３０Ａは、この基板を、厚み方向（上記積層方向と同一）に貫通した孔である。
貫通孔３０Ａにおける、光入射面１１に沿った断面形状は、画素領域１１Ａにおける光入射面１１に沿った断面形状と同一の形状であることが好ましい。なお、貫通孔３０Ａにおける光入射面１１に沿った断面の大きさは、画素領域１１Ａにおける光入射面１１に沿った断面の大きさ以上であればよい。
図１１に示す例では、基板として、透過性を有するガラス基板を用意する場合を示した。そして、このガラス基板に、ウェットエッチングやドライエッチングなどを用いて、貫通孔３０Ａを形成し、第１部材３０とする。なお、例えば、ウェットエッチングにはＨＦ溶液（フッ酸溶液）、ドライエッチングにはＣＦ４（四フッ化炭素）系ガスを用いる。
次に、貫通孔３０Ａを有する第１部材３０を、第１基板３２Ａの光入射面１１側に、第１接着層３４Ａを介して配置する工程を実行する（図１１（Ｂ）参照）。このとき、貫通孔３０Ａと、画素領域１１Ａと、の位置が一致するように位置合わせ（アライメント）を行い、第１基板３２Ａと第１部材３０とを第１接着層３４Ａを介して接合する。
第１接着層３４Ａには、例えば、熱硬化型樹脂、または、ＵＶ硬化型樹脂を用いる。
次に、第１基板３２Ａの光入射面１１側に、第１部材３０及び接着層４２を介して、支持基板４４を接合する工程を実行する（図１１（Ｃ）参照）。
支持基板４４には、例えば、ガラス基板を用いる。支持基板４４は、パターン等の形成されていない板状の部材である。この支持基板４４は、光検出器１０の製造工程において、第１基板３２Ａや光検出素子１４の補強や保護の役割を果たす。
接着層４２には、ＵＶ光照射等で剥離可能な接着剤を用いることが好ましい。
次に、第１基板３２Ａを加工して光検出層３２とする工程を実行する。
詳細には、まず、第１基板３２Ａにおける第２シリコン層５３Ａを、所望の厚みとなるまで薄層化する（図１１（Ｄ）。薄層化には、例えば、公知のバックグラインディングや、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）を用いる。なお、薄層化後の第２シリコン層５３の層厚は、１００ｕｍ以下が望ましい。
次に薄層化後の第２シリコン層５３の裏面に、貫通電極５８形成用のレジスト膜４６のパターニングを行う（図１１（Ｅ）参照）。例えば、第２シリコン層５３の裏面における、貫通電極５８の形成対象箇所に貫通電極５８が形成されるように、位置合わせ及びレジスト膜４６のパターニングを行う。パターニングには、例えば、公知のフォトリソグラフィを用いる。レジスト膜４６には、公知のフォトレジストを用いる。また、レジスト膜４６には、酸化膜や窒化膜を成膜、パターニングしたものを用いてもよい。
次に、第２シリコン層５３の裏面に、凹部５５を形成する（図１１（Ｆ）参照）。凹部５５は、第２シリコン層５３を貫通し、酸化シリコン層５１の共通配線５４に到達する穴である。すなわち、凹部５５の底部は、共通配線５４の一部の領域に相当する。凹部５５の形成には、例えば、Ｓｉ（シリコン）と反応性のあるＳＦ６（六フッ化硫黄）などのガスを用いたドライエッチングを用いる。
次に、凹部５５の内壁に、絶縁膜５６（例えばＳｉＯ２）を積層する（図１１（Ｇ）参照）。これにより、絶縁膜５６を積層した基板とする。絶縁膜５６には、例えば、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を用いる。次に、絶縁膜５６の、凹部５５の底部に相当する領域をフォトリソグラフィのうえ、レジスト膜４８でパターニングした後（図１１（Ｈ）参照）、エッチングで除去する（図１１（Ｉ）参照）。これにより、凹部５５の内壁における、共通配線５４に接する領域以外に絶縁膜５６の形成された状態とする。
次に、絶縁膜５６上に、バリア層及びシード層７０をスパッタリングにより成膜する（図１２（Ａ）参照）。次に、貫通電極５８をめっき充填するためのパターニング７２をフォトリソグラフィにより行う（図１２（Ｂ）参照）。次に、Ｃｕめっき等で凹部５５をめっき充填することで、貫通電極５８を形成する（図１２（Ｃ）参照）。
第２シリコン層５３の裏面側の最表面に、絶縁膜５６、バリア層及びシード層７０、及び貫通電極５８等を介して、ソルダーマスク６１をパターニングする（図１２（Ｄ）参照）。次に、貫通電極５８の露出部に、バンプ６２を形成する（図１２（Ｅ）参照）。
上記図１１（Ｄ）〜図１１（Ｉ）、図１２（Ａ）〜図１２（Ｅ）の工程を経ることによって、第１基板３２Ａを加工し、光検出層３２とする工程を実行する。
次に、支持基板４４を剥離する工程を実行する（図１２（Ｆ）参照）。この工程によって、積層体８０を作製する。支持基板４４の剥離は、例えば、ＵＶ光を照射することで行う。
ここで、支持基板４４は、第１部材３０を介して光検出層３２に接合されている。このため、支持基板４４を剥離するときに、光検出層３２における光検出素子１４に破損や結晶欠陥が発生することを抑制することができる。
次に、ダイシングにより、周辺領域１１Ｂを通って積層方向に切断することで、画素領域１１Ａごとに光検出器１０を分離する（図１２（Ｇ）参照）。光検出器１０における光検出層３２の光入射面１１の周辺領域１１Ｂには、第１接着層３４Ａを介して第１部材３０が接合された状態となっている。
次に、光検出層３２を、リフロー等による電極６３を介して、任意の実装基板３６に実装する。これによって、光検出層３２と実装基板３６との電気的、機械的な接続を行う（図１２（Ｈ）参照）。
次に、第２工程を実行する。詳細には、第１部材３０の貫通孔３０Ａ内に光変換部材１８を挿入し、画素領域１１Ａに対向配置させる（図１３参照）。具体的には、光検出層３２の画素領域１１Ａに第２接着層３４Ｂを設ける。そして、貫通孔３０Ａ内に光変換部材１８を挿入し、光変換部材１８の挿入方向上流側端部を、第２接着層３４Ｂに接合させる。第２接着層３４Ｂには、例えば、熱硬化型の接着剤等を用いる。この第２工程によって、光変換部材１８を、画素領域１１Ａの各々に第２接着層３４Ｂを介して対向配置させる。
上記第１工程及び第２工程を経ることで、光検出器１０を製造する。
以上説明したように、本実施の形態の光検出器１０の製造方法は、第１工程と、第２工程と、を含む。第１工程は、光検出層３２の周辺領域１１Ｂの少なくとも一部に、光入射面１１の反対側に向かって突出した第１部材３０を配置した、積層体８０（図１２（Ｆ）参照）を作製する工程である。第２工程は、光変換部材１８を、光検出層３２の画素領域１１Ａの各々に接着層３４を介して対向配置させる工程である（図１３参照）。
このように、本実施の形態の光検出器１０の製造方法では、光検出層３２上に第１部材３０を配置した積層体８０を作製した後に、光変換部材１８を画素領域１１Ａに対向配置させる。このため、簡易な構成で、容易に且つ精度よく、光変換部材１８を光検出層３２の画素領域１１Ａに対向配置させることができる。また、第１部材３０を光検出層３２に配置することから、製造時の光検出層３２の取り扱いのしやすさ（ハンドリング性）の向上を図ることができる。
従って、本実施の形態の光検出器１０の製造方法を用いて製造した光検出器１０は、光検出素子１４の検出精度の低下を抑制することができる。
また、本実施の形態の光検出器１０の製造方法では、第１工程は、次の工程を含む。すなわち、第１工程では、まず、第１基板３２Ａを作製する工程を実行する（図１１（Ａ）参照）。次に、画素領域１１Ａの各々に対応する貫通孔３０Ａを有する第１部材３０を、第１基板３２Ａの光入射面１１側に配置する工程を実行する（図１１（Ｂ）参照）。次に、第１基板３２Ａの光入射面１１側に、第１部材３０を介して支持基板４４を接合する工程を実行する（図１１（Ｄ）参照）。次に、第１基板３２Ａを加工して光検出層３２とする工程を実行する（図１１（Ｅ）〜図１１（Ｉ）、図１２（Ａ）〜図１２（Ｅ）参照）。次に、支持基板４４を剥離する工程を実行する（図１２（Ｆ）参照）。
そして、第２工程では、第１部材３０の貫通孔３０Ａ内に光変換部材１８を挿入し、光変換部材１８を、接着層３４を介して画素領域１１Ａの各々に対向配置させる工程を実行する（図１３参照）。これらの工程を経ることによって、光検出器１０を製造する。
このように、本実施の形態の光検出器１０の製造方法では、製造時における光検出層３２の補強や保護のために用いる支持基板４４を、第１部材３０を介して、光検出層３２に接合する。そして、支持基板４４を接合した状態で光検出層３２を加工する。そして、第１部材３０に接合されていた支持基板４４を、第１部材３０から剥離する。このため、支持基板４４の剥離時に、光検出素子１４の破損や結晶欠陥が発生することを抑制することができる。また、支持基板４４を含んだ構成の光検出器１０とする必要もないことから、クロストークの発生を抑制した光検出器１０を製造することができる。
また、本実施の形態の光検出器１０の製造方法では、第１部材３０における、画素領域１１Ａに相当する貫通孔３０Ａに光変換部材１８を挿入することで、光変換部材１８を画素領域１１Ａに対向配置させる。このため、第１部材３０は、光変換部材１８を接合するときのガイドとして機能する。このため、簡易な構成で、容易に且つ精度よく、光変換部材１８を光検出層３２の画素領域１１Ａに対向配置させることができる。また、製造時の光検出層３２の取り扱いのしやすさ（ハンドリング性）の向上を図ることができる。
従って、本実施の形態の光検出器１０の製造方法を用いて製造した光検出器１０は、光検出素子１４の検出精度の低下を抑制することができる。
（実施の形態３）
実施の形態２では、貫通孔３０Ａを有する第１部材３０を、第１基板３２Ａの光入射面１１側に配置する場合を説明した（図１１（Ｂ）参照）。
しかし、第１基板３２Ａの光入射面１１に、第１部材３０の構成材料で形成された板状の板状部材を配置した後に、貫通孔３０Ａを形成してもよい。
この場合、上記第１工程において、まず、光検出層３２を作製する工程を実行する。次に、光検出層３２の光入射面１１側に、板状の板状部材を接合する工程を実行する。板状部材は、第１部材３０の構成材料で形成された板状の部材であればよい。
次に、この板状部材における、画素領域１１Ａの各々に対応する領域に貫通孔３０Ａを形成して第１部材３０とする。貫通孔３０Ａの形成には、ダイシング、ウェットエッチング、ドライエッチング、サンドブラストなどを用いる。
なお、この場合、貫通孔３０Ａは、厚み方向に貫通した形状に限定されず、画素領域１１Ａ薄く（例えば、層厚３０μｍ以下）残った構造であってもよい。
次に、第１部材３０の貫通孔３０Ａ内に光変換部材１８を挿入することによって、光変換部材１８を、光検出層３２における画素領域１１Ａの各々に対向配置させる。
このようにして、光検出器１０を製造してもよい。
なお、第１基板３２Ａに板状部材を接合した後に、第１基板３２Ａを加工することで光検出層３２を形成してもよい。
図１４は、本実施の形態の光検出器１０の製造方法の説明図である。まず、実施の形態２と同様にして（図１１（Ａ）参照）、第１基板３２Ａを作製する工程を実行する（図１４（Ａ）参照）。
次に、第１部材３０の構成材料で形成された板状の板状部材３０Ｂを、第１基板３２Ａの光入射面１１側に、第１接着層３４Ａを介して接合する工程を実行する（図１４（Ｂ）参照）。
次に、板状部材３０Ｂにおける、画素領域１１Ａの各々に対応する領域に貫通孔３０Ａを形成し、第１部材３０とする工程を実行する（図１４（Ｃ）参照）。
次に、実施の形態２と同様にして、第１基板３２Ａの光入射面１１側に、第１部材３０を介して支持基板４４を接合する工程を実行する（図１１（Ｄ）参照）。次に、第１基板３２Ａを加工して光検出層３２とする工程を実行する（図１１（Ｅ）〜図１１（Ｉ）、図１２（Ａ）〜図１２（Ｅ）参照）。次に、支持基板４４を剥離する工程を実行する（図１２（Ｆ）参照）。そして、第２工程として、第１部材３０の貫通孔３０Ａ内に光変換部材１８を挿入し、光変換部材１８を光検出層３２における画素領域１１Ａの各々に対向配置させる工程を実行する（図１３参照）。これによって、光検出器１０を製造する。
このように、第１基板３２Ａの光入射面１１に、第１部材３０の構成材料で形成された板状の板状部材３０Ｂを配置した後に、貫通孔３０Ａを形成してもよい。
（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態１で説明した光検出器１０の、実施の形態２とは異なる製造方法を説明する。
図１５〜図１６は、本実施の形態の光検出器１０の製造方法の一例の説明図である。なお、実施の形態２で説明した光検出器１０の製造方法と同じ部分には、同じ符号を付与して説明を省略する。
まず、第１の工程として、複数の工程（図１５（Ａ）〜図１５（Ｉ）、図１６（Ａ）〜図１６（Ｈ））を実行する。
図１５（Ａ）に示すように、まず、公知のＣＭＯＳプロセスを用いて、光入射面１１に、画素領域１１Ａと、周辺領域１１Ｂと、を有する第１基板３２Ａを作製する工程を実行する。この工程は、図１１（Ａ）に示す工程と同様である。
次に、図１５（Ｂ）に示すように、複数の画素領域１１Ａの一部に対応する領域に、画素領域１１Ａと同じ形状の貫通孔３０Ａを備えた第２部材３１０を用意する。
第２部材３１０は、後述する工程によって第１部材３０となる部材である。このため、第２部材３１０は、第１部材３０と同じ材質で構成されている。また、貫通孔３０Ａの形成方法は、実施の形態２と同様である。
第２部材３１０は、第１基板３２Ａにおける複数の画素領域１１Ａの一部に対応する領域に、貫通孔３０Ａを備える。すなわち、第２部材３１０は、第１基板３２Ａにおける複数の画素領域１１Ａの一部に対応する領域には、貫通孔３０Ａを有さない。このため、第２部材３１０を第１基板３２Ａへ接合すると、第２部材３１０の第１基板３２Ａへの接合面積は、第１部材３０に比べて大きくなる。
次に、第２部材３１０を、第１基板３２Ａの光入射面１１に、第１接着層３４Ａを介して配置する工程を実行する（図１５（Ｂ）参照）。
次に、第１基板３２Ａの光入射面１１側に、第２部材３１０及び接着層４２を介して、支持基板４４を接合する工程を実行する（図１５（Ｃ）参照）。
次に、第１基板３２Ａを加工し、光検出層３２とする工程を実行する（図１５（Ｄ）〜図１５（Ｉ）、図１６（Ａ）〜図１６（Ｅ））。この工程は、実施の形態２で、図１１（Ｄ）〜図１１（Ｉ）、及び図１２（Ａ）〜図１２（Ｅ）を用いて説明した工程と同様である。
次に、支持基板４４を剥離する工程を実行する（図１６（Ｆ）参照）。支持基板４４の剥離は、例えば、ＵＶ光を照射することで行う。
ここで、支持基板４４は、第２部材３１０を介して光検出層３２に接合されている。第２部材３１０は、第１部材３０に比べて、貫通孔３０Ａの形成数が少ない。すなわち、第２部材３１０は、第１部材３０に比べて、光検出層３２側への第１接着層３４Ａを介した接合面積が大きい。このため、本実施の形態の光検出器１０の製造方法では、支持基板４４を剥離するときに、光検出層３２における光検出素子１４に破損や結晶欠陥の発生を、更に抑制することができる。
次に、ダイシングにより、周辺領域１１Ｂから積層方向に切断することで、画素領域１１Ａごとに分離する（図１６（Ｇ）参照）。
次に、貫通孔３０Ａが形成された光検出素子、すなわち光検出層３２の上部に開口が形成された光検出素子を選択し、実装基板３６に実装する（図１６（Ｈ）参照）。実装にあたっては、、実装基板３６上にマトリクス状に素子を配列させる。貫通孔３０Ａの形成によって、光検出器１０における光検出層３２の光入射面１１の周辺領域１１Ｂに、第１接着層３４Ａを介して第１部材３０を接合することができる。
次に、光検出層３２を、リフロー等による電極６３を介して、任意の実装基板３６に実装する。これによって、光検出層３２と実装基板３６との電気的、機械的な接続を行う（図１６（Ｈ）参照）。
次に、第２工程として、第１部材３０の貫通孔３０Ａ内に光変換部材１８を挿入し、光変換部材１８を画素領域１１Ａに対向配置させる（図１３参照）。光変換部材１８を配置する第２工程は、実施の形態２と同様である。
以上説明したように、本実施の形態の光検出器１０の製造方法における第１工程では、まず、第１基板３２Ａを作製する工程を実行する（図１５（Ａ）参照）。次に、複数の画素領域１１Ａの一部に対応する領域に、貫通孔３０Ａを有する第２部材３１０を、第１基板３２Ａの光入射面１１に配置する工程を実行する（図１５（Ｂ）参照）。次に、第１基板３２Ａの光入射面１１側に、第２部材３１０を介して支持基板４４を接合する工程を実行する（図１５（Ｄ）参照）。次に、第１基板３２Ａを加工して光検出層３２とする工程を実行する（図１５（Ｅ）〜図１５（Ｉ）、図１６（Ａ）〜図１６（Ｅ）参照）。次に、支持基板４４を剥離する工程を実行する（図１６（Ｆ）参照）。次に、第２部材３１０における、画素領域１１Ａに対応する貫通孔３０Ａを有さない領域に、貫通孔３０Ａを形成して第１部材３０とする工程を実行する（図１６（Ｈ）参照）。
次に、第２工程として、第１部材３０の貫通孔３０Ａ内に光変換部材１８を挿入し、光変換部材１８を光検出層３２の画素領域１１Ａの各々に接着層３４を介して対向配置させる工程を実行する（図１３参照）。これらの工程を経ることによって、光検出器１０を製造する。
このように、本実施の形態の光検出器１０の製造方法では、第２部材３１０を、第１基板３２Ａの光入射面１１に配置する。第２部材３１０は、複数の画素領域１１Ａの一部に対応する領域に貫通孔３０Ａを有する。そして、第２部材３１０に支持基板４４を接合し、光検出層３２の加工を行った後に、第２部材３１０から支持基板４４を剥離する。
このように、本実施の形態では、第１部材３０に比べて、光検出層３２側への接合面積の大きい第２部材３１０を用いる。このため、本実施の形態の光検出器１０の製造方法では、支持基板４４を剥離するときに、光検出素子１４の破損や結晶欠陥が発生することを、実施の形態２に比べて更に抑制することができる。また、製造時の光検出層３２の取り扱いのしやすさ（ハンドリング性）の向上を更に図ることができる。
また、第２部材３１０は、第１部材３０に比べて、光検出層３２側への接合面積が大きい。このため、製造工程を経ることで、光検出層３２に反りが発生することを抑制することができ、光検出層３２の平坦性の向上を図ることができる。
なお、本実施の形態では、第２部材３１０における、画素領域１１Ａに対応する貫通孔３０Ａの形成されていない領域に、貫通孔３０Ａを形成した（図１６（Ｈ）参照）。しかし、第２部材３１０におけるこの領域に、貫通孔３０Ａを形成しなくてもよい。この場合には、画素領域１１Ａ毎に分離した後の状態で、貫通孔３０Ａの形成されていない第２部材３１０を備えた光検出層３２を、光変換部材１８の実装対象から除外すればよい。
（実施の形態５）
上記実施の形態２〜実施の形態４では、製造工程において、支持基板４４を剥離する工程を含む場合を説明した。しかし、本実施の形態では、支持基板４４を剥離する工程を含まない。
図１７は、本実施の形態の光検出器１０Ｅ（図１８参照）の製造方法の説明図である。
まず、実施の形態２と同様にして、第１工程を実行する。すなわち、まず、第１基板３２Ａを作製する工程を実行する（図１１（Ａ）参照）。次に、貫通孔３０Ａを有する第１部材３０を、第１基板３２Ａの光入射面１１に配置する工程を実行する（図１１（Ｂ）参照）。次に、第１基板３２Ａの光入射面１１側に、第１部材３０を介して支持基板４４を接合する工程を実行する（図１１（Ｄ）参照）。次に、第１基板３２Ａを加工して光検出層３２とする工程を実行する（図１１（Ｅ）〜図１１（Ｉ）、図１２（Ａ）〜図１２（Ｅ）参照）。
そして、図１７（Ａ）に示すように、光検出層３２上に、第１接着層３４Ａ、第１部材３０、接着層４２、及び支持基板４４がこの順に積層された積層体８２とする。次に、この積層体８２を、画素領域１１Ａと、周辺領域１１Ｂと、に分離するように切断する工程を実行する（図１７（Ｂ）参照）。
この切断は、例えば、ダイシングによって行う。詳細には、支持基板４４上にダイシングテープを貼り付けた後、積層体８２における光検出層３２側からダイシングを行う。
ここで、第１部材３０は、周辺領域１１Ｂ上に接合されている。このため、この切断する工程を実行することで、第１部材３０は、画素領域１１Ａから分離された状態となる。また、支持基板４４は、第１部材３０に接合されていることから、この切断する工程を実行することで、支持基板４４は、光検出層３２から分離された状態となる。このため、光検出層３２から、第１部材３０及び支持基板４４が分離された状態となる。
次に、第２工程として、光変換部材１８を光検出層３２における画素領域１１Ａの各々に対向配置させる工程を実行する（図１８参照）。図１８は、光検出器１０Ｅの説明図である。これらの工程を経ることによって、光検出器１０Ｅを製造する。
このように、本実施の形態では、支持基板４４を剥離する工程を含まずに、光検出器１０Ｅを作製する。このため、支持基板４４の剥離時に、光検出素子１４の破損や結晶欠陥が発生することを抑制することができる。また、支持基板４４を含んだ構成の光検出器１０とする必要もないことから、クロストークの発生を抑制することができる。
従って、本実施の形態の光検出器１０Ｅの製造方法を用いて製造した光検出器１０Ｅは、光検出素子１４の検出精度の低下を抑制することができる。
以上、本発明の実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、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。これら新規な実施の形態及び変形例は、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。これら実施の形態や変形例は、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。
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ 光検出器
１１ 光入射面
１１Ａ 画素領域
１１Ｂ 周辺領域
１４ 光検出素子
１８ 光変換部材
３０ 第１部材

Claims (14)

  1. 光の入射する光入射面に、前記光を検出する光検出素子をそれぞれ保持した複数の画素領域と、前記光入射面における前記画素領域以外の周辺領域と、有する光検出層と、
    前記光検出層の前記画素領域の各々に対向配置され、各々は前記光検出層の前記画素領域と対向する下面と、該下面と対向する上面と、該下面と該上面とを接続する側面とを有し、放射線を前記光に変換する複数の光変換部材と、
    前記光入射面における前記周辺領域の少なくとも一部に設けられ、前記光変換部材の前記側面の一部を覆う第１部材と、
    を備えた光検出器。
  2. 前記第１部材は、前記周辺領域における、前記画素領域の第１方向下流側に設けられ、
    前記第１方向は、前記光検出器を予め定めた方向に駆動させたときに前記光検出素子に加わる力の方向である、請求項１に記載の光検出器。
  3. 前記第１部材は、複数の前記画素領域の各々の周辺を囲む、請求項１に記載の光検出器。
  4. 前記第１部材は、前記光変換部材との対向面が、前記光変換部材に沿った形状である、請求項１に記載の光検出器。
  5. 前記第１部材は、前記光変換部材の側面の一部を覆う第１部分と、前記光検出層と前記光変換部材との間に設けられた第２部分とを有し、前記第２部分の厚さは前記第１部分の厚さよりも薄い請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の光検出器。
  6. 前記第２部分は、光透過性を有する、請求項５に記載の光検出器。
  7. 前記第１部材の、前記光変換部材を覆う部分は、光反射性を有する、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の光検出器。
  8. 前記光変換層の、前記第１部材に覆われていない部分を覆う、光反射性の反射層を備えた、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の光検出器。
  9. 前記第１部材における、前記光検出層と前記光変換部材との積層方向の長さは、前記光変換部材における前記積層方向の長さより短い、請求項１に記載の光検出器。
  10. 光の入射する光入射面に、光を検出する光検出素子をそれぞれ保持した複数の画素領域と、前記光入射面における前記画素領域以外の周辺領域と、を有する光検出層の、前記周辺領域の少なくとも一部に、放射線を前記光に変換する光変換部材の一部を覆う第１部材を配置した積層体を作製する第１工程と、
    前記光変換部材を、前記画素領域の各々に接着層を介して対向配置させる第２工程と、
    を含む、光検出器の製造方法。
  11. 前記第１工程は、
    前記光入射面に、複数の前記画素領域と、前記周辺領域と、を有する第１基板を作製する工程と、
    複数の前記画素領域の各々に対応する領域に貫通孔を有する第１部材を、前記第１基板の前記光入射面側に配置する工程と、
    前記第１基板の前記光入射面側に、前記第１部材を介して支持基板を接合する工程と、
    前記第１基板を加工して光検出層とする工程と、
    前記支持基板を剥離する工程と、
    を含み、
    前記第２工程は、
    前記第１部材の前記貫通孔内に前記光変換部材を挿入し、前記光変換部材を前記画素領域の各々に前記接着層を介して対向配置させる、
    請求項１０に記載の光検出器の製造方法。
  12. 前記第１工程は、
    前記光入射面に、複数の前記画素領域と、前記周辺領域と、を有する第１基板を作製する工程と、
    複数の前記画素領域の一部に対応する領域に貫通孔を有する第２部材を、前記第１基板の前記光入射面側に配置する工程と、
    前記第１基板の前記光入射面側に、前記第１部材を介して支持基板を接合する工程と、
    前記第１基板を加工して光検出層とする工程と、
    前記支持基板を剥離する工程と、
    前記第２部材における、前記画素領域に対応する貫通孔を有さない領域に、貫通孔を形成して第１部材とする工程と、
    を含み、
    前記第２工程は、
    前記第１部材の前記貫通孔内に前記光変換部材を挿入し、前記光変換部材を前記画素領域の各々に前記接着層を介して対向配置させる、
    請求項１０に記載の光検出器の製造方法。
  13. 前記第１工程は、
    前記光入射面に、複数の前記画素領域と、前記周辺領域と、を有する第１基板を作製する工程と、
    複数の前記画素領域の各々に対応する領域に貫通孔を有する第１部材を、前記第１基板の前記光入射面側に配置する工程と、
    前記第１基板の前記光入射面側に、前記第１部材を介して支持基板を接合する工程と、
    前記第１基板を加工して光検出層とする工程と、
    前記光検出層、前記第１部材、及び前記支持基板の積層体を、前記画素領域と前記周辺領域とに分離するように切断する工程と、
    を含む、
    請求項１０に記載の光検出器の製造方法。
  14. 前記第１工程は、
    前記光検出層を作製する工程と、
    板状部材を、前記光検出層の前記光入射面側に接合する工程と、
    前記板状部材における、前記画素領域の各々に対応する領域に貫通孔を形成して第１部材とする工程と、
    を含み、
    前記第２工程は、
    前記第１部材の前記貫通孔内に前記光変換部材を挿入し、前記光変換部材を前記画素領域の各々に前記接着層を介して対向配置させる、
    請求項１０に記載の光検出器の製造方法。
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