JP2590320B2 - Ｘ線検出素子 - Google Patents
Ｘ線検出素子Info
- Publication number
- JP2590320B2 JP2590320B2 JP61154757A JP15475786A JP2590320B2 JP 2590320 B2 JP2590320 B2 JP 2590320B2 JP 61154757 A JP61154757 A JP 61154757A JP 15475786 A JP15475786 A JP 15475786A JP 2590320 B2 JP2590320 B2 JP 2590320B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scintillator
- scintillator crystal
- electrode
- layer
- photoelectric conversion
- Prior art date
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- Measurement Of Radiation (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 イ．産業上の利用分野 本発明は、シンチレータを用いて放射線を検出する素
子に関する。
子に関する。
ロ．従来の技術 従来１次元解像力を有するＸ線検出器としてXeチャン
バーがある。これは圧縮したXeガスに高い電圧を印加し
て、Ｘ線が入射した時に発生するイオンを検出する装置
であるが、この装置の場合に電極間隔が狭いので特別な
高耐圧対策が必要となり、また分解能は検出用電極のピ
ッチ間隔で決定されるが、加工上1mm程度が限度であ
る。また第３図に示すように半導体光検出器11とシンチ
レータ材料１を接合したＸ線検出器があるが、光検出器
（フォトダイオード）とシンチレータとを別体で製作
し、これを接着するので、高解像度を得ようとする場
合、一画素分の材料が余りにも微細なために作業が難し
く、接合には熟練技術を必要とし、加工時間も長時間を
要する。また、分解能を上げるためにピッチ間隔を狭く
すると素子が益々微細となり、益々接合が難しくなると
云う問題がある。
バーがある。これは圧縮したXeガスに高い電圧を印加し
て、Ｘ線が入射した時に発生するイオンを検出する装置
であるが、この装置の場合に電極間隔が狭いので特別な
高耐圧対策が必要となり、また分解能は検出用電極のピ
ッチ間隔で決定されるが、加工上1mm程度が限度であ
る。また第３図に示すように半導体光検出器11とシンチ
レータ材料１を接合したＸ線検出器があるが、光検出器
（フォトダイオード）とシンチレータとを別体で製作
し、これを接着するので、高解像度を得ようとする場
合、一画素分の材料が余りにも微細なために作業が難し
く、接合には熟練技術を必要とし、加工時間も長時間を
要する。また、分解能を上げるためにピッチ間隔を狭く
すると素子が益々微細となり、益々接合が難しくなると
云う問題がある。
ハ．発明が解決しようとする問題点 本発明は、上述した製造上の難点を解消し、安価で高
感度，高画像分解能を得るに適したＸ線検出器を得るこ
とを目的とする。
感度，高画像分解能を得るに適したＸ線検出器を得るこ
とを目的とする。
ニ．問題点解決のための手段 シンチレータ結晶を基板として、その外周面にシンチ
レータ結晶の外周全面を囲むように透明電極層を形成
し、その透明電極層上全面にアモルファスシリコンより
成る光電感光層を形成し、上記光電感光層上全面に電極
層を形成した。
レータ結晶の外周全面を囲むように透明電極層を形成
し、その透明電極層上全面にアモルファスシリコンより
成る光電感光層を形成し、上記光電感光層上全面に電極
層を形成した。
ホ．作用 本発明は、シンチレータ結晶によってＸ線を可視光の
光子に変換し、これを太陽電池等の光電変換層によって
電気的に検出することにより、入射Ｘ線を検出しようと
するものである。従来はシンチレータ結晶と半導体光検
出素子とを別々に製作して、これらを手作業で接着剤を
使用して接合していたが、両者の接合位置がずれると光
子の光検出素子への入射効率が変化するから、位置を正
確に規制する必要があるのに、素子が微細なために基準
に適合するように接合することが困難であったが、本発
明はシンチレータ結晶を基板として、同結晶の上に光電
変換用素子部分を構成する種々の層を順次形成していく
ものである。このようにして作成すれば、通常の半導体
素子製造技術が適用でき、手作業に比し品質一定で高感
度な放射線検出素子を量産的に安価に作成することがで
き、シンチレータを光電変換層で囲んでいるのでどの方
向に出たシンチレーション光も光電変換層に入射して検
出され、シンチレーション光の利用効率が増し、Ｘ線検
出感度が高められる。
光子に変換し、これを太陽電池等の光電変換層によって
電気的に検出することにより、入射Ｘ線を検出しようと
するものである。従来はシンチレータ結晶と半導体光検
出素子とを別々に製作して、これらを手作業で接着剤を
使用して接合していたが、両者の接合位置がずれると光
子の光検出素子への入射効率が変化するから、位置を正
確に規制する必要があるのに、素子が微細なために基準
に適合するように接合することが困難であったが、本発
明はシンチレータ結晶を基板として、同結晶の上に光電
変換用素子部分を構成する種々の層を順次形成していく
ものである。このようにして作成すれば、通常の半導体
素子製造技術が適用でき、手作業に比し品質一定で高感
度な放射線検出素子を量産的に安価に作成することがで
き、シンチレータを光電変換層で囲んでいるのでどの方
向に出たシンチレーション光も光電変換層に入射して検
出され、シンチレーション光の利用効率が増し、Ｘ線検
出感度が高められる。
また個々のシンチレータ結晶が四周を光電変換層で囲
んであるので、この検出素子を多数一列或は縦横に並べ
て全体として位置分解能を有する検出器を作る場合、一
つの画素のシンチレータからの発光が隣の画素の検出素
子の光電変換層で検出されて分解能を低下させると云う
ことが防止される。
んであるので、この検出素子を多数一列或は縦横に並べ
て全体として位置分解能を有する検出器を作る場合、一
つの画素のシンチレータからの発光が隣の画素の検出素
子の光電変換層で検出されて分解能を低下させると云う
ことが防止される。
ヘ．実施例 第１図に本発明の一実施例を示す。第１図において、
１はシンチレータ結晶、２は透明導電膜でシンチレータ
結晶１の外周面にITO,SnO2,InO2等をスパッタ，蒸着等
で薄い膜として形成し、信号出力電極とする。３はアモ
ルファスSi膜で透明導電膜２の外周面にプラズマCVD法
により薄い膜として形成する。この膜３は形成する際、
整流特性を持たせるために雰囲気ガスに少量のB2H6,PH3
等を順次混入してPIN型に形成してある。４はAl電極で
上記アモルファスSi膜３の外周面にAlをスパッタ，蒸着
等で薄い膜として形成し、アース電極とする。５は素子
を支持する絶縁性の支持台で下方に端子８と９を突出さ
せる。６は外部リード線でAl電極４と端子８とを接続す
る。７は他の外部リード線で透明導電膜２と端子９を接
続する。10は絶縁性反射膜で、透明導電膜２及びAl電極
４に外部リード線が接続させるシンチレータ結晶の両端
面が、外周面に各種の金属を蒸着する際にシンチレータ
結晶を回転保持するために、各層が形成されずにシンチ
レータ結晶が露出しており、その露出箇所から光子が漏
出しないように形成される絶縁性反射膜で、TiO2,MgO,B
aSO4等の白色粉末を塗着したものである。
１はシンチレータ結晶、２は透明導電膜でシンチレータ
結晶１の外周面にITO,SnO2,InO2等をスパッタ，蒸着等
で薄い膜として形成し、信号出力電極とする。３はアモ
ルファスSi膜で透明導電膜２の外周面にプラズマCVD法
により薄い膜として形成する。この膜３は形成する際、
整流特性を持たせるために雰囲気ガスに少量のB2H6,PH3
等を順次混入してPIN型に形成してある。４はAl電極で
上記アモルファスSi膜３の外周面にAlをスパッタ，蒸着
等で薄い膜として形成し、アース電極とする。５は素子
を支持する絶縁性の支持台で下方に端子８と９を突出さ
せる。６は外部リード線でAl電極４と端子８とを接続す
る。７は他の外部リード線で透明導電膜２と端子９を接
続する。10は絶縁性反射膜で、透明導電膜２及びAl電極
４に外部リード線が接続させるシンチレータ結晶の両端
面が、外周面に各種の金属を蒸着する際にシンチレータ
結晶を回転保持するために、各層が形成されずにシンチ
レータ結晶が露出しており、その露出箇所から光子が漏
出しないように形成される絶縁性反射膜で、TiO2,MgO,B
aSO4等の白色粉末を塗着したものである。
このような構造のＸ線検出素子は次のような工程で作
成される。所定の寸法に切断したシンチレータ結晶を図
中の絶縁性反射膜10を形成する両端面を保持し、シンチ
レータ結晶１を回転させながらITO,SnO2,InO2等を蒸着
させて、透明導電膜２を形成する。次にH2ガスを添加し
たSiH4のガス中に上記結晶を設置して、同結晶に高周波
電圧を印加して、アモルファスSi層３を形成させる。同
層形成中に少量のB2H6,PH3等を順次混入して同層をPIN
型として整流特性を持たせる。さらに同層３の外周面に
Alを蒸着させて電極４を形成する。このようにして製作
された素子に端子8,9を設けた支持台５を接合する。こ
の接合は接着剤で素子を支持台に固定するものである
が、従来素子のシンチレータと光電変換素子との接合の
ように、接合の正確さが感度に影響するような接合では
ないので、作業も比較的楽になる。外部リード線７を透
明導電膜２と端子９に，外部リード線６をAl電極４と端
子８にワイヤボンデング等で接続させる。
成される。所定の寸法に切断したシンチレータ結晶を図
中の絶縁性反射膜10を形成する両端面を保持し、シンチ
レータ結晶１を回転させながらITO,SnO2,InO2等を蒸着
させて、透明導電膜２を形成する。次にH2ガスを添加し
たSiH4のガス中に上記結晶を設置して、同結晶に高周波
電圧を印加して、アモルファスSi層３を形成させる。同
層形成中に少量のB2H6,PH3等を順次混入して同層をPIN
型として整流特性を持たせる。さらに同層３の外周面に
Alを蒸着させて電極４を形成する。このようにして製作
された素子に端子8,9を設けた支持台５を接合する。こ
の接合は接着剤で素子を支持台に固定するものである
が、従来素子のシンチレータと光電変換素子との接合の
ように、接合の正確さが感度に影響するような接合では
ないので、作業も比較的楽になる。外部リード線７を透
明導電膜２と端子９に，外部リード線６をAl電極４と端
子８にワイヤボンデング等で接続させる。
このようにして作成された素子にＸ線が上方から入射
されると、Ｘ線はAl電極4,アモルファスSi,透明導電膜
２を透過してシンチレータ結晶に到達する。このシンチ
レータ結晶１でＸ線は光子に変換される。この変換され
た光子をアモルファスSiによって電圧信号に変換し、そ
の電圧信号をAl電極４と透明導電膜２の２つの電極によ
って取出す。なおシンチレータ内で発生した光子はAl電
極４または絶縁性反射膜10によって反射されて、外部に
漏出しないようになっているので光電変換効率が向上す
る。
されると、Ｘ線はAl電極4,アモルファスSi,透明導電膜
２を透過してシンチレータ結晶に到達する。このシンチ
レータ結晶１でＸ線は光子に変換される。この変換され
た光子をアモルファスSiによって電圧信号に変換し、そ
の電圧信号をAl電極４と透明導電膜２の２つの電極によ
って取出す。なおシンチレータ内で発生した光子はAl電
極４または絶縁性反射膜10によって反射されて、外部に
漏出しないようになっているので光電変換効率が向上す
る。
又、シンチレータ結晶の角に丸みを付けることによ
り、各層の断線が防止できる構造になる。
り、各層の断線が防止できる構造になる。
ト．効果 本発明によれば、半導体製造技術が利用できるので、
高性能で品質が安定した放射線検出素子が、安価にしか
も量産が可能になった。
高性能で品質が安定した放射線検出素子が、安価にしか
も量産が可能になった。
本発明のＸ線検出素子はシンチレータの外周全面を光
電変換層で囲んでいるのでシンチレータで発光してどの
方向に出た光も光電変換層に入射して検出され、シンチ
レーション光の利用効率が増し、Ｘ線検出感度が高めら
れる。
電変換層で囲んでいるのでシンチレータで発光してどの
方向に出た光も光電変換層に入射して検出され、シンチ
レーション光の利用効率が増し、Ｘ線検出感度が高めら
れる。
またこの検出素子を多数一列あるいは縦横に並べて全
体として位置分解能を有する検出器を作る場合、個々の
シンチレータ結晶の外周を光電変換層で囲んであるので
個々の検出素子は互いに分離されており、一つの画素の
シンチレータからの発光が隣の画素の検出素子の光電変
換層で検出されて位置分解能を低下させるということが
防止される。
体として位置分解能を有する検出器を作る場合、個々の
シンチレータ結晶の外周を光電変換層で囲んであるので
個々の検出素子は互いに分離されており、一つの画素の
シンチレータからの発光が隣の画素の検出素子の光電変
換層で検出されて位置分解能を低下させるということが
防止される。
第１図は本発明の一実施例の側断面図、第２図は上記正
断面図、第３図は一従来例の正断面図である。 １……シンチレータ結晶,2……透明導電膜,3……アモル
ファスSi,4……Al電極,5……支持台,6……外部リード
線,7……外部リード線,8……端子,9……端子,10……絶
縁性反射膜。
断面図、第３図は一従来例の正断面図である。 １……シンチレータ結晶,2……透明導電膜,3……アモル
ファスSi,4……Al電極,5……支持台,6……外部リード
線,7……外部リード線,8……端子,9……端子,10……絶
縁性反射膜。
Claims (1)
- 【請求項１】シンチレータ結晶を基板として、その外周
面にシンチレータ結晶の外周全面を囲むように透明電極
層を形成し、その透明電極層上全面にアモルファスシリ
コンより成る光電感光層を形成し、上記光電感光層上全
面に電極層を形成したことを特徴とするＸ線検出素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61154757A JP2590320B2 (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | Ｘ線検出素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61154757A JP2590320B2 (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | Ｘ線検出素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS639879A JPS639879A (ja) | 1988-01-16 |
| JP2590320B2 true JP2590320B2 (ja) | 1997-03-12 |
Family
ID=15591234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61154757A Expired - Lifetime JP2590320B2 (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | Ｘ線検出素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2590320B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111430502B (zh) * | 2020-03-08 | 2021-08-03 | 湖北大学 | 一种基于稀土氧化物闪烁体/半导体复合薄膜的x射线探测器的制备方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57172273A (en) * | 1981-04-17 | 1982-10-23 | Toshiba Corp | Radiation detector |
-
1986
- 1986-06-30 JP JP61154757A patent/JP2590320B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS639879A (ja) | 1988-01-16 |
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