JP3975091B2

JP3975091B2 - 放射線検出器

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Publication number: JP3975091B2
Application number: JP2002034285A
Authority: JP
Inventors: 辰己山中
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 2002-02-12
Filing date: 2002-02-12
Publication date: 2007-09-12
Anticipated expiration: 2022-02-12
Also published as: JP2003232858A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シンチレータとフォトダイオードとを組み合わせた放射線検出器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、医療機関で使用されるＸ線断層撮像装置（Ｘ線ＣＴ装置）では、スライス方向に複数列のＸ線検出器を２次元配列し、１回のＸ線照射によって複数のＣＴ画像を得る、いわゆるマルチスライス化が検討されている。また、この種のＸ線照射装置では、Ｘ線検出器としての放射線検出器が用いられているが、この放射線検出器においても、マルチスライス化に対応することが要請される。
【０００３】
かかる要請に対応すべく、たとえば特開平７−３３３３４８号公報に開示された放射線検出器がある。この放射線検出器は、複数のシンチレータを２次元的に配置してなるシンチレータパネルと、これらの複数のシンチレータに対応して設けられた複数のフォトダイオードを有する配線基板を備えるものである。このように、複数のシンチレータを２次元的に配置することにより、複数のＣＴ画像を得ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の放射線検出器では、複数のシンチレータとフォトダイオードとを対応させて配置する必要がある。ここで、シンチレータが１次元的に配設されているものであれば比較的その配置を容易に行うことができるが、２次元的にシンチレータが配置された放射線検出器では、このような対応関係を正確に行いながらシンチレータとフォトダイオードを配置するのは容易ではない。しかし、上記従来の公報に開示された放射線検出器では、それらを正確に対応する手段についてはなんら言及していないものである。特に近年においては、フォトダイオードの微細化、高集積化が進んでいるため、複数のシンチレータとフォトダイオードとを対応させて配置するのはさらに困難となっている。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、２次元的に配列された複数のシンチレータと、これらのシンチレータに対応して設けられた複数のフォトダイオードを有する放射線検出器において、シンチレータとフォトダイオードとを正確に対応させて配置することを容易に行うことができるようにすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した本発明に係る放射線検出器は、２次元状に配列された複数のシンチレータ、および複数のシンチレータを一体に固定するシンチレータ固定用部材を有し、シンチレータの光出射面側で、シンチレータがシンチレータ固定用部材よりも突出するシンチレータパネルと、第１導電型の半導体基板の表面側に、複数のシンチレータに対応して複数の第２導電型半導体層が形成され、第１導電型の半導体基板と各第２導電型半導体層の間に形成されるｐｎ接合によりそれぞれがフォトダイオードとして機能し、半導体基板の裏面がシンチレータパネルと接合される光入射面となっている裏面入射型のフォトダイオードアレイとを備え、フォトダイオードアレイにおける光入射面には、シンチレータにおける突出した部位が嵌合される嵌合凹部が形成されており、フォトダイオードアレイの光入射面に形成された嵌合凹部は、シンチレータにおける突出した部分の形状に合わせて形成されており、第２導電型半導体層の面積はシンチレータの面積よりも大きく設定されていることを特徴とする。
【０００７】
このように、本発明においては、フォトダイオードアレイの裏面における第２導電型半導体層に対応する位置に嵌合凹部が形成され、この嵌合凹部はシンチレータにおける突出した部分に合わせて形成されている。このため、シンチレータを単に嵌合凹部に嵌合させることにより、第２導電型半導体層（フォトダイオード）に対するシンチレータの位置ずれを小さなものとすることができる。
【０００８】
ここで、本発明にいう「形状に合わせて形成され」とは、同一形状として形成されるものでもよし、ほぼ同一形状に形成されるものでもよい。
【０００９】
また、上記課題を解決した本発明に係る放射線検出器は、２次元状に配列された複数のシンチレータ、および複数のシンチレータを一体に固定するシンチレータ固定用部材を有し、シンチレータの光出射面側で、シンチレータがシンチレータ固定用部材よりも突出するシンチレータパネルと、第１導電型の半導体基板の表面側に、複数のシンチレータに対応して複数の第２導電型半導体層が形成され、第１導電型の半導体基板と各第２導電型半導体層の間に形成されるｐｎ接合によりそれぞれがフォトダイオードとして機能し、半導体基板の裏面がシンチレータパネルと接合される光入射面となっている裏面入射型のフォトダイオードアレイとを備え、フォトダイオードアレイにおける光入射面には、シンチレータにおける突出した部位が嵌合される嵌合凹部が形成されており、フォトダイオードアレイの光入射面に形成された嵌合凹部は、シンチレータにおける突出した部分の形状に合わせて形成されており、シンチレータにおける突出した部分には、フォトダイオードアレイに近づくにしたがって幅が狭くなるように形成されたテーパが付与されており、フォトダイオードアレイに形成された嵌合凹部には、シンチレータに付与されているテーパと同一角度のテーパが付与されていることを特徴とする。
【００１０】
このように、シンチレータにおける突出した部分および嵌合凹部に同一角度のテーパを付与しておくことにより、嵌合凹部に対するシンチレータの位置をより高精度に決めることができる。このため、第２導電型半導体層に対するシンチレータの位置ずれをさらに小さくすることができる。
【００１２】
また、このようなテーパを付与することにより、シンチレータにおける放射線入射面である上面の面積が、光出射面である下面の面積よりも大きくなる。そのためシンチレータパネルにおけるシンチレータ間のギャップが小さくなるので、フォトダイオードアレイの高密度化および高出力化を図ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面とともに本発明による放射線検出器の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。
【００１４】
図１は、本発明による放射線検出器の第１実施形態の構成を示す側面断面図である。
【００１５】
本放射線検出器は、放射線を入射して、その放射線によって生じた光を出射面から出射するシンチレータパネル１と、シンチレータパネル１から出射された光を光入射面から入射し、電気信号に変換するフォトダイオードアレイ２と、支持基板３とを備えている。なお、図１においては、シンチレータパネル１の下面が光出射面、フォトダイオードアレイ２の上面が光入射面となっている。
【００１６】
図２は、図１に示した放射線検出器をシンチレータパネル１側から見た上面図である。シンチレータパネル１は、複数のシンチレータ１１とシンチレータ固定用部材１２とを備えている。シンチレータ１１の間にシンチレータ固定用部材１２を設けることによって、シンチレータ１１において発生したシンチレーション光が、他のシンチレータ１１に対応するフォトダイオードに入射する、いわゆる光クロストークの発生を抑制することができる。また、シンチレータ１１とシンチレータ固定用部材１２とが一体に固定されていることによって、シンチレータパネル１の機械的強度を向上させることができる。複数のシンチレータ１１は、それぞれ検出対象の放射線の入射に対してシンチレーション光を発生する物質からなり、図２に示すように２次元アレイ状に配列されている。
【００１７】
これらのシンチレータ１１に対し、シンチレータ固定用部材１２は複数のシンチレータ１１の間に設けられている。また、シンチレータ１１は、図１に示すように、シンチレータ固定用部材１２よりも下方に突出しており、この突出した部位には、所定の角度のテーパが付与されている。このテーパは、フォトダイオードアレイ２に近づくにしたがって、狭まるようにして形成されている。このため、シンチレータ１１の放射線入射面は、光出射面よりも大きい面積を有している。さらに、シンチレータ１１の光出射面以外の面上には、シンチレータ１１内で発生したシンチレーション光を反射する酸化チタンなどからなる光反射膜１４が形成されている。
【００１８】
フォトダイオードアレイ２は、ｐｎ接合が形成される表面側に対し、反対側の裏面を光入射面とする裏面入射型の構成を有している。フォトダイオードアレイ２は、導電型がｎ型（第１導電型）であり、フォトダイオードアレイ２の基体となるｎ型半導体基板２１と、シンチレータ１１と一対一で対応するようにｎ型半導体基板の表面側に形成されたｐ⁺型（第２導電型）拡散層である複数のｐ型半導体層（第２導電型半導体層）２２と、複数のｐ型半導体層２２の間にそれぞれ形成されたｎ型半導体基板２１より高濃度のｎ⁺型拡散層であるｎ型半導体層（第１導電型半導体層）２３とを備える。ｐ型半導体層２２の面積はシンチレータ１１の面積よりも大きく設定されることが好ましい。このように設定することで、シンチレータ１１から入射した光によって発生したキャリアが多少拡散しても、そのほとんどがｐ型半導体層２２へ到達することができる。これによって、ｎ型半導体基板２１内部において発生したキャリアがｐ型半導体層２２へ到達する効率を向上させることができる。
【００１９】
本構成では、ｐ型半導体層２２と、ｐ型半導体層２２の裏面側に位置するｎ型半導体基板２１のｎ型半導体層部分とがｐｎ接合を形成することによって、フォトダイオード２４が構成されている。裏面入射型のフォトダイオード２４では、光入射面から入射されたシンチレータ１１からのシンチレーション光を効率よく検出するため、フォトダイオード２４が形成されている部分はｎ型半導体基板２１の基板薄板部となっている。
【００２０】
また、ｎ型半導体基板２１の光入射面側には、ｎ型半導体基板２１より高濃度のｎ型半導体層であるアキュムレーション層２７が、全体に略一定の厚さで設けられている。また、フォトダイオードアレイ２の表面と光入射面とは、それぞれ異物の侵入を防止する保護膜２８で被覆されている。
【００２１】
さらに、フォトダイオードアレイ２は、ｎ型半導体基板２１の表面上にアノード電極（第２電極）２５およびカソード電極（第１電極）２６を備えている。アノード電極２５はｐ型半導体層２２に、カソード電極２６はｎ型半導体層２３にそれぞれ電気的に接続されている。これらのアノード電極２５およびカソード電極２６は、ｎ型半導体基板２１の表面上に配置されている。フォトダイオードアレイ２の動作時には、アノード電極２５とカソード電極２６との間には、フォトダイオード２４への印加電圧が逆バイアスとなるような電圧が与えられる。また、フォトダイオード２４への印加電圧は、零バイアスであっても良い。さらに、アノード電極２５およびカソード電極２６は、図１に示したように、フォトダイオードアレイ２の表面上であって、シンチレータ固定用部材１２に対応する位置に設けられていることが好ましい。
【００２２】
また、フォトダイオードアレイ２の光入射面であって、ｐ型半導体層２２に対応する位置には、嵌合凹部２９が形成されている。この嵌合凹部２９は、シンチレータ１１における突出した部分の形状に合わせて形成されており、具体的には、嵌合凹部２９には、シンチレータ１１におけるシンチレータ固定用部材１２から突出した部位に形成されたテーパと同一角度のテーパが付与されている。この嵌合凹部２９に付与されたテーパは、シンチレータ１１に近づくにしたがって、すなわち上方が広がるようにして形成されている。そして、この嵌合凹部２９にシンチレータ１１の下端部が嵌合される。
【００２３】
支持基板３は、フォトダイオードアレイ２に対して表面側（図１中の下側）に位置している。支持基板３の上面上には、フォトダイオードアレイ２からの光検出信号の検出器外部への出力などに用いられる配線３１が設けられている。アノード電極２５およびカソード電極２６と、これらに対応する配線３１とは、バンプ電極３２を介してバンプ接続されている。また、支持基板３は、樹脂材料等（アンダーフィル樹脂など）の接着剤からなる接着剤層３３を介して、フォトダイオードアレイ２と一体に固定されている。基板薄板部を有する裏面入射型のフォトダイオードアレイ２においては、ｎ型半導体基板２１の強度が充分に得られない場合がある。これに対して、配線３１を有する配線基板を支持基板として機能させ、フォトダイオードアレイ２と支持基板３とを一体に固定することによって、フォトダイオード２４が形成されている基板薄板部を含むフォトダイオードアレイ２のｎ型半導体基板２１の強度を高めることができる。
【００２４】
また、シンチレータ１１の間におけるシンチレータ固定用部材１２とフォトダイオードアレイ２の間には、光学接着剤層１３が形成されている。
【００２５】
以上の構成を有する本実施形態に係る放射線検出器では、検出対象である放射線がシンチレータパネル１のシンチレータ１１に入射すると、シンチレータ１１内においてシンチレーション光が発生する。発生したシンチレーション光は直接に、または光出射面以外の面上に形成された光反射膜１４によって反射されて、光出射面からフォトダイオードアレイ２へと出射される。そして、シンチレータ１１の光出射面から出射された光は対応するフォトダイオード２４へ入射する。このとき、保護膜２８はフォトダイオード２４の光入射面で光が反射することを防止する反射防止膜としての機能も果たす。
【００２６】
フォトダイオード２４へ入射したシンチレーション光によって、ｎ型半導体基板２１内部にキャリアが発生する。発生したキャリアは、ｐ型半導体層２２へ移動する。ここで、アキュムレーション層２７は、シンチレーション光の入射によってｎ型半導体基板２１内部の光入射面側付近で発生したキャリアを再結合させることなく、効率よくｐ型半導体層２２へ移動させるように機能する。そして、光検出信号がアノード電極２５およびカソード電極２６から取り出される。
【００２７】
また、本実施形態に係る放射線検出器においては、フォトダイオードアレイ２の裏面側におけるｐ型半導体層２２に対応する位置に、嵌合凹部２９が形成されている。この嵌合凹部２９は、シンチレータ１１におけるシンチレータ固定用部材１２から突出した下端部と同一の形状を有しており、シンチレータ１１の下端部と嵌合するようになっている。この嵌合凹部２９にシンチレータ１１を嵌合させることにより、シンチレータ１１とｐ型半導体層２２との位置決めを容易に行うことができる。また、嵌合凹部２９およびシンチレータ１１におけるシンチレータ固定用部材１２から突出した部位には、それぞれ同一角度を有するテーパが形成されている。このようなテーパが付与されていることにより、シンチレータ１１は、フォトダイオードアレイ２の方向に移動する（下降する）にしたがって、嵌合凹部２９の中央に寄せられるようになる。よって、シンチレータ１１とｐ型半導体層２２（フォトダイオード２４）との間の位置ずれを小さくすることができ、シンチレータ１１をｐ型半導体層２２に対応する位置に、好適に配置させることができる。
【００２８】
以上に詳説した図１に示す放射線検出器の具体的な構成の一例としては、以下に示すような構成のＸ線検出器が挙げられる。すなわち、シンチレータパネル１の上面側から見た形状を一辺１２ｍｍの正方形とし、その中に８個×８個の配列（ピッチ１．５ｍｍ）で一辺１ｍｍ、厚さ２ｍｍのシンチレータ１１を配置する。シンチレータ１１の光出射面以外の面上には、厚さ５０μｍの光反射膜１４を形成する。また、シンチレータ１１の間には厚さ１ｍｍのシンチレータ固定用部材１２を設ける。
【００２９】
一方、フォトダイオードアレイ２については、基板厚板部の厚さが２７０μｍでキャリア濃度１．０×１０¹²ｃｍ^-3のｎ型半導体基板２１を用い、基板薄板部の厚さを１０〜１００μｍ、たとえば２０μｍまで薄板化する。また、ｎ型半導体基板２１の表面側に、キャリア濃度１．０×１０¹⁹ｃｍ^-3のｐ型半導体層２２を厚さ０．５μｍで形成する。また、ｐ型半導体層２２の間にはキャリア濃度１．０×１０¹⁸ｃｍ^-3のｎ型半導体層２３を厚さ１．５μｍで形成し、ｎ型半導体基板２１の光入射面側にはキャリア濃度５．０×１０¹⁸ｃｍ^-3のアキュムレーション層２７を厚さ０．２μｍで形成する。また、シンチレータパネル１とフォトダイオードアレイ２との間における光学接着剤層１３の厚さについては、たとえば、数μｍ程度とする。
【００３０】
次に、本発明に係る放射線検出器の製造方法の一例について説明する。図３は、図１に示した放射線検出器において用いられるシンチレータパネル１の製造方法の一例を示す工程図である。
【００３１】
まず、図３（ａ）に示すように、Ｘ線などの放射線が照射されるとシンチレーション光を発生するＣＷＯもしくはＣｓＩなどからなるシンチレータ１１を用意する。次に、図３（ｂ）に示すように、その一方の面（図３（ｂ）中の下面）にシンチレータ固定用部材１２を埋め込むための凹部を格子状に形成する。続いて、図３（ｃ）に示すように、続いて、格子状に形成されたシンチレータ１１の下端部をそれぞれ加工し、面取りして、所定角度のテーパを付与する。その後、図３（ｄ）に示すように、光反射膜１４を他方の面（図３中の上面）を除く全面に酸化チタン等を蒸着することにより形成する。
【００３２】
シンチレータ１１に光反射膜１４を蒸着した後、図３（ｅ）に示すように、シンチレータ１１に形成された格子状の凹部に、Ｘ線を遮蔽する性質を有する銅もしくは鉛を埋め込むことにより、シンチレータ固定用部材１２を形成する。それから、図３（ｆ）に示すように、上下の面を研削することにより、シンチレータ１１を複数に分割するとともに、光反射膜１４のうち下面に形成されていた部分のみを取り除いて光出射面を形成する。そして、光反射膜１４をシンチレータ１１の上面に上記と同様の方法で形成してシンチレータパネルを形成する。その後、図１に示すように、別途製造されたフォトダイオードアレイ２の裏面にシンチレータパネル１を配置することにより、放射線検出器を製造することができる。
【００３３】
上記の製造方法によって、第１実施形態の放射線検出器を製造することができる。
【００３４】
次に、第１実施形態の放射線検出器の他の製造方法について説明する。
【００３５】
まず、上記の製造方法と同様にして、図３（ａ）〜（ｃ）の工程を経て、シンチレータ１１を所定の形状に加工する。次に、シンチレータ１１における格子状に形成された部位をそれぞれ切り出し、その表面全体に酸化チタンを蒸着するなどして光反射膜１４を形成する。こうして光反射膜１４が形成されたシンチレータ１１，１１…を、図４（ａ）に示すように、別途製造されたフォトダイオードアレイ２に形成された嵌合凹部２９，２９…にそれぞれ嵌合させる。このとき、シンチレータ１１，１１…は、それぞれフォトダイオード２４，２４に対応する位置に配置されている。こうして、シンチレータ１１，１１…をフォトダイオードアレイ２における嵌合凹部２９，２９…に嵌合させた後、隣接するシンチレータ１１，１１の間に、Ｘ線を遮蔽する性質を有する銅もしくは鉛を埋め込むことにより、シンチレータ固定用部材１２を形成する。こうして、放射線検出器を製造することができる。
【００３６】
かかる製造方法によれば、各々の嵌合凹部２９にシンチレータ１１を嵌め込んだ後に、シンチレータパネル１を製造することになるので、シンチレータパネル１を製造する際に、隣接するシンチレータ１１，１１の離間距離を正確に調整する必要がなくなる。したがって、その分、放射線検出器を容易に製造することができる。
【００３７】
次に、本発明による放射線検出器の第２実施形態について図５を参照して説明する。
【００３８】
図５は、第２実施形態に係る放射線検出器の側断面図である。本実施形態は、上記第１実施形態と比較して、シンチレータパネルの構成が異なり、フォトダイオードアレイ２および支持基板３の構成は同一であるので、フォトダイオードアレイ２および支持基板３の説明は省略する。
【００３９】
図５に示すように、本実施形態に係るシンチレータパネル４０は、複数のシンチレータ４１を備えている。シンチレータ４１は、その高さ方向全体にテーパが付与されており、上面、すなわち放射線入射面の面積は下面、すなわち光出射面の面積よりも大きくなっている。したがって、シンチレータ４１を側面視すると、上辺が下辺よりも長い台形状をなしている。また、シンチレータ４１の側面には、側部光反射膜４２が形成されており、隣接するシンチレータ４１，４１の間には、光学接着剤層４３が形成されている。さらに、シンチレータ４１，４１…の上面には、上面光反射シート４４が形成されている。上面光反射シート４４は、たとえば反射材を含む高分子材料からなる反射シートである。この上面光反射シート４４は、隣接するシンチレータ４１，４１にまたがって貼着されており、シンチレータ４１，４１を固定するシンチレータ固定用部材としても機能している。また、複数のシンチレータ４１，４１が並設されたその最外部には、外枠４５が設けられている。この外枠４５に上面光反射シート４４の端部が貼着されており、上面光反射シート４４を介して、各シンチレータ４１，４１…が外枠４５に取り付けられてシンチレータパネル４０を形成している。
【００４０】
以上の構成を有する本実施形態に係る放射線検出器においては、外枠４５に貼着された上面光反射シート４４がシンチレータ固定用部材として機能しているので、銅や鉛などからなるシンチレータ固定用部材を別途設ける必要がない。したがって、その分、装置の簡素化を図ることができる。また、シンチレータ４１，４１の上面の面積が広くなり、シンチレータ４１，４１の間のギャップが狭くなるので、フォトダイオードアレイ２の高密度化および高出力化を図ることができる。また、シンチレータ４１および嵌合凹部２９には、それぞれ同一角度のテーパが付与されていることから、シンチレータ４１とｐ型半導体層２２（フォトダイオード２４）との間の位置ずれを小さくすることができる。
【００４１】
本実施形態に係る放射線検出器の製造方法について説明すれば、次のようになる。
【００４２】
まず、角柱状に形成したシンチレータ４１の下面の四方をそれぞれ面取りすることにより、側面視した形状が、上辺の方が下辺よりも長い台形状になるように加工する。このシンチレータ４１における側面に、それぞれ酸化チタンを蒸着する等によって側面光反射膜４２，４２を形成する。側面光反射膜４２，４２を形成したら、別途製造されたフォトダイオードアレイ２の裏面に形成された嵌合凹部２９にシンチレータ４１の下端部を嵌合させる。同様に、隣接する嵌合凹部２９にもシンチレータ４１を嵌合させ、さらに、隣接するシンチレータ４１，４１の間に光学接着剤層４３を形成する。続いて、シンチレータ４１，４１における上面、すなわち放射線入射面の全面にわたって、上面光反射シート４４を貼着する。この上面光反射シート４４は、シンチレータパネル４０におけるすべてのシンチレータ４１，４１…の上に貼着されているので、光反射膜のほか、シンチレータ固定用部材としても機能している。こうして、本実施形態に係る放射線検出器を製造することができる。
【００４３】
続いて、本発明の第３実施形態について説明する。
【００４４】
図６は、第３実施形態に係る放射線検出器の側断面図である。本実施形態は、上記第１実施形態と比較して、シンチレータパネルおよびフォトダイオードアレイの構成が異なる。
【００４５】
図６に示すように、本実施形態に係る放射線検出器は、シンチレータパネル５０およびフォトダイオードアレイ６０を備えている。シンチレータパネル５０は、第１実施形態よりも上面の面積が広いシンチレータ５１を備えており、シンチレータ５１の周面には、下面を除いて光反射膜５４が形成されている。また、隣接するシンチレータ５１，５１の間には、シンチレータ固定用部材５２が設けられている。シンチレータ５１の上面の面積が広くなった分、シンチレータ固定用部材５２は小さくなっている。また、シンチレータ固定用部材５２には、下方に開口する凹部が形成されており、その凹部の断面形状は、上端部が尖った略三角形状をなしている。
【００４６】
フォトダイオードアレイ６０は、上記の第１実施形態と比較して、裏面の形状が異なっている。隣接する嵌合凹部２９の間には、上端が尖った断面山形形状の突起部２９Ａが形成されている。その他は、上記第１実施形態と同様の構成を有している。また、突起部２９Ａとシンチレータ固定用部材５２の間には、光学接着剤層５３が形成されている。
【００４７】
以上の構成を有する本実施形態に係る放射線検出器では、フォトダイオードアレイ２における隣接する嵌合凹部２９，２９の間は、上端が尖った突起部２９Ａが形成されている。この突起部２９Ａが形成されていることにより、シンチレータ５１のテーパ部を突起部２９Ａに沿って形成することができるので、シンチレータ５１の上面の面積を広くすることができる。このため、シンチレータ５１，５１の間のギャップが狭くなるので、フォトダイオードアレイ６０の高密度化および高出力化を図ることができる。また、シンチレータ５１および嵌合凹部２９には、それぞれ同一角度のテーパが付与されていることから、シンチレータ５１とｐ型半導体層２２（フォトダイオード２４）との間の位置ずれを小さくすることができる。
【００４８】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、たとえばシンチレータおよび嵌合凹部には、それぞれテーパが付与されている。これに対して、このようなテーパが付与されず、シンチレータが直方体形状であり、嵌合凹部は直角に形成されている態様とすることができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明によれば、２次元的に配列された複数のシンチレータと、これらのシンチレータに対応して設けられた複数のフォトダイオードを有する放射線検出器において、シンチレータとフォトダイオードとを正確に対応させて配置することを容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】放射線検出器の第１実施形態の構成を示す側面断面図である。
【図２】図１に示した放射線検出器をシンチレータパネル側から見た平面図である。
【図３】図１に示した放射線検出器に用いられるシンチレータパネルの製造方法の一例を示す工程図である。
【図４】図１に示した放射線検出器の製造方法の一例を示す工程図である。
【図５】放射線検出器の第２実施形態の構成を示す側断面図である。
【図６】放射線検出器の第３実施形態の構成を示す側断面図である。
【符号の説明】
１，４０，５０…シンチレータパネル、２，６０…フォトダイオードアレイ、３…支持基板、１１，４１，５１…シンチレータ、１２…シンチレータ固定用部材、１３，４３，５３…光学接着剤層、１４，５４…光反射膜、２１…ｎ型半導体基板、２２…ｐ型半導体層、２３…ｎ型半導体層、２４…フォトダイオード、２５…アノード電極、２６…カソード電極、２７…アキュムレーション層、２８…保護膜、２９…嵌合凹部、２９Ａ…突起部、３１…配線、３２…バンプ電極、３３…接着剤層、４２…側部光反射膜、４４…上面光反射シート、４５…外枠。

Claims

２次元状に配列された複数のシンチレータ、および前記複数のシンチレータを一体に固定するシンチレータ固定用部材を有し、前記シンチレータの光出射面側で、前記シンチレータが前記シンチレータ固定用部材よりも突出するシンチレータパネルと、
第１導電型の半導体基板の表面側に、前記複数のシンチレータに対応して複数の第２導電型半導体層が形成され、前記第１導電型の半導体基板と各第２導電型半導体層の間に形成されるｐｎ接合によりそれぞれがフォトダイオードとして機能し、前記半導体基板の裏面が前記シンチレータパネルと接合される光入射面となっている裏面入射型のフォトダイオードアレイとを備え、
前記フォトダイオードアレイにおける前記光入射面には、前記シンチレータにおける突出した部位が嵌合される嵌合凹部が形成されており、
前記フォトダイオードアレイの光入射面に形成された前記嵌合凹部は、前記シンチレータにおける突出した部分の形状に合わせて形成されており、
前記第２導電型半導体層の面積は前記シンチレータの面積よりも大きく設定されていることを特徴とする放射線検出器。
２次元状に配列された複数のシンチレータ、および前記複数のシンチレータを一体に固定するシンチレータ固定用部材を有し、前記シンチレータの光出射面側で、前記シンチレータが前記シンチレータ固定用部材よりも突出するシンチレータパネルと、
第１導電型の半導体基板の表面側に、前記複数のシンチレータに対応して複数の第２導電型半導体層が形成され、前記第１導電型の半導体基板と各第２導電型半導体層の間に形成されるｐｎ接合によりそれぞれがフォトダイオードとして機能し、前記半導体基板の裏面が前記シンチレータパネルと接合される光入射面となっている裏面入射型のフォトダイオードアレイとを備え、
前記フォトダイオードアレイにおける前記光入射面には、前記シンチレータにおける突出した部位が嵌合される嵌合凹部が形成されており、
前記フォトダイオードアレイの光入射面に形成された前記嵌合凹部は、前記シンチレータにおける突出した部分の形状に合わせて形成されており、
前記シンチレータにおける突出した部分には、前記フォトダイオードアレイに近づくにしたがって幅が狭くなるように形成されたテーパが付与されており、
前記フォトダイオードアレイに形成された前記嵌合凹部には、前記シンチレータに付与されているテーパと同一角度のテーパが付与されていることを特徴とする放射線検出器。