JP5118661B2 - Ｘ線撮像装置 - Google Patents

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Description

本発明は、固体撮像素子に入射したＸ線を検出してＸ線像を取得するＸ線撮像装置に関するものである。
Ｘ線ダイレクト検出型のＣＣＤ（Charge Coupled Device）は、Ｘ線のフォトンをＣＣＤの検出画素で直接的に捉えてＸ線像を取得することで、入射Ｘ線の位置情報、エネルギー情報、時間情報等を得るＸ線検出器である。このようなＸ線ダイレクト検出型のＣＣＤ（以下、Ｘ線ＣＣＤという）などの固体撮像素子は、優れた位置分解能及びエネルギー分解能を有することから、例えばＸ線天体観測衛星での標準的なＸ線検出器として用いられている（Ｘ線検出器については、例えば特許文献１〜３参照）。
特開２００１−２４９１８４号公報 特開２００８−１０７２０３号公報 特開平０６−３０２７９５号公報
上記したＸ線ＣＣＤは、基本的に通常のＣＣＤと同様の構造を有している。このため、Ｘ線ＣＣＤの各検出画素は、検出対象となるＸ線のみでなく、紫外光、可視光、赤外光等のＸ線よりも長波長の光（ノイズ光）に対しても検出感度を持つ。Ｘ線ダイレクト検出を目的とした撮像素子では、このような長波長（低エネルギー）のノイズ光の検出は、Ｘ線検出におけるＳ／Ｎ特性の劣化等の原因となる。
このようなノイズ光の検出を抑制するため、Ｘ線ＣＣＤなどの撮像素子に対し、ポリイミド膜にアルミニウムを蒸着して形成されたＯＢＦ（Optical Blocking Filter、光遮蔽フィルタ）と呼ばれる薄膜を設け、これによってＸ線撮像装置（Ｘ線カメラ）を構成する方法が用いられている。このようなＯＢＦは、例えばＸ線集束用のＸ線ミラーと、撮像素子との間に取り付けられる。
しかしながら、このような構成では、Ｘ線撮像装置の内部にＯＢＦを取り付けるためのスペースが必要となるため、装置が大型化する。また、ＯＢＦを介して入射するＸ線を撮像素子へと透過させるためにＯＢＦの膜厚を薄くする必要があり、ＯＢＦを含む撮像装置が構造的に脆弱になるという問題がある。また、上記したように撮像装置をＸ線天体観測衛星等に搭載する場合、宇宙空間に放出後に、差圧によってＯＢＦが破損しないように専用の排気弁を設けるなど、装置構造が複雑化する。また、このような装置構造の複雑化に伴って、観測衛星に搭載されたＸ線撮像装置の運用上のリスクも増大する。
本発明は、以上の問題点を解決するためになされたものであり、ノイズ光の検出の影響を好適に抑制することが可能なＸ線撮像装置を提供することを目的とする。
このような目的を達成するために、本発明によるＸ線撮像装置は、（１）入射したＸ線を検出する複数の検出画素が１次元または２次元に配列されたＸ線検出部が一方の面側に設けられ、他方の面がＸ線入射面となっている裏面入射型の固体撮像素子と、（２）固体撮像素子のＸ線入射面上に設けられ、検出対象となるＸ線よりも長波長の光の遮蔽に用いられる遮蔽層とを備え、（３）遮蔽層は、Ｘ線入射面上に直接に設けられる第１アルミニウム層と、第１アルミニウム層上に設けられる第２アルミニウム層と、第１アルミニウム層及び第２アルミニウム層の間に設けられ、紫外光の遮蔽に用いられる紫外光遮蔽層とを有することを特徴とする。
上記したＸ線撮像装置では、Ｘ線ダイレクト検出型の撮像素子として、裏面入射型の固体撮像素子を用いている。そして、Ｘ線よりも長波長のノイズ光に対し、撮像素子のＸ線入射面上に直接に遮蔽層を形成する構成としている。このような構成によれば、撮像素子及び遮蔽手段を含むＸ線撮像装置全体の小型化、構造の簡単化が可能となる。また、撮像素子と遮蔽層とが一体化されているため、撮像装置が構造的に脆弱になることはない。
また、上記の撮像装置では、撮像素子の入射面上に可視光及び赤外光の遮蔽に用いられる第１アルミニウム層を形成するとともに、その上にさらに紫外光遮蔽層を設ける構成としている。これにより、紫外光、可視光、及び赤外光を含むノイズ光の波長範囲全体に対して充分な遮蔽効果を得ることができる。また、紫外光遮蔽層の外側に、さらに第２アルミニウム層を設けている。これにより、原子状酸素による紫外光遮蔽層の侵食を抑制するなど、紫外光遮蔽層を保護することが可能となる。以上より、Ｘ線検出におけるノイズ光の検出の影響を好適に抑制することが可能なＸ線撮像装置が実現される。
ここで、第１、第２アルミニウム層の間に設けられる紫外光遮蔽層については、具体的にはポリイミド層からなる遮蔽層を用いることが好ましい。このようなポリイミドを材料に用いた遮蔽層によれば、撮像素子に入射する紫外光に対して充分な遮蔽効果を得ることができる。
また、上記構成の遮蔽層において、第２アルミニウム層は、遮蔽層における最外層となっていることが好ましい。これにより、上記した原子状酸素による遮蔽層（例えばポリイミド層）の侵食等を確実に抑制することが可能となる。
また、上記構成の遮蔽層に対し、第１アルミニウム層と第２アルミニウム層とを電気的に接続する導通部が設けられていることが好ましい。これにより、外側に位置する第２アルミニウム層の帯電を防止して、撮像素子を安定的に動作させることが可能となる。
この場合、上記導通部は、固体撮像素子に対して、Ｘ線検出部に対応する領域を除く領域内（Ｘ線入射方向からみてＸ線検出部を外れた領域内）に設けられていることが好ましい。これにより、第１、第２アルミニウム層の間で導通部を形成することによる、Ｘ線検出部に対する紫外光の遮蔽効果の低下を防止することができる。
本発明のＸ線撮像装置によれば、Ｘ線ダイレクト検出型の撮像素子として裏面入射型の固体撮像素子を用い、撮像素子のＸ線入射面上に直接に遮蔽層を形成するとともに、遮蔽層について、Ｘ線入射面側から第１アルミニウム層、紫外光遮蔽層、第２アルミニウム層の３層の遮蔽層を少なくとも含む構成とすることにより、Ｘ線検出におけるノイズ光の検出の影響を好適に抑制することが可能となる。
Ｘ線撮像装置の基本構成を示す斜視図である。 Ｘ線撮像装置の第１実施形態の構成を示す（ａ）上面図、及び（ｂ）側面断面図である。 図２に示したＸ線撮像装置の変形例を示す上面図である。 Ｘ線撮像装置の第２実施形態の構成を示す（ａ）上面図、及び（ｂ）側面断面図である。 図４に示したＸ線撮像装置の変形例を示す上面図である。 Ｘ線撮像装置の第３実施形態の構成を示す（ａ）上面図、及び（ｂ）側面断面図である。 図６に示したＸ線撮像装置の変形例を示す上面図である。 Ｘ線撮像装置の第４実施形態の構成を示す（ａ）上面図、及び（ｂ）側面断面図である。 図８に示したＸ線撮像装置の変形例を示す上面図である。
以下、図面とともに、本発明によるＸ線撮像装置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。
図１は、本発明によるＸ線撮像装置の基本構成を概略的に示す斜視図である。図１に示すＸ線撮像装置１は、固体撮像素子１０と、遮蔽層２０とを備えて構成されている。Ｘ線の検出に用いられる固体撮像素子１０は、シンチレータ等を介さずに入射したＸ線を直接的に検出してＸ線像を取得するＸ線ダイレクト検出型の撮像素子であり、例えば上記したＸ線ＣＣＤを用いることができる。
固体撮像素子１０は、裏面入射型の撮像素子であり、その一方の面（表面）１１側に、Ｘ線を検出する複数の検出画素が１次元または２次元に配列されたＸ線検出部（受光部）が形成されている。また、この表面１１とは反対側の他方の面（裏面）１２が、検出対象のＸ線が入射するＸ線入射面となっている。
このような撮像素子１０に対し、そのＸ線入射面１２上に、検出対象となるＸ線よりも長波長（低エネルギー）の光の遮蔽に用いられる遮蔽層２０が形成されている。この遮蔽層２０により、Ｘ線入射面１２側から撮像素子１０へと入射する紫外光、可視光、及び赤外光を含むノイズ光が遮蔽される。
遮蔽層２０は、具体的には、撮像素子１０の入射面１２上に直接に設けられた第１アルミニウム層２１と、第１アルミニウム層２１上（第１アルミニウム層２１に対して入射面１２とは反対側）に設けられた第２アルミニウム層２２と、第１、第２アルミニウム層２１、２２の間に設けられた紫外光遮蔽層２５とによって構成されている。
この遮蔽層２０において、第１アルミニウム層２１は、撮像素子１０に入射するノイズ光のうちで可視光及び赤外光の遮蔽に用いられる。また、紫外光遮蔽層２５は、ノイズ光のうちで紫外光の遮蔽に用いられる。また、第２アルミニウム層２２は、第１アルミニウム層２１とともに可視光及び赤外光の遮蔽に用いられる。また、この第２アルミニウム層２２は、遮蔽層２０における最外層（暴露面）となっており、内側の紫外光遮蔽層２５等に対する保護層としても機能する。
また、紫外光遮蔽層２５を介して積層された第１アルミニウム層２１と第２アルミニウム層２２との間には、それらを電気的に接続する導通部２３が設けられている。なお、この導通部２３の構成については、具体的には後述する。
紫外光遮蔽層２５としては、具体的には例えばポリイミド層を用いることができる。また、遮蔽層２０を構成する各層の厚さについては、その一例として、第１アルミニウム層２１の厚さを１００ｎｍ（１０００Å）、紫外光遮蔽層２５であるポリイミド層の厚さを１００ｎｍ（１０００Å）、第２アルミニウム層２２の厚さを４０ｎｍ（４００Å）とした構成を用いることができる。
本発明によるＸ線撮像装置の効果について説明する。
図１に示したＸ線撮像装置１においては、Ｘ線ダイレクト検出型の撮像素子として、裏面入射型の固体撮像素子１０を用いている。そして、検出対象のＸ線よりも長波長のノイズ光に対し、撮像装置１とは別にＯＢＦ等の遮蔽手段を設けるのではなく、撮像素子１０のＸ線入射面１２上に直接に遮蔽層２０を形成する構成としている。このような構成によれば、撮像素子１０及び遮蔽層２０を含むＸ線撮像装置１の全体の小型化、構造の簡単化が可能となる。また、撮像素子１０と遮蔽層２０とが一体化されていることにより、撮像装置１が構造的に脆弱になることが防止される。
また、裏面入射型の撮像素子１０では、Ｘ線入射面１２上には紫外光を吸収する電極等が形成されないため、表面１１側に形成されたＸ線検出部の各画素は、紫外光、可視光、及び赤外光を含む波長範囲のノイズ光に対して検出感度を有する。また、Ｘ線入射面１２上にアルミニウムによる遮蔽層のみを設けた構成では、可視光及び赤外光が遮蔽されるものの、紫外光については充分な遮蔽効果は得られない。
これに対して、図１のＸ線撮像装置１では、撮像素子１０の入射面１２上に可視光及び赤外光の遮蔽に用いられる第１アルミニウム層２１を形成するとともに、その上にさらに紫外光遮蔽層２５を設ける構成としている。これにより、紫外光、可視光、及び赤外光を含むノイズ光の波長範囲全体に対して充分な遮蔽効果を得ることができる。ここで、一般的に、紫外光の波長範囲は１０ｎｍ〜４００ｎｍ、可視光の波長範囲は４００ｎｍ〜７５０ｎｍ、赤外光の波長範囲は７５０ｎｍ〜１００μｍ程度である。
また、紫外光遮蔽層２５の外側に、さらに第２アルミニウム層２２を設けている。このような第２アルミニウム層２２により、第１アルミニウム層２１にピンホール等があった場合でも、第１、第２アルミニウム層２１、２２を合わせて充分な可視光及び赤外光の遮蔽効果を得ることができる。また、第２アルミニウム層２２は、固体撮像素子１０への輻射等による熱の流入を抑制する機能をも有する。
また、このようなＸ線撮像装置を観測衛星等に搭載して宇宙空間で使用した場合、その周回軌道上に存在する原子状酸素などによる紫外光遮蔽層（例えばポリイミド層）の侵食が問題となる。これに対して、上記のように紫外光遮蔽層２５の外側に第２アルミニウム層２２を設ける構成によれば、原子状酸素などによる紫外光遮蔽層２５の侵食を抑制することができる。以上より、上記構成によれば、Ｘ線検出におけるノイズ光の検出の影響を好適に抑制することが可能なＸ線撮像装置１が実現される。
ここで、遮蔽層２０において、第１、第２アルミニウム層２１、２２の間に設けられる紫外光遮蔽層２５については、具体的には上記したようにポリイミド層からなる遮蔽層を用いることが好ましい。このようなポリイミド層によれば、撮像素子１０に入射する紫外光に対して充分な遮蔽効果を得ることができる。
また、紫外光遮蔽層２５の材料については、より一般にはポリイミドに限らず、例えばテフロン（登録商標）、ＰＥＴなどの有機系材料、あるいはカーボン、ベリリウムなどの原子番号が小さい材料を用いることが可能である。このような紫外光遮蔽層２５の材料については、実際の撮像装置１においてカットしたい紫外光の波長（エネルギー）、検出対象のＸ線のエネルギー等の具体的な条件を考慮して選択することが好ましい。
また、上記構成の遮蔽層２０において、第２アルミニウム層２２は、遮蔽層２０における最外層となっていることが好ましい。これにより、上記した原子状酸素などによる遮蔽層（例えばポリイミド層）の侵食を確実に抑制することが可能となる。
また、遮蔽層２５を構成する各層の厚さの範囲については、例えば第１、第２アルミニウム層２１、２２の厚さをそれぞれ１００ｎｍ以下とし、ポリイミドの紫外光遮蔽層２５の厚さを５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下とすることが好ましい。ただし、このような遮蔽層２０の具体的な構成条件については、撮像装置１の使用環境、Ｘ線の検出条件等によってＸ線やノイズ光の強度、波長分布等が異なるため、遮蔽層２０の各層の最適膜厚等がそれらの条件に応じて変化することを考慮する必要がある。
また、図１に模式的に示したように、上記した積層構造を有する遮蔽層２０に対し、第１アルミニウム層２１と第２アルミニウム層２２とを電気的に接続する導通部２３が設けられていることが好ましい。これにより、外側に位置する第２アルミニウム層２２の帯電を防止して、撮像素子１０を安定的に動作させることが可能となる。
この場合、導通部２３は、固体撮像素子１０に対して、Ｘ線検出部に対応する領域を除く領域内（Ｘ線入射方向からみてＸ線検出部を外れた領域内）に設けられていることが好ましい。このように導通部２３を設ける位置を設定することにより、第１、第２アルミニウム層２１、２２の間で導通部２３を形成することによるＸ線検出部に対する紫外光の遮蔽効果の低下を防止して、複数の検出画素からなるＸ線検出部の全体でノイズ光を確実に遮蔽することができる。
本発明によるＸ線撮像装置の構成について、その具体的な実施形態とともにさらに説明する。なお、以下の各図では、Ｘ線撮像装置のＸ線入射方向からみた構成を示す上面図において、図の見易さのため、導通部２３に相当する部分に斜線を付して示している。
図２は、Ｘ線撮像装置の第１実施形態の構成を示す（ａ）上面図、及び（ｂ）側面断面図である。ここで、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すＩ−Ｉ線に沿った断面図を示している。本実施形態のＸ線撮像装置１Ａは、固体撮像素子１０と、遮蔽層２０とを備えて構成されている。また、遮蔽層２０は、第１アルミニウム層２１と、紫外光遮蔽層２５と、第２アルミニウム層２２とによって構成されている。
撮像素子１０の表面（図中の下面）１１側には、その所定範囲に、複数の検出画素が２次元配列された矩形状のＸ線検出部１５が設けられている。また、Ｘ線検出部１５の一辺側（図中の右辺側）には、検出部１５の各画素でＸ線を検出することで生成された電荷を転送、出力するための電荷転送部１６が設けられている。また、撮像素子１０の表面１１上には、図２（ｂ）に模式的に示すように、撮像素子１０（例えばＣＣＤ）としての機能を実現するために必要な表面電極１３等の各要素が形成されている。
本実施形態のＸ線撮像装置１Ａでは、撮像素子１０のＸ線検出部１５に対応する領域を除く領域内、図２（ａ）に示す具体例ではＸ線検出部１５の右辺と撮像素子１０の右辺とで挟まれた領域内にある遮蔽層２０において、撮像素子１０の右辺に沿って伸びる開口部２６が紫外光遮蔽層２５に設けられている。そして、この開口部２６がアルミニウムで充填されることによって、アルミニウム層２１、２２を電気的に接続する導通部２３が構成されている。このような構成によれば、遮蔽層２０によるＸ線検出部１５の全体に対するノイズ光の遮蔽効果を確保しつつ、アルミニウム層２１、２２を導通部２３によって導通させて、第２アルミニウム層２２の帯電を好適に防止することができる。
紫外光遮蔽層２５の開口部２６及び導通部２３の構成については、図３に図２に示したＸ線撮像装置の変形例を示すように、具体的には様々な構成を用いることが可能である。図３（ａ）に示す構成では、検出部１５の右辺と撮像素子１０の右辺とで挟まれた領域、検出部１５の左辺と撮像素子１０の左辺とで挟まれた領域、検出部１５の上辺と撮像素子１０の上辺とで挟まれた領域、及び検出部１５の下辺と撮像素子１０の下辺とで挟まれた領域内にある遮蔽層２０において、それぞれ紫外光遮蔽層２５に開口部２６が設けられ、これらの開口部２６がアルミニウムで充填されることによって導通部２３が構成されている。また、図３（ｂ）に示す構成では、上記した領域内にある遮蔽層２０において、検出部１５を囲むように一体化された開口部２６が設けられ、この開口部２６がアルミニウムで充填されることによって導通部２３が構成されている。
図４は、Ｘ線撮像装置の第２実施形態の構成を示す（ａ）上面図、及び（ｂ）側面断面図である。ここで、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すII−II線に沿った断面図を示している。本実施形態のＸ線撮像装置１Ｂは、固体撮像素子１０と、遮蔽層２０とを備えて構成されている。撮像素子１０の構成、及び遮蔽層２０の基本的な積層構造については、図２に示したＸ線撮像装置１Ａと同様である。
本実施形態のＸ線撮像装置１Ｂでは、アルミニウム層２１、２２及び紫外光遮蔽層２５を含む遮蔽層２０の右側の側面上に、導電性樹脂からなり導通部２３として機能する樹脂導通部２７が設けられている。このような構成によっても、アルミニウム層２１、２２を樹脂導通部２７によって導通させて、第２アルミニウム層２２の帯電を好適に防止することができる。
樹脂導通部２７による導通部２３の構成については、図５に図４に示したＸ線撮像装置の変形例を示すように、具体的には様々な構成を用いることが可能である。図５（ａ）に示す構成では、遮蔽層２０の右側の側面上、左側の側面上、上側の側面上、及び下側の側面上に、それぞれ導通部２３として機能する樹脂導通部２７が設けられている。また、図５（ｂ）に示す構成では、上記した側面上に、遮蔽層２０を囲むように一体化された導通部２３として機能する樹脂導通部２７が設けられている。
図６は、Ｘ線撮像装置の第３実施形態の構成を示す（ａ）上面図、及び（ｂ）側面断面図である。ここで、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示すIII−III線に沿った断面図を示している。本実施形態のＸ線撮像装置１Ｃは、固体撮像素子１０と、遮蔽層２０とを備えて構成されている。撮像素子１０の構成、及び遮蔽層２０の基本的な積層構造については、図２に示したＸ線撮像装置１Ａと同様である。
本実施形態のＸ線撮像装置１Ｃでは、撮像素子１０の右辺に面する領域内にある遮蔽層２０において、紫外光遮蔽層２５及び第２アルミニウム層２２が形成されず第１アルミニウム層２１が露出した段差部（第１アルミニウム層露出部）２８が設けられている。そして、この段差部２８において、導通ワイヤ２９によってアルミニウム層２１、２２を電気的に接続することで導通部２３が構成されている。このような構成によっても、アルミニウム層２１、２２を段差部２８及び導通ワイヤ２９によって導通させて、第２アルミニウム層２２の帯電を好適に防止することができる。
遮蔽層２０の段差部２８及び導通ワイヤ２９の構成については、図７に図６に示したＸ線撮像装置の変形例を示すように、具体的には様々な構成を用いることが可能である。図７（ａ）に示す構成では、撮像素子１０の右辺に面する領域、左辺に面する領域、上辺に面する領域、及び下辺に面する領域内にある遮蔽層２０において、それぞれ段差部２８が設けられ、これらの段差部２８で導通ワイヤ２９によってアルミニウム層２１、２２を電気的に接続することで導通部２３が構成されている。また、図７（ｂ）に示す構成では、上記した領域内にある遮蔽層２０において、検出部１５を囲むように一体化された段差部２８が設けられ、この段差部２８で導通ワイヤ２９によってアルミニウム層２１、２２を電気的に接続することで導通部２３が構成されている。
図８は、Ｘ線撮像装置の第４実施形態の構成を示す（ａ）上面図、及び（ｂ）側面断面図である。ここで、図８（ｂ）は、図８（ａ）に示すIV−IV線に沿った断面図を示している。本実施形態のＸ線撮像装置１Ｄは、固体撮像素子１０と、遮蔽層２０とを備えて構成されている。撮像素子１０の構成、及び遮蔽層２０の基本的な積層構造については、図２に示したＸ線撮像装置１Ａと同様である。
本実施形態のＸ線撮像装置１Ｄでは、撮像素子１０の右辺に面する領域内にある遮蔽層２０において、紫外光遮蔽層２５及び第２アルミニウム層２２が形成されず第１アルミニウム層２１が露出した段差部（第１アルミニウム層露出部）２８が設けられている。そして、この段差部２８において、樹脂導通部３０によってアルミニウム層２１、２２を電気的に接続することで導通部２３が構成されている。このような構成によっても、アルミニウム層２１、２２を段差部２８及び樹脂導通部３０によって導通させて、第２アルミニウム層２２の帯電を好適に防止することができる。
遮蔽層２０の段差部２８及び樹脂導通部３０の構成については、図９に図８に示したＸ線撮像装置の変形例を示すように、具体的には様々な構成を用いることが可能である。図９（ａ）に示す構成では、撮像素子１０の右辺に面する領域、左辺に面する領域、上辺に面する領域、及び下辺に面する領域内にある遮蔽層２０において、それぞれ段差部２８が設けられ、これらの段差部２８で樹脂導通部３０によってアルミニウム層２１、２２を電気的に接続することで導通部２３が構成されている。また、図９（ｂ）に示す構成では、上記した領域内にある遮蔽層２０において、検出部１５を囲むように一体化された段差部２８が設けられ、この段差部２８で樹脂導通部３０によってアルミニウム層２１、２２を電気的に接続することで導通部２３が構成されている。
本発明によるＸ線撮像装置は、上記実施形態及び構成例に限られるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態では、第１、第２アルミニウム層２１、２２の間に１層の紫外光遮蔽層２５のみを設ける構成としているが、紫外光遮蔽層２５を含む複数の層をアルミニウム層２１、２２の間に設ける構成としても良い。また、上記実施形態では、第２アルミニウム層２２を遮蔽層２０における最外層としているが、アルミニウム層２２の外側にさらに追加の層を設け、それを最外層としても良い。
本発明は、Ｘ線検出におけるノイズ光の検出の影響を好適に抑制することが可能なＸ線撮像装置として利用可能である。
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ…Ｘ線撮像装置、１０…固体撮像素子（Ｘ線ＣＣＤ）、１１…表面、１２…Ｘ線入射面、１３…表面電極、１５…Ｘ線検出部、１６…電荷転送部、２０…遮蔽層、２１…第１アルミニウム層、２２…第２アルミニウム層、２３…導通部、２５…紫外光遮蔽層（ポリイミド層）、２６…開口部、２７…樹脂導通部、２８…段差部、２９…導通ワイヤ、３０…樹脂導通部。

Claims (5)

  1. 入射したＸ線を検出する複数の検出画素が配列されたＸ線検出部が一方の面側に設けられ、他方の面がＸ線入射面となっている裏面入射型の固体撮像素子と、
    前記固体撮像素子の前記Ｘ線入射面上に設けられ、検出対象となるＸ線よりも長波長の光の遮蔽に用いられる遮蔽層とを備え、
    前記遮蔽層は、
    前記Ｘ線入射面上に直接に設けられる第１アルミニウム層と、
    前記第１アルミニウム層上に設けられる第２アルミニウム層と、
    前記第１アルミニウム層及び前記第２アルミニウム層の間に設けられ、紫外光の遮蔽に用いられる紫外光遮蔽層と
    を有することを特徴とするＸ線撮像装置。
  2. 前記紫外光遮蔽層は、ポリイミド層からなることを特徴とする請求項１記載のＸ線撮像装置。
  3. 前記第２アルミニウム層は、前記遮蔽層における最外層となっていることを特徴とする請求項１または２記載のＸ線撮像装置。
  4. 前記第１アルミニウム層と前記第２アルミニウム層とを電気的に接続する導通部が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載のＸ線撮像装置。
  5. 前記導通部は、前記固体撮像素子に対して、前記Ｘ線検出部に対応する領域を除く領域内に設けられていることを特徴とする請求項４記載のＸ線撮像装置。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9733384B2 (en) 2013-10-03 2017-08-15 System Square Inc. Package inspection system
US10722194B2 (en) * 2014-11-06 2020-07-28 General Electric Company X-ray detector for medical diagnosis
CN105700003B (zh) * 2015-05-21 2019-12-13 成都理工大学 一种半导体制冷的X射线硅pin探测器
KR101815279B1 (ko) 2016-08-29 2018-01-04 주식회사 디알텍 방사선 감지 소자 및 이의 제조 방법
WO2018129445A1 (en) * 2017-01-09 2018-07-12 Massachusetts Institute Of Technology Integrated optical blocking filter for compact x-ray imaging detector
JP7197506B2 (ja) * 2017-12-15 2022-12-27 株式会社堀場製作所 シリコンドリフト型放射線検出素子、シリコンドリフト型放射線検出器及び放射線検出装置
US11579319B2 (en) * 2019-12-02 2023-02-14 X Development Llc Nuclear radiation detection
CN110911501A (zh) * 2019-12-04 2020-03-24 中国工程物理研究院材料研究所 一种探测装置
CN111473792B (zh) * 2020-05-19 2021-11-02 中国科学院微电子研究所 一种脉冲星x射线探测装置
CN112378932B (zh) * 2020-10-27 2023-06-30 国网辽宁省电力有限公司丹东供电公司 一种带屏蔽装置的x光数字成像dr带电检测设备

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6185860A (ja) * 1984-10-03 1986-05-01 Olympus Optical Co Ltd 固体撮像装置およびその製造方法
JPH077830B2 (ja) * 1987-12-18 1995-01-30 日本電気株式会社 放射線検出用固体撮像素子
JPH06302795A (ja) 1993-04-19 1994-10-28 Olympus Optical Co Ltd 外部光電効果型固体撮像装置
JPH06310699A (ja) * 1993-04-22 1994-11-04 Olympus Optical Co Ltd 積層型固体撮像装置
JP3908813B2 (ja) * 1996-12-26 2007-04-25 浜松ホトニクス株式会社 Ｘ線検知器
JP2000055839A (ja) * 1998-08-05 2000-02-25 Nippon Steel Corp 蛍光ｘ線分析装置
JP2001249184A (ja) * 2000-03-06 2001-09-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ｘ線画像検出装置
CN100449764C (zh) * 2003-11-18 2009-01-07 松下电器产业株式会社 光电探测器
JP2005274277A (ja) * 2004-03-24 2005-10-06 Microscopic Scan:Kk Ｘ線顕微ｃｔ装置
JP2005274379A (ja) * 2004-03-25 2005-10-06 Fuiisa Kk 放射線検出器用遮蔽体及び放射線検出器
JP4722675B2 (ja) * 2005-11-08 2011-07-13 日油技研工業株式会社 放射線被ばく管理衣服
JP4910628B2 (ja) 2006-10-25 2012-04-04 株式会社島津製作所 Ｘ線検出器

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