JP7081626B2 - 放射線検出素子 - Google Patents

Description

本開示は、ピクセル型電極によるガス増幅を用いた放射線を検出する放射線検出素子に関する。

ピクセル型電極によるガス電子増幅型放射線検出器の研究が進められている。ガス電子増幅型放射線検出器は、従来の検出器による放射線検出では不十分であった検出領域の画像イメージングにおいて、大面積かつリアルタイムイメージングができるという特徴がある。

特許文献１には、ガス中での電子雪崩増幅を利用した検出器として、ピクセル型電極を用いた放射線検出器が開示されている。放射線検出器は、圧力容器内に設けられたピクセル型電極と、ピクセル型電極に対向するドリフト電極と、で構成される。また、圧力容器内には、検出する放射線に応じたガスが充填されている。ピクセル型電極は、Ｘ方向、Ｙ方向の２次元に配置された複数のアノード電極と、複数のカソード電極とを有する。

放射線がガスに衝突すると、ガスの電離により生じた電子は、ドリフト電極とカソード電極との間の電場の影響を受けて、ピクセル電極方向に移動し、アノード電極とカソード電極との間の電場により、雪崩的に増殖する。これにより、アノード電極で収集された電子群は、電気信号として読み出すことができるレベルにまで達する。

特許文献１には、ピクセル型電極によるガス増幅を用いた放射線検出器が開示されている。当該放射線検出器は、Ｘ方向に沿って配置された複数のアノード電極と、Ｙ方向に沿って配置された複数のカソード電極から得られた電気信号をクロック信号と同期させて、時間と位置データに変換する。時間情報と、Ｘ方向及びＹ方向の位置情報とにより、放射線の飛跡を計測することができる。

特許第３３５４５５１号

しかしながら、従来のピクセル型電極による放射線検出器では、離れた場所において同時に信号が検出された場合、これらの信号を判別することが困難であった。そのため、位置検出精度が低下してしまうという問題があった。

本開示は、位置検出精度が向上した放射線検出素子を提供することを目的の一つとする。

本発明の一実施形態に係る放射線検出素子は、第１面と第１面と反対側の第２面とを有する基材と、基材を貫通して第１面側と第２面側とを電気的に接続し、第１面側で露出する第１電極と、第１方向において第１電極と隣接し、基材を貫通して第１面側と第２面側とを電気的に接続し、第１面側で露出する第２電極と、第１方向と交差する第２方向において第１電極と隣接し、基材を貫通して第１面側と第２面側とを電気的に接続し、第１面側で露出する第３電極と、第１方向において第３電極と隣接し、第２方向において第２電極と隣接し、基材を貫通して第１面側と第２面側とを電気的に接続し、第１面側で露出する第４電極と、第１面側に配置され、第１電極と第２電極との間、第２電極と第３電極との間、第３電極と第４電極との間、及び第４電極と第１電極との間に設けられ、第１電極、第２電極、第３電極、及び第４電極のそれぞれと離間して設けられる第５電極と、第２面側で、第１電極と電気的に接続された第１外部端子と、第２面側で、第２電極と電気的に接続された第２外部端子と、第２面側で、第３電極と電気的に接続された第３外部端子と、第２面側で、第４電極と電気的に接続された第４外部端子と、を有し、第１外部端子乃至第４外部端子の各々は、電気的に絶縁される。

上記構成において、第５電極は、第１電極、第２電極、第３電極、及び第４電極のそれぞれを囲む複数の開口部を有していてもよい。

上記構成において、基材を貫通して第１面側と第２面側とを電気的に接続し、第１面側で露出する第６電極と、第２面側で、第６電極と電気的に接続された第５外部端子と、をさらに有し、第６電極は、第５電極と電気的に接続され、第５外部端子は、第１外部端子乃至第４外部端子と電気的に絶縁されもよい。

上記構成において、第５電極と、基材との間に第１絶縁層をさらに有し、第１電極の先端部乃至第４電極の先端部は、第１絶縁層の表面から露出されていてもよい。

上記構成において、第２方向において第３電極と隣接し、基材を貫通して第１面側と第２面側とを電気的に接続し、第１面側で露出する第７電極と、第２面側で、第７電極と電気的に接続された第６外部端子と、第１面に配置され、第５電極及び第７電極と離間して設けられた第８電極と、をさらに有し、第６外部端子は、第１外部端子乃至第４外部端子とそれぞれ電気的に絶縁されもよい。

上記構成において、第８電極は、第７電極を囲む第５開口部を有していてもよい。

上記構成において、基材を貫通して第１面側と第２面側とを電気的に接続し、第１面側で露出する第９電極と、第２面側で、第９電極と電気的に接続された第７外部端子と、をさらに有し、第７外部端子は、第１外部端子乃至第４外部端子と、電気的に絶縁されてもよい。

上記構成において、第１外部端子乃至第７外部端子と、電気的に接続される配線基板をさらに有し、第５電極には、第８電極と同じ電位が、配線基板から供給されていてもよい。

本開示の一実施形態によると、位置検出精度が向上した放射線検出素子を提供することができる。

本開示の一実施形態に係る放射線検出素子を備える放射線検出装置の概略図である。 本開示の一実施形態に係る放射線検出素子の平面図である。 本開示の一実施形態に係る放射線検出素子の断面図である。 本開示の一実施形態に係る放射線検出素子を備える放射線検出装置の概略図である。 本開示の一実施形態に係る放射線検出素子の平面図である。 本開示の一実施形態に係る放射線検出素子の平面図である。 本開示の一実施形態に係る放射線検出素子の断面図である。 本開示の一実施形態に係る放射線検出素子の平面図である。 本開示の一実施形態に係る放射線検出素子の断面図である。 本開示の一実施形態に係る放射線検出素子の断面図である。 本開示の一実施形態に係る放射線検出素子の平面図である。 本開示の一実施形態に係る放射線検出素子の断面図である。 本開示の一実施形態に係る放射線検出素子の断面図である。 本開示の一実施形態に係る放射線検出素子の平面における拡大図である。 従来の放射線検出素子の平面図である。

以下、図面を参照して、本開示の一実施形態に係る放射線検出素子および放射線検出装置について詳細に説明する。なお、本開示の一実施形態に係る放射線検出素子および放射線検出装置は以下の実施形態に限定されることはなく、種々の変形を行ない実施することが可能である。全ての実施形態において、同じ構成要素には同一符号を付して説明する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上、実際の比率とは異なったり、構成の一部が図面から省略されたりする場合がある。また、説明の便宜上、上方又は下方という語句を用いて説明するが、例えば、第１部材と第２部材との上下関係が図示と逆になるように配置されてもよい。また、以下の説明で基材の第１面及び第２面は基材の特定の面を指すものではなく、基材の表面方向又は裏面方向を特定するもので、つまり基材に対する上下方向を特定するための名称である。

（第１実施形態）
本開示の一実施形態に係る放射線検出素子１００を有する放射線検出装置２００の構造の概要について、図１乃至図４を参照して説明する。

＜放射線検出装置の概要＞
図１は、本実施形態に係る放射線検出素子１００を有する放射線検出装置２００の概略図である。本実施形態に係る放射線検出装置２００は、ドリフト電極２０、放射線検出素子１００、及びチャンバー３０を有する。ドリフト電極２０と、放射線検出素子１００は、チャンバー３０内に一定のスペースを介して対向して配置される。チャンバー３０の内部には、アルゴンやキセノンなどの希ガスと、エタンやメタンなどの常温でガスのアルカンもしくは二酸化炭素を含む消光作用を有するガス（クエンチングガス）と、の混合ガスで封入されている。なお、チャンバー３０の内部にはこれらのガスが単体で封入されていてもよく、二種類以上の混合ガスが封入されていてもよい。

＜放射線検出素子の構成＞
本実施形態に係る放射線検出素子１００は、基材１０、カソード電極１１１、アノード電極１２１、貫通電極１２２、及びアノードパターン電極１２３を有している。基材１０は、第１面１０ａ及び第１面１０ａと反対側の第２面１０ｂを有している。

アノード電極１２１は、基材１０を貫通して第１面１０ａ側と第２面１０ｂ側とを電気的に接続し、第１面１０ａ側で露出する構成を有する。以下の説明において、アノード電極１２１と、貫通電極１２２と、アノードパターン電極１２３をそれぞれ区別して説明するが、アノード電極１２１は、貫通電極１２２及びアノードパターン電極１２３を含んでいてもよい。

アノード電極１２１は、カソード電極１１１の開口部１１２に配置されている。アノード電極１２１は、カソード電極１１１の開口部１１２の数に合わせて、４行×４列で配列されている。つまり、カソード電極１１１に設けられた複数の開口部１１２のそれぞれに、アノード電極１２１が配置されている。

貫通電極１２２は、基材１０の第１面１０ａから反対側の第２面１０ｂを貫通する貫通孔に設けられる。貫通電極１２２は、アノード電極１２１の数に合わせて、４行×４列で配列されている。貫通電極１２２は、アノード電極１２１と接続されている。本実施形態では、貫通電極１２２の上端部が露出した部分が、アノード電極１２１に相当する。

アノードパターン電極１２３は、基材１０の第２面１０ｂに配置されている。アノードパターン電極１２３は、アノード電極１２１の数に合わせて、４行×４列で配列されている。複数のアノードパターン電極１２３のそれぞれは、貫通電極１２２と接続されている。アノードパターン電極１２３は、カソード電極１１１の開口部１１２に対応する位置に配置される。

カソード電極１１１は、基材１０の第１面１０ａに配置されている。本実施形態では、カソード電極１１１は、一つの導電層で形成されている例を示す。また、カソード電極１１１は、複数の開口部１１２を有している。複数の開口部１１２は、円形である。本実施形態では、複数の開口部１１２は、４行×４列で配置されている例について示す。

本明細書等では、カソード電極１１１の一部、開口部１１２、アノード電極１２１を、ピクセル電極１０１という。ピクセル電極１０１は、概略正方形である。図１では、一つの放射線検出素子１００に、４行×４列の１６個のピクセル電極１０１が配置された例を示したが、ピクセル電極１０１の数はこれに限定されない。例えば、放射線検出素子１００は、２４行×２４列の５７６個のピクセル電極１０１を有していてもよい。

＜放射線検出素子の構成＞
次に、本実施形態に係る放射線検出素子１００が有するピクセル電極１０１の構成について詳細に説明する。図２は、本開示の一実施形態に係る放射線検出素子１００の平面図である。図３は、図２に示すＡ１－Ａ２線に沿って切断した断面図である。

図２及び図３に示す放射線検出素子１００において、ピクセル電極１０１－１、１０１－２、１０１－３、１０１－４を例示して説明する。以降の説明において、ピクセル電極１０１－１、１０１－２、１０１－３、１０１－４のそれぞれを区別しない場合には、ピクセル電極１０１と記載する。また、ピクセル電極１０１－１、１０１－２、１０１－３、１０１－４のそれぞれの構成要素についても同様である。

ピクセル電極１０１－１は、基材１０、アノード電極１２１－１、貫通電極１２２－１、アノードパターン電極１２３－１、及びカソード電極１１１を有する。また、ピクセル電極１０１－２は、基材１０、アノード電極１２１－２、貫通電極１２２－２、アノードパターン電極１２３－２、及びカソード電極１１１を有する。

まず、アノード電極１２１の構成について説明する。図３に示すように、アノード電極１２１は、基材１０を貫通して第１面１０ａと第２面１０ｂとを電気的に接続し、第１面１０ａ側で露出した構成を有する。アノード電極１２１は、基材１０の第１面１０ａ上に配置される。本実施形態では、アノード電極１２１は、カソード電極１１１の開口部１１２において、基材１０の第１面１０ａから貫通電極１２２の上端部が突出している形状を有している構成を示すが、この形状に限定されない。アノード電極１２１は、カソード電極１１１の開口部１１２において、基材１０の第１面１０ａから貫通電極１２２の上端部が突出しない形状であってもよい。アノード電極１２１は、例えば、貫通電極１２２の上端部が基材１０の第１面１０ａと概略一致する形状、又は貫通電極１２２の上端部が基材１０の内部に位置する形状であってもよい。ただし、基材１０の第１面１０ａでのカソード電極１１１とアノード電極１２１の高さを略同一にすることで、高電圧を印加して電気力線をアノード電極１２１に集中させても放電が抑制される。

次に、アノード電極１２１－１、アノード電極１２１－２、アノード電極１２１－３、１２１－４のそれぞれが配置される位置について説明する。図２に示すように、アノード電極１２１－１を基準とすると、アノード電極１２１－２は、第１方向Ｄ１においてアノード電極１２１－１と隣接している。また、アノード電極１２１－３は、第１方向Ｄ１と交差する第２方向Ｄ２において、アノード電極１２１－１と隣接している。また、アノード電極１２１－４は、第１方向Ｄ１においてアノード電極１２１－３と隣接し、第２方向Ｄ２においてアノード電極１２１－２と隣接している。

アノードパターン電極１２３－１、１２３－２、１２３－３、１２３－４は、基材１０の第２面１０ｂ側に配置されている。アノードパターン電極１２３－１、１２３－２、１２３－３、１２３－４は、それぞれ電気的に絶縁されている。アノードパターン電極１２３－１は、基材１０の第２面１０ｂ側において貫通電極１２２－１と接続されている。また、アノードパターン電極１２３－２は、基材１０の第２面１０ｂにおいて貫通電極１２２－２と接続されている。また、アノードパターン電極１２３－３、１２３－４も、基材１０の第２面１０ｂにおいて貫通電極１２２（図示しない）と接続されている。また、アノードパターン電極１２３－１、１２３－２、１２３－３、１２３－４は、それぞれ電気的に絶縁されている。

貫通孔１１は、基材１０の第１面１０ａから第２面１０ｂまでを接続する。本実施形態において、貫通孔１１および貫通電極１２２は円柱形である。すなわち、貫通孔１１は基材１０の厚さ方向において略同一の内径を有する。ここで貫通孔１１の内径とは最大径を示し、貫通孔１１の基材１０の厚さ方向と垂直な断面における貫通孔１１の輪郭線上の距離が最大になる２点の長さを示す。したがって、貫通孔１１の第１面１０ａ側における貫通電極１２２の内径と貫通孔１１の第２面１０ｂ側における貫通電極１２２の内径とは、略同一である。

貫通孔１１のアスペクト比は、４以上の範囲であることが好ましい。ここで貫通孔１１のアスペクト比とは、貫通孔１１の内径（貫通孔１１が基材１０の厚さ方向において異なる内径を有する場合、最大値をとる）に対する貫通孔１１の深さ（基材１０の厚さ）と定義する。貫通孔１１のアスペクト比が４未満である場合、アノードパターン電極１２３とカソード電極１１１間に電気力線の漏れが生じるようになり、アノード電極１２１とカソード電極１１１と間に電気力線が集中しなくなり、ガス増幅率が低下してしまう。

カソード電極１１１は、基材１０の第１面１０ａ側に配置されている。カソード電極１１１は、アノード電極１２１－１とアノード電極１２１－２との間、アノード電極１２１－２とアノード電極１２１－３との間、アノード電極１２１－３とアノード電極１２１－４との間、及びアノード電極１２１－４とアノード電極１２１－１との間に設けられている。また、カソード電極１１１は、アノード電極１２１－１、１２１－２、１２１－３、１２１－４のそれぞれと離間して設けられている。具体的には、カソード電極１１１には、アノード電極１２１－１、１２１－２、１２１－３、１２１－４のそれぞれを囲むように開口部１１２－１、１１２－２、１１２－３、１１２－４が設けられている。また、カソード電極１１１は、アノード電極１２１－１、１２１－２、１２１－３、１２１－４と電気的に絶縁されている。

図２では、カソード電極１１１とアノード電極１２１との距離が、アノード電極１２１を基準として全方向において一定となるように、カソード電極１１１の開口部１１２内にアノード電極１２１が設けられている構成を示したが、この構成に限定されない。例えば、アノード電極１２１を基準としてある一定の方向において、他の方向よりもカソード電極１１１とアノード電極１２１との距離が近くてもよい。このような構成とすることで、一定の方向において、検出感度を高めることができる。また、図２では、カソード電極１１１は、アノード電極１２１を囲む例を示したが、カソード電極１１１の一部が解放されていてもよい。

アノードパターン電極１２３－１には外部端子１３１－１が接続されており、アノードパターン電極１２３－２には外部端子１３１－２が接続されている。また、図示はしないが、アノードパターン電極１２３－３は、外部端子と接続されており、アノードパターン電極１２３－４は、外部端子と接続されている。また、アノードパターン電極１２３－１、１２３－２、１２３－３、１２３－４のそれぞれに接続された複数の外部端子は、それぞれ電気的に絶縁されている。図３では、外部端子１３１－１、１３１－２として、はんだボールを用いる例について示すが、これに限定されない。外部端子１３１－１、１３１－２として、銅ピラー、リード、又は端子パッド等を用いてもよい。

＜放射線検出素子の各パラメータ＞
本開示の一実施形態に係る放射線検出素子１００の各パラメータの一例を、以下に示す。なお、以下に示す各パラメータは一例であるため、適宜変更してもよい。
基材の外形：９．６ｍｍ角
カソード電極の幅：９５５０μｍ角
カソード電極の開口径ｄ１：２５０μｍ
貫通孔の内径ｄ２：５０μｍ
アノード電極のピッチｄ３：４００μｍ
基材の厚さ：３００μｍ

カソード電極１１１は、基材１０の外形よりもわずかに小さい領域となることが好ましい。例えば、基材１０の端部よりも、少なくとも２０μｍ内側に配置されることが好ましい。これにより、カソード電極１１１が、基材１０から剥離することを防止することができる。

貫通孔１１の内径ｄ２は、貫通電極１２２の上端部よりもわずかに小さいことが好ましい。これにより、貫通電極１２２の上端部をエッチングする際に、貫通孔１１内部にエッチング液が侵入することを抑制し、貫通孔１１内の貫通電極１２２がエッチングされることを抑制することができる。

基材１０として、有機絶縁材料を用いることができる。有機絶縁基材としては、ポリイミド、エポキシ、ベンゾシクロブテン、ポリアミド、フェノール、シリコーン、フッ素、液晶ポリマー、ポリアミドイミド、ポリベンゾオキサゾール、シアネート、アラミド、ポリオレフィン、ポリエステル、ＢＴレジン、ＦＲ－４、ＦＲ－５、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、シンジオタクチック・ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルニトリル、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテルポリサルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリエーテルイミドなどを用いることができる。また、基材としてガラス、シリコン、セラミックスなどの無機材料を用いることもできる。

＜従来の放射線検出方法＞
次に、従来の放射線検出素子５００の放射線検出の原理について、図１５を参照して説明する。

図１５は、従来の放射線検出素子５００の平面図である。放射線検出素子５００は、Ｄ１方向に沿って、複数のアノードパターン電極５２３－１、５２３－２（区別しない場合には、単にアノードパターン電極５２３と記す）が配列されており、Ｄ２方向に沿って、複数のカソード電極５１１－１、５１１－２（区別しない場合には、単にカソード電極５１１と記す）が配列されている。複数のカソード電極５１１－１、５１１－２は、基材１０の第１面に設けられており、複数のアノードパターン電極５２３－１、５２３－２は、基材１０の第２面に設けられている。

従来の放射線検出素子５００の放射線の検出方法を、ピクセル電極５０１－１、５０１－２、５０１－３、５０１－４（区別しない場合には、単にピクセル電極５０１と記す）を例示して説明する。ピクセル電極５０１－１において、カソード電極５１１の開口部５１２－１に、アノード電極５２１－１が配置されている。アノード電極５２１－１は、基材１０を貫通する貫通電極（図示しない）と接続されている。貫通電極は、アノードパターン電極５２３－１と接続されている。また、ピクセル電極５０１－２において、カソード電極５１１－２の開口部５１２－２に、アノード電極５２１－２が配置されている。アノード電極５２１－２は、基材１０を貫通する貫通電極（図示しない）と接続されている。貫通電極は、アノードパターン電極５２３－１と接続されている。なお、アノード電極５２１－１、５２１－２を、区別しない場合には、単にアノード電極５２１と記す。また、ピクセル電極５０１－３、５０１－４の構成については、詳細な説明を省略する。

図１５において、カソード電極５１１と、アノード電極５２１との間に電圧を印加することで、電場が形成される。カソード電極５１１は、グランド（ＧＮＤ）に接続されており、ドリフト電極（図示しない）と、カソード電極５１１との間にも電圧が印加され、電場が形成される。

放射線が入射したとき、ドリフト電極とカソード電極５１１との間に発生させた電場の影響により、放射線はチャンバー内に存在する気体との相互作用により電子雲を形成する。電子雲の各電子は、アノード電極５２１とカソード電極５１１からなるピクセル電極５０１の方向へ引き寄せられる。このとき、引き寄せられた電子は気体原子と衝突し、気体原子を電離する。ガス増幅により電離した電子は雪崩的に増殖し、アノード電極５２１で収集される電子群は、電気信号として読み出すことができる程度にまで達する。そして、この電気信号を、アノードパターン電極５２３を通して外部端子（例えば、外部端子５２４－１）から外部に読み出すことができる。一方、カソード電極５１１には電子群に誘導された正電荷が生じ、ここから得られる電気信号をカソード電極５１１の外部端子（例えば、外部端子５２５－１）から外部に読み出すことができる。これらの電気信号を時系列に計測することにより、荷電粒子の飛跡を測定することができる。

しかしながら、従来の放射線検出素子５００では、離れた場所において同時に信号が検出された場合、これらの信号を分離することが困難であった。具体的に、アノードパターン電極５２３－１、５２３－２、カソード電極５１１－１、５１１－２を参照して説明する。アノードパターン電極５２３－１、５２３－２と、カソード電極５１１－１、５１１－２が交差する位置Ｓには、ピクセル電極５０１－１、５０１－２、５０１－３、５０１－４が配置される。例えば、アノードパターン電極５２３－１及びアノードパターン電極５２３－２で同時に信号が検出され、カソード電極５１１－１及びカソード電極５１１－２で同時に検出され、これらの信号がマッチングしていると判定された場合を仮定する。この場合、ピクセル電極５０１－１及びピクセル電極５０１－４で同時に信号が検出されたのか、ピクセル電極５０１－２及びピクセル電極５０１－３で同時に信号が検出されたのか、判別することができなかった。そのため、放射線検出素子５００の位置検出精度が低下してしまうという問題があった。

＜本実施形態に係る放射線検出方法＞
次に、本実施形態に係る放射線検出素子１００の放射線検出の原理について、図４を参照して説明する。

本開示の一実施形態に係る放射線検出素子１００では、基材１０の第１面１０ａに、一つのカソード電極１１１及び複数のアノード電極１２１を設け、複数のアノード電極１２１のそれぞれと、基材１０の第２面１０ｂで複数のアノードパターン電極１２３のそれぞれと接続されている。複数のアノードパターン電極１２３のそれぞれは、電気的に絶縁されている。また、複数のアノードパターン電極１２３のそれぞれは、複数の外部端子（図示せず）のそれぞれと接続されている。

図４において、ピクセル電極１０１－１、１０１－２、１０１－３、１０１－４のうち、ピクセル電極１０１－１及びピクセル電極１０１－４で同時に信号が検出され、ピクセル電極１０１－２及びピクセル電極１０１－３で同時に信号が検出されたと仮定する。本実施形態の場合、ピクセル電極１０１－１、１０１－２、１０１－３、１０１－４のそれぞれが有するアノードパターン電極は、それぞれ電気的に絶縁されている。そのため、ピクセル電極１０１－１、１０１－２、１０１－３、１０１－４のそれぞれで検出された信号は、それぞれのアノードパターン電極から外部端子を介して読み出すことができる。したがって、ピクセル電極１０１－１及びピクセル電極１０１－４で同時に信号が検出され、ピクセル電極１０１－２及びピクセル電極１０１－３で同時に信号が検出された場合であっても、ピクセル電極１０１－１及びピクセル電極１０１－４で同時に検出された信号と、ピクセル電極１０１－２及びピクセル電極１０１－３で同時に検出された信号と、を判別することができる。これにより、放射線検出素子１００の位置情報精度を向上させることができる。また、検出位置情報取得のためのマッチング処理が不要となるため、信号処理スピードを向上させることができる。

図１では、複数のピクセル電極１０１を、４行×４列で配列する例について説明したが、これの配列に限定されない。複数のピクセル電極１０１を、細密充填配列となるように配置してもよい。

＜放射線検出素子の外部端子の構造＞
次に、従来の放射線検出素子５００の外部端子について説明する。従来の放射線検出素子５００では、配線基板などに実装した後で、外部端子５２４－１、５２５－１と、配線基板とを接続する構造であった。そのため、放射線検出素子５００の基材１０の周辺部にしか外部端子５２４－１、５２５－１を構成することができなかった。また、放射線検出素子５００の基材１０の一辺の長さも限られるために外部端子数も制限せざるを得なかった。

本開示の一実施形態に係る放射線検出素子１００は、図３に示すように、アノードパターン電極１２３に外部端子１３１を接続する構成である。このような構成とすることにより、複数の外部端子１３１を、配線基板に一括で接続することができるため、放射線検出素子１００の組み立て製造時間を短縮することができる。また、基材１０の第１面１０ａに、外部端子を設けることが不要となるため、ピクセル電極１０１の形成領域を増加させることができる。

（第２実施形態）
本実施形態に係る放射線検出素子１００Ａは、複数のカソード電極１１１Ａを有する点で、第１実施形態に係る放射線検出素子１００のカソード電極１１１と異なっている。なお、放射線検出素子１００Ａの構成は、カソード電極１１１Ａの構成以外、放射線検出素子１００の構成と同様である。そのため、放射線検出素子１００と同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。

＜放射線検出素子の構成＞
本実施形態に係る放射線検出素子１００Ａの構成について詳細に説明する。図５は、本開示の一実施形態に係る放射線検出素子１００Ａの平面図である。

図５に示す放射線検出素子１００Ａでは、カソード電極１１１が複数のカソード電極１１１Ａに分割されている。また、カソード電極１１１Ａは、複数の開口部１１２を有している。図５では、カソード電極１１１Ａが有する複数の開口部１１２は、２行×２列で配列されている例について示す。なお、分割されるカソード電極１１１Ａの数は、図５に示す形態に限定されない。また、一つのカソード電極１１１Ａが有する複数の開口部１１２の数も、図５に示す形態に限定されない。また、隣接するカソード電極１１１Ａの幅ｄ４は、例えば、２０μｍなどとすればよく、隣接するカソード電極１１１Ａが電気的に絶縁されていればよい。

アノード電極１２１は、カソード電極１１１Ａに設けられた複数の開口部１１２のそれぞれに配置されている。

アノードパターン電極１２３は、基材１０の第２面１０ｂに配置されている。アノードパターン電極１２３は、アノード電極１２１の数に合わせて配列されている。また、アノードパターン電極１２３は、貫通電極（図示しない）を介して、アノード電極１２１と接続されている。アノードパターン電極１２３は、カソード電極１１１Ａの開口部に対応する位置に配置される。

＜本実施形態に係る放射線検出方法＞
本実施形態に係る放射線検出素子１００Ａを有する放射線検出装置に、放射線が入射すると、一定の確率で、放射線とガスが反応して、運動エネルギーを持った電子を放出する。次に、放出された電子が運動エネルギーを消費しながら移動すると周りのガスが電離し、次々に電荷（電子）が生じる。この電荷が、付加されている電場により放射線検出素子１００Ａに到達することで、電子雪崩によって電荷が増幅されて信号となる。

一方、電子雪崩及び電荷の増幅によって、局所的に電位の変動が生じる。電子雪崩が生じた部分へ、電位安定のための電源供給が行われる。この電源供給は、カソード電極１１１Ａと接続された電源供給端子から行われる。そのため、電源供給端子と、電子雪崩が生じたカソード電極１１１Ａとの間において、電位が不安定になる。

本実施形態に示すように、カソード電極１１１Ａを分割して複数設けて、それぞれに電位を供給する。このとき、複数のカソード電極１１１Ａに供給される電位は、同一であることが好ましい。このようにすることで、それぞれ分割されたカソード電極１１１Ａにおける電位が不安定になることを抑制することができる。また、分割されたカソード電極１１１Ａの面積を各々等しくすることで、電位供給の面内ばらつきや、電子増幅率のばらつきを抑制することができる。

（第３実施形態）
本実施形態では、放射線検出素子１００Ｂにおいて、カソード電極１１１に接続される外部端子１３２の構成について説明する。なお、放射線検出素子１００Ｂの構成は、外部端子１３２の構成以外、放射線検出素子１００の構成と同様である。そのため、放射線検出素子１００と同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。

＜放射線検出素子の構成＞
次に、本実施形態に係る放射線検出素子１００Ｂの構成について説明する。図６は、本実施形態に係る放射線検出素子１００Ｂの平面図である。図７は、図６に示すＢ１－Ｂ２線に沿って切断した断面図である。

図６及び図７に示す放射線検出素子１００Ｂは、基材１０の第１面１０ａに設けられたカソード電極１１１と、基材１０の貫通孔１２に設けられた貫通電極１２４と、基材１０の第２面１０ｂに設けられた導電層１２５と、を有する。カソード電極１１１は、貫通電極１２４と接続されており、貫通電極１２４は、導電層１２５と接続されている。また、導電層１２５は、外部端子１３２と接続されている。また、外部端子１３２は、複数の外部端子１３１のそれぞれと電気的に絶縁されている。

カソード電極１１１と接続される外部端子１３２を、アノード電極１２１と接続される外部端子１３１と同じ構成にすることで、放射線検出素子１００Ｂを配線基板に実装する際に、容易に実装することができる。

また、貫通電極１２２が設けられる貫通孔１１の内径ｄ２と、貫通電極１２４が設けられる貫通孔１２の内径ｄ５とを略同一にすることで、基材１０に同時に貫通孔１１及び貫通孔１２を形成することができるため、放射線検出素子１００Ｂを形成する際の生産性が向上する。

＜変形例１＞
次に、図５に示す放射線検出素子１００Ａと一部異なる構成を有する放射線検出素子１００Ｃについて、図８を参照して説明する。図８は、本実施形態に係る放射線検出素子１００Ｃの上面図である。

図８に示す放射線検出素子１００Ｃでは、図５に示す放射線検出素子１００Ａと同様に、カソード電極１１１が複数のカソード電極１１１Ｃに分割されている。基材１０の第１面に設けられたカソード電極１１１Ｃは、基材の貫通孔に設けられた貫通電極１２４Ｃと接続されている。また、貫通電極１２４Ｃは、基材１０の第２面１０ｂに設けられた導電層１２５Ｃと接続されている。また、導電層１２５Ｃは、外部端子（図示せず）と接続されている。当該外部端子は、複数の外部端子１３１と電気的に絶縁されている。

複数のカソード電極１１１Ｃの面内電位分布を等しくするために、複数のカソード電極１１１Ｃのそれぞれと接続される貫通電極１２４Ｃは、等間隔で配置することが好ましい。

放射線検出素子１００Ｃにおいても、カソード電極１１１Ｃと接続される外部端子を、アノード電極１２１と接続される外部端子と同じ構成にすることで、放射線検出素子１００Ｃを配線基板に実装する際に、容易に実装することができる。また、カソード電極１１１を複数のカソード電極１１１Ｃに分割した場合であっても、複数のカソード電極１１１Ｃのそれぞれに同じ電位を、配線基板から供給することができる。

（第４実施形態）
本実施形態に係る放射線検出素子１００Ｄは、アノードパターン電極１２３と、外部端子１３１とを配線層１４２を介して接続する構成について、図９を参照して説明する。なお、放射線検出素子１００Ｄの構成について、放射線検出素子１００の構成と同様の構成については、繰り返しの説明は省略する。

＜放射線検出素子の構成＞
本実施形態に係る放射線検出素子１００Ｄの構成について説明する。図９は、本実施形態に係る放射線検出素子１００Ｄの断面図である。

図９に示すように、放射線検出素子１００Ｄでは、基材１０の第２面１０ｂに設けられた複数のアノードパターン電極１２３上に絶縁層１４１が設けられている。また、絶縁層１４１上に、複数の配線層１４２が設けられている。複数の配線層１４２のそれぞれは、複数のアノードパターン電極１２３のそれぞれに接続されている。また、配線層１４２は、外部端子１３１と接続されている。

アノードパターン電極１２３と、外部端子１３１とを、配線層１４２を介して接続することにより、外部端子１３１のレイアウトを調整することができる。これにより、隣接する外部端子１３１のピッチｄ１０を、隣接するアノード電極１２１のピッチｄ３よりも小さくすることができる。また、放射線検出素子が大きなサイズになると、実装する配線基板との熱膨張差によって外部端子の接続に不良が生じて、信頼性が劣るおそれがある。しかしながら、アノードパターン電極１２３と、外部端子１３１とを、配線層１４２を介して接続することで、放射線検出素子１００Ｄと配線基板との熱膨張差を緩和することができる。また、複数の放射線検出素子１００Ｄを、配線基板上に隣接して配列する際に、放射線検出素子１００Ｄ間にデッドスペースが発生しないようにすることができる。

（第５実施形態）
本実施形態に係る放射線検出素子１００Ｅは、基材１０の第１面１０ａ及び第２面１０ｂにそれぞれ絶縁層１４３、１４４を設ける構成を有する例について図１０を参照して説明する。

基材１０の第１面１０ａ上には、絶縁層１４３が設けられている。絶縁層１４３には、貫通電極１２２が形成される位置に対応して、開口部が設けられている。絶縁層１４３に設けられた開口部を介して、貫通電極１２２と、アノード電極１２１とが電気的に接続されている。アノード電極１２１の上面は、絶縁層１４３の表面から露出されている。カソード電極１１１は、絶縁層１４３上に設けられている。カソード電極１１１の平面図は、特に図示しないが、図２に示すように、一つのカソード電極１１１が設けられていてもよいし、図５に示すように、複数のカソード電極１１１Ａが設けられていてもよい。なお、本実施形態において、カソード電極１１１及びアノード電極１２１は、同じ材料を有する一つの導電層を加工することで形成することができる。

基材１０に貫通孔１１を形成する際のエッチング工程や、貫通電極１２２を形成する際の導体メッキ工程などの製造工程において、貫通電極１２２の表面が荒れたり、凹凸が生じたりする場合がある。基材１０の第１面１０ａに絶縁層１４３を設けることにより、第１面１０ａの表面凹凸を緩和することができる。また、基材１０の第１面１０ａと、カソード電極１１１との密着性を向上させることができるため、カソード電極１１１が剥離することを抑制することができる。また、絶縁層１４３上に、同じ材料を有する一つの導電層を加工することで、カソード電極１１１とアノード電極１２１とを形成することができる。これにより、貫通電極１２２によってアノード電極１２１を形成する場合と比較して、カソード電極１１１の高さと、アノード電極１２１の高さとを合わせることが容易となる。

基材１０の第２面１０ｂ上には、絶縁層１４１が設けられている。絶縁層１４１には、貫通電極１２２が形成される位置に対応して、開口部が設けられている。絶縁層１４１に設けられた開口部を介して、貫通電極１２２と、アノードパターン電極１２３とが電気的に接続されている。アノードパターン電極１２３は、絶縁層１４１上に設けられている。

基材１０の第２面１０ｂに絶縁層１４１を設けることにより、第２面１０ｂの表面凹凸を緩和することができる。また、基材１０の第２面１０ｂと、アノードパターン電極１２３との密着性を向上させることができるため、アノードパターン電極１２３が剥離することを抑制することができる。

図１０では、カソード電極１１１と基材１０との間には、絶縁層１４３が設けられており、アノード電極１２１と基材１０との間には、絶縁層１４１が設けられている例を示すが、本開示の一実施形態はこれに限定されない。絶縁層１４３及び絶縁層１４１の少なくとも一方が省略される構成であってもよい。

絶縁層１４１、１４３として、有機絶縁材料を用いることができる。有機絶縁層としては、ポリイミド、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、ポリアミド、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、液晶ポリマー、ポリアミドイミド、ポリベンゾオキサゾール、シアネート樹脂、アラミド、ポリオレフィン、ポリエステル、ＢＴレジン、ＦＲ－４、ＦＲ－５、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、シンジオタクチック・ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルニトリル、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテルポリサルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリエーテルイミドなどを用いることができる。また、絶縁層としてガスを透過しやすい部材を用いることができる。例えば、内部に気泡を含有するポーラスな材料を用いてもよい。

絶縁層１４１、１４３の厚さは、特に制限はないが、例えば、１μｍ以上２０μｍ以下の範囲で適宜選択することができる。絶縁層１４１、１４３の厚さが上記下限より薄いと、アノード電極１２１とカソード電極１１１の表面絶縁が小さくなり、放電が起こる原因となりうる。また、絶縁層１４１、１４３の厚さが上記上限より厚くなると、開口部の形成工程が長くなり、製造工程が長期化し、製造コストも上昇してしまう。また絶縁層１４１、１４３による内部応力で絶縁部材が反り、割れやすくなる。

（第６実施形態）
本開示の一実施形態に係る放射線検出素子１００は、配線基板１５０に実装接続する場合について、図１１及び図１２を参照して説明する。図１１は、本開示の一実施形態に係る放射線検出素子１００が実装された配線基板１５０の平面図である。図１２は、図１１に示すＣ１－Ｃ２線に沿って切断した断面図である。

図１１及び図１２に示すように、配線基板１５０には、ボンディングパッド１５１が設けられている。ボンディングパッド１５１は、ボンディングワイヤー１５２によって、カソード電極１１１と接続することができる。ボンディングワイヤー１５２として、例えば、２０μｍφの金ワイヤーを用いる。なお、カソード電極１１１と、配線基板１５０との接続方法は、ボンディングワイヤー１５２によるワイヤーボンディングに限定されない。放射線検出素子１００と、配線基板１５０との接続方法は、線材でのはんだ付けや、接続ピンによるコンタクト接続など、適宜変更することができる。

図１１及び図１２では、カソード電極１１１と配線基板１５０との接続箇所を二か所設ける例について示すが、カソード電極１１１と配線基板１５０との接続箇所は少なくとも一か所あればよい。カソード電極１１１と配線基板１５０との接続箇所を複数設けることにより、カソード電極１１１内の電位分布の差を小さくすることができる。

また、図５に示す放射線検出素子１００Ａを、配線基板１５０に実装接続する場合には、分割されたカソード電極１１１Ａの数に応じて、配線基板１５０にボンディングパッド１５１を設ければよい。

なお、配線基板１５０には、図示しないが、信号処理回路や、制御回路などが形成されている。また、配線基板１５０に実装されたＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｓ）などのコネクタ部品により、外部回路と接続することができる。また、配線基板１５０に実装接続された外部端子１３１は、アンダーフィル材や、封止樹脂材料で固定と外部端子の保護を行うことができる。

配線基板１５０に、例えば、タングステン、モリブデンなどの質量が大きい原子、又はヨウ化セシウム（ＣｓＩ）や、フッ化バリウム（ＢａＦ₂）などの放射線によってシンチレーション発光を起こす物質を分散させる。これにより、放射線検出素子を透過した放射線を減衰させることで、放射線が外部に漏れることを少なくすることもできる。また、上述の質量が大きい原子は、図９で示した配線基板１５０中の導電層として用いることも可能である。また、上述の質量が大きい原子は放射線を吸収する材料、上述の放射線によってシンチレーションを起こす物質は、放射線を光に変換する材料として、放射線のエネルギーや種類によって選定できる。

＜放射線検出素子の検査方法＞
本開示の一実施形態に係る放射線検出素子１００を、配線基板１５０に実装する前に、カソード電極１１１と、アノード電極１２１のオープン／ショートテストを行うことが好ましい。オープン／ショートテストを行う方法として、クッション性を有する導電性シートに、放射線検出素子１００をコンタクトすることで、カソード電極１１１と、アノード電極１２１との絶縁性を検査することができる。または、複数のアノード電極１２１のそれぞれについて、カソード電極１１１に対する静電容量を測定することで、各電極におけるオープン／ショートを確認することができる。

放射線検出素子１００を、配線基板１５０に実装した後、実動作時に必要となる電位、又は試験電位を印加して実用上問題がないかを確認することが好ましい。例えば、カソード電極１１１に－４００Ｖを印加し、複数のアノード電極１２１の各々にはＧＮＤを印加することで、カソード電極１１１と、アノード電極１２１との間で、必要な電界が生じるように適宜設定すればよい。

（第７実施形態）
本実施形態では、本開示の一実施形態に係る放射線検出素子１００を複数個実装した配線基板１５０Ａについて、図１３及び図１４を参照して説明する。

＜放射線検出装置の構成＞
図１３では、配線基板１５０Ａ上に、放射線検出素子１００－１、１００－２、１００－３が実装されている例を示す。放射線検出素子１００－１は、複数の外部端子１３１－１によって、配線基板１５０Ａと接続されている。放射線検出素子１００－２は、複数の外部端子１３１－２によって、配線基板１５０Ａと接続されている。また、放射線検出素子１００－３は、複数の外部端子１３１－３によって、配線基板１５０Ａと接続されている。

図１４は、隣接する放射線検出素子１００－１及び放射線検出素子１００－２を上面視したときの拡大図である。放射線検出素子１００－１において、基材１０－１上に、カソード電極１１１－１が配置されている。また、放射線検出素子１００－２において、基材１０－２上に、カソード電極１１１－２が配置されている。放射線検出素子１００－１のカソード電極１１１－１と、放射線検出素子１００－２のカソード電極１１１－２とは、接続部１５３によって電気的に接続される。接続部１５３として、例えば、銅リボン、ワイヤーボンディング、導電性ペースト、はんだ接続などを用いる。図１４では、接続部１５３として、銅リボンによって接続する例を示す。複数の放射線検出素子１００－１、１００－２、１００－３をそれぞれ、接続部１５３によって接続することで、所望のサイズの放射線検出装置２００を容易に構成することができる。

本実施形態では、隣接する放射線検出素子１００－１と放射線検出素子１００－２とを、接続部１５３によって接続する例を示したが、接続方法はこれに限定されない。第３実施形態に係る放射線検出素子１００Ｂ又は放射線検出素子１００Ｃを複数用いて、配線基板１５０Ａに実装する場合には、接続部１５３を用いなくてもよい。例えば、複数の放射線検出素子１００Ｂを複数用いて、配線基板１５０に直接接続する場合には、複数の放射線検出素子１００Ｂのカソード電極１１１のそれぞれは、貫通電極１２２を介して接続された外部端子１３１によって、配線基板１５０Ａと直接接続される。カソード電極１１１が、外部端子１３１によって、配線基板１５０Ａと直接接続される場合であっても、カソード電極１１１の電位分布の安定化を図るために、隣接するカソード電極１１１を、接続部１５３を適宜用いて接続してもよい。

本実施形態に示すように、複数の放射線検出素子を、配線基板１５０に実装することにより、所望のサイズの放射線検出装置を容易に構成することができる。

また、本開示に係る放射線検出素子１００では、基材１０の第２面１０ｂに複数の外部端子１３１が設けられているため、配線基板１５０Ａへの接続を一括で行うことができ、放射線検出素子１００の組み立て製造時間を短縮することができる。

＜放射線検出装置の各パラメータ＞
本開示の一実施形態に係る放射線検出装置２００の各パラメータの一例を、以下に示す。なお、以下に示す各パラメータは一例であるため、適宜変更してよい。
基材の外形：９．６ｍｍ角
カソード電極の幅：９５５０μｍ角
カソード電極の開口径ｄ１：２５０μｍ
貫通孔の内径ｄ２：５０μｍ
隣接するアノード電極のピッチｄ３：４００μｍ
基材の厚さ：３００μｍ
隣接する基材の距離ｄ６：５０μｍ
基材の端部からカソード電極までの距離ｄ７：２０μｍ
カソード電極の端部から開口部までの距離ｄ８：３０μｍ
隣接する基材上のアノード電極の距離ｄ９：４００μｍ

隣接する基材１０－１、１０－２の距離を５０μｍとすることにより、放射線検出素子１００－１の端部に配置されたアノード電極１２１－１と、放射線検出素子１００－２の端部に配置されたアノード電極１２１－２との距離は、４００μｍとなる。これにより、放射線検出素子１００－１に配置された隣接するアノード電極１２１間の距離と、隣接する放射線検出素子１００－１、１００－２のアノード電極１２１－１、１２１－２間の距離と、を一致させることができる。

１０：基材、１０ａ：第１面、１０ｂ：第２面、１１：貫通孔、１２：貫通孔、２０：ドリフト電極、３０：チャンバー、１００：放射線検出素子、１０１：ピクセル電極、１１１：カソード電極、１１２：開口部、１２１：アノード電極、１２２：貫通電極、１２３：アノードパターン電極、１２４：貫通電極、１２５：導電層、１３１：外部端子、１３２：外部端子、１４１：絶縁層、１４２：配線層、１４３：絶縁層、１４４：絶縁層、１５０：配線基板、１５１：ボンディングパッド、１５２：ボンディングワイヤー、１５３：接続部、２００：放射線検出装置、５００：放射線検出素子、５０１：ピクセル電極、５１１：カソード電極、５２１：アノード電極、５２３：アノードパターン電極

Claims (9)

1. 第１面と前記第１面と反対側の第２面とを有する基材と、
   前記基材を貫通して前記第１面側と前記第２面側とを電気的に接続し、前記第１面側で露出する第１電極と、
   第１方向において前記第１電極と隣接し、前記基材を貫通して前記第１面側と前記第２面側とを電気的に接続し、前記第１面側で露出する第２電極と、
   前記第１方向と交差する第２方向において前記第１電極と隣接し、前記基材を貫通して前記第１面側と前記第２面側とを電気的に接続し、前記第１面側で露出する第３電極と、
   前記第１方向において前記第３電極と隣接し、前記第２方向において前記第２電極と隣接し、前記基材を貫通して前記第１面側と前記第２面側とを電気的に接続し、前記第１面側で露出する第４電極と、
   前記第１面側に配置され、前記第１電極と前記第２電極との間、前記第２電極と前記第３電極との間、前記第３電極と前記第４電極との間、及び前記第４電極と前記第１電極との間に設けられ、前記第１電極、前記第２電極、前記第３電極、及び前記第４電極のそれぞれと離間して設けられる第５電極と、
   前記第２面側に、前記第１電極乃至前記第４電極を覆うように設けられた第１絶縁層と、
   前記第２面側で、前記第１絶縁層の開口部を介して前記第１電極と電気的に接続された第１外部端子と、
   前記第２面側で、前記第１絶縁層の開口部を介して前記第２電極と電気的に接続された第２外部端子と、
   前記第２面側で、前記第１絶縁層の開口部を介して前記第３電極と電気的に接続された第３外部端子と、
   前記第２面側で、前記第１絶縁層の開口部を介して前記第４電極と電気的に接続された第４外部端子と、を有し、
   前記第１外部端子乃至前記第４外部端子の各々は、電気的に絶縁されたはんだボールであり、
   前記基材を垂直方向から見たときに、前記第５電極は、前記第１外部端子乃至前記第４外部端子の少なくとも一つと重畳する、放射線検出素子。
2. 第１面と前記第１面と反対側の第２面とを有する基材と、
   前記基材を貫通して前記第１面側と前記第２面側とを電気的に接続し、前記第１面側で露出する第１電極と、
   第１方向において前記第１電極と隣接し、前記基材を貫通して前記第１面側と前記第２面側とを電気的に接続し、前記第１面側で露出する第２電極と、
   前記第１方向と交差する第２方向において前記第１電極と隣接し、前記基材を貫通して前記第１面側と前記第２面側とを電気的に接続し、前記第１面側で露出する第３電極と、
   前記第１方向において前記第３電極と隣接し、前記第２方向において前記第２電極と隣接し、前記基材を貫通して前記第１面側と前記第２面側とを電気的に接続し、前記第１面側で露出する第４電極と、
   前記第１面側に配置され、前記第１電極と前記第２電極との間、前記第２電極と前記第３電極との間、前記第３電極と前記第４電極との間、及び前記第４電極と前記第１電極との間に設けられ、前記第１電極、前記第２電極、前記第３電極、及び前記第４電極のそれぞれと離間して設けられる第５電極と、
   前記第２面側に、前記第１電極乃至前記第４電極を覆うように設けられた第１絶縁層と、
   前記第２面側で、前記第１絶縁層の開口部を介して前記第１電極と電気的に接続された第１外部端子と、
   前記第２面側で、前記第１絶縁層の開口部を介して前記第２電極と電気的に接続された第２外部端子と、
   前記第２面側で、前記第１絶縁層の開口部を介して前記第３電極と電気的に接続された第３外部端子と、
   前記第２面側で、前記第１絶縁層の開口部を介して前記第４電極と電気的に接続された第４外部端子と、を有し、
   前記第１外部端子乃至前記第４外部端子の各々は、電気的に絶縁され、配線基板と接続される端子であり、
   前記基材を垂直方向から見たときに、前記第５電極は、前記第１外部端子乃至前記第４外部端子の少なくとも一つと重畳する、放射線検出素子。
3. 前記第５電極は、前記第１電極、前記第２電極、前記第３電極、及び前記第４電極のそれぞれを囲む複数の開口部を有する、請求項１又は２に記載の放射線検出素子。
4. 前記基材を貫通して前記第１面側と前記第２面側とを電気的に接続し、前記第１面側で露出する第６電極と、
   前記第２面側で、前記第６電極と電気的に接続された第５外部端子と、をさらに有し、
   前記第６電極は、前記第５電極と電気的に接続され、
   前記第５外部端子は、前記第１外部端子乃至前記第４外部端子と電気的に絶縁される、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の放射線検出素子。
5. 前記第５電極と、前記基材との間に第２絶縁層をさらに有し、
   前記第１電極の上面乃至前記第４電極の上面は、前記第２絶縁層の表面から露出されている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の放射線検出素子。
6. 前記第２方向において前記第３電極と隣接し、前記基材を貫通して前記第１面側と前記第２面側とを電気的に接続し、前記第１面側で露出する第７電極と、
   前記第２面側で、前記第７電極と電気的に接続された第６外部端子と、
   前記第１面に配置され、前記第５電極及び前記第７電極と離間して設けられた第８電極と、をさらに有し、
   前記第６外部端子は、前記第１外部端子乃至前記第４外部端子とそれぞれ電気的に絶縁される、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の放射線検出素子。
7. 前記第８電極は、前記第７電極を囲む第５開口部を有する、請求項６に記載の放射線検出素子。
8. 前記基材を貫通して前記第１面側と前記第２面側とを電気的に接続し、前記第１面側で露出する第９電極と、
   前記第２面側で、前記第９電極と電気的に接続された第７外部端子と、をさらに有し、
   前記第７外部端子は、前記第１外部端子乃至前記第４外部端子と、電気的に絶縁される、請求項６又は７のいずれか一項に記載の放射線検出素子。
9. 前記第１外部端子乃至前記第７外部端子と、電気的に接続される配線基板をさらに有し、
   前記第５電極には、前記第８電極と同じ電位が、前記配線基板から供給される、請求項８に記載の放射線検出素子。

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