JP7127066B2 - X線撮像のための検出器 - Google Patents
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Description
・X線源に対向するように構成された第1の端部11と、入射X線の方向において、第1の端部11の反対側にある第2の端部12と、
・N≧2とするN個の深度セグメントを有し、深度セグメントのそれぞれが、電荷収集金属電極104を備える、少なくとも1つのストリップと、
・ドープ領域107と絶縁領域106とを備えた電荷収集側と、を備える。電荷収集金属電極104のそれぞれは、対応するドープ領域107の上に配置され、絶縁領域106上に配置された、それぞれのルーティングトレース103に接続され、それぞれのルーティングトレース103は、電荷収集金属電極から、第2の端部に配置されたフロントエンド電子回路に接続可能な読み出しパッド105へと信号を伝達するように構成されている。
RE=WE/P
RT=WT/P
- X線源に対向するように構成された第1の端部と、第1の端部の反対側の第2の端部と、を有する半導体基板102を供給するステップS1と、
- 電荷収集面と称される、半導体基板102の表面に、ドープ領域107を設けるステップS2と、
- ドープ領域107が設けられていない第2の表面の領域の上に、絶縁層106を設けるステップS3と、
- 半導体基板の第2の端部に、読み出しパッド105を配置するステップS4と、
- ドープ領域107と、絶縁層とを備える電荷収集面の上に、単一金属層を成膜するステップS5と、
- 単一金属層をパターニングして、
i) ドープ領域107の上に、電荷収集金属電極を形成し、
ii) 絶縁層106の上に、電荷収集金属電極を読み出しパッド105と接続するルーティングトレース103を形成するステップS6と、
を含む。
・ R.ノヴォトニー(R. Nowotny)、“医学および構造解析におけるSiマイクロストリップ検出器の応用(Application of Si-microstrip-detectors in medicine and structural analysis)”、物理学研究における核計器および方法(Nuclear Instruments and Methods in Physics Research)226(1984)34~39
・ 米国特許第4,937,453号、ロバート・ネルソン(Robert Nelson)“放射線撮像用X線検出器(X-ray detector for radiographic imaging)”
・ 米国特許第5,434,417号、デイビッド・ナイグレン(David Nygren)“高解像度エネルギーに敏感なデジタルX線(High resolution energy-sensitive digital X-ray)”
・ 米国特許第7,291,841号B2、ロバート・ネルソン(Robert Nelson)ら、“核医学における強化されたSPECT、PET、およびコンプトン散乱撮像のための装置およびシステム(Device and system for enhanced SPECT, PET, and Compton scatter imaging in nuclear medicine)”
・ ショウイチ・ヨシダ(Shoichi Yoshida)、タカシ・オオスギ(Takashi Ohsugi)、“シリコンストリップ検出器のX線コンピュータ断層撮影への応用(Application of silicon strip detectors to X-ray computed tomography)”、物理学研究における核計器および方法(Nuclear Instruments and Methods in Physics Research)、A 541(2005)、412~420
・ 米国特許第8,183,535号B2、マッツ・ダニエルソン(Mats Danielsson)ら、“X線撮像用のシリコン検出器アセンブリ(Silicon detector assembly for x-ray imaging)”
・ チェン・シュウ(Cheng Xu)ら、“光子計数スペクトルCT用のセグメント化シリコンストリップ検出器のエネルギー分解能(Energy resolution of a segmented silicon strip detector for photon-counting spectral CT)”、物理学研究における核計器および方法(Nuclear Instruments and Methods in Physics Research)、A715(2013)、11~17
・ スジン・リウ(Xuejin Liu)ら、“マルチビン光子計数スペクトルコンピューター断層撮影検出器用のスペクトル応答モデルとその応用(Spectral response model for a multibin photon-counting spectral computed tomography detector and its applications)”、医用画像ジャーナル(Journal of Medical Imaging)2(3)(2015)033502
・ スウェーデン特許出願第9801677-7号、マッツ・ダニエルソン(Mats Danielsson)
・ “シリコンストリップ検出器での電荷収集(Charge collection in silicon strip detectors)”、物理学研究における核計器および方法(Nuclear Instruments and Methods in Physics Research)214(2-3)(1983)、253~260
Claims (15)
- 半導体基板を備えるエッジオン光子計数検出器であって、前記半導体基板は、
- X線源に対向するように構成された第1の端部と、入射X線の方向において、前記第1の端部の反対側にある第2の端部と、
- N≧2とするN個の深度セグメントを有し、前記深度セグメントのそれぞれが、電荷収集金属電極を備える、少なくとも1つのストリップと、
- ドープ領域と絶縁領域とを備えた電荷収集側と、を備え
前記電荷収集金属電極のそれぞれは、対応するドープ領域の上に配置され、前記絶縁領域上に配置された、それぞれのルーティングトレースに接続され、それぞれの前記ルーティングトレースは、前記電荷収集金属電極から、前記第2の端部に配置されたフロントエンド電子回路に接続可能な読み出しパッドへと信号を伝達するように構成され、
前記ストリップの数は、少なくとも2つであり、
前記電荷収集金属電極の幅寸法は、ストリップピッチに対する前記電荷収集金属電極幅の比率が0.8未満であり、キャパシタンスを減少させるような寸法である、エッジオン光子計数検出器。 - 前記半導体基板はシリコンを含む、請求項1に記載のエッジオン検出器。
- 前記電荷収集金属電極および前記ルーティングトレースは、同じ金属から製造される、請求項1または2に記載のエッジオン検出器。
- 前記電荷収集金属電極および前記ルーティングトレースは、単一金属層内に設けられる、請求項3に記載のエッジオン検出器。
- 前記金属はアルミニウムである、請求項4に記載のエッジオン検出器。
- 前記絶縁領域は、二酸化シリコンの領域を備える、請求項1から5のいずれか1項に記載のエッジオン検出器。
- 前記ストリップの数は、少なくとも2つであり、
前記ルーティングトレースの幅寸法は、ストリップピッチに対する前記ルーティングトレース幅の比率が0.05未満であり、キャパシタンスを減少させるような寸法である、請求項1から6のいずれか1項に記載のエッジオン検出器。 - 前記半導体基板には、前記第2の端部に配置された前記読み出しパッドに隣接する領域内にドープ領域が設けられている、請求項1から7のいずれか1項に記載のエッジオン検出器。
- 前記読み出しパッドに隣接する前記領域に、絶縁領域がさらに設けられ、これにより、前記ドープ領域と前記絶縁領域とが配置されて、前記ルーティングトレースが前記絶縁領域上を前記読み出しパッドまで延びるようなパターンを形成する、請求項8に記載のエッジオン検出器。
- 前記半導体基板は、テーパ形状を有し、これにより、前記半導体基板の第1の端部は、第1の幅を有し、前記半導体基板の第2の端部は、前記第1の端部よりも大きな第2の幅を有する、請求項1から9のいずれか1項に記載のエッジオン検出器。
- 前記半導体基板は、電荷収集金属電極の少なくとも2つのストリップを備え、前記ストリップは、前記電荷収集金属電極が、前記基板のテーパ形状に適合されたテーパパターン内の前記電荷収集側に設けられるように、互いに対して角度をなしている、請求項10に記載のエッジオン検出器。
- 前記半導体基板の前記第2の端部は、少なくとも1つの面取り角部を備える、請求項1から11のいずれか1項に記載のエッジオン検出器。
- エッジオン検出器のための電荷収集面を製造するための方法であって、
- X線源に対向するように構成された第1の端部と、前記第1の端部の反対側にある第2の端部と、を有する半導体基板を供給するステップ(S1)と、
- 電荷収集面と称される、前記半導体基板の表面に、ドープ領域を設けるステップ(S2)と、
- ドープ領域が設けられていない第2の表面の領域に、絶縁層を設けるステップ(S3)と、
- 前記半導体基板の前記第2の端部に、読み出しパッドを配置するステップ(S4)と、
- 前記ドープ領域と、前記絶縁層とを備える前記電荷収集面の上に、単一金属層を成膜するステップ(S5)と、
- 前記単一金属層をパターニングして、
i)前記ドープ領域の上に、電荷収集金属電極を形成し、
ii)前記絶縁層の上に、前記電荷収集金属電極を前記読み出しパッドと接続するルーティングトレースを形成するステップ(S6)と、
を含み、
ドープ領域(R)が設けられていない前記第2の表面の領域に、絶縁層Fを設けるステップ(S3)は、二酸化シリコン層を設けることを含み、
前記金属層をパターニングする前記ステップ(S6)は、電荷収集金属電極の少なくとも2つのストリップを形成することを含み、前記電荷収集金属電極のそれぞれは、ストリップピッチに対する電荷収集金属電極幅の比率が、0.8未満であるような幅寸法を有する、方法。 - 半導体基板Bを供給する前記ステップ(S1)は、シリコン基板を供給することを含み、
前記電荷収集面の上に単一金属層を成膜する前記ステップ(S5)は、物理蒸着法(PVD)、めっき法および/または化学蒸着法(CVD)を使用して単一アルミニウム層を成膜することを含み、
前記単一金属層をパターニングするステップ(S6)は、フォトリソグラフィの使用を含む、請求項13に記載の方法。 - 前記金属層をパターニングする前記ステップ(S6)は、ストリップピッチに対するルーティングトレース幅の比率が、0.05未満であるような幅寸法を有するルーティングトレースを形成することをさらに含む、請求項13に記載の方法。
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US11389125B1 (en) * | 2021-02-05 | 2022-07-19 | GE Precision Healthcare LLC | System and method for mitigating trace triggering of channels in x-ray detector |
CN114447149B (zh) * | 2022-01-11 | 2023-12-01 | 上海奕瑞光电子科技股份有限公司 | 一种边缘入射探测器及其制作方法 |
US20230389884A1 (en) * | 2022-06-07 | 2023-12-07 | GE Precision Healthcare LLC | Photon counting computed tomography (pcct) detector sensor repair for increased sensor yield |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007007407A (ja) | 2005-06-29 | 2007-01-18 | General Electric Co <Ge> | 多層直接変換式コンピュータ断層検出器モジュール |
JP2011145292A (ja) | 2010-01-13 | 2011-07-28 | Fei Co | 放射線検出器 |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4937453A (en) | 1987-05-06 | 1990-06-26 | Nelson Robert S | X-ray detector for radiographic imaging |
US5434417A (en) | 1993-11-05 | 1995-07-18 | The Regents Of The University Of California | High resolution energy-sensitive digital X-ray |
US5528043A (en) * | 1995-04-21 | 1996-06-18 | Thermotrex Corporation | X-ray image sensor |
SE518811C2 (sv) | 1998-05-13 | 2002-11-26 | Mamea Imaging Ab | Strålningsdetektorsanordning |
AU4603400A (en) * | 1999-05-10 | 2000-11-21 | Yves Chartier | Energy selective detection systems |
CA2501058A1 (en) * | 2002-10-07 | 2004-04-15 | Sunnybrook And Women's College Health Sciences Centre | High quantum efficiency x-ray detector for portal imaging |
US7291841B2 (en) | 2003-06-16 | 2007-11-06 | Robert Sigurd Nelson | Device and system for enhanced SPECT, PET, and Compton scatter imaging in nuclear medicine |
WO2006107727A2 (en) * | 2005-04-01 | 2006-10-12 | San Diego State University Foundation | Edge-on sar scintillator devices and systems for enhanced spect, pet, and compton gamma cameras |
JP2009059975A (ja) | 2007-09-03 | 2009-03-19 | Mitsubishi Electric Corp | フォトセンサーおよびx線撮像装置 |
FI121828B (fi) * | 2007-12-04 | 2011-04-29 | Finphys Oy | Säteilynilmaisin, menetelmä säteilynilmaisimen valmistamiseksi ja ilmaisimen käyttö säteilyn mittaamiseen |
US8183535B2 (en) * | 2009-02-11 | 2012-05-22 | Mats Danielsson | Silicon detector assembly for X-ray imaging |
JP2011238897A (ja) | 2010-04-13 | 2011-11-24 | Canon Inc | 検出装置及びその製造方法並びに検出システム |
JP5711476B2 (ja) | 2010-07-29 | 2015-04-30 | 日立アロカメディカル株式会社 | 放射線検出器カード |
JP5569842B2 (ja) * | 2010-08-04 | 2014-08-13 | 日立アロカメディカル株式会社 | 放射線検出器及び放射線検出装置 |
GB2491111B (en) * | 2011-05-19 | 2015-08-19 | Oxford Instr Nanotechnology Tools Ltd | Charge-sensitive amplifier |
US8445853B2 (en) * | 2011-08-22 | 2013-05-21 | Eastman Kodak Company | Method of making a radiation-sensitive substrate |
WO2014030094A1 (en) * | 2012-08-23 | 2014-02-27 | Koninklijke Philips N.V. | Photon counting semiconductor detectors |
WO2014131949A1 (en) * | 2013-02-28 | 2014-09-04 | Sensor Systems Group Inc. Oy | Detector for detecting neutrons and x- and gamma ray photons |
GB2516034A (en) | 2013-07-08 | 2015-01-14 | Plastic Logic Ltd | Radiation imaging |
JP2015133408A (ja) * | 2014-01-14 | 2015-07-23 | 株式会社島津製作所 | 放射線検出器 |
US10561382B2 (en) * | 2014-12-19 | 2020-02-18 | G-Ray Switzerland Sa | Photon counting cone-beam CT apparatus with monolithic CMOS integrated pixel detectors |
-
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-
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007007407A (ja) | 2005-06-29 | 2007-01-18 | General Electric Co <Ge> | 多層直接変換式コンピュータ断層検出器モジュール |
JP2011145292A (ja) | 2010-01-13 | 2011-07-28 | Fei Co | 放射線検出器 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
CHENG,Xu et al.,Energy resolution of a segmented silicon strip detector for photon-counting spectral CT,Nuclear Instruments & Methods in Physics Research, Section A.,米国,2013年,A715,p.11-17 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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KR20200006071A (ko) | 2020-01-17 |
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