JPH01269083A - 放射線検出素子 - Google Patents
放射線検出素子Info
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- JPH01269083A JPH01269083A JP9917488A JP9917488A JPH01269083A JP H01269083 A JPH01269083 A JP H01269083A JP 9917488 A JP9917488 A JP 9917488A JP 9917488 A JP9917488 A JP 9917488A JP H01269083 A JPH01269083 A JP H01269083A
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- scintillator
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- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 claims description 24
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、Ｘ１ＩＣＴ（コンピュータ断層撮影）装置等
に利用される放射線検出器に関し、特に放射線照射によ
る劣化を少なくした放射線検出素子に関する。
に利用される放射線検出器に関し、特に放射線照射によ
る劣化を少なくした放射線検出素子に関する。
ＣＴ用固体検出素子の代表的なものとして、シンチレー
タとフォトダイオードを組合せたものがある。近年、非
晶質材料の応用研究の進歩により上記フォトダイオード
として、非晶質シリコンフォトダイオードを用いること
が可能になりつつある、このような研究例として我等の
報告（応用物理学会誌、１９８６年、８２４頁）がある
、また、関連する文献として、特開昭５８−１１８９７
７号公報、同６２−４３５８５号公報、同６２−７１８
８１号公報および同６２−１２４４８４号公報等を挙げ
ることができる。
タとフォトダイオードを組合せたものがある。近年、非
晶質材料の応用研究の進歩により上記フォトダイオード
として、非晶質シリコンフォトダイオードを用いること
が可能になりつつある、このような研究例として我等の
報告（応用物理学会誌、１９８６年、８２４頁）がある
、また、関連する文献として、特開昭５８−１１８９７
７号公報、同６２−４３５８５号公報、同６２−７１８
８１号公報および同６２−１２４４８４号公報等を挙げ
ることができる。
上記非晶質シリコンフォトダイオードは、シンチレータ
上に直接形成できるので、多数チャンネルを製造する際
に、シンチレータ素子とフォトダイオードの位置ずれか
ないこと、また、一体形成されているため、検出素子群
の実装が極めて容易になる等の利点がある。
上に直接形成できるので、多数チャンネルを製造する際
に、シンチレータ素子とフォトダイオードの位置ずれか
ないこと、また、一体形成されているため、検出素子群
の実装が極めて容易になる等の利点がある。
しかしながら、非晶質シリコンフォトダイオードは、従
来の結晶シリコンフォトダイオードに比べて、耐放射線
性が悪いことが、非晶質シリコン太陽電池の宇宙空間で
の応用研究において明らかにされている。上記従来技術
は、このような放射線照射による非晶質シリコンフォト
ダイオードの劣化については配慮されておらず、実装形
態が最適化されていなかった。このため、長期間、ＣＴ
用Ｘ線検出器等として用いると、検出感度が低下すると
いう問題があった。
来の結晶シリコンフォトダイオードに比べて、耐放射線
性が悪いことが、非晶質シリコン太陽電池の宇宙空間で
の応用研究において明らかにされている。上記従来技術
は、このような放射線照射による非晶質シリコンフォト
ダイオードの劣化については配慮されておらず、実装形
態が最適化されていなかった。このため、長期間、ＣＴ
用Ｘ線検出器等として用いると、検出感度が低下すると
いう問題があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、従来の放射線検出素子における上述の如
き問題を解消し、検出感度の放射線照射劣化がなく、Ｃ
Ｔ用検出器を構成するに好適な放射線検出素子を提供す
ることにある。
するところは、従来の放射線検出素子における上述の如
き問題を解消し、検出感度の放射線照射劣化がなく、Ｃ
Ｔ用検出器を構成するに好適な放射線検出素子を提供す
ることにある。
本発明の上記目的は、少なくともシンチレータと、該シ
ンチレータ上に直接形成された非晶質シリコンフォトダ
イオードから成る光検出素子とを有する放射線検出素子
において、前記非晶質シリコンフォトダイオードが形成
される面は、前記シンチレータの放射線入射面と対向す
る面であり、前記シンチレータの放射線入射面と前記非
晶質シリコンフォトダイオード形成面間の厚さを、入射
放射線の９０％以上が前記シンチレータにより吸収され
るに充分で、かつ、前記シンチレータの発光出力がその
最大値の９０％以上となるに充分な厚さとしたことを特
徴とする放射線検出素子によって達成される。
ンチレータ上に直接形成された非晶質シリコンフォトダ
イオードから成る光検出素子とを有する放射線検出素子
において、前記非晶質シリコンフォトダイオードが形成
される面は、前記シンチレータの放射線入射面と対向す
る面であり、前記シンチレータの放射線入射面と前記非
晶質シリコンフォトダイオード形成面間の厚さを、入射
放射線の９０％以上が前記シンチレータにより吸収され
るに充分で、かつ、前記シンチレータの発光出力がその
最大値の９０％以上となるに充分な厚さとしたことを特
徴とする放射線検出素子によって達成される。
本発明に係わる放射線検出素子においては、入射した放
射線は、シンチレータによる吸収により１１１０以下に
減弱するため、非晶質シリコンフォトダイオードの入射
放射線による特性劣化は、該フォトダイオードに直接放
射線が当たる場合に比べて、１／１０以下になる。従っ
て、耐放射線性が１０倍以上に向上する。
射線は、シンチレータによる吸収により１１１０以下に
減弱するため、非晶質シリコンフォトダイオードの入射
放射線による特性劣化は、該フォトダイオードに直接放
射線が当たる場合に比べて、１／１０以下になる。従っ
て、耐放射線性が１０倍以上に向上する。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。
。
第２図は、本発明の一実施例を示すＸ線検出素子の斜視
図である０本実施例に示すシンチレータ１は、ＣｄＷＯ
，結晶シンチレータ、Ｇｄ、０２Ｓ系セラミツクシンチ
レータ等で、例えば、長さ２５ｍｍ Ｘ幅１■鵬Ｘ厚さ
１ｉ＋ｍの大きさである。シンチレータ１のＸ線入射面
および側面、端面には、例えば、アルミによる光反射膜
が形成されている。なお。
図である０本実施例に示すシンチレータ１は、ＣｄＷＯ
，結晶シンチレータ、Ｇｄ、０２Ｓ系セラミツクシンチ
レータ等で、例えば、長さ２５ｍｍ Ｘ幅１■鵬Ｘ厚さ
１ｉ＋ｍの大きさである。シンチレータ１のＸ線入射面
および側面、端面には、例えば、アルミによる光反射膜
が形成されている。なお。
第２図中、２は前記非晶質シリコンフォトダイオード、
３は支持体、４は信号取出し配線、５は接続線、６はセ
パレータ板を示している。
３は支持体、４は信号取出し配線、５は接続線、６はセ
パレータ板を示している。
各シンチレータ１は、セパレータ板６を介して接触して
おり、また、シンチレータ１のＸ線入射面と対向する面
には１例えば、非晶質Ｓ １−ｐｉｎフォトダイオード
２が直接形成されている。該非晶質フォトダイオード２
の出力は、接続線５．信号取出し配線４を介してＩＶ変
換回路により電圧信号に変換し検出する。
おり、また、シンチレータ１のＸ線入射面と対向する面
には１例えば、非晶質Ｓ １−ｐｉｎフォトダイオード
２が直接形成されている。該非晶質フォトダイオード２
の出力は、接続線５．信号取出し配線４を介してＩＶ変
換回路により電圧信号に変換し検出する。
第３図に、非晶質フォトダイオード部分の詳細な構造例
を示す０図において、３１は接着材層、３２は光反射膜
、３３．３４は透明保護膜、３５は透明電極、３６はｐ
型ａ−Ｓ ｉ層、３７はｉ型ａ−Ｓ ｉ層、３８はｎ型
ａ−８ｉ層、３９は電極、４０は光反射膜、４１はセパ
レータ用溝、６はセパレータ板を示している。この例で
はｐｉｎ型構造としたが、ｐｎ型、ショットキー型等の
他の構造のフォトダイオードを用いても良い。
を示す０図において、３１は接着材層、３２は光反射膜
、３３．３４は透明保護膜、３５は透明電極、３６はｐ
型ａ−Ｓ ｉ層、３７はｉ型ａ−Ｓ ｉ層、３８はｎ型
ａ−８ｉ層、３９は電極、４０は光反射膜、４１はセパ
レータ用溝、６はセパレータ板を示している。この例で
はｐｉｎ型構造としたが、ｐｎ型、ショットキー型等の
他の構造のフォトダイオードを用いても良い。
図に示した如く、シンチレータ１上に直接フォトダイオ
ード２を形成すると、多数チャンネルを製造する際、シ
ンチレータ素子とフォトダイオードの位置ずれが起きる
ことがない。また、一体形成されているので、検出素子
群の実装が極めて容易になるという利点があることは、
前述の通りである。
ード２を形成すると、多数チャンネルを製造する際、シ
ンチレータ素子とフォトダイオードの位置ずれが起きる
ことがない。また、一体形成されているので、検出素子
群の実装が極めて容易になるという利点があることは、
前述の通りである。
以下、本発明の要点であるシンチレータの厚さについて
詳細に説明する。
詳細に説明する。
第１図（ａ）は、Ｇｄ、０２Ｓ：Ｐｒ、Ｃｅ、Ｆセラミ
ックシンチレータの厚さと透過ＸＩＩＡ量および発光出
力の関係を示すものである。図に示される如く、板厚０
．８１で透過Ｘ線量が入射Ｘ線に対して１／１０に減少
する。また、発光出力は、板厚１■で最大となり、板厚
０．３〜１ 、５ｍｍの範囲で、最大出力の９０％以上
の発光出力が得られる。
ックシンチレータの厚さと透過ＸＩＩＡ量および発光出
力の関係を示すものである。図に示される如く、板厚０
．８１で透過Ｘ線量が入射Ｘ線に対して１／１０に減少
する。また、発光出力は、板厚１■で最大となり、板厚
０．３〜１ 、５ｍｍの範囲で、最大出力の９０％以上
の発光出力が得られる。
非晶質シリコンフォトダイオードをシンチレータに直接
形成した素子は、前述の如く、大きなメリットを有する
が、非晶質シリコンフォトダイオードは、従来の結晶シ
リコンフォトダイオードに比べて、耐放射線性が悪いこ
とは、°前述の通りである。そこで、本実施例に示す放
射線検出素子においては、透過Ｘ線量を少なくするため
、シンチレータの厚さを極力厚くシ、一方では、シンチ
レータの発光出力を高いレベルに保つため、シンチレー
タの厚さを所定範囲に収めるという条件の突合わせを行
って、前述の如き、シンチレータの放射線入射面と前記
非晶質シリコンフォトダイオード形成面間の厚さを、０
．８〜１．５ｍｍとすることが好ましいことを見出した
ものである。
形成した素子は、前述の如く、大きなメリットを有する
が、非晶質シリコンフォトダイオードは、従来の結晶シ
リコンフォトダイオードに比べて、耐放射線性が悪いこ
とは、°前述の通りである。そこで、本実施例に示す放
射線検出素子においては、透過Ｘ線量を少なくするため
、シンチレータの厚さを極力厚くシ、一方では、シンチ
レータの発光出力を高いレベルに保つため、シンチレー
タの厚さを所定範囲に収めるという条件の突合わせを行
って、前述の如き、シンチレータの放射線入射面と前記
非晶質シリコンフォトダイオード形成面間の厚さを、０
．８〜１．５ｍｍとすることが好ましいことを見出した
ものである。
上記実施例に示したＧｄ、０２Ｓ：Ｐｒ、Ｃｅ、Ｆセラ
ミックシンチレータを厚さｌｌ１１履として、該シンチ
レータ上に非晶質シリコンフォトダイオードを形成した
放射線検出素子に、１２０ｋｖのＸ線を１０万Ｒ照射し
たところ、素子のＸ線検出感度劣化は、１％未満切あり
、実用上問題とならないことがわかった。また、光出力
も高く、高ＳＮ比を保持することが可能であった。
ミックシンチレータを厚さｌｌ１１履として、該シンチ
レータ上に非晶質シリコンフォトダイオードを形成した
放射線検出素子に、１２０ｋｖのＸ線を１０万Ｒ照射し
たところ、素子のＸ線検出感度劣化は、１％未満切あり
、実用上問題とならないことがわかった。また、光出力
も高く、高ＳＮ比を保持することが可能であった。
第１図（ｂ）は、ＣｄＷＯ４結晶シンチレータの厚さと
透過Ｘ線量および発光出力の関係を示すものである０図
に示される如く、板厚０．８５ｍｍで透過Ｘ線量が入射
Ｘ線に対して１／１０に減少する。また、発光出力は、
シンチレータの側面が鏡面の場合は板厚０．８＊＋ｍで
最大となり、板厚０．５〜１．７５ｍｍの範囲で最大出
力の９０％以上の発光出力が得られ、シンチレータの側
面が拡散面の場合は、同じ板厚で最大となり、板厚０．
５〜１ 、２＋＊ｍの範囲で最大出力の９０％以上の発
光出力が得られる。
透過Ｘ線量および発光出力の関係を示すものである０図
に示される如く、板厚０．８５ｍｍで透過Ｘ線量が入射
Ｘ線に対して１／１０に減少する。また、発光出力は、
シンチレータの側面が鏡面の場合は板厚０．８＊＋ｍで
最大となり、板厚０．５〜１．７５ｍｍの範囲で最大出
力の９０％以上の発光出力が得られ、シンチレータの側
面が拡散面の場合は、同じ板厚で最大となり、板厚０．
５〜１ 、２＋＊ｍの範囲で最大出力の９０％以上の発
光出力が得られる。
そこで１本実施例に示す放射線検出素子においては、シ
ンチレータの放射線入射面と前記非晶質シリコンフォト
ダイオード形成面間の厚さを、シンチレータの側面が鏡
面の場合は０．８５〜１．７５１１！ｌ、また、シンチ
レータの側面が拡散面の場合は０．８５〜１ 、２ｍｍ
とすることが好ましいことになる。
ンチレータの放射線入射面と前記非晶質シリコンフォト
ダイオード形成面間の厚さを、シンチレータの側面が鏡
面の場合は０．８５〜１．７５１１！ｌ、また、シンチ
レータの側面が拡散面の場合は０．８５〜１ 、２ｍｍ
とすることが好ましいことになる。
上記実施例に示したＣｄＷＯ４結晶シンチレータを厚さ
１■として、該シンチレータ上に非晶質シリコンフォト
ダイオードを形成した放射線検出素子に、１２０ｋｖの
Ｘ線を１０万Ｒ照射したところ、前記実施例と同様に、
素子のＸ線検出感度劣化は１％未満であり、実用上問題
とならないことがわかった。また、光出力も高く、高Ｓ
Ｎ比を保持することが可能であった。
１■として、該シンチレータ上に非晶質シリコンフォト
ダイオードを形成した放射線検出素子に、１２０ｋｖの
Ｘ線を１０万Ｒ照射したところ、前記実施例と同様に、
素子のＸ線検出感度劣化は１％未満であり、実用上問題
とならないことがわかった。また、光出力も高く、高Ｓ
Ｎ比を保持することが可能であった。
上記各実施例においては、光検出素子として、フォトダ
イオードを用いた例を示したが、本発明は他の光検出素
子の使用を妨げるものではない。
イオードを用いた例を示したが、本発明は他の光検出素
子の使用を妨げるものではない。
以上述べた如く、本発明によれば、少なくともシンチレ
ータと、該シンチレータ上に直接形成された非晶質シリ
コンフォトダイオードから成る光検出素子とを有する放
射線検出素子において、前記非晶質シリコンフォトダイ
オードが形成される面は、前記シンチレータの放射線入
射面と対向する面であり、前記シンチレータの放射線入
射面と前記非晶質シリコンフォトダイオード形成面間の
厚さを、入射放射線の９０％以上が前記シンチレータに
より吸収されるに充分で、かつ、前記シンチレータの発
光出力がその最大値の９０％以上となるに充分な厚さと
したので、検出感度の放射線照射劣化がなく、ＣＴ用検
出器を構成するに好適な放射線検出素子を実現できると
いう顕著な効果を奏するものである。
ータと、該シンチレータ上に直接形成された非晶質シリ
コンフォトダイオードから成る光検出素子とを有する放
射線検出素子において、前記非晶質シリコンフォトダイ
オードが形成される面は、前記シンチレータの放射線入
射面と対向する面であり、前記シンチレータの放射線入
射面と前記非晶質シリコンフォトダイオード形成面間の
厚さを、入射放射線の９０％以上が前記シンチレータに
より吸収されるに充分で、かつ、前記シンチレータの発
光出力がその最大値の９０％以上となるに充分な厚さと
したので、検出感度の放射線照射劣化がなく、ＣＴ用検
出器を構成するに好適な放射線検出素子を実現できると
いう顕著な効果を奏するものである。
第１図（ａ）（ｂ）は本発明の一実施例を示すシンチレ
ータの厚さとＸ線透過率および発光出力の関係を示す図
、第２図は実施例のＸ線検出素子の構造の一例を示す斜
視図、第３図は同拡大断面図である。 １：シンチレータ、２：非晶質フォトダイオード、３：
支持体、６：セパレータ板。 第 １ 図（ａ） ０ ０．５ １．０ １．５ ２．０ ２．５ ３
．０シンチレータ厚さ（ｍｍ） 第 １ 図（ｂ） シンチレータ厚さ （ｍｍ） 第 ２ 図
ータの厚さとＸ線透過率および発光出力の関係を示す図
、第２図は実施例のＸ線検出素子の構造の一例を示す斜
視図、第３図は同拡大断面図である。 １：シンチレータ、２：非晶質フォトダイオード、３：
支持体、６：セパレータ板。 第 １ 図（ａ） ０ ０．５ １．０ １．５ ２．０ ２．５ ３
．０シンチレータ厚さ（ｍｍ） 第 １ 図（ｂ） シンチレータ厚さ （ｍｍ） 第 ２ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、少なくともシンチレータと、該シンチレータ上に直
接形成された非晶質シリコンフォトダイオードから成る
光検出素子とを有する放射線検出素子において、前記非
晶質シリコンフォトダイオードが形成される面は、前記
シンチレータの放射線入射面と対向する面であり、前記
シンチレータの放射線入射面と前記非晶質シリコンフォ
トダイオード形成面間の厚さを、入射放射線の９０％以
上が前記シンチレータにより吸収されるに充分で、かつ
、前記シンチレータの発光出力がその最大値の９０％以
上となるに充分な厚さとしたことを特徴とする放射線検
出素子。 ２、前記シンチレータがＧｄ＿２Ｏ＿２Ｓ：Ｐｒ、Ｃｅ
、Ｆセラミックシンチレータであり、該シンチレータの
放射線入射面と前記非晶質シリコンフォトダイオード形
成面間の厚さが０．８〜１．５ｍｍであることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の放射線検出素子。 ３、前記シンチレータがＣｄＷＯ＿４結晶シンチレータ
であり、該シンチレータの放射線入射面と前記非晶質シ
リコンフォトダイオード形成面間の厚さが０．８５〜１
．７５ｍｍであることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の放射線検出素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9917488A JPH01269083A (ja) | 1988-04-21 | 1988-04-21 | 放射線検出素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9917488A JPH01269083A (ja) | 1988-04-21 | 1988-04-21 | 放射線検出素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01269083A true JPH01269083A (ja) | 1989-10-26 |
Family
ID=14240287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9917488A Pending JPH01269083A (ja) | 1988-04-21 | 1988-04-21 | 放射線検出素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01269083A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06100856A (ja) * | 1992-09-22 | 1994-04-12 | Hitachi Metals Ltd | Ｘ線ｃｔ用シンチレータ材料 |
| JPH11231062A (ja) * | 1997-11-26 | 1999-08-27 | General Electric Co <Ge> | スケーラブル・マルチスライス走査コンピュータ断層撮影システム用のフォトダイオード・アレイ |
| WO2000063722A1 (fr) * | 1999-04-16 | 2000-10-26 | Hamamatsu Photonics K.K. | Panneau scintillateur et capteur d'image radiologique |
| US6753531B2 (en) | 1999-04-09 | 2004-06-22 | Hamamatsu Photonics K.K. | Scintillator panel and radiation image sensor |
| US7034306B2 (en) | 1998-06-18 | 2006-04-25 | Hamamatsu Photonics K.K. | Scintillator panel and radiation image sensor |
| CN1304853C (zh) * | 2000-09-11 | 2007-03-14 | 浜松光子学株式会社 | 闪烁器面板、放射线图象传感器和它们的制造方法 |
-
1988
- 1988-04-21 JP JP9917488A patent/JPH01269083A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06100856A (ja) * | 1992-09-22 | 1994-04-12 | Hitachi Metals Ltd | Ｘ線ｃｔ用シンチレータ材料 |
| JPH11231062A (ja) * | 1997-11-26 | 1999-08-27 | General Electric Co <Ge> | スケーラブル・マルチスライス走査コンピュータ断層撮影システム用のフォトダイオード・アレイ |
| US7034306B2 (en) | 1998-06-18 | 2006-04-25 | Hamamatsu Photonics K.K. | Scintillator panel and radiation image sensor |
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