JPS60142300A - 螢光板及び放射線検出素子 - Google Patents
螢光板及び放射線検出素子Info
- Publication number
- JPS60142300A JPS60142300A JP58252111A JP25211183A JPS60142300A JP S60142300 A JPS60142300 A JP S60142300A JP 58252111 A JP58252111 A JP 58252111A JP 25211183 A JP25211183 A JP 25211183A JP S60142300 A JPS60142300 A JP S60142300A
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- JP
- Japan
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- fluorescent screen
- holes
- radiation detection
- detection element
- radiation
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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X線、γ線、α線又はβ線などの放射線を一次
元的又は二次元的に検出する蛍光板と、固体放射線検出
素子に関する。
元的又は二次元的に検出する蛍光板と、固体放射線検出
素子に関する。
(従来技術)
X線0丁(コンピュータトモクラフィ)やポジ1〜ロン
CTて用いられる放1114線検出素了、又は放射線の
一次元的もしくは二次元的イメージセンサとしては、例
えば第1図に示されるように、光電子倍増管1の入射面
に単結晶シンチレータ2を接着した素子を多数配列した
ものか使用されている。
CTて用いられる放1114線検出素了、又は放射線の
一次元的もしくは二次元的イメージセンサとしては、例
えば第1図に示されるように、光電子倍増管1の入射面
に単結晶シンチレータ2を接着した素子を多数配列した
ものか使用されている。
しかし、この検出素子では、光電子倍増管】の小型化に
限界があるため分解能が数m mと低く、また、大きな
空間全必要とする不便な点もある。
限界があるため分解能が数m mと低く、また、大きな
空間全必要とする不便な点もある。
他の放射線検出素子の例としては、第2図に示されるよ
うに、多数の単結晶シンチレータ3をしきい板4を介し
て接着し、これを光検出素子としてのフォ1〜ダイオー
ドアレイ5を接着したものも使用されている。しかし、
この検出素子では単結晶シンチレータ3を1個ずつ接着
していかなけれはならないため多くの製造工程を必要と
し、また、分解能も低く0.5rnm程度が限界である
。更に、このような111結晶シンチレータを二次元的
接着することは困難であるという問題もある。
うに、多数の単結晶シンチレータ3をしきい板4を介し
て接着し、これを光検出素子としてのフォ1〜ダイオー
ドアレイ5を接着したものも使用されている。しかし、
この検出素子では単結晶シンチレータ3を1個ずつ接着
していかなけれはならないため多くの製造工程を必要と
し、また、分解能も低く0.5rnm程度が限界である
。更に、このような111結晶シンチレータを二次元的
接着することは困難であるという問題もある。
他にも、例えはX−e電離箱を使用したものやビジコン
もしくは撮像管を使用したものもある。しかし1、前者
のXe電隨χ11を1吏用したものでは、二次元化が困
難、である−に、耐電圧及び耐圧力対策も必・界となる
。しかも分解能もI m m程度と低い問題もある。後
者のビジコン等を使用したものでは、高価である」−1
製作が困難である問題もある。しかも、この場合にも分
缶′能が低く、大型化する問題もある。
もしくは撮像管を使用したものもある。しかし1、前者
のXe電隨χ11を1吏用したものでは、二次元化が困
難、である−に、耐電圧及び耐圧力対策も必・界となる
。しかも分解能もI m m程度と低い問題もある。後
者のビジコン等を使用したものでは、高価である」−1
製作が困難である問題もある。しかも、この場合にも分
缶′能が低く、大型化する問題もある。
(1]的)
本発明は、製作が容易で、小型化か可能であり、高い分
解能をもって一次元的又は二次元的イメージセンサに使
用できる蛍光板と、その蛍光板を使用した固体放射線検
出素子を提供することを目的とするものである。
解能をもって一次元的又は二次元的イメージセンサに使
用できる蛍光板と、その蛍光板を使用した固体放射線検
出素子を提供することを目的とするものである。
(構成)
本発明の蛍光板は、1枚又は2枚以上りχねられたシリ
コン基板に面に垂直な方向の方向性のよい多数の貫通孔
か開けられ、それらの貫通孔に蛍光体が封入されて構成
されたものである。
コン基板に面に垂直な方向の方向性のよい多数の貫通孔
か開けられ、それらの貫通孔に蛍光体が封入されて構成
されたものである。
本発明の蛍光板ではシリコン基板を用いるので、異方性
エノチンク法により貫通孔を方向性よく、しかも高密度
に開けることか容易である。
エノチンク法により貫通孔を方向性よく、しかも高密度
に開けることか容易である。
また、本発明の放射線検出素−rは、に記の蛍光板に半
導体光検出素子が接着されて(+Vi成されたものであ
る。
導体光検出素子が接着されて(+Vi成されたものであ
る。
以下、実施例により本発明の詳細な説明する。
(実施例)
第3図は本発明の一実施例の要部を表わし、10は蛍光
板、20はその蛍光板10に接着される半導体光検出素
子である。
板、20はその蛍光板10に接着される半導体光検出素
子である。
蛍光板10では、シリコン基板11に表から裏に11通
する方向性のよい孔12が多数開けられており、その貫
通孔12にはシンチレータとしての蛍光体13が封入さ
れている。
する方向性のよい孔12が多数開けられており、その貫
通孔12にはシンチレータとしての蛍光体13が封入さ
れている。
貫通孔12は方向性をよくするために後述の如き異方性
エツチング法により開L1され、そのためシリコン基板
11は<1.00>の面方位をもっている。
エツチング法により開L1され、そのためシリコン基板
11は<1.00>の面方位をもっている。
貫通孔12に封入される蛍光体としては、ZnS (A
g)、ZnS (Cu) 、もしくはGd=O:S (
Pr、Ce、F)なとの粉末シンチレータ、又はNaI
(’I″Q) 、 Cs I (T Q)、Cs 1
(Na) 、Kl (”]、’12) 、 I−i I
(Eu)もしくはCsFなとの比較的低融点(m、P
、”500〜700°C)のシンチレータを7容かし込
んだものであってもよい。これらの蛍光体は被測定線種
により選択して使用すればよい。例えば、α線や中性子
線にはZnS(Ag)やLiI(Eu)が適当であり、
γ線やX線には Gdz○:5(Pr、Ce、Fe)
、Na I (T(1)やCsIなどが適当である。
g)、ZnS (Cu) 、もしくはGd=O:S (
Pr、Ce、F)なとの粉末シンチレータ、又はNaI
(’I″Q) 、 Cs I (T Q)、Cs 1
(Na) 、Kl (”]、’12) 、 I−i I
(Eu)もしくはCsFなとの比較的低融点(m、P
、”500〜700°C)のシンチレータを7容かし込
んだものであってもよい。これらの蛍光体は被測定線種
により選択して使用すればよい。例えば、α線や中性子
線にはZnS(Ag)やLiI(Eu)が適当であり、
γ線やX線には Gdz○:5(Pr、Ce、Fe)
、Na I (T(1)やCsIなどが適当である。
この蛍光板10は、第3図のように溝形の貫通孔12を
一次元的に配列したものであってもよいし、第4図のよ
うに円形の貫通孔14を二次元的に配列したものであっ
てもよく、更には、他の形状の貫通孔を一次元的又は二
次元的に配列したものであってもよい。
一次元的に配列したものであってもよいし、第4図のよ
うに円形の貫通孔14を二次元的に配列したものであっ
てもよく、更には、他の形状の貫通孔を一次元的又は二
次元的に配列したものであってもよい。
シリコン」基板]1の厚さは、α線や中性子線のような
透過力の小さい放射線をall+定する場合には薄くて
もよく、γ線やX線のような透過力の大きい放射線を測
定する場合には厚くすればよい。しかし、シリコン基板
1゛1かあまり厚くなると貫通孔12,1./lを方向
性よく開けることが困■11.になるため、適当な厚さ
のシリコン基板11を用いて形成された蛍光板10を2
枚以−に接着して−1<ねて使用すればよい。
透過力の小さい放射線をall+定する場合には薄くて
もよく、γ線やX線のような透過力の大きい放射線を測
定する場合には厚くすればよい。しかし、シリコン基板
1゛1かあまり厚くなると貫通孔12,1./lを方向
性よく開けることが困■11.になるため、適当な厚さ
のシリコン基板11を用いて形成された蛍光板10を2
枚以−に接着して−1<ねて使用すればよい。
この蛍光板lOを用いて固体の放射線検出素子を形成す
るには、第3図に示されるように、半導体光検出素子2
0を接着剤により接着すれはよい。
るには、第3図に示されるように、半導体光検出素子2
0を接着剤により接着すれはよい。
半導体光検出素子20としては、フォトダイオー1−を
アレイ状に配列したもの、又はCCD型、MOS型、c
r II)型、s r T型、l) CD型、CPD
型もしくは13B1つ型のイメージセンサを用いること
ができる。このような半導体光検出素子20の光検出部
2】は、蛍光板10の貫通孔12.14の形状と配列に
対応して、−次元的又は二次元的に配列されている。
アレイ状に配列したもの、又はCCD型、MOS型、c
r II)型、s r T型、l) CD型、CPD
型もしくは13B1つ型のイメージセンサを用いること
ができる。このような半導体光検出素子20の光検出部
2】は、蛍光板10の貫通孔12.14の形状と配列に
対応して、−次元的又は二次元的に配列されている。
接着剤にはエポキシ系、ポリエステル系などの光透過性
接着剤を使用すれはよい。
接着剤を使用すれはよい。
本実施例の放射線検出素子では、蛍光板10に入射した
X線等の放射線は、貫通孔12.14141で蛍)16
体〕3にシンチレーション効果を起させて発光させる。
X線等の放射線は、貫通孔12.14141で蛍)16
体〕3にシンチレーション効果を起させて発光させる。
その光か半導体光検出素子20により検出されることに
より、入射放射線の位置と強度が検出される。
より、入射放射線の位置と強度が検出される。
第5図は本発明放射線検出素子の他の実施例を表わす。
蛍光板10の一方の而には平導体光検出素子としてN型
基板22にP層の光検出層21が形成されたフォトダイ
オードアレイ23か接着剤30により接着されており、
蛍光板10の他方の面、すなわち放射線入射側の面には
光反射膜40が形成されている。24はフォ1−タイオ
ー1くアレイ23のバノシベーシ玉ン用5iOzl模で
ある。
基板22にP層の光検出層21が形成されたフォトダイ
オードアレイ23か接着剤30により接着されており、
蛍光板10の他方の面、すなわち放射線入射側の面には
光反射膜40が形成されている。24はフォ1−タイオ
ー1くアレイ23のバノシベーシ玉ン用5iOzl模で
ある。
光反射膜40としてはアルミニュウムや金の恭着膜、又
はTi0zやB a S 04などの白色ベンイ1〜の
塗布膜が適当である。
はTi0zやB a S 04などの白色ベンイ1〜の
塗布膜が適当である。
本実施例では放射線入射により蛍光体13から発光され
た光は、フォ1−ダイオードアレイ23の光検出層21
へ向かって発光された光は勿論のこと、光検出層21と
反対方向へ向って発光された光も光反射膜40により反
射されて光検出層21て受光されるため、放射線検出感
度が増大する利点がある。
た光は、フォ1−ダイオードアレイ23の光検出層21
へ向かって発光された光は勿論のこと、光検出層21と
反対方向へ向って発光された光も光反射膜40により反
射されて光検出層21て受光されるため、放射線検出感
度が増大する利点がある。
第6図は本発明放射線検出素子の更に他の実施例を表わ
す。
す。
本実施例では蛍光板10の両面に半導体光検出素子とし
てのフォトダイオードアレイ2:号か41′イ′。
てのフォトダイオードアレイ2:号か41′イ′。
されている。
この場合、蛍光体13からの発光はいずれかのフォ1−
ダイオードアレイ23の光検出層、2Iて受光されるの
で、第5図の実施例と同様に放射線検出感度の高い利点
がある。ただし、この場合蛍光板10の放射線入射側に
もフォI−ダイオードアレイ23が接着されているので
、γ線やX線などのような透過力の高い放射線をall
+定する場合に有効である。
ダイオードアレイ23の光検出層、2Iて受光されるの
で、第5図の実施例と同様に放射線検出感度の高い利点
がある。ただし、この場合蛍光板10の放射線入射側に
もフォI−ダイオードアレイ23が接着されているので
、γ線やX線などのような透過力の高い放射線をall
+定する場合に有効である。
次に、一実施例の製造方法を第7図により説明する。
<100>の面方位をもつシリコンウェハの基板11に
、通常の熱酸化法により両表面に酸化膜(SiOr)1
5を形成する(第7図(A))。
、通常の熱酸化法により両表面に酸化膜(SiOr)1
5を形成する(第7図(A))。
次に、貫通孔を開ける部分の酸化膜I5をリソクラフィ
技法により除去して開口】6を形成する(同図(B))
。この例では後の工程の異方性エツチングでサイドエツ
チングを少なくするために、両表面の酸化膜15をエツ
チングしているが、片面の酸化膜15のみをエツチング
してもよい。
技法により除去して開口】6を形成する(同図(B))
。この例では後の工程の異方性エツチングでサイドエツ
チングを少なくするために、両表面の酸化膜15をエツ
チングしているが、片面の酸化膜15のみをエツチング
してもよい。
次に、パターン化された酸化膜15をマスクとしてシリ
コン基板11に異方性エツチングを施こし、貫通孔12
を開ける(同図(C))。異方性エツチングは、シリコ
ン基板11の面に垂直な方向のエツチング速度が面に平
行な方向のエツチング速度よりも大きいような手段を採
用すればよい。
コン基板11に異方性エツチングを施こし、貫通孔12
を開ける(同図(C))。異方性エツチングは、シリコ
ン基板11の面に垂直な方向のエツチング速度が面に平
行な方向のエツチング速度よりも大きいような手段を採
用すればよい。
異方性エツチングは、El)W(エチレンシアミン。
ピロカテコール及び水が適当な割合で混合された溶液)
やアルカリエツチング液(例えはK 01−17E4液
)などの異方性エツチング液を用いた化学エツチング法
、又はリアクティブエツチングなどのドライエツチング
法により行なえはよい。E P Wを用いたシリコン基
板のエツチング速度は面方位により異なり、 <100> : <110> : <1]1>= 50
: 3 : 1であるので、本実施例のように〈lo
o〉シリコン基Dj、】1をEPWでエツチングすれは
、貫通孔は而に垂直な方向に方向性のよい貫通孔となる
。
やアルカリエツチング液(例えはK 01−17E4液
)などの異方性エツチング液を用いた化学エツチング法
、又はリアクティブエツチングなどのドライエツチング
法により行なえはよい。E P Wを用いたシリコン基
板のエツチング速度は面方位により異なり、 <100> : <110> : <1]1>= 50
: 3 : 1であるので、本実施例のように〈lo
o〉シリコン基Dj、】1をEPWでエツチングすれは
、貫通孔は而に垂直な方向に方向性のよい貫通孔となる
。
このように形成された貫通孔]2に蛍光体13を粉末状
態で、又は溶かし込むことにより封入する(同図(D)
)。このようにして本発明蛍光板10が形成される。
態で、又は溶かし込むことにより封入する(同図(D)
)。このようにして本発明蛍光板10が形成される。
次に、この蛍光板10に接着剤3oによりフォ1−ダイ
オードアレイ23のような半導体光検出素rを接着すれ
ば、本発明放射線検出素子の一実施例が形成される。
オードアレイ23のような半導体光検出素rを接着すれ
ば、本発明放射線検出素子の一実施例が形成される。
(効果)
本発明の蛍光板はシリコン基板を用いるので、貫通孔を
高密度に、方向性よく開けることができ、しかも貫通孔
をリソグラフィ法により開けることができるのでその工
程は容易である。そしてそのような蛍光板を用いた本発
明の放射線検出素子は、高分解能をもち、小型化が容易
で、−次元又は二次元のセンサーとすることも容易であ
る。
高密度に、方向性よく開けることができ、しかも貫通孔
をリソグラフィ法により開けることができるのでその工
程は容易である。そしてそのような蛍光板を用いた本発
明の放射線検出素子は、高分解能をもち、小型化が容易
で、−次元又は二次元のセンサーとすることも容易であ
る。
第1図及び第2図はそれぞれ従来の放射線検出素子を示
す断面図、第3図は本発明の蛍光板及び放射線検出素子
の一実施例を示す要部の分解斜視図、第4図は本発明の
蛍光板の他の実施例を示す斜視図、第5図及び第6図は
それぞれ本発明放射線検出素子の他の実施例を示す断面
図、第7図(A)ないし同図(E)は−実施例の蛍光板
及び放射線検出素子の製造工程を断面図で示す図である
。 10・・・・・・蛍光板、 工1・・・・・シリコンノ
ー:抜、12・・・・貫通孔、 13・・・・・・蛍光
体。 12・・・・・半導体光検出素子、 23・・・・フォ1−ダイオードアレイ、30・・・・
・・接着剤。 特許出願人 株式会社島津製作所 代理人 弁理士 野11繁雉
す断面図、第3図は本発明の蛍光板及び放射線検出素子
の一実施例を示す要部の分解斜視図、第4図は本発明の
蛍光板の他の実施例を示す斜視図、第5図及び第6図は
それぞれ本発明放射線検出素子の他の実施例を示す断面
図、第7図(A)ないし同図(E)は−実施例の蛍光板
及び放射線検出素子の製造工程を断面図で示す図である
。 10・・・・・・蛍光板、 工1・・・・・シリコンノ
ー:抜、12・・・・貫通孔、 13・・・・・・蛍光
体。 12・・・・・半導体光検出素子、 23・・・・フォ1−ダイオードアレイ、30・・・・
・・接着剤。 特許出願人 株式会社島津製作所 代理人 弁理士 野11繁雉
Claims (5)
- (1)1枚又は2枚以上重ねられたシリコン基板に而に
垂直な方向の方向性のよい多数の貫通孔が開けられてお
り、該貫通孔には蛍光体が封入されていることを特徴と
する蛍光板。 - (2)1枚又は2枚以上重ねられたシリコンJr’s板
に面に前直な方向の方向性のよい多数の貫通孔か開けら
れており、該貫通孔には蛍光体か封入されている蛍光板
と、 該蛍光板に接着された一次元又は二次元の半導体光検出
素子と、を備えたことを特徴とする固体放射線検出素子
。 - (3)前記蛍光板の片面のみに半導体光検出素子が接着
されている特許請求の範囲第2項に記載の放射線検出素
子 - (4)前記蛍光板の面のうち半導体光検出素子が接着さ
れていない面には光反射膜が形成されている特許請求の
範囲第3項に記載の放射線検出素子。 - (5)前記蛍光板の両面に半導体光検出素−rが接着さ
れている特許請求の範囲第2項に記載の放射線検出素子
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58252111A JPS60142300A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 螢光板及び放射線検出素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58252111A JPS60142300A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 螢光板及び放射線検出素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60142300A true JPS60142300A (ja) | 1985-07-27 |
JPH0442640B2 JPH0442640B2 (ja) | 1992-07-14 |
Family
ID=17232636
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58252111A Granted JPS60142300A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 螢光板及び放射線検出素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60142300A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62100679A (ja) * | 1985-10-28 | 1987-05-11 | Hitachi Medical Corp | X線ct装置の検出器 |
US5030828A (en) * | 1990-06-25 | 1991-07-09 | Grumman Aerospace Corporation | Recessed element photosensitive detector array with optical isolation |
WO2003067282A1 (fr) * | 2002-02-08 | 2003-08-14 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Detecteur de rayons x et procede de production d'un tel detecteur |
US7164112B2 (en) | 1997-04-10 | 2007-01-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric conversion device for reducing radiation noise on large screen sensors |
WO2007077939A1 (ja) * | 2006-01-06 | 2007-07-12 | Riken | 中性子検出器 |
-
1983
- 1983-12-28 JP JP58252111A patent/JPS60142300A/ja active Granted
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62100679A (ja) * | 1985-10-28 | 1987-05-11 | Hitachi Medical Corp | X線ct装置の検出器 |
US5030828A (en) * | 1990-06-25 | 1991-07-09 | Grumman Aerospace Corporation | Recessed element photosensitive detector array with optical isolation |
US7164112B2 (en) | 1997-04-10 | 2007-01-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric conversion device for reducing radiation noise on large screen sensors |
US7663082B2 (en) | 1997-04-10 | 2010-02-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric conversion device for reducing radiation noise on large screen sensors |
WO2003067282A1 (fr) * | 2002-02-08 | 2003-08-14 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Detecteur de rayons x et procede de production d'un tel detecteur |
US7053380B2 (en) | 2002-02-08 | 2006-05-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | X-ray detector and method for producing X-ray detector |
CN100335914C (zh) * | 2002-02-08 | 2007-09-05 | 株式会社东芝 | X射线检测器及x射线检测器的制造方法 |
WO2007077939A1 (ja) * | 2006-01-06 | 2007-07-12 | Riken | 中性子検出器 |
JP2007183149A (ja) * | 2006-01-06 | 2007-07-19 | Institute Of Physical & Chemical Research | 中性子検出器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0442640B2 (ja) | 1992-07-14 |
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