JPS60209195A - 半導体放射線位置検出器 - Google Patents

半導体放射線位置検出器

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JPS60209195A
JPS60209195A JP6466984A JP6466984A JPS60209195A JP S60209195 A JPS60209195 A JP S60209195A JP 6466984 A JP6466984 A JP 6466984A JP 6466984 A JP6466984 A JP 6466984A JP S60209195 A JPS60209195 A JP S60209195A
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JP
Japan
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electrode
conductor
insulating plate
parallel
semiconductor substrates
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JP6466984A
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JPH058395B2 (ja
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Yoshihiko Kumazawa
熊澤 良彦
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Shimadzu Corp
Shimazu Seisakusho KK
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Shimadzu Corp
Shimazu Seisakusho KK
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/29Measurement performed on radiation beams, e.g. position or section of the beam; Measurement of spatial distribution of radiation
    • G01T1/2914Measurement of spatial distribution of radiation
    • G01T1/2921Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions; Radio-isotope cameras
    • G01T1/2928Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions; Radio-isotope cameras using solid state detectors

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  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 この発明は、半導体放射線位置検出器の改良に関するも
ので、この半導体放射線位置検出器は、たとえば核医学
診断で通常使用されているシンチレーションカメラやマ
ルチスライスのエミツションCT装置(コンピュータ断
層撮影装置)のように特定のエネルギの放射線の2次元
的位置を検出することによって特定のRI核種の分布イ
メージを得るのに有用であり、あるいは他に理工学の分
野等で使用される。
(ロ)従来技術 2次元的な半導体放射線位置検出器を、特に各医学診断
用カメラ等のように大きな有効視野(たとえば400 
ctn’以上)が必要な用途に使用する場合、現状では
半導体結晶の寸法が小さなものに限定されている(たと
えばプレーナ型高純度Geや5i−t’は50ctn’
以下、CdTeやHgI2等の常温用化合物半導体では
数crn’以下)ため、複数の検出素子(結晶)を配列
することが必要である。しかし、各素子の間の間隔(つ
まり境界)の空間分解能や不均一性への影響、各プリア
ンプへの結線の複雑化、一部の検出素子が故障した時の
交換および検出器部全体の組立の難しさ等の問題があり
、実用化を困難にしている。また、良質(一般に高純度
で均一)な結晶では寸法が大きい程非常に高価となり、
逆に小さい寸法の結晶を多数使用すれば上記の複雑化等
の問題が顕著になる。
従来の代表的な2次元半導体放射線位置検出器として第
1図イ、口に示すような直交短冊型電極方式(Chec
ker−Board−Type)が知られている。これ
は半導体基板101の表裏各面に短冊状の電極102.
103を設けてなるもので、短冊状の電極102.10
3は互いに直交し、その交差部が1つの検出素子として
機能する。第1図イ、口はいずれも検出素子の配列が4
×4の場合を示し、特に第1図イでは各行および各列毎
にプリアンプ122.122′を設けて位置検出するよ
うにしているが、たとえば抵抗分割の利用など他の信号
読み出し構成を採用することもある。またバイアス印加
側電極から放射線を入射させるように示したが、逆方向
から入射させることもある。第1図口では、隣接する各
電極間に溝を設けてクロストークを減少させるようにし
ている。
このような構成の場合、前述のように半導体結晶の寸法
には限界があるので、大きな有効視野が必要な用途には
、第1図イ、口の直・交短冊型電極方式の基板1枚で検
出器を製作することは困難である。また、同基板を複数
個配列する場合も通常は組立が複雑となり、一部の基板
が故障したときの交換も容易でない。しかも1枚に基板
に各素子をなす領域が多数存在するため、1つの素子領
域が不良になると基板全体が使用不能となり、合理的で
ない。また、良質な(たとえば高純度で均一な)結晶を
大きく成長させるのが困難なため、一般に結晶寸法が大
きい程非常に高価になるという面もある。
一方、他に、各検出素子または各基板毎に信号読み出し
線を独立に設けることも考えられる(特開昭56−15
1377、特開昭56−153779)が、たとえば素
子配列がnXnとすると第1図イではプリアンプ数は2
n個であるのにこの場合はnXn個必要となって、nの
大きい用途では高価となり、結線も複雑化し、不適当で
ある。
(ハ)目的 この発明は、複数の検出素子の配列および各プリアンプ
の結線を簡単化し、検出器部分全体の組立を容易にする
とともに素子の交換をも容易にできるようにし、もって
小さい寸法の結晶を多数用いることを可能とし、素子の
交換の容易性と合わせて全体のコストの低減を図ること
ができる半導体放射線位置検出器を提供することを目的
とする。
(ニ)構成 この発明によれば、互いに対向する第1、第2の平行平
板電極を伴なう放射線検出用半導体基板を複数個、第1
の方向に少なくとも1列に配列し、これら半導体基板を
該配列方向に沿う細長い対向する1対の第1、第2の絶
縁板ではさんで1次元的な放射線位置検出部の組立体を
構成し、この組立体を第1の方向とは略直角な第2の方
向に並列的に複数個配置して2次元的な放射線位置検出
器を構成し、上記第1の絶縁板の内側の面に上記第1の
方向に連続している導体を形成して上記各半導体基板の
第1の電極と接続し、この導体より第2の方向の座標位
置信号を取り出し、上記第2の絶縁板の内側の面に各半
導体基板の第2の電極に対応して第1の方向に分離され
た導体を形成して対応する上記各半導体基板の第2の電
極と接/ 続し、且つこの第2の絶縁板の導体の各々を、第1の方
向に関して同位置であるもの同士で共通の信号線に接続
し、この信号線から第1の方向の座標位置信号を取り出
すようにしている。
(ホ)実施例 第2図、第3図、第4図も口はこの発明の−実施例を示
し、これらの図では説明の簡単化のため検出画素が4X
4のマトリクス状に配置されているものとしている。第
2図および第4図に示すように、4枚の放射線検出用半
導体基板lがX方向に1次元的に1列に配列され、対向
する1対の細長い絶縁板4(4a 〜4d) 、 6(
8a 〜Bd)によりはさまれ、サンドイッチ構造の1
次元検出部をなす組立体が構成される。この組立体は第
3図に示すようにX方向と略直角なY方向に並列的に4
個配列され、2次元の位置検出器が構成される。半導体
基板lは、たとえば、GeやSi、または、Cd T 
e 、 Hg I 2等の化合物半導体であり、互いに
対向する平行平板電極2.3ではさまれた構造となって
いる。電極2.3の一方は陽極、他方は陰極であって、
これらの図では特に、1枚の基板1に陽極と陰極とが1
個ずつ設けられ、1枚の基板に放射線検出素子が1個だ
け存在している場合が示されている。なお、厳密に言う
と、基板lは、Ge、Si等では高純度半導体の空乏層
またはリチウムイオン等で補償した真性領域でなり、各
電極2.3はp+またはn+層を有するが、Hg I 
2および高抵抗型CdTe等の場合は基板lが結晶自体
であり、各電極?、3は金属(HgI2の場合はPd、
Ge等)の蒸着やアカダック塗布等で形成されている。
絶縁板4.6はその両端でポル)14とナツト15でス
プリング16を介在させながら互いに固定されており、
絶縁板4.6の少なくとも一方、この実施例では絶縁板
4の両端がボルト17によって支持板18に固定されて
いる。ガンマ線等の測定すべき放射線は図示しないコリ
メータを通して絶縁板4の側から入射されるようになっ
ている。絶縁板4の内側の面には導体の接着、蒸着また
は塗布等によりX方向に連続している導体5が設けられ
、導電性接着剤8を介して各基板lの電極2と接続され
、導電性接着剤13により接続された線12(12a〜
12d)を通して信号が読み出され、Y方向の位置情報
が得られる。この放射線入射側の絶縁板4は放射線吸収
の少ない物質の比較的薄い板(たとえばガラス板等)で
なり、且つ導体5も薄く形成され、放射線の吸収効果が
小さくなるようにされている。他方、絶縁板6の内側の
面にも同様な導体7が形成されているが、X方向に連続
してはいす、各基板lの電極3とl対lに対応するよう
X方向に分離されており、分離している各導体7は導電
性接着剤8を介して各々対応する電極3と接続されてい
る。第3図に示すように、X方向の同位置にある導体7
がそれぞれソケット、9およびピン10よりなるコネク
タを介して共通の信号線11 (lla−1id)に接
続され、この線11を通して信号が読み出されることに
よりX方向の位置情報が得られる。
なお、各信号読み出し線11.12から後の位置検出回
路の構成に関しては種々考えられるが、たとえば第1図
イと同様に各行、各列毎にプリアンプを設けるとすると
、検出素子がnXnのマトリクスの場合プリアンプ数が
2n個となり、nが大きい用途では各検出素子にプリア
ンプを設ける場合に比して結線が簡単でプリアンプ数も
少なくコストの低減が可能となる。抵抗電荷分割等によ
すさらにプリアンプ数を減少(たとえば4個)させる構
成も可能である。また、第1図イと同様に、一般に信号
線11.12の一方はバイアス印加側であるため交流結
合により信号を読み出すようにする。
以上の構成によれば、第2図および第3図に示したよう
に、1対の絶縁板4.6は互いに両端で固定されて組立
体をなし、これが両端部で支持板18に固定されるとい
う構造になっているため、いずれか1つの検出素子が故
障したときはその検出素子を含む組立体のみを取り外し
、これを修理したり、他の組立体と交換することが容易
にできる。また、放射線入射側にはコネクタや他の結線
が存在しないため放射線の不均一散乱源がほとんどなく
、しかも半導体基板lとコリメータとの間 ′の距離を
ほとんどなくすことができるので、均一で高分解能の放
射線イメージを得ることが可能となる。
なお、上記は1つの実施例であって構成的に種々の変更
が可能である。たとえば、上記では検出素子が4×4の
マトリクスの場合を示しているが、他の配列の場合にも
同様に適用できることはもちろんである。
また、上記では絶縁板4.6にはさまれた組立体にはX
方向に半導体基板lが1列に並べられて純粋の1次元の
検出部を構成しているが、2列以上並べて多少Y方向の
位置検出をもできるような、言わば疑似1次元検出部と
でも言うべき組立体として構成することもできる。すわ
わち、第5図イ、口のように、半導体基板l自体を2列
に並べてもよい。あるいは第6図イ、口のように半導体
基板1自体は1列であるが、この半導体基板1を第1図
に示したような直交短冊型電極を伴なってY方向にも検
出素子配列がある2次元検出素子配列を有するものを用
いてもよい。この第6図では1つの半導体基板1に2×
2のマトリクス型検出素子配列を有するものが示されて
いる。これら第5図および86図図仕導体5はX方向に
は連続であるがY方向には素子配列の各行に対応して分
離されており、異なる信号線12でそれぞれ信号の読み
出しが行なわれ、また、導体7はX方向には素子配列の
各列に対応して分離されているがY方向には連続であり
、異なる行に配列されている検出素子の、X方向に同位
置であるもの同士が共通の導体7に接続され、共通のコ
ネクタを介して共通の信号線11により信号が読み出さ
れる。第5図および第6図ではともにY方向に検出素子
配列が2行の場合を示しているが、3行以上の場合も同
様に可能である。
これら第2図〜第4図に示した例と第6図に示したの例
の中間的なものとして、X方向に1次元的に複数の放射
線検出素子を備える半導体基板を1対の絶縁板ではさん
で1次元検出器の組立体を構成し、この組立体を複数個
並列的に配列して2次元位置検出器を構成するようにす
ることも考えられる。
さらに、これらの2次元放射線位置検出器をリング型ま
たは六角形状に配置することにより多層スライスのエミ
ツションCT装置に適用することも可能である。
(へ)効果 この発明によれば、各プリアンプへの結線が容易である
とともに検出器全体の組立が簡単になり、しかも一部の
素子が故障したときの交換、修理の作業も容易に行なえ
、且つ小さい寸法の結晶よりなる放射線検出用半導体基
板を多数使用することが構造的に容易となるため、製造
コストの低減も可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図イ、口は従来例の模式的な斜視図、第2図はこの
発明の一実施例の側面図、第3図は同実施例の斜視図、
第4図化口は同実施例に係る1対の絶縁板にはさまれて
構成される組立体の1つのみを示すもので、第4図イは
平面図、第4図口は第4図イのA−A線断面図、第5図
イ、口および第6図イ、口はそれぞれ他の実施例に係る
第4図イ、口と同様の組立体の1つのみを示すもので、
第5図イは平面図、第5図口は第5図イのB−B線断面
図、第6図イは平面図、第6図口は第6図イのC−C線
断面図である。 1.101・・・放射線検出用半導体基板2.3,10
2,103・・・電極 4(4a〜4d)、8(8a 〜8d) −絶縁板5.
7・・・導体 8,13・・・導電性接着剤9・・・ソ
ケット 10・・・ピン 11(lla”1ld)、12(12a −12d)、
111,112−信号読み14.17・・・ボルト 出
し線

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)互いに対向する第1.第2の平行平板電極を伴な
    う放射線検出用半導体基板を複数個、該電極面に平行な
    第1の方向に少なくとも1列に配列し、これら半導体基
    板を該配列方向に沿う細長い対向する1対の第1、第2
    の絶縁板ではさみ、この組立体を、上記電極面に平行で
    第1の方向とは略直角な第2の方向に並列的に複数個配
    置し、上記第1の絶縁板の内側の面に上記第1の方向に
    連続している導体を形成して上記各半導体基板の第1の
    電極と接続し、この導体より第2の方向の座標位置信号
    を取り出し、上記第2の絶縁板の内側の面に各半導体基
    板の第2の電極に対応して第1の方向に分離された導体
    を形成して対応する上記各半導体基板の第2の電極と接
    続し、且つこの第2の絶縁板の導体の各々を、第1の方
    向に関して同位置であるもの同士で共通の信号線に接続
    し、この信号線から第1の方向の座標位置信号を取り出
    すようにしたことを特徴とする半導体放射線位置検出器
JP6466984A 1984-03-31 1984-03-31 半導体放射線位置検出器 Granted JPS60209195A (ja)

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JP6466984A JPS60209195A (ja) 1984-03-31 1984-03-31 半導体放射線位置検出器

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JP6466984A JPS60209195A (ja) 1984-03-31 1984-03-31 半導体放射線位置検出器

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JPS60209195A true JPS60209195A (ja) 1985-10-21
JPH058395B2 JPH058395B2 (ja) 1993-02-02

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ID=13264824

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JP6466984A Granted JPS60209195A (ja) 1984-03-31 1984-03-31 半導体放射線位置検出器

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JP (1) JPS60209195A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7446319B2 (en) 2003-09-30 2008-11-04 Hitachi, Ltd. Semiconductor radiation detector and radiological imaging apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7446319B2 (en) 2003-09-30 2008-11-04 Hitachi, Ltd. Semiconductor radiation detector and radiological imaging apparatus

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Publication number Publication date
JPH058395B2 (ja) 1993-02-02

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