KR101302966B1 - 박막 증착 시스템을 이용한 방사선 검출 모듈 - Google Patents

박막 증착 시스템을 이용한 방사선 검출 모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR101302966B1
KR101302966B1 KR1020110019923A KR20110019923A KR101302966B1 KR 101302966 B1 KR101302966 B1 KR 101302966B1 KR 1020110019923 A KR1020110019923 A KR 1020110019923A KR 20110019923 A KR20110019923 A KR 20110019923A KR 101302966 B1 KR101302966 B1 KR 101302966B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
scintillator
thin film
reflector
unit
film deposition
Prior art date
Application number
KR1020110019923A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120101854A (ko
Inventor
전상준
유원식
홍제관
주관식
Original Assignee
(주)에이엠티솔루션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)에이엠티솔루션 filed Critical (주)에이엠티솔루션
Priority to KR1020110019923A priority Critical patent/KR101302966B1/ko
Publication of KR20120101854A publication Critical patent/KR20120101854A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101302966B1 publication Critical patent/KR101302966B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
    • C23C28/32—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/08—Oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/10—Glass or silica
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/06—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40—Oxides
    • C23C16/401—Oxides containing silicon
    • C23C16/402—Silicon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40—Oxides
    • C23C16/403—Oxides of aluminium, magnesium or beryllium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40—Oxides
    • C23C16/405—Oxides of refractory metals or yttrium
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/167—Measuring radioactive content of objects, e.g. contamination

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Abstract

본 발명은 박막 증작 방식을 이용한 섬광체 배열 모듈 개발방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방사능에 견디는 가공된 무기섬광체(Inorganic scintillator)를 박막 증착 시스템을 이용하여 금속 혹은 금속산화물을 단위 섬광체의 표면에 코팅하고 코팅된 복수개의 단위 섬광체들을 적절한 형태로 배열하여 반사율의 효율을 높이고 전체 배열의 사이즈를 줄여 고분해능을 실현한다. 또한 불량제품의 최소화와 제작의 편리성 및 신속성을 이점으로 하는 섬광체 배열 모듈의 개발방법에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 가공된 무기섬광체를 코팅하는 방법에 있어서, 박막 증착 시스템을 이용하여 금속을 단층 코팅하는 단계, 박막 증착 시스템을 이용하여 금속산화물을 다층 코팅하는 단계, 배열된 단위 섬광체를 고정할 수 있는 고정틀 제작 단계로 이루어진 것에 특징이 있다.

Description

박막 증착 시스템을 이용한 방사선 검출 모듈{Radiation detected module for thin film deposition system}
본 발명은 박막 증착 시스템을 이용한 방사선 검출 모듈 개발방법에 관한 것으로 금속(Al, Au, Ag, Pt, Ti, Cu 등) 및 금속산화물 (SiO2, TiO2, AlO3 등)을 박막 증착 시스템을 이용하여 단위 섬광체에 단층 혹은 다층으로 코팅한다. 코팅된 복수개의 단위 섬광체(Scintillator)를 다양한 형태로 배열한 후 섬광체 배열틀을 끼운 핵의학 영상 센서용 방사선 검출 모듈에 관한 것이다.
일반적으로 섬광체(Scintillator)는 높은 유효원자번호로 이루어진 무기섬광체(Inorganic scintillator)와 낮은 원자번호로 이루어진 유기섬광체(Organic scintillator)로 나누어진다.
무기섬광체는 에너지가 높고 투과력이 강한 감마선(Gamma ray)의 검출에 유리하고 유기섬광체는 투과력이 낮은 알파선(Alpha ray), 베타선(Beta ray)의 검출에 주로 사용이 된다.
무기섬광체를 사용한 방사선 검출기는 갑상선, 유방암 등 인체의 종양을 진단할 때 쓰이는 감마카메라와 인체의 생리, 화학적 기능적 영상을 3차원으로 나타낼 수 있는 양전자단층촬영기기(PET, Positron Emission Thomography) 등의 의료분야, 보안검사, 유전탐사, 원자력발전소 방사선량 측정, 환경방사선량 측정 등 산업분야, 입자 및 천체물리 등 기초과학 연구 분야 등 에서 다양하게 응용되어 사용되고 있다.
방사선을 검출하는 방법은 방사선의 전리작용을 사용하며 직접전리방식과 간접전리방식으로 나뉜다.
직접전리 방식은 가스검출기, 반도체 검출기와 같이 방사선과 직접적으로 반응하여 전자를 발생시켜 방사선의 정보를 획득하는 방법이고, 그에 반에 간접전리방식은 방사선을 맞으면 광자를 발생시키는 섬광체를 사용하여 방사선을 낮은 에너지의 광자로 변환한 후 PMT(Photo Multiplier Tube), PIN diode, CCD/CMOS image sensor등의 광센서를 통하여 전기적 신호로 변환시키는 방식이다.
본 발명에서 검출효율과 방사선 에너지 분해능 면에서 우수한 간접전리 방식과 무기섬광체를 사용하여 개발 되어지는 방사선 검출기는 섬광체 발생 광자의 손실을 줄이기 위한 반사체와 하우징 제작기술에 목적이 있다.
또한 핵의학장비, 산업용 방사선 검사장비 등 에서 더 높은 분해능의 영상획득이 요구됨에 따라 그 핵심부품인 영상센서를 구성하는 방사선 검출기 배열의 소형화가 필요하다.
크기가 작은 다량의 섬광체를 격자구조로 배열하여(Scintillator array) (도 4) 사용해야 하기 때문에 얇고 높은 반사율을 갖는 반사체를 사용하는 것도 섬광체 배열 모듈 제작의 필수요소 이다.
이에 따라 종래 기술을 사용한 섬광체 배열은 두 가지 문제점을 갖고 있다.
첫 번째 문제점은 섬광체 사이에 들어가는 반사체 두께이다.
기존에 사용되는 반사체는 테프론 테이프(Teflon tape), 백색 에폭시(White epoxy), 광학필름(Optical film), 금속산화물(TiO2, MgO 등) 이 주성분으로 되어있는 반사페인트, 금속산화물 파우더 압축물 등이 사용되어 왔고 이러한 반사체는 50 ～ 250㎛의 두께를 갖고 있다. 1×1mm 이하로 섬광체의 크기가 작아질 경우 반사체의 두께가 섬광체 두께의 10 ～ 25％까지 차지하게 되어 고분해능 검출기를 제작하는데 제약을 받게된다.
두 번째 문제점은 섬광체 배열의 제작 방법에 있다.
테프론 테이프, 페인트, 에폭시, 파우더 압축물 등으로 제작되는 현재의 제작방법은 섬광체들과 반사체가 일체화 되어 섬광체 배열이 완성된 후에 불량픽셀이 발생하면 배열 전체를 새로 만들어야 하는 문제점이 있다. 불량픽셀의 원인은 반사체의 두께가 일정하게 제작되지 않는 경우와 기공이 생기는 경우, 제작 과정 중 섬광체가 파손되는 경우이다. 이러한 문제점이 발생한 픽셀은 반사율이 떨어지게 된다. 픽셀 사이즈가 작아지고 개수가 늘어남에 따라 생산과정에서 불량 픽셀의 발생률이 높아지고 있다.
본 발명은 금속 혹은 금속산화물 반사체를 이용하여 단층 혹은 다층으로 섬광체의 표면을 박막 증착 시스템을 이용하여 코팅하는 방법으로 표면에 고효율의 반사막을 형성시킴으로서 반사율을 높일 수 있으며 기존의 방식으로 제작을 할 경우에 문제되는 불량 픽셀 발생 시 불량 픽셀만의 교체가 가능하도록 하는데 그 목적이 있다.
또한 고분해능을 실현하여 핵의학 영상처리의 단점을 보완하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 상기와 같은 기술적 문제를 해결하기 위하여 단위 섬광체 각각의 표면을 코팅하기 위해 박막 증착 시스템 안에 섬광체를 넣고 고정하는 단계, 섬광체 배열을 일체화 하지 않고 단위 섬광체 각각에 반사체 박막을 형성하는 단계, 코팅된 섬광체의 표면에 접착제 처리하여 단일 형태로 배열 후 고정하는 단계, 박막 코팅된 섬광체를 배열할 수 있는 틀속에 끼워 넣는 단계, 완성된 모듈을 검증하는 단계로 이루어진 것에 특징이 있다.
본 발명은 섬광체 배열의 반사체 두께를 1～5㎛로 줄이고 90％ 이상의 반사율을 얻을 수 있기 때문에 고분해능 방사선 영상장치에 적합하다. 또한, 반사체를 섬광체의 5면에 증착함으로써 검출 효율이 증가하고 의료용 영상장치에 사용될 경우 환자의 방사선 피폭량을 줄이는 효과가 있다.
단층 박막 반사체는 약 90～92％까지의 반사율을 획득할 수 있다.
다층 박막 반사체는 18층 이상 증착하였을 경우 96％ 이상의 반사율을 갖게 되며 26층 이상 증착하였을 경우 98％ 이상의 반사율을 갖게 되고 증착 횟수가 많아질수록 100％에 근접하게 된다.
도 3은 SiO2와 TiO2 와 같은 굴절률이 상이한 금속산화물을 사용한 다층박막 반사체를 전산모사를 통해 설계한 결과이다.
반사체가 증착된 섬광체를 배열틀에 넣어서 섬광체 배열을 제작할 경우 제조공정상에 불량률을 낮출 수 있으며 고선량 노출 시 발생하는 방사선 피로, 충격에 의한 파손 등 섬광배열이 변형되어도 손상되지 않은 섬광체를 재사용 할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 단층 박막 코팅 된 단일 섬광체의 구조도.
도 2는 다층 박막 코팅 된 단일 섬광체의 구조도.
도 3은 다층 박막 코팅 된 단일 섬광체의 단면도.
도 4는 박막 코팅 된 단일 섬광체의 배열 구조도.
도 5는 일체화된 섬광체를 고정해주는 고정 틀 구조도.
도 6은 본 발명의 전체 구조도.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 단위 섬광체(11) 표면에 박막 증착 시스템을 이용하여 금속(Al, Au, Ag, Pt, Ti, Cu 등)으로 단층 박막 코팅(12) 된 단위 섬광체 구조도(10)이다.
도 2는 단위 섬광체(11') 표면에 박막 증착 시스템을 이용하여 금속산화물(SiO2, TiO2, AlO3 등)로 다층 박막 코팅(12') 된 단위 섬광체 구조도(10')이다.
도 1에서 단층의 경우 반사물질은 금속을 이용한다.
또한 도 2에서 다층의 경우 반사물질은 굴절률이 낮은 물질(MgF2, SiO2, Al2O3)과 굴절률이 높은 물질(TiO2)을 번갈아가며 다층으로 증착하여 고반사율 필름을 형성하는 방법을 사용한다.
도 1의 다층 박막 반사체 코팅 시 금속의 코팅 두께는 가시광선에 대한 표면깊이(Skin Depth)를 계산하여 90～92％의 반사율을 갖게 하며 박막 두께는 1～5㎛로 제작한다.
도 2의 다층 박막 반사체 코팅 시 96～99％의 반사율을 갖게 하기 위해 18층～26층 이상의 박막을 증착한다. 도 2에서 사용되는 섬광체 중 GSO(Gd2SiO5, Gadolinium oxyorthsilicate), LuYAP(Ce)((Lux - Y1-x )AlO3(Ce), Cerium doped Lutetium Yttrium Perovskite), LSO(Lu2SiO5,Lutetium Oxyorthosilicate), LYSO(Lu(2-x)YxSiO5, Lutetium Yttrium Orthosilicate)는 18층 이상의 박막을 증착하고 BGO(Bi4Ge3O12, Bismuth germanate), YAG(Ce)(Y3Al5O12, Yttrium aluminium garnet), CsI(TI)(Thallium doped cesium iodide)는 26층 이상의 박막을 증착 하여야 한다. 또한 박막의 총 두께는 10～15㎛가 된다.
도 3은 단위 섬광체에 다층 박막 코팅된 섬광체의 단면도이다. 굴절률의 차이에 따라 빛의 입사각과 반사각의 차이가 생겨 층의 수가 많을수록 최종 적으로 센서에 도달하는 빛의 신호는 많아진다.
도 4는 단층 혹은 다층으로 코팅 된 단위 섬광체를 배열한 구조도이다. 코팅된 단위 섬광체 들은 어떤 형태로든 복수개의 섬광체가 모여 하나의 배열 섬광체를 형성할 수 있다. 또한 배열된 단위 섬광체 중 불량 섬광체 발생 시 언제든지 쉽게 분해하여 새로운 코팅된 단위 섬광체로 교체가 가능하다.
도 5의 섬광체 배열틀(13)은 방사선 에너지에 따라 다른 물질로 제작된다.
갑상선이나 유방 진단용 감마카메라, 단일광자방출단층촬영(SPECT)은 Tc-99m(Technetium-99m), I-123(Iodine-123) 방사선원이 주로 사용되며 Tc-99m은 140keV, I-123은 159keV의 감마선 피크 에너지를 갖는다. 이러한 저에너지 방사선용 섬광체 배열에서는 방사선 선감쇠(Linear Attenuation)와 질량감쇠(Mass Attenuation)가 적은 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA, Polymethyl Methacrylate)를 사용하여 배열틀을 제작한다. 저에너지 방사선을 검출하는 영상장치 중 높은 강도를 요구할 경우에는 방사선 감쇠는 적고 강도가 높은 탄소섬유를 사용하여 제작한다.
양전자단층촬영(PET), 산업용 감마카메라(Gamma camera)는 O-15(Oxygen-15), N-13(Nitrogen-13), C-11(Carbon-11), F-18(Fludeoyglucose-18), Na-22(Sodium-22), Cs-137(Cesium-137)이 주로 사용되며 511keV, 663keV의 감마선을 검출한다. 고에너지 방사선용 섬광체 배열에는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 탄소섬유, 알루미늄 세 가지가 사용된다.
도 6은 본 발명의 전체 구조도 이며 방사선 감쇠 및 강도의 정도에 따라 사용되는 섬광체가 다르고 배열틀의 재질이 달라진다. 또한 반사체의 종류와 두께의 정도를 달리하여 사용자의 원하는 특성에 맞게 제작 가능하고 불량을 최소화하여 고 부가가치를 창출해 낼 수가 있다.

Claims (12)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 박막 증착 시스템을 이용한 방사선 검출 모듈에 있어서,
    상기 방사선 검출 모듈은 각각 독립된 육면체 형상의 단위 섬광체(Scintillator)에 금속 또는 금속산화물의 반사체를 단층 혹은 다층의 박막형태로 직접 증착하여 구성되고,
    상기 단위 섬광체의 표면에 단층 반사체를 박막형태로 증착 코팅하는 경우 상기 반사체는 1～5㎛ 두께의 Al, Au, Ag, Pt, Ti, 또는 Cu 중 어느 하나이며,
    상기 단위 섬광체의 표면에 다층 반사체를 박막형태로 증착 코팅하는 경우 상기 반사체는 5～15㎛ 두께의 SiO2, TiO2, MgF2 또는 Al2O3 중 어느 하나이고,
    상기 단층 혹은 다층의 반사체가 코팅된 상기 단위 섬광체는 복수개가 서로 인접하도록 배열되어 하나의 방사선 검출 모듈을 구성하며,
    상기 단위 섬광체에 증착되는 다층 반사체는 SiO2, TiO2, MgF2 또는 Al2O3 중에서 상대적으로 굴절률이 낮은 SiO2, MgF2 또는 Al2O3과, 상대적으로 굴절률이 높은 TiO2가 번갈아 증착됨을 특징으로 하는 박막 증착 시스템을 이용한 방사선 검출 모듈.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 복수개의 단위 섬광체를 배열하기 위한 배열틀은 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA, Polymethy Methacrylate), 탄소섬유, 알루미늄 중 어느 하나의 재질로 형성됨을 특징으로 하는 박막 증착 시스템을 이용한 방사선 검출 모듈.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 단위 섬광체는 LYSO, LSO, BGO, YAG, CsI:Na, NaI:TI, 또는 CsI:TI 중 어느 하나 또는 복수개로 구성됨을 특징으로 하는 박막 증착 시스템을 이용한 방사선 검출 모듈.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
KR1020110019923A 2011-03-07 2011-03-07 박막 증착 시스템을 이용한 방사선 검출 모듈 KR101302966B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110019923A KR101302966B1 (ko) 2011-03-07 2011-03-07 박막 증착 시스템을 이용한 방사선 검출 모듈

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110019923A KR101302966B1 (ko) 2011-03-07 2011-03-07 박막 증착 시스템을 이용한 방사선 검출 모듈

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120101854A KR20120101854A (ko) 2012-09-17
KR101302966B1 true KR101302966B1 (ko) 2013-09-03

Family

ID=47110636

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110019923A KR101302966B1 (ko) 2011-03-07 2011-03-07 박막 증착 시스템을 이용한 방사선 검출 모듈

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101302966B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101493718B1 (ko) * 2013-05-27 2015-02-16 (주)에이엠티솔루션 단층 또는 다층 단층 또는 다층 반사체 증착장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007279051A (ja) 2001-01-30 2007-10-25 Hamamatsu Photonics Kk シンチレータパネル及び放射線イメージセンサ
JP2008249335A (ja) 2007-03-29 2008-10-16 Konica Minolta Medical & Graphic Inc 放射線用シンチレータパネル及び放射線画像撮影装置
KR20090098327A (ko) * 2008-03-14 2009-09-17 부산대학교 산학협력단 디지털 엑스선 이미지 센서용 섬광체패널 및 그 제조방법
KR20110013839A (ko) * 2009-08-04 2011-02-10 부산대학교 산학협력단 엑스선 이미지 센서용 섬광체패널 및 그 제조방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007279051A (ja) 2001-01-30 2007-10-25 Hamamatsu Photonics Kk シンチレータパネル及び放射線イメージセンサ
JP2008249335A (ja) 2007-03-29 2008-10-16 Konica Minolta Medical & Graphic Inc 放射線用シンチレータパネル及び放射線画像撮影装置
KR20090098327A (ko) * 2008-03-14 2009-09-17 부산대학교 산학협력단 디지털 엑스선 이미지 센서용 섬광체패널 및 그 제조방법
KR20110013839A (ko) * 2009-08-04 2011-02-10 부산대학교 산학협력단 엑스선 이미지 센서용 섬광체패널 및 그 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120101854A (ko) 2012-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102239425B (zh) 闪烁分离器
US10281594B2 (en) Gamma-ray Compton TOF camera system
JP6145248B2 (ja) 放射線検出器
CN101903801B (zh) 具有复合树脂中的闪烁体的辐射敏感探测器
US8324583B2 (en) Scintillation pixel design and method of operation
CN108279433A (zh) 用于pet的优化闪烁体晶体
US20090065700A1 (en) Reduced edge effect detector
US20100314546A1 (en) Fast radiation detectors
RU2676798C2 (ru) Протравленные лазером сцинтиллирующие кристаллы для повышенной эффективности
CN102890284B (zh) 一种核探测装置
US7772558B1 (en) Multi-layer radiation detector and related methods
CN109765599B (zh) 基于硅光电倍增管的探测器、机架和pet设备
Roncali et al. Modelling the transport of optical photons in scintillation detectors for diagnostic and radiotherapy imaging
CN107684436B (zh) 在pet系统中确定入射光子的位置的方法
US8598532B2 (en) Radiation conversion elements with reflectors for radiological imaging apparatus
US20120223252A1 (en) System, method and apparatus for an imaging array using non-uniform septa
CN103027703A (zh) 用于pet和/或spect的虚拟像素化检测器
JP2013246156A (ja) ３次元放射線位置検出器
JP2011257339A (ja) 放射線画像検出装置
US11819346B2 (en) Scintillation detector based systems and methods for using the same
CN110974267A (zh) 一种复合晶体阵列的pet探测器及其构建方法
Mohammadi et al. Development of a dual-ended readout detector with segmented crystal bars made using a subsurface laser engraving technique
JP2011232197A (ja) シンチレータパネル及び放射線画像検出装置
KR101302966B1 (ko) 박막 증착 시스템을 이용한 방사선 검출 모듈
US7696482B1 (en) High spatial resolution radiation detector

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160602

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170724

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180808

Year of fee payment: 6