RU2024110608A

RU2024110608A - Детектор радиации и массив детекторов радиации

Info

Publication number: RU2024110608A
Application number: RU2024110608A
Authority: RU
Inventors: Сого КАМАКУРА; Хаято НИСИМИЯ; Синтаро КАМАДА
Original assignee: Хамамацу Фотоникс К.К.
Priority date: 2021-09-22
Filing date: 2022-08-30
Publication date: 2024-05-03

Claims

1. Детектор радиации, содержащий:

сцинтиллятор, включающий в себя пару торцевых поверхностей, противоположных друг другу в первом направлении, и одну боковую поверхность, соединяющую пару торцевых поверхностей;

полупроводниковый фотодетектор, включающий в себя полупроводниковую подложку, расположенную напротив этой одной боковой поверхности; и

элемент разводки, электрически соединенный с полупроводниковым фотодетектором, в котором

длина сцинтиллятора в первом направлении больше, чем длина сцинтиллятора во втором направлении, ортогональном к этой одной боковой поверхности,

длина одной боковой поверхности в первом направлении больше, чем ширина одной боковой поверхности в третьем направлении, ортогональном к первому направлению и второму направлению,

полупроводниковая подложка включает в себя первую часть, покрытую одной боковой поверхностью, и вторую часть, не покрытую одной боковой поверхностью,

причем первая часть и вторая часть располагаются в первом направлении,

полупроводниковый фотодетектор включает в себя область фотообнаружения, расположенную в первой части, и первый электрод и второй электрод, расположенные во второй части,

область фотообнаружения включает в себя множество лавинных фотодиодов, функционирующих в режиме Гейгера, и множество гасящих резисторов, электрически соединенных последовательно с одним из анода или катода соответствующего лавинного фотодиода из множества лавинных фотодиодов,

множество гасящих резисторов соединены параллельно с первым электродом,

другой из анода или катода каждого из множества лавинных фотодиодов соединен параллельно со вторым электродом, и

элемент разводки включает в себя проводник, электрически соединенный с первым электродом, и проводник, соединенный со вторым электродом.

2. Детектор радиации по п. 1, в котором сцинтиллятор имеет прямоугольную форму или треугольную форму, если смотреть в первом направлении.

3. Детектор радиации по п. 1 или 2, в котором пара торцевых поверхностей включает в себя одну торцевую поверхность, наклоненную относительно второго направления.

4. Детектор радиации по п. 1 или 2, в котором пара торцевых поверхностей включает в себя одну торцевую поверхность, проходящую во втором направлении, одна торцевая поверхность имеет форму треугольной волны в поперечном сечении.

5. Детектор радиации по п. 1 или 2, в котором пара торцевых поверхностей включает в себя одну торцевую поверхность, проходящую во втором направлении, и одна торцевая поверхность включает в себя шероховатую поверхность.

6. Детектор радиации по любому из пп. 1-5, в котором сцинтиллятор включает в себя другую боковую поверхность, имеющую форму треугольной волны в поперечном сечении, и другая боковая поверхность связывает пару торцевых поверхностей и является смежной с одной боковой поверхностью.

7. Детектор радиации по любому из пп. 1-5, в котором сцинтиллятор включает в себя другую боковую поверхность, которая включает в себя шероховатую поверхность, и другая боковая поверхность связывает пару торцевых поверхностей и является смежной с одной боковой поверхностью.

8. Детектор радиации по любому из пп. 1-7, в котором если смотреть во втором направлении, область фотообнаружения имеет форму контура, соответствующую форме контура одной боковой поверхности.

9. Детектор радиации по любому из пп. 1-8, дополнительно содержащий:

основу; а также первый провод и второй провод, в котором

основа расположена таким образом, что полупроводниковая подложка помещается между основой и сцинтиллятором, и включает в себя третью часть, покрытую полупроводниковой подложкой, и четвертую часть, не покрытую полупроводниковой подложкой,

третья часть и четвертая часть располагаются в первом направлении,

четвертая часть включает в себя первый контакт и второй контакт,

первый контакт и второй контакт и сцинтиллятор располагаются перед одной и той же поверхностью основы, и

первый контакт электрически соединен с первым электродом первым проводом, а второй контакт электрически соединен со вторым электродом вторым проводом.

10. Детектор радиации по п. 9, дополнительно содержащий смолу, покрывающую первый провод и второй провод.

11. Детектор радиации по любому из пп. 1-8, дополнительно содержащий светоотражатель, в котором светоотражатель располагается таким образом, что полупроводниковая подложка помещается между светоотражателем и сцинтиллятором.

12. Детектор радиации по п. 9 или 10, дополнительно содержащий светоотражатель, в котором светоотражатель располагается таким образом, что полупроводниковая подложка и основа помещаются между светоотражателем и сцинтиллятором.

13. Детектор радиации по любому из пп. 1-12, в котором элемент разводки располагается на той же самой боковой поверхности, что и сцинтиллятор, относительно полупроводниковой подложки.

14. Детектор радиации по любому из пп. 1-8 или 11, в котором по меньшей мере часть элемента разводки и сцинтиллятор располагаются перед одной и той же поверхностью полупроводниковой подложки.

15. Детектор радиации по любому из пп. 9, 10 или 12, в котором по меньшей мере часть элемента разводки и сцинтиллятор располагаются перед одной и той же поверхностью основы.

16. Детектор радиации по п. 11 или 12, в котором светоотражатель имеет толщину 0,05-100 мкм.

17. Детектор радиации по любому из пп. 1-16, в котором элемент разводки и полупроводниковая подложка обладают гибкостью, и гибкость элемента разводки является более высокой, чем гибкость полупроводниковой подложки.

18. Детектор радиации, содержащий:

сцинтиллятор, включающий в себя пару торцевых поверхностей, противоположных друг другу в первом направлении, первую боковую поверхность, соединяющую пару торцевых поверхностей, и вторую боковую поверхность, соединяющую пару торцевых поверхностей и смежную с первой боковой поверхностью;

первый полупроводниковый фотодетектор, включающий в себя первую полупроводниковую подложку, расположенную напротив первой боковой поверхности;

второй полупроводниковый фотодетектор, включающий в себя вторую полупроводниковую подложку, расположенную напротив второй боковой поверхности;

первый элемент разводки, электрически соединенный с первым полупроводниковым фотодетектором; и

второй элемент разводки, электрически соединенный со вторым полупроводниковым фотодетектором, причем

сцинтиллятор имеет прямоугольную форму, если смотреть в первом направлении,

длина сцинтиллятора в первом направлении больше, чем обе из длины сцинтиллятора во втором направлении, ортогональном первой боковой поверхности, и длины сцинтиллятора в третьем направлении, ортогональном второй боковой поверхности,

длина первой боковой поверхности в первом направлении больше, чем ширина первой боковой поверхности в третьем направлении,

длина второй боковой поверхности в первом направлении больше, чем ширина второй боковой поверхности во втором направлении,

каждая из первой полупроводниковой подложки и второй полупроводниковой подложки включает в себя первую часть, покрытую соответствующей боковой поверхностью первой боковой поверхности и второй боковой поверхности, и вторую часть, не покрытую соответствующей боковой поверхностью,

каждый из первого полупроводникового фотодетектора и второго полупроводникового фотодетектора включает в себя область фотообнаружения, расположенную в первой части, а также первый электрод и второй электрод, расположенные во второй части,

каждая из областей фотообнаружения включает в себя множество лавинных фотодиодов, функционирующих в режиме Гейгера, и множество гасящих резисторов, электрически соединенных последовательно с одним из анода или катода соответствующего лавинного фотодиода из множества лавинных фотодиодов,

другой из анода или катода каждого из множества лавинных фотодиодов электрически соединен параллельно со вторым электродом, и

каждый из первого элемента разводки и второго элемента разводки включает в себя проводник, электрически соединенный с первым электродом, и проводник, соединенный со вторым электродом.

19. Детектор радиации по п. 18, в котором пара торцевых поверхностей включает в себя одну торцевую поверхность, наклоненную относительно второго направления.

20. Детектор радиации по п. 18 или 19, в котором пара торцевых поверхностей включает в себя одну торцевую поверхность, проходящую во втором направлении, и одна торцевая поверхность имеет форму треугольной волны в поперечном сечении.

21. Детектор радиации по п. 18 или 19, в котором пара торцевых поверхностей включает в себя одну торцевую поверхность, проходящую во втором направлении, и одна торцевая поверхность включает в себя шероховатую поверхность.

22. Детектор радиации по любому из пп. 18-21, в котором если смотреть во втором направлении, область фотообнаружения первой полупроводниковой подложки имеет форму контура, соответствующую форме контура первой боковой поверхности, и если смотреть в третьем направлении, область фотообнаружения второй полупроводниковой подложки имеет форму контура, соответствующую форме контура второй боковой поверхности.

23. Детектор радиации по любому из пп. 18-22, дополнительно содержащий:

первую основу и вторую основу; а также первый провод и второй провод, в котором

первая основа расположена таким образом, что первая полупроводниковая подложка помещается между первой основой и сцинтиллятором,

вторая основа расположена таким образом, что вторая полупроводниковая подложка помещается между соответствующей второй основой и сцинтиллятором,

первая основа включает в себя третью часть, покрытую первой полупроводниковой подложкой, и четвертую часть, не покрытую первой полупроводниковой подложкой, а вторая основа включает в себя третью часть, покрытую второй полупроводниковой подложкой, и четвертую часть, не покрытую второй полупроводниковой подложкой,

каждая из четвертых частей включает в себя первый контакт и второй контакт,

первый контакт и сцинтиллятор располагаются перед той же самой поверхностью первой основы, а второй контакт и сцинтиллятор располагаются перед той же самой поверхностью второй основы, и

24. Детектор радиации по п. 23, дополнительно содержащий смолу, покрывающую первый провод и второй провод.

25. Детектор радиации по любому из пп. 18-22, дополнительно содержащий:

первый светоотражатель; и второй светоотражатель, в котором

первый светоотражатель располагается таким образом, что первая полупроводниковая подложка помещается между первым светоотражателем и сцинтиллятором, и

второй светоотражатель располагается таким образом, что вторая полупроводниковая подложка помещается между вторым светоотражателем и сцинтиллятором.

26. Детектор радиации по п. 23 или 24, дополнительно содержащий:

первый светоотражатель располагается таким образом, что первая полупроводниковая подложка и первая основа помещаются между первым светоотражателем и сцинтиллятором, и

второй светоотражатель располагается таким образом, что вторая полупроводниковая подложка и вторая основа располагаются между вторым светоотражателем и сцинтиллятором.

27. Детектор радиации по любому из пп. 18-26, в котором первый элемент разводки располагается на той же самой боковой поверхности, что и сцинтиллятор, относительно первой полупроводниковой подложки, и второй элемент разводки располагается на той же самой боковой поверхности, что и сцинтиллятор, относительно второй полупроводниковой подложки.

28. Детектор радиации по любому из пп. 18-22 или 25, в котором по меньшей мере часть первого элемента разводки и сцинтиллятор располагаются перед одной и той же поверхностью первой полупроводниковой подложки, и по меньшей мере часть второго элемента разводки и сцинтиллятор располагаются перед одной и той же поверхностью второй полупроводниковой подложки.

29. Детектор радиации по любому из пп. 23, 24 или 26, в котором по меньшей мере часть первого элемента разводки и сцинтиллятор располагаются перед одной и той же поверхностью первой основы, и по меньшей мере часть второго элемента разводки и сцинтиллятор располагаются перед одной и той же поверхностью второй основы.

30. Детектор радиации по п. 25 или 26, в котором первый светоотражатель и второй светоотражатель имеют толщину 0,05-100 мкм.

31. Детектор радиации по любому из пп. 18-30, в котором

первый элемент разводки, второй элемент разводки, первая полупроводниковая подложка и вторая полупроводниковая подложка обладают гибкостью,

гибкость первого элемента разводки является более высокой, чем гибкость первой полупроводниковой подложки, и

гибкость второго элемента разводки является более высокой, чем гибкость второй полупроводниковой подложки.

32. Массив детекторов радиации, содержащий

множество детекторов радиации, двумерно расположенных в матрице, если смотреть в первом направлении, в котором

каждый из множества детекторов радиации представляет собой детектор радиации по любому из пп. 1-17, и

полупроводниковый фотодетектор одного из детекторов радиации располагается с полупроводниковым фотодетектором другого из детекторов радиации, смежных с этим одним детектором радиации, в направлении, параллельном одной боковой поверхности.

33. Массив детекторов радиации по п. 32, в котором

полупроводниковые фотодетекторы, смежные друг другу в направлении, параллельном одной боковой поверхности, формируются как единое целое.

34. Массив детекторов радиации, содержащий

каждый из множества детекторов радиации представляет собой детектор радиации по любому из пп. 18-31,

первый полупроводниковый фотодетектор одного из детекторов радиации располагается так, чтобы быть смежным с первым полупроводниковым фотодетектором другого из детекторов радиации в третьем направлении, и

второй полупроводниковый фотодетектор одного детектора радиации располагается так, чтобы быть смежным со вторым полупроводниковым фотодетектором другого из детекторов радиации во втором направлении.

35. Массив детекторов радиации по п. 34, в котором первые полупроводниковые фотодетекторы, смежные друг с другом в третьем направлении, формируются как единое целое.

36. Массив детекторов радиации по п. 34 или 35, в котором вторые полупроводниковые фотодетекторы, смежные друг с другом во втором направлении, формируются как единое целое.