JPH02129969A

JPH02129969A - 半導体放射線検出素子アレイ

Info

Publication number: JPH02129969A
Application number: JP63282816A
Authority: JP
Inventors: Kenji Sato; 賢治佐藤
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1988-11-09
Filing date: 1988-11-09
Publication date: 1990-05-18

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】〈産業上の利用分野〉本発明は、医療用放射線受像装置、非破壊検査用放射線
検査装置等に用いられる、−次元もしくは二次元の半導
体放射線検出素子アレイに関する。

〈従来の技術〉ＣｄＴｅやＨｇ１．等の化合物半導体を用いた放射線検
出素子アレイとしては、一般に、第７図（ａ）に示すよ
うに、半導体基板の片面に、各画素に対応さセるべ（複
数個の信号取り出し電極を形成し、その裏面には、共通
のバイアス電極を形成して、信号取り出し電極側を放射
線入射側とする、いわゆる入射側電極分離型のもの、ま
た、同図（ｂ）に示すように、バイアス電極側を放射線
入射側とする、いわゆる後方電極分離型のものが知られ
ている。これらの検出素子アレイには、いずれも、バイ
アス電極に逆バイアス電圧が印加され、これにより、半
導体中に入射した放射線はそのエネルギに応じた波高の
電気パルスを発生し、その電気パルスは放射線入射位置
に相当する信号取り出し電極から外部へと取り出される
。

このような検出素子アレイは、医療用放射線受像装置等
、被検体の放射線像を撮像する装置に適用される。この
種の装置は、線源から放射され被検体を透過した放射線
束を検出素子アレイに入射させて、その素子アレイの各
信号取り出し電極からの出力パルス信号を、それぞれ個
別に計数することによって、その各計数値に基づいて被
検体の放射線像を得るよう構成されている。

ここで、線源から放射され直進する放射線は被検体を透
過する過程において、コンプトン効果により散乱するこ
とがあり、上記の装置においては、その散乱線が元の放
射線が入射すべき画素とは異なる画素に入射することが
ある。このため、散乱線が入射した画素では、透過放射
線の線量の数え誤りが生じ、その結果、得られる放射線
の画質が低下する。そこで、従来、被検体と検出素子ア
レイとの間に散乱線グリッドを配設し、散乱線が検出素
子アレイに入射することを防止している。

〈発明が解決しようとする課題〉ところで、散乱線グリッドを用いて散乱線の影響を除去
する方法においては、以下の問題点が残されている。

すなわち、散乱線グリッドは、そのピンチを検出素子ア
レイの各画素幅に応じて製作することが困難で、現状で
は画素複数個分の幅程度の広いピッチのものしか製作で
きないため、例えば第８図に示すように、放射線が被検
体内部において散乱される位置によって、グリッドに衝
突せずに検出素子アレイに入射する散乱線があり、どう
しても散乱線の入射が避けられない画素ができてしまい
、ある特定の画素では散乱線による影響が大になるとい
う問題が残されている。しかも、散乱線グリッドを検出
素子アレイ上に各画素に対して正確に位置決めすること
が非常に難しいため、第８図に示すように、グリッドの
壁体がいくつかの画素の真上に位置することがあり、そ
の各画素においては、透過放射線の一部がグリッド壁体
に吸収されてしまい、線量の数え落としが生じる。

さらに、散乱線グリッドは、現状では格子状のものはな
く、検出素子アレイが二次元の場合、その画素群が連な
る二次元方向双方について散乱線による影響を軽減する
ことは不可能であった。

く課題を解決するための手段〉本発明は、上記問題点を一挙に解決すべくなされたもの
で、その構成を実施例に対応する第１図を参照しつつ説
明すると、本発明は、−次元もしくは二次元の半導体放
射線検出素子アレイＡ１の放射線入射側の電極ｚ上に、
この電極２上方領域を各画素に対応して区画するための
ハンダ製壁体４・・・４を形成したことを特徴としてい
る。

〈作用〉検出素子アレイＡｌの放射線入射面に対して略垂直に進
行する放射線は半導体１内に入射するが、入射面に対し
である程度の大きさの傾斜角をもって進行する放射線は
各画素に対応して形成されたハンダ製壁体４・・・４に
衝突することになる。

従って、例えば被検体の放射線像を撮像する際、全ての
画素について、散乱線が入射することを軽減でき、しか
も、ハンダ製壁体４・・・４によって、特定の画素にお
いて透過放射線線量の数え落としが起こることはない。

〈実施例〉本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説明する。

第１図は本発明実施例の全体斜視図であって、後方電極
分離型の半導体放射線−次元検出素子アレイに本発明を
適用した例を示す。

例えばＣｄＴｅやＨｇ　Ｉ、等の結晶からなる化合物事
４体基板１の一面側には、Ａｕ等を一様に薄着してなる
共通のバイアス電極２が形成されている。

基板１の反対側の面には、各画素に対応させるべく、複
数個の信号取り出し電極３・・・３が一列に形成されて
おり、バイアス電極２側を放射線入射側とする放射線−
次元検出素子アレイΔ８を形成している。

この検出素子アレイＡｌのバイアス電極２上には、信号
取り出し電極３・・・３の配列方向に対して直交する方
向に一定の高さで延びるハンダ製壁体４が、各画素幅に
相当するピッチで複数本形成されており、この各ハンダ
製壁体４・・・４によって、各画素の上方領域はそれぞ
れ個別に区画されている。なお、５はパッシベーション
膜であって、ハンダ製壁体４・・・４を作製する際に形
成されるものである。

次に、ハンダ製壁体４・・・４０作製手順を、第２図を
参照して説明する。

まず、検出素子アレイＡ、のバイアス電極２側の面にパ
ッシベーション膜５を形成した後、フォトリングラフィ
等により、ハンダ製壁体形成部つまり各画素それぞれの
境界部に相当する部分のバイアス電極２表面が露呈する
ように、パッシベーション膜５のパターンニングを行な
う（第２図〔ａ〕）。

次いで、パッシベーション膜５をマスクとして、ハンダ
メツキ浴中でバイアス電極２を電流通路とする電解メブ
キにより、露呈しているバイアス電極２上に、それぞれ
所定量のハンダ４ａ・・・４ａを付着させた後（第２図
〔ｂ〕）、付着したハンダ４ａ・・・４ａをリフローす
ることによって、第２図（Ｃ）に示すようなハンダ製壁
体４・・・４を得る。

ここで、パッシベーション膜５の材料としては、次の条
件を満たすものを用いる必要がある。

■放射線が透過しやすいように、低原子番号の元素によ
り構成されていること、 ■電極金属との密着性が良いこと、 ■ハンダが濡れにくいこと、 ■ハンダリフロー時の温度に耐え得ること、■高絶縁性
であること、等である。

これらの条件を満足する材料としては、５ｉＣｈやＣａ
Ｆ２等がある。

以上のように、放射線−次元検出素子アレイＡｌの放射
線入射側の面に、各画素ごとにハンダ製壁体４・・・４
を形成することにより、例えば被検体の放射線像を撮像
する際、検出素子アレイＡ１の入射面に対して略垂直に
進行する、被検体を透過した放射線は半導体基板１内に
入射するが、被検体内において散乱され、入射面に対し
である程度の大きさの傾斜角をもって進行する散乱線は
ハンダ製壁体４・・・４に衝突することになる。ここで
、ハンダは５−Ｐｂ合金であって、放射線の吸収率が高
く、従ってハンダ製壁体４・・・４に衝突した散乱線は
半導体基板１内に入射することはなく、これにより、全
ての画素について散乱線による線量の数え誤りを軽減で
きる。しかも、各ハンダ製壁体４・・・４は、それぞれ
各画素の境界部に相当する部分に形成されているので、
ハンダ製壁４・・・４によって、特定画素において透過
放射線線量の数え落としが起こることはない。ただし、
ハンダ製壁体４・・・４の厚さが厚いと、全ての画素の
線量計数値が減少するので、壁体の厚さは可能な限り薄
くしておく必要がある。

なお、パッシベーション膜５の膜厚を厚くして各ハンダ
製壁体４・・・４の高さを高（すれば、散乱線による影
響をより少なくできることは言うまでもな°く、この場
合、計数すべき放射線のエネルギ低減を避けるために、
パッシベーション膜５は、ハンダ製壁体４・・・４を形
成した後、除去しておく。

次に、他の実施例を、第３図に示す斜視図を参照しつつ
説明する。

半導体基板３１の互いに対向する面には、先の実施例と
同様に、それぞれ複数個の信号取り出し電極３３・・・
３３および共通のバイアス電極３２が形成されており、
信号取り出し電極３３・・・３３側を放射線入射側とす
る、いわゆる、入射側電極分離型の放射線−次元検出素
子アレイＡ３を形成している。

この検出アレイＡ３の各信号取り出し電極３３・・・３
３の基板３１長手方向における一端部には、それぞれ、
電極３３・・・３３の配列方向に対して直交する方向に
一定の高さで延びる、ハンダ製壁体３４が形成されてお
り、さらに最前列の信号取り出し電極３３には、他端部
にも同様なハンダ製壁体３４が形成されている。また、
検出素子アレイＡ３の信号取り出し電極３３・・・３３
例の面には、先の実施例と同様なパッシベーション膜３
５が形成されている。

次に、この実施例のハンダ製壁体３４・・・３４の作成
手順を第４図を参照して説明する。

まず、検出素子アレイＡ、の信号取り出し電極３３・・
・３３側の面にパッシベーション膜３５を一様に形成し
た後、フォトリソグラフィ等によりパッシベーション膜
３５のパターンニングを行って、ハンダ製壁体形成部に
相当する部分に溝を形成する（第４図〔ａ〕）。

次いで、スパッタリング法により、ＡＩ等の金属薄膜３
６を一様に形成し、その金属薄膜３６の表面上に、ハン
ダ製壁体形成部に相当する部分を除いてフォトレジスト
膜３７を形成した後（第４図〔ｂ〕）、そのフォトレジ
スト膜３７をマスクとし、ハンダメフ、キ浴中で金属薄
膜３６を電流通路とする電解メツキにより、露呈してい
る金属薄膜３６上にそれぞれ所定量のハンダ３４ａ・・
・３４ａを付着させる（第４図〔Ｃ〕）。

次いで、フォトレジスト膜３７を除去し、さらに付着し
たハンダ３４ａ・・・３４ａをマスクとして金属薄膜３
６のエツチングを行った後（第４図〔ｄ〕）、ハンダ３
４ａ・・・３４ａをリフローすることにより、第４図（
ｅ）に示すようなハンダ製壁体３４・・・３４を得る。

なお、この実施例によると、各ハンダ製壁体３４・・・
３４を、各信号取り出し電極３３・・・３３の信号取り
出し線として使用できるという利点もある。

以上の二つの実施例では、−次元の半導体放射線検出素
子アレイについて説明したが、本発明はこれに限られる
ことなく、二次元の半導体放射線検出素子アレイにも適
用できる。その実施例を第５図および第６図を参照して
説明する。なお、両図はともに、検出素子アレイを放射
線入射側から見た平面図である。

第５図に示す検出素子アレイＡ、は、後方電極分離型の
もので、共通のバイアス電極５２の上に、格子状のハン
ダ製壁体５４が形成されており、この壁体５４によって
、各画素の上方領域がそれぞれ個別に区画されている。

なお、この格子状のハンダ製壁体５４は、第２図と同様
な手順によって作製可能である。

また、第６図に示す検出素子アレイＡ６は、入射側電極
型のもので、行列状に形成された複数個の信号取り出し
電極６３．、．６３□、、・・、６３゜のそれぞれの周
辺部に沿って、「口」、「コ」もしくはｒＬＪ形状のハ
ンダ製壁体６４・・・６４が形成されており、これらの
ハンダ製壁体６４・・・６４によって、各画素の上方領
域がそれぞれ個別に区画されている。なお、このハンダ
製壁体６４・・・６４は、第４図と同様の手順によって
作製可能である。

〈発明の効果〉以上説明したように、本発明によれば、−次元もしくは
二次元の半導体放射線検出素子アレイの放射線入射側の
電極上に、この電極上方領域を各画素に対応して区画す
るためのハンダ製壁体を形成したから、例えば被検体の
放射線像を撮像するに当り、全ての画素について散乱線
による影響を軽減できるとともに、特定の画素における
透過放射線線量の計数洩れがなくなる結果、従来に比し
てより鮮明な画質の放射線像を得ることが可能になる。

さらに、従来の散乱線グリッドを用いた方法では、検出
素子アレイが二次元の場合、その画素群が連なる二次方
向双方について散乱線による影客を軽減することは不可
能であったが、本発明によると、これも可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の全体斜視図で、第２図はその実
施例のハンダ製壁体４・・・４の作製手順を説明する図
である。第３図は本発明の他の実施例の全体斜視図で、第４図は
その実施例のハンダ製壁体３４・・・３４の作製手順を
説明する図である。第５図および第６図は、二次元の半導体放射線検出素子
アレイに本発明を適用した例を示す平面図、第７図は半導体放射線検出素子アレイの一般的な構造例
を示す断面図、第８図は従来の問題点を説明するための図である。３・・・３４・・・４

Claims

【特許請求の範囲】

化合物半導体基板と、この基板の互いに対向する面それ
ぞれに、各画素に対応すべく形成された電極からなり、
上記対向する面のいずれか一方を放射線入射側とする一
次元もしくは二次元の放射線検出素子アレイにおいて、
上記放射線入射側の電極上に、この電極上方領域を各画
素に対応して区画するためのハンダ製壁体を形成したこ
とを特徴とする、半導体放射線検出素子アレイ。