JPH05188148A - 放射線検出素子 - Google Patents
放射線検出素子Info
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- JPH05188148A JPH05188148A JP4003929A JP392992A JPH05188148A JP H05188148 A JPH05188148 A JP H05188148A JP 4003929 A JP4003929 A JP 4003929A JP 392992 A JP392992 A JP 392992A JP H05188148 A JPH05188148 A JP H05188148A
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Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 放射線検出素子を改良する。
【構成】 複数の凹部が表面側に形成された基板と、こ
の基板の裏面に半導体薄膜３１を堆積して形成され、複
数の光電変換部を有する受光素子アレイと、複数の凹部
に埋め込まれたシンチレータ４３とを備える。シンチレ
ータ４３が埋め込まれた基板の裏面に、半導体薄膜３１
の堆積による固体撮像素子アレイが設けられるので、貼
り合わせによる位置ずれや、接着剤による光損失を本質
的に克服できる。そして、反射膜４４を設けることによ
り、シンチレーション光を効率よく光電変換部に入射で
き、凹部の側壁を表面側で薄くすることにより、放射線
の入射効率を高め得る。
の基板の裏面に半導体薄膜３１を堆積して形成され、複
数の光電変換部を有する受光素子アレイと、複数の凹部
に埋め込まれたシンチレータ４３とを備える。シンチレ
ータ４３が埋め込まれた基板の裏面に、半導体薄膜３１
の堆積による固体撮像素子アレイが設けられるので、貼
り合わせによる位置ずれや、接着剤による光損失を本質
的に克服できる。そして、反射膜４４を設けることによ
り、シンチレーション光を効率よく光電変換部に入射で
き、凹部の側壁を表面側で薄くすることにより、放射線
の入射効率を高め得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は放射線検出素子に関する
ものである。
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
特開昭５７−５０６７２号あるいは同６３−２２１２７
９号のものが知られている。これらに開示の技術では、
光ファイバプレートのコア部にエッチングによる凹部が
形成され、ここに放射線によってシンチレーション発光
を生じるシンチレータが埋め込まれる。そして、接着剤
を用いて、別途に用意した固体撮像素子アレイと貼り合
わせられる。
特開昭５７−５０６７２号あるいは同６３−２２１２７
９号のものが知られている。これらに開示の技術では、
光ファイバプレートのコア部にエッチングによる凹部が
形成され、ここに放射線によってシンチレーション発光
を生じるシンチレータが埋め込まれる。そして、接着剤
を用いて、別途に用意した固体撮像素子アレイと貼り合
わせられる。
【０００３】一方、特開昭６２−７６４７８号では、シ
リコンウェーハの表面に多数のホトダイオードが形成さ
れ、裏面に上記ホトダイオードと対応して凹部が形成さ
れる。そして、この凹部にシンチレータを埋め込んだも
のを単位体とし、この単位体を複数枚重ね合せることに
より、放射線検出素子が構成されている。
リコンウェーハの表面に多数のホトダイオードが形成さ
れ、裏面に上記ホトダイオードと対応して凹部が形成さ
れる。そして、この凹部にシンチレータを埋め込んだも
のを単位体とし、この単位体を複数枚重ね合せることに
より、放射線検出素子が構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前者の光ファ
イバプレートを用いる技術では、光ファイバプレートと
固体撮像素子を貼り合わせたときに位置ずれが生じ易
く、また、画素とシンチレータを一対一で対応させるの
も難しい。
イバプレートを用いる技術では、光ファイバプレートと
固体撮像素子を貼り合わせたときに位置ずれが生じ易
く、また、画素とシンチレータを一対一で対応させるの
も難しい。
【０００５】一方、後者のシリコンウェーハを用いる技
術では、複数枚の単位体が必要になる。そして、いずれ
の場合においても、貼り合せのための接着剤による光損
失と、光強度の不均一が生じ易く、実用性が低かった。
本発明は、かかる問題点を解決することを課題とする。
術では、複数枚の単位体が必要になる。そして、いずれ
の場合においても、貼り合せのための接着剤による光損
失と、光強度の不均一が生じ易く、実用性が低かった。
本発明は、かかる問題点を解決することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る放射線検出
素子は、複数の凹部が表面側に形成された基板と、この
基板の裏面に半導体薄膜を堆積して形成され、複数の光
電変換部を有する受光素子アレイと、複数の凹部に埋め
込まれたシンチレータとを備えることを特徴とする。
素子は、複数の凹部が表面側に形成された基板と、この
基板の裏面に半導体薄膜を堆積して形成され、複数の光
電変換部を有する受光素子アレイと、複数の凹部に埋め
込まれたシンチレータとを備えることを特徴とする。
【０００７】ここで、シンチレータの上面または凹部の
内面の少なくとも一方に、シンチレータから生成したシ
ンチレーション光を反射する反射膜を形成してもよく、
また凹部の側壁厚さが、表面側で薄くなっているように
してもよい。
内面の少なくとも一方に、シンチレータから生成したシ
ンチレーション光を反射する反射膜を形成してもよく、
また凹部の側壁厚さが、表面側で薄くなっているように
してもよい。
【０００８】
【作用】本発明の構成によれば、シンチレータが埋め込
まれた基板の裏面に、半導体薄膜の堆積による固体撮像
素子アレイが設けられるので、貼り合わせによる位置ず
れや、接着剤による光損失を本質的に克服できる。そし
て、反射膜を設けることにより、シンチレーション光を
効率よく光電変換部に入射でき、凹部の側壁を表面側で
薄くすることにより、放射線の入射効率を高め得る。
まれた基板の裏面に、半導体薄膜の堆積による固体撮像
素子アレイが設けられるので、貼り合わせによる位置ず
れや、接着剤による光損失を本質的に克服できる。そし
て、反射膜を設けることにより、シンチレーション光を
効率よく光電変換部に入射でき、凹部の側壁を表面側で
薄くすることにより、放射線の入射効率を高め得る。
【０００９】
【実施例】以下、添付の図１〜図３により、本発明の実
施例を説明する。
施例を説明する。
【００１０】図１は実施例に係る放射線検出素子（パネ
ル）が適用される放射線検出装置の斜視図である。ガラ
ス基板１の上面には配線層２が形成され、この中央部に
は固体撮像素子アレイ３とシンチレータパネル４からな
る放射線検出パネル５が搭載されている。また、配線層
２の端部には垂直シフトレジスタ６と水平シフトレジス
タ７が搭載され、検出信号を増幅する出力アンプ８も搭
載されている。そして、上記の垂直シフトレジスタ６、
水平シフトレジスタ７および出力アンプ８上には、放射
線シールド板９が設けられている。なお、放射線シール
ド板９については、破線のように浮上させて図示してあ
る。
ル）が適用される放射線検出装置の斜視図である。ガラ
ス基板１の上面には配線層２が形成され、この中央部に
は固体撮像素子アレイ３とシンチレータパネル４からな
る放射線検出パネル５が搭載されている。また、配線層
２の端部には垂直シフトレジスタ６と水平シフトレジス
タ７が搭載され、検出信号を増幅する出力アンプ８も搭
載されている。そして、上記の垂直シフトレジスタ６、
水平シフトレジスタ７および出力アンプ８上には、放射
線シールド板９が設けられている。なお、放射線シール
ド板９については、破線のように浮上させて図示してあ
る。
【００１１】上記の構成において、シンチレータパネル
４はシリコン板に多数の凹部を形成し、ここにシンチレ
ータを埋め込んで作製されている。また、固体撮像素子
アレイ３はシリコン板の裏面に半導体薄膜を堆積し、こ
こにホトダイオードやスイッチ用のＴＦＴ（薄膜トラン
ジスタ）が形成されて構成されている。そして、ＴＦＴ
は垂直シフトレジスタ６からの走査信号によりＯＮ，Ｏ
ＦＦされ、ホトダイオードの出力はこのＴＦＴを介して
水平シフトレジスタ７に出力され、出力アンプ８で増幅
して出力されるように、配線層２よって所定の配線がさ
れている。
４はシリコン板に多数の凹部を形成し、ここにシンチレ
ータを埋め込んで作製されている。また、固体撮像素子
アレイ３はシリコン板の裏面に半導体薄膜を堆積し、こ
こにホトダイオードやスイッチ用のＴＦＴ（薄膜トラン
ジスタ）が形成されて構成されている。そして、ＴＦＴ
は垂直シフトレジスタ６からの走査信号によりＯＮ，Ｏ
ＦＦされ、ホトダイオードの出力はこのＴＦＴを介して
水平シフトレジスタ７に出力され、出力アンプ８で増幅
して出力されるように、配線層２よって所定の配線がさ
れている。
【００１２】次に、上記の放射線検出パネル５の製造プ
ロセスを図２により説明する。まず、異方性のある基板
として、シリコンウェーハ４１が用意され、全面に厚さ
１μｍ程度の熱酸化膜４２が形成される。ここで、シリ
コンウェーハ４１は表裏の両面が＜１１０＞面となるよ
うに切り出される（図２（ａ）参照）。
ロセスを図２により説明する。まず、異方性のある基板
として、シリコンウェーハ４１が用意され、全面に厚さ
１μｍ程度の熱酸化膜４２が形成される。ここで、シリ
コンウェーハ４１は表裏の両面が＜１１０＞面となるよ
うに切り出される（図２（ａ）参照）。
【００１３】次に、裏面にアモルファスシリコンなどの
半導体薄膜３１が堆積され、ここにホトダイオードなど
の受光部（画素）３２やスイッチ、配線が内蔵されるこ
とで、固体撮像素子アレイが構成される。ここで、受光
部３２は後に形成されるシリコンウェーハ４１の凹部と
一対一で対応している（図２（ｂ）参照）。
半導体薄膜３１が堆積され、ここにホトダイオードなど
の受光部（画素）３２やスイッチ、配線が内蔵されるこ
とで、固体撮像素子アレイが構成される。ここで、受光
部３２は後に形成されるシリコンウェーハ４１の凹部と
一対一で対応している（図２（ｂ）参照）。
【００１４】次に、半導体薄膜３１の表面を耐エッチン
グ性のマスク（図示せず）でカバーした後、シリコンウ
ェーハ４１の表面側において、受光部３２と対応する位
置で熱酸化膜４２が部分的にホトエッチングで除去さ
れ、シリコンウェーハ４１が露出される（図２（ｃ）参
照）。なお、二対一あるいは三対一、三対二などで対応
していてもよい。
グ性のマスク（図示せず）でカバーした後、シリコンウ
ェーハ４１の表面側において、受光部３２と対応する位
置で熱酸化膜４２が部分的にホトエッチングで除去さ
れ、シリコンウェーハ４１が露出される（図２（ｃ）参
照）。なお、二対一あるいは三対一、三対二などで対応
していてもよい。
【００１５】次に、これを水酸化カリウム水溶液に浸漬
すると、受光部３２と対応する位置のシリコンウェーハ
４１に、垂直な壁面を有する凹部が形成される（図２
（ｄ）参照）。すなわち、エッチングすべき部分の形状
は、＜１１１＞面のうち＜１１０＞面と直交する面と、
＜１１０＞面との交線によって構成されているのに対
し、水酸化カリウム水溶液は＜１１０＞面に垂直方向の
エッチングレートが、＜１１１＞面に垂直な方向の４０
０倍程度であるため、凹部のホール径を広げることな
く、深さ方向にのみ選択的にエッチングできる。そし
て、このエッチングは、シリコンウェーハ４１の裏面に
おける熱酸化膜４２で停止する。
すると、受光部３２と対応する位置のシリコンウェーハ
４１に、垂直な壁面を有する凹部が形成される（図２
（ｄ）参照）。すなわち、エッチングすべき部分の形状
は、＜１１１＞面のうち＜１１０＞面と直交する面と、
＜１１０＞面との交線によって構成されているのに対
し、水酸化カリウム水溶液は＜１１０＞面に垂直方向の
エッチングレートが、＜１１１＞面に垂直な方向の４０
０倍程度であるため、凹部のホール径を広げることな
く、深さ方向にのみ選択的にエッチングできる。そし
て、このエッチングは、シリコンウェーハ４１の裏面に
おける熱酸化膜４２で停止する。
【００１６】次に、シリコンウェーハ４１に形成された
凹部にシンチレータ４３を埋め込む。その材料として
は、例えばＣｓＩ（Ｎａ）、ＣｓＩ（Ｔｌ）、ＮａＩ
（Ｔｌ）、Ｇｄ2 Ｏ2 Ｓ、Ｙ2 Ｏ2 Ｓ、ＺｎＳなどが列
挙できる。そして、上面にＡｌ、Ｃｒなどを蒸着し、反
射膜４４を形成する。この反射膜４４は、上方から入射
する放射線を透過し、シンチレータ４３からのシンチレ
ーション光を反射する（図２（ｅ）参照）。
凹部にシンチレータ４３を埋め込む。その材料として
は、例えばＣｓＩ（Ｎａ）、ＣｓＩ（Ｔｌ）、ＮａＩ
（Ｔｌ）、Ｇｄ2 Ｏ2 Ｓ、Ｙ2 Ｏ2 Ｓ、ＺｎＳなどが列
挙できる。そして、上面にＡｌ、Ｃｒなどを蒸着し、反
射膜４４を形成する。この反射膜４４は、上方から入射
する放射線を透過し、シンチレータ４３からのシンチレ
ーション光を反射する（図２（ｅ）参照）。
【００１７】上記の実施例によれば、シンチレータパネ
ル４を固体撮像素子アレイ３に貼り合せるプロセスが不
要であり、位置ずれが生じない。また、シンチレータ４
３と受光部３２の間には熱酸化膜４２が介在するが、こ
れは極めて薄く透光性も良好なので、光損失や光強度の
不均一も生じない。さらに、反射膜４４の作用により、
受光部３２へのシンチレーション光の入射効率も高め得
る。
ル４を固体撮像素子アレイ３に貼り合せるプロセスが不
要であり、位置ずれが生じない。また、シンチレータ４
３と受光部３２の間には熱酸化膜４２が介在するが、こ
れは極めて薄く透光性も良好なので、光損失や光強度の
不均一も生じない。さらに、反射膜４４の作用により、
受光部３２へのシンチレーション光の入射効率も高め得
る。
【００１８】図３は変形例の断面図である。同図（ａ）
のように、凹部の内面にも反射膜４４ａを設けておく
と、シンチレーション光の検出効率を更に高め得る。ま
た、同図（ｂ）のように、凹部を表面側で大口径として
おけば、放射線の入射効率を高めることが可能になる。
のように、凹部の内面にも反射膜４４ａを設けておく
と、シンチレーション光の検出効率を更に高め得る。ま
た、同図（ｂ）のように、凹部を表面側で大口径として
おけば、放射線の入射効率を高めることが可能になる。
【００１９】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、シンチレ
ータが埋め込まれた基板の裏面に、半導体薄膜の堆積に
よる固体撮像素子アレイが設けられるので、貼り合わせ
による位置ずれや、接着剤による光損失を本質的に克服
できる。そして、反射膜を設けることにより、シンチレ
ーション光を効率よく光電変換部に入射でき、凹部の側
壁を表面側で薄くすることにより、放射線の入射効率を
高め得る。このため、高効率で構造が簡単な放射線検出
素子を提供できる。
ータが埋め込まれた基板の裏面に、半導体薄膜の堆積に
よる固体撮像素子アレイが設けられるので、貼り合わせ
による位置ずれや、接着剤による光損失を本質的に克服
できる。そして、反射膜を設けることにより、シンチレ
ーション光を効率よく光電変換部に入射でき、凹部の側
壁を表面側で薄くすることにより、放射線の入射効率を
高め得る。このため、高効率で構造が簡単な放射線検出
素子を提供できる。
【図１】実施例に係る放射線検出素子の全体構成を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図２】実施例に係る放射線検出パネルの製造プロセス
図である。
図である。
【図３】変形例を示す要部断面図である。
１…ガラス基板、２…配線層、３…固体撮像素子アレ
イ、４…シンチレータパネル、５…放射線検出パネル、
６…垂直シフトレジスタ、７…水平シフトレジスタ、８
…出力アンプ、９…放射線シールド板、３１…半導体薄
膜、３２…受光部、４１…シリコンウェーハ、４２…熱
酸化膜、４３…シンチレータ、４４…反射膜。
イ、４…シンチレータパネル、５…放射線検出パネル、
６…垂直シフトレジスタ、７…水平シフトレジスタ、８
…出力アンプ、９…放射線シールド板、３１…半導体薄
膜、３２…受光部、４１…シリコンウェーハ、４２…熱
酸化膜、４３…シンチレータ、４４…反射膜。
Claims (3)
- 【請求項１】 複数の凹部が表面側に形成された基板
と、 この基板の裏面に半導体薄膜を堆積して形成され、複数
の光電変換部を有する受光素子アレイと、 前記複数の凹部に埋め込まれたシンチレータとを備える
ことを特徴とする放射線検出素子。 - 【請求項２】 前記シンチレータの上面または前記凹部
の内面の少なくとも一方に、前記シンチレータから生成
したシンチレーション光を反射する反射膜が設けられて
いる請求項１記載の放射線検出素子。 - 【請求項３】 前記凹部の側壁厚さが、前記表面側で薄
くなっている請求項１記載の放射線検出素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4003929A JPH05188148A (ja) | 1992-01-13 | 1992-01-13 | 放射線検出素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4003929A JPH05188148A (ja) | 1992-01-13 | 1992-01-13 | 放射線検出素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05188148A true JPH05188148A (ja) | 1993-07-30 |
Family
ID=11570830
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4003929A Pending JPH05188148A (ja) | 1992-01-13 | 1992-01-13 | 放射線検出素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05188148A (ja) |
Cited By (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2003086827A (ja) * | 2001-09-12 | 2003-03-20 | Hamamatsu Photonics Kk | ホトダイオードアレイ、固体撮像装置、及び、放射線検出器 |
| WO2004049002A1 (ja) * | 2002-11-26 | 2004-06-10 | Hamamatsu Photonics K.K. | 放射線撮像装置 |
| US6753531B2 (en) | 1999-04-09 | 2004-06-22 | Hamamatsu Photonics K.K. | Scintillator panel and radiation image sensor |
| US7034306B2 (en) | 1998-06-18 | 2006-04-25 | Hamamatsu Photonics K.K. | Scintillator panel and radiation image sensor |
| KR100693105B1 (ko) * | 2005-04-26 | 2007-03-12 | 라드텍주식회사 | 방사선투과영상획득용 검출기 모듈을 제작하기 위한구조화된 픽셀형 신티레이터의 제조방법 |
| WO2011111551A1 (ja) * | 2010-03-12 | 2011-09-15 | コニカミノルタエムジー株式会社 | シンチレータ |
| CN102590850A (zh) * | 2011-01-14 | 2012-07-18 | 佳能株式会社 | 放射线检测装置、放射线检测系统和该装置的制造方法 |
| WO2012161304A1 (ja) | 2011-05-26 | 2012-11-29 | 東レ株式会社 | シンチレータパネルおよびシンチレータパネルの製造方法 |
| WO2014054422A1 (ja) | 2012-10-03 | 2014-04-10 | 東レ株式会社 | シンチレータパネルおよびシンチレータパネルの製造方法 |
| WO2014069284A1 (ja) | 2012-11-01 | 2014-05-08 | 東レ株式会社 | 放射線検出装置およびその製造方法 |
| WO2014077178A1 (ja) | 2012-11-16 | 2014-05-22 | 東レ株式会社 | シンチレータパネル |
| WO2014080816A1 (ja) | 2012-11-26 | 2014-05-30 | 東レ株式会社 | シンチレータパネルおよびシンチレータパネルの製造方法 |
| WO2014080941A1 (ja) | 2012-11-26 | 2014-05-30 | 東レ株式会社 | シンチレータパネルおよびその製造方法 |
| WO2015068686A1 (ja) | 2013-11-06 | 2015-05-14 | 東レ株式会社 | 立体構造物の製造方法、シンチレータパネルの製造方法、立体構造物及びシンチレータパネル |
| WO2015076150A1 (ja) | 2013-11-20 | 2015-05-28 | 東レ株式会社 | シンチレータパネル |
| WO2016063357A1 (ja) * | 2014-10-21 | 2016-04-28 | 公立大学法人大阪府立大学 | アルカリハライド系シンチレータ粉末の製造方法及びシンチレータ材料の製造方法 |
| KR20160144667A (ko) * | 2015-06-09 | 2016-12-19 | 국민대학교산학협력단 | 일체형 디지털 엑스선 이미지 센서의 제조방법 및 이를 이용한 일체형 디지털 엑스선 이미지 센서 |
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