JPH08166460A - コンピュータ断層撮影（ｃｔ）用放射線撮像装置 - Google Patents

コンピュータ断層撮影（ｃｔ）用放射線撮像装置

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JPH08166460A
JPH08166460A JP7146657A JP14665795A JPH08166460A JP H08166460 A JPH08166460 A JP H08166460A JP 7146657 A JP7146657 A JP 7146657A JP 14665795 A JP14665795 A JP 14665795A JP H08166460 A JPH08166460 A JP H08166460A
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ジョージ・エドワード・ポッシン
Ching-Yeu Wei
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 直線性を改良し且つノイズおよびクロストー
クを低減したＣＴ用光センサ配列体を有するＣＴ用撮像
装置を提供する。 【構成】 シンチレータ１１０、および光学的結合層１
７０を介してシンチレータに光学的に結合された光セン
サ配列体１２０を有する。光センサ配列体は、シンチレ
ータから配列体ブロック１３０の第１の表面１３１を通
って入射する光を受けるようにブロック内に配置された
複数の光感知素子１２４を有する。各光感知素子は配列
体内に画素１２５を形成し、各画素は更に量子効率が約
６５％より大きい完全光活性領域を有する。光学的結合
層には、光吸収材から構成された画素境界光バリア１８
０が設けられており、該バリアは、隣り合う光感知素子
のそれぞれの完全光活性領域相互の合間に位置する光セ
ンサ配列体の第１の表面の領域上に配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータ断層撮影
（ＣＴ）用撮像装置（ｉｍａｇｅｒ）に関するもので、
更に詳しくは、光センサの直線性を改良し且つクロスト
ークを低減したＣＴ用光センサ配列体に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＣＴ用撮像装置は、典型的には光学的結
合層を介してシンチレータに接続された光センサ素子の
大きな配列体を有している。シンチレータは撮像装置に
よって検出すべき（ｘ線のような）入射放射線を吸収す
る。入射放射線の吸収によりシンチレータで発生された
光子は光センサ配列体に至り、光センサによって吸収さ
れて、その結果光センサには光子束に対応する電荷が蓄
積される。それぞれの光センサに蓄積された電荷を読み
取ることにより、入射ｘ線の強度およびｘ線を吸収した
配列体上の相対的位置を測定することができる。
【０００３】従来のＣＴ用撮像装置では、光センサは一
次元に配列され、各光センサは読み出し用電子装置に直
接接続されている（この一次元光センサ配列体では、光
センサは１つの軸に沿って整列したパターンを持つ）。
三次元ＣＴ装置では、光センサ配列体は典型的には光ダ
イオードが二次元画素配列体を構成するように（すなわ
ち、２つの軸に沿って配置されたパターンを持つよう
に）配列されている光センサ配列体ブロックを有する。
これらの光センサ配列体は典型的には半導体材料からな
るブロックで構成され、このブロックにはそれぞれのコ
ンタクト（ｃｏｎｔａｃｔ）パッドが配列体ブロックの
一方の表面に沿って形成され、反対側の表面に沿って電
極が配置されている。ブロック内のそれぞれの光センサ
は各コンタクトパッドに対応している。バイアス電圧が
背面電極を介して光センサ配列体のそれぞれの光センサ
に印加され、その結果空乏領域がコンタクトパッドを取
り囲んでいる半導体材料内に形成される。シンチレータ
からの光子の吸収の結果として光ダイオードで発生され
た電荷はそれぞれの画素のコンタクトパッドで収集さ
れ、読み出し用電子装置で処理されて、撮像装置出力信
号を発生する。
【０００４】ＣＴ用撮像装置における光センサ配列体
は、低ノイズで、フォトダイオード間のクロストークが
小さく、且つ直線性の良いこと（すなわち、それぞれの
光センサが撮像装置への同じ強度の入射放射線に応答し
て対応する量の電荷を発生すること）が好ましい。例え
ば、フォトダイオード間のクロストークを最小にするた
めに、光反射または光吸収物質を、それぞれの画素の上
に位置してるシンチレータの部分の回りに配置して、こ
れにより入射放射線の吸収に応じて光子を発生したシン
チレータの部分の下側に位置している画素以外の画素に
向かって該光子が散乱しないようにする。
【０００５】更に、三次元ＣＴに使用するために新規な
二次元光センサ配列体が開発された場合、従来のＣＴ用
撮像装置における光透過性の光学的結合層はそれぞれの
フォトダイオードのクロストークおよび直線性について
問題を引き起こすと考えられる。特定の画素の上に位置
するシンチレータの１つの部分で発生された光子が散乱
して、光学的結合層を通って隣接する画素内に入る可能
性がある。この光子の経路は配列体におけるクロストー
クを増大するという問題、すなわち、特定の画素の上に
位置するシンチレータの部分以外のシンチレータの部分
に吸収される光をフォトダイオードで検出するという問
題を生じ、これは配列体の空間分解能を低減する。
【０００６】更に、フォトダイオード相互の合間の領域
における光子の吸収は、特定のフォトダイオードに収集
される電荷の量がフォトダイオードの両端間の電圧の関
数であるので、配列体の直線性に影響を与える（フォト
ダイオードの両端間のバイアス電圧はコンタクトパッド
を取り囲んでいる空乏領域、従って所与のフォトダイオ
ードの感知領域すなわち光活性領域の範囲に影響を与え
る）。そして、所与のフォトダイオードの空乏領域の大
きさは信号の強さによって影響を受け、入射光子の数が
増えるほど、収集される電荷の量が増大して、空乏領域
の大きさが一層低減する。バイアス電圧が低減したこと
により空乏領域が小さくなった１つのフォトダイオード
によって収集されない電荷は、再結合によって失われ
る。この損失により配列体に非直線性が生じる。フォト
ダイオード相互の合間の領域におけるこのような光子の
吸収は、シンチレータがその下に位置するダイオードよ
りも大きいこと、光子がダイオード相互の合間の領域に
当たるような角度でシンチレータから離れること、およ
びシンチレータと光センサ配列体との間の光学的結合層
内で光子が散乱することから生じる。
【０００７】
【発明の目的】本発明の目的は、低クロストークで高直
線性の光センサ素子を有するＣＴ用光センサ配列体を提
供することにある。本発明の他の目的は、低ノイズの光
センサ配列体を提供することにある。
【０００８】
【発明の概要】本発明によれば、コンピュータ断層撮影
（ＣＴ）用撮像装置は、光学的結合層を介してシンチレ
ータに光学的に結合された光センサ配列体を有する。光
センサ配列体は、複数の光センサ素子すなわち光感知素
子を有するブロックで構成されており、該複数の光感知
素子は前記ブロックの第１の表面を通ったシンチレータ
からの入射光を受けるように配置されている。各光感知
素子は配列体において画素を構成し、各画素は更に光感
知素子の内部量子効率が約６５％より大きい完全光活性
領域を有する。光学的結合層は更に画素境界光バリアを
有し、このバリアはそれぞれの光感知素子の完全光活性
領域相互の合間にある光センサ配列体の第１の表面上の
領域の上に位置するように配置された光吸収材で構成さ
れている。画素境界光バリアは、光子を発生したシンチ
レータの部分の下に位置する画素以外の光センサ配列体
内の画素とシンチレータとの間の経路を通るほぼすべて
の光子を吸収するように配置されている。
【０００９】画素境界光バリアは例えば、光バリアの吸
光度が１以上、典型的には２以上になるように、有機染
料、炭素またはグラファイトのような光吸収材を混合し
た熱的に安定な重合体をで構成する。画素間の画素境界
光バリアのそれぞれのセグメントの幅は典型的には画素
間の潜在的な非完全光活性ギャップに対応する。潜在的
な非完全光活性ギャップの寸法は、隣り合う光感知素子
すなわちフォトダイオードのそれぞれの空乏領域の横方
向範囲相互の合間の距離に対応する。該ギャップは、少
なくとも隣り合う画素のそれぞれの最大バイアス時の空
乏領域の横方向範囲相互の合間の距離に対応し、典型的
には、フォトダイオードのゼロバイアス時の空乏領域の
横方向範囲相互の合間の距離に対応する。一実施例で
は、光バリアは、隣り合う画素のそれぞれのコンタクト
パッド相互の合間の配列体ブロック表面を覆っている。
また、光バリア層は、典型的には配列体内の光感知素子
に結合されたスイッチング素子の上の配列体ブロックの
第１の表面上に配置されている。少なくとも１つのチャ
ネルが典型的には配列体内の各画素を取り囲んでいる画
素境界光バリア層の一部を通り抜けるように配置されて
いる。
【００１０】本発明の新規な特徴は特許請求の範囲に記
載されている。しかしながら、本発明自身の構成および
動作の方法はその他の目的および利点とともに添付図面
を参照した以下の説明からよりよく理解することができ
よう。添付図面を通して同じ符号は同じ構成要素を示し
ている。
【００１１】
【詳しい説明】本発明によるコンピュータ断層撮影（Ｃ
Ｔ）用放射線撮像装置が図１に示されており、該装置は
シンチレータ１１０を有し、このシンチレータ１１０は
光学的結合層１７０を介して光センサ配列体１２０に光
学的に結合されている。本発明によれば、光学的結合層
１７０は光センサ配列体１２０の一部分の上に設けられ
た画素境界光バリア１８０を有する。
【００１２】シンチレータ１１０は、撮像装置で検出す
ることが好ましい種類の放射線に対して高吸収断面を持
つように選択されたシンチレーション材で構成されてい
る。例えば、ｘ線を検出するために設計されたＣＴ用撮
像装置においては、ゼネラルエレクトリック社から入手
し得るルメックス（ＬＵＭＥＸ：登録商標）のようなシ
ンチレータ材が使用される。シンチレータ材は入射放射
線を吸収することにより光子を発生し、この光子は光学
的結合層１７０を介して光センサ配列体１２０に至る。
シンチレータ１１０は典型的には複数のシンチレータ素
子１１２で構成され、これらの素子は仕切り部１１５に
より互いに分離されている。仕切り部１１５は、１つの
シンチレータ素子１１２に発生した光子が隣接するシン
チレータ素子１１２へ通過しないように、典型的にはア
ルミニウム、銀、金など、または代わりに酸化チタニウ
ム（ＴｉＯ2 ）粒子のような散乱（または吸収）材を混
合したプラスチックまたはエポキシ材のような不透明な
反射材で構成される。
【００１３】光センサ配列体は、内部に複数の光感知素
子１２４が配置されている配列体ブロック１３０で構成
されている。各光感知素子１２４は配列体内にそれぞれ
の画素１２５を構成する。配列体ブロック１３０は第１
の表面１３１を有し、この第１の表面上に光学的結合層
１７０が配置され、該第１の表面を介してシンチレータ
素子１１２からの光子がそれぞれの光感知素子１２４に
入る。図１に示すように、ブロック１３０内の各光感知
素子はフォトダイオードであり、このフォトダイオード
は、第１の表面１３１に沿ってブロック１３０内に配置
されたそれぞれのコンタクトパッド１３２を有する。各
コンタクトパッド１３２はｐ+ 型ドープ単結晶シリコン
（すなわち、約１０16と１０20の間の範囲のオーダのｐ
型ドーパント濃度を有するようにドープされたシリコ
ン）で構成されている。コンタクトパッド１３２のドー
ピングは、典型的には第１の表面１３１からイオン注入
法で行われる。コンタクトパッド１３２の厚さは典型的
には約０．１μｍと２μｍの間の範囲内の厚さである。
【００１４】更に、ブロック１３０は、ｎ+ 型単結晶シ
リコン（すなわち、約１０16と１０ 20の間の範囲のオー
ダーのｎ型ドーパント濃度を有するようにドープされた
シリコン）からなる第１の半導体材料層１３４を有す
る。第１の半導体材料層１３４の厚さは典型的には約１
００μｍと５００μｍの間の範囲にある。エピタキシャ
ル半導体層１３６が第１の半導体材料層１３４上に配置
されている。この層１３６は典型的にはｎ型単結晶シリ
コン（すなわち、約１０12と１０15の間の範囲のオーダ
ーのｎ型ドーパント濃度を有するようにドープされたシ
リコン）で構成されている。エピタキシャル層１３６の
厚さは典型的には約５μｍと１００μｍの間の範囲にあ
る。導電性背面コンタクト層１３８がブロック１３０の
第１の表面１３１とは反対側の表面に沿って配置され、
電圧源１３９に接続されている。電圧源１３９は光セン
サ配列体１２０内のそれぞれのフォトダイオード１２４
に所望のバイアス電圧を印加するように選択される。典
型的には、電圧源は配列体内の各フォトダイオード１２
４を逆バイアスするように約１ボルトないし２０ボルト
の間の範囲の電圧を印加する。代わりに、前記光センサ
配列体は上述したものと反対の導電型にドープされたも
ので形成することもできる。すなわち、ブロック１３０
をｐ型シリコンで形成し、それぞれのコンタクトパッド
１３２をｎ+ 型シリコンで形成することもできる。
【００１５】別の実施例（図示せず）では、光センサ配
列体ブロック１３０は、中にそれぞれのｐ+ 型シリコン
のコンタクトパッド１３２が配置されているｎ型シリコ
ンの単一バルク層で構成される。背面コンタクト層は所
望のバイアス電圧を印加するようにｎ型シリコンのバル
ク層に接触して配置される。バイアス電圧が光感知素子
１２４に印加されているとき、各画素１２５は更に光活
性領域、すなわち入射光子を吸収して電荷を発生する領
域を有する。フォトダイオードに発生した電荷は、すべ
てではないが、フォトダイオードのそれぞれのコンタク
トパッド１３２に収集される。電荷のいくらかは再結合
により失われ、またいくらかは隣接のフォトダイオード
へ移動する（隣接のフォトダイオードとは、光センサ配
列体内で互いに隣合って一番近くに配置されているフォ
トダイオードを言う）。電荷収集処理の有効性の尺度は
フォトダイオードの量子効率である。量子効率はダイオ
ードの表面に入射した光子の数に対するダイオードによ
って収集された電荷の数の比として定義される。外部量
子効率はフォトダイオードの光学的結合面に入射する光
子束に対するものであり、また、内部量子効率はフォト
ダイオードの半導体領域に入る光子束に対するものであ
る。各フォトダイオード１２４は更に完全光活性領域を
有する。本明細書で使用する用語「完全光活性」とは、
約６５％以上の内部量子効率を有するフォトダイオード
の光活性領域を称する。
【００１６】フォトダイオードの完全光活性領域の範囲
は、コンタクトパッドを取り囲んでいるｎ型シリコン内
の空乏領域に対応する。ダイオードが完全に逆方向バイ
アスされているとき（例えば、実質的に十分な逆バイア
ス電圧がダイオードの両端間に印加されて、本質的に電
荷がそれぞれのコンタクトパッド１３２に全く収集され
ないとき）、図１に示す最大バイアス時空乏領域境界１
２６によって定められるように最大バイアス時空乏領域
が存在する。電荷がフォトダイオード１２４に収集され
た後（ダイオードが読み出し電子装置に接続されていな
い状態で）、ダイオードの両端間の逆バイアスの値は低
下する。ダイオードが読み出しできる最も高い可能な信
号レベルにおいて、ダイオードはゼロバイアス（または
僅かに（例えば、０．１ボルトの）順方向バイアス状
態）に達する。この状態において、ゼロバイアス時空乏
領域の範囲は図１に示すようにゼロバイアス時空乏領域
境界１２８によって示される。それぞれのゼロバイアス
時および最大バイアス時空乏領域はそれぞれのバイアス
状態におけるフォトダイオードの完全光活性領域に対応
する。すなわち、フォトダイオードの逆バイアスが低減
するにつれて、完全光活性領域の範囲も低減する。配列
体の非完全光活性領域においては、すなわち配列体内の
フォトダイオードのそれぞれの完全光活性領域より外部
の領域においては、素子の量子効率はほぼ指数関数的に
低減し、特定の素子の低減の勾配は特定の素子および該
素子を形成するために使用される処理に応じて変わる。
【００１７】画素境界光バリア層１８０は、少なくとも
１の吸光度、典型的には２以上の吸光度を有する吸光材
で構成される。ここで使用される吸光度は、材料の吸光
特性の尺度であり、透過率（すなわち、サンプルを通過
する光の割合）の負の対数（基数１０）によって決めら
れる。吸光材は典型的には所望の吸光度を達成するよう
にスーダンブラックＢ（Ｓｕｄａｎ Ｂｌａｃｋ Ｂ）
のような有機染料が混合された重合体であるか、または
代わりに所望の吸光度を達成するようにカーボンブラッ
ク、グラファイト等のような物質が混合された重合体で
ある。光センサ配列体１２０と適合するどのような重合
体でも使用することができ、例示的にはポリアミド、ポ
リイミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリフェ
ニレンエーテル、アクリル、およびこれらから形成され
た混合物がある。更に、画素境界光バリア１８０は熱的
に安定である。すなわち、約２５０゜Ｃまでの温度で約
６時間加熱した場合、この層の吸光度は１より小さくな
らない。更に、上述した加熱状態において、重合体構造
は、層のひび割れまたは隆起を生じ、その結果層の誘電
体的特性を失ったりまたは層の構造的完全性を破壊する
（これにより、配列体製造の他の処理ステップで使用さ
れる材料に対して配列体内の下に設けられている構成部
品が露出する）化学的分解を受けない。
【００１８】光バリア１８０は、典型的には光センサ配
列体の第１の表面１３１上のポリイミド／染料混合物を
約１および１００μｍの間の範囲の厚さ（通常は約５μ
ｍ）にスピンニングし、ポリイミド／染料混合物を硬化
させ（通常、約２００゜Ｃと４００゜Ｃの間の温度で焼
成する）、それから光バリア層１８０を形成するように
硬化したポリイミド／染料材をパターン形成することに
より作られる。代わりに、光バリア層１８０は、所望の
吸光度を得るように金属粒子（例えば、サーメット）が
内部に混合された無機または有機の誘電体層で構成され
る。このような層は典型的には絶縁性誘電体材料上にス
パッタリングにより堆積される。
【００１９】本発明によれば、画素境界光バリア１８０
は、隣り合う画素１２５のそれぞれの完全光活性領域相
互の合間の光センサ配列体１２０の領域の上に位置する
ように光センサブロック１３０の第１の表面上に配置さ
れている。図２に示すように、画素境界光バリア１８０
はそれぞれの画素１２５の領域の境界をなしている複数
のセグメント１８２を有する。各セグメント１８２は隣
り合う画素１２５間の非完全光活性領域の上に設けら
れ、隣り合う画素１２５間に配置された各セグメント１
８２の幅“Ｗ”は画素間の潜在的な非完全光活性ギャッ
プに対応する（すなわち、ギャップとほぼ同じ長さであ
る）。潜在的な非完全光活性ギャップは隣り合うフォト
ダイオードの空乏領域の横方向範囲相互の合間の距離で
ある。このギャップは、少なくとも隣り合う画素のそれ
ぞれの最大バイアス時空乏領域の横方向範囲相互の合間
の距離に対応し、典型的には、フォトダイオードのゼロ
バイアス時空乏領域の横方向範囲相互の合間の距離に対
応する。本明細書で使用する用語「横方向範囲」とは、
ダイオードの本体内の空乏領域の最も遠くまで伸びた部
分であり、第１の表面１３１に沿った空乏領域の単なる
広がりでない（空乏領域は典型的にはダイオードの表面
におけるよりもダイオードの本体内においてダイオード
の中心から遠くに延在している）。あるいは、画素境界
光バリア１８０のそれぞれのセグメントの幅は、光セン
サ配列体１２０の第１の表面１３１に沿って設けられて
いるコンタクトパッド１３２（図１）相互の合間の距離
に対応する。セグメント１８２の幅Ｗは、１つのシンチ
レータ素子１１２から他のシンチレータ素子１１２の下
に位置するフォトダイオードまでの経路（例えば、光学
的結合層内の多重反射（散乱）による経路）を通る光子
に対して所望の吸光度を達成することにより配列体の直
線性を改善し且つクロストークを低減するように選択さ
れる。
【００２０】本発明によれば、２次元ＶＣＴ光センサ配
列体において、各コンタクトパッド１３２は、典型的に
は共通電極（図示せず）および電界効果トランジスタ
（ＦＥＴ）のようなスイッチング素子１４０を介して読
み出し電子装置（図示せず）に接続されたアドレス線に
接続されていて、これにより入射放射線に対する露出積
分サイクルの間にフォトダイオードに蓄積された電荷を
読み出すことができる。また、画素境界光バリア１８０
は典型的には光センサ配列体内のスイッチング素子１４
０上にも設けられている。ｐ+ 型ソース電極およびｐ+
型ドレイン電極１４２を有する代表的なＦＥＴスイッチ
１４０が図１に示されている（アドレス線および光セン
サ接続線は図示していない）。ＦＥＴ１４０を構成する
半導体材料はフォトダイオード１２４に使用されている
ものと類似していので、ＦＥＴ１４０に入射する光は、
同様に光センサ配列体からの読み出しにおいて雑音源と
なる電荷を発生する。
【００２１】画素境界光バリア１８０は光学的結合層内
に配置されている。すなわち、画素境界光バリアは光セ
ンサ配列体１２０の第１の表面１３１上に配置され、光
学的結合層１７０によって取り囲まれている。この光学
的結合層は典型的には熱的に安定な重合体、エポキシ等
のような光透過性材料で構成されている。光学的結合層
を構成する材料は、シンチレータ素子１１２とフォトダ
イオード１２４との間に有効な光学的結合層を形成する
ために、シンチレータ素子１１２とフォトダイオード１
２４のそれぞれの屈折率の中間の屈折率を有するように
光学的に選択される。
【００２２】光学的結合層１７０および画素境界光バリ
ア１８０は典型的には次のように形成される。まず、光
バリアが例えば第１の表面１３１上にポリイミド／染料
混合物をスピンニングすることにより形成される。硬化
した後、高分解能（例えば５μｍ未満）を達成すること
ができるホトリソグラフィック法を使用して、不透明な
ポリイミド／染料材をパターン形成することによって、
所望の寸法のセグメント１８２（図２）を形成して、隣
り合うフォトダイオードの完全光活性領域相互の間にあ
って且つスイッチング素子の上に位置する第１の表面１
３１の領域上に光バリアが配置されるようにする。
【００２３】本発明の一実施例では、隣り合う画素１２
５の完全光活性領域の上に位置する第１の表面の領域相
互の間で流体連通できるように、各画素１２５を取り囲
んでいるセグメント１８２の少なくとも１つにチャネル
１８４が設けられる。それから、紫外線硬化性のエポキ
シのような光学的結合層１７０が堆積される。硬化して
いないエポキシは流動状態にあり、画素１２５の上およ
び光バリア１８０の周りに広がる。チャネル１８４は、
画素１２５相互の間で液体ポリイミドを均等に分配さ
せ、且つ光バリア１８０を覆うようにして、実質的に平
坦な光学的結合層の形成を助長する。光学的に透明なエ
ポキシを紫外線照射により硬化させた後、シンチレータ
１１０がその上に形成される。
【００２４】動作では、画素境界光バリア層１８０を設
けたことにより、光センサ配列体１２０の１つのシンチ
レータ素子１１２の下に位置するフォトダイオード以外
のフォトダイオード内へ前記シンチレータ素子１１２に
発生した光子が散乱して入ることを実質的に防止するよ
うに作用し、これによりノイズおよびクロストークを低
減し、配列体１２０内の個々の光センサの線形動作特性
を向上させる。
【００２５】本発明の特定の特徴について図示し説明し
たが、本技術分野に専門知識を有する者には多くの変更
および変形が可能であろう。従って、特許請求の範囲は
本発明の真の精神から逸脱することなくこのようなすべ
ての変更および変形を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による画素境界光バリアを有する光セン
サ配列体の一部分の断面図である。
【図２】本発明による画素境界光バリアを有する光セン
サ配列体の一部分の平面図である。
【符号の説明】
１１０ シンチレータ １１２ シンチレータ素子 １２０ 光センサ配列体 １２４ 光感知素子 １２５ 画素 １３０ 配列体ブロック １３１ 第１の表面 １３２ コンタクトパッド １７０ 光学的結合層 １８０ 画素境界光バリア
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｇ０６Ｔ 1/00

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シンチレータと、 前記シンチレータに光学的に結合された光センサ配列体
    であって、該光センサ配列体は複数の光感知素子を有す
    る配列体ブロックで構成され、該複数の光感知素子は前
    記シンチレータから前記配列体ブロックの第１の表面を
    通って入射する光を受けるように配置され、前記光感知
    素子の各々が前記配列体内に画素を構成し、該画素の各
    々がそれぞれ完全光活性領域を有している光センサ配列
    体と、 前記シンチレータと前記光センサ配列体との間に配置さ
    れた光学的結合層であって、該光学的結合層は光吸収材
    で構成された画素境界光バリアを含み、該バリアが、隣
    り合う前記光感知素子のそれぞれの完全光活性領域相互
    の合間に位置する前記光センサ配列体の前記第１の表面
    の領域上に配置されている光学的結合層とを有し、 前記画素境界光バリアは、光子を発生したシンチレータ
    の部分の下に位置している画素以外の前記光センサ配列
    体の画素と前記シンチレータとの間の経路を通る光子を
    吸収するように配置されていることを特徴とするコンピ
    ュータ断層撮影（ＣＴ）用放射線撮像装置。
  2. 【請求項２】 前記それぞれの全光活性領域の内部量子
    効率が約６５％より大きい請求項１記載の撮像装置。
  3. 【請求項３】 前記配列体ブロックが、前記第１の表面
    に沿って配置されている複数のコンタクトパッドを有す
    る半導体材料で構成され、前記コンタクトパッドの各々
    はそれぞれの光感知素子に対応して設けられており、前
    記それぞれの光感知素子が少なくとも１つの他の光感知
    素子に隣接して前記ブロック内に配置され、前記全光活
    性領域の各々が前記それぞれのコンタクトパッドと該コ
    ンタクトパッドを取り囲んでいる前記半導体材料内の最
    大バイアス時空乏領域とを含んでいる請求項１記載の撮
    像装置。
  4. 【請求項４】 前記光感知素子の各々が更にゼロバイア
    ス時空乏領域を有する請求項３記載の撮像装置。
  5. 【請求項５】 前記画素境界光バリア層が、前記光セン
    サ配列体内のそれぞれの画素の周りに配置された複数の
    セグメントを有し、各セグメントの幅が、少なくとも隣
    り合う光感知素子のそれぞれのゼロバイアス時空乏領域
    相互の合間のギャップに対応する請求項４記載の撮像装
    置。
  6. 【請求項６】 前記画素境界光バリア層が、前記光セン
    サ配列体内のそれぞれの画素の周りに配置された複数の
    セグメントを有し、各セグメントの幅が、隣り合う光感
    知素子のそれぞれのコンタクトパッド相互の合間の前記
    第１の表面に沿った距離に対応する請求項４記載の撮像
    装置。
  7. 【請求項７】 前記画素境界光バリア層が前記光センサ
    配列体内のスイッチング素子の上に延在している請求項
    ４記載の撮像装置。
  8. 【請求項８】 前記画素境界光バリア層が熱的に安定な
    重合体と光吸収材とで構成されている請求項１記載の撮
    像装置。
  9. 【請求項９】 前記熱的に安定な重合体が、ポリアミ
    ド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポ
    リフェニレンエーテル、アクリル、およびこれらから作
    られた混合物からなるグループから選択された重合体を
    有する請求項８記載の撮像装置。
  10. 【請求項１０】 前記光吸収材が、有機染料、カーボン
    ブラック、およびグラファイトからなるグループから選
    択されたものである請求項９記載の撮像装置。
  11. 【請求項１１】 前記画素境界光バリア層が１より大き
    い吸光度を有する請求項１０記載の撮像装置。
  12. 【請求項１２】 前記画素境界光バリア層の吸光度が２
    以上である請求項１１記載の撮像装置。
  13. 【請求項１３】 前記光学的結合層の厚さが約１μｍと
    ２００μｍの間の範囲にある請求項８記載の撮像装置。
  14. 【請求項１４】 前記画素境界光バリア層の厚さが１μ
    ｍと１００μｍの間の範囲にある請求項１０記載の撮像
    装置。
  15. 【請求項１５】 前記画素境界光バリア層が、前記配列
    体内の前記光感知素子に結合されたスイッチング素子の
    上に位置するように前記光センサ配列体の第１の表面上
    に配置されている請求項１記載の撮像装置。
  16. 【請求項１６】 前記スイッチング素子が電界効果トラ
    ンジスタである請求項１５記載の撮像装置。
  17. 【請求項１７】 前記画素境界光バリア層が内部にチャ
    ネルを有し、少なくとも１つのチャネルが、前記光セン
    サ配列体内の各画素の周りに配置されている前記画素境
    界光バリア層の少なくとも１つのセグメントを通り抜け
    るように配置されている請求項１記載の撮像装置。
  18. 【請求項１８】 前記配列体ブロックが、ｎ+ 型シリコ
    ンからなる第１の層およびｎ型シリコンからなるエピタ
    キシャル層を有し、前記コンタクトパッドの各々が前記
    エピタキシャル層内に配置されている請求項３記載の撮
    像装置。
  19. 【請求項１９】 前記画素境界光バリア層が、誘電体材
    料層内に配置された金属材料で構成されている請求項１
    記載の撮像装置。
  20. 【請求項２０】 前記光センサ配列体内の前記光感知素
    子が１次元パターンに配置されている請求項１記載の撮
    像装置。
  21. 【請求項２１】 前記光センサ配列体内の前記光感知素
    子が２次元パターンに配置されている請求項１記載の撮
    像装置。
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