JPH09145846A - 可変レスポンス光検出器アセンブリとそれを使う方法 - Google Patents

可変レスポンス光検出器アセンブリとそれを使う方法

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JPH09145846A
JPH09145846A JP8241604A JP24160496A JPH09145846A JP H09145846 A JPH09145846 A JP H09145846A JP 8241604 A JP8241604 A JP 8241604A JP 24160496 A JP24160496 A JP 24160496A JP H09145846 A JPH09145846 A JP H09145846A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】シンチレーティング・クリスタルの不均一性を
補正する可変レスポンス光検出器と、検出器アセンブリ
とＸ線検出システム及び可変レスポンス光検出器を利用
する方法を提供する。 【解決手段】本光検出器のフォトダイオード部分１０
は、シリコンまたは他の半導体材料製のサブエレメント
２０〜２８からなる。各フォトダイオードサブエレメン
ト２０〜２８はそれぞれ、ウェーハ３０の表面３４に蒸
着され、その関連する矩形のサブエレメントの端から対
応する電気ターミナル６０〜６８に延びる独立した金属
電気コネクタ５０〜５８と関連する。電気ターミナル６
０〜６８は、１つかそれ以上のフォトダイオードのサブ
エレメント２０〜２８が、選択的に同時に始動してシン
チレーティング・クリスタルのＺ軸方向の不均一性を補
正するように、電気的マトリックスを通じて相互接続さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、概して、一組の相
互接続可能なフォトダイオードのサブエレメントが、単
一のシンチレーティング・クリスタルと関連する改良さ
れたＸ線検出器と、特定の検出器アセンブリに関して多
数のフォトダイオードのサブエレメントの応答を調整・
統合するためのシステムに関し、さらに、Ｘ線検出機器
と接続して使うための上述の検出器アセンブリのマルチ
・ユニット・アレーに関する。
【０００２】
【関連出願との相互参照】本出願は、１９９５年５月８
日に出願され、共通の譲受人を有する、米国特許出願書
第０８／４３６，５７２号の一部継続出願である。
【０００３】
【従来の技術】コンピュータ化された断層撮影法のよう
な適用例のためのＸ線検出システムは普通、シンチレー
ティング・クリスタルとフォトダイオードの組み合わせ
を利用する。例えば、ＣＴスキャナ・システムは、人体
を通過する単一な平面の中で、異なった角度から多重断
層Ｘ線スライスを撮ることによって動作する。Ｘ線の発
生源と検出器アレーは、人体の周囲の選択された平面の
中で回転する環状のガントリーの両側に配置される。検
出器アレーによって生成された信号はディジタル化さ
れ、数学的に処理されて人体の断層イメージを作り出
す。
【０００４】シンチレーティング・フォトダイオードＸ
線検出システムでは、入射するＸ線はシンチレーテイン
グ・クリスタルによって吸収され、可視光線に変換され
る。この可視光線はその後シリコン・フォトダイオード
に吸収され、そこで光はＰ−Ｎ接合から拡散する電子と
正孔の組み合わせに変換され、電流を生成する。電流の
大きさは通常ごく小さいので、フォトダイオードの信号
を増幅してそれを電圧に変換するために増幅手段が使わ
れるのが通常である。こうしたシンチレーティング・フ
ォトダイオード・プリアンプ・システムの出力は、シン
チレーティング・クリスタルに入射するＸ線光束の大き
さに比例する電圧である。このタイプのシステムは、Ｔ
ｈｏｍａｓ Ｈ．Ｎｅｗｔｏｎ、Ｄ．Ｇｏｒｄｏｎ Ｐ
ｏｔｔｓ（編集）の、“Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ａｓｐｅ
ｃｔｓ ｏｆ ＣｏｍｐｕｔｅｄＴｏｍｏｇｒａｐｈ
ｙ”、第５巻、４１２７−４１３２（１９８１）に掲載
された、“Ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｏｒ ｃｒｙｓｔａｌ
−ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅａｒｒａｙ ｄｅｔｅｃｔｏｒ
ｓ”という題名のＰｒｏｍｏｄ Ｈａｇｕｅによる章で
説明されており、この章は参照によって本明細書に組み
込まれている。
【０００５】通常の光検出器の構造では、薄い、一般に
矩形のシリコン・ウェーハは、ウェーハの第１の面に接
する狭いＰ形のゾーンまたは領域と、第２の、反対の面
に接する狭いＮ形のゾーンを作り出し、Ｐ形ゾーンとＮ
形ゾーンが、ウェーハ内部のほとんど真性の部分によっ
て分離されるように、適当にドーピングされる。例え
ば、従来ボロンのドーパントを使ってＰ形ゾーンが、ま
た燐のドーパントを使ってＮ形ゾーンが作り出された。
このフォトダイオードは、例えば、Ｎ形面に沿って基盤
に設置され、対応する寸法と形状のシンチレーティング
・クリスタルが、接し合うシンチレーティング・クリス
タルとフォトダイオードの間の接合媒体として、シリコ
ン・グリースなどの光を透過する接着剤を使ってＰ形面
に沿って設置され、単一の光検出器ユニットを形成す
る。電気接点がＰ形ゾーン、Ｎ形ゾーンにそれぞれ接続
され、光検出器によって生成された電流を集める。
【０００６】高品質光検出器の構造の重要なパラメータ
として、特にいわゆる「Ｚ軸」、すなわち、本技術で
は、通常矩形の光検出器ユニットの長手方向の２つの側
面と平行な軸に沿って、検出器の不均一性の度合いを最
小にすることが必要である。従来、Ｘ線シンチレーティ
ング・クリスタルは、衝突するＸ線を光エネルギーに変
換する際にクリスタルの性能に影響し得る様々な不規則
性や不均一性を含む。こうしたクリスタルの不均一性が
訂正または補正されない場合、検出器の読み取りエラー
を生じることがある。クリスタルの不均一性はクリスタ
ルの構造全体を通じて起こり得るが、その影響はクリス
タルの比較的長いＺ軸に沿って特に拡大される。クリス
タルの比較的短いＸ軸（通常矩形の光検出器の短い側面
に平行な軸）に沿う不均一性もクリスタルの性能に影響
し得るが、その影響は一般に余り重要でなく、従って、
高品質Ｘ線検出器システムでは余り決定的ではない。
【０００７】詳細には、Ｚ軸に沿うクリスタルの不均一
性は、クリスタルの中心部分で比較的高く、クリスタル
の両端の方向では幾らか不規則に少なくなっていること
が発見されている。必要とされる以上にＺ軸方向に長い
クリスタルを作ることによって、この中心部の、比較的
均一性の高い部分を拡大し、検出のために使われるクリ
スタルのこの部分を通じて応答の不均一性を適性化する
ことが可能である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】だがこのアプローチは
物理的にも費用的にも限度があり、やはりより大きなク
リスタルの領域では、重大なクリスタルの応答の不均一
性を生じ得る。Ｘ線光検出器の設計の上記とそれ以外の
問題と制約は、本発明に従って、１つかそれ以上の光検
出器の多数のフォトダイオードのサブエレメントの応答
を結合するＸ線検出システムの補正された検出器アセン
ブリのための可変レスポンス光検出器と光検出器アレー
によって、大きく克服される。
【０００９】
【課題を解決するための手段】従って、シンチレーティ
ング・クリスタルの不均一性を補正する可変レスポンス
光検出器はもとより、検出器アセンブリとＸ線検出シス
テム及び上述の可変レスポンス光検出器を利用する方法
を提供することが、本発明の全般的な目的である。
【００１０】本発明の主要な目的は、多様な寸法、位
置、外形の、複数の電気的に相互接続可能なフォトダイ
オードのサブエレメントを有する、多エレメント光検出
器アセンブリを提供することである。本発明の他の目的
は、Ｚ軸方向の不均一性を有するシンチレーティング・
クリスタルが、選択的に始動して補正された光検出器ユ
ニットを形成する、形状や寸法が可変できるフォトダイ
オード領域の相互接続システムを有する半導体ウェーハ
と適合される、光検出器アセンブリを提供することであ
る。本発明の他の目的は、光検出器ユニットのＺ軸方向
の応答を、特定のシンチレーティング・クリスタルのＺ
軸方向の不均一性を補正するような方法で、前記ユニッ
トの特定のフォトダイオードのサブエレメントを自動的
かつ選択的に始動・停止することによって、変更するた
めのシステムを提供することである。
【００１１】本発明のさらに他の目的は、Ｘ線検出のた
めの可変レスポンス光検出器ユニットのアレーを提供す
ることである。本発明のさらに他の目的は、可変レスポ
ンス光検出器ユニットのアレーの総体的なＺ軸方向の応
答を調整、連携、統合するための手段を提供することで
ある。本発明の総体的な目的は、本発明に従って適合性
のあるＺ軸応答を有する可変レスポンス光検出器ユニッ
トと同光検出器ユニットのアレーを利用することによっ
て、比較の対象となる先行する技術のシステムより性能
が改善され生産コストの低いＸ線検出システムを提供す
ることである。本発明の上記及びその他の目的と利点
は、添付の図面と一緒に読まれる以下の説明からよりよ
く理解される。
【００１２】本発明による可変レスポンス光検出器アセ
ンブリは、一般に、Ｚ軸方向の不均一性を有するＸ線シ
ンチレーティング・クリスタルと、好適には様々な寸法
や形状で、Ｚ軸に沿って配置された、電気的に相互接続
可能なフォトダイオードのサブエレメントの特別に作ら
れた組み合わせを含む。既定のＺ軸応答プロファイルを
有する特定のシンチレーティング・クリスタルについ
て、関連する半導体ウェーハの様々なフォトダイオード
のサブエレメントは、特別に寸法決め、位置決めされ、
選択的に始動または停止されて、クリスタルのＺ軸方向
の不均一性を補正するような方法で、検出器のＺ軸に沿
った特定のゾーンの信号をある程度拡大する。光検出器
のサブエレメント領域と、１つかそれ以上のこのフォト
ダイオード領域を選択的に始動することがクリスタルの
不均一性に及ぼす対応する補正効果との正確な比は所与
の光検出器に固有で、どんなクリスタルのトポロジーに
も適応できる。この関係は、選択されたフォトダイオー
ドのサブエレメントを自動的に始動して、Ｚ軸方向のク
リスタルの不均一性を補正する測定シンチレーション・
クリスタルを統合するコンピュータ制御によって実現さ
れる始動／停止アルゴリズムによって計算・表示され
る。本発明による多重可変レスポンス光検出器ユニット
は、Ｘ線検出システム全体の一部分として、アレーの中
で並んで利用される。
【００１３】
【発明の実施の形態】従来の光検出器の構造では、単一
のシンチレーティング・クリスタルが、同じ寸法の単一
のフォトダイオードと組み合わされている。この単一の
フォトダイオードは、通常ウェーハ表面に沿って、第１
の極性の第１のドーピングされた領域の比較的幅広いバ
ンドを有し、反対の極性の第２のドーピングされた領域
とシリコン・バルクによって分離されたシリコン・ウェ
ーハを含む。しかし、この従来の光検出器の構成は、ク
リスタルのほとんど避けられないＺ軸方向の不均一性の
訂正または補正に容易には寄与しない。
【００１４】従来の光検出器の構造とは反対に、図１
は、本発明による可変レスポンス光検出器のフォトダイ
オード部分の代表的な実施例を図式的に表す。図１に示
すように、可変レスポンス光検出器のフォトダイオード
部分１０は、シリコンまたは他の半導体材料製の、単一
の半導体ウェーハ３０のＺ軸に沿って一般に平行な矩形
の組み合わせに配置された、一組のフォトダイオード領
域、すなわちサブエレメント２０、２１、２２、２３、
２４、２５、２６、２７、２８からなる。各フォトダイ
オードサブエレメント２０〜２８はそれぞれ、ウェーハ
３０の表面３４に蒸着され、その関連する矩形のサブエ
レメントの端から対応する電気ターミナル６０〜６８に
延びる、独立した金属電気コネクタ５０〜５８と関連す
る。電気ターミナル６０〜６８は、１つかそれ以上のフ
ォトダイオードのサブエレメント２０〜２８が、ここで
説明するように、選択的に同時に始動してシンチレーテ
ィング・クリスタルのＺ軸方向の不均一性を補正するよ
うに、電気的マトリックス（図示せず）を通じて相互接
続される。
【００１５】図２のサブエレメントの断面図により良く
見られるように、各フォトダイオードのサブエレメント
２０〜２８は、好適には、本出願がその一部継続出願で
あり、参照によって本明細書に組み込まれている、共通
に譲渡された、継続出願の米国特許出願第０８／４３
６，５７２号に説明されているような、同じ平面にある
フォトダイオードの組み合わせからなる。従って、本発
明の１つの実施例に従って、同じ平面にあるフォトダイ
オードのサブエレメント２０は、シリコン・ウェーハの
平面３４沿いに隣合って形成されたＮドーピング（ｎ
＋）領域７０の幾らか深いバンドまたはチャネルが側面
に接する、Ｐドーピング（ｐ＋）領域３２の比較的浅い
中央に位置するチャネルまたはバンドを有する、シリコ
ン・ウェーハの一部からなる。Ｐドーピング領域３２と
Ｎドーピング領域７０は、シリコン・バルク（ｉ
（ｎ））領域３８の中に形成される。交互に位置する領
域３２と領域７０のバンドはまた、図２に示すように、
シリコン・バルク領域３８のバンドによって分離されて
いる。本発明の好適な実施例では、領域３２は、表面３
４から約１〜２ミクロンの深さまで延び、領域７０は、
表面３４から約２〜３ミクロンの深さまで延びる。本発
明の他の好適な実施例では、領域３２の幅は約８００〜
１０００ミクロン、領域７０の幅は約２００〜７５０ミ
クロンで、領域３２と７０の隣合うバンドを分離する領
域３８のバンドの幅は約１０〜２５ミクロンである。
【００１６】フォトダイオードのサブエレメント２０
は、Ｐドーピング領域３２が、Ｎドーピング領域７０と
比較して比較的大きな幅を持つことから分かるように、
表面３４でＰドーピング領域が優勢な構造を表す。本発
明の他の、実質上同等の実施例では、優勢な領域３２は
Ｎドーピングでも良く、従って領域７０はＰドーピング
でも良いことが理解される。しかし、検出器ユニットの
各フォトダイオードの下位構成要素２０〜２８は、対応
するＰドーピング、Ｎドーピング領域に関して同様に組
み合わされていることが必要である。また他の実施例で
は、シリコン・ウェーハ３０は、さらに領域３８の下に
位置する別のＮドーピング領域４０を含み、Ｎドーピン
グ領域４０と、ウェーハ表面３４に沿って交互に位置す
るＰ、Ｎドーピング領域３２、７０との間に、シリコン
・バルク領域３８を作り出す。優勢な領域３２がＮドー
ピングである、同じ平面にあるフォトダイオードのサブ
エレメントの上記で説明した別の構造では、下に位置す
る領域４０は、表面３４で優勢な（ｎ＋）領域と反対の
極性（ｐ＋）を有するようにドーピングされることがま
た理解される。
【００１７】上記で論じたように、優勢な極性の領域３
２（図２で示すようにｐ＋）は、隣合う反対の極性のバ
ンド７０（図２で示すようにｎ＋）よりも幅広いが、通
常浅いバンドからなる。各優勢な極性の領域３２は金属
の電気接点３６と関連し、各反対の極性の領域７０は金
属の電気接点４４と関連する。電気接点３６は、下位構
成要素２０の一方の端で、ターミナル６０に向かう関連
する電気接点５０（図１）に接続される。バンド３２、
７０に対する電気接点３６、４４の幅は、図２では、説
明のために、実際と違う割合で描かれていることを理解
されたい。電気接点３６、４４は、シンチレーティング
・クリスタルとフォトダイオードのサブエレメント２０
の間を通過する光の干渉や反射を最少にするために、一
般にできるだけ薄くすべきである。
【００１８】フォトダイオードのサブエレメント２０
は、図２に示すように、一般に従来のフォトダイオード
と同様の方法で動作するが、この構造の形状が最適化さ
れているために、動作成績が大きく改善され、製造コス
トが低減されている。従って、Ｘ線発生源からのＸ線は
関連するシンチレーティング・クリスタルに入り、そこ
でＸ線は青色光線に変換される。シンチレーティング・
クリスタルからの光子は、ウェーハにわずか数ミクロン
貫通する浅いＰドーピング領域３２を通過し、そこで正
孔の組み合わせを生成する。この時生成された電荷は、
サブエレメントのｐ＋、ｎ＋領域にそれぞれ拡散し、そ
こから電気接点３６、４４にそれぞれ伝わって、シンチ
レーティング・クリスタルに吸収されたＸ線の光束に比
例する電流を生成する。各々が図２に示すように構成さ
れた隣合うフォトダイオードのサブエレメントの配置で
は、バンド３２と同じか幾らか深い深さまで、優勢な極
性のバンド３２の両側に位置する反対の極性のバンド７
０は、隣合うフォトダイオードのサブエレメントの間の
電荷の漏出をブロックすることによって電気的なクロス
トークを最少にし読み取り誤差を低減する「チャネル・
ストップ」として動作する。同じ、または隣合うフォト
ダイオードのサブエレメントの隣合うバンド３２と７０
の間隔は、バンド３２、７０の幅に対して小さく（約１
０〜２５ミクロン台）保たれ、バルク・シリコン・ゾー
ン３８のどこかの部分を始動するシンチレーティング・
クリスタルからの光の量を最少にする。チャネル・スト
ップ・バンド７０が隣合うチャネルへの電荷の漏出をブ
ロックするために、二次的な電荷の発生は、適当なバン
ド３２または７０によって吸収される。図２では、バン
ド３２と７０を分離するバルク・シリコンのバンド３８
の総体的な幅は、シリコン・ウェーハ全体の厚さに対す
るバンド３２、７０の深さと同様、説明のために拡大さ
れていることを理解されたい。
【００１９】図１に示すように、フォトダイオード部分
１０は、半導体ウェーハ３０の選択的ドーピングによっ
て、実質上平行なバンド内に表面３４に沿って形成され
る９つの別個の矩形のフォトダイオードのサブエレメン
ト２０〜２８からなる。本発明の他の実施例では、フォ
トダイオードのサブエレメントは多かれ少なかれ表面３
４に沿って形成され、これらのサブエレメントは、クリ
スタルの応答の不均一性を補正するために適当なよう
に、物理的、経済的制限にのみ制約されて、矩形のバン
ドとは異なった形状に形成される。従って、例えば、ウ
ェーハ表面３４を横切るサブエレメントのバンドをより
狭く多数にすることで、クリスタルの不均一性を補正す
るより精密な調整ができる。
【００２０】少なくとも理論上は、例えば、１つかそれ
以上のフォトダイオードのサブエレメント２０〜２８
は、カラー・ビデオ・モニターのピクセルの矩形の配列
のように、複数のより小さな矩形または正方形のドーピ
ング領域に再分割でき、表面３４を横切る独立して始動
できるフォトダイオード領域の二方向の配列を作り出
す。この組み合わせによって、Ｘ軸方向とＺ軸方向のク
リスタルの不均一性を同時に補正することが可能にな
る。しかし、本技術の現状と、関連するコスト計算を前
提にすると、図１に表すように、様々な幅の９つのバン
ドを使うことが、現時点で本発明を実行する最良のやり
方だと考えられる。
【００２１】図１に示すように、フォトダイオード部分
１０は、一般に矩形の１組のフォトダイオードのサブエ
レメントからなる。図３に見られるように、各サブエレ
メントは、バルク・シリコンの比較的狭いバンド３８
と、一般にバルク・シリコンの分離バンドの中心に位置
する追加チャネル・ストップ８０によって、各隣合うサ
ブエレメントと、ウェーハ３０のエッジから分離され
る。ウェーハ３０の両エッジにチャネル・ストップ８０
を配置することで、エッジ効果に関連する電荷の漏れは
最少化または除去される。図２のチャネル・ストップ７
０に比較されるチャネル・ストップ８０は、図２の領域
３２のような、優勢なドーピング領域と反対の極性を有
する、ドーピング材料の領域からなる。チャネル・スト
ップ８０は、一般にチャネル・ストップ７０より狭い
が、通常幅約１００〜１２０ミクロンの範囲である。ま
た、チャネル・ストップ７０と同様、チャネル・ストッ
プ８０は、隣合う優勢なドーピング領域と同じか、好適
にはそれより幾らか深い深さまで、ウェーハ３０の中に
延びることが見られる。チャネル・ストップ８０の目的
は、各フォトダイオードサブエレメントを隣合うサブエ
レメントと電気的に孤立させ、１つのサブエレメントで
発生する電荷が隣合うサブエレメント及びその関連する
電気接点によって吸収されないようにすることである。
【００２２】前に論じたように、表面３４に沿ったサブ
エレメント２０〜２８の表面積と形状は、本発明の最も
広い範囲の実施例では、同一だったり異なったりする
が、図示されるような好適な実施例では、サブエレメン
ト２０〜２８は、同一の共通した矩形の形状と、異なっ
た表面の範囲を有する。図１に示すように、中央に位置
する、矩形のサブエレメント２４は、表面３４に沿って
測定すると断然広い表面積を占めており、周辺のサブエ
レメントの相対的な表面の面積は、表面３４の中心から
の対応する距離に直接関連して変化する。従って、Ｚ軸
に沿ってサブエレメント２４の両側に位置するサブエレ
メント２３、２５は、同じ寸法と形状だが、表面の面積
は最も小さい。Ｚ軸に沿ってサブエレメント２３、２５
のそれぞれ両側にあるサブエレメント２２、２６も、同
じ寸法と形状だが、表面の面積は対応する隣合うサブエ
レメント２３、２５より大きい。同様に、サブエレメン
ト２１、２７は同じ寸法と形状だが、表面の面積は対応
する隣合うサブエレメント２２、２６より大きい。最後
に、Ｚ軸に沿ってウェーハ３０の両端にあるサブエレメ
ント２０、２８は、同じ寸法と形状で、やはり表面の面
積は対応する隣合う下位構成要素２１、２７より大きい
が、中央のサブエレメント２４よりは小さい。この一般
的なタイプのサブエレメントの組み合わせは、これらの
サブエレメントがここで説明するように選択的に始動さ
れる時、Ｚ軸に沿った最も普通のタイプのクリスタルの
不均一性を補正するのに有効であることが分かってい
る。しかし、特定のクリスタルの不均一性に適した、他
のサブエレメントの組み合わせを利用することも、本発
明の範囲内である。
【００２３】本発明の可変レスポンス光検出器は、クリ
スタルの不均一性を補正するために、様々な方法で利用
される。１つの実施例では、図１に示すような、通常の
クリスタルのトポロジーに多かれ少なかれ適応できる可
変レスポンス光検出器は、対応するＺ軸が一直線になる
ように、Ｘ線シンチレーティング・クリスタルと組み合
わされる。その後Ｚ軸に沿ったクリスタルの応答の不均
一性が従来の技術によって判定され、１つかそれ以上の
フォトダイオードのサブエレメントが、相互接続された
電気的マトリックスを通じて選択的に同時に始動され、
クリスタルのＺ軸方向の不均一性の最適な補正を達成す
る。
【００２４】他の、より洗練された実施例では、本発明
による可変レスポンス光検出器は、特定のクリスタルの
不均一な応答プロファイルに合わせて特別に製造され
る。様々なフォトダイオードのサブエレメントの選択的
な始動（接続）と停止（切断）が、検出器ユニットの応
答性を微調整するために使われる。また他の実施例で
は、光検出器の様々なサブエレメントの面積と所与のク
リスタルのトポロジーの関係が、アルゴリズムとして数
学的に表現され、そのアルゴリズムが、様々なフォトダ
イオードのサブエレメントの相互接続を自動的に制御
し、クリスタルの不均一性の補正を最適化するためのコ
ンピュータ制御計測で利用される。
【００２５】説明された本発明の実施例は、説明用であ
って、制限的な意味を持つものではない。本技術に熟練
した者によって、添付の請求項に定義された本発明の範
囲から離れることなく、様々な修正や変更がなされ得
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による一組の相互接続可能な、寸法可変
のフォトダイオードのサブエレメントの、半導体ウェー
ハ表面のＺ軸に沿って方向付けられた平面図である。
【図２】図１の線２−２に沿って見た拡大された略断面
図である。
【図３】図１の線３−３に沿って見た略断面図である。

Claims (47)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 Ｘ線検出のための可変レスポンス光検出
    器であって、吸収面を有し、前記面に隣接する（ａ）第
    １の極性を有し、半導体手段の中に第１の深さまで延び
    る第１ドーピング領域と、（ｂ）前記第１ドーピング領
    域と同じ極性を有し、前記半導体手段の中に第２の深さ
    まで延びる、少なくとも第２ドーピング領域と、（ｃ）
    前記第１、第２ドーピング領域の間にあって、前記第
    １、第２ドーピング領域と反対の極性を有し、前記半導
    体手段の中に前記第１、第２の深さと実質上同じかそれ
    より大きい深さまで延びる第３ドーピング領域と、
    （ｄ）前記第１、第２、第３ドーピング領域を分離し、
    それらの下に位置する実質上ドーピングされていない領
    域と、（ｅ）前記第１、第２ドーピング領域を個別また
    は同時に選択的に始動するための電気的手段とを有する
    半導体手段を含む光検出器。
  2. 【請求項２】 前記電気的手段が、前記吸収面に沿っ
    て、それぞれ前記第１、第２領域に接続された、個別の
    第１の極性の電気接点手段を含む、請求項１に記載の光
    検出器。
  3. 【請求項３】 前記第１の極性の電気接点手段を相互接
    続する電気的マトリックスをさらに含む、請求項２に記
    載の光検出器。
  4. 【請求項４】 前記第３ドーピング領域の表面に接続さ
    れる反対の極性の電気接点手段をさらに含む、請求項２
    に記載の光検出器。
  5. 【請求項５】 前記第１の極性の領域が、隣合う第１の
    極性の領域と実質上同じかそれより大きい深さまで前記
    半導体手段の中に延びる反対の極性の領域によって、隣
    合う第１の極性の領域と分離された前記第１の極性を各
    々有する３つかそれ以上のドーピング領域と、１つかそ
    れ以上の前記第１の極性の領域のいずれかを選択的に始
    動するための電気的手段とを含む、請求項１に記載の光
    検出器。
  6. 【請求項６】 前記第１の極性の領域の一部のみが特定
    の時間に始動される、請求項５に記載の光検出器。
  7. 【請求項７】 前記第１の極性の領域が、交互に位置す
    る実質上平行な反対の極性のバンドによって分離され
    る、交互に位置する実質上平行な第１の極性のバンドを
    含む、請求項５に記載の光検出器。
  8. 【請求項８】 少なくともいくつかの前記第１の極性の
    バンドが異なった幅を有する、請求項７に記載の光検出
    器。
  9. 【請求項９】 最も幅の広い第１の極性のバンドが前記
    吸収面に沿って実質上中央に位置する、請求項８に記載
    の光検出器。
  10. 【請求項１０】 最も幅の狭い前記第１の極性のバンド
    が前記最も幅の広い第１の極性のバンドに隣合ってい
    る、請求項９に記載の光検出器。
  11. 【請求項１１】 前記最も狭い第１の極性のバンドの他
    に追加される第１の極性のバンドが、前記吸収面の両端
    に近づくにつれて、徐々に幅広くなる、請求項１０に記
    載の光検出器。
  12. 【請求項１２】 合計９個の前記第１の極性のバンド
    と、前記吸収面に沿って前記９個のバンドにそれぞれ接
    続された９個の個別の電気接点を含む、請求項１１に記
    載の光検出器。
  13. 【請求項１３】 前記吸収面が実質上矩形で、前記バン
    ドが前記面を横切る、請求項７に記載の光検出器。
  14. 【請求項１４】 前記吸収面に沿った第１の極性の領域
    の総表面積が、前記吸収面に沿った反対の極性の総表面
    積より大きい、請求項１に記載の光検出器。
  15. 【請求項１５】 前記第１、第２の深さが約１〜２ミク
    ロンの範囲である、請求項１に記載の光検出器。
  16. 【請求項１６】 前記第３の深さが約２〜３ミクロンの
    範囲である、請求項１５に記載の光検出器。
  17. 【請求項１７】 前記第１の極性の領域の各々が前記半
    導体手段の中に約１〜２ミクロンの深さまで延び、前記
    反対の極性の領域の各々が前記半導体手段の中に約２〜
    ３ミクロンの深さまで延びる、請求項５に記載の光検出
    器。
  18. 【請求項１８】 前記電気的手段が、前記吸収面に沿っ
    て前記第１の極性の領域の各々にそれぞれ接続された個
    別の第１の極性の電気接点を含む、請求項５に記載の光
    検出器。
  19. 【請求項１９】 前記第１の極性の電気接点を相互接続
    する電気的マトリックスをさらに含む、請求項１８に記
    載の光検出器。
  20. 【請求項２０】 前記反対の極性の領域の各々の表面に
    接続された反対の極性の電気接点をさらに含む、請求項
    １８に記載の光検出器。
  21. 【請求項２１】 前記半導体手段がシリコン・ウェーハ
    からなる、請求項１に記載の光検出器。
  22. 【請求項２２】 前記半導体手段がシリコン・ウェーハ
    からなる、請求項５に記載の光検出器。
  23. 【請求項２３】 シンチレーティング・クリスタルに吸
    収されるＸ線によって発生する光を検出するための機器
    であって、前記機器が、単一の半導体ウェーハの単一の
    平面に沿って位置するＰドーピングまたはＮドーピング
    領域の少なくとも１つのための独立した関連する電気接
    点を伴う複数の交互に位置するＰドーピング、Ｎドーピ
    ング領域を有するフォトダイオード構造と、前記Ｐドー
    ピングまたはＮドーピング領域と関連する独立した電気
    接点の全てを相互接続する電気的マトリックスを含む、
    機器。
  24. 【請求項２４】 前記平面に沿って前記Ｐドーピングま
    たはＮドーピング領域のどちらかが優勢であり、前記電
    気的マトリックスが優勢なドーピング領域と関連する電
    気接点を相互接続する、請求項２３に記載の機器。
  25. 【請求項２５】 各優勢でないドーピング領域が、隣合
    う優勢なドーピング領域の深さと実質上同じかそれより
    大きい深さまで延びる、請求項２４に記載の機器。
  26. 【請求項２６】 少なくとも２つの前記優勢なドーピン
    グ領域が、前記平面に沿って測定したのとは異なった表
    面積を有する、請求項２５に記載の機器。
  27. 【請求項２７】 前記平面の最も中央に位置する優勢な
    ドーピング領域が、周囲の優勢なドーピング領域のどれ
    よりも大きい表面積を有する、請求項２６に記載の機
    器。
  28. 【請求項２８】 周囲の優勢なドーピング領域の総体的
    な表面積が、前記平面の中央からの対応する距離と直接
    関連して変化する、請求項２７に記載の機器。
  29. 【請求項２９】 前記優勢なドーピング領域が、両側に
    ４組のより幅の狭い領域が置かれた比較的広い中央の領
    域を含む、請求項２５に記載の機器。
  30. 【請求項３０】 並列の関係にある複数の前記フォトダ
    イオード構造をさらに含む、請求項２５に記載の機器。
  31. 【請求項３１】 前記半導体平面に固定されて可変レス
    ポンス検出器ユニットを形成するシンチレーティング・
    クリスタルをさらに含み、前記クリスタルが少なくとも
    １つの軸について応答の不均一性を有し、さらに前記平
    面に沿った前記優勢なドーピング領域の寸法と位置が、
    １つかそれ以上のそれらの領域が始動する時前記クリス
    タルの応答の不均一性を補正するようなものである、請
    求項２６に記載の機器。
  32. 【請求項３２】 並列の関係にある複数の前記可変レス
    ポンス検出器ユニットをさらに含む、請求項３１に記載
    の機器。
  33. 【請求項３３】 クリスタルの応答の不均一性を判定
    し、それを補正するために前記優勢なドーピング領域を
    自動的、選択的に始動するための手段をさらに含む、請
    求項３１に記載の機器。
  34. 【請求項３４】 前記優勢なドーピング領域の一部のみ
    が特定の時間に始動される、請求項３１に記載の機器。
  35. 【請求項３５】 Ｘ線発生源、少なくとも１つの軸に沿
    って応答の不均一性を有する、Ｘ線放射を光に変換する
    ためのシンチレーティング・クリスタル手段、前記クリ
    スタル手段とフォトダイオード手段がインタフェースに
    沿って互いに接着され検出器ユニットを形成する、光を
    電流に変換するためのフォトダイオード手段、各検出器
    ユニットを前記Ｘ線発生源に対して位置決めするための
    フレーム手段、フォトダイオード手段で発生した電荷を
    集めるための電気導体手段、フォトダイオード手段から
    の電気信号をＸ線検出の測定値に変換するための電気的
    手段と組み合わされ、各前記検出器ユニットの隣合う前
    記インタフェースと、前記インタフェースに沿って位置
    する関連する電気接点と共に交互に置かれたＰドーピン
    グ、Ｎドーピング領域と、フォトダイオード手段の中
    に、隣合う優勢なドーピング領域の深さと実質上同じか
    それより大きい深さまで延びる、優勢でない前記ドーピ
    ング領域と、優勢なドーピング領域と関連する全ての電
    気接点を相互接続する電気的マトリックスとが改良され
    た、Ｘ線検出システム。
  36. 【請求項３６】 さらに、複数の前記検出器ユニットが
    並列な関係に並ぶ、請求項３５に記載のＸ線検出システ
    ム。
  37. 【請求項３７】 さらに、各前記検出器ユニットが、前
    記インタフェースに沿って測定したのとは異なった表面
    積を有する少なくとも２つの前記優勢な領域を含む、請
    求項３６に記載のＸ線検出システム。
  38. 【請求項３８】 さらに、各検出ユニットの前記インタ
    フェース上で、最も中央に位置する優勢なドーピング領
    域が、周囲の優勢なドーピング領域のどれよりも広い表
    面積を有する一般に矩形のバンドを含む、請求項３７に
    記載のＸ線検出システム。
  39. 【請求項３９】 前記中央に位置する優勢なドーピング
    領域の各々の両側に、１組の幅の狭い、一般に矩形の優
    勢なドーピング領域のバンドが置かれた、請求項３８に
    記載のＸ線検出システム。
  40. 【請求項４０】 さらに、前記インタフェースが一般に
    矩形で、前記バンドが前記インタフェースを横切る、請
    求項３９に記載のＸ線検出システム。
  41. 【請求項４１】 前記フォトダイオード手段がドーピン
    グされたシリコン・ウェーハからなる、請求項３５に記
    載のＸ線検出システム。
  42. 【請求項４２】 さらに、前記優勢なドーピング領域が
    前記シリコン・ウェーハの中に約１〜２ミクロンの深さ
    まで延び、前記優勢でないドーピング領域が前記シリコ
    ン・ウェーハの中に約２〜３ミクロンの深さまで延び
    る、請求項４１に記載のＸ線検出システム。
  43. 【請求項４３】 光学的接着剤によってフォトダイオー
    ドの平面に接着されたシンチレーティング・クリスタル
    を含むＸ線検出器ユニットのクリスタルの応答の不均一
    性を補正するための方法であって、（ａ）優勢でないド
    ーピング領域が前記フォトダイオードの中に、隣合う優
    勢なドーピング領域の深さと実質上同じかそれより大き
    い深さまで延びる、複数の交互に位置するＰドーピン
    グ、Ｎドーピング領域を前記表面に沿って作り出すよう
    に、前記フォトダイオードをドーピングするステップ
    と、（ｂ）前記優勢なドーピング領域の各々を電気的に
    相互接続するステップと、（ｃ）対応する寸法のＸ線シ
    ンチレーティング・クリスタルを前記フォトダイオード
    の表面に一直線に張り付けるステップと、（ｄ）少なく
    とも１つの軸に沿って前記クリスタルの補正されない応
    答を測定することによって、クリスタルの不均一性を判
    定するステップと、（ｅ）前記クリスタルの不均一性を
    補正するように、１つかそれ以上の前記電気的に相互接
    続された優勢なドーピング領域を選択的に同時に始動す
    るステップと、を含む方法。
  44. 【請求項４４】 少なくとも１つのクリスタルの軸に沿
    った前記クリスタルの不均一性があらかじめ判定され、
    前記フォトダイオードの前記優勢なドーピング領域の寸
    法と位置が、前記クリスタルの不均一性を補正するよう
    にあらかじめ選択される、請求項４３に記載の方法。
  45. 【請求項４５】 前記優勢なドーピング領域が、最も大
    きい応答の不均一性を有するクリスタルの軸に対応する
    軸に沿って整列する一連の一般に矩形のバンドを含む、
    請求項４３に記載の方法。
  46. 【請求項４６】 少なくとも１つの軸に沿った前記クリ
    スタルの応答プロファイルを判定するステップと、前記
    応答プロファイルをコンピュータ・ソフトウェア上で数
    学的に表示するステップと、１つかそれ以上の前記優勢
    なドーピング領域のコンピュータ化された始動を通じ
    て、前記応答の不均一性の補正を自動的に実現するステ
    ップと、をさらに含む、請求項４３に記載の方法。
  47. 【請求項４７】 既定の検出器の応答出力を得るため
    に、前記コンピュータ化された始動による補正のレベル
    を調節するステップをさらに含む、請求項４６に記載の
    方法。
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