JPS629227B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS629227B2 JPS629227B2 JP57207781A JP20778182A JPS629227B2 JP S629227 B2 JPS629227 B2 JP S629227B2 JP 57207781 A JP57207781 A JP 57207781A JP 20778182 A JP20778182 A JP 20778182A JP S629227 B2 JPS629227 B2 JP S629227B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ray
- boundary layer
- detector array
- ray detector
- thickness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F30/00—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors
- H10F30/20—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors
- H10F30/29—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to radiation having very short wavelengths, e.g. X-rays, gamma-rays or corpuscular radiation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/29—Measurement performed on radiation beams, e.g. position or section of the beam; Measurement of spatial distribution of radiation
- G01T1/2914—Measurement of spatial distribution of radiation
- G01T1/2921—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions; Radio-isotope cameras
- G01T1/2928—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions; Radio-isotope cameras using solid state detectors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S438/00—Semiconductor device manufacturing: process
- Y10S438/929—Eutectic semiconductor
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、一般にX線検出器配列(アレイ)
に関し、特にX線源からの映像およびエネルギー
分解能を得るためのソリツドステートのX線分光
計に関する。
に関し、特にX線源からの映像およびエネルギー
分解能を得るためのソリツドステートのX線分光
計に関する。
X線エネルギーをセル又は画素の格子に衝突さ
せ、この格子がその衝突したエネルギーの強度に
比例する電気出力を発生することが知られてい
る。そしてこの電気出力を対応する表示装置の発
光素子の格子に供給し、X線照度に対応した画像
を形成することによりX線を検出・表示すること
ができる。すなわち、X線に対して、セル格子を
人間の目の裏側の(網膜内の)桿状体及び円錐体
と同じ機能を果たさせることによりX線を検出・
表示するX線検出器配列に関する。
せ、この格子がその衝突したエネルギーの強度に
比例する電気出力を発生することが知られてい
る。そしてこの電気出力を対応する表示装置の発
光素子の格子に供給し、X線照度に対応した画像
を形成することによりX線を検出・表示すること
ができる。すなわち、X線に対して、セル格子を
人間の目の裏側の(網膜内の)桿状体及び円錐体
と同じ機能を果たさせることによりX線を検出・
表示するX線検出器配列に関する。
本明細書中に於いて、“映像”とは、X線によ
り形成される絵又は画像を再現するセル又は画素
の格子の能力に関して用い、“エネルギー分解
能”とは衝突したX線の強度に各セル又は画素が
正確に出力を発生することに関して用いることと
する。
り形成される絵又は画像を再現するセル又は画素
の格子の能力に関して用い、“エネルギー分解
能”とは衝突したX線の強度に各セル又は画素が
正確に出力を発生することに関して用いることと
する。
X線源の分析を行なう公知の装置として、代表
的なものとしてシリコン電荷結合装置(CCD)
またはリチウムドリフト検出器のいづれかが使用
されている。シリコンCCDによりX線源からの
映像およびエネルギー分解能を得ることができる
が、しかし1Kevよりも小さいエネルギーに対し
てのみである。空乏領域、即ちX線によつて形成
される電子電流を減少する自由孔が何も存在しな
い領域は、X線から解放された電子が補集される
前にそれらの電子の再結合を防止することが必要
である。これらの空乏領域は比較的浅く、CCD
装置に固有の制限された内部電圧のために、シリ
コンに対して5ミクロンの厚み程度である。また
空乏領域は投射されるX線エネルギーに平行な方
向に発生する。僅か数ミクロンのシリコンが空乏
化されるのにも拘らず、1乃至30Kevの範囲のX
線を受け止めて検知するためには、比較的厚い厚
さのシリコンが必要である。その結果、CCD装
置は有効でない不正確な検出を行なつてしまう。
というのは、それらの装置が、1Kev以上のX線
に対してX線を検出できるようシリコンを厚くし
てあるので、シリコンの全体積にわたつて十分空
乏化できないからである。この欠点は、X線と反
応するために必要なシリコンの厚さがX線エネル
ギーの3乗を関数として変化するので、より高い
エネルギーのX線に対してなお一層顕著となる。
また、CCD装置は焦点特性を持たないし、その
収集率は検出素子のX線光―電子相互作用領域に
対する立体角の関数である。
的なものとしてシリコン電荷結合装置(CCD)
またはリチウムドリフト検出器のいづれかが使用
されている。シリコンCCDによりX線源からの
映像およびエネルギー分解能を得ることができる
が、しかし1Kevよりも小さいエネルギーに対し
てのみである。空乏領域、即ちX線によつて形成
される電子電流を減少する自由孔が何も存在しな
い領域は、X線から解放された電子が補集される
前にそれらの電子の再結合を防止することが必要
である。これらの空乏領域は比較的浅く、CCD
装置に固有の制限された内部電圧のために、シリ
コンに対して5ミクロンの厚み程度である。また
空乏領域は投射されるX線エネルギーに平行な方
向に発生する。僅か数ミクロンのシリコンが空乏
化されるのにも拘らず、1乃至30Kevの範囲のX
線を受け止めて検知するためには、比較的厚い厚
さのシリコンが必要である。その結果、CCD装
置は有効でない不正確な検出を行なつてしまう。
というのは、それらの装置が、1Kev以上のX線
に対してX線を検出できるようシリコンを厚くし
てあるので、シリコンの全体積にわたつて十分空
乏化できないからである。この欠点は、X線と反
応するために必要なシリコンの厚さがX線エネル
ギーの3乗を関数として変化するので、より高い
エネルギーのX線に対してなお一層顕著となる。
また、CCD装置は焦点特性を持たないし、その
収集率は検出素子のX線光―電子相互作用領域に
対する立体角の関数である。
一方、リチウムドリフト検出器は良好なエネル
ギー分解能を有するものの、空間的分解能を何ら
有せず、したがつて、映像作用は発生し得ない。
更に、最良のリチウムドリフト検出器はシリコン
またはゲルマニウムから作られ、動作上非常に低
い温度(100〓の桁数)に維持される必要があ
る。また、数キロボルトの動作電圧が必要であ
る。
ギー分解能を有するものの、空間的分解能を何ら
有せず、したがつて、映像作用は発生し得ない。
更に、最良のリチウムドリフト検出器はシリコン
またはゲルマニウムから作られ、動作上非常に低
い温度(100〓の桁数)に維持される必要があ
る。また、数キロボルトの動作電圧が必要であ
る。
要約すれば、上述した構成は、高い空間的分解
能を有するが貧弱なエネルギー分解能しか有さな
いか、または良好なエネルギー分解能を有するが
空間的分解能を何ら持たないものかのいづれかで
あり満足する結果が得られるものではなかつた。
能を有するが貧弱なエネルギー分解能しか有さな
いか、または良好なエネルギー分解能を有するが
空間的分解能を何ら持たないものかのいづれかで
あり満足する結果が得られるものではなかつた。
この発明によれば、X線検出器配列は、殆ど空
乏となつた厚い半導体ウエハーからなる本体内に
作られる、別々の隣接した深いピクセル・セル即
ち“ピクセル”の配列(アレイ)を有する。各ピ
クセルは本体の両表面間に延びる垂直方向に拡散
された金属からなる中央電極を有する。垂直方向
に熱移動される金属からなる互いに直角に交差す
る垂直境界層は、隣り合つたピクセルを分離する
共通の境界層を構成する。中央電極および垂直境
界層の間にバイアス電圧を印加すると、各ピクセ
ルに、本体を垂直に貫通して延びると共に中央電
極と境界層間を水平に延びる空乏領域を生ずる。
したがつて、各ピクセルの空乏化は、本体の厚み
に依存することがなく、それ故、光放出キヤリア
補集において、高い効率を保障する。
乏となつた厚い半導体ウエハーからなる本体内に
作られる、別々の隣接した深いピクセル・セル即
ち“ピクセル”の配列(アレイ)を有する。各ピ
クセルは本体の両表面間に延びる垂直方向に拡散
された金属からなる中央電極を有する。垂直方向
に熱移動される金属からなる互いに直角に交差す
る垂直境界層は、隣り合つたピクセルを分離する
共通の境界層を構成する。中央電極および垂直境
界層の間にバイアス電圧を印加すると、各ピクセ
ルに、本体を垂直に貫通して延びると共に中央電
極と境界層間を水平に延びる空乏領域を生ずる。
したがつて、各ピクセルの空乏化は、本体の厚み
に依存することがなく、それ故、光放出キヤリア
補集において、高い効率を保障する。
このX線検出器配列は、光学的装置の焦点面内
に配置することができる。X線映像に関する筒エ
ネルギー分解能および空間的分解能は、検出器配
列の各中央電極を電荷結合装置を用いた映像処理
装置に接続することによつて得られる。
に配置することができる。X線映像に関する筒エ
ネルギー分解能および空間的分解能は、検出器配
列の各中央電極を電荷結合装置を用いた映像処理
装置に接続することによつて得られる。
以下添付図面を参照しつつ本発明を詳細に説明
する。
する。
さて特に第1図を参照して、X線検出器は例え
ばシリコンのウエハのような高い抵抗率(例えば
〜2000Ω・cm,〜1014ドナー/cm3)の半導体材料
からなる比較的厚い本体10で作られる。照射さ
れる半導体表面に対し垂直に投射されるX線が半
導体材料内へ進入する深さは、投射X線エネルギ
ーの3乗に比例する。それ故本体10の厚さは、
高エネルギーX線による電荷キヤリア発生を保障
するために投射X線の予定された浸入深さよりも
幾分深くなければならない。例えば、1乃至30キ
ロ電子ボルトの範囲にあるX線に対して、本体1
0の厚さは50ミル(約5ミリメートル)程度であ
る。本体10は矩形の境界層によつて画成された
マトリツクスをなす複数のX線検出セル(ピクセ
ル)14によつて形成され、図にはその9個が示
されており、X線映像の空間的映像とエネルギー
分解能が得られる。本体表面に対して垂直に熱的
移動される互いに直角に交差する金属化された壁
によつて境界層16および18は形成され、これ
らの境界層は本体10の厚さ全体にわたつて延び
ている。ピクセルは好ましくお互いにそれらの水
平面において一般に正方形断面を有して同一の大
きさに作られる。各ピクセルの中央には10の厚み
全体を貫通し反対側表面にまで延びる拡散された
金属からなる中央電極20が配置される。各中央
電極20の断面寸法はピクセルの断面積にに比較
して相対的に小さく作られ、したがつてX線が中
央電極に直接衝突する可能性を最小にする。X線
映像の空間的分解能を高めるため、各ピクセルの
断面積もまた小さく作られ、隣り合うピクセルの
中央電極の中心から中心までの距離は2ミリメー
トル程度である。従つて結果的には1個のX線検
出ピクセルが約2ミリメートルの辺から成る矩形
格子形状となる。
ばシリコンのウエハのような高い抵抗率(例えば
〜2000Ω・cm,〜1014ドナー/cm3)の半導体材料
からなる比較的厚い本体10で作られる。照射さ
れる半導体表面に対し垂直に投射されるX線が半
導体材料内へ進入する深さは、投射X線エネルギ
ーの3乗に比例する。それ故本体10の厚さは、
高エネルギーX線による電荷キヤリア発生を保障
するために投射X線の予定された浸入深さよりも
幾分深くなければならない。例えば、1乃至30キ
ロ電子ボルトの範囲にあるX線に対して、本体1
0の厚さは50ミル(約5ミリメートル)程度であ
る。本体10は矩形の境界層によつて画成された
マトリツクスをなす複数のX線検出セル(ピクセ
ル)14によつて形成され、図にはその9個が示
されており、X線映像の空間的映像とエネルギー
分解能が得られる。本体表面に対して垂直に熱的
移動される互いに直角に交差する金属化された壁
によつて境界層16および18は形成され、これ
らの境界層は本体10の厚さ全体にわたつて延び
ている。ピクセルは好ましくお互いにそれらの水
平面において一般に正方形断面を有して同一の大
きさに作られる。各ピクセルの中央には10の厚み
全体を貫通し反対側表面にまで延びる拡散された
金属からなる中央電極20が配置される。各中央
電極20の断面寸法はピクセルの断面積にに比較
して相対的に小さく作られ、したがつてX線が中
央電極に直接衝突する可能性を最小にする。X線
映像の空間的分解能を高めるため、各ピクセルの
断面積もまた小さく作られ、隣り合うピクセルの
中央電極の中心から中心までの距離は2ミリメー
トル程度である。従つて結果的には1個のX線検
出ピクセルが約2ミリメートルの辺から成る矩形
格子形状となる。
互いに直角に交差する2つの境界層16および
18と中央電極20は、例えばシリコン中におけ
るアルミニウムまたはガリウム砒化物中における
ガリウムのような金属の温度勾配を利用した熱拡
散法によつて形成される。この工程において、複
数の境界層16および18と中央電極20の水平
表面によつて規定される各開口は、本体10の水
平表面上にフオトレジストのマスクを形成し、次
いでエツチング処理が施される。
18と中央電極20は、例えばシリコン中におけ
るアルミニウムまたはガリウム砒化物中における
ガリウムのような金属の温度勾配を利用した熱拡
散法によつて形成される。この工程において、複
数の境界層16および18と中央電極20の水平
表面によつて規定される各開口は、本体10の水
平表面上にフオトレジストのマスクを形成し、次
いでエツチング処理が施される。
そこで本体10は真空室内で、例えば1200℃位
の高い温度にまで加熱される。
の高い温度にまで加熱される。
次いでエツチングされた開口を含む表面をそれ
より僅かに低い温度、例えば1150℃まで冷却し、
一方、本体10のマスクされた表面と反対側の表
面を室温に維持して本体を横切る温度勾配を発生
させる。加熱された本体の冷却表面上のエツチン
グされた開口内に堆積される金属は温度勾配によ
つて迅速に処理され、本体を垂直に完全に貫通し
て反対側の表面まで拡散される。この本体は冷却
され、室から取外される。本体10の全厚みを通
じた迅速な温度勾配を利用した拡散処理は、側方
拡散のための時間を殆んど残さない。それ故、境
界層16,18の側面と電極20は本質的に本体
10の水平面に対して垂直となる。それ故、中央
電極20と境界層16および18の格子を横切る
バイアス電圧の印加によつて、中央電極20から
隣接する各セルの境界層まで延びる空乏領域が形
成される。この形態によれば本体10の厚みより
も少ない浸入深さで本体10に衝突する投射X線
が、ウエハ材に対するX線光一電子相互作用を促
進するであろう。その相互作用がピクセル内のど
こで発生しようとも、結果的に生ずる電荷キヤリ
アは中央電極に引寄せられ、これにより投射X線
の検知の基礎が形成される。
より僅かに低い温度、例えば1150℃まで冷却し、
一方、本体10のマスクされた表面と反対側の表
面を室温に維持して本体を横切る温度勾配を発生
させる。加熱された本体の冷却表面上のエツチン
グされた開口内に堆積される金属は温度勾配によ
つて迅速に処理され、本体を垂直に完全に貫通し
て反対側の表面まで拡散される。この本体は冷却
され、室から取外される。本体10の全厚みを通
じた迅速な温度勾配を利用した拡散処理は、側方
拡散のための時間を殆んど残さない。それ故、境
界層16,18の側面と電極20は本質的に本体
10の水平面に対して垂直となる。それ故、中央
電極20と境界層16および18の格子を横切る
バイアス電圧の印加によつて、中央電極20から
隣接する各セルの境界層まで延びる空乏領域が形
成される。この形態によれば本体10の厚みより
も少ない浸入深さで本体10に衝突する投射X線
が、ウエハ材に対するX線光一電子相互作用を促
進するであろう。その相互作用がピクセル内のど
こで発生しようとも、結果的に生ずる電荷キヤリ
アは中央電極に引寄せられ、これにより投射X線
の検知の基礎が形成される。
実際に第1図に示されたX線検出セルの配列は
側壁を形成している境界層16および18と中央
電極20が半導体材料を完全に通して延びると共
に本体10の反対側両表面で終つているので、
“深いダイオード(deep diode)”を構成してい
る。しかしながら、第1図に示された配列につい
て重要なことは、境界層16および18に印加す
る順バイアス、中央電極20に印加する逆バイア
スによつて、空乏(電子流を減少する傾向をもつ
自由なキヤリアの欠乏)領域が、配列の面への任
意のX線エネルギー投射方向に垂直に、50ミル
(約5ミリ)厚さの本体全体を通した中央電極と
境界層の間で横方向に起こる。この事は、空乏領
域が投射X線の投射方向と平行な方向に起る従来
公知の装置とは対称的である。これは、上記した
ように、CCD・X線検知器においては通常はほ
んの僅か5ミクロン厚さの空乏領域が発生するの
みで、エネルギー分解能と高エネルグーにおける
効率を減殺する。
側壁を形成している境界層16および18と中央
電極20が半導体材料を完全に通して延びると共
に本体10の反対側両表面で終つているので、
“深いダイオード(deep diode)”を構成してい
る。しかしながら、第1図に示された配列につい
て重要なことは、境界層16および18に印加す
る順バイアス、中央電極20に印加する逆バイア
スによつて、空乏(電子流を減少する傾向をもつ
自由なキヤリアの欠乏)領域が、配列の面への任
意のX線エネルギー投射方向に垂直に、50ミル
(約5ミリ)厚さの本体全体を通した中央電極と
境界層の間で横方向に起こる。この事は、空乏領
域が投射X線の投射方向と平行な方向に起る従来
公知の装置とは対称的である。これは、上記した
ように、CCD・X線検知器においては通常はほ
んの僅か5ミクロン厚さの空乏領域が発生するの
みで、エネルギー分解能と高エネルグーにおける
効率を減殺する。
必要なバイアス電位を与えると共に、各々のX
線検出セル14から投影されたX線エネルギーの
結果として各セルに与えられたX線光電子相互作
用からもたらされる電荷キヤリアを収集するため
に、第1図の装置は、第2図に詳細に示されてい
る複数の結合パツドと金属リードの相互結合装置
を有している。さて第2図を参照して検出器配列
の左側にある外側垂直壁を形成している境界層1
8は直角状の結合パツド22を有し、これに対し
ては、図示されてない電源から全ての水平区画壁
を形成している境界層16および前記境界層18
に対し順バイアス電位V1を印加するための回路
導線24が取付けられる。柱状の各中央電極20
は、前記境界層16または18の一方外側に延び
る金属製の相互接続素子28を介して各外方結合
パツド26に接続される。なお、中央部のセルの
ような、内部セルの場合には、セルの外周辺にま
で届く必要な延長部を形成するために、第2の相
互接続素子30が使用される。逆バイアス電位
V2は通常電源(図示略)から回路導線32によ
り全ての結合パツド26に印加される。逆バイア
ス用電圧V2を印加するための導線32に加え
て、各結合パッド26は別個に出力導線34を有
し、この導線34はX線光電子相互作用の結果と
して発生された電荷キヤリアを、図示されていな
い外部映像装置へ供給する。
線検出セル14から投影されたX線エネルギーの
結果として各セルに与えられたX線光電子相互作
用からもたらされる電荷キヤリアを収集するため
に、第1図の装置は、第2図に詳細に示されてい
る複数の結合パツドと金属リードの相互結合装置
を有している。さて第2図を参照して検出器配列
の左側にある外側垂直壁を形成している境界層1
8は直角状の結合パツド22を有し、これに対し
ては、図示されてない電源から全ての水平区画壁
を形成している境界層16および前記境界層18
に対し順バイアス電位V1を印加するための回路
導線24が取付けられる。柱状の各中央電極20
は、前記境界層16または18の一方外側に延び
る金属製の相互接続素子28を介して各外方結合
パツド26に接続される。なお、中央部のセルの
ような、内部セルの場合には、セルの外周辺にま
で届く必要な延長部を形成するために、第2の相
互接続素子30が使用される。逆バイアス電位
V2は通常電源(図示略)から回路導線32によ
り全ての結合パツド26に印加される。逆バイア
ス用電圧V2を印加するための導線32に加え
て、各結合パッド26は別個に出力導線34を有
し、この導線34はX線光電子相互作用の結果と
して発生された電荷キヤリアを、図示されていな
い外部映像装置へ供給する。
より高位のエネルギーをもつX線は、X線光―
電子相互作用が高い、即ち、例えば0.5乃至
30Kevの間の範囲において、開示された検出器配
列で確実に検知できる。なぜなら、本体10の比
較的大きな厚みと各ピクセルの殆んどさえぎられ
ていない断面領域が、そのエネルギー範囲内の各
投射X線による電荷キヤリアの発生の可能性を増
大するからである。各ピクセル内のあらゆる点へ
の中央電極が近接して配置されていることによつ
て、バイアス電位が印加されるや否や、空乏領域
の発生が全てのピクセル内において保障されると
共に、電荷キヤリアが中央電極に引き寄せられ収
集されることが保障され、従つて、高い収集効率
が得られる。この構造のものは電荷キヤリアがX
線の衝突したピクセルと同じピクセルによつて収
集されるので、例えば電荷結合装置(charge
coupled device)のような映像処理装置と一緒の
使用に特に適合する。もしも検出器配列の一表面
が例えば望遠鏡のような光学的装置の焦点面に置
かれ、X線放射物によつて照射されると、この配
列の構造は、各X線が衝突するピクセルと結果と
して生ずる電荷キヤリアを収集するピクセルの中
央電極との間で1対1の空間的一致を与えるであ
ろう。収集された電荷キヤリアの数は、投射X線
のエネルギーおよび強さを表わす指標となる。そ
の理由は、投射X線のエネルギーが収集される1
電子につき3.6エレクトロンボルトの係数をもつ
電子数の発生に等しいからである。各ピクセル1
4の中央電極20は、例えば電荷結合装置を使用
した映像処理装置の別の素子に接続させても差仕
えなく、これによつて、映像処理装置が各々のピ
クセルを連続的に読み取り、検出器配列の照射さ
れた表面に目的物が表われたときこの観察された
目的物の合成像を発生することが可能とされる。
各中央電極からの電子流は映像処理装置により観
察された目的物からのX線映像の空間的およびエ
ネルギーの両分解能を提供することゝなる。
電子相互作用が高い、即ち、例えば0.5乃至
30Kevの間の範囲において、開示された検出器配
列で確実に検知できる。なぜなら、本体10の比
較的大きな厚みと各ピクセルの殆んどさえぎられ
ていない断面領域が、そのエネルギー範囲内の各
投射X線による電荷キヤリアの発生の可能性を増
大するからである。各ピクセル内のあらゆる点へ
の中央電極が近接して配置されていることによつ
て、バイアス電位が印加されるや否や、空乏領域
の発生が全てのピクセル内において保障されると
共に、電荷キヤリアが中央電極に引き寄せられ収
集されることが保障され、従つて、高い収集効率
が得られる。この構造のものは電荷キヤリアがX
線の衝突したピクセルと同じピクセルによつて収
集されるので、例えば電荷結合装置(charge
coupled device)のような映像処理装置と一緒の
使用に特に適合する。もしも検出器配列の一表面
が例えば望遠鏡のような光学的装置の焦点面に置
かれ、X線放射物によつて照射されると、この配
列の構造は、各X線が衝突するピクセルと結果と
して生ずる電荷キヤリアを収集するピクセルの中
央電極との間で1対1の空間的一致を与えるであ
ろう。収集された電荷キヤリアの数は、投射X線
のエネルギーおよび強さを表わす指標となる。そ
の理由は、投射X線のエネルギーが収集される1
電子につき3.6エレクトロンボルトの係数をもつ
電子数の発生に等しいからである。各ピクセル1
4の中央電極20は、例えば電荷結合装置を使用
した映像処理装置の別の素子に接続させても差仕
えなく、これによつて、映像処理装置が各々のピ
クセルを連続的に読み取り、検出器配列の照射さ
れた表面に目的物が表われたときこの観察された
目的物の合成像を発生することが可能とされる。
各中央電極からの電子流は映像処理装置により観
察された目的物からのX線映像の空間的およびエ
ネルギーの両分解能を提供することゝなる。
第1図は、この発明の実施例を例示しているX
線検知器配列に関し、部分的に断面で表わした透
視図である。第2図は、第1図に示された実施例
の底面図で、検知セルのマトリツクスと各境界層
および中央に配置された中央電極に対する各外部
接続手段を例示している。 図中符号、10……本体、14……X線検知セ
ル(ピクセル)、16,18……境界層、20…
…中央電極、22……結合パツド、24……回路
導線、26……外方結合パツド、28,30……
相互接続素子、32……回路導線、34……出力
導線。
線検知器配列に関し、部分的に断面で表わした透
視図である。第2図は、第1図に示された実施例
の底面図で、検知セルのマトリツクスと各境界層
および中央に配置された中央電極に対する各外部
接続手段を例示している。 図中符号、10……本体、14……X線検知セ
ル(ピクセル)、16,18……境界層、20…
…中央電極、22……結合パツド、24……回路
導線、26……外方結合パツド、28,30……
相互接続素子、32……回路導線、34……出力
導線。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 半導体材料からなる比較的厚い本体10と、
前記本体内に個々のX線検出セル14の配列を画
定する壁を形成するため本体の厚み全体に渡つて
形成された金属化された複数の境界層16,18
と、前記X線検出セルの各々に前記境界層と共働
して深いダイオードを形成するため前記本体の厚
み全体に渡つて形成された金属化された中央電極
20と、前記X線検出セル内に空乏領域を形成し
その上に衝突する投射X線のエネルギーに応答し
て収集可能な電荷キヤリアが発生するように前記
境界層と中央電極との間にバイアス電圧を印加す
る手段22,26,28とから構成されることを
特徴とする映像の空間的およびエネルギー分解能
を得るためのX線検出器配列。 2 前記本体の半導体材料がシリコンで構成さ
れ、前記埋設された境界層の金属化が熱的に拡散
されたアルミニウムでなされたことを特徴とする
特許請求の範囲第1項に記載のX線検出器配列。 3 前記境界層が矩形のマトリツクスをなすX線
検出セルを形成することを特徴とする特許請求の
範囲第2項に記載のX線検出器配列。 4 中央電極の金属化が熱的に拡散されたアルミ
ニウムでなされたことを特徴とする特許請求の範
囲第2項または第3項のいずれか1項に記載のX
線検出器配列。 5 前記バイアス電圧を印加する手段は、前記境
界層に順バイアスを与えるための手段22と、各
セル内の中央電極に逆バイアスを与えるための手
段26,28からなり、電荷キヤリアが投射X線
の衝突したセルと同じセル内で収集されることを
特徴とする特許請求の範囲第2項、第3項または
第4項のいずれか1項に記載のX線検知器配列。 6 本体が投射X線のエネルギーの3乗を関数と
して変化する厚みを有することを特徴とする前記
特許請求の範囲第2項〜第5項のいずれか1項に
記載のX線検出器配列。 7 本体が0.5乃至3Kevの間の範囲での投射X線
のエネルギーに対してシリコンの立方体内でX線
光―電子相互作用を保障するため、予め決められ
た寸法の厚みを有することを特徴とする前記特許
請求の範囲第2項〜第6項のいずれか1項に記載
のX線検出器配列。 8 本体が0.5乃至30Kevの間の範囲での投射X
線のエネルギーに対して作動し応答するように、
50ミル以上の厚みを有することを特徴とする前記
特許請求の範囲第2項〜第7項のいずれか1項に
記載のX線検出器配列。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/350,477 US4472728A (en) | 1982-02-19 | 1982-02-19 | Imaging X-ray spectrometer |
| US350477 | 1982-02-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58143285A JPS58143285A (ja) | 1983-08-25 |
| JPS629227B2 true JPS629227B2 (ja) | 1987-02-27 |
Family
ID=23376891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57207781A Granted JPS58143285A (ja) | 1982-02-19 | 1982-11-29 | X線検出器配列 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4472728A (ja) |
| EP (1) | EP0086928B1 (ja) |
| JP (1) | JPS58143285A (ja) |
| CA (1) | CA1193765A (ja) |
| DE (1) | DE3275758D1 (ja) |
| IE (1) | IE53722B1 (ja) |
Families Citing this family (42)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3571726D1 (en) * | 1984-04-25 | 1989-08-24 | Josef Kemmer | Large-surface low-capacity semi-conductor radiation detector |
| JPS61193479A (ja) * | 1985-02-22 | 1986-08-27 | Fuji Photo Film Co Ltd | 固体カラ−撮像デバイス |
| US4618380A (en) * | 1985-06-18 | 1986-10-21 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Method of fabricating an imaging X-ray spectrometer |
| JPH0453765Y2 (ja) * | 1985-09-02 | 1992-12-17 | ||
| JPS62100679A (ja) * | 1985-10-28 | 1987-05-11 | Hitachi Medical Corp | X線ct装置の検出器 |
| AU609027B2 (en) * | 1985-12-11 | 1991-04-26 | Futuretech Industries, Inc. | X-ray imaging system and solid state detector therefor |
| US4914301A (en) * | 1987-04-21 | 1990-04-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | X-ray detector |
| US4937453A (en) * | 1987-05-06 | 1990-06-26 | Nelson Robert S | X-ray detector for radiographic imaging |
| US4873708A (en) * | 1987-05-11 | 1989-10-10 | General Electric Company | Digital radiographic imaging system and method therefor |
| US4891521A (en) * | 1987-10-20 | 1990-01-02 | Michael Danos | Photon counting structure and system |
| US5099128A (en) * | 1989-03-17 | 1992-03-24 | Roger Stettner | High resolution position sensitive detector |
| US5200639A (en) * | 1990-05-31 | 1993-04-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Semiconductor device with isolating groove containing single crystalline aluminum wiring |
| US5596200A (en) * | 1992-10-14 | 1997-01-21 | Primex | Low dose mammography system |
| US5493122A (en) * | 1994-02-04 | 1996-02-20 | Nucleonics Development Company | Energy resolving x-ray detector |
| WO1996041213A1 (en) * | 1995-06-07 | 1996-12-19 | Massachusetts Institute Of Technology | X-ray detector and method for measuring energy of individual x-ray photons for improved imaging of subjects using reduced dose |
| JP3703217B2 (ja) * | 1995-09-04 | 2005-10-05 | キヤノン株式会社 | X線検出装置 |
| US5889313A (en) * | 1996-02-08 | 1999-03-30 | University Of Hawaii | Three-dimensional architecture for solid state radiation detectors |
| SE9603499L (sv) * | 1996-09-25 | 1997-10-27 | Ragnar Kullenberg | Metod och anordning för att detektera och analysera röntgenstrålning |
| DE69738826D1 (ja) * | 1996-11-21 | 2008-08-21 | Boston Scient Ltd | |
| US20010003800A1 (en) * | 1996-11-21 | 2001-06-14 | Steven J. Frank | Interventional photonic energy emitter system |
| US6119031A (en) | 1996-11-21 | 2000-09-12 | Boston Scientific Corporation | Miniature spectrometer |
| US6204087B1 (en) | 1997-02-07 | 2001-03-20 | University Of Hawai'i | Fabrication of three-dimensional architecture for solid state radiation detectors |
| US6238348B1 (en) | 1997-07-22 | 2001-05-29 | Scimed Life Systems, Inc. | Miniature spectrometer system and method |
| US6324418B1 (en) | 1997-09-29 | 2001-11-27 | Boston Scientific Corporation | Portable tissue spectroscopy apparatus and method |
| US6185443B1 (en) | 1997-09-29 | 2001-02-06 | Boston Scientific Corporation | Visible display for an interventional device |
| US5984861A (en) * | 1997-09-29 | 1999-11-16 | Boston Scientific Corporation | Endofluorescence imaging module for an endoscope |
| US6096065A (en) | 1997-09-29 | 2000-08-01 | Boston Scientific Corporation | Sheath for tissue spectroscopy |
| US6289229B1 (en) | 1998-01-20 | 2001-09-11 | Scimed Life Systems, Inc. | Readable probe array for in vivo use |
| US6442448B1 (en) * | 1999-06-04 | 2002-08-27 | Radiant Systems, Inc. | Fuel dispensing home phone network alliance (home PNA) based system |
| US6784656B2 (en) * | 2001-08-30 | 2004-08-31 | Teradyne, Inc. | Hybrid conductor-board for multi-conductor routing |
| US8328877B2 (en) | 2002-03-19 | 2012-12-11 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Stent retention element and related methods |
| US7245696B2 (en) * | 2002-05-29 | 2007-07-17 | Xradia, Inc. | Element-specific X-ray fluorescence microscope and method of operation |
| RU2239848C2 (ru) * | 2002-09-19 | 2004-11-10 | Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова РАН | Способ измерения распределения остановок заряженных частиц пучка в поглотителе |
| RU2240579C2 (ru) * | 2002-09-19 | 2004-11-20 | Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова РАН | Способ измерения распределения остановок заряженных частиц пучка в поглотителе |
| JP4582022B2 (ja) * | 2002-10-07 | 2010-11-17 | 株式会社日立製作所 | 放射線検出器,放射線検出素子及び放射線撮像装置 |
| KR100689177B1 (ko) * | 2002-10-07 | 2007-03-08 | 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 | 방사선 검출기 |
| FI20051236A0 (fi) * | 2005-12-01 | 2005-12-01 | Artto Mikael Aurola | Puolijohde apparaatti |
| CA2615827A1 (en) * | 2008-01-22 | 2009-07-22 | Karim S. Karim | Method and apparatus for single-polarity charge sensing for semiconductor radiation detectors deposited by physical vapor deposition techniques |
| CN102209912B (zh) * | 2008-11-10 | 2014-03-05 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 用于辐射探测器的转换器元件 |
| US9553220B2 (en) | 2012-07-19 | 2017-01-24 | The Research Foundation For The State University Of New York | Field-shaping multi-well avalanche detector for direct conversion amorphous selenium |
| CN105676264A (zh) * | 2013-04-26 | 2016-06-15 | 清华大学 | 一种半导体探测器 |
| CN111710751A (zh) * | 2020-06-24 | 2020-09-25 | 中国电子科技集团公司第二十四研究所 | 硅基锗雪崩光电探测器阵列及其制备方法 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US27879A (en) * | 1860-04-17 | Stump-extractor | ||
| NL154329B (nl) * | 1966-03-01 | 1977-08-15 | Philips Nv | Inrichting voor het detecteren en/of meten van straling. |
| USRE27879E (en) | 1970-12-28 | 1974-01-08 | Ohmic contact for group iii-v p-type semiconductors | |
| DE2230329A1 (de) * | 1972-06-21 | 1974-01-10 | Siemens Ag | Bildwandler |
| US3801884A (en) * | 1972-12-18 | 1974-04-02 | Bell Telephone Labor Inc | Charge transfer imaging devices |
| US4030116A (en) * | 1973-10-30 | 1977-06-14 | General Electric Company | High aspect ratio P-N junctions by the thermal gradient zone melting technique |
| US4010534A (en) * | 1975-06-27 | 1977-03-08 | General Electric Company | Process for making a deep diode atomic battery |
| DE2551956C3 (de) * | 1975-11-19 | 1978-08-03 | Heimann Gmbh, 6200 Wiesbaden | Photoempfindliche Matrix mit einem Substrat |
| GB1559664A (en) * | 1977-02-17 | 1980-01-23 | Tokyo Shibaura Electric Co | Semiconductor radiation detector |
| US4179608A (en) * | 1978-05-10 | 1979-12-18 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Right/left assignment in drift chambers and proportional multiwire chambers (PWC's) using induced signals |
-
1982
- 1982-02-19 US US06/350,477 patent/US4472728A/en not_active Expired - Fee Related
- 1982-11-25 IE IE2813/82A patent/IE53722B1/en unknown
- 1982-11-26 EP EP82850243A patent/EP0086928B1/en not_active Expired
- 1982-11-26 DE DE8282850243T patent/DE3275758D1/de not_active Expired
- 1982-11-29 JP JP57207781A patent/JPS58143285A/ja active Granted
- 1982-11-29 CA CA000416565A patent/CA1193765A/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA1193765A (en) | 1985-09-17 |
| JPS58143285A (ja) | 1983-08-25 |
| IE53722B1 (en) | 1989-01-18 |
| IE822813L (en) | 1983-08-19 |
| DE3275758D1 (en) | 1987-04-23 |
| US4472728A (en) | 1984-09-18 |
| EP0086928B1 (en) | 1987-03-18 |
| EP0086928A1 (en) | 1983-08-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS629227B2 (ja) | ||
| TWI652499B (zh) | 用於製作x射線檢測器的方法 | |
| US4527183A (en) | Drilled, diffused radiation detector | |
| US3322955A (en) | Camera tube of the kind comprising a semi-conductive target plate to be scanned by an electron beam | |
| CN107533145A (zh) | 制作半导体x射线检测器的方法 | |
| CA2393534C (en) | A method and an apparatus for radiography and a radiation detector | |
| JPS61292969A (ja) | 半導体輻射検出器セルアレイの製造方法 | |
| US4119841A (en) | Apparatus for the implementation of a method for producing a sectional view of a body | |
| US3737702A (en) | Camera tube target with projecting p-type regions separated by grooves covered with silicon oxide layer approximately one-seventh groove depth | |
| US4536658A (en) | Hybrid Schottky infrared focal plane array | |
| US10790128B2 (en) | Phototube and method of making it | |
| US6172370B1 (en) | Lateral PN arrayed digital x-ray image sensor | |
| US6359281B1 (en) | High voltage distribution system for solid state scintillation detectors and gamma camera system incorporating the same | |
| Da Via et al. | 3D active edge silicon detector tests with 120 GeV muons | |
| US6489179B2 (en) | Process for fabricating a charge coupled device | |
| US11714205B2 (en) | Sensor unit, radiation detector and method of manufacturing a sensor unit | |
| US5159419A (en) | CCD imager responsive to long wavelength radiation | |
| US5252509A (en) | Ccd imager responsive to long wavelength radiation | |
| TWI822069B (zh) | 使用成像系統的電池卷測試方法 | |
| JPH0547334A (ja) | 2次元電子分光装置 | |
| US4005327A (en) | Low beam velocity retina for Schottky infrared vidicons | |
| JP2001044400A (ja) | 半導体赤外線検出素子 | |
| Grant et al. | Imaging X-ray spectrometer | |
| Lumb et al. | X-ray imaging and spectroscopy with CCDs | |
| JP2003232859A (ja) | 放射線検出器 |