放射线检测器及放射线检测器阵列制造技术

技术编号：41400821 阅读：15 留言：0更新日期：2024-05-20 19:25

放射线检测器(RD1)具备：闪烁器(1)，其具有在第一方向(D1)上相互相对的一对端面、以及连结该端面的一个侧面；半导体光检测元件(10)，其具有半导体基板(11)；以及配线构件(30)，其与半导体光检测元件(10)电连接。在第一方向(D1)上的闪烁器(1)的长度大于在与一个侧面正交的第二方向(D2)上的闪烁器(1)的长度。在第一方向(D1)上的一个侧面的长度大于在与第一方向(D1)及第二方向(D2)正交的第三方向(D3)上的一个侧面的宽度。半导体基板(11)包括配置于第一部分(21)的多个光检测区域(23a、23b、23c、23d)、以及配置于第二部分(22)的第一电极(17)及第二电极(18)。各光检测区域具有以盖革模式动作的多个雪崩光电二极管、以及多个淬灭电阻。

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【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术涉及一种放射线检测器及放射线检测器阵列。

技术介绍

1、已知的放射线检测器具备呈六面体形状的闪烁器、以及配置于闪烁器的具有半导体基板的半导体光检测元件(例如，参照专利文献1)。闪烁器受到放射线的入射而产生闪烁光，半导体光检测元件检测所产生的闪烁光。

2、现有技术文献

3、专利文献

4、专利文献1：日本特开2015-83956号公报

技术实现思路

1、专利技术所要解决的技术问题

2、本专利技术的第一及第二方式的目的在于，提供一种具有较高的时间分辨率及较高的能量分辨率的放射线检测器。本专利技术的第三及第四方式的目的在于，提供一种具备具有较高的时间分辨率及较高的能量分辨率的放射线检测器的放射线检测器阵列。

3、用于解决问题的技术手段

4、本专利技术人等对具有较高的时间分辨率及较高的能量分辨率的放射线检测器进行了专心研究。其结果，本专利技术人等新获得了以下见解，从而想到了本专利技术。专利文献1并未公开具有较高的时间分辨率及较高的能量分辨率的放射线检测器。

5、在具有在第一方向上相互相对的一对端面且在第一方向上较长的闪烁器中，在从一对端面中的一端面放射线入射的情况下，该闪烁器可靠地吸收高能量范围的放射线而产生闪烁光。在一对端面中的另一端面配置有半导体光检测元件的构成中，闪烁器容易可靠地吸收高能量范围的放射线。然而，该构成难以获得较高的时间分辨率。

6、半导体光检测元件检测从另一端面出射的

7、因此，在放射线检测器中，期望将半导体光检测元件配置于能够没有较大的时间差地检测在同一位置同时产生的各闪烁光的位置。配置于上述位置的半导体光检测元件以较高的时间分辨率检测入射于闪烁器的放射线。

8、放射线的能量大小与放射线从闪烁器的一端面在第一方向上所能到达的距离之间具有相关关系。具有较高的能量的放射线与具有较低的能量的放射线相比，使闪烁器的光在从一端面在第一方向上分离的位置产生。在具有一个半导体光检测元件检测闪烁光的光检测区域的构成中，难以测量从闪烁器的一端面至产生闪烁器的光的位置的距离。在具有一个光检测区域的构成中，很难以较高的能量分辨率检测所入射的放射线。

9、因此，半导体光检测元件期望为具有沿着第一方向排列的多个光检测区域。配置有多个光检测区域的半导体光检测元件通过包含于多个光检测区域的各自的光检测区域，检测所产生的闪烁光，因此以较高的能量分辨率检测所入射的放射线。

10、第一方式的放射线检测器具备：闪烁器，其具有在第一方向上相互相对的一对端面、以及连结一对端面的一个侧面；半导体光检测元件，其具有以与一个侧面相对的方式配置的半导体基板；以及配线构件，其与半导体光检测元件电连接。在第一方向上的闪烁器的长度大于在与一个侧面正交的第二方向上的闪烁器的长度。在第一方向上的一个侧面的长度大于在与第一方向及第二方向正交的第三方向上的一个侧面的宽度。半导体基板具有被一个侧面覆盖且配置有多个光检测区域的第一部分、以及从第一部分和一个侧面露出的第二部分。第一部分和第二部分在第一方向上排列。半导体光检测元件包括配置于第一部分的多个光检测区域、配置于第二部分的多个第一电极、以及配置于第二部分的第二电极。多个光检测区域沿着第一方向排列，并且分别具有以盖革(geiger)模式动作的至少一个雪崩光电二极管、以及与至少一个雪崩光电二极管中对应的雪崩光电二极管的阳极或阴极中的一者电串联连接的至少一个淬灭电阻。包含于多个光检测区域中对应的光检测区域的至少一个淬灭电阻电连接于多个第一电极。各雪崩光电二极管的阳极或阴极中的另一者电连接于第二电极。配线构件具有与多个第一电极中对应的第一电极电连接的多个导体、以及与第二电极连接的导体。

11、上述第一方式具备在第一方向上较长的闪烁器，并且具备配置于闪烁器的一个侧面的半导体光检测元件。半导体光检测元件检测直接入射于配置有半导体光检测元件的上述一个侧面的闪烁光。半导体光检测元件例如检测通过与配置有半导体光检测元件的上述一个侧面相对的面反射后入射于上述一个侧面的闪烁光。在上述第一方式中，在第二方向上的闪烁器的长度小于在第一方向上的闪烁器的长度。因此，半导体光检测元件例如以较小的时间差检测直接入射于上述一个侧面的闪烁光、以及通过与上述一个侧面相对的面反射后入射于上述一个侧面的闪烁光。其结果，上述第一方式实现了较高的时间分辨率。以下，“与上述一个侧面相对的面”有时称为“另一面”。

12、上述第一方式具备配置有沿着第一方向排列的多个光检测区域的半导体光检测元件。根据多个光检测区域中例如检测最多闪烁光的光检测区域的位置，求出闪烁光的产生点与闪烁器的一个端面的在第一方向上的距离。其结果，正确地测量入射于闪烁器的放射线的能量大小。因此，上述第一方式实现了较高的能量分辨率。

13、在上述第一方式中，一对端面也可以包括相对于第二方向倾斜的一个端面。

14、在至少任一个端面相对于第二方向倾斜的构成中，闪烁光更可靠地入射于与半导体基板相对的上述一个侧面。闪烁光在端面或侧面反射的次数减少，闪烁光的反射衰减降低。因此，本构成更可靠地提高了半导体光检测元件的受光量。

15、在上述第一方式中，一对端面也可以包括沿着第二方向延伸的一个端面。一个端面也可以在截面处呈三角波形状。

16、在沿着第二方向延伸的一个端面在截面处呈三角波形状的构成中，闪烁光进而更可靠地入射于与半导体基板相对的上述一个侧面。闪烁光在端面或侧面反射的次数减少，闪烁光的反射衰减降低。因此，本构成进而更可靠地提高了半导体光检测元件的受光量。

17、在上述一个方式中，一对端面也可以包括沿着第二方向延伸的一个端面。一个端面也可以为粗糙面。

18、在沿着第二方向延伸的一个端面为粗糙面的构成中，闪烁光进而更可靠地入射于与半导体基板相对的上述一个侧面。闪烁光在端面或侧面反射的次数减少，闪烁光的反射衰减降低。因此，本构成进而更可靠地提高了半导体光检测元件的受光量。

19、在上述第一方式中，闪烁器也可以具有在截面处呈三角波形状的另一个侧面。另一个侧面也可以连结一对端面，并且与一个侧面相邻。

20、在另一个侧面连结一对端面，并且与一个侧面相邻的构成中，闪烁光进而更可靠地入射于与半导体基板相对的上述一个侧面。因此，本构成进而更可靠地提高了半导体光检测元件的受光量。

21、在上述第一方式中，闪烁器也可以具有为粗糙面的另一个侧面。另一个侧面也可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种放射线检测器，其中，

2.根据权利要求1所述的放射线检测器，其中，

3.根据权利要求1或2所述的放射线检测器，其中，

4.根据权利要求1或2所述的放射线检测器，其中，

5.根据权利要求1～4中任一项所述的放射线检测器，其中，

6.根据权利要求1～4中任一项所述的放射线检测器，其中，

7.根据权利要求1～6中任一项所述的放射线检测器，其中，

8.根据权利要求1所述的放射线检测器，其中，

9.根据权利要求8所述的放射线检测器，其中，

10.根据权利要求9所述的放射线检测器，其中，

11.根据权利要求8～10中任一项所述的放射线检测器，其中，

12.根据权利要求8～11中任一项所述的放射线检测器，其中，

13.根据权利要求8～11中任一项所述的放射线检测器，其中，

14.根据权利要求8～13中任一项所述的放射线检测器，其中，

15.根据权利要求8～13中任一项所述的放射线检测器，其中，

16.根据权利

17.根据权利要求1～16中任一项所述的放射线检测器，其中，

18.根据权利要求1～17中任一项所述的放射线检测器，其中，

19.根据权利要求1～18中任一项所述的放射线检测器，其中，

20.根据权利要求19所述的放射线检测器，其中，

21.根据权利要求1～20中任一项所述的放射线检测器，其中，

22.根据权利要求19或20所述的放射线检测器，其中，

23.根据权利要求1～22中任一项所述的放射线检测器，其中，

24.根据权利要求1～18或21中任一项所述的放射线检测器，其中，

25.根据权利要求19、20或22中任一项所述的放射线检测器，其中，

26.根据权利要求21或22所述的放射线检测器，其中，

27.根据权利要求1～26中任一项所述的放射线检测器，其中，

28.一种放射线检测器，其中，

29.根据权利要求28所述的放射线检测器，其中，

30.根据权利要求28或29所述的放射线检测器，其中，

31.根据权利要求28或29所述的放射线检测器，其中，

32.根据权利要求28～31中任一项所述的放射线检测器，其中，

33.根据权利要求28所述的放射线检测器，其中，

34.根据权利要求33所述的放射线检测器，其中，

35.根据权利要求34所述的放射线检测器，其中，

36.根据权利要求33～35中任一项所述的放射线检测器，其中，

37.根据权利要求33～36中任一项所述的放射线检测器，其中，

38.根据权利要求33～36中任一项所述的放射线检测器，其中，

39.根据权利要求33～38中任一项所述的放射线检测器，其中，

40.根据权利要求28～39中任一项所述的放射线检测器，其中，

41.根据权利要求28～40中任一项所述的放射线检测器，其中，

42.根据权利要求41所述的放射线检测器，其中，

43.根据权利要求28～40中任一项所述的放射线检测器，其中，

44.根据权利要求41或42所述的放射线检测器，其中，

45.根据权利要求28～44中任一项所述的放射线检测器，其中，

46.根据权利要求28～40或44中任一项所述的放射线检测器，其中，

47.根据权利要求41、42或44中任一项所述的放射线检测器，其中，

48.根据权利要求43或44所述的放射线检测器，其中，

49.根据权利要求28～46中任一项所述的放射线检测器，其中，

50.一种放射线检测器阵列，其中，

51.根据权利要求44所述的放射线检测器阵列，其中，

52.一种放射线检测器阵列，其中，

53.根据权利要求52所述的放射线检测器阵列，其中，

54.根据权利要求52或53所述的放射线检测器阵列，其中，

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】