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JP2002148344A - Radiation detector - Google Patents

Radiation detector

Info

Publication number
JP2002148344A
JP2002148344A JP2000338482A JP2000338482A JP2002148344A JP 2002148344 A JP2002148344 A JP 2002148344A JP 2000338482 A JP2000338482 A JP 2000338482A JP 2000338482 A JP2000338482 A JP 2000338482A JP 2002148344 A JP2002148344 A JP 2002148344A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ray
module
conversion layer
collimator
radiation detector
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.)
Pending
Application number
JP2000338482A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiromichi Tonami
寛道 戸波
Junichi Oi
淳一 大井
Yuriko Nishimura
百合子 西村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP2000338482A priority Critical patent/JP2002148344A/en
Publication of JP2002148344A publication Critical patent/JP2002148344A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radiation detector having an improved productivity by using an X-ray conversion layer which directly converts X-ray to an electrical charge signal and combining with a collimator. SOLUTION: A module 6 is fabricated by providing an X-ray conversion layer 2 made of a semiconductor crystal machined in a rectangular plate form on a substrate 3, wherein the X-ray conversion layer 2 comprises a signal electrode 4 formed on its top surface, a guard electrode 5 having a ground potential formed at its edge part and a common electrode formed on its back surface. The guard electrode 5 reduces an influence of a dark current at the edge part due to a dicing process. The module 6 is positioned under the collimator part 1 polygonally on different levels, such that the guard electrode 5 at the both edge parts of the X-ray conversion layer 2 of the module 6 overlap with the guard electrodes 5 of the adjacent X-ray conversion layer 2.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、シングルスライ
ス、デュアルスライス、マルチスライスのX線CT装置
に使用される放射線検出器に係わり、特に、散乱線防止
用コリメータとX線を直接電荷信号に変換するX線変換
層を用いた、アレイ型の放射線検出器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radiation detector used in a single-slice, dual-slice, or multi-slice X-ray CT apparatus, and more particularly to a collimator for preventing scattered radiation and directly converting an X-ray into a charge signal. The present invention relates to an array type radiation detector using an X-ray conversion layer.

【0002】[0002]

【従来の技術】X線CT装置は、X線管から放射された
X線が放射口のコリメータによって扇状のX線ビームに
絞られるとともに、被検体を中心にして、X線管とこれ
に対向して配置された円弧状のコリメータと検出器が回
転して、被検体を透過したX線情報を検出器が捉え、そ
の信号をコンピュータで処理して被検体のX線断層画像
を得るものである。X線管から放射されたX線は、被検
体を直進して透過するものと被検体で散乱するものがあ
り、前者の情報のみを取り込んで、斜めから入る散乱線
を除去し、そのクロストークを防ぐために、検出器の前
にコリメータが設けられている。このコリメータは1次
元に配列された検出器の前で各チャンネル毎にX線の透
過し難い材料でX線遮蔽壁を形成している。
2. Description of the Related Art In an X-ray CT apparatus, an X-ray radiated from an X-ray tube is narrowed down to a fan-shaped X-ray beam by a collimator of a radiation port, and an X-ray tube and an object facing the X-ray tube are focused on a subject. An arc-shaped collimator and detector arranged in a rotating manner are rotated, the detector captures X-ray information transmitted through the subject, and the signal is processed by a computer to obtain an X-ray tomographic image of the subject. is there. X-rays emitted from the X-ray tube can be transmitted straight through the subject or scattered by the subject. By taking in only the former information, scattered rays entering obliquely are removed, and the crosstalk occurs. To prevent this, a collimator is provided in front of the detector. In this collimator, an X-ray shielding wall is formed of a material that is difficult to transmit X-rays for each channel in front of detectors arranged one-dimensionally.

【0003】そして、検出器はX線を光に変換するシン
チレータ素子と、このシンチレータ素子で変換された光
を検出し、電気信号として出力するフォトダイオードと
からなるX線検出素子を、X線管を中心として円弧状に
約500〜1000チャンネル程度配列した構成を有す
る。製作する上で機械的な配列から、シンチレータとフ
ォトダイオードを光学接着して組合わせたものを、基板
上に8〜30個並べたものが1モジュールとされ、この
ような検出器モジュールを円周上に連続して略円弧状に
配置して、コリメータと組合わせて、CT用の放射線検
出器を構成している。
[0003] The detector is an X-ray tube comprising an X-ray detecting element comprising a scintillator element for converting X-rays into light and a photodiode for detecting the light converted by the scintillator element and outputting it as an electric signal. And about 500 to 1000 channels arranged in an arc with the center as the center. Due to the mechanical arrangement in manufacturing, a combination of a scintillator and a photodiode, which are optically bonded and combined, and 8 to 30 units are arranged on a substrate is considered as one module. The radiation detector for CT is arranged continuously in a substantially arc shape on the upper side and combined with a collimator.

【0004】図4に従来のコリメータ20を、図5にシ
ングルスライス放射線検出器のスライス方向の断面構造
を示す。コリメータ20は、チャンネル方向のX線遮蔽
プレート21と、スライス方向の前後に設けられた円弧
状の主支持板22と、支持板23と、その支持板23を
支える検出器取付プレート25とからなる。そして、ス
ライス方向の2枚の主支持板22と支持板23の間に
は、X線管からのX線ビームの入射方向に向けてチャン
ネル方向のX線遮蔽プレート21が挿入固着されてい
る。そして、コリメータ20の両端は支持棒24で補強
される。そのコリメータ20は、シンチレータ28とP
DA(フォトダイオードアレイ)27を搭載した基板2
6と取付けネジ32で、上下の位置を合わせて組合わさ
れる。このとき、コリメータ20と検出器部の位置精度
は正確に設定され、各検出器の検出感度を一様にかつ最
大になるようにしている。そして、底板29、側板3
0、保護板33を取り付け、検出器部からの信号線31
を外部に導き、検出器部を保護して、一体として主支持
板22を介してCT装置の回転体に取り付けられる。
FIG. 4 shows a conventional collimator 20, and FIG. 5 shows a sectional structure of a single slice radiation detector in a slice direction. The collimator 20 includes an X-ray shielding plate 21 in the channel direction, an arc-shaped main support plate 22 provided before and after in the slice direction, a support plate 23, and a detector mounting plate 25 supporting the support plate 23. . An X-ray shielding plate 21 in the channel direction is inserted and fixed between the two main support plates 22 and the support plate 23 in the slice direction in the direction of incidence of the X-ray beam from the X-ray tube. Then, both ends of the collimator 20 are reinforced by support rods 24. The collimator 20 includes a scintillator 28 and a P
Substrate 2 on which DA (photodiode array) 27 is mounted
6 and the mounting screw 32 are combined so that the upper and lower positions are aligned. At this time, the positional accuracy of the collimator 20 and the detector unit is set accurately, and the detection sensitivity of each detector is made uniform and maximum. And the bottom plate 29, the side plate 3
0, the protection plate 33 is attached, and the signal line 31 from the detector section is
Is guided to the outside to protect the detector section, and is integrally attached to the rotating body of the CT apparatus via the main support plate 22.

【0005】このチャンネル方向のX線遮蔽プレート2
1の固定接着作業は、コリメータ20の全体の外形に沿
った形状のくりぬき空間を持ち、この空間の内方に沿っ
てX線遮蔽プレート21が嵌挿できる多数の垂直溝を有
する治具枠に、予めカットしたチャンネル方向のX線遮
蔽プレート21を、前記溝に沿って縦方向に挿入し、X
線遮蔽プレート21の両端面に、主支持板22と支持板
23を一体的に接着した後、前記枠体から上下何れか一
方側へ引き抜いて製作される。その後、製作されたコリ
メータ20は、支持板23に検出器取付プレート25が
ネジによって固定される。このチャンネル方向のX線遮
蔽プレート21の固定される方向は、X線管焦点の方向
に収斂されるように、溝の方向がそれぞれX線管の焦点
方向に収斂されるように加工されている。
[0005] This X-ray shielding plate 2 in the channel direction
The first fixing and bonding operation has a hollow space having a shape along the entire outer shape of the collimator 20, and a jig frame having a number of vertical grooves along which the X-ray shielding plate 21 can be inserted. The X-ray shielding plate 21 cut in advance in the channel direction is inserted in the vertical direction along the groove, and
After the main support plate 22 and the support plate 23 are integrally bonded to both end surfaces of the wire shielding plate 21, the main support plate 22 and the support plate 23 are pulled out from the frame body to one of upper and lower sides. Thereafter, in the manufactured collimator 20, the detector mounting plate 25 is fixed to the support plate 23 by screws. The direction in which the X-ray shielding plate 21 is fixed in the channel direction is processed so that the directions of the grooves are respectively converged in the focal direction of the X-ray tube so that the directions of the grooves converge in the direction of the focal point of the X-ray tube. .

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来の放射線検出器は
以上のように構成され、製作されているが、近年提案さ
れている半導体単結晶または多結晶を用いた放射線検出
器では、X線等の放射線が照射されることで電荷(電子
‐正孔)を発生する半導体材料が用いられ、暗抵抗が高
く、X線照射に対してダイナミックレンジが広く、S/
Nのよい、良好な光導電特性を示すものとして、例え
ば、CdTe単結晶やCdZnTe単結晶または多結晶
などが提案されている。
A conventional radiation detector is constructed and manufactured as described above. However, in a radiation detector using a semiconductor single crystal or polycrystal which has been recently proposed, an X-ray or the like is used. A semiconductor material that generates charges (electrons-holes) when irradiated with radiation is used, has high dark resistance, has a wide dynamic range for X-ray irradiation,
For example, a CdTe single crystal, a CdZnTe single crystal, or a polycrystal has been proposed as a material having good N and good photoconductive properties.

【0007】このCdTe単結晶やCdZnTe単結晶
または多結晶は、印加バイアスにもよるが、従来のもの
より感度が数倍〜数十倍程度高く有用であることがわか
っている。また、各チャンネルは電極によって分けるこ
とが出来るので、シンチレータアレイを作る場合のよう
にセパレータなどが不用となり、容易にチャンネル分離
が出来るという利点がある。
The CdTe single crystal, CdZnTe single crystal or polycrystal has been found to be useful several times to several tens times more sensitive than the conventional one, depending on the applied bias. Further, since each channel can be separated by an electrode, there is an advantage that a separator or the like is not necessary as in the case of forming a scintillator array, and the channel can be easily separated.

【0008】しかし、半導体単結晶または多結晶は、ウ
エハに結晶界面ができやすく、均一に広い面積のものを
作ることが困難で、生産性の歩留まりが非常に悪いとい
う問題がある。従って、小さい面積のものを電極分離
し、モジュールとして製作し使用することになる。図6
に、X線管焦点7を中心にして、複数のモジュール6a
を円弧状に連続して配置し、コリメータ部1と組み合わ
せた放射線検出器のチャンネル方向の断面を示す。基板
3a上に設けられたX線変換層2aは、その上部に設け
られた信号電極4によって各チャンネルに分離される。
そして、コリメータ部1に対してモジュール6aは多角
形状に並べられ、信号電極4はコリメータ部1のピッチ
に合せて設けられているが、できるだけX線の検出効率
を上げるために、信号電極4間の不感領域を狭くしてい
く必要がある。そのため、両端部の不感領域を設けるス
ペースが狭くなる。また、半導体単結晶または多結晶で
モジュール6aを製作した場合、4端面はダイシングの
加工ダメージがあるため、すぐ近傍のチャンネルは内部
のチャンネルに比べ暗電流が大きくなる。その影響を少
なくするために、両端のチャンネルはなるべく端面より
遠ざける必要がある。しかしながら、モジュール6a同
士の端部を突き合わせて配置すると、遠ざけた部分は不
感部となるため、両端チャンネルの幅を狭くしなければ
ならなく、両端チャンネルのみ、感度の低下を招く恐れ
がある。
However, a semiconductor single crystal or a polycrystal has a problem that a crystal interface is easily formed on a wafer, it is difficult to form a wafer having a uniformly large area, and the yield of productivity is extremely low. Therefore, the electrode having a small area is separated from the electrode and manufactured and used as a module. FIG.
In addition, a plurality of modules 6a around the X-ray tube focal point 7
Are continuously arranged in an arc shape, and a cross section in the channel direction of the radiation detector combined with the collimator unit 1 is shown. The X-ray conversion layer 2a provided on the substrate 3a is separated into each channel by the signal electrode 4 provided thereon.
The modules 6a are arranged in a polygonal shape with respect to the collimator unit 1, and the signal electrodes 4 are provided in accordance with the pitch of the collimator unit 1. However, in order to increase the X-ray detection efficiency as much as possible, the signal electrodes 4 It is necessary to narrow the dead zone of the above. Therefore, the space for providing the dead area at both ends is reduced. Further, when the module 6a is manufactured from a semiconductor single crystal or polycrystal, the dicing process damage occurs at the four end faces, so that a dark current becomes larger in a channel in the immediate vicinity than in an internal channel. In order to reduce the influence, it is necessary to keep the channels at both ends as far as possible from the end face. However, if the ends of the modules 6a are arranged in abutting relation, the distant portion becomes an insensitive portion, so that the width of both end channels must be reduced, and there is a possibility that the sensitivity of only the both end channels may be reduced.

【0009】また、一般に半導体結晶は機械的に非常に
脆く、モジュール6aに切り出したもの同士の端部を突
き合わせて配置すると、接触によって欠けたり砕けたり
して素子を破壊してしまい、性能面でダメージを及ぼす
という問題がある。そのため小さい面積のモジュール6
aを接触しないように、慎重に近づけて精度良く組み立
てる工程が要求され、製作上困難なものになる。
In general, a semiconductor crystal is mechanically very fragile, and if the ends cut out from the module 6a are arranged in abutting relation, the crystal is chipped or broken by contact to break the element, thereby deteriorating the performance. There is a problem of causing damage. Therefore module 6 with small area
In order to avoid contact, a process of assembling with high precision is required, so that it is difficult to manufacture.

【0010】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、X線を直接電荷信号に変換するX線変
換層を用いた検出器のモジュールを、連続配置してコリ
メータと組合わせ、各検出器モジュールの接合間の不感
部を最低限の所定の幅にし、生産性を向上した放射線検
出器を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and a detector module using an X-ray conversion layer that directly converts X-rays into a charge signal is continuously arranged and assembled with a collimator. In addition, it is an object of the present invention to provide a radiation detector with improved productivity by making the dead portion between the joints of the detector modules a minimum predetermined width.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の放射線検出器は、上下面に電極を有しX線
を直接電荷信号に変換するX線変換層と、散乱線除去用
のコリメータ板で構成されたコリメータ部とを一次元も
しくは2次元状に配置した放射線検出器において、前記
X線変換層をモジュール構造とし、モジュールのつなぎ
目に当たる両端の部分に接地電位のガード電極を設け、
ガード電極部分を隣合うモジュールのガード電極と重な
り合うように段違いに前記コリメータ部に配置したもの
である。さらに本発明は、このような放射線検出器をX
線CT装置に用いるようにしたものである。
In order to achieve the above object, a radiation detector according to the present invention comprises an X-ray conversion layer having electrodes on upper and lower surfaces for converting X-rays directly into charge signals, In a radiation detector in which a collimator unit constituted by a collimator plate for one-dimensional or two-dimensional arrangement is arranged, the X-ray conversion layer has a module structure, and a guard electrode of a ground potential is provided at both ends corresponding to a joint of the module. Provided,
The guard electrode portion is arranged in the collimator section so that the guard electrode portion overlaps with the guard electrode of an adjacent module. Further, the present invention provides such a radiation detector with X
This is used for a line CT apparatus.

【0012】本発明の放射線検出器は上記のように構成
されており、X線変換層をモジュール構造としてコリメ
ータ部と組み合わせ、そのモジュールのつなぎ目に当た
る両端の部分に接地電位のガード電極を設け、そのガー
ド電極部分が隣合うモジュールのガード電極と重なり合
うように段違いに配置されている。モジュールの両端の
部分にガード電極が設けられているので、暗電流のノイ
ズに影響することなく安定して動作し、ガード電極を重
なり合うように段違いに配置しているので、ガード電極
を設けるスペースを所定の幅に広く取ることができ、か
つ、隣合うモジュールとの接触干渉によってX線変換層
を破壊してしまうことを防ぐことができる。このように
モジュールを段違いに配置することにより生産性を向上
することができる。
The radiation detector of the present invention is configured as described above. The X-ray conversion layer is combined with a collimator as a module structure, and guard electrodes of a ground potential are provided at both ends corresponding to the joint of the module. The guard electrode portion is arranged stepwise so as to overlap the guard electrode of the adjacent module. Since the guard electrodes are provided at both ends of the module, it operates stably without affecting the noise of dark current.Since the guard electrodes are arranged stepwise so as to overlap, the space for installing the guard electrodes is reduced. The X-ray conversion layer can be widened to a predetermined width, and the X-ray conversion layer can be prevented from being broken by contact interference with an adjacent module. The productivity can be improved by arranging the modules at different levels in this way.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明の放射線検出器の一実施例
を図1、図2を参照しながら説明する。図1は本発明の
放射線検出器のチャンネル方向の断面を示す図である。
図2は本発明の放射線検出器のシングルスライスのモジ
ュール6を示す図である。本放射線検出器は、X線管焦
点7を中心にして円弧上に配列した散乱線除去用のコリ
メータ板で構成されたコリメータ部1と、基板3上に設
けられ上面に信号電極4と端部にガード電極5と下面に
共通電極(図示せず)を有し、X線を直接電荷信号に変
換するX線変換層2で構成されるモジュール6と、それ
を円弧上にコリメータ部1の下部に対応して、段違いに
多角形状に複数個配置した構成である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the radiation detector of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing a cross section in the channel direction of the radiation detector of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a single slice module 6 of the radiation detector of the present invention. The radiation detector includes a collimator unit 1 composed of a collimator plate for scattered radiation removal arranged in an arc with an X-ray tube focal point 7 as a center, a signal electrode 4 provided on a substrate 3, and an end A module 6 having a guard electrode 5 and a common electrode (not shown) on the lower surface, and comprising an X-ray conversion layer 2 for directly converting X-rays into a charge signal, and placing the module 6 on an arc below the collimator 1 In this configuration, a plurality of polygons are arranged at different levels in a stepwise manner.

【0014】コリメータ部1は、被検体で散乱した散乱
X線を除去するためのもので、被検体を透過したX線の
みを透過させるように、X線管焦点7の方向に収斂した
コリメータ板で構成される。コリメータ板はタングステ
ン、モリブデンなどの材質のX線遮蔽板が用いられ、図
4に示す従来と同様の構造である。X線変換層2は、X
線等の放射線が照射されることで電荷(電子‐正孔)を
発生する半導体材料、例えば、CdTe単結晶やCdZ
nTe単結晶または多結晶などが用いられる。この半導
体単結晶または多結晶は、硬くて脆いが、従来のものよ
り感度が数倍〜数十倍程度高く、また、暗抵抗も高く、
さらに、X線照射に対してダイナミックレンジが広く、
S/Nのよい、良好な光導電特性を示す。X線変換層2
は、従来のモジュール6aのX線変換層2aの幅長さよ
りも若干大きめに製作され、上面に信号電極4と、端部
にガード電極5と、下面に共通電極(図示せず)を有
し、基板3上に設けられ、モジュール6として用いられ
る。それを円弧上にコリメータ部1の下部に対応して、
ガード電極5部分が、隣り合うモジュール6のガード電
極5部分と重なり合うように、段違いに多角形状に配置
される。このような構成にすることにより、信号電極4
の部分を広くしても、モジュール6の両端部にはスペー
ス的に余裕ができるため、ガード電極5を設けるための
製作が容易なものとなる。また、モジュール6同士は突
き合わせて配置していないため、隣り合うモジュール6
との干渉は一切なく、モージュール6のX線変換層2の
損傷を防ぐことができる。信号電極4は、コリメータ部
1のコリメータ板のピッチに合せて、一つのモジュール
6に数個から数十個設けられ、モジュール6が多角形状
に配置されて、チャンネル方向の検出器の数が設定され
る。ガード電極5は、半導体単結晶または多結晶からモ
ジュール6を製作する工程で、4端面がダイシング加工
によってダメージを受けることになり、その端部近傍の
チャンネルは、内部のチャンネルに比べ暗電流が大きく
なるので、その影響を抑えるために、端部にガード電極
5を設け、接地電位にして、ダメージのある端部で発生
する暗電流はすべてガード電極5によりアースへ流れる
ようにして、信号電極側に影響を及ぼさないように安定
させるためのものである。
The collimator section 1 is for removing scattered X-rays scattered by the object, and is a collimator plate converged in the direction of the X-ray tube focal point 7 so as to transmit only the X-rays transmitted through the object. It consists of. As the collimator plate, an X-ray shielding plate made of a material such as tungsten or molybdenum is used, and has the same structure as the conventional one shown in FIG. The X-ray conversion layer 2
A semiconductor material that generates a charge (electron-hole) when irradiated with radiation such as a line, for example, a CdTe single crystal or CdZ
An nTe single crystal or polycrystal is used. Although this semiconductor single crystal or polycrystal is hard and brittle, the sensitivity is several to several tens times higher than the conventional one, and the dark resistance is high,
Furthermore, the dynamic range is wide for X-ray irradiation,
It has good S / N and good photoconductive properties. X-ray conversion layer 2
Is manufactured to be slightly larger than the width of the X-ray conversion layer 2a of the conventional module 6a, and has a signal electrode 4 on an upper surface, a guard electrode 5 on an end, and a common electrode (not shown) on a lower surface. , Provided on the substrate 3 and used as the module 6. Put it on an arc corresponding to the lower part of the collimator unit 1,
The guard electrode 5 portion is arranged in a stepped polygonal shape so as to overlap with the guard electrode 5 portion of the adjacent module 6. With such a configuration, the signal electrode 4
Even if the portion is widened, there is room in the both ends of the module 6 in terms of space, so that manufacturing for providing the guard electrode 5 becomes easy. In addition, since the modules 6 are not arranged side by side, the adjacent modules 6
The X-ray conversion layer 2 of the module 6 can be prevented from being damaged. According to the pitch of the collimator plate of the collimator unit 1, several to several tens of signal electrodes 4 are provided in one module 6, the modules 6 are arranged in a polygonal shape, and the number of detectors in the channel direction is set. Is done. In the process of manufacturing the module 6 from a semiconductor single crystal or polycrystal, the guard electrode 5 is damaged at the four end faces by dicing, and the channel near the end has a larger dark current than the internal channel. Therefore, in order to suppress the influence, a guard electrode 5 is provided at the end, which is set to the ground potential, and all the dark current generated at the damaged end is caused to flow to the ground by the guard electrode 5, so that the signal electrode side It is intended to stabilize so as not to affect.

【0015】モジュール6の段違い配置は、ガード電極
5を重なり合うように段違いに配置することによって、
ガード電極5を設けるスペースを所定の幅に広く取るこ
とができ、かつ、隣合うモジュール6との接触干渉によ
ってX線変換層2を破壊するようなことがないようにし
ている。モジュール6の段違い配置は、図5に示す従来
のコリメータ20の主支持板22と基板26の接触面、
及び検出器取付プレート25と基板26の接触面の高さ
を各モジュール6ごとに段違いに設ければ、図1に示す
ようにコリメータ部1に対しモジュール6を段違いに配
置することが出来る。
The step arrangement of the module 6 is performed by arranging the guard electrodes 5 stepwise so as to overlap with each other.
The space in which the guard electrode 5 is provided can be widened to a predetermined width, and the X-ray conversion layer 2 is not destroyed by contact interference with the adjacent module 6. The step arrangement of the module 6 includes a contact surface between the main support plate 22 and the substrate 26 of the conventional collimator 20 shown in FIG.
If the height of the contact surface between the detector mounting plate 25 and the substrate 26 is provided stepwise for each module 6, the module 6 can be disposed stepwise with respect to the collimator unit 1 as shown in FIG.

【0016】次に、本放射線検出器のモジュール6の製
造方法について説明する。その製造工程は、(a)ウエ
ハ準備工程、(b)ダイシングカット工程、(c)電極
蒸着工程、(d)基板準備工程、(e)X線変換層2の
接着工程、(f)接続工程から構成されている。
Next, a method for manufacturing the module 6 of the radiation detector will be described. The manufacturing steps include (a) a wafer preparation step, (b) a dicing cut step, (c) an electrode deposition step, (d) a substrate preparation step, (e) a bonding step of the X-ray conversion layer 2, and (f) a connection step. It is composed of

【0017】(a)ウエハ準備工程では、半導体のX線
変換層としてCdZnTeの多結晶または単結晶ウエハ
等を用いる(以下多結晶について説明する)。CdZn
Teの多結晶は、高温高圧条件(高圧ブリッジマン法:
HPBM法)下で多結晶棒をルツボの中でコントロール
用活性不純物と共に溶融し、種結晶棒で徐々に引き揚げ
て作成したもの、又は、真空中又は不活性ガス中に、多
結晶棒を垂直に固定して環状の高周波コイルを移動し、
多結晶を徐々に溶融冷却して結晶化するとともに、多結
晶棒の芯線に含ませたコントロール用活性不純物の分布
を均一にして製作される。このようにして製作されたC
dZnTeの多結晶をワイヤソー等で機械的にカットし
て、円盤状のCdZnTeの多結晶ウエハを準備する。 (b)ダイシングカット工程では、CdZnTe多結晶
ウエハをモジュール6の寸法に矩形プレート状にダイシ
ングカットし、CdZnTeプレートを製作する。この
場合の寸法は、モジュール6の辺が最終的に仕上がる寸
法と同一になるように加工する。 (c)電極蒸着工程では、CdZnTeプレートの表面
に、PtやAuなどの金属をパターン真空蒸着し、信号
電極5とガード電極5を形成し、裏面には全体に共通電
極を真空蒸着し、X線変換層2を製作する。ガード電極
5は、CdZnTeプレートの周囲をとり囲むように形
成される。 (d)基板準備工程では、スライス方向の端部に外部と
の接続用のパッド部(図示せず)が設けられた絶縁性の
基板3を準備する。 (e)X線変換層2の接着工程では、X線変換層2の共
通電極側と基板3とを導電性接着材等で接着する。 (f)接続工程では、信号電極4、ガード電極5が基板
3側に設けられたパッド部(図示せず)とワイヤボンデ
ィング法等で電気接続される。そのパッド部からフレキ
シブルケーブル(図示せず)を介して、増幅器(図示せ
ず)と接続される。
(A) In the wafer preparation step, a CdZnTe polycrystal or single crystal wafer or the like is used as the X-ray conversion layer of the semiconductor (polycrystal will be described below). CdZn
Te polycrystals are used under high temperature and high pressure conditions (high pressure Bridgman method:
Under the HPBM method, a polycrystalline rod was melted together with a control active impurity in a crucible and gradually pulled up with a seed crystal rod, or the polycrystalline rod was vertically placed in a vacuum or an inert gas. Move the fixed high-frequency coil fixedly,
The polycrystal is gradually melt-cooled to be crystallized, and the distribution of the control active impurities contained in the core wire of the polycrystal rod is made uniform. C produced in this way
The dZnTe polycrystal is mechanically cut with a wire saw or the like to prepare a disk-shaped CdZnTe polycrystal wafer. (B) In the dicing cut step, the CdZnTe polycrystalline wafer is diced and cut in a rectangular plate shape to the size of the module 6 to produce a CdZnTe plate. The dimensions in this case are processed so that the sides of the module 6 are the same as the dimensions finally finished. (C) In the electrode deposition step, a metal such as Pt or Au is pattern-vacuum deposited on the surface of the CdZnTe plate to form a signal electrode 5 and a guard electrode 5, and a common electrode is vacuum-deposited on the entire back surface. The line conversion layer 2 is manufactured. The guard electrode 5 is formed so as to surround the periphery of the CdZnTe plate. (D) In the substrate preparing step, an insulating substrate 3 provided with a pad (not shown) for connection to the outside at the end in the slice direction is prepared. (E) In the bonding step of the X-ray conversion layer 2, the common electrode side of the X-ray conversion layer 2 and the substrate 3 are bonded with a conductive adhesive or the like. (F) In the connection step, the signal electrode 4 and the guard electrode 5 are electrically connected to a pad portion (not shown) provided on the substrate 3 by a wire bonding method or the like. The pad section is connected to an amplifier (not shown) via a flexible cable (not shown).

【0018】図3に、マルチスライスで用いられる本発
明の放射線検出器のモジュール6bを示す。信号電極4
bは、コリメータ部に対応して二次元状に形成され、基
板(図示せず)側のパッド部へ各々ハンダバンプ法や異
方性導電膜(ACF)などにより電気接続される。この
場合も周囲にはガード電極5bが形成され、ダイシング
加工によるダメージのある端部で発生する暗電流は、す
べてガード電極で防ぐことができる。モジュール6bの
配置方式については、図1に示すように、同様に段違い
に並べることができる。
FIG. 3 shows a radiation detector module 6b of the present invention used in multi-slice. Signal electrode 4
b is formed two-dimensionally corresponding to the collimator portion, and is electrically connected to the pad portion on the substrate (not shown) side by a solder bump method, an anisotropic conductive film (ACF), or the like. In this case as well, a guard electrode 5b is formed around the periphery, and all the dark current generated at the damaged end by dicing can be prevented by the guard electrode. As for the arrangement method of the modules 6b, the modules 6b can be similarly arranged stepwise as shown in FIG.

【0019】[0019]

【発明の効果】本発明の放射線検出器は上記のように構
成されており、半導体結晶を機械加工して矩形プレート
状にし、上面に信号電極と端部にダイシング加工による
暗電流の影響を安定させるガード電極と、下面に共通電
極を形成したX線を直接電荷信号に変換するX線変換層
からなるモジュールを、散乱線除去用のコリメータ部の
下方に多角形状に配置し、モジュールのX線変換層の両
端部に設けられたガード電極部分が、隣り合うモジュー
ルのガード電極部分と、重なり合うように段違いに配置
したことによって、ガード電極部のスペースを広く取る
ことができ、製作し易くなり、端部の暗電流の影響をな
くすることができ、かつ、接触などの干渉によるモジュ
ールのX線変換層の損傷を防ぐことができ、生産性を向
上することができる。
According to the radiation detector of the present invention, the semiconductor crystal is machined into a rectangular plate shape, the signal electrode is formed on the upper surface, and the influence of dark current due to the dicing process on the end is stabilized. A module comprising a guard electrode to be formed and an X-ray conversion layer for directly converting an X-ray having a common electrode formed on the lower surface into a charge signal is arranged in a polygon below the collimator for removing scattered radiation, and the X-ray of the module is provided. The guard electrode portions provided at both ends of the conversion layer are arranged stepwise so as to overlap with the guard electrode portions of the adjacent modules, so that a large space can be taken for the guard electrode portion, which facilitates manufacture. The influence of the dark current at the end can be eliminated, the damage of the X-ray conversion layer of the module due to interference such as contact can be prevented, and the productivity can be improved. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の放射線検出器の一実施例を示す図で
ある。
FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of a radiation detector of the present invention.

【図2】 本発明の放射線検出器のシングルスライスの
モジュールを示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a single slice module of the radiation detector of the present invention.

【図3】 本発明の放射線検出器のマルチスライスのモ
ジュールを示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a multi-slice module of the radiation detector of the present invention.

【図4】 従来の放射線検出器のコリメータを示す図で
ある。
FIG. 4 is a diagram showing a collimator of a conventional radiation detector.

【図5】 従来の放射線検出器のスライス方向の断面を
示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a cross section in a slice direction of a conventional radiation detector.

【図6】 X線変換層を用いた従来型の放射線検出器の
チャンネル方向の断面を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a cross section in the channel direction of a conventional radiation detector using an X-ray conversion layer.

【符号の説明】 1…コリメータ部 2、2a、2b…X線変換層 3、3a、3b…基板 4、4b…信号電極 5、5b…ガード電極 6、6a、6b…モジュール 7…X線管焦点 20…コリメータ 21…X線遮蔽プレート 22…主支持板 23…支持板 24…支持棒 25…検出器取付プレート 26…基板 27…PDA 28…シンチレータ 29…底板 30…側板 31…信号線 32…取付けネジ[Description of Signs] 1 ... Collimator section 2, 2a, 2b ... X-ray conversion layer 3, 3a, 3b ... Substrate 4, 4b ... Signal electrode 5, 5b ... Guard electrode 6, 6a, 6b ... Module 7 ... X-ray tube Focus 20 ... Collimator 21 ... X-ray shielding plate 22 ... Main support plate 23 ... Support plate 24 ... Support rod 25 ... Detector mounting plate 26 ... Substrate 27 ... PDA 28 ... Scintillator 29 ... Bottom plate 30 ... Side plate 31 ... Signal line 32 ... Mounting screw

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西村 百合子 京都市中京区西ノ京桑原町1番地 株式会 社島津製作所内 Fターム(参考) 2G088 EE02 FF02 GG21 JJ04 JJ05 JJ12 JJ15 JJ32 JJ37 5F088 AA11 AB09 BB03 EA02 EA11 EA16 FA09 FA14 JA20 LA08 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Yuriko Nishimura 1-term Kuwaharacho, Nishinokyo, Nakagyo-ku, Kyoto F-term in Shimadzu Corporation (reference) 2G088 EE02 FF02 GG21 JJ04 JJ05 JJ12 JJ15 JJ32 JJ37 5F088 AA11 AB09 BB03 EA02 EA11 EA11 EA11 FA09 FA14 JA20 LA08

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】上下面に電極を有しX線を直接電荷信号に
変換するX線変換層と、散乱線除去用のコリメータ板で
構成されたコリメータ部とを一次元もしくは2次元状に
配置した放射線検出器において、前記X線変換層をモジ
ュール構造とし、モジュールのつなぎ目に当たる両端の
部分に接地電位のガード電極を設け、ガード電極部分を
隣合うモジュールのガード電極と重なり合うように段違
いに前記コリメータ部に配置したことを特徴とする放射
線検出器。
An X-ray conversion layer having electrodes on upper and lower surfaces for directly converting X-rays into a charge signal, and a collimator section composed of a collimator plate for removing scattered radiation are arranged one-dimensionally or two-dimensionally. In the radiation detector, the X-ray conversion layer has a module structure, guard electrodes of ground potential are provided at both ends corresponding to the joint of the module, and the collimator is stepped so that the guard electrode portion overlaps the guard electrode of an adjacent module. A radiation detector, wherein the radiation detector is arranged in a part.
【請求項2】請求項1記載の放射線検出器であって、X
線CT装置の検出器として用いられることを特徴とする
X線CT装置用の放射線検出器。
2. The radiation detector according to claim 1, wherein X
A radiation detector for an X-ray CT apparatus, which is used as a detector of the X-ray CT apparatus.
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JP2023179373A (en) * 2022-06-07 2023-12-19 ジーイー・プレシジョン・ヘルスケア・エルエルシー Repairs to improve sensor efficiency of photon counting computed tomography (PCCT) detector sensors

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