(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
背面照射型フォトダイオードを製造する方法であって、
不感層厚による熱利得係数が少数担体拡散距離による熱利得係数を実質的に相殺するように、少数担体拡散距離、フォトダイオード・ウェーハ厚、及び、不感層厚を算出するステップと、
算出された前記担体拡散距離値に実質的に一致するように構成された少数担体拡散距離を有するフォトダイオード・バルク材料を提供するステップと、
算出された前記フォトダイオード・ウェーハ厚に実質的に一致するように構成されている厚みを有するフォトダイオード層を形成するために、選択されたフォトダイオード・バルク材料を薄層化するステップと、
不感層の厚みが算出された前記不感層厚に実質的に一致するように、フォトダイオード層の光照射面の上に不感層をドープするステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記算出するステップが、
前記少数担体拡散距離特性による前記熱利得係数の前記絶対値と、前記不感層の前記厚みによる熱利得係数の前記絶対値との間の差が３０ｐｐｍ／℃以下となるように、前記少数担体拡散距離、前記フォトダイオード・ウェーハ厚、及び、前記不感層厚を算出するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記算出するステップが、
の前記少数担体拡散距離特性による前記熱利得係数の前記絶対値と、前記不感層の前記厚みによる熱利得係数の前記絶対値との間の差が２０ｐｐｍ／℃以下となるように、前記少数担体拡散距離、前記フォトダイオード・ウェーハ厚、及び、前記不感層厚を算出するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記光照射面（９２）の反対側の前記フォトダイオード層（７８）の第二の面の上に形成された複数のフォトダイオード（７８）を形成するステップをさらに含んでいる請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的には、診断撮像に関し、さらに具体的には、フォトダイオード・アレイのフォトダイオード熱利得係数を減少させる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的には、計算機式断層写真法（ＣＴ）イメージング・システムでは、Ｘ線源が患者又は手荷物のような被検体又は物体に向かってファン（扇形）形状のビームを放出する。以下では、「被検体」及び「対象」との用語は、撮像されることが可能な任意の物体を含むものとする。ビームは被検体によって減弱された後に放射線検出器のアレイに入射する。検出器アレイにおいて受光される減弱後のビーム放射線の強度は典型的には、被検体によるＸ線ビームの減弱量に依存する。検出器アレイの各々の検出器素子が、各々の検出器素子によって受光される減弱後のビームを示す別個の電気信号を発生する。電気信号はデータ処理システムへ伝送されて解析され、解析から最終的に画像が形成される。
【０００３】
一般的には、Ｘ線源及び検出器アレイは、撮像平面内で被検体を中心としてガントリの周りで回転する。Ｘ線源は典型的にはＸ線管を含んでおり、焦点においてＸ線ビームを放出する。Ｘ線検出器は典型的には、検出器において受光されるＸ線ビームをコリメートするコリメータと、コリメータに隣接して設けられてＸ線を光エネルギへ変換するシンチレータと、隣接するシンチレータから光エネルギを受け取ってここから電気信号を発生するフォトダイオードとを含んでいる。
【０００４】
典型的には、シンチレータ・アレイの各々のシンチレータがＸ線を光エネルギへ変換する。各々のシンチレータが、当該シンチレータに隣接するフォトダイオードに光エネルギを放出する。各々のフォトダイオードが光エネルギを検出して、対応する電気信号を発生する。次いで、フォトダイオードの出力は画像再構成のためにデータ処理システムへ伝送される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＣＴ検出器は典型的には、特に検出器環の中央部分について、チャネル間又はピクセル間の差分信号誤差に関する厳格な仕様を有する。例えば、ピクセル間差分信号誤差の許容値は２００ｐｐｍの小ささであり得る。検出器の差分信号誤差に対する典型的な寄与の一つはフォトダイオード・アレイに由来し、ダイオードの熱利得係数（「利得温度係数（gain tempco）」）の存在、並びにダイオード・アレイ内での温度ばらつき及びダイオード・アレイ間での温度ばらつきによるものである。この寄与を最小にするために、ダイオード・アレイでの温度ばらつきの小さいＣＴ検出器が設計されている。益々広い照射範囲を提供するための検出器寸法の拡大に伴って、この熱設計は次第に困難になってきている。温度ばらつきによる寄与を最小にする他の方法として、ＣＴ検出器から過剰な温度を除去するように設計された熱管理／冷却システムがある。しかしながら、これらの熱管理システムはしばしば嵩高く、ＣＴガントリ・システムに過剰な重量及び複雑性を加える。
【０００６】
従って、任意の寸法のフォトダイオード・アレイ内での温度ばらつきによる差分信号誤差を縮小することが可能な装置を設計することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一観点によれば、装置が、光照射面を有するバルク半導体材料を含んでいる。バルク半導体材料は、予め決められた正孔拡散距離値に実質的に一致するように構成されている少数電荷担体拡散距離特性と、予め決められたフォトダイオード層厚に実質的に一致するように構成されている厚みとを含んでいる。装置はまた、バルク半導体材料の光照射面に結合されており予め決められた厚み値に実質的に一致するように構成されている厚みを有する不感層を含んでおり、バルク半導体材料の少数担体拡散距離特性による熱利得係数の絶対値が、不感層厚による熱利得係数の絶対値に実質的に一致するように構成されている。
【０００８】
本発明のもう一つの観点によれば、方法が、予め決められた少数担体拡散距離値に実質的に一致するように構成されている少数担体拡散距離を有するフォトダイオード・バルク材料を選択するステップと、予め決められたフォトダイオード層厚に実質的に一致するように構成されている厚みを有するフォトダイオード層を形成するために、選択されたフォトダイオード・バルク材料の一部を除去するステップとを含んでいる。方法はまた、フォトダイオード層の光照射面の上に不感層を形成するステップであって、不感層厚が予め決められた不感層厚に実質的に一致するように構成され、また不感層厚による熱利得係数がフォトダイオード・バルク材料の少数担体拡散距離による熱利得係数を実質的に無化するように構成されるように、不感層を形成するステップを含んでいる。
【０００９】
本発明のもう一つの観点によれば、背面照射型フォトダイオードを製造する方法が、所望の不感層厚による熱利得係数が所望の少数担体拡散距離による熱利得係数を実質的に相殺するように、所望の少数担体拡散距離、所望のフォトダイオード・ウェーハ厚、及び所望の不感層厚を算出するステップを含んでいる。方法はまた、所望の担体拡散距離値に実質的に一致するように構成された少数担体拡散距離を有するフォトダイオード・バルク材料を提供するステップと、所望のフォトダイオード・ウェーハ厚に実質的に一致するように構成されている厚みを有するフォトダイオード層を形成するために、選択されたフォトダイオード・バルク材料を薄層化するステップとを含んでいる。方法はさらに、不感層の厚みが所望の不感層厚に実質的に一致するように、フォトダイオード層の光照射面の上に不感層をドープするステップを含んでいる。
【００１０】
他の様々な特徴及び利点は、以下の詳細な説明及び図面から明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
図面は、本発明を実施するために現在思量される一つの好適実施形態を示す。
【図１】ＣＴイメージング・システムの見取り図である。
【図２】図１に示すシステムのブロック模式図である。
【図３】ＣＴシステム検出器アレイの一実施形態の遠近図である。
【図４】検出器の一実施形態の遠近図である。
【図５】本発明の一実施形態によるフォトダイオード・アレイ及びシンチレータ・パックの断面図である。
【図６】本発明の一実施形態による利得温度係数とフォトダイオード・アレイの不感層厚との間の関係を示すグラフである。
【図７】本発明の一実施形態によるフォトダイオード・アレイについて利得温度係数とダイオード層厚と正孔拡散距離との間の関係を示すグラフである。
【図８】本発明の一実施形態によるフォトダイオード・アレイを製造する手法を示す流れ図である。
【図９】本発明のもう一つの実施形態によるフォトダイオード・アレイを製造する手法を示す流れ図である。
【図１０】非侵襲型小荷物検査システムと共に用いられるＣＴシステムの見取り図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
６４スライス型計算機式断層写真法（ＣＴ）システムに関して本発明の動作環境を説明する。但し、当業者には、本発明が他のマルチスライス型構成との利用にも同等に適用可能であることが認められよう。また、Ｘ線の検出及び変換に関して本発明を説明する。但し、当業者はさらに、本発明が他の高周波電磁エネルギの検出及び変換にも同等に適用可能であることを認められよう。本発明を「第三世代」ＣＴスキャナに関して説明するが、本発明は他のＣＴシステムについても同等に適用可能である。
【００１３】
図１には、計算機式断層写真法（ＣＴ）イメージング・システム１０が、「第三世代」ＣＴスキャナに典型的なガントリ１２を含むものとして示されている。ガントリ１２はＸ線源１４を有しており、Ｘ線源１４は、ガントリ１２の反対側にある検出器アセンブリ又はコリメータ１６に向かってＸ線ビームを投射する。ここで図２を参照すると、検出器アセンブリ１６は、複数の検出器１８及びデータ取得システム（ＤＡＳ）２０によって形成されている。複数の検出器１８は、患者２４を透過する投射Ｘ線２２を感知し、ＤＡＳ２０は後続の処理のためにデータをディジタル信号へ変換する。各々の検出器１８が、入射Ｘ線ビームの強度を表わし従って患者２４を透過した減弱後のビームを表わすアナログ電気信号を発生する。Ｘ線投影データを取得するための１回の走査の間に、ガントリ１２及びガントリ１２に装着されている構成部品は回転中心２６の周りを回転する。
【００１４】
ガントリ１２の回転及びＸ線源１４の動作は、ＣＴシステム１０の制御機構２８によって制御される。制御機構２８は、Ｘ線制御器３０とガントリ・モータ制御器３２とを含んでおり、Ｘ線制御器３０はＸ線源１４に電力及びタイミング信号を供給し、ガントリ・モータ制御器３２はガントリ１２の回転速度及び位置を制御する。画像再構成器３４が、サンプリングされてディジタル化されたＸ線データをＤＡＳ２０から受け取って高速再構成を実行する。再構成された画像はコンピュータ３６への入力として印加され、コンピュータ３６は大容量記憶装置３８に画像を記憶させる。
【００１５】
コンピュータ３６はまた、キーボード、マウス、音声起動式制御器、又は他の任意の適当な入力装置のような何らかの形態の操作者インタフェイスを有するコンソール４０を介して操作者から指令及び走査用パラメータを受け取る。付設されている表示器４２によって、操作者は、再構成された画像及びコンピュータ３６からのその他のデータを観測することができる。操作者が供給した指令及びパラメータはコンピュータ３６によって用いられて、ＤＡＳ２０、Ｘ線制御器３０及びガントリ・モータ制御器３２に制御信号及び情報を供給する。加えて、コンピュータ３６は、電動テーブル４６を制御するテーブル・モータ制御器４４を動作させて、患者２４及びガントリ１２を配置する。具体的には、テーブル４６は患者２４の全身又は一部を図１のガントリ開口４８を通して移動させる。
【００１６】
図３及び図４に示すように、検出器アセンブリ１６は、複数のコリメート用ブレード又はプレート５２を介設させた一対のレール５０を含んでいる。プレート５２は、Ｘ線２２のビームが例えば検出器アセンブリ１６に配置された検出器１８に入射する前に、Ｘ線２２をコリメートするように配置されている。一実施形態では、検出器アセンブリ１６は５７個の検出器１８を含んでおり、各々の検出器１８が、パック５６に構成された多数の検出器素子５４を含み、６４×１６個のピクセル素子５４のアレイ寸法を有している。結果として、検出器アセンブリ１６は６４列の横列及び９１２列の縦列（１６×５７個の検出器）を有し、ガントリ１２の各回の回転で６４枚の同時スライスのデータを収集することを可能にしている。
【００１７】
検出器１８は、ＤＡＳ２０と、検出器素子５４に対してパック５６の内部に配置された一対のピン６０とを含んでいる。パック５６は、複数のダイオード６４を有する背面照射型ダイオード・アレイ６２の上に配置されている。次に、背面照射型ダイオード・アレイ６２は多層基材６６の上に配置されている。一対のスペーサ６８が、多層基材６６の上に配置されている。検出器素子５４は背面照射型ダイオード・アレイ６２に光学的に結合され、次に背面照射型ダイオード・アレイ６２は多層基材６６に電気的に結合されている。複数の軟質（フレックス）回路７０が、多層基材６６の面７２及びＤＡＳ２０に取り付けられている。検出器１８は、ピン６０の利用によって検出器アセンブリ１６の内部に配置される。
【００１８】
一実施形態の動作では、検出器素子５４の内部に入射したＸ線が光フォトンを発生し、光フォトンがパック５６を横断して、これにより背面照射型ダイオード・アレイ６２の内部のダイオードにおいてアナログ電荷信号を発生する。発生されるアナログ信号は、多層基材６６を通り、フレックス回路７０を通してＤＡＳ２０まで運ばれて、ここでディジタル信号へ変換される。
【００１９】
図５は、本発明の一実施形態によるフォトダイオード・アレイ７４及びシンチレータ・パック７６の断面図を示す。アレイ７４及びパック７６は、ＣＴイメージング・システム１０、具体的には図４に示す検出器１８の背面照射型ダイオード・アレイ６２及び検出器パック５６に用いられ得る複数のフォトダイオード７８及びシンチレータ検出器素子８０の実施形態を図示したものである。各々のシンチレータ素子８０がシンチレータ物質８２を含んでおり、シンチレータ物質８２には光反射皮膜８４が取り付けられている。フォトダイオード・アレイ７４は、不感層８６、シリコンのようなバルク・フォトダイオード材料８８、及びフォトダイオード７８を含んでいる。フォトダイオード・アレイ７４は、透明な光結合器９０を介してシンチレータ・パック７６に結合されている。
【００２０】
フォトダイオード・アレイ７４は背面照射型フォトダイオード・アレイである。不感層８６に隣接するアレイ７４の背面又は光照射面９２は、フォトダイオード接合点７８に隣接するアレイ７４の前面９４の裏側である。フォトダイオード７８からの出力接続９６は、フォトダイオード７８から、またフォトダイオード・アレイ７４の前面９４から延在していた。Ｘ線９８がシンチレータ物質８２に入射すると、ここから光信号１００が発生されて、光反射皮膜８４によって反射されて皮膜８４の開口１０２を通り、透明な光結合器９０を通って、フォトダイオード・アレイ７４の背面９２へ向かう。光信号１００に応答してフォトダイオード・アレイ７４に発生される自由電荷担体１０４がフォトダイオード・アレイ７４の前面９４に向かって移動し、自由電荷担体１０４がダイオード接合点７８において収集されると信号が発生される。
【００２１】
フォトダイオード利得温度係数、並びにフォトダイオード・アレイの内部のフォトダイオード内での温度ばらつき及びフォトダイオード間での温度ばらつきのような他の要素によって、差分信号誤差が生じ得る。背面照射型フォトダイオードの利得温度係数への寄与は、幾何項及び再結合項を含んでいる。利得温度係数は以下の式によって決定され得る。
【００２２】
Ｇａｉｎ  Ｔｅｍｐｃｏ（ＮＤ，Ｗｎ，Ｗ＿Ｓｉ，λ，Ｌｐ）
＝Ｇｇ（Ｗｎ，λ）＋Ｇｒ（ＮＤ，Ｗ＿Ｓｉ，λ，Ｌｐ）        （式１）
式中、ＮＤはウェーハ固有ドーピング密度であり、Ｗ＿Ｓｉはウェーハ厚であり、Ｗｎは背面Ｎ＋ドーピング深さであり、λはシンチレータ物質からの光の波長であり、Ｌｐは正孔拡散距離である。
【００２３】
幾何項Ｇｇ（Ｗｎ，λ）は光照射面での不感層厚によって決まり、常に負である。図６は、本発明の一実施形態による幾何項によるフォトダイオード・アレイの利得温度係数と不感層厚との間の関係を示すグラフを示す。幾何項は、Ｎ＋不感層による信号損失の温度係数を捉えたものである。この項は、光吸収係数の温度係数（ｄα）／（ｄＴ）によって決まる。幾何項は以下の式によって決定され得る。
【００２４】
【数１】
0005639809.tif 000002
（式２）
式中、αは吸収係数であり、Ｔは温度係数であり、ηは量子効率ＱＥ（Ｗｎ，Ｗ＿Ｓｉ，Ｌｐ，α）である。
【００２５】
再結合項Ｇｒ（ＮＤ，Ｗ＿Ｓｉ，λ，Ｌｐ）は、少数電荷担体がフォトダイオードによって収集される前にダイオード厚を横断して拡散するときの電子及び正孔の温度依存型再結合に起因して存在する。再結合項は電子／正孔再結合による信号損失の温度係数を捉えたものである。再結合項は常に正であり、少数電荷担体の正孔拡散距離又は寿命、及びダイオード厚によって決まる。図７は、本発明の一実施形態による再結合項によるフォトダイオード・アレイの利得温度係数とダイオード層厚と正孔拡散距離との間の関係を示すグラフを示す。グラフ線１０６、１０８及び１１０は、それぞれ１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍの正孔拡散距離を有するフォトダイオード・バルク材料について再結合項利得温度係数とダイオード層厚との間の関係を示している。再結合項は以下の式によって決定され得る。
【００２６】
【数２】
0005639809.tif 000003
（式３）
式中、τ＝Ｌｐ２／Ｄｐである。
【００２７】
適正に選択されたダイオード・パラメータ（不感層及びダイオード厚、並びに少数電荷担体の拡散距離）を用いて、利得温度係数の幾何項及び再結合項を互いに相殺するように設計することができる。これにより、ゼロ又はゼロに近い利得温度係数を有するＣＴフォトダイオード・アレイが得られ、ＣＴダイオード・アレイのあらゆる温度制御要件の軽減を提供する。一例では、温度制御要件は、従来のＣＴフォトダイオード・アレイの±２００ｐｐｍ／℃利得温度係数を収容する限度に設定され得る。図８に関して後述するように、本発明の各実施形態は、±３０ｐｐｍ／℃の利得温度係数の要件を満たす又はこれを超えるＣＴフォトダイオード・アレイの設計及び製造を考慮している。例えば、利得温度係数が±２０ｐｐｍ／℃の範囲内となるように本発明の各実施形態に従ってＣＴフォトダイオード・アレイを製造することが可能である。従って、幾何項による利得温度係数の寄与は、再結合項による利得温度係数の寄与を実質的に相殺し又は無化する。本書で用いる場合には、ゼロまたはゼロに近い利得温度係数は、幾何項による利得温度係数寄与の絶対値が再結合項による利得温度係数寄与の絶対値の３０ｐｐｍ／℃を超えないように、±３０ｐｐｍ／℃以内の範囲を含んでいる。
【００２８】
図８は、本発明の一実施形態による図５のフォトダイオード・アレイ７４のような背面照射型フォトダイオード・アレイを製造する手法１１２を示す流れ図である。手法１１２は、ブロック１１４においてフォトダイオード層について所望の不感層厚を決定するステップを含んでいる。所望の不感層厚は例えば、ダイオードの所望の量子効率に基づいて決定され得る。ブロック１１６において、所望のフォトダイオード層厚が決定される。所望のフォトダイオード層厚は、クロストーク閾値に基づいて決定され得る。例えば、フォトダイオード層において発生するクロストークの量が一定の値を下回るように所望のフォトダイオード層厚を１００μｍに設定することができる。ブロック１１８において、幾何項及び再構成項による利得温度係数寄与に基づいてゼロ又はゼロに近い利得温度係数を得る所望の正孔拡散距離を、所望の不感層厚み値、所望のフォトダイオード層厚み値、及び式１〜式３に基づいて決定することができる。
【００２９】
所望の正孔拡散距離値が決定されたら、ブロック１２０において、所望の正孔拡散距離値に一致する正孔拡散距離値を有するフォトダイオード・バルク材料のフォトダイオード・ウェーハが選択される。本発明の一実施形態によれば、所望の特定の正孔拡散距離値を有するようにフォトダイオード・ウェーハを製造することができる。ブロック１２２において、必要に応じてフォトダイオード・バルク材料を薄層化して所望のフォトダイオード層厚にする。次に、ブロック１２４においてフォトダイオード材料の一つの表面にＮ＋不感層がドープされる。不感層はフォトダイオード層の背面又は光照射面にドープされる。ブロック１２６において、Ｐ＋フォトダイオードがフォトダイオード層の前面に形成される。ブロック１２８において、透明な光結合器を介してシンチレータ層又はシンチレータ・パックにフォトダイオード層を結合することにより、検出器アセンブリが形成される。
【００３０】
手法１１２では、上述のように、先ず不感層厚及びフォトダイオード層厚という未知の変数を決定し又は設定した後に、未知の正孔拡散距離変数を決定している。しかしながら、本発明の実施形態は、未知の変数の任意の二つを、残りの未知の変数を決定する前に決定することを思量している。例えば、本発明の一実施形態によれば、図９は、本発明のもう一つの実施形態による図５のフォトダイオード・アレイ７４のような背面照射型フォトダイオード・アレイを製造する手法１３０を示す流れ図である。手法１３０は、ブロック１３２においてフォトダイオード・バルク材料の正孔拡散距離を決定することにより開始する。フォトダイオード・バルク材料は既存の材料であってもよいし、決定された正孔拡散距離を有するように製造されてもよい。
【００３１】
一実施形態１３４では、所望の不感層厚が、ブロック１３６において例えば所望の不感層量子効率に基づいて決定され得る。次いで、ブロック１３８において、フォトダイオード・バルク材料の正孔拡散距離、所望の不感層厚み値、及び式１〜式３に基づく幾何学的構造項並びに再結合項による利得温度係数の寄与に基づいてゼロ又はゼロに近い利得温度係数を得るような未知の所望のフォトダイオード層厚を決定することができる。
【００３２】
ブロック１４０において、必要に応じてフォトダイオード・バルク材料を薄層化して所望のフォトダイオード層厚にする。次に、ブロック１４２においてフォトダイオード材料の一つの表面にＮ＋不感層がドープされる。不感層はフォトダイオード層の背面又は光照射面にドープされる。ブロック１４４において、フォトダイオード層の前面にＰ＋フォトダイオードが形成される。ブロック１４６において、透明な光結合器を介してシンチレータ層又はシンチレータ・パックにフォトダイオード層を結合することにより、検出器アセンブリが形成される。
【００３３】
もう一つの実施形態１４８では、所望のフォトダイオード層厚が、ブロック１５０において例えば所望のクロストーク閾値に基づいて決定され得る。次いで、ブロック１５２において、フォトダイオード・バルク材料の正孔拡散距離、所望の不感層厚み値、及び式１〜式３に基づく幾何学的構造項並びに再結合項による利得温度係数の寄与に基づいてゼロ又はゼロに近い利得温度係数を得るような未知の所望の不感層厚が決定され得る。次いで、手法１３０は上述のようにブロック１４０〜１４６に続く。
【００３４】
図１０は、非侵襲型小荷物検査システムと共に用いられるＸ線イメージング・システム１５４の見取り図である。Ｘ線システム１５４は、内部に開口１５８を有するガントリ１５６を含んでおり、この開口１５８を通して複数の小荷物又は手荷物１６０を通過させることができる。ガントリ１５６は、検出器アセンブリ１６２と、Ｘ線管１６４のような高周波電磁エネルギ発生源とを収容している。また、コンベヤ・システム１６６が設けられており、コンベヤ・システム１６６は、構造１７０によって支持されており走査のために小荷物又は手荷物１６０を自動的に且つ連続的に開口１５８に通すコンベヤ・ベルト１６８を含んでいる。対象１６０をコンベヤ・ベルト１６８によって開口１５８に送り込み、次いで撮像データを取得し、コンベヤ・ベルト１６８によって開口１５８から小荷物１６０を除去することを、制御された連続的な態様で行なう。結果として、郵便物検査官、手荷物積み降ろし員及び他の保安人員が、爆発物、刃物、銃及び密輸品等について小荷物１６０の内容を非侵襲式で検査することができる。当業者には、ガントリ１５６が静止型であっても回転自在型であってもよいことを認められよう。回転自在型ガントリ１５６の場合には、システム１５４は、手荷物走査又は他の産業用若しくは医用応用のためのＣＴシステムとして動作するように構成され得る。
【００３５】
本発明の一実施形態によれば、装置が、光照射面を有するバルク半導体材料を含んでいる。バルク半導体材料は、予め決められた正孔拡散距離値に実質的に一致するように構成されている少数電荷担体拡散距離特性と、予め決められたフォトダイオード層厚に実質的に一致するように構成されている厚みとを含んでいる。装置はまた、バルク半導体材料の光照射面に結合されており予め決められた厚み値に実質的に一致するように構成されている厚みを有する不感層を含んでおり、バルク半導体材料の少数担体拡散距離特性による熱利得係数の絶対値が、不感層厚による熱利得係数の絶対値に実質的に一致するように構成されている。
【００３６】
本発明のもう一つの実施形態によれば、方法が、予め決められた少数担体拡散距離値に実質的に一致するように構成されている少数担体拡散距離を有するフォトダイオード・バルク材料を選択するステップと、予め決められたフォトダイオード層厚に実質的に一致するように構成されている厚みを有するフォトダイオード層を形成するために、選択されたフォトダイオード・バルク材料の一部を除去するステップとを含んでいる。方法はまた、フォトダイオード層の光照射面の上に不感層を形成するステップであって、不感層厚が予め決められた不感層厚に実質的に一致するように構成され、また不感層厚による熱利得係数がフォトダイオード・バルク材料の少数担体拡散距離による熱利得係数を実質的に無化するように構成されるように、不感層を形成するステップを含んでいる。
【００３７】
本発明のもう一つの実施形態によれば、背面照射型フォトダイオードを製造する方法が、所望の不感層厚による熱利得係数が所望の少数担体拡散距離による熱利得係数を実質的に相殺するように、所望の少数担体拡散距離、所望のフォトダイオード・ウェーハ厚、及び所望の不感層厚を算出するステップを含んでいる。方法はまた、所望の担体拡散距離値に実質的に一致するように構成された少数担体拡散距離を有するフォトダイオード・バルク材料を提供するステップと、所望のフォトダイオード・ウェーハ厚に実質的に一致するように構成されている厚みを有するフォトダイオード層を形成するために、選択されたフォトダイオード・バルク材料を薄層化するステップとを含んでいる。方法はさらに、不感層の厚みが所望の不感層厚に実質的に一致するように、フォトダイオード層の光照射面の上に不感層をドープするステップを含んでいる。
【００３８】
この書面の記載は、最適な態様を含めて本発明を開示し、また任意の装置又はシステムを製造して利用すること及び任意の組み込まれた方法を実行することを含めて当業者が本発明を実施することを可能にするように実例を用いている。本発明の特許付与可能な範囲は特許請求の範囲によって画定され、当業者に想到される他の実例を含み得る。かかる他の実例は、特許請求の範囲の書字言語に相違しない構造的要素を有する場合、又は特許請求の範囲の書字言語と非実質的な相違を有する等価な構造的要素を含む場合には、特許請求の範囲内にあるものとする。
【符号の説明】
【００３９】
１０  ＣＴイメージング・システム
１２  ガントリ
１４  Ｘ線源
１６  コリメータ
１８  複数の検出器
２０  ＤＡＳ
２２  投射Ｘ線
２４  患者
２６  回転中心
２８  制御機構
３０  Ｘ線制御器
３２  ガントリ・モータ制御器
３４  画像再構成器
３６  コンピュータ
３８  大容量記憶装置
４０  コンソールを介した操作者
４２  付設されている表示器
４４  テーブル・モータ制御器
４６  電動テーブル
４８  ガントリ開口
５０  レール
５２  プレート
５４  ピクセル素子
５６  パック
６０  ピン
６２  背面照射型ダイオード・アレイ
６４  複数のダイオード
６６  多層基材
６８  スペーサ
７０  軟質回路
７２  面
７４  フォトダイオード・アレイ
７６  シンチレータ・パック
７８  フォトダイオード
８０  シンチレータ素子
８２  シンチレータ物質
８４  光反射皮膜
８６  不感層
８８  バルク・フォトダイオード材料
９０  透明な光結合器
９２  光照射面
９４  前面
９６  出力接続
９８  Ｘ線
１００  光信号
１０２  開口
１０４  正の電荷担体
１０６  第一のグラフ線
１０８  第二のグラフ線
１１０  第三のグラフ線
１１２  手法
１１４  不感層厚を決定する
１１６  所望のフォトダイオード層厚を決定する
１１８  幾何項利得温度係数を決定する
１２０  フォトダイオード・バルク材料を選択する
１２２  フォトダイオード・バルク材料を薄層化する
１２４  不感層をドープする
１２６  フォトダイオードを形成する
１２８  検出器アセンブリを形成する
１３０  手法
１３２  バルク材料の正孔距離を決定する
１３４  実施形態
１３６  不感層厚を決定する
１３８  所望のフォトダイオード層厚を決定する
１４０  フォトダイオード・バルク材料を薄層化する
１４２  不感層をドープする
１４４  フォトダイオードを形成する
１４６  検出器アセンブリを形成する
１４８  実施形態
１５０  所望のフォトダイオード層厚を決定する
１５２  不感層厚を決定する
１５４  Ｘ線イメージング・システム
１５６  ガントリ
１５８  開口
１６０  小荷物又は手荷物
１６２  検出器アセンブリ
１６４  高周波電磁エネルギ発生源
１６６  コンベヤ・システム
１６８  コンベヤ・ベルト
１７０  構造
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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