(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シンチレータと、
前記シンチレータに光学的に結合された光センサ配列体であって、該光センサ配列体は複数の光感知素子を有する配列体ブロックで構成され、該複数の光感知素子は前記シンチレータから前記配列体ブロックの第１の表面を通って入射する光を受けるように配置され、前記光感知素子の各々が前記配列体内に画素を構成し、該画素の各々がそれぞれ完全光活性領域を有している光センサ配列体と、
前記シンチレータと前記光センサ配列体との間に配置された光学的結合層であって、該光学的結合層は光吸収材で構成された画素境界光バリアを含み、該バリアが、隣り合う前記光感知素子のそれぞれの完全光活性領域相互の合間に位置する前記光センサ配列体の前記第１の表面の領域上に配置されている光学的結合層とを有し、
前記画素境界光バリアは、光子を発生したシンチレータの部分の下に位置している画素以外の前記光センサ配列体の画素と前記シンチレータとの間の経路を通る光子を吸収するように配置されていることを特徴とするコンピュータ断層撮影（ＣＴ）用放射線撮像装置。
【請求項２】
前記それぞれの全光活性領域の内部量子効率が約６５％より大きい請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記配列体ブロックが、前記第１の表面に沿って配置されている複数のコンタクトパッドを有する半導体材料で構成され、前記コンタクトパッドの各々はそれぞれの光感知素子に対応して設けられており、前記それぞれの光感知素子が少なくとも１つの他の光感知素子に隣接して前記ブロック内に配置され、前記全光活性領域の各々が前記それぞれのコンタクトパッドと該コンタクトパッドを取り囲んでいる前記半導体材料内の最大バイアス時空乏領域とを含んでいる請求項１記載の撮像装置。
【請求項４】
前記光感知素子の各々が更にゼロバイアス時空乏領域を有する請求項３記載の撮像装置。
【請求項５】
前記画素境界光バリア層が、前記光センサ配列体内のそれぞれの画素の周りに配置された複数のセグメントを有し、各セグメントの幅が、少なくとも隣り合う光感知素子のそれぞれのゼロバイアス時空乏領域相互の合間のギャップに対応する請求項４記載の撮像装置。
【請求項６】
前記画素境界光バリア層が、前記光センサ配列体内のそれぞれの画素の周りに配置された複数のセグメントを有し、各セグメントの幅が、隣り合う光感知素子のそれぞれのコンタクトパッド相互の合間の前記第１の表面に沿った距離に対応する請求項４記載の撮像装置。
【請求項７】
前記画素境界光バリア層が前記光センサ配列体内のスイッチング素子の上に延在している請求項４記載の撮像装置。
【請求項８】
前記画素境界光バリア層が熱的に安定な重合体と光吸収材とで構成されている請求項１記載の撮像装置。
【請求項９】
前記熱的に安定な重合体が、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリフェニレンエーテル、アクリル、およびこれらから作られた混合物からなるグループから選択された重合体を有する請求項８記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記光吸収材が、有機染料、カーボンブラック、およびグラファイトからなるグループから選択されたものである請求項９記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記画素境界光バリア層が１より大きい吸光度を有する請求項１０記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記画素境界光バリア層の吸光度が２以上である請求項１１記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記光学的結合層の厚さが約１μｍと２００μｍの間の範囲にある請求項８記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記画素境界光バリア層の厚さが１μｍと１００μｍの間の範囲にある請求項１０記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記画素境界光バリア層が、前記配列体内の前記光感知素子に結合されたスイッチング素子の上に位置するように前記光センサ配列体の第１の表面上に配置されている請求項１記載の撮像装置。
【請求項１６】
前記スイッチング素子が電界効果トランジスタである請求項１５記載の撮像装置。
【請求項１７】
前記画素境界光バリア層が内部にチャネルを有し、少なくとも１つのチャネルが、前記光センサ配列体内の各画素の周りに配置されている前記画素境界光バリア層の少なくとも１つのセグメントを通り抜けるように配置されている請求項１記載の撮像装置。
【請求項１８】
前記配列体ブロックが、ｎ＋  型シリコンからなる第１の層およびｎ型シリコンからなるエピタキシャル層を有し、前記コンタクトパッドの各々が前記エピタキシャル層内に配置されている請求項３記載の撮像装置。
【請求項１９】
前記画素境界光バリア層が、誘電体材料層内に配置された金属材料で構成されている請求項１記載の撮像装置。
【請求項２０】
前記光センサ配列体内の前記光感知素子が１次元パターンに配置されている請求項１記載の撮像装置。
【請求項２１】
前記光センサ配列体内の前記光感知素子が２次元パターンに配置されている請求項１記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）用撮像装置（ｉｍａｇｅｒ）に関するもので、更に詳しくは、光センサの直線性を改良し且つクロストークを低減したＣＴ用光センサ配列体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＴ用撮像装置は、典型的には光学的結合層を介してシンチレータに接続された光センサ素子の大きな配列体を有している。シンチレータは撮像装置によって検出すべき（ｘ線のような）入射放射線を吸収する。入射放射線の吸収によりシンチレータで発生された光子は光センサ配列体に至り、光センサによって吸収されて、その結果光センサには光子束に対応する電荷が蓄積される。それぞれの光センサに蓄積された電荷を読み取ることにより、入射ｘ線の強度およびｘ線を吸収した配列体上の相対的位置を測定することができる。
【０００３】
従来のＣＴ用撮像装置では、光センサは一次元に配列され、各光センサは読み出し用電子装置に直接接続されている（この一次元光センサ配列体では、光センサは１つの軸に沿って整列したパターンを持つ）。三次元ＣＴ装置では、光センサ配列体は典型的には光ダイオードが二次元画素配列体を構成するように（すなわち、２つの軸に沿って配置されたパターンを持つように）配列されている光センサ配列体ブロックを有する。これらの光センサ配列体は典型的には半導体材料からなるブロックで構成され、このブロックにはそれぞれのコンタクト（ｃｏｎｔａｃｔ）パッドが配列体ブロックの一方の表面に沿って形成され、反対側の表面に沿って電極が配置されている。ブロック内のそれぞれの光センサは各コンタクトパッドに対応している。バイアス電圧が背面電極を介して光センサ配列体のそれぞれの光センサに印加され、その結果空乏領域がコンタクトパッドを取り囲んでいる半導体材料内に形成される。シンチレータからの光子の吸収の結果として光ダイオードで発生された電荷はそれぞれの画素のコンタクトパッドで収集され、読み出し用電子装置で処理されて、撮像装置出力信号を発生する。
【０００４】
ＣＴ用撮像装置における光センサ配列体は、低ノイズで、フォトダイオード間のクロストークが小さく、且つ直線性の良いこと（すなわち、それぞれの光センサが撮像装置への同じ強度の入射放射線に応答して対応する量の電荷を発生すること）が好ましい。例えば、フォトダイオード間のクロストークを最小にするために、光反射または光吸収物質を、それぞれの画素の上に位置してるシンチレータの部分の回りに配置して、これにより入射放射線の吸収に応じて光子を発生したシンチレータの部分の下側に位置している画素以外の画素に向かって該光子が散乱しないようにする。
【０００５】
更に、三次元ＣＴに使用するために新規な二次元光センサ配列体が開発された場合、従来のＣＴ用撮像装置における光透過性の光学的結合層はそれぞれのフォトダイオードのクロストークおよび直線性について問題を引き起こすと考えられる。特定の画素の上に位置するシンチレータの１つの部分で発生された光子が散乱して、光学的結合層を通って隣接する画素内に入る可能性がある。この光子の経路は配列体におけるクロストークを増大するという問題、すなわち、特定の画素の上に位置するシンチレータの部分以外のシンチレータの部分に吸収される光をフォトダイオードで検出するという問題を生じ、これは配列体の空間分解能を低減する。
【０００６】
更に、フォトダイオード相互の合間の領域における光子の吸収は、特定のフォトダイオードに収集される電荷の量がフォトダイオードの両端間の電圧の関数であるので、配列体の直線性に影響を与える（フォトダイオードの両端間のバイアス電圧はコンタクトパッドを取り囲んでいる空乏領域、従って所与のフォトダイオードの感知領域すなわち光活性領域の範囲に影響を与える）。そして、所与のフォトダイオードの空乏領域の大きさは信号の強さによって影響を受け、入射光子の数が増えるほど、収集される電荷の量が増大して、空乏領域の大きさが一層低減する。バイアス電圧が低減したことにより空乏領域が小さくなった１つのフォトダイオードによって収集されない電荷は、再結合によって失われる。この損失により配列体に非直線性が生じる。フォトダイオード相互の合間の領域におけるこのような光子の吸収は、シンチレータがその下に位置するダイオードよりも大きいこと、光子がダイオード相互の合間の領域に当たるような角度でシンチレータから離れること、およびシンチレータと光センサ配列体との間の光学的結合層内で光子が散乱することから生じる。
【０００７】
【発明の目的】
本発明の目的は、低クロストークで高直線性の光センサ素子を有するＣＴ用光センサ配列体を提供することにある。
本発明の他の目的は、低ノイズの光センサ配列体を提供することにある。
【０００８】
【発明の概要】
本発明によれば、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）用撮像装置は、光学的結合層を介してシンチレータに光学的に結合された光センサ配列体を有する。光センサ配列体は、複数の光センサ素子すなわち光感知素子を有するブロックで構成されており、該複数の光感知素子は前記ブロックの第１の表面を通ったシンチレータからの入射光を受けるように配置されている。各光感知素子は配列体において画素を構成し、各画素は更に光感知素子の内部量子効率が約６５％より大きい完全光活性領域を有する。光学的結合層は更に画素境界光バリアを有し、このバリアはそれぞれの光感知素子の完全光活性領域相互の合間にある光センサ配列体の第１の表面上の領域の上に位置するように配置された光吸収材で構成されている。画素境界光バリアは、光子を発生したシンチレータの部分の下に位置する画素以外の光センサ配列体内の画素とシンチレータとの間の経路を通るほぼすべての光子を吸収するように配置されている。
【０００９】
画素境界光バリアは例えば、光バリアの吸光度が１以上、典型的には２以上になるように、有機染料、炭素またはグラファイトのような光吸収材を混合した熱的に安定な重合体をで構成する。画素間の画素境界光バリアのそれぞれのセグメントの幅は典型的には画素間の潜在的な非完全光活性ギャップに対応する。潜在的な非完全光活性ギャップの寸法は、隣り合う光感知素子すなわちフォトダイオードのそれぞれの空乏領域の横方向範囲相互の合間の距離に対応する。該ギャップは、少なくとも隣り合う画素のそれぞれの最大バイアス時の空乏領域の横方向範囲相互の合間の距離に対応し、典型的には、フォトダイオードのゼロバイアス時の空乏領域の横方向範囲相互の合間の距離に対応する。一実施例では、光バリアは、隣り合う画素のそれぞれのコンタクトパッド相互の合間の配列体ブロック表面を覆っている。また、光バリア層は、典型的には配列体内の光感知素子に結合されたスイッチング素子の上の配列体ブロックの第１の表面上に配置されている。少なくとも１つのチャネルが典型的には配列体内の各画素を取り囲んでいる画素境界光バリア層の一部を通り抜けるように配置されている。
【００１０】
本発明の新規な特徴は特許請求の範囲に記載されている。しかしながら、本発明自身の構成および動作の方法はその他の目的および利点とともに添付図面を参照した以下の説明からよりよく理解することができよう。添付図面を通して同じ符号は同じ構成要素を示している。
【００１１】
【詳しい説明】
本発明によるコンピュータ断層撮影（ＣＴ）用放射線撮像装置が図１に示されており、該装置はシンチレータ１１０を有し、このシンチレータ１１０は光学的結合層１７０を介して光センサ配列体１２０に光学的に結合されている。本発明によれば、光学的結合層１７０は光センサ配列体１２０の一部分の上に設けられた画素境界光バリア１８０を有する。
【００１２】
シンチレータ１１０は、撮像装置で検出することが好ましい種類の放射線に対して高吸収断面を持つように選択されたシンチレーション材で構成されている。例えば、ｘ線を検出するために設計されたＣＴ用撮像装置においては、ゼネラルエレクトリック社から入手し得るルメックス（ＬＵＭＥＸ：登録商標）のようなシンチレータ材が使用される。シンチレータ材は入射放射線を吸収することにより光子を発生し、この光子は光学的結合層１７０を介して光センサ配列体１２０に至る。シンチレータ１１０は典型的には複数のシンチレータ素子１１２で構成され、これらの素子は仕切り部１１５により互いに分離されている。仕切り部１１５は、１つのシンチレータ素子１１２に発生した光子が隣接するシンチレータ素子１１２へ通過しないように、典型的にはアルミニウム、銀、金など、または代わりに酸化チタニウム（ＴｉＯ２  ）粒子のような散乱（または吸収）材を混合したプラスチックまたはエポキシ材のような不透明な反射材で構成される。
【００１３】
光センサ配列体は、内部に複数の光感知素子１２４が配置されている配列体ブロック１３０で構成されている。各光感知素子１２４は配列体内にそれぞれの画素１２５を構成する。配列体ブロック１３０は第１の表面１３１を有し、この第１の表面上に光学的結合層１７０が配置され、該第１の表面を介してシンチレータ素子１１２からの光子がそれぞれの光感知素子１２４に入る。図１に示すように、ブロック１３０内の各光感知素子はフォトダイオードであり、このフォトダイオードは、第１の表面１３１に沿ってブロック１３０内に配置されたそれぞれのコンタクトパッド１３２を有する。各コンタクトパッド１３２はｐ＋  型ドープ単結晶シリコン（すなわち、約１０１６と１０２０の間の範囲のオーダのｐ型ドーパント濃度を有するようにドープされたシリコン）で構成されている。コンタクトパッド１３２のドーピングは、典型的には第１の表面１３１からイオン注入法で行われる。コンタクトパッド１３２の厚さは典型的には約０．１μｍと２μｍの間の範囲内の厚さである。
【００１４】
更に、ブロック１３０は、ｎ＋  型単結晶シリコン（すなわち、約１０１６と１０２０の間の範囲のオーダーのｎ型ドーパント濃度を有するようにドープされたシリコン）からなる第１の半導体材料層１３４を有する。第１の半導体材料層１３４の厚さは典型的には約１００μｍと５００μｍの間の範囲にある。エピタキシャル半導体層１３６が第１の半導体材料層１３４上に配置されている。この層１３６は典型的にはｎ型単結晶シリコン（すなわち、約１０１２と１０１５の間の範囲のオーダーのｎ型ドーパント濃度を有するようにドープされたシリコン）で構成されている。エピタキシャル層１３６の厚さは典型的には約５μｍと１００μｍの間の範囲にある。導電性背面コンタクト層１３８がブロック１３０の第１の表面１３１とは反対側の表面に沿って配置され、電圧源１３９に接続されている。電圧源１３９は光センサ配列体１２０内のそれぞれのフォトダイオード１２４に所望のバイアス電圧を印加するように選択される。典型的には、電圧源は配列体内の各フォトダイオード１２４を逆バイアスするように約１ボルトないし２０ボルトの間の範囲の電圧を印加する。代わりに、前記光センサ配列体は上述したものと反対の導電型にドープされたもので形成することもできる。すなわち、ブロック１３０をｐ型シリコンで形成し、それぞれのコンタクトパッド１３２をｎ＋  型シリコンで形成することもできる。
【００１５】
別の実施例（図示せず）では、光センサ配列体ブロック１３０は、中にそれぞれのｐ＋  型シリコンのコンタクトパッド１３２が配置されているｎ型シリコンの単一バルク層で構成される。背面コンタクト層は所望のバイアス電圧を印加するようにｎ型シリコンのバルク層に接触して配置される。
バイアス電圧が光感知素子１２４に印加されているとき、各画素１２５は更に光活性領域、すなわち入射光子を吸収して電荷を発生する領域を有する。フォトダイオードに発生した電荷は、すべてではないが、フォトダイオードのそれぞれのコンタクトパッド１３２に収集される。電荷のいくらかは再結合により失われ、またいくらかは隣接のフォトダイオードへ移動する（隣接のフォトダイオードとは、光センサ配列体内で互いに隣合って一番近くに配置されているフォトダイオードを言う）。電荷収集処理の有効性の尺度はフォトダイオードの量子効率である。量子効率はダイオードの表面に入射した光子の数に対するダイオードによって収集された電荷の数の比として定義される。外部量子効率はフォトダイオードの光学的結合面に入射する光子束に対するものであり、また、内部量子効率はフォトダイオードの半導体領域に入る光子束に対するものである。各フォトダイオード１２４は更に完全光活性領域を有する。本明細書で使用する用語「完全光活性」とは、約６５％以上の内部量子効率を有するフォトダイオードの光活性領域を称する。
【００１６】
フォトダイオードの完全光活性領域の範囲は、コンタクトパッドを取り囲んでいるｎ型シリコン内の空乏領域に対応する。ダイオードが完全に逆方向バイアスされているとき（例えば、実質的に十分な逆バイアス電圧がダイオードの両端間に印加されて、本質的に電荷がそれぞれのコンタクトパッド１３２に全く収集されないとき）、図１に示す最大バイアス時空乏領域境界１２６によって定められるように最大バイアス時空乏領域が存在する。電荷がフォトダイオード１２４に収集された後（ダイオードが読み出し電子装置に接続されていない状態で）、ダイオードの両端間の逆バイアスの値は低下する。ダイオードが読み出しできる最も高い可能な信号レベルにおいて、ダイオードはゼロバイアス（または僅かに（例えば、０．１ボルトの）順方向バイアス状態）に達する。この状態において、ゼロバイアス時空乏領域の範囲は図１に示すようにゼロバイアス時空乏領域境界１２８によって示される。それぞれのゼロバイアス時および最大バイアス時空乏領域はそれぞれのバイアス状態におけるフォトダイオードの完全光活性領域に対応する。すなわち、フォトダイオードの逆バイアスが低減するにつれて、完全光活性領域の範囲も低減する。配列体の非完全光活性領域においては、すなわち配列体内のフォトダイオードのそれぞれの完全光活性領域より外部の領域においては、素子の量子効率はほぼ指数関数的に低減し、特定の素子の低減の勾配は特定の素子および該素子を形成するために使用される処理に応じて変わる。
【００１７】
画素境界光バリア層１８０は、少なくとも１の吸光度、典型的には２以上の吸光度を有する吸光材で構成される。ここで使用される吸光度は、材料の吸光特性の尺度であり、透過率（すなわち、サンプルを通過する光の割合）の負の対数（基数１０）によって決められる。吸光材は典型的には所望の吸光度を達成するようにスーダンブラックＢ（Ｓｕｄａｎ  Ｂｌａｃｋ  Ｂ）のような有機染料が混合された重合体であるか、または代わりに所望の吸光度を達成するようにカーボンブラック、グラファイト等のような物質が混合された重合体である。光センサ配列体１２０と適合するどのような重合体でも使用することができ、例示的にはポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリフェニレンエーテル、アクリル、およびこれらから形成された混合物がある。更に、画素境界光バリア１８０は熱的に安定である。すなわち、約２５０゜Ｃまでの温度で約６時間加熱した場合、この層の吸光度は１より小さくならない。更に、上述した加熱状態において、重合体構造は、層のひび割れまたは隆起を生じ、その結果層の誘電体的特性を失ったりまたは層の構造的完全性を破壊する（これにより、配列体製造の他の処理ステップで使用される材料に対して配列体内の下に設けられている構成部品が露出する）化学的分解を受けない。
【００１８】
光バリア１８０は、典型的には光センサ配列体の第１の表面１３１上のポリイミド／染料混合物を約１および１００μｍの間の範囲の厚さ（通常は約５μｍ）にスピンニングし、ポリイミド／染料混合物を硬化させ（通常、約２００゜Ｃと４００゜Ｃの間の温度で焼成する）、それから光バリア層１８０を形成するように硬化したポリイミド／染料材をパターン形成することにより作られる。代わりに、光バリア層１８０は、所望の吸光度を得るように金属粒子（例えば、サーメット）が内部に混合された無機または有機の誘電体層で構成される。このような層は典型的には絶縁性誘電体材料上にスパッタリングにより堆積される。
【００１９】
本発明によれば、画素境界光バリア１８０は、隣り合う画素１２５のそれぞれの完全光活性領域相互の合間の光センサ配列体１２０の領域の上に位置するように光センサブロック１３０の第１の表面上に配置されている。図２に示すように、画素境界光バリア１８０はそれぞれの画素１２５の領域の境界をなしている複数のセグメント１８２を有する。各セグメント１８２は隣り合う画素１２５間の非完全光活性領域の上に設けられ、隣り合う画素１２５間に配置された各セグメント１８２の幅“Ｗ”は画素間の潜在的な非完全光活性ギャップに対応する（すなわち、ギャップとほぼ同じ長さである）。潜在的な非完全光活性ギャップは隣り合うフォトダイオードの空乏領域の横方向範囲相互の合間の距離である。このギャップは、少なくとも隣り合う画素のそれぞれの最大バイアス時空乏領域の横方向範囲相互の合間の距離に対応し、典型的には、フォトダイオードのゼロバイアス時空乏領域の横方向範囲相互の合間の距離に対応する。本明細書で使用する用語「横方向範囲」とは、ダイオードの本体内の空乏領域の最も遠くまで伸びた部分であり、第１の表面１３１に沿った空乏領域の単なる広がりでない（空乏領域は典型的にはダイオードの表面におけるよりもダイオードの本体内においてダイオードの中心から遠くに延在している）。あるいは、画素境界光バリア１８０のそれぞれのセグメントの幅は、光センサ配列体１２０の第１の表面１３１に沿って設けられているコンタクトパッド１３２（図１）相互の合間の距離に対応する。セグメント１８２の幅Ｗは、１つのシンチレータ素子１１２から他のシンチレータ素子１１２の下に位置するフォトダイオードまでの経路（例えば、光学的結合層内の多重反射（散乱）による経路）を通る光子に対して所望の吸光度を達成することにより配列体の直線性を改善し且つクロストークを低減するように選択される。
【００２０】
本発明によれば、２次元ＶＣＴ光センサ配列体において、各コンタクトパッド１３２は、典型的には共通電極（図示せず）および電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）のようなスイッチング素子１４０を介して読み出し電子装置（図示せず）に接続されたアドレス線に接続されていて、これにより入射放射線に対する露出積分サイクルの間にフォトダイオードに蓄積された電荷を読み出すことができる。また、画素境界光バリア１８０は典型的には光センサ配列体内のスイッチング素子１４０上にも設けられている。ｐ＋  型ソース電極およびｐ＋  型ドレイン電極１４２を有する代表的なＦＥＴスイッチ１４０が図１に示されている（アドレス線および光センサ接続線は図示していない）。ＦＥＴ１４０を構成する半導体材料はフォトダイオード１２４に使用されているものと類似していので、ＦＥＴ１４０に入射する光は、同様に光センサ配列体からの読み出しにおいて雑音源となる電荷を発生する。
【００２１】
画素境界光バリア１８０は光学的結合層内に配置されている。すなわち、画素境界光バリアは光センサ配列体１２０の第１の表面１３１上に配置され、光学的結合層１７０によって取り囲まれている。この光学的結合層は典型的には熱的に安定な重合体、エポキシ等のような光透過性材料で構成されている。光学的結合層を構成する材料は、シンチレータ素子１１２とフォトダイオード１２４との間に有効な光学的結合層を形成するために、シンチレータ素子１１２とフォトダイオード１２４のそれぞれの屈折率の中間の屈折率を有するように光学的に選択される。
【００２２】
光学的結合層１７０および画素境界光バリア１８０は典型的には次のように形成される。まず、光バリアが例えば第１の表面１３１上にポリイミド／染料混合物をスピンニングすることにより形成される。硬化した後、高分解能（例えば５μｍ未満）を達成することができるホトリソグラフィック法を使用して、不透明なポリイミド／染料材をパターン形成することによって、所望の寸法のセグメント１８２（図２）を形成して、隣り合うフォトダイオードの完全光活性領域相互の間にあって且つスイッチング素子の上に位置する第１の表面１３１の領域上に光バリアが配置されるようにする。
【００２３】
本発明の一実施例では、隣り合う画素１２５の完全光活性領域の上に位置する第１の表面の領域相互の間で流体連通できるように、各画素１２５を取り囲んでいるセグメント１８２の少なくとも１つにチャネル１８４が設けられる。それから、紫外線硬化性のエポキシのような光学的結合層１７０が堆積される。硬化していないエポキシは流動状態にあり、画素１２５の上および光バリア１８０の周りに広がる。チャネル１８４は、画素１２５相互の間で液体ポリイミドを均等に分配させ、且つ光バリア１８０を覆うようにして、実質的に平坦な光学的結合層の形成を助長する。光学的に透明なエポキシを紫外線照射により硬化させた後、シンチレータ１１０がその上に形成される。
【００２４】
動作では、画素境界光バリア層１８０を設けたことにより、光センサ配列体１２０の１つのシンチレータ素子１１２の下に位置するフォトダイオード以外のフォトダイオード内へ前記シンチレータ素子１１２に発生した光子が散乱して入ることを実質的に防止するように作用し、これによりノイズおよびクロストークを低減し、配列体１２０内の個々の光センサの線形動作特性を向上させる。
【００２５】
本発明の特定の特徴について図示し説明したが、本技術分野に専門知識を有する者には多くの変更および変形が可能であろう。従って、特許請求の範囲は本発明の真の精神から逸脱することなくこのようなすべての変更および変形を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による画素境界光バリアを有する光センサ配列体の一部分の断面図である。
【図２】本発明による画素境界光バリアを有する光センサ配列体の一部分の平面図である。
【符号の説明】
１１０  シンチレータ
１１２  シンチレータ素子
１２０  光センサ配列体
１２４  光感知素子
１２５  画素
１３０  配列体ブロック
１３１  第１の表面
１３２  コンタクトパッド
１７０  光学的結合層
１８０  画素境界光バリア
【図１】
0003549945.tif 000002
【図２】
0003549945.tif 000003