(57)【要約】【課題】画素間における光学的クロストークの低減を図る。【解決手段】光検出器１０は、シンチレータ層１８と、光検出層１２と、中間層２５と、反射防止部材２０と、を備える。シンチレータ層１８は、放射線を光に変換する。光検出層１２は、シンチレータ層と対向する第１面に、光を検出する複数の光検出素子（ＡＰＤ１４）を有する画素領域１６と、該画素領域１６の周囲に設けられた周辺領域１７と、を有する。中間層２５は、シンチレータ層１８と光検出層１２との間における、反射防止部材２０を除く領域に設けられている。反射防止部材２０は、シンチレータ層１８と光検出層１２との間に設けられ、周辺領域１７の少なくとも一部に対向し、光検出素子１２の感度波長領域のうちの少なくとも一部の光の反射を防止する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を光に変換するシンチレータ層と、
前記シンチレータ層と対向する第１面に、光を検出する複数の光検出素子を有する画素領域と、該画素領域の周囲に設けられた周辺領域と、を有する光検出層と、
前記シンチレータ層と前記光検出層との間に設けられ、前記周辺領域の少なくとも一部に対向し、前記光検出素子の感度波長領域のうちの少なくとも一部の光の反射を防止する反射防止部材と、
前記シンチレータ層と前記光検出層との間における、前記反射防止部材を除く領域に設けられた中間層と、
を備えた光検出器。
【請求項２】
前記第１面は、前記反射防止部材に接する、または前記反射防止部材を横切る、請求項１に記載の光検出器。
【請求項３】
前記第１面は、前記反射防止部材に接し、且つ前記中間層に覆われている、請求項１に記載の光検出器。
【請求項４】
前記第１面は、前記反射防止部材に接し、
前記反射防止部材は、前記中間層を貫通する、請求項１に記載の光検出器。
【請求項５】
前記第１面は、前記反射防止部材を横切り、
前記反射防止部材は、前記中間層に覆われている、請求項１に記載の光検出器。
【請求項６】
前記中間層は、前記反射防止部材の前記シンチレータ層側に接して設けられた絶縁層を備え、
前記反射防止部材の屈折率と前記絶縁層の屈折率とが異なる、
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の光検出器。
【請求項７】
前記反射防止部材は、前記絶縁層より屈折率が高い、請求項６に記載の光検出器。
【請求項８】
前記反射防止部材は、該反射防止部材に入射した光を相殺干渉させる、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光検出器。
【請求項９】
前記反射防止部材は、該反射防止部材に入射する光の波長の１／４の光学距離を有する、請求項８に記載の光検出器。
【請求項１０】
前記反射防止部材は、前記光検出素子の感度波長領域のうちの少なくとも一部の光を吸収する、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の光検出器。
【請求項１１】
前記シンチレータ層は、反射部材によって前記画素に対応する領域毎に分離され、
前記反射防止部材は、前記光検出層の前記シンチレータ層側の面における、前記反射部材に対向する領域に設けられた、請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の光検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、光検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ  Ｐｈｏｔｏ  Ｄｉｏｄｅ）を配列したＳｉＰＭ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｐｈｏｔｏ  Ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ）等の光検出素子が知られている。ＳｉＰＭは、ＡＰＤの降伏電圧よりも高い逆バイアス電圧条件でＡＰＤを動作させることにより、ガイガーモードと呼ばれる領域で駆動する。ガイガーモード動作時のＡＰＤの利得は、１０５〜１０６と非常に高く、光子（フォトン）１個の微弱な光であっても計測することができる。
【０００３】
また、複数のＡＰＤを１画素として多画素化した光検出素子と、Ｘ線を光に変換するシンチレータと、を組み合わせた装置が開示されている。光検出素子とシンチレータとを組み合わせることによって、シンチレータのサイズに応じた空間分解能を有する光子計数画像を取得することができる。例えば、光検出素子とシンチレータとを組み合わせてＸ線を検出することにより、ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）画像を取得する技術も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２５３０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来では、シンチレータと光検出素子との間の層内における光子の多重反射により、画素間における光学的クロストークが発生する場合があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、画素間における光学的クロストークの低減を図ることができる、光検出器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の光検出器は、シンチレータ層と、光検出層と、中間層と、反射防止部材と、を備える。シンチレータ層は、放射線を光に変換する。光検出層は、シンチレータ層と対向する第１面に、光を検出する複数の光検出素子を有する画素領域と、該画素領域の周囲に設けられた周辺領域と、を有する。中間層は、シンチレータ層と光検出層との間における、反射防止部材を除く領域に設けられている。反射防止部材は、シンチレータ層と光検出層との間に設けられ、周辺領域の少なくとも一部に対向し、光検出素子の感度波長領域のうちの少なくとも一部の光の反射を防止する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】光検出器を示す図。
【図２】図１のＡ−Ａ’断面図。
【図３】従来の光検出器における光子の動きの説明図。
【図４】光検出器における光子の動きの説明図。
【図５】光検出器の製造方法の説明図。
【図６】光検出器の製造方法の説明図。
【図７】光検出器の製造方法の説明図。
【図８】光検出器の製造方法の説明図。
【図９】光検出器の製造方法の説明図。
【図１０】光検出器の製造方法の説明図。
【図１１】光検出器の製造方法の説明図。
【図１２】光検出器の製造方法の説明図。
【図１３】光検出器を示す図。
【図１４】光検出器を示す図
【図１５】光検出器を示す図。
【図１６】光検出器を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に添付図面を参照して、本実施の形態の詳細を説明する。図１は、光検出器１０の一例を示す図である。図２は、図１のＡ−Ａ’断面図である。
【００１０】
光検出器１０は、光検出層１２、シンチレータ層１８、中間層２５、反射部材２２、及び反射防止部材２０を備える。
【００１１】
シンチレータ層１８は、放射線を光（光子Ｐ）に変換する。シンチレータ層１８は、シンチレータ材料で構成されている。シンチレータ材料は、Ｘ線等の放射線の入射により蛍光（シンチレーション光）を発する。なお、本実施の形態では、シンチレータ層１８の発する蛍光（シンチレーション光）を、光、または光子（フォトン）Ｐと称して説明する。シンチレータ材料は、光検出器１０の適用対象に応じて適宜選択する。シンチレータ材料は、例えば、Ｌｕ２ＳｉＯ５：（Ｃｅ）、ＬａＢｒ３：（Ｃｅ）、ＹＡＰ（イットリウム・アルミニウム・ペロブスカイト）：Ｃｅ、Ｌｕ（Ｙ）ＡＰ：Ｃｅ等であるが、これらに限られない。
【００１２】
光検出層１２は、シンチレータ層１８で変換された光を検出する。光検出層１２は、複数の光検出素子であるＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ  Ｐｈｏｔｏ  Ｄｉｏｄｅ）１４を配列したＳｉＰＭ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｐｈｏｔｏ  Ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ）である。
【００１３】
図１に示すように、複数のＡＰＤ１４は、マトリクス状に配列されている（図１中、矢印Ｘ方向、矢印Ｙ方向参照）。光検出層１２は、複数のＡＰＤ１４を１画素（画素領域１６）とし、画素領域１６をマトリクス状に複数配列した構成である。すなわち、光検出層１２は、シンチレータ層１８と対向する第１面に、光を検出する複数のＡＰＤ１４を有する画素領域１６と、画素領域１６の周囲に設けられた周辺領域１７と、を有する。
【００１４】
図１には、各画素領域１６が、２５個（５×５個）のＡＰＤ１４を配列した構成である場合を示した。しかし、各画素領域１６を構成するＡＰＤ１４の数は、一例であり、２５個に限られない。
【００１５】
ＡＰＤ１４は、公知のアバランシェフォトダイオードである。本実施の形態では、ＡＰＤ１４をガイガーモードで駆動させる。
【００１６】
図２に示すように、光検出層１２は、電極層２６、半導体基板２８、及び画素領域１６を、この順に積層した積層体である。
【００１７】
中間層２５は、シンチレータ層１８と光検出層１２との間における、反射防止部材２０（詳細後述）を除く領域に設けられている。本実施の形態では、中間層２５は、絶縁層３０と接着層２４の積層体である。なお、上述したように、中間層２５は、シンチレータ層１８と光検出層１２との間における、反射防止部材２０（詳細後述）を除く領域に設けられた層の総称である。すなわち、中間層２５は、この条件を満たす層であればよく、接着層２４のみの層であってもよく、また、他の層を更に積層した積層体であってもよい。また、絶縁層３０を、例えば、光検出層１２を構成する層の１つとして用いた場合には、絶縁層３０は本実施の形態における中間層２５を構成する層に相当しない。
【００１８】
接着層２４は、シンチレータ層１８と絶縁層３０とを接着させる層である。接着層２４は、シンチレータ層１８から光検出層１２へ出射する光を透過し、且つ、シンチレータ層１８と光検出層１２とを接着させる機能を有する層であればよい。
【００１９】
絶縁層３０は、光検出層１２と接着層２４との間に設けられている。詳細には、絶縁層３０は、光検出層１２及び後述する反射防止部材２０における、シンチレータ層１８側の面に接触して配置されている。絶縁層３０は、絶縁性の材料で構成されている。絶縁層３０は、シンチレータ層１８から光検出層１２へ出射する光を透過し、且つ、絶縁性を有する材料で構成されている。
【００２０】
反射部材２２は、シンチレータ層１８で変換された光子Ｐを反射する部材である。反射部材２２は、光子Ｐの反射機能を有する材料で構成されていればよい。
【００２１】
反射部材２２は、シンチレータ層１８を、各画素領域１６に対応する領域毎に分離するように配置されている。このため、シンチレータ層１８は、各画素領域１６に対応する領域毎に、反射部材２２によって分離されている。なお、本実施の形態では、光検出器１０が反射部材２２を備える形態を説明するが、反射部材２２を備えない構成であってもよい。
【００２２】
本実施の形態における光検出器１０は、反射防止部材２０を備える。反射防止部材２０は、光検出層１２のシンチレータ層１８側の面における、画素領域１６と画素領域１６との間（以下、画素間と称する場合がある）に設けられている。
【００２３】
反射防止部材２０は、シンチレータ層１８と光検出層１２の間に設けられ、周辺領域１７の少なくとも一部に対向する。反射防止層２０は、シンチレータ層１８側の面における画素領域１６の間に設けられ、周辺領域１７の少なくとも一部と対向する。反射防止部材２０は、前記光検出素子の感度波長領域のうちの少なくとも一部の光の反射を防止する。
【００２４】
反射防止部材２０の第１面は、画素領域１６の受光面を含みＸ方向及びＹ方向に平行な平面である。本実施の形態では、反射防止部材２０の第１面は、反射防止部材２０と接する、または、反射防止部材２０を横切る。
【００２５】
図１に示す例では、反射防止部材２０は、光検出層１２のシンチレータ層１８側の面において、各画素領域１６を囲むように連続して設けられている。また、図１及び図２に示す例では、反射防止部材２０の幅は、画素間の幅と一致している。
【００２６】
図２に示すように、反射防止部材２０は、光検出層１２のシンチレータ層１８側の面における、反射部材２２に対向する領域に設けられていることが好ましい。詳細には、反射部材２２における、接着層２４に接触し且つ光検出層１２に対向する面２２Ａと、反射防止部材２０と、が対向配置されていることが好ましい。
【００２７】
図２に示す例では、反射防止部材２０は、光検出層１２の第１面に接し、且つ該第１面からシンチレータ層１８側に突出した矩形状である。すなわち、光検出層１２の第１面は、反射防止部材２０に接し、且つ中間層２５に覆われている。なお、反射防止部材２０の該第１面に平行な断面形状は、矩形状に限られない。
【００２８】
反射防止部材２０は、画素領域１６を構成するＡＰＤ１４の感度波長領域のうちの少なくとも一部の光の反射を防止する。反射防止部材２０には、例えば、ＳｉＮを用いる。反射防止部材２０は、ＡＰＤ１４の感度波長領域の光の反射を防止する機能を発揮するために、以下の構成となっている。
【００２９】
例えば、反射防止部材２０の屈折率と、反射防止部材２０におけるシンチレータ層１８側に接触して設けられた層（図２では絶縁層３０）の屈折率と、が異なるように、反射防止部材２０及び絶縁層３０の材料を調整する。反射防止部材２０の屈折率と、絶縁層３０の屈折率と、が異なるように材料を調整することによって、シンチレータ層１８から接着層２４及び絶縁層３０を伝搬して反射防止部材２０に到達した光子Ｐの反射を抑制することができる。このような反射防止部材２０は、ＡＰＤ１４の感度波長領域や絶縁層３０の屈折率に応じて、構成材料を適宜選択することで得られる。
【００３０】
なお、反射防止部材２０の屈折率は、絶縁層３０の屈折率より高いことが好ましい。また、反射防止部材２０の屈折率は、シンチレータ層１８側に接する層（絶縁層３０）の屈折率より高く、且つ、反シンチレータ層１８側に接する層の屈折率より低いことが更に好ましい。
【００３１】
反射防止部材２０、絶縁層３０、及び光検出層１２における反射防止部材２０に接する領域の各々の屈折率を上記関係となるように調整することで、反射防止部材２０に到達した光子Ｐの反射を効果的に抑制することができる。絶縁層３０より屈折率が高く且つ光検出層１２より屈折率が低い反射防止部材２０は、ＡＰＤ１４の感度波長領域や、絶縁層３０及び光検出層１２の構成材料に応じて、構成材料を適宜選択することで得られる。
【００３２】
なお、入射した光を相殺干渉させる部材を、反射防止部材２０として用いてもよい。この場合、入射した光を相殺干渉させるように、反射防止部材２０の厚み（図２中、矢印Ｈ方向の長さ）と、反射防止部材２０の構成材料を調整すればよい。
【００３３】
具体的には、反射防止部材２０に入射する光の波長の１／４の光学距離を有するように、反射防止部材２０の厚み及び構成材料を調整すればよい。
【００３４】
例えば、反射防止部材２０を、ＳｉＯ層上にＳｉＮ層を積層した積層体、または、ＳｉＮ層で構成する。そして、反射防止部材２０に入射した光の相殺干渉が生じるように、ＳｉＮ層の厚みを調整すればよい。具体的には、シンチレータ層１８から反射防止部材２０に入射する光の波長が４００ｎｍである場合には、１００ｎｍの光学距離を有するように、反射防止部材２０の厚みを５０ｎｍとし、構成材料を屈折率２．０のＳｉＮ層とする。
【００３５】
また、反射防止部材２０に入射した光を相殺干渉させる回折格子や液晶を、反射防止部材２０として用いてもよい。
【００３６】
なお、反射防止部材２０を、少なくともＡＰＤ１４の感度波長領域の光を吸収する部材で構成してもよい。この場合、反射防止部材２０を、例えば、層内に該感度波長領域の光を吸収する顔料や染料を分散させた構成とすればよい。顔料や染料には、例えば、黒色顔料や黒色染料を用いる。なお、この顔料は、表面を絶縁材料によって覆うことが好ましい。
【００３７】
ここで、反射防止部材２０を備えない従来の光検出器では、シンチレータ層１８と光検出層１２との間の中間層２５内における光子Ｐの多重反射により、画素間における光学的クロストークが発生する場合があった。図３は、従来の光検出器１００における光子Ｐの動きの説明図である。
【００３８】
従来の光検出器１００では、画素領域１６毎に複数のＡＰＤ１４を配列させた光検出層１２０上に、接着層２４等の中間層２５を介してシンチレータ層１８が設けられている。シンチレータ層１８は、各画素領域１６に対応する領域毎に、反射部材２２によって分離されている。但し、従来の光検出器１００には、本実施の形態における反射防止部材２０（図１及び図２参照）が設けられていない。
【００３９】
図３に示す例では、光検出層１２０における画素領域１６Ａ〜画素領域１６Ｃに対応するように、反射部材２２によって分離されたシンチレータ層１８Ａ〜シンチレータ層１８Ｃが設けられている。
【００４０】
シンチレータ層１８は、入射した放射線を光（光子Ｐ）に変換する。図３に示す例では、画素領域１６Ａに対応するシンチレータ層１８Ａは、入射した放射線を光子ＰＡに変換する。画素領域１６Ｂに対応するシンチレータ層１８Ｂは、入射した放射線を光子ＰＢに変換する。画素領域１６Ｃに対応するシンチレータ層１８Ｃは、入射した放射線を光子ＰＣに変換する。
【００４１】
なお、画素領域１６Ａ〜画素領域１６Ｃを総称する場合には、画素領域１６と称して説明する。また、光子ＰＡ〜光子ＰＣを総称する場合には、光子Ｐと称して説明する。また、シンチレータ層１８Ａ〜シンチレータ層１８Ｃを総称する場合には、シンチレータ層１８と称して説明する。
【００４２】
各画素領域１６（画素領域１６Ａ〜画素領域１６Ｃ）に対応するシンチレータ層１８（シンチレータ層１８Ａ〜シンチレータ層１８Ｃ）で発生した光子Ｐ（光子ＰＡ〜光子ＰＣ）が、対応する画素領域１６（画素領域１６Ａ〜画素領域１６Ｃ）へ入射すると、光検出層１２０では、画素領域１６毎に光子Ｐの数を正確に計測することができる。
【００４３】
しかし、シンチレータ層１８から出射した光子Ｐが、中間層２５内で画素領域１６の配列方向に伝搬し、他の画素領域１６へ到達する場合がある。詳細には、図３に示すように、シンチレータ層１８Ｂで変換された光子ＰＢが、中間層２５内で多重反射し、対応する画素領域１６Ｂ以外の画素領域１６（例えば、隣接する画素領域１６Ａや画素領域１６Ｃ）へ伝搬する場合がある。すなわち、従来では、光学的クロストークが発生していた。
【００４４】
図２に戻り、そこで、本実施の形態の光検出器１０は、光検出層１２のシンチレータ層１８側の面における画素間に、反射防止部材２０を備える。反射防止部材２０を備えることによって、画素間における光学的クロストークの低減を図ることができる。
【００４５】
図４は、本実施の形態の光検出器１０における、光子Ｐの動きの説明図である。
【００４６】
シンチレータ層１８は、入射した放射線を光（光子Ｐ）に変換する。図４に示す例では、図３と同様に、画素領域１６Ａに対応するシンチレータ層１８Ａは、入射した放射線を光子ＰＡに変換する。画素領域１６Ｂに対応するシンチレータ層１８Ｂは、入射した放射線を光子ＰＢに変換する。画素領域１６Ｃに対応するシンチレータ層１８Ｃは、入射した放射線を光子ＰＣに変換する。
【００４７】
各シンチレータ層１８Ａ〜シンチレータ層１８Ｃで変換された光子Ｐ（光子ＰＡ〜光子ＰＣ）は、中間層２５内を伝搬しても、画素間に設けられた反射防止部材２０によって反射が防止される。詳細には、図４に示すように、シンチレータ層１８Ｂで発生した光子ＰＢが中間層２５内で画素領域１６の配列方向に伝搬しても、画素間に配置されている反射防止部材２０に到達した時点で、反射が防止される。このため、光子Ｐは、対応する画素領域１６の周辺の画素領域１６では検出されず、光学的クロストークが抑制される。
【００４８】
このように、本実施の形態の光検出器１０では、反射防止部材２０を備える。このため、各シンチレータ層１８Ａ〜シンチレータ層１８Ｃで変換された光子Ｐが、中間層２５において、対応する画素領域１６以外の画素領域１６へと伝搬することが抑制される。
【００４９】
次に、本実施の形態の光検出器１０の製造方法を説明する。図５〜図１２は、光検出器１０の製造方法の一例を示す説明図である。なお、図６〜図１２は、図１及び図５のＢ−Ｂ’断面図である。また、図８〜図１２中、矢印Ｄで示す領域は、画素領域１６と画素領域１６との画素間に相当する。
【００５０】
図５は、光検出器１０の平面図である。画素領域１６毎に設けられた複数のＡＰＤ１４は、配線層３６を介して出力パッド（図示省略）に接続されている。なお、図５では、画素領域１６、ＡＰＤ１４、配線層３６以外の構成は図示を省略している。
【００５１】
複数のＡＰＤ１４は、半導体基板に対して半導体製造プロセスを施すことで一括して形成される。具体的には、まず、図６に示すように、Ｎ型半導体基板２８を用意する。次に、Ｎ型半導体基板２８に、エピタキシャル成長によりｐ−型半導体層１４Ａを形成する。そして、ｐ−型半導体層１４Ａの一部がｐ＋型半導体層１４Ｂとなるように、不純物（例えば、ボロン）を注入する。これによって、ｎ型半導体基板２８上に複数のＡＰＤ１４を形成する。各ＡＰＤ１４の、各ＡＰＤ１４の配列方向における長さ（矢印Ｘ方向または矢印Ｙ方向）は、例えば、８００μｍである。
【００５２】
次に、各ＡＰＤ１４が互いに電気的に干渉しないように、各ＡＰＤ１４の素子分離を行う。素子分離は、各ＡＰＤ１４の間の領域を、例えばＤｅｅｐ  Ｔｒｅｎｃｈ  Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ構造や不純物（例えば、リン）の注入によるチャネルストッパー構造とすることによって行う。素子分離により、各ＡＰＤ１４の間には、チャネルストッパー領域２８Ａが形成される。
【００５３】
この素子分離を行うときに、ｐ−型半導体層１４Ａのシンチレータ層１８を設ける側の面における、複数のＡＰＤ１４からなる画素領域１６と画素領域１６との画素間の領域がＳｉから構成されるように調整する。すなわち、チャネルストッパー領域２８Ａにおける、シンチレータ層１８の設けられる側の面が、Ｓｉから構成されるように調整する。
【００５４】
次に、複数のＡＰＤ１４を形成したｐ−型半導体層１４Ａ上に、絶縁層３０Ａを形成する。次に、絶縁層３０Ａにおける、各ＡＰＤ１４とＡＰＤ１４との間の領域（以下、不活性領域と称する）に、ＡＰＤ１４に直列に接続したクエンチ抵抗３２を形成する。
【００５５】
クエンチ抵抗３２は、各ＡＰＤ１４のｐｎ接合部において増幅された電荷の通り道となる。すなわち、クエンチ抵抗３２は、ＡＰＤ１４をガイガーモード駆動させるために必要である。例えば、１個の光子Ｐが入射してＡＰＤ１４がガイガー放電したときに、クエンチ抵抗３２による電圧降下によって、増幅作用が終端する。このため、ＡＰＤ１４では、パルス状の出力信号が得られる。光検出層１２では、各ＡＰＤ１４がこの働きをする。このため、複数のＡＰＤ１４においてガイガー放電が生じた場合は、１つのＡＰＤ１４の出力信号に対して、ガイガー放電したＡＰＤ１４の数倍の電荷量またはパルス波高値の出力信号が得られる。よって、出力信号からガイガー放電したＡＰＤ１４の数、すなわち光検出層１２に入射した光子Ｐの数が計測できるため、光子１個１個の光子計測が可能となる。
【００５６】
クエンチ抵抗３２には、例えば、ポリシリコンを用いる。
【００５７】
次に、絶縁層３０Ａにおける、反射防止部材２０と反射防止部材２１Ｂ（図６及び図７では図示省略）の形成対象領域をエッチングにより除去する。これによって、図７に示すように、絶縁層３０Ａ（図６参照）における、反射防止部材２０及び反射防止部材２１Ｂの形成対象領域が除去され、該形成対象領域以外の領域（絶縁層３０Ｂ参照）が残った状態となる。なお、図７中、点線Ｓで囲んだ領域は、実際には、ＡＰＤ１４とＡＰＤ１４との間の不活性領域に位置している。このため、点線Ｓで囲んだ領域は、実際には、図７における各ＡＰＤ１４と、該各ＡＰＤ１４より図７における奥側に隣接する他のＡＰＤ１４と、の間の不活性領域に配置されている。図８〜図１２においても同様である。
【００５８】
次に、ｐ−型半導体層１４Ａ及びＡＰＤ１４における、上記エッチングにより露出した領域（すなわち、反射防止部材２０及び反射防止部材２１Ｂの形成対象領域）に、絶縁層３０Ａを形成する。次に、これらの絶縁層３０Ａ及び絶縁層３０Ｂ上に、反射防止部材２０の構成材料によって反射防止層２１を形成する（図８参照）。例えば、反射防止層２１を、酸化膜上に窒化膜を積層することで形成する。
【００５９】
次に、反射防止層２１における、反射防止部材２０及び反射防止部材２１Ｂの形成対象領域以外の領域を除去することで、反射防止部材２０及び反射防止部材２１Ｂを形成する（図９参照）。反射防止部材２０は、画素間（図９中、領域Ｄ参照）に配置されている。各反射防止部材２０の、ＡＰＤ１４の配列方向における長さ（矢印Ｘ方向または矢印Ｙ方向）は、例えば、２００μｍである。反射防止部材２１Ｂは、各ＡＰＤ１４とＡＰＤ１４との間の不活性領域に配置されている。
【００６０】
次に、絶縁層３０Ｃを形成した後に、ＡＰＤ１４及びクエンチ抵抗３２を導通させるためのコンタクト層３４を形成する。そして、配線層３６Ａを形成し、コンタクト層３４を介してクエンチ抵抗３２と導通させる。
【００６１】
次に、図９に示す配線層３６Ａをパターニングする。これによって、図１０に示す配線層３６を形成する。次に、配線層３６及び絶縁層３０Ｃ上に、絶縁層３０Ｄを形成する。次に、図１１に示すように、Ｎ型半導体基板２８の裏面側に、電極層２６を形成する。電極層２６は、カソード電極として機能する。
【００６２】
次に、図１２に示すように、シンチレータ層１８を用意する。シンチレータ層１８は、各画素領域１６に対応する領域毎に反射部材２２によって分離されている。反射部材２２によって分離された、シンチレータ層１８の各画素領域１６に対応する領域の、画素領域１６Ａの配列方向における長さ（矢印Ｘ方向または矢印Ｙ方向）は、例えば、９００μｍである。また、反射部材２２の、反射防止部材２０に対向する対向面の幅は、例えば、１００μｍである。次に、反射部材２２によって各画素領域１６に対応する領域毎に分離されたシンチレータ層１８を、接着層２４を介して、絶縁層３０（絶縁層３０Ｄ、絶縁層３０Ｂ、絶縁層３０Ｃ）、に接合する。接着層２４の厚みは、例えば、５０μｍである。これによって、光検出器１０が製造される。
【００６３】
以上説明したように、本実施の形態の光検出器１０では、光検出層１２のシンチレータ層１８側の面における画素間に、反射防止部材２０を備える。このため、シンチレータ層１８で変換された光子Ｐが、光検出層１２とシンチレータ層１８との間の中間層２５内における多重反射によって画素領域１６の配列方向へと伝搬しても、画素間に配置されている反射防止部材２０に到達した時点で、反射が防止される。このため、光子Ｐは、対応する画素領域１６の周辺の画素領域１６では検出されず、光学的クロストークが抑制される。
【００６４】
従って、本実施の形態の光検出器１０では、中間層２５内における光子Ｐの多重反射により生じる、画素間における光学的クロストークの低減を図ることができる。
【００６５】
また、本実施の形態の光検出器１０では、光学的クロストークの低減を図ることができるので、各画素領域１６から出力される出力信号は、シンチレータ層１８における各画素領域１６に対応する領域から入射した光子Ｐの数に応じた信号となる。このため、光検出器１０による光子計測精度を大幅に向上させることができる。また、本実施の形態の光検出器１０を、ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）画像の取得に適用することで、空間分解能やエネルギー分解能の低減を解消することができる。
【００６６】
＜変形例１＞
上記実施の形態では、反射防止部材２０は、光検出層１２のシンチレータ層１８側の面において、各画素領域１６を囲むように連続して設けられている場合を説明した（図１参照）。しかし、反射防止部材２０は、光検出層１２のシンチレータ層１８側の面の画素間に設けられていればよく、図１に示す形態に限られない。
【００６７】
図１３は、本変形例の光検出器１０Ａを示す図である。図１３に示すように、反射防止部材２０は、光検出層１２のシンチレータ層１８側の面における画素間に、面方向に不連続に設けられていてもよい。なお、光検出器１０Ａは、反射防止部材２０の画素間における配置が異なる以外は、図１に示す光検出器１０と同様である。
【００６８】
＜変形例２＞
図２に示す例では、反射防止部材２０の幅は、画素間の幅と一致する場合を説明した。しかし、反射防止部材２０の幅は、画素間の幅未満であってもよい。
【００６９】
図１４は、本変形例の光検出器１０Ｂを示す図である。図１４に示すように、反射防止部材２０の幅（図１４中、幅Ｗ４参照）は、画素間の幅（図１４中、幅Ｗ５参照）未満であってもよい。なお、光検出器１０Ｂは、反射防止部材２０の画素間における位置が異なる以外は、図２に示す光検出器１０と同様である。
【００７０】
＜変形例３＞
図２に示す例では、反射防止部材２０の、光検出器１０の厚み方向（矢印Ｈ方向）における位置及び断面形状は、ＡＰＤ１４の受光面と一致する位置を含み、且つ該位置からシンチレータ層１８側に突出した矩形状である場合を説明した。しかし、反射防止部材２０の、光検出器１０の厚み方向（図２中、矢印Ｈ方向参照）における位置及び断面形状は、少なくともＡＰＤ１４の受光面と一致する領域を含む形状であればよく、図２に示す形態に限られない。
【００７１】
図１５は、本変形例の光検出器１０Ｃを示す図である。図１５に示すように、反射防止部材２０は、中間層２５の厚み方向（図１５中、矢印Ｈ方向参照）の一端から他端に渡って連続する矩形状であってもよい。すなわち、反射防止部材２０の厚み（図１５中、矢印Ｈ方向の長さ、厚みＨ２参照）と、中間層２５の厚み（図１４中、厚みＨ１参照）と、が一致していてもよい。すなわち、光検出層１２の第１面は反射防止部材２０に接し、且つ反射防止部材２０は、中間層２５を貫通する。なお、光検出器１０Ｃは、反射防止部材２０の厚み方向における位置及び断面形状が異なる以外は、図２に示す光検出器１０と同様である。
【００７２】
図１６は、本変形例の光検出器１０Ｄを示す図である。また、図１６に示すように、反射防止部材２０は、光検出器１０Ｄの厚み方向（図１６中、矢印Ｈ方向参照）における位置及び断面形状がＡＰＤ１４の受光面と一致する位置を含み、且つ、シンチレータ層１８側及び反シンチレータ層１８側の双方に向かって伸びた矩形形状であってもよい。すなわち、光検出層１２の第１面は反射防止部材２０を横切り、反射防止部材２０は、中間層２５に覆われている。なお、光検出器１０Ｄは、反射防止部材２０の厚み方向における位置及び断面形状が異なる以外は、図２に示す光検出器１０と同様である。
【００７３】
以上、本発明の実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態や変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７４】
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ  光検出器
１２  光検出層
１４  ＡＰＤ
１６  画素
１８  シンチレータ層
２０  反射防止部材
２２  反射部材
２５  中間層
３０  絶縁層
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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