(57)【要約】【課題】エネルギー分解能に優れた核医学診断装置及び核医学診断方法を提供することにある。【解決手段】核医学診断装置は、半導体素子Ｓと金属製の導電部材２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ、２３Ｂとを、導電性粒子及び樹脂バインダで構成される導電性接着材２４により接着してなる接着構造を有し、半導体素子Ｓにγ線が入射したときに発生する電荷が導電性接着材２４を介して導電部材２２Ａ、２２Ｂ，２３Ａ、２３Ｂから検出回路４０を通じて信号として取り出される構成と、γ線が入射したときに発生する電荷による電流よりも大きい電流を、少なくとも導電性接着材２４に流すための通電制御手段３０を備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機能素子である結晶素子の表面に離間して形成した第1及び第２の導電性薄膜それぞれに対して、外部との電気的接続を行なうための導電部材を少なくとも２つ設け、導電性粒子及びバインダで構成される導電性接着材により、前記第1及び第２の導電性薄膜それぞれに対し、前記少なくとも２つの導電部材と前記第1又は第２の導電性薄膜とを接着してなる接着構造を有することを特徴とする結晶素子組み立て体。
【請求項２】
機能素子である結晶素子の対向する２面に第1及び第２の導電性薄膜形成した単位と、
前記単位を前記第1の導電性薄膜同士及び前記第２の導電性薄膜同士を向き合わせ、前記第1及び第２の導電性薄膜それぞれに対して、外部との電気的接続を行なうための導電部材を少なくとも２つ設けて、積層し、
導電性粒子及びバインダで構成される導電性接着材により前記導電部材と前記第1及び第２の導電性薄膜それぞれに対し前記少なくとも２つの導電部材と前記第1又は第２の導電性薄膜とを接着してなる接着構造を有することを特徴とする結晶素子組み立て体。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の結晶素子組み立て体を用い、
前記第１の導電性薄膜、前記結晶素子、及び前記第２の導電性薄膜が電流路となる前記導電部材の第１の通電状態と、前記第１及び第２の導電性薄膜の１つの導電性薄膜上の前記接着構造間が電流路となる前記導電部材の第２の通電状態と、を切り替え可能な通電制御手段を、組み合わせたことを特徴とする結晶素子組み立て体用の電気回路。
【請求項４】
前記通電制御手段は、
前記第1の通電状態にさせて、前記結晶素子が機能素子として作用したときに発生する電荷を、前記第1及び第２の導電性薄膜に接続した前記導電部材から電気信号として取り出し、
前記第２の通電状態にさせて、前記機能素子として作用したときに発生する電荷による電気信号の電流よりも大きい電流が、１つの前記導電性薄膜上の前記接着構造間に流されるようにすることを特徴とする請求項３記載の結晶素子組み立て体用の電気回路。
【請求項５】
前記結晶素子は半導体結晶よりなり、
前記結晶素子組み立て体は半導体放射線検出器を構成することを特徴とする請求項４に記載の結晶素子組み立て体用の電気回路。
【請求項６】
前記導電部材は金属材料からなるプレートであることを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の結晶素子組み立て体用の電気回路。
【請求項７】
前記導電部材は電気的に絶縁性の材料からなるプレートの表面に形成された少なくとも２つの導電性領域であって、かつ、前記少なくとも２つの導電性領域は電気的に互いに分離して形成されていることを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の結晶素子組み立て体用の電気回路。
【請求項８】
プレートの材質が樹脂材料であることを特徴とする請求項７に記載の結晶素子組み立て体用の電気回路。
【請求項９】
請求項３から請求項８までのいずれか1項に記載された結晶素子組み立て体用の電気回路を用いたことを特徴とする核医学診断装置。
【請求項１０】
請求項１又は請求項２に記載の結晶素子組み立て体を用い、
前記第１の導電性薄膜、前記結晶素子、及び前記第２の導電性薄膜が電流路となる前記導電部材の第１の通電状態と、前記第１及び第２の導電性薄膜の１つの導電性薄膜上の前記接着構造間が電流路となる前記導電部材の第２の通電状態と、を切り替え可能な通電制御手段を、組み合わせた結晶素子組み立て体用の電気回路における通電制御方法であって、
前記通電制御手段は、
前記第1の通電状態にさせて、前記結晶素子が機能素子として作用したときに発生する電荷を、前記第1及び第２の導電性薄膜に接続した前記導電部材から電気信号として取り出し、
前記第２の通電状態にさせて、前記機能素子として作用したときに発生する電荷による電気信号の電流よりも大きい電流が、１つの前記導電性薄膜上の前記接着構造間に流されるように制御することを特徴とする結晶素子組み立て体用の電気回路における通電制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、結晶素子を機能素子として用いるために外部の電気回路と接続するための導電部材を電気的に接続した結晶素子組み立て体と、その結晶素子組み立て体における導電部材と結晶素子との電気的導通を良好に維持するための結晶素子組み立て体用の電気回路と、この結晶素子組み立て体を放射線検出器として用いた核医学診断装置、及び結晶素子組み立て体用の電気回路の通電制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、放射線計測技術を医療分野に応用した装置として、ガンマカメラ、単光子放出型断層撮影装置（ＳＰＥＣＴ（(Single Photon Emission Computed Tomography）装置）、及び陽電子放出型断層撮影装置（ＰＥＴ（Positron Emission Tomography）装置）のような核医学診断装置が知られている。これらの装置で使用されている放射線検出器は、シンチレータと光電子増倍管とを組み合わせたものがほとんどである。一方、放射線検出器としてシンチレータではなく、半導体を用いることが、例えば、特許文献１に記載されている。
このような半導体放射線検出器では、半導体素子の結晶に入射したγ線による光電効果で電子と正孔とが生成し、それを外部から印加した電圧により生じる電界で移動させて、電荷を外部に取り出すようになっており、この電荷量が放射線のエネルギーに比例するので、電荷量を正確に測定することで放射線のエネルギーを正確に知ることができる。そのため半導体はシンチレータと光電子増倍管との組み合わせよりも正確に放射線のエネルギーを測定することができるという利点を有する。
【０００３】
ところで、放射線、とりわけγ線を検出するための半導体として、ガンマカメラ、ＳＰＥＣＴ装置、ＰＥＴ装置などの核医学診断装置で使用するγ線を感度よく測定するという点で実効原子番号が大きく、又、取扱いの点で室温動作可能であるテルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）やテルル化亜鉛カドミウム（ＣｄＺｎＴｅ）を使用する方法が知られている。ここで、シリコンやゲルマニウムも用いられるが、これらは、Ｘ線の検出に使用されることが多い。核医学診断に用いられる放射性物質としては、例えば、テクネチウムやフッ素１８が知られており、これらはエネルギーが１４１ｋｅＶあるいは５１１ｋｅＶであるので透過力が高い。そのため、原子番号が大きい物質を放射線検出器に使用するほうが、γ線を多く吸収して信号とするのに有利である。この点、ＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅは、平均の原子番号が大きいのでγ線の吸収能力に優れているという利点が得られる。
【０００４】
ＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅなどの半導体結晶を放射線検出器の放射線検出素子として使用する場合、半導体結晶にアノード電極とカソード電極を設ける。アノード電極とカソード電極には通常、導電性薄膜が用いられ、更に、アノード電極及びカソード電極を外部回路と接続するために導電部材がアノード電極及びカソード電極に接続される。このときＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅは、結晶が脆く、耐熱性が不十分であることから、ＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅの半導体結晶に蒸着やスパッタリングにより形成したアノード電極及びカソード電極と導電部材とを接続する場合に、接合部材として導電性接着材が用いられる。
【０００５】
導電性接着材は、エポキシなどの樹脂バインダにフィラーと称される銀など導電性物質のフレーク（導電性粒子）を配合したもので、樹脂の硬化処理時に樹脂が収縮することでフィラー同士が接触して導電性を発現させるものである。そのため導電性接着材による接合は、例えば、ハンダと銅との接続関係などとは異なり、むしろ点接点に近いものである。
一方、ＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅ等の半導体結晶を用いた放射線検出素子には、放射線測定時には通常、数十〜数百ボルト程度のバイアス電圧を印加し、そのとき放射線検出素子にはナノアンペア前後の暗電流が流れ、例えば、γ線が入射したときには数十〜数百ナノアンペアのパルス電流信号が暗電流に重畳して一瞬流れる。
【特許文献１】特開２００４−３１７１４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
実際に導電部材とＣｄＴｅの半導体結晶の対向する面にアノード電極及びカソード電極の導電性薄膜を形成し、それを単位としてアノード電極同士及びカソード電極同士を向き合わせ、アノード電極同士の間及びカソード電極同士の間に導電部材を介設し、アノード電極及びカソード電極と導電部材とは導電性接着材で接着して、前記単位を積層し、半導体放射線検出器を製作した。しかしながら、この製作した半導体放射線検出器を数ヶ月にわたって実験的に使用したところ、一部の半導体放射線検出器において、検出信号のノイズが増し、エネルギー分解能等の低下を生じた。
これは、長期間の使用により導電部材とアノード電極及びカソード電極とを接着している導電性接着材の収縮力の低下やフィラーの導電性物質の酸化などによって、導通が不安定になることに起因すると推察された。
【０００７】
一方、放射線の入力によって、半導体放射線検出器に生じる電荷は、数フェムトクーロンから数十フェムトクーロンの微小なものであり、電流値としてはマイクロアンペアに満たない程度である。このため、このような弱い信号が導通性の不安定な部分を通過する際に、信号にひずみが生じる可能性があり、それが半導体放射線検出器の劣化として現われ、エネルギー分解能の低下に至るおそれもあった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、測定時に電気的導通が良好な結晶素子組み立て体とそのための電気回路と、この結晶素子組み立て体を放射線検出器として用いた安定なエネルギー分解能に優れた核医学診断装置、及び結晶素子組み立て体用の電気回路の通電制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記した目的を達成するため、本願の第１の発明の結晶素子組み立て体は、機能素子である結晶素子の表面に離間して形成した第1及び第２の導電性薄膜それぞれに対して、外部との電気的接続を行なうための導電部材を少なくとも２つ設け、導電性粒子及びバインダで構成される導電性接着材により、第1及び第２の導電性薄膜それぞれに対し、少なくとも２つの導電部材と第1又は第２の導電性薄膜とを接着してなる接着構造を有することを特徴とする。
【００１０】
本願の第２の発明は、前記第１の発明の結晶素子組み立て体を用い、第１及び第２の導電性薄膜の１つの導電性薄膜上の２つの接着構造間が電流路となる導電部材の第1の通電状態と、第１の導電性薄膜、結晶素子、及び第２の導電性薄膜が電流路となる導電部材の第２の通電状態とを選択可能な通電制御手段を、組み合わせたことを特徴とする。
【００１１】
本願の第３の発明は、前記第１の発明の結晶素子組み立て体を放射線検出器として用い、放射線測定時には通電制御手段に第1の通電状態を選択させて、結晶素子が放射線検出素子として作用したときに発生する電荷を、第1及び第２の導電性薄膜に接続した導電部材から電気信号として取り出し、放射線を測定していないときには第２の通電状態を選択させて、放射線検出素子として作用したときに発生する電荷による電気信号の電流よりも大きい電流が、１つの導電性薄膜上の前記接着構造間に流されるようにすることを特徴とする。
【００１２】
第１から第３の発明によれば、通電制御手段が第２の通電状態を選択したときに流れる大きい電流によって、接着構造部分の導電性接着材の導電性粒子を再度結合したり、導電性接着材に形成された酸化膜を破壊したりすることができ、導電性接着材の導通性を安定化させることができる。
又、第３の発明によれば、放射線測定のために放射線検出素子に電圧を印加する前に通電制御手段による第２の通電状態による通電を行うことで、導通不安定による故障発生を効果的に抑制することができ、長期間にわたって放射線検出の性能を維持することができる。
なお、本発明は結晶素子組み立て体用の電気回路の通電制御方法を含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、測定時に電気的導通が良好な結晶素子組み立て体とそのための電気回路と、この結晶素子組み立て体を放射線検出器として用いた安定なエネルギー分解能に優れた核医学診断装置、及び結晶素子組み立て体用の電気回路の通電制御方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明の好適な実施形態であるＰＥＴ装置を例に、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
《半導体放射線検出器の第１の例》
先ず、本実施形態で用いられる半導体放射線検出器の詳細な構成について説明する。
図１の（ａ）は本実施形態の半導体放射線検出器の第１の例の斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＦ矢視図である。半導体放射線検出器（結晶素子組み立て体）２１Ａは、半導体素子（結晶素子）Ｓの表面に、離間して２つの薄い膜状の電極Ａ，Ｃ（導電性薄膜）が形成された半導体放射線検出素子２１１と、前記電極Ａ，Ｃに接続された導電部材２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂとから構成されている。
【００１５】
半導体放射線検出素子２１１は、図１の（ａ）に示すように、板状の半導体材料によって構成された半導体素子Ｓに、その両側面の全面にわたって、スパッタリングや蒸着法等により薄い膜状の電極が形成されている。一方の面に形成された電極がアノード電極（第１の導電性薄膜）Ａであり、他方の面に形成された電極がカソード電極（第２の導電性薄膜）Ｃである。
【００１６】
半導体素子Ｓは、放射線と相互作用を及ぼして電荷を生成する領域であり、ＣｄＴｅ，ＣｄＺｎＴｅ，ＧａＡｓ等のいずれかの単結晶で形成されている。又、カソード電極Ｃ、アノード電極Ａは、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、インジウム（Ｉｎ）等のいずれかの材料が用いられる。第１の例の半導体放射線検出器では、半導体放射線検出素子２１１は、例えば、半導体素子ＳにＣｄＴｅを用い、Ｐｔを主成分とするカソード電極Ｃ、Ｉｎを主成分とするアノード電極Ａを用い、ｐｎ接合ダイオードを形成している。
なお、ここではアノード電極Ａ、カソード電極Ｃの呼称は、放射線検出器２１Ａとして使用するときに印加される高圧電源により、半導体素子Ｓ内で発生した電子が収集される側の電極をアノード電極Ａ、正孔が収集される側の電極をカソード電極Ｃとする。
【００１７】
図１の（ａ）に示すようにカソード電極Ｃに対して２つの板状の導電部材２２Ａ，２２Ｂが平行に距離を置いて導電性接着材２４により固定され取り付けられている。同様に、アノード電極Ａに対しても２つの板状の導電部材２３Ａ，２３Ｂが平行に導電性接着材２４により固定され取り付けられている。導電部材２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂは配線基板１１３の取り付け面に直交する状態で、例えば、ハンダ１１５により配線基板１１３上の銅箔パターンに電気的接続させて固定される。
なお、導電部材２２Ａは配線基板１１３上の銅箔パターンの配線ＣＰに、導電部材２２Ｂは配線基板１１３上の銅箔パターンの配線１１１Ａに、導電部材２３Ａは配線基板１１３上の銅箔パターンの配線ＡＰに、導電部材２３Ｂは配線基板１１３上の銅箔パターンの配線１１１Ｂに接続される。
【００１８】
導電性接着材２４としては、例えば、フィラーと称する金属粉（銀）などのフレーク（導電性粒子）を有機高分子材料、例えば、エポキシ樹脂からなる絶縁性の樹脂バインダ（バインダ）中に分散したものが用いられる。通常、半導体放射線検出素子２１１と導電部材２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂとを導電性接着材２４により接着する際には、導電性接着材２４を硬化させるために、およそ１２０〜１５０℃の高温の熱処理にて行われる。このような成分の導電性接着材２４は、樹脂の硬化処理時に樹脂が収縮することでフィラー同士が接触して導電性を発現する。
【００１９】
導電部材２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂは、例えば、銅合金から形成される平板状の部材である。ここでは、銅合金としてりん青銅を用いることとする。
なお、半導体放射線検出器２１Ａは、請求項１に記載の結晶素子組み立て体に対応する。
【００２０】
《半導体放射線検出器の第２の例》
次に、半導体放射線検出器の第２の例の詳細な構成について説明する。
半導体放射線検出器の第１の例と同じ構成については同じ符号とし、重複する説明を省略する。
図２の（ａ）は本実施形態の半導体放射線検出器の第２の例の斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＦ矢視図である。本例の半導体放射線検出器（結晶素子組み立て体）２１Ｂは、半導体素子（結晶素子）Ｓの表面に、その両側面の全面にわたって、スパッタリングや蒸着法等により薄い膜状の電極（導電性薄膜）が形成された半導体放射線検出素子２１１と、樹脂プレート５１Ａ，５１Ｂとから構成されている。
【００２１】
図２の（ａ）に示すようにカソード電極Ｃに対して、板状の樹脂プレート５１Ａのカソード電極Ｃ側の面に、電気的に分離して銅箔パターン（導電性領域）５２Ａ，５２Ｂが形成され、それぞれ導電性接着材２４によりカソード電極Ｃと電気的に接続されている。同様に、アノード電極Ａに対して、板状の樹脂プレート５１Ｂのアノード電極Ａ側の面に、電気的に分離して銅箔パターン５２Ａ，５２Ｂが形成され、それぞれ導電性接着材２４によりアノード電極Ａと電気的に接続されている。
【００２２】
なお、図２の（ｂ）に示すように樹脂プレート５１Ａ，５１Ｂの端部は、コネクタ５３Ａの１対の差込孔５３ａそれぞれに差込まれる。各差込孔５３ａ内部には、図２の（ｂ）からは分からないが、２つの嵌合端子５３ｂが設けられ、それぞれが個別に銅箔パターン５２Ａ，５２Ｂと接続する。樹脂プレート５１Ａの銅箔パターン５２Ａは図示しないが配線基板１１３の銅箔パターンの前記した配線ＣＰに、樹脂プレート５１Ａの銅箔パターン５２Ｂは配線基板１１３の銅箔パターンの前記した配線１１１Ａに、樹脂プレート５１Ｂの銅箔パターン５２Ａは配線基板１１３の銅箔パターンの配線ＡＰに、樹脂プレート５１Ｂの銅箔パターン５２Ｂは配線基板１１３の銅箔パターンの配線１１１Ｂに接続される。
なお、半導体放射線検出器２１Ｂは、請求項１に記載の結晶素子組み立て体に対応する。
【００２３】
《半導体放射線検出器の第３の例》
次に、本実施形態の半導体放射線検出器の第３例の詳細な構成について説明する。
図３の（ａ）は本実施形態の半導体放射線検出器の第３例の斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＦ矢視図である。半導体放射線検出器の第１の例と同じ構成については同じ符号とし、重複する説明を省略する。
本例の半導体放射線検出器２１Ｃは、図３に示すように４個の半導体放射線検出素子２１１を、カソード電極Ｃ同士及びアノード電極Ａ同士が互いに向き合うように配置し、導電部材２２Ａ，２２Ｂと導電部材２３Ａ，２３Ｂとを交互に半導体放射線検出素子２１１同士の間に配置し、積層した積層体からなる。
【００２４】
カソード電極Ｃ同士の間には導電部材２２Ａと導電部材２２Ｂの対を、距離Ｌをおいて介設し、アノード電極Ａ同士の間に導電部材２３Ａと導電部材２３Ｂの対を、距離Ｌをおいて介設する。そして、半導体放射線検出器２１Ｃの積層体の最外側のカソード電極Ｃには、導電部材２２Ａと導電部材２２Ｂの対を、距離Ｌをおいて配置してある。
導電部材２２Ａ，２２Ｂとカソード電極Ｃとの互いの対向面の間は、導電性接着材２４により電気的に接続され、又、固定される。同様に導電部材２３Ａ，２３Ｂとアノード電極Ａとの互いの対向面の間は、導電性接着材２４により電気的に接続され、又、固定される。
【００２５】
導電部材２２Ａ，２２Ｂ及び導電部材２３Ａ，２３Ｂはそれぞれ、ほぼ長方形をしており、半導体放射線検出素子２１１の各電極Ａ，Ｃの面を覆う高さ方向の幅よりも大きく形成されている。又、導電部材２２Ａ，２２Ｂの対、及び導電部材２３Ａ，２３Ｂの対の横幅は、間隙部の距離Ｌを含めて、半導体放射線検出素子２１１の各電極面を覆う横方向の幅よりも大きく形成されている。
なお、導電部材２２Ａ，２２Ｂの対、導電部材２３Ａ，２３Ｂの対、それぞれの大きさは、高さ方向の幅、間隙部の距離Ｌを含めた横方向の幅とも半導体放射線検出素子２１１と同じ大きさであっても差し支えない。
【００２６】
又、導電部材２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂの厚さは、１０μｍから１００μｍ程度で、主に５０μｍ程度が望ましい。このような導電部材２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂは、半導体放射線検出素子２１１に取り付けられた状態で、図３の（ａ）に示すように、半導体放射線検出素子２１１よりも下側（配線基板１１３側）に垂下される突出部２２ａ，２３ａを有する。突出部２２ａ，２３ａは、半導体放射線検出器２１Ｃを配線基板１１３に取り付ける固定部として機能する。
導電部材２２Ａの突出部２２ａは配線基板１１３上に設けられたカソード電極Ｃ用の銅箔パターンの配線ＣＰに接続され、導電部材２２Ｂの突出部２２ａは配線基板１１３上に設けられたカソード電極Ｃ用の銅箔パターンの配線１１１Ａに接続される。導電部材２３Ａの突出部２３ａは配線基板１１３上に設けられたアノード電極Ａ用の銅箔パターンの配線ＡＰに接続され、導電部材２３Ｂの突出部２３ａは配線基板１１３上に設けられたアノード電極Ａ用の銅箔パターンの配線１１１Ｂに接続される。
【００２７】
又、半導体放射線検出器２１Ｃは、これらの突出部２２ａ，２３ａによって、配線基板１１３上に非密着状態に、つまり、配線基板１１３との間に半導体放射線検出素子２１１が所定の隙間を有する状態に取り付けられる。
なお、半導体放射線検出器２１Ｃは、請求項２に記載の結晶素子組み立て体に対応する。
【００２８】
《半導体放射線検出器の第４の例》
次に、本実施形態の半導体放射線検出器の第４の例の詳細な構成について説明する。
図４の（ａ）は本実施形態の半導体放射線検出器の第４の例の斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＦ矢視図である。半導体放射線検出器の第３の例と同じ構成については同じ符号とし、重複する説明を省略する。
本例の半導体放射線検出器２１Ｄは、図４に示すように４個の半導体放射線検出素子２１１を、カソード電極Ｃ同士及びアノード電極Ａ同士が互いに向き合うように配置し、樹脂プレート５１Ａ，５１Ａ’と樹脂プレート５１Ｂとを交互に半導体放射線検出素子２１１同士の間に配置し、積層した積層体からなる。
カソード電極Ｃ同士の間には樹脂プレート５１Ａを介設し、アノード電極Ａ同士の間には樹脂プレート５１Ｂを介設する。そして、半導体放射線検出器２１Ｄの積層体の最外側のカソード電極Ｃには、樹脂プレート５１Ａ’を配置してある。
樹脂プレート５１Ａ，５１Ａ’のカソード電極Ｃとの対向面には、電気的に分離して銅箔パターン５２Ａ，５２Ｂが形成され、それぞれ導電性接着材２４によりカソード電極Ｃに電気的に接続されている。
同様に樹脂プレート５１Ｂのアノード電極Ａとの対向面には、電気的に分離して銅箔パターン５２Ａ，５２Ｂが形成され、それぞれ導電性接着材２４によりアノード電極Ａに電気的に接続されている。
【００２９】
樹脂プレート５１Ａ，５１Ａ’，５１Ｂは、それぞれ、ほぼ長方形をしており、半導体放射線検出素子２１１の各電極面を覆う高さ方向の幅及び横方向の幅よりもそれぞれ大きく形成されている。
なお、樹脂プレート５１Ａ，５１Ａ’，５１Ｂそれぞれの大きさは、半導体放射線検出素子２１１と同じ大きさであっても差し支えない。
【００３０】
このような樹脂プレート５１Ａ，５１Ａ’，５１Ｂは、半導体放射線検出素子２１１に取り付けられた状態で、図４の（ａ）に示すように、半導体放射線検出素子２１１よりも下側（配線基板１１３側）に垂下される突出部５１ａを有する。
なお、図４の（ｂ）に示すように樹脂プレート５１Ａ，５１Ａ’，５１Ｂの突出部５１ａは配線基板１１３上に設けられたコネクタ５３Ｂ，５３Ｂ’の差込孔５３ａそれぞれに差込まれる。
【００３１】
コネクタ５３Ｂ、とコネクタ５３Ｂ’は、差込孔５３ａの数が３個と２個と異なっているだけで、本質的には同じ構造である。コネクタ５３Ｂ，５３Ｂ’の各差込孔５３ａ内部には、図４の（ｂ）からは分からないが、２つの嵌合端子５３ｂが設けられ、それぞれが個別に銅箔パターン５２Ａ，５２Ｂと接続する。樹脂プレート５１Ａ，５１Ａ’の銅箔パターン５２Ａは図示しないが配線基板１１３の銅箔パターンの配線ＣＰに、樹脂プレート５１Ａ，５１Ａ’の銅箔パターン５２Ｂは配線基板１１３の銅箔パターンの配線１１１Ａに、樹脂プレート５１Ｂの銅箔パターン５２Ａは配線基板１１３の銅箔パターンの配線ＡＰに、樹脂プレート５１Ｂの銅箔パターン５２Ｂは配線基板１１３の銅箔パターンの配線１１１Ｂに、それぞれ、前記嵌合端子５３ｂを介して接続される。
又、半導体放射線検出器２１Ｄは、これらの突出部５１ａによって、配線基板１１３上に非密着状態に、つまり、配線基板１１３との間に半導体放射線検出素子２１１が所定の隙間を有する状態に取り付けられる。
なお、半導体放射線検出器２１Ｄは、請求項２に記載の結晶素子組み立て体に対応する。
【００３２】
ここで、第１から第４の例の半導体放射線検出器２１のγ線検出特性について説明する。特に、第３、第４の例の半導体放射線検出器２１Ｃ、２１Ｄについて説明する。
先ず、半導体素子Ｓの厚さｔ（図３の（ｂ）、図４（ｂ）参照）が厚い場合及び薄い場合における信号の立ち上がり時間と波高値曲線との関係について説明する。カソード電極Ｃとアノード電極Ａの間に印加するｐｎ接合の逆方向バイアス電圧が同じ値では、厚さｔが薄い半導体素子Ｓの方が波高値の上昇（立ち上がり）は速く、波高値の精度（エネルギー分解能）が高くなる。波高値の上昇速度が速いと、例えば、後記するＰＥＴ撮像装置１（図７参照）における同時計測の精度（同時計数分解能）が向上する。厚さｔの薄い半導体素子Ｓが波高値の上昇速度が速くなると共に、エネルギー分解能が高くなる（電荷の収集効率がよくなる）のは、電子がアノード電極Ａに到達する時間、及び正孔がカソード電極Ｃに到達する時間が短縮される、すなわち電荷の収集時間が短くなるからである。又、途中で消滅するおそれのあった正孔が、厚さｔが薄い分、消滅しないでカソード電極Ｃに到達できるからである。ちなみに、厚さｔは、カソード電極Ｃとアノード電極Ａとの間の電極間距離と表現することもできる。
【００３３】
又、半導体素子Ｓの厚さ（電極間距離）ｔは、０．２ｍｍ〜２．０ｍｍが好ましい。これは、厚さｔが２．０ｍｍを超えると、波高値の上昇速度が遅くなると共に、波高値の最高値も低くなるからである。仮に、厚さｔを厚くしたとしても、逆方向バイアス電圧を上げ、半導体放射線検出素子２１１内の厚さｔ方向の電界強度を高めることによって、電子及び正孔の移動速度を上げることができるので、電子及び正孔が該当する電極に到達する時間を短くすることが可能ではある。
しかしながら、印加する逆方向バイアス電圧の増加は、直流高圧電源の大型化、及び配線基板１１３の内部等での絶縁破壊を招く弊害があるので好ましくない。一方、厚さが０．２ｍｍより小さくなると電極（カソード電極Ｃ、アノード電極Ａ）の厚み（体積）が相対的に増加する。これでは、放射線と相互作用を起こす肝心の半導体素子Ｓの割合が少なくなってしまう。つまり、半導体素子Ｓの厚さｔを薄くするとγ線と相互作用を起こさない、すなわちγ線を検出しない電極（アノード電極Ａ及びカソード電極Ｃ）の厚みが相対的に増し、その一方で、γ線と相互作用を起こす半導体素子Ｓの割合が相対的に減り、結果としてγ線を検出する感度が低くなる。
【００３４】
又、厚さｔが薄いと、半導体放射線検出素子２１１の一つ当りの静電容量が大きくなる。この静電容量は後記する後段の信号処理回路（ＡＳＩＣ）から見て入力容量成分に相当するため、この入力容量が大きいほど、信号処理回路において雑音が生じやすく、エネルギー分解能や同時計数分解能を劣化させやすい。
更に、一つの半導体放射線検出器２１Ｃ，２１Ｄ当たりの検出感度をある程度確保するために、半導体放射線検出素子２１１を並列配置して実効的に半導体放射線検出器２１Ｃ，２１Ｄの体積を確保しているので、厚さｔが薄いほど並列配置する素子数を増やさなければならない。この結果、半導体放射線検出器２１Ｃ，２１Ｄの一つ当たりの静電容量が相乗的に増加し、ＰＥＴ撮像装置１（図７参照）における性能劣化（エネルギー分解能の劣化に起因するＰＥＴ画像コントラストの劣化や、同時計数分解能劣化に起因する検査時間の増加や画質の劣化など）を招く恐れがある。このため、前記厚さｔが好ましい。
【００３５】
《結晶素子組み立て体の用の電気回路》
次に図５を参照しながら本発明の結晶素子組み立て体用の電気回路について説明する。図５は本実施形態に係る核医学診断装置に適用される半導体放射線検出器とその周辺回路の構成と作用を説明するための原理説明のための模式図である。
ここで、図５中で代表的に表示した半導体放射線検出器２１は、前記した第1から第４の例の半導体放射線検出器２１Ａ〜２１Ｄのいずれでも良いが、図を簡略化するために半導体放射線検出器２１Ａの構成例で表示してある。
なお、核医学診断装置には半導体放射線検出器２１が多数組み込まれるが、その一つで代表的に説明する。
【００３６】
各半導体放射線検出器２１の各半導体放射線検出素子２１１のアノード電極Ａには高圧電源２７から＋電圧が印加される。このとき、導電部材２３Ａは高圧電源２７の＋極と前記した配線ＡＰを介して接続され、導電部材２３Ｂは高圧電源２７の＋極とコイル３５、及び前記した配線１１１Ｂを介して接続される。
なお、導電部材２３Ａ、２３Ｂは前記した導電性接着材２４によりアノード電極Ａに電気的に接続され、導電部材２２Ａ、２２Ｂは前記した導電性接着材２４によりカソード電極Ｃに電気的に接続されている。
【００３７】
半導体放射線検出器２１の各半導体放射線検出素子２１１のカソード電極Ｃは1つの半導体放射線検出器２１毎に用意される検出回路４０に接続される。このとき、導電部材２２Ａは前記した配線ＣＰを介して抵抗器４１及びコンデンサ４３に接続され、更にコンデンサ４３の後段の前置増幅器４５に続く。前置増幅器４５の後段には、ファースト系、スロー系等の信号処理回路が接続するが、公知の技術であるので詳細な説明は省略する。前記抵抗器４１は、導電部材２２Ａと接続した反対側が接地される。
又、導電部材２２Ｂは前記した配線１１１Ａ、コイル３５を介して抵抗器４１及びコンデンサ４３に接続される。
なお、コンデンサ４３の半導体放射線検出器２１側の端子は抵抗器４１を介して接地される。又、前置増幅器４５の入力側端子と出力側端子の間には並列にコンデンサ４６、抵抗器４７が接続される。
【００３８】
図５においては、コイル３５，３５の近くには本発明の結晶素子組み立て体用の電気回路の作用原理を説明するために透磁率の高い材質で構成されたコの字型のヨーク材３４の両端部が配置されている。ヨーク材３４には励磁コイル３３が巻かれ、励磁コイル３３にはオンオフスイッチ（図５ではオンオフＳＷと表示）３７により供給がオンオフ制御される交流電源３１が接続されている。
ここで、交流電源３１、励磁コイル３３、ヨーク材３４、コイル３５、オンオフスイッチ３７が請求項に記載の通電制御手段３０に対応する。
ちなみに、ヨーク材３４は必ずしも、半導体放射線検出器２１毎に必要ではなく、コイル３５に交流電圧を誘起すれば良く、励磁コイル３３が発生する磁束がコイル３５を通過するように配置するだけでも良い。
【００３９】
半導体放射線検出器２１でγ線を測定する場合は、オンオフスイッチ３７をオフ状態にすると、コイル３５には交流電圧が誘起されず（第１の通電状態）、半導体素子Ｓにγ線が入射して光電効果等による電子と正孔を生じると、高圧電源２７からの印加電圧により、電子はアノード電極Ａに、正孔はカソード電極Ｃに移動し、検出回路４０にパルス電流が流れる。
【００４０】
導電性接着材２４の通電性を維持するためには、放射線検出器２１でγ線を測定しない場合に、オンオフスイッチ３７をオン状態にすると、コイル３５には交流電圧が誘起され（第２の通電状態）、カソード電極Ｃ側では、コイル３５から配線ＣＰ、導電部材２２Ａ、導電性接着材２４、カソード電極Ｃ、導電性接着材２４、導電部材２２Ｂ、配線１１１Ａを経てコイル３５に戻る閉じた回路で交流電流が流れる。同様にアノード電極Ａ側では、コイル３５から配線ＡＰ、導電部材２３Ａ、導電性接着材２４、アノード電極Ａ、導電性接着材２４、導電部材２３Ｂ、配線１１１Ｂを経てコイル３５に戻る閉じた回路で交流電流が流れる。この励磁コイル３３による導電性接着材２４に流す電流は、γ線測定時に流れる数十〜数百ナノアンペアより大きい数マイクロアンペア程度を流せば十分である。
【００４１】
この結果、導電性接着材２４に酸化膜が生じていてもそれを破壊して導電性接着材２４の導通性を良好にするに十分な電流値が容易に確保でき、しかも、半導体素子Ｓにはこの交流通電による電流が流れないので、半導体素子Ｓが劣化するのを防止できる。
又、前記したように導電性接着材２４にγ線測定時の電流より大きな電流を流すとき、半導体素子Ｓには電流を流さないで済むので、過大な電流が半導体素子Ｓに流れなくする電流値制限のための特別の回路を必要としない。
【００４２】
図６に比較例の半導体放射線検出器の斜視図を示す。この比較例の半導体放射線検出器２３１では、図６に示すように４個の半導体放射線検出素子２１１を、カソード電極Ｃ同士及びアノード電極Ａ同士が互いに向き合うように配置し、導電部材２３３と導電部材２３５とを交互に半導体放射線検出素子２１１同士の間に配置し、積層した積層体からなる。
【００４３】
カソード電極Ｃ同士の間には導電部材２３３を、アノード電極Ａ同士の間には導電部材２３５を、それぞれ介設する。そして、半導体放射線検出器２３１の積層体の最外側のカソード電極Ｃには、導電部材２３３を配置してある。
導電部材２３３とカソード電極Ｃとの互いの対向面の間は、導電性接着材２４により複数箇所で電気的に接続され、又、固定される。同様に導電部材２３５とアノード電極Ａとの互いの対向面の間は、導電性接着材２４により複数箇所電気的に接続され、又、固定される。
【００４４】
このような導電部材２３３，２３５は、半導体放射線検出素子２１１に取り付けられた状態で、図６に示すように、半導体放射線検出素子２１１よりも下側（配線基板１１３側）に垂下される２つの突出部２３３ａ，２３３ａ、と突出部２３５ａ，２３５ａを有する。突出部２３３ａ，２３５ａは、半導体放射線検出器２３１を配線基板１１３に取り付ける固定部として機能する。導電部材２３３の突出部２３３ａ，２３３ａは配線基板１１３上に設けられたカソード電極Ｃ用の銅箔パターンの配線ＣＰに接続され、導電部材２３５の突出部２３５ａ，２３５ａは配線基板１１３上に設けられたアノード電極Ａ用の銅箔パターンの配線ＡＰに接続される。
【００４５】
このような比較例に示したような構造の半導体放射線検出器２３１を図５における半導体放射線検出器２１の代わりに配線接続しても、図５における導電部材２２Ａと導電部材２２Ｂがつながった１枚の導電部材２３３、図５における導電部材２３Ａと導電部材２３Ｂがつながった１枚の導電部材２３５と置き換わった電気接続となる。この場合、励磁コイル３３を交流励磁してコイル３５に交流電気が誘起されても、その電流の流れはカソード電極Ｃ側では、コイル３５から配線ＣＰ、導電部材２３３、配線１１１Ａを経てコイル３５に戻る閉じた回路が主な流れとなり、二箇所の導電部材２３３、導電性接着材２４、アノード電極Ａを通る電流の流れが生じない。これはアノード電極Ａ側でも同じである。
導電部材２３３，２３５の電気伝導度と導電性接着材２４の電気伝導度では導電部材２３３，２３５の方が大きく、特に導電性接着材２４が酸化してその電気伝導度が低下している場合にそうであり、通電による酸化膜の破壊ということが比較例の半導体放射線検出器２３１の構造では行なえない。
【００４６】
《核医学診断装置》
次に、本発明の核医学診断装置として好適な実施形態であるＰＥＴ装置を、図７から図９を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態のＰＥＴ装置１０は、図７に示すように、計測空間１ａを有したＰＥＴ撮像装置１、被検体（被検診者）Ｈを支持するベッドＢ、データ処理装置（コンピュータ等）２及び表示装置３を備えている。ＰＥＴ撮像装置１は、図８に示すようにユニット基板Ｕを計測空間１ａの周方向に多数配置しており、このようなＰＥＴ撮像装置１において、被検体Ｈは、図７に示すように、長手方向に移動可能なベッドＢに載せられて、ユニット基板Ｕによって取り囲まれる円柱状の計測空間１ａ内に挿入される。
【００４７】
（ＰＥＴ撮像装置）
ＰＥＴ撮像装置１のユニット基板Ｕは、図８に示すように、ベッドＢの長手方向（図中矢印Ｚ方向）にも複数個配置される。ユニット基板Ｕは、図９に示すように、放射線検出領域（以下、検出領域という）２０Ａ、及び集積回路領域（以下、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）領域という）２０Ｂを有する。検出領域２０Ａは複数の半導体放射線検出器２１を備える。半導体放射線検出器２１は、被検体Ｈ（図１参照）の体内から放出されるγ線を検出する。
【００４８】
ＡＳＩＣ領域２０Ｂは、検出されたγ線の波高値、検出時刻を計測するための集積回路（アナログＡＳＩＣ２８、デジタルＡＳＩＣ２９）を有しており、検出したγ線の波高値や検出時刻を測定するようになっている。その集積回路は、放射線検出信号を処理する複数の信号処理装置を含んでいる。
【００４９】
次に、ＰＥＴ撮像装置１における細部の説明を行う。
（半導体放射線検出器）
図８、図９に示す半導体放射線検出器２１としては、図３で説明した半導体放射線検出器２１Ｃ、又は図４で説明した半導体放射線検出器２１Ｄを用いるものとする。このような半導体放射線検出器２１は、図９の（ａ），（ｂ）に示すように配線基板２０上に、検出領域２０ＡからＡＳＩＣ領域２０Ｂに向かうＹ方向（ＰＥＴ撮像装置１の半径方向、図８参照）に６行（６ｃｈ）、Ｙ方向と直交するＸ方向（ＰＥＴ撮像装置１の周方向、図８参照）に８列（８ｃｈ）、さらに、配線基板２０の厚み方向であるＺ方向（ＰＥＴ撮像装置１の奥行き方向、図８参照）に２面（２ｃｈ）配置（配線基板２０の両面に配置）される。これにより、半導体放射線検出器２１は、配線基板２０の片面に合計４８ｃｈ、その両面では合計９６ｃｈが設置されることになる。
なお、半導体放射線検出器２１の配線基板２０への固定方法は、図３に示したようなハンダ１１５による方法、又は図４に示したようなコネクタによる配線基板１１３への固定方法と同じである。
【００５０】
本実施形態では、このような各半導体放射線検出器２１のγ線の検出機能を維持するために、図５で説明した導電性接着材２４の導通性を確保する前記した通電制御手段３０を備えている。図９の（ａ）に想像線の枠で示した位置において多層配線の配線基板２０の内部に励磁コイル３３がプリント配線されており、その近くに半導体放射線検出２１のアノード電極Ａ側、カソード電極Ｃ側毎に図示しないコイル３５（図５参照）もプリント配線されている。
【００５１】
半導体放射線検出器２１のカソード電極Ｃ側は、検出回路４０（図５参照）に接続されている。検出回路４０は、抵抗器４１、コンデンサ４３、アナログＡＳＩＣ２８を有し、半導体放射線検出器２１に放射線が入射したときに流れる電流を検出するものである。
【００５２】
（ユニット基板）
ユニット基板Ｕは、図８に示すように、半導体放射線検出器２１の設置された面がＰＥＴ撮像装置１の奥行き方向（Ｚ方向）に向くように、ＰＥＴ撮像装置１に設けられた環状の支持部材（図示せず）に設置される。環状部材に設置された複数のユニット基板Ｕは、周方向に配置され、計測空間１ａを取り囲むこととなる。そして、検出領域２０Ａが内側（計測空間１ａ側）に、ＡＳＩＣ領域２０Ｂが外側に位置するように配置される。本実施形態では、複数のユニット基板Ｕが、ＰＥＴ撮像装置１の奥行き方向にも配置される。
【００５３】
ユニット基板Ｕの詳細構造を、図９の（ａ），（ｂ）を用いて説明する。ユニット基板Ｕは、複数の半導体放射線検出器２１が前記のように設置された検出領域２０Ａと、ＡＳＩＣ領域２０Ｂとを備えている。ＡＳＩＣ領域２０Ｂは、抵抗器４１、コンデンサ４３、アナログＡＳＩＣ２８及びデジタルＡＳＩＣ２９を有する。各半導体放射線検出器２１から出力されたγ線の検出信号は、配線基板２０内の図示しない多層配線により検出領域２０Ａ側からＡＳＩＣ領域２０Ｂ側へ供給される。
【００５４】
ＡＳＩＣ領域２０Ｂは、図８の（ａ），（ｂ）に示すように、デジタルＡＳＩＣ２９が片面に１個設置され、アナログＡＳＩＣ２８が４個ずつ両面に配置されている。ＡＳＩＣ領域２０Ｂの両面には、抵抗器４１、コンデンサ４３が半導体放射線検出器２１の数に対応した数だけ設置されている。
又、これらの、抵抗器４１、コンデンサ４３、アナログＡＳＩＣ２８及びデジタルＡＳＩＣ２９を電気的に接続する複数の接続配線（図示せず）が、ＡＳＩＣ領域２０Ｂ内に設けられている。アナログＡＳＩＣ２８は、半導体放射線検出器２１から出力されたアナログ信号（γ線検出信号）を処理する、特定用途向けＩＣであるＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）を意味し、ＬＳＩ（Large Scale Integrated Circuit）の一種である。アナログＡＳＩＣ２８は、個々の半導体放射線検出器２１毎に信号処理回路を設けている。これらの信号処理回路は、対応する一つの半導体放射線検出器２１から出力されたγ線の検出信号（放射線検出信号）を入力してγ線の波高値を求めるようになっている。
ちなみに、アナログＡＳＩＣ２８は図５における前置増幅器４５を含むファースト系、スロー系の信号処理回路である。
【００５５】
回路の長さやγ線検出信号を伝送する配線の長さ（距離）は、短い方が静電容量が小さくなるため、ノイズの影響が少なくて好ましい。このため、本実施形態は、ＰＥＴ撮像装置１の半径方向において中心軸から外側に向かって、ユニット基板Ｕにおいて、半導体放射線検出器２１、コンデンサ４３、抵抗器４１、アナログＡＳＩＣ２８及びデジタルＡＳＩＣ２９をこの順に配置している。この構成は、半導体放射線検出器２１から出力された微弱なγ線検出信号をアナログＡＳＩＣ２８の増幅器まで伝える配線の長さ（距離）を短くできる。このため、γ線の検出信号に対するノイズの影響が軽減される。
【００５６】
ところで、前記したように、半導体放射線検出器２１から出力される検出信号は、カソード電極Ｃ側から導電性接着材２４を介して導電部材２２Ａ、２２Ｂに出力される。検出信号は、１０ＭＨｚ以上の高周波信号であるため、導電性接着材２４に導通性のよくない部分が存在すると、その部分を検出信号が通過する際にひずみが生じてしまい、このことは雑音が増大することに等しい特性の劣化となって現れてしまう。そのため、導電性接着材２４の良好な導通性の維持が必要となり、そのための手段として、次に説明するような操作が起動時に必要となってくる。
【００５７】
はじめに、ＰＥＴ撮像装置１を起動させる前に、図示しない操作盤等を操作することにより、オンオフスイッチ３７（図５参照）をオンとして交流電源３１（図５参照）を供給し、前記した配線基板２０に内蔵された励磁コイル３３（図９参照）を交流電源３１により励磁し、コイル３５（図５参照）に交流電圧を誘起する。その結果、カソード電極Ｃ側では、図５に示すコイル３５から配線ＣＰ、導電部材２２Ａ、導電性接着材２４、カソード電極Ｃ、導電性接着材２４、導電部材２２Ｂ、配線１１１Ａを経てコイル３５に戻る閉じた回路で最大数マイクロアンペアの交流電流が流れる。同様にアノード電極Ａ側では、コイル３５から配線ＡＰ、導電部材２３Ａ、導電性接着材２４、アノード電極Ａ、導電性接着材２４、導電部材２３Ｂ、配線１１１Ｂを経てコイル３５に戻る閉じた回路で最大数マイクロアンペアの交流電流が流れる。
なお、これらの操作は、予め設定された図示しないプログラムに沿って、例えば、通常の起動が行われる前や１週間おきに、自動的に行われるように構成しても良い。
【００５８】
このようなγ線測定時に流れる数十〜数百ナノアンペアよりも大きな電流が半導体放射線検出器２１の導電性接着材２４による接着構造に流れると、導電性接着材２４に含まれる導電性粒子が再度結合され、若しくは、導電性接着材２４に形成された酸化膜が破壊されるようになり、導通性の安定化が図られる。
【００５９】
導電性接着材２４の導通性は、半導体放射線検出器２１の特性、すなわちエネルギー分解能や時間精度に著しく影響し、劣化の原因となるため、これを良好に維持することが半導体放射線検出器２１の特性確保に大きく貢献する。本実施形態では、通電制御手段３０（図５参照）により導通性を良好に維持することができるため、半導体放射線検出素子２１１と導電部材２２Ａ、２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂとを積層する構造、又は半導体放射線検出素子２１１と樹脂プレート５１Ａ，５１Ａ’，５１Ｂとを積層する構造としても特性の劣化が少なくなる。
又、導通性を確保することができるため、半導体放射線検出素子２１１をより薄く形成して積層することができ、半導体放射線検出器２１としての性能及び感度の向上を両立させることが可能となる。
【００６０】
以下では、本実施形態において得られる効果を説明する。
（１）第１から第４の例の半導体放射線検出器２１Ａ〜２１Ｄでは、カソード電極Ｃ、アノード電極Ａに対して、電気的に分離された少なくとも２つの導電部材２２Ａ，２２Ｂ（若しくは導電部材２３Ａ，２３Ｂ）、又は銅箔パターン５２Ａ，５２Ｂが導電性接着材２４で接続されている。従って、カソード電極Ｃ側では、コイル３５から配線ＣＰ、導電部材２２Ａ（若しくは銅箔パターン５２Ａ）、導電性接着材２４、カソード電極Ｃ、導電性接着材２４、導電部材２２Ｂ（若しくは銅箔パターン５２Ｂ）、配線１１１Ａを経てコイル３５に戻る閉じた回路を、同様にアノード電極Ａ側では、コイル３５から配線ＡＰ、導電部材２３Ａ（若しくは銅箔パターン５２Ａ）、導電性接着材２４、アノード電極Ａ、導電性接着材２４、導電部材２３Ｂ（若しくは銅箔パターン５２Ｂ）、配線１１１Ｂを経てコイル３５に戻る閉じた回路を構成することが可能である。
（２）γ線（放射線）が入射したときに発生する電荷による電流よりも大きい電流が、少なくとも導電性接着材２４に流れるようにするための通電制御手段３０を備えているので、通電制御手段３０により流れる大きい電流によって、導電性接着材２４の導電性粒子を再度結合したり、導電性接着材２４に形成された酸化膜を破壊したりすることができ、導電性接着材２４の導通性を安定化させることができる。
（３）ユニット基板Ｕの配線基板２０に交流電源３１を供給する配線と励磁コイル３３とを設けるという必要最小限の追加構成で、エネルギー分解能に優れた核医学診断装置が得られる。
（４）計測のための電圧印加前に通電制御手段３０による通電を行うことで、半導体放射線検出器２１の故障発生を効果的に抑制することができ、長期間にわたって放射線の検出性能を維持することができる。
（５）導電性接着材２４の導通性を維持することができるので、半導体放射線検出素子２１１をより薄く形成して積層することができ、半導体放射線検出器２１としての性能及び感度の向上を両立させることが可能となる。ＰＥＴ撮像装置１では５１１ｋｅＶのγ線を効率良く捕捉する必要があるが、そのためには半導体放射線検出素子２１１を厚くしなければならない。しかし半導体放射線検出素子２１１を厚くすると電子やホールの移動距離が長くなるため、エネルギー分解能や入射時刻の認識精度が悪化する。薄い半導体放射線検出素子２１１を多数積層できれば電子やホールの移動距離が短縮できるのでエネルギー分解能や入射時刻の認識精度が向上し、又半導体放射線検出素子２１１の体積占有率を大きく取れてかつ半導体放射線検出器２１の体積も増大できるなどの利点があり、ＰＥＴ撮像装置１の性能を向上させることができる。
（６）半導体放射線検出器２１は、互いに隣接する半導体放射線検出素子２１１のカソード電極Ｃ同士、又はアノード電極Ａ同士が向かい合うように配置されるので、導電部材２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂを共用することができる。しかも、導電性接着材２４の導通性を維持することができるので、カソード電極Ｃとアノード電極Ａの電極間に安定した状態で電荷収集用の逆方向バイアス電圧をかけることができる。
又、半導体放射線検出素子２１１の相互間に電気絶縁材を配置する必要がなく、半導体放射線検出素子２１１の稠密配置を実現することができる。これにより、感度が向上され、検査時間の短縮も図ることができる。
【００６１】
（通電制御手段の変形例）
本実施形態のＰＥＴ装置１０における通電制御手段３０は、ユニット基板Ｕに励磁コイル３３とコイル３５を設けることにしたがこれに限定されるものではない。
例えば、ユニット基板Ｕの配線基板２０にはコイル３５だけが設けられ、励磁コイル３３をヨーク材３４に巻いたものを交流電源３１で励磁する着脱式の励磁装置を別個設けて、ＰＥＴ装置１０によるγ線測定の前に計測空間１ａに励磁装置を取り付け、ヨーク材３４からの磁束によりコイル３５を励磁するようにしても良い。
【００６２】
更に、図５において紙面に垂直な方向の磁束密度が変化すれば、コイル３５無しでも、カソード電極Ｃ側では、配線ＣＰ、導電部材２２Ａ、導電性接着材２４、カソード電極Ｃ、導電性接着材２４、導電部材２２Ｂ、配線１１１Ａを経て配線ＣＰに戻る閉じた回路で交流電流が流れる。同様にアノード電極Ａ側では、配線ＡＰ、導電部材２３Ａ、導電性接着材２４、アノード電極Ａ、導電性接着材２４、導電部材２３Ｂ、配線１１１Ｂを経て配線ＡＰに戻る閉じた回路で交流電流が流れる。従って、そのような場合、通電制御手段３０としては、外部から前記閉回路に変化する磁束密度を供給する励磁装置だけで良いことになり、配線基板２０は更に簡単になる。
【００６３】
なお、本実施形態では核医学診断装置としてＰＥＴ撮像装置１を例に説明したが、ＳＰＥＣＴ装置やガンマカメラ、Ｘ線ＣＴ装置、Ｘ線ＣＴ装置とＰＥＴ装置を組み合わせたＸ線ＣＴ−ＰＥＴ装置にも適用できる。
【００６４】
《その他の実施形態》
本実施形態では機能素子である結晶素子を用いた結晶素子組み立て体として、ＰＥＴ装置１０に好適な半導体結晶を用いた半導体放射線検出器２１を例に説明したが、これに限定されるものではない。
【００６５】
例えば、太陽電池に適用し、機能素子である結晶素子として単結晶シリコン、多結晶シリコン等を用い、それらに電極として導電性薄膜を形成し、外部回路に接続する２つ以上の電気的に分離した導電部材を、電極としての導電性薄膜に導電性接着材を用いて接続しても良い。この場合の導電性接着剤としては、樹脂バインダの代わりにガラスバインダを用い、フィラーと称される銀など導電性物質のフレーク（導電性粒子）を配合したものでも良い。このように太陽電池の素子の１つの電極に複数の導電部材を設けることにより、導電部材―導電接着材―電極―導電性接着材―導電部材の回路を構成することができ、導電性接着材の導通を良好に維持する通電制御手段を構成することができる。
なお、本発明における機能素子である結晶素子はアモルファス（非晶質）をも含む。
更に、本発明の結晶素子組み立て体は、ロッシェル塩等の圧電素子にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】（ａ）は本本発明の実施形態の半導体放射線検出器の第１の例の斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＦ矢視図である。
【図２】（ａ）は本実施形態の半導体放射線検出器の第２の例の斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＦ矢視図である。
【図３】（ａ）は本実施形態の半導体放射線検出器の第３の例の斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＦ矢視図である。
【図４】（ａ）は本実施形態の半導体放射線検出器の第４の例の斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＦ矢視図である。
【図５】本実施形態の特徴的部分を示した回路図である。
【図６】比較例の半導体放射線検出器の斜視図である。
【図７】本実施形態の核医学診断装置として好適であるＰＥＴ装置の構成を模式的に示した斜視図である。
【図８】ＰＥＴ撮像装置を模式的に示した斜視図である。
【図９】（ａ）は図８に示すＰＥＴ撮像装置に用いられるユニット基板の正面図、（ｂ）は同じくユニット基板の側面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１      ＰＥＴ撮像装置
１ａ    計測空間
２      データ処理装置
３      表示装置
１０    ＰＥＴ装置
２０    配線基板
２０Ａ  検出器領域
２０Ｂ  ＡＳＩＣ領域
２１、２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄ  半導体放射線検出器（結晶素子組み立て体）
２２Ａ、２２Ｂ、２３Ａ、２３Ｂ  導電部材
２４    導電性接着材
２７    高圧電源
２８    アナログＡＳＩＣ
２９    デジタルＡＳＩＣ
３０    通電制御手段
３１    交流電源（通電制御手段）
３３    励磁コイル（通電制御手段）
３４    ヨーク材（通電制御手段）
３５    コイル（通電制御手段）
３７    オンオフスイッチ（通電制御手段）
４０    検出回路
５１Ａ、５１Ｂ  樹脂プレート
５２Ａ、５２Ｂ  銅箔パターン（導電性領域）
５３Ａ、５３Ｂ  コネクタ
５３ａ  差込孔
５３ｂ  嵌合端子
１１１Ａ、１１１Ｂ  配線
１１３  配線基板
１１５  
２１１  半導体放射線検出素子（単位）
Ａ      アノード電極（第１の導電性薄膜）
ＡＰ，ＣＰ  配線
Ｃ      カソード電極（第２の導電性薄膜）
Ｈ      被検体
Ｓ      半導体素子（結晶素子）
Ｕ      ユニット基板
【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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