(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射放射線の一次光子を検出する放射線検出器であって、
入射放射線の一次光子を二次光子に変換する変換材料と、
前記変換材料内を第１の方向に延在し、前記二次光子を電気信号に変換する少なくとも２つの感光性柱と、
を含み、
前記少なくとも２つの感光性柱の少なくとも２つは、前記変換材料内で前記二次光子に変換された前記一次光子の深度の相違を判別する異なる高さ、及び／又は、前記第１の方向に平行な軸上の異なる位置を有し、
前記少なくとも２つの感光性柱の各々の直径に対する高さの比率は、２より大きい、放射線検出器。
【請求項２】
入射放射線の一次光子を検出する放射線検出器を製造する方法であって、
ａ）第１の方向に延在し、二次光子を電気信号に変換可能である少なくとも２つの感光性柱を作成するステップと、
ｂ）前記少なくとも２つの感光性柱を、入射放射線の一次光子を二次光子に変換可能である変換材料内に埋め込むステップと、
ｃ）前記少なくとも２つの感光性柱を、電気回路に接続させるステップと、
を含み、
前記少なくとも２つの感光性柱の少なくとも２つは、前記変換材料内で前記二次光子に変換された前記一次光子の深度の相違を判別する異なる高さ、及び／又は、前記第１の方向に平行な軸上の異なる位置を有し、
前記少なくとも２つの感光性柱の各々の直径に対する高さの比率は、２より大きい、方法。
【請求項３】
前記変換材料は、複数の変換粒子を含むことを特徴とする、請求項１に記載の放射線検出器。
【請求項４】
前記変換粒子は、マトリクス材料内に埋め込まれることを特徴とする、請求項３に記載の放射線検出器。
【請求項５】
前記少なくとも２つの感光性柱の少なくとも１つは、半導体材料、好適には、シリコンを含むことを特徴とする、請求項１に記載の放射線検出器。
【請求項６】
前記少なくとも２つの感光性柱の少なくとも１つは、少なくとも１つのフォトダイオードを含むことを特徴とする、請求項１に記載の放射線検出器。
【請求項７】
前記少なくとも２つの感光性柱の少なくとも１つは、少なくとも２つの感光性要素のスタックを含む、請求項１に記載の放射線検出器。
【請求項８】
前記少なくとも２つの感光性柱の少なくとも１つは、約３ｍｍより大きい高さを有することを特徴とする、請求項１に記載の放射線検出器。
【請求項９】
前記放射線検出器は、同じ変換材料内に埋め込まれた幾つかの感光性柱のアレイを含むことを特徴とする、請求項１に記載の放射線検出器。
【請求項１０】
前記アレイの前記感光性柱は、
１平方ミリメートルあたり、柱が約５本よりも多い密度、及び／又は、
約５００μｍ未満の相互距離、
を有することを特徴とする、請求項９に記載の放射線検出器。
【請求項１１】
前記少なくとも２つの感光性柱は、感光性材料のバルク層又は変換材料のバルク層から開始して、反応性イオンエッチング、深掘り反応性イオンエッチング、電気化学エッチング、ウェットエッチング及び／又はレーザ構造化によって作成されることを特徴とする、請求項１に記載の放射線検出器。
【請求項１２】
前記アレイの前記感光性柱の様々なサブグループが、選択的に読み出されることを特徴とする、請求項９に記載の放射線検出器。
【請求項１３】
請求項１に記載の放射線検出器を含み、Ｘ線デバイス、ＣＴスキャナ、ＰＥＴスキャナ及びＳＰＥＣＴスキャナを含む群から選択される少なくとも１つを含む、撮像装置。
【請求項１４】
請求項１２に記載の放射線検出器からデータを読み出す方法であって、
前記アレイの前記感光性柱は、感度及び空間分解能の所与の要件に依存して、様々なサブグループに細分され、個別のサブグループに含まれる前記感光性柱は、共通に読み出されることを特徴とする、方法。
【請求項１５】
入射放射線の一次光子を検出する放射線検出器であって、
入射放射線の一次光子を二次光子に変換する変換材料と、
前記変換材料内を第１の方向に延在し、前記二次光子を電気信号に変換する複数の感光性柱と、
を含み、
前記複数の感光性柱の少なくとも２つは、前記変換材料内で前記二次光子に変換された前記一次光子の深度の相違を判別する異なる高さ、及び／又は、前記第１の方向に平行な軸上の異なる位置を有し、
前記放射線検出器は、同じ変換材料内に埋め込まれた複数の感光性柱のアレイを含み、前記アレイの前記感光性柱は、１平方ミリメートルあたり、柱が５本よりも多い密度である群、及び５００μｍ未満の相互距離である群のうち少なくとも１つの群を含む、放射線検出器。
【請求項１６】
前記複数の感光性柱の各々の直径に対する高さの比率は、１０より大きい、請求項１５に記載の放射線検出器。
【請求項１７】
前記複数の感光性柱の各々の前記高さは、３ｍｍより大きい、請求項１６に記載の放射線検出器。
【請求項１８】
前記少なくとも２つの感光性柱の各々の直径に対する高さの比率は、１０より大きい、請求項１に記載の放射線検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射放射線の一次光子を検出する放射線検出器と、当該放射線検出器を製造する方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
米国特許出願公開第２０１０／０２００７６０Ａ１号は、ＣＴ（コンピュータ断層撮影）スキャナ用の放射線検出器について開示している。検出器は、シンチレータ要素のスタックとフォトダイオードアレイとを含み、フォトダイオードアレイは、シンチレータ要素の横のボリューム内に配置される。
【０００３】
米国特許出願公開第２００７／２７２８７２号は、発光材料内に埋め込まれた１つ以上の光検出器を含むＸ線検出器について開示している。光検出器は、針状、柱状又は稜線状の構造体を有する。
【０００４】
独国公開特許第１０２０１２２０６１８０Ａ号は、二次光子を電気信号に変換するフォトガイドが埋め込まれたシンチレータを含むＸ線検出器に関する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
簡易化された製造手順を可能にする、入射放射線、特に電離放射線の検出用の放射線検出器を提供することが有利である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、請求項１に記載の放射線検出器及び請求項２に記載の製造方法によって対処される。好適な実施形態は、従属請求項に開示される。
【０００７】
第１の態様によれば、本発明の一実施形態は、入射放射線、具体的には、Ｘ線又はガンマ線といった電離放射線の一次光子を検出する放射線検出器に関する。放射線検出器は、次のコンポーネントを含む。
‐入射放射線の一次光子を二次光子に変換可能な変換材料。
‐上記変換材料内を第１の方向に延在し、二次光子を電気信号に変換可能な少なくとも２つの感光性柱。感光性柱の少なくとも２つは、異なる高さ、及び／又は、第１の方向に平行な軸上の異なる位置を有する。
【０００８】
「変換材料」は、高エネルギーの一次光子を、１つ又は（通常）１つ以上のより低いエネルギーの二次光子、特に、可視スペクトル範囲内の二次光子に変換可能なシンチレータ材料であるか、当該シンチレータ材料を含む。
【０００９】
「感光性柱」の用語は、変換材料内で生成された二次光子に反応し、通常、例えば円形、楕円形、多角形若しくは任意の断面を有する円柱又は円筒の形である柱状の形を有する構造体又はコンポーネントを指す。「感光性柱」の形は、上記「第１の方向」を規定する幾何学的延在軸を有する。
【００１０】
更に、変換材料内の柱の「延在」とは、柱が、変換材料内に少なくとも部分的に埋め込まれていることを意味する。具体的には、第１の方向に垂直な平面において埋め込まれていることを意味する。通常、柱の端面のみが、（外部回路によってアクセス可能なままであるように）変換材料によって覆われない。
【００１１】
使用中、放射線検出器は、通常、入射放射線の入射の（主又は平均）方向が、第１の方向、即ち、感光性柱の延在方向と平行であるように方向付けられる。
【００１２】
第２の態様によれば、本発明の一実施形態は、入射放射線の一次光子を検出する放射線検出器、具体的には、上記種類の放射線検出器を製造する方法に関する。上記方法は、次のステップを含む。これらのステップは、列挙される順番又は任意の他の適切な順番で実行可能である。
ａ）第１の方向に延在し、二次光子を電気信号に変換可能である少なくとも２つの感光性柱を作成するステップ。感光性柱の少なくとも２つは、異なる高さ、及び／又は、第１の方向に平行な軸上の異なる位置を有する。
ｂ）感光性柱を、入射放射線の一次光子を二次光子に変換可能である変換材料内に埋め込むステップ。
ｃ）感光性柱を、電気回路に接続させるステップ。
【００１３】
上記種類の放射線検出器は、上記方法によって製造可能であるため、上記放射線検出器について提供された説明は、上記方法についても同様に有効であり、また、その逆も同様である。
【００１４】
上記放射線検出器及び方法では、異なる高さ、及び／又は、第１の方向に平行な軸上の異なる位置を有する感光性柱は、その信号が、（場合によっては、他の信号と組み合わされて）独立して読み出されるように、別個の電気回路に接続される。
【００１５】
上記放射線検出器及び方法は、高感度を有する費用効果的な放射線検出器を提供可能であるという利点を有する。これは、入射一次光子を完全に変換する一方で、生成された二次光子は（放射方向に垂直である）短縮経路で感光性柱に到達可能であり、したがって、信号損失が最小限に抑えられるように、変換材料を（放射線方向において）十分な厚さで提供可能であるように、検出器の感光性柱が、放射線入射の方向と平行に方向付けることが可能だからである。
【００１６】
以下において、放射線検出器及び製造方法の両方によって実現可能である本発明の様々な好適な実施形態が（これらの実施形態の１つに対してのみ詳細に説明されない場合でも）説明される。
【００１７】
変換材料は、例えば大きい固体結晶として、例えば一体部品として提供される。好適な実施形態では、変換材料は、複数の変換粒子、即ち、一次光子を二次光子に変換可能な材料の粒子を含む。これは、変換材料が、通常、大きい結晶よりもずっと安価で、取り扱いが簡単である粉末として提供及び処理可能であるという利点を有する。変換粒子の（平均）直径は、好適には、約１０μｍ未満、約１μｍ未満、約１００ｎｍ未満、又は、最も好適には、約１０ｎｍ未満である。
【００１８】
変換材料及び／又は上記変換粒子は、一般に、所望の効率で、関心のエネルギー範囲内の入射一次光子を二次光子に変換可能である任意の材料を含む。例えば変換材料及び／又は粒子は、アルカリハロゲン化物（例えばＣｓＩ）、ＧＯＳ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ）、ガーネット、ＹＧｄＯｘ、ＣＷＯ（ＣｄＷＯ４）、ランタニドハロゲン化物（例えばＬａＢｒ３）及びＳｒＩ２からなる群から選択される少なくとも１つの物質を含んでよい。更に適した材料は、文献（例えばv. Eijkによる「Inorganic Scintillators in Medical Imaging」、Nuclear Instruments and Methods A v.５０９、１７−２５、２００３。参照することにより、本明細書に組み込まれる）中にある。
【００１９】
変換粒子を含む上記変換材料内で、上記粒子は、好適には、マトリクス材料内に埋め込まれる。マトリクス材料は、例えばエポキシ樹脂といったバインダである。マトリクス材料は、好適には、一次及び二次光子にとって実質的に透明である材料である。適切な透明材料は、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリウレタン、シリコーン又は他のポリマーであってよい。
【００２０】
感光性柱の少なくとも１つは、好適には、半導体材料、例えばシリコンでできている。これにより、良く知られていてかつ汎用的な製造技術の適用が可能となる。
【００２１】
別の実施形態では、感光性柱の少なくとも１つは、少なくとも１つのフォトダイオード、具体的には、適切なドーピングによって構造化された半導体材料を含むフォトダイオードを含む。フォトダイオードは、二次光子を電気信号、具体的には、フォトダイオードに接続された外部回路によって検知可能な電荷信号に変換可能な良く知られたコンポーネントである。
【００２２】
更なる実施形態では、感光性柱の少なくとも１つは、少なくとも２つの感光性要素、例えば上記種類のフォトダイオードのスタックを含む。上記感光性要素は、好適には、柱の延在方向（「第１の方向」）において、１つの感光性要素の上に別の感光性要素が積み重ねられる。これらの感光性要素が、個別に外部回路に接続され、また、入射放射線は、柱の第１の方向に平行である場合、一次光子の二次光子への変換が行われた相互作用の深度を検出することが可能である。この相互作用の深度は、通常、入射一次光子のエネルギーの増加と共に増加するため、入射光子のエネルギー弁別を可能にする。
【００２３】
一般に、感光性柱の幾何学的形状及び寸法は、かなり任意であってよい。好適な実施形態では、感光性柱の少なくとも１つの感光性柱の高さ（第１の方向に測定される）は、約０．５ｍｍよりも大きい、約１ｍｍよりも大きい、約２ｍｍよりも大きい、約３ｍｍよりも大きい、又は、約５ｍｍよりも大きい。これに加えて又は代えて、感光性柱の少なくとも１つは、約５００μｍよりも小さい、約４００μｍよりも小さい、又は、約２００μｍよりも小さい直径（第１の方向に垂直に測定され、非円形の横断面については、横断面の最大延在部と規定される）を有してよい。
【００２４】
感光性柱の高さと直径との比は、「アスペクト比」と呼ばれる。上記数値とは無関係に、このアスペクト比は、好適には、約２よりも大きい、約３よりも大きい、約５よりも大きい、又は、最も好適には、約１０よりも大きい。高いアスペクト比は、２つの理由から望ましい。第一に、変換材料の大きい厚さを提供する。したがって、入射一次光子のほぼ完全な変換が保証される。第二に、感光性柱によって覆われる面積が小さく抑えられる。したがって、一次光子に反応しない領域による損失が最小限に抑えられる。
【００２５】
本発明の別の好適な実施形態では、同じ変換材料内に埋め込まれる２つ又は２つ以上（多数）の感光性柱のアレイがある。任意選択的に、放射線検出器は、複数の変換材料ブロックを含んでもよく、各ブロックが、感光性柱のアレイを含む。各感光性柱は、通常、放射線検出器の１つの画素又は１つの画素の一部を具体化するので、柱の総数は、一般に、検出器の画素数以上である。
【００２６】
感光性柱の上記アレイは、例えば柱の、例えば六角形、長方形又は四角形グリッドの均一配列を有する任意の適切な構造を有しても、柱は、不規則パターンに配置されてもよい。柱の空間密度は、検出器の反応領域全体で均一であってよい。或いは、柱の空間密度は様々であってもよく、その場合、より高い空間分解能の領域とより低い空間分解能の領域とがもたらされる。
【００２７】
複数の感光性柱を有する放射線検出器の好適な実施形態では、当該柱は、１平方ミリメートル当たりに柱が約５つよりも多い、１平方ミリメートル当たりに柱が約１０よりも多い、又は、最も好適には、１平方ミリメートル当たりに柱が約２０よりも多い空間密度（第１の方向に垂直な平面に対して測定される）で配置されてよい。これに加えて又は代えて、隣接する感光性柱間の平均相互距離は、約１０００μｍ未満、約５００μｍ未満、約３００μｍ未満、又は、最も好適には、約１００μｍ未満であってよい。
【００２８】
感光性柱及び／又は感光性柱のアレイは、感光性材料のバルク層で開始して、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）、深掘り反応性イオンエッチング（ＤＲＩＥ）［例えば「ボッシュプロセス」］、電気化学エッチング（ＥＥ）、ウェットエッチング及び／又はレーザ構造化といった減法的技術によって任意選択的に製造される。
【００２９】
或いは、感光性柱の少なくとも１つ及び／又は感光性柱のアレイは、変換材料（例えば変換材料粒子を含むマトリクス材料）のバルク層で開始することによって製造されてもよい。例えばレーザ構造化といった上記減法的技術の１つによって、この層に穴を形成した後、２回目のステップにおいて、穴に、感光性材料が充填され、感光性柱が作成される。
【００３０】
感光性柱によって生成される電気信号は、隣接する変換材料における変換イベントの発生を示し、したがって、関連付けられる一次光子を明らかにする。任意選択的に、この信号の強度は、一次光子によって付与されるエネルギーを示してもよい。放射線検出器が感光性柱のアレイを含む場合、検出される入射放射線の空間分解能（即ち、撮像機能）は、感光性柱のサブグループの信号が個別に読み出し可能である場合、達成可能である。最大空間分解能は、上記サブグループのそれぞれが、１つの感光性柱しか含まない（即ち、各柱が検出器の１つの画素に対応する）場合に達成される。
【００３１】
好適な実施形態では、スイッチング構造体が、感光性柱に関連して提供される。これにより、アレイの感光性柱の様々なサブグループが選択的に読み出し可能となる。これは、放射線検出器の空間分解能が選択的に変更可能であることを意味し、例えば読み出し速度、データ整理及び／又は感度のために、（幾つかの隣接する感光性柱を単一のサブグループ又は「スーパー画素」にまとめることによって）空間分解能を犠牲にすることが可能となる。
【００３２】
放射線検出器が、幾つかの感光性柱のアレイを含む場合、これらの柱は、すべて、同じ幾何学的形状を有してもよい。或いは、柱の少なくとも２つは、少なくとも１つの幾何学的パラメータにおいて、例えばその直径、高さ及び／又は第１の方向と平行である軸上の位置において異なってよい。最後の２つの例（異なる高さ又は軸方向の位置）において、柱の信号によって、相互作用の深度が示され、したがって、入射光子のエネルギーに関する情報が追加的に提供される。
【００３３】
第３の態様によれば、本発明の一実施形態は、撮像装置、具体的には、Ｘ線デバイス、ＣＴ（コンピュータ断層撮影）スキャナ、ＰＥＴスキャナ又はＳＰＥＣＴスキャナに関する。当該装置は、上記実施形態の何れかによる放射線検出器を含む。このような放射線検出器のＣＴスキャナにおける使用は、例えば当該スキャナは、通常、大きい２次元面積を対象とする検出器を必要とするが、費用効果的でもあるべきであるため、有利である。
【００３４】
第４の態様によれば、本発明の一実施形態は、同じ変換材料に埋め込まれている幾つかの感光性柱のアレイを含む、上記種類の放射線検出器からデータを読み出す方法に関する。上記方法によれば、アレイの感光性柱は、感度及び空間分解能の所与の要件に依存して、様々なサブグループに（動的に）細分され、各サブグループの柱は、共通に読み出される（即ち、１つの共通信号をもたらす）。一般に、柱のサブグループの感度は、サブグループに含まれる柱の数と共に増加する一方で、空間分解能は減少し、この反対も同様である。したがって、撮像タスクといった所与の応用について、求められる感度と求められる空間分解能との満足のいく妥協を示す、すべての利用可能な感光性柱の個別のサブグループへの分割が見出される。
【００３５】
既に上記されたように、放射線検出器は、少なくとも２つの柱が異なる高さ及び／又は第１の方向に沿って異なる位置を有するという事実を利用することによって、変換された光子の相互作用の平均深度を検知する手段を含む（及び／又は、方法は、そのステップを含む）。柱から受信される信号は、当該柱の近くで相互作用（光子の変換）が行われたことを示す情報、したがって、柱の高さ及び／又は位置が知られている場合、相互作用の深度に関する情報を暗に示す。
【００３６】
更に、既に上記されたように、放射線検出器は、少なくとも２つの柱が異なる高さ及び／又は第１の方向に沿って異なる位置を有するという事実を利用することによって、入射光子のエネルギーを判別する手段を含む（及び／又は、方法は、そのステップを含む）。このアプローチは、より高いエネルギーの光子は、通常、より高い深度において変換されるという事実に基づいている。これは、光子のエネルギーを、相互作用の深度から推測することを可能にする。
【００３７】
同じ高さ及び／又は第１の方向に沿って同じ位置を有する２つ以上の柱が、任意選択的に、共通に読み出される柱のサブグループにまとめられてもよい（例えばすべての柱が同じ信号線に接続されてよい）。
【００３８】
本発明の別の実施形態によれば、変換材料は、第１の方向において、１つの材料の上に別の材料が配置される２つ以上の異なる種類の材料から構成されてもよい。したがって、入射光子は、これらの異なる変換材料を連続的に通過し、二次光子に関して、異なる反応がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
本発明のこれらの及び他の態様は、以下に説明される実施形態から明らかとなり、また、以下に説明される実施形態を参照して説明される。
【００４０】
【図１】図１は、本発明の一実施形態による放射線検出器の斜視図を概略的に示す。
【図２】図２は、図１の放射線検出器の横断面を示す。
【００４１】
図面における同様の参照符号は、同一又は同様のコンポーネントを示す。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
コンピュータ断層撮影（ＣＴ）検出器には、通常、かなり高価で、製造が困難である結晶及び画素化シンチレータが設けられている。したがって、ＣＴスキャナに使用されるような検出器といった放射線検出器に、より費用効果的な製造技術があることが望ましい。
【００４３】
この目的を考慮して、柱状の構造の垂直フォトダイオード（放射線入射の方向が、「垂直」であると仮定される場合）のアレイを含み、柱間のボリューム内に発光材料が充填される、電離放射線用の検出器を作ることが提案される。フォトダイオードは、好適には、シリコンで作られ、上部電気接点及び底部電気接点を有する。通常、幾つかのフォトダイオードが１つの画素を形成し、これは、最終画像の１つの要素になる。シンチレータ複合材料は、好適には、透明マトリクス（バインダ）に埋め込まれたマイクロ又はナノメートルサイズのシンチレータ粒子で構成される。通常、液体又はペースト用の既知の技術を用いて、このようなマトリクス材料を充填することは簡単である。
【００４４】
図１及び図２は、上記原理に従ってデザインされた放射線検出器１００の例示的な実施形態を示す。主なコンポーネントとして、放射線検出器１００は、変換材料１２０内に埋め込まれた感光性の柱１１０のアレイを含む。図示される実施形態では、変換材料は、透明マトリクス材料１２２内に埋め込まれた変換粒子１２１の粉末を含む。
【００４５】
感光性柱１１０は、それらの軸が「第１の方向」に延在する。第１の方向は、図中における垂直のｚ方向であり、検出される放射線の一次光子Ｘの入射の（平均）方向と平行であると仮定される。図２に概略的に示されるように、入射した一次光子Ｘは、変換材料１２０のどこか（入射光子Ｘのエネルギーが高いほど、変換の深度は大きくなる）において、１つの又は、通常は、幾つかの二次光子ｈｖ（通常は、可視スペクトルの光子）に変換される。二次光子の少なくとも幾つかが、隣接する感光性柱１１０に到達し、そこで、二次光子は電気信号に変換される。
【００４６】
感光性柱１１０において生成される上記電気信号（例えば電荷信号）は、近くで変換イベント（したがって、関連付けられる光子Ｘの入射）があったことを示す。電気信号は、柱１１０の上部及び底部に接続される線又は回路１３０、１４０によって読み出される。図示される例では、柱１１０の上部端は、すべて、共通線１３０（例えば接地）に接続されている。これに対し、柱１１０の底部端は、例えば信号を更なる処理及び評価のために後続の電子部品（図示せず）に転送する増幅器１４１を含む回路１４０に個別に接続される。
【００４７】
フォトダイオード柱１１０は、高いアスペクト比Ｈ：Ｄ（通常、約５〜１０よりも大きい）を有する。これは、その高さＨは、シンチレーション層の厚さ全体に及ぶべきだからである。シンチレーション層は、高いＸ線吸収を提供するように、好適には約１〜２ｍｍの厚さである必要がある。しかし、２つ以上の層のスタックも可能である。
【００４８】
柱１１０の直径Ｄは、シンチレータ層の高いボリューム充填率を維持するために、小さくなるべきである。フォトダイオード柱間の好適な距離Ａは、シンチレータ層における平均光輸送長によって与えられ、約１００μｍ乃至３００μｍの程度である。柱は、均一パターン（長方形、六角形又はその他）で置かれてよいが、任意の場所に分布されてもよい。この場合、単位面積当たりの平均数は、幾分一定であることが好適である。
【００４９】
したがって、本発明は、光輸送は短い範囲（通常、約１０μｍから約１００μｍ）にしか作用しないが、電荷はシンチレータ層の厚さ全体（通常、１ｍｍより大きい）に亘り運ばれなければならないという問題を解決する。
【００５０】
底部及び上部電気接点は、各柱１１０に個別に接続可能である。例えば１つの画素又は１つの副画素要素を形成するフォトダイオードであるフォトダイオードのグループが共に、共通の読み出し線に接続されてもよい。底部接点１４０は、単に金属線で作られてもよい。上部接点１３０は、すべての又は幾つかのダイオードに共通の接点であってもよい。
【００５１】
高いアスペクト比（例えば１０より大きい）を有するＳｉ製の柱１１０の製造は、例えば（深掘り）反応性イオンエッチング（ＤＲＩＥ、米国特許第７，５２５，１７０Ｂ２号を参照）、電気化学エッチング（ＥＥ）及び／若しくはレーザ構造化又はウェットエッチングによって行われる。
【００５２】
シンチレータは、例えばＧｄＯｘ−硫化物を含む粉末複合層であってよい。これらの層における光輸送長は、通常、高い光収率を維持するために最大厚さが３００μｍ程度であるように、制限される。この厚さは、例えばＣＴ検出器に求められるＸ線阻止能には十分ではない。提案される構造では、層は、１ミリメートルよりずっと厚くすることができる。これは、Ｘ線光子との相互作用の後、可視光光子ｈｖの最も可能性の高い最も近い検出点は、柱フォトダイオード間の距離Ａの最大の半分において水平方向にあるからである。クロストークは、複合シンチレータにおける光輸送長によって単純に制限されるが、画素は、反射の閉じ込めを必要としない。
【００５３】
説明される検出器の任意選択の実施形態では、スイッチング構造体が、底部及び／又は上部接点に導入されて、様々な数のフォトダイオードの１つの画素読み出しへの接続が可能にされる。これは、柔軟な画素サイズを可能にする。即ち、散乱線除去グリッドによって規定されるより大きい画素の副画素化が可能にされる。このような技術は、例えば効果的な高分解能ＣＴに使用可能である。
【００５４】
これに加えて又は代えて、柱は、例えば規則正しい交互パターン上に、異なる高さで作られてもよい。これは、Ｘ線量子の相互作用の異なる平均深度を検知することを可能にする。即ち、衝突するＸ線量子のエネルギー弁別を可能にする。
【００５５】
要約するに、変換層の厚さ全体に及ぶ柱の形の垂直フォトダイオード配列からなる、電離放射線用の検出器の一実施形態が説明される。柱間で、複合シンチレータが、Ｘ線放射線を可視光子に変換する。当該検出器は、低光収率及び高クロストークの欠点なく、ＣＴ用に安価なシンチレータ複合材料を使用することを可能にする。垂直フォトダイオードとシンチレータ層との提案される組み合わせは、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）検出器に使用されることが好適であるが、電離放射線用の他のタイプの検出器（例えばＸ線、ＰＥＴ、ＳＰＥＣＴにも使用可能である。
【００５６】
本発明は、図面及び上記説明において詳細に例示及び説明されたが、このような例示及び説明は、限定的ではなく、例示的と解釈されるべきである。本発明は、開示された実施形態に限定されない。開示された実施形態の他の変形態様は、図面、開示内容及び添付の請求項の検討から、請求項に係る発明を実施する当業者によって理解され、実施される。請求項において、「含む」との用語は、他の要素又はステップを排除するものではなく、また、「ａ」又は「ａｎ」との不定冠詞も、複数形を排除するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、請求項に記載される幾つかのアイテムの機能を果たしてもよい。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されることだけで、これらの手段の組み合わせを有利に使用することができないことを示すものではない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に又はその一部として供給される光学記憶媒体又は固体媒体といった適切な媒体上に記憶及び／又は分散されてもよいが、インターネット又は他の有線若しくは無線通信システムを介するといった他の形式で分配されてもよい。請求項における任意の参照符号は、範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【図１】
0006367969.tif 000002
【図２】
0006367969.tif 000003