(57)【要約】【課題】より低線量の放射線を検出することを可能にする。【解決手段】放射線遮蔽層を含む基板と、前記基板の一面に二次元配列された複数の放射線検出素子と、前記基板の前記放射線検出素子が配列された面と対向する他面に配置され、前記基板を貫通する貫通ビアによって、少なくとも一つ以上の前記放射線検出素子と電気的に接続される回路素子と、を備える、放射線検出装置。【選択図】図２Ａ
2016206101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線遮蔽層を含む基板と、
前記基板の一面に二次元配列された複数の放射線検出素子と、
前記基板の前記放射線検出素子が配列された一面と対向する他面に配置され、前記基板を貫通する貫通ビアによって、少なくとも一つ以上の前記放射線検出素子と電気的に接続される回路素子と、
を備える、放射線検出装置。
【請求項２】
前記放射線遮蔽層は、金属元素を含む絶縁物層である、請求項１に記載の放射線検出装置。
【請求項３】
前記放射線遮蔽層は、金属元素を含むガラスで形成される、請求項２に記載の放射線検出装置。
【請求項４】
前記放射線遮蔽層は、金属層である、請求項１に記載の放射線検出装置。
【請求項５】
前記金属層は、前記貫通ビアが通過する貫通ビア領域、および前記貫通ビア領域の外周に形成された絶縁確保領域を含む領域に形成された開口部を有する、請求項４に記載の放射線検出装置。
【請求項６】
前記基板のいずれかの面上には、外部配線層および端子電極が形成され、
前記外部配線層および前記端子電極の少なくともいずれかは、少なくとも前記絶縁確保領域に対応する領域に形成される、請求項５に記載の放射線検出装置。
【請求項７】
前記基板は、前記放射線遮蔽層を複数含み、
前記貫通ビアは、前記放射線遮蔽層の異なる平面領域に形成された開口部にて、前記放射線遮蔽層の各々を通過する、請求項５に記載の放射線検出装置。
【請求項８】
前記基板は、単層の前記放射線遮蔽層を含む、請求項１に記載の放射線検出装置。
【請求項９】
前記回路素子により構成される電気回路は、電流−電圧変換回路を含む、請求項１に記載の放射線検出装置。
【請求項１０】
前記放射線検出素子は、放射線を電気信号に直接変換する素子である、請求項１に記載の放射線検出装置。
【請求項１１】
前記回路素子は、複数の前記放射線検出素子と電気的に接続されている、請求項１に記載の放射線検出装置。
【請求項１２】
放射線遮蔽層を含む基板と、前記基板の一面に二次元配列された複数の放射線検出素子と、前記基板の前記放射線検出素子が配列された面と対向する他面に配置され、前記基板を貫通する貫通ビアによって、少なくとも一つ以上の前記放射線検出素子と電気的に接続される回路素子とを備える放射線検出装置と、
前記放射線検出装置からの出力信号を演算処理し、撮像画像を生成する演算処理部と、
を有する撮像装置。
【請求項１３】
放射線遮蔽層を含む基板と、前記基板の一面に二次元配列された複数の放射線検出素子と、前記基板の前記放射線検出素子が配列された面と対向する他面に配置され、前記基板を貫通する貫通ビアによって、少なくとも一つ以上の前記放射線検出素子と電気的に接続される回路素子とを備える放射線検出装置と、
前記放射線検出装置からの出力信号を演算処理し、撮像画像を生成する演算処理部と、
を有する撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、放射線検出装置、撮像装置、および撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、放射線写真フィルム等を介さずに、直接、放射線を検出することで、放射線撮像画像を得る撮像装置が提案されている。このような放射線撮像装置では、例えば、放射線検出素子として、放射線の入射により蛍光を発するシンチレータ層を受光面に積層した光電変換センサなどが用いられている。
【０００３】
また、放射線撮像装置に対しては、撮像時に照射される放射線による被写体への影響を低減させることが求められている。そのため、より低線量の放射線でも鮮明な撮像画像を得ることが可能な、より高感度な放射線撮像装置が求められていた。
【０００４】
例えば、下記の特許文献１には、被写体を透過したＸ線をＸ線検出素子の上方から照射した場合に、Ｘ線検出素子の下方に存在する部材で反射し、裏面側からＸ線検出素子に侵入する反射Ｘ線を導体層等にて遮蔽するＸ線検出素子搭載用配線基板が開示されている。特許文献１に開示されたＸ線検出素子搭載用配線基板によれば、被写体を透過したＸ線と無関係な反射Ｘ線を低減することができるため、Ｘ線検出素子は、外部の電気回路に対してより正確な被写体のＸ線画像を出力することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−７６７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に開示された基板では、Ｘ線検出素子と、Ｘ線検出素子から取り出した信号を処理する電気回路との間の電流伝送距離が長いため、検出信号に含まれる電流伝送距離に起因するノイズが増加していた。そのため、鮮明なＸ線撮像画像を得るには、被写体に対して高線量の放射線を照射することが必要であった。
【０００７】
そこで、本開示では、低線量の放射線を検出することが可能な、新規かつ改良された放射線検出装置、該放射線検出装置を備える撮像装置、および該放射線検出装置を備える撮像システムを提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示によれば、放射線遮蔽層を含む基板と、前記基板の一面に二次元配列された複数の放射線検出素子と、前記基板の前記放射線検出素子が配列された面と対向する他面に配置され、前記基板を貫通する貫通ビアによって、少なくとも一つ以上の前記放射線検出素子と電気的に接続される回路素子と、を備える、放射線検出装置が提供される。
【０００９】
また、本開示によれば、放射線遮蔽層を含む基板と、前記基板の一面に二次元配列された複数の放射線検出素子と、前記基板の前記放射線検出素子が配列された面と対向する他面に配置され、前記基板を貫通する貫通ビアによって、少なくとも一つ以上の前記放射線検出素子と電気的に接続される回路素子とを備える放射線検出装置と、前記放射線検出装置からの出力信号を演算処理し、撮像画像を生成する演算処理部と、を有する撮像装置が提供される。
【００１０】
さらに、本開示によれば、放射線遮蔽層を含む基板と、前記基板の一面に二次元配列された複数の放射線検出素子と、前記基板の前記放射線検出素子が配列された面と対向する他面に配置され、前記基板を貫通する貫通ビアによって、少なくとも一つ以上の前記放射線検出素子と電気的に接続される回路素子とを備える放射線検出装置と、前記放射線検出装置からの出力信号を演算処理し、撮像画像を生成する演算処理部と、を有する撮像システムが提供される。
【００１１】
本開示によれば、放射線検出素子と、放射線検出素子からの検出信号を出力信号に変換する回路素子との電流伝送距離をより短くすることができるため、放射線検出信号に含まれるノイズをさらに低減することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように本開示によれば、より低線量の放射線を検出可能な放射線検出装置を提供することができる。また、該放射線検出装置を用いる子で、より低線量の放射線でも鮮明な撮像画像を得ることが可能な撮像装置、および撮像システムを提供することができる。
【００１３】
なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本開示の第１の実施形態に係る放射線検出装置の全体構成を示す説明図である。
【図２Ａ】同実施形態に係る間接変換型の放射線検出装置の積層構造を示したＡ−Ａ断面図である。
【図２Ｂ】同実施形態に係る直接変換型の放射線検出装置の積層構造を示したＡ−Ａ断面図である。
【図３】同実施形態にて光電変換素子と貫通ビアとの配置関係の一例を示した平面図である。
【図４】図２Ａで示した放射線検出装置を製造する一工程を説明するＡ−Ａ断面図である。
【図５】図２Ａで示した放射線検出装置を製造する一工程を説明するＡ−Ａ断面図である。
【図６】図２Ａで示した放射線検出装置を製造する一工程を説明するＡ−Ａ断面図である。
【図７】図２Ａで示した放射線検出装置を製造する一工程を説明するＡ−Ａ断面図である。
【図８】図２Ａで示した放射線検出装置を製造する一工程を説明するＡ−Ａ断面図である。
【図９】図２Ａで示した放射線検出装置を製造する一工程を説明するＡ−Ａ断面図である。
【図１０】図２Ａで示した放射線検出装置を製造する一工程を説明するＡ−Ａ断面図である。
【図１１】図２Ａで示した放射線検出装置を製造する一工程を説明するＡ−Ａ断面図である。
【図１２】図２Ａで示した放射線検出装置を製造する一工程を説明するＡ−Ａ断面図である。
【図１３】図２Ａで示した放射線検出装置を製造する一工程を説明するＡ−Ａ断面図である。
【図１４】同実施形態の本変形例に係る放射線検出装置の素子部を示す説明図である。
【図１５】本開示の第２の実施形態に係る放射線検出装置の積層構造を示したＡ−Ａ断面図である。
【図１６】同実施形態にて光電変換素子と貫通ビアとの配置関係の一例を示した平面図である。
【図１７】図１５で示した放射線検出装置を製造する一工程を説明するＡ−Ａ断面図である。
【図１８】図１５で示した放射線検出装置を製造する一工程を説明するＡ−Ａ断面図である。
【図１９】図１５で示した放射線検出装置を製造する一工程を説明するＡ−Ａ断面図である。
【図２０】図１５で示した放射線検出装置を製造する一工程を説明するＡ−Ａ断面図である。
【図２１】本開示の第３の本実施形態に係る放射線検出装置の積層構造を示したＡ−Ａ断面図である。
【図２２】図２１で示した放射線検出装置を製造する一工程を説明するＡ−Ａ断面図である。
【図２３】図２１で示した放射線検出装置を製造する一工程を説明するＡ−Ａ断面図である。
【図２４】本開示の第４の実施形態に係る放射線検出装置の積層構造を示したＡ−Ａ断面図である。
【図２５】図２４で示した放射線検出装置を製造する一工程を説明するＡ−Ａ断面図である。
【図２６】図２４で示した放射線検出装置を製造する一工程を説明するＡ−Ａ断面図である。
【図２７】図２４で示した放射線検出装置を製造する一工程を説明するＡ−Ａ断面図である。
【図２８】図２４で示した放射線検出装置を製造する一工程を説明するＡ−Ａ断面図である。
【図２９】本開示の各実施形態に係る放射線検出装置を用いた放射線撮像装置（または、放射線撮像システム）を模式的に示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１６】
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．第１の実施形態
１．１．放射線検出装置の全体構成
１．２．放射線検出装置の構造
１．３．放射線検出装置の製造方法
１．４．変形例
２．第２の実施形態
２．１．放射線検出装置の構造
２．２．放射線検出装置の製造方法
３．第３の実施形態
３．１．放射線検出装置の構造
３．２．放射線検出装置の製造方法
４．第４の実施形態
４．１．放射線検出装置の構造
４．２．放射線検出装置の製造方法
５．適用例
【００１７】
＜１．第１の実施形態＞
［１．１．撮像装置の全体構成］
まず、図１を参照して、本開示の第１の実施形態に係る放射線検出装置の全体構成について説明する。図１は、本実施形態に係る放射線検出装置１の全体構成を示す説明図である。本実施形態に係る放射線検出装置１は、例えば、アルファ線、ベータ線、ガンマ線、およびＸ線などの放射線を検出するものである。
【００１８】
図１に示すように、放射線検出装置１は、複数の放射線検出素子１０を有する素子部１１を備え、素子部１１の周辺に駆動回路部２１、２３、および２５を備える。
【００１９】
素子部１１は、入射した放射線に基づいて信号電荷を発生させる放射線検出素子１０を複数有し、放射線を検出する検出領域を形成する。また、素子部１１において、複数の放射線検出素子１０は、例えば、行列状（マトリクス状）に二次元配列されている。
【００２０】
放射線検出素子１０は、放射線を検出する素子である。なお、放射線検出素子１０は、放射線を間接的に信号電荷に変換する（間接変換型）素子であってもよく、放射線を直接、信号電荷に変換する（直接変換型）素子であってもよい。
【００２１】
放射線を間接的に信号電荷に変換する素子としては、例えば、放射線の入射により蛍光を発するシンチレータ層を受光面に積層したフォトダイオードなどを例示することができる。また、放射線を直接、信号電荷に変換する放射線検出素子１０としては、例えば、放射線の入射によって正孔および電子が発生するアモルファスセレン半導体、カドミウムテルル半導体などを用いた素子などを例示することができる。
【００２２】
また、放射線検出素子１０の真下には、放射線検出素子１０にて発生した信号電荷を出力信号に変換する回路素子（図示せず）が備えられる。回路素子は、例えば、ＩＶ（電流−電圧）変換回路、アンプ回路、およびスイッチ回路などの電気回路を構成する素子である。
【００２３】
これらの回路素子は、行および列ごとに配線された信号線（例えば、グランド線、電源供給線、サンプルホールド線、スイッチ選択線、リファレンス信号線、リセット制御線、信号出力線など）で接続されている。例えば、回路素子の行ごとにグランド線、電源供給線、およびサンプルホールド線等が配線され、信号読み出しのためのバイアス電圧が回路素子に対して伝送されてもよい。また、回路素子の列ごとにスイッチ選択線、リファレンス信号線、リセット制御線、および信号出力線等が配線され、回路素子から読み出された出力信号が駆動回路部２１、２３および２５等に対して伝送されてもよい。
【００２４】
駆動回路部２１、２３および２５は、信号線を介して、素子部１１内の各回路素子の駆動および信号の読み出しを制御する。例えば、駆動回路部２１、２３および２５は、各回路素子を行または列単位で走査しながら駆動させることで、素子部１１内の各回路素子から出力信号を読み出してもよい。
【００２５】
ここで、本実施形態に係る放射線検出装置１は、大面積の領域の放射線を検出することが可能な検出装置であり、放射線撮像装置、および放射線撮像システム等に好適に用いられる。また、本実施形態に係る放射線検出装置１を用いた放射線撮像装置、および放射線撮像システムは、例えば、医療用のＸ線撮像装置（いわゆるレントゲン撮像装置など）、手荷物検査などの非破壊検査用のＸ線撮像装置などとして、好適に用いることが可能である。
【００２６】
また、本実施形態に係る放射線検出装置１は、放射線検出素子１０を行列状に二次元配列した構造を有する素子部１１を有しており、各放射線検出素子１０は、撮像装置における各画素に対応している。
【００２７】
したがって、本実施形態に係る放射線検出装置１では、放射線検出素子１０をより微細に形成することで、受光素子である放射線検出素子１０をより密集して形成することができる。よって、放射線検出装置１は、放射線検出素子１０の素子間隔を小さくすることができるため、素子部１１における受光面積を増加させ、放射線の検出感度を向上させることができる。さらに、放射線検出装置１は、放射線検出素子１０をより微細に形成することで、撮像装置における画素を小さくすることができるため、放射線撮像画像の解像度をより向上させることができる。
【００２８】
また、本実施形態に係る放射線検出装置１では、放射線検出素子１０にて発生した信号電荷は、放射線検出素子１０の真下に配置された回路素子によって出力信号に変換される。これにより、放射線検出装置１では、放射線検出素子１０と、放射線検出素子１０からの信号電荷を出力信号に変換する回路素子との間の電流伝送距離を短くすることができるため、出力信号に含まれるノイズを低減することができる。
【００２９】
さらに、本実施形態に係る放射線検出装置１では、放射線検出素子１０と、真下の回路素子との間に放射線遮蔽層（図示せず）が設けられる。このような放射線遮蔽層によれば、放射線検出素子１０等を透過した放射線によって回路素子が劣化することを抑制することができる。これにより、放射線検出装置１では、回路素子の劣化に起因するリーク電流、ノイズ、および動作不具合等の増加を抑制することができる。
【００３０】
なお、放射線検出装置１において、回路素子に達する放射線を遮蔽するために、放射線検出素子１０の受光面側にファイバーオプティカルプレート（ＦＯＰ）を積層させることも提案されている。しかしながら、ＦＯＰを積層させた場合、ＦＯＰにより放射線検出素子１０に入射する放射線が減衰してしまうため、放射線検出装置１の感度が低下してしまう。一方、本実施形態に係る放射線検出装置１では、放射線検出素子１０の受光面側にＦＯＰを積層させる必要がないため、放射線検出装置１の感度低下を回避することができる。
【００３１】
［１．２．放射線検出装置の構造］
次に、図２Ａ〜図２Ｂを参照して、本実施形態に係る放射線検出装置１の構造について説明する。図２Ａは、間接変換型の放射線検出装置の積層構造を示したＡ−Ａ断面図であり、図２Ｂは、直接変換型の放射線検出装置の積層構造を示したＡ−Ａ断面図である。
【００３２】
まず、図２Ａを参照して、間接変換型の放射線検出装置の積層構造について説明する。
【００３３】
図２Ａに示すように、基板形成層１２０、１３０によって挟持された遮蔽絶縁層１１０を含む基板１００の一面上に外部配線層２２０が設けられ、外部配線層２２０上に絶縁層３１０および端子電極３３０が設けられる。端子電極３３０上には、回路素子４１０が設けられ、回路素子４１０は、保護層５１０によって埋め込まれている。
【００３４】
また、基板１００の一面に対向する他面上に外部配線層２３０が設けられ、外部配線層２３０上に絶縁層３２０および端子電極３４０が設けられる。外部配線層２３０は、基板形成層１２０、１３０、遮蔽絶縁層１１０を貫通する貫通ビア２１０によって外部配線層２２０と電気的に接続されている。また、端子電極３４０上には、光電変換素子４２０が設けられ、光電変換素子４２０は、保護層５２０によって埋め込まれている。保護層５２０上には、シンチレータ層５３０および反射層５４０が順次設けられている。
【００３５】
なお、図２Ａに示す放射線検出装置１は、放射線の入射によりシンチレータ層５３０にて可視光波長の蛍光を発生させ、発生した蛍光をシンチレータ層５３０の下方に形成された光電変換素子４２０が検出することにより、放射線を検出するものである。
【００３６】
ここで、外部配線層２２０と外部配線層２３０とは、基板１００を貫通する貫通ビア２１０によって電気的に接続されている。これにより、放射線検出装置１は、短い電流伝送距離にて、光電変換素子４２０で発生した信号電荷を回路素子４１０に伝送し、出力信号に変換することができるため、出力信号に含まれるノイズを低減することができる。
【００３７】
遮蔽絶縁層１１０は、放射線を遮蔽することが可能な絶縁物で形成された層である。具体的には、遮蔽絶縁層１１０は、放射線を遮蔽することが可能な金属元素を含み、樹脂およびガラス等の絶縁物で形成された層である。ただし、製造時の熱膨張および熱収縮によって放射線検出装置１の構造中に歪を生じさせないためには、遮蔽絶縁層１１０は、熱膨張係数の小さいガラスで形成されることが好ましい。また、放射線を遮蔽することが可能な金属元素とは、具体的には、原子番号が２２以上の金属元素を表し、例えば、タングステン（Ｗ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、およびバリウム（Ｂａ）などを表す。
【００３８】
遮蔽絶縁層１１０は、より具体的には、酸化鉛を含有した鉛入りガラスにて形成することが好ましい。ここで、鉛入りガラスは、比重が２．５ｇ／ｃｍ３以上５．２ｇ／ｃｍ３以下になるように酸化鉛を含有するものが好ましく、例えば、酸化鉛を２０質量％以上９０質量％で含有するものが好ましい。鉛入りガラスは、安価であり、かつ放射線を高効率で遮蔽することができるため、遮蔽絶縁層１１０として好適に用いることができる。ただし、法規制等の関係により、鉛入りガラスの使用が困難である場合には、例えば、タングステンを含有するガラス、ストロンチウムおよびバリウムなどを含有する鉛フリー放射線遮蔽ガラスを用いることが好ましい。
【００３９】
基板形成層１２０、１３０は、遮蔽絶縁層１１０を挟持し、基板１００を形成する層である。基板形成層１２０、１３０は、例えば、遮蔽絶縁層１１０と貼り合せ可能な有機樹脂をシート材に含浸させたプリプレグにて形成されてもよい。具体的には、基板形成層１２０、１３０は、繊維状補強材にエポキシ系またはアクリル系の熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグにて形成されてもよい。
【００４０】
外部配線層２２０、２３０は、基板１００の表面上に設けられ、回路素子４１０または光電変換素子４２０と、他の素子とを電気的に接続する。外部配線層２２０、２３０は、高い導電性を有する公知の金属にて形成することができる。例えば、外部配線層２２０、２３０は、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、および銀（Ａｇ）などの金属で形成されてもよい。
【００４１】
貫通ビア２１０は、基板１００を貫通して設けられ、外部配線層２２０と、外部配線層２３０とを電気的に接続する。具体的には、貫通ビア２１０は、外部配線層２２０、２３０、および端子電極３３０、３４０を介して、後述する回路素子４１０と光電変換素子４２０とを電気的に接続する。これにより、貫通ビア２１０は、回路素子４１０と光電変換素子４２０とを短い電流伝送距離で接続することができるため、電流伝送距離が長くなることで発生するノイズを低減することができる。また、貫通ビア２１０は、高い導電性を有する公知の金属にて形成することができる。例えば、貫通ビア２１０は、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、および銀（Ａｇ）などの金属で形成されてもよい。
【００４２】
なお、図２Ａでは、貫通ビア２１０が２つ設けられた例を示したが、貫通ビア２１０の数は、少なくとも１つ以上であればよく、任意に設定することが可能であり、図２Ａで示した例に限定されるわけではない。
【００４３】
絶縁層３１０、３２０は、外部配線層２２０、２３０上に設けられ、外部配線層２２０、２３０を保護し、同一面に形成された外部配線層２２０、２３０間の電気的絶縁を確保する。また、絶縁層３１０、３２０には、外部配線層２２０、２３０の一部領域上に端子電極３３０、３４０を形成するための開口が設けられる。絶縁層３１０、３２０は、ソルダーレジストとして公知のもので形成することができる。例えば、絶縁層３１０、３２０は、エポキシ系の熱硬化性樹脂で形成されてもよい。
【００４４】
端子電極３３０、３４０は、絶縁層３１０、３２０の開口に設けられ、外部配線層２２０、２３０と、回路素子４１０および光電変換素子４２０とを電気的に接続する。端子電極３３０、３４０は、いわゆる、アンダーバンプメタルであってもよい。端子電極３３０、３４０は、高い導電性を有する公知の金属にて形成することができる。例えば、端子電極３３０、３４０は、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）、および銀（Ａｇ）などの金属で形成されてもよい。
【００４５】
回路素子４１０は、端子電極３３０上に設けられ、貫通ビア２１０を介して光電変換素子４２０と電気的に接続し、光電変換素子４２０からの信号電荷を出力信号に変換する。具体的には、回路素子４１０は、ＩＶ（電流−電圧）変換回路を含む電子回路を構成する素子である。このような電気回路により、回路素子４１０は、光電変換素子４２０にて発生した信号電荷を電圧変化に変換し、出力信号として出力することができる。
【００４６】
光電変換素子４２０は、端子電極３４０上に設けられ、放射線の入射によりシンチレータ層５３０にて発生した蛍光を検出し、信号電荷を発生させる。具体的には、光電変換素子４２０は、フォトダイオードであることが好ましく、シリコンフォトダイオードであることがより好ましい。これは、シリコンフォトダイオードは、可視光領域の光を十分吸収することができるため、シンチレータ層５３０にて発生した可視光領域の蛍光を十分に検出することができるためである。
【００４７】
また、シリコンフォトダイオードは、単結晶シリコンを用いたものであることがさらに好ましい。単結晶シリコンを用いたフォトダイオードは、アモルファスシリコン、ＬＴＰＳ（低温多結晶シリコン）などを用いたフォトダイオードに対して、より高感度であるため、放射線検出装置１の検出感度を向上させることができる。なお、単結晶シリコンを用いたフォトダイオードは、大面積にて製造することが難しい半導体であるが、本実施形態に係る放射線検出装置１では、光電変換素子４２０を大面積にて製造する必要性が低い。そのため、光電変換素子４２０として、単結晶シリコンを用いたフォトダイオードを好適に用いることができる。
【００４８】
保護層５１０、５２０は、絶縁層３１０、３２０上に回路素子４１０、光電変換素子４２０を埋め込むように設けられ、回路素子４１０、光電変換素子４２０を外部環境から保護する。また、保護層５１０、５２０を設けることにより、放射線検出装置１全体としての強度を向上させることができる。
【００４９】
なお、保護層５２０は、シンチレータ層５３０で発生した蛍光を光電変換素子４２０に到達させるために透明樹脂で形成されることが好ましい。例えば、光電変換素子４２０を埋め込む保護層５２０は、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレンなどの透明樹脂で形成されてもよい。一方、回路素子４１０を埋め込む保護層５１０は、特に制限なく、公知の有機樹脂にて形成することができる。例えば、保護層５１０は、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、およびポリイミド樹脂等の有機樹脂によって形成されてもよい。
【００５０】
シンチレータ層５３０は、保護層５２０上に設けられ、放射線の入射により蛍光を発する。すなわち、シンチレータ層５３０は、放射線検出装置１の受光面に入射した放射線を可視光等に変換し、下方の光電変換素子４２０での検出を可能にする。シンチレータ層５３０は、具体的には、アルファ線、ベータ線、ガンマ線、およびＸ線などの放射線を可視光に変換する公知の蛍光体にて形成される。例えば、シンチレータ層５３０は、タリウム（Ｔｌ）もしくはナトリウム（Ｎａ）を添加したヨウ化セシウム（ＣｓＩ）、タリウム（Ｔｌ）を添加したヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）、ユウロピウム（Ｅｕ）を添加した臭化セシウム（ＣｓＢｒ）、ユウロピウム（Ｅｕ）を添加したフッ化臭化セシウム（ＣｓＢｒＦ）、または酸硫化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ）などで形成されてもよい。
【００５１】
反射層５４０は、シンチレータ層５３０上に形成され、シンチレータ層５３０にて光電変換素子４２０と反対側に発せられた蛍光を反射し、光電変換素子４２０に到達する蛍光を増大させる。反射層５４０は、光反射率が高い金属の薄膜層として形成されることが好ましく、例えば、銀合金、アルミニウムなどの薄膜層として形成されることが好ましい。
【００５２】
なお、反射層５４０上には、吸湿によるシンチレータ層５３０の特性劣化を防ぐために防湿層を形成することが好ましい。防湿層は、例えば、ポリパラキシリレンなどの水蒸気バリア性の高い有機膜を用いて形成されることが好ましい。
【００５３】
次に、図２Ｂを参照して、直接変換型の放射線検出装置の積層構造について説明する。
【００５４】
図２Ｂに示すように、直接変換型の放射線検出装置は、図２Ａに示した間接変換型の放射線検出装置１に対して、シンチレータ層５３０および反射層５４０を備えず、光電変換素子４２０に替えて放射線検出素子４２１を備える点が異なる。なお、直接変換型の放射線検出装置の他の構成については、図２Ａに示す間接変換型の放射線検出装置１と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００５５】
放射線検出素子４２１は、端子電極３４０上に設けられ、放射線の入射により正孔および電子を発生させる素子である。具体的には、放射線検出素子４２１は、入射した放射線によって、素子の検出領域の半導体を電離させ、電子および正孔を発生させる素子である。ここで、放射線検出素子４２１に用いられる半導体としては、例えば、アモルファスセレン半導体、またはカドミウムテルル半導体などを例示することができる。
【００５６】
なお、放射線検出素子４２１を埋め込んだ保護層５２０上には、シンチレータ層５３０および反射層５４０は設けられない。これは、放射線検出素子４２１が、直接、放射線を検出することできるため、放射線を可視光等に変換するシンチレータ層５３０、およびシンチレータ層５３０で発生する可視光等を光電変換素子４２０側に反射させる反射層５４０を設ける必要がないからである。
【００５７】
続いて、図３を参照して、本実施形態に係る放射線検出装置１における貫通ビア２１０と、光電変換素子４２０との平面の配置関係について説明する。図３は、光電変換素子４２０（図２Ｂでは、放射線検出素子４２１）と貫通ビア２１０との配置関係の一例を示した平面図である。
【００５８】
図３に示すように、例えば、貫通ビア２１０は、基板１００において、光電変換素子４２０の投影領域内に設けられる。また、複数の貫通ビア２１０が設けられる場合、貫通ビア２１０は、互いの間隔がより広くなるように配置される。これは、貫通ビア２１０同士の間隔が狭い場合、貫通ビア２１０を形成する工程の難易度が上昇し、かつ貫通ビア２１０間の隔壁となる基板１００の強度が低下する可能性があり、好ましくないためである。
【００５９】
また、図３では、貫通ビア２１０の配置は、各光電変換素子４２０で同一としたが、貫通ビア２１０の配置は、各光電変換素子４２０で異なっていてもよい。ただし、光電変換素子４２０ごとに貫通ビア２１０の配置が異なった場合、隣接する光電変換素子４２０間で貫通ビア２１０同士の間隔が狭くなる可能性がある。そのため、貫通ビア２１０の配置は、各光電変換素子４２０で同一であるほうが好ましい。
【００６０】
図３において、例えば、光電変換素子４２０の一辺の長さＤＷが１３０μｍである場合、隣接する光電変換素子４２０同士の間隔ＤＧは、例えば、２０μｍであってもよい。また、貫通ビア２１０の直径ＶＤは、例えば、６０μｍであり、貫通ビア２１０同士の間隔ＨＧは、３８μｍであってもよい。貫通ビア２１０は、アスペクト比が２〜３程度であれば、容易に形成することができるため、上記の場合、厚み１２０μｍ〜１８０μｍ程度の基板１００に対して、容易に貫通ビア２１０を形成することができる。
【００６１】
以上にて説明した構造によれば、本実施形態に係る放射線検出装置１は、光電変換素子４２０（図２Ｂでは、放射線検出素子４２１）にて発生した信号電荷を短い電流伝送距離にて、信号電荷を出力信号に変換する回路素子４１０に伝送することができる。これにより、本実施形態に係る放射線検出装置１は、出力信号に含まれるノイズを低減することができる。
【００６２】
また、本実施形態に係る放射線検出装置１は、遮蔽絶縁層１１０により、放射線による回路素子４１０の劣化を抑制することができる。これにより、本実施形態に係る放射線検出装置１は、劣化した回路素子４１０に起因するリーク電流、ノイズおよび動作不良の発生を抑制することができる。
【００６３】
［１．３．放射線検出装置の製造方法］
続いて、図４〜図１３を参照して、本実施形態に係る放射線検出装置１の製造方法について説明する。図４〜図１３は、図２Ａで示した放射線検出装置１を製造する一工程を説明するＡ−Ａ断面図である。
【００６４】
なお、以下で示す製造方法は、あくまで一例であって、本実施形態に係る放射線検出装置１の製造方法が以下の例示に限定されるわけではない。また、各工程における具体的な製造装置および製造条件については、公知の製造装置および製造条件を適用することが可能であるため、詳細な記載は省略する。
【００６５】
図４に示すように、金属箔２２１、基板形成層１２０、遮蔽絶縁層１１０、基板形成層１３０、および金属箔２３１が積層された積層体が形成される。具体的には、片面に金属箔２２１（２３１）が積層された基板形成層１２０（１３０）で遮蔽絶縁層１１０を挟持した後、熱圧着することで、図４に示す積層体を形成することができる。
【００６６】
また、片面に金属箔２２１を積層した基板形成層１２０と、遮蔽絶縁層１１０とを貼り合せて半積層体を形成し、次に、片面に金属箔２３１を積層した基板形成層１３０を該半積層体に対して貼り合せて熱圧着することで、図４に示す積層体を形成してもよい。
【００６７】
ここで、遮蔽絶縁層１１０は、例えば、金属元素を含むガラス基板であり、基板形成層１２０、１３０は、繊維状補強材にエポキシ系熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグであってもよい。また、金属箔２２１、２３１は、例えば、銅箔などであってもよい。
【００６８】
次に、図５に示すように、図４に示す積層体に貫通孔２１１が形成される。貫通孔２１１を形成する方法は、公知の方法を用いることができるが、例えば、ドリルまたはレーザによる孔あけ加工、パターニングしたレジストを使用したウェットエッチングなどを用いることができる。なお、貫通孔２１１の配置は、光電変換素子４２０、および回路素子４１０の配置を考慮して、適宜設計することが可能である。
【００６９】
また、上記では、図４に示す積層体を形成した後に、貫通孔２１１を形成する方法を示したが、本開示に係る技術は、上記例示に限定されない。例えば、あらかじめ貫通孔２１１が形成された積層体を用いてもよい。具体的には、貫通孔２１１に相当する位置に遮蔽絶縁層１１０が形成されないような形状を有する金型等を用いて、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）等により遮蔽絶縁層１１０を形成してもよい。このような場合、基板形成層１２０、１３０、および金属箔２２１、２３１等についても、貫通孔２１１に相当する位置に各層が形成されないように形成した上で、各層の貫通孔２１１の位置が整合するように貼り合せて積層体を形成してもよい。
【００７０】
続いて、図６に示すように、貫通孔２１１を金属で埋め込むことで、貫通ビア２１０が形成される。具体的には、貫通孔２１１が形成された積層体に対して、還元剤を用いた無電解めっきを用いて銅などの金属を成膜することで、貫通ビア２１０を形成することができる。本工程では、複雑な形状を有する非金属面である貫通孔２１１内部に金属をめっきするため、還元剤を用いた還元型の無電解めっきを用いることが好ましい。なお、無電解めっきに用いる還元剤、めっき液などについては、公知のものを使用することが可能である。
【００７１】
次に、図７に示すように、基板１００の両面に外部配線層２２０、２３０が形成される。具体的には、金属箔２２１、２３１上にレジストを塗布した後、フォトリソグラフィ等により外部配線層２２０、２３０を形成する領域を露光し、露光されたレジストを現像によって除去する。続いて、レジストが除去されることで金属面が露出した金属箔２２１、２３１上に、電解めっきによって金属膜を成膜し、全面エッチングによってレジストおよび金属箔２２１、２３１を除去する。これにより、外部配線層２２０、２３０が形成される。
【００７２】
なお、電解めっきによって外部配線層２２０、２３０として成膜される金属は、密着性等を考慮すると金属箔２２１、２３１と同一の金属であることが好ましく、例えば、銅などを用いることができる。
【００７３】
続いて、図８に示すように、外部配線層２２０、２３０上に、外部配線層２２０、２３０上の領域の一部に開口を設けた絶縁層３１０、３２０が形成される。具体的には、外部配線層２２０、２３０上に、絶縁層３１０、３２０を形成するソルダーレジストを塗布する。次に、外部配線層２２０、２３０上の領域の一部をフォトリソグラフィ等により露光した後、露光されたソルダーレジストを現像によって除去することで、絶縁層３１０、３２０上に外部配線層２２０、２３０の一部を露出させる開口が形成される。なお、絶縁層３１０、３２０において、開口が形成される領域は、光電変換素子４２０と回路素子４１０との電流伝送距離を短くするため、貫通ビア２１０の真下を含む領域とすることが好ましい。
【００７４】
次に、図９に示すように、絶縁層３１０、３２０の開口に端子電極３３０、３４０が形成される。具体的には、電解めっきまたは置換型の無電解めっきにより、絶縁層３１０、３２０の開口に端子電極３３０、３４０が形成される。端子電極３３０、３４０は、外部配線層２２０、２３０の端子として機能する。端子電極３３０、３４０は、配線抵抗を抑制するために、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、および金（Ａｕ）などの金属で形成することができる。
【００７５】
なお、本工程では、開口にのみ端子電極３３０、３４０をめっきするために、電解めっきを用いることが好ましい。また、貴金属（Ｐｔ、Ａｕなど）をめっきする場合、金属面にのみめっきが施される置換型の無電解めっきを用いることも可能である。
【００７６】
続いて、図１０に示すように、端子電極３３０上に回路素子４１０が実装され、回路素子４１０を埋め込むように絶縁層３１０上に保護層５１０が成膜される。具体的には、端子電極３３０上にはんだ等を塗布し、端子電極３３０と、ＩＶ変換回路を含むＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）素子の端子（パッド）との位置を合わせて熱圧着することで、端子電極３３０上に回路素子４１０が実装される。また、すべての回路素子４１０を実装した後、絶縁層３１０上に有機樹脂を塗布等することで保護層５１０が形成される。なお、保護層５１０は、ＩＣチップ等の埋め込み材または封止材として用いられるものであれば、いかなる有機樹脂も使用することが可能である。
【００７７】
次に、図１１に示すように、端子電極３４０上に光電変換素子４２０が実装され、光電変換素子４２０を埋め込むように絶縁層３２０上に保護層５２０が成膜される。具体的には、端子電極３４０上にはんだ等を塗布し、端子電極３４０と、フォトダイオードなどの光電変換素子４２０の端子（パッド）との位置を合わせて熱圧着することで、端子電極３４０上に光電変換素子４２０が実装される。また、すべての光電変換素子４２０を実装した後、絶縁層３２０上に有機樹脂を塗布等することで保護層５２０が形成される。なお、保護層５２０は、ＩＣチップ等の埋め込み材または封止材として用いられ、透明であるものであれば、いかなる有機樹脂も使用することが可能である。
【００７８】
続いて、図１２に示すように、保護層５２０上にシンチレータ層５３０が形成される。具体的には、気相堆積法などを用い、真空装置内でシンチレータ層５３０を形成する化合物を気化させ、保護層５２０上に蒸着させることで、シンチレータ層５３０を形成することができる。シンチレータ層５３０を形成する化合物としては、上述したような公知の蛍光体を用いることが可能である。
【００７９】
次に、図１３に示すように、シンチレータ層５３０上に反射層５４０が形成される。具体的には、反射層５４０は、ＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、スパッタ法などの真空蒸着法を用いて、銀合金、アルミニウムなどを蒸着することで形成することができる。
【００８０】
以上の工程により、本実施形態に係る放射線検出装置１を製造することができる。このような工程により製造された放射線検出装置１は、光電変換素子４２０と回路素子４１０とが、貫通ビア２１０によって短い電流伝送距離にて接続されているため、出力信号に含まれるノイズを低減することが可能である。また、放射線検出装置１は、光電変換素子４２０と、回路素子４１０との間に遮蔽絶縁層１１０を備えるため、放射線による回路素子４１０の劣化を抑制し、劣化した回路素子４１０に起因するリーク電流、ノイズおよび動作不良の発生を抑制することができる。
【００８１】
［１．４．変形例］
次に、図１４を参照して、本実施形態の変形例に係る放射線検出装置について説明する。図１４は、本変形例に係る放射線検出装置の素子部を示す説明図である。
【００８２】
図１４に示すように、本変形例に係る放射線検出装置の素子部１１Ａでは、例えば、２つの放射線検出素子１０Ａが１組として形成される。また、１組の放射線検出素子１０Ａに対して、ＩＶ変換回路等を含む回路素子（図示せず）が１つ設けられる。すなわち、本変形例に係る放射線検出装置では、複数の放射線検出素子１０Ａに対して、１つの回路素子が設けられる点が異なる。
【００８３】
なお、複数の放射線検出素子１０Ａの真下に設けられた回路素子には、放射線検出素子１０Ａの各々にて発生した信号電荷をそれぞれ出力信号に変換するために、複数の放射線検出素子１０Ａとの接続を切り替えるスイッチ回路、該スイッチ回路を制御する論理回路などがさらに含まれる。
【００８４】
このような場合、複数の放射線検出素子１０Ａに対して、１つの回路素子が設けられることにより、複数の放射線検出素子１０Ａに接続する信号線を共通にすることができる。そのため、放射線検出素子１０Ａと外部配線層２２０とを接続するための端子電極３４０の数を減少させることができる。また、端子電極３４０の数が減少することにより、端子電極３４０同士の間隔をより広くすることができるため、放射線検出装置の製造をより容易に行うことができる。
【００８５】
ここで、図１４では、２つの放射線検出素子１０Ａに対して、真下に１つの回路素子が設けられている例を示したが、本変形例は、上記例示に限定されない。本変形例は、少なくとも２つ以上の放射線検出素子１０Ａに対して、１つの回路素子が設けられていればよく、例えば、４つの放射線検出素子１０Ａに対して、１つの回路素子が設けられていてもよい。
【００８６】
＜２．第２の実施形態＞
［２．１．放射線検出装置の構造］
次に、図１５および図１６を参照して、本開示の第２の実施形態に係る放射線検出装置２の構造について説明する。図１５は、本実施形態に係る放射線検出装置の積層構造を示したＡ−Ａ断面図である。
【００８７】
なお、以下では、主として間接変換型の放射線検出装置を例示して説明するが、本実施形態に係る放射線検出装置は、直接変換型の放射線検出装置であってもよいことは言うまでもない。
【００８８】
図１５に示すように、基板形成層１２０、１３０によって挟持された遮蔽金属層１１１を含む基板１０１の一面上に外部配線層２２０が設けられ、外部配線層２２０上に絶縁層３１０および端子電極３３０が設けられる。端子電極３３０上には、回路素子４１０が設けられ、回路素子４１０は、保護層５１０によって埋め込まれている。
【００８９】
また、基板１０１の一面に対向する他面上に外部配線層２３０が設けられ、外部配線層２３０上に絶縁層３２０および端子電極３４０が設けられる。外部配線層２３０は、基板形成層１２０、１３０を貫通し、遮蔽金属層１１１の開口部１１３を通過する貫通ビア２１０によって外部配線層２２０と電気的に接続されている。また、端子電極３４０上には、光電変換素子４２０が設けられ、光電変換素子４２０は、保護層５２０によって埋め込まれている。保護層５２０上には、シンチレータ層５３０および反射層５４０が順次設けられている。
【００９０】
すなわち、第２の実施形態に係る放射線検出装置２は、遮蔽絶縁層１１０に替えて遮蔽金属層１１１を基板１０１に含む点が、第１の実施形態に係る放射線検出装置１と異なる。
【００９１】
ここで、外部配線層２２０と外部配線層２３０とは、遮蔽金属層１１１に設けられた開口部１１３を通過して形成された貫通ビア２１０によって電気的に接続されている。また、貫通ビア２１０は、遮蔽金属層１１１と接触しないように、遮蔽金属層１１１に設けられた開口部１１３を通過して形成される。これにより、放射線検出装置２は、短い電流伝送距離にて光電変換素子４２０で発生した信号電荷を回路素子４１０に伝送し、出力信号に変換することができるため、出力信号に含まれるノイズを低減することができる。また、放射線検出装置２は、貫通ビア２１０と遮蔽金属層１１１と電気的に絶縁することができるため、短絡（ショート）の発生を抑制することができる。
【００９２】
また、外部配線層２２０、２３０および端子電極３３０、３４０のうちの少なくともいずれかは、貫通ビア２１０と遮蔽金属層１１１との間で両者の電気的絶縁を確保する領域（以下では、絶縁確保領域ともいう）に対応する領域に形成される。
【００９３】
遮蔽金属層１１１は、放射線を遮蔽することが可能な金属で形成された層である。放射線を遮蔽することが可能な金属とは、具体的には、原子番号が２２以上の金属元素を表し、例えば、タングステン（Ｗ）、鉄（Ｆｅ）、鉛（Ｐｂ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）などを表す。特に、放射線を遮蔽することが可能な金属としては、タングステン（Ｗ）、鉛（Ｐｂ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、スズ（Ｓｎ）が好ましい。
【００９４】
また、遮蔽金属層１１１には、貫通ビア２１０を通過させるために開口部１１３が形成される。遮蔽金属層１１１は、導電性を有するため、遮蔽金属層１１１と貫通ビア２１０とが接触した場合、短絡（ショート）が発生する可能性がある。そこで、本実施形態では、貫通ビア２１０の直径よりも大きな直径を有する開口部１１３を遮蔽金属層１１１に形成し、開口部１１３を通過するように貫通ビア２１０を形成することで、短絡の発生を防止している。
【００９５】
ただし、貫通ビア２１０を通る信号線が短絡等の可能性がない信号線（例えば、グランド線など）である場合、貫通ビア２１０と遮蔽金属層１１１とは、接触していてもよいことはいうまでもない。
【００９６】
また、上述したように、外部配線層２２０、２３０および端子電極３３０、３４０のうちの少なくともいずれかは、貫通ビア２１０と遮蔽金属層１１１との間で両者の電気的絶縁を確保する領域（以下では、絶縁確保領域ともいう）に対応する領域に形成される。これは、貫通ビア２１０と遮蔽金属層１１１との間の絶縁確保領域では、貫通ビア２１０および遮蔽金属層１１１のいずれも形成されないため、貫通ビア２１０および遮蔽金属層１１１によって放射線が遮蔽されないためである。
【００９７】
そこで、放射線検出装置２は、金属からなる外部配線層２２０、２３０および端子電極３３０、３４０のうちの少なくともいずれかを絶縁確保領域に対応する領域に形成することで、該絶縁確保領域における放射線の遮蔽を可能にしている。これにより、放射線検出装置２は、放射線による回路素子４１０の劣化を抑制することができる。また、より確実に放射線を遮蔽するためには、より多くの金属層（外部配線層２２０、２３０、および端子電極３３０、３４０）が絶縁確保領域に対応する領域に形成されることが好ましい。
【００９８】
なお、上述した以外の他の構成については、実質的に第１の実施形態にて説明したとおりであるため、ここでの説明は省略する。
【００９９】
続いて、図１６を参照して、本実施形態に係る放射線検出装置２における貫通ビア２１０と、光電変換素子４２０との平面の配置関係について説明する。図１６は、光電変換素子と貫通ビアとの配置関係の一例を示した平面図である。
【０１００】
図１６に示すように、例えば、開口部１１３は、基板１０１において、光電変換素子４２０の投影領域内に設けられる。また、貫通ビア２１０は、開口部１１３内を通過している。ここで、開口部１１３のうち貫通ビアが通過する領域が貫通ビア領域２１３であり、開口部１１３のうちの貫通ビア領域２１３の外周領域が絶縁確保領域１１５である。
【０１０１】
なお、複数の貫通ビア２１０が設けられる場合、開口部１１３は、互いの間隔がより広くなるように配置される。これは、開口部１１３同士の間隔が狭い場合、開口部１１３を形成する工程の難易度が上昇し、かつ開口部１１３間の隔壁となる基板１０１の強度が低下する可能性があり、好ましくないためである。
【０１０２】
また、図１６では、貫通ビア２１０および開口部１１３の配置は、各光電変換素子４２０で同一としたが、貫通ビア２１０および開口部１１３の配置は、各光電変換素子４２０で異なっていてもよい。ただし、光電変換素子４２０ごとに開口部１１３の配置が異なった場合、隣接する光電変換素子４２０間で開口部１１３同士の間隔が狭くなる可能性がある。そのため、貫通ビア２１０および開口部１１３の配置は、各光電変換素子４２０で同一であるほうが好ましい。
【０１０３】
図１６において、例えば、光電変換素子４２０の一辺の長さＤＷが１３０μｍである場合、隣接する光電変換素子４２０同士の間隔ＤＧは、例えば、２０μｍであってもよい。また、開口部１１３の直径ＨＤは、例えば、６０μｍであり、貫通ビア領域２１３の直径ＶＤは、４０μｍであってもよい。このとき、絶縁確保領域１１５の幅は、１０μｍとすることが好ましい。これは、貫通ビア２１０と遮蔽金属層１１１との絶縁性を確保するためには、間に少なくとも１０μｍ以上の絶縁物が存在することが好ましいためである。また、開口部１１３同士の間隔ＨＧは、３８μｍであってもよい。貫通ビア２１０は、アスペクト比が２〜３程度であれば、容易に形成することができるため、上記の場合、厚み８０μｍ〜１２０μｍ程度の基板１０１に対して、容易に貫通ビア２１０を形成することができる。
【０１０４】
以上にて説明した構造によれば、本実施形態に係る放射線検出装置２は、光電変換素子４２０にて発生した信号電荷を短い電流伝送距離にて、信号電荷を出力信号に変換する回路素子４１０に伝送することができる。これにより、本実施形態に係る放射線検出装置２は、出力信号に含まれるノイズを低減することができる。
【０１０５】
また、本実施形態に係る放射線検出装置２は、遮蔽金属層１１１、貫通ビア２１０、および外部配線層２２０、２３０、端子電極３３０、３４０によって回路素子４１０に到達する放射線を遮蔽することができる。そのため、放射線検出装置２は、放射線による回路素子４１０の劣化を抑制し、劣化した回路素子４１０に起因するリーク電流、ノイズおよび動作不良の発生を抑制することができる。
【０１０６】
［２．２．放射線検出装置の製造方法］
続いて、図１７〜図２０を参照して、本実施形態に係る放射線検出装置２の製造方法について説明する。図１７〜図２０は、図１５で示した放射線検出装置２を製造する一工程を説明するＡ−Ａ断面図である。以下では、本実施形態に係る放射線検出装置２において、特徴的な工程についてのみ説明し、第１の実施形態にて説明した工程と実質的に同様の工程の説明については省略する。
【０１０７】
なお、以下で示す製造方法は、あくまで一例であって、本実施形態に係る放射線検出装置２の製造方法が以下の例示に限定されるわけではない。また、各工程における具体的な製造装置および製造条件については、公知の製造装置および製造条件を適用することが可能であるため、詳細な記載は省略する。
【０１０８】
図１７に示すように、金属箔２２１、基板形成層１２０、開口部１１３が形成された遮蔽金属層１１１、基板形成層１２０、１３０、および金属箔２２１が積層された積層体が形成される。
【０１０９】
具体的には、片面に金属箔２２１（２３１）が積層された基板形成層１２０（１３０）で遮蔽金属層１１１を挟持した後、熱圧着することで、図１７に示す積層体を形成することができる。また、片面に金属箔２２１を積層した基板形成層１２０と、遮蔽金属層１１１とを貼り合せて半積層体を形成し、次に、片面に金属箔２３１を積層した基板形成層１３０を該半積層体に対して貼り合せて熱圧着することで、図１７に示す積層体を形成してもよい。なお、基板形成層１２０、１３０は、繊維状補強材にエポキシ系熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグであってもよく、金属箔２２１、２３１は、例えば、銅箔などであってもよい。
【０１１０】
ここで、遮蔽金属層１１１は、例えば、タングステン等からなる金属層であり、開口部１１３を有する。開口部１１３は、形成される貫通ビア２１０の配置と対応する配置にて形成される。また、遮蔽金属層１１１と貫通ビア２１０との電気的絶縁を確保するために、開口部１１３は、貫通ビア２１０の直径よりも大きい直径にて形成される。
【０１１１】
次に、図１８に示すように、図１７に示す積層体に貫通孔２１１が形成される。貫通孔２１１を形成する方法は、公知の方法を用いることができるが、例えば、ドリルまたはレーザによる孔あけ加工、パターニングしたレジストを使用したウェットエッチングなどを用いることができる。また、内部に貫通ビア２１０が形成される貫通孔２１１は、遮蔽金属層１１１と貫通ビア２１０との電気的絶縁を確保するために、開口部１１３内に形成される。
【０１１２】
続いて、図１９に示すように、貫通孔２１１を金属で埋め込み、貫通ビア２１０が形成される。具体的には、貫通孔２１１が形成された積層体に対して、還元剤を用いた無電解めっきを用いて銅などの金属を成膜することで、貫通ビア２１０を形成することができる。本工程では、複雑な形状を有する非金属面である貫通孔２１１内部に金属をめっきするため、還元剤を用いた還元型の無電解めっきを用いることが好ましい。なお、無電解めっきに用いる還元剤、めっき液などについては、公知のものを使用することが可能である。
【０１１３】
次に、図２０に示すように、基板１０１の両面に外部配線層２２０、２３０が形成される。具体的には、金属箔２２１、２３１上にレジストを塗布した後、フォトリソグラフィ等により外部配線層２２０、２３０を形成する領域を露光し、露光されたレジストを現像によって除去する。続いて、レジストが除去されることで金属面が露出した金属箔２２１、２３１上に、電解めっきによって金属膜を成膜し、全面エッチングによってレジストおよび金属箔２２１、２３１を除去する。これにより、外部配線層２２０、２３０が形成される。
【０１１４】
なお、電解めっきによって外部配線層２２０、２３０として成膜される金属は、密着性等を考慮すると金属箔２２１、２３１と同一の金属であることが好ましく、例えば、銅などを用いることが好ましい。
【０１１５】
以降の工程については、第１の実施形態にて図８〜図１３を参照して説明した工程と実質的に同様であるため、ここでの説明は省略する。
【０１１６】
以上の工程により、本実施形態に係る放射線検出装置２を製造することができる。このような工程により製造された放射線検出装置２は、光電変換素子４２０と回路素子４１０とが、貫通ビア２１０によって短い電流伝送距離にて接続されているため、出力信号に含まれるノイズを低減することが可能である。
【０１１７】
また、放射線検出装置２は、遮蔽金属層１１１、貫通ビア２１０、および外部配線層２２０、２３０、端子電極３３０、３４０によって回路素子４１０に到達する放射線を遮蔽することができるため、回路素子４１０の劣化を抑制することができる。これにより、本実施形態に係る放射線検出装置２は、劣化した回路素子４１０に起因するリーク電流、ノイズおよび動作不良の発生を抑制することができる。
【０１１８】
＜３．第３の実施形態＞
［３．１．放射線検出装置の構造］
続いて、図２１を参照して、本開示の第３の実施形態に係る放射線検出装置３の構造について説明する。図２１は、本実施形態に係る放射線検出装置３の積層構造を示したＡ−Ａ断面図である。
【０１１９】
なお、以下では、主として間接変換型の放射線検出装置を例示して説明するが、本実施形態に係る放射線検出装置は、直接変換型の放射線検出装置であってもよいことは言うまでもない。
【０１２０】
図２１に示すように、放射線検出装置３において、基板１０３は、遮蔽絶縁層１１０および遮蔽金属層１１１を含む。また、遮蔽絶縁層１１０と遮蔽金属層１１１との間には基板形成層１３０が設けられており、基板１０３は、遮蔽絶縁層１１０、基板形成層１３０および遮蔽金属層１１１の積層体を基板形成層１２０、１４０にて挟持されることで形成されている。
【０１２１】
また、基板１０３の一面には、外部配線層２２０が設けられ、外部配線層２２０上に絶縁層３１０および端子電極３３０が設けられる。端子電極３３０上には、回路素子４１０が設けられ、回路素子４１０は、保護層５１０によって埋め込まれている。
【０１２２】
さらに、基板１０３の一面に対向する他面には、外部配線層２３０が設けられ、外部配線層２３０上に絶縁層３２０および端子電極３４０が設けられる。外部配線層２３０は、遮蔽絶縁層１１０、遮蔽金属層１１１、および基板形成層１２０、１３０、１４０を貫通する貫通ビア２１０によって外部配線層２２０と電気的に接続されている。また、端子電極３４０上には、光電変換素子４２０が設けられ、光電変換素子４２０は、保護層５２０によって埋め込まれている。保護層５２０上には、シンチレータ層５３０および反射層５４０が順次設けられている。
【０１２３】
すなわち、第３の実施形態に係る放射線検出装置３では、基板１０３が遮蔽絶縁層１１０および遮蔽金属層１１１を含む点が、第１の実施形態に係る放射線検出装置１と異なる。本実施形態に係る放射線検出装置３によれば、例えば、遮蔽絶縁層１１０のみでは放射線の遮蔽が不十分である場合、または遮蔽絶縁層１１０および遮蔽金属層１１１を厚く形成することが困難な場合に、放射線の遮蔽をより確実に行うことができる。
【０１２４】
ここで、外部配線層２２０と、外部配線層２３０とは、基板１０３を貫通する貫通ビア２１０によって電気的に接続されている。また、貫通ビア２１０は、遮蔽金属層１１１と接触しないように、遮蔽金属層１１１に設けられた開口部１１３を通過して形成される。これにより、放射線検出装置３は、短い電流伝送距離にて光電変換素子４２０で発生した信号電荷を回路素子４１０に伝送し、出力信号に変換することができるため、出力信号に含まれるノイズを低減することができる。また、放射線検出装置３は、貫通ビア２１０と遮蔽金属層１１１とを電気的に絶縁することができるため、短絡（ショート）の発生を抑制することができる。
【０１２５】
また、第２の実施形態にて説明したように、外部配線層２２０、２３０および端子電極３３０、３４０のうちの少なくともいずれかは、貫通ビア２１０と遮蔽金属層１１１との間で両者の電気的絶縁を確保する絶縁確保領域に対応する領域に形成される。これにより、放射線検出装置３は、遮蔽金属層１１１が形成されない絶縁確保領域であっても、外部配線層２２０、２３０および端子電極３３０、３４０のうちの少なくともいずれかによって回路素子４１０に到達する放射線を遮蔽することができる。
【０１２６】
なお、より確実に放射線を遮蔽するためには、より多くの金属層（外部配線層２２０、２３０、および端子電極３３０、３４０）が絶縁確保領域に対応する領域に形成されることが好ましい。
【０１２７】
なお、上述した以外の放射線検出装置３の各構成の詳細については、実質的に第１および第２の実施形態にて説明したとおりであるため、ここでの説明は省略する。また、図２１では、遮蔽絶縁層１１０が回路素子４１０側に形成され、遮蔽金属層１１１が光電変換素子４２０側に形成された例を示したが、本開示に係る技術は、上記例示に限定されない。例えば、遮蔽金属層１１１が回路素子４１０側に形成され、遮蔽絶縁層１１０が光電変換素子４２０側に形成されてもよい。
【０１２８】
［３．２．放射線検出装置の製造方法］
続いて、図２２および図２３を参照して、本実施形態に係る放射線検出装置３の製造方法について説明する。図２２および図２３は、図２１で示した放射線検出装置３を製造する一工程を説明するＡ−Ａ断面図である。以下では、本実施形態に係る放射線検出装置３において、特徴的な工程についてのみ説明し、第１の実施形態にて説明した工程と実質的に同様の工程の説明については省略する。
【０１２９】
なお、以下で示す製造方法は、あくまで一例であって、本実施形態に係る放射線検出装置２の製造方法が以下の例示に限定されるわけではない。また、各工程における具体的な製造装置および製造条件については、公知の製造装置および製造条件を適用することが可能であるため、詳細な記載は省略する。
【０１３０】
図２２に示すように、金属箔２２１、基板形成層１２０、遮蔽絶縁層１１０、基板形成層１３０、遮蔽金属層１１１、基板形成層１４０および金属箔２３１が積層された積層体が形成される。
【０１３１】
具体的には、基板形成層１２０を介して、開口部１１３が形成された遮蔽金属層１１１と、遮蔽絶縁層１１０とを貼り合せる。次に、遮蔽金属層１１１、基板形成層１２０および遮蔽絶縁層１１０を貼り合せた積層体を、片面に金属箔２２１（２３１）が積層された基板形成層１２０（１４０）で挟持した後、熱圧着することで、図２１に示す積層体を形成することができる。
【０１３２】
ここで、遮蔽絶縁層１１０は、例えば、金属元素を含むガラス基板である。遮蔽金属層１１１は、例えば、タングステン等からなり、貫通ビア２１０の配置と対応する配置にて形成された開口部１１３を有する金属層である。なお、開口部１１３は、貫通ビア２１０の直径よりも大きい直径にて形成される。また、基板形成層１２０、１３０、１４０は、繊維状補強材にエポキシ系熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグであってもよい。また、金属箔２２１、２３１は、例えば、銅箔などであってもよい。
【０１３３】
次に、図２３に示すように、図２２に示す積層体に貫通孔２１１が形成される。貫通孔２１１を形成する方法は、公知の方法を用いることができるが、例えば、ドリルまたはレーザによる孔あけ加工、パターニングされたレジストを使用したウェットエッチングなどを用いることができる。また、内部に貫通ビア２１０が形成される貫通孔２１１は、遮蔽金属層１１１と貫通ビア２１０との電気的絶縁を確保するために、開口部１１３内に形成される。
【０１３４】
以降の工程については、第１の実施形態にて図６〜図１３を参照して説明した工程と実質的に同様であるため、ここでの説明は省略する。
【０１３５】
以上の工程により、本実施形態に係る放射線検出装置３を製造することができる。このような工程により製造された放射線検出装置３は、光電変換素子４２０と、回路素子４１０とが貫通ビア２１０によって、短い電流伝送距離にて接続されているため、出力信号に含まれるノイズを低減することが可能である。
【０１３６】
また、放射線検出装置３は、遮蔽絶縁層１１０、および遮蔽金属層１１１によって、回路素子４１０に到達する放射線をより確実に遮蔽することができる。これにより、放射線検出装置３は、放射線による回路素子４１０の劣化に起因するリーク電流、ノイズおよび動作不良の発生をさらに抑制することができる。
【０１３７】
＜４．第４の実施形態＞
［４．１．放射線検出装置の構造］
次に、図２４を参照して、本開示の第４の実施形態に係る放射線検出装置４の構造について説明する。図２４は、本実施形態に係る放射線検出装置４の積層構造を示したＡ−Ａ断面図である。
【０１３８】
なお、以下では、主として間接変換型の放射線検出装置を例示して説明するが、本実施形態に係る放射線検出装置は、直接変換型の放射線検出装置であってもよいことは言うまでもない。
【０１３９】
図２４に示すように、放射線検出装置４において、基板１０５は、第１の遮蔽金属層１１１Ａおよび第２の遮蔽金属層１１１Ｂを含む。また、第１の遮蔽金属層１１１Ａと、第２の遮蔽金属層１１１Ｂとの間には、基板形成層１３０、内部配線層２４０、および基板形成層１４０が設けられて積層体を形成している。また、基板１０５は、上記積層体をさらに基板形成層１２０、１５０にて挟持されることで形成されている。
【０１４０】
また、基板１０３の一面には、外部配線層２２０が設けられ、外部配線層２２０上に絶縁層３１０および端子電極３３０が設けられる。端子電極３３０上には、回路素子４１０が設けられ、回路素子４１０は、保護層５１０によって埋め込まれている。
【０１４１】
さらに、基板１０３の一面に対向する他面には、外部配線層２３０が設けられ、外部配線層２３０上に絶縁層３２０および端子電極３４０が設けられる。外部配線層２３０は、第２の遮蔽金属層１１１Ｂ、基板形成層１５０、１４０を貫通する第２の貫通ビア２１０Ｂによって内部配線層２４０と電気的に接続されており、さらに、内部配線層２４０は、第１の遮蔽金属層１１１Ａ、基板形成層１３０、１２０を貫通する第１の貫通ビア２１０Ａによって外部配線層２２０と電気的に接続されている。また、端子電極３４０上には、光電変換素子４２０が設けられ、光電変換素子４２０は、保護層５２０によって埋め込まれている。保護層５２０上には、シンチレータ層５３０および反射層５４０が順次設けられている。
【０１４２】
すなわち、第４の実施形態に係る放射線検出装置４では、基板１０５が複数層の遮蔽金属層（第１の遮蔽金属層１１１Ａ、第２の遮蔽金属層１１１Ｂ）を含む点が、第１の実施形態に係る放射線検出装置１と異なる。本実施形態に係る放射線検出装置４によれば、例えば、遮蔽金属層を厚く形成することが困難な場合に、放射線の遮蔽をより確実に行うことができる。
【０１４３】
ここで、外部配線層２２０と、外部配線層２３０とは、第１の貫通ビア２１０Ａ、第２の貫通ビア２１０Ｂ、内部配線層２４０によって電気的に接続されている。なお、第１の貫通ビア２１０Ａは、第１の遮蔽金属層１１１Ａと接触しないように、第１の遮蔽金属層１１１Ａに設けられた第１の開口部１１３Ａを通過して形成される。また、第２の貫通ビア２１０Ｂは、第２の遮蔽金属層１１１Ｂと接触しないように、第２の遮蔽金属層１１１Ｂに設けられた第２の開口部１１３Ｂを通過して形成される。
【０１４４】
これにより、放射線検出装置４は、短い電流伝送距離にて光電変換素子４２０で発生した信号電荷を回路素子４１０に伝送し、出力信号に変換することができるため、出力信号に含まれるノイズを低減することができる。また、放射線検出装置４は、第１の貫通ビア２１０Ａと第１の遮蔽金属層１１１Ａとの間、および第２の貫通ビア２１０Ｂと第２の遮蔽金属層１１１Ｂとの間を電気的に絶縁することができるため、短絡（ショート）の発生を抑制することができる。
【０１４５】
また、第２の実施形態にて説明したように、外部配線層２２０、２３０、内部配線層２４０、および端子電極３３０、３４０のうちの少なくともいずれかは、第１の遮蔽金属層１１１Ａおよび第２の遮蔽金属層１１１Ｂが形成されない絶縁確保領域に対応する領域に形成される。これにより、放射線検出装置４は、第１の遮蔽金属層１１１Ａおよび第２の遮蔽金属層１１１Ｂが形成されない絶縁確保領域であっても、外部配線層２２０、２３０、内部配線層２４０、および端子電極３３０、３４０のうちの少なくともいずれかによって回路素子４１０に到達する放射線を遮蔽することができる。
【０１４６】
なお、より確実に放射線を遮蔽するためには、より多くの金属層（外部配線層２２０、２３０、内部配線層２４０、および端子電極３３０、３４０）が絶縁確保領域に対応する領域に形成されることが好ましい。
【０１４７】
また、第１の開口部１１３Ａが形成される領域と、第２の開口部１１３Ｂが形成される領域とは、基板１０５の一面側から平面視した際に重ならないことが好ましい。これは、高い放射線遮蔽効果を有する第１の遮蔽金属層１１１Ａ、および第２の遮蔽金属層１１１Ｂが形成されていない領域が重ならないようにすることで、領域によって放射線遮蔽効果に大きな差が生じないようにするためである。
【０１４８】
なお、上述した以外の放射線検出装置４の各構成の詳細については、実質的に第１および第２の実施形態にて説明したとおりであるため、ここでの説明は省略する。
【０１４９】
［４．２．放射線検出装置の製造方法］
続いて、図２５〜図２８を参照して、本実施形態に係る放射線検出装置４の製造方法について説明する。図２５〜図２８は、図２４で示した放射線検出装置４を製造する一工程を説明するＡ−Ａ断面図である。以下では、本実施形態に係る放射線検出装置４において、特徴的な工程についてのみ説明し、第１および第２の実施形態にて説明した工程と実質的に同様の工程の説明については省略する。
【０１５０】
なお、以下で示す製造方法は、あくまで一例であって、本実施形態に係る放射線検出装置２の製造方法が以下の例示に限定されるわけではない。また、各工程における具体的な製造装置および製造条件については、公知の製造装置および製造条件を適用することが可能であるため、詳細な記載は省略する。
【０１５１】
図２５に示すように、例えば、図２０で示した積層体に対して、さらに基板形成層１３０、第１の遮蔽金属層１１１Ａ、基板形成層１２０および金属箔２２１を積層することで、図２５に示す積層体が形成される。
【０１５２】
具体的には、図２０で示す積層体の一面に、基板形成層１３０を介して第１の開口部１１３Ａが形成された第１の遮蔽金属層１１１Ａを貼り合せる。次に、片面に金属箔２２１が積層された基板形成層１２０を第１の遮蔽金属層１１１Ａ上に貼り合せて熱圧着することで、図２５に示す積層体を形成することができる。
【０１５３】
なお、図２０で示した積層体の製造方法は、図１７〜図２０を参照して説明したとおりであるので、ここでの説明は省略する。
【０１５４】
ここで、第１の遮蔽金属層１１１Ａは、例えば、タングステン等からなり、第１の開口部１１３Ａを有する金属層である。第１の開口部１１３Ａは、内部配線層２４０が形成されたいずれかの領域に形成され、第２の開口部１１３Ｂの直下の領域に形成されないことが好ましい。また、基板形成層１２０、１３０は、繊維状補強材にエポキシ系熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグであってもよい。また、金属箔２２１は、例えば、銅箔などであってもよい。
【０１５５】
次に、図２６に示すように、図２５に示す積層体に第１の貫通孔２１１Ａが形成される。また、第１の貫通孔２１１Ａは、内部配線層２４０を露出させるように形成される。第１の貫通孔２１１Ａを形成する方法は、公知の方法を用いることができるが、例えば、ドリルまたはレーザによる孔あけ加工、パターニングされたレジストを使用したウェットエッチングなどを用いることができる。
【０１５６】
また、内部に第１の貫通ビア２１０Ａが形成される第１の貫通孔２１１Ａは、第１の遮蔽金属層１１１Ａと、第１の貫通ビア２１０Ａとの電気的絶縁を確保するために、第１の開口部１１３Ａ内に形成される。
【０１５７】
続いて、図２７に示すように、第１の貫通孔２１１Ａを金属で埋め込み、第１の貫通ビア２１０Ａが形成される。具体的には、第１の貫通孔２１１Ａが形成された積層体に対して、還元剤を用いた無電解めっきを用いて銅などの金属を成膜することで、第１の貫通ビア２１０Ａを形成することができる。これにより、第１の貫通ビア２１０Ａは、内部配線層２４０と電気的に接続される。本工程では、複雑な形状を有する非金属面である第１の貫通孔２１１Ａ内部に金属をめっきするため、還元剤を用いた還元型の無電解めっきを用いることが好ましい。なお、無電解めっきに用いる還元剤、めっき液などについては、公知のものを使用することが可能である。
【０１５８】
次に、図２８に示すように、基板１０５の金属箔２２１側に外部配線層２２０が形成される。具体的には、金属箔２２１上にレジストを塗布した後、フォトリソグラフィ等により外部配線層２２０を形成する領域を露光し、露光されたレジストを現像によって除去する。続いて、レジストが除去されることで金属面が露出した金属箔２２１、２３１上に、電解めっきにて金属膜を成膜し、全面エッチングによってレジストおよび金属箔２２１を除去する。これにより、外部配線層２２０が形成される
【０１５９】
なお、電解めっきによって外部配線層２２０として成膜される金属は、密着性等を考慮すると金属箔２２１と同一の金属であることが好ましく、例えば、銅などを用いることが好ましい。
【０１６０】
以降の工程については、第１の実施形態にて図８〜図１３を参照して説明した工程と実質的に同様であるため、ここでの説明は省略する。
【０１６１】
以上の工程により、本実施形態に係る放射線検出装置４を製造することができる。このような工程により製造された放射線検出装置２は、光電変換素子４２０と回路素子４１０とが、第１の貫通ビア２１０Ａ、内部配線層２４０、第２の貫通ビア２１０Ｂによって短い電流伝送距離にて接続されているため、出力信号に含まれるノイズを低減することが可能である。
【０１６２】
また、放射線検出装置４は、複数の遮蔽金属層（第１の遮蔽金属層１１１Ａ、第２の遮蔽金属層１１１Ｂ）によって回路素子４１０に到達する放射線を遮蔽することができるため、回路素子４１０の劣化をさらに抑制することができる。これにより、本実施形態に係る放射線検出装置４は、劣化した回路素子４１０に起因するリーク電流、ノイズおよび動作不良の発生を抑制することができる。
【０１６３】
なお、上記では、放射線検出装置４は、遮蔽金属層を２層有する構成を示したが、本開示に係る技術は、上記に限定されない。例えば、放射線検出装置４は、遮蔽金属層を３層以上有していてもよい。また、いずれかの遮蔽金属層が遮蔽絶縁層で置き換えられていてもよい。
【０１６４】
＜５．適用例＞
以下では、図２９を参照して、本開示の各実施形態に係る放射線検出装置の適用例について説明する。図２９は、本開示の各実施形態に係る放射線検出装置を用いた放射線撮像装置（または、放射線撮像システム）を模式的に示した説明図である。本開示の各実施形態に係る放射線検出装置は、例えば、図２９に示す放射線撮像装置（または、放射線撮像システム）に適用可能である。
【０１６５】
図２９に示すように、放射線撮像装置５は、各実施形態に係る放射線検出装置１と、演算処理部３３と、表示部３５とを備える。
【０１６６】
演算処理部３３は、放射線検出装置１から出力される検出信号に対して、演算処理を施すことで撮像画像を生成する。また、表示部３５は、演算処理部３３が生成した撮像画像に基づく表示画像を表示する。
【０１６７】
このような放射線撮像装置５では、まず、光源（例えば、Ｘ線源などの放射線源）３１から被写体３０に向かって放射線が照射され、被写体３０を透過した放射線が放射線検出装置１内の素子部１１にて検出される。次に、放射線検出装置１は、素子部１１からの出力信号を演算処理部３３に出力し、演算処理部３３は、放射線検出装置１からの出力信号を演算処理して撮像画像を生成し、撮像画像信号を表示部３５に出力する。表示部３５は、演算処理部３３からの撮像画像信号に基づいて、放射線撮像装置５により撮像された撮像画像を表示画像として表示する。
【０１６８】
以上にて説明したように、本適用例に係る放射線撮像装置５（または、放射線撮像システム）は、放射線検出装置１からの出力信号に基づいて、被写体３０の放射線撮像画像を取得することが可能である。また、本適用例に係る放射線撮像装置５は、取得した放射線による撮像画像信号を表示部３５または外部の表示装置に出力することで、被写体３０の放射線撮像画像を表示させることも可能である。
【０１６９】
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１７０】
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
【０１７１】
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
放射線遮蔽層を含む基板と、
前記基板の一面に二次元配列された複数の放射線検出素子と、
前記基板の前記放射線検出素子が配列された面と対向する他面に配置され、前記基板を貫通する貫通ビアによって、少なくとも一つ以上の前記放射線検出素子と電気的に接続される回路素子と、
を備える、放射線検出装置。
（２）
前記放射線遮蔽層は、金属元素を含む絶縁物層である、前記（１）に記載の放射線検出装置。
（３）
前記放射線遮蔽層は、金属元素を含むガラスで形成される、前記（２）に記載の放射線検出装置。
（４）
前記放射線遮蔽層は、金属層である、前記（１）に記載の放射線検出装置。
（５）
前記金属層は、前記貫通ビアが通過する貫通ビア領域、および前記貫通ビア領域の外周に形成された絶縁確保領域を含む領域に形成された開口部を有する、前記（４）に記載の放射線検出装置。
（６）
前記基板のいずれかの面上には、外部配線層および端子電極が形成され、
前記外部配線層および前記端子電極の少なくともいずれかは、少なくとも前記絶縁確保領域に対応する領域に形成される、前記（５）に記載の放射線検出装置。
（７）
前記基板は、前記放射線遮蔽層を複数含み、
前記貫通ビアは、前記放射線遮蔽層の異なる平面領域に形成された開口部にて、前記放射線遮蔽層の各々を通過する、前記（５）または（６）に記載の放射線検出装置。
（８）
前記基板は、単層の前記放射線遮蔽層を含む、前記（１）〜（６）のいずれか一項に記載の放射線検出装置。
（９）
前記回路素子により構成される電気回路は、電流−電圧変換回路を含む、前記（１）〜（８）のいずれか一項に記載の放射線検出装置。
（１０）
前記放射線検出素子は、放射線を電気信号に直接変換する素子である、前記（１）〜（９）のいずれか一項に記載の放射線検出装置。
（１１）
前記回路素子は、複数の前記放射線検出素子と電気的に接続されている、前記（１）〜（１０）のいずれか一項に記載の放射線検出装置。
（１２）
放射線遮蔽層を含む基板と、前記基板の一面に二次元配列された複数の放射線検出素子と、前記基板の前記放射線検出素子が配列された面と対向する他面に配置され、前記基板を貫通する貫通ビアによって、少なくとも一つ以上の前記放射線検出素子と電気的に接続される回路素子とを備える放射線検出装置と、
前記放射線検出装置からの出力信号を演算処理し、撮像画像を生成する演算処理部と、
を有する撮像装置。
（１３）
放射線遮蔽層を含む基板と、前記基板の一面に二次元配列された複数の放射線検出素子と、前記基板の前記放射線検出素子が配列された面と対向する他面に配置され、前記基板を貫通する貫通ビアによって、少なくとも一つ以上の前記放射線検出素子と電気的に接続される回路素子とを備える放射線検出装置と、
前記放射線検出装置からの出力信号を演算処理し、撮像画像を生成する演算処理部と、
を有する撮像システム。
【符号の説明】
【０１７２】
１、２、３、４    放射線検出装置
５        放射線撮像装置
１０      放射線検出素子
１１      素子部
１１０    遮蔽絶縁層
１１１    遮蔽金属層
１１３    開口部
１２０、１３０、１４０、１５０    基板形成層
２１０    貫通ビア
２２０、２３０    外部配線層
２４０    内部配線層
３１０、３２０    絶縁層
３３０、３４０    端子電極
４１０    回路素子
４２０    光電変換素子
５１０、５２０    保護層
５３０    シンチレータ層
５４０    反射層
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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