(57)【要約】方法は、ｘ線またはガンマ線などの高エネルギ電磁放射線に対する入口ウィンドウとしてパネルプレートを構成するステップと、パネルプレート上にバイアスプレートを取り付けるステップであって、バイアスプレートは電気を導通し、かつ放射線を通過させる、ステップと、タイルのアレイを取り付けるステップであって、各タイルは、バイアスプレート上に直接変換型化合物半導体センサが構成されるように、バイアスプレート上に直接変換型化合物半導体センサおよび読み出し集積回路ＩＣ層を含む、ステップと、を含み、直接変換型化合物半導体センサは、ｘ線またはガンマ線などの高エネルギ電磁放射線の光子を電流に変換するように構成され、読み出しＩＣ層は直接変換型化合物半導体センサの隣に位置し、電流を受け入れて電流を処理するように構成される。また、アセンブリのアレイを含む検出器と、ｘ線源および検出器を備えるイメージングシステムに関する。【選択図】図３
2020507070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高エネルギのｘ線またはガンマ線電磁放射線に対する入口ウィンドウとしてパネルプレートを構成するステップと、
前記パネルプレート上にバイアスプレートを取り付けるステップであって、前記バイアスプレートは電気を導通し、かつ前記放射線を通過させるように構成される、ステップと、
タイルのアレイを取り付けるステップであって、各タイルは、前記バイアスプレート上に直接変換型化合物半導体センサが構成されるように、前記バイアスプレート上に前記直接変換型化合物半導体センサおよび読み出し集積回路ＩＣ層を含む、ステップと、
を含む方法であって、
前記直接変換型化合物半導体センサは、前記ｘ線またはガンマ線放射線の光子を電流に変換するように構成され、
前記読み出しＩＣ層は、前記直接変換型化合物半導体センサの隣に位置し、かつ前記電流を受け入れて前記電流を処理するように構成される、方法。
【請求項２】
取り付けるステップの動作の間、前記直接変換型化合物半導体センサは、前記バイアスプレートの表面に直接載っている、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
取り付けられた前記パネルプレートと、取り付けられた前記バイアスプレートと、取り付けられたアセンブリの前記アレイとを含むサブアセンブリをひっくり返すステップをさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記バイアスプレートは、前記直接変換型化合物半導体センサに対する高電圧バイアスとして構成される導電性材料を含み、前記タイルに対する熱導体として構成される熱伝導性材料をさらに含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記パネルプレートは、電気的および熱的に分離する材料を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
アレイ支持プレートを部分的に前記アレイの上に取り付け、かつ部分的に前記パネルプレートの上に取り付けるステップをさらに含み、
前記アレイ支持プレートは、少なくとも断面によって前記アレイを封入するように構成される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記アレイ支持プレート上に相互接続ボードを取り付けるステップをさらに含み、
前記相互接続ボードは、前記読み出しＩＣから処理された前記電流を受け入れるために前記アレイに電気的に接触し、かつ受け入れて処理された前記電流を出力するように構成された弾性的に強制されるコネクタを含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記相互接続ボード上にパネル支持プレートを取り付けるステップをさらに含み、
前記パネル支持プレートは熱伝導性材料を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
タイルの前記アレイは、基板なしで構成される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記直接変換型化合物半導体層は、テルル化カドミウムまたはテルル化カドミウム亜鉛を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
直接変換型化合物半導体センサと、読み出し集積回路ＩＣとを備え、前記直接変換型化合物半導体センサは、ｘ線またはガンマ線放射線の光子を電流に変換するように構成され、前記読み出しＩＣ層は、前記直接変換型化合物半導体センサの隣に位置し、かつ前記電流を受け入れて前記電流を処理するように構成される、高周波放射線検出器であって、
前記ｘ線またはガンマ線放射線に対する入口ウィンドウとしてパネルプレートを構成することと、
前記パネルプレート上にバイアスプレートを取り付けることであって、前記バイアスプレートは電気を導通し、かつ前記放射線を通過させるように構成される、ことと、
タイルのアレイを取り付けることであって、各タイルは、前記バイアスプレート上に前記直接変換型化合物半導体センサが構成されるように、前記バイアスプレート上に前記直接変換型化合物半導体センサおよび前記読み出し集積回路ＩＣを備える、ことと、
によって組み立てられる、高周波放射線検出器。
【請求項１２】
ｘ線源と、
請求項１１に記載の検出器と、を備える、イメージングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［背景技術］
放射線イメージングにおいて、たとえばｘ線またはガンマ線光子などを電荷に直接変換するために、直接変換型化合物半導体ベースの検出器および検出器アレイが使用される。それらは通常、電荷コレクタの頂部に直接成長したｘ線光伝導体層と、読み出し層（たとえば室温半導体など）とを含む。検出器は一般的に、改善された解像度を有する増加した画像サイズが生成され得るように、複数のタイルのアレイにて使用される。大面積のｘ線またはガンマ放射線検出器は、より小さなセンサタイルのアレイでできている。
【０００２】
検出器の性能は、多くのイメージング適用にとって重要であり得る。多くの適用に対するイメージングの要求は、非常に厳密であり得る。直接変換型化合物半導体層と、集積回路ＩＣ層と、基板層とを有するタイルの鉛直方向の積層は、いくつかの問題のある条件を呈することがある。たとえば、ＩＣによって生じる熱が半導体検出器と相まって、望ましくないノイズおよび熱変動をもたらし得る。たとえば、最適な性能のために半導体検出器の動作温度は摂氏約２０〜３０度に保たれるべきであるため、ＩＣによって生じる熱は外部へ伝導されるべきである。さらに、半導体層の頂部側は、たとえば最大１０００Ｖなどの高いバイアス電圧に電気的に接続される必要がある。
【０００３】
出版物Ｄ１は、この背景を理解するために有用であるとみなされ得る情報を開示している。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この概要は、以下の詳細な説明にさらに記載される概念から選択したものを簡略化した形で紹介するために提供されるものである。この概要は、請求される主題の主要な特徴または必須の特徴を識別することは意図されておらず、請求される主題の範囲を限定するために用いられることも意図されていない。
【０００５】
目的は、放射線検出器パネルアセンブリ構造を提供することである。この目的は、独立請求項の特徴によって達成される。従属請求項において、いくつかの実施形態が説明される。ある実施形態によると、方法は、高エネルギ電磁放射線に対する入口ウィンドウとしてパネルプレートを構成するステップと、パネルプレート上にバイアスプレートを取り付けるステップであって、バイアスプレートは電気を導通し、かつ放射線を通過させるように構成される、ステップと、バイアスプレート上に直接変換型化合物半導体センサが構成されるように、バイアスプレート上に直接変換型化合物半導体センサおよび読み出し集積回路ＩＣ層を含むアセンブリのアレイを取り付けるステップとを含み、直接変換型化合物半導体センサは、高エネルギ電磁放射線の光子を電流に変換するように構成され、読み出しＩＣ層は、直接変換型化合物半導体センサの隣に位置し、かつ電流を受け入れて電流を処理するように構成される。
【０００６】
他の実施形態は、アセンブリのアレイを含む検出器と、ｘ線源および検出器を含むイメージングシステムとに関する。
【０００７】
付随する特徴の多くは、添付の図面に関連して考えられる以下の詳細な説明を参照することによってよりよく理解されることとなるため、より容易に認識されるだろう。
【０００８】
本記載は、添付の図面に鑑みて読まれる以下の詳細な説明からよりよく理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ある実施形態による直接変換型化合物半導体センサと、読み出し集積回路と、基板とを示すタイルの断面側面図を概略的に表す図である。
【図２】ある実施形態によるタイルの底面図を概略的に表す図である。
【図３】ある実施形態による検出器のサブアセンブリの断面側面図を概略的に表す図である。
【図４】検出器のサブアセンブリの断面側面図を概略的に表す図であって、このサブアセンブリはある実施形態による検出器として構成されるために上下逆に裏返される。
【図５】ある実施形態による製造プロセスにおけるパネルプレート調製物の断面側面図を概略的に表す図である。
【図６】ある実施形態によるバイアスプレートにタイルを取り付けるための製造プロセスの断面側面図を概略的に表す図である。
【図７】ある実施形態によるバイアスプレートにタイルを取り付けるための製造プロセスの断面側面図を概略的に表す図である。
【図８】ある実施形態によるバイアスプレートにタイルを取り付けるための製造プロセスの断面側面図を概略的に表す図である。
【図９】ある実施形態による製造プロセスにおけるタイル支持プレートの取り付けの断面側面図を概略的に表す図である。
【図１０】ある実施形態による製造プロセスにおける相互接続ボードの取り付けの断面側面図を概略的に表す図である。
【図１１】ある実施形態による製造プロセスにおけるパネル支持体の取り付けの断面側面図を概略的に表す図である。
【図１２】ある実施形態による検出器のサブアセンブリの断面側面図を概略的に表す図である。
【図１３】ある実施形態によるサブアセンブリの製造プロセスにおける無基板タイルの取り付けの断面側面図を概略的に表す図である。
【図１４】ある実施形態による無基板タイルを有する検出器のサブアセンブリの断面側面図を概略的に表す図である。
【図１５】別の実施形態によるタイルの断面側面図を概略的に表す図である。
【図１６】他の実施形態によるタイルの底面図を概略的に表す図である。
【図１７】ある実施形態による製造プロセスにおけるバイアスプレートおよび前側基板の断面側面図を概略的に表す図である。
【図１８】別の実施形態によるバイアスプレートにタイルを取り付けるための製造プロセスの断面側面図を概略的に表す図である。
【図１９】別の実施形態によるバイアスプレートにタイルを取り付けるための製造プロセスの断面側面図を概略的に表す図である。
【図２０】別の実施形態によるバイアスプレートにタイルを取り付けるための製造プロセスの断面側面図を概略的に表す図である。
【図２１】ある実施形態による製造プロセスにおけるタイル支持プレートの取り付けの断面側面図を概略的に表す図である。
【図２２】別の実施形態による製造プロセスにおける相互接続ボードの取り付けを概略的に表す図である。
【図２３】ある実施形態による製造プロセスにおけるパネル支持体およびヒートシンクの取り付けを概略的に表す図である。
【図２４】別の実施形態による検出器のサブアセンブリの断面側面図を概略的に表す図である。
【図２５】ある実施形態によるタイルを有する検出器の断面を概略的に表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
添付の図面における類似の部分を示すために、類似の参照が用いられている。
【００１１】
添付の図面に関連して以下に提供される詳細な説明は、実施形態の説明であることが意図されており、実施形態が構成または使用され得る唯一の形を表すことは意図されていない。しかし、同じまたは同等の機能および構造が、異なる実施形態によって達成されてもよい。
【００１２】
ある実施形態によると、直接変換型化合物半導体センサ、読み出し集積回路（ＩＣ）、および任意には基板の層がタイルを確立する。ｘ線検出器はタイルのアレイを有する。これらのタイルは、高エネルギ放射線を受け入れる放射線入口ウィンドウのバイアスプレート上に直接取り付けられる。直接変換型化合物半導体センサは、バイアスプレートに面して接触しており、製造プロセス中はバイアスプレート上に載っている。バイアスプレートは、センサの動作を可能にするために熱および電気の両方を伝導してもよい。検出器のサブアセンブリはさらに処理される。サブアセンブリの処理は頂部の部分から始まり、底部の部分へと続く。サブアセンブリが完成すると、それは製造プロセスにおいて検出器として用いられるためにひっくり返される。その結果として、入口ウィンドウのバイアスプレート上にタイルのセンサが取り付けられてもよく、検出器としてさらに適用されるために完全なサブアセンブリがひっくり返されるまで製造プロセスが続いてもよい。
【００１３】
ある実施形態によると、検出器のサブパネルアセンブリの製造プロセスは、サブパネルアセンブリにセンサタイルをアセンブルするときの平面性の問題を回避してもよい。たとえば、バイアスプレート上にセンサが直接取り付けられるので、パネル内のタイルの高さの差が極めて小さくてもよい。この検出器のサブアセンブリの構造は、タイルアセンブリに対する別個の基板の使用をなくし得るため、読み出しＩＣからの熱負荷伝達が改善される。このサブアセンブリの構造はさらに、タイルアセンブリに対する別個の基板の使用をなくし得るため、サブアセンブリのコストの金額を大幅に低減する。さらに、このサブアセンブリの構造は、センサタイルの頂部側に高電圧（ｈｉｇｈ−ｖｏｌｔａｇｅ）バイアス（ＨＶバイアス）を提供してもよい。加えてこのサブアセンブリの構造は、センサタイルの外側から頂部への熱漏洩を分離してもよく、それによって熱伝導性を改善してもよい。さらに、この構造は外側からＨＶバイアスを分離して、検出器の安全性を改善してもよい。
【００１４】
本明細書における実施形態は、直接変換型化合物半導体において実現されるものとして記載および例示されるかもしれないが、これは単なる実現の例であって限定ではない。当業者が認識することになるとおり、本実施形態は、たとえばテルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、テルル化カドミウム亜鉛ＣｄＺｎＴｅなどのさまざまな異なるタイプの検出器半導体結晶における適用に対して好適である。
【００１５】
図１は、ｚ軸（図１には示さず）方向におけるタイル１００の断面側面図を概略的に表したものを示しており、ある実施形態による直接変換型化合物半導体センサ１０１と、読み出し集積回路（ＩＣ）１０２と、タイル基板１０３とを示している。
【００１６】
直接変換型化合物半導体センサ１０１は、センサチップと呼ばれることもある。直接変換型化合物半導体センサ１０１は、たとえばｘ線またはガンマ線などの高エネルギ光子を、検出され得る対応する電子流に変換するように構成される。センサ１０１は、タイル１００の一番上の層である。化合物半導体センサ１０１は、ｘ線放射線を受け入れる。なお、ｘ線の代わりにガンマ線放射線を受け入れてもよい。センサチップ１０１はいくつかの検出器エレメント（図１には示さず）を有し、各検出器エレメントは底部側から読み出しＩＣ１０２に接続される。検出器エレメントは、センサチップの頂部に共通のバイアス構造を有する（図１には示さず）。センサチップ１０１は、センサチップ１０１の頂部側に電気的に接続される高電圧（ＨＶ）バイアスを必要としてもよい。
【００１７】
センサ１０１の下には読み出しＩＣ１０２がある。読み出しＩＣ１０２は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）であってもよい。ＡＳＩＣはマイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリを含むメモリブロック、およびその他の大きな構成要素を含んでもよい。この種のＡＳＩＣはしばしば、ＳｏＣ（システムオンチップ（ｓｙｓｔｅｍ−ｏｎ−ｃｈｉｐ））と呼ばれる。ＳｏＣは、ＡＳＩＣの機能を記述するためのたとえばＶｅｒｉｌｏｇまたはＶＨＤＬなどのハードウェア記述言語（ＨＤＬ：ｈａｒｄｗａｒｅ  ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ  ｌａｎｇｕａｇｅ）を用いて構成されてもよい。ＡＳＩＣの代わりに、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：Ｆｉｅｌｄ−ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｇａｔｅ  ａｒｒａｙｓ）をプログラマブル論理ブロックおよびプログラマブル相互接続として用いて、同じＦＰＧＡを多くの異なるアプリケーションに用いることを可能にしてもよい。読み出しＩＣ１０２は、センサチップ１０１の検出器エレメントの各々から電気信号を読み取る。読み出しＩＣ１０２は検出器エレメント信号を多重化して、読み出しＩＣ１０２の底部側に位置するより少数のＩ／Ｏ（入力／出力（ｉｎｐｕｔ／ｏｕｔｐｕｔ））にする。
【００１８】
一番下の層は基板１０３である。基板１０３は、センサチップ１０１および読み出しＩＣ１０２を支持する。基板（ウェハとも呼ばれる）は固体の（通常は平面状の）物質であってもよく、その上に別の物質の層が適用され、かつその第２の物質がそこに付着する。基板１０３は、有機または無機材料から作られ得る。たとえば、基板１０３はたとえばセラミックまたはＦＲ４などの材料の薄片であってもよい。これらの基板は基礎の役割をし、その上にたとえばトランジスタ、ダイオード、および特に集積回路（ＩＣ）などのＩＣ電子デバイスが置かれる。
【００１９】
図２は、ある実施形態によるタイル１００の底面図を概略的に表したものを示す。基板１０３の底部に、入力および／または出力（Ｉ／Ｏ）接続パッド１０４が示される。読み出しＩＣ１０２のＩ／Ｏは、接続パッド１０４を介して基板１０３の頂部側から基板１０３の底部側に経路付けられ得る。
【００２０】
センサ１０１と、ＩＣ１０２と、基板１０３とがタイル１００を確立する。１つのタイルが画素のアレイを有し、各画素は検出器のデジタルイメージングにおける化合物半導体上の信号パッドに対応する。検出器は、タイル１００のアレイ（代替的にマトリックスと呼ばれる）を有する。
【００２１】
図３は、ある実施形態による検出器のパネルサブアセンブリ２００の断面側面図を概略的に表したものを示す。パネルサブアセンブリ２００は放射線入口ウィンドウ１０５と、バイアスプレート１０６と、センサタイル１００と、タイル支持プレート１０８と、相互接続ボード１０９と、パネル支持プレート１１１とを含む。このサブアセンブリ２００に高エネルギ放射線１１２が入る。
【００２２】
放射線入口ウィンドウ１０５は、ｘ線またはガンマ線の放射線透過材料から作られてもよい。加えてこの材料は、たとえばガラスなどの電気的および熱的に分離する材料であってもよい。バイアスプレート１０６は、薄いｘ線またはガンマ線透過材料から作られてもよい。加えてバイアスプレート１０６は、たとえばアルミニウムなどの導電性材料であってもよい。センサタイル１００は、たとえば図１および図２などを参照して説明したものである。基板１０３の下に熱伝達１１３が示される。熱伝達１１３は、タイル１００から相互接続ボード１０９に向かって熱を伝導する。タイル支持プレート１０８は、センサタイルアレイを固定するように構成される。相互接続ボード１０９は、バネ荷重コネクタ１１０を伴って構成される。たとえばＩ／Ｏ接続パッド１０４などのセンサタイル入力および／または出力は、バネ荷重コネクタ１１０によって接触され、信号は相互接続ボード１０９内を出力コネクタ１１４へと経路付けされ得る。パネル支持プレート１１１は、サブアセンブリ２００に対するヒートシンクとして構成されてもよい。さらに、パネル支持プレート１１１はサブアセンブリ２００を固定する。センサタイル１００および相互接続ボード１０９からの熱伝達を可能にするために、パネル支持プレート１１１は高熱伝導性材料から作られる。
【００２３】
図４は、検出器のサブアセンブリ２００の断面側面図を概略的に表したものを示しており、このサブアセンブリ２００はある実施形態による検出器として構成されるために上下逆に裏返される。サブアセンブリ２００の製造プロセスは頂部の部分から始まり、次いで底部の部分に続く。このことは図４の参照００２によって示されており、ここでサブアセンブリは上下逆である。したがって、タイル１００が簡便に構成されてもよく、かつバイアスプレート１０６上の異なるタイル２００の高さの差が非常に小さくなるように、製造プロセスが行われる。製造プロセスにおいてサブアセンブリ２００が完成すると、図４の一番下の部分に示されるとおり、検出器における最終的な使用のためにサブアセンブリ２００は裏返される。サブアセンブリが上下逆００２のとき、それはアセンブルのために便利であり、検出器に対する最終生産物２００は、ひっくり返されて適切な使用位置にされてもよい。図４の上側部分の位置００２において、サブアセンブリはｚ軸（図４には示さず）に関して上下逆であるため、放射線入口ウィンドウ１０５は一番下の部分であり、パネル支持プレート１１１は頂部の部分である。
【００２４】
図５は、ある実施形態による製造プロセスのパネルプレート調製物の断面側面図を概略的に表したものを示す。このプロセスは、放射線入口ウィンドウ１０５の上にバイアスプレート１０６を構成するステップによって始まってもよい。ウィンドウ１０５は、製造プロセスのためにのみ用いられる一般アセンブリ面（図５には示さず）の上に載っていてもよく、バイアスプレート１０６はウィンドウ１０５の上に取り付けられる。
【００２５】
図６、図７、図８は、ある実施形態によるバイアスプレート１０６上にタイル１００を取り付けるための製造プロセスの断面側面図を概略的に表したものを示す。バイアスプレート１０６上に直接変換型化合物半導体センサ１０１を挿入することによって、バイアスプレート１０６上にタイル１００が取り付けられてもよい。タイル１００は、タイル１００間に適切な間隙を伴いながら隣り合って置かれてもよい。異なるタイルがバイアスプレート１０６に載せられてアセンブルされるとき、それらのタイルに関するｚ軸方向の高さの差は非常に小さくてもよい。その結果として、平面性の問題は回避されてもよい。センサ１０１はバイアスプレート１０６に接触する。バイアスプレート１０６は、センサ１０１に対する高電圧バイアスとして構成されてもよい。さらに、バイアスプレート１０６は熱をタイル１００から外に伝導する。
【００２６】
図９は、ある実施形態による製造プロセスにおけるタイル支持プレート１０８の取り付けの断面側面図を概略的に表したものを示す。タイル支持プレート１０８は、中央がタイル１００の上に取り付けられ、側部が入口ウィンドウ１０５の上に取り付けられる。タイル支持プレート１０８は、基板１０３とウィンドウ１０５とに接触してもよい。タイル支持プレート１０８は、少なくともこの断面によってタイル１００のアレイを封入するように構成される。その結果として、タイル支持プレート１０８はアレイを保護してもよく、加えてタイル１００からの熱を効果的に外に伝導してもよい。
【００２７】
図１０は、ある実施形態による製造プロセスにおける相互接続ボード１０９の取り付けの断面側面図を概略的に表したものを示す。相互接続ボード１０９は、タイル支持プレート１０８の頂部に取り付けられる。相互接続ボード１０９は、タイル支持プレート１０９の窪みに入るバネ荷重コネクタ１１０を含む。バネ荷重コネクタ１１０は、基板１０３のＩ／Ｏパッドコネクタ１０４に接続し、電気的接続を維持して固定するようにバネによって弾性的に強制される。
【００２８】
図１１は、ある実施形態による製造プロセスにおけるパネル支持体１１１の取り付けの断面側面図を概略的に表したものを示す。パネル支持体１１１は、相互接続ボード１０９の上に取り付けられる。パネル支持体１１１は、タイル２００からの熱を効果的に受け取るためのヒートシンクとして構成される。さらに、パネル支持体１１１はサブアセンブリ２００を支持して、サブアセンブリ２００に対する基部を確立する。
【００２９】
図１２は、ある実施形態による検出器のサブアセンブリ２００の断面側面図を概略的に表したものを示す。サブアセンブリ２００に対して行われる最後の動作において、たとえば図４に示されるものに対応して、図１１に対する図１２に示されるとおり、サブアセンブリ２００は裏返される。
【００３０】
通常、タイルが支持フレームに取り付けられてその上に載るように検出器が製造される。実施形態においては、製造中はタイル１００のセンサ１０１がバイアスプレート１０６および入口ウィンドウ１０５の上に載るように、このことが上下逆に行われる。一般的に、センサタイル１００の合計の高さは部分ごとに変動することがある。Ｘ線入口ウィンドウ表面によって形成された１つの面にセンサタイル１００を取り付けるとき、タイル１００の前面は妥当な精度を有して同じ一般面の上にある。ある実施形態によると、たとえばバネ負荷コネクタ１１０などのバネ負荷ピンによって、センサタイルごとの変動をさらに補償できる。
【００３１】
ダイボンディングマシンによって、タイルの取り付けを自動化できる。
【００３２】
ある実施形態によると、裏返されたサブアセンブリの概念からさらに利益を得るために、たとえば以下の図面に示されるとおり、タイル１００’はタイル基板１０３なしでアセンブルされてもよい。
【００３３】
図１３は、ある実施形態によるサブアセンブリ２００’の製造プロセスにおける無基板タイル１００’の取り付けの断面側面図を概略的に表したものを示す。図１４は、ある実施形態による無基板タイル１００’を有する検出器のサブアセンブリ２００’の断面側面図を概略的に表したものを示す。
【００３４】
図１４には、無タイル基板パネルサブアセンブリ２００’のいくつかの部分が示される。これらの部分は、タイル基板１０３が取り除かれたこと以外は、たとえば前の図面に示されたものと同じである。センサタイル１００’は放射線入口ウィンドウ１０５の上にアセンブルされるため、基板１０３の必要をなくすことができる。その結果として、ウィンドウ１０５は支持体の役割をしてもよい。タイル基板１０３を取り除くことは、以下の利益を提供してもよい。有機または無機基板の必要をなくすことができ、これはコスト低減を意味する。読み出しＩＣ１０２とタイル支持プレート１０８との間のセラミック基板をなくすことによって、熱的熱伝達も改善されてもよい。
【００３５】
図１５は、別の実施形態によるタイル１００’の断面側面図を概略的に表したものを示す。図１６は、タイル１００’の底面図を概略的に表したものを示す。この実施形態においては、たとえば以下のとおりにしてタイル基板１０３の使用をなくすことができる。読み出しＩＣ１０２の上にセンサチップ１０１が取り付けられるか、または反対に、センサチップ１０１の上に読み出しＩＣ１０２が取り付けられる。Ｉ／Ｏ接続パッド１０４を有する図１６に示されるとおり、読み出しＩＣ１０２の裏側に位置するＩ／Ｏ接続の中に、センサタイル１００に対する相互接続が直接作られる。さらに、たとえばポゴピンなどを用いたバネ荷重接続によって、相互接続を固定できる。
【００３６】
図１７は、ある実施形態による製造プロセスにおける、放射線入口ウィンドウと呼ばれることのあるバイアスプレート１０６および前側基板１０５の断面側面図を概略的に表したものを示す。図１７の実施形態は、図５の実施形態と類似のものである。
【００３７】
図１８、図１９、図２０は、ある実施形態によるバイアスプレート１０６にタイル１００’を取り付けるための製造プロセスの断面側面図を概略的に表したものを示す。図１８〜２０の実施形態は、基板を必要としないタイル１００’以外は、図６〜８の実施形態と類似のものである。
【００３８】
図２１は、ある実施形態による製造プロセスにおけるタイル支持プレート１０８の取り付けの断面側面図を概略的に表したものを示す。図２１の実施形態は、タイル１００’以外は図９の実施形態と類似のものである。読み出しＩＣ１０２とタイル支持プレート１０８との間のセラミック基板をなくすことによって、熱的熱伝達が改善されてもよい。加えて、タイル支持プレート１０８は基板を有さないタイル１００’を支持および固定するように構成される。
【００３９】
図２２は、ある実施形態による製造プロセスにおける相互接続ボード１０９の取り付けを概略的に表したものを示す。図２２の実施形態は、タイル１００’以外は図１０の実施形態と類似のものである。相互接続ボード１０９は、バネ荷重コネクタ１１０を含む。バネ荷重コネクタ１１０はタイル１００’に接続する。バネ荷重コネクタ１１０は、読み出しＩＣ１０２の裏側でタイル１００’のＩ／Ｏ接続パッド１０４と直接接触するように構成される。バネ荷重コネクタ１１０は、タイル１００’の支持部材の役割をしてもよい。
【００４０】
図２３は、ある実施形態による製造プロセスにおけるパネル支持体１１１およびヒートシンクの取り付けを概略的に表したものを示す。この実施形態は、図１１の実施形態と類似のものである。
【００４１】
図２４は、基板を有さないタイル１００’を有する別の実施形態による検出器のサブアセンブリ２００’の断面側面図を概略的に表したものを示す。
【００４２】
図２５は、ある実施形態によるタイル１００のアレイを有する検出器２００の断面を概略的に表したものを示す。Ｘ線放射線１１２は供給源（図２５には示さず）から放出される。ｘ線放射線１１２によって検出および検査されるべき対象物３００は、放射線源と検出器２００との間に示される。検出器２００は、たとえばｘ軸方向などにおける検出器２００の断面に、９つのタイル１００〜１００＿８を有するアレイを含む。
【００４３】
図２５は、上述のプロセスによって製造されたタイル１００を含む検出デバイス２００を示す。センサは入口ウィンドウのバイアスプレートに面し、その上に載っている。そのように製造されたサブアセンブリは、検出器として用いられるために裏返される。このデバイス２００は、これらの実施形態のいずれかに記載されるタイル１００、１００’を含む、対象物３００を検出するためのイメージングシステムの一部であってもよい。このシステムは、たとえば医療用イメージング、セキュリティイメージング、および／または産業用イメージングなどに適用されてもよい。
【００４４】
本明細書に与えられる任意の範囲またはデバイスの値は、求められる効果を失うことなく拡張または変更されてもよい。加えて、明確に禁じられない限り、任意の実施形態が別の実施形態と組み合わされてもよい。
【００４５】
構造的特徴および／または動作に対する特定的な言葉で主題を説明してきたが、添付の請求項において定義される主題は上述される特定の特徴または動作に限定される必要はないことが理解されるべきである。むしろ、上述の特定の特徴および動作は、請求項の実現の例として開示されており、その他の均等な特徴および動作が請求項の範囲内にあることが意図される。
【００４６】
ある実施形態は方法に関し、この方法は、たとえばｘ線またはガンマ線などの高エネルギ電磁放射線に対する入口ウィンドウとしてパネルプレートを構成するステップと、パネルプレート上にバイアスプレートを取り付けるステップであって、バイアスプレートは電気を導通し、かつ放射線を通過させるように構成される、ステップと、タイルのアレイを取り付けるステップであって、各タイルは、バイアスプレート上に直接変換型化合物半導体センサが構成されるようにバイアスプレート上に直接変換型化合物半導体センサおよび読み出し集積回路ＩＣ層を含む、ステップとを含み、直接変換型化合物半導体センサは、たとえばｘ線またはガンマ線などの高エネルギ電磁放射線の光子を電流に変換するように構成され、読み出しＩＣ層は、直接変換型化合物半導体センサの隣に位置し、かつ電流を受け入れて電流を処理するように構成される。
【００４７】
上記に対して代替的または付加的に、取り付けるステップの動作の間、直接変換型化合物半導体センサはバイアスプレートの表面に直接載っている。上記に対して代替的または付加的に、取り付けられたパネルプレートと、取り付けられたバイアスプレートと、取り付けられたアセンブリのアレイとを含むサブアセンブリをひっくり返すステップをさらに含む。上記に対して代替的または付加的に、バイアスプレートは、直接変換型化合物半導体センサに対する高電圧バイアスとして構成される導電性材料を含み、タイルに対する熱導体として構成される熱伝導性材料をさらに含む。上記に対して代替的または付加的に、パネルプレートは電気的および熱的に分離する材料を含む。上記に対して代替的または付加的に、アレイ支持プレートを部分的にアレイの上に取り付け、かつ部分的にパネルプレートの上に取り付けるステップをさらに含み、アレイ支持プレートは少なくとも断面によってアレイを封入するように構成される。上記に対して代替的または付加的に、アレイ支持プレート上に相互接続ボードを取り付けるステップをさらに含み、相互接続ボードは、読み出しＩＣから処理された電流を受け入れるためにアレイに電気的に接触し、かつ受け入れて処理された電流を出力するように構成された弾性的に強制されるコネクタを含む。上記に対して代替的または付加的に、相互接続ボード上にパネル支持プレートを取り付けるステップをさらに含み、パネル支持プレートは熱伝導性材料を含む。上記に対して代替的または付加的に、タイルのアレイは基板を有さずに構成される。上記に対して代替的または付加的に、直接変換型化合物半導体層はテルル化カドミウムまたはテルル化カドミウム亜鉛を含む。
【００４８】
ある実施形態によると、高周波放射線検出器は、直接変換型化合物半導体センサと、読み出し集積回路ＩＣとを含み、直接変換型化合物半導体センサは、たとえばｘ線またはガンマ線などの高エネルギ電磁放射線の光子を電流に変換するように構成されており、読み出しＩＣ層は、直接変換型化合物半導体センサの隣に位置し、かつ電流を受け入れて電流を処理するように構成されており、この高周波放射線検出器は、たとえばｘ線またはガンマ線などの高エネルギ電磁放射線に対する入口ウィンドウとしてパネルプレートを構成するステップと、パネルプレート上にバイアスプレートを取り付けるステップであって、バイアスプレートは電気を導通し、かつ放射線を通過させるように構成される、ステップと、タイルのアレイを取り付けるステップであって、各タイルは、バイアスプレート上に直接変換型化合物半導体センサが構成されるようにバイアスプレート上に直接変換型化合物半導体センサおよび読み出し集積回路ＩＣを含む、ステップと、によってアセンブルされる。
【００４９】
ある実施形態によると、イメージングシステムはｘ線源と、任意の先行実施形態による検出器とを含む。
【００５０】
上述の利益および利点は、１つの実施形態に関するものであってもよいし、いくつかの実施形態に関するものであってもよいことが理解されるだろう。実施形態は、述べられた問題点のいずれかもしくはすべてを解決するもの、または述べられた利益および利点のいずれかもしくはすべてを有するものに限定されない。「ある（ａｎ）」項目に対する参照は、それらの項目の１つまたはそれ以上を示すことがさらに理解されるだろう。
【００５１】
本明細書に記載される方法のステップは、任意の好適な順序で行われてもよいし、適切であるときには同時に行われてもよい。加えて、本明細書に記載される主題の趣旨および範囲から逸脱することなく、任意の方法から個々のブロックが削除されてもよい。求められる効果を失うことなくさらなる実施例を形成するために、上述の任意の実施例の態様が、記載される任意の他の実施例の態様と組み合わされてもよい。
【００５２】
本明細書において「含む」という用語は、識別される方法、ブロック、または構成要素を含むことを意味するために用いられるが、こうしたブロックまたは構成要素は排他的なリストを含まず、方法または装置は付加的なブロックまたは構成要素を含んでもよい。
【００５３】
上の記載は単なる例として与えられたものであり、当業者によってさまざまな修正が加えられてもよいことが理解されるだろう。上の明細書、実施例、およびデータは、例示的実施形態の構造および使用の完全な説明を提供する。さまざまな実施形態がある程度具体的に、または１つもしくはそれ以上の個々の実施形態を参照しながら上述されたが、当業者はこの明細書の趣旨または範囲から逸脱することなく、開示される実施形態に多数の変更を加えることができる。
【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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【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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【手続補正書】
【提出日】平成31年3月6日(2019.3.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｘ線またはガンマ線放射線に対する入口ウィンドウとしてパネルプレート（１０５）を構成するステップと、
前記パネルプレート上にバイアスプレート（１０６）を取り付けるステップであって、前記バイアスプレートは電気を導通し、かつ前記放射線を通過させるように構成される、ステップと、
を含む製造方法であって、
タイル（１００，１００＿１，１００＿２，１００＿ｎ）のアレイを取り付けるステップであって、各タイルは、前記バイアスプレート上に直接変換型化合物半導体センサ（１０１）が構成されて前記バイアスプレートと接触するように、前記バイアスプレート上に前記直接変換型化合物半導体センサおよび読み出し集積回路ＩＣ層（１０２）を含み、取り付けるステップの動作の間、前記直接変換型化合物半導体センサは、前記バイアスプレートの表面に直接載っていて、前記タイルは、タイル間に間隙を伴って互いに隣り合って配置される、ステップを含み、
前記直接変換型化合物半導体センサは、前記ｘ線またはガンマ線放射線の光子を電流に変換するように構成され、
前記読み出しＩＣ層は、前記直接変換型化合物半導体センサの前記バイアスプレートから反対側に位置し、かつ前記電流を受け入れて前記電流を処理するように構成され、
取り付けられた前記パネルプレートと、取り付けられた前記バイアスプレートと、取り付けられたアセンブリの前記アレイとを含むサブアセンブリ（００２，２００）をひっくり返すステップを含む、ことを特徴とする製造方法。
【請求項２】
前記バイアスプレートは、前記直接変換型化合物半導体センサに対する高電圧バイアスとして構成される導電性材料を含み、前記タイルに対する熱導体として構成される熱伝導性材料をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記パネルプレートは、電気的および熱的に分離する材料を含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
アレイ支持プレート（１０８）を部分的に前記アレイの上に取り付け、かつ部分的に前記パネルプレートの上に取り付けるステップをさらに含み、
前記アレイ支持プレートは、少なくとも断面によって前記アレイを封入するように構成される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記アレイ支持プレート上に相互接続ボード（１０９）を取り付けるステップをさらに含み、
前記相互接続ボードは、前記読み出しＩＣから処理された前記電流を受け入れるために前記アレイに電気的に接触し、かつ受け入れて処理された前記電流を出力するように構成された弾性的に強制されるコネクタ（１１０）を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記相互接続ボード上にパネル支持プレート（１１１）を取り付けるステップをさらに含み、
前記パネル支持プレートは熱伝導性材料を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
タイルの前記アレイは、基板なしで構成される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記直接変換型化合物半導体層は、テルル化カドミウムまたはテルル化カドミウム亜鉛を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【国際調査報告】
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2020507070.tif 000029