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公開番号2024132856
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-01
出願番号2023209515
出願日2023-12-12
発明の名称放射線検出器、放射線撮像システム
出願人キヤノン株式会社
代理人弁理士法人近島国際特許事務所
主分類H01L 27/144 20060101AFI20240920BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】半導体層内で散乱された放射線が、検出部の直下以外に配置された周囲の部材に照射され、再び半導体層に戻りノイズを発生させる問題を解決し得る放射線検出器が求められていた。
【解決手段】放射線の検出素子が設けられた検出領域と、検出領域の外側に設けられた周辺領域とを有する半導体層と、入射面とは反対側の半導体層の面において、周辺領域の少なくとも一部を支持する第一支持部材と、第一支持部材の一部を半導体層とは反対側から支持する第二支持部材とを備える。第一支持部材において検出領域側の側面と下面とが交差する点をEP1とし、第二支持部材において検出領域側の側面と下面とが交差する点をEP2とし、入射面に垂直な方向から透視すると、EP1は、検出領域と周辺領域の境界から第1距離だけ離間し、EP2は検出領域と周辺領域の境界から第1距離よりも大きな第2距離だけ離間している放射線検出器である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
放射線の検出素子が設けられた検出領域と、前記検出領域の外側に設けられた周辺領域と、を有する半導体層と、
前記放射線が入射する入射面とは反対側の前記半導体層の面において、前記周辺領域の少なくとも一部を支持する第一支持部材と、
前記第一支持部材の一部を、前記半導体層とは反対側から支持する第二支持部材と、
を備える放射線検出器において、
前記第一支持部材において前記検出領域側の側面と下面とが交差する点をＥＰ１とし、前記第二支持部材において前記検出領域側の側面と下面とが交差する点をＥＰ２とし、
前記入射面に垂直な方向から前記放射線検出器を透視すると、
前記ＥＰ１は、前記検出領域と前記周辺領域の境界から第１距離だけ離間し、
前記ＥＰ２は、前記検出領域と前記周辺領域の境界から前記第１距離よりも大きな第２距離だけ離間している、
ことを特徴とする放射線検出器。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記第１距離をＸ１、前記第２距離をＸ２、前記入射面とは反対側の前記半導体層の前記面と前記ＥＰ１との距離をＺ１、前記入射面とは反対側の前記半導体層の前記面と前記ＥＰ２との距離をＺ２とし、
Ｚ１＜Ｘ１／ｔａｎ（１０°）、かつＺ２＜Ｘ２／ｔａｎ（１０°）、を満たす、
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３】
前記入射面に垂直な方向から前記放射線検出器を透視すると、
前記検出領域と前記周辺領域との境界と隣接して前記周辺領域側に、前記半導体層が前記第一支持部材と前記第二支持部材のいずれとも重ならない第１領域を有する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の放射線検出器。
【請求項４】
前記入射面に垂直な方向から前記放射線検出器を透視すると、
前記第１領域の外側に、前記半導体層が前記第一支持部材とは重なるが前記第二支持部材とは重ならない第２領域を有する、
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】
前記入射面に垂直な方向から前記放射線検出器を透視すると、
前記第２領域の外側に、前記半導体層が前記第一支持部材および前記第二支持部材と重なる第３領域を有する、
ことを特徴とする請求項４に記載の放射線検出器。
【請求項６】
前記入射面に垂直な方向から前記放射線検出器を透視すると、
前記第１領域の幅は前記第１距離で、前記第２領域の幅は前記第２距離である、
ことを特徴とする請求項４に記載の放射線検出器。
【請求項７】
前記入射面に垂直な方向の断面において、
前記第一支持部材の端部は、前記入射面に垂直な方向に対して傾斜した第１傾斜面を備え、前記第１傾斜面は、前記半導体層から離間するほど前記検出領域と前記周辺領域の境界から離間する向きに傾斜している、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の放射線検出器。
【請求項８】
前記第１傾斜面は、前記入射面に垂直な方向に対して１０°よりも大きな角度だけ傾斜している、
ことを特徴とする請求項７に記載の放射線検出器。
【請求項９】
前記入射面に垂直な方向の断面において、
前記第二支持部材の端部は、前記入射面に垂直な方向に対して傾斜した第２傾斜面を備え、前記第２傾斜面は、前記半導体層から離間するほど前記検出領域と前記周辺領域の境界から離間する向きに傾斜している、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の放射線検出器。
【請求項１０】
前記第２傾斜面は、前記入射面に垂直な方向に対して１０°よりも大きな角度だけ傾斜している、
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】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線検出器、等に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
放射線を、シンチレータ（波長変換体）を介さずにＣＭＯＳイメージセンサ等の半導体素子で受光して放射線像を得る放射線検出器が知られている。係る放射線検出器では、放射線が半導体素子の深部にまで侵入するとクロストークや二次電子が発生して検出精度が低下するため、半導体層を薄化することが行われる。
【０００３】
特許文献１には、検出領域の少なくとも一部における半導体層の厚さが、周辺領域の厚さよりも小さい検出器が開示されている。半導体層の検出領域において、エネルギー線が入射する面と反対側の裏面に複数の溝を設け、画素間のクロストークを低減することが記載されている。
【０００４】
特許文献２には、感応層と機械的支持層と基板層とを備える荷電粒子検出器を製造する際に、感応層を挟んで基板層の反対側に機械的支持層を接続した後に、基板層を薄くするステップを実施することが開示されている。
【０００５】
特許文献３には、直接型電子検出器において、センサの検出部の直下に配置された材料の一部又は全部を除去することで、材料で散乱した電子が検出器へ戻るのを防止することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１９－８７６４０号公報
特開２０２１－１８９８８号公報
特開２０１２－３８７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
半導体素子（半導体層）を薄化すると、クロストークや二次電子の発生は低減され得るが、半導体素子の機械的強度が低下することもあり、薄化には限度がある。一方、一般に半導体素子の周囲には半導体素子と当接するように他の部材が配置されているが、放射線が半導体層を通過する際に半導体層内で散乱されると、散乱された放射線がこれらの部材に照射される場合がある。散乱された放射線がさらに周囲の部材で散乱あるいは反射されると、その一部が再び半導体層に戻り、ノイズを発生させてしまう場合がある。
【０００８】
特許文献３には、センサの検出部直下に配置された部材で散乱した電子が検出器へ戻るのを抑制する技術は開示されているものの、検出部の直下以外に配置された部材については十分な検討がなされていない。
【０００９】
そこで、半導体層内で散乱された放射線が、検出部の直下以外に配置された周囲の部材に照射され、周囲の部材でさらに散乱あるいは反射されて再び半導体層に戻りノイズを発生させる、という問題を解決し得る放射線検出器が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一つの態様は、放射線の検出素子が設けられた検出領域と、前記検出領域の外側に設けられた周辺領域と、を有する半導体層と、前記放射線が入射する入射面とは反対側の前記半導体層の面において、前記周辺領域の少なくとも一部を支持する第一支持部材と、前記第一支持部材の一部を、前記半導体層とは反対側から支持する第二支持部材と、を備える放射線検出器において、前記第一支持部材において前記検出領域側の側面と下面とが交差する点をＥＰ１とし、前記第二支持部材において前記検出領域側の側面と下面とが交差する点をＥＰ２とし、前記入射面に垂直な方向から前記放射線検出器を透視すると、前記ＥＰ１は、前記検出領域と前記周辺領域の境界から第１距離だけ離間し、前記ＥＰ２は、前記検出領域と前記周辺領域の境界から前記第１距離よりも大きな第２距離だけ離間している、ことを特徴とする放射線検出器である。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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