JPH05269123A - Detector for x-ray ct - Google Patents
Detector for x-ray ctInfo
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- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線ＣＴ装置に用いら
れてＸ線投影データを検出するＸ線ＣＴ用検出器に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an X-ray CT detector used in an X-ray CT apparatus to detect X-ray projection data.
【０００２】[0002]
【従来の技術】Ｘ線ＣＴ装置の一例として図３に示すよ
うな構成が知られている。撮影すべき被検体３を挟んで
Ｘ線管１及びＸ線検出器２が対向して配置され、Ｘ線管
１が被検体３に対してＸ線を曝射しながらＸ線検出器２
と一体的に例えば矢印方向に回転することにより、被検
体３のＸ線投影データがＸ線検出器２によって検出され
る。これらＸ線投影データを基に演算処理部によって再
構成処理を行うことにより、被検体３の任意のスライス
面に沿った断層像を得ることができ診断情報として利用
される。2. Description of the Related Art As an example of an X-ray CT apparatus, a configuration as shown in FIG. 3 is known. An X-ray tube 1 and an X-ray detector 2 are arranged to face each other with a subject 3 to be imaged therebetween, and the X-ray tube 1 irradiates the subject 3 with X-rays while the X-ray detector 2 is exposed.
The X-ray projection data of the subject 3 is detected by the X-ray detector 2 by integrally rotating with, for example, the direction of the arrow. By performing reconstruction processing by the arithmetic processing unit based on these X-ray projection data, a tomographic image along an arbitrary slice plane of the subject 3 can be obtained and used as diagnostic information.
【０００３】このように被検体の任意のスライス面に沿
った断層像を撮影する場合に用いられるＸ線検出器２
は、被検体３を透過したＸ線を入射してこれを光信号に
変換するシンチレータと、その光信号を電気信号に変換
するフォトダイオードとが一体化された構造の検出器が
広く採用されている。この検出器の場合特にフォトダイ
オードの動作が重要であり、このフォトダイオード４は
図２に示すような構造を有している。The X-ray detector 2 used when a tomographic image is taken along an arbitrary slice plane of the subject in this way
A detector having a structure in which a scintillator that receives an X-ray transmitted through the subject 3 and converts it into an optical signal and a photodiode that converts the optical signal into an electric signal are integrated is widely used. There is. In the case of this detector, the operation of the photodiode is particularly important, and the photodiode 4 has the structure shown in FIG.
【０００４】図２において５はＮ+ （Ｎ型高不純物濃
度）領域、６はこのＮ+ 領域５に接して形成されたＮ-
（Ｎ型低不純物濃度）領域、７はＮ- 領域６内に選択的
に形成されたＰ+ （Ｐ型高不純物濃度）領域で、これに
よってＰ+ Ｎ- Ｎ+ ダイオードが形成されＰ+ 領域７は
アノード領域、Ｎ- Ｎ+ 領域６，５は各々カソード領域
として働く。またこれらダイオードの表面には二酸化シ
リコン（ＳｉＯ2 ）膜８が形成され保護膜として働く。
このＳｉＯ2 膜８はダイオードを製造する場合にシリコ
ン基板を出発材料として用いることにより、熱酸化法に
よって容易に形成でき安定な保護膜として働くので好ん
で用いられている。In FIG. 2, 5 is N + (N-type high impurity concentration) region, 6 is this N + N − formed in contact with the region 5
(N-type low impurity concentration) region, 7 is N − P + selectively formed in the region 6 In the (P-type high impurity concentration) region, P + N - N + A diode is formed and P + Region 7 is the anode region, N − N + Regions 6 and 5 each serve as a cathode region. Further, a silicon dioxide (SiO 2 ) film 8 is formed on the surface of these diodes and functions as a protective film.
This SiO 2 film 8 is preferably used because it can be easily formed by a thermal oxidation method and acts as a stable protective film by using a silicon substrate as a starting material when manufacturing a diode.
【０００５】５ＡはＮ+ 領域５に形成されたカソード電
極層、７ＡはＰ+ 領域７に形成されたアノード電極層で
ある。なおＮ+ ，Ｎ- ，Ｐ+ 領域は各々逆のＰ+ ，
Ｐ- ，Ｎ+ 領域に置き変えることも任意である。このよ
うな構造を有するフォトダイオード４は周知の半導体製
造技術を利用することにより容易に製造することができ
る。5A is N + Cathode electrode layer formed in region 5, 7A is P + It is the anode electrode layer formed in the region 7. N + , N - , P + The regions are the opposite P + ，
P - , N + Substituting for a region is also optional. The photodiode 4 having such a structure can be easily manufactured by using a well-known semiconductor manufacturing technique.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで従来のＸ線Ｃ
Ｔ用検出器で用いられているフォトダイオードは、表面
保護膜として用いられている二酸化シリコン膜は屈折率
が小さいので集光効率が低くなり，フォトダイオードの
感度が低下して検出器の出力が低下するという問題があ
る。このため画像のＳ／Ｎ，特に低線量撮影時のＳ／Ｎ
が悪化するようになる。By the way, the conventional X-ray C
In the photodiode used in the detector for T, the silicon dioxide film used as the surface protection film has a small refractive index, so the light collection efficiency is low, the sensitivity of the photodiode is reduced, and the output of the detector is reduced. There is a problem of decrease. Therefore, the S / N of the image, especially the S / N during low-dose imaging
Will get worse.
【０００７】本発明は以上のような問題に対処してなさ
れたもので、フォトダイオードの感度を向上させるよう
にしたＸ線ＣＴ用検出器を提出することを目的とするも
のである。The present invention has been made in consideration of the above problems, and an object thereof is to provide an X-ray CT detector in which the sensitivity of a photodiode is improved.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、Ｘ線を光に変換するシンチレータと光を電
気信号に変換するフォトダイオードとが一体化されたＸ
線ＣＴ用検出器において、フォトダイオードの表面が屈
折率の大きな絶縁膜で覆われたことを特徴とするもので
ある。In order to achieve the above object, the present invention provides an X-ray in which a scintillator for converting X-rays into light and a photodiode for converting light into an electric signal are integrated.
In the detector for line CT, the surface of the photodiode is covered with an insulating film having a large refractive index.
【０００９】[0009]
【作用】請求項１記載の本発明の構成によれば、フォト
ダイオードの表面保護膜として屈折率の大きな絶縁膜を
用いるようにしたので集光効率を高めることができる。
このためフォトダイオードの感度を向上させることがで
き、よって検出器の出力を向上できるので画像のＳ／Ｎ
を改善することができる。請求項２記載の本発明の構成
によれば、特に窒化珪素膜を絶縁膜として用いることに
より、請求項１と同様な作用を行わせることができる。According to the structure of the present invention described in claim 1, since the insulating film having a large refractive index is used as the surface protection film of the photodiode, the light collection efficiency can be improved.
For this reason, the sensitivity of the photodiode can be improved, and the output of the detector can be improved.
Can be improved. According to the configuration of the present invention as set forth in claim 2, particularly by using the silicon nitride film as the insulating film, the same operation as in claim 1 can be performed.
【００１０】[0010]
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１１】図１は本発明のＸ線ＣＴ用検出器の実施例
を示す断面図で、１３はフォトダイオードアレイ，１４
はシンチレータアレイである。フォトダイオードアレイ
１３はＮ+ 領域５，Ｎ- 領域６，Ｐ+ 領域７から成るＰ
+ Ｎ- Ｎ+ ダイオード構造を有しアノード電極層７Ａ，
カソード電極層５Ａが形成されている。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of an X-ray CT detector of the present invention, 13 is a photodiode array, and 14 is a photodiode array.
Is a scintillator array. The photodiode array 13 is N + Area 5, N - Area 6, P + P consisting of area 7
+ N - N + An anode electrode layer 7A having a diode structure,
The cathode electrode layer 5A is formed.
【００１２】９はフォトダイオードアレイ１３の表面に
形成された窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）膜で保護膜として働
く。このＳｉ3 Ｎ4 膜９は従来用いられていたＳｉＯ2
膜８よりも大きな屈折率を有している。このＳｉ3 Ｎ4
膜９は周知の方法によって形成することができ、例えば
モノシラン（ＳｉＨ4 ）ガスとアンモニア（ＮＨ3 ）ガ
スを用い、（Ｎ2 ＋Ｈ2 ）ガス雰囲気中で９００℃程度
で次式のように反応させることにより、熱分解して容易
に得ることができる。 ３ＳｉＨ4 ＋４ＮＨ3 →Ｓｉ3 Ｎ4 ＋１２Ｈ2 Reference numeral 9 is a silicon nitride (Si 3 N 4 ) film formed on the surface of the photodiode array 13 and functions as a protective film. This Si 3 N 4 film 9 is made of SiO 2 which has been conventionally used.
It has a larger refractive index than the film 8. This Si 3 N 4
The film 9 can be formed by a known method. For example, a monosilane (SiH 4 ) gas and an ammonia (NH 3 ) gas are used, and the reaction is performed at about 900 ° C. in a (N 2 + H 2 ) gas atmosphere as shown in the following formula. By doing so, it can be thermally decomposed and easily obtained. 3SiH 4 + 4NH 3 → Si 3 N 4 + 12H 2
【００１３】１０は接着層で光を透過させる材料が用い
られ、フォトダイオードアレイ１３とシンチレータアレ
イ１４を一体化するためのものである。シンチレータア
レイ１４は鉛（Ｐｂ）等の隔離板１１によって分離され
た、例えば酸化タングステンカドミウム（ＣｄＷＯ4 ）
領域１２から成っている。The adhesive layer 10 is made of a material that transmits light and is used to integrate the photodiode array 13 and the scintillator array 14. The scintillator array 14 is separated by a separator 11 made of lead (Pb) or the like, for example, cadmium tungsten oxide (CdWO 4 ).
It consists of region 12.
【００１４】このような構造のＸ線ＣＴ用検出器によれ
ば、矢印のように被検体を透過したＸ線はシンチレータ
アレイ１４に入射してＣｄＷＯ4 領域１２によって光信
号に変換される。次にこの光信号は接着層１０を透過し
てフォトダイオードアレイ１３に入射する。そしてその
光信号はフォトダイオードアレイ１３によって電気信号
に変換され、アノード電極層７Ａ及びカソード電極層５
Ａを介して図示しない演算処理部に出力される。According to the X-ray CT detector having such a structure, the X-rays that have passed through the subject as indicated by the arrows enter the scintillator array 14 and are converted into optical signals by the CdWO 4 region 12. Next, this optical signal passes through the adhesive layer 10 and enters the photodiode array 13. Then, the optical signal is converted into an electric signal by the photodiode array 13, and the anode electrode layer 7A and the cathode electrode layer 5 are converted.
It is output to an arithmetic processing unit (not shown) via A.
【００１５】このような本実施例によれば、フォトダイ
オードアレイ１３の保護膜としてＳｉ3 Ｎ4 膜９のよう
に従来のＳｉＯ2 膜８よりも大きな屈折率の材料を用い
るようにしたので、集光効率を高めることができ、フォ
トダイオードアレイの感度を向上させることができる。
一例として本実施例により約１０％の感度向上を図るこ
とができた。According to this embodiment as described above, a material having a refractive index larger than that of the conventional SiO 2 film 8 such as the Si 3 N 4 film 9 is used as the protective film of the photodiode array 13. The light collection efficiency can be increased, and the sensitivity of the photodiode array can be improved.
As an example, the present embodiment can improve the sensitivity by about 10%.
【００１６】この結果検出器の出力を向上できるので、
画像のＳ／Ｎ，特に低線量撮影時のＳ／Ｎを改善するこ
とができる。これによって例えば腹部領域のように低線
量時の影響を受け易い部位を撮影する場合、鮮明な画像
を撮影することができるようになる。As a result, the output of the detector can be improved,
It is possible to improve the S / N of an image, especially the S / N at the time of low dose imaging. This makes it possible to capture a clear image when capturing a region that is easily affected by a low dose, such as the abdominal region.
【００１７】フォトダイオードアレイ１３を構成してい
る各半導体領域は一例を示したものであり、Ｎ+ ，
Ｎ- ，Ｐ+ 領域は各々逆のＰ+ ，Ｐ- ，Ｎ+ 領域に置き
換えることも任意である。また保護膜として用いたＳｉ
3 Ｎ4 膜はこれに限らず屈折率の大きな絶縁膜であれ
ば、同様に用いて同様な効果を得ることができる。なお
シンチレータアレイを構成する各材料も任意のものを選
択することができる。Each semiconductor region constituting the photodiode array 13 is an example, and N + ，
N - , P + The regions are the opposite P + , P - , N + Substitution with a region is also optional. Si used as a protective film
The 3 N 4 film is not limited to this, and if it is an insulating film having a large refractive index, the same effect can be obtained by using the same. Any material can be selected as each material forming the scintillator array.
【００１８】[0018]
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、Ｘ線
ＣＴ用検出器を構成しているフォトダイオードの表面を
覆う保護膜として屈折率の大きな絶縁膜を用いるように
したので、集光効率を高めてフォトダイオードの感度を
向上させることができる。As described above, according to the present invention, the insulating film having a large refractive index is used as the protective film for covering the surface of the photodiode constituting the X-ray CT detector. The light efficiency can be increased and the sensitivity of the photodiode can be improved.
【図１】本発明のＸ線ＣＴ用検出器の実施例を示す断面
図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of an X-ray CT detector of the present invention.
【図２】従来の検出器のフォトダイオードの構造を示す
断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a structure of a photodiode of a conventional detector.
【図３】Ｘ線ＣＴ装置の構成を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration of an X-ray CT apparatus.
５，６ カソード領域 ５Ａ カソード電極層 ７ アノード領域 ７Ａ アノード電極層 ９ 窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）膜 １３ フォトダイオードアレイ １４ シンチレータアレイ5, 6 Cathode region 5A Cathode electrode layer 7 Anode region 7A Anode electrode layer 9 Silicon nitride (Si 3 N 4 ) film 13 Photodiode array 14 Scintillator array
Claims (2)
電気信号に変換するフォトダイオードとが一体化された
Ｘ線ＣＴ用検出器において、フォトダイオードの表面が
屈折率の大きな絶縁膜で覆われたことを特徴とするＸ線
ＣＴ用検出器。1. In an X-ray CT detector in which a scintillator for converting X-rays into light and a photodiode for converting light into an electric signal are integrated, the surface of the photodiode is covered with an insulating film having a large refractive index. A detector for X-ray CT, which has been characterized.
載のＸ線ＣＴ用検出器。2. The X-ray CT detector according to claim 1, wherein the insulating film is a silicon nitride film.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4068007A JPH05269123A (en) | 1992-03-26 | 1992-03-26 | Detector for x-ray ct |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4068007A JPH05269123A (en) | 1992-03-26 | 1992-03-26 | Detector for x-ray ct |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05269123A true JPH05269123A (en) | 1993-10-19 |
Family
ID=13361375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4068007A Pending JPH05269123A (en) | 1992-03-26 | 1992-03-26 | Detector for x-ray ct |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05269123A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8829450B2 (en) | 2008-12-19 | 2014-09-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus for acquiring images created by penetration of radioactive ray |
-
1992
- 1992-03-26 JP JP4068007A patent/JPH05269123A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8829450B2 (en) | 2008-12-19 | 2014-09-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus for acquiring images created by penetration of radioactive ray |
| US8866091B2 (en) | 2008-12-19 | 2014-10-21 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus for acquiring images created by penetration of radioactive ray |
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