[go: up one dir, main page]

KR100882537B1 - Radiation image detector module with integrated pixel scintillator and manufacturing method thereof - Google Patents

Radiation image detector module with integrated pixel scintillator and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR100882537B1
KR100882537B1 KR1020070040289A KR20070040289A KR100882537B1 KR 100882537 B1 KR100882537 B1 KR 100882537B1 KR 1020070040289 A KR1020070040289 A KR 1020070040289A KR 20070040289 A KR20070040289 A KR 20070040289A KR 100882537 B1 KR100882537 B1 KR 100882537B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
scintillator
oxide film
light
detector module
photodiode
Prior art date
Application number
KR1020070040289A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20080095586A (en
Inventor
김광현
Original Assignee
라드텍주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 라드텍주식회사 filed Critical 라드텍주식회사
Priority to KR1020070040289A priority Critical patent/KR100882537B1/en
Priority to PCT/KR2008/002264 priority patent/WO2008133424A1/en
Publication of KR20080095586A publication Critical patent/KR20080095586A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100882537B1 publication Critical patent/KR100882537B1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/10—Integrated devices
    • H10F39/12—Image sensors
    • H10F39/18—Complementary metal-oxide-semiconductor [CMOS] image sensors; Photodiode array image sensors
    • H10F39/189—X-ray, gamma-ray or corpuscular radiation imagers
    • H10F39/1898—Indirect radiation image sensors, e.g. using luminescent members
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G01T1/2018—Scintillation-photodiode combinations
    • G01T1/20183—Arrangements for preventing or correcting crosstalk, e.g. optical or electrical arrangements for correcting crosstalk
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T7/00—Details of radiation-measuring instruments
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/80—Constructional details of image sensors
    • H10F39/803—Pixels having integrated switching, control, storage or amplification elements
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/80—Constructional details of image sensors
    • H10F39/806—Optical elements or arrangements associated with the image sensors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

본 발명은 일체화된 픽셀형 섬광체를 갖는 방사선 영상 검출기 모듈 및 그 제작방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 빛을 감지하여 전기적 신호로 출력하는 포토센서부를 구성하는 포토다이오드의 상면에 산화막을 형성함에 있어서, 산화막의 증착 및 식각 공정을 반복적으로 수행함으로써 수광부 영역에 해당하는 산화막을 비수광부 영역에 해당하는 산화막의 높이보다 돌출되도록 단차(單差)를 형성하고, 돌출된 수광부 영역의 산화막 상면에 섬광체를 직접 증착하여 픽셀형 포토센서부에 섬광체를 일체화시킴으로써, 고 분해능 및 고 민감도의 성능을 구현할 수 있는 일체화된 픽셀형 섬광체를 갖는 방사선 영상 검출기 모듈 및 그 제작방법에 관한 것이다.The present invention relates to a radiographic image detector module having an integrated pixel-type scintillator and a method of manufacturing the same. More particularly, in forming an oxide film on an upper surface of a photodiode constituting a photosensor unit for detecting light and outputting it as an electrical signal By repeatedly performing the deposition and etching process of the oxide film, a step is formed so that the oxide film corresponding to the light-receiving region is protruded from the height of the oxide film corresponding to the non-light-receiving region, and a scintillator is formed on the upper surface of the oxide film of the protruding light receiving region. The present invention relates to a radiographic image detector module having an integrated pixel type scintillator capable of realizing high resolution and high sensitivity by integrating a scintillator by directly depositing a pixel type photo sensor unit, and a manufacturing method thereof.

본 발명에 따른 일체화된 픽셀형 섬광체를 갖는 방사선 영상 검출기 모듈은, 일차원 어레이 또는 이차원 판형 매트릭스 형태로 배열된 픽셀타입의 다수개의 포토다이오드와; 상기 다수개의 포토다이오드의 상면에 증착되어 형성되되, 상기 포토다이오드의 수광부 영역에 증착된 높이가 비수광부 영역에 증착된 높이보다 높게 돌출되도록 수광부 영역과 비수광부 영역 사이에 단차가 형성되도록 구성된 산화막과; 상기 각각의 수광부 영역의 산화막 상면에 각각 독립적으로 증착되어 상기 각각의 수광부 영역의 산화막과 일체형으로 형성되는 섬광체; 및 상기 산화막 및 상기 섬광체의 외부 표면에 코팅되어 인접한 상기 섬광체 사이를 구분하는 반사체;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.A radiographic image detector module having an integrated pixelated scintillator according to the present invention comprises: a plurality of pixel type photodiodes arranged in a one-dimensional array or a two-dimensional plate-shaped matrix; An oxide film formed on the top surface of the plurality of photodiodes and configured to form a step between the light receiving portion region and the non-light receiving portion region such that a height deposited on the light receiving portion region of the photodiode is higher than a height deposited on the non-light receiving portion region; ; A scintillator which is independently deposited on an upper surface of an oxide film of each of the light receiving part regions and is integrally formed with an oxide film of each of the light receiving part regions; And a reflector coated on an outer surface of the oxide film and the scintillator to distinguish between adjacent scintillators.

방사선 영상, 검출기, 화학기상증착, 열 증발기, 전자-빔 증발관, 반사방지코팅, 섬광체, 포토다이오드, 분해능 Radiation imaging, detectors, chemical vapor deposition, thermal evaporators, electron-beam evaporation tubes, antireflective coatings, scintillators, photodiodes, resolution

Description

일체화된 픽셀형 섬광체를 갖는 방사선 영상 검출기 모듈 및 그 제작방법{A detector module with pixelated scintillators for radiation imaging and the manufacturing method thereof} A detector module with pixelated scintillators for radiation imaging and the manufacturing method

도 1은 종래 기술의 일실시예에 따른 방사선 영상 검출기 모듈을 구성하는 포토센서부의 단위 픽셀을 나타낸 도면.1 is a view showing unit pixels of a photosensor unit constituting a radiographic image detector module according to an embodiment of the prior art.

도 2는 도 1에 도시된 포토센서부가 적용된 종래의 방사선 영상 검출기 모듈을 나타낸 도면.2 is a view showing a conventional radiation image detector module to which the photosensor unit shown in FIG.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 일체화된 픽셀형 섬광체를 갖는 방사선 영상 검출기 모듈을 구성하는 포토센서부의 단위 픽셀을 나타낸 도면.3 is a view illustrating unit pixels of a photo sensor unit constituting a radiographic image detector module having an integrated pixel scintillator according to one embodiment of the present invention;

도 4는 도 3에 도시된 포토센서부에 픽셀형 섬광체를 일체화시킨 방사선 영상 검출기 모듈의 단위 픽셀을 나타낸 도면.4 is a view illustrating unit pixels of a radiation image detector module incorporating a pixel-type scintillator in the photosensor unit shown in FIG.

도 5는 본 발명에 따른 일체화된 픽셀형 섬광체를 갖는 일차원 어레이 형태의 방사선 영상 검출기 모듈을 나타낸 도면.5 shows a radiographic image detector module in the form of a one-dimensional array with an integrated pixelated scintillator in accordance with the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 일체화된 픽셀형 섬광체를 갖는 방사선 영상 검출기 모듈을 제작하는 방법을 나타낸 순서도.6 is a flow chart illustrating a method of fabricating a radiographic image detector module having an integrated pixelated scintillator in accordance with the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100 : 포토센서부 110 : 포토다이오드100: photo sensor 110: photo diode

130 : 산화막 300 : 섬광체130: oxide film 300: scintillator

400 : 방사선 영상 검출기 모듈의 단위 픽셀 500 : 반사체400: unit pixel of the radiographic image detector module 500: reflector

본 발명은 일체화된 픽셀형 섬광체를 갖는 방사선 영상 검출기 모듈 및 그 제작방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 빛을 감지하여 전기적 신호로 출력하는 포토센서부를 구성하는 포토다이오드의 상면에 산화막을 형성함에 있어서, 산화막의 증착 및 식각 공정을 반복적으로 수행함으로써 수광부 영역에 해당하는 산화막을 비수광부 영역에 해당하는 산화막의 높이보다 돌출되도록 단차(單差)를 형성하고, 돌출된 수광부 영역의 산화막 상면에 섬광체를 직접 증착하여 픽셀형 포토센서부에 섬광체를 일체화시킴으로써, 고 분해능 및 고 민감도의 성능을 구현할 수 있는 일체화된 픽셀형 섬광체를 갖는 방사선 영상 검출기 모듈 및 그 제작방법에 관한 것이다.The present invention relates to a radiographic image detector module having an integrated pixel-type scintillator and a method of manufacturing the same. More particularly, in forming an oxide film on an upper surface of a photodiode constituting a photosensor unit for detecting light and outputting it as an electrical signal By repeatedly performing the deposition and etching process of the oxide film, a step is formed so that the oxide film corresponding to the light-receiving region is protruded from the height of the oxide film corresponding to the non-light-receiving region, and a scintillator is formed on the upper surface of the oxide film of the protruding light receiving region. The present invention relates to a radiographic image detector module having an integrated pixel type scintillator capable of realizing high resolution and high sensitivity by integrating a scintillator by directly depositing a pixel type photo sensor unit, and a manufacturing method thereof.

일반적으로 방사선(radiation)은 불안정한 상태의 방사성 동위원소가 안정화되기 위해 자연적으로 방출하는 알파선, 베타선, 감마선, 중성자와, 어떤 물질에 외부에서 임의의 에너지를 가하여 불안정한 상태를 인공적으로 만들고, 이 불안정한 물질이 안정화되기 위해 방출하는 알파선, 베타선, 감마선, 중성자, 엑스선과 같은 인공 방사선이 있다.In general, radiation artificially creates an unstable state by applying random energy from the outside to alpha, beta, gamma, and neutrons, which are naturally emitted to stabilize an unstable radioisotope. There are artificial radiations such as alpha rays, beta rays, gamma rays, neutrons, and x-rays that emit to stabilize.

이러한 방사선은 전리작용, 사진작용, 형광작용 등의 공통적인 성질을 가지 고 있으며, 전리상자, 가이거 계수기, 섬광 계수관 등의 각종 검출장치로 검출하거나 세기를 측정할 수 있어 의료분야, 농업분야 및 공업분야 등 각종 산업에 널리 응용되고 있다.These radiations have common properties such as ionization, photography, and fluorescence, and can be detected or measured by various detection devices such as ionization boxes, Geiger counters, scintillation counters, etc. It is widely applied to various industries such as fields.

이와 같은 방사선을 이용하여 물질을 투과한 영상을 획득할 수 있는 종래 기술에 따른 방사선 영상 검출기 모듈을 첨부된 도 1 및 도 2를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.Looking at the radiation image detector module according to the prior art that can obtain an image transmitted through a material using such radiation as follows with reference to Figures 1 and 2 attached.

도 1은 종래 기술의 일실시예에 따른 방사선 영상 검출기 모듈을 구성하는 포토센서부의 단위 픽셀을 나타낸 도면이며, 도 2는 도 1에 도시된 포토센서부가 적용된 종래의 방사선 영상 검출기 모듈을 나타낸 도면이다.1 is a view showing unit pixels of a photosensor unit constituting a radiation image detector module according to an embodiment of the prior art, Figure 2 is a view showing a conventional radiation image detector module to which the photosensor unit shown in FIG. .

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래 기술에 따른 방사선 영상 검출기 모듈은 방사선이 흡수되면 빛을 발생하는 섬광체(70)를 구비한 발광부(90)와, 발광부(90)의 섬광체(70)에서 발생한 빛을 수광하여 전기적 신호로 출력하는 포토센서부(10)로 구성된다.1 and 2, the radiation image detector module according to the related art includes a light emitter 90 having a scintillator 70 that generates light when radiation is absorbed, and a scintillator 70 of the light emitter 90. It consists of a photo sensor unit 10 for receiving the light generated by the output as an electrical signal.

포토센서부(10)는 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 광전변환장치로서, 다수개의 단위 픽셀이 일차원 어레이 또는 이차원 판형 매트릭스 형태로 이루어져 있으며, 각각의 단위 픽셀에는 포토다이오드(Photodiode)가 구비된다.The photo sensor unit 10 is a photoelectric conversion device for converting light energy into electrical energy. A plurality of unit pixels are configured in a one-dimensional array or a two-dimensional plate-shaped matrix, and each unit pixel is provided with a photodiode.

방사선 영상 검출기 모듈에 사용되는 포토다이오드에는 PN접합 포토다이오드, PIN접합 포토다이오드, 애벌란치 포토다이오드(Avalanche Photodiode) 또는 가이거모드 포토다이오드(Geiger Mode Photodiode) 등이 있으며, 여기에서는 포토센서부(10)에 PIN접합 포토다이오드(12)를 적용시켜 설명하기로 한다.Photodiodes used in the radiographic image detector module include a PN junction photodiode, a PIN junction photodiode, an Avalanche photodiode, or a Geiger mode photodiode, wherein the photo sensor unit 10 is used. PIN junction photodiode 12 is applied to this description.

PIN접합 구조를 갖는 포토다이오드(12)에는 실리콘기판의 상하에 주기율표에서 3족 및 5족 원소에 해당하는 이온이 각각 주입되어 p형 불순물층(16)과 n형 불순물층(14)이 형성되며, 포토다이오드(12)에서 발생한 전류가 인접한 포토다이오드로 누설되는 것을 방지하는 가드링(guard ring; 18)과, 포토다이오드(12)의 각 불순물 층(14, 16)에 연결되어 전기적 신호를 외부로 전달하는 통로인 금속전극(40, 42)과, 증착 및 식각 공정을 통해 빛이 입사하는 수광부 영역(A)의 높이가 인접한 비수광부 영역(B)의 높이보다 낮게 포토다이오드(12)의 상면에 형성된 산화막(20) 및 수광부 영역(A)의 표면보호와 방사선에 의해 섬광체(70)에서 발생한 빛이 포토다이오드(12)로 입사될 때 수광부 영역(B)에 해당하는 표면에서의 반사로 인한 빛 수집효율이 감소하는 것을 방지하는 실리콘질화물(Si3N4)을 재질로 하는 반사방지코팅막(Anti-reflective coating film; 30)이 포함되어 구성된다.Photodiodes 12 having a PIN junction structure are implanted with ions corresponding to Group 3 and Group 5 elements in the periodic table, respectively, above and below the silicon substrate to form a p-type impurity layer 16 and an n-type impurity layer 14. And a guard ring 18 to prevent current from the photodiode 12 from leaking to the adjacent photodiode and each impurity layer 14 and 16 of the photodiode 12 to externally transmit an electrical signal. The upper surface of the photodiode 12 has a height of the metal electrodes 40 and 42, which are passages passing through them, and a height of the light-receiving portion A where light is incident through the deposition and etching processes. When the light generated from the scintillator 70 is incident on the photodiode 12 due to the surface protection of the oxide film 20 and the light receiving portion region A formed on the photodiode 12, the reflection on the surface corresponding to the light receiving portion region B Silicon prevents light collection efficiency from decreasing An anti-reflective coating film 30 made of nitride (Si 3 N 4 ) is included.

한편, 발광부(90)의 제작에 있어서는, 먼저 투명한 유리기판(50) 상에 SU-8 등의 폴리머 계통의 화학물질(60)을 코팅한 후, 격자모양의 마스크를 이용한 식각 공정을 통해 상기 코팅된 폴리머 층에 픽셀타입의 패턴을 형성하고, 상기 형성된 패턴의 홈에 섬광체(70) 물질을 증착하여 구성하게 된다.On the other hand, in the manufacturing of the light emitting unit 90, first coated with a polymer-based chemicals 60, such as SU-8 on the transparent glass substrate 50, and then through the etching process using a lattice-shaped mask A pixel type pattern is formed on the coated polymer layer, and the scintillator 70 material is deposited in the groove of the formed pattern.

이후, 상기 발광부(90)를 섬광체(70)가 하부를 향한 상태에서 광학접착제(80) 등을 이용하여 포토센서부(10)의 상면에 결합함으로써 방사선 영상 검출기 모듈을 구성하게 된다.Thereafter, the light emitting unit 90 is coupled to the upper surface of the photosensor unit 10 using the optical adhesive 80 or the like while the scintillator 70 faces downward to form a radiographic image detector module.

위와 같이 일정한 패턴의 홈에 픽셀형 섬광체가 형성된 종래 기술에 따른 방 사선 영상 검출기 모듈은 섬광체(70)가 유리기판(50) 상에 부착된 SU-8과 같은 폴리머 계통의 화학물질(60)에 증착되기 때문에 이를 다시 광학접착제(80) 등을 이용하여 포토센서부(10)에 결합해야 하는 번거로움이 발생하며, 사용된 광학접착제(80)가 완벽한 투명 재질이 아니며 결합 과정 중에 기포 또는 물리적 공간 등이 발생할 가능성이 있어서 섬광체(70)에서 발생한 빛이 포토센서부(10)에 도달하는데 빛의 손실을 야기하는 문제점이 있다.As described above, the radiation image detector module according to the related art in which a pixel-type scintillator is formed in a groove of a predetermined pattern is applied to a chemical-based chemical 60 such as SU-8 having the scintillator 70 attached to the glass substrate 50. Since it is deposited, it is cumbersome to combine it with the photosensor unit 10 using the optical adhesive 80 again, and the optical adhesive 80 used is not a perfect transparent material and bubbles or physical space during the bonding process. There is a possibility that light, etc. may occur, so that light generated from the scintillator 70 reaches the photosensor unit 10, causing a loss of light.

또한, 포토센서부(10)의 픽셀 크기가 수십 마이크로미터 정도로 작은 경우에는 포토센서부(10)를 구성하는 단위 픽셀과 픽셀형 섬광체(70)의 정확한 일대일 결합이 어려우며, 이로 인한 빛의 퍼짐 현상으로 인해 방사선 영상 검출기 모듈의 분해능과 민감도가 저하되는 문제점을 가진다.In addition, when the pixel size of the photosensor unit 10 is as small as several tens of micrometers, it is difficult to accurately unite the unit pixel constituting the photosensor unit 10 and the pixel-type scintillator 70, resulting in light spreading. As a result, the resolution and sensitivity of the radiographic image detector module are deteriorated.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것이다. 즉, 본 발명에 따른 일체화된 픽셀형 섬광체를 갖는 방사선 영상 검출기 모듈 및 그 제작방법은 섬광체에서 발생한 빛을 수광하는 포토센서부를 구성하는 포토다이오드에 있어서, 포토다이오드의 수광부 영역에 해당하는 산화막의 높이가 인접한 비수광부 영역에 해당하는 산화막의 높이보다 높도록 반복적인 증착 및 식각 공정을 통해 단차를 형성하고, 이러한 단차로 인해 돌출된 수광부 영역의 산화막 상면에 섬광체를 직접 증착, 형성하여 픽셀형 섬광체와 픽셀형 포토센서부를 일체형으로 구성함으로써 고 분해능 및 고 민감도의 성능을 구현할 수 있는 일체화된 픽셀형 섬광체를 갖는 방사선 영상 검출기 모듈 및 그 제작방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems. That is, a radiographic image detector module having an integrated pixel scintillator according to the present invention and a method of fabricating the same according to the present invention include a photodiode constituting a photosensor unit for receiving light generated from the scintillator, wherein the height of an oxide film corresponding to the light receiver region of the photodiode is increased. Is formed by repeated deposition and etching processes so that the height is higher than the height of the oxide film corresponding to the adjacent non-light-receiving area, and the scintillator is directly deposited and formed on the upper surface of the oxide film of the protruding light-receiving area due to the step. It is an object of the present invention to provide a radiation image detector module having an integrated pixel-type scintillator and a method of manufacturing the same, which may implement a high resolution and high sensitivity performance by integrally configuring a pixel type photosensor unit.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 일체화된 픽셀형 섬광체를 갖는 방사선 영상 검출기 모듈은, 일차원 어레이 또는 이차원 판형 매트릭스 형태로 배열된 픽셀타입의 다수개의 포토다이오드와; 상기 다수개의 포토다이오드의 상면에 증착되어 형성되되, 상기 포토다이오드의 수광부 영역에 증착된 높이가 비수광부 영역에 증착된 높이보다 높게 돌출되도록 수광부 영역과 비수광부 영역 사이에 단차가 형성되도록 구성된 산화막과; 상기 각각의 수광부 영역의 돌출된 산화막 상면에 각각 독립적으로 증착되어 서로 이격된 상태로 배열되어 형성되는 다수 개의 섬광체; 및 서로 이격된 상태로 배열되어 형성된 상기 다수 개의 섬광체 각각의 외부 표면에 각각 코팅되어 인접한 섬광체 간의 빛의 누화현상을 방지하는 반사체;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.A radiographic image detector module having an integrated pixel scintillator according to the present invention for achieving the above object comprises: a plurality of photodiodes of pixel type arranged in a one-dimensional array or a two-dimensional plate-shaped matrix; An oxide film formed on the top surface of the plurality of photodiodes and configured to form a step between the light receiving portion region and the non-light receiving portion region such that a height deposited on the light receiving portion region of the photodiode is higher than a height deposited on the non-light receiving portion region; ; A plurality of scintillators which are formed on the protruding oxide film upper surfaces of the respective light receiving regions and are arranged to be spaced apart from each other; And a reflector coated on an outer surface of each of the plurality of scintillators formed to be spaced apart from each other to prevent crosstalk of light between adjacent scintillators.

또한, 본 발명에 따른 일체화된 픽셀형 섬광체를 갖는 방사선 영상 검출기 모듈을 제작하는 방법은, 다수개의 포토다이오드가 일차원 어레이 형태 또는 이차원 판형 매트릭스 형태로 배열된 픽셀타입의 포토센서부를 구비하는 단계와; 상기 포토센서부를 구성하는 각각의 포토다이오드의 상면에 산화막을 증착하되, 산화막의 증착 및 증착된 산화막의 식각 공정을 반복적으로 수행하여 상기 포토다이오드의 수광부 영역에 증착되는 산화막의 높이가 비수광부 영역에 증착되는 산화막의 높이보다 높게 돌출되도록 단차를 형성하는 단계와; 상기 수광부 영역의 돌출된 산화막 상면에 섬광체를 직접 증착하여, 증착되는 섬광체 각각이 서로 독립적으로 이격된 상태로 배열되도록 섬광체를 증착하는 단계; 및 서로 이격된 상태로 배열되어 형성된 상기 섬광체 각각의 외부 표면에 빛의 누화현상을 방지하기 위한 반사체를 각각 코팅하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, a method of manufacturing a radiographic image detector module having an integrated pixelated scintillator according to the present invention comprises the steps of: providing a plurality of photodiodes with a pixel type photosensor unit arranged in the form of a one-dimensional array or a two-dimensional plate-shaped matrix; While depositing an oxide film on the upper surface of each photodiode constituting the photosensor unit, by repeatedly performing the deposition process of the oxide film and the etching of the deposited oxide film, the height of the oxide film deposited on the light-receiving region of the photodiode to the non-light-receiving region Forming a step so as to protrude higher than the height of the deposited oxide film; Depositing the scintillator directly on the protruding oxide film on the light-receiving region, and depositing the scintillator such that each of the scintillators deposited is spaced apart from each other independently; And coating a reflector for preventing crosstalk of light on an outer surface of each of the scintillators arranged and spaced apart from each other.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 방사선 영상 검출기 모듈에서 포토센서부는 PN접합 포토다이오드, PIN접합 포토다이오드, 애벌란치 포토다이오드 또는 가이거모드 포토다이오드 등 다양한 형태의 포토다이오드로 구성될 수 있으며, 이하에서는 그 한 예로서, PIN접합 포토다이오드를 적용하여 포토센서부를 구성하는 것에 대하여 설명한다.In the radiographic image detector module according to the present invention, the photo sensor unit may be configured with various types of photodiodes such as a PN junction photodiode, a PIN junction photodiode, an avalanche photodiode or a Geiger mode photodiode. The configuration of the photosensor unit by applying a PIN junction photodiode will be described.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 일체화된 픽셀형 섬광체를 갖는 방사선 영상 검출기 모듈을 구성하는 포토센서부의 단위 픽셀을 나타낸 도면이다.3 is a view illustrating unit pixels of a photosensor unit constituting a radiographic image detector module having an integrated pixel scintillator according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 방사선 영상 검출기 모듈을 구성하는 포토센서부(100)의 단위 픽셀은 광전변환장치인 포토다이오드(110)과, 포토다이오드(110)의 상면에 돌출구조를 갖도록 증착되는 산화막(130)을 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 3, the unit pixels of the photosensor unit 100 constituting the radiographic image detector module according to an embodiment of the present invention may be formed on the photodiode 110, which is a photoelectric conversion device, and on an upper surface of the photodiode 110. It is configured to include an oxide film 130 is deposited to have a protruding structure.

포토다이오드(110)에는 실리콘기판에 주기율표상에서 3족 원소에 해당하는 p형 불순물이 주입된 p형 이온주입층(112)과, 5족 원소에 해당하는 n형 불순물이 주입된 n형 이온주입층(114)이 형성되며, 상기 이온주입층(112, 114)에는 전기신호의 수집을 위한 통로인 금속전극(120, 125)이 각각 연결된다. 또한, p형 이온주입층(112)의 주변에는 p형 이온주입층(112)과 동일 극성을 가져 전류의 누설을 방지할 수 있는 가드링(116)이 형성된다.The photodiode 110 includes a p-type ion implantation layer 112 into which a p-type impurity corresponding to a Group 3 element is implanted into a silicon substrate, and an n-type ion implantation layer into which an n-type impurity corresponding to a Group 5 element is implanted. A 114 is formed, and metal electrodes 120 and 125, which are passages for collecting electrical signals, are connected to the ion implantation layers 112 and 114, respectively. In addition, a guard ring 116 is formed around the p-type ion implantation layer 112 to have the same polarity as the p-type ion implantation layer 112 to prevent leakage of current.

p형 불순물로 붕소(boron; B) 등이 사용될 수 있으며, n형 불순물로는 인(phosphorus; P) 또는 비소(arsenic; As) 등이 사용될 수 있다. 가드링(116)은 p형 이온주입층(112)과 동일 극성을 유지하기 위해 역시 p형 불순물을 주입하여 형성할 수 있다.Boron (B) or the like may be used as the p-type impurity, and phosphorus (P) or arsenic (As) may be used as the n-type impurity. The guard ring 116 may also be formed by implanting p-type impurities to maintain the same polarity as the p-type ion implantation layer 112.

포토다이오드(110)의 상부 표면에는 산화막(130)이 증착되며, 증착된 산화 막(130)은 실리콘기판의 상부에 위치한 p형 이온주입층(112)과 가드링(116)을 외부로부터 보호하는 역할을 한다. 즉, 산화막(130)은 포토다이오드(110)의 이물질에 대한 오염(contamination) 및 화학적 오염에 대한 표면안정화(surface passivation) 효과와, 저항이 높은 절연물로서의 표면유전성(surface dielectric) 효과를 제공한다.An oxide film 130 is deposited on the upper surface of the photodiode 110, and the deposited oxide film 130 protects the p-type ion implantation layer 112 and the guard ring 116 from the outside from the outside. Play a role. That is, the oxide film 130 provides a surface passivation effect against contamination and chemical contamination of the photodiode 110 and a surface dielectric effect as an insulating material having high resistance.

본 발명의 실시예에서는 실리콘산화물(SiO2)로 산화막을 형성하였으며, 이와 같이 실리콘산화막(130)을 사용하면 종래 기술에서 언급되었던 실리콘질화물을 재질로 하는 반사방지코팅막의 역할을 동시에 수행할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 실리콘질화물이 사용되지 않는데, 일반적으로 실리콘질화물이 있는 부분은 산소의 확산이 거의 이루어지지 않아 산화막의 증착이 어렵기 때문에 본 발명에서와 같이 산화막의 반복적인 증착, 식각 과정을 통해 산화막에 단차를 형성하는데 있어서는 그 사용이 부적합하기 때문이다.In an embodiment of the present invention, an oxide film is formed of silicon oxide (SiO 2 ), and thus, when the silicon oxide film 130 is used, the anti-reflective coating film made of silicon nitride may be simultaneously used. . In the embodiment of the present invention, silicon nitride is not used. In general, since silicon nitride is difficult to diffuse in a portion where silicon nitride is present, it is difficult to repeatedly deposit and etch an oxide film as in the present invention. This is because the use thereof is inappropriate for forming a step in the oxide film through the film.

포토센서부(100)의 상면에 있어서, p형 이온주입층(112)이 형성된 포토다이오드(110)의 중앙부는 빛이 입사되어 전기적 신호를 발생시킬 수 있는 수광부 영역(A)이며, 수광부 영역(A)의 주변은 빛이 입사되어도 전기적 신호를 발생시키지 못하는 비수광부 영역(B)이다.On the upper surface of the photosensor unit 100, the central portion of the photodiode 110, the p-type ion implantation layer 112 is formed is a light receiving unit region (A) to which light is incident to generate an electrical signal, The periphery of A) is a non-light-receiving region B that does not generate an electrical signal even when light is incident.

본 발명에서는 포토다이오드(110)의 수광부 영역(A)에 해당하는 산화막(130)이 주변의 비수광부 영역(B)에 해당하는 산화막(130) 보다 높게 돌출되도록 단차를 형성하는데, 이러한 단차는 산화막(130)의 증착과, 증착된 산화막(130)의 부분적 식각을 반복적으로 수행함으로써 형성할 수 있으며, 본 실시예에서는 수광부 영역(A)의 산화막이 비수광부 영역(B)의 산화막보다 2㎛ 이상 높게 형성된다. 이렇게 산화막(130)의 증착 및 식각을 반복적으로 수행하여 단차를 형성하면, 단차 높이나 단차의 형상의 제어가 용이하게 된다. In the present invention, a step is formed such that the oxide film 130 corresponding to the light-receiving area A of the photodiode 110 protrudes higher than the oxide film 130 corresponding to the non-light-receiving area B around the photodiode 110. It can be formed by repeatedly performing the deposition of the 130 and the partial etching of the deposited oxide film 130, in this embodiment, the oxide film of the light receiving portion region (A) is 2㎛ or more than the oxide film of the non-light receiving region (B) It is formed high. When the step is formed by repeatedly performing deposition and etching of the oxide film 130, it is easy to control the height of the step or the shape of the step.

도 4는 도 3에 도시된 포토센서부에 픽셀형 섬광체를 일체화시킨 방사선 영상 검출기 모듈의 단위 픽셀을 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating a unit pixel of a radiographic image detector module incorporating a pixel scintillator in the photosensor unit shown in FIG. 3.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 방사선 영상 검출기 모듈의 단위 픽셀(400)은 도 3에 도시된 포토센서부(100)를 구성하는 단위 픽셀의 수광부 영역(A), 즉 주변의 비수광부 영역(B)보다 높게 증착된 산화막(130)의 상면에 섬광체(scintillator; 300)가 직접 증착된 일체형으로 구성되며, 단위 픽셀마다 섬광체(300)가 서로 이격된 상태로 독립적으로 형성되게 된다. Referring to FIG. 4, the unit pixel 400 of the radiation image detector module according to the present invention includes a light receiving unit region A of the unit pixel constituting the photosensor unit 100 illustrated in FIG. 3, that is, a peripheral non-light receiving unit region. The scintillator 300 is directly formed on the upper surface of the oxide film 130 deposited higher than (B), and the scintillator 300 is formed independently of each other in the unit pixel.

섬광체(300)는 방사선을 흡수하여 빛으로 전환시키는 물질로써, 요구되는 두께만큼 구조화된 픽셀 형태로 포토센서부(100)에 증착된다.The scintillator 300 is a material that absorbs radiation and converts it into light, and is deposited on the photo sensor unit 100 in the form of a pixel structured to a required thickness.

섬광체(300)의 증착에 사용되는 장비로는 화학기상증착 장비, 열 증발기(Thermal evaporator) 또는 전자-빔 증발관(Electron-beam evaporator) 등의 종류가 있으며, 이러한 섬광체 증착 장비 중에서 증착시킬 섬광체(300)의 융해점(melting point)에 따라 그 종류가 선택된다. 섬광체(300)가 증착되는 두께는 방사선 투과 영상 획득시 사용되는 방사선의 에너지를 최대로 흡수할 수 있는 두께로 설정되는 것이 바람직하며, 따라서 측정하고자 하는 방사선의 에너지에 따라 그 크기가 결정될 수 있다.Equipment used for the deposition of the scintillator 300 includes chemical vapor deposition equipment, a thermal evaporator or an electron-beam evaporator, and the scintillator to be deposited among these scintillator deposition equipment ( The type is selected according to the melting point of 300). The thickness at which the scintillator 300 is deposited is preferably set to a thickness capable of maximally absorbing the energy of the radiation used when the radiographic image is acquired, and thus the size of the scintillator 300 may be determined according to the energy of the radiation to be measured.

본 실시예에서는 섬광체(300)의 증착을 위해 화학기상증착 장치를 이용하였으며, 섬광체(300)를 구성하는 물질로는 탈륨(thallium; Tl)이 첨가된 세슘아이오다인(CsI(Tl)) 또는 텔루륨(tellurium; Te)이 첨가된 징크셀렌(ZnSe(Te))이 사용될 수 있다.In the present embodiment, a chemical vapor deposition apparatus was used for the deposition of the scintillator 300, and the material constituting the scintillator 300 was cesium iodide (CsI (Tl)) or thallium (Tl) added thereto. Zinc selenium (ZnSe (Te)) to which tellurium (Te) is added may be used.

본 실시예에 적용된 화학기상증착 장치의 내부는 진공상태로 유지되며, 이러한 진공상태에서 수광부 영역(A)이 비수광부 영역(B)보다 높도록 단차가 형성된 포토센서부(100)에 섬광체 분말이 투입되고 적정 온도가 가해지면, 섬광체 분말이 수광부 영역(A)의 상면에 부착되어 적층된다.The inside of the chemical vapor deposition apparatus applied to the present embodiment is maintained in a vacuum state, and in this vacuum state, the scintillator powder is formed on the photo sensor unit 100 in which the step is formed such that the light receiving unit region A is higher than the non-light receiving unit region B. When charged and the appropriate temperature is applied, the scintillator powder adheres to the upper surface of the light receiving portion region A and is laminated.

포토센서부(100)의 수광부 영역(A)에 해당하는 산화막(130)이 구조상 주변의 비수광부 영역(B)에 해당하는 산화막(130)보다 높게 돌출되도록 위치하여, 섬광체 분말의 투입시 우선하여 섬광체(300)가 적층되며, 실제 비수광부 영역(B)의 폭이 수광부 영역(A)에 해당하는 폭에 비해 매우 그 크기가 작기 때문에 수광부 영역(A)에 비해 비수광부 영역(B)에 증착되는 섬광체(300)의 양은 극히 미세하다.The oxide film 130 corresponding to the light-receiving area A of the photosensor part 100 is positioned so as to protrude higher than the oxide film 130 corresponding to the non-light-receiving area B in the surroundings of the photo sensor unit 100, and is preferentially applied when the scintillator powder is injected. The scintillator 300 is laminated and deposited in the non-light-receiving area B compared to the light-receiving area A because the width of the non-light-receiving area B is very small compared to the width corresponding to the light-receiving area A. The amount of scintillator 300 to be made is extremely fine.

일단, 픽셀형 포토센서부(100)에 섬광체(300)의 증착이 시작되면, 섬광체(300)는 동일한 재질을 가지는 부분, 즉 섬광체(300)의 증착이 시작된 부분에 더욱 용이하게 증착되기 때문에 수광부 영역(A)에 계속적으로 섬광체(300)의 증착이 이루어져 섬광체(300)의 높이가 증가하게 되며, 인접한 섬광체(300)와 접하지 않고 서로 이격된 상태로 형성된다.Once the deposition of the scintillator 300 is started on the pixel-type photo sensor unit 100, the scintillator 300 is more easily deposited on the portion having the same material, that is, the portion where the scintillator 300 starts to be deposited. The scintillator 300 is continuously deposited in the area A, so that the height of the scintillator 300 increases, and the scintillator 300 is spaced apart from each other without contact with the adjacent scintillator 300.

섬광체(300)가 증착되는 높이는 증착 시간, 증착 온도 및 섬광체의 분말량 등의 조건에 따라 결정되며, 이들 조건들을 적절하게 조절함으로써 원하는 높이까지 섬광체(300)를 증착시킬 수 있다.The height at which the scintillator 300 is deposited is determined according to conditions such as deposition time, deposition temperature, and powder amount of the scintillator, and the scintillator 300 may be deposited to a desired height by appropriately adjusting these conditions.

이와 같이, 본 발명은 종래의 방사선 영상 검출기 모듈에 구비되는 유리기판(50)과 SU-8과 같은 폴리머 계통의 화학물질(60) 및 광학접착제(80)가 필요하지 않고 포토센서부(100)에 직접 섬광체(300)를 증착시킬 수 있어서, 방사선에 의해 섬광체(300)에서 발생한 빛이 곧바로 포토센서부(100)에 가해지기 때문에 빛의 손실이 감소하며, 또한 픽셀형의 섬광체(300)와 픽셀형의 포토센서부(100)의 결합시 종래와 달리 일체로 이루어지기 때문에 접촉면의 불균형 및 정렬의 어려움을 해소하여 빛의 누화현상(Cross-talk)을 방지함으로써 고 분해능 및 고 민감도의 성능을 발휘할 수 있게 된다.As such, the present invention does not require the glass substrate 50 and the polymer-based chemicals 60 and the optical adhesive 80 such as SU-8, which are provided in the conventional radiographic image detector module, and the photo sensor unit 100. Since the scintillator 300 can be directly deposited on the light source, since the light generated from the scintillator 300 by the radiation is directly applied to the photo sensor unit 100, the loss of light is reduced, and the scintillator 300 of the pixel type is further reduced. Unlike the prior art, when the pixel type photo sensor unit 100 is combined, it is made of a single body, which eliminates cross-talk of light by eliminating the imbalance and misalignment of the contact surface, thereby improving the performance of high resolution and high sensitivity. It becomes possible to exercise.

도 5는 본 발명에 따른 일체화된 픽셀형 섬광체를 갖는 일차원 어레이 형태의 방사선 영상 검출기 모듈을 나타낸 도면이다.5 is a view showing a one-dimensional array of radiation image detector module having an integrated pixel scintillator according to the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 픽셀형 섬광체를 갖는 방사선 영상 검출기 모듈은 다수개의 단위 픽셀들을 어떻게 배열하느냐에 따라 다양한 형태로 구성될 수 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 5, it can be seen that the radiation image detector module having the pixelated scintillator according to the present invention may be configured in various forms according to how the plurality of unit pixels are arranged.

즉, 포토센서부를 구성하는 다수개의 단위 픽셀들을 일차원 어레이 형태로 구성하거나 또는 이차원 판형 매트릭스 형태로 구성함에 따라 일차원 어레이 형태 또는 이차원 판형 매트릭스 형태의 방사선 영상 검출기 모듈을 구성할 수 있다.That is, a plurality of unit pixels constituting the photosensor unit may be configured in the form of a one-dimensional array or in the form of a two-dimensional plate-shaped matrix, thereby forming a radiation image detector module in the form of a one-dimensional array or a two-dimensional plate-shaped matrix.

한편, 이와 같이 구성된 방사선 영상 검출기 모듈의 외부 표면에는 외부의 충격이나 오염 등으로부터의 검출기 소자를 보호하고, 섬광체에서 발생된 빛이 섬광체 외부로 빠져나가 손실되는 것을 방지하기 위해 은(Ag) 등의 물질로 구성되는 반사체(Reflector; 500)를 코팅하여 구성할 수 있다.On the other hand, the outer surface of the radiographic image detector module configured as described above is used to protect the detector element from external impact or contamination, and to prevent the light generated from the scintillator from escaping out of the scintillator and being lost. It may be configured by coating a reflector 500 made of a material.

본 발명에 따른 픽셀형 섬광체(300)를 갖는 방사선 영상 검출기 모듈에 방사선(R)이 입사되면, 방사선 영상 검출기 모듈의 섬광체(300)에서 가시광인 빛(V)이 발생된다.When the radiation R is incident on the radiographic image detector module having the pixelated scintillator 300 according to the present invention, the visible light V is generated in the scintillator 300 of the radiographic image detector module.

섬광체(300)에서 발생된 빛(V)은 사방으로 방사되는데, 이때 방사된 빛(V)이 반사체(500)에 의해 외부로 빠져나가지 못하고 섬광체(300) 내부에 머물게 된다. 이러한 구성을 통해 섬광체(300)에서 발생된 빛이 인접한 픽셀의 포토다이오드로 입사되는 빛의 누화현상을 방지할 수 있으므로 고 분해능 및 고 민감도 성능을 더욱 향상시킬 수 있게 된다. The light V generated by the scintillator 300 is radiated in all directions, and the emitted light V does not escape to the outside by the reflector 500 and remains inside the scintillator 300. Through such a configuration, light generated from the scintillator 300 can prevent crosstalk of light incident to the photodiodes of adjacent pixels, thereby further improving high resolution and high sensitivity performance.

이렇게 섬광체(300)에서 발생된 빛은 섬광체(300)와 일체로 이루어진 하부의 포토센서부(100)로 진행하여 흡수되고, 포토센서부(100)에서는 흡수된 빛을 전기적 신호로 변환하여 출력함으로써, 방사선을 투과시킨 물질의 영상을 획득할 수 있게 된다.The light generated by the scintillator 300 is absorbed by proceeding to the lower photo sensor unit 100 integrally formed with the scintillator 300, and the photo sensor unit 100 converts the absorbed light into an electrical signal and outputs the converted light. In addition, it is possible to obtain an image of a material that transmits radiation.

이하에서는 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 일체화된 픽셀형 섬광체를 갖는 방사선 영상 검출기 모듈을 제작하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a radiographic image detector module having an integrated pixel scintillator according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 6은 본 발명에 따른 일체화된 픽셀형 섬광체를 갖는 방사선 영상 검출기 모듈을 제작하는 방법을 나타낸 순서도이다.6 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a radiographic image detector module having an integrated pixelated scintillator according to the present invention.

먼저, 다수개의 포토다이오드가 일차원 어레이 형태 또는 이차원 판형 매트릭스 형태로 배열된 픽셀타입의 포토다이오드 집합체를 구성한다.(S610)First, a plurality of photodiodes constitute a pixel type photodiode aggregate arranged in a one-dimensional array form or a two-dimensional plate-shaped matrix form (S610).

이후, 픽셀타입으로 배열된 상기 다수개의 포토다이오드 각각의 상면에 산화막을 증착시키되, 다수 회에 걸친 산화막의 증착 및 식각 공정의 반복을 통해 포토다이오드 상의 수광부 영역의 산화막과 그 주변의 비수광 영역의 산화막 간에 수광부 영역에 해당하는 산화막이 높게 돌출되도록 단차를 형성시킨다.(S620)Subsequently, an oxide film is deposited on an upper surface of each of the plurality of photodiodes arranged in a pixel type, and the oxide film of the light-receiving region on the photodiode and the non-light-receiving region around the photodiode are repeated through a plurality of times of deposition and etching of the oxide film. A step is formed so that the oxide film corresponding to the light receiving portion region protrudes high between the oxide films (S620).

이후, 돌출된 수광부 영역의 산화막의 상면에 직접 섬광체를 증착시킨다.(S630)Thereafter, the scintillator is directly deposited on the upper surface of the oxide film of the protruding light receiving unit region (S630).

이때, 증착되는 섬광체의 높이는 증착 시간, 증착 온도 및 섬광체의 분말량 등을 통해 조절할 수 있다.In this case, the height of the scintillator to be deposited may be controlled through a deposition time, a deposition temperature, and a powder amount of the scintillator.

이후, 픽셀형 섬광체가 일체화된 방사선 영상 검출기 모듈의 외부 표면에 은(Ag) 등의 물질을 사용하여 외부코팅을 형성한다.(S640)Thereafter, an external coating is formed on the outer surface of the radiation image detector module in which the pixelated scintillator is integrated using a material such as silver (Ag) (S640).

이러한 일련의 과정을 통해 고 분해능 및 고 민감도의 성능을 갖는 일체화된 픽셀형 섬광체를 갖는 방사선 영상 검출기 모듈을 제작할 수 있다.Through this series of processes, a radiographic image detector module having an integrated pixelated scintillator having high resolution and high sensitivity performance can be manufactured.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백하다 할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and accompanying drawings, and it is common in the art that various substitutions, modifications, and changes can be made without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those who have knowledge of God.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 일체화된 픽셀형 섬광체를 갖는 방사선 영상 검출기 모듈 및 그 제작방법에 따르면, 포토센서부를 구성하는 포토다이오드의 수광부 영역에 증착되는 산화막이 비수광부 영역에 해당하는 산화막보다 돌출되도록 단차를 형성하고, 수광부 영역에 증착된 산화막의 상면에 바로 섬광체를 증착하여 픽셀형 섬광체를 포토센서부에 일체화시킴으로써, 종래의 포토센서부와 발광부의 결합 과정에서 발생하는 결합 오차를 줄여 빛의 퍼짐 현상을 방지하고, 빛의 손실을 가져오는 광학접착제를 사용하지 않음으로써 고 분해능 및 고 민감도의 성능을 구현할 수 있는 효과를 가진다.As described above, according to the radiation image detector module having the integrated pixel scintillator according to the present invention and a manufacturing method thereof, the oxide film deposited on the light receiving portion region of the photodiode constituting the photo sensor portion corresponds to the non-light receiving portion region. By forming a step so as to protrude more, and depositing a scintillator directly on the upper surface of the oxide film deposited in the light-receiving unit area to integrate the pixel-type scintillator into the photosensor unit, to reduce the coupling error generated during the coupling process of the conventional photosensor unit and the light emitting unit By preventing the spread of light and using an optical adhesive that brings about the loss of light, it has the effect of realizing high resolution and high sensitivity performance.

Claims (8)

입사된 방사선을 통해 영상을 획득할 수 있는 방사선 영상 검출기 모듈에 있어서,In the radiation image detector module capable of obtaining an image through the incident radiation, 일차원 어레이 또는 이차원 판형 매트릭스 형태로 배열된 픽셀타입의 다수개의 포토다이오드와;A plurality of photodiodes of pixel type arranged in a one-dimensional array or a two-dimensional plate-shaped matrix; 상기 다수개의 포토다이오드의 상면에 증착되어 형성되되, 상기 포토다이오드의 수광부 영역에 증착된 높이가 비수광부 영역에 증착된 높이보다 높게 돌출되도록 수광부 영역과 비수광부 영역 사이에 단차가 형성되도록 구성된 산화막과;An oxide film formed on the top surface of the plurality of photodiodes and configured to form a step between the light receiving portion region and the non-light receiving portion region such that a height deposited on the light receiving portion region of the photodiode is higher than a height deposited on the non-light receiving portion region; ; 상기 각각의 수광부 영역의 돌출된 산화막 상면에 각각 독립적으로 증착되어 서로 이격된 상태로 배열되어 형성되는 다수 개의 섬광체; 및A plurality of scintillators which are formed on the protruding oxide film upper surfaces of the respective light receiving regions and are arranged to be spaced apart from each other; And 서로 이격된 상태로 배열되어 형성된 상기 다수 개의 섬광체 각각의 외부 표면에 각각 코팅되어 인접한 섬광체 간의 빛의 누화현상을 방지하는 반사체;A reflector coated on an outer surface of each of the plurality of scintillators formed to be spaced apart from each other to prevent crosstalk of light between adjacent scintillators; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 일체화된 픽셀형 섬광체를 갖는 방사선 영상 검출기 모듈.Radiation image detector module having an integrated pixel scintillator, characterized in that comprising a. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 포토다이오드는 PN접합 포토다이오드, PIN접합 포토다이오드, 애벌란치 포토다이오드 및 가이거모드 포토다이오드로 이루어진 군에서 선택되는 어느 한 가지 구조인 것을 특징으로 하는 일체화된 픽셀형 섬광체를 갖는 방사선 영상 검출기 모듈.And the photodiode has any one structure selected from the group consisting of a PN junction photodiode, a PIN junction photodiode, an avalanche photodiode and a Geiger mode photodiode. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 산화막은 실리콘옥사이드(SiO2)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 일체화된 픽셀형 섬광체를 갖는 방사선 영상 검출기 모듈.And said oxide film is made of silicon oxide (SiO 2 ). 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 섬광체로는 탈륨(thallium; Tl)이 첨가된 세슘아이오다인(CsI(Tl)) 또는 텔루륨(tellurium; Te)이 첨가된 징크셀렌(ZnSe(Te))이 사용되는 것을 특징으로 하는 일체화된 픽셀형 섬광체를 갖는 방사선 영상 검출기 모듈.As the scintillator, cesium iodide (CsI (Tl)) or tellurium (te) added zinc selenium (ZnSe (Te)), in which thallium (Tl) is added, is used. Radiation detector module having a pixelated scintillator. 삭제delete 입사된 방사선을 통해 영상을 획득할 수 있는 방사선 영상 검출기 모듈을 제작하는 방법에 있어서,In the method for manufacturing a radiation image detector module capable of obtaining an image through the incident radiation, 다수개의 포토다이오드가 일차원 어레이 형태 또는 이차원 판형 매트릭스 형태로 배열된 픽셀타입의 포토센서부를 구비하는 단계와;A plurality of photodiodes having a photo sensor unit of a pixel type arranged in a one-dimensional array form or a two-dimensional plate-shaped matrix form; 상기 포토센서부를 구성하는 각각의 포토다이오드의 상면에 산화막을 증착하되, 산화막의 증착 및 증착된 산화막의 식각 공정을 반복적으로 수행하여 상기 포토다이오드의 수광부 영역에 증착되는 산화막의 높이가 비수광부 영역에 증착되는 산화막의 높이보다 높게 돌출되도록 단차를 형성하는 단계와;While depositing an oxide film on the upper surface of each photodiode constituting the photosensor unit, by repeatedly performing the deposition process of the oxide film and the etching of the deposited oxide film, the height of the oxide film deposited on the light-receiving region of the photodiode to the non-light-receiving region Forming a step so as to protrude higher than the height of the deposited oxide film; 상기 수광부 영역의 돌출된 산화막 상면에 섬광체를 직접 증착하여, 증착되는 섬광체 각각이 서로 독립적으로 이격된 상태로 배열되도록 섬광체를 증착하는 단계; 및Depositing the scintillator directly on the protruding oxide film on the light-receiving region, and depositing the scintillator such that each of the scintillators deposited is spaced apart from each other independently; And 서로 이격된 상태로 배열되어 형성된 상기 섬광체 각각의 외부 표면에 빛의 누화현상을 방지하기 위한 반사체를 각각 코팅하는 단계;Coating a reflector for preventing crosstalk of light on an outer surface of each of the scintillators arranged and spaced apart from each other; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 일체화된 픽셀형 섬광체를 갖는 방사선 영상 검출기 모듈을 제작하는 방법. A method of manufacturing a radiographic image detector module having an integrated pixel scintillator comprising: a. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 섬광체를 증착하는 단계는 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition) 장비, 열 증발기(Thermal Evaporator) 및 전자-빔 증발관(Electron Beam Evaporator)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 한 가지의 장비를 이용하여 실시되는 것을 특징으로 하는 일체화된 섬광체를 갖는 방사선 영상 검출기 모듈을 제작하는 방법.The depositing of the scintillator is performed by using any one selected from the group consisting of chemical vapor deposition equipment, a thermal evaporator, and an electron beam evaporator. A method of making a radiographic image detector module having an integrated scintillator, characterized in that 삭제delete
KR1020070040289A 2007-04-25 2007-04-25 Radiation image detector module with integrated pixel scintillator and manufacturing method thereof KR100882537B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070040289A KR100882537B1 (en) 2007-04-25 2007-04-25 Radiation image detector module with integrated pixel scintillator and manufacturing method thereof
PCT/KR2008/002264 WO2008133424A1 (en) 2007-04-25 2008-04-22 A detector module with pixelated scintillators for radiation imaging and the manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070040289A KR100882537B1 (en) 2007-04-25 2007-04-25 Radiation image detector module with integrated pixel scintillator and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080095586A KR20080095586A (en) 2008-10-29
KR100882537B1 true KR100882537B1 (en) 2009-02-18

Family

ID=39925836

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070040289A KR100882537B1 (en) 2007-04-25 2007-04-25 Radiation image detector module with integrated pixel scintillator and manufacturing method thereof

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR100882537B1 (en)
WO (1) WO2008133424A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105067646B (en) * 2015-07-28 2018-09-25 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 A kind of ray detection information processing method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01172791A (en) * 1987-12-28 1989-07-07 Hitachi Ltd Radiation detecting element
JP2001128064A (en) * 1999-10-26 2001-05-11 Canon Inc Element and system for detecting radiation, and manufacturing method of the element
KR20020065581A (en) * 2000-01-13 2002-08-13 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 Radiation image sensor and scintillator panel

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3578359D1 (en) * 1984-12-17 1990-07-26 Konishiroku Photo Ind SCREEN FOR SAVING A RADIATION IMAGE.
JPS63215987A (en) * 1987-03-04 1988-09-08 Hamamatsu Photonics Kk Highly resolvable scintillation fiber plate
DE3900245A1 (en) * 1988-01-06 1989-07-20 Hitachi Ltd MULTI-ELEMENT RADIATION DETECTOR
JP3564628B2 (en) * 1997-12-26 2004-09-15 松下電器産業株式会社 X-ray sensor and X-ray inspection device
JP2000131444A (en) * 1998-10-28 2000-05-12 Canon Inc Radiation detection device, radiation detection system, and method of manufacturing radiation detection device
US6947517B2 (en) * 2003-03-03 2005-09-20 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Scintillator array having a reflector with integrated air gaps

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01172791A (en) * 1987-12-28 1989-07-07 Hitachi Ltd Radiation detecting element
JP2001128064A (en) * 1999-10-26 2001-05-11 Canon Inc Element and system for detecting radiation, and manufacturing method of the element
KR20020065581A (en) * 2000-01-13 2002-08-13 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 Radiation image sensor and scintillator panel

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008133424A1 (en) 2008-11-06
KR20080095586A (en) 2008-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11101315B2 (en) Detector, PET system and X-ray CT system
EP3470803B1 (en) Optical detection unit and optical detection device
US9035412B2 (en) Thin active layer fishbone photodiode with a shallow N+ layer and method of manufacturing the same
US8164151B2 (en) Thin active layer fishbone photodiode and method of manufacturing the same
US9040927B2 (en) Radiation detection apparatus
KR101127982B1 (en) A silicon photomultiplier with backward light-receivig structure, the manufacturing method thereof and the radiation detector using the same
KR100987057B1 (en) Silicon photomultiplier tube with improved photodetection efficiency and gamma ray detector comprising the same
JP7548777B2 (en) Photodetector, radiation detector and PET device
WO2022190492A1 (en) Photodetector
WO2017213622A1 (en) Integrated scintillator grid with photodiodes
KR100882537B1 (en) Radiation image detector module with integrated pixel scintillator and manufacturing method thereof
CN107978655A (en) A kind of manufacture method of radiation detector
EP4492098A1 (en) Radiation detector and radiation detection device
US20160181307A1 (en) Integrated scintillator grid with photodiodes
US9754992B2 (en) Integrated scintillator grid with photodiodes
US9419046B2 (en) Integrated scintillator grid with photodiodes
KR20060112342A (en) Method for manufacturing a radiographic image acquisition detector module integrally with a structured pixel scintillator

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20070425

PA0201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20080627

Patent event code: PE09021S01D

PG1501 Laying open of application
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20081114

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20090119

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20090202

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20090203

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120202

Year of fee payment: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20120202

Start annual number: 4

End annual number: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee
PC1903 Unpaid annual fee