本实用新型专利技术涉及一种数字x射线探测器，其包括用来将x射线直接转换成电信号的转换体层、以及由用来存储和读取所述电信号的像素化电容和像素化薄膜晶体管组成的有源矩阵。其中，所述转换体层包括多晶片和位于该多晶片两边的用来给该多晶片提供电场的电极。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及一种数字x射线探测器，其包括用来将x射线直接转换成电信号的转换体层、以及由用来存储和读取所述电信号的像素化电容和像素化薄膜晶体管组成的有源矩阵。其中，所述转换体层包括多晶片和位于该多晶片两边的用来给该多晶片提供电场的电极。【专利说明】使用多晶半导体晶片的直接转换型X射线成像探测器
本技术涉及一种X射线成像探测器，具体地，涉及一种直接转换型X射线成像探测器。
技术介绍
在间接转换型的数字X射线探测器中，先通过闪烁体(scintillator)将x射线转换成可见光，然后用光电二极管(photodiode)吸收该可见光并将其转换成电子信号。间接转换型X射线探测器中的缺点是结构较为复杂，价格较为昂贵。另一种类型是直接转换型的数字X射线探测器，其通过单晶、非晶或多晶材料，如单晶硅(C-Si )、单晶碲化镉(C-CdTe)、单晶镉锌碲化物(c-CZT)和单晶砷化镓(C-GaAs)、多晶碲化镉(pc-CdTe)等，将X射线直接转换成电子信号。直接转换型X射线探测器中结构较为简单，相比间接转换型X射线探测器具有一定成本优势。但对于使用单晶材料的X射线探测器而言，需要将小尺寸的单晶体铺贴成片层的形式，所形成的片层在尺寸上存在一定的限制，而且这些单晶体的价格仍然还是比较高的。而目前的使用多晶材料的X射线探测器，是通过将多晶材料通过热蒸发等方式在玻璃基体上形成多晶材料层的，所形成的多晶材料层的晶粒小，缺陷多，容易导致信号收集效率低。因此有必要提供一种低成本的结构简单且信号收集效率高的数字X射线探测器。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种新型的数字X射线探测器，以解决上述问题。为达到上述目的，本技术提供了一种数字X射线探测器，其包括用来将X射线直接转换成电信号的转换体层、以及由用来存储和读取所述电信号的像素化电容和像素化薄膜晶体管组成的有源矩阵，其中所述转换体层包括多晶片和位于该多晶片两边的用来给该多晶片提供电场的电极。进一步地，所述电极包括位于所述多晶片前边的片状电极、以及位于所述多晶片后边的由多个对应所述像素化电容的像素化电极形成的电极矩阵。进一步地，所述片状电极、多晶片、像素化电极、像素化电容和像素化薄膜晶体管沿着X射线的入射方向依次排布。进一步地，所述像素化电极与所述像素化电容一一对应，所述像素化电容与所述像素化薄膜晶体管一一对应。进一步地，在所述多晶片和像素化电极之间还包括电子阻隔层。进一步地，所述多晶片是由禁带宽度在1.0至1.6电子伏特(Ev)范围内的材料所形成的。进一步地，所述多晶片是由多晶娃、多晶締化铺、多晶铺锋締化物和多晶神化嫁中的至少一种材料所形成的晶片。进一步地，所述电极是由金、铝、钼、银、石墨中的至少一种材料形成的。进一步地，所述薄膜晶体管为非晶硅、微晶硅、有机薄膜电晶体中的一种。进一步地，该数字X射线探测器进一步包括平板，其中所述转换体层、有源矩阵和平板沿X射线的入射方向依次排布。本技术的优点在于，其采用了多晶片作为转换体层，用来将X射线直接转换成电信号，多晶片的材料质量比通过热蒸发等方式形成于玻璃基体上的多晶材料层更好。而且采用禁带宽度在1.0至1.6Ev范围内的多晶硅、多晶碲化镉、多晶镉锌碲化物和多晶砷化镓等材料制成的多晶片可减小漏电流，从而降低噪音，还能以更少的能量有效产生一个电子空穴，从而可用更小剂量的X射线产生等量的电信号。此外，由于多晶片同时具备基体的功能，可减少玻璃基材的使用，从而进一步简化结构，降低制造成本。【专利附图】【附图说明】通过结合附图对于本技术的实施例进行描述，可以更好地理解本技术，在附图中:图1显示了本技术的一个实施方案中的数字X射线探测器的示意图。图2显示了本技术的另一个实施方案中的数字X射线探测器的示意图。【具体实施方式】以下将对本技术的【具体实施方式】进行详细描述。除有定义外，本文中所用的技术和科学术语具有与本技术所属领域技术人员普遍理解的相同含义。本文所用的术语“一”或“一个”不表示数量的限定，而是表示存在至少一个的相关项目。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。本文中所使用的近似性的语言可用于定量表述，表明在不改变基本功能的情况下可允许数量有一定的变动。因此，用“约”、“左右”等语言所修正的数值不限于该准确数值本身。在一些实施例中，“约”表示允许其修正的数值在正负百分之十(10%)的范围内变化，比如，“约100”表示的可以是90到110之间的任何数值。此外，在“约第一数值到第二数值”的表述中，“约”同时修正第一和第二数值两个数值。在某些情况下，近似性语言可能与测量仪器的精度有关。图1显示了本技术的一种实施方案中的X射线探测器10，其包括用来将X射线直接转换成电信号的转换体层11、以及由用来存储和读取所述电信号的像素化(pixellated)电容15和像素化薄膜晶体管(thin film transistor, TFT) 16组成的有源矩阵17。其中，所述转换体层11包括多晶半导体晶片(多晶片)12和位于该多晶片两边的用来给该多晶片提供电场的电极13和14。从X射线源19发出的X射线进入所述X射线探测器10。所述电极13、多晶片12、电极14、电容15和薄膜晶体管16大致沿着x射线的入射方向依次排布。在一个具体的实施例中，所述位于多晶片12前边的电极13为片状电极，位于多晶片12后边的电极14是由多个像素化电极组成的电极矩阵，该多个像素化电极与所述像素化电容15 —一对应，而在所述有源矩阵17中，像素化电容15和像素化薄膜晶体管16也一一对应，因而所述多个像素化电极14、像素化电容15和像素化薄膜晶体管16一一对应一起形成矩阵式的排布。在一些实施例中，所述多晶片12是由禁带宽度约在1.0至1.6电子伏特(Ev)范围内的，或更进一步地，约在1.4至1.5Ev范围内的材料所形成的。具体地，所述多晶片可由多晶硅、多晶碲化镉、多晶镉锌碲化物和多晶砷化镓中的至少一种材料形成的。在一个具体的实施例中，所述多晶片是由所述材料通过浇铸和切割的方法形成的，其晶粒尺寸较大，缺陷少，用于转换体层11可提高X射线探测器10的信号收集效率。在一些实施例中，所述电极13和14由金、铝、钼、银、石墨中的至少一种材料所形成。在一些实施例中，所述薄膜晶体管16为非晶硅、微晶硅、有机薄膜电晶体中的一种。在一些实施例中，在所述多晶片12和像素化电极14之间还包括电子阻隔层，该电子阻隔层可为高阻材料或可和转换体层11形成电子的反射层。图2显示了本技术的另一种实施方案中的X射线探测器20，在该实施方案中，由像素化电容15和像素化薄膜晶体管16组成的有源矩阵17集成于平板18上，该X射线探测器20是通过将转换体层11上的像素化电极14与集成于平板18上的有源矩阵17中的像素化电容15对应地组装在一起而形成的。因此，在该实施方案中，X射线探测器20进一步包括平板18，该平板可为玻璃基板。在X射线的入射方向上，所述转换体层11、有源矩阵17和平板18依次排布。本技术可用其他本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种数字x射线探测器，包括：用来将x射线直接转换成电信号的转换体层、以及由用来存储和读取所述电信号的像素化电容和像素化薄膜晶体管组成的有源矩阵，其特征在于，所述转换体层包括多晶片和位于该多晶片两边的用来给该多晶片提供电场的电极。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴召平，佘铭钢，
申请(专利权)人：通用电气中国研究开发中心有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。