半导体X射线检测器制造技术

用于检测X射线的装置(100)包括：X射线吸收层(110)，其包括电极；第一电压比较器(301)，其配置成将电极的电压与第一阈值(V1)比较；第二电压比较器(302)，其配置成将该电压与第二阈值(V2)比较；计数器(320)，其配置成记录X射线吸收层(110)所吸收的X射线光子的数目；控制器(310)；该控制器(310)配置成从第一电压比较器(301)确定所述电压的绝对值等于或超出第一阈值(V1)的绝对值的时间启动时间延迟(TD1,TD2)，在时间延迟(TD1,TD2)期间启动第二电压比较器(302)，如果在时间延迟(TD1,TD2)期间第二电压比较器(302)确定所述电压的绝对值等于或超出第二阈值(V2)的绝对值则促使计数器(320)记录的数目增加一。

Semiconductor X ray detector

A device (100) for detecting X rays includes: a X ray absorption layer (110), which includes an electrode, a first voltage comparator (301), which is configured to compare the voltage of the electrode to the first threshold (V1); the second voltage comparator (302) is configured to compare the voltage to the second threshold (V2); the counter (320) is configured to record a X ray absorption. The number of X ray photons absorbed by the layer (110); the controller (310); the controller (310) is configured to determine the time delay time delay (TD1, TD2) of the absolute value of the voltage equal to or beyond the absolute value of the first threshold (V1) from the first voltage comparator (301), and to start a second voltage comparator (302) during the time delay (TD1, TD2), If the absolute value of the voltage is equal to or beyond the absolute value of the second threshold (V2) during the time delay (TD1, TD2), the second voltage comparator (302) determines that the number of records of the counter (320) is increased by one.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体X射线检测器
本公开涉及X射线检测器，特别涉及半导体X射线检测器。
技术介绍
X射线检测器可以是用于测量X射线的通量、空间分布、光谱或其他性质的设备。X射线检测器可用于许多应用。一个重要应用是成像。X射线成像是放射摄影技术并且可以用于揭示组成不均匀和不透明物体(例如人体)的内部结构。早期用于成像的X射线检测器包括照相底片和照相胶片。照相底片可以是具有感光乳剂涂层的玻璃底片。尽管照相底片被照相胶片取代，由于它们所提供的优越品质和它们的极端稳定性而仍可在特殊情形中使用它们。照相胶片可以是具有感光乳剂涂层的塑胶胶片(例如，带或片)。在20世纪80年代，出现了光激励萤光板(PSP板)。PSP板可包含在它的晶格中具有色心的萤光材料。在将PSP板暴露于X射线时，X射线激发的电子被困在色心中直到它们受到在板表面上扫描的雷射光束的激励。在镭射扫描板时，捕获的激发电子发出光，其被光电倍增管收集。收集的光转换成数码图像。与照相底片和照相胶片相比，PSP板可以被重复使用。另一种X射线检测器是X射线图像增强器。X射线图像增强器的部件通常在真空中密封。与照相底片、照相胶片和PSP板相比，X射线图像增强器可产生即时图像，即不需要曝光后处理来产生图像。X射线首先撞击输入萤光体(例如，碘化铯)并且被转换成可见光。可见光然后撞击光电阴极(例如，包含铯和锑复合物的薄金属层)并且促使电子发射。发射电子数量与入射X射线的强度成比例。发射电子通过电子光学器件投射到输出萤光体上并且促使该输出萤光体产生可见光图像。闪烁体的操作与X射线图像增强器有些类似之处在于闪烁体(例如，碘化钠)吸收X射线并且发射可见光，其然后可以被对可见光合适的图像感测器检测到。在闪烁体中，可见光在各个方向上传播和散射并且从而降低空间分辨率。使闪烁体厚度减少有助于提高空间分辨率但也减少X射线吸收。闪烁体从而必须在吸收效率与解析度之间达成妥协。半导体X射线检测器通过将X射线直接转换成电信号而在很大程度上克服该问题。半导体X射线检测器可包括半导体层，其在感兴趣波长吸收X射线。当在半导体层中吸收X射线光子时，产生多个载流子(例如，电子和空穴)并且在电场下，这些载流子被扫向半导体层上的电触点。现有的半导体X射线检测器(例如，Medipix)中需要的繁琐的热管理会使得具有大面积和大量像素的检测器难以生产或不可能生产。
技术实现思路
本文公开适合于检测X射线的装置，其包括：X射线吸收层，其包括电极；第一电压比较器，其配置成将电极的电压与第一阈值比较；第二电压比较器，其配置成将电压与第二阈值比较；计数器，其配置成记录X射线吸收层所吸收的X射线光子的数目；控制器；其中该控制器配置成从第一电压比较器确定电压的绝对值等于或超出第一阈值的绝对值的时间启动时间延迟；其中控制器配置成在该时间延迟期间(其包括开始和终止)启动第二电压比较器；其中控制器配置成如果第二电压比较器确定电压的绝对值等于或超出第二阈值的绝对值则促使计数器记录的数目增加一。第一电压比较器和第二电压比较器可以是相同部件。在电压比较器确定电压的绝对值是否等于或超出阈值的绝对值时，电压比较器不一定比较绝对值。相反，在电压和阈值两者都为负时，电压比较器可比较电压的实际值与阈值；在电压等于阈值或比阈值负得更多时，电压的绝对值等于或超出阈值的绝对值。根据实施例，装置进一步包括电连接到电极的电容器模组，其中该电容器模组配置成从电极收集载流子。根据实施例，控制器配置成在时间延迟开始或终止时启动第二电压比较器。根据实施例，控制器配置成在时间延迟开始时或期间停用第一电压比较器。根据实施例，控制器配置成在时间延迟终止或在第二电压比较器确定电压绝对值等于或超出第二阈值的绝对值时停用第二电压比较器。根据实施例，装置进一步包括电压表并且控制器配置成在时间延迟终止时促使电压表测量电压。根据实施例，控制器配置成基于在时间延迟终止时测量的电压值来确定X射线光子能量。根据实施例，控制器配置成使电极连接到电接地。该电接地可以是虚接地。虚接地(也称为“虚地”)是维持在稳态参考电势而未直接连接到参考电势的电路的节点。根据实施例，电压变化率在时间延迟终止时大致为零。根据实施例，电压变化率在时间延迟终止时大致为非零。根据实施例，X射线吸收层包括二极管。根据实施例，X射线吸收层包括硅、锗、GaAs、CdTe、CdZnTe或其组合。根据实施例，装置不包括闪烁体。根据实施例，装置包括像素阵列。本文公开这样的系统，其包括上文描述的装置以及X射线源，其中该系统组态成进行对人的胸部或腹部进行X射线放射摄影。根据实施例，系统包括上文描述的装置以及X射线源，其中系统组态成对人的口腔进行X射线放射摄影。本文公开货物扫描或非侵入式检查(NII)系统，其包括上文描述的装置以及X射线源，其中该货物扫描或非侵入式检查(NII)系统组态成使用背散射X射线形成图像。本文公开货物扫描或非侵入式检测(NII)系统，其包括上文描述的装置以及X射线源，其中该货物扫描或非侵入式检查(NII)系统组态成使用透射通过所检查物体的X射线形成图像。本文公开全身扫描器系统，其包括上文描述的装置以及X射线源。本文公开X射线电脑断层摄影(X射线CT)系统，其包括上文描述的装置以及X射线源。本文公开电子显微镜，其包括上文描述的装置、电子源和电子光学系统。本文公开这样的系统，其包括上文描述的装置，其中该系统是X射线望远镜或X射线显微镜，或其中系统组态成进行乳房摄影、工业缺陷检测、显微放射摄影、铸件检查、焊缝检查或数字减影血管造影。本文公开这样的方法，其包括：从X射线吸收层的电极的电压的绝对值等于或超出第一阈值的绝对值的时间启动时间延迟；在该时间延迟期间(包括其开始和终止)启动第二电路；如果电压的绝对值等于或超出第二阈值的绝对值，使X射线吸收层上入射的X射线光子的计数增加一。根据实施例，方法进一步包括使电极连接到电接地。根据实施例，方法进一步包括在时间延迟终止时测量电压。根据实施例，方法进一步包括基于时间延迟终止时的电压值确定X射线光子能量。根据实施例，电压变化率在时间延迟终止时大致为零。根据实施例，电压变化率在时间延迟终止时大致为非零。根据实施例，启动第二电路是在时间延迟开始或终止的时候。根据实施例，第二电路配置成将电压的绝对值与第二阈值的绝对值比较。根据实施例，方法进一步包括在时间延迟开始时停用第一电路。根据实施例，第一电路配置成将电压的绝对值与第一阈值的绝对值比较。第一电路和第二电路可以是相同电路。本文公开适合于相衬X射线成像(PCI)的系统，该系统包括：上文描述的装置、第二X射线检测器、间隔物，其中装置和第二X射线检测器被间隔物隔开。根据实施例，装置和第二X射线检测器配置成分别同时捕捉物体的图像。根据实施例，第二X射线检测器等同于装置。本文公开适合于相衬X射线成像(PCI)的系统，该系统包括：上文描述的装置，其中装置配置成移到物体(暴露于离该物体不同距离的入射X射线)并且捕捉其图像。【附图说明】图1A示意示出根据实施例的半导体X射线检测器。图1B示出根据实施例的半导体X射线检测器100。图2示出根据实施例、图1A中的检测器的一部分的示范性顶视图。图3A和图3B各自示出根据实施例、图1A和图1B中的检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适合检测X射线的装置，其包括：X射线吸收层，其包括电极；第一电压比较器，其配置成将所述电极的电压与第一阈值比较；第二电压比较器，其配置成将所述电压与第二阈值比较；计数器，其配置成记录所述X射线吸收层所吸收的X射线光子的数目；控制器；其中所述控制器配置成从所述第一电压比较器确定所述电压的绝对值等于或超出所述第一阈值的绝对值的时间启动时间延迟；其中所述控制器配置成在所述时间延迟期间启动所述第二电压比较器；其中所述控制器配置成如果所述第二电压比较器确定所述电压的绝对值等于或超出所述第二阈值的绝对值则促使所述计数器记录的数目增加一。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种适合检测X射线的装置，其包括：X射线吸收层，其包括电极；第一电压比较器，其配置成将所述电极的电压与第一阈值比较；第二电压比较器，其配置成将所述电压与第二阈值比较；计数器，其配置成记录所述X射线吸收层所吸收的X射线光子的数目；控制器；其中所述控制器配置成从所述第一电压比较器确定所述电压的绝对值等于或超出所述第一阈值的绝对值的时间启动时间延迟；其中所述控制器配置成在所述时间延迟期间启动所述第二电压比较器；其中所述控制器配置成如果所述第二电压比较器确定所述电压的绝对值等于或超出所述第二阈值的绝对值则促使所述计数器记录的数目增加一。2.如权利要求1所述的装置，其进一步包括电连接到所述电极的电容器模组，其中所述电容器模组配置成从所述电极收集载流子。3.如权利要求1所述的装置，其中所述控制器配置成在所述时间延迟的开始或终止时启动所述第二电压比较器。4.如权利要求1所述的装置，其进一步包括电压表，其中所述控制器配置成促使所述电压表在所述时间延迟终止时测量电压。5.如权利要求4所述的装置，其中所述控制器配置成基于在所述时间延迟终止时测量的电压的值来确定X射线光子能量。6.如权利要求1所述的装置，其中所述控制器配置成使所述电极连接到电接地。7.如权利要求1所述的装置，其中所述电压的变化率在所述时间延迟终止时大致为零。8.如权利要求1所述的装置，其中所述电压的变化率在所述时间延迟终止时大致为非零。9.如权利要求1所述的装置，其中所述X射线吸收层包括二极管。10.如权利要求1所述的装置，其中所述X射线吸收层包括硅、锗、GaAs、CdTe、CdZnTe或其组合。11.如权利要求1所述的装置，其中所述装置不包括闪烁体。12.如权利要求1所述的装置，其中所述装置包括像素阵列。13.一种系统，其包括如权利要求1所述的装置以及X射线源，其中所述系统组态成对人的胸部或腹部进行X射线放射摄影。14.一种系统，其包括如权利要求1所述的装置以及X射线源，其中所述系统组态成对人的口腔进行X射线放射摄影。15.一种货物扫描或非侵入式检查(NII)系统，其包括如权利要求1所述的装置以及X射线源，其中所述货物扫描或非侵入式检查(NII)系统组态成使用背散射X射线来形成图像。16.一种货物扫描或非侵入式检查(NII)系统，其包括如权利要求1所述的装置以及X射线源，其中所述货物扫描或非侵入式检查(NII)系统组态成使用透射通过所检查物体的X射线来形成图像。17.一种全身扫描器系统，其包括如权利要求1所述的装置以及X射线源。18.一种X射线电脑断层摄影(X射线CT)系统，其包括如权利要求1所述的装置以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹培炎，
申请(专利权)人：深圳帧观德芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44