辐射传感器元件和方法技术

一种辐射传感器元件(100)包括支撑板(160)，该支撑板具有前面(161)，该前面基本上沿着基平面(120)延伸，该基平面限定辐射传感器元件(100)的横向延伸；衬底(110)，该衬底具有基底面(111)、与基底面(111)相对的互连面(112)以及连接基底面(111)和互连面(112)的边缘面(113)；传感器区块(130)，该传感器区块具有面向互连面(112)的背面(136)；互连面(112)和背面(136)之间的铜柱互连元件(140)；以及在互连面(112)和背面(136)之间延伸的非导电膜(150)。前面(161)包括横向超出边缘面(113)的凹部(162)，该凹部在垂直于基平面(120)的厚度方向上延伸，并且非导电膜(150)包括在凹部(162)中延伸的边缘突出部分(151)。(162)中延伸的边缘突出部分(151)。(162)中延伸的边缘突出部分(151)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】辐射传感器元件和方法


[0001]本专利技术涉及辐射探测器技术。特别地，本专利技术涉及辐射探测器的后端处理。
[0002]背景
[0003]辐射探测器广泛用于在实验和应用粒子和核物理以及医疗和环境领域探测电离辐射。例如，辐射探测器也可以用于各种安全和军事应用。
[0004]最有利的辐射探测器类型之一是所谓的固态探测器，即半导体探测器。与其他类型的辐射传感器相比，这种探测器通常可以提供改善的易用性、更长的寿命、更小的尺寸以及更高的分辨率和灵敏度。
[0005]然而，后端处理可能对固态传感器元件具有挑战性。例如，这些挑战可能与现代设备所需的高分辨率和布局密度水平有关。有鉴于此，可能希望开发与固态传感器元件的后端处理相关的新解决方案。
[0006]概述
[0007]本概述被提供以介绍下面在详细描述中进一步描述的简化形式的一系列概念。本概述不旨在标识出要求保护的主题的关键特征或必要特征，亦不旨在用于限定要求保护的主题的范围。
[0008]根据第一方面，提供了一种辐射传感器元件。辐射传感器元件包括支撑板，该支撑板具有前面，前面基本上沿着基平面(base plane)延伸，该基平面限定辐射传感器元件的横向延伸；衬底，该衬底具有面向前面的基底面(basal face)、与基底面相对的互连面以及连接基底面和互连面的边缘面；传感器区块(sensor tile)，该传感器区块包括活性材料层并且具有面向互连面的背面；互连面和背面之间的铜柱互连元件；以及在互连面和背面之间延伸并横向围绕铜柱互连元件的非导电膜。
[0009]前面包括横向超出边缘面的、在垂直于基平面的厚度方向上延伸的凹部(depression)；以及非导电膜包括横向超出边缘面的、在凹部中延伸的边缘突出部分。
[0010]根据第二方面，提供了一种用于制造辐射传感器元件的方法。该方法包括提供支撑板，该支撑板具有基本上沿着基平面延伸的前面，该基平面限定辐射传感器元件的横向延伸，该前面包括在垂直于基平面的厚度方向上延伸的凹部；提供衬底，该衬底具有基底面、与基底面相对的互连面以及连接基底面和互连面的边缘面；提供传感器区块，该传感器区块包括活性材料层并具有背面；提供铜柱互连元件；提供非导电膜；布置支撑板和衬底，使得基底面面向前面，并且凹部布置为横向超出边缘面；以及将传感器区块耦合到衬底，使得背面面向互连面，非导电膜在互连面和背面之间延伸，铜柱互连元件布置在互连面和背面之间，并且非导电膜横向围绕铜柱互连元件，由此形成在凹部中延伸的非导电膜的边缘突出部分。
[0011]附图简述
[0012]根据结合附图阅读的以下详细描述，将更好地理解本公开，其中：
[0013]图1描绘了辐射传感器元件的示意性等轴视图，
[0014]图2示出了同一辐射传感器元件沿着横截面的示意性剖视图，该横截面沿着图1的
点划线II
‑
II延伸，并且
[0015]图3示出了制造辐射传感器元件的方法的流程图。
[0016]除非特别指出相反的情况，否则上述附图的任何附图可能不是按比例绘制的，使得所述附图中的任何元件可能相对于所述附图中的其他元件以不准确的比例绘制，以便强调所述附图的实施例的某些结构方面。
[0017]此外，为了强调所述两个附图的实施例的某些结构方面，前述附图的任意两个附图的实施例中的对应元件在所述两个附图中可能彼此不相称。
[0018]详细描述
[0019]关于本详细描述中讨论的辐射传感器元件和方法，应注意以下几点。
[0020]在本文，“辐射”应被广义地理解，包括例如电磁辐射和粒子辐射。辐射通常可以对应于电离辐射或非电离辐射。
[0021]在本说明书中，“电离”辐射可以指粒子或光子能量小于10电子伏(eV)的辐射，而“非电离”辐射可以指粒子或光子能量至少为10eV的辐射。
[0022]在整个说明书中，“辐射探测器”可以指完整的、可操作的辐射探测器。辐射探测器通常可以包括至少一个辐射传感器。辐射探测器还可以包括其他元件、单元和/或结构。
[0023]在本公开中，“辐射传感器”可以指被配置成检测和/或测量辐射并记录、指示和/或响应所述辐射的可操作单元、模块或设备。
[0024]此外，“辐射传感器元件”可以指同样形成辐射传感器的元件。替代地，辐射传感器元件可以用作辐射传感器的一个元件，该辐射传感器还包括其他元件和/或结构。辐射传感器元件可以包括活性材料，其物理特性用于所述辐射传感器元件，以便记录、指示和/或响应入射到所述活性材料上的辐射。辐射传感器元件可以对应于间接转换辐射传感器元件或直接转换辐射传感器元件。
[0025]贯穿本公开，“间接转换辐射传感器元件”可以指辐射传感器元件，该辐射传感器元件包括用于将电离辐射转换成非电离电磁辐射的闪烁体材料(scintillator material)和作为用于检测由闪烁体发射的电磁辐射的活性材料的半导体材料。
[0026]在本文，“半导体”材料可以指具有介于导电材料如金属的导电性和绝缘材料如许多塑料和玻璃的导电性之间的导电性的材料。半导体材料通常可以具有掺杂水平，为了以可控的方式调控所述半导体材料的性质，可以调节该掺杂水平。
[0027]相比之下，“直接转换辐射传感器元件”可以指不需要使用闪烁体将电离辐射转换成非电离电磁辐射来检测所述电离辐射的辐射传感器元件。这种直接转换辐射传感器元件可以基于检测活性材料内由入射辐射(例如电离辐射)产生的自由电荷载流子。直接转换辐射传感器元件通常可以包括化合物半导体材料作为活性材料。
[0028]在本文，“化合物半导体”可以指包括至少两种不同化学元素的半导体化合物。化合物半导体材料可以对应于例如二元、三元或四元化合物。一些化合物半导体材料或材料系统可以基于其元素组成表现出高度地可调控的特性。这种可调控的化合物半导体材料系统的一个示例是碲化镉锌(CdZnTe)、碲化镉(CdTe)和碲化锌(ZnTe)的合金。
[0029]图1和图2描绘了根据实施例的辐射传感器元件100。具体而言，图2描绘了辐射传感器元件100沿着横截面的剖视图，该横截面沿着图1的点划线II
‑
II延伸。因为图2描绘了辐射传感器元件100的横截面，所以图2不限制图1和图2的实施例的形状或在与沿着图1的
线II
‑
II延伸的横截面形成角度的任何方向上的其任何部分。
[0030]在图1和图2的实施例中，辐射传感器元件100包括支撑板160。尽管在图1和图2中仅描绘了单个支撑板160，但是辐射传感器元件通常可以包括任意合适数量的支撑板。
[0031]在本公开中，“支撑板”可以指适于或构造成机械地加强元件或设备的大致板状主体。附加地或替代地，支撑板可以充当框架，其他元件和/或结构可以安装或固定在该框架上。支撑板通常可以包括金属。包括金属的支撑板通常可以用作用于其他元件和/或结构的散热器和/或辐射屏蔽。
[0032]在图1和图2的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种辐射传感器元件(100)，包括：
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支撑板(160)，所述支撑板具有前面(161)，所述前面基本上沿着基平面(120)延伸，所述基平面限定所述辐射传感器元件(100)的横向延伸；
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衬底(110)，所述衬底具有面向所述前面(161)的基底面(111)、与所述基底面(111)相对的互连面(112)以及连接所述基底面(111)和所述互连面(112)的边缘面(113)；
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传感器区块(130)，所述传感器区块包括活性材料层(131)并且具有面向所述互连面(112)的背面(136)；
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铜柱互连元件(140)，所述铜柱互连元件在所述互连面(112)和所述背面(136)之间；和
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非导电膜(150)，所述非导电膜在所述互连面(112)和所述背面(136)之间延伸并且横向围绕所述铜柱互连元件(140)；其中所述前面(161)包括横向超出所述边缘面(113)的凹部(162)，所述凹部在垂直于所述基平面(120)的厚度方向上延伸，并且所述非导电膜(150)包括横向超出所述边缘面(113)的在所述凹部(162)中延伸的边缘突出部分(151)。2.根据权利要求1所述的辐射传感器元件(100)，其中，所述凹部(162)包括凹坑、凹槽和/或边缘轮廓，例如斜面、倒角或台阶。3.根据权利要求1或2所述的辐射传感器元件(100)，其中，所述衬底(110)包括柔性电路。4.根据前述权利要求中任一项所述的辐射传感器元件(100)，其中，所述铜柱互连元件(140)包括焊料尖端(141)。5.根据权利要求4所述的辐射传感器元件(100)，其中，所述焊料尖端(141)包括低温焊料。6.根据前述权利要求中任一项所述的辐射传感器元件(100)，还包括读出集成电路(170)，所述读出集成电路与所述衬底(110)耦合并且与所述活性材料层(131)电流连接。7.根据权利要求6所述的辐射传感器元件(100)，其中，所述支撑板(160)具有与所述前面(161)相对的后面(163)，并且所述读出集成电路(170)具有面向所述后面(163)的第一面(171)。8.根据权利要求7所述的辐射传感器元件(100)，其中，所述支撑板(160)包括金属。9.根据前述权利要求中任一项所述的辐射传感器元件(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得里，
申请(专利权)人：芬兰探测技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：