具有激光切割的吸收体拼块的辐射检测器制造技术

本发明专利技术提供了一种具有激光切割的吸收体拼块的辐射检测器。本发明专利技术涉及用于电磁辐射的检测器特别是X射线检测器和/或伽马射线检测器以及生产这样的检测器的方法。该用于电磁辐射的检测器包括：第一像素化电极层，该第一像素化电极层包括多个电极像素；第一层，该第一层包括多个拼块，所述多个拼块包括吸收和转换电磁辐射的材料，其中，使用脉冲激光切割对至少面向另一拼块的拼块的边缘进行切割；以及第二电极层。二电极层。二电极层。

【技术实现步骤摘要】
具有激光切割的吸收体拼块的辐射检测器


[0001]本专利技术涉及用于电磁辐射的检测器特别是X射线检测器和/或伽马射线检测器以及生产这样的检测器的方法。该用于电磁辐射的检测器包括：第一像素化电极层，其包括多个电极像素；第一层，其包括多个拼块(tile)，所述多个拼块包括吸收和转换电磁辐射的材料，其中，使用脉冲激光切割对至少面向另一拼块的拼块的边缘进行切割；以及第二电极层。

技术介绍

[0002]产生本申请的项目已经根据第871336号拨款协议获得来自欧盟地平线(European Union
’
s Horizon)2020研究和创新计划的资助。
[0003]对于像素化辐射检测器特别是X射线检测器和/或伽马射线检测器，通常需要生产大检测器表面。具体的困难是生产大吸收体层作为直接转换层，特别是包括钙钛矿或由钙钛矿制成的大吸收体层，但是在生产包括其他直接转换材料或由其他直接转换材料制成的大吸收体层中也存在相同或相似的问题，其他直接转换材料如CdTe、CdZnTe、GaAs、a
‑
Se、HgI2、PbO、Si、TlBr等。
[0004]例如，在EP 21165773.9中公开了一种生产大检测器表面的方法，将EP 21165773.9作为参考，EP 21165773.9公开了具有最小化的死区的对接的吸收体拼块的辐射检测器。其中公开的方法是基于在例如像素化的背板上对较小的吸收体层部件的拼接。然后各部件之间的空白区域可以填充有半导体和/或钙钛矿，从而最小化或者甚至除去在不同部件之间不具有检测器信号的区域。其中的拼接具有以下优势：不仅可以生产较大的检测器区域，而且可以更容易地生产例如具有曲率的不同检测器几何形状。
[0005]当生产吸收体层部件时，在其具体生产方法中仍然存在其他问题。通常通过所谓的对包括吸收体材料的粉末进行软烧结来生产吸收体层(在下文中也被称为包括吸收和转换电磁辐射的材料的层)特别是包括钙钛矿或由钙钛矿组成的吸收体层以及包括其他直接转换材料或由其他直接转换材料组成的吸收体层，以便生产可以被独立处理的吸收体材料的层，特别是当对于高效的辐射检测需要较厚的吸收体层时。这样的独立(也被认为是独立)吸收体层例如钙钛矿层通常极其易碎，并且所生产的吸收体层的区域越大，其处理通常变得越复杂。为了生产任何尺寸的检测器区域，通常将例如具有不同测量值的吸收体材料的部件组合在一起。为了使在这些不同部件之间获得尽可能小的空间，吸收体层部件的矩形边缘是优选地，例如，通过将矩形或正方形拼块拼接在一起。然而，生产例如充分的辐射检测所要求的具有几百微米厚度的吸收体层的这样的边缘在技术上是困难的。
[0006]此外，在对有棱角的吸收体层进行软烧结期间，发现具有几百微米厚度的边缘区域可以例如基于在生产期间的压力差异和/或粉末填充差异而显示不同的压缩。由于这些差异，边缘中可能出现如下不同区域，所述不同区域可能显示不同的(例如也减弱的)辐射吸收，并且因此可能显示与吸收体层的中心相比不同的信号。特别是在拐角处的这些问题，例如由于所施加的压力的差异，这些变化可能变得显著。另外，在边缘处也可能出现材料损
耗，导致例如在边缘处的显著粗糙度，使得之间没有空间的拼接更加困难。
[0007]可能出现的另一个问题是当拼块从压制工具被去除时。在这样的情况下，可能出现部分粉末粘附至棱角形状的边缘，因此只有当从工具去除层时才可以获得具有磨损的边缘或者甚至具有裂口的部件。
[0008]为了更容易地从压制工具去除层、更好的压力分布以及因此致密化，通常应用圆形压制工具。然而，产生的部件由于其几何形状而不能被容易地拼接。
[0009]为了将例如圆形层的几何形状改变为可以拼接的有棱角的层，可以应用机械处理。例如，Liu等人描述了利用金刚石线切割钙钛矿层https://doi.org/10.1002/adom.201600327。尽管该方法被应用于单晶材料，但是该方法被应用于多晶材料会导致在边缘处碎裂。
[0010]其他方法例如为：如由Yang等人所描述的形成例如钙钛矿是在给定的结构上定向的晶体生长https://doi.org/10.1002/smtd.201800110以及如由Bar
‑
On等人所描述的应用如光刻的技术https://doi.org/10.1002/admt.201800212。尽管前者仅适用于在小表面上生产晶体，而不适用于粉末的软烧结，但是后者通常由于所施加的大量能量和/或蚀刻剂和溶剂的使用而导致吸收体层的化学变化和/或形态学变化。
[0011]因此，需要生产用于电磁辐射的检测器的改进方法，其中，可以容易地执行吸收体层的拼接，并且其中，改进的信号检测是可能的。
[0012]专利技术人发现，可以使用脉冲激光切割来对包括吸收和转换电磁辐射的材料的拼块的边缘进行适当地切割，由此使在边缘处切割的材料周围引入的能量的量最小化，因此使吸收和转换电磁辐射的材料的化学组分中的变化最小化。同时，激光脉冲足以适合地去除激光的焦点内的材料，实现对具有几百微米和甚至几百毫米的厚度的吸收和转换电磁辐射的这样的材料的层的切割，并且实现竖直切割。
[0013]另外，激光切割允许实现拼块的任何合适的几何形状，使得这些拼块可以适于任何检测器或者例如背板的像素尺寸。使用激光，可以实现在几微米的区域内的边缘的精度，这远低于使用拼块的检测器的像素尺寸，例如约50μm至300μm，因此使在被检测的信号例如X射线图像中的不均匀性(即具有不同灵敏度的区域)最小化。

技术实现思路

[0014]在第一方面中，本专利技术涉及用于电磁辐射的检测器特别是X射线检测器和/或伽马射线检测器，该用于电磁辐射的检测器包括：
[0015]‑
第一像素化电极层，其包括多个电极像素；
[0016]‑
第一层，其包括多个拼块，所述多个拼块包括吸收和转换电磁辐射的材料，其中，使用脉冲激光切割对至少面向另一拼块的拼块的边缘进行切割；以及
[0017]‑
第二电极层。
[0018]此外，公开了一种生产用于电磁辐射的检测器特别是X射线检测器和/或伽马射线检测器的方法，该方法包括：
[0019]‑
设置包括多个电极像素的第一像素化电极层；
[0020]‑
可选地，在第一像素化电极层上施加第二层，其中，第二层是粘附促进层，优选地，其中，第二层包括至少第三半导体和/或导体和/或第三钙钛矿；
[0021]‑
制备包括吸收和转换电磁辐射的材料的多个拼块；
[0022]‑
使用脉冲激光切割对包括吸收和转换电磁辐射的材料的拼块的至少部分边缘进行切割，所述至少部分边缘特别是在进一步生产检测器期间将面向彼此的边缘；
[0023]‑
在第一像素化电极层上或在可选的第二层上施加包括吸收和转换电磁辐射的材料的多个拼块，特别是以通过脉冲激光切割的所切割的边缘面向彼此的方式施加包括吸收和转换电磁辐射的材料的多个拼块；以及...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电磁辐射的检测器，特别是X射线检测器和/或伽马射线检测器，所述用于电磁辐射的检测器包括：
‑
第一像素化电极层，所述第一像素化电极层包括多个电极像素；
‑
第一层，所述第一层包括多个拼块，所述多个拼块包括吸收和转换电磁辐射的材料，其中，使用脉冲激光切割对至少面向另一拼块的拼块的边缘进行切割；以及
‑
第二电极层。2.根据权利要求1所述的用于电磁辐射的检测器，其中，所述第一层中的拼块包括作为吸收和转换电磁辐射的材料的至少第一半导体和/或第一钙钛矿，优选地至少第一钙钛矿。3.根据权利要求1或2所述的用于电磁辐射的检测器，其中，所述拼块的尺寸在1
×
1cm2至50
×
50cm2的范围内，并且所述拼块的厚度在10μm至50000μm之间并且包括10μm和50000μm。4.根据前述权利要求中任一项所述的用于电磁辐射的检测器，其中，所述多个拼块是对接的。5.根据前述权利要求中任一项所述的用于电磁辐射的检测器，其中，所述拼块的数目在2和1000之间并且包括2和1000。6.根据前述权利要求中任一项所述的用于电磁辐射的检测器，还包括所述第一像素化电极层与所述第一层之间和/或所述第一层与所述第二电极层之间的至少一个中间层。7.根据前述权利要求中任一项所述的用于电磁辐射的检测器，其中，所述第一层包括所述拼块之间的间隙，其中，所述间隙填充有包括至少第二半导体和/或至少第二钙钛矿的材料。8.根据前述权利要求中任一项所述的用于电磁辐射的检测器，还包括在所述第一像素化电极层与所述第一层之间的第二层，其中，所述第二层是粘附促进层，优选地，其中，所述第二层包括至少第三半导体和/或导体和/或第三钙钛矿，可选地，所述用于电磁辐射的检测器包括所述第一像素化电极层与所述第二层之间和/或所述第二层与所述第一层之间的至少一个中间层。9.一种生产用于电磁辐射的检测器特别是X射线检测器和/或伽马射线检测器的方法，所述方法包括：
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设置包括多个电极像素的第一像素化电极层；
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【专利技术属性】
技术研发人员：桑德罗，
申请(专利权)人：西门子医疗有限公司，
类型：发明
国别省市：