[發明專利]一種半導體探測器及其制造方法

有效

• 申請號: 201110247447.5
• 申請日: 2011-08-24
• 公開（公告）號: CN102361027A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: 代秋聲
• 申請（專利權）人: 蘇州生物醫學工程技術研究所
• 主分類號: H01L25/04
• 分類號: H01L25/04;H01L31/0224;H01L31/115
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及臨床CT領域和核醫學成像領域，尤其涉及半導體探測器及其制造方法。

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背景技術

碲鋅鎘（CdZnTe）晶體是半導體陣列探測器研制計數CT（Computed?Tomography，電子計算機X射線斷層掃描技術）、能量分辨CT或高分辨率SPECT（Single-Photon?Emission?Computed?Tomography，單光子發射計算機斷層成像術）成像系統的首選，還可用于PET(Positron?Emission?Tomography)成像系統。其具有可室溫下使用、能量分辨率高、漏電流小、像素尺寸能夠達到亞毫米級等優點，倍受業界關注。如圖1所示，為現有正方體結構的碲鋅鎘陣列探測器，其由多個碲鋅鎘晶體探測單元1按陣列方式構成，每個碲鋅鎘晶體探測單元1均為長方體，其底面為邊長等于d的正方形，底面設有電極A。每一個電極A即為碲鋅鎘陣列探測器的一個像素，兩電極間的距離h為碲鋅鎘晶體的高，即探測器的厚度。

半導體探測器探測高能光子的過程如下：當X或γ光子進入探測器，與碲鋅鎘晶體發生相互作用后，產生電子-空穴對。電子、空穴在外加電場的作用下會分別向陽極和陰極漂移，陽極和陰極將收集到的電荷向外輸出。由于X或γ光子在探測器內產生的電子-空穴對數目與光子自身能量近似成線性關系，所以通過測量電極向外輸出的電荷脈沖就可以得到X或γ光子的能量。

然而，X和γ光子與探測器的作用是隨機的，探測器必須具備一定的厚度，才會有一定比例的X或γ光子沉積在里面。如果探測器太薄，將難于探測到足夠的入射光子用于成像。而且隨著能量的增加，探測器所需要的厚度也逐漸增加。這就意味著，在探測較高能量的X或γ光子時，所需要的碲鋅鎘探測器的厚度會比較大。由此，采用現有技術中的碲鋅鎘探測器時，由于探測器厚度的增加，電子-空穴對漂移到電極的時間將會延長，進而限制探測器計數率的提高，影響探測效率。

發明內容

本發明的主要目的是提供一種可以解決現有半導體陣列探測器存在的問題的半導體探測器及其制造方法。

一種半導體探測器，包括多個線陣探測器。所述線陣探測器包括第一側面、第二側面、與第一側面相對的第三側面、與第二側面相對的第四側面以及連接第一側面、第二側面、第三側面與第四側面的第一底面和第二底面，所述第一底面與第二底面相對。所述第一側面和所述第三側面上分別設置有負電極和正電極。所述多個線陣探測器沿所述第一側面的法線方向相互疊置構成所述半導體探測器，且相鄰的線陣探測器之間設置有一個絕緣層。

一種半導體探測器的制造方法，用于制造所述半導體探測器。所述半導體探測器的制造方法包括以下步驟：第一步，在每一所述線陣探測器的第一側面和第三側面上分別設置負電極和正電極；第二步，沿所述第一側面的法線方向順序疊置所述多個線陣探測器，并在相鄰的線陣探測器之間設置一個絕緣層，構成所述半導體探測器。

與現有技術相比，本發明的半導體探測器將電極設置于所述線陣探測器的一對相對的側面上，而非設置于所述線陣探測器厚度方向的兩個底面。由此，可以有效地解決半導體探測器因厚度（即所述線陣探測器的第一底面與第二底面之間的距離）增加，而導致電子-空穴對漂移的距離增長的技術問題，進而可以消除現有碲鋅鎘陣列探測器高計數率與高探測效率之間相互制約關系的矛盾，最終使半導體探測器可以在較寬的能量范圍內同時擁有高計數率和高探測效率。本發明提供的半導體探測器的制造方法步驟簡單，無需復雜的工藝，易于實現，便于制造成型所述半導體探測器，有利于推廣應用。

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附圖說明

圖1為現有技術中半導體探測器的結構示意圖。

圖2為本發明第一實施例提供的半導體探測器的立體示意圖，所述半導體探測器包括多個線陣探測器。

圖3為圖2所示半導體探測器的另一視角的示意圖。

圖4為圖2所示半導體探測器的分解示意圖。

圖5為圖2所示線陣探測器的立體示意圖。

圖6為圖5所示線陣探測器的另一視角的示意圖。

圖7為圖2所示半導體探測器的側視圖。

圖8為圖2所示半導體探測器的俯視圖。

圖9為本發明第二實施例提供的半導體探測器的側視圖。

圖10為本發明第三實施例提供的半導體探測器制造方法的流程圖。