[發明專利]半導體X射線檢測器

有效

• 申請號: 201580077787.4
• 申請日: 2015-04-07
• 公開（公告）號: CN108271415B
• 公開（公告）日: 2019-03-05
• 發明（設計）人: 曹培炎
• 申請（專利權）人: 深圳幀觀德芯科技有限公司
• 主分類號: G01T1/16
• 分類號: G01T1/16;G01T1/17;G01T1/24;G01N23/083;A61B6/03
• 代理公司: 深圳市六加知識產權代理有限公司 44372
• 代理人: 羅水江

用于檢測X射線的裝置(100)包括：X射線吸收層(110)，其包括電極；第一電壓比較器(301)，其配置成將電極的電壓與第一閾值(V1)比較；第二電壓比較器(302)，其配置成將該電壓與第二閾值(V2)比較；計數器(320)，其配置成記錄X射線吸收層(110)所吸收的X射線光子的數目；控制器(310)；該控制器(310)配置成從第一電壓比較器(301)確定所述電壓的絕對值等于或超出第一閾值(V1)的絕對值的時間啟動時間延遲(TD1,TD2)，在時間延遲(TD1,TD2)期間啟動第二電壓比較器(302)，如果在時間延遲(TD1,TD2)期間第二電壓比較器(302)確定所述電壓的絕對值等于或超出第二閾值(V2)的絕對值則促使計數器(320)記錄的數目增加一。

【技術領域】

本公開涉及X射線檢測器，特別涉及半導體X射線檢測器。

【背景技術】

X射線檢測器可以是用于測量X射線的通量、空間分布、光譜或其他性質的設備。

X射線檢測器可用于許多應用。一個重要應用是成像。X射線成像是放射攝影技術并且可以用于揭示組成不均勻和不透明物體(例如人體)的內部結構。

早期用于成像的X射線檢測器包括照相底片和照相膠片。照相底片可以是具有感光乳劑涂層的玻璃底片。盡管照相底片被照相膠片取代，由于它們所提供的優越品質和它們的極端穩定性而仍可在特殊情形中使用它們。照相膠片可以是具有感光乳劑涂層的塑膠膠片(例如，帶或片)。

在20世紀80年代，出現了光激勵螢光板(PSP板)。PSP板可包含在它的晶格中具有色心的螢光材料。在將PSP板暴露于X射線時，X射線激發的電子被困在色心中直到它們受到在板表面上掃描的雷射光束的激勵。在鐳射掃描板時，捕獲的激發電子發出光，其被光電倍增管收集。收集的光轉換成數碼圖像。與照相底片和照相膠片相比，PSP板可以被重復使用。

另一種X射線檢測器是X射線圖像增強器。X射線圖像增強器的部件通常在真空中密封。與照相底片、照相膠片和PSP板相比，X射線圖像增強器可產生即時圖像，即不需要曝光后處理來產生圖像。X射線首先撞擊輸入螢光體(例如，碘化銫)并且被轉換成可見光。可見光然后撞擊光電陰極(例如，包含銫和銻復合物的薄金屬層)并且促使電子發射。發射電子數量與入射X射線的強度成比例。發射電子通過電子光學器件投射到輸出螢光體上并且促使該輸出螢光體產生可見光圖像。

閃爍體的操作與X射線圖像增強器有些類似之處在于閃爍體(例如，碘化鈉)吸收X射線并且發射可見光，其然后可以被對可見光合適的圖像感測器檢測到。在閃爍體中，可見光在各個方向上傳播和散射并且從而降低空間分辨率。使閃爍體厚度減少有助于提高空間分辨率但也減少X射線吸收。閃爍體從而必須在吸收效率與解析度之間達成妥協。

半導體X射線檢測器通過將X射線直接轉換成電信號而在很大程度上克服該問題。半導體X射線檢測器可包括半導體層，其在感興趣波長吸收X射線。當在半導體層中吸收X射線光子時，產生多個載流子(例如，電子和空穴)并且在電場下，這些載流子被掃向半導體層上的電觸點。現有的半導體X射線檢測器(例如，Medipix)中需要的繁瑣的熱管理會使得具有大面積和大量像素的檢測器難以生產或不可能生產。

【發明內容】