[發(fā)明專利]X射線探測(cè)器及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010104387.0
• 申請(qǐng)日: 2020-02-20
• 公開（公告）號(hào): CN111293131B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 巫皓迪;葛永帥;牛廣達(dá);唐江;梁棟;劉新;鄭海榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): H01L27/146
• 分類號(hào): H01L27/146
• 代理公司: 深圳中一聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44414
• 代理人: 李艷麗

本申請(qǐng)適用于探測(cè)器技術(shù)領(lǐng)域，提供了X射線探測(cè)器及其制備方法，該X射線探測(cè)器包括：鈣鈦礦晶體基板，兩側(cè)面均設(shè)置有載流子傳輸層；兩層電極層，分別設(shè)置在兩層載流子傳輸層上；其中，每一電極層包括由多個(gè)電極組成的二維面陣電極，且兩層電極層之間的各個(gè)電極一一對(duì)應(yīng)；兩層讀出陣列電路面板，分別設(shè)置在兩層電極層上，且與各個(gè)電極連接；其中，每一讀出陣列電路面板上均設(shè)置有信號(hào)讀出電極，且兩層讀出陣列電路面板中的信號(hào)處理電路分別為脈沖計(jì)數(shù)電路和電荷積分電路。本申請(qǐng)能夠使得X射線探測(cè)器工作在光子計(jì)數(shù)模式，或使得X射線探測(cè)器工作在能量積分模式，或使得X射線探測(cè)器同時(shí)工作在光子計(jì)數(shù)模式和能量積分模式。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)屬于探測(cè)器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及X射線探測(cè)器及其制備方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體的輻射探測(cè)器的基本工作原理為：高能光子在半導(dǎo)體中激發(fā)電子空穴對(duì)，電子空穴對(duì)在電場(chǎng)的作用下，分別向正負(fù)電極漂移，產(chǎn)生感應(yīng)電荷并被外電路收集，形成電信號(hào)。根據(jù)工作模式的不同，半導(dǎo)體輻射探測(cè)器可分為光子計(jì)數(shù)型探測(cè)器和能量積分型探測(cè)器。

其中，光子計(jì)數(shù)型探測(cè)器工作在脈沖模式，感應(yīng)電荷產(chǎn)生脈沖信號(hào)，其中脈沖個(gè)數(shù)為對(duì)應(yīng)高能光子數(shù)量，脈沖高度對(duì)應(yīng)高能光子能量。而光子計(jì)數(shù)型探測(cè)器無(wú)法工作在高通量X射線下，但是當(dāng)減少光子通量將導(dǎo)致信噪比降低，同時(shí)減小了探測(cè)器的動(dòng)態(tài)范圍，不利于X射線成像。

發(fā)明內(nèi)容

為克服相關(guān)技術(shù)中存在的問(wèn)題，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了X射線探測(cè)器及其制備方法。

本申請(qǐng)是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

第一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種X射線探測(cè)器，包括：

鈣鈦礦晶體基板，兩側(cè)面均設(shè)置有載流子傳輸層；

兩層電極層，分別設(shè)置在兩層所述載流子傳輸層上；其中，每一所述電極層包括由多個(gè)電極組成的二維面陣電極，且兩層所述電極層之間的各個(gè)電極一一對(duì)應(yīng)；

兩層讀出陣列電路面板，分別設(shè)置在所述兩層電極層上，且與各個(gè)電極連接；其中，每一所述讀出陣列電路面板上均設(shè)置有信號(hào)讀出電極，且所述兩層讀出陣列電路面板中的信號(hào)處理電路分別為脈沖計(jì)數(shù)電路和電荷積分電路。

在第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述脈沖計(jì)數(shù)電路包括多個(gè)像素單元，每個(gè)像素單元對(duì)應(yīng)一個(gè)脈沖計(jì)數(shù)子電路，且與對(duì)應(yīng)的電極層中的一個(gè)電極對(duì)應(yīng)連接。

在第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述電荷積分電路包括多個(gè)像素電容，每個(gè)像素電容與對(duì)應(yīng)的電極層中的一個(gè)電極對(duì)應(yīng)連接，用于存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)電極產(chǎn)生的電荷信號(hào)；

其中，通過(guò)選通信號(hào)讀出存儲(chǔ)在所述像素電容中的電荷信號(hào)。

在第一方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述脈沖計(jì)數(shù)電路對(duì)應(yīng)的讀出陣列電路面板為CMOS陣列面板，所述電荷積分電路對(duì)應(yīng)的讀出陣列電路面板為CMOS陣列面板或TFT陣列面板。

在第一方面的第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，兩層所述載流子傳輸層分別為電子傳輸層和空穴傳輸層；

其中，所述電子傳輸層的材質(zhì)為TiO₂、SnO₂、PCBM和ZnMgO中的一種或兩種以上的組合，所述空穴傳輸層的材質(zhì)為NiO、CuI和spiro-MeOTAD中的一種或兩種以上的組合。

在第一方面的第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述兩層電極層分別為陽(yáng)極電極層和陰極電極層；

其中，所述陽(yáng)極電極層設(shè)置在所述空穴傳輸層上，所述陰極電極層設(shè)置在所述電子傳輸層上。

第二方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種X射線探測(cè)器的制備方法，包括：

在鈣鈦礦晶體基板的兩側(cè)分別制備載流子傳輸層；