[發明專利]一種X射線探測器及其功能單元和制備方法

在審

• 申請號: 202211723721.6
• 申請日: 2022-12-30
• 公開（公告）號: CN115988936A
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 唐江;牛廣達;宋子豪
• 申請（專利權）人: 華中科技大學鄂州工業技術研究院;華中科技大學
• 主分類號: H10K71/00
• 分類號: H10K71/00;H10K71/12;H10K30/40
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 韋漢

本申請涉及一種X射線探測器及其功能單元和制備方法，屬于半導體光電探測器技術領域；對電路基底的表面進行改性，以使鈣鈦礦在電路基底表面的成核勢壘小于鈣鈦礦在溶液中的三維成核勢壘，得到改性電路基底；在電路基底改性電路基底表面生長鈣鈦礦晶體，得到功能單元；通過降低鈣鈦礦在電路基底表面的成核勢壘并使之小于鈣鈦礦在溶液中的三維成核勢壘，實現鈣鈦礦在電路基底上的異質成核和生長，進而通過直接在電路基體上直接原位生長鈣鈦礦晶體，避免了采用鍵合工藝來實現鈣鈦礦晶體的附著，進而避免了使用昂貴的鍵合機和ACF膠，克服了ACF膠內部的導電金屬顆粒可能分布不均勻，存在產生壞點和不同像素和晶體的界面導電性不均一的問題。

技術領域

本申請涉及半導體光電探測器技術領域，尤其涉及一種X射線探測器及其功能單元和制備方法。

背景技術

當前X射線成像技術可分為間接成像和直接成像兩種。間接探測成像是利用閃爍體受X射線輻照后發射隨機發射可見光，再利用光電探測器進行檢測成像。直接探測成像則是利用半導體材料吸收高能射線后，產生電子-空穴對，在外加電場的作用下，定向移動，被外電路收集實現信號探測。直接探測成像不存在不同像素間的光散射問題，在分辨率上理論優勢明顯。

目前，直接成像探測器使用的材料分為三種，一種是單晶材料，一種是多晶材料，還有一種是非晶材料。當前，使用單晶材料制備直接成像探測器時通常先使用溶液法或者熔融法制備鈣鈦礦晶體，然后通過鍵合工藝把晶體固定在電路基底上。鍵合工藝需要價格高昂的鍵合機和ACF膠。ACF膠內部的導電金屬顆粒可能分布不均勻，存在產生壞點和不同像素和晶體的界面導電性不均一的風險。

發明內容

本申請提供了一種X射線探測器及其功能單元和制備方法，以提供一種在電路基底上附著鈣鈦礦晶體的新的路徑，來避免使用鍵合工藝。

第一方面，本申請提供了一種功能單元的制備方法，所述方法包括：

對電路基底的表面進行改性，以使鈣鈦礦在所述電路基底表面的成核勢壘小于鈣鈦礦在溶液中的三維成核勢壘，得到改性電路基底；

在所述改性電路基底表面生長鈣鈦礦晶體，得到功能單元。

作為一種可選的實施方式，所述對電路基底的表面進行改性，以使鈣鈦礦在所述電路基底表面的成核勢壘小于鈣鈦礦在溶液中的三維成核勢壘，得到改性電路基底，具體包括：

在所述電路基底表面形成改性層，以使鈣鈦礦在所述電路基底表面的成核勢壘小于鈣鈦礦在溶液中的三維成核勢壘，得到改性電路基底。

作為一種可選的實施方式，所述形成改性層的方式包括：在所述電路基底表面涂覆改性材料，后進行退火；和/或

所述形成改性層的方式包括：把所述電路基底浸泡于改性材料；和/或

所述改性材料具有疏水性；和/或

所述改性材料具有和鈣鈦礦配位的能力。

作為一種可選的實施方式，所述改性材料包括PTAA和APTES中的至少一種。

作為一種可選的實施方式，所述退火的溫度為90-110℃；和/或

所述退火的時間為5-15min。

作為一種可選的實施方式，所述在所述改性電路基底表面生長鈣鈦礦晶體，得到功能單元，具體包括：

把所述改性電路基底浸泡于鈣鈦礦長晶溶液，以在所述改性電路基底表面生長鈣鈦礦晶體，得到功能單元。