專利名稱：探測(cè)器陣列和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及用于成像技術(shù)的探測(cè)器陣列，尤其涉及一種
信號(hào)探測(cè)能力得以改善的探測(cè)器陣列以及引入該探測(cè)器陣列的計(jì)算斷
層攝影(computed tomography, CT ) X射線系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
許多醫(yī)學(xué)診斷、手術(shù)以及介入性程序依靠成像工具來提供描 述視覺感知到的表征患者的局部或器官的狀況的信息。部分是由于醫(yī)療 器械通常日益精密，尤其是成像設(shè)備，因此各種類型的成像設(shè)備適合于 應(yīng)用在醫(yī)療診斷和醫(yī)療程序環(huán)境中。在許多情況下，能夠提供器官或組織的圖像的醫(yī)療器械具有 很大效用，并已適用于為各種醫(yī)療需要提供便利。這些應(yīng)用導(dǎo)致了全部 范圍內(nèi)的專業(yè)成像工具的發(fā)展，包括X射線、CT和熒光檢查 (fluoroscopic)可視化輔助設(shè)備和許多不同類型的光學(xué)成像設(shè)備。在許多成像應(yīng)用中，越來越多地使用像素化的探測(cè)器來實(shí)現(xiàn) 圖像數(shù)據(jù)的電子數(shù)字表征。 一些類型的系統(tǒng)使用閃爍單元陣列和由片狀 的半導(dǎo)電材料形成的光電二極管關(guān)聯(lián)陣列，其中在每個(gè)單元中所述閃爍 材料將入射的X光輻射轉(zhuǎn)換成可見光子，適于^L用作光耦合至那個(gè)單元 的所述陣列中的一個(gè)二極管所檢測(cè)。那些降低來自所述二極管陣列的信 號(hào)質(zhì)量的機(jī)制可引起設(shè)備間數(shù)據(jù)的不穩(wěn)定、降低測(cè)量或成像的再現(xiàn)性， 并且當(dāng)使用它來形成一可視圖像時(shí)，可引起導(dǎo)致成像缺陷的數(shù)據(jù)失真， 如結(jié)果數(shù)據(jù)中的環(huán)狀偽影、條或污跡，或在組織的自動(dòng)化特性方面產(chǎn)生 不精確和/或降低的可再現(xiàn)性。其次，數(shù)字技術(shù)提供了很大的成像靈活性，例如，不同時(shí)間 的一見圖和不同方面的可以迅速重疊或直接比較。例如，在手術(shù)室情況下， 為了與反應(yīng)同 一組織當(dāng)前狀況的圖像進(jìn)行比較，可以實(shí)時(shí)獲得手術(shù)前的 圖像。現(xiàn)在還可實(shí)現(xiàn)許多其它類型專用目的的增強(qiáng)。在某些情況下，向 對(duì)象或患者體內(nèi)引入成像輔助設(shè)備，如對(duì)比增強(qiáng)劑以輔助增加從成像技 術(shù)或所利用的技術(shù)所獲得的數(shù)據(jù)內(nèi)容。然而，隨著管理改革，日益復(fù)雜的測(cè)量需要和其它因素組合 起來對(duì)用于計(jì)算斷層攝影應(yīng)用及其它應(yīng)用的像素化探測(cè)器提出了新的 要求。近來希望甚至進(jìn)一步減小輸送至所述對(duì)象的X光輻射的總劑量， 減小基于每個(gè)光子的X射線的能量以及獲得更多結(jié)果圖像的對(duì)比參數(shù)， 共同要求應(yīng)用在這種顯像工具中的光電探測(cè)器陣列具有更大的線性度 和靈敏度，并具有更少的圖像噪聲和各種類型的偽影。由于光電探測(cè)器陣列自身所引起的信號(hào)偽影也可對(duì)整體的系 統(tǒng)性能施加一些基本限制。公知的潛在地引起串?dāng)_偽影的機(jī)制的實(shí)例包 括(i) 一個(gè)二極管中產(chǎn)生的電荷載流子經(jīng)由載流子擴(kuò)散和/或二極管 間電容，會(huì)在另一二極管中導(dǎo)致信號(hào)；(ii)將X射線從一個(gè)閃爍體單 元散射到相鄰閃爍體單元，隨后轉(zhuǎn)換成光子，并通過耦合到所述相鄰單 元的二極管探測(cè)那個(gè)光子；(iii)從閃爍體單元向與另一閃爍體單元相 關(guān)的光電二極管漏光；以及(iv)將在目標(biāo)閃爍體單元中產(chǎn)生的光子通 過單元間的隔片散射到相鄰閃爍體單元中，進(jìn)而到與所述相鄰單元相關(guān) 聯(lián)的光電二極管中。在許多情況下，光電二極管^L共同制造在公共襯底 上，載流子從一個(gè)光電二極管到另一光電二極管的擴(kuò)散對(duì)二極管間串?dāng)_ 貢獻(xiàn)主要部分。依次地，這些不同的偽影表現(xiàn)出隨著X射線的流量和工作參 數(shù)呈線性和非線性變化的特性。此外，實(shí)現(xiàn)閃爍體單元陣列與光電二極 管陣列對(duì)準(zhǔn)在制造時(shí)存在困難，在那個(gè)過程中由于剩余的不精確性，將 出現(xiàn)與之相關(guān)聯(lián)的不期望的信號(hào)特性或偽影。由于上述原因及下面將要討論的其它原因，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù) 人員而言，在閱讀和理解本發(fā)明的基礎(chǔ)上，將變得顯而易見的是本領(lǐng) 域中存在提供改進(jìn)的光電二極管/閃爍體光電探測(cè)器的需要，以支持例如 醫(yī)學(xué)成像等環(huán)境中日益嚴(yán)格和精密的性能和經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容
這里提出了上面提到的缺點(diǎn)、不利條件和問題，通過閱讀和 學(xué)習(xí)如下發(fā)明將會(huì)理解。 —個(gè)方面， 一種計(jì)算斷層攝影探測(cè)器系統(tǒng)包括光電二極管陣 列，其由多個(gè)棋盤格狀芯片(die)形成，其中每一個(gè)都具有形成于其上 的多個(gè)光電二極管，以及閃爍體陣列，其由多個(gè)^l隔片分開的閃爍單元
構(gòu)成。所述多個(gè)閃爍單元中的每一個(gè)與多個(gè)光電二極管中的對(duì)應(yīng)的一個(gè) 相關(guān)聯(lián)以構(gòu)成探測(cè)器元件。光學(xué)掩模插入在所述光電二極管陣列和閃爍 體陣列之間，在空間上不同程度地改變著從多個(gè)單元中的每一個(gè)到多個(gè) 光電二極管中對(duì)應(yīng)相關(guān)聯(lián)的一個(gè)的光傳輸。所述光學(xué)掩模在每個(gè)芯片的 邊界處與在芯片的中心部分對(duì)探測(cè)器元件提供不同的光傳輸改變。另一方面， 一種計(jì)算斷層攝影成像系統(tǒng)包括患者臺(tái)、置于所 述患者臺(tái)一側(cè)的X射線照明源，以及探測(cè)器組件，其包括置于患者臺(tái)的 相對(duì)一側(cè)并朝向所述X射線照明源定位的多個(gè)探測(cè)器元件。所述成像系 統(tǒng)還包括計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，其控制著患者臺(tái)的運(yùn)動(dòng)以及通過患者的多個(gè) X射線的暴露(exposure)并通過從所述探測(cè)器組件獲得的數(shù)據(jù)形成對(duì) 患者內(nèi)部狀況的空間描述。所述成像系統(tǒng)進(jìn)一步包括形成于所述探測(cè)器 組件內(nèi)的光學(xué)調(diào)制器。所述光學(xué)調(diào)制器在空間上有區(qū)別地改變從與 一個(gè) 探測(cè)器元件關(guān)聯(lián)的閃爍單元到相鄰探測(cè)器元件的光電二極管的光傳輸。又一方面，用于降低光電探測(cè)器陣列的差分串?dāng)_的方法包括 光學(xué)掩蔽第 一光電二極管的第 一邊緣到第 一程度。所述第 一邊緣構(gòu)成位 于共同芯片上的相鄰光電二極管的邊界。所述方法還包括光學(xué)掩蔽第二 光電二極管的第二邊緣到第二程度，所述第二程度小于第一程度。所述 第二邊緣位于芯片的邊界處。又一方面，描述了用于降低光電探測(cè)器元件陣列的差分串?dāng)_ 的方法。所述陣列由多個(gè)光電二極管構(gòu)成，每一個(gè)光電二極管都與多個(gè) 閃爍體單元中的一個(gè)閃爍體單元相關(guān)聯(lián)。所述方法包括抑制光載流子在
芯片內(nèi)橫跨兩個(gè)光電二極管邊界的橫向擴(kuò)散。所述過程還包括光學(xué)耦合 形成在相鄰芯片上的相鄰光電二極管從而平衡光生(叩tically induced) 串?dāng)_與光載流子產(chǎn)生(photocarrier mduced)的串護(hù)0 。又一方面，光電探測(cè)器元件陣列包括多個(gè)平鋪的芯片，每一 個(gè)包括多個(gè)光電探測(cè)器，以及閃爍體陣列，包括由不透明隔片隔開的多 個(gè)閃爍體單元。多個(gè)閃爍體單元中的每一個(gè)與多個(gè)光電探測(cè)器中相應(yīng)的
一個(gè)探測(cè)器相關(guān)聯(lián)。所述陣列還包括與所述多個(gè)平鋪芯片相關(guān)聯(lián)的串?dāng)_ 改變柵^f各，以有差別地調(diào)制形成在多個(gè)平鋪芯片的中心部分的光電探測(cè) 器元件間的串?dāng)_和形成在所述多個(gè)平鋪芯片中不同的芯片中相鄰光電 探測(cè)器元件間的串?dāng)_。此處描述了不同范圍的系統(tǒng)和過程。除了在該發(fā)明內(nèi)容中描
述的特4i和優(yōu)點(diǎn)外，通過參照附圖和閱讀以下^^細(xì)描述，其它方面和優(yōu) 點(diǎn)也將變得清晰。


圖i是系統(tǒng)的整體方框圖，該系統(tǒng)^^皮配置用來改善成像裝置 的圖像顯示。圖2為一簡(jiǎn)化方框圖，示出了用于圖l所示系統(tǒng)的像素化探
測(cè)器系統(tǒng)。圖3為一簡(jiǎn)化方框圖，示出了用于圖2所示的像素化探測(cè)器 系統(tǒng)的探測(cè)器元件；圖4為一曲線圖，示出了串?dāng)_在橫跨平鋪芯片間邊界處時(shí)如 何改變，其中每個(gè)平鋪芯片包括光電二極管陣列。圖5是一簡(jiǎn)化方框圖，根據(jù)本發(fā)明主題的教導(dǎo)示出了四個(gè)平 鋪的光電二極管芯片陣列和與所述平鋪光電二極管芯片相關(guān)的光學(xué)掩 蔽。圖6至9是簡(jiǎn)化的側(cè)視圖，根據(jù)本發(fā)明的主題的教導(dǎo)局部地 描述了沿圖5示出的剖面線剖開的光電探測(cè)器組件的簡(jiǎn)化方框圖或能夠 應(yīng)用在圖1所示系統(tǒng)的子組件。
具體實(shí)施例方式在如下詳細(xì)描述中，參照附圖，其構(gòu)成了描述的一部分，且 借助于說明，示出了可以實(shí)施的具體實(shí)施例。對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行了充分 描述以使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┧鰧?shí)施例，并且應(yīng)當(dāng)理解也可應(yīng) 用其它實(shí)施例，以及在不偏離實(shí)施例范圍的情況下，可對(duì)其做邏輯的、
機(jī)械的、電氣的和其它的改變。此處描述的參數(shù)值的范圍被理解為包括落入其中的所有子范 圍。因此，以下詳細(xì)描述不應(yīng)理解為限制性的。詳細(xì)描述分為四個(gè)部分。在第一部分中，提供了一系統(tǒng)級(jí)綜 述。在第二部分中，描述了一像素化光電二極管陣列的實(shí)例。在第三部
分中，描述了對(duì)平鋪探測(cè)器組件改進(jìn)的實(shí)施例。第四部分提供了一結(jié)論， 其回顧了詳細(xì)描述前述部分所包括的技術(shù)方案的多個(gè)方面。此處描述的
系統(tǒng)和過程的技術(shù)效果包括降低了串?dāng)_引起的圖像偽影，該圖像是由于
使用光電二極管/閃爍體組件的棋盤狀陣列所形成。 I.系統(tǒng)綜述圖1為一變形系統(tǒng)100整體的簡(jiǎn)化框圖，該系統(tǒng)^皮配置用于 改善X射線的成像操作。所述系統(tǒng)100選擇性地包括機(jī)架(gantry) 102 或用于照明源104 (例如X射線照明源)的其它支撐架，該照明源能夠 提供照明106,例如X射線或其它非破壞性內(nèi)部成^f象照明，并且所述系 統(tǒng)100選擇性地包括試驗(yàn)對(duì)象支撐架108,支撐架108對(duì)于所述照明106 是透射的且位于閃爍體109和二極管陣列IIO的上方，該二極管陣列110 也與所述照明源104相對(duì)。所述閃爍體109和二才及管陣列IIO—起構(gòu)成 CT探測(cè)器系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)100的組件和試驗(yàn)對(duì)象112彼此間被 機(jī)架102保持成限定的幾何關(guān)系。所述照明源104和二極管陣列110間 的距離可以根據(jù)所尋求的檢查類型來改變，且響應(yīng)于期望的成像特性， 相對(duì)于將要成像的主體(body),可對(duì)與所述試-瞼對(duì)象112對(duì)應(yīng)的所述 照明106的角度進(jìn)行調(diào)整。在一個(gè)實(shí)施例中，所述試驗(yàn)對(duì)象支撐架108被配置用于在閃 爍體109和/或二極管陣列IIO上方支撐試驗(yàn)對(duì)象112 (如活人或動(dòng)物患 者)或適于非破壞性成像的其它試驗(yàn)對(duì)象112和/或控制其移動(dòng)，從而照 明117在穿過試驗(yàn)對(duì)象112后可入射到它的上面。依次地，來自探測(cè)器 陣列110的信息描述了試驗(yàn)對(duì)象112的內(nèi)部狀況。所述閃爍體109可以是傳統(tǒng)閃爍體109,光學(xué)耦合至二維光 電二極管陣列或適于與被采用的 一 種或多種類型的照明10 6(如X射線) 一起使用的任何其它形式的二極管陣列110。所述探測(cè)器元件通常成鑲 嵌圖案的棋盤狀(tessellated)。所述閃爍體109以有些類似于熒光的方 式將包括電磁輻射(如X射線)的入射光子從高能量、高頻率光子107 轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)于所述探測(cè)器元件的光譜靈敏度的低能量、低頻率光子，熒 光在現(xiàn)在使用的許多可見光源中是眾所周知的。閃爍體層109應(yīng)用的材 料包括由如稀土 (如鋱)活化(activated)的氧石?；?gadolinium oxysulfide) (GOS:Tb)、鴒酸鎘(gadolinium tungstate )、具有合適的 活性成份的釔釓氧化物、碘化銫等等材料構(gòu)成的陶瓷。在一些操作模式下，如CT,所述機(jī)架102與試驗(yàn)對(duì)象支撐架 或臺(tái)108協(xié)作嚙合以在開口 114內(nèi)縱向移動(dòng)所述試-瞼對(duì)象112,亦即，
沿著進(jìn)出圖1所示平面的延伸軸。在一些操作才莫式下，所述機(jī)架102使
X射線源104及二極管陣列IIO繞著軸116旋轉(zhuǎn)，同時(shí)支撐架108縱向 移動(dòng)，以對(duì)試驗(yàn)對(duì)象112提供螺旋狀的系列掃描。有許多不同的方法可以實(shí)現(xiàn)降低來自探測(cè)器110的信號(hào)偽影 (artifact),提供經(jīng)由系統(tǒng)100進(jìn)行測(cè)量和表征的可再現(xiàn)性以及改進(jìn)的 魯棒性(robustness)以及實(shí)現(xiàn)本文公開的技術(shù)方案的其它優(yōu)點(diǎn)。參照部 分II在下面詳細(xì)描述的圖2以及下列等等所示裝置，只提供了一些實(shí)例 用于滿足這些不同的需要。
II.示例性像素化探測(cè)器圖2為一簡(jiǎn)化方框圖，示出了像素化探測(cè)器系統(tǒng)200,其應(yīng) 用于圖1的系統(tǒng)IOO的環(huán)境中。所述像素化探測(cè)器系統(tǒng)200包括光電探 測(cè)器陣列210 (例如圖1的二極管陣列110的部分)，在該實(shí)例中其被 假定為NxM陣列，其中N和M表示描述光電纟罙測(cè)器陣列210的行和 列的數(shù)目的整數(shù)。例如，芯片(die)可以包括16x64的光電二極管陣 列，但是也可應(yīng)用其它尺寸。圖2和3還使用"i" 、 "j" 、 "n"和"m" 來表示整數(shù)，其中i在U,N)范圍內(nèi)變化，j在U,M)范圍內(nèi)變化。所述探測(cè)器陣列210包括探測(cè)器元件215或像素元件215的 矩陣或鑲嵌圖案，亦即探測(cè)器元件PDE215(1,1)至探測(cè)器元件 PDE215(n,m),每一個(gè)具有第一尺寸217和第二尺寸219。在圖1的實(shí)例 中，探測(cè)器元件PDE215(i,j)中每個(gè)具有等于axb乘積的面積，其中第 一尺寸217用"a，，表示，第二尺寸219用"b，，表示。第一尺寸217和 第二尺寸219典型地在800微米至1毫米范圍內(nèi)，并且第一尺寸217不 需要被選擇為與第二尺寸219相等。換言之，所述探測(cè)器元件PDE215(i,j) 不需要是正方形的，其可為矩形或既不是正方形也不是矩形的其它形 狀。探測(cè)器元件PDE215通常如圖示沿著各自的4t和列排列。圖3為 一簡(jiǎn)化的方框圖300,示出了探測(cè)器元件PDE215( i,j )， 其被應(yīng)用于圖2的像素化探測(cè)器系統(tǒng)200的環(huán)境中。所述二極管365被 制造成每個(gè)包括相對(duì)大的光敏表面面積(axb,圖2),從而確保了二 極管365能夠響應(yīng)于已通過所述試驗(yàn)對(duì)象112的照明107，截取 (intercept)光激勵(lì)的有代表性部分370。為了使用探測(cè)器陣列210獲得X射線成像，系統(tǒng)100可執(zhí)行 多種序列。 一個(gè)示例性序列如下。將閃爍體元件暴露于通過試驗(yàn)對(duì)象112
的特定部分選擇性地衰減的X射線107,從而產(chǎn)生入射在光電探測(cè)器元 件PDE215(i,j)上與所述X射線107的強(qiáng)度成正比的光量370。依次地， 那個(gè)光電4果測(cè)器元件PDE215(i,j)流過電流Ij,電流Ij隨后^皮引導(dǎo)通過所 述列信號(hào)線230 (j),并因此到達(dá)相應(yīng)的跨導(dǎo)(transimpedance)放大器 385 (j),其具有電流-電壓轉(zhuǎn)移率(transfer ratio ) K」，并由此將電流I」 轉(zhuǎn)換為顯示在輸出線387 (j)上的電壓Vj。所述光電探測(cè)器響應(yīng)的線性中的通道-通道變化降低了斷層 掃描器(tomographic scanner)所獲得的數(shù)據(jù)的精確度。相鄰?fù)ǖ篱g的 串?dāng)_還可危害信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍和其它性質(zhì)。差分串?dāng)_(differential crosstalk),也就是第j-1通道到第j通道的串?dāng)_與第j+1通道到第j通 道的串?dāng)_的差，還可能是測(cè)量數(shù)據(jù)誤差的重要來源。此外，差分串?dāng)_的變化還影響數(shù)據(jù)采集的可實(shí)現(xiàn)的精度和準(zhǔn) 確性。通常，降低串?dāng)_和差分串?dāng)_都會(huì)改善空間分辨率，增加動(dòng)態(tài)范圍， 減少斷層所獲得的數(shù)據(jù)中和/或病變(lesion)的自動(dòng)評(píng)估中或重構(gòu)CT圖 像中的異?；騻斡?。圖4為一圖表400,示出了串?dāng)_在橫跨多個(gè)平鋪芯片時(shí)如何 改變，其中每個(gè)芯片包括多個(gè)光電二極管。所述圖表400具有橫坐標(biāo) 442,標(biāo)記為"通道，，，縱坐標(biāo)標(biāo)記為"串?dāng)_，，，兩者均用任意單位表 示。例如，對(duì)黃坐標(biāo)442可對(duì)應(yīng)于200個(gè)通道的范圍，而皇從坐標(biāo)444可對(duì) 應(yīng)于從位于圖示底端的5%至圖4示出的位于頂端的9%的值的范圍內(nèi) 的值。CT探測(cè)器，如圖2的探測(cè)器系統(tǒng)200,滿足嚴(yán)格的性能需要 以便能夠產(chǎn)生高質(zhì)量、無偽影的CT圖像，并能夠提供用于其它目的(如 自動(dòng)計(jì)算腫瘤尺寸)的可靠數(shù)量的數(shù)據(jù)。所述探測(cè)器系統(tǒng)200提供與入 射的X射線強(qiáng)度線性相關(guān)的響應(yīng)。一些其它需求為探測(cè)器系統(tǒng)200對(duì)時(shí) 間和溫度的穩(wěn)定性，對(duì)于焦點(diǎn)移動(dòng)的敏感度以及探測(cè)器系統(tǒng)200的有效 期內(nèi)光輸出變化(靈敏度變化)等等。在當(dāng)前開發(fā)和采用類型的CT掃 描器100中，探測(cè)器元件或相鄰?fù)ǖ赖捻憫?yīng)行為幾乎相同，以便降低嚴(yán) 重的環(huán)狀偽影(通常定義為通道至通道的非線性變化)。該變化可能受 從一個(gè)4象素到其相鄰象素的閃爍體行為(behavior)、瞄準(zhǔn)儀以及二極 管像素響應(yīng)的影響。通常，如果這些需求不能得以滿足，環(huán)狀偽影、條 或污跡可能會(huì)出現(xiàn)在圖像中。
在圖4中，平臺(tái)(plateaus) 451每個(gè)對(duì)應(yīng)一組線性的光電二 極管(每個(gè)對(duì)應(yīng)相鄰?fù)ǖ乐邢鄳?yīng)的一個(gè))，例如，y^個(gè)光電二極管，它 們均形成在一個(gè)芯片上，而偏角(dip) 457對(duì)應(yīng)于單獨(dú)芯片邊界間的橫 向間隔或間隙。由于光生電荷載流子無法跨越芯片邊界間的橫向間隙進(jìn) 行擴(kuò)散，因此產(chǎn)生了偏角457,并且，因此位于芯片邊界的二極管沒有 與形成在同一芯片上的光電二極管陣列中的相鄰光電二極管相關(guān)的串 擾成份。因此，串?dāng)_響應(yīng)不均勻，其減損來自探測(cè)器陣列數(shù)據(jù)的魯棒性 并可引起由來自所述探測(cè)器陣列的數(shù)據(jù)所形成的圖像的不期望的失真 或偽影。探測(cè)器像素間的二極管-二極管電氣串?dāng)_主要是由形成所述 芯片的半導(dǎo)體材料中的光生電荷載流子的橫向擴(kuò)散所驅(qū)動(dòng)的。出現(xiàn)的電 氣串?dāng)_的量尤其取決于二極管層的厚度和半導(dǎo)體材料的性質(zhì)。光載流子 的橫向擴(kuò)散通常導(dǎo)致有效感光(photoactive)面積大于所述光電二極管 集電結(jié)的幾何面積。光載流子向相鄰光電二極管的擴(kuò)散導(dǎo)致串?dāng)_，因?yàn)?一些光載流子擴(kuò)散離開位于像素收集點(diǎn)(collection site)中的目標(biāo)二極 管，這些光載流子產(chǎn)生于該像素收集點(diǎn)，它們被相鄰的像素收集點(diǎn)的二 極管收集，從而在相鄰光電二極管中產(chǎn)生電流。這種效應(yīng)在背照(back illuminated) 二極管中尤為明顯，因?yàn)槎O管的厚度會(huì)增加收集前的擴(kuò) 散長(zhǎng)度。然而，在圖4的實(shí)例中，位于不同芯片上的相鄰二極管間的 串?dāng)_不為零的事實(shí)使得 一 個(gè)芯片上的相鄰二極管與位于分開的 (separate)芯片上的相鄰二極管之間的串?dāng)_的差別，與同 一芯片上的相 鄰二極管間的掩蔽(masking)或遮蔽相比，可以通過在芯片邊緣改變 用于二極管邊緣的光學(xué)掩蔽或遮蔽，在某種程度上得以補(bǔ)償。下面的主題描述用于降低由于形成在同 一芯片上的相鄰光電 二極管間的串?dāng)_所帶來的不需要的信號(hào)偽影的設(shè)備和方法。依次地，降 低串?dāng)_幅值的空間調(diào)制還可降低差分串?dāng)_，即，源于光電二極管的一側(cè) 的串?dāng)_與源于光電二極管的相對(duì)側(cè)的串?dāng)_之間的差。這將在以下部分III
中參照附圖5以及下列等等啦文更加詳細(xì)的討論。 III實(shí)施例圖5為一簡(jiǎn)化方框圖500，示出了以平面方式排列的像素化 的^:測(cè)器元件515 (i， j)，例如在由X540和Z542軸所限定的平面中，
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示出了四個(gè)光電探測(cè)器二極管芯片550 ( 1, 1 )至550 ( 2, 2 )的棋盤 形格局。光學(xué)掩蔽562 (x)和562 (z)元件在圖5中示出，構(gòu)成直線 的柵格結(jié)構(gòu)并根據(jù)本發(fā)明主題的教導(dǎo)共同地與平鋪的光電二極管芯片 550 ( 1,1 ) 、 550 ( 1,2 ) 、 550 ( 2,1 )以及550(2,2)相關(guān)聯(lián)。在一個(gè)實(shí)施 例中，所述光學(xué)掩模(mask)元件562降低了通過它的光的透射比。在 一個(gè)實(shí)施例中，所述光學(xué)掩模元件562包括不透明的掩蔽材料。從圖5 看出，位于邊界處的二極管515 (像素)沿所述芯片邊緣沒有掩模562, 以便平衡所述串?dāng)_并補(bǔ)償邊界效應(yīng)。所述光學(xué)掩^t元件562構(gòu)成了柵格，通過抑制光子370(圖3 ) 在光電探測(cè)器元件515 (i, j)的光電二極管的外部邊緣入射，從而選擇 性地降低所述光電探測(cè)器元件515 (i, j)中的光電二極管的有效面積 (active area)。半導(dǎo)體中自由載流子的擴(kuò)散長(zhǎng)度是有限的。因此，將光 電探測(cè)器元件515(i， _j)中的光電二極管的有效面積限制在光電二極管 的更中心的部分可減少載流子向相鄰光電探測(cè)器元件515 (i， j)中的光 電二極管的擴(kuò)散。圖5示出的插圖還描述了具有寬度558 (x)的芯片550的邊 界處的橫向間隙557 (x)。圖5示出的插圖還描述了芯片550的邊界處 的間隙557 (z),其具有寬度558 (z)。所述橫向間隙557對(duì)應(yīng)于圖4 示出的偏角457，其表征減小了的串?dāng)_。光學(xué)掩蔽元件562沿著坐標(biāo)排 列，該坐標(biāo)可以是直角坐標(biāo)的(如圖示)或遵照其它的坐標(biāo)系。在圖5 的實(shí)例中，所述光學(xué)掩^t元件562未放置在芯片550的邊界上。因此， 形成在相鄰芯片550上相鄰的第 一光電二極管間的串?dāng)_相對(duì)于形成在所 述芯片的中心區(qū)域的第二光電二極管增加了，并且由第一光電二極管的 光學(xué)效應(yīng)所引起的串?dāng)_的增加補(bǔ)償(o ffs e t) 了第二光電二極管中與擴(kuò)散 相關(guān)的串?dāng)_成分。換言之，所述光學(xué)掩;^莫元件562根據(jù)光電探測(cè)器元件515 (i, j)在芯片550上的位置，選擇性地空間調(diào)制相鄰光電探測(cè)器元件515(i, j)間的串?dāng)_，從而在沿著公共軸分布的元件間提供不同程度的透射改變 (transmission modification)。換一種方式，位于芯片內(nèi)部部分的光電 探測(cè)器元件515 (i， j)(亦即各側(cè)都具有相鄰光電探測(cè)器元件515 (i， j))在各側(cè)面都被光學(xué)掩蔽元件562包圍，并由此經(jīng)受一定程度的光學(xué) 掩蔽，而沿所述芯片550的邊界的光電探測(cè)器元件515 (i, j)至少一個(gè)
邊緣，借助于光學(xué)掩蔽元件562經(jīng)受不同(降低的)程度的光學(xué)掩蔽。所述掩蔽元件562 (z)如圖示具有一致的寬度，而所述掩蔽 元件562 (x, 1 )(圖5的上部)如圖示具有第一寬度，該第一寬度與 所述垂直掩蔽元件562 (z)的寬度相當(dāng)(comparable),并且所述掩蔽 元件562 (x, 2 )(圖5的下部)如圖示具有第二寬度，其大于其它掩 蔽元件562 (z)和562 (x, l)的寬度。因此，圖5的上部和下部表示 本發(fā)明主題的兩個(gè)不同的實(shí)施例。通常，單獨(dú)的光電探測(cè)器元件515 (i， j)可具有從一側(cè)大約 800微米到1毫米乘以1毫米范圍內(nèi)的尺寸，然而其它尺寸和其它布置， 如矩形光電探測(cè)器元件515 (i, j)也可以。橫向間隙557 (x)和557 (z)各自寬度為558 (x)和558 (z),約為50至大約100微米，雖然 也可使用比橫向間隙557更窄或更寬的間隙。在圖5的上部，垂直定向的掩蔽條562 (z)的寬度被表示成 與水平定向的掩蔽條562 ( 1， x)的寬度相當(dāng)。當(dāng)單獨(dú)的光電探測(cè)器元 件515在一個(gè)維度(例如平行于X軸540)上的范圍，與同一元件515 在另一維度(例如沿著Z軸542)上的范圍不同時(shí)，可能適合于沿不同 軸采用不同寬度的掩蔽條562,例如如圖5的下部描述的更寬的水平條 562 (x， 2)。較大尺寸(例如矩形的長(zhǎng)邊)易于引起更高的串?dāng)_，該 串?dāng)_是由于光生可移動(dòng)的電荷載流子的擴(kuò)散引起的，因此對(duì)于光學(xué)掩沖莫 元件562而言，沿著那些較長(zhǎng)邊緣較大的寬度可能更合適。光學(xué)調(diào)制元件562的其它結(jié)構(gòu)也是可能和有用的。例如，在 一個(gè)實(shí)施例中，可能不存在掩蔽元件562 (z),而采用了掩蔽元件562, 如掩蔽元件562 ( 1, x)或562 ( 2, x),且芯片550的邊緣或周邊被 掩蔽的程度與內(nèi)部部分不同，或根本沒被掩蔽。這樣一種結(jié)構(gòu)就在芯片 550的邊緣或周邊與中心區(qū)域(例如，光電探測(cè)器元件515在各側(cè)都具 有相鄰光電探測(cè)器元件)提供了不同的光學(xué)掩蔽562，并且還有差別地 調(diào)制沿著X540和Z542軸的串?dāng)_效應(yīng)。在一個(gè)實(shí)施例中，以一種類似的方式，可能不存在掩蔽元件 562 (x),而采用如掩蔽元件562 (z)的掩蔽元件，從而導(dǎo)致沿X540 和Z542軸串?dāng)_的差分調(diào)制，并且芯片550的邊緣或周邊被掩蔽的程度 與內(nèi)部部分不同，或才艮本沒凈皮掩蔽。此外，可采用產(chǎn)生合適掩才莫562的多種方法中的任一種。在 一個(gè)實(shí)施例中，機(jī)械柵-f各可獨(dú)立形成并^:置于芯片550的頂部以實(shí)現(xiàn)合 適的光學(xué)掩模562。在一個(gè)實(shí)施例中，可使用絲網(wǎng)印刷將光學(xué)掩模562 施加到所述棋盤狀芯片550上或施加到所述閃爍體陣列上或施加到兩者 上。在一個(gè)實(shí)施例中，可使用光刻技術(shù)圖案化形成在棋盤狀芯片、所述 閃爍體陣列或兩者上施加的材料層，從而實(shí)現(xiàn)合適的光學(xué)掩模5 62 。由于減小了光收集面積(axb，以上參照附圖2的描述)， 光學(xué)掩模562減小了光電二極管的有效增益。此外，由于對(duì)于處于芯片 550邊界的光電二極管和處于芯片550中心部分的光電二極管的面積減 小不等，所以增益均衡(equalization)可能是非常期望的。在一個(gè)實(shí)施例中，掩蔽元件562或光學(xué)串?dāng)_抑制器562包括 光吸收材料，其厚度與為入射可見光或具有可見范圍附近能量的光子提 供4氐透射比相一致。光吸收材料可包括光吸收石圭(absorbent silicon )、 黑聚酰亞胺或其它低反照率(low albedo)材料。在一個(gè)實(shí)施例中，所述掩蔽元件562可包括光反射材料，如 金屬層。例如，合適厚度的一層鋁可構(gòu)成對(duì)于可見光、對(duì)于具有能量接 近可見范圍的光子，具有非常低的透射比的高反照率(high albedo )層。 反射性掩模元件562可通過將光子反射回目標(biāo)光電二極管上來降低有效 增益損耗。圖6至9為側(cè)視圖，沿圖5示出的斷面線，根據(jù)本發(fā)明主題 的教導(dǎo)局部地描述了能夠應(yīng)用在圖1所示系統(tǒng)100中的光電探測(cè)器組件 600、 700或子組件800、 900的簡(jiǎn)化方框圖。圖6至9的實(shí)例不必是相 互排它的且可以不按比率繪制。在涉及或與"背照，，光電二極管陣列排列相一致的結(jié)構(gòu)中描 述實(shí)施例600至900。術(shù)語"背照"指的是被構(gòu)造用于響應(yīng)入射在半導(dǎo) 體表面上的照明(如圖3中的光子370)的光電二極管，該半導(dǎo)體表面 與鄰近p-n或其它二極管結(jié)的表面相對(duì)。為了簡(jiǎn)化說明，易于理解，在這些附圖中沒有描述形成CT 光電探測(cè)器陣列中使用的一些傳統(tǒng)元件。借助于實(shí)例，在圖6至9中沒 有描述與光電二極管相關(guān)的導(dǎo)體，且不必對(duì)形成閃爍體部分的所有層進(jìn) 行說明。圖6為一側(cè)—見圖，沿著圖5的VI-VI斷面線，局部地示出了 沿著圖5的斷面線VI-VI的光電探測(cè)器組件600的橫截面圖，并示出了
一組四個(gè)光電探測(cè)器元件615 (N)。所述光電探測(cè)器元件615 (N)經(jīng) 由閃爍體陣列630形成，該閃爍體陣列包括由傳統(tǒng)隔片634隔開的閃爍 體單元632，每一個(gè)傳統(tǒng)隔片634具有寬度636,如一百微米，雖然也 可使用更大或更小的隔片634。光電二極管陣列650由兩個(gè)半導(dǎo)體芯片 652和653表示，其包括多個(gè)光電二極管654 (N)。更具體地，所述芯片652包括毗鄰或相鄰的摻雜區(qū)域或光電 二極管654 ( 1 )和654 ( 2 )。與芯片652相鄰的芯片653,包括與光電 二極管654 ( 2)相鄰的摻雜區(qū)域或光電二極管654 ( 3 )并且還包括相 鄰的摻雜區(qū)域或光電二極管654 (4)。通道阻擋656由摻雜劑構(gòu)成，該 摻雜劑被引入到半導(dǎo)體材料652、 653構(gòu)成的芯片中，以至少部分地電 氣隔離在單獨(dú)芯片652或653上相互相鄰的摻雜區(qū)域或光電二極管654 (N),同時(shí)具有寬度658的物理橫向間隙657隔離形成在相鄰的不同 芯片652和653上的毗鄰或相鄰的摻雜區(qū)域或光電二才及管654 (N)。在一個(gè)實(shí)施例中，芯片652和653由單晶珪構(gòu)成，其浮皮摻雜 成n型(即形成陰極)，同時(shí)摻雜區(qū)域654 (N)被反摻雜成p +型(重 摻雜)區(qū)域(即形成陽極)。在一個(gè)實(shí)施例中，通道阻擋656還可被反 摻雜成p型或p+型區(qū)域。包括光學(xué)掩模662和光透射或光耦合器部分664的光學(xué)調(diào)制 區(qū)域660被設(shè)置、插入、形成或夾在閃爍體陣列630與光電二極管陣列 650之間。換言之，光串?dāng)_抑制器662 (即類似于圖5中的光掩模元件 562 )填隙式地夾在光電二極管陣列650與閃爍體陣列630之間，光(即 光學(xué))透射區(qū)域664形成在光掩模元件或條662之間。所述光透射區(qū)域 664作為光耦合器用于將光子從閃爍體單元632引導(dǎo)至相關(guān)的光電二極 管654。在一個(gè)實(shí)施例中，所述光透射區(qū)域664包括垂直空隙(air gap), 然而應(yīng)當(dāng)理解的是也可使用相對(duì)于掩模元件662具有合適對(duì)比能力的其 它材料(如環(huán)氧樹脂)。雖然區(qū)域664想要是透射性的，但是區(qū)域664 還是貢獻(xiàn)了一定程度的光學(xué)掩蔽。例如由于反射等等，使得透射比有少 量的下降。圖6示出的光學(xué)掩模元件662具有同一寬度尺寸668。在一 個(gè)實(shí)施例中，所述反射性或吸收掩模元件662的寬度668大于所述隔片 634或位于活性(active )閃爍體元件632間的橫向間隙634的寬度636。所述光學(xué)掩才莫元件662由此從隔片632向外橫向延伸，從而
降低或抑制光子670撞擊(impinge on)或直接鄰近光電二極管654的 邊緣部分，該邊緣部分包括相鄰光電二極管654所共有的邊界。因此， 減小了與這種光學(xué)掩蔽元件662相關(guān)聯(lián)的光電二極管654的有效區(qū)域，
載流子)來降低光電二極^、654的增益或靈、敏度。k相鄰光電二極管654 有源部分間引入可控、附加程度的隔離還可減少光載流子在相鄰光電二 極管654間的擴(kuò)散，由此減小光電探測(cè)器中相鄰像素間的串?dāng)_。圖示光學(xué)掩才莫元件662位于隔片634 ( 1 )和634 ( 3 )的下面， 但是在圖6中示出無光學(xué)掩模元件662位于芯片652和653間的橫向間 隙657的上方。因此，芯片652上的相鄰二極管654 ( 1 ) 、 654 ( 2 )間 的串?dāng)_以及芯片653上的相鄰二極管654 ( 3 ) 、 654 (4)間的串?dāng)_的減 小被除自由載流子擴(kuò)散之外的其它機(jī)制所引起的串?dāng)_所補(bǔ)償。在運(yùn)行中，當(dāng)一高能量光子672 (如X射線)入射在閃爍體 單元632中的一個(gè)上時(shí)，產(chǎn)生可見光子670。許多可見光子670隨后移 動(dòng)到相關(guān)的目標(biāo)光電二極管654 ( 3 )上。然而，如之前提到的， 一些入 射的高能量光子(如X射線)672散射到相鄰閃爍體單元632中； 一些 可見光子670散射到相鄰光電二極管654中；以及由入射可見光子670 引起的在想要的或目標(biāo)光電二極管654中產(chǎn)生的一些電荷載流子擴(kuò)散到 形成在同一芯片652或653上的相鄰光電二極管654中。這些不同機(jī)制 組合形成表示毗鄰或相鄰光電探測(cè)器元件615間的串?dāng)_的電信號(hào)。圖7為一側(cè)—見圖，示出了沿著圖5的剖面線VII-VII剖開的光 電探測(cè)器組件700的橫截面圖，說明了由閃爍體陣列730形成的一組四 個(gè)光電探測(cè)器元件715 (N),該閃爍體陣列包括由傳統(tǒng)隔片734隔開 的多個(gè)閃爍體單元732,每個(gè)隔片具有寬度736,如上所述。光電二極管陣列750由兩個(gè)半導(dǎo)體芯片752和753表示，芯 片752和753具有形成在其上的光電二極管754 (N)且在每個(gè)芯片內(nèi) 被通道阻擋756隔開。具有寬度758的物理橫向間隙757將形成在相鄰 的不同芯片752和753上的毗鄰或相鄰4參雜區(qū)域或光電二^l管754 (N) 隔開。光學(xué)調(diào)制區(qū)域760包括光學(xué)掩才莫元件762和763,以及光透 射或光學(xué)耦合器部分764,它們共同插入在閃爍體陣列730和光電二極 管陣列750之間。圖7所示光學(xué)掩模元件762具有第一寬度尺寸768。200810130209.4
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所述光學(xué)掩模元件763具有第二寬度尺寸774,其比第一寬度尺寸768 小。第二寬度尺寸774大于在閃爍體元件732之間的隔片734或橫向間 隙734的寬度736。如圖示具有第一寬度768的光學(xué)掩模元件762位于各自的隔 片734 ( 1 )和734 ( 3 )下方。圖7描述的光學(xué)掩^t元件763位于芯片 752和753之間的4黃向間隙757的上方。因此，由于各自的光學(xué)掩才莫元 件762 (N)的作用，使得位于芯片752上的相鄰二極管754 ( 1 ) 、 754 (2)間的串?dāng)_以及位于芯片753上的相鄰二極管754 ( 3 ) 、 754 (4) 間的串?dāng)_的減小部分被除自由載流子擴(kuò)散外的機(jī)制所引起的串?dāng)_部分 地補(bǔ)償。圖8為一側(cè)一見圖，沿著圖5中的剖面線VIII-VIII示出了光電 探測(cè)器子組件800的橫截面，圖示了閃爍體陣列830,其包括多個(gè)被傳 統(tǒng)隔片834隔開的閃爍體單元832,每個(gè)隔片具有寬度836,如上所述。在閃爍體陣列830的底部或下表面示出了光學(xué)調(diào)制區(qū)域860， 其包括光學(xué)掩模元件862和863以及光透射或光學(xué)耦合器部分864。圖 8示出的光掩模元件862具有第一寬度尺寸868,而光學(xué)掩模元件863 具有第二寬度尺寸874,其小于第一寬度尺寸868。所述第二寬度尺寸 874大于隔片834的寬度836,其中隔片或橫向間隙834位于活性閃爍 體元件832之間并將它們隔離開。圖示具有第 一寬度868的光學(xué)掩模元件862分別位于隔片834 (1 )和834 ( 3 )的下方。圖8描述的光學(xué)掩模元件863位于這樣的位 置，該位置隨后將位于相鄰芯片間的橫向間隙的上方，如圖所示以及參 照附圖6和7和相關(guān)文本如上所述。圖9為一側(cè)視圖，示出了沿著圖5的剖面線IX-IX的光電探 測(cè)器子組件900的橫截面，圖示了由光電二極管陣列950形成的一組四 個(gè)光電探測(cè)器元件915 (N)。所述光電二極管陣列950由兩個(gè)半導(dǎo)體 芯片952和953表示，其具有形成于其上并在每個(gè)芯片內(nèi)部被通道阻擋 956隔開的光電二極管954 (N)。具有寬度958的物理橫向間隙957將 形成在相鄰的不同芯片952和953上的毗鄰或相鄰纟參雜區(qū)域或光電二極 管954 (N)分隔開。包括光學(xué)掩才莫元件962和963以及光透射部分或光耦合器 964的光學(xué)調(diào)制區(qū)域960形成在光電二極管陣列950的上方。圖9所示
光掩模元件962具有第一寬度尺寸968。光學(xué)掩模元件963具有第二寬 度尺寸974,其小于第一寬度尺寸968。第二寬度尺寸974大于閃爍體 元件之間的隔片的寬度，例如圖6、 7、 8的活性閃爍體元件632、 732 或832間各自的隔片634、 734、 834的寬度636、 736、 836。具有第一寬度968的光學(xué)掩沖莫元件962分別定位在相鄰光電 二極管954 ( 1 ) 、 954 ( 2 ) 、 954 ( 3 ) 、 954 ( 4 )之間。圖9中描述的 具有第二寬度974的光學(xué)掩才莫元件963位于芯片952和953之間的橫向 間隙957的上方。在圖7、 8、 9各自的實(shí)施例700、 800、 900中，各自的間隙 757、 857和/或957可以是光透射性的，也可以是光學(xué)透明的。所述間 隙757、 857和/或957也可為空隙(airgap)。可選擇地，所述間隙757、 857和/或957也可填充形成光學(xué)耦合器的材料(例如合適的環(huán)氧樹脂)， 該光學(xué)耦合器在形成在分別相鄰的芯片752、 753; 852、 853和/或952、 953上的分別相鄰的二極管對(duì)754、 854和/或954之間。在這些實(shí)施例 中，所述光學(xué)掩模元件662、 762、 763、 862、 863、 962、 963具有的各 自的寬度668、 768、 774、 868、 874、 968、 974可處于從大約100至約 300微米的范圍內(nèi)。換言之，光學(xué)掩模元件662、 762、 763、 862、 863、 962、 963具有的各自的寬度668、 768、 774、 868、 874、 968、 974在約 50至約200微米范圍內(nèi)，大于各自的隔片632、 732、 832的寬度636、 736、 836。在一個(gè)實(shí)施例中，還可在半導(dǎo)體材料中，在例如區(qū)域656 (圖 6 ) 、 756 (圖7 )或956 (圖9 )使用深擴(kuò)散陷阱(trap)或載流子殺傷 (carrier killing)摻雜劑來有選擇性地抑制光生自由電荷載流子從一個(gè) 光電二極管擴(kuò)散到相鄰的光電二極管中。差分串?dāng)_包括至少兩個(gè)部分。 一個(gè)部分是由閃爍體單元相對(duì) 于相關(guān)光電探測(cè)器未對(duì)準(zhǔn)(misalignment)引起的。另一部分是對(duì)于在 至少一側(cè)缺少鄰居的光電二極管而言，相對(duì)于被最近鄰居環(huán)繞的光電二 極管，由于物理環(huán)境上的差異，且該物理現(xiàn)象由此產(chǎn)生串?dāng)_。因此，具有不透明的或相對(duì)非透射性光學(xué)特性的光學(xué)掩模，
其寬度大于閃爍體單元間的隔片，該光學(xué)掩?？上鄬?duì)于被最近的相鄰光 電二極管所包圍的那些光電二極管減小未對(duì)準(zhǔn)對(duì)性能的影響。此外，空
間調(diào)制掩蔽程度以對(duì)沿著沒有最近的鄰近光電二極管鄰接的二極管邊
緣提供更少的掩蔽，可以使得由 一 系列物理現(xiàn)象所引發(fā)的串?dāng)_與由于另 一系列物理現(xiàn)象所引發(fā)的串?dāng)_相互平衡，從而實(shí)現(xiàn)減小差分串?dāng)_。 IV.結(jié)論前述部分公開的實(shí)例組合了大量有用的特征和當(dāng)前CT掃描 器裝置存在的優(yōu)點(diǎn)。這些實(shí)例降低了毗鄰或相鄰成像元件間的串?dāng)_的變 化，從而為圖像形成或?yàn)槎抗浪隳康?例如腫瘤尺寸)提供更加可靠 的數(shù)據(jù)。此外，這些實(shí)例還緩和了對(duì)于閃爍體的機(jī)械尺寸及組件中二極 管-閃爍體對(duì)準(zhǔn)的公差要求的精確度控制的需要。本發(fā)明主題降低了位于同 一芯片上的相鄰光電二極管間的串 擾，并利用空間調(diào)制降低串?dāng)_幅度從而減小差分串?dāng)_，亦即源于光電二 極管 一 側(cè)的串?dāng)_與源于那個(gè)光電二極管相對(duì)側(cè)的串?dāng)_的差。本發(fā)明描述 了用于減少由串?dāng)_和差分串?dāng)_所引起的信號(hào)偽影的多種途徑，從而導(dǎo)致 空間分辨率得以改善，動(dòng)態(tài)范圍得以增加。由與位于閃爍體單元之間的隔片對(duì)準(zhǔn)且比該隔片寬的、具有 不透明或相對(duì)非透射性的光學(xué)特性的元件所形成的光學(xué)調(diào)制器可減小 由于相對(duì)于那些被最近的鄰近光電二極管所包圍的光電二極管沒有對(duì) 準(zhǔn)所造成的性能影響。此外，空間調(diào)制掩蔽程度使得由不同的物理現(xiàn)象 所引起的串?dāng)_相互補(bǔ)償，從而減小差分串?dāng)_。雖然本文中圖示并描述了多個(gè)特定實(shí)施例，但是對(duì)于本領(lǐng)域 技術(shù)人員而言應(yīng)當(dāng)理解，用于實(shí)現(xiàn)相同目的的任何排列都可用于示出的 所述特定實(shí)施例。本發(fā)明旨在覆蓋任意的改變或變化。例如，雖然用程 序術(shù)語來描述，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解也可在程序設(shè)計(jì)環(huán)境 或其它能夠提供所需關(guān)系的設(shè)計(jì)環(huán)境中實(shí)施本發(fā)明。尤其，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)容易理解所述過程和裝置的名稱 或標(biāo)記并非是要限制實(shí)施例。此外，可向元件添加附加過程和裝置，也 可重新設(shè)置多個(gè)元件的功能，以及在不偏離實(shí)施例范圍的情況下，可引 入新的元件以與今后的提高和實(shí)例中應(yīng)用的設(shè)備相 一致。本領(lǐng)域技術(shù)人 員將容易理解的是實(shí)施例可應(yīng)用于未來的通信設(shè)備、不同的文件系統(tǒng)以
及新的數(shù)據(jù)類型。本發(fā)明中使用的術(shù)語意在包括所有面向?qū)ο?、?shù)據(jù)庫(kù) 和通信環(huán)境以及能夠提供與這里所述功能相同的功能的可替代技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種計(jì)算斷層攝影探測(cè)器系統(tǒng)(100)包括光電二極管陣列(110，210，650，750，950)，其由多個(gè)棋盤狀芯片(550，650，750，950)形成，每一個(gè)芯片都具有形成在其上的多個(gè)光電二極管(365，654，754，954)；閃爍體陣列(109，630，730，830)，其包括多個(gè)閃爍單元(632，732，832)，所述閃爍單元被隔片(634，734，834)隔開，所述多個(gè)閃爍單元(632，732，832)中的每一個(gè)都與多個(gè)光電二極管(365，654，754，954)中相應(yīng)的一個(gè)相關(guān)聯(lián)，從而形成探測(cè)器元件(215，615，715)；以及光學(xué)掩模(562，662，762，862，962)，插在多個(gè)光電二極管(365，654，754，954)和多個(gè)閃爍單元(632，732，832)之間，該光學(xué)掩模在空間上有差別地改變從所述多個(gè)閃爍單元(632，732，832)中的每一個(gè)向所述多個(gè)光電二極管(365，654，754，954)中相應(yīng)的相關(guān)聯(lián)的一個(gè)的光(370，670)透射，其中所述光學(xué)掩模(562，662，762，862，962)向位于所述芯片(550，650，750，950)每一個(gè)的邊界處的探測(cè)器元件(215，615，715)和位于所述芯片(550，650，750，950)中心部分處的探測(cè)器元件(215，615，715)提供不同的光透射改變。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的計(jì)算斷層攝影探測(cè)器系統(tǒng)(100),其中所述 光學(xué)掩模(562, 662, 762, 862, 962 )對(duì)位于芯片(550, 650， 750， 950 )中心區(qū)域的相鄰探測(cè)器元件(215, 615, 715)間的串?dāng)_以及芯片(550， 650, 750, 950 )到芯片(550, 650， 750， 950 )間的串?dāng)_進(jìn)行 選擇性地空間調(diào)制。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的計(jì)算斷層攝影探測(cè)器系統(tǒng)(100),其中所述 光學(xué)掩才莫(562， 662, 762， 862, 962 )向位于所述芯片(550, 650, 750, 950 )每一個(gè)的邊界處的探測(cè)器元件提供的光透射改變小于向位于 所述芯片(550, 650, 750， 950 )中心部分的探測(cè)器元件(215, 615, 715)提供的光透射改變。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的計(jì)算斷層攝影探測(cè)器系統(tǒng)(100),其中所述 光學(xué)掩模(562, 662, 762, 862, 962 )被施加到所述棋盤狀芯片(550， 650， 750, 950)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的計(jì)算斷層攝影探測(cè)器系統(tǒng)(100),其中，所 述光學(xué)掩才莫(562, 662， 762， 862, 962 )被施加到所述閃爍體陣列(109, 630, 730, 830)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1的計(jì)算斷層攝影探測(cè)器系統(tǒng)(100)，其中，所 述光學(xué)掩才莫(562, 662, 762， 862, 962 )包括第一光學(xué)掩模(562, 662， 762， 862, 962 ),其被施加到所述棋 盤狀芯片(550, 650， 750, 950 );第二光學(xué)掩模(562, 662, 762， 862, 962 ),其被施加到所述閃 爍體陣列(109, 630, 730， 830 )。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1的計(jì)算斷層攝影探測(cè)器系統(tǒng)UOO),其中，所 述光學(xué)掩模(562， 662， 762， 862, 962 )包括光吸收材料或光反射材 料。
8. —種用于減小光電探測(cè)器元件(215, 615, 715 )陣列(110, 210) 的差分串?dāng)_的方法，所述陣列(110， 210)由多個(gè)光電二極管(365, 654, 754， 954 )形成，每一個(gè)光電二極管都與多個(gè)(630, 730, 830 ) 閃爍體單元(632, 732, 832 )中的一個(gè)相關(guān)聯(lián)，包括抑制芯片(550， 650, 750, 950 )中的光載流子跨過相互光電二極 管邊緣而橫向擴(kuò)散；以及光學(xué)耦合形成在相鄰芯片(550, 650, 750, "0)上的相鄰光電二 極管(365, 654, 754, 954 ),從而平衡光生串?dāng)_與光載流子產(chǎn)生的串 擾。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中抑制和耦合包括有差別地空間調(diào)制 從與所述陣列(110， 210)中的一個(gè)光探測(cè)器元件(215, 615, 715) 相關(guān)聯(lián)的閃爍體單元(632, 732, 832 )向所述陣列(110, 210)中的 相鄰光電探測(cè)器元件(215, 615, 715)中的光電二極管(365， 654, 754， 954 )的光透射。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中光學(xué)耦合包括增加形成在相鄰芯 片(550， 650, 750， 950 )上的相鄰光電二極管(365， 654， 754, 954 ) 之間的串?dāng)_。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種探測(cè)器陣列和系統(tǒng)，和用于CT探測(cè)器光學(xué)掩模。該掩模插在CT探測(cè)器的光電二極管陣列與閃爍體陣列之間。光學(xué)掩模沿著一個(gè)或多個(gè)軸延伸并有差別地吸收和/或反射從二極管陣列的光電二極管邊緣的閃爍體發(fā)出的光，平鋪芯片的邊緣比芯片中心部分的吸收或反射少。通過選擇性的吸收和/或反射，空間上改變從閃爍體到與相鄰閃爍體相關(guān)聯(lián)的光電二極管的可見光子遷移，部分地補(bǔ)償了相鄰光電二極管對(duì)/閃爍體單元間串?dāng)_信號(hào)的空間差。差分串?dāng)_的減小減少了描述受驗(yàn)者內(nèi)部部分的重現(xiàn)數(shù)據(jù)的偽影，提高數(shù)據(jù)的診斷價(jià)值。
文檔編號(hào)A61B6/03GK101357066SQ200810130209
公開日2009年2月4日 申請(qǐng)日期2008年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月16日
發(fā)明者A·伊赫列夫, F·賽義德 申請(qǐng)人:通用電氣公司