專(zhuān)利名稱(chēng)：輻射檢測(cè)器的制作方法
輻射檢測(cè)器
本發(fā)明涉及輻射檢測(cè)器，包括光敏傳感器，其與通常稱(chēng)為閃爍體 的輻射轉(zhuǎn)換器相關(guān)。該類(lèi)型檢測(cè)器的應(yīng)用領(lǐng)域主要在放射學(xué)X射線 成像、熒光透視、乳腺攝影，但是同樣用于進(jìn)行無(wú)損測(cè)試。
例如，從法國(guó)專(zhuān)利FR2 605 166中知曉這樣一種輻射檢測(cè)器，其 中由非晶硅光電二極管構(gòu)成的傳感器與轉(zhuǎn)換器相關(guān)。包括諸如光電晶 體管的其它類(lèi)型傳感器也可以用于本發(fā)明的實(shí)施。
將對(duì)這種輻射檢測(cè)器的操作和結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)要地回顧。
光敏傳感器通常由布置成矩陣的固態(tài)光敏元件形成。這些元件并 非直接對(duì)像X射線或者伽瑪射線那樣的超短波長(zhǎng)的輻射敏感，為此， 光敏傳感器與包括閃爍物質(zhì)層的輻射轉(zhuǎn)換器相關(guān)。該物質(zhì)具有當(dāng)受到 輻射激勵(lì)時(shí)，發(fā)射傳感器所敏感的較長(zhǎng)波長(zhǎng)的輻射(可見(jiàn)光或者近可 見(jiàn)光)的特性。出射光照射傳感器的光敏元件，所述光敏元件實(shí)現(xiàn)光 電轉(zhuǎn)換并且傳送可以由適當(dāng)電路所利用的電信號(hào)。
為了獲得對(duì)轉(zhuǎn)換器向傳感器所發(fā)射的光的有效收集，轉(zhuǎn)換器和傳 感器要指定為具有實(shí)質(zhì)上相同的尺寸并且兩者貼近式光學(xué)耦合。耦合 的材料、空氣或者粘合劑相比于該裝配的空間分辨率是薄的，以致傳 感器所傳送圖像的質(zhì)量受到盡量小的惡化。
光敏元件由半導(dǎo)體材料、通常用于CCD或者CMOS類(lèi)型傳感器 的單晶硅、多晶硅或者非晶硅形成。光敏元件包括光電二極管、光電 晶體管或者光敏電阻器中的至少一個(gè)。這些元件布置成矩陣并且沉積 在諸如借助于玻璃板形成的基板上。
傳感器可以使用拼接在一起的若干基板(每個(gè)都攜帶有光敏元 件)來(lái)構(gòu)建。例如，這樣的結(jié)構(gòu)在公布號(hào)為FR2 758 654和FR2 758 656的法國(guó)專(zhuān)利中得到描述。
為了閃爍物質(zhì)的有效性能，常常采用堿性鹵化物或者稀土氧硫化物(oxisulfides)族的某些閃爍體。
眾所周知摻鈉或者鉈的碘化銫(分別地根據(jù)想要大約400納米或 者大約550納米的發(fā)射)對(duì)X射線的強(qiáng)吸收及其優(yōu)良的熒光效率。 其采取在基板上生長(zhǎng)的細(xì)針形式，這些針實(shí)質(zhì)上垂直于該基板并且其 部分地限制傳感器所發(fā)射的光。其細(xì)度確定了檢測(cè)器的分辨率。出于 相同原因也廣泛采用鑭和釓的氧硫化物。
傳感器并不完全吸收閃爍體所產(chǎn)生的輻射。部分的輻射通過(guò)傳感 器，進(jìn)一步沿著進(jìn)入傳感器矩陣傳播并且返回，以創(chuàng)建人工信號(hào)。其 作用是創(chuàng)建例如在靠近基板拼接處可見(jiàn)的偽影，所述偽影使圖像的質(zhì) 量惡化。該惡化主要是通過(guò)在調(diào)制轉(zhuǎn)換功能(MTF)中和檢測(cè)量子效率 (DQE)中的減少來(lái)測(cè)量的。
本發(fā)明的目的是通過(guò)避免閃爍體所產(chǎn)生的輻射的反射來(lái)克服該 問(wèn)題的。
為此，本發(fā)明的主題是一種輻射檢測(cè)器，包括貼近式光學(xué)耦合的 閃爍體和光敏傳感器，該光敏傳感器包括布置成矩列并且以間隙彼此 隔開(kāi)的光敏元件，其特征在于它還包括濾光器，其對(duì)于閃爍體所發(fā)射 的輻射是不透明的，該濾光器覆蓋光敏元件之間的間隙。
根據(jù)閱讀通過(guò)實(shí)例所給出的一個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明將更 好理解并且其它優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)，該描述通過(guò)附圖示出，其中


圖1示出不包括濾光器的輻射檢測(cè)器；
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的輻射檢測(cè)器。
在各幅附圖中，附圖并未給出刻度，并且為了不使附圖過(guò)載，只 示出矩陣的一些光敏元件。
圖1示出用于醫(yī)學(xué)放射學(xué)的實(shí)例的X射線檢測(cè)器1。檢測(cè)器1 包括例如通過(guò)用透明膠粘劑粘接的貼近式光學(xué)耦合的閃爍體2和光 敏傳感器3。閃爍體2將X射線4轉(zhuǎn)換成傳感器3所敏感的可見(jiàn)光輻 射5。傳感器3包括布置成矩陣的光敏元件6。這些元件中每個(gè)都包 括例如對(duì)閃爍體2所發(fā)射的輻射敏感的光電晶體管或者光電二極管。 光敏元件6由例如玻璃板所形成的基板7來(lái)承載，并且傳感器3包括 矩陣的行和列導(dǎo)體8，其供應(yīng)每個(gè)光敏元件6。檢測(cè)器有利地包括發(fā) 射傳感器所敏感的輻射的光源9，光源9能夠同時(shí)照射所有光敏元件 6。通過(guò)以統(tǒng)一方式照射所有光敏元件6，在圖像采集重置到0期間， 光源9允許光敏元件積累電荷。光源9照射傳感器3的背面10，相 對(duì)于傳感器3的正面11 ，通過(guò)其傳感器3接收來(lái)自閃爍體2的輻射5。 形成基板7的玻璃板的透明度用以朝光敏元件透射來(lái)自光源9的照 射。
輻射5是由閃爍體2朝傳感器3的面11的方向發(fā)射，并且通過(guò) 光敏元件6之間各處的間隙12，所述間隙12位于光敏元件6之間。 通過(guò)間隙12的輻射5的部分在檢測(cè)器1的各個(gè)表面上形成雜散反射。 例如，這些表面是基板7的面10和11，或者光源9的一個(gè)面14。雜 散反射13能夠直接或者經(jīng)過(guò)幾次反射后間接地照射光敏元件6，有 時(shí)遠(yuǎn)離直接在閃爍體2的正面區(qū)域中的光敏元件6，在這里發(fā)射輻射 5。雜散反射13使檢測(cè)器1所產(chǎn)生圖像的質(zhì)量惡化。該惡化能夠主要 視作檢測(cè)器1所產(chǎn)生圖像的輪廓清晰度的損失。
根據(jù)本發(fā)明，檢測(cè)器1包括濾光器20，其對(duì)于閃爍體2所發(fā)射 的輻射5是不透明的。濾光器20覆蓋光敏元件6之間的間隙12。濾 光器20能夠示于圖2中。濾光器20允許輻射5的部分通過(guò)間隙12， 并且因此消除雜散反射13。
有利地，濾光器20覆蓋矩陣的行和列導(dǎo)體8。這是因?yàn)樵搶?dǎo)體8 能夠反射部分的射線5，并且因而創(chuàng)建新的雜散反射13。當(dāng)濾光器 20覆蓋導(dǎo)體8時(shí)，這些新的雜散反射得到避免。
有利地，濾光器20部分地覆蓋光敏元件。首先，該部分重疊確 保對(duì)間隙12和導(dǎo)體8的總覆蓋。此外，該重疊允許對(duì)在圖像采集階 段光敏元件6所積累的電荷的數(shù)量進(jìn)行微調(diào)。更精確地，光敏元件6 形成電容器，其在圖像采集階段通過(guò)閃爍體2所發(fā)射的光子充電。圖 像采集階段接著是用于光敏元件6進(jìn)行讀取的階段，在其期間每個(gè)電 容器經(jīng)由導(dǎo)體8放電至讀取電路。光敏元件6由半導(dǎo)體材料制成。這 些元件的制作模式并不允許對(duì)光敏元件6的電容量進(jìn)行精確調(diào)節(jié)。通 過(guò)部分地覆蓋濾光器20，這部分對(duì)于閃爍體2所發(fā)射的輻射5是不 透明的，光敏元件6的電容量并未改變，但是能夠減小光敏元件6的
靈敏度。因而，在光敏元件6沒(méi)有達(dá)到其飽和的情況下，能夠改變光 敏元件6可檢測(cè)的光子劑量。因而，檢測(cè)器1的動(dòng)態(tài)范圍得到增大。 本發(fā)明可以在沒(méi)有光源9的情況下實(shí)施。在這種情況下，然后應(yīng) 當(dāng)使用黑色的濾光器20，換言之對(duì)于所有輻射完全不透明。另一方 面，存在光源9的情況下，有利地選擇對(duì)于光源9所發(fā)射的輻射是透 明的濾光器20。例如，選擇包括摻鈉的碘化銫的閃爍體2，其發(fā)射以 大約550 nm (換言之綠色)為中心的輻射。選擇由多個(gè)紅光發(fā)射二 極管(發(fā)射在650到700 nm之間)所形成的光源9。在閃爍體2和 光源9的該配置中，選擇紅色濾光器20。濾光器20將對(duì)于閃爍體2 所發(fā)射的輻射5是透明的而對(duì)于光源9的照射是透明的。有利地，濾 光器20包括含有顏料的樹(shù)脂。l到2pm范圍內(nèi)的厚度是足夠的，以 致只透射2%超出所選頻率帶寬的范圍。樹(shù)脂能夠通過(guò)光刻沉積在傳 感器3上。
權(quán)利要求
1、一種輻射檢測(cè)器(1)，包括貼近式光學(xué)耦合的閃爍體(2)和光敏傳感器(3)，所述光敏傳感器(3)包括布置成矩陣并且以間隙(12)彼此隔開(kāi)的光敏元件(6)，其特征在于其還包括濾光器(20)，其對(duì)于所述閃爍體(2)所發(fā)射的輻射(5)是不透明的，所述濾光器(20)覆蓋所述光敏元件(6)之間的所述間隙(12)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)器，其特征在于所述光敏傳感器 (3)包括所述矩陣的行和列導(dǎo)體(8)，并且其特征在于所述濾光器(20) 覆蓋所述行和列導(dǎo)體(8)。
3、 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的檢測(cè)器，其特征在于所述濾光 器(20)部分覆蓋所述光敏元件(6)。
4、 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的檢測(cè)器，其特征在于其包括發(fā) 射所述傳感器(3)所敏感的輻射的光源(9)，所述光源(9)能夠同時(shí)照射 所有所述光敏元件(6)，并且其特征在于所述濾光器(20)對(duì)于所述光源 (9)所發(fā)射的所述輻射是透明的。
5、 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的檢測(cè)器，其特征在于所述濾光 器(20)包括含有顏料的樹(shù)脂。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的檢測(cè)器，其特征在于所述樹(shù)脂具有1 到2nm范圍內(nèi)的厚度。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的檢測(cè)器，其特征在于所述樹(shù)脂通 過(guò)光刻沉積在所述傳感器(3)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及輻射檢測(cè)器，包括光敏傳感器(3)，其與通常稱(chēng)為閃爍體的輻射轉(zhuǎn)換器相關(guān)。該類(lèi)型檢測(cè)器的應(yīng)用領(lǐng)域主要是在放射學(xué)。閃爍體(2)和光敏傳感器(3)是貼近式光學(xué)耦合的，光敏傳感器(3)包括布置成矩陣并且以間隙(12)彼此隔開(kāi)的光敏元件(6)。檢測(cè)器(1)還包括濾光器(20)，其對(duì)于閃爍體(2)所發(fā)射的輻射(5)是不透明的，該濾光器(20)覆蓋光敏元件(6)之間的間隙(12)。
文檔編號(hào)H01L27/146GK101199055SQ200680021313
公開(kāi)日2008年6月11日 申請(qǐng)日期2006年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月17日
發(fā)明者J-M·維尼奧勒 申請(qǐng)人:特里賽爾公司