[实用新型]使用多晶半导体晶片的直接转换型x射线成像探测器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种x射线成像探测器，具体地，涉及一种直接转换型x射线成像探测器。

背景技术

在间接转换型的数字x射线探测器中，先通过闪烁体（scintillator）将x射线转换成可见光，然后用光电二极管（photodiode）吸收该可见光并将其转换成电子信号。间接转换型x射线探测器中的缺点是结构较为复杂，价格较为昂贵。

另一种类型是直接转换型的数字x射线探测器，其通过单晶、非晶或多晶材料，如单晶硅（c-Si）、单晶碲化镉（c-CdTe）、单晶镉锌碲化物（c-CZT）和单晶砷化镓（c-GaAs）、多晶碲化镉（pc-CdTe）等，将x射线直接转换成电子信号。直接转换型x射线探测器中结构较为简单，相比间接转换型x射线探测器具有一定成本优势。但对于使用单晶材料的x射线探测器而言，需要将小尺寸的单晶体铺贴成片层的形式，所形成的片层在尺寸上存在一定的限制，而且这些单晶体的价格仍然还是比较高的。而目前的使用多晶材料的x射线探测器，是通过将多晶材料通过热蒸发等方式在玻璃基体上形成多晶材料层的，所形成的多晶材料层的晶粒小，缺陷多，容易导致信号收集效率低。

因此有必要提供一种低成本的结构简单且信号收集效率高的数字x射线探测器。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新型的数字x射线探测器，以解决上述问题。

为达到上述目的，本实用新型提供了一种数字x射线探测器，其包括用来将x射线直接转换成电信号的转换体层、以及由用来存储和读取所述电信号的像素化电容和像素化薄膜晶体管组成的有源矩阵，其中所述转换体层包括多晶片和位于该多晶片两边的用来给该多晶片提供电场的电极。

进一步地，所述电极包括位于所述多晶片前边的片状电极、以及位于所述多晶片后边的由多个对应所述像素化电容的像素化电极形成的电极矩阵。

进一步地，所述片状电极、多晶片、像素化电极、像素化电容和像素化薄膜晶体管沿着x射线的入射方向依次排布。

进一步地，所述像素化电极与所述像素化电容一一对应，所述像素化电容与所述像素化薄膜晶体管一一对应。

进一步地，在所述多晶片和像素化电极之间还包括电子阻隔层。

进一步地，所述多晶片是由禁带宽度在1.0至1.6电子伏特（Ev）范围内的材料所形成的。

进一步地，所述多晶片是由多晶硅、多晶碲化镉、多晶镉锌碲化物和多晶砷化镓中的至少一种材料所形成的晶片。

进一步地，所述电极是由金、铝、铂、银、石墨中的至少一种材料形成的。

进一步地，所述薄膜晶体管为非晶硅、微晶硅、有机薄膜电晶体中的一种。

进一步地，该数字x射线探测器进一步包括平板，其中所述转换体层、有源矩阵和平板沿x射线的入射方向依次排布。

本实用新型的优点在于，其采用了多晶片作为转换体层，用来将x射线直接转换成电信号，多晶片的材料质量比通过热蒸发等方式形成于玻璃基体上的多晶材料层更好。而且采用禁带宽度在1.0至1.6Ev范围内的多晶硅、多晶碲化镉、多晶镉锌碲化物和多晶砷化镓等材料制成的多晶片可减小漏电流，从而降低噪音，还能以更少的能量有效产生一个电子空穴，从而可用更小剂量的x射线产生等量的电信号。此外，由于多晶片同时具备基体的功能，可减少玻璃基材的使用，从而进一步简化结构，降低制造成本。

附图说明

通过结合附图对于本实用新型的实施例进行描述，可以更好地理解本实用新型，在附图中：

图1显示了本实用新型的一个实施方案中的数字x射线探测器的示意图。

图2显示了本实用新型的另一个实施方案中的数字x射线探测器的示意图。

具体实施方式

以下将对本实用新型的具体实施方式进行详细描述。除有定义外，本文中所用的技术和科学术语具有与本实用新型所属领域技术人员普遍理解的相同含义。