[发明专利]CsI:Tl闪烁薄膜直接集成可见光探测器的方法

说明书

本发明提供一种CsI:Tl闪烁薄膜直接集成可见光探测器的方法，在可见光探测器件的硅表面上直接制备连续的CsI:Tl薄膜闪烁屏，包括以下步骤：保护可见光探测器件、清洗可见光探测器件表面、利用真空热蒸镀方式在可见光探测器的硅感光表面上制备CsI:Tl薄膜闪烁屏、先在真空环境中静置后再存储于热风循环干燥箱内；本发明制备工艺简单、费用低廉，无需利用粘合剂粘合或透镜耦合等手段耦合闪烁薄膜和可见光探测器，直接在可见光探测器的硅感光表面制备CsI:Tl闪烁薄膜，不仅可以避免以上耦合手段带来的转换荧光的损耗，提高光产额，还减小了探测器设备的体积，对集成化X射线成像探测器的开发具有重要意义。

技术领域

本发明涉及X射线成像探测领域，特别是一种CsI:Tl闪烁薄膜直接集成可见光探测器的方法。

背景技术

X射线成像探测器在医学、安检、工业检测及科研领域都有广泛的应用前景。医学诊断方面，X射线计算机断层扫描仪(XCT)、正电子发射断层扫描仪(PET)、单光子发射断层扫描仪(SPECT)等诊断设备在影像医学领域占据着不可替代的位置；安检方面，双能射线成像、X射线CT、能量色散X射线衍射成像技术(EXDT)等透视成像技术可快速有效地探测出违禁物品；无损检测方面，工业CT技术就被广泛应用于热轧无缝钢管的在线测试、发动机检测以至大型火箭的整体测试中。

数字X射线成像探测器是X射线探测领域目前研究的热点，主要由X射线转换层和信号探测器组成，其技术原理在中国专利03110679.X“X射线探测器”、中国专利0220381.8“数字X射线图象探测器”、中国专利200310117321.1“数字化X射线机的多线阵探测器”和中国专利200510087427.0“X射线探测器和具有X射线探测器的计算机断层造影设备”中都有介绍。根据X射线转换层与入射X射线相互作用方式的不同，数字X射线成像探测器可分为直接式和间接式，前者直接将入射的X射线转换为电荷信号，而后者则利用闪烁屏将入射的X射线转换为可见荧光后再由可见光探测器进行探测。数字X射线成像探测技术作为近年来研究的热点，大多基于间接式X射线成像探测技术，如中国专利CN200910086628.7“基于高灵敏线阵列探测器的便携式X射线探测仪”、中国专利CN00135759.X0“用于CT的二维X射线探测器阵列”和中国专利CN201280056214.X“X射线探测装置”中提到的X射线成像探测装置。闪烁成像探测技术是一种典型的间接式X射线成像探测技术，其X射线转换屏主要由无机闪烁体制备而成，如CsI:Tl；信号探测器主要是可见光探测器件，常用的有光电二极管阵列、CCD和CMOS等。闪烁成像探测器中的闪烁屏和可见光探测器的耦合方式有利用粘合剂粘合、透镜耦合等，这两种耦合工艺分别在中国专利CN201310583992.0“X射线探测元件”和中国专利CN201410291013.9“一种X射线探测基板及其制备方法、X射线探测设备”有提到。但不管是粘合剂粘合还是透镜耦合都会损耗部分转换荧光。

因此，若利用闪烁屏薄膜的本身对衬底的附着性直接将薄膜闪烁屏制备在可见光探测器表面上，则可以避免耦合产生的荧光损耗，提高探测器的光产额和空间分辨率。

发明内容

本发明的目的是提供一种直接在可见光探测器件的硅感光表面制备连续致密CsI:Tl闪烁薄膜的方法，这种方法不仅可以提高闪烁成像探测器的光产额，还可以有效地减小器件的体积实现集成化。

本发明技术方案如下：

一种CsI:Tl闪烁薄膜直接集成可见光探测器的方法，在可见光探测器件的硅表面上直接制备连续的CsI:Tl薄膜闪烁屏，包括以下步骤：

(a)保护可见光探测器件：用保护膜将可见光探测器件的除硅感光面外的其他表面都粘贴严实；防止CsI:Tl气体分子在沉积的过程中附着在这些表面上影响可见光探测器的器件性能。

(b)清洗可见光探测器件表面：分别使用丙酮、无水乙醇和去离子水清洗可见光探测器的硅感光面，放入热风循环干燥箱内烘干备用；