專利名稱：輻射檢測(cè)器及其制造方法以及包括其的x射線成像系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠通過檢測(cè)X射線來產(chǎn)生目標(biāo)體的內(nèi)部圖像的輻射檢測(cè)器
背景技術(shù)：
X射線設(shè)備可用于通過將X射線施加到動(dòng)物或病人的身體，檢測(cè)穿過身體的X射線并處理檢測(cè)到的X射線以獲得身體的內(nèi)部圖像來診斷疾病，而不需要切開動(dòng)物或病人的身體。用于成像的X射線是在高速電子與物體碰撞時(shí)從物體發(fā)射的高穿透形式的電磁輻射。通常，用于產(chǎn)生X射線的X射線管包括用于產(chǎn)生熱電子的燈絲以及在將高壓施加到其時(shí)形成強(qiáng)電場(chǎng)的電極。通過施加到X射線管的高壓源來產(chǎn)生高壓，從而從形成X射線管的陰極部分的燈絲發(fā)射熱電子。在強(qiáng)電場(chǎng)的影響下使發(fā)射的熱電子偏移，并使熱電子碰撞X射線管的陽極部分。在熱電子在陽極上碰撞的局部位置處產(chǎn)生X射線。X射線檢測(cè)器檢測(cè)在如上所述地產(chǎn)生X射線時(shí)穿過(或穿透)物體的X射線的量。該檢測(cè)器是成像設(shè)備的用于根據(jù)檢測(cè)X射線的穿透量的結(jié)果來顯示物體內(nèi)部圖像的一部分。通常，X射線檢測(cè)器包括薄膜晶體管陣列基底和光電傳感器。然而，問題在于，在驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管的過程中會(huì)產(chǎn)生漏電流，從而導(dǎo)致信號(hào)輸出過程中的噪聲。另外，問題在于，由于占據(jù)像素區(qū)的薄膜晶體管的區(qū)域，所以X射線檢測(cè)器基底的開口率減小，即,接收X射線的區(qū)域減小。該問題隨著像素尺寸的減小而增多。

發(fā)明內(nèi)容
總體上，本發(fā)明提供了一種包括光電傳感器和電容器的輻射檢測(cè)器。將在下面的描述中闡述本發(fā)明的附加方面，并且部分地，將通過描述而清楚，或者可通過實(shí)施本發(fā)明而知曉。根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種福射檢測(cè)器包括多個(gè)光電傳感器，具有形成在光電傳感器的前表面和后表面上的前電極和后電極；絕緣層，形成在光電傳感器的后表面上；多個(gè)數(shù)據(jù)電極，形成在絕緣層的后表面上；多個(gè)信號(hào)電極，形成在光電傳感器的前表面上；以及電容器，包括形成在光電傳感器的后表面上的后電極、形成在后電極的后表面上的絕緣層和形成在絕緣層的后表面上的數(shù)據(jù)電極。數(shù)據(jù)電極可響應(yīng)于由光電傳感器產(chǎn)生的電信號(hào)而感生電信號(hào)。 信號(hào)電極可將電壓施加到所述多個(gè)光電傳感器。信號(hào)電極和數(shù)據(jù)電極可被布置成以基本垂直的方式彼此交叉。光電傳感器的前電極可以是透明電極。前電極可由氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)中的任意一種制成。光電傳感器可以是PIN光電二極管或PN光電二極管中的任意一種。輻射檢測(cè)器還可包括形成在光電傳感器的前電極的前表面上的閃爍器，所述閃爍器將施加到輻射檢測(cè)器的輻射轉(zhuǎn)換為可見光。輻射檢測(cè)器還可包括保護(hù)層，保護(hù)層是絕緣層，被形成為圍繞光電傳感器。保護(hù)層可由從包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、笨并環(huán)丁烯和聚酰胺的組中選擇的材料制成。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種福射檢測(cè)器包括多個(gè)光電傳感器，具有形成在光電傳感器的前表面和后表面上的前電極和后電極；多個(gè)數(shù)據(jù)電極 ，形成在光電傳感器的后表面上；絕緣層，形成在光電傳感器的前表面上；多個(gè)電容器電極，埋置在絕緣層中；多個(gè)信號(hào)電極，形成在所述多個(gè)電容器電極的前表面上；以及電容器，包括形成在光電傳感器的前表面上的前電極、形成在前電極的前表面上的絕緣層以及埋置在絕緣層中的電容器電極。數(shù)據(jù)電極可接收從光電傳感器產(chǎn)生的電信號(hào)。 信號(hào)電極可將電壓施加到所述多個(gè)電容器電極。信號(hào)電極和數(shù)據(jù)電極可被布置成彼此交叉。光電傳感器的前電極可以是透明電極。前電極可由從氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)中選擇的任意一種制成。光電傳感器可以是PIN光電二極管或PN光電二極管中的任意一種。輻射檢測(cè)器還可包括形成在電容器電極的前表面上的閃爍器，閃爍器將施加到輻射檢測(cè)器的輻射轉(zhuǎn)換為可見光。輻射檢測(cè)器還可包括保護(hù)層，保護(hù)層是絕緣層，被形成為圍繞光電傳感器。保護(hù)層可由從包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、苯并環(huán)丁烯和聚酰胺的組中選擇的材料制成。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種制造輻射檢測(cè)器的方法包括下述步驟在基底上形成多個(gè)數(shù)據(jù)電極；在數(shù)據(jù)電極的前表面上形成絕緣層；在絕緣層的前表面上形成多個(gè)光電傳感器，多個(gè)光電傳感器具有形成在光電傳感器的前表面和后表面上的前電極和后電極；以及形成包括后電極、絕緣層和數(shù)據(jù)電極的電容器。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種制造輻射檢測(cè)器的方法包括下述步驟在基底上形成多個(gè)數(shù)據(jù)電極；在數(shù)據(jù)電極的前表面上形成多個(gè)光電傳感器，多個(gè)光電傳感器具有形成在光電傳感器的前表面和后表面上的前電極和后電極；在光電傳感器的前表面上形成絕緣層；在絕緣層中形成多個(gè)電容器電極；以及形成包括電容器電極、絕緣層和前電極的電容器。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種X射線成像系統(tǒng)被設(shè)置為包括根據(jù)一個(gè)或多個(gè)示出的實(shí)施例的輻射檢測(cè)器。根據(jù)本發(fā)明的一方面的輻射檢測(cè)器可通過解決在使用薄膜晶體管時(shí)產(chǎn)生的漏電流的問題來減少噪聲。另外，根據(jù)本發(fā)明的一方面的輻射檢測(cè)器可通過省略薄膜晶體管而增大開口率。


通過下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述，本發(fā)明的這些和/或其它方面將變得明顯和更容易理解，在附圖中圖I是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的輻射檢測(cè)器的示意性剖視圖2是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可具有如圖I中所示的剖面的輻射檢測(cè)器的正視圖/俯視圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的輻射檢測(cè)器的示意性剖視圖；圖4A至圖4C是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的輻射檢測(cè)器(例如圖I中所示的檢測(cè)器)的操作的示意圖；圖5示出了傳統(tǒng)的X射線成像系統(tǒng)的基本組件，然而對(duì)其進(jìn)行了修改，以包括根據(jù)圖2或圖3的實(shí)施例中的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例構(gòu)造的輻射檢測(cè)器。
具體實(shí)施方式
提供下面參照附圖進(jìn)行的描述以幫助全面地理解如權(quán)利要求及其等同物所限定的本發(fā)明的示例性實(shí)施例。其包括各種具體細(xì)節(jié)以幫助該理解，然而它們應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為僅僅是示例性的。因此，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將明白的是，在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，能夠?qū)@里描述的實(shí)施例進(jìn)行各種改變和修改。另外，為了清楚和簡(jiǎn)要，省略了對(duì)公知的功能和結(jié)構(gòu)的描述。 在全部附圖中，相同的標(biāo)記將被理解為表示相同的部件、組件和結(jié)構(gòu)。圖I是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的輻射檢測(cè)器的從Z-X平面中觀察的示意性剖視圖。根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的輻射檢測(cè)器包括閃爍器1，形成在發(fā)生輻射入射的入射表面上；多個(gè)光電傳感器3，形成在閃爍器I的后表面上；保護(hù)層6，是絕緣材料，被形成為圍繞光電傳感器3 ;多個(gè)信號(hào)電極7,形成在光電傳感器3的前表面上；絕緣層8,形成在光電傳感器3的后表面上；多個(gè)數(shù)據(jù)電極9，形成在絕緣層8的后表面上；以及基底10，數(shù)據(jù)電極9形成在基底10上。閃爍器I可形成在檢測(cè)器的前向(+z軸方向)方向中，以允許穿過目標(biāo)體的X射線入射到閃爍器I上并在閃爍器I中被吸收。閃爍器I可將吸收的X射線轉(zhuǎn)換為光波長(zhǎng)，S卩，在綠色波長(zhǎng)范圍內(nèi)的可見光，然后光波長(zhǎng)可在檢測(cè)器的光電傳感器3處被吸收。閃爍器I可由鹵素化合物例如摻雜有鉈或鈉的碘化銫制成，或者可包括諸如氧硫化釓的氧化物。然而，本發(fā)明的實(shí)施例不限于此。此外，閃爍器I可包括形成在閃爍器I的X射線入射的前表面上的光反射層2。反射層2可由允許X射線穿透的材料制成。例如，反射層2可由諸如鋁或鈦的金屬或者諸如玻璃、碳或陶瓷的無機(jī)材料制成。然而，本發(fā)明的實(shí)施例不限于此。反射層2可通過將閃爍器I發(fā)射的轉(zhuǎn)換而來的可見光中損失的可見光反射回閃爍器I中來提高輻射利用效率。閃爍器I可以以薄膜附著到光電傳感器3的前表面，或者通過化學(xué)氣相沉積(CVD)沉積在光電傳感器3的前表面上。光電傳感器3可形成在閃爍器I的后表面上，通過穿過閃爍器I而轉(zhuǎn)換得到的可見光在光電傳感器3中被吸收并被轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。每個(gè)光電傳感器3可具有分別形成在光電傳感器3的前表面和后表面上的前電極4和后電極5。前電極4與將電壓施加到光電傳感器3的信號(hào)電極7接觸,后電極5與絕緣層8接觸。
前電極4可由透明導(dǎo)電材料制成，以允許從外部吸收的光穿透。例如，前電極4可由氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)制成。然而，本發(fā)明的實(shí)施例不限于此。光電傳感器3可由諸如硅的半導(dǎo)體材料制成。具體地說，光電傳感器3可以是PIN光電二極管或PN光電二極管，PIN光電二極管具有包括P (正)型半導(dǎo)體層、I (本征)型半導(dǎo)體層和N(負(fù))型半導(dǎo)體層的所謂PIN結(jié)構(gòu)，PN光電二極管具有包括P (正)型半導(dǎo)體層和N(負(fù))型半導(dǎo)體層的所謂PN結(jié)構(gòu)。本不例性實(shí)施例描述了使用PIN光電二極管。例如，在PIN光電二極管的情況下，可見光穿過P型非晶硅層并被I型非晶硅層吸收。吸收的可見光的能量大于I型非晶硅層中的非晶硅的光學(xué)帶隙，從而產(chǎn)生電子和空穴?？赏ㄟ^內(nèi)電場(chǎng)在P型硅層和N型硅層收集I型非晶硅層中產(chǎn)生的電子和空穴。最后，通過電極將電子和空穴供應(yīng)到外部電路。以每像素一個(gè)光電傳感器的比例設(shè)置光電傳感器3，并且可以以二維陣列將光電傳感器3布置成矩陣，以形成如圖2中所示的X射線檢測(cè)器。例如，可以以具有四行和四列的方形矩陣來布置光電傳感器3 (見圖2)。光電傳感器3可被作為絕緣材料的保護(hù)層6覆蓋/圍繞。保護(hù)層6可由諸如氧化娃、氮化娃或氮氧化娃的無機(jī)絕緣材料或者諸如苯并環(huán)丁烯或聚酰胺的有機(jī)絕緣材料制成。信號(hào)電極7形成在光電傳感器3的前電極4的前表面上以用于電接觸。信號(hào)電極7可從外部電源(未示出)接收反向偏壓和正向偏壓。如圖2中所示，線形式的多個(gè)信號(hào)電極7可以分別設(shè)置在以二維陣列布置成矩陣的光電傳感器3的每一行(X軸方向)上。例如，線形式的信號(hào)電極7分別設(shè)置在布置成具有四行和四列的矩陣的光電傳感器3的每一行上。結(jié)果，可將電壓施加到每行光電傳感器3。即，當(dāng)電壓被施加到一行信號(hào)電極7時(shí)，電壓被施加到設(shè)置在該行中的全部光電傳感器3,并且電壓未被施加到其它光電傳感器3。信號(hào)電極7可由諸如鋁、鑰、鉻、釹、鉭、鈦、鎢、銅或銀的金屬單獨(dú)制成或由它們的合金制成。然而，本發(fā)明的實(shí)施例不限于此。
絕緣層8形成在光電傳感器3的后表面上。絕緣層8與將在下面描述的光電傳感器3的后電極5和數(shù)據(jù)電極9 一起形成電容器13。將與數(shù)據(jù)電極9的描述一起給出對(duì)電容器13的詳細(xì)描述。數(shù)據(jù)電極9可形成在基底10的前(頂)表面和絕緣層8的后(底)表面之間。如圖2中所示，線形式的多個(gè)數(shù)據(jù)電極9可分別設(shè)置在以二維陣列布置成矩陣的光電傳感器3的每一列(y軸方向)上。即，上述信號(hào)電極7和數(shù)據(jù)電極9可被布置成彼此交叉。即，信號(hào)電極7和數(shù)據(jù)電極9可被布置成彼此基本垂直。例如，如圖2中所示，線形式的數(shù)據(jù)電極9分別設(shè)置在布置成具有四行和四列的矩陣的光電傳感器3的每一列上。結(jié)果，數(shù)據(jù)電極9可具有響應(yīng)于從光電傳感器3產(chǎn)生的電信號(hào)而在數(shù)據(jù)電極9上感生的電信號(hào)。數(shù)據(jù)電極9可連接到讀出IC(ROIC)，如所公知的(見圖5)，在ROIC處檢測(cè)來自數(shù)據(jù)電極9的電信號(hào)并將對(duì)應(yīng)的圖像信號(hào)輸出至后續(xù)的處理和顯示單元，以產(chǎn)生并顯示靶的各種類型的圖像。如結(jié)合絕緣層8所描述的，數(shù)據(jù)電極9與形成在數(shù)據(jù)電極9的前表面上的絕緣層8和光電傳感器3的后電極一起形成電容器13。穿過閃爍器I轉(zhuǎn)換而來的可見光被吸收到光電傳感器3中，在光電傳感器3中將可見光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。當(dāng)將反向偏壓施加到信號(hào)電極7時(shí)，電子在光電傳感器3的后電極5處聚集。由于X射線穿透的程度根據(jù)目標(biāo)體的密度而不同，因此電信號(hào)的大小也不同。因此，聚集在后電極5處的電荷的量也改變。當(dāng)電子在電容器13處聚集的同時(shí)將正向偏壓施加到信號(hào)電極7時(shí),形成電容器13的另一電極的數(shù)據(jù)電極9響應(yīng)于在光電傳感器3的后電極5處聚集的電荷的量而感生有電荷，從而將電信號(hào)傳輸至數(shù)據(jù)電極9。讀出IC ROIC檢測(cè)感生至數(shù)據(jù)電極9的電信號(hào)，并輸出對(duì)應(yīng)的圖像信號(hào)。如結(jié)合圖2所描述的，可以如下地形成電容器13:在基底10上沿列方向(y軸方向)將多個(gè)數(shù)據(jù)電極9形成為矩陣；在所述多個(gè)數(shù)據(jù)電極9的前表面上形成由絕緣材料制成的絕緣層8 ;并在絕緣層8的前表面上形成具有前電極4和后電極5的多個(gè)光電傳感器3。提供基底10以作為制造福射檢測(cè)器的基體?；?0可以是板的形式?；?0可由諸如玻璃、石英或塑料的透明絕緣材料制成。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的輻射檢測(cè)器的示意性剖視圖。 根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的輻射檢測(cè)器包括閃爍器1，形成在發(fā)生輻射入射的入射表面上；絕緣層8，形成在閃爍器I的后表面上；多個(gè)電容器電極11，被絕緣層8覆蓋；多個(gè)信號(hào)電極7，形成在電容器電極11的前表面上；多個(gè)光電傳感器3,形成在絕緣層8的后表面上；保護(hù)層6,是絕緣材料,被形成為圍繞光電傳感器3 ;多個(gè)數(shù)據(jù)電極9,形成在光電傳感器3的后表面上；以及基底10，數(shù)據(jù)電極9形成在基底10上。關(guān)于閃爍器I的描述與圖I中的相應(yīng)組件的描述相同，因此將省略對(duì)其的額外描述。形成在閃爍器I的后表面上的絕緣層8與將在下面描述的埋置在絕緣層8中的電容器電極11和光電傳感器3的前電極4 一起形成電容器13。將與對(duì)電容器電極11的描述一起給出對(duì)電容器13的詳細(xì)描述。絕緣層8可由諸如玻璃、石英或塑料的透明絕緣材料制成，以使由X射線穿過閃爍器I轉(zhuǎn)換而來的可見光穿過。電容器電極11可由諸如氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)的透明導(dǎo)電材料制成。然而，本發(fā)明的實(shí)施例不限于此。電容器電極11與絕緣層8和光電傳感器3的前電極4 一起形成電容器13。穿過閃爍器I轉(zhuǎn)換而來的可見光被吸收到光電傳感器3中，可見光在光電傳感器3中被轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。當(dāng)將反向偏壓施加到信號(hào)電極7時(shí)，電子在光電傳感器3的前電極4處聚集。由于X射線穿透的程度根據(jù)目標(biāo)體的密度而不同，因此電信號(hào)的大小也不同。因此，聚集在前電極4處的電荷的量也改變。當(dāng)電子在電容器13處聚集的同時(shí)將正向偏壓施加到信號(hào)電極7時(shí)，在光電傳感器3的前電極4處聚集的電子通過后電極5被傳輸至數(shù)據(jù)電極9。讀出IC ROIC檢測(cè)傳輸至數(shù)據(jù)電極9的電信號(hào)，并輸出對(duì)應(yīng)的圖像信號(hào)。如結(jié)合圖2所描述的，可以如下地形成電容器13:在基底10上沿列方向(y軸方向)將多個(gè)數(shù)據(jù)電極9形成為矩陣；在數(shù)據(jù)電極9的前表面上形成具有前電極4和后電極5的多個(gè)光電傳感器3 ;在光電傳感器3的前表面上形成由絕緣材料制成的絕緣層8 ;并形成埋置在絕緣層8中的電容器電極11。信號(hào)電極7形成在電容器電極11的前表面上以用于電接觸。信號(hào)電極7可從外部電源(未不出)接收正向偏壓和反向偏壓。如圖2中所示，線形式的多個(gè)信號(hào)電極7可以分別設(shè)置在以二維陣列布置成矩陣的光電傳感器3的每一行(X軸方向)上。例如，線形式的信號(hào)電極7分別設(shè)置在布置成具有四行和四列的矩陣的光電傳感器3的每一行上。結(jié)果，可將電壓施加到每行光電傳感器3。即，當(dāng)電壓被施加到一行信號(hào)電極7時(shí)，電壓被施加到設(shè)置在該行中的全部電容器電極11，并且電壓未被施加到其它電容器電極11。信號(hào)電極7可由諸如鋁、鑰、鉻、釹、鉭、鈦、鎢、銅或銀的金屬單獨(dú)制成或由它們的合金制成。然而，本發(fā)明的實(shí)施例不限于此。
再參照?qǐng)D3，光電傳感器3形成在絕緣層8的后表面上，通過穿過閃爍器I轉(zhuǎn)換而來的可見光在光電傳感器3處吸收并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。光電傳感器3可具有分別形成在光電傳感器3的前表面和后表面上的前電極4和后電極5。前電極4與絕緣層8接觸，后電極5與數(shù)據(jù)電極9接觸。前電極4可由透明導(dǎo)電材料制成，以允許從外部吸收的光穿透。例如，前電極4可由氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)制成。然而，本發(fā)明的實(shí)施例不限于此。對(duì)光電傳感器3的描述與圖I中的對(duì)應(yīng)組件的描述相同，因此將省略對(duì)其的額外描述。光電傳感器3可被作為絕緣材料的保護(hù)層6圍繞。保護(hù)層6可由諸如氧化硅、氮化娃或氮氧化娃的無機(jī)絕緣材料或者諸如苯并環(huán)丁烯或聚酰胺的有機(jī)絕緣材料制成。數(shù)據(jù)電極9可形成在基底10的前表面和光電傳感器3的后表面之間。如圖2中所示，線形式的多個(gè)數(shù)據(jù)電極9可分別設(shè)置在以二維陣列布置成矩陣的光電傳感器3的每一列上。上述信號(hào)電極7和數(shù)據(jù)電極9可被布置成彼此交叉。S卩，信號(hào)電極7和數(shù)據(jù)電極9可被布置成彼此基本垂直。例如，如圖2中所示，線形式的數(shù)據(jù)電極9分別設(shè)置在布置成具有四行和四列的矩陣的光電傳感器3的每一列上。結(jié)果，數(shù)據(jù)電極9可直接接收從光電傳感器3產(chǎn)生的電信號(hào)。數(shù)據(jù)電極9可連接到讀出IC(ROIC)，在ROIC處檢測(cè)來自數(shù)據(jù)電極9的電信號(hào)并輸出對(duì)應(yīng)的圖像信號(hào)。關(guān)于基底10的描述與圖I中的對(duì)應(yīng)組件的描述相同，因此將省略對(duì)其的額外的描述。圖4A至圖4C是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的輻射檢測(cè)器(例如圖I中所示的檢測(cè)器)的操作的示意圖。圖4A示出了在將X射線施加到目標(biāo)體(靶)12之前的檢測(cè)器。這里，信號(hào)電極7施加有反向偏壓(例如，-5V)以保持關(guān)閉狀態(tài)。如上所述，數(shù)據(jù)電極9、絕緣層8和光電傳感器3的后電極5形成電容器13。當(dāng)入射到目標(biāo)體12上的X射線穿透目標(biāo)體12時(shí)，X射線的強(qiáng)度根據(jù)目標(biāo)體12的密度(在圖4A至圖4C中，密度的差異被示出為目標(biāo)體12的厚度的差異)而變得衰減，衰減后的X射線入射到/被施加到檢測(cè)器的閃爍器I (見圖4B)。如上所述，施加到閃爍器I的X射線被轉(zhuǎn)換為可見光，然后將可見光施加到光電傳感器3。光電傳感器3吸收可見光，并將光能轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。電信號(hào)在光電傳感器3的后電極5上聚集。數(shù)據(jù)電極9響應(yīng)于在后電極5上聚集的電荷而感生有相反的電荷。結(jié)果，被形成為包括后電極5、絕緣層8和數(shù)據(jù)電極9的電容器13被充有電荷。在施加有穿過目標(biāo)體12的X射線的區(qū)域中的光電傳感器3產(chǎn)生的電信號(hào)的大小與在施加有未穿過目標(biāo)體12的X射線的區(qū)域中的光電傳感器3產(chǎn)生的電信號(hào)的大小之間存在差異。例如，處于直接施加X射線(即，X射線未穿過目標(biāo)體12)的區(qū)域中的最左側(cè)的兩個(gè)對(duì)應(yīng)的光電傳感器3的電信號(hào)大于從左側(cè)數(shù)第三個(gè)和第四個(gè)光電傳感器3(處于衰減的X射線穿過目標(biāo)體12的較低密度部分的區(qū)域中)的電信號(hào)。另外，從左側(cè)數(shù)第三個(gè)和第四個(gè)光電傳感器3的電信號(hào)大于其余兩個(gè)對(duì)應(yīng)的光電傳感器3 (處于衰減的X射線穿過目標(biāo)體12的最高密度部分的區(qū)域中)產(chǎn)生的電信號(hào)。在圖4B至圖4C中，這種差異對(duì)應(yīng)于在每個(gè)后電極5上聚集的電子的數(shù)量差異。在電容器13被充有電荷之后，將正向偏壓按照順序的方式施加到形成在光電傳感器3的各個(gè)行上并被布置成與數(shù)據(jù)電極9彼此交叉的線形式的每個(gè)信號(hào)電極7。當(dāng)信號(hào)電極7開啟時(shí)，施加到電容器13的數(shù)據(jù)電極9的電壓響應(yīng)于此而改變。結(jié)果，根據(jù)電壓的變化而傳輸電荷。例如，當(dāng)處于關(guān)閉狀態(tài)(例如，施加有-5V的反向偏壓)的信號(hào)電極7被施加有 +5V的正向偏壓來將信號(hào)電極7改變?yōu)殚_啟狀態(tài)時(shí),光電傳感器3的每個(gè)后電極5產(chǎn)生空穴，同時(shí)在形成電容器13的另一電極(即，數(shù)據(jù)電極)處產(chǎn)生響應(yīng)于電壓變化的電子。如圖4C所示，當(dāng)信號(hào)電極7從左例至右側(cè)順序地開啟時(shí)，電荷傳輸至左側(cè)。與數(shù)據(jù)電極9連接的讀出IC ROIC檢測(cè)在數(shù)據(jù)電極9中產(chǎn)生的電荷的移動(dòng)(如電極9中的帶方向的箭頭所示)并輸出圖像信號(hào)。圖5示出了傳統(tǒng)的X射線成像系統(tǒng)100的基本組件，然而對(duì)其進(jìn)行了修改，以包括根據(jù)上述實(shí)施例中的一個(gè)或多個(gè)構(gòu)造和操作的X射線檢測(cè)器。參照?qǐng)D5，僅作為示例，X射線成像系統(tǒng)100可包括X射線源110、X射線檢測(cè)器130、控制器140和圖像處理/分析單元150。操作臺(tái)120可以是被設(shè)計(jì)為通過將預(yù)定量的壓力施加到靶或從靶去除施加的壓力來選擇性地使靶固定的裝置。在不同的實(shí)施例中，顯示器160被包括在圖像產(chǎn)生系統(tǒng)100中或與圖像產(chǎn)生系統(tǒng)100分開。另外，在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例中，控制器140、X射線檢測(cè)器130、圖像處理/分析單元150或顯示器160中的任意一個(gè)還可包括存儲(chǔ)器，以存儲(chǔ)或隨后再現(xiàn)通過成像系統(tǒng)100產(chǎn)生的任何檢測(cè)到的靶圖像、最佳圖像或者硬組織圖像和軟組織圖像。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例中，圖像處理/分析單元150還被構(gòu)造為控制通過顯示器160顯示任何檢測(cè)到的靶圖像、最佳圖像或者硬組織圖像和軟組織圖像。對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，這些組件(除了已經(jīng)在此描述的檢測(cè)器130之外)中的每個(gè)組件的制造和操作方法均是公知的，因此為了清楚起見，在這里僅給出基本描述。X射線源110可向圖5中所示的靶(將要成像的物體)輻射X射線，從而使X射線穿過靶朝X射線檢測(cè)器130輻射。可通過X射線檢測(cè)器130來檢測(cè)穿過靶的X射線。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的，可通過控制單元140控制從X射線源110輻射的X射線的量、電壓以及輻射時(shí)間。X射線檢測(cè)器130可獲取通過使X射線從X射線源110穿過靶而形成的多個(gè)靶圖像?？刂破?40可控制X射線源110，從而可在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)或在預(yù)定的時(shí)間段期間以預(yù)定量/電壓將X射線輻射到靶。另外，在工藝期間的任何時(shí)間，控制器140可控制操作臺(tái)120以調(diào)節(jié)施加到靶的壓力。圖像處理/分析單元150可以在預(yù)定的時(shí)間間隔期間對(duì)由X射線檢測(cè)器130獲取的靶圖像執(zhí)行圖像處理。然后，可使用一些公知的圖像處理方案中的任意一種來基于由X射線檢測(cè)器130獲取的靶圖像產(chǎn)生并顯示一個(gè)或多個(gè)圖像(例如，組織圖像)。
雖然已經(jīng)示出并描述了本發(fā)明的一些實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下，可 以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行修改，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種輻射檢測(cè)器，其特征在于包括 多個(gè)光電傳感器(3),具有形成在光電傳感器的前表面和后表面上的前電極(4)和后電極(5)； 絕緣層(8),形成在光電傳感器的后表面上； 多個(gè)數(shù)據(jù)電極(9)，形成在絕緣層的后表面上； 多個(gè)信號(hào)電極(7)，形成在光電傳感器的前表面上；以及 電容器(13),包括形成在光電傳感器的后表面上的后電極(5)、形成在后電極的后表面上的絕緣層(8)和形成在絕緣層的后表面上的數(shù)據(jù)電極(9)。
2.如權(quán)利要求I所述的輻射檢測(cè)器，其中，數(shù)據(jù)電極響應(yīng)于由光電傳感器產(chǎn)生的電信號(hào)來感生電信號(hào)，信號(hào)電極將電壓施加到所述多個(gè)光電傳感器，信號(hào)電極和數(shù)據(jù)電極被布置成彼此基本垂直。
3.如權(quán)利要求I所述的輻射檢測(cè)器，其中，光電傳感器的前電極是由氧化銦錫和氧化銦鋅中的任意一種制成的透明電極。
4.如權(quán)利要求I所述的福射檢測(cè)器，其中，光電傳感器是PIN光電二極管和PN光電二極管中的任意一種。
5.如權(quán)利要求I所述的輻射檢測(cè)器，所述輻射檢測(cè)器還包括形成在光電傳感器的前電極的前表面上的閃爍器(I)，所述閃爍器將施加到輻射檢測(cè)器的輻射轉(zhuǎn)換為可見光。
6.如權(quán)利要求I所述的輻射檢測(cè)器，所述輻射檢測(cè)器還包括保護(hù)層(6)，保護(hù)層是絕緣層，被形成為圍繞光電傳感器，其中，保護(hù)層由從包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、苯并環(huán)丁烯和聚酰胺的組中選擇的材料制成。
7.一種輻射檢測(cè)器，其特征在于包括 多個(gè)光電傳感器(3),具有形成在光電傳感器的前表面和后表面上的前電極(4)和后電極(5)； 多個(gè)數(shù)據(jù)電極(9),形成在光電傳感器的后表面上； 絕緣層(8),形成在光電傳感器的前表面上； 多個(gè)電容器電極(11)，埋置在絕緣層中； 多個(gè)信號(hào)電極(7)，形成在所述多個(gè)電容器電極的前表面上；以及 電容器，包括形成在光電傳感器的前表面上的前電極(4)、形成在前電極的前表面上的絕緣層(8)以及埋置在絕緣層中的電容器電極(11)。
8.如權(quán)利要求7所述的輻射檢測(cè)器，其中，數(shù)據(jù)電極接收從光電傳感器產(chǎn)生的電信號(hào)，信號(hào)電極將電壓施加到所述多個(gè)電容器電極，信號(hào)電極和數(shù)據(jù)電極被布置成彼此基本垂直。
9.如權(quán)利要求7所述的輻射檢測(cè)器，其中，光電傳感器的前電極是由從氧化銦錫和氧化銦鋅中選擇的任意一種制成的透明電極，光電傳感器是PIN光電二極管和PN光電二極管中的任意一種。
10.如權(quán)利要求7所述的輻射檢測(cè)器，所述輻射檢測(cè)器還包括形成在電容器電極的前表面上的閃爍器，閃爍器將施加到輻射檢測(cè)器的輻射轉(zhuǎn)換為可見光。
11.如權(quán)利要求7所述的輻射檢測(cè)器，所述輻射檢測(cè)器還包括保護(hù)層，保護(hù)層是絕緣層，被形成為圍繞光電傳感器，其中，保護(hù)層由從包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、苯并環(huán)丁烯和聚酰胺的組中選擇的材料制成。
12.一種制造輻射檢測(cè)器的方法，其特征在于包括 在基底上形成多個(gè)數(shù)據(jù)電極(9)； 在數(shù)據(jù)電極的前表面上形成絕緣層(8)； 在絕緣層的前表面上形成多個(gè)光電傳感器(3),多個(gè)光電傳感器具有形成在光電傳感器的前表面和后表面上的前電極⑷和后電極(5);以及形成包括后電極、絕緣層和數(shù)據(jù)電極的電容器(13)。
13.—種制造輻射檢測(cè)器的方法，其特征在于包括 在基底上形成多個(gè)數(shù)據(jù)電極； 在數(shù)據(jù)電極的前表面上形成多個(gè)光電傳感器，多個(gè)光電傳感器具有形成在光電傳感器的前表面和后表面上的前電極和后電極； 在光電傳感器的前表面上形成絕緣層； 在絕緣層中形成多個(gè)電容器電極；以及 形成包括電容器電極、絕緣層和前電極的電容器。
14.一種X射線成像系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 X射線源單元，在控制器的控制下在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)輻射多個(gè)X射線； X射線檢測(cè)器，在X射線穿過靶之后檢測(cè)由X射線源單元輻射的X射線，所述X射線檢測(cè)器響應(yīng)于所述檢測(cè)產(chǎn)生至少一個(gè)靶圖像；以及圖像處理/分析單元，產(chǎn)生至少一個(gè)組織圖像， 其中，X射線檢測(cè)器包括多個(gè)光電傳感器,具有形成在光電傳感器的前表面和后表面上的前電極和后電極；絕緣層，形成在光電傳感器的后表面上；多個(gè)數(shù)據(jù)電極，形成在絕緣層的后表面上；多個(gè)信號(hào)電極，形成在光電傳感器的前表面上；以及電容器，包括形成在光電傳感器的后表面上的后電極、形成在后電極的后表面上的絕緣層和形成在絕緣層的后表面上的數(shù)據(jù)電極。
15.一種X射線成像系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 X射線源單元，在控制器的控制下在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)輻射多個(gè)X射線； X射線檢測(cè)器，在X射線穿過靶之后檢測(cè)由X射線源單元輻射的X射線，所述X射線檢測(cè)器響應(yīng)于所述檢測(cè)產(chǎn)生至少一個(gè)靶圖像；以及圖像處理/分析單元，產(chǎn)生至少一個(gè)組織圖像， 其中，X射線檢測(cè)器包括多個(gè)光電傳感器,具有形成在光電傳感器的前表面和后表面上的前電極和后電極；多個(gè)數(shù)據(jù)電極，形成在光電傳感器的后表面上；絕緣層，形成在光電傳感器的前表面上；多個(gè)電容器電極，埋置在絕緣層中；多個(gè)信號(hào)電極，形成在所述多個(gè)電容器電極的前表面上；以及電容器，包括形成在光電傳感器的前表面上的前電極、形成在前電極的前表面上的絕緣層以及埋置在絕緣層中的電容器電極。
全文摘要
在這里公開了一種包括光電傳感器和電容器的輻射檢測(cè)器、該輻射檢測(cè)器的制造方法和包括該輻射檢測(cè)器的X射線成像系統(tǒng)。所述輻射檢測(cè)器包括多個(gè)光電傳感器，具有形成在光電傳感器的前表面和后表面上的前電極和后電極；絕緣層，形成在光電傳感器的后表面上；多個(gè)數(shù)據(jù)電極，形成在絕緣層的后表面上；多個(gè)信號(hào)電極，形成在光電傳感器的前表面上；以及電容器，被形成為包括形成在光電傳感器的后表面上的后電極、形成在后電極的后表面上的絕緣層和形成在絕緣層的后表面上的數(shù)據(jù)電極。
文檔編號(hào)A61B6/00GK102628953SQ20121002863
公開日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月7日
發(fā)明者金應(yīng)范 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社