专利名称：辐射检测器的制作方法
辐射检测器
本发明涉及辐射检测器，包括光敏传感器，其与通常称为闪烁体 的辐射转换器相关。该类型检测器的应用领域主要在放射学X射线 成像、荧光透视、乳腺摄影，但是同样用于进行无损测试。
例如，从法国专利FR2 605 166中知晓这样一种辐射检测器，其 中由非晶硅光电二极管构成的传感器与转换器相关。包括诸如光电晶 体管的其它类型传感器也可以用于本发明的实施。
将对这种辐射检测器的操作和结构进行简要地回顾。
光敏传感器通常由布置成矩阵的固态光敏元件形成。这些元件并 非直接对像X射线或者伽玛射线那样的超短波长的辐射敏感，为此， 光敏传感器与包括闪烁物质层的辐射转换器相关。该物质具有当受到 辐射激励时，发射传感器所敏感的较长波长的辐射(可见光或者近可 见光)的特性。出射光照射传感器的光敏元件，所述光敏元件实现光 电转换并且传送可以由适当电路所利用的电信号。
为了获得对转换器向传感器所发射的光的有效收集，转换器和传 感器要指定为具有实质上相同的尺寸并且两者贴近式光学耦合。耦合 的材料、空气或者粘合剂相比于该装配的空间分辨率是薄的，以致传 感器所传送图像的质量受到尽量小的恶化。
光敏元件由半导体材料、通常用于CCD或者CMOS类型传感器 的单晶硅、多晶硅或者非晶硅形成。光敏元件包括光电二极管、光电 晶体管或者光敏电阻器中的至少一个。这些元件布置成矩阵并且沉积 在诸如借助于玻璃板形成的基板上。
传感器可以使用拼接在一起的若干基板(每个都携带有光敏元 件)来构建。例如，这样的结构在公布号为FR2 758 654和FR2 758 656的法国专利中得到描述。
为了闪烁物质的有效性能，常常采用碱性卤化物或者稀土氧硫化物(oxisulfides)族的某些闪烁体。
众所周知掺钠或者铊的碘化铯(分别地根据想要大约400纳米或 者大约550纳米的发射)对X射线的强吸收及其优良的荧光效率。 其采取在基板上生长的细针形式，这些针实质上垂直于该基板并且其 部分地限制传感器所发射的光。其细度确定了检测器的分辨率。出于 相同原因也广泛采用镧和钆的氧硫化物。
传感器并不完全吸收闪烁体所产生的辐射。部分的辐射通过传感 器，进一步沿着进入传感器矩阵传播并且返回，以创建人工信号。其 作用是创建例如在靠近基板拼接处可见的伪影，所述伪影使图像的质 量恶化。该恶化主要是通过在调制转换功能(MTF)中和检测量子效率 (DQE)中的减少来测量的。
本发明的目的是通过避免闪烁体所产生的辐射的反射来克服该 问题的。
为此，本发明的主题是一种辐射检测器，包括贴近式光学耦合的 闪烁体和光敏传感器，该光敏传感器包括布置成矩列并且以间隙彼此 隔开的光敏元件，其特征在于它还包括滤光器，其对于闪烁体所发射 的辐射是不透明的，该滤光器覆盖光敏元件之间的间隙。
根据阅读通过实例所给出的一个实施例的详细描述，本发明将更 好理解并且其它优点将变得显而易见，该描述通过附图示出，其中
图1示出不包括滤光器的辐射检测器；
图2示出根据本发明的辐射检测器。
在各幅附图中，附图并未给出刻度，并且为了不使附图过载，只 示出矩阵的一些光敏元件。
图1示出用于医学放射学的实例的X射线检测器1。检测器1 包括例如通过用透明胶粘剂粘接的贴近式光学耦合的闪烁体2和光 敏传感器3。闪烁体2将X射线4转换成传感器3所敏感的可见光辐 射5。传感器3包括布置成矩阵的光敏元件6。这些元件中每个都包 括例如对闪烁体2所发射的辐射敏感的光电晶体管或者光电二极管。 光敏元件6由例如玻璃板所形成的基板7来承载，并且传感器3包括 矩阵的行和列导体8，其供应每个光敏元件6。检测器有利地包括发 射传感器所敏感的辐射的光源9，光源9能够同时照射所有光敏元件 6。通过以统一方式照射所有光敏元件6，在图像采集重置到0期间， 光源9允许光敏元件积累电荷。光源9照射传感器3的背面10，相 对于传感器3的正面11 ，通过其传感器3接收来自闪烁体2的辐射5。 形成基板7的玻璃板的透明度用以朝光敏元件透射来自光源9的照 射。
辐射5是由闪烁体2朝传感器3的面11的方向发射，并且通过 光敏元件6之间各处的间隙12，所述间隙12位于光敏元件6之间。 通过间隙12的辐射5的部分在检测器1的各个表面上形成杂散反射。 例如，这些表面是基板7的面10和11，或者光源9的一个面14。杂 散反射13能够直接或者经过几次反射后间接地照射光敏元件6，有 时远离直接在闪烁体2的正面区域中的光敏元件6，在这里发射辐射 5。杂散反射13使检测器1所产生图像的质量恶化。该恶化能够主要 视作检测器1所产生图像的轮廓清晰度的损失。
根据本发明，检测器1包括滤光器20，其对于闪烁体2所发射 的辐射5是不透明的。滤光器20覆盖光敏元件6之间的间隙12。滤 光器20能够示于图2中。滤光器20允许辐射5的部分通过间隙12， 并且因此消除杂散反射13。
有利地，滤光器20覆盖矩阵的行和列导体8。这是因为该导体8 能够反射部分的射线5，并且因而创建新的杂散反射13。当滤光器 20覆盖导体8时，这些新的杂散反射得到避免。
有利地，滤光器20部分地覆盖光敏元件。首先，该部分重叠确 保对间隙12和导体8的总覆盖。此外，该重叠允许对在图像采集阶 段光敏元件6所积累的电荷的数量进行微调。更精确地，光敏元件6 形成电容器，其在图像采集阶段通过闪烁体2所发射的光子充电。图 像采集阶段接着是用于光敏元件6进行读取的阶段，在其期间每个电 容器经由导体8放电至读取电路。光敏元件6由半导体材料制成。这 些元件的制作模式并不允许对光敏元件6的电容量进行精确调节。通 过部分地覆盖滤光器20，这部分对于闪烁体2所发射的辐射5是不 透明的，光敏元件6的电容量并未改变，但是能够减小光敏元件6的
灵敏度。因而，在光敏元件6没有达到其饱和的情况下，能够改变光 敏元件6可检测的光子剂量。因而，检测器1的动态范围得到增大。 本发明可以在没有光源9的情况下实施。在这种情况下，然后应 当使用黑色的滤光器20，换言之对于所有辐射完全不透明。另一方 面，存在光源9的情况下，有利地选择对于光源9所发射的辐射是透 明的滤光器20。例如，选择包括掺钠的碘化铯的闪烁体2，其发射以 大约550 nm (换言之绿色)为中心的辐射。选择由多个红光发射二 极管(发射在650到700 nm之间)所形成的光源9。在闪烁体2和 光源9的该配置中，选择红色滤光器20。滤光器20将对于闪烁体2 所发射的辐射5是透明的而对于光源9的照射是透明的。有利地，滤 光器20包括含有颜料的树脂。l到2pm范围内的厚度是足够的，以 致只透射2%超出所选频率带宽的范围。树脂能够通过光刻沉积在传 感器3上。
权利要求
1、一种辐射检测器(1)，包括贴近式光学耦合的闪烁体(2)和光敏传感器(3)，所述光敏传感器(3)包括布置成矩阵并且以间隙(12)彼此隔开的光敏元件(6)，其特征在于其还包括滤光器(20)，其对于所述闪烁体(2)所发射的辐射(5)是不透明的，所述滤光器(20)覆盖所述光敏元件(6)之间的所述间隙(12)。
2、 根据权利要求1所述的检测器，其特征在于所述光敏传感器 (3)包括所述矩阵的行和列导体(8)，并且其特征在于所述滤光器(20) 覆盖所述行和列导体(8)。
3、 根据前述任一权利要求所述的检测器，其特征在于所述滤光 器(20)部分覆盖所述光敏元件(6)。
4、 根据前述任一权利要求所述的检测器，其特征在于其包括发 射所述传感器(3)所敏感的辐射的光源(9)，所述光源(9)能够同时照射 所有所述光敏元件(6)，并且其特征在于所述滤光器(20)对于所述光源 (9)所发射的所述辐射是透明的。
5、 根据前述任一权利要求所述的检测器，其特征在于所述滤光 器(20)包括含有颜料的树脂。
6、 根据权利要求5所述的检测器，其特征在于所述树脂具有1 到2nm范围内的厚度。
7、 根据权利要求5或6所述的检测器，其特征在于所述树脂通 过光刻沉积在所述传感器(3)上。
全文摘要
本发明涉及辐射检测器，包括光敏传感器(3)，其与通常称为闪烁体的辐射转换器相关。该类型检测器的应用领域主要是在放射学。闪烁体(2)和光敏传感器(3)是贴近式光学耦合的，光敏传感器(3)包括布置成矩阵并且以间隙(12)彼此隔开的光敏元件(6)。检测器(1)还包括滤光器(20)，其对于闪烁体(2)所发射的辐射(5)是不透明的，该滤光器(20)覆盖光敏元件(6)之间的间隙(12)。
文档编号H01L27/146GK101199055SQ200680021313
公开日2008年6月11日 申请日期2006年6月14日 优先权日2005年6月17日
发明者J-M·维尼奥勒 申请人:特里赛尔公司