X射线辐射检测器和ct系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及特别地使用在CT系统内的用于检测X射线辐射的直接转换式X射线辐射检测器，其至少具有用于检测X射线辐射的半导体和至少一个安装在半导体上的电极，其中半导体和至少一个电极导电连接，并且本发明涉及带有X射线辐射检测器的CT系统。
【背景技术】
[0002]对于特别是在CT系统、双能量CT系统、SPECT系统和PET系统中的伽马辐射、X射线辐射的检测，使用基于半导体材料的直接转换式检测器等，所述半导体材料例如为CdTe、CdZnTe, CdZnTeSe, CdTeSe, CdMnTe, InP、TIBr2, HgI2。但这些材料具有大量晶体缺陷或晶格缺陷，其可作为初始中心和重组中心而变得电有效，并且例如以图像伪影的形式不利地影响X射线辐射的检测。
[0003]为优化X射线辐射检测，已知将用于检测的半导体以附加的辐射照射以产生附加的电荷载体。作为附加的辐射，例如使用IR、UV或可见光辐射。但在目前已知的X射线辐射检测器中使用非透明的或不透光的电极，所述电极布置在半导体的朝向附加辐射的侧面上。这些非透明的电极此外将半导体的材料与高压源或通向高压源的导电连接部连接。所施加的高压在半导体的材料的内部内产生电场，所述电场实现了所产生的电荷载体向电极的运动。但在非透明的电极的情况中，半导体几乎完全地相对于附加辐射被屏蔽，使得不产生附加的电荷载体。
[0004]此外，常规的电极具有对于被检测的X射线辐射的明显的吸收作用。由于保持CT设备内的患者的剂量率尽可能低的要求，力求使用带有尽可能低的吸收作用的电极。这与用于优化X射线辐射检测的检测器是否以附加的辐射照射无关。
[0005]从文献US 7 652 258 B2中已知根据权利要求1的前序部分的直接转换式X射线检测器，其中借助于在透明的中间层内附加射入的IR辐射降低极化效果。
[0006]此外，参考文献US 2012/0068078 Al，所述文献示出了带有由HgJ2制造的半导体的辐射检测器，其中电极由钯、TiW、IT0、Sn02、In03或碳膜制成，然后形成由硅或聚对二甲苯制成的保护层。
[0007]此外，文献US 6，163，030A示出了带有半导体的辐射检测器，其中使用由TCO、以Au或Pt制成的薄金属层或例如聚苯胺的有机导体制成的电极。
[0008]最后，也参考US 2011/0253886 Al，所述文献描述了直接转换式辐射检测器，其中借助于光源将光親合到半导体层内。
【发明内容】
[0009]因此，本发明的任务是完成改进的直接转换式X射线辐射检测器，其检测材料不被非透明的电极相对于附加的辐射屏蔽，并且其电极具有对于待检测的伽马辐射和/或X射线辐射的低的吸收作用。
[0010]此任务通过独立权利要求的特征解决。本发明的有利的扩展是从属权利要求的内容。
[0011]本发明人已认识到，可完成由带有低吸收作用的材料制成的导电并且透明的电极，所述电极特别地适合于使用在CT系统内。电极的透明性在此涉及所使用的半导体的附加辐射，例如IR辐射、UV辐射或可见光辐射。通过使用此类电极，一方面附加的辐射几乎完全地到达用于检测的半导体，并且另一方面所使用的X射线辐射的剂量可保持为低剂量，因为电极的吸收作用低。
[0012]为实现此效果，即透明性和低的吸收作用，可构建包括多个层的电极。导电并且透明的电极安装在半导体的朝向X射线辐射的侧面上。直接安装在半导体的材料上的第一层可形成为导电并且至少部分地透明的接触层。为此，合适的是导电的金属，如铂、铟、钼、钨、钌、金、银、铝或这些金属的组合。接触层可形成为厚度最多200nm的贯通层或形成为带有不均匀地分布的透明的孔的多孔层，或形成为结构化的层，例如具有带有规则地分布的透明的孔洞或网眼的网状的层。通过层或孔、孔洞或网眼，附加辐射的至少10%、更好地至少50%到达半导体的材料上。例如接触层越薄和/或孔、孔洞或网眼形成得越大或越频繁，则越多的辐射通过接触层到达。但接触层的导电性随着层内的孔、孔洞或网眼的数量的增加而降低。
[0013]在接触层上可形成另外的导电并且透明的层。此层例如形成为中间层，其厚度在25 μ m和300 μ m之间。中间层包括附着剂和多个填充元件，所述填充元件嵌入或在存储在附着剂内。附着剂例如构造为导电并且透明的传递带。粘性的并且对于附加的辐射至少半透明的材料适合于作为附着剂，例如丙烯酸酯、硅胶或另外的有机粘合剂。颗粒状的填充元件嵌入在附着剂内并且形成了接触层和电极的另外的层之间的导电接触。为此，填充元件例如由如铜、铝、银、碳、镍、金的导电金属形成，或由这些材料的组合形成。填充元件的数量或其在附着剂内的厚度以及填充元件之间的间隔被选择为使得一方面使中间层形成为尽可能好地导电，但另一方面使中间层尽可能透明。在此，填充元件越多或其厚度越大，则导电能力越高，但中间层的透明性越低，并且反之亦然。厚度可选择为使得附加辐射的原来强度的不超过75%被中间层吸收。
[0014]电极的另外的层例如形成为TCO层，并且通过中间层的填充元件与接触层并且因此与半导体导电连接。缩写TCO意味着英语“transparent conducting oxides”。这是带有相对低的对于可见光范围内的电磁波的吸收的导电材料。合适的材料例如是无机材料，如纯的或掺杂的氧化铟锡，纯的或掺杂的氧化铟，氧化锡，纯的或掺杂的氧化锌，氧化镉，或有机材料，例如聚3，4-乙烯二氧噻吩，聚苯乙烯磺酸，碳纳米管，纯的或掺杂的聚苯胺衍生物。TCO层例如具有5nm至5μπι的厚度。
[0015]此外，可在TCO层上形成具有导电并且透明的载体保护层的形式的另外的层，例如由聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸乙二酯-甘醇、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯或另外的基于塑料的材料制成。
[0016]电极的TCO层和载体保护层可此外形成电极与X射线辐射检测器的电压源的导电连接。此连接形成为直接或间接的连接。在直接连接的情况中，电极与电压源直接连接，例如焊接。在间接连接的情况中，例如在TCO层和电压源之间形成导电的连接元件。
[0017]以如前所述的包括多个导电并且透明的层的电极，相对于现有技术产生了如下的优点:可执行检测器的测量过程，同时在半导体上施加附加的辐射。在此，与其中表面的至少部分以不透明的电极覆盖并且因此不可受到附加的辐射的传统的检测器不同，半导体的整个表面可用于检测伽马辐射和/或X射线辐射。由于缺少照射，半导体的此区域具有时间上不稳定的特征。所出现的电极的对于伽马辐射和/或X射线辐射的吸收效果与现有技术相比明显更低。这特别地通过电极的低厚度以及取决于所选择的材料的低原子序号实现。
[0018]因此，本发明人建议改进特别地使用在CT系统内的用于检测X射线辐射的直接转换式X射线辐射检测器，其至少具有用于检测X射线辐射的半导体和至少一个安装在半导体上的电极，其中半导体和至少一个电极导电连接并且至少一个电极形成为透明的并导电的，所述改进使得安装在半导体上的至少一个电极至少具有以如下次序的如下层:至少一个接触层，带有至少一个嵌入在附着剂内的填充元件的至少一个中间层，至少一个TCO层和至少一个载体保护层。优选地，电极的层从半导体在