一种电离辐射成像探测器的制作方法

本实用新型涉及半导体成像技术领域，具体涉及一种电离辐射成像探测器。

背景技术：

碲化锌镉是一种近年来被广泛研发的半导体电离辐射探测晶体材料。相比于其它闪烁体晶体探测材料，碲化锌镉的优点是其能量分辨率和探测灵敏度高。相比于其它半导体探测器材料例如硅或硒，它的优点是原子序数较高或者探测效率高。碲化锌镉的禁带宽度也高于高纯锗晶体探测器，因而它可以不需要低温工作环境而直接可以在室温下工作。x-光成像检测仪目前被广泛地应用在医学，安检，工业探伤等方面。目前的探测器材料主要是以各种闪烁晶体为主。如何将成像探测器运用到x-光波段进行探测，提高成像质量是放射医疗领域里一个亟待解决的难题。

技术实现要素：

针对现有技术中所存在的不足，本实用新型提供了一种电离辐射成像探测器，解决了探测器运用在x-光波上探测成像问题。为实现上述目的，本实用新型采用了如下的技术方案：一种电离辐射成像探测器，包括ccd固态成像器件，ccd固态成像器件包括像素区域，像素区域上粘接有与像素区域匹配的碲化锌镉晶体层；碲化锌镉晶体层包括晶体层本体，晶体层本体上分布有第一金属电极；所述第一金属电极与像素区域上像素的金属极导电相连。

进一步的，所述ccd固态成像器件还包括基底，基底上设置有垂直驱动电路、控制电路、水平驱动电路、列信号处理电路和放大器；控制电路连接所述垂直驱动电路和水平驱动电路，所述垂直驱动电路还连接像素区域上的行像素驱动极，列信号处理电路连接像素区域上的列像素驱动极；列信号处理电路的驱动端连接水平驱动电路的驱动输出端，列信号处理电路的输出端连接放大器的输入端。

进一步的，所述第一金属电极的为矩形，矩形的边长为100微米或150微米；碲化锌镉晶体层的厚度为3mm、电阻率大于1010ohm-cm,电子迁移率寿命积大于10-4cm2/v。

进一步的，像素的金属极上电镀有导点凸点；第一金属电极手上设置有第一导电接触凸点，第一导电接触凸点与导点凸点接触电连接。

进一步的，所述第一导电接触凸点与导点凸点连接点四周设置有导电胶层；所述像素区域和碲化锌镉晶体层之间非导电区域设置有绝缘胶层。

进一步的，所述导点凸点的厚度为50微米，第一导电接触凸点的厚度为100微米或150微米。

进一步的，所述导点凸点上还电镀有au导电层。

相比于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

本申请通过设置碲化锌镉晶体层，可以有效的将x光转化为电信号，然后直接的将电信号传输给ccd采集器件，提高了ccd采集器件对采集光的能力适应性。

附图说明

图1为本申请的示意性配置图；

图2为碲化锌镉晶体层平面示意图；

图3为碲化锌镉晶体层和像素区域装配示意图；

图4为图3中a的放大图。

具体实施方式

现结合附图对方案做进一步的说明。

实施例1

一种电离辐射成像探测器，包括ccd固态成像器件，ccd固态成像器件包括像素区域2，像素区域2上粘接有与像素区域匹配的碲化锌镉晶体层9；碲化锌镉晶体层9包括晶体层本体，晶体层本体上分布有第一金属电极9-1；所述第一金属电极9-1与像素区域2上像素的金属极导电相连。为了保证碲化锌镉晶体层9的第一金属电极9-1和其对应的固态成像器件中的矩阵元准确对接，我们使用了精密激光校对装置和现有的胶接技术进行对接。电离辐射成像探测器单个组件长度为20毫米，但可以拼接成40厘米甚至更长的扫描部件，可应用于医疗透视机，全身扫描仪，骨密度测试仪，机场，地铁安检，工业探伤。

其中固态成像器件的外围采集电路采用现有技术完成，本申请不再赘述，可参考申请号为cn201310054089.5相应方案。外围采集电路的连接结构参考如下：所述固态成像器件还包括基底1，基底1上设置有垂直驱动电路6、控制电路7、水平驱动电路8、列信号处理电路3和放大器5；控制电路7连接所述垂直驱动电路6和水平驱动电路8，所述垂直驱动电路6还连接像素区域2上的行像素驱动极，列信号处理电路3连接像素区域2上的列像素驱动极；列信号处理电路3的驱动端连接水平驱动电路8的驱动输出端，列信号处理电路3的输出端连接放大器5的输入端。控制电路根据垂直同步信号、水平同步信号和主时钟，生成用作垂直驱动电路、列信号处理电路、水平驱动电路等的操作的基准信号的时钟信号或控制信号。这样的信号输入到垂直驱动电路、列信号处理电路、水平驱动电路；垂直驱动电路包括移位寄存器，选择像素驱动线，提供用于驱动像素的脉冲信号到选择的像素驱动线，并且以行为单位驱动像素。列信号处理电路执行用于消除像素的内在固定图形噪声的信号处理，如cds、信号放大、ad转换等。水平选择开关(未示出)连接在水平信号线和列信号处理电路的输出级之间。水平驱动电路例如包括移位寄存器，顺序地输出水平扫描脉冲以便顺序地选择列信号处理电路，并且将来自列信号处理电路的像素信号输出到水平信号线。输出电路关于通过水平信号线从列信号处理电路顺序提供的信号执行信号处理，并且输出处理的信号。例如，可能仅执行缓冲，可能执行黑电平调节、列偏差校正、多种数字信号处理等。

所述第一金属电极的为矩形，以光刻工艺制造完成。第一金属电极分布的个数选用138x16和208x16两种。矩形的边长为100微米或150微米；碲化锌镉晶体层9的厚度为3mm、电阻率大于1010ohm-cm,电子迁移率寿命积大于10-4cm2/v。

像素的金属极上电镀有导点凸点2-3；第一金属电极9-1手上设置有第一导电接触凸点9-2，第一导电接触凸点9-2与导点凸点2-3接触电连接。像素的金属极位于二氧化硅层2-1上，二氧化硅层覆盖于衬底2-2上；与第一金属电极对应选择138x16或者08x16的像素金属极分布，像素的矩阵元为150微米或者100微米。

所述第一导电接触凸点9-2与导点凸点2-3连接点四周设置有导电胶层；所述像素区域2和碲化锌镉晶体层9之间非导电区域设置有绝缘胶层。

所述导点凸点2-3的厚度为50微米，第一导电接触凸点9-2的厚度为100微米或150微米。所述导点凸点2-3上还电镀有au导电层2-4；导点凸点2-3选用铝，这样有助于一导电接触凸点9-2的电荷的传递。电镀选用现有的镀金工艺进行。au导电层2-4的厚度优选为10微米。具体过程为，在ccd芯片的每一个像素上镀上厚度50微米的导点凸点，然后使用导电胶印刷技术，在czt矩阵元上印出小于0.15mm或0.10mm导电接触凸点，并且用精密激光校准czt晶体和ccd芯片，使二者粘合。当导点胶固化后，为了保证czt晶体和ccd芯片的粘接强度，还在粘接面缝隙内充填绝缘胶强化粘接强度。粘接后的组件即可装配在pcb电路板上。所述绝缘胶层就是这种工艺形成的；可以方便将电离辐射成像探测器组装成长度适合的x-光传感器扫描臂并集成到最终x-光设备中测试。非导电区域指的是czt晶体和ccd芯片中导电凸点之外的ccd芯片和czt之间的区域；czt晶体和ccd芯片中导电凸点之间采用导点胶固化连接，非导电区域采用绝缘胶强化粘接和隔离。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。