[发明专利]成像探测器

权利要求书

1.一种用于探测预定能量范围内的电离辐射的成像探测器，所述成像探测 器包括：

含有读出电路的读出芯片(20)；以及

用于在多个像素上吸收电离辐射的传感器(10)，所述传感器电连接到所述读 出芯片上；

其中，所述读出芯片(20)具有电路，当探测到由光子或电子激发出的电荷大 于阈值电荷时，所述电路在像素内记录一个脉冲；并且

所述传感器(10)包括由具有不同辐射吸收特性的相互堆叠于其上的不同材 料的多个传感器材料层(12，14)，其中，所述多个传感器材料层(12，14)吸收至 少70％的跨越预定能量范围的入射辐射；

其中，所述传感器材料层包括第一半导体的第一传感器材料层(12)、第二半 导体的第二传感器材料层(14)以及位于所述第一传感器材料层和第二传感器材 料层之间的缓冲层(16)，其中，所述缓冲层具有从所述第一传感器材料层的材料 改变到第二传感器材料层的材料的分级成分。

2.根据权利要求1所述的成像探测器，其中，所述第一传感器材料层和所 述第二传感器材料层具有的特性是当预定能量范围内的电离辐射被第一传感器 材料层吸收时产生至少第一电荷，并且当被第二传感器材料层吸收时产生至少 第二电荷；并且

所述阈值电荷在所述第一电荷和第二电荷中的较高电荷的45％和60％之 间。

3.根据权利要求2所述的成像探测器，其中，所述读出芯片被设置成当探 测到电离辐射时相应于电荷量产生一个电压脉冲，将电压脉冲与阈值进行对比， 并且仅对电压脉冲超过阈值的脉冲进行计数。

4.根据权利要求1或2所述的成像探测器，其中，所述多个传感器材料层 (12，14)中的每一个吸收处于预定能量范围内的至少一种能量的至少20％的入 射辐射。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的成像探测器，其中，所述第一传感器 材料层(12)与所述读出芯片相邻，并且所述第二传感器材料层(14)位于所述第一 传感器材料层上，其中，所述第二传感器材料层吸收预定能量范围内的至少30％ 的入射辐射。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的成像探测器，其中，所述第一传感器 材料层(12)与所述读出芯片相邻，并且所述第二传感器材料层(14)位于所述第一 传感器材料层上，其中，所述第二传感器材料层吸收预定能量范围内的至少50％ 的入射辐射。

7.根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的成像探测器，其中，所述传 感器材料层(12，14)包括一个Si材料层和另一个Ge或SiGe材料层。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的成像探测器，其中，所述第一传感器 材料层(12)是Si，并且第二传感器材料层(14)是Ge或SiGe。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的成像探测器，所述成像探测器具有多 个层，该多个层包括交替的第一和第二传感器材料层以及在所述第一和第二传 感器材料层之间的缓冲层。

10.根据权利要求9所述的成像探测器，所述成像探测器包括至少两个第 一传感器材料层和至少两个第二传感器材料层。

11.根据权利要求1-3中任一项所述的成像探测器，所述成像探测器还包括 在所述第二传感器材料层(14)顶部的覆盖层(40)。

12.根据权利要求11所述的成像探测器，其中，所述覆盖层(40)是厚度处 于1μm-10μm范围内的Si层。

13.根据权利要求11所述的成像探测器，所述成像探测器还包括在所述覆 盖层中形成的欧姆接触。

14.根据权利要求1-3中任一项所述的成像探测器，其中，所述传感器包 括延伸通过所述第一传感器材料层(12)和所述第二传感器材料层(14)的多个导电 杆(18)，所述导电杆(18)连接到所述读出芯片(20)上。