[发明专利]半导体X射线检测器的封装方法

说明书

本文公开封装半导体X射线检测器的各种方法。这些方法可包括：使包括X射线吸收层或同时包括X射线吸收层和电子层的晶片接合到另一个支承上，例如插入衬底或印刷电路板。

【技术领域】

本公开涉及X射线检测器，特别涉及用于封装半导体X射线检测器的方法。

【背景技术】

X射线检测器可以是用于测量X射线的通量、空间分布、光谱或其他性质的设备。

X射线检测器可用于许多应用。一个重要应用是成像。X射线成像是放射摄影技术并且可以用于揭示组成不均匀和不透明物体(例如人体)的内部结构。

早期用于成像的X射线检测器包括照相底片和照相胶片。照相底片可以是具有感光乳剂涂层的玻璃底片。尽管照相底片被照相胶片取代，由于它们所提供的优越品质和它们的极端稳定性而仍可在特殊情形中使用它们。照相胶片可以是具有感光乳剂涂层的塑胶胶片(例如，带或片)。

在20世纪80年代，出现了光激励萤光板(PSP板)。PSP板可包含在它的晶格中具有色心的萤光材料。在将PSP板暴露于X射线时，X射线激发的电子被困在色心中直到它们受到在板表面上扫描的激光光束的激励。在该板被激光扫描时，捕获的激发电子发出光，其被光电倍增管收集。收集的光转换成数码图像。与照相底片和照相胶片相比，PSP板可以被重复使用。

另一种X射线检测器是X射线图像增强器。X射线图像增强器的部件通常在真空中密封。与照相底片、照相胶片和PSP板相比，X射线图像增强器可产生即时图像，即不需要曝光后处理来产生图像。X射线首先撞击输入萤光体(例如，碘化铯)并且被转换成可见光。可见光然后撞击光电阴极(例如，包含铯和锑复合物的薄金属层)并且促使电子发射。发射电子数量与入射X射线的强度成比例。发射电子通过电子光学器件投射到输出萤光体上并且促使该输出萤光体产生可见光图像。

闪烁体的操作与X射线图像增强器有些类似之处在于闪烁体(例如，碘化钠)吸收X射线并且发射可见光，其然后可以被对可见光合适的图像感测器检测到。在闪烁体中，可见光在各个方向上传播和散射并且从而降低空间分辨率。减少闪烁体厚度有助于提高空间分辨率但也减少X射线吸收。闪烁体从而必须在吸收效率与分辨率之间达成妥协。

半导体X射线检测器通过将X射线直接转换成电信号而在很大程度上克服该问题。半导体X射线检测器可包括半导体层，其在感兴趣波长吸收X射线。当在半导体层中吸收X射线光子时，产生多个载流子(例如，电子和空穴)并且在电场下，这些载流子被扫向半导体层上的电触点。当前可用半导体X射线检测器(例如，Medipix)中需要的繁琐的热管理会使得具有大面积和大量像素的检测器难以生产或不可能生产。

【发明内容】

本文公开用于制作适合于检测X射线的装置的方法，该方法包括：使多个第一晶片接合到第一衬底，其中该第一衬底包括多个电触点和使这些电触点连接到第一衬底表面的多个通孔，其中每个晶片包括X射线吸收层，该X射线吸收层包括第一电极和第二电极，并且其中多个晶片接合到第一衬底使得每个晶片的第二电极电连接到至少一个电触点；用电绝缘材料填充晶片之间的间隙，其中每个晶片的第一电极仍被暴露；使每个晶片的第一电极与导电层电连接；使第一衬底接合到第二衬底使得通孔是第二衬底的电连接接触垫。

根据实施例，第二衬底是印刷电路板。

根据实施例，第二衬底包括掩埋在其中或其表面上的传输线，其中这些传输线电连接到接触垫并且配置成在接触垫上路由信号。

根据实施例，方法进一步包括使第一衬底变薄。

根据实施例，导电层是在晶片上沉积的金属层。

根据实施例，电子绝缘材料包括氧化物、氮化物、玻璃、聚合物、环氧树脂或其组合。

根据实施例，第一衬底包括电子系统，该电子系统配置成处理或解释X射线吸收层上入射的X射线光子产生的信号。