[发明专利]辐射检测器制造

说明书

本发明方法涉及辐射检测器的制造。在某些实施例中，采用诸如3D金属印刷技术等增材制造技术来制造检测器的一个或多个部分。在一个所述印刷实施例的一个示例中，可以首先将非晶硅设置在衬底上，并且可以使用激光来熔化所述非晶硅的一部分或全部，以形成光成像仪面板的晶体硅电路。也可以采用所述印刷技术来制造辐射检测器的其他方面，例如闪烁体层。

相关申请案的交叉引用

本申请案主张对2015年7月28日递交的美国专利申请案14/811566的优先权，该专利全文以引用方式并入本说明书中。

背景技术

本说明书中公开的主题涉及一种X射线成像系统，并且确切地说，涉及一种使用数字X射线检测器的X射线成像系统，所述X射线检测器具有采用晶体硅制造的像素。

数字X射线成像系统用于以非侵入性方式生成数字数据，并将所述数字数据重建成有用的射线照相图像。在当前的数字X射线成像系统中，来自辐射源的辐射指向主体或对象，通常是医疗诊断应用中的患者、安全检查应用中的包裹或行李，或工业质量控制或检查应用中的制成部件。一部分辐射将通过所述主体或对象并冲击检测器。所述检测器的闪烁体将较高能量X射线辐射转换成使用光敏部件（例如，光电二极管或其他适当光检测器）感测的较低能量光子。所述检测器通常分成离散图元或像素的矩阵，并且基于冲击每个像素区域的辐射数量或强度对输出信号进行编码。之后可对所述信号进行处理以生成图像，该图像可显示出来以供查看。

实际上，所述检测器特征可以基于硅半导体衬底或由所述硅半导体衬底形成。所述硅衬底可以作为由有序硅基质（例如晶序良好的晶格）构成的晶体硅（c-Si）或不具有有序基质（例如，不规则晶格）的非晶硅（a-Si）提供。不规则晶格的a-Si允许1 cm²/（v·s）的电子迁移率，而有序晶格的c-Si允许约1,400 cm²/（v·s）的电子迁移率。由于与c-Si相关的电子迁移率较高，因此可使用c-Si形成的特征的尺寸可远大于由a-Si形成的特征，从而能够实现多栅极有源像素设计，所述设计具有位于像素内的电荷放大器以及包括模数转换器（A/D）的板内读出电路。

因此，实际上，已经证明基于c-Si技术的X射线检测器，例如使用由c-Si形成的互补金属氧化物半导体（CMOS）的X射线检测器，在多个方面中优于基于a-Si的常规X射线检测器，包括但不限于：相对更耐电磁干扰（EMI）、电子噪声减少、图像延迟缩短、空间分辨率更高、帧速率更高、闪烁材料选择更广泛等。但是，使用c-Si的缺点包括：成本更高；由于电压摆动更小导致动态范围更小；以及面板尺寸更小（由于用于制造c-Si装置的硅晶片的实际尺寸存在限制），因而需要将多个较小面板平铺在一起以形成一个较大的检测器面板。这种平铺布置还会导致操作所述检测器面板所需的电互连布置更为复杂。

发明内容

下文概述了与最早提出权利要求的本发明的范围相符的某些实施例。这些实施例的目的并不在于限制本发明的范围，而这些实施例的目的仅在于概述本发明的可能形式。实际上，本发明可涵盖可与下述实施例类似或不同的各种形式。此外，本说明书中所用的短语“晶体硅”并不意图排除特定形式晶体硅的实施例。相反，所述术语广泛指任何形式的晶体硅，包括但不限于：单晶硅、多晶硅、微晶硅、原晶硅等。

根据第一实施例，提供了一种用于制造辐射检测器的光成像仪面板的方法。根据所述方法，将非晶硅（a-Si）设置在衬底上。使a-Si熔化。随后将a-Si固化以在衬底上形成晶体硅（c-Si）电路。所述c-Si电路包括至少多个检测器像素，每个检测器像素包括至少场效应晶体管、光电二极管和电荷放大器。

根据进一步实施例，提供了一种用于制造辐射检测器的闪烁体的方法。根据所述方法，提供了一种光成像仪面板。将一层闪烁体材料印刷在所述光成像仪面板上。

根据另一个实施例，提供了一种用于辐射检测器的光成像仪面板。根据所述实施例，所述光成像仪包括非硅衬底和印刷在所述非硅衬底上的多个像素。每个像素包括对应于至少一个场效应晶体管、至少一个光电二极管和至少一个电荷放大器的晶体硅（c-Si）电路。