[发明专利]半导体X射线检测器

说明书

一种半导体X射线检测器(100)，其包括：X射线吸收层(110)，其包括电极、电子器件层(120)和密封所述X射线吸收层(110)与所述电子器件层(120)之间的电连接(131)之间的空间的壁(130)。所述电子器件层(120)包括：第一电压比较器和第二电压比较器(301，302)，其被配置为将电极的电压分别与第一阈值和第二阈值(V1，V2)进行比较；计数器(320)，其被配置为记录所述X射线吸收层(110)所吸收的X射线光子的数目；控制器(310)，其被配置为：从所述电压的绝对值等于或超过所述第一阈值(V1)的绝对值的时间开始时间延迟(TD1，TD2)；在所述时间延迟(TD1，TD2)期间启动所述第二电压比较器(302)；如果在所述时间延迟(TD1，TD2)期间所述电压的绝对值等于或超过所述第二阈值(V2)的绝对值，则使所述计数器(320)记录的所述数目增加一。

【技术领域】

本文的公开涉及X射线检测器，尤其涉及半导体X射线检测器。

【背景技术】

X射线检测器是可用于测量X射线的通量、空间分布、光谱或其他特性的装置。

X射线检测器可用于许多应用，其中一个重要的应用是成像。X射线成像是一种放射线照相技术，并且可用于揭示非均匀组成和不透明物体(例如人体)的内部结构。

用于成像的早期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光敏乳剂涂层的玻璃板。虽然照相底片被照相胶片取代，但由于它们提供的优良品质和极端稳定性，使得它们仍可用于特殊情况。照相胶片可以是具有光敏乳剂涂层的塑料薄膜，比如条状或片状。

在20世纪80年代，可光激发的磷光板(PSP板)开始可用。PSP板在其晶格中包含具有色心的磷光体材料。当PSP板暴露于X射线时，由X射线激发的电子被捕获在色心中，直到它们被在PSP板表面上扫描的激光束激发。当激光扫描所述PSP板时，被捕获的激发电子发出光，这些光被光电倍增管收集，收集的光被转换成数字图像。与照相底片和照相胶片相比，PSP版可重复使用。

另一种X射线检测器是X射线图像增强器。X射线图像增强器的组件通常在真空中密封。与照相底片、照相胶片以及PSP板相比，X射线图像增强器可产生实时图像，即，不需要曝光后处理来产生图像。X射线首先撞击输入磷光体(例如，碘化铯)并被转换成可见光。然后可见光撞击光电阴极(例如，含有铯和锑化合物的薄金属层)并引起电子发射。发射的电子数目与入射X射线的强度成正比。发射的电子通过电子光学器件投射到输出磷光体上并使输出磷光体产生可见光图像。

闪烁体在某种程度上与X射线图像增强器的操作类似，因为闪烁体(例如，碘化钠)吸收X射线并发射可见光，然后可以通过合适的图像传感器检测到可见光。在闪烁体中，可见光在所有方向上扩散和散射，从而降低空间分辨率。减小闪烁体厚度有助于改善空间分辨率，但也减少了X射线的吸收。因此，闪烁体必须在吸收效率和分辨率之间达成折衷。

半导体X射线检测器通过将X射线直接转换成电信号很大程度上克服了如上所述问题。半导体X射线检测器可包括吸收感兴趣波长X射线的半导体层。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)并在电场下朝向半导体层上的电触点扫过。当前可用的半导体X射线检测器(例如，Medipix)中所需的繁琐的热管理可使得具有较大面积和大量像素的半导体X射线检测器难以生产或不可能生产。

【发明内容】