專利名稱：非晶硅碘化銫數字x射線平板探測器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種數字倫琴X射線平板探測器，具體地涉及一種非晶硅碘化銫數字 X射線平板探測器。
背景技術：
目前在國內外市場上流通的X射線平板探測器都是基于非晶硅薄膜晶體管(Thin Film Transistor,TFT)陣列檢測技術發展起來的。從原理上分不外乎為兩種類型一種是間接能量轉換型，如西門子、菲利浦、GEjerkinElmer公司的產品，一種是直接能量轉換型， 如H0L0GIC公司產品。由于間接能量轉換型具有轉換效率高、動態范圍廣、空間分辨率高、 環境適應性強等優點，所以是目前X射線平板探測器市場的主流。間接數字化平板探測器亦分兩步完成工作第一步，X射線經過閃爍晶體(碘化銫或磷)產生可見光；第二步，可見光經具有光電二極管作用的非晶硅層(a-Si)轉變為電荷， 再由具有門控作用的薄膜晶體管(TFT)收集。每一個非晶硅薄膜晶體管(a-Si+TFT)單元即代表一個像素點(Pixel)。經過幾十年的發展，TFT技術已很成熟，空間分辨率很高，成本也大幅度降低。但是由于X射線需經閃爍體進行可見光轉換并要有效傳輸，閃爍體是透明的，產生的可見光必然會有光的散射，X射線在一個像素點產生的可見光會在相鄰的非晶硅薄膜晶體管(a-Si+TFT)單元產生影響，這樣必然會造成X射線平板探測器圖像質量的下降。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種非晶硅碘化銫數字X射線平板探測器，能夠提高數字X射線平板探測器的圖像質量。為解決上述技術問題，本發明的實施例提供技術方案如下—方面，提供一種非晶硅碘化銫數字X射線平板探測器，包括玻璃基板；設置在所述玻璃基板上的非晶硅薄膜晶體管陣列；設置在所述非晶硅薄膜晶體管陣列上的針狀排列的碘化銫閃爍晶體陣列，用于將 X射線轉換為可見光；所述非晶硅薄膜晶體管陣列用于將所述可見光轉換為電荷信號，并讀取所述電荷信號。其中，所述非晶硅碘化銫數字X射線平板探測器還包括用于密封和填充所述非晶硅薄膜晶體管陣列和所述針狀排列的碘化銫閃爍晶體陣列中的非活性區的環氧樹脂體；設置在所述碘化銫閃爍晶體陣列上的石墨表面層；設置在所述針狀排列的碘化銫閃爍晶體陣列和所述石墨表面層之間的漫反射層， 用于防止所述碘化銫閃爍晶體陣列產生的可見光向外輻射。
其中，所述非晶硅薄膜晶體管陣列包括硅光電二極管，用于將所述可見光轉換為電荷信號，薄膜晶體管，用于讀取所述電荷信號。其中，所述針狀排列的碘化銫閃爍晶體陣列具體用于將X射線轉換為波長560納米的可見光。其中，所述碘化銫閃爍晶體中包含有鉈原子，用于提高所述碘化銫閃爍晶體將X 射線轉換為可見光的效率。其中，所述針狀排列的碘化銫閃爍晶體陣列中單個晶體的大小為3-50微米，所述碘化銫閃爍晶體陣列的厚度為500-1000微米。其中，所述玻璃基板的厚度為1-2毫米。其中，所述薄膜晶體管為P-I-N型結構，厚度為1-2微米，儲存電容為l-50pf。其中，所述硅光電二極管由P型Si和N型Si組成，兩者的厚度分別為2000埃和 500 埃。其中，所述環氧樹脂體的填充因子為30% -70%。其中，所述漫反射層的厚度為2-5微米。本發明的實施例具有以下有益效果上述方案中，將碘化銫閃爍晶體制作成針狀排列在非晶硅薄膜晶體管陣列，由于針狀的碘化銫閃爍晶體之間相對獨立，因此能夠減少光的漫散射，進而減少偽影，提高數字 X射線平板探測器的圖像質量。
圖1為本發明的實施例非晶硅碘化銫數字X射線平板探測器的結構示意圖；圖2為本發明的實施例針狀排列的碘化銫閃爍晶體陣列示意圖；圖3為本發明的實施例非晶硅薄膜晶體管陣列的結構示意圖。
具體實施例方式為使本發明的實施例要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。本發明的實施例針對現有技術中X射線平板探測器圖像質量不高的問題，提供一種非晶硅碘化銫數字X射線平板探測器，能夠提高數字X射線平板探測器的圖像質量。本發明提供一種非晶硅碘化銫(CsI)數字X射線平板探測器，如圖1所示，本實施例包括玻璃基板6，設置在玻璃基板6上的非晶硅薄膜晶體管陣列4，設置在非晶硅薄膜晶體管陣列4上的針狀排列的碘化銫閃爍晶體陣列3，其中，碘化銫閃爍晶體陣列3將X射線轉換為可見光，非晶硅薄膜晶體管陣列4將可見光轉換為電荷信號，并讀取電荷信號，之后外部的處理系統通過對電荷信號的分析、處理就可以得到X射線平板探測器的探測結果。進一步地，如圖1所示，本實施例的非晶硅碘化銫數字X射線平板探測器還包括 石墨表面層1，設置在碘化銫閃爍晶體陣列3和石墨表面層1之間的漫反射層2，用于密封和填充碘化銫閃爍晶體陣列3中的非活性區的環氧樹脂體5，其中，漫反射層2可以防止碘化銫閃爍晶體陣列3產生的可見光向外輻射。
其中，玻璃基板6的厚度可以為1-2毫米，用于將非晶硅薄膜晶體管(a-Si+TFT) 陣列4沉積在其上。非晶硅薄膜晶體管陣列4厚度可以為1-2微米，如圖1所示，包括薄膜晶體管(Thin Film Transistor，TFT) 7和硅光電二極管8，硅光電二極管8將碘化銫閃爍晶體陣列3產生的可見光轉換為電荷信號，薄膜晶體管7起到門開關的作用讀取該電荷信號。 其中，非晶硅薄膜晶體管是P-I-N型結構，采用液晶顯示平板工藝制作，由P型Si (P-SiNx) 和N型Si (n+a-Si)形成光電二極管8，兩者厚度分別為2000埃和500埃，P_I_N型晶體管的儲存電容為l_50pf，每一個非晶硅薄膜晶體管(a-Si+TFT)單元代表一個像素點(Pixel)。圖2所示為針狀排列的碘化銫閃爍晶體陣列，碘化銫閃爍晶體陣列3包括多個獨立的針狀碘化銫閃爍晶體，所述的針狀具體可以是圓柱體形狀或接近于圓柱體的形狀。針狀的針狀碘化銫閃爍晶體的一端可垂直植入在非晶硅薄膜晶體管陣列4上，另一端背離所述非晶硅薄膜晶體管陣列，靠近非晶硅薄膜晶體管陣列4的一端可以為圓柱體形狀或接近于圓柱體的形狀，背離非晶硅薄膜晶體管陣列4的一端逐漸變尖。碘化銫閃爍晶體陣列3 具體將X射線轉換為波長560納米的可見光，本實施例中，碘化銫閃爍晶體3中可以包含有鉈原子，能夠提高碘化銫閃爍晶體將X射線轉換為可見光的效率。具體地，獨立的針狀碘化銫閃爍晶體大小為3-50微米，碘化銫閃爍晶體陣列3的厚度為500-1000微米，碘化銫閃爍晶體陣列的厚度越大，吸收高能X射線的效率越高。本實施例中，針狀的碘化銫閃爍晶體之間相對獨立，因此能夠減少光的漫散射，進而減少偽影，提高數字X射線平板探測器的圖像質量。圖3所示為一個具體的實施例中非晶硅薄膜晶體管的結構示意圖，其中，31為300 埃厚的SiNx，32為200埃厚的鈍化型P-SiNx，33為透明電極膜(ITO)，厚度500埃，材料為銦錫合金，34為a-Si溝道，是500埃非晶硅，35為500埃厚的N型非晶a_Si，36為金屬層1， 材料可以為Mo/Al/Mo合金，厚度為150/2500/500埃，37為門電極層，材料可以為g-SiNx， 厚度為500埃，38為絕緣層，材料可以為SiOx 1750埃或SiOx 1750，39為金屬層2，材料可以為MoW合金，厚度為2350士235埃。如圖1所示，在非晶硅薄膜晶體管陣列4、針狀排列的碘化銫閃爍晶體陣列3、石墨表面層1之間用環氧樹脂密封和填充，對于大的Pixels(10MX IOM以上)，填充因子為 70%左右，對于小的Pixels，填充因子為30%左右。其中，填充因子的計算公式如下填充因子=非晶硅薄膜晶體管陣列和碘化銫閃爍晶體陣列中的活性區的面積/ 非晶硅薄膜晶體管陣列和碘化銫閃爍晶體陣列中的活性區的面積+非活性區的面積。本實施例的非晶硅碘化銫數字X射線平板探測器，將碘化銫閃爍晶體制作成針狀排列在非晶硅薄膜晶體管陣列上，由于針狀的碘化銫閃爍晶體之間相對獨立，因此能夠減少光的漫散射，進而減少偽影，提高數字X射線平板探測器的圖像質量。以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明所述原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種非晶硅碘化銫數字X射線平板探測器，其特征在于，包括 玻璃基板；設置在所述玻璃基板上的非晶硅薄膜晶體管陣列；設置在所述非晶硅薄膜晶體管陣列上的針狀排列的碘化銫閃爍晶體陣列，用于將X射線轉換為可見光；所述非晶硅薄膜晶體管陣列用于將所述可見光轉換為電荷信號，并讀取所述電荷信號。
2.根據權利要求1所述的非晶硅碘化銫數字X射線平板探測器，其特征在于，還包括 用于密封和填充所述非晶硅薄膜晶體管陣列和所述針狀排列的碘化銫閃爍晶體陣列中的非活性區的環氧樹脂體；設置在所述碘化銫閃爍晶體陣列上的石墨表面層；設置在所述針狀排列的碘化銫閃爍晶體陣列和所述石墨表面層之間的漫反射層，用于防止所述碘化銫閃爍晶體陣列產生的可見光向外輻射。
3.根據權利要求1所述的非晶硅碘化銫數字X射線平板探測器，其特征在于，所述非晶硅薄膜晶體管陣列包括硅光電二極管，用于將所述可見光轉換為電荷信號， 薄膜晶體管，用于讀取所述電荷信號。
4.根據權利要求1所述的非晶硅碘化銫數字X射線平板探測器，其特征在于，所述針狀排列的碘化銫閃爍晶體陣列具體用于將X射線轉換為波長560納米的可見光。
5.根據權利要求1所述的非晶硅碘化銫數字X射線平板探測器，其特征在于，所述碘化銫閃爍晶體中包含有鉈原子，用于提高所述碘化銫閃爍晶體將X射線轉換為可見光的效率。
6.根據權利要求1所述的非晶硅碘化銫數字X射線平板探測器，其特征在于，所述針狀排列的碘化銫閃爍晶體陣列中單個晶體的大小為3-50微米，所述碘化銫閃爍晶體陣列的厚度為500-1000微米。
7.根據權利要求1所述的非晶硅碘化銫數字X射線平板探測器，其特征在于，所述玻璃基板的厚度為1-2毫米。
8.根據權利要求3所述的非晶硅碘化銫數字X射線平板探測器，其特征在于，所述薄膜晶體管為P-I-N型結構，厚度為1-2微米，儲存電容為l-50pf。
9.根據權利要求3所述的非晶硅碘化銫數字X射線平板探測器，其特征在于，所述硅光電二極管由P型Si和N型Si組成，兩者的厚度分別為2000埃和500埃。
10.根據權利要求2所述的非晶硅碘化銫數字X射線平板探測器，其特征在于，所述環氧樹脂體的填充因子為30% -70%。
11.根據權利要求2所述的非晶硅碘化銫數字X射線平板探測器，其特征在于，所述漫反射層的厚度為2-5微米。
全文摘要
本發明提供一種非晶硅碘化銫數字X射線平板探測器，屬于數字X射線平板探測器領域。其中，該非晶硅碘化銫數字X射線平板探測器，包括玻璃基板；設置在所述玻璃基板上的非晶硅薄膜晶體管陣列；設置在所述非晶硅薄膜晶體管陣列上的針狀排列的碘化銫閃爍晶體陣列，用于將X射線轉換為可見光；所述非晶硅薄膜晶體管陣列用于將所述可見光轉換為電荷信號，并讀取所述電荷信號。本發明的非晶硅碘化銫數字X射線平板探測器能夠提高數字X射線平板探測器的圖像質量。
文檔編號G01T1/202GK102466808SQ201010540060
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月9日 優先權日2010年11月9日
發明者張圈世 申請人:北京大基康明醫療設備有限公司