電離輻射探測的制作方法
【專利摘要】一種探測器陣列（110）包括被配置為探測電離輻射并輸出指示探測到的輻射的信號的探測器（112），其中，所述探測器至少包括半導體元件（118）和照明子系統（120），所述照明子系統被配置為生成并傳遞子帶隙照明輻射，用于選擇性地僅對所述半導體元件的子部分進行照明，以便在所述元件內產生空間圖案化的照明分布。
【專利說明】電離輻射探測
【技術領域】
[0001]下文總體上涉及電離輻射探測，更具體而言，涉及半導體輻射探測器，并且借助在計算機斷層攝影(CT)中的具體應用對其進行描述；然而，下文同樣適用于其他成像模態，諸如，核醫學、數字放射顯影(DR)和/或用于安全、非破壞性測試、醫學成像和/或其他領域的其他模態。
【背景技術】
[0002]計算機斷層攝影(CT)掃描器包括以可旋轉的方式安裝到一般固定不動的機架上的旋轉機架。所述旋轉機架穿過檢查區域支撐X-射線管和安裝在可旋轉機架上與所述X-射線管相對的探測器陣列。所述旋轉機架關于縱軸或Z軸圍繞所述檢查區域旋轉，因而所述X-射線管和所述探測器陣列也如此旋轉。所述X-射線管被配置為發射貫穿所述檢查區域(以及檢查區域中的對象或物體的一部分)并照射到所述探測器陣列上的電離輻射。所述探測器陣列包括探測電離輻射并生成指示其的信號的多個探測器。重建器重建圖像，從而生成指示檢查區域中的對象或物體的一部分的體積圖像數據。
[0003]已經使用寬帶隙半導體探測器來探測用于諸如安全、非破壞性測試和醫學成像的應用中的電離輻射。令人遺憾的是，這樣的探測器并不能很好地適用于所有的成像應用。例如，對于譜CT而言，這樣的探測器可能在時間分辨率和響應均勻性方面存在不足，并且受到電荷捕獲和極化的影響。對于大多數應用而言，要求這樣的探測器厚得足以提供用于吸收高能X-射線和Y光子所需的高制動(Stopping)能力。探測器晶體的厚度需要超過十
(10)毫米(mm)，對于CT和PET應用而言，通常為三(3)到五(5)mm，其側面尺寸范圍從十乘十(10 X 10)到二十乘二十(20 X 20)平方毫米(mm2)。具有精確受控的特性(如，成分、缺陷密度、摻雜等)的該尺寸的無瑕疵探測器晶體是不容易獲得的。此外，要向所述探測器施加數百伏特電壓以提供有效的電荷分離和收集。
[0004]高壓偏置以及不可避免的晶體缺陷和瑕疵的存在導致了晶體內的電荷捕獲以及擴展的空間電荷區的形成，并最終影響由探測器晶體內的電離輻射產生的電荷載流子的生成和收集以及探測器響應時間，并且降低探測器的信噪比和能量分辨率。在諸如醫學CT的高通量輻射探測領域中應用半導體探測器的另一障礙在于，X-射線通量在掃描期間劇烈變化，其影響探測器晶體性質，并且能夠導致一些不期望的效果，諸如，信號堆積、飽和、電荷捕獲等。
[0005]在美國專利5，248，885、美國專利5，905，772、美國專利7，312，458、美國專利7，514，692、美國專利7，652，258和7，800，071以及美國專利申請公開文本2010/0078559中描述了基于探測器加熱和子帶隙照射來減少電荷捕獲和極化以改善輻射探測器性能的技術。然而，整個探測器晶體的加熱和照明通過生成額外的電荷載流子極大地降低探測器的電阻，其繼而提高暗電流和噪音水平，并且需要在探測器耦合電子裝置中產生相當大的變化。除了上述方案之外，在2010/0078559中提出的探測器的非均勻性但未圖案化的IR照明還將提高探測器響應的不均勻性。[0006]此外，上述技術沒有提供有效的空穴排出，所述空穴是通過位于晶體內部深處并且遠離陰極的探測器區域中的電離輻射而產生的。缺乏有效的機制將空穴從受到高通量的電離輻射照射的晶體中快速排出(evacuation)，導致電荷捕獲和極化，并且影響探測響應時間，使其不足以用于高通量應用。此外，如果像素化探測器在陽極一側具有意在更加快速地排出在遠離陰極的位置生成的空穴的導向電極，則對這樣的探測器的照明將子陽極晶體區域的導電性和墊(pad)到導向電極的漏電流的幅度增大高達兩個數量級，其可能阻礙或者甚至妨礙導向電極的使用，被證明用于改善探測器的響應時間和能量分辨率。
[0007]從上文來看，存在一種有待解決的需求，S卩，需要其他方案來克服在高通量成像應用中的半導體探測器的缺陷。
【發明內容】
[0008]本申請所提出的各個方面提供了一種新的改進的輻射探測技術，其解決了上文提及的與在CT中應用半導體探測器相關的問題以及其他問題。
[0009]在一個方面中，一種探測器陣列包括被配置為探測電離輻射并輸出指示探測到的輻射的信號的探測器。所述探測器至少包括半導體元件。所述探測器陣列還包括照明子系統，其被配置為生成并傳遞子帶隙照明輻射用于選擇性地僅對所述半導體元件的子部分進行照明，以便在所述元件內部產生空間圖案化的照明分布。
[0010]在另一方面中，方法包括采用空間圖案化的子帶隙照明輻射僅對被配置為探測電離輻射的探測器的半導體元件的子部分進行照明；以及在僅對所述半導體元件的子部分進行照明的同時采用所述探測器探測電離輻射。
[0011]在另一方面中，計算機可讀存儲介質被編碼有計算機可讀指令，在由計算系統的處理器執行時，所述計算機可讀存儲介質使所述系統:在測量過程中或測量之間，根據入射到所述探測器內的電離輻射的通量或者探測器輸出信號，改變以下的至少一個:照明強度，或照明圖案，或者施加到被照明的子部分或施加到與探測器的半導體元件連接的電觸頭的電壓。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]本發明可以采取各種部件和部件布置以及各種步驟和步驟布置。附圖僅出于圖示優選實施例的目的，不應被解釋為限制本發明。
[0013]圖1示意性地圖示了一種示范性成像系統。
[0014]圖2示意性地圖示了與照明子系統和電源連接的示范性探測器的俯視圖。
[0015]圖3示意性地圖示了與照明子系統和電源連接的示范性探測器的側視圖。
[0016]圖4和圖5示意性地圖示了與任選的照明子系統連接的示范性探測器。
[0017]圖6圖示了根據所述示范性探測器、所述照明子系統和所述電源的方法。
【具體實施方式】
[0018]圖1示意性地圖示了諸如計算機斷層攝影(CT)掃描器的成像系統100。在其他實施例中，所述成像系統包括數字放射顯影(DR)、核醫學和/或探測電離輻射的另一裝置。
[0019]所圖示的成像系統100包括固定機架102和由固定機架102可旋轉支撐的旋轉機架104。旋轉機架104關于縱軸或者z軸圍繞檢查區域106旋轉。諸如X-射線管的輻射源108由旋轉機架104來支撐，并且借助旋轉機架104圍繞檢查區域106旋轉。輻射源108發射電離輻射，使所述電離輻射準直，以產生貫穿檢查區域106的大體為扇形、楔形或者錐形的輻射射束。
[0020]由探測器構成的陣列110 (在本文中也被稱為探測器陣列110)包括具有一個或多個探測器像素的一維或二維探測器模塊111，所述探測器像素被配置為探測貫穿所述檢查區域106的電離輻射，并生成指示其電離輻射的電信號。如圖所示，對于所述探測器模塊111的至少其中之一，所述探測器陣列Iio包括照明子系統120和電功率源122。電源122和照明子系統120也能夠為其他探測器模塊充當公共電源和照明源。文中將所述探測模塊111的至少其中之一、所述照明子系統120和電源122 —起稱為探測設備113。
[0021]所圖示的探測器模塊111包括半導體輻射探測器112，其具有處于由碲化鎘(CdTe)或碲鋅鎘(CdZnTe或CZT)等構成的半導體元件118上的陰極114和陽極116。所述照明子系統120被配置為生成非均勻的、空間圖案化的并且動態變化的子帶隙輻射121，用于對半導體元件118進行照明。電源122用于向半導體元件118的表面上的一個或多個電觸頭提供一個或多個恒定的或者臨時變化的偏置電壓。
[0022]如在下文中更加詳細描述的，能夠采用子帶隙輻射121和偏置電壓來控制半導體兀件118中的電場和導電性分布,減少空間電荷對由來自源108的電離福射(信號電荷載流子)產生的電荷載流子的生成和收集造成的影響，提供對慢電荷載流子(空穴)的有效的排出，并且在探測器112受到高通量電離輻射的輻射并對其進行探測時改善信號電荷載流子的收集。在一個實例中，這改善了探測器112的響應時間、能量和空間分辨率以及多像素探測器響應的穩定性和均勻性，提高了信噪比，并且降低了串擾，而不會顯著提高熱噪聲和暗電流。
[0023]電荷敏感放大器和脈沖整形器124處理探測器像素的信號輸出并生成指示探測到的光子的脈沖(例如，電壓或電流)。在光子計數譜CT應用中，能量鑒別器126基于脈沖的峰值電壓對脈沖進行鑒別。在這一示例中，鑒別器126包括多個比較器，所述比較器分別將脈沖的幅度與對應于不同的能量水平的一個或多個閾值進行比較。比較器響應于超過其閾值水平的幅度來生成輸出信號(例如，高或低)。計數器128對分別針對每一閾值的輸出信號進行計數。能量分箱130將所述計數值分箱到對應于能量閾值之間范圍的能量范圍內。分箱后的數據用于對探測到的光子進行能量解析。在非光子計數譜CT應用中，以其他方式處理整形器124的輸出。
[0024]重建器132基于探測到的X-射線光子的能量分布和通量來重建圖像。在一個實例中，分箱后的數據能夠用于隔離具有不同的X-射線吸收特性的不同類型的材料(例如，骨骼、脂肪、造影劑材料等)。諸如臥榻的患者支持器134支撐檢查區域106中的物體或對象。通用計算系統用作操作者控制臺136，并且包括諸如顯示器的輸出裝置以及諸如鍵盤、鼠標和/或諸如此類的輸入裝置。存在于控制臺136上的軟件允許操作者控制系統100的操作，例如，允許操作者選擇采用照明器122的成像協議，啟動掃描等等。
[0025]圖2和圖3示意性地示出了與照明子系統120和電源122連接的探測器112的示范性子部分。圖2示出了向陽極116看去的俯視圖，并且圖3示出了從圖2的線A-A向探測器112的側面看去的側視圖。[0026]所圖示的陽極116是沒有導向電極的像素化陽極。為了清楚和簡潔起見，所圖示的像素化陽極116的部分只包括被布置在二維(2D)陣列中的四個(4)像素200，每一像素200包括由非陽極墊區域203圍繞的陽極墊202。然而，應當理解，像素化陽極116可以包括更多或更少的像素200，諸如，二十乘二十(20 X 20)陣列，十六乘三十二( 16 X 32)陣列或者像素200的其他布置。在另一實施例中，像素化陽極116還可以包括用于每個像素的一個或多個導向電極。在又一實施例中，陽極116可以不是像素化的。
[0027]在這一例子中，像素200大約是一(I)毫米(mm)見方的，相應的墊202在大約半(0.5)毫米(mm)見方到大約十分之九(0.9)毫米(mm)見方的范圍內。定義兩個墊202之間的中心到中心距離的間距(“P”)大約為一(I)毫米(mm)。半導體元件118的寬度(“W”)是像素數量、像素幾何形狀和間距的函數。所圖示的半導體元件118具有在大約三(3)到大約七(7)毫米(mm)的范圍內的厚度、深度和高度(H)，諸如，五(5)毫米(mm)。提供上述幾何形狀的僅用于解釋目的，而不是構成限制，這里也可以預期其他幾何形狀。[0028]照明子系統120包括源203i和2032(文中將其統稱為照明源)，一個被放置為通過半導體元件118的第一側201對半導體元件118進行照明，另一個被放置為通過半導體元件118的第二側2042對半導體元件118照明。所述源203i和2032被配置為發射子帶隙照明輻射口^和1212或照明。這樣的照明源(對于所圖示的探測器112，其被配置為探測諸如X-射線、伽馬射線、紫外線等電離輻射)的例子包括紅外(IR)源，諸如，固態激光器、發光二極管(LED)、濾波寬帶IR源等。
[0029]在一個實例中，對于CdTe和CZT而言，源ZOS1和2032被配置為在從超過三千(3000)微米到八百(800)微米的波長范圍內進行發射。在又一實例中，可以將所述照明波長選擇為使照明光子能量不超過所述半導體元件帶隙的一半(1/2)，其可以將通過照明輻射實現的電子空穴對的生成變為效率較低的三級過程，并且進一步阻礙在陰極一陽極方向上的半導體導電性和探測器暗電流的提高。
[0030]半導體元件118 —般對所述照明是透明的，因而所述照明輻射不會顯著地激發所述半導體元件118，即，不會通過將電子從半導體元件118的價帶激勵到導帶而生成電子空穴對，并且因此，不會在半導體元件118內部被吸收，除非因缺陷電離和/或電荷載流子脫離捕獲而被吸收。被照明區域的導電性的提高幾乎都是由來自深處缺陷級的電荷載流子脫離捕獲而提供的。
[0031]所圖示的照明子系統120還包括準直器206i和2062，它們位于半導體元件118和源203^20?之間，并且分別被配置為對照明輻射Ul1和1212進行準直，以形成朝向半導體元件118的準直輻射208i和2082。所圖示的照明子系統120還包括圖案化準直器21(^和2102，它們位于半導體元件118和準直器206^2062之間，并且選擇性地對射束ZOS1和2082進行準直，以形成各個射束212i和2122的圖案或者圖案化集合。
[0032]所述圖案化準直器210i和2102每個包括沿半導體元件118的寬度與光衰減區域216JP2162交錯的無材料區域211和2142以及沿半導體元件118的高度與光衰減區域2161和2162 (不可見)交錯的無材料區域211和2142 (不可見)的二維(2D)柵格。在另一實施例中，所述圖案化準直器2IO1和2IO2是準直器ZOei和2062的部分。在又一實施例中，所述圖案化準直器210i和2102被附著在半導體元件118上。在又一實施例中，如下文所述，沿寬度的無材料區域211和2142包括單個無材料區域，其形成射束片層而不是多個單獨的射束。
[0033]多個掩模板ZlS1和2182位于半導體元件118和圖案化準直器210^21(^之間，并且在側面201和2042上沿半導體元件118的寬度延伸，沿半導體元件118的高度彼此分離。每個掩模板218i和2182包括允許光通過的光透射區域220i和2202以及擋光或者使光衰減的不透光區域22^和2212。在圖示的實施例中，光透射區域220i和2202與無材料區域211和2142基本上幾何對齊，并且具有相似的幾何形狀。在另一實施例中，光透射區域220!和2202與無材料區域211和2142可以不具有相同的幾何形狀，例如，所述光透射區域220!和2202可以小于所述無材料區域21七和2142。
[0034]在圖示的實施例中，掩模板2%和2182被附著在半導體元件118上。掩模板218工和2182可以經由粘合劑附著到半導體元件118上，在所述元件上可以是圖案化的，和/或以其他方式附著到半導體元件118上。在另一實施例中，掩模板218i和2182是圖案化準直器210i和2102的部分。在又一實施例中，掩模板218i和2182以其他方式定位為與探測器112連接。在又一實施例中，省略掩模板2181和2182。在又一實施例中，采用掩模板218i和2182替代圖案化準直器2IO1和2102。
[0035]對于這一例子而言，如在圖2中所示，三個單獨的射束212i水平延伸，并且三個單獨的射束2122垂直延伸，并且射束212i和2122分別貫穿半導體元件118內的路徑222i和2222。如在圖3中所示，單獨射束ZU1和2122沿半導體元件118內的路徑ZZZ1和2222貫穿三個分離的層221，并且每層具有沿半導體元件118的高度而延伸的厚度。所圖示的實施例包括三個層221。然而，其他實施例可以包括更多或更少的層224，并且射束212i和21?可以貫穿不同的層，而且未必一定要彼此交叉。一般而言，可能的層221的數量取決于層的厚度，其優選地被布置為盡可能小而均勻。
[0036]多個反射器226i和2262 (例如，反射鏡、反射膜等)在與側面20七相對的側面上沿半導體元件118的寬度延伸并且沿半導體元件118的高度彼此分離，在側面20+中，圖案化照明212i和2122進入半導體元件118。反射器226i和2262將沖擊到其上的射束212工和2122的部分反射回路徑ZZZ1和2222以及層22七內。這可以有助于沿路徑ZZZ1和2222以及層221提供更加均勻的平面內或者線內照明強度分布。
[0037]例如，在射束212i和2122的強度沿路徑222i和2222衰減，從而使射束212i和2122進入半導體元件118的初始強度大于射束212i和2122在反射器226i和2262處的強度的情況下，反射部分增加了射束212i和21?的強度，從而沿路徑222i和22?的照明強度分布變得更加均勻。在圖示的實施例中，反射器2261和2262附著到半導體元件118上。可以經由粘合劑、金屬接合或其他方式實現這一目的。在另一實施例中，以其他方式使反射器226JP2262保持緊挨著半導體元件118。
[0038]將導電觸頭(未示出)附著到或集成到掩模板218i和2182和/或反射器226i和2262上。這樣的觸頭可以具有厚度大約為幾十納米量級的薄膜的形式，并且可以包括金、鉬和/或其他導電材料，其將空穴從被照明的半導體元件子部分有效地排出，并且對于射束ZU1和2122可以是透明的(如，氧化銦錫)或半透明的。
[0039]所述觸頭也能夠通過淀積到所述元件上以窄(小于照明波長)金屬條的梳狀陣列的形式的金、鉬等電耦合到所述半導體元件118的被照明的子部分上，對于所述照明而言，所述金屬條能夠被制作為半透明。在另一實施例中，所述導電觸頭在所述半導體元件118內部。所述電觸頭能夠用于向半導體元件118和/或半導體元件118的被照明的子部分施加偏壓和/或用于對由半導體元件118探測到的電離輻射生成的電荷載流子進行信號讀出、收集和/或寄存。
[0040]如在圖3中所示，電源122分別向掩模板2%和2182的導電觸頭施加電勢V1' V2和V3,并且分別向反射器226i和2262施加電勢V1.、V2，和V3.。在所圖示的實施例中，所述電勢的絕對值從陰極114朝向陽極墊202線性縮小，因而并且V1, >V2, >V3, >VS?〈O。在圖示的實施例中，V1，和VpV2，和V2和V3，和V3并不是恰好相等的。在另一實施例中，V1，=V1、V2，=V2并且V3，=V3。應當理解，在這一例子中討論的六個電勢出于解釋的目的，而不是限制；在其他實施例中，可以將電勢V1,...Vn (其中，η是整數)施加到半導體元件118的被照明的層上或者任何其他子部分上。
[0041]在為了簡潔起見，在本文中未示出的一些其他配置中，在向所述元件的被照明的子部分施加或者不施加電勢的情況下采用的文中描述的探測器半導體元件的圖案化選擇性子帶隙照明能夠提供半導體元件特性和操作的很多改善，例如，它能夠用于降低相鄰像素之間的串擾等。
[0042]各種變型是可以預期的。
[0043]圖4示出了一種變型，其中，多個照明層或者照明片層402(替代單獨射束2121)沿半導體元件118的寬度延伸，并且用于對半導體元件118內的選定層404進行照明。采用這一配置，單個照明源203能夠用于對半導體元件118中的選定區域404進行照明。為了簡潔起見，省去了本文中描述的和在圖4中未示出的其他部件。
[0044]圖5示出了一種變型，其中，沿所述路徑延伸的(如圖2和圖3所示)單獨的光束212!和2122以及沿所述寬度延伸的(如圖4所示)一個或多個光束402同時用于對半導體元件118內的選定路徑224和/或層404進行照明。也能夠包括文中描述的其他部件，為了簡潔起見，在圖5中沒有示出`。
[0045]在圖示的實施例中，照明子系統120包括作為單個點照明器的分離的源203i和/或2032。在變型中，所述源203i和/或2032中的至少一個是多點和/或多源照明器，其能夠從多于單個點和/或源進行照明。
[0046]在圖示的實施例中，示出了與半導體元件118分離的源ZOS1和/或2032。在變型中，源203i和/或2032能夠直接(或者通過某種光傳導介質)耦合至半導體元件118。
[0047]在又一種變型中，源203i和/或2032能夠耦合至準直器206i和2062、圖案化準直器2IO1和2IO2、掩模板218i和2182、反射器、反射鏡和/或能夠在半導體元件118內部產生非均勻照明分布圖案的其他介質。
[0048]在另一種變型中，耦合至源ZOS1和2032以及半導體元件118的光纖或波導為射束212!和2122提供了通往半導體元件118和層22七的光路。
[0049]在另一種變型中，探測器122是硅探測器、基于砷化鎵(GaAs)的探測器或者其他半導體探測器。
[0050]圖6圖示了根據文中的描述的方法。
[0051]應當認識到，文中描述的方法中的操作的順序不存在限制性。因此，這里可以預期其他順序。此外，可以省略一個或多個操作，和/或可以包括一個或多個額外的操作。
[0052]在602處，照明源生成子帶隙照明輻射，用于對被配置為探測電離輻射的探測器的半導體元件進行照明。
[0053]在604處，經由柵格或者圖案化準直器等對子帶隙照明輻射進行準直和圖案化，用于在半導體元件內部形成非均勻的空間圖案化的照明分布。例如，被照明的區域可以具有單獨的射束的形式，在一些實施例中，形成柵格和/或層的形式。
[0054]在606處，輻射射束用于選擇性地僅對所述半導體元件的子部分進行照明。
[0055]在608處，向被照明的子部分施加偏壓。能夠在操作602-606中的任何一個之前、之后或同時執行這一操作。
[0056]在610處，如文中所述的，控制所述輻射射束和偏壓，以引起半導體元件內部的物
理性質的預定變化。
[0057]在612處，在采用輻射射束和施加的偏壓對探測器112進行照明同時，所述探測器112用于探測電離輻射。
[0058]可以經由一個或多個處理器實現上述方案，所述一個或多個處理器執行在諸如物理存儲器的計算機可讀存儲介質上編碼或者體現的一個或多個計算機可讀指令，所述計算機可讀存儲介質使所述一個或多個處理器執行所述的各種操作和/或其他功能和/或操作。額外地或備選地，所述一個或多個處理器能夠執行由諸如信號或者載波的瞬時介質所攜帶的指令。
[0059]一般而言，圖案化子帶隙照明212i和21?能夠用于控制層22七和相鄰的半導體元件區域的電場分布和導電性。憑借照明212i和21?以及偏壓％、\、V3……Vn的適當變型，能夠在平面內，也能夠跨越半導體元件118實現更加均勻的電場分布，從而得到更好的電荷收集，繼而改善信噪比、能量分辨率和探測器響應均勻性，其可以提供補償材料質量不足和不均勻性、空間電荷效應以及電荷捕獲。
[0060]此外，圖案化子帶隙照明212i和21?能夠將由電離輻射生成的空穴從遠離陰極114和導向電極(在采用導向電極的情況下)定位的半導體元件118的深層有效地排出。由于減少了極化和電荷捕獲，因而這顯著地改善了探測器的響應時間，而不會顯著提高陰極到陽極方向的半導體導電性、熱噪聲和暗電流。
[0061]此外，具有小得多(可高達兩個數量級)的電阻的層221的厚度相對較小，并且能夠保持低于總元件厚度的5-10%。因而，顯著降低了總的墊到陰極電阻，但并未降低信噪比。
[0062]可以經由一個或多個處理器實現上述方案，所述一個或多個處理器執行在諸如物理存儲器的計算機可讀存儲介質上編碼或者體現的一個或多個計算機可讀指令，所述計算機可讀存儲介質使所述一個或多個處理器執行所述的各種操作和/或其他功能和/或操作。額外地或備選地，所述一個或多個處理器能夠執行由諸如信號或者載波的瞬時介質所攜帶的指令。
`[0063]已經參考優選實施例描述了本發明。他人在閱讀和理解以上詳細描述之后可能想到修改和變更。本發明應被解釋為包括所有這樣的修改和變更，只要它們在所附權利要求或其等價要件的范圍之內。
【權利要求】
1.一種探測器陣列(110)，包括: 探測器(112)，其被配置為探測電離輻射并輸出指示探測到的輻射的信號，其中，所述探測器至少包括半導體元件(118);以及 照明子系統(120)，其被配置為生成并傳遞子帶隙照明輻射，用于選擇性地照明僅所述半導體元件的子部分，以便在所述元件內部生成空間圖案化的照明分布。
2.根據權利要求1所述的探測器陣列，還包括: 電觸頭，其連接至所述半導體元件的被照明的子部分；以及 電源(122)，其被配置為向所述電觸頭施加電勢(Vp V2、V3、...Vn)。
3.根據權利要求1到2中的任一項所述的探測器陣列，其中，所述照明將所述子部分的導電性從第一導電性提高到更高的第二導電性，其中，所述更高的第二導電性高于所述半導體元件的未被照明的子部分的導電性，并且其中，在沒有所述照明輻射的情況下，所述第一導電性不超過所述半導體元件的所述的未被照明的子部分的導電性。
4.根據權利要求1到3中的任一項所述的探測器陣列，所述照明子系統包括: 至少一個照明源(203^20?),其生成子帶隙輻射。
5.根據權利要求1到4中的任一項所述的探測器陣列，其中，所述照明輻射光子的能量不超過所述半導體元件的帶隙的一半。
6.根據權利要求4到5中的任一項所述的探測器陣列，其中，至少一個照明源直接或者通過光透射介質耦合至所述半導體元件。
7.根據權利要求4到6中的任一項所述的探測器陣列，其中，所述至少一個照明源是紅外照明源，并且所述子帶隙輻射是紅外輻射。
8.根據權利要求1到7中的任一項所述的探測器陣列，其中，所述半導體元件包括以下中的至少一個:締化鎘、締化鎘鋅、或者締化鎘或締化鎘鋅的單晶。
9.根據權利要求1到8中的任一項所述的探測器陣列，還包括: 光透射介質Gio1Jio2JIS1JIS2),其被設置在所述至少一個照明源和所述半導體元件之間，并且被布置為使所述照明輻射圖案化并對其濾波，從而產生空間圖案化的子帶隙照明輻射。
10.根據權利要求1到9中的任一項所述的探測器陣列，還包括至少一個反射器(2261;2262)，其中，所述半導體元件被設置在所述照明子系統和所述至少一個反射器之間，并且所述至少一個反射器將貫穿所述半導體元件的照明輻射反射回所述半導體元件內。
11.根據權利要求10所述的探測器陣列，其中，所述至少一個反射器被物理耦合至所述半導體元件的外部，并且所述電源向所述至少一個反射器施加所述電勢。
12.根據權利要求1到11中的任一項所述的探測器陣列，其中，所述照明輻射對所述半導體元件的至少一個單獨的或者分離的層的子部分進行照明。
13.根據權利要求1到12中的任一項所述的探測器陣列，其中，所述電離輻射是X-射線、伽馬或其他電離輻射。
14.根據權利要求2所述的探測器陣列，其中，所述電觸頭與所述半導體元件的外側物理鄰接，或者位于所述半導體元件的內部。
15.根據權利要求2或14中的任一項所述的探測器陣列，其中，連接至所述被照明的子部分的所述電觸頭用于下述目的中的至少一個:向所述被照明的子部分施加偏壓、收集并寄存由所述半導體元件118探測到的所述電離輻射生成的電荷載流子，或者讀出指示探測到的輻射的信號。
16.—種方法,包括: 采用空間圖案化子帶隙照明輻射(212p2122)僅對被配置為探測電離輻射的探測器(112)的半導體元件(118)的子部分進行照明；以及 在僅對所述半導體元件的子部分進行所述照明的同時，采用所述探測器探測電離輻射。
17.根據權利要求16所述的方法，還包括: 向所述半導體元件的被照明的子部分施加電勢('、V2.....Vn)，并在僅對所述半導體元件的子部分進行所述照明并向所述子部分施加所述電勢的同時，采用所述探測器探測所述電離輻射。
18.根據權利要求17所述的方法，還包括: 收集并寄存所述電離輻射生成的電荷載流子。
19.根據權利要求16到18中的任一項所述的方法，其中，所施加的電勢和所述圖案化照明通過所述半導體元件的被照明的子部分提供有效的空穴排出。
20.根據權利要求17到19的任一項所述的方法，其中，施加到所述半導體元件的空間圖案化的被照明的子部分上的電勢改善所述半導體元件中的電場分布的均勻性。
21.根據權利要求20所述的`方法，還包括: 控制照明參數或所施加的電勢中的至少一個，從而對所述半導體元件內的所述電場和導電性分布進行空間和時間控制。
22.根據權利要求16到21中的任一項所述的方法，其中，所述的空間圖案化的子帶隙照明輻射減少半導體元件中的極化。
23.—種編碼有計算機可讀指令的計算機可讀存儲介質，在由計算系統的處理器執行時，所述計算機可讀存儲介質使所述系統:在測量期間或測量之間，根據入射到所述探測器內的電離輻射的通量或者指示其的探測器信號，改變以下的至少一個:照明強度，或照明圖案，或者施加到被照明的子部分或施加到與探測器的半導體元件連接的電觸頭的電壓。
【文檔編號】G01T1/24GK103562746SQ201280022704
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2012年4月6日 優先權日:2011年5月11日
【發明者】A·施瓦茨曼, N·魏納, A·利夫內 申請人:皇家飛利浦有限公司