CN101521246B - 成像探测器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种成像探测器。其中，混合型成像探测器用于探测电离辐射，诸如X射线或电子辐射或其它电离辐射。所述探测器具有在读出芯片(20)上的传感器(10)。所述传感器(10)包括由具有不同辐射吸收特性的相互堆叠于其上的不同材料的多个传感器材料层(12，14)。所述材料可以例如是Si和SiGe、Si和Ge、或者Si和非晶Se。该读出芯片为光子计数型读出芯片，当探测到高于阈值的脉冲时，所述读出芯片记录一个单次计数。

Description

成像探测器

技术领域

本发明涉及一种成像辐射探测器，并且在具体实施例中涉及一种混合型辐射探测器，包括用于执行对X射线、电子或常见的电离辐射进行计数的集成电路。

背景技术

例如用于X射线或电子的成像辐射探测器可以采用混合型，其中，读出芯片包括用于读出并处理数据的电子电路，而且传感器直接安装在读出芯片上，该装置具有许多源于传感器和读出芯片间的互连接点(bond)的规则格网的像素(平面的几何形状)。在可选的设置中，传感器本身具有由于机械加工到传感器内的电极的规则排列而产生的像素(三维的几何形状)。像素用于空间分辨地探测到达相应像素的X射线、电子或通常的电离辐射。当X射线、电子或常见的电离辐射与像素相互作用时，产生由读出芯片读出的电荷。这种探测器能够作为成像传感器。

第一种类型的商业辐射探测器是由Panalytical BV出售的PIXcel(商标)探测器，该探测器使用了Si传感器。传感器的每个像素都具有相应的凸块接点(bump bond)，用于将像素连接到相应的读出电路。

当X射线被吸收在传感器的像素内时，它与原子相互作用以产生光电子，该光电子转而激发来自邻近原子的许多外层电子并因此在传感器材料的小空间区域内产生电子云(以及空穴)。电子云中可能存在量级为两千个的电子。电子的数量与X射线光子的能量成比例。偏压引起电子云扩散到传感器的后部，其中电子云经过凸块连接至读出芯片并被像素的相应电路转化为电脉冲以及作为计数而探测出来。

读出芯片能够处理接收到的电脉冲以建立图像。这可以以许多方式实现。通常，一旦产生的电脉冲超过电压阈值，则计数被空间分辨地收集在探测器的像素点阵内。被收集在像素点阵内的不同数量的计数形成吸收对比图，即物体的图像。在X射线衍射试验中，像素的计数组成二维X射线衍射图形，并且它们还可以专门被集成或储藏在一起以形成衍射图，后者利用PIXcel探测器实现。

US 6,933,503教导了在辐射探测器中使用锗，该文献描述了一种夹置在两个相对薄掺杂GaAs层之间的大容量锗X射线探测器，其因此组成pn二极管。GaAs层的其中之一被分割以制作多个像素。锗比GaAs层厚得多，从而使X射线基本上全部被吸收在大容量锗内。

当X射线或电子与读出芯片相互作用时，X射线或电子能引起对读出芯片的损伤。这能导致辐射探测器出现问题和故障。这种情况在以下实验室X射线分析的情况下是一种特殊的问题，其中对于装有Si传感器的探测器，利用了17.4keV的Mo辐射或者代替更常规的8keV的Cu辐射而利用了来自同步加速器源的等于20keV的X射线。

一种用于减小由X射线或电子引起的损伤的公知方法是代替Si利用固有地吸收更多X射线或电子的材料，诸如GaAs、CdZnTe或CdTe。不幸地是，这种材料作为传感器仍然很有问题，并且通常给出有限的探测器性能。在Si上进行加工处理通常比采用这些更奇特的材料要简单得多。

在US 5,889,313和US 6,204,087中教导了另外一种方法，其教导使用一种具有延伸通过传感器的阳极杆的不同构造。这些杆被偏置以收集电子。这种构造具有的优势是由辐射产生的电子传播到阳极杆比其传播到传感器表面上的收集或测量电极的距离要近。据说该构造用于减小辐射损伤。

然而，已证实该构造在实际中很难制造以获得商业装置。在300μm厚的基片内很难制造非常狭窄的具有正确的纵横比和间距的通孔。如果使用了较薄的传感器，对于最佳灵敏度而言吸收通常太低，如同典型地对于X射线实验室分析器的情况。

因此，仍然需要能更好地防止读出芯片受到8-20keV范围内的辐射损伤的Si基传感器。由于高空间分辨探测器的读出芯片能够在亚微型CMOS工艺中被制造，该工艺示出某种辐射难度但不专门采用辐射难度设计，所以这是重要的。

发明内容

根据本发明，提供了根据权利要求1的辐射探测器阵列。

发明人已认识到通过增加研究范围内的辐射在传感器内的吸收，可以减少对探测器包括读出芯片的辐射损伤。

换句话说，发明人已认识到可以使用一个另外的活性层来减小辐射损伤，而不是将被动辐射吸收层例如应用到读出芯片的顶部。

通过将另外的辐射吸收层应用到Si基片的顶部，不需要布图辐射吸收层，例如用于为连接读出芯片和传感器的凸块接点提供通过辐射吸收层的通孔。

然而，在传感器层内使用多于一种不同的材料存在一个主要问题。这就是每一层将对X射线或电子起不同反应的问题。尤其是，具有特定能量的X射线光子或电子通常将根据它们被吸收的传感器层而产生不同数量的电荷。这使得读出困难。

然而，读出芯片具有电路，当该电路探测到相应于脉冲的电荷大于像素中的阈值时记录单个计数。以这种方式，只要脉冲大于阈值，读出芯片就将记录光子或电子，而与光子或电子被吸收在哪个层无关。这允许混合型辐射探测器仍然正常地工作。

而且，与具有仅使用硅的传感器的混合型探测器相比，这种探测器在吸收X射线时不是特别有效的，根据本发明的混合型探测器能在传感器中更好地吸收X射线，具有增加感测效率的另外重大优势。

传感器材料层可以包括Si层以及含有具有比Si原子数高的元素的层。以这种方式，具有较高原子数的层可以具有较高的吸收/单位长度，对于特定厚度的传感器，允许在传感器内有更高的吸收。这将应用范围延伸到较高能量，例如对于在同步加速器环处进行的蛋白质结晶学，在实验室分析器内利用了11keV-15keV的能量范围并且X射线衍射位于Mo辐射17.4keV处。重大优势因此是与仅Si传感器相比有更好的吸收，并且与其它材料相比具有相当容易的制造性。

传感器材料层可以包括位于由Si形成的第一传感器材料层上的由Ge或SiGe形成的第二传感器材料层。与诸如GaAs、CdZnTe或CdTe的更复杂的材料相比，SiGe或Ge可被更方便地集成到常规的Si加工处理中。然而，具有多于一个活性层的光子计数探测器的读出工作原理是普通的，并且不局限于给定的示例。

在Si/Ge的情况下，传感器材料层包括位于第一传感器材料层和第二传感器材料层之间的缓冲层，其中，缓冲层具有从第一传感器材料层改变到第二传感器材料层的分级成分，以适合于晶格失配。

作为对传感器不被布置在侧面的平面探测器几何形状的供选方案，传感器还可以包括多个导电杆(如在US 5,889,313和US 6,204,087中所描述的)，但对于这里介绍的新发明，导电杆延伸通过第一传感器材料层和第二传感器材料层的。杆可以为第一和第二材料层内的电子和空穴提供至读出电路的路径，无需穿过第一和第二材料层之间的界面。

第二传感器材料层的供选层也可以是非晶层，例如非晶硒。由于两层之间的界面可以代表电荷载流子扩散通过界面的障碍，所以在该构造中使用基本垂直于界面延伸的导电杆具有特殊的用途。

附图说明

为了更好地理解本发明，现在将参照附图以纯粹示例的方式来描述实施例，其中：

图1示出本发明第一实施例的侧视图；

图2例示了不同的层组合的吸收；

图3例示了具有端帽的第二实施例；以及

图4示出本发明第三实施例的侧视图。

附图为示意性的且未按比例绘制。在不同的附图中相同或相似的部件被给予相同的附图标记。

具体实施方式

参照图1，利用多个凸块接点30将传感器10安装到读出芯片20上，每个凸块接点都对应于一个单独的像素。所述读出芯片包括用于每个像素并因此用于每个凸块接点30的独立光子计数探测器22。

传感器10包括两个传感器材料层12、14。这些传感器材料层中的第一层为硅基片12，并且第二传感器材料层为锗外延层14。在实施例中，基片12为300μm厚并且外延层为50μm厚。在基片12和外延层14之间设有薄缓冲层16，该缓冲层具有硅和锗的成分梯度，接近硅基片12处具有高硅含量，并且接近所述锗外延层14处具有高锗含量，以最小化晶格应变和变形。

欧姆接触42通过插入第二材料层14内而形成，并且在第二材料层14上设有将欧姆接触制造到第二材料层14的欧姆电极32。

硅基片的使用允许采用常规的半导体制造装置并且有助于集成以及容易制造。在实施例中，传感器10和读出芯片20由Si制成，由高欧姆材料制成的传感器和正常类型的读出芯片用于CMOS工艺。

每个光子计数探测器22都具有一个阈值，并且探测器计数超过所述阈值的脉冲。光子计数探测器22包括偏压电路24，该偏压电路关于欧姆电极32而施加正偏压到读出芯片20上，并因此施加正偏压到传感器10的后部，这致使由辐射光子或电子激发的电子朝向传感器的后部移动。读出芯片还能以空穴收集模式运行。在那种情况下，读出芯片20被接地，并且正偏压被施加到欧姆电极32上。

为便于进行说明，以下的说明描述了对X射线的响应，但相同的探测器也将以同样的方式探测电子或常见的电离辐射。

当入射的X射线光子被吸收在传感器10内时，其产生电子云和空穴。电子云中的电子数与入射的X射线光子的能量成比例。然而，由于X射线能够被吸收在锗外延层14或基片12内，所以即使对于具有确实相同能量的光子，脉冲的大小也会变化。例如，对于Cu管辐射(8keV)，如果单光子被吸收在Si层内，则单光子会产生具有2200个电子的电子云，但如果单光子被吸收在锗内，则该同一光子将产生大概多出30％的电子(2850个电子)。

可注意到两种材料层12、14均吸收大量处于预定能量范围内的X射线。第一和第二材料层中的每一个都因此能够吸收至少10％的处于至少部分有关(interest)的能量范围内的入射X射线或电子。更重要地，在有关的整个预定能量范围的总吸收优选超过70％，进一步优选至少90％或者甚至95％。

与简单的Si传感器相比，即使当采用相当薄的硅基片时，本发明也允许吸收增加。Si基片的厚度可以例如为200-500μm。上层可以具有比该厚度小的厚度，例如20-50μm或者100μm。实际上，层的厚度将受限于探测器的特性，这取决于适当的层生长。

图2例示了200μm的Si基片以及顶部具有10、50和100μm Ge的Si基片在波长范围为0.17-0.06nm内的吸收情况，所述波长范围相应于大约7-20keV。可以看出具有50μm的Ge比仅使用Si已给出非常显著更好的结果，并且具有100μm的Ge给出极好的结果。尤其是，对Mo辐射(波长为0.07nm)的吸收从单独使用Si时的37％上升到采用50μm Ge时的84％以及采用100μm Ge时的97％。在从11keV到15keV(波长0.11nm-0.08nm)的能量范围内，100μm的Ge层始终传输大于99.5％的吸收，而在介于11keV和14keV之间的能量范围内传输99.9％的吸收。后面的这个范围尤其适合于利用同步加速器X射线源来完成蛋白质晶体学研究。

同时使用Si和Ge的另一个优势在于Si为能量低于11keV的好吸收体。Ge在那个区域内不比Si好得多，但在11-15keV的能量范围内吸收性却是极好的，这允许在同步加速器系统内研究蛋白质结晶学，并且Ge在17.4keV处的吸收性也良好，这适合于Mo辐射。因此，组合系统在宽范围内具有改进的性能。

施加的偏压引起电子朝向施加在读出芯片20上的正电势处移动，通过传感器10的后部并随后通过凸块30移动至相应的读出电路。电荷被放大和转换以便相应于电荷量及因此产生的电子数，而产生电脉冲。

读出芯片可以包括电路来避免由于电荷共用造成的计数损失并避免因由经过邻近凸块的单光子或电子激发的电子云中的一些电子引起的双重计数造成的另外计数。当在相邻的像素中同时探测到脉冲时仅描述一个像素，例如探测到最高电荷的像素。在具有高空间分辨率的无校正电路的其它芯片中，这些影响将存在并且通过适当的阈值设定而最小化。

为了处理由于使用两种不同材料而引起的可变脉冲大小，光子计数探测器被阈值化，并且如果脉冲超过预定的尺寸，则将每个脉冲计为单个计数。以这种方式，所有的光子被同样地计数，而与它们被吸收的层无关。

典型地，对于利用处于特定预定能量的辐射而操作的实验，阈值电压水平将方便地相应于被产生更多电子的层中的该能量的光子诱导的电子数的一半。考虑上面的示例，其中，特定能量的光子在一层内产生2200个电子的电子云并且在上部的另一层内产生2850个电子的电子云。脉冲中的阈值应当是1400个电子，即产生的较高电子数的一半。通常，阈值应当是产生的较高电子数的45％至60％。

如果光子产生接近于一个像素和另一个像素之间的边缘的光子云，则光子云可以经两个像素的读出传感器而读出。利用建议的阈值，由于至少一半的光子云需要通过一个读出像素以产生计数，所以光子云将仅在至多一个像素内被读出，避免了双重计数。因此，采用适当的阈值本身避免了双重计数，同时使由于电荷共用引起的损失最小化。

引入多于一个的吸收层具有另外的优势。对于探测器的噪音电平附近的较低能量以及当附加的层产生更多电子/入射光子时，这是非常重要的，如同对于Si上的Ge的情况一样。通常，利用8keV的Cu辐射进行X射线衍射试验。对于Si传感器，噪音电平可以介于3keV和4keV之间。对于分层的探测器，该数值不应当高出很多。阈值可以随后被设定为1100个电子，这等价于大约4keV。由于电荷共用引起的平坦分布存在于噪音和Cu峰之间。8keV Cu峰与噪音之间的近距离对于阈值水平的选择强加了限制，并且对于具有良好的电子电路以及正确制造的芯片，能够刚好实现1100个电子水平。

在这种情况下，由于电子电路的稳定问题而引起阈值水平即使是很小的改变也能具有重大影响，并且能在测量中引起强度波动。

相比之下，在这里描述的具有两个吸收层的装置中，位于第一吸收层上部的第二吸收层使在该第二吸收层内的绝对吸收最大化。重要的事实是与用于Si的2200个电子相比，对于8keV的Ge，位于大约2850个电子处的探测器响应峰现在更进一步远离探测器的噪音电平。这对于探测器响应的稳定性和像素-像素响应的均一性以及重复测定的精确度都是非常有益的。

与1100个电子相比，在当前的两层探测器中将电压阈值水平设定到1400个电子现在也进一步远离噪音。该阈值水平高度适合于具有较高电子数的峰(示例中的第二吸收层)，避免了双重计数以及由电荷共用引起的计数损失。当电离辐射被吸收在Si层内时，阈值稍高于电荷共用水平(产生的电子数的一半)。这损失了非常少量的计数，但使双重计数最小化，并且还保持信号进一步远离噪音。

在特定的实施例中，产生较高电子数的层吸收也最强，这是由于它是通过电离辐射到达的第一层而且还具有更大的吸收。通过将阈值设定到在产生较多电子的层内产生的电子数的一半，在示例中为Ge层，探测器进一步远离其噪音电平而有效地运行，并且被非常适当地设定，因此增加了稳定性、响应的均一性和精确度。

通常应当注意，分层的探测器对于较高能量也起作用，例如用于医疗应用的较高能量。此外，两个峰在强度、位置和形状方面相关的事实意味着，在同时使用多于一种辐射能量的情况下，能量窗能够被用于能量扩散分析。

电子脉冲应当尽可能有效地被采集并且具有最小的电荷损失。为此，必须设置多个层以避免引起电荷损失的层间的界面。本实施例中的缓冲层16具有避免尖锐界面的效果，并由此确保任何势垒都是平滑的。对界面处缺陷结构的研究表明仅对通过生长良好的外延层的界面的电荷传输有微弱影响。

任选地，通过材料布图，传感器10可以被分为独立的像素。然而，这仅在非晶层的情况下是需要的，该非晶层将产生不连续的界面或层，在界面或层之间产生了对于电子正确的传输通过界面而言太高的障碍。而是，在正确的外延系统中，传感器可以仅包括在侧向上连续堆叠在另一层上部的传感器材料层，并且像素能够由连接至读出芯片的凸块或供选连接件的位置确定。每个电子云将趋向于被收集在最近的凸块，以便使像素位置被凸块有效地确定。

为使探测器运行良好，层被充分耗尽，这将通过采用适当的偏置电势来实现。对于仅300μm的Si，100V是常见的，对于仅100μm的GaAs，介绍了350V。描述的Ge/Si系统应当具有相似的操作范围。偏置电势有助于电荷载流子传输跨过在任一侧上由不同能带隙宽度组成的界面。

重要地是注意到，读出芯片被设计成和层一起正确地运行。已知室温下Ge具有比Si高1000倍的泄漏电流。考虑到这种情况，读出电子电路具有泄漏电流补偿电路。尽管这可能引起明显的问题，但是具有即使这种大附加电流的电路仍然作为探测器正常地工作。

这种情况的另一种结果是原则上对于分层布置，冷却可能不是必要的，不同于常规的Ge探测器。但是，为了进行优化，温度稳定或者适度冷却(Peltier)可能仍然是有用的。尤其是，需要特别注意，太大的空间电荷不由Ge内的泄漏电流产生，这是由于空间电荷可以被传输通过高电阻率的Si。在这种情况下，冷却将有所帮助。

对于第二感测材料层14的材料的选择可以变化。代替上述外延锗，一种选择是使用外延硅-锗。

一种供选的实施例使用了多个层。例如，在一种示例中，硅基片具有厚度为1-5μm的分级缓冲层16，其后是30μm的Ge，其后是另一缓冲层、10μm Si、再一缓冲层以及30μm Ge。Ge层的数量可以根据需要增加，必要时具有附加的缓冲层和Si层。

使用多个Ge层能够提供足够厚度的Ge，即使证实很难在单层内可靠地生长足够厚度的单晶Ge。在这种布置中，关键是意识到层叠，网格和界面有良好的晶体图形生长，并且使错位密度最小化。而且，能带偏移应当被分级缓冲层平滑，以避免尖锐的障碍。随后，施加的偏压必须足够高，以便驱动选择的通过层被收集的电荷载流子高于电子情况下导带变化的小变化，并且高于空穴情况下价带变化中的变化。对于层内的电子和空穴，由于残余应力，可以存在甚至高度不对称的能带偏移变化，并且技术在于最好地选择将被收集的电荷载流子的类型、电子或空穴以及正确地选择层的厚度。

图3例示了第二实施例。尤其是，组合了厚度小于1μm直至10μm的GeSi分级缓冲层的Si/SiO₂的端帽40被添加到Ge层14的顶部上。

采用端帽的原因是允许传感器10被加工，如同它是Si芯片而不是具有Ge的芯片。为了操作传感器10，需要跨过芯片施加电压(在图中是垂直地)，这意味着将欧姆接触连接到芯片的前部并且将凸块接点30电阻地连接到芯片的后部。

许多团体已经做了许多技术上的努力将欧姆接触制作到Ge上。尽管这些努力已获得一些成功，并且有可能制造欧姆接触至Ge，但这是很难的技术并且未被广泛应用或实施。

相比之下，在图3的布置中，通过在顶部形成薄Si覆盖层(capping layer)，采用更公知且更好理解的技术，上部的欧姆接触能够被制作到Si。

尤其是，欧姆接触可以通过埋入法而形成在硅覆盖层内。电极32随后与欧姆接触接触。欧姆接触可以是薄欧姆接触，其不延伸通过覆盖层的全部厚度，以避免Si-Ge界面的任何影响。

在图4所示的第三实施例中，以一种不同的方式处理界面电势对电子收集的可能影响。尤其是，杆18被提供成延伸通过第一和第二感测材料层，所述杆因此基本垂直于传感器10的平面延伸。杆18被分为交互穿过传感器10的阳极杆40和阴极杆42。杆可以在传感器的表面上被设置成阵列。每个杆18都连接到读出芯片，阳极杆40连接到相应的光子计数探测器22，并且阴极杆42连接到偏压电路24。

所述杆18可以通过经传感器10机械加工通孔并采用适当的导体诸如金属来填充通孔而制成。

偏压提供在阴极杆42和阳极杆40之间，这提供了侧向偏压。在该方法中，X射线在第一或第二材料层内激发的电子云能到达相应的阳极杆40，而不穿过第一和第二材料层12、14之间的界面。

可注意到，根据该布置的方法解决了利用采用诸如在US5,889,313和US6,204,087中描述的阳极杆的现有X射线探测器时存在的问题。考虑到经较厚基片形成适当的孔存在困难，在该项研究中所研究的探测器使用了200μm的Si基片。问题是一些X射线例如在商业设备内使用的8keV的Cu X射线需要至少300μm的Si以获得最佳的灵敏度。

通过采用包含一个比Si更有效地吸收X射线的层的多层方法，采用本发明时基片能够比公使用US5,889,313和US6,204,087中的Si基片时更薄。这就允许孔被机械加工通过全部基片厚度。

如果在较厚基片内需要孔，这可以供选地利用激光钻孔来实现。该方法更难(并因此昂贵)，然而，在300μm厚度内的孔的高纵横比能够获得良好的结果。

采用杆18的方法能专门与非晶硒/硅探测器一起使用，因为这样就避免了被收集在任一层内的电子需要在收集电子之前通过界面。

作为供选，本实施例可以使用非晶硒层作为第二感测材料层14。尽管这产生陡峭的界面，然而，垂直于表面的阳极-阴极杆结构允许电荷载流子流向读出芯片。

本领域技术人员将理解上面的实施例纯粹是以示例方式而给出的，并且许多改变都是可能的。

尽管在附图中倒装晶片凸块30被显示为圆形凸块，但实际上，凸块30当然可以是通过蒸发沉积的平层。

优选地，层应当对探测器制造目的有帮助，或改进探测器的结构或电性能。

Claims (18)

1.一种用于探测预定能量范围内的电离辐射的成像探测器，所述成像探测器包括：

含有读出电路的读出芯片(20)；以及

用于在多个像素上吸收电离辐射的传感器(10)，所述传感器电连接到所述读出芯片上；

其中，所述读出芯片(20)具有电路，当探测到由光子或电子激发出的电荷大于阈值电荷时，所述电路在像素内记录一个脉冲；并且

所述传感器(10)包括由具有不同辐射吸收特性的相互堆叠于其上的不同材料的多个传感器材料层(12，14)，其中，所述多个传感器材料层(12，14)吸收至少70％的跨越预定能量范围的入射辐射；

其中，所述传感器材料层包括第一半导体的第一传感器材料层(12)、第二半导体的第二传感器材料层(14)以及位于所述第一传感器材料层和第二传感器材料层之间的缓冲层(16)，其中，所述缓冲层具有从所述第一传感器材料层的材料改变到第二传感器材料层的材料的分级成分。

2.根据权利要求1所述的成像探测器，其中，所述第一传感器材料层和所述第二传感器材料层具有的特性是当预定能量范围内的电离辐射被第一传感器材料层吸收时产生至少第一电荷，并且当被第二传感器材料层吸收时产生至少第二电荷；并且

所述阈值电荷在所述第一电荷和第二电荷中的较高电荷的45％和60％之间。

3.根据权利要求2所述的成像探测器，其中，所述读出芯片被设置成当探测到电离辐射时相应于电荷量产生一个电压脉冲，将电压脉冲与阈值进行对比，并且仅对电压脉冲超过阈值的脉冲进行计数。

4.根据权利要求1或2所述的成像探测器，其中，所述多个传感器材料层(12，14)中的每一个吸收处于预定能量范围内的至少一种能量的至少20％的入射辐射。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的成像探测器，其中，所述第一传感器材料层(12)与所述读出芯片相邻，并且所述第二传感器材料层(14)位于所述第一传感器材料层上，其中，所述第二传感器材料层吸收预定能量范围内的至少30％的入射辐射。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的成像探测器，其中，所述第一传感器材料层(12)与所述读出芯片相邻，并且所述第二传感器材料层(14)位于所述第一传感器材料层上，其中，所述第二传感器材料层吸收预定能量范围内的至少50％的入射辐射。

7.根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的成像探测器，其中，所述传感器材料层(12，14)包括一个Si材料层和另一个Ge或SiGe材料层。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的成像探测器，其中，所述第一传感器材料层(12)是Si，并且第二传感器材料层(14)是Ge或SiGe。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的成像探测器，所述成像探测器具有多个层，该多个层包括交替的第一和第二传感器材料层以及在所述第一和第二传感器材料层之间的缓冲层。

10.根据权利要求9所述的成像探测器，所述成像探测器包括至少两个第一传感器材料层和至少两个第二传感器材料层。

11.根据权利要求1-3中任一项所述的成像探测器，所述成像探测器还包括在所述第二传感器材料层(14)顶部的覆盖层(40)。

12.根据权利要求11所述的成像探测器，其中，所述覆盖层(40)是厚度处于1μm-10μm范围内的Si层。

13.根据权利要求11所述的成像探测器，所述成像探测器还包括在所述覆盖层中形成的欧姆接触。

14.根据权利要求1-3中任一项所述的成像探测器，其中，所述传感器包括延伸通过所述第一传感器材料层(12)和所述第二传感器材料层(14)的多个导电杆(18)，所述导电杆(18)连接到所述读出芯片(20)上。

15.根据权利要求14所述的成像探测器，其中，所述第一传感器材料层和所述第二传感器材料层(12，14)中的至少一个为非晶的。

16.根据权利要求15所述的成像探测器，其中，非晶的第二传感器材料层(14)是非晶硒。

17.根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的成像探测器，其中，所述读出芯片包括多个读出电路(22)，所述多个读出电路中的每一个都电连接到单个像素。

18.根据权利要求1所述的成像探测器，其中，所述电离辐射是X射线或电子。

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