CN1318860C

CN1318860C - 放射线检测器

Info

Publication number: CN1318860C
Application number: CNB2004100771195A
Authority: CN
Inventors: 佐藤贤治; 铃木准一; 长舟伸也; 渡谷浩司; 岸本荣俊
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2003-09-10
Filing date: 2004-09-10
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2024-09-10
Also published as: KR20050026892A; US20050051731A1; JP2005086059A; US7105829B2; CA2480992A1; KR100624026B1; JP4269859B2; CN1595200A; EP1515374A3; EP1515374A2

Abstract

本发明的放射线检测器具有位于放射线感应半导体的前表面上放射线检测有效区域外侧位置的电绝缘缓冲器座。用于施加偏置电压的公共电极覆盖缓冲器座。用于提供偏置电压的导线与该公共电极表面上位于缓冲器座上的导线连接区域连接。缓冲器座减小当导线与公共电极连接时产生的冲击。这样，就可以保护半导体和中间层免受损坏，从而避免性能降低。该缓冲器座位于放射线检测有效区域以外。因此，该缓冲器座不会削弱放射线检测功能。

Description

放射线检测器

技术领域

本发明涉及一种在医药、工业、原子和其它领域中使用的直接转换类型的放射线检测器，它包括用于在放射线的入射时产生电荷的放射线感应半导体。

背景技术

非直接转换类型放射线检测器首先将放射线(例如X射线)转换为光，然后通过光电转换将光转换为电信号。与非直接转换类型明显不同的是，直接转换类型放射线检测器利用放射线感应半导体将入射放射线(例如X射线)直接转换为电信号。

如图1所示，直接转换类型放射线检测器包括有源矩阵衬底51，放射线感应半导体52和用于施加偏置电压的公共电极53。用于施加公共电压的导线54与公共电极53的表面连接。许多收集电极(未示出)以二维矩阵排列的方式形成在有源矩阵衬底51的表面上，该二维矩阵排列设置在放射线检测有效区域SA内。在有源矩阵衬底51的表面上布置有电路(未示出)，用于存储和和读取在放射线入射时由各收集电极收集到的电荷。在有源矩阵衬底51的表面上形成收集电极的位置上层叠放射线感应半导体52，用于在放射线入射时产生电荷。在放射线感应半导体52的前表面上二维地形成用于施加偏置电压的公共电极53。

在直接转换类型放射线检测器检测放射线时，从偏置电压源经过用于提供偏置电压的导线54向用于施加偏置电压的公共电极53施加偏置电压。在施加偏置电压之后，放射线感应半导体52在放射线入射时就会产生电荷。收集电极收集由该半导体52产生的电荷。利用包括电容器、开关元件和电线的存储和读取电路，可以从各收集电极中得到由收集电极收集到的电荷，并将其作为放射线检测信号。

即，在直接转换类型的放射线检测器中，二维矩阵排列形式的各收集电极作为对应射线照相图像中的各像素的电极(像素电极)。根据投射到放射线检测有效区域SA的放射线的二维强度分布，所获得的放射线检测信号可以用于创建放射线照相图像。

但是，传统放射线检测器的问题在于由于用于提供偏置电压的导线54与用于施加偏置电压的公共电极53连接，而导致性能较低。

由于使用例如铜线等硬金属作为用于偏置电源的导线54，因此当导线54与公共电极53连接，会对放射线感应半导体52造成损坏，从而导致例如电压抵抗缺陷等性能降低。特别是当半导体52为非晶体硒或非硒多晶半导体例如CdTe、CdZnTe、PbI₂、HgI₂或TlBr等时，利用真空沉积可以很容易形成大面积和厚度的放射线感应半导体，但是这种非晶体硒和非硒多晶半导体由于相对较软而容易擦伤。即使在放射线感应半导体52和公共电极53之间布置了证明暗电流降低效应的载流子选择性中间层时，该载流子选择性中间层也远比半导体52薄，因此当导线54与公共电极53连接时，载流子选择性中间层和半导体52会出现例如电压抵抗缺陷等性能降低。

发明内容

本发明是考虑到上述技术状态而做出的，它的目的是提供一种放射线检测器，它可以避免由于用于偏置电压提供的导线和用于向放射线感应半导体施加偏置电压的公共电极连接而导致的性能降低。

根据本发明，利用一种放射线检测器可以实现上述目的，该放射线检测器具有用于在放射线入射时产生电荷的放射线感应半导体，和在该放射线感应半导体的前表面上二维形成的用于施加偏置电压的公共电极，与该公共电极表面连接的用于提供偏置电压的导线，该检测器包括：

电绝缘缓冲器座，位于放射线感应半导体的前表面上，处于放射线检测有效区域以外的位置；

公共电极用于施加偏置电压，并覆盖该缓冲座的至少一部分；

其中，用于提供偏置电压的导线与位于缓冲座上的公共电极的表面部分连接。

当本发明的放射线检测器检测到放射线时，偏置电压经过用于提供偏置电压的导线，施加到公共电极上。利用所施加的偏置电压，放射线感应半导体在所检测的放射线入射时将产生电荷，并将该电荷作为放射线检测信号的信号源。

本发明的放射线检测器包括位于放射线感应半导体的前表面上并处于放射线检测有效区域以外的位置的电绝缘缓冲器座。用于施加偏置电压的公共电极覆盖该缓冲器做的至少一部分。用于提供偏置电压的导线与位于缓冲器座上的公共电极的表面部分连接。该缓冲器座降低当该导线与公共电极连接时发生的冲击。因此，可以保护该放射线感应半导体避免可能导致电压抵抗缺陷的损坏。

该用于防止对放射线感应半导体造成损坏的缓冲器座位于放射线检测有效区域以外。因此，该缓冲器座不会削弱放射线检测功能。

在本发明的一个具体例子中，放射线检测器还包括有源矩阵衬底，该有源矩阵衬底包括：

多个收集电极，它们以位于放射线检测有效区域内的一维或二维排列的方式，形成在有源矩阵衬底的表面上；和

位于有源矩阵衬底上的电路，用于存储和读取由各收集电极收集到的电荷；

放射线感应半导体层叠在有源矩阵衬底的、形成有收集电极的表面上。

在这种情况下，利用以位于放射线检测有效区域内的一维或二维排列的方式而形成在有源矩阵衬底的表面上的各收集电极，可以收集在放射线入射时放射线感应半导体中产生的电荷。然后利用有源矩阵衬底上的存储和读取电路将这些电荷作为各收集电极的放射线检测信号输出。即在提供有源矩阵衬底的情况下，该检测器是用于检测投射到放射线检测有效区域的放射线的一维或二维强度分布的一维或二维阵列类型的放射线检测器。

在本发明中，用于提供偏置电压的导线最好通过导电膏与公共电极连接。该缓冲器座可以防止导电膏中的导电材料向放射线感应半导体移动(迁移)，该导电膏用于使提供偏置电压的导线与公共电极电连接和机械连接。这可以有效避免由于导电膏中导电材料的迁移而导致电性能的衰减。

在本发明的一个实施例中，放射线检测器还包括在放射线感应半导体和公共电极之间形成的载流子选择性中间层，该缓冲器座位于该载流子选择性中间层上。

在该实施例中，由于在放射线感应半导体和公共电极之间形成的载流子选择性中间层可以防止可能形成暗电流的载流子渗透，因此可以减小暗电流。该缓冲器座位于载流子选择性中间层上。该缓冲器座减小了当用于提供偏置电压的导线与公共电极连接时在载流子选择性中间层和在它下面形成的其它薄膜或层上施加的冲击。这可以有效避免对该载流子选择性中间层和在它下面形成的其它薄膜或层的损坏。

在本发明的其它实施例中，在放射线感应半导体的表面上直接形成公共电极和缓冲器座。

在本发明的另一实施例中，该放射线检测器还包括放射线检测有效区域内的一维或二维排列的多个收集电极，和在放射线感应半导体和收集电极之间形成的载流子选择性中间层。

当在公共电极上施加了正的偏置电压时，半导体和公共电极之间的载流子选择性中间层由电子贡献率比空穴贡献率大的材料制成。这可以防止从公共电极的空穴渗透，从而减小暗电流。

当在公共电极上施加负的偏置电压时，半导体和公共电极之间的载流子选择性中间层由空穴贡献率比电子贡献率大的材料制成。这可以防止从公共电极的电子渗透，从而减小暗电流。

当在公共电极上施加正的偏置电压时，半导体和收集电极之间的载流子选择性中间层由空穴贡献率比电子贡献率大的材料制成。这可以防止从收集电极的电子渗透，从而减小暗电流。

当在公共电极上施加负的偏置电压时，半导体和收集电极之间的载流子选择性中间层由电子贡献率比空穴贡献率大的材料制成。这可以防止从收集电极的空穴渗透，从而减小暗电流。

本发明中的放射线感应半导体最好为高纯度非晶体硒(a-Se)，掺有例如Na的碱金属、例如Cl的卤素、As或Te的硒或硒混合物的非晶半导体，或例如CdTe、CdZnTe、PbI₂、HgI₂或TlBr之类的非硒基体多晶体半导体。由于这些材料对大面积和大薄膜厚度具有很好的性能，因此是理想的材料。这些半导体通常具有4或更小的Mohs硬度，因此很柔软并易于擦伤。但是，缓冲器座可以减小当用于提供偏置电压的导线与公共电极连接时所发生的冲击，从而可以保护该半导体免受损坏。这可以有利于形成具有更大面积和厚度的放射线感应半导体。

该载流子选择性中间层的合适厚度的范围为0.1到10um。该载流子选择性中间层可以为例如Sb₂S₃、ZnTe、CeO₂、CdS、ZnSe或ZnS之类的多晶体半导体、或掺有例如Na的碱金属、例如Cl的卤素、As或Te的硒或硒混合物的非晶半导体。由于这些材料对增大的面积具有优秀的性能，因此是理想的材料。

厚度在0.1到10um范围内的中间层可以在不妨碍放射线检测的情况下完全抑制暗电流。厚度小于0.1um的中间层不能充分抑制暗电流。相反，厚度超过10um将会妨碍放射线检测，例如导致灵敏度降低。这些半导体都很薄因此易于被擦伤。但是，缓冲器座可以减小当用于提供偏置电压的导线与公共电极连接时所发生的冲击，从而可以保护该中间层免受损坏。这可以有利于形成具有更大面积的载流子选择性中间层。

本发明的缓冲器座最好由具有高硬度的硬树脂材料制成，例如环氧树脂、聚氨基甲酸乙酯树脂、丙烯酸(类)树脂等。与由有机硅树脂或合成橡胶基体这样的软聚合体材料形成的缓冲器座相比，由硬树脂材料制成的缓冲器座不容易收缩，并具有优秀的缓冲器功能。因此，该缓冲器座可以完全减小当用于提供偏置电压的导线与公共电极连接时所发生的冲击。

本发明中，缓冲器座的高度最好在0.2到2mm的范围内，并包括向下倾斜的底座部分，该底座部分在该缓冲器座的侧壁周围形成，且它的厚度从缓冲器座开始向外逐步减小，该公共电极从放射线检测有效区域沿着倾斜底座部分的表面向缓冲器座的顶部延伸。

缓冲器座的高度在0.2到2mm范围内将足以减小当用于提供偏置电压的导线与公共电极连接时所发生的冲击，同时可以确保缓冲器座部分中的公共电极的足够的导电可靠性。缓冲器座的高度小于0.2mm将导致厚度不足而使底座容易变形，从而不能确保足够的缓冲功能。相反，超过2mm的高度很容易导致由于公共电极的步进而引起的不良导电，从而使导电可靠性降低。该公共电极沿着在缓冲器座侧壁周围形成的倾斜底座部分的表面向缓冲器座的顶部延伸。该结构可以可靠地避免公共电极在缓冲器座区域内出现的步进。

在本发明中，放射线检测器最好还包括由硬树脂材料形成的外涂层，以便至少覆盖缓冲器座和倾斜底座部分。该外涂层修复并保护用于提供偏置电压的导线的连接。即使当施加外力时，例如当用于提供偏置电压的导线脱离时，也不会有外力能造成缓冲器座和倾斜底座部分上的公共电极破裂。从而可以提供稳定的偏置电压。

该倾斜底座部分可以由与缓冲器座相同的硬树脂材料制成，或者由有机硅树脂或合成橡胶基体的软聚合材料制成。

放射线检测器最好还包括用于防止入射在放射线检测有效区域上的放射线在公共电极和缓冲器座的边缘碰撞的准直器。在这种情况下，该放射线可以在不在公共电极和缓冲器座的边缘碰撞的情况下，入射在放射线检测有效区域上。该检测器可以防止由于放射线在电场集中的公共电极和缓冲器座边缘上碰撞而产生的可能的强电流，该强电流将会导致检测器故障。

该公共电极最好具有在缓冲器座上延伸的边缘，该公共电极在缓冲器座以外的位置中具有对应电极的倾斜部分，该倾斜部分由电绝缘聚合材料制成并沿公共电极的边缘延伸，该倾斜部分的厚度沿公共电极向外逐步增加，且该公共电极的边缘延伸到并被安装在倾斜部分上。

在这种情况下，该公共电极的边缘延伸经过了电绝缘缓冲器座和由电绝缘聚合材料制成的对应电极的倾斜部分。这样消除了在公共电极边缘上集中的电场，从而可靠地防止了由于放射线在公共电极和缓冲器座边缘上碰撞而产生的可能的强电流，该强电流将会导致检测器故障。

附图说明

为了说明本发明，下面示出了几个最佳的、容易理解的形式，但是本发明并不局限于所示的精确布局和方式。

图1示出传统放射线检测器的外形的截面图；

图2示出本发明第一实施例中放射线检测器的主要部分的平面图；

图3示出第一实施例中检测器的主要部分的截面图；

图4示出第一实施例中位于检测器的有源矩阵衬底上和周围的电路的方块图；

图5示出第一实施例中检测器的有源矩阵衬底结构的示意性截面图；

图6示出第一实施例中检测器的一个放射线检测单元的等效电路图；

图7示出第一实施例中变化的检测器的主要部分的平面图；

图8示出第一实施例中变化的检测器的主要部分的截面图；

图9示出第二实施例检测器的主要部分的截面图；

图10示出第三实施例中检测器的主要部分的平面图；

图11示出第三实施例中检测器的公共电极的边缘的片段截面图。

实施例说明

下面将参考附图说明本发明的最佳实施例。

第一实施例

下面参照附图说明本发明中的放射线检测器。图2示出第一实施例中放射线检测器的主要部分的平面图。图3示出第一实施例中检测器的主要部分的截面图。图4示出第一实施例中位于检测器的有源矩阵衬底上和周围的电路的方块图。图5示出第一实施例中检测器的有源矩阵衬底结构的示意性截面图。图6示出第一实施例中检测器的一个放射线检测单元的等效电路图。

如图2和3所示，第一实施例中的放射线检测器包括放射线感应半导体1和用于施加偏置电压的公共电极2。用于提供偏置电压的导线3与该公共电极的表面连接。该放射线感应半导体1在放射线入射时产生电场。在放射线感应半导体1的前表面上二维形成用于施加偏置电压的公共电极2。如图4所示，第一实施例中的检测器包括有源矩阵衬底4。如图5所示，在有源矩阵衬底4的表面上以放射线检测有效区域SA内设定的二维矩阵排列的形式形成许多收集电极5。在有源矩阵衬底4的表面上设置有电路6，用于存储和读取由各收集电极5收集到的电荷。该放射线感应半导体1位于在有源矩阵衬底4上形成的收集电极5的表面上。在放射线感应半导体1和公共电极2之间形成载流子选择性中间层7。在放射线感应半导体1和收集电极5之间形成其他载流子选择性中间层8。

位于有源矩阵衬底4上的存储和读取电路6包括电容6A、作为开关元件的TFT(薄膜场效应晶体管)6B、栅线6a和数据线6b。对应各收集电极5提供一个电容6A和一个TFT 6B。在有源矩阵衬底4上的存储和读取电路6的周围设有栅极驱动器9、电荷-电压转换放大器10、复用器11和作为外部设备连接的模数转换器12。栅极驱动器9、电荷-电压转换放大器10、复用器11以及模数转换器12中的一些或全部都可以构建在有源矩阵衬底4中，而不作为外部设备。

第一实施例中，当检测器进行放射线检测时，经过导线3将偏置电压源输出的几千伏到几万伏的偏置电压施加到公共电极2上。在施加偏置电压后，放射线感应半导体1在检测到放射线入射时产生电荷。利用各收集电极5收集到半导体1产生的电荷。详细的说，通过向各收集电极5的移动，在收集电极5中感应出电荷。有源矩阵衬底4上的存储和读取电路6得到各收集电极5中收集到的电荷，并将其作为各收集电极5的放射线检测信号。

特别是，在栅极驱动器9连续通过栅线6a向各TFT 6B的栅极施加读取信号时，与该TFT 6B的源极连接并接收读取信号的数据线6b将被依次切换和连接到复用器11。通过该切换连接，电容6A中所存储的电荷被从TFT 6B通过数据线6b转移出来，由电荷-电压转换放大器10放大，并从复用器11作为对应各收集电极5的放射线检测信号输出到模数转换器12，并在该模数转换器12中数字化。

当例如第一实施例的检测器用于荧光镜装置时，将该检测器输出的放射线检测信号传送到下级的图像处理电路，从而创建出二维荧光图像等。

即，在第一实施例的检测器中，二维矩阵排列形式的收集电极5中的每一个都作为对应射线照相图像中的各像素的电极(像素电极)。该检测器为二维阵列类型检测器，它用于提供放射线检测信号，从而根据透射到放射线检测有效区域SA的放射线的二维强度分布来创建射线照相图像。

第一实施例中的检测器可以被认为是具有二维矩阵排列形式的检测器，该二维矩阵排列是沿在图6所示的等效电路中放射线检测单元(放射线检测元件)的放射线检测有效区域SA中的纵向和横向网格线形成的。

下面将更详细的说明第一实施例中的检测器的各部件。

第一实施例中的检测器具有位于放射线感应半导体1的前表面上且处于放射线检测有效区域SA以外的电绝缘缓冲器座13。用于施加偏置电压的公共电极2形成覆盖该缓冲器座13的大部分。用于提供偏置电压的导线3与公共电极2表面中位于缓冲器座13上的部分连接。这是该结构的显著特征。即第一实施例中提供了载流子选择性中间层7，且该缓冲器座13形成在该中间层7上且具有基本为椭圆平面的形状。另一方面，部分公共电极2继续从放射线检测有效区域SA延伸出来并经过缓冲器座13。在该部分上形成薄金属膜(例如薄金膜)，从而限定出一个矩形导线连接区域2A，并将其作为公共电极2的整合部分。例如铜线的导线3通过导电膏(例如银膏)14与导线连接区域2A的表面连接。当没有提供载流子选择性中间层7时，公共电极2和缓冲器座13将直接在放射线感应半导体1的表面上形成。

利用第一实施例中的检测器，当用于提供偏置电压的导线3与公共电极2的表面连接时，缓冲器座13可以减小直接施加到下面的载流子选择性中间层7和该中间层7下面的放射线感应半导体1的冲击。从而有效避免了对载流子选择性中间层7和放射线感应半导体1的损坏。由于该避免对载流子选择性中间层7和放射线感应半导体1损坏的缓冲器座13位于放射线检测有效区域SA以外，因此该缓冲器座13不会削弱放射线检测功能。

因此，第一实施例中的检测器可以避免由于用于提供偏置电压的导线3与用于向放射线感应半导体1施加偏置电压的公共电极2连接而导致的性能降低。

另外，利用第一实施例中的检测器，缓冲器座13可以防止导电膏14中的导电材料向放射线感应半导体1移动(迁移)，该导电膏14与公共电极2和用于提供偏置电压的导线3电连接和机械连接。这可以有效避免由于导电膏14中的导电材料迁移而导致的电性能的衰减。

缓冲器座13的合适高度在0.2到2mm的范围内。该范围足以减小当用于提供偏置电压的导线与公共电极连接时所施加的冲击，同时可以确保缓冲器座部分中的公共电极具有足够的导电可靠性。缓冲器座13的高度小于0.2mm将导致厚度不足而使底座13容易变形，从而不能确保足够的缓冲功能。相反，超过2mm的高度很容易导致由于公共电极2的阶梯而引起的不良导电，从而使导电可靠性降低。

如图3所示，在第一实施例的检测器中，缓冲器座13包括向下倾斜的底座部分13A，该底座部分13A在该缓冲器座13的侧壁周围形成，且它的厚度从缓冲器座13向外逐步减小。该公共电极2从放射线检测有效区域SA沿着倾斜底座部分13A的表面向缓冲器座13的顶部延伸。因此，该公共电极2的形状是在沿着位于该缓冲器座13侧壁周围向下倾斜的底座部分13A的表面延伸的同时，逐渐爬上缓冲器座13。该结构可以有效避免在缓冲器座13区域中出现的公共电极2的阶梯。

公共电极2的步进会导致由于不良导电而引起的偏置电压的降低。然后，施加到导线连接区域2A上的同样的电压就不能被施加到公共电极2处于放射线检测有效区域SA中的部分。因此为了避免偏置电压不足，就需要防止公共电极2的阶梯。

缓冲器座13最好由具有高硬度的硬树脂材料制成，例如环氧树脂、聚氨基甲酸乙酯树脂、丙烯酸(类)树脂等。由硬树脂材料制成的缓冲器座13不容易收缩，并具有优良的缓冲器功能。因此，该缓冲器座13可以完全减小当用于提供偏置电压的导线3与公共电极2连接时所发生的冲击。

该倾斜底座部分13A可以由与缓冲器座13相同的硬树脂材料制成，或者由有机硅树脂或合成橡胶基体的软聚合材料制成。

放射线感应半导体最好为高纯度非晶体硒(a-Se)；掺有例如Na的碱金属、例如Cl的卤素、As或Te的硒或硒混合物的非晶半导体；或例如CdTe、CdZnTe、PbI₂、HgI₂或TlBr之类的非硒基体多晶半导体。由于这些材料对大面积和大薄膜厚度具有很好的性能，因此是理想的材料。这些半导体通常具有4或更小的Mohs硬度，因此很柔软并易于擦伤。但是，缓冲器座13可以减小当用于提供偏置电压的导线3与公共电极2连接时所发生的冲击，从而可以保护该放射线感应半导体1免受损坏。这可以有利于形成具有更大面积和厚度的放射线感应半导体1。特别是，具有10⁹Ω或更大阻抗，最好为10¹¹Ω或更大阻抗的非晶硒对大面积和大薄膜厚度具有非常突出的性能。该放射线感应半导体1通常具有例如0.5-1.5mm的薄膜厚度和20cm到50cm乘以20cm到50cm的面积。

如图5所示，有源矩阵衬底4在例如玻璃衬底的绝缘衬底上形成，电容6A和TFT 6B作为存储和读取电路6，栅线6a和数据线6b成交叉图案。另外，收集电极5以二维矩阵排列形式在该表面上形成。载流子选择性中间层8、放射线感应半导体1、载流子选择性中间层7和公共电极2按照上述顺序层叠在有源矩阵衬底4具有收集电极5的表面上。

第一实施例中，具有载流子选择性中间层7和8的检测器可以减小暗电流。这里的载流子选择性是指电子和空穴在电荷转移运动中的贡献率显著不同的属性，这些电子和空穴是半导体中电荷转移媒介(载流子)。

半导体1和载流子选择性中间层7和8可以以下面多个模式中的一种组合。当在公共电极2上施加了正的偏置电压时，载流子选择性中间层7由电子贡献率比空穴贡献率大的材料制成。这可以防止从公共电极2的空穴渗透，从而减小暗电流。载流子选择性中间层8由空穴贡献率比电子贡献率大的材料制成。这可以防止从收集电极5的电子渗透，从而减小暗电流。

相反，当在公共电极2上施加负的偏置电压时，载流子选择性中间层7由空穴贡献率比电子贡献率大的材料制成。这可以防止从公共电极2的电子渗透，从而减小暗电流。载流子选择性中间层8由电子贡献率比空穴贡献率大的材料制成。这可以防止从收集电极5的空穴渗透，从而减小暗电流。

并不绝对需要为本发明的检测器提供载流子选择性中间层。中间层7和8中的一个或两个都可以被省略。

该载流子选择性中间层7和8的合适厚度在0.1到10um的范围内。厚度小于0.1um的中间层7和8不能充分抑制暗电流。相反，厚度超过10um将会妨碍放射线检测，例如导致降低的灵敏度。

用于载流子选择性中间层7和8的半导体可以为例如Sb₂S₃、ZnTe、CeO₂、CdS、ZnSe或ZnS等多晶体半导体、掺有例如Na的碱金属、例如Cl的卤素、As或Te的硒或硒混合物的非晶半导体。由于这些材料对更大面积具有优秀的性能，因此是理想的材料。这些半导体都很薄因此易于被擦伤。但是，缓冲器座13可以减小当用于提供偏置电压的导线3与公共电极2连接时所发生的冲击，从而可以保护该中间层7和8免受损坏。这可以有利于形成具有更大面积的载流子选择性中间层7和8。

在可用作中间层7和8的半导体中，那些具有大的电子贡献率的半导体为n型半导体，它们包括诸如CeO₂、CdS、CdSe、ZnSe或ZnS等多晶体半导体或例如掺有碱金属、As或Te以减小空穴贡献率的非晶硒的非晶体材料。

那些具有大的空穴贡献率的半导体为p型半导体，它们包括例如ZnTe等多晶体半导体，和例如掺有卤素以减小电子贡献率的非晶硒的非晶体材料。

另外，Sb₂S₃、CdTe、CdZnTe、PbI₂、HgI₂、TlBr、非掺杂非晶硒或硒混合物包括具有大电子贡献率的类型和具有大空穴贡献率的类型。只要调节薄膜形成条件，每一个类型都可以被选择使用。

图7和8示出了第一实施例的变化例。图7示出检测器的主要部分的平面图。图8示出检测器主要部分的截面图。与图2和3所示结构不同之处在于增加了一个由硬树脂材料形成的外涂层17，它覆盖缓冲器座13和倾斜底座部分13A。其它部分与第一实施例相同。

在图7和8中，该外涂层17延伸到放射线检测区域SA附近，它需要至少覆盖缓冲器座13和倾斜底座部分13A。就像上面对倾斜底座部分13A说明的那样，该用于形成外涂层17的硬树脂材料可以是环氧树脂、聚氨基甲酸乙酯树脂、丙烯酸(类)树脂等。即，当倾斜底座部分13A由硬树脂材料形成时，可以使用相同的材料形成外涂层17。

在该变化例中，该外涂层17修复并保护用于提供偏置电压的导线3的连接。即使当施加外力时，例如当用于提供偏置电压的导线3脱离时，也不会有外力能造成缓冲器座13和倾斜底座部分13A上的公共电极2破裂。从而可以提供稳定的偏置电压。

第二实施例

下面将参照附图说明第二实施例的放射线检测器。图9示出第二实施例中放射线检测器的主要部分的截面图。

如图9所示，第二实施例中的检测器包括位于放射线入射侧的准直仪15，它用于防止入射在放射线检测有效区域SA上的放射线碰撞到公共电极2和缓冲器座13的边缘。除了该准直仪15，该检测器与第一实施例中的检测器完全一致。下面将不重复说明这些共同特征，仅对区别部分进行说明。

利用第二实施例中的检测器，通过施加偏置电压而形成的电场集中在公共电极2的边缘和缓冲器座13的侧壁。当放射线碰撞在公共电极2的边缘和缓冲器座13的侧壁时，可能出现强电流，该强电流可能导致检测器的故障(特别是，对存储和读取电路6的TFT6B的破坏)。

因此，在第二实施例中，准直仪15具有一个开口15A，从而放射线可以正好进入放射线检测有效区域SA而不会与公共电极2和缓冲器座13的边缘碰撞。因此，第二实施例中的检测器可以防止放射线碰撞公共电极2和缓冲器座13的边缘。该检测器可以防止由于放射线碰撞在电场集中的公共电极2的边缘和缓冲器座13的侧壁而产生可能的强电流，该强电流会导致检测器故障。

第三实施例

下面将参照附图说明第三实施例的放射线检测器。图10示出第三实施例中检测器的主要部分的平面图。图11示出第三实施例中检测器的公共电极的边缘的片段截面图。

如图10所示，在第三实施例的检测器中，公共电极2的边缘沿倾斜座部分13A的表面向缓冲器座13的顶部延伸。在缓冲器座13以外的位置，对应电极的倾斜部分由电绝缘聚合体材料制成并沿公共电极2的边缘延伸。该倾斜部分16的厚度从公共电极2向外逐步增加。且该公共电极2的边缘延伸到并被安装在倾斜部分16上。除了远离在缓冲器座13以外的位置沿公共电极2的边缘延伸的倾斜部分16和向缓冲器座13的顶部延伸的公共电极2的边缘以外，该检测器与第一实施例中的检测器一样。下面将部队相同部分进行描述，而只对区别部分进行说明。

该对应电极的倾斜部分16与倾斜底座部分13A一样，由例如环氧树脂、聚氨基甲酸乙酯树脂、丙烯酸(类)树脂等硬树脂材料制成，或由有机硅树脂或合成橡胶基体等软聚合材料制成。

因此，在第三实施例的检测器中，公共电极2的边缘延伸经过了电绝缘缓冲器座13和由电绝缘聚合材料制成的对应电极的倾斜部分16。这样消除了在公共电极2边缘上集中的电场，从而可靠地防止了由于放射线在公共电极2的边缘和缓冲器座13的侧壁上碰撞而产生的可能的强电流，该强电流将会导致检测器故障。

本发明并不局限于上述实施例，也可以向下面一样进行改进：

(1)第一到第三实施例中的检测器为二维阵列类型。本发明的放射线检测器可以是具有以一维矩阵阵列形式形成的收集电极的一维阵列类型，或者具有用于输出放射线检测信号的单电极的非阵列类型。(2)第一到第三实施例中的检测器除了栅极驱动器9、电荷-电压转换放大器10和复用器11之外，还包括模数转换器12。本发明可以提供具有与第一到第三实施例中相同结构的改进的检测器，只是将栅极驱动器9、电荷-电压转换放大器10、复用器11和模数转换器12中的特定项或全部省略。

(3)第一到第三实施例中的检测器具有部分延伸以覆盖缓冲器座13的公共电极2。该公共电极2不仅可以在缓冲器座所处的位置延伸，也可以在其它维置延伸。例如，公共电极2可以从放射线检测有效区域延伸到公共电极2周围的所有位置，从而扩大导线连接区域2A。

(4)与第一实施例的变化例一样，第二和第三实施例包括由硬树脂材料形成的外涂层，它至少覆盖缓冲器座13和倾斜底座部分13A。

在不脱离本发明的精神和实质特征的情况下，本发明可以以其他形式实现，因此，可以参照附加权利要求，而不是前面的说明书来限定本发明的范围。

Claims

1.一种放射线检测器，具有用于在放射线入射时产生电荷的放射线感应半导体，和在该放射线感应半导体的前表面上二维地形成的用于施加偏置电压的公共电极，与该公共电极表面连接的用于提供偏置电压的导线，该检测器包括：

电绝缘缓冲器座，位于放射线感应半导体的前表面上，并处于放射线检测有效区域以外的位置；

所述公共电极用于施加偏置电压，并覆盖该缓冲座的至少一部分；

2.如权利要求1所述的放射线检测器，还包括有源矩阵衬底，所述有源矩阵衬底包括：

多个收集电极，所述多个收集电极以位于放射线检测有效区域内的一维或二维排列的方式，形成在有源矩阵衬底的表面上；和

所述放射线感应半导体层叠在有源矩阵衬底的、形成有收集电极的表面上。

3.如权利要求1所述的放射线检测器，其中用于提供偏置电压的导线通过导电膏与公共电极连接。

4.如权利要求1所述的放射线检测器，还包括在所述放射线感应半导体和所述公共电极之间形成的载流子选择性中间层，所述缓冲器座位于该载流子选择性中间层上。

5.如权利要求1所述的放射线检测器，其中在所述放射线感应半导体的表面上直接形成所述公共电极和所述缓冲器座。

6.如权利要求1所述的放射线检测器，还包括位于所述放射线检测有效区域内的一维或二维排列的多个收集电极，和在所述放射线感应半导体和所述收集电极之间形成的载流子选择性中间层。

7.如权利要求4所述的放射线检测器，其中当在所述公共电极上施加了正的偏置电压时，所述载流子选择性中间层由电子贡献率比空穴贡献率大的材料制成。

8.如权利要求4所述的放射线检测器，其中当在所述公共电极上施加负的偏置电压时，所述载流子选择性中间层由空穴贡献率比电子贡献率大的材料制成。

9.如权利要求6所述的放射线检测器，其中当在所述公共电极上施加正的偏置电压时，所述载流子选择性中间层由空穴贡献率比电子贡献率大的材料制成。

10.如权利要求6所述的放射线检测器，其中当在所述公共电极上施加负的偏置电压时，所述载流子选择性中间层由电子贡献率比空穴贡献率大的材料制成。

11.如权利要求1所述的放射线检测器，其中所述放射线感应半导体为高纯度非晶硒(a-Se)，掺有碱金属、卤素、As或Te的硒或硒混合物的非晶半导体，以及非硒基体多晶半导体中的一种。

12、如权利要求11所述的放射线检测器，其中所述碱金属是Na。

13、如权利要求11所述的放射线检测器，其中所述卤素是Cl。

14、如权利要求11所述的放射线检测器，其中所述非硒基体多晶半导体是CdTe、CdZnTe、PbI₂、HgI₂或TlBr中的一种。

15.如权利要求4所述的放射线检测器，其中所述载流子选择性中间层的厚度在0.1到10um的范围内，该载流子选择性中间层为多晶半导体，掺有碱金属、卤素、As或Te的硒或硒混合物的非晶半导体中的一种。

16、如权利要求15所述的放射线检测器，其中所述多晶半导体是Sb₂S₃、ZnTe、CeO₂、CdS、ZnSe或ZnS中的一种。

17、如权利要求15所述的放射线检测器，其中所述碱金属是Na。

18、如权利要求15所述的放射线检测器，其中所述卤素是Cl。

19.如权利要求1所述的放射线检测器，其中所述缓冲器座由硬树脂材料制成。

20、如权利要求19所述的放射线检测器，其中所述硬树脂材料是环氧树脂、聚氨基甲酸乙酯树脂或丙烯酸树脂中的一种。

21.如权利要求1所述的放射线检测器，其中所述缓冲器座的高度在0.2到2mm的范围内，并包括向下倾斜的底座部分，该底座部分在该缓冲器座的侧壁周围形成，且它的厚度从缓冲器座开始向外逐步减小，所述公共电极从放射线检测有效区域沿着倾斜底座部分的表面向缓冲器座的顶部延伸。

22.如权利要求21所述的放射线检测器，还包括由硬树脂材料形成的外涂层，以便至少覆盖所述缓冲器座和所述倾斜底座部分。

23.如权利要求21所述的放射线检测器，其中该所述缓冲器座和所述倾斜底座部分由硬树脂材料制成。

24.如权利要求21所述的放射线检测器，其中所述缓冲器座由硬树脂材料制成，所述倾斜底座部分由有机硅树脂或合成橡胶基体的软聚合材料制成。

25.如权利要求1所述的放射线检测器，还包括用于防止入射在所述放射线检测有效区域上的放射线在所述公共电极和所述缓冲器座的边缘碰撞的准直器。

26.如权利要求1所述的放射线检测器，其中

所述公共电极具有在所述缓冲器座上延伸的边缘；

所述公共电极在所述缓冲器座以外的位置中具有用于电极的倾斜部分，该倾斜部分由电绝缘聚合材料制成并沿所述公共电极的边缘延伸，所述倾斜部分的厚度沿所述公共电极向外逐步增加；且

所述公共电极的边缘延伸到并被安装在倾斜部分上。