CN216958037U - 放射线探测器像素和像素阵列、放射线探测器及检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供放射线探测器像素和像素阵列、放射线探测器及检测装置。该放射线探测器像素，包括半导体衬底、光电二极管、闪烁体以及反射层。光电二极管设置于半导体衬底内，光电二极管具有感光面。闪烁体设置于光电二极管的感光面所在的一侧，且与光电二极管的位置对应。闪烁体具有相对设置的第一表面和第二表面。第一表面靠近光电二极管，第二表面远离光电二极管。其中，第一表面沿第一方向具有第一长度L1。第二表面沿第一方向具有第二长度L2，L1＜L2。在较大间隔和间隔之间的反射层的共同作用下，闪烁体产生的可见光不容易进入到相邻放射线探测器像素的光电二极管的感光面中，从而减少或避免产生光串扰。

Description

放射线探测器像素和像素阵列、放射线探测器及检测装置

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，具体涉及放射线探测器像素和像素阵列、放射线探测器及检测装置。

背景技术

一般地，放射线探测器的单个像素由表面覆盖着反射层的闪烁体和光电二极管组成。以如x射线探测器阵列为例，当可见光入射到反射层时，绝大部分光将被反射。当x射线入射到反射层时，绝大部分x射线透过反射层继续传播进入闪烁体。闪烁体和x射线作用把部分x射线光子转换成可见光，可见光产生后初始的传播方向是随机的，大部分会在经过次数不等的反射后透射进入光电二极管阵列。可见光入射到光电二极管阵列中的光电二极管后，光电二极管吸收可见光转换成光电子，在漂移和扩散机制作用下光电子发生移动，形成光电流信号。这种结构的x射线探测器阵列，闪烁体和光电二极管之间的尺寸配合非常关键。相同的光电二极管尺寸下，闪烁体过大，闪烁体产生的部分可见光能够传播到相邻像素形成串扰；闪烁体过小，和x射线发生作用的区域变小，产生的可见光的光子减少，影响了探测器的响应灵敏度。

实用新型内容

本申请实施例提供放射线探测器像素和像素阵列、放射线探测器及检测装置，用于减少光电二极管内产生的光串扰。

本申请的第一方面，提供一种放射线探测器像素，包括半导体衬底、光电二极管、闪烁体以及反射层。光电二极管设置于半导体衬底内，光电二极管具有感光面。闪烁体设置于光电二极管的感光面所在的一侧，且与光电二极管的位置对应。闪烁体具有相对设置的第一表面和第二表面。第一表面靠近光电二极管，第二表面远离光电二极管。其中，第一表面沿第一方向具有第一长度L1。第二表面沿第一方向具有第二长度L2，L1＜L2。第一方向与感光面平行。反射层覆盖闪烁体，并被配置为对来自闪烁体发射的光进行反射。如此，放射线探测器像素沿第一方向排布时，相邻的放射线探测器像素的间距较大。在较大间隔和间隔之间的反射层的共同作用下，放射线探测器像素的闪烁体产生的可见光不容易进入到相邻放射线探测器像素的光电二极管的感光面中，从而减少或避免产生光串扰。

可选地，闪烁体具有相对的两个第一侧面。第一侧面靠近光电二极管的一端具有第一凹陷部。第一侧面沿第二方向延伸，第二方向与第一方向垂直，且与感光面平行。该设计可使得L1＜L2，进而可使得放射线探测器像素沿第一方向排布时，相邻的放射线探测器像素的间距较大。在较大间隔和间隔之间的反射层的共同作用下，放射线探测器像素的闪烁体产生的可见光不容易进入到放射线探测器像素的光电二极管的感光面中，从而减少或避免产生光串扰。

可选地，闪烁体包括具有相对的两个第二侧面。第二侧面靠近光电二极管的一端具有第二凹陷部。第二侧面沿第一方向延伸。上述闪烁体的放射线探测器像素沿第二方向排布时，同样可使得闪烁体产生的可见光不容易进入到第二方向相邻放射线探测器像素的光电二极管的感光面中，从而减少或避免产生光串扰。如此，上述闪烁体的放射线探测器像素可以以第一方向和第二方向多行多列进行矩阵式排布时，均不容易产生光串扰。

可选地，第一凹陷部的表面和第二凹陷部的表面中的至少一个为平面或者弧面。平面易于加工制作使得闪烁体的制作难度较低，降低了制作成本。弧面使得各凹陷部与对应的侧面接触位置平滑过渡，接触位置的强度较高。

可选地，第一凹陷部和第二凹陷部中任一个凹陷部的厚度与闪烁体的厚度的比值为n1。 0＜n1＜1/3。厚度的方向为垂直感光面的方向。第一凹陷部和第二凹陷部闪烁体在厚度方向占据的高度较小，因而第一凹陷部和第二凹陷部的缺失造成闪烁体的体积没有明显减少。闪烁体与x射线和作用产生的可见光没有明显减少，因而该设计在不明显影响探测器响应灵敏度的前提下，有效减少了光电二极管内产生的光串扰，从而提高了X射线探测器阵列的性能。

可选地，第一凹陷部沿第一方向的长度与第二长度L2的比值为n2，0＜n2＜1/3。第二凹陷部沿第二方向的宽度与第二表面的沿第二方向的宽度的比值为n3，0＜n3＜1/3。当满足上述条件时，第一凹陷部和第二凹陷部闪烁体在第一表面的长度及宽度相对较小，因而第一凹陷部和第二凹陷部的缺失造成闪烁体的体积没有明显减少。闪烁体与x射线和作用产生的可见光没有明显减少，因而该设计在不明显影响探测器响应灵敏度的前提下，有效减少了光电二极管内产生的光串扰，从而提高了X射线探测器阵列的性能。

可选地，闪烁体的横截面沿第一方向的第一宽度L5，在第二表面至第一表面的方向上逐渐减小，横截面与第一方向平行，且与感光面垂直。当包括上述闪烁体的放射线探测器像素沿第一方向X排布时，可使得闪烁体产生的可见光不容易进入到第一方向X相邻放射线探测器像素的光电二极管的感光面中，从而减少或避免产生光串扰。而且，第一宽度L是逐渐减小的，闪烁体的侧面是较为平整的，因而易于加工制作使得闪烁体的制作难度较低，降低了制作成本。

可选地，闪烁体的纵截面沿第二方向的第二宽度L6，在第二表面至第一表面的方向上逐渐减小。纵截面与第二方向平行，且与感光面垂直。第二方向与第一方向垂直，且与感光面平行。上述闪烁体的放射线探测器像素沿Y轴方向排布时，同样可使得闪烁体产生的可见光不容易进入到Y轴方向相邻放射线探测器像素的光电二极管的感光面中，从而减少或避免产生光串扰。如此，上述闪烁体的放射线探测器像素可以以X轴和Y轴多行多列进行矩阵式排布时，均不容易产生光串扰。

可选地，第一表面在感光面的垂直投影与感光面重合或位于感光面内。第一表面在感光面的垂直投影位于感光面内该设计使得感光面的尺寸大于第一表面的尺寸，因而感光面可接收较多的可见光，光电二极管的灵敏度高。

第一表面在感光面的垂直投影与感光面重合，使得光电二极管的感光面a的电子就不容易进入光电二极管的感光面b中，从而减少了电串扰，从而提高了X射线探测器阵列的性能。

可选地，反射层覆盖闪烁体除第一表面之外的其余表面。如此，反射层可较为全面的将闪烁体发射的光进行反射，使其返回至闪烁体中，从而被光电二极管吸收产生相应的电信号，因而可提高X射线探测器阵列的灵敏度。

本申请的第二方面，提供一种放射线探测器的像素阵列，包括多个呈阵列排布的上述的放射线探测器像素。由于采用上述放射线探测器像素，因而灵敏度高。

本申请的第三方面，提供一种放射线探测器，包括壳体和上述的放射线探测器的像素阵列。放射线探测器的像素阵列设置于壳体内。由于采用上述放射线探测器的像素阵列，因而体积较小，且灵敏度高。

本申请的第四方面，提供一种检测装置，包括发射机构和上述的放射线探测器。发射机构用于向待测物体发射检测放射线。放射线探测器用于接收检测放射线经过待测物体透射或反射后的检测放射线。由于采用上述放射性探测器，因而可有效的检测物品。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种医疗x光机的结构示意图；

图2a为本申请实施例提供的一种放射线探测器的结构示意图；

图2b为本申请实施例提供的一种放射线探测器的像素阵列的结构示意图；

图2c为本申请另一实施例提供的一种放射线探测器的像素阵列的结构示意图；

图3a为图2c的A-A处的剖面结构示意图；

图3b为图3a的半导体衬底和光电二极管的结构示意图；

图3c为图3b提供的放射线探测器像素排列的结构示意图；

图3d为本申请另一实施例提供的一种放射线探测器像素排列的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种闪烁体的结构示意图；

图5为本申请另一实施例提供的一种闪烁体的结构示意图；

图6为本申请另一实施例提供的一种闪烁体的结构示意图；

图7为本申请另一实施例提供的一种放射线探测器像素排列的结构示意图；

图8为本申请另一实施例提供的一种闪烁体的剖面结构示意图；

图9为本申请另一实施例提供的一种闪烁体的剖面结构示意图。

附图标记：

01、发射机构；02、放射线探测器；021、壳体；022、放射线探测器的像素阵列；100、放射线探测器像素；110、半导体衬底；120、光电二极管；130、闪烁体；140、反射层；121、感光面；131、第一表面；132、第二表面；133、第一凹陷部；134、第二凹陷部；135、第一侧面；136、第二侧面。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

以下，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

此外，本申请中，“上”、“下”等方位术语可以包括但不限于相对附图中的部件示意置放的方位来定义的，应当理解到，这些方向性术语可以是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中部件附图所放置的方位的变化而相应地发生变化。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。此外，术语“耦接”可以是实现信号传输的电性连接的方式。“耦接”可以是直接的电性连接，也可以通过中间媒介间接电性连接。

本申请实施例提供一种检测装置。该检测装置可以包括安检机、CT机以及医疗x光机等产品。本申请实施例对上述检测装置的具体形式不做特殊限制。

检测装置包括发射机构01和放射线探测器02。发射机构01用于向待测物体发射检测放射线，如发射紫外线、x射线、α射线、β射线和γ射线。放射线探测器02用于接收所述检测放射线经过所述待测物体透射或反射后的检测放射线。本申请对发射机构01发射的放射线的类型不做限定，以下为了方便举例说明，均是以发射机构01发射x射线为例进行说明。

在本申请的一些实施例中，参见图1，上述检测装置可以为医疗x光机。医疗x光机是一种常用的医疗透视检查设备。医疗x光机包括发射机构01和放射线探测器02。发射机构01用于向待测物体发射x射线。放射线探测器02用于接收经过所述待测物体透射或反射后的x射线。

x射线对不同物质的穿透性不同。x射线穿过待测物体(如行李或人体)时，不同物质组成、不同密度和不同厚度的待测物体内部结构能够不同程度地吸收x射线。密度、厚度越大，吸收射线越多；密度、厚度越小，吸收射线越少，所以从物品透射出来的x射线的强度会发生相应的变化。在医疗x光机中，参见图1，为了便于描述，将发射机构01发射x射线命名为第一x射线S1，从人体透射出来的x射线命名为第二x射线S2。当第一x射线S1透过人体后，由于人体各组织的穿透性不同，从人体透射出来的第二x射线S2的强度也会有所区别。

放射线探测器02接收到第二x射线S2，并将第二x射线S2转化成可见光，再将可见光转为电信号。x射线S1可以与电流信号成正比或者近似成正比。具体的，当入射至放射线探测器02的光信号较多时，如第二x射线S2的强度较强，由该放射线探测器02输出的电信号，例如电流较大，反之电流较小。电信号可用于成像装置形成图像。人体各组织的穿透性不同造成第二x射线S2的强度存在差异，使得电信号大小不同，从而使得成像装置的图像上形成了明暗不同的影像。如此，专业人士，如医生可以判断患者体内病灶的位置和情况。

上述是以电信号可以与x射线成正比为例进行的说明，当然电信号还可以与x射线成反比或者近似成反比，此处不再赘述。

在另一些实施例中，上述电子设备还可以为安检机。和医疗x光机所不同的是，安检机用于对物品如地铁、高铁行李检测进行检测，根据从物品透射出来的射线强度能够反映出物品内部结构信息，从而辅助安全人员对物品进行安全检查。

检测装置中的放射线探测器02，可以采用如图2a所示的放射线探测器02。该放射线探测器02包括壳体021和放射线探测器的像素阵列022。放射线探测器的像素阵列022设置于所述壳体021内，通过壳体021安装在检测装置的本体上，如安检机、CT机以及医疗x光机等装置的本体上。

放射线探测器的像素阵列022用于接受x射线。放射线探测器的像素阵列022包括多个呈阵列排布的放射线探测器像素100，如多个放射线探测器像素100以单排排布(如图2b所示)、单列排布或多行多列的矩阵式排布(如图2c所示)。放射线探测器像素100的排布方式根据x射线分布方式进行设置，如当x射线以带状分布，则放射线探测器像素100可采用单排排布或单列排布，线扫描成像，如当x射线以块状分布，则放射线探测器像素100可采用多行多列的矩阵式排布。每个放射线探测器像素100为一个检测点，接收投射到该放射线探测器像素100的x射线，并转换成可用的电信号。

本申请实施例，提供的放射线探测器像素100的具体结构，参见图3a，该放射线探测器像素100可以包括半导体衬底110、光电二极管120、闪烁体130以及反射层140。光电二极管120设置于半导体衬底110内，光电二极管120具有感光面121。闪烁体130设置于光电二极管120的感光面121所在的一侧，且与光电二极管120的位置对应。闪烁体130具有相对设置的第一表面131和第二表面132。闪烁体130的第一表面131靠近光电二极管120，闪烁体130的第二表面132远离光电二极管120。需要说明的是，图3a是以闪烁体130的第一表面131与光电二极管120的感光面121相贴合为例进行的说明。在本申请的另一些实施例中，闪烁体130的第一表面131与光电二极管120的感光面121之间还可以具有其他膜层。

以下对闪烁体130在图3a中的XOZ平面内的尺寸进行举例说明。其中，闪烁体130的第一表面131沿第一方向X具有第一长度L1。第二表面132沿第一方向X具有第二长度L2， L1＜L2。第一方向X与感光面121平行。反射层140覆盖闪烁体130，该反射层140被配置为对来自闪烁体130发射的光进行反射。

半导体衬底110的材质可以是硅(Si)或锗(Ge)。参见图3b，半导体衬底110可以包括两个相对的表面，表面b1和表面b2。光电二极管120为感光元件，可接收图3a的闪烁体130产生的可见光。光电二极管120吸收部分或全部可见光将其转换成光电子，在漂移和扩散机制作用下光电子发生移动，形成电信号。参见图3a，光电二极管120设置于半导体衬底110内。感光面121可以暴露在光电二极管120的表面b1上，可以理解的是，感光面121可只占据光电二极管120的表面b1的一部分，如感光面121占据表面b1的中间区域，感光面 121与表面b1的边缘具有一定距离。

闪烁体130接收x射线，把部分x射线光子转换成可见光，可见光产生后初始的传播方向是随机的。参见图3a，闪烁体130具有相对设置的第一表面131和第二表面132。闪烁体130与光电二极管120的位置对应，是指闪烁体130的第一表面131在感光面121的投影与感光面121有交叠。如此，闪烁体130产生的可见光，大部分可见光经过初始的随机传播后，在闪烁体130的各表面之间经过次数不等的反射后透射进入光电二极管120中。闪烁体130 的第一表面131可直接与光电二极管120的感光面121接触，如可通过粘接方式连接。或通过光传导结构如光纤维与光电二极管120的感光面121连接。闪烁体130上与第一表面131 相对的表面为第二表面132。第一方向X与感光面121平行，这里说的平行既包括二者完全平行也包括近似平行。以下通过具体的实施例，对相邻的放射线探测器像素中的闪烁体130 的结构进行举例说明，以使得第一长度L1与第二长度L2满足L1＜L2。

示例一

本示例，参照图3c所示，在相邻两个沿第一方向x放置的放射线探测器像素中，例如放射线探测器像素110a中的闪烁体130a靠近发光二极管120a的一端形成有缺口m1，此外，放射线探测器像素110b中的闪烁体130b靠近发光二极管120b的一端形成有缺口m1。

在此情况下，参照图3c所示，第一长度L1包括c1端和c2端。第二长度L2包括d1端和d2端。其中，在第一方向X上，闪烁体130a中，c1端与d1端平齐，c2端位于d2端的右侧，距离d2具有一定距离，故而闪烁体130a的左下侧形成缺口m1。同样的，闪烁体130b 的左下侧形成缺口m1。闪烁体130b的缺口m1朝向闪烁体130a的右侧。这样，放射线探测器像素100a的第一长度L1的c1端与放射线探测器像素100b的第一长度L1的c2端之间存在间隔La。放射线探测器像素100a的第二长度L2的d1端与放射线探测器像素100b的第二长度L2的d2端之间存在间隔Lb，并且La＞Lb。

综上所述，一方面，参照图3c，相邻两个放射线探测器像素中，闪烁体130a靠近发光二极管120a的一端和闪烁体130b靠近发光二极管120b的一端之间具有La，闪烁体130a远离发光二极管120a的一端和闪烁体130b远离发光二极管120b的一端之间具有Lb，La＞Lb。这样一来，可以使得放射线探测器像素100a的闪烁体130a靠近发光二极管120a的一端与放射线探测器像素100b靠近发光二极管120b的一端较大的距离(即上述间隔La)。在此情况下，来自放射线探测器像素100a的闪烁体130的可见光，在进入到发光二极管120a时，不容易通过上述间隔La进入到相邻的放射线探测器像素100b下方的光电二极管120b的感光面121中。同理，来自放射线探测器像素100b的闪烁体130的可见光，在进入到发光二极管120a时，不容易通过上述间隔La进入到相邻的放射线探测器像素100a下方的光电二极管120a的感光面121中。从而可以减少或避免产生光串扰。

另一方面，参照图3c，反射层140覆盖闪烁体130，反射层140包裹了闪烁体130的大部分表面，如第二表面132以及闪烁体130相对第二表面132的垂直方向的表面，即闪烁体130的外表面。覆盖第二表面132的反射层140除对来自所述闪烁体130发射的光进行反射外，还可以在外界的可见光入射到反射层140时，使绝大部分光将反射而不进入到闪烁体130 内。反射层140覆盖闪烁体130的外表面可将来自所述闪烁体130发射的光进行反射。间隔 La之间的区域填充闪烁体130a的外表面的反射层140和闪烁体130b的外表面的反射层140，间隔La之间的反射层140总的厚度较大。闪烁体130a的产生的可见光会被闪烁体130a的外表面的反射层140反射回闪烁体130a，少量可见光穿过闪烁体130a的外表面的反射层140，则被闪烁体130b的外表面的反射层140反射而阻挡，也不容易进入放射线探测器像素100b 的光电二极管120b的感光面121。从而可以进一步减少或避免产生光串扰。在两方面因素的作用下，放射线探测器像素100a的闪烁体130a产生的可见光不容易进入到放射线探测器像素100b的光电二极管120b的感光面121中，从而减少或避免产生光串扰。

示例二

本示例与示例一的不同之处在于，参照图3d所示，相邻两个放射线探测器像素中，例如放射线探测器像素110c中的闪烁体130c靠近发光二极管120c的一端形成有相对设置的两个缺口，即缺口m1和缺口n1。需要说明的是，缺口m1和缺口n1的尺寸及形状可以相同或不同，在此不做限定。此外，放射线探测器像素110d中的闪烁体130d靠近发光二极管120d的一端形成有相对设置的两个缺口，即缺口m1和缺口n1。在此情况下，参照图3d所示，第一长度L1包括c1端和c2端。第二长度L2包括d1端和d2端。其中，在第一方向X上，闪烁体130c中，c2端位于d2端的右侧，距离d2端具有一定距离，故而闪烁体130a的左下侧形成缺口m1。c1端位于d1端的左侧，距离d1端具有一定距离，故而闪烁体130a的右下侧形成缺口n1。同样的，闪烁体130d的左下侧形成缺口m1，闪烁体130d的右下侧形成缺口n1。闪烁体130d的缺口m1朝向闪烁体130c的右侧。

这样，放射线探测器像素100c的第一长度L1的c1端与放射线探测器像素100d的第一长度L1的c2端之间存在间隔Lc。放射线探测器像素100a的第二长度L2的d1端与放射线探测器像素100b的第二长度L2的d2端之间存在间隔Ld。并且Lc＞Ld。

一方面，放射线探测器像素100c的闪烁体130c靠近发光二极管120c的一端与放射线探测器像素100d靠近发光二极管120d的一端较大的距离(即上述间隔Lc)。与示例一类似，基于同样的理由，放射线探测器像素100c和放射线探测器像素100d之间可以减少或避免产生光串扰。

另一方面，间隔Lc之间的区域填充闪烁体130c的外表面的反射层140和闪烁体130d的外表面的反射层140，间隔Lc之间的反射层140总的厚度较大。与示例一类似，基于同样的理由，放射线探测器像素100c和放射线探测器像素100d之间可以进一步减少或避免产生光串扰。并且在两方面因素的作用下，放射线探测器像素100c的闪烁体130c产生的可见光不容易进入到放射线探测器像素100d的光电二极管120d的感光面121中，从而减少或避免产生光串扰。

以下通过具体的实施例，对放射线探测器像素中的闪烁体130的结构进行举例说明，以使得闪烁体130的左下侧和右下侧形成缺口。

在其中一个实施例中，参见图4，闪烁体130具有相对的两个第一侧面135。第一侧面 135靠近光电二极管120的一端具有第一凹陷部133。第一侧面135沿第二方向Y延伸，第二方向Y与第一方向X垂直，且与感光面121平行。

如图4所示，第一侧面135沿第二方向Y延伸。同时，第一侧面135与感光面121垂直，这样第一侧面135较为规则，闪烁体130的制作难度较低，降低了制作成本。两个第一侧面135之间的距离方向为第一方向X。第一侧面135在靠近光电二极管120的端部设有两个第一凹陷部133，使得第一表面131相较于第二表面132在第一方向X存在两个缺口。因而第一表面131在第一方向X的第一长度L1与第二表面132在第一方向X的第二长度L2的关系为：L1＜L2。当包括上述闪烁体130的放射线探测器像素100沿第一方向X排布时，可使得闪烁体130产生的可见光不容易进入到第一方向X相邻放射线探测器像素100的光电二极管120的感光面121中，从而减少或避免产生光串扰。

上述实施例是在闪烁体130的相对的两个第一侧面135设置缺口，在此基础上，显然在该闪烁体130的其他相对的侧面上也可以设置缺口。在一些实施例中，参见图5，闪烁体130 包括具有相对的两个第二侧面136。第二侧面136靠近光电二极管120的一端具有第二凹陷部134。第二侧面136沿第一方向X延伸。

在此情况下，在闪烁体130具有第一凹陷部133的基础上还设有第二凹陷部134。需要说明的是，第一凹陷部133和第二凹陷部134的尺寸及形状可以相同或不同。

第二侧面136沿第一方向X延伸，第一侧面135沿Y轴方向延伸。同时，第二侧面136与感光面121垂直，这样第二侧面136较为规则，闪烁体130的制作难度较低，降低了制作成本。

两个第二凹陷部134设置在第二侧面136在靠近光电二极管120的端部，使得第一表面 131相较于第二表面132在Y轴方向也存在两个缺口，因而第一表面131在Y轴方向的第三长度L3与第二表面132在Y轴方向的第四长度L4的关系为：L3＜L4。上述闪烁体130的放射线探测器像素100沿Y轴方向排布时，同样可使得闪烁体130产生的可见光不容易进入到Y轴方向相邻放射线探测器像素100的光电二极管120的感光面121中，从而减少或避免产生光串扰。如此，上述闪烁体130的放射线探测器像素100可以以X轴和Y轴多行多列进行矩阵式排布时，均不容易产生光串扰。

可以理解的是，第一凹陷部133的表面和第二凹陷部134的表面可以具有多种形式。在其中一个实施例中，参见图6，第一凹陷部133的表面和第二凹陷部134的表面中的至少一个为平面或者弧面。第一凹陷部133的表面和第二凹陷部134的表面是指凹陷部形成在闪烁体130的表面。

以第一凹陷部133为例，第一凹陷部133的表面可以平面或者弧面。两个第一凹陷部133 的表面的形状可相同，如均为弧面或平面，也可以不相同，其中一个为弧面，另一个为平面。平面易于加工制作使得闪烁体130的制作难度较低，降低了制作成本。弧面使得各第一凹陷部133与对应的侧面接触位置平滑过渡，闪烁体130的强度较高。同理，第二凹陷部134的表面可采用如第一凹陷部133类似设计，不再赘述。

在一个具体的实施例中，参照图5，第一凹陷部133和第二凹陷部134中任一个凹陷部的厚度与闪烁体130的厚度的比值为n1。0＜n1＜1/3。厚度的方向为垂直感光面121的方向。

参照图5，厚度的方向为Z轴方向。当第一凹陷部133和第二凹陷部134中任一个凹陷部的厚度与闪烁体130的厚度的比值满足0＜n1＜1/3的条件时，第一凹陷部133和第二凹陷部134闪烁体130在厚度方向占据的高度较小，因而第一凹陷部133和第二凹陷部134形成的缺口造成闪烁体130的体积没有明显减少。闪烁体130将x射线转化的可见光没有明显减少，因而该设计在不明显影响探测器响应灵敏度的前提下，有效减少了光电二极管120内产生的光串扰，从而提高了X射线探测器阵列的性能。

上述实施例是对凹陷部的厚度与闪烁体130的厚度进行设计，在其他实施例中也可以对凹陷部的长度及宽度进行设计。在一个实施例中，第一凹陷部133沿第一方向X的长度与第二长度L2的比值为n2，0＜n2＜1/3。第二凹陷部134沿第二方向Y的宽度与第二表面132 的沿第二方向Y的宽度的比值为n3，0＜n3＜1/3。

当满足上述条件时，第一凹陷部133和第二凹陷部134闪烁体130在第一表面131的长度及宽度相对较小，因而第一凹陷部133和第二凹陷部134形成的缺口造成闪烁体130的体积没有明显减少。闪烁体130将x射线转化的可见光没有明显减少，因而该设计在不明显影响探测器响应灵敏度的前提下，有效减少了光电二极管120内产生的光串扰，从而提高了X 射线探测器阵列的性能。

示例三

本示例与示例一的不同之处在于，参照图7所示，相邻两个放射线探测器像素中，放射线探测器像素110e中的闪烁体130e的左侧整体形成缺口m1，例如可通过闪烁体130e的第一侧面135a整体向右下方倾斜或弯曲。需要说明的是，闪烁体130e中与第一侧面135a相对设置的第一侧面135b可以向右下方倾斜或弯曲(如图7所示)，也可以向左下方倾斜或弯曲，也可以竖直向下设置。只要使得第一长度L1与第二长度L2满足L1＜L2即可。此外，放射线探测器像素110f中的闪烁体130f可参考放射线探测器像素110e中的闪烁体130e的方式，在左侧整体形成缺口m1。

在此情况下，参照图7所示，第一长度L1包括c1端和c2端。第二长度L2包括d1端和d2端。闪烁体130f的缺口m1朝向闪烁体130e的右侧。这样，放射线探测器像素100e的第一长度L1的c1端与放射线探测器像素100f的第一长度L1的c2端之间存在间隔Le。放射线探测器像素100e的第二长度L2的d1端与放射线探测器像素100f的第二长度L2的d2端之间存在间隔Lf。并且Le＞Lf。

一方面，放射线探测器像素100e的闪烁体130e靠近发光二极管120e的一端与放射线探测器像素100f靠近发光二极管120f的一端较大的距离(即上述间隔Le)。与示例一类似，基于同样的理由，放射线探测器像素100e和放射线探测器像素100f之间可以减少或避免产生光串扰。

另一方面，间隔Le之间的区域填充闪烁体130e的外表面的反射层140和闪烁体130f的外表面的反射层140，间隔Le之间的反射层140总的厚度较大。与示例一类似，基于同样的理由，放射线探测器像素100e和放射线探测器像素100f之间可以进一步减少或避免产生光串扰。并且在两方面因素的作用下，放射线探测器像素100e的闪烁体130e产生的可见光不容易进入到放射线探测器像素100f的光电二极管120f的感光面121中，从而减少或避免产生光串扰。

上面是以在放射线探测器像素中的闪烁体130在第一方向X的左侧整体形成缺口为例，可以理解的是，在其他实施例中放射线探测器像素中的闪烁体130在第一方向X的左侧和右侧整体均可以形成缺口。

以下通过具体的实施例，对放射线探测器像素中的闪烁体130的结构进行举例说明，以使得闪烁体130的侧面整体形成缺口。在一些实施例中，参见图8，闪烁体130的横截面沿第一方向X的第一宽度L5，在第二表面132至第一表面131的方向上逐渐减小，横截面与第一方向X平行，且与感光面121垂直。

闪烁体130的横截面的形状可以为梯形，如直角梯形、等腰梯形或腰长不相等的一般梯形。闪烁体130的横截面也可以为类似梯形的类梯形形状，与梯形所不同的是，将梯形的原本腰长所在的边为弧形边。在该情况下，第一宽度L5在第二表面132至第一表面131的方向上逐渐减小。如图8所示，放射线探测器像素中的闪烁体130在第一方向X的左侧和右侧整体均可以形成缺口。如此，第一表面131在第一方向X的第一长度L1与第二表面132在第一方向X的第二长度L2的关系为：L1＜L2。

当包括上述闪烁体130的放射线探测器像素100沿第一方向X排布时，可使得闪烁体130 产生的可见光不容易进入到第一方向X相邻放射线探测器像素100的光电二极管120的感光面121中，从而减少或避免产生光串扰。而且，第一宽度L5是逐渐减小的，闪烁体130的侧面是较为平整的，因而易于加工制作使得闪烁体130的制作难度较低，降低了制作成本。

以上是横截面沿第一方向X的第一宽度L5在第二表面132至第一表面131的方向上逐渐减小的实施例，显然在此基础上，在另一个实施例中，纵截面显然可以采用类似的结构。即闪烁体130的纵截面沿第二方向Y的第二宽度L6，在第二表面132至第一表面131的方向上逐渐减小。纵截面与横截面垂直。纵截面同样可以是梯形或类似梯形形状。第一宽度L6在第二表面132至第一表面131的方向上逐渐减小，因而第一表面131在Y轴方向的第三长度L3与第二表面132在Y轴方向的第四长度L4的关系为：L3＜L4。上述闪烁体130的放射线探测器像素100沿Y轴方向排布时，同样可使得闪烁体130产生的可见光不容易进入到 Y轴方向相邻放射线探测器像素100的光电二极管120的感光面121中，从而减少或避免产生光串扰。如此，上述闪烁体130的放射线探测器像素100可以以X轴和Y轴多行多列进行矩阵式排布时，均不容易产生光串扰。

上述实施例中，均是对放射线探测器像素中的闪烁体130的结构使得第一长度L1与第二长度L2满足L1＜L2进行举例说明。在其他一些实施例中，还可以对第一表面131和感光面 121的位置关系进行设计。参见图9，第一表面131在感光面121的垂直投影与感光面121重合或位于感光面121内。第一表面131在感光面121的垂直投影在感光面121内，这样，感光面121的尺寸大于第一表面131的尺寸，因而感光面121可接收较多的可见光，光电二极管120的灵敏度高。

第一表面131在感光面121的垂直投影与感光面121重合，此时，第一表面131的尺寸与感光面121的尺寸相同。参见前述描述，闪烁体130的第一表面131与相邻的闪烁体130在第一方向X具有较大的间隔，如参见图3a，第一长度L1的c1端与放射线探测器像素100b的第一长度L1的c2端之间存在较大的间隔La，因此，光电二极管120的感光面121a与光电二极管120的感光面121b同样存在较大的间隔La，这样一来，光电二极管120的感光面 121a的电子就不容易进入光电二极管120b的感光面121b中，从而减少了电串扰，从而提高了X射线探测器阵列的性能。

在另一些实施例中，反射层140覆盖闪烁体130除第一表面131之外的其余表面。闪烁体130的第一表面131与感光面121接触，反射层140覆盖闪烁体130除此外的其余表面，因而可较为全面的将闪烁体130发射的光进行反射，使其返回至闪烁体130中，从而被光电二极管120吸收产生相应的电信号，因而可提高X射线探测器阵列的灵敏度。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种放射线探测器像素，其特征在于，包括：

半导体衬底；

光电二极管，设置于所述半导体衬底内，所述光电二极管具有感光面；

闪烁体，设置于所述光电二极管的感光面所在的一侧，且与所述光电二极管的位置对应；所述闪烁体具有相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面靠近所述光电二极管，所述第二表面远离所述光电二极管；其中，所述第一表面沿第一方向具有第一长度L1，所述第二表面沿所述第一方向具有第二长度L2，L1＜L2，所述第一方向与所述感光面平行；

反射层，覆盖所述闪烁体，并被配置为对来自所述闪烁体发射的光进行反射。

2.根据权利要求1所述的放射线探测器像素，其特征在于，所述闪烁体具有相对的两个第一侧面；

所述第一侧面靠近所述光电二极管的一端具有第一凹陷部；所述第一侧面沿第二方向延伸，所述第二方向与所述第一方向垂直，且与所述感光面平行。

3.根据权利要求2所述的放射线探测器像素，其特征在于，所述闪烁体包括具有相对的两个第二侧面；

所述第二侧面靠近所述光电二极管的一端具有第二凹陷部；所述第二侧面沿第一方向延伸。

4.根据权利要求3所述的放射线探测器像素，其特征在于，所述第一凹陷部的表面和所述第二凹陷部的表面中的至少一个为平面或者弧面。

5.根据权利要求3～4中任一项所述的放射线探测器像素，其特征在于，所述第一凹陷部和所述第二凹陷部中任一个凹陷部的厚度与所述闪烁体的厚度的比值为n1，0＜n1＜1/3，所述厚度的方向为垂直所述感光面的方向。

6.根据权利要求3～4中任一项所述的放射线探测器像素，其特征在于，所述第一凹陷部沿第一方向的长度与所述第二长度L2的比值为n2，0＜n2＜1/3；

所述第二凹陷部沿第二方向的宽度与所述第二表面的沿第二方向的宽度的比值为n3，0＜n3＜1/3。

7.根据权利要求1所述的放射线探测器像素，其特征在于，所述闪烁体的横截面沿所述第一方向的第一宽度L5，在所述第二表面至所述第一表面的方向上逐渐减小，所述横截面与所述第一方向平行，且与所述感光面垂直。

8.根据权利要求7所述的放射线探测器像素，其特征在于，所述闪烁体的纵截面沿第二方向的第二宽度L6，在所述第二表面至所述第一表面的方向上逐渐减小，所述纵截面与所述第二方向平行，且与所述感光面垂直，所述第二方向与所述第一方向垂直，且与所述感光面平行。

9.根据权利要求1所述的放射线探测器像素，其特征在于，所述第一表面在所述感光面的垂直投影与所述感光面重合或位于所述感光面内。

10.根据权利要求1所述的放射线探测器像素，其特征在于，所述反射层覆盖所述闪烁体除所述第一表面之外的其余表面。

11.一种放射线探测器的像素阵列，其特征在于，包括多个呈阵列排布的权利要求1～10中任一项所述的放射线探测器像素。

12.一种放射线探测器，其特征在于，包括：

壳体，

如权利要求11所述的放射线探测器的像素阵列，所述放射线探测器的像素阵列设置于所述壳体内。

13.一种检测装置，其特征在于，包括：

发射机构，用于向待测物体发射检测放射线；

如权利要求12所述的放射线探测器，所述放射线探测器用于接收所述检测放射线经过所述待测物体透射或反射后的检测放射线。

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