DE4439995A1 - Photodiodenarray - Google Patents

Description

In der Röntgencomputertomographie wandelt der Röntgendetektor das auftreffende Röntgensignal in ein elektrisches Signal. Die gebräuchlichsten Detektorprinzipien sind ein Array von Xenon-Ionisationskammern oder von Szintillatoren und nachge­ ordneten Photodioden.

Bei einem Szintillator-Photodiodenarray wandelt der Szintil­ lator die auftreffenden Röntgenquanten in Photonen. Die in Strahlenrichtung nach dem Szintillator liegende Photodiode absorbiert die auftreffenden Photonen und man erhält einen Photostrom, der zur einfallenden Röntgenlichtintensität pro­ portional ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Photodioden­ array so auszubilden, daß die Photodioden monolithisch auf einem Substrat aufgebaut sind, wobei Röntgenquanten, die zu einem geringen Anteil direkt in die Photodioden eindringen, kein unerwünschtes Störsignal erzeugen, und wobei das Signalübersprechen von einem Detektorkanal zum nächsten weit­ gehend reduziert ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Photo­ diodenarray gemäß dem Patentanspruch, das insbesondere in der Röntgencomputertomographie angewendet werden kann.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zei­ gen:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Photodiodenarray zur Erläute­ rung des Erfindungsgedankens, und

Fig. 2 eine Schaltung für das Photodiodenarray nach Fig. 1 nach der Erfindung.

In der Fig. 1 ist ein Photodiodenarray mit einer Reihe von Photodioden 3 dargestellt, die auf einem Substrat 1 aufge­ bracht sind, das mit einem Rückseitenkontakt 2 versehen ist. Zwischen jeweils zwei Photodioden 3 liegt eine Absaugdiode 4, die ebenfalls auf dem Substrat 1 aufgebracht ist. Die Photo­ dioden 3 wandeln das von einem nicht dargestellten, vorge­ schalteten Szintillator aus der Röntgenstrahlung erzeugte Licht in ein entsprechendes elektrisches Signal. Die Photo­ dioden 3 und die Absaugdioden 4 sind in der Fig. 1 auch noch als Schaltzeichen dargestellt.

Durch die Absaugdioden 4 ergibt sich eine deutliche Verringe­ rung der Auswirkungen der Direktkonversion auf die erzeugten Signale und des optischen Übersprechens.

Eine weitere deutliche Signalverbesserung läßt sich errei­ chen, wenn sich der Raumladungszonenbereich der Absaugdiode 4 von dem Anodenbereich (p-Gebiet) bis in die Nähe des Katho­ denbereiches (n-Gebiet) erstreckt. Dazu beschaltet man die Diodenpaare (Photodiode 3 und die sie umgebende Absaugdiode 4) folgendermaßen:

Alle Absaugdioden 4 werden bei der Herstellung auf der Anodenseite kontaktiert. Der gemeinsame Anodenkontakt 5 wird an eine Spannungsquelle 6 (Spannung U = 0-100 V) gelegt, so daß die Absaugdioden 4 in Sperrichtung betrieben werden (Fig. 2).

Durch geeignete Wahl der Absaugspannung U_ab und der Vorspan­ nung (Spannungsquelle 7) an der Photodiode 3 kann die Raum­ ladungszone in der Absaugdiode 4 so eingestellt werden, daß

• 1. die Direktkonversion im Randbereich beider Dioden 3, 4 minimal ist,
• 2. das optische Übersprechen im Siliziumchip unterdrückt wird und zusätzlich
• 3. die einzelnen Photodioden elektrisch getrennt sind,
• 4. der Dunkelstrom in der Photodiode 3 minimal wird,
• 5. dadurch der Dunkelstromtemperaturkoeffizient der Photo­ diode 3 sehr klein wird.

All diese oben aufgeführten Punkte führen zu einer Verbesse­ rung der Eigenschaften eines CT-Detektors und können zu bes­ seren computertomographischen Bildern führen.

Claims (1)

1. Photodiodenarray mit einem Substrat (1), auf dem eine Reihe von Photodioden (3) aufgebaut ist, wobei zwischen jeweils zwei Photodioden (3) eine Absaugdiode (4) eingebaut ist und die Anoden (5) der Absaugdioden (4) miteinander verbunden sind, wobei der gemeinsame Anodenkontakt (5) an eine Span­ nungsquelle (6) gelegt ist, so daß die Absaugdioden (4) in Sperrichtung betrieben werden.