DE4442853A1 - Photodiodenarray - Google Patents

Photodiodenarray

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DE4442853A1 DE19944442853 DE4442853A DE4442853A1 DE 4442853 A1 DE4442853 A1 DE 4442853A1 DE 19944442853 DE19944442853 DE 19944442853 DE 4442853 A DE4442853 A DE 4442853A DE 4442853 A1 DE4442853 A1 DE 4442853A1
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photodiode array
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ray
diodes
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Rolf Dipl Phys Dr Lindner
Martin Dipl Ing Schmidt
Roland Dipl Ing Ziegler
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Siemens AG
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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,
Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Photodiodenarray nach der Er­ findung, und
Fig. 3 eine Diodenschaltung für das Photodiodenarray gemäß den Fig. 1 und 2.
In der Fig. 1 ist ein Substrat 1 mit einem Rückseitenkontakt 2 dargestellt, auf dem eine Reihe von Photodioden 3 aufge­ bracht ist. Links ist ein Randaufbau und rechts ein Mitten­ aufbau dargestellt. Zwischen jeweils zwei Photodioden 3 ist eine Absaugdiode 4 integriert. Die Photodioden 3 erfassen das Licht von über ihnen liegenden Szintillatoren und wandeln es in entsprechende elektrische Signale. In Fig. 1 ist das Schaltbild der Photodioden 3 und einer Absaugdiode 4 einge­ zeichnet. In Fig. 2 ist die Struktur der Photodioden 3 und der Absaugdioden 4 von oben sichtbar.
Es ergibt sich demgemäß, daß in jedem Zwischenraum zwischen zwei Silizium-Photodioden 3 eine Absaugdiode 4 eingebaut ist. Die Photodioden 3 sind nahezu vollständig von der Struktur der Absaugdioden 4 umgeben (Fig. 2). Die Kontaktierung aller Dioden 3, 4 erfolgt gemäß Fig. 3. Die Anodenseiten der Ab­ saugdioden 4 werden untereinander und mit dem Rückseitenkon­ takt 2 verbunden. Der Rückseitenkontakt 2, der die gemeinsame Kathode für alle Dioden 3, 4 bildet, ist nach außen gezogen.
In den Fig. 2 und 3 sind mit 5 noch die Anschlüsse der Photo­ dioden 3 bezeichnet.
Die Wirkungsweise der Absaugdioden 4 ist folgende:
  • 1. Röntgenquanten, die im Bereich der Raumladungszone einer Absaugdiode 4 absorbiert werden, führen hier zu Ladungen im Silizium, die abgesaugt werden. Selbst Ladungen, die innerhalb der Diffusionslänge (für Elektronen und Löcher) von der Raumladungszone entfernt durch Gammaquanten gene­ riert werden, werden zu einem gewissen Teil abgesaugt. Insgesamt wird dadurch der Beitrag der Direktkonversion reduziert.
  • 2. Lichtquanten, die in die Raumladungszone einer Absaugdiode 4 eindringen, werden vollständig (100%) absorbiert und die generierte Ladung wird kurzgeschlossen. Die einzelnen Pho­ todioden 3 sind durch die Absaugdioden 4 elektrisch von­ einander definiert getrennt, so daß mit dieser Maßnahme auch das Übersprechen reduziert ist.

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 der Absaugdioden (4) untereinander und mit dem Rückseitenkontakt (2) des Substrats (1) verbunden sind.
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