ES2710101T3

ES2710101T3 - Fotodiodo y otras estructuras de sensores en generadores de imágenes de rayos X de panel plano y método para mejorar la uniformidad topológica del fotodiodo y otras estructuras de sensores en impresoras de rayos X de panel plano basadas en electrónica de película delgada

Info

Publication number: ES2710101T3
Application number: ES10790100T
Authority: ES
Inventors: Larry Antonuk
Original assignee: University of Michigan
Current assignee: University of Michigan
Priority date: 2009-06-17
Filing date: 2010-06-16
Publication date: 2019-04-23
Anticipated expiration: 2030-06-16
Also published as: CN102576715A; US9880296B2; US20130292573A1; CA2765702A1; WO2010148060A1; EP2443656A1; JP5744861B2; US20140246596A1; TWI615956B; KR101819757B1; ES2880357T3; CN107425020A; EP2443656B1; CN107425020B; JP2012531046A; US20150301195A1; TW201605034A; KR20120027541A; EP3447802A1; US8492728B2

Abstract

Un sensor de radiación, que comprende: una capa de centelleo configurada para emitir fotones al interactuar con radiación ionizante; un fotodetector que incluye, en orden, un primer electrodo, una capa fotosensible y un segundo electrodo transmisor de fotones dispuesto cerca de la capa de centelleo; estando dicha capa fotosensible configurada para generar pares de huecos de electrones al interactuar con una parte de dichos fotones; circuitos de píxeles conectados eléctricamente al primer electrodo y configurados para medir una señal de formación de imágenes indicativa de dichos pares de huecos de electrones generados en la capa fotosensible; una capa de aplanado dispuesta en el circuito de píxeles entre el primer electrodo y el circuito de píxeles, de manera que el primer electrodo está por encima de un plano que incluye el circuito de píxeles; una superficie de al menos uno de dicho primer electrodo y dicho segundo electrodo solapando al menos parcialmente el circuito de píxeles y que tiene una porción plana y una inflexión de superficie por encima de las características del circuito de píxeles; y dicha inflexión superficial se extiende desde dicha porción plana y tiene, desde dicha porción plana, un radio de curvatura superior a la mitad de un micrómetro.

Description

DESCRIPCION

Fotodiodo y otras estructuras de sensores en generadores de imageries de rayos X de panel plano y metodo para mejorar la uniformidad topologica del fotodiodo y otras estructuras de sensores en impresoras de rayos X de panel plano basadas en electronica de pellcula delgada

Antecedentes de la invencion

Campo de la invencion

La presente invencion se refiere en general a dispositivos disenados para detectar la radiacion incidente ionizante con el fin de formar imagenes.

Descripcion de los antecedentes

En el campo de la formacion de imagenes de rayos X, generadores de imagenes basados en matrices de formacion de imagenes de matriz activa se utilizan comunmente para numerosas aplicaciones medicas y no medicas. A menos que se indique lo contrario en el presente documento, el termino matriz activa se usara para referirse al principio de direccionar una rejilla bidimensional de plxeles de imagen mediante conmutadores, con un conmutador de direccionamiento en cada pixel. Las imagenes basadas en matrices de imagenes de matriz activa se denominaran generadores de imagenes de panel plano de matriz activa (AMFPI) o, mas concisamente, como imagenes de matriz activa. Ademas, los terminos disposicion de matriz activa y disposicion de formacion de imagenes de matriz activa se usaran de manera intercambiable.

Un AMFPI normalmente incorpora una sola disposicion, incluyendo materiales que son altamente resistentes a los efectos de la radiacion ionizante. Sin embargo, los AMFPI a veces incluyen dos disposiciones adyacentes dispuestas una al lado de la otra, o cuatro disposiciones adyacentes dispuestas en un cuadrado o rectangulo. Una razon de la ubicuidad y la utilidad de los generadores de imagenes de matriz activa es que las disposiciones pueden fabricarse, con un rendimiento aceptable y a un coste razonable, en tamanos considerablemente mas alla de lo que es posible con la tecnologla convencional de silicio cristalino (c-Si). En el caso de la tecnologla c-Si, las disposiciones de formacion de imagenes pixeladas (tal como dispositivos de carga acoplada (CCD), sensores CMOS, sensores de plxeles activos y sensores de plxeles pasivos) estan limitadas en ultima instancia por el tamano de las obleas de silicio utilizadas para la fabricacion, actualmente de hasta ~ 300 mm. Los CCD, los sensores CMOS y los sensores de plxeles activos y pasivos hechos de silicio cristalino se fabrican normalmente con dimensiones de menos de ~ 4 cm por 4 cm. Si bien estos dispositivos se han fabricado con dimensiones tan grandes como ~ 20 cm por 20 cm, estos dispositivos son diflciles de producir y costosos de producir. Ademas, si bien dispositivos de area grande pueden fabricarse agrupando disposiciones de c-Si de area pequena, esto introduce problemas, desaflos y costes de ingenierla adicionales e importantes. En el caso de AMFPI, aunque las disposiciones de matriz activa se pueden hacer tan pequenas como dos plxeles por dos plxeles (lo cual serla menor de 1 cm por 1 cm), las disposiciones de matriz activa para AMFPI se fabrican normalmente en tamanos que van desde ~ 10 cm por 10 cm hasta ~ 43 cm x 43 cm, superando ampliamente el rango de disposiciones de formacion de imagenes de c-Si pixeladas. Ademas, no hay ninguna razon tecnica que prohlba la creacion de matrices de formacion de imagenes de matriz activa aun mas grandes, por ejemplo, equivalentes al tamano de las pantallas de cristal llquido (AMLCD) de matriz activa mas grandes que se han fabricado tan grandes como ~ 108 pulgadas (274,32 cm) en la diagonal.

En una disposicion de formacion de imagenes de matriz activa, una rejilla de dos dimensiones de plxeles de formacion de imagenes se dirige a modo de conmutadores de capa fina. La disposicion incluye un sustrato delgado sobre el que se fabrican los plxeles de formacion de imagenes. Cada pixel incorpora un circuito en el que un conmutador de direccionamiento esta conectado a algun tipo de condensador de almacenamiento de plxeles. Cada conmutador generalmente toma la forma de transistor de pellcula delgada (TFT), pero tambien puede tomar la forma de un diodo de pellcula delgada o una combinacion de dos o mas diodos de pellcula delgada. Aunque los disenos de disposiciones simples incorporan solo un unico conmutador por pixel para propositos de direccionamiento, los disenos mas complejos pueden incluir elementos de circuito adicionales en el pixel que sirven para mejorar el rendimiento y/o ampliar las capacidades del generador de imagenes. Ademas, se pueden incorporar otros elementos del circuito en el sustrato de la disposicion fuera de los plxeles. Estos elementos pueden configurarse para llevar a cabo funciones tales como controlar las tensiones en las llneas de direccionamiento de la puerta, multiplexar las senales de las llneas de datos o para otros propositos relacionados con la operacion de la disposicion.

Los materiales utilizados en la fabricacion de las disposiciones incluyen diversos metales para formar caracterlsticas tales como llneas de direccionamiento, contactos para llneas de direccionamiento, trazas, vlas, superficies de electrodos y superficies de bloqueo de luz, as! como la fuente, el drenaje y la puerta de TFT. Se pueden usar metales tales como aluminio, cobre, cromo, molibdeno, tantalio, titanio, wolframio, oxido de indio y estano, as! como aleaciones de estos materiales, tales como TiW, MoCr y AlCu. El espesor de una capa de metal dada depositada en la disposicion durante la fabricacion puede variar de ~10 nm a varios pm. Las capas de pasivacion pueden incluir materiales tales como oxinitruro de silicio (Si²N²O), nitruro de silicio (SialSL), poliimida y pollmero de benzociclobuteno (BCB). El espesor de una capa de pasivacion dada depositada sobre la superficie de la matriz durante la fabricacion puede variar desde ~100 nm hasta 10 pm. Los dispositivos dielectricos en dispositivos tales como TFT y condensadores pueden incluir materiales tales como nitruro de silicio (Si3N4), dioxido de silicio (SiO²), silicio amorfo y nitruro de silicio amorfo (a-Si³N⁴:H). El espesor de una capa dielectrica dada depositada sobre la superficie de la matriz durante la fabricacion puede variar desde ~1 nm a varios pm. Normalmente, se utilizan multiples capas de metal, pasivacion y dielectrica para fabricar los diversos elementos del circuito en una disposicion.

El material semiconductor para los TFT (y los conmutadores de diodo) se hidrogena mas comunmente de silicio amorfo (a-Si), pero tambien puede ser de silicio microcristalino, silicio policristalino (poli-Si), un calcogenuro, o seleniuro de cadmio (CdSe), todos los cuales son adecuados para el procesamiento de grandes areas, lo que permite la fabricacion de disposiciones de grandes areas. En este caso, los sustratos pueden estar hechos de materiales tales como vidrio (tal como Corning 7059, 1737F, 1737G, ~1 mm de espesor) o cuarzo (~1 mm de espesor) o laminas de acero inoxidable (~25 a 500 pm de espesor). La fabricacion de circuitos de disposicion implica la deposicion de capas continuas de materiales (tal como semiconductores, metales, dielectricos y pasivaciones) sobre el sustrato, utilizando tecnicas de deposicion de area tal como la deposicion de vapores qulmicos mejorados por plasma (PECVD), deposicion de vapores qulmicos a baja presion (LPCVD), deposicion qulmica de vapor (CVD), deposicion flsica de vapor (PVD), pulverizacion catodica y recubrimiento por centrifugacion. En el caso del poli-Si, un metodo comun para producir este semiconductor es a traves de la cristalizacion del material a-Si previamente depositado por medio de un laser exclmero. Ademas, las caracterlsticas del circuito (tal como las de los TFT, diodos, fotodiodos, condensadores, trazas, vlas, llneas de direccionamiento y contactos con las llneas de direccionamiento) se forman utilizando una combination de tecnicas fotolitograficas y de grabado.

Alternativamente, el material semiconductor para estos conmutadores puede adoptar la forma de otros materiales adecuados para grandes zonas de deposicion, tal como a-Si de baja temperatura, molecula organica pequena o semiconductores de pollmero. La baja temperatura de a-Si se deposita utilizando PECVD, LPCVD y PVD, mientras que las moleculas pequenas organicas y los semiconductores de pollmero pueden depositarse utilizando tecnicas de deposicion de area o tecnicas de impresion. Para estos materiales semiconductores, los sustratos pueden ser delgados y flexibles (hechos de laminas de material tal como poliimida (PI) o naftalato de polietileno (PEM, ~25 a 200 pm de espesor). Alternativamente, se pueden usar sustratos de vidrio, cuarzo o acero inoxidable. Las caracterlsticas de los circuitos de disposiciones se pueden formar utilizando una o una combinacion de tecnicas fotolitograficas, de grabado, de impresion sustractiva y de impresion aditiva. Otros materiales semiconductores que se pueden usar, tanto para TFT como para otros dispositivos, incluyen nanotubos de carbono y grafeno. Otros materiales semiconductores que se pueden usar, tanto para t Ft como para otros dispositivos, incluyen semiconductores de oxido que incluyen, entre otros, ZnO, InGaZnO, InZnO, ZnSnO (y cualquier otro oxido que contenga Zn), SnO², TiO², Ga²O³, InGaO, In²O³e InSnO. Se sabe que estos semiconductores de oxido existen en formas amorfas o policristalinas, y segun esten disponibles son adecuados para la invention. Para todos los tipos de semiconductores, los materiales se utilizan en su forma intrlnseca, as! como en formas dopadas para proporcionar material semiconductor dopado p o dopado n.

Los TFT tienen una puerta, una fuente y un drenaje. La magnitud de la corriente que fluye a traves del canal semiconductor de la TFT, entre la fuente y el drenaje, se controla mediante varios factores, tal como la anchura y la longitud del canal TFT, la movilidad del semiconductor utilizado en el canal, la magnitud y la polaridad de la tension aplicada entre la puerta y la fuente, y la diferencia de tension entre la fuente y el drenaje. La manipulation de la tension aplicada a la puerta permite que el transistor se convierta en altamente conductor (descrito como "encendido") o altamente no conductor (descrito como "apagado").

Las figuras 1 a 4 muestran ejemplos de TFT de a-Si y poli-Si. La figura 1 es un dibujo esquematico que ilustra la estructura de una forma de un TFT de a-Si. La figura 2 es una vista esquematica, en section transversal, correspondiente a la position del plano indicado por el marco de alambre en la figura 1. La simetrla de la estructura de este TFT de a-Si es tal que esta vista de la seccion transversal permanecerla practicamente sin cambios para cualquier posicion del marco del alambre a lo largo de la anchura del transistor. La figura 3 es un dibujo esquematico que ilustra la estructura de una forma de un TFT de poli-Si. La version mostrada tiene una puerta unica, pero tambien son posibles dos o mas puertas. La figura 4 es una vista esquematica en seccion transversal, correspondiente a la posicion del plano indicado por el marco de alambre en la figura 3. En comparacion con el TFT de a-Si ilustrado en las figuras 1 y 2, el TFT de poli-Si ilustrado en las figuras 3 y 4 tiene un menor grado de simetrla en virtud de la presencia de las vlas, de modo que una vista en seccion transversal del transistor variarla considerablemente para otras posiciones del marco de alambre a lo largo de la anchura del transistor.

Un generador de imagenes de matriz activa incluye normalmente: (a) una disposicion de formation de imagenes de matriz activa; (b) una capa de material que recubre la disposicion que sirve como convertidor de rayos X; (c) electronica externa conectada a la disposicion por medio de almohadillas de contacto ubicadas en los extremos de las llneas de direccionamiento de datos y de la puerta. Algunos de estos componentes electronicos estan ubicados muy cerca del perlmetro de la disposicion y proporcionan una logica digital que sirve para ayudar en el control de las tensiones y tiempos necesarios para operar la matriz, as! como para amplificar, multiplexar y digitalizar las senales analogicas extraldas de los plxeles a lo largo de las llneas de direccionamiento de datos. Estos componentes electronicos tambien incluyen suministros de tension necesarios para operar la disposicion y los componentes electronicos perifericos, as! como una interfaz electronica digital para permitir la comunicacion entre los componentes electronicos y uno o mas ordenadores; (d) uno o mas ordenadores para enviar informacion de control a la electronica, para recibir informacion digital de plxeles de la electronica, para sincronizar la operacion de la matriz con el suministro de radiacion desde la fuente de rayos X, y para procesar, visualizar y almacenar esta informacion de imagenes; y (e) el software, el firmware y otras instrucciones codificadas utilizadas en los ordenadores y en la logica digital de la electronica.

El sustrato de la disposicion, la electronica de pellcula delgada y el convertidor de rayos X son todos relativamente delgados, con un espesor combinado de menos de 1 cm. Esto permite que estos elementos, junto con la electronica periferica, se configuren en un paquete con un espesor tan compacto como ~1 cm, similar al de un casete de pellcula de rayos X estandar o un casete de radiografla computarizada (CR). Los generadores de imagenes de rayos X electronicos con tales perfiles, independientemente de la tecnologla en la que se basan las imagenes, a menudo se denominan generadores de imagenes de panel plano (FPI). Con el fin de distinguir de los generadores de imagenes de panel plano creados a partir de otras tecnologlas (tal como los sensores CMOS en mosaico), un termino descriptivo que se refiere ampliamente a las imagenes basadas en la electronica de pellcula delgada es generadores de imagenes de panel plano de pellcula delgada. En el caso especlfico de generadores de imagenes que emplean disposiciones de matriz activa, el termino generadores de imagenes de panel plano de matriz activa (AMFPl) es apropiado.

Los plxeles para una disposicion de formacion de imagenes de matriz activa estan dispuestos en filas y columnas. Para una disposicion que utiliza conmutadores TFT, y para una fila de plxeles determinada, las puertas de todos los TFT de direccionamiento a lo largo de esa fila estan conectados a una llnea de direccionamiento de puerta comun, con una llnea de puerta por fila de plxeles. La manipulacion externa de la tension aplicada a cada llnea de direccionamiento de puerta, por lo tanto, permite el control de la conductividad de todos los TFT de direccionamiento a lo largo de esa fila. Para una columna de plxeles determinada, los drenajes de todos los TFT de direccionamiento a lo largo de esa columna estan conectados a una llnea de direccionamiento de datos comun, con una llnea de direccionamiento de datos por columna de plxeles.

Durante la operacion de un AMFPI, todos los TFT de direccionamiento se mantienen no conductores durante la entrega de los rayos X con el fin de permitir la recogida de senales de imagen en los condensadores de almacenamiento de plxeles. Las senales de imagen almacenadas en estos condensadores se leen, generalmente una fila de plxeles a la vez, haciendo que los TFT de direccionamiento en esa fila sean conductores. Esto permite que las senales de imagenes se muestreen desde las llneas de direccionamiento de datos correspondientes en la resolution espacial completa de la disposicion. Para una llnea de direccionamiento de datos dada, cada senal muestreada se amplifica mediante un preamplificador y se digitaliza mediante un convertidor de analogico a digital, ambos ubicados en la parte externa de la disposicion. Por supuesto, las senales de imagenes se pueden muestrear desde dos o mas filas consecutivas a la vez, lo que disminuye el tiempo de lectura, pero a costa de una resolucion espacial reducida.

Los generadores de imagenes de matriz activa se operan mas comunmente en conjuncion con una fuente de rayos X, a pesar de que pueden operar con fuentes de otras formas de radiacion ionizante, tal como rayos gamma, electrones, protones, neutrones, partlculas alfa, e iones pesados. El tono de pixel (que es igual al ancho de un pixel) y el tamano de la disposicion, las capacidades de velocidad de marcos de la disposicion y el generador de imagenes, y la energla del haz, la filtration y las caracterlsticas temporales de la fuente de rayos X se seleccionan para coincidir con las necesidades de la aplicacion de formacion de imagenes. La formacion de imagenes medicas de diagnostico y de intervention se puede realizar con disposiciones que tienen pasos de pixel de ~25 pm hasta ~200 pm y con ~15 a 40 kVp haces de rayos X para muchas formas de aplicaciones de formacion de imagenes de mama (incluyendo la mamografla, la tomoslntesis de mama, la tomografla de mama computarizada, y biopsias guiadas por imagen). La formacion de imagenes medicas de diagnostico y de intervencion se puede realizar tambien con disposiciones que tienen pasos de pixel de ~75 pm hasta ~1000 pm y con ~50 a 150 kVp haces de rayos X para muchas formas de aplicaciones radiograficas, fluoroscopicas, y tomograficas (incluyendo formacion de imagenes toracicas, tomoslntesis toracica, imagenes de energla dual, procedimientos angiograficos, procedimientos intervencionistas, procedimientos de biopsia, formacion de imagenes de extremidades, imagenes pediatricas, imagenes cardlacas, tomografla computarizada de haz conico de abdomen, torax, cabeza, cuello, dientes, as! como para simulation, localization, verification y garantla de calidad en radioterapia). Ademas, la formacion de imagenes medicas puede realizarse con plxeles de ~300 pm hasta ~1000 pm con los haces de tratamiento utilizados para la radioterapia de haz externo. En este caso, la fuente de radiacion puede ser una fuente de Co-60 (con una energla media de -1,25 MeV), o la salida desde un acelerador lineal o cualquier otro tipo de acelerador que produce radiacion de tension mega que va desde ~3 hasta 50 MV. La formacion de imagenes medicas con formadores de imagenes de matriz activa tambien se puede realizar con una fuente de braquiterapia, tal como cesio-137 (137Cs), yodo-125 (125I), iridio-192 (192Ir), paladio-103 (103Pd), estroncio -90 (90Sr) e itrio-90 (90Y). Ademas, las aplicaciones no medicas (tales como la radiografla industrial) utilizan generadores de imagenes de matriz activa, en relation con todas las fuentes de radiacion descritas anteriormente, as! como con las fuentes que proporcionan energlas de rayos X que van desde unos pocos kVp hasta ~15 kVp. El diseno y las capacidades de los convertidores de rayos X y de la electronica asociada para los lectores de imagenes de panel plano se ajustan al diseno de las disposiciones, la forma de operacion y las necesidades de las diversas aplicaciones no medicas.

Los formadores de imageries basados en disposiciones de matriz activa pueden dividirse generalmente en dos categorlas, en funcion de la manera en que el convertidor detecta los rayos X, denominados detection indirecta y detection directa. Para los formadores de imagenes de detection indirecta, parte de la energla de los rayos X incidentes que interaction con el convertidor se convierte primero en fotones opticos y una fraccion de estos fotones se convierte posteriormente en senal electrica que se almacena en los condensadores de almacenamiento de plxeles de la disposicion. Para los formadores de imagenes de detection directa, parte de la energla de los rayos X incidentes que interaction con el convertidor se convierte directamente en senal electrica que se almacena en los condensadores de almacenamiento de plxeles.

Para camaras de deteccion indirecta, el convertidor toma la forma de un centelleador. Para muchas aplicaciones, el yoduro de cesio dopado con talio (escrito como CsI:Tl o CsI:Tl+), normalmente se cultiva para formar una estructura con cristales alineados con agujas, u oxisulfuro de gadolinio dopado con terbio (escrito como Gd²O²S:Tb o Gd²O²S:Tb3+, tambien llamado GOS, generalmente en forma de pantalla de fosforo en polvo). Sin embargo, tambien son posibles otros centelleadores, tales como yoduro de cesio dopado con sodio (escrito como CsI:Na o CsI:Na+), yoduro de sodio dopado con talio (escrito como NaI:Tl o NaI:Tl+), tungstato de calcio (CaWO⁴), tungstato de zinc (ZnWO4), tungstato de cadmio (CdWO4), germanato de bismuto (Bi4Ge3O12, tambien llamado BGO), ortosilicato de lutecio ytrio dopado con cerio (escrito como Lu18Ybo,2SiO5:Ce o Lu18Ybo,2SiO5:Ce3+, tambien conocido como LYSO), y silicato de gadolinio dopado con cerio (escrito como Gd2SiO5:Ce o Gd2SiO5:Ce3+, tambien conocido como GSO). Sin embargo, son posibles otros centelleadores tal como BaFCl:Eu , BaSO⁴:Eu , BaFBr:Eu , LaOBr:Tb , LaOBr:Tm3+, La²O²S:Tb3+, Y²O²S:Tb3+, YTaO⁴, YTaO⁴:Nb ZnS:Ag, (Zn, Cd)S:Ag, ZnSiO⁴:Mn2+, CsI, LiI:Eu2+, PbWO⁴, Bi4Si3O12, Lu²SiO⁵:Ce3+, YAlO³:Ce3+, CsF, CaF²:Eu2+, BaF², CeF³, Y^1,34Gd^0,6O³:Eu3+, Pr, Gd²O²S:Pr3+, Ce, SCG1, HFG:Ce3+ (5 %) y C¹⁴H¹⁰. Para muchos tipos de material centelleador (tal como CsI:Tl, BGO y LYSO), el convertidor puede tomar la forma de un detector segmentado en el que pequenos elementos individuales de material centelleador, cada uno con un area de seccion transversal aproximadamente igual o menor que la separacion de plxeles de la matriz de imagenes (o un multiplo de la separacion de plxeles de la disposicion) se montan con material de pared septal que separa los elementos para formar un detector de area que proporciona aislamiento optico entre elementos, preservando as! la resolucion espacial.

Una capa de material, conocida como encapsulation o como una capa de encapsulation, se puede depositar para formar una capa superior del centelleador para proteger mecanicamente y qulmicamente el centelleador.

Para AMFPI de deteccion indirecta, el condensador de almacenamiento de plxeles toma la forma de un sensor optico, tal como una estructura de fotodiodo o metal semiconductor con aislamiento (MIS). Tales sensores opticos comunmente incorporan un semiconductor de a-Si, un material que es muy adecuado para obtener imagenes de radiation ionizante en virtud del hecho de que las propiedades de senal, ruido y corriente oscura de los sensores de a-Si se ven muy poco afectadas incluso por dosis extremadamente altas de la radiacion. Las propiedades de los TFT basados en a-Si y poli-Si tambien se ven afectadas solo por dosis extremadamente altas de radiacion, lo que las hace adecuadas para la obtencion de imagenes de radiacion ionizante.

Una forma para la estructura de un fotodiodo de a-Si incluye un electrodo inferior (que esta conectado a la fuente del TFT de direccionamiento), una capa dopada (a-Si dopado con n+, ~10 a 500 nm de espesor y preferiblemente ~50 a 100 nm de espesor), una capa de a-Si intrlnseco(preferiblemente ~0,5 a 2,0 pm de espesor), una segunda capa dopada (a-Si dopado con p+, ~10 a 500 nm de espesor y preferiblemente de ~5 a 20 nm de espesor), y un electrodo superior que esta hecho de un material transparente a la luz visible (tal como oxido de indio y estano, ITO). En una forma alternativa de dicha estructura de fotodiodo de a-Si, las dopadas de las capas superior e inferior de a-Si se intercambian. Minimizar el espesor de la capa superior de a-Si dopada reduce la fraccion de fotones opticos que se absorben en esta capa, lo que ayuda a maximizar la senal de formation de imagenes registrada en el pixel.

Un ejemplo de un circuito de pixel para una deteccion indirecta, una disposicion de formacion de imagenes de matriz activa se ilustra esquematicamente en la figura 5. Los elementos del circuito que se muestran en esta figura incluyen el fotodiodo (PD) y el transistor de direccionamiento de plxeles (TFT). La fuente, el drenaje y la puerta del TFT, rodeados por una elipse discontinua, estan etiquetados. Una segunda elipse discontinua enfatiza que el fotodiodo, que es el sensor optico para el pixel, tambien sirve como el condensador de almacenamiento de plxeles, con una capacitancia de CPD. Tambien se muestran la llnea de direccionamiento de la puerta y la llnea de direccionamiento de datos correspondiente a la fila y a la columna, respectivamente, del pixel representado. La magnitud de la tension de polarization inversa aplicada al electrodo superior del fotodiodo es VP^olarizacI6 N. Esta tension se proporciona mediante una fuente de tension externa. V^{Polarizaci6 n}se ajusta normalmente a un valor en el intervalo de ~1 V a 8 V.

La figura 6 es una ilustracion esquematica, en seccion transversal, de una implementation estructural, denominada arquitectura de llnea de base, de un diseno de plxeles correspondiente al circuito de plxeles de la figura 5. En esta implementacion, el TFT de direccionamiento comparte el area de la superfine del pixel con una serie de otros elementos que incluyen un fotodiodo discreto de a-Si que tiene una estructura apilada, llneas de direccionamiento y los espacios entre las llneas de direccionamiento, el fotodiodo y el TFT.

En la figura 6, la ubicacion general del transistor de direccionamiento de a-Si (TFT), con solo el drenaje, la fuente y la puerta ilustrada, se indica por una elipse de trazos. El electrodo inferior del fotodiodo esta formado por una extension del metal utilizado para formar la fuente del TFT. Las capas restantes del fotodiodo, que no se superponen con el TFT, estan modeladas para alinearse con los bordes del electrodo inferior y, de esta manera, forman una estructura apilada. Estas capas incluyen una capa de a-Si dopada con n⁺, una capa de a-Si intrlnseca, una capa de a-Si dopada con p⁺y una capa de ITO que sirve como un electrodo superior opticamente transparente. Se aplica una tension de polarizacion inversa, de magnitud V^polarizacion, al electrodo superior del fotodiodo por medio de una llnea de polarizacion, creando un campo electrico, E, a traves del fotodiodo. La direccion de la llnea de direccionamiento de datos, que esta conectada al drenaje del TFT por medio de una via metalica, y de la llnea de polarizacion, es ortogonal al plano del dibujo. La ubicacion aproximada del material de pasivacion se indica esquematicamente mediante sombreado. Esto incluye el material de pasivacion que se deposita sobre toda la superficie superior de la disposicion para encapsular la disposicion, protegiendo la disposicion mecanicamente y evitando el contacto electrico involuntario con las llneas de direccionamiento de polarizacion y datos. Tambien se representa un convertidor de rayos X en forma de un centelleador, que se extiende sobre toda la disposicion. Los rayos X incidentes (flechas onduladas) generan fotones opticos (flechas rectas y tenues) en el centelleador. Algunos de los fotones opticos entran en la capa intrlnseca del fotodiodo creando electrones y huecos que se desplazan hacia los electrodos en virtud del campo electrico, creando as! una senal de formacion de imagenes que se almacena, y finalmente se lee, en el pixel.

Para la deteccion directa, la matriz activa, los generadores de imagenes de panel plano, el convertidor puede adoptar la forma de una capa de material fotoconductor, con un espesor suficiente para detener una gran fraccion de los rayos X incidentes. Un material fotoconductor adecuado es selenio amorfo, a-Se, que puede fabricarse hasta -2000 pm de espesor, y se fabrica preferiblemente con espesores que varian de ~200 a 1000 pm. Otros materiales fotoconductores que son adecuados como convertidores de deteccion directa incluyen formas monocristalinas y policristalinas de yoduro de plomo (Pbh), yoduro de mercurio (Hgh), oxido de plomo (PbO), telururo de zinc y cadmio (CdZnTe), teluro de cadmio (CdTe), Bi²S³, Bi²Se³, BiI³, BiBr³, CdS, CdSe, HgS, Cd²P³, InAs, InP, In²S³, In²Se³, Ag²S, Pbl^4-2y Pb²l^7-3. La eleccion del espesor para el fotoconductor aumenta con el aumento de la energia de rayos X, para lograr la conversion de una fraccion razonablemente grande de los rayos X, que puede ser desde el -10 % al 90 % en energias de diagnostico y desde -1 % al 10 % en energias de radioterapia.

En el caso de formacion de imagenes usando radiacion de tension mega, por ejemplo, para formacion de imagenes de terapia por radiacion de haz externo o para radiografia industrial, incluyendo la exploracion para aplicaciones de seguridad, una placa metalica delgada (~1 mm) esta posicionado normalmente sobre el convertidor (directamente en el centelleador, para deteccion indirecta, o directamente en la encapsulacion sobre el electrodo superior que cubre el fotoconductor para deteccion directa). La composicion de esta placa puede tomar muchas formas, incluyendo cobre, acero, tungsteno y plomo. Un ejemplo de un circuito de pixel para una deteccion directa, una disposicion de formacion de imagenes de matriz activa se ilustra esquematicamente en la figura 7. Los elementos del circuito que se muestran en esta figura incluyen el fotoconductor (PC), el transistor de direccionamiento de pixeles (TFT) y (como lo indica una elipse discontinua) un condensador de almacenamiento de pixeles con capacitancia C^{almacenamiento}. La fuente, el drenaje y la puerta del TFT, rodeados por otra elipse discontinua, estan etiquetados. Una tercera elipse discontinua enfatiza que el fotoconductor tiene capacitancia C^pcy tambien actua como una resistencia grande, de resistencia R^pc, en el circuito. Tambien se muestran la linea de direccionamiento de la puerta y la linea de direccionamiento de datos correspondiente a la fila y a la columna del pixel representado. La magnitud de la tension de polarizacion aplicada al electrodo superior del fotoconductor es V^polarizacion. Esta tension se proporciona mediante una fuente de tension externa. El valor de V^{polaRizacio n}utilizado depende del tipo de material fotoconductor y generalmente aumenta en proporcion al espesor de la capa de ese material. Para a-Se, V^polaRizacIoNes normalmente -10 V por micrometro de espesor. Por lo tanto, para una capa de 1000 pm de a-Se, V^polaRizacIoNsera -10000 V. Para Hgl², V^polaRizacioNesta normalmente en el rango de -0,5 a 2,0 V por micrometro. Por lo tanto, para una capa de 500 pm de Hgl², V^polaRizacioNsera de -250 a 1000 V. La capa fotoconductora tambien puede operarse en modo de avalancha, con el valor de V^polaRizacioNen esa capa normalmente mas alto, en el rango de -50 V a 100 V por micrometro para el ejemplo de a-Se. En este caso, la capa de avalancha puede hacerse lo suficientemente gruesa como para detener una gran fraccion de los rayos X, o puede hacerse delgada, con una capa de fotoconductor o centelleador (tal como a-Se o CsI:Tl, respectivamente, de espesor suficiente para detener una gran fraccion de los rayos X incidentes) depositados sobre la misma. En este caso, el proposito de la capa de avalancha es amplificar la senal del convertidor suprayacente.

La figura 8 es una ilustracion esquematica, en seccion transversal, de una implementacion estructural de un diseno de pixel correspondiente al circuito de pixeles en la figura 7. En esta implementacion, el TFT de direccionamiento comparte el area de superficie del pixel con el condensador de almacenamiento de pixeles, con las llneas de direccionamiento y con los espacios entre las llneas de direccionamiento, el condensador de almacenamiento y el TFT. La estructura del fotoconductor (que incluye un electrodo inferior, una capa de material fotoconductor y un electrodo superior) reside sobre el plano (es decir, sobre el nivel) del TFT de direccionamiento.

En la figura 8, la ubicacion general del transistor de direccionamiento de a-Si (TFT), con solo el drenaje, la fuente y la puerta ilustrada, se indica por una elipse de trazos. Para el condensador de almacenamiento de pixeles, cuya ubicacion se indica mediante una segunda elipse discontinua, solo se ilustran los electrodos superior e inferior. El electrodo superior del condensador de almacenamiento de pixeles esta formado por un contacto posterior, que es una extension del metal utilizado para formar la fuente del TFT. El electrodo inferior para el fotoconductor se conecta al TFT por medio de una via (indicada por una tercera elipse) al contacto posterior, y no se extiende sobre el TFT. Una capa gruesa y continua de material fotoconductor (que actua como un convertidor de rayos X) se deposita en toda la matriz, poniendo ese material en contacto con el electrodo inferior. Un electrodo superior continuo se deposita sobre toda la superficie del fotoconductor. Se aplica una tension de polarizacion, de magnitud V^polarizacion, al electrodo superior para establecer un campo electrico a traves del fotoconductor. Una capa de material, conocida como encapsulacion o como capa de encapsulacion, se deposita sobre todo el electrodo superior para encapsular la matriz, protegiendo la matriz mecanica y quimicamente, y evitando el contacto electrico no deseado con el electrodo superior. La direccion de la linea de direccionamiento de datos, que esta conectada al drenaje del TFT por medio de una via metalica es ortogonal al plano del dibujo. La ubicacion del material de pasivacion se indica aproximadamente con sombreado. Debe tenerse en cuenta que, en las configuraciones alternas de pixeles directos de deteccion y matrices, una capa delgada de material (normalmente ~1 a 10 micrometros de espesor, que actuan como una barrera, la capa dielectrica o dopada) puede depositarse entre el electrodo inferior y el fotoconductor, o entre el electrodo superior y el fotoconductor. Alternativamente, tal capa delgada de material puede depositarse en ambas ubicaciones, y puede ser diferente en tipo y espesor en cada ubicacion.

Para las disposiciones de formation de imagenes de matriz activa de deteccion indirecta que tienen la arquitectura de linea de base que se ilustra en la figura 6, el TFT de direccionamiento y el fotodiodo estan en competencia directa entre si, y con otros elementos de pixel, para el area en el pixel. Esto es evidente en la figura 6, asi como en una representation esquematica correspondiente de cuatro pixeles que aparecen en la figura 9. Es mas evidente en la figura 10 en la que se muestran fotomicrografias de pixeies obtenidas de un par de disposiciones de matriz activa de deteccion indirecta. En general, las disposiciones de matrices activas de deteccion indirecta estan disenadas para hacer que el area del fotodiodo sea lo mas grande posible. Ademas, para los disenos de matrices en los que la linea de polarizacion se extiende sobre la superficie superior del fotodiodo, el area de estas lineas y de las vias asociadas (las cuales son opticamente opacas y bloquean la luz para que no alcancen el fotodiodo) se hacen lo mas pequenas posible. Para un diseno de disposition dado, la fraction del area del pixel que esta ocupada por la superficie del fotodiodo que esta abierta a la luz incidente desde arriba se conoce como el factor de relleno optico.

La maximization del factor de relleno optico esta motivada por el hecho de que un uso mas eficiente de la luz incidente del centelleador suprayacente aumenta el tamano de la senal del pixel y, por lo tanto, la relation senalruido del generador de imagenes, lo que lleva a una mejor calidad de la imagen. La maximizacion del factor de relleno optico es particularmente importante para los disenos de matriz que sirven a las aplicaciones que requieren pequenos emplazamientos de pixeles (por ejemplo, por debajo de ~100 pm), o aplicaciones en las que el generador de imagenes se hace trabajar a exposiciones bajas (tales como la region de baja exposition de la fluoroscopia, donde la exposicion por marco es de menos de ~1 pR).

Un alto factor de llenado optico alienta la minimization del tamano del TFT de direccionamiento, las anchuras de las lineas de direccionamiento, la anchura de la linea de polarizacion, y los huecos entre el fotodiodo, el TFT y las lineas de direccionamiento. Sin embargo, el proceso de fabrication impone un tamano de caracteristica minimo en cada elemento del diseno. Ademas, la direccion y las lineas de polarizacion deben ser lo suficientemente amplias como para limitar la resistencia electrica a lo largo de estas lineas (ya que una alta resistencia afectaria negativamente a la operation temporal y/o electrica de la disposicion, asi como posiblemente disminuiria el rendimiento de la senal al ruido). Ademas, los huecos no deben ser tan estrechos como para provocar un contacto involuntario (y, por lo tanto, cortocircuitos) entre los elementos de pixeles o los altos niveles de capacitancia parasita (que puede degradar la relacion senal-ruido y el rendimiento temporal). Finalmente, la relacion entre el ancho y la longitud del canal del TFT (llamada relacion de aspecto) debe ser lo suficientemente grande como para proporcionar la magnitud de la corriente TFT-on requerida para la velocidad de lectura de la disposicion deseada (ya que los TFT con relaciones de aspecto mas altas proporcionan mayores niveles de corriente en su modo de conduction). La figura 10 ilustra un ejemplo practico de estas consideraciones en las que el factor de relleno optico de un diseno de matriz inicial, mostrado en la figura 10(a), se ha incrementado significativamente en un diseno posterior, que se muestra en la figura 10(b), a traves de disminuciones en los tamanos de espacios, lineas de direccionamiento y TFT, asistidos por una disminucion en el tamano minimo de la caracteristica. El desafio de mantener un factor de relleno optico grande se vuelve mas dificil a medida que disminuye el paso de pixeles, ya que el area ocupada por las lineas de direccionamiento, los espacios y el TFT de direccionamiento consumen una fraccion cada vez mayor del area de pixeles.

Un metodo muy eficaz para eludir las restricciones mencionadas anteriormente en factor de relleno optico es implementar arquitecturas de pixel en el que la estructura de fotodiodo se posiciona por encima del plano (es decir, por encima del nivel) del TFT de direccionamiento. Varias arquitecturas fuera del plano de este tipo son posibles, y dos de tales arquitecturas se muestran en las figuras 11 y 12. En estas ilustraciones, la estructura del fotodiodo fuera del plano se superpone a una parte, o todo, del TFT de direccionamiento, para maximizar el factor de relleno optico.

El fotodiodo en la figura 11 incluye una estructura discreta apilada alineada con el electrodo de fondo. Como en la figura 6, un TFT de direccionamiento unico esta conectado a un fotodiodo de a-Si discreto con tres capas de a-Si y con electrodos superior e inferior. Sin embargo, en esta arquitectura de pixeles, el electrodo inferior del fotodiodo esta ubicado sobre el plano del TFT de direccionamiento. El electrodo inferior esta conectado al TFT por medio de una via (cuya ubicacion se indica mediante una elipse discontinua) al contacto posterior, que es una extension del metal utilizado para formar la fuente del TFT. Las capas de a-Si y el electrodo superior del fotodiodo estan modelados para formar una pila alineada con el electrodo inferior. La direccion de la llnea de direccionamiento de datos (cuya ubicacion se indica mediante la elipse solida) y la llnea de polarizacion es ortogonal al plano del dibujo.

El fotodiodo en la figura 12 tiene una estructura en la que algunas de las capas son continuas. Como en la figura 11, un solo TFT de direccionamiento esta conectado a un fotodiodo de a-Si ubicado sobre el plano del TFT. Sin embargo, en esta arquitectura de plxeles, las capas p+ dopadas e intrlnsecas no estan modeladas, sino que son continuas en toda la disposicion para ayudar a maximizar el factor de relleno optico. La capa de a-Si dopada n+ esta modelada para alinearse con el electrodo inferior del fotodiodo para inhibir el intercambio de carga entre plxeles vecinos. El electrodo inferior esta conectado al TFT por medio de una via (cuya ubicacion se indica mediante una elipse discontinua) al contacto posterior, que es una extension del metal utilizado para formar la fuente del TFT. La direccion de la llnea de direccionamiento de datos (cuya ubicacion se indica mediante una elipse solida) es ortogonal al plano del dibujo.

Las figuras 13 y 14 corresponden a una realizacion real de un diseno de disposicion de matriz activa de detection indirecta que tiene la arquitectura de pixel retratado en la figura 12. La figura 13 es una representation esquematica de cuatro plxeles, mientras que la figura 14 es una fotomicrografla de un pixel de una matriz.

Sensores de radiation de la tecnica anterior se describen en los documentos US6288388B1, US5262649A y US2002/131011A1.

Sumario de la invencion

Un sensor de radiacion de acuerdo con una realizacion de la presente invencion se describe en la revindication 1.

Breve descripcion de los dibujos

Una apreciacion mas completa de la invencion y muchas de sus ventajas concomitantes se obtendra facilmente cuando la misma se entienda mejor con referencia a la siguiente descripcion detallada cuando se considera en conexion con los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1 es un dibujo tridimensional esquematico de una forma de un transistor de pellcula delgada (TFT) de a-Si que muestra la parte superior del TFT visto desde un angulo oblicuo;

La figura 2 es una vista esquematica en section transversal del TFT de a-Si mostrado en la figura 1;

La figura 3 es un dibujo tridimensional esquematico de una forma de un TFT de poli-Si que muestra la parte superior del TFT visto desde un angulo oblicuo;

La figura 4 es una vista esquematica en seccion transversal del TFT de poli-Si mostrado en la figura 3;

La figura 5 es un diagrama de circuito esquematico para un pixel de una disposicion de imagenes de matriz activa que emplea deteccion indirecta de la radiacion incidente;

La figura 6 es un dibujo esquematico de una vista en seccion transversal de una forma de un diseno de plxeles de deteccion indirecta que tiene un fotodiodo discreto, que corresponde a una implementation estructural particular del circuito de plxeles de la figura 5 y se conoce como la arquitectura de llnea de base;

La figura 7 es un diagrama de circuito esquematico para un pixel de una disposicion de imagenes de matriz activa que emplea deteccion directa de la radiacion incidente;

La figura 8 es un dibujo esquematico de una vista en seccion transversal de una forma de diseno de plxeles de deteccion directa;

La figura 9 es una representacion esquematica de cuatro plxeles adyacentes de una disposicion de matriz activa de deteccion indirecta, correspondiente a una implementacion del circuito de plxeles y la arquitectura de llnea de base que se muestra en las figuras 5 y 6, respectivamente;

La figura 10 es una coleccion de fotomicrograflas de la superficie superior de un par de disposiciones de matriz activa de deteccion indirecta en la region de un solo pixel, que corresponde a una implementacion de la arquitectura de llnea de base en la figura 6;

La figura 11 es un dibujo esquematico de una vista en seccion transversal de un diseno de plxeles de deteccion indirecta con una estructura de fotodiodo discreta, fuera del plano;

La figura 12 es un dibujo esquematico de una vista en seccion transversal de un diseno de plxeles de deteccion indirecta con una estructura de fotodiodo continua, fuera del plano;

La figura 13 es una representacion esquematica de cuatro plxeles adyacentes de una disposicion de matriz activa de deteccion indirecta, correspondiente a una implementacion del circuito de plxeles y la arquitectura que se muestra en las figuras 5 y 12, respectivamente;

La figura 14 es una fotomicrografla de la superficie superior de una disposicion de matriz activa de deteccion indirecta en la region de un solo pixel, correspondiente a una implementacion de la arquitectura de plxeles en la figura 12 y al renderizado en la figura 13;

La figura 15 es un diagrama de circuito esquematico para un pixel de una disposicion de deteccion indirecta basada en un diseno de plxeles activo con un amplificador de pixel en una etapa;

La figura 16 es una representacion esquematica de cuatro plxeles adyacentes de una disposicion de deteccion indirecta basada en un diseno de plxeles activo que emplea TFT de poli-Si, correspondiente a una implementacion del circuito de plxeles en la figura 15 y una estructura de fotodiodo similar a la de la figura 12; La figura 17 es una fotomicrografla de la superficie superior de una disposition de detection indirecta en la region de un solo pixel, correspondiente a una implementacion del circuito de plxeles en la figura 15 y al renderizado en la figura 16;

La figura 18 es un diagrama de circuito esquematico para un pixel de una disposicion de deteccion indirecta basada en un diseno de plxeles activo con un amplificador de pixel en dos etapas;

La figura 19 es una representation esquematica de cuatro plxeles adyacentes de una disposicion de deteccion indirecta basada en un diseno de plxeles activo que emplea TFT de poli-Si, correspondiente a una implementacion del circuito de plxeles en la figura 18 y una estructura de fotodiodo similar a la de la figura 12; La figura 20 es una fotomicrografla de la superficie superior de una disposicion de deteccion indirecta en la region de un solo pixel, correspondiente a una implementacion del circuito de plxeles en la figura 18 y al renderizado en la figura 19;

La figura 21 es una vista en section transversal calculada de una disposicion de deteccion indirecta basada en un diseno de amplificador de pixel en una etapa que emplea TFT de poli-Si, correspondiente a las figuras 16 y 17 y que muestra la topologla nativa de varias caracterlsticas y materiales;

La figura 22(a) es una vista en seccion transversal calculada de una disposicion de deteccion indirecta basada en un diseno de amplificador de plxeles en dos etapas que emplea TFT de poli-Si, correspondientes a las figuras 19 y 20 y que muestra la topologla nativa de varias caracterlsticas y materiales;

La figura 22(b) corresponde a una portion de la figura 22(a);

La figura 23 (a), obtenida a partir de los mismos calculos utilizados para la figura 21, es una vista desde arriba de una disposicion de amplificadores en plxeles de una etapa en la region de un solo pixel, correspondiente a las figuras 16 y 17 y que muestra la topologla nativa de la parte superior de la estructura del fotodiodo continuo; La figura 23(b) es una fotomicrografla, obtenida de la figura 17, que se muestra con fines de comparacion con la vista superior calculada en la figura 23(a);

La figura 24(a), obtenida de los mismos calculos utilizados para la figura 22, es una vista desde arriba de una disposicion de amplificadores en plxeles de dos etapas en la region de un solo pixel, correspondiente a las figuras 19 y 20, y que muestra la topologla de la parte superior de la estructura del fotodiodo continuo;

La figura 24(b) es una fotomicrografla, obtenida de la figura 20, que se muestra con fines de comparacion con la vista superior calculada en la figura 24(a);

La figura 25 es un par de dibujos que ilustran el concepto general del radio de curvatura, que puede aplicarse a la caracterizacion de cambios en la planitud de una superficie;

La figura 26(a) es una vista en seccion transversal calculada de una disposicion de deteccion indirecta, correspondiente a la figura 21, pero con una topologla mas uniforme lograda a traves de un aplanado completo de la pasivacion #2;

La figura 26(b) es una vista en seccion transversal calculada de una disposicion de deteccion indirecta, correspondiente a la figura 21, pero con una topologla mas uniforme lograda a traves de un aplanado parcial de la pasivacion #2;

La figura 27(a) es una vista en seccion transversal calculada de una disposicion de deteccion indirecta, correspondiente a la figura 22(a), pero con una topologla mas uniforme lograda a traves del aplanado completo de la pasivacion #2;

La figura 27(b) corresponde a una porcion de la figura 27(a);

La figura 28 es una vista en seccion transversal calculada de una disposicion de deteccion indirecta, correspondiente a la figura 26(a), pero con una topologla mas uniforme lograda al suavizar los bordes perifericos del electrodo inferior del fotodiodo;

La figura 29 es una vista en seccion transversal calculada de una disposicion de deteccion indirecta, correspondiente a la figura 27(a), pero con una topologla mas uniforme lograda al suavizar los bordes perifericos del electrodo inferior del fotodiodo;

La figura 30 es una vista en seccion transversal calculada de una disposicion de deteccion indirecta, correspondiente a la figura 28, pero con una topologla mas uniforme lograda mediante el estrechamiento de las vlas que conectan el electrodo inferior del fotodiodo con el contacto posterior y llenando esas vlas con metal; La figura 31(a), obtenida de los calculos y que corresponde exactamente a la figura 23(a), es una vista superior de una disposicion de amplificadores en plxeles de una etapa en la region de un solo pixel, que muestra la topologla nativa de la estructura de fotodiodo superior continua, e incluida con fines de comparacion con las vistas restantes en esta figura;

La figura 31(b), obtenida de los mismos calculos utilizados para la figura 26(a), muestra la mejora en la topologla de la superficie, en relation con la figura 31(a), lograda a traves de un aplanado completo de la pasivacion #2; La figura 31(c), obtenida de los mismos calculos utilizados para la figura 28, muestra la mejora en la topologla de la superficie, en relacion con la figura 31(b), lograda al suavizar los bordes perifericos del electrodo inferior del fotodiodo;

La figura 31(d), obtenida de los mismos calculos utilizados para la figura 30, muestra la mejora en la topologla de la superficie, en relacion con la figura 31(c), lograda mediante el estrechamiento de las vlas que conectan el electrodo inferior del fotodiodo con el contacto posterior y llenando esas vlas con metal;

La figura 32(a), obtenida de los calculos y que corresponde exactamente a la figura 24(a), es una vista superior de una disposicion de amplificadores en plxeles de dos etapas en la region de un solo pixel, que muestra la topologla nativa de la estructura de fotodiodo superior continua, e incluida con fines de comparacion con las vistas restantes en esta figura;

La figura 32(b), obtenida de los mismos calculos utilizados para la figura 27, muestra la mejora en la topologla de la superficie, en relacion con la figura 32(a), lograda a traves de un aplanado completo de la pasivacion #2; La figura 32(c), obtenida de los mismos calculos utilizados para la figura 29, muestra la mejora en la topologla de la superficie, en relacion con la figura 32(b), lograda al suavizar los bordes perifericos del electrodo inferior del fotodiodo;

La figura 32(d), obtenida de calculos, muestra la mejora en la topologla de la superficie, en relacion con la figura 32(c), lograda mediante el estrechamiento de las vlas que conectan el electrodo inferior del fotodiodo con el contacto posterior y llenando esas vlas con metal;

La figura 33(a) es una vista en seccion transversal calculada de una disposition de detection indirecta, correspondiente a la figura 21, pero con una topologla mas uniforme lograda a traves de un aplanado completo de la capa de a-Si intrlnseca en el fotodiodo;

La figura 33(b) es una vista en seccion transversal calculada de una disposicion de deteccion indirecta, correspondiente a la figura 21, pero con una topologla mas uniforme lograda a traves de un aplanado parcial de la capa de a-Si intrlnseca en el fotodiodo;

La figura 34(a), obtenida de los calculos y que corresponde exactamente a la figura 23(a), es una vista superior de una disposicion de amplificadores en plxeles de una etapa en la region de un solo pixel, que muestra la topologla nativa de la estructura de fotodiodo superior continua, e incluida con fines de comparacion con las vistas restantes en esta figura;

La figura 34(b), obtenida a partir de los mismos calculos utilizados para la figura 33(b), muestra una mejora en la topologla de la superficie, en relacion con la 34(a), lograda mediante el aplanado parcial de la capa de a-Si intrlnseco en el fotodiodo;

La figura 34(c), obtenida de los mismos calculos utilizados para la figura 33(a), muestra una mejorla en la topologla de la superficie, en relacion con la 34(a), lograda a traves del aplanado completo de la capa de a-Si intrlnseca en el fotodiodo.

Descripcion detallada de las realizaciones

A continuation, se divulgan varias realizaciones y ejemplos: sin embargo, se entiende que las realizaciones de la invention son solo aquellas cubiertas por las reivindicaciones adjuntas. La incorporation de estructuras de fotodiodos fuera del plano en el diseno de plxeles de las disposiciones de matriz activa de deteccion indirecta proporciona un mecanismo para mejorar significativamente el factor de relleno optico. En el caso de la implementation de estructuras de fotodiodos continuos, son posibles factores de relleno opticos tan grandes como la unidad, correspondientes a toda el area del pixel. Dichas mejoras en el factor de relleno optico resultan de la elimination de la competencia por el area de plxeles entre el fotodiodo y otros elementos de plxeles, como el TFT de direccionamiento, las llneas de direccionamiento y los espacios.

Las estructuras de fotodiodos fuera del plano tambien hacen posible introducir elementos adicionales a los plxeles (como TFT, diodos, condensadores y resistencias, as! como vlas, trazas, llneas de control, llneas de direccionamiento y planos de tierra), por lo tanto, haciendo posibles circuitos de plxeles mas complejos. Como en el caso de disposiciones de matrices activas, estos elementos adicionales residirlan en un plano separado del fotodiodo y, por lo tanto, no competirlan con el fotodiodo por el area de plxeles. Mediante la introduction de circuitos mas complejos, tanto en el diseno de plxeles como en otras partes del diseno de la disposicion, se pueden lograr mejoras considerables en el rendimiento en comparacion con las matrices de imagenes de pantalla plana de matriz activa en las que cada pixel tiene solo un TFT (que actua como el conmutador de direccionamiento de plxeles). Si bien el tipo de material semiconductor utilizado para estos TFT y diodos adicionales puede ser cualquiera de los descritos anteriormente, los ejemplos de circuitos mas complejos descritos a continuacion involucran TFT de poli-Si. Ademas, aunque los siguientes ejemplos se refieren a disenos de disposiciones de deteccion indirecta en los que la senal de formation de imagenes se recopila y almacena en un condensador de almacenamiento de plxeles antes de la lectura, las estructuras de fotodiodos fuera del plano tambien permiten crear circuitos de plxeles que permiten la deteccion y el recuento de rayos X individuales, una capacidad comunmente conocida como recuento de fotones individuales, sin que estos circuitos compitan por el area con el fotodiodo. Dichos plxeles de recuento de fotones individuales incluirlan un detector (tal como una estructura de fotodiodo fuera del plano), as! como circuitos para un amplificador, un discriminador (opcionalmente con un circuito de modelado de pulso) y un contador de eventos (por ejemplo, en la forma de un registro de desplazamiento de retroalimentacion lineal), as! como para direccionamiento y restablecimiento de plxeles. Las matrices de recuento de fotones individuales ofrecen muchas ventajas, tal como la posibilidad de crear imagenes de alto contraste basadas en una portion seleccionada del espectro de rayos X, una tecnica conocida como discrimination de energla o ventana de energla.

El aumento de la complejidad puede mejorar la relacion senal-ruido del generador de imagenes, tanto para disenos de matrices basados en deteccion indirecta como para deteccion directa de la radiation incidente. En el caso de la deteccion indirecta, una mayor complejidad tambien puede ayudar a limitar los efectos indeseables asociados con la captura y la liberation de carga en los estados electronicos metaestables (tambien llamados estados de captura) del a-Si en los fotodiodos.

Con referencia ahora a los dibujos, en los que numeros de referencia similares designan partes identicas o correspondientes en las diversas vistas y, mas particularmente, en la figura 5, para circuitos de plxeies de disposicion de matriz activa que tienen la forma general mostrada en la figura 5, durante la lectura de una fila de plxeies dada, el campo electrico a traves de los fotodiodos correspondientes vuelve al valor maximo definido por la magnitud de V^polarizaciony por el espesor del a-Si en el fotodiodo. Por lo tanto, la lectura de plxeles hace que las senales de formacion de imagenes se muestreen, as! como los plxeles que se inicializan. Durante la recogida de la senal de formacion de imagenes en cada condensador de almacenamiento de plxeles, el campo electrico disminuye. Para un pixel dado, si la senal de formacion de imagenes es lo suficientemente grande, la magnitud del campo electrico disminuira casi a cero, el condensador de almacenamiento no podra almacenar mas carga y el pixel estara saturado. La probabilidad de captura de carga en el fotodiodo generalmente aumenta al disminuir la intensidad del campo electrico, y se vuelve muy alta cerca de las condiciones de saturation de pixeles. En las imagenes radiograficas (que generalmente involucran grandes exposiciones a rayos X), los altos niveles de carga atrapada resultan en una perdida sustancial de la senal de formacion de imagenes. Esto reduce la relation senal/ruido para el generador de imagenes y puede degradar la calidad de la imagen. En la formacion de imagenes fluoroscopicas, la carga atrapada durante la adquisicion de imagenes tempranas se liberara en imagenes posteriores. Esto puede hacer que la information de la imagen de imagenes anteriores aparezca en imagenes posteriores, un efecto generalmente indeseable que se conoce como retardo o retardo de la imagen. Ademas, si se utiliza un generador de imagenes para generar una imagen radiografica con una gran exposition a rayos X, y si ese generador de imagenes se utiliza para generar imagenes fluoroscopicas poco tiempo despues, la informacion de la imagen radiografica puede aparecer en las imagenes fluoroscopicas - un efecto indeseable que se conoce como fantasma. El retardo y el efecto fantasma son responsables de los artefactos de imagen que pueden ocultar informacion importante en una imagen, lo que degrada la utilidad de la imagen, y estos artefactos se encuentran comunmente con generadores de imagenes basados en disposiciones de matriz activa. Sin embargo, los disenos de disposiciones que incorporan circuitos de mayor complejidad que los de disposiciones de matriz activa pueden superar las limitaciones de senal a ruido y reducir los artefactos de la imagen, a la vez que conservan las ventajas importantes de la compacidad, gran area y resistencia al dano por radiation.

Un ejemplo de un circuito de pixel mas complejo para una disposicion de detection indirecta se ilustra esquematicamente en la figura 15. Este diseno de circuito incluye tres TFT que estan configurados para proporcionar un amplificador de pixel en una etapa, un TFT de direccionamiento y un TFT de reinicio. En virtud de la presencia del amplificador en pixel, este diseno se conoce como un diseno de pixel activo. Durante la operation de una matriz que incorpora este diseno, la senal de formacion de imagenes se recopila y almacena en el fotodiodo, que actua como el condensador de almacenamiento de plxeles. Como en el caso de disposiciones de matriz activa, la lectura puede realizarse de una fila de plxeles a la vez (si se desea una resolution espacial maxima), pero el muestreo de las senales de plxeles y la initialization de pixeles ya no son concurrentes. Cuando se toma una muestra de la senal de formacion de imagenes en un condensador de almacenamiento de pixeles dado mediante el uso del TFT de direccionamiento, el amplificador de plxeles magnifica la senal en una cantidad igual a la relacion de la capacitancia de la llnea de direccionamiento de datos a la capacitancia del fotodiodo, C^pd. Dado que esta amplification se produce en un punto en el circuito del generador de imagenes antes de las contribuciones de ruido del TFT de direccionamiento y del preamplificador externo (que son dos de las principales fuentes de ruido en las imagenes de matriz activa), este diseno de circuito de plxeles puede proporcionar un aumento sustancial en la relacion senal/ruido del generador de imagenes. Ademas, para este circuito de pixeles, el muestreo de la senal de formacion de imagenes no inicializa el pixel. Mas bien, la senal de formacion de imagenes continua residiendo en el condensador de almacenamiento de plxeles hasta que el pixel se inicializa mediante el uso del TFT de reinicio. Como consecuencia, las senales de imagen pueden muestrearse varias veces y luego promediarse, lo que lleva a una mejora adicional en la relacion senal/ruido del generador de imagenes. Las figuras 16 y 17 corresponden a una realization real de una disposicion de deteccion indirecta con un diseno de amplificador de pixel en una etapa, que representa una implementation del circuito de plxeles de la figura 15. La figura 16 es una representation esquematica de cuatro plxeles, mientras que la figura 17 es una fotomicrografla de un pixel de una matriz real.

Otro ejemplo de un circuito de pixel incluso mas complejo para una disposicion de deteccion indirecta se ilustra esquematicamente en la figura 18. Este diseno de circuito incluye cinco t Ft y un condensador de retroalimentacion que estan configurados para proporcionar un amplificador de dos etapas, en plxeles, un TFT de direccionamiento y un TFT de reinicio. Este es otro ejemplo de diseno de plxeles activos. Durante la operacion de una matriz que incorpora este diseno, la senal de formacion de imagenes se recopila y almacena en el condensador de retroalimentacion, que actua como el condensador de almacenamiento de plxeles. La operacion y las ventajas de este diseno son similares a los del diseno de amplificador de pixel en una etapa descrita anteriormente, lo que proporciona un aumento sustancial en la relacion senal/ruido del generador de imagenes en virtud de la amplificacion en pixel de la senal de formacion de imagenes, as! como en virtud de multiples muestreos y promedios de la senal de formacion de imagenes. Ademas, durante la recopilacion y el almacenamiento de la senal de formacion de imagenes, el campo electrico a traves del fotodiodo se reduce solo ligeramente en este diseno, en marcado contraste con la situation de un diseno de plxeles de matriz activa o el diseno de amplificador de pixel en una etapa descrita anteriormente.

En consecuencia, la cantidad de carga que se atrapa en el fotodiodo se reduce y los artefactos de retardo y efecto fantasma disminuyen, incluso a exposiciones muy altas de rayos X. Otra ventaja de este diseno de amplificador de dos etapas en pixel es que permite una mayor medida del control sobre la ganancia del amplificador (definido como el factor multiplicativo por el cual el amplificador aumenta la senal de formacion de imageries) en comparacion con el diseno de un escenario. En el diseno de dos etapas, el amplificador en pixel magnifica la senal de formacion de imagenes en una cantidad igual a la relacion de la capacitancia de la llnea de direccionamiento de datos a la capacitancia del condensador de retroalimentacion de pixel, C^fb. Por lo tanto, para un determinado tono de pixel y una capacitancia del condensador de almacenamiento de pixeles, la magnitud de la ganancia del amplificador en pixel aumenta al aumentar la capacitancia de la linea de datos, tanto para el diseno de una etapa como de dos etapas. Como consecuencia, si se fabrican disposiciones mas grandes (es decir, matrices con un mayor numero de pixeles a lo largo de la direccion de la linea de datos) basandose en un diseno de pixeles determinado, la cantidad de amplificacion aumentara. Esto es un resultado del hecho de que la capacitancia de la linea de datos aumentara en proporcion al numero de pixeles a lo largo de una linea de direccionamiento de datos. En el caso del diseno de una etapa, esta dependencia (que generalmente no es deseable) de la ganancia del amplificador en pixeles en el tamano de la matriz no se puede compensar sin alterar el espesor o el area del fotodiodo (cuyas especificaciones deben optimizarse independientemente para obtener la maxima eficiencia de deteccion de luz). Sin embargo, para el diseno de dos etapas, la magnitud de C^fbse puede ajustar (por ejemplo, ajustando el espesor del dielectrico del condensador o el area del condensador) para compensar los cambios en la capacitancia de la linea de datos. Esto permite implementar un diseno de dos etapas dado para varios tamanos de disposicion sin cambiar el rango de la magnitud de las senales de imagen extraidas de la disposicion, simplificando asi el diseno de la electronica de preamplificacion externa requerida para la operacion del generador de imagenes. Las figuras 19 y 20 corresponden a una realizacion real de una disposicion de deteccion indirecta con un amplificador de pixel en dos etapas, que representa una implementation del circuito de pixeles de la figura 18. La figura 19 es una representation esquematica de cuatro pixeles mientras que la figura 20 es una fotomicrografia de un pixel de una matriz real.

Como se describio anteriormente, hacia fuera del plano estructuras de fotodiodos hacen posible mejoras sustanciales de rendimiento. Estas mejoras son el resultado directo de un mayor factor de relleno optico, asi como el resultado de una mayor complejidad del circuito de pixeles facilitada por dichas estructuras de fotodiodos. Sin embargo, para la realizacion practica de estos beneficios, las estructuras de fotodiodos fuera del plano no deben introducir otros factores que degraden el rendimiento. En este sentido, el inventor ha descubierto un problema importante que degrada el rendimiento, como se explica a continuation.

Las figuras 21 y 22 son vistas en section transversal calculadas de los disenos de amplificador en pixel de una etapa y de dos etapas correspondientes a las microfotografias de las figuras 17 y 20, respectivamente. Estas vistas en seccion transversal ilustran diversas caracteristicas y materiales presentes en los disenos de pixeles. Por ejemplo, hay cuatro capas de pasivacion: una pasivacion de tampon, una pasivacion #1, una pasivacion #2 y una pasivacion superior. Ademas, hay cuatro capas de metal: metal de derivation (utilizado para elementos tales como las lineas de tension de reinicio y lineas de direccionamiento de puerta); metal #1 (utilizado para elementos como los contactos posteriores, lineas de direccionamiento de datos y vias); metal #2 (utilizado para elementos tales como el electrodo inferior del fotodiodo); e ITO (utilizado para el electrodo superior del fotodiodo). Otras capas y caracteristicas que se muestran en las figuras 21 y 22 incluyen: el poli-Si utilizado para los canales TFT (etiquetados como poli-Si activo); puertas TFT (formadas a partir de poli-Si); y a-Si n+ dopado, intrinseco y p+ dopado utilizado para el fotodiodo. La no uniformidad topologica de las estructuras del fotodiodo que es evidente en estas secciones transversales es representativa de la de las disposiciones fabricadas correspondientes, de las cuales se obtuvieron las microfotografias en las figuras 17 y 20. Por ejemplo, en las figuras 23 y 24, la correspondencia cercana entre las vistas superiores de los pixeles (obtenida de los mismos calculos utilizados para generar las vistas en seccion transversal en las figuras 21 y 22), y las microfotografias de las realizaciones reales de las disposiciones correspondientes, es evidente.

Las estructuras de fotodiodos ilustradas en las figuras 21 a 24 demuestran un grado muy alto de falta de uniformidad en su topologia. Esta no uniformidad topologica se debe a la presencia de caracteristicas en el diseno de pixeles que se encuentran debajo o forman parte del fotodiodo. Para los ejemplos del diseno de pixeles que se muestra, estas caracteristicas incluyen TFT, condensadores, lineas de direccionamiento, trazas y vias, incluidas las vias que conectan el electrodo inferior del fotodiodo al contacto posterior. Dichas caracteristicas crean una no uniformidad en una estructura de fotodiodo fuera del plano, ya sea que la estructura sea continua (como en estos ejemplos) o discreta (es decir, que tenga la estructura de fotodiodo que se muestra en la figura 11). Debe tenerse en cuenta que, en el caso de una disposicion de deteccion directa, la presencia de caracteristicas (tales como TFT, condensadores, lineas de direccionamiento, trazas y vias) que estan por debajo o forman parte de la estructura del fotoconductor crea un grado similar de no uniformidad topologica tambien en esa estructura. Para una disposicion de deteccion indirecta con una estructura continua de fotodiodos fuera del plano, asi como para una disposicion de deteccion directa, se crea una no uniformidad topologica a lo largo de todo el perimetro del electrodo inferior y en la region de la via que conecta el electrodo inferior al contacto posterior, como se ve en las figuras 14, 21 y 22(a).

En comparacion, para las disposiciones de deteccion indirecta que emplean la arquitectura de linea de base, las estructuras de fotodiodos discretos demuestran un grado muy alto de uniformidad en su topologia. Esta uniformidad topologica se debe a la ausencia de caracteristicas en el diseno de pixeles que se encuentran debajo o forman parte del fotodiodo, como se ve en las figuras 6 y 9. En este caso, cuando las etapas de procesamiento utilizadas para fabricar las diversas capas de la estructura del fotodiodo se realizan sobre la superficie lisa y plana del sustrato de la disposicion, se logra una superficie lisa y plana, asi como una uniformidad de espesor, para cada capa. En consecuencia, la parte superior de la estructura del fotodiodo sera lisa y plana, como se observa en la figura 10. Esta uniformidad y planitud estan limitadas solo por variaciones locales aleatorias (del orden de varios cientos de angstroms) que se originan a partir de las etapas de procesamiento utilizadas en la fabricacion de disposiciones. Debe tenerse en cuenta que, durante la fabricacion, otras variaciones de procesamiento pueden crear una variacion sistematica (por ejemplo, un aumento o una disminucion) en el espesor de una capa de material dada de hasta varias decenas de porcentajes en una disposicion.

En el caso de disposiciones de deteccion indirecta que emplean la arquitectura de llnea de base, los fotodiodos presentan excelentes propiedades, incluyendo una alta eficiencia para la deteccion de fotones opticos y la recoleccion de la senal resultante, y los niveles favorablemente bajos de corriente oscura, atrapado de carga, liberacion de carga y demora, sin variaciones locales aleatorias en la uniformidad y la planitud, ni variaciones sistematicas en el espesor del material debido a que el proceso de fabricacion interfiere con estas excelentes propiedades. Las estructuras de fotodiodos que exhiben tales excelentes propiedades, ya sea que incluyan un diseno discreto, de arquitectura de llnea de base, o un diseno continuo o discreto fuera del plano, se consideran de alta calidad. Para una disposicion de formacion de imagenes determinada, cada una de estas propiedades se puede obtener a traves de mediciones de las propiedades de senal de plxeles individuales y los resultados de un pixel individual, o del promedio de resultados de muchos plxeles, se pueden expresar de la siguiente manera. La magnitud de este nivel favorable de corriente oscura por pixel, normalizada al area del fotodiodo unitario, es inferior a □ 1 pA por mm cuadrado. La magnitud de este nivel favorable de captura de carga por pixel, cuantificada por la cantidad de senal de formacion de imagenes perdida por la captura durante un solo marco radiografico, y expresada como un porcentaje de la senal de formacion de imagenes obtenida en condiciones donde la captura de carga y la liberacion de carga estan en equilibrio, es inferior al -20 %. La magnitud de este nivel favorable de liberacion de carga por pixel, cuantificada por la cantidad de senal de formacion de imagenes liberada de los estados de captura durante el primer marco adquirido en ausencia de radiacion despues de una serie de marcos adquiridos con radiacion y en condiciones en las que la captura de carga y la liberacion de carga estan en equilibrio, y expresados como un porcentaje de la senal de formacion de imagenes obtenida en condiciones donde la captura y liberacion de la carga estan en equilibrio, es menor que -15 %. La magnitud de este nivel favorable de retardo por pixel, cuantificada por la cantidad de senal de formacion de imagenes (que se origina a partir de la carga atrapada en uno o mas marcos previos) liberada de los estados de captura durante el primer marco adquirido en ausencia de radiacion despues de uno, o una serie de marcos adquiridos con radiacion, y expresada como un porcentaje de la senal de formacion de imagenes del marco anterior, es inferior al -15 %. Los resultados de tales mediciones tambien se conocen comunmente como primer retardo de campo o, alternativamente, como primer retardo de marco. Para la deteccion directa de disposiciones de matriz activa que emplean un material fotoconductor para el convertidor, la magnitud del nivel favorable de corriente oscura, normalizada a la unidad del area del fotoconductor, captura de carga, liberacion de carga y retardo es similar a los niveles descritos anteriormente para las disposiciones de deteccion indirecta.

Para estructuras de fotodiodos de alta calidad en las disposiciones de deteccion indirecta que emplean la arquitectura de llnea de base, un factor que contribuye a las excelentes propiedades descritas anteriormente es el grado de uniformidad en la topologla. Dentro de los llmites de la uniformidad de la superficie, la planitud de la superficie y la uniformidad del espesor descritos anteriormente, cada una de las capas individuales de a-Si dopadas n+, intrinsecas y dopadas p+ en el fotodiodo tiene un espesor uniforme, los electrodos superior e inferior son planos, y estos electrodos son paralelos entre si. Como consecuencia, la manera en que la intensidad del campo electrico varla en funcion de la distancia a traves del espesor de la capa intrinseca permanece relativamente sin cambios en el area del fotodiodo, y esto es responsable de los niveles favorables de la corriente oscura, la captura de carga, la liberacion de carga y el retardo en un fotodiodo de alta calidad.

Por el contrario, en las estructuras de fotodiodos que tienen una topologla no uniforme, las regiones de muy alta y muy baja intensidad de campo electrico se crean en el material de a-Si del fotodiodo. En las regiones de un fotodiodo donde un electrodo superior o inferior muestra una desviacion brusca (es decir, abrupta) de la planitud, el campo electrico en el a-Si intrlnseco sera significativamente mayor que el campo electrico en las regiones donde los electrodos superior e inferior son paralelos. En la vecindad de tales regiones de alto campo electrico, la intensidad del campo electrico sera significativamente menor que el campo electrico en regiones donde los electrodos superior e inferior son paralelos. Cuanto mas agudo (es decir, mas abrupto) es el cambio en la planitud, mayores seran las desviaciones en la intensidad del campo electrico. Como la corriente oscura aumenta en funcion del aumento de la intensidad del campo electrico, las regiones con una intensidad del campo electrico significativamente mayor daran como resultado niveles desfavorables de corriente oscura. De manera similar, dado que la captura de carga aumenta en funcion de la disminucion de la intensidad del campo electrico, las regiones con una intensidad de campo electrica significativamente reducida daran como resultado niveles desfavorables de captura de carga, liberacion de carga y retardo.

Para los tres ejemplos de diseno de plxeles con una estructura de fotodiodo continua fuera de plano que se ha descrito anteriormente (es decir, con un diseno de matriz activa, figura 14, con un diseno de amplificador de una sola etapa en plxeles, figuras 21 y 23, y con un diseno de amplificador de pixel en dos etapas, figuras 22 y 24), la extensa falta de uniformidad topologica del fotodiodo en cada diseno da como resultado regiones extensas de intensidad de campo electrico significativamente incrementada, asi como regiones extensas de fuerza de campo electrico disminuida significativamente. Los cambios bruscos en la planitud de los electrodos tambien pueden disminuir sustancialmente la distancia minima entre los electrodos superior e inferior, como es evidente en la region de la profundidad a traves de la figura 21, contribuyendo ademas a aumentos significativos en la intensidad del campo electrico. La presencia de regiones como la que el inventor ha descubierto conduce a niveles desfavorablemente altos de corriente oscura, captura de carga, liberacion de carga y retardo y, por lo tanto, evita la realizacion de fotodiodos de alta calidad.

Una alta corriente oscura de fotodiodo no es deseable por varias razones. Dado que la senal oscura (creada por la corriente oscura) se almacena en el condensador de almacenamiento de pixeles durante la formacion de imagenes, la alta corriente oscura reduce significativamente el rango de exposicion sobre el cual el pixel puede operar antes de saturarse. Ademas, dado que la corriente oscura crea una fuente de ruido conocida como ruido de disparo, la alta corriente oscura conduce a un alto ruido de disparo. Dado que esta contribucion del ruido de disparo en el generador de imagenes se produce antes del efecto de ganancia de un amplificador en pixeles (tal como en los disenos de circuitos de pixeles de las figuras 15 y 18), la mejora en la relacion senal-ruido del generador de imagenes se reduce en comparacion con las expectativas. De manera similar, el alto ruido de disparo reduce la mejora prevista en la relacion senal-ruido de un generador de imagenes que incorpora una matriz AMFPI con una estructura de fotodiodo fuera del plano (como en los disenos de pixeles ilustrados en las figuras 11 y 12). Los altos niveles de captura de carga son indeseables por varias razones. En la formacion de imagenes radiograficas, la perdida de la senal a los estados de captura reduce la senal de formacion de imagenes muestreada desde el pixel, reduciendo asi la relacion senal/ruido del generador de imagenes. Ademas, los altos niveles de captura de carga conducen a altos niveles de liberacion y retardo de la carga, lo que aumenta las consecuencias indeseables de los artefactos de la imagen.

La agudeza (es decir, brusquedad) de los cambios en la planitud de una superficie (tal como la topologia de los electrodos en un fotodiodo, como se muestra en las figuras 21 a 24) se pueden cuantificar por el radio de curvatura, r, como se ilustra en la figura 25. Los cambios mas agudos en la planitud estan, por lo tanto, representados por valores mas pequenos de r. Las determinaciones de calculo del efecto de los cambios bruscos en la planitud del electrodo (segun lo parametrizado por r) sobre la intensidad del campo electrico en la capa intrinseca de a-Si de las estructuras de fotodiodo representativas de los disenos continuos y discretos fuera del plano indican la importancia de reducir tales cambios bruscos en la estructura del fotodiodo.

En las regiones cerca de los cambios de planitud que se caracterizan por un valor de r de 0,1 micrometros o menos, las desviaciones maximas en el campo electrico pueden ser muy grandes, mas de 300 por ciento mas alto (en aquellas regiones mas cercanas al cambio en la planitud) y mas del 60 por ciento menor (en la vecindad de esas regiones) que la magnitud del campo electrico para un par de electrodos paralelos. En las regiones cercanas a los cambios de planitud caracterizados por un valor para r de -0,5 pm, las desviaciones en el campo electrico pueden ser hasta ~300 por ciento mas altas (en las regiones mas cercanas al cambio en la planitud) y hasta ~60 por ciento mas bajas (en la proximidad de esas regiones) que la magnitud del campo electrico para un par de electrodos paralelos.

En las regiones cerca de los cambios de planitud que se caracterizan por un valor de r de ~1 pm, desviaciones en el campo electrico puede ser de hasta ~200 por ciento mas alto (en aquellas regiones mas cercanas al cambio en la planitud) y hasta ~50 por ciento menor (en la vecindad de esas regiones) que la magnitud del campo electrico para un par de electrodos paralelos. En las regiones cerca de los cambios de planitud que se caracterizan por un valor de r de ~2 m, desviaciones en el campo electrico puede ser de hasta ~50 por ciento mas alto (en aquellas regiones mas cercanos a la variation de planitud) y hasta ~30 por ciento mas bajo (en la proximidad de esas regiones) que la magnitud del campo electrico para un par de electrodos paralelos. En las regiones cercanas a los cambios de planitud caracterizados por un valor para r de □ 5 pm, las desviaciones en el campo electrico pueden ser hasta ~20 por ciento mas altas (en las regiones mas cercanas al cambio en la planitud) y hasta ~15 por ciento mas bajas (en la proximidad de esas regiones) que la magnitud del campo electrico para un par de electrodos paralelos. En las regiones cercanas a los cambios de planitud caracterizados por un valor para r de □ 10 pm, las desviaciones en el campo electrico pueden ser hasta ~10 por ciento mas altas (en las regiones mas cercanas al cambio en la planitud) y hasta ~10 por ciento mas bajas (en la proximidad de esas regiones) que la magnitud del campo electrico para un par de electrodos paralelos.

Las consideraciones anteriores ponen de manifiesto que, si fuera de plano de las estructuras de fotodiodos se fabrican sin tener en cuenta la uniformidad topologica del fotodiodo, la topologia resultante (que se refiere como la topologia nativa, tal como aparece en los ejemplos que se muestran en las figuras 21 a 24 pueden prevenir la realizacion de fotodiodos de alta calidad y degradar el rendimiento de las imagenes que incorporan matrices con dichos fotodiodos. En general, las magnitudes de la corriente oscura, la captura de carga, la liberacion de carga y el retardo aumentaran a medida que aumente la extension (es decir, el numero y el area) de las regiones con cambios bruscos en la planitud de los electrodos de los fotodiodos. Estas magnitudes tambien aumentaran a medida que aumenta la agudeza de los cambios en la planitud de los electrodos. Sin embargo, las estructuras de fotodiodos fuera del plano de alta calidad se realizan de acuerdo con una realizacion de la invention en la que los fotodiodos se disenan y fabrican de manera tal que la extension de dichas regiones, asi como la agudeza de los cambios en la planitud de los electrodos, sean suficientemente reducido para que los fotodiodos exhiban niveles favorables de corriente oscura, captura de carga, liberacion de carga y retardo.

Las figuras 26 a 34 muestran ejemplos de los resultados de la aplicacion de diversos metodos para mejorar la uniformidad topologica de estructuras de fotodiodos fuera del plano. Un metodo para mejorar la uniformidad topologica es aplanar completamente una capa de material que se encuentra debajo de la estructura del fotodiodo. Las ilustraciones de la aplicacion de este metodo aparecen en las figuras 26(a) y 31(b) para el caso del diseno del amplificador en pixel de una etapa, y en las figuras 27 y 32(b) para el caso del diseno del amplificador en pixel de dos etapas. En cada caso, la superficie superior de la pasivacion #2 se ha hecho plana.

Este se puede conseguir, por ejemplo, en una realizacion de la invencion, mediante la aplicacion de pulido quimico mecanico (CMP, tambien llamado aplanado quimico-mecanico) y/o recubrimiento por rotacion. Al aplicar este metodo, el espesor de la capa de pasivacion inicialmente podria hacerse mas grueso que en el caso de la topologia nativa, para garantizar un espesor minimo despues de la aplicacion de CMP. Esto ayudaria a asegurar que la capacitancia parasita entre los electrodos del fotodiodo y los elementos del circuito debajo de la estructura del fotodiodo se mantenga por debajo del limite deseado. Las figuras 26(a) y 27 proporcionan vistas en seccion transversal de la mejora resultante en la uniformidad topologica del fotodiodo en comparacion con la de las topologias nativas ilustradas en las figuras 21 y 22, respectivamente. Las figuras 31(b) y 32(b) proporcionan vistas superiores de la mejora resultante en la uniformidad topologica del fotodiodo en comparacion con la topologia nativa ilustrada en las figuras 31(a) y 32(a), respectivamente. La efectividad de este metodo para mejorar significativamente la uniformidad topologica es evidente. Otro metodo para mejorar la uniformidad topologica de las estructuras de fotodiodos fuera del plano es aplanar parcialmente una capa de material que se encuentra debajo de la estructura del fotodiodo, como se ilustra en la figura 26(b). Esto se puede lograr mediante el uso de varias tecnicas conocidas, tal como las descritas anteriormente.

En continuas estructuras de fotodiodos fuera de plano, los bordes del electrodo inferior (formado a partir de la capa de metal #2) crean cambios bruscos de planitud en el electrodo superior, como es evidente en las figuras 26(a) y 27(a). En una realizacion de la invencion, es deseable suavizar estos bordes. Un metodo de acuerdo con la invencion para lograr esta uniformidad es a traves del ajuste de la tecnica de grabado utilizada para definir los bordes del electrodo inferior para lograr una forma biselada o redondeada que tenga un radio de curvatura mayor que el de la topologia nativa. Las figuras 28 y 29 proporcionan vistas en seccion transversal de la mejora resultante en la uniformidad topologica del fotodiodo en comparacion con la que se muestra en las figuras 26(a) y 27(a), respectivamente. Las figuras 31(c) y 32(c) proporcionan vistas superiores de la mejora resultante en la uniformidad topologica del fotodiodo en comparacion con la que se muestra en las figuras 31(b) y 32(b), respectivamente. La efectividad de este metodo para mejorar aun mas la uniformidad topologica es evidente.

En continuas estructuras de fotodiodos fuera del plano, la una o mas vias que conectan el electrodo de fondo del fotodiodo de contacto posterior tambien crean cambios bruscos en la planitud de los electrodos superior e inferior. Un metodo de acuerdo con la invencion para reducir la agudez de estos cambios en la planitud es reducir el area de cada via reduciendo sus dimensiones laterales (es decir, las dimensiones a lo largo de la superficie del fotodiodo), por ejemplo, a los limites permitidos por las reglas de diseno. El metal utilizado para el electrodo inferior tambien se puede depositar para llenar la via. La figura 30 es una vista en seccion transversal de la mejora resultante en la uniformidad topologica del fotodiodo en comparacion con la que se muestra en la figura 28. (No se muestra una ilustracion de la seccion transversal correspondiente para el diseno del amplificador en pixeles de dos etapas, dada la ausencia de vias dentro del campo de vision de la figura 29). Las figuras 31(d) y 32(d) son vistas superiores de la mejora resultante en la uniformidad topologica del fotodiodo en comparacion con la que se muestra en las figuras 31(c) y 32(c), respectivamente. La eficacia de este metodo de la invencion para mejorar aun mas la uniformidad topologica es evidente.

Otro metodo para mejorar la uniformidad topologica de estructuras de fotodiodos fuera del plano es para aplanar la superficie superior de la capa de a-Si intrinseco en el fotodiodo. Las ilustraciones de la aplicacion de este metodo aparecen en las figuras 33, 34(b) y 34(c) para el caso del diseno del amplificador de pixel en una etapa.

El aplanado completo de la capa de a-Si intrinseco en el fotodiodo se puede lograr, por ejemplo, en una realizacion de la invencion, mediante la aplicacion de CMP. Al aplicar este metodo, el espesor de la capa intrinseca de a-Si puede hacerse inicialmente mas grueso que el espesor preferido, para asegurar que el espesor final alcanzado despues de la aplicacion de CMP se corresponda con el espesor preferido. Esto ayudaria a asegurar que el fotodiodo exhibe excelentes propiedades. La figura 33(a) proporciona una vista en seccion transversal de la mejora resultante en comparacion con el caso de la topologia nativa ilustrada en la figura 21. La figura 34(c) proporciona una vista superior de la mejora resultante en la uniformidad topologica del fotodiodo en comparacion con la topologia nativa ilustrada en la figura 34(a). La efectividad de este metodo para mejorar significativamente la uniformidad del electrodo superior del fotodiodo es evidente. La uniformidad del electrodo inferior permanece sin cambios en comparacion con la topologia nativa. Otra realizacion de este metodo para mejorar la uniformidad topologica de las estructuras de fotodiodos fuera del plano es planar parcialmente la capa de a-Si intrinseca en el fotodiodo, como se ilustra en las figuras 33(b) y 34(b). Esto se puede lograr mediante el uso de varias tecnicas conocidas, tal como las descritas anteriormente.

Los metodos para mejorar la uniformidad topologica de las estructuras de fotodiodos fuera del plano, como se describe en este documento, incluyen el aplanado de una o mas capas de material debajo de la estructura del fotodiodo, tal como una capa de pasivacion, que alisa los bordes del electrodo inferior de la estructura del fotodiodo, estrechando las dimensiones laterales de las vlas que conectan el electrodo inferior del fotodiodo al contacto posterior y/o depositando el metal utilizado para el electrodo inferior para rellenar las vlas, y el aplanado del a-Si intrlnseco en el fotodiodo, se puede utilizar en combinacion para lograr los resultados deseados de esta invencion.

Como se desprende de los resultados dramaticos que se muestran en las figuras 31, 32, y 34, la invencion proporciona una capacidad para eliminar no uniformidades topologicas asociadas con los bordes de los elementos de circuitos de plxeles. Las tecnicas de aplanado (como se describio anteriormente) planean capas que cubren elementos de circuitos de plxeles o caracterlsticas de disposiciones tales como TFT (incluyendo la fuente, drenaje y puerta de TFT), diodos, condensadores y resistencias, as! como vlas, trazas, llneas de control, direccion llneas, planos de tierra, superficies de electrodos, superficies de bloqueo de luz, llneas de polarizacion, contactos posteriores y electrodos de fondo del fotodiodo (todos fabricados a partir de multiples capas de metal, pasivacion o dielectricas), descritos anteriormente y tal como se muestra en las vistas en seccion de las figuras 26-30 y 33. De esta manera, la invencion no se limita al aplanado sobre elementos de transistor de pellcula delgada. Por ejemplo, incluso los efectos de las no uniformidades asociadas con todos los elementos del circuito de plxeles TFT o las caracterlsticas de la matriz (incluidas, entre otras, las llneas de control y direccion) pueden mitigarse mediante el aplanado de las capas posteriores depositadas sobre estas estructuras, incluida la electricidad a traves de interconexiones a traves de la capa de pasivacion inferior #1 (como se muestra, por ejemplo, en la figura 26). Incluso los efectos de no uniformidad introducidos por los disenos de amplificadores en plxeles de una etapa (como en las figuras 17, 21 y 23) o los disenos de amplificadores en plxeles de dos etapas (como en las figuras 20, 22 y 24) pueden ser mitigado por el aplanado de capas posteriores depositadas sobre estas estructuras.

A la luz de la anterior description detallada, diversos elementos de las diferentes realizaciones de la invencion, pero que no limitan de otro modo la invencion, se describen a continuation en terminos mas generales con el fin de ilustrar las caracterlsticas de la presente invencion.

En una primera realization ilustrada, un sensor de radiation incluye una capa de centelleo configurado para emitir fotones tras la interaction con la radiacion y un fotodetector que incluye en orden un primer electrodo, una capa fotosensible ionizante, y un segundo electrodo transmisor de fotones dispuesto en la proximidad de la capa de centelleo. La capa fotosensible esta configurada para generar pares de huecos de electrones al interactuar con una parte de los fotones. El sensor de radiacion incluye un circuito de plxeles conectado electricamente al primer electrodo y configurado para medir una senal de formation de imagenes indicativa de los pares de huecos de electrones generados en la capa fotosensible y una capa de aplanado dispuesta en el circuito de plxeles entre el primer electrodo y el circuito de plxeles de tal manera que el primer electrodo esta sobre un plano que incluye el circuito de plxeles. Una superficie de al menos uno del primer electrodo y el segundo electrodo solapa al menos parcialmente el circuito de plxeles y tiene una inflexion en la superficie por encima de las caracterlsticas de los circuitos de plxeles. La inflexion de la superficie tiene un radio de curvatura superior a la mitad de un micrometro.

La inflexion de la superficie puede tener un radio de curvatura mayor de un micrometro, mayor de cinco micrometres, mayor de diez micrometres, o mas de un centenar de micrometres, por ejemplo, en funcion del grado de aplanado deseado o alcanzado. La capa de aplanado puede entonces aplanar total o parcialmente las caracterlsticas de los circuitos de plxeles, las caracterlsticas de la matriz, las conexiones electricas a traves de interconexiones a la fuente o el drenaje de TFT, los elementos de amplification de una etapa en plxeles, y/o elementos de amplificador en pixel de dos etapas. La capa de aplanado puede ser al menos una de una capa de pasivacion, una capa dielectrica o una capa de aislamiento.

En un aspecto de esta realizacion, el sensor de radiacion puede incluir llneas de direccionamiento y de datos dispuestos debajo del fotodetector, y la capa de aplanado esta dispuesta en las llneas de direccionamiento y de datos y en vlas de las llneas de direccionamiento y de datos. Ademas, una interconexion electrica puede extenderse a traves de la capa de aplanado y conectar el primer electrodo al circuito de plxeles. Una inflexion de la superficie de la interconexion electrica en contacto con la capa fotosensible puede tener un radio de curvatura superior a la mitad de un micrometro, mas de un micrometro, mas de cinco micrometres, mas de diez micrometres y mas de cien micrometres.

En un aspecto de esta realizacion, la capa fotosensible puede ser una de una pila semiconductora p-i-n, una pila semiconductora n-i-p, o una pila semiconductora aislante de metal. El circuito de plxeles puede incluir uno de los transistores de pellcula delgada, diodos, condensadores, resistencias, trazas, vlas, llneas de control, llneas de direccionamiento y planos de tierra. El circuito de plxeles puede ser uno de un transistor semiconductor amorfo o un transistor semiconductor policristalino o un transistor semiconductor microcristalino. El circuito de plxeles puede incluir al menos uno de un transistor de direccionamiento, un transistor amplificador y un transistor de reinicio. El circuito de plxeles puede ser al menos uno de silicio amorfo, silicio amorfo de baja temperatura y silicio microcristalino. El circuito de plxeles puede ser al menos uno de un semiconductor de silicio, un semiconductor de oxido, un semiconductor de calcogenuro, un semiconductor de selenuro de cadmio, un semiconductor organico, una molecula pequena organica o un semiconductor de pollmero, nanotubos de carbono o grafeno, u otros materiales semiconductores.

En un aspecto de esta realizacion, la capa fotosensible puede ser al menos una de 1) una capa fotosensible continua que se extiende entre los pixeles del fotodetector plural o 2) capas fotosensibles discretas asociadas con los respectivos de los pixeles de fotodetectores plurales. La capa de centelleo puede ser al menos una de CsI:Tl, Gd²O²S:Tb, CsI:Na, NaI:Tl, CaWO⁴, ZnWO⁴, CdWO⁴, Bi⁴Ge³Oi², Lui aYb^{0 2}SiO⁵:Ce, Gd²SiO⁵:Ce, BaFCl:Eu2+, BaSO⁴:Eu2+, BaFBr:Eu2+, LaOBr:Tb3+, LaOBr:Tm3+, La²O²S:Tb3+, Y²O²S:Tb3+, YTaO⁴, YTaO⁴:Nb, ZnS:Ag, (Zn,Cd)S:Ag, ZnSiO⁴:Mn2+, Csl, LiI:Eu2+, PbWO⁴, Bi⁴Si³Oi², Lu²SiO⁵:Ce3+, YAlO³:Ce3+, CsF, CaF²:Eu2+, BaF², CeF³, Y i^.34Gd^0.6O³:Eu3+,Pr, Gd²O²S:Pr3+,Ce, SCG1, HFG:Ce3+ (5%) and C¹⁴H¹⁰, u otros materiales de centelleo.

En un aspecto de esta realizacion, el sensor de radiacion puede incluir un sustrato de base que soporta los circuitos de pixel, el fotodetector, y la capa de centelleo, y puede incluir una pluralidad de pixeles del fotodetector dispuestos en un patron regular sobre el sustrato base. En un aspecto de esta realizacion, el segundo electrodo transmisor de fotones puede formar un plano de polarizacion para la pluralidad de los pixeles del fotodetector. Una parte del circuito de pixeles se puede disponer en el sustrato base en una region de separacion entre pixeles adyacentes del fotodetector. Esta parte puede incluir uno de transistores de pelicula delgada, diodos, condensadores, resistencias, vias, trazas, lineas de control, lineas de direccionamiento y planos de tierra. En un aspecto de esta realizacion, el primer electrodo puede tener extremos biselados que terminan cerca de la region de separacion.

En un aspecto de esta realizacion, una corriente oscura, normalizada a la zona de fotodetector de unidad, entre el primer electrodo y el segundo electrodo transmisor de fotones puede ser inferior a 10 pA/mm2, o menos de 5 pA/mm2, o menos de 1 pA/mm2, o menos de 0,5 pA/mm2. El nivel de corriente oscura, en cierto grado, esta acoplado al grado de aplanado y al radio de curvatura de la(s) inflexion(es) de superficie que se describieron anteriormente. En un aspecto de esta realizacion, un campo electrico en regiones en la capa fotosensible proxima a la inflexion de la superficie puede ser mayor de un 60 por ciento y menor de un 300 por ciento de un campo electrico en la capa fotosensible entre un par de primer y segundo electrodos paralelos. La variacion del campo electrico se acopla en cierto grado al grado de aplanado y al radio de curvatura de la(s) inflexion(s) de la superficie descritas anteriormente.

En un aspecto de esta realizacion, el sensor puede incluir una placa metalica dispuesta sobre la capa de centelleo o dispuesta en una encapsulation en la capa de centelleo.

En una segunda realizacion ilustrada, un sensor de radiacion incluye una capa de centelleo configurado para emitir fotones tras la interaction con la radiacion, un fotodetector que incluye en orden un primer electrodo, una capa fotosensible ionizante, y un segundo electrodo transmisor de fotones dispuesto en la proximidad de la capa de centelleo. La capa fotosensible esta configurada para generar pares de huecos de electrones al interactuar con una parte de los fotones. El sensor de radiacion incluye un circuito de pixeles conectado electricamente al primer electrodo y configurado para medir una serial de formation de imagenes indicativa de los pares de huecos de electrones generados en la capa fotosensible e incluye una capa de aplanado dispuesta en el circuito de pixeles entre el primer electrodo y el circuito de pixeles de tal manera que el primer electrodo esta sobre un plano que incluye el circuito de pixeles. La capa de aplanado tiene una primera inflexion superficial a lo largo de un borde periferico de las caracteristicas de los elementos del circuito de pixeles, el primer electrodo tiene una segunda inflexion superficial sobre la primera inflexion superficial y sobre una superficie de la capa de aplanado opuesta al sustrato base, y la segunda superficie la inflexion tiene un radio de curvatura superior a la mitad de un micrometro.

En un aspecto de esta realizacion, la inflexion de la segunda superficie puede tener un radio de curvatura mayor de un micrometro, mayor de cinco micrometros, mayor de diez micrometros, o mas de un centenar de micrometros, por ejemplo, en funcion del grado de aplanado deseado o alcanzado. La capa de aplanado puede entonces aplanar total o parcialmente las caracteristicas de los circuitos de pixeles, las caracteristicas de la matriz, las conexiones electricas a traves de interconexiones a la fuente o el drenaje de TFT, los elementos de amplification de una etapa en pixeles, y/o elementos de amplificador en pixel de dos etapas. La capa de aplanado puede ser al menos una de una capa de pasivacion, una capa dielectrica o una capa de aislamiento.

En un aspecto de esta realizacion, el sensor de radiacion puede incluir lineas de direccionamiento y de datos dispuestos debajo del fotodetector, y la capa de aplanado esta dispuesta en las lineas de direccionamiento y de datos y en vias de las lineas de direccionamiento y de datos. Ademas, una interconexion electrica puede extenderse a traves de la capa de aplanado y conectar el primer electrodo al circuito de pixeles. Una inflexion de la superficie de la interconexion electrica en contacto con la capa fotosensible puede tener un radio de curvatura superior a la mitad de un micrometro, mas de un micrometro, mas de cinco micrometros, mas de diez micrometros o mas de cien micrometros.

En un aspecto de esta realizacion, la capa fotosensible puede ser una de una pila semiconductora p-i-n, una pila semiconductora n-i-p, o una pila semiconductora aislante de metal. El circuito de pixeles puede incluir uno de los transistores de pelicula delgada, diodos, condensadores, resistencias, trazas, vias, lineas de control, lineas de direction y planos de tierra. El circuito de pixeles puede ser uno de un transistor semiconductor amorfo o un transistor semiconductor policristalino o un transistor semiconductor microcristalino. El circuito de pixeles puede incluir al menos uno de un transistor de direccionamiento, un transistor amplificador y un transistor de reinicio. El circuito de pixeles puede ser al menos uno de silicio amorfo, silicio amorfo de baja temperatura y silicio microcristalino. El circuito de plxeies puede ser al menos uno de un semiconductor de silicio, un semiconductor de oxido, un semiconductor de calcogenuro, un semiconductor de selenuro de cadmio, un semiconductor organico, una molecula pequena organica o un semiconductor de pollmero, nanotubos de carbono o grafeno, u otros materiales semiconductores.

En un aspecto de esta realizacion, la capa fotosensible puede ser al menos una de 1) una capa fotosensible continua que se extiende entre los plxeles del fotodetector plural o 2) capas fotosensibles discretas asociadas con los respectivos de los plxeles de fotodetectores plurales. La capa de centelleo puede ser al menos una de CsI:Tl, Gd²O²S:Tb, CsI:Na, NaI:Tl, CaWO⁴, ZnWO⁴, CdWO⁴, Bi⁴Ge³Oi², Lui aYb^{0 2}SiO⁵:Ce, Gd²SiO⁵:Ce, BaFCl:Eu2+, BaSO⁴:Eu2+, BaFBr:Eu2+, LaOBr:Tb3+, LaOBr:Tm3+, La²O²S:Tb3+, Y²O²S:Tb3+, YTaO4, YTaO⁴:Nb, ZnS:Ag, (Zn,Cd)S:Ag, ZnSiO⁴:Mn2+, Csl, LiI:Eu2+, PbWO⁴, Bi4Si3Oi2, Lu²SiO⁵:Ce3+, YAlO³:Ce3+, CsF, CaF²:Eu2+, BaF², CeF³, Y i^.34Gd^0.6O³:Eu3+,Pr, Gd²O²S:Pr3+,Ce, SCG1, HFG:Ce3+ (5%) and C¹⁴H¹⁰, u otros materiales de centelleo.

En un aspecto de esta realizacion, el sensor de radiacion puede incluir un sustrato de base que soporta los circuitos de pixel, el fotodetector, y la capa de centelleo. El sensor de radiacion puede incluir una pluralidad de plxeles del fotodetector dispuestos en un patron regular en el sustrato de base. En un aspecto de esta realizacion, el segundo electrodo transmisor de fotones puede formar un plano de polarizacion para la pluralidad de los pixeles del fotodetector. Una parte del circuito de pixeles se puede disponer en el sustrato base en una region de separacion entre pixeles adyacentes del fotodetector. Esta parte puede incluir uno de transistores de pellcula delgada, diodos, condensadores, resistencias, vlas, trazas, lineas de control, lineas de direccion y planos de tierra. En un aspecto de esta realizacion, el primer electrodo puede tener extremos biselados que terminan cerca de la region de separacion. El borde biselado puede tener un radio de curvatura mayor de medio micrometro, o mayor de un micrometro, o mayor de cinco micrometres, o mayor de diez micrometres, o mayor de cien micrometres.

En un aspecto de esta realizacion, el sensor puede incluir una placa metalica dispuesta sobre la capa de centelleo.

En una tercera realizacion ilustrada, un sensor de radiacion incluye una capa de centelleo configurado para emitir fotones tras la interaccion con la radiacion, un fotodetector que incluye en orden un primer electrodo, una capa fotosensible ionizante, y un segundo electrodo transmisor de fotones dispuesto en la proximidad de la capa de centelleo. La capa fotosensible esta configurada para generar pares de huecos de electrones al interactuar con una parte de los fotones. El sensor de radiacion incluye un circuito de plxeles conectado electricamente al primer electrodo y configurado para medir una senal de formacion de imagenes indicativa de los pares de huecos de electrones generados en la capa fotosensible e incluye una capa de aplanado dispuesta en el circuito de plxeles entre el primer electrodo y el circuito de pixeles de tal manera que el primer electrodo esta sobre un plano que incluye el circuito de pixeles. El fotodetector tiene una corriente oscura, normalizada al area del fotodetector unitario, entre el primer electrodo y el segundo electrodo transmisor de fotones que es inferior a 10 pA/mm2.

En un aspecto de esta realizacion, la capa de aplanado puede ser al menos una de una capa de pasivacion, una capa dielectrica, o una capa de aislamiento. En un aspecto de esta realizacion, una inflexion de la superficie del primer electrodo sobre el circuito de plxeles tiene un radio de curvatura superior a la mitad de un micrometro, mayor de un micrometro, mayor de cinco micrometres, mayor de diez micrometres o mayor de cien micrometres.

En un aspecto de esta realizacion, la corriente oscura, normalizada a unidad de area fotodetector, puede ser menos de 5 pA/mm2, o menos de 1 pA/mm2, o menos de 0,5 pA/mm2. El nivel de corriente oscura, en cierto grado, esta acoplado al grado de aplanado y al radio de curvatura de la(s) inflexion(es) de superficie que se describieron anteriormente.

En una cuarta realizacion ilustrada, un sensor de radiacion incluye una capa de centelleo configurado para emitir fotones tras la interaccion con la radiacion, un fotodetector que incluye en orden un primer electrodo, una capa fotosensible ionizante, y un segundo electrodo transmisor de fotones dispuesto en la proximidad de la capa de centelleo. La capa fotosensible esta configurada para generar pares de huecos de electrones al interactuar con una parte de los fotones. El sensor de radiacion incluye un circuito de plxeles conectado electricamente al primer electrodo y configurado para medir una senal de formacion de imagenes indicativa de los pares de huecos de electrones generados en la capa fotosensible e incluye una capa de aplanado dispuesta en el circuito de pixeles entre el primer electrodo y el circuito de pixeles de tal manera que el primer electrodo esta sobre un plano que incluye el circuito de plxeles. El fotodetector tiene un nivel de captura de carga por pixel de fotodetector, cuantificado por la cantidad de senal de formacion de imagenes (indicativa de los pares de huecos de electrones generados en la capa fotosensible) perdida durante el encuadre en un solo marco radiografico, y expresada como un porcentaje de la senal de formacion de imagenes obtenida en condiciones donde la captura de carga y la liberacion de carga estan en equilibrio, es decir, menos del -20 %.

En un aspecto de esta realizacion, la capa de aplanado puede ser al menos uno de una capa de pasivacion, una capa dielectrica, o una capa de aislamiento. En un aspecto de esta realizacion, una inflexion de la superficie del primer electrodo sobre el circuito de plxeles tiene un radio de curvatura superior a la mitad de un micrometro, mayor de un micrometro, mayor de cinco micrometros, mayor de diez micrometros o mayor de cien micrometros.

En un aspecto de esta realizacion, el nivel de captura de carga por pixel fotodetector puede ser menos de 15 %, menos de 10 %, o menos de 5 %, por ejemplo, en funcion del grado de aplanado deseado o alcanzado.

En una quinta realizacion ilustrada, un sensor de radiacion incluye una capa de centelleo configurado para emitir fotones tras la interaccion con la radiacion, un fotodetector que incluye en orden un primer electrodo, una capa fotosensible ionizante, y un segundo electrodo transmisor de fotones dispuesto en la proximidad de la capa de centelleo. La capa fotosensible esta configurada para generar pares de huecos de electrones al interactuar con una parte de los fotones. El sensor de radiacion incluye un circuito de plxeles conectado electricamente al primer electrodo y configurado para medir una senal de formacion de imagenes indicativa de los pares de huecos de electrones generados en la capa fotosensible e incluye una capa de aplanado dispuesta en el circuito de plxeles entre el primer electrodo y el circuito de pixeles de tal manera que el primer electrodo esta sobre un plano que incluye el circuito de pixeles. El fotodetector tiene una liberacion de carga por pixel de fotodetector, cuantificada por la cantidad de senal de formacion de imagenes (indicativa de los pares de huecos de electrones generados en la capa fotosensible) liberada de los estados de captura durante el primer marco adquirido en ausencia de radiacion despues de una serie de marcos adquiridos con radiacion y bajo condiciones donde la captura de carga y la liberacion de carga estan en equilibrio, y se expresa como un porcentaje de la senal de formacion de imagenes obtenida en condiciones donde la captura y la liberacion de carga estan en equilibrio, que es menos del -15 %.

En un aspecto de esta realizacion, la capa de aplanado puede ser al menos uno de una capa de pasivacion, una capa dielectrica, o una capa de aislamiento. En un aspecto de esta realizacion, una inflexion de la superficie del primer electrodo sobre el circuito de plxeles tiene un radio de curvatura superior a la mitad de un micrometro, mayor de un micrometro, mayor de cinco micrometres, mayor de diez micrometres o mayor de cien micrometres.

En un aspecto de esta realizacion, la liberacion de carga por pixel fotodetector puede ser menos de 10%, menos de 5%, o menos de 3%, por ejemplo, en funcion del grado de aplanado deseado o alcanzado.

En una sexta realizacion ilustrada, un sensor de radiacion incluye una capa de centelleo configurado para emitir fotones tras la interaccion con la radiacion, un fotodetector que incluye en orden un primer electrodo, una capa fotosensible ionizante, y un segundo electrodo transmisor de fotones dispuesto en la proximidad de la capa de centelleo. La capa fotosensible esta configurada para generar pares de huecos de electrones al interactuar con una parte de los fotones. El sensor de radiacion incluye un circuito de plxeles conectado electricamente al primer electrodo y configurado para medir una senal de formacion de imagenes indicativa de los pares de huecos de electrones generados en la capa fotosensible e incluye una capa de aplanado dispuesta en el circuito de plxeles entre el primer electrodo y el circuito de pixeles de tal manera que el primer electrodo esta sobre un plano que incluye el circuito de pixeles. El fotodetector tiene un retardo por pixel de fotodetector, cuantificado por la cantidad de senal de formacion de imagenes (indicativa de los pares de huecos de electrones generados en la capa fotosensible, y que se origina a partir de la carga atrapada en uno o mas marcos previos) liberada de los estados de captura durante el primer marco adquirido en ausencia de radiacion despues de uno, o una serie de marcos adquiridos con radiacion, y expresados como un porcentaje de la senal de formacion de imagenes del marco anterior, que es menor que -15 %.

En un aspecto de esta realizacion, el retardo por pixel fotodetector puede ser menos de 10%, menos de 5%, o menos de 3%, por ejemplo, en funcion del grado de aplanado deseado o alcanzado.

En una septima realizacion ilustrada, un sensor de radiacion incluye una capa de centelleo configurado para emitir fotones tras la interaccion con la radiacion, un fotodetector que incluye en orden un primer electrodo, una capa fotosensible ionizante, y un segundo electrodo transmisor de fotones dispuesto en la proximidad de la capa de centelleo. La capa fotosensible esta configurada para generar pares de huecos de electrones al interactuar con una parte de los fotones. El sensor de radiacion incluye un circuito de plxeles conectado electricamente al primer electrodo y configurado para medir una senal de formacion de imagenes indicativa de los pares de huecos de electrones generados en la capa fotosensible e incluye una capa de aplanado dispuesta en el circuito de plxeles entre el primer electrodo y el circuito de plxeles de tal manera que el primer electrodo esta sobre un plano que incluye el circuito de plxeies. El primer electrodo puede extenderse sobre una parte del circuito de plxeies y puede tener un borde lateral, un borde longitudinal y una esquina en la interseccion de los bordes lateral y longitudinal. Al menos uno de los bordes laterales y longitudinales puede ser un borde biselado.

En un aspecto de esta realizacion, la esquina puede ser una esquina redondeada que conecta el borde lateral hasta el borde longitudinal. El borde biselado puede tener un radio de curvatura mayor de medio micrometro, o mayor de un micrometro, o mayor de cinco micrometros, o mayor de diez micrometros, o mayor de cien micrometros. En un aspecto de esta realizacion, la capa de aplanado puede ser al menos uno de una capa de pasivacion, una capa dielectrica, o una capa de aislamiento.

En una octava realizacion ilustrada, un sensor de radiacion incluye una capa de centelleo configurado para emitir fotones tras la interaccion con la radiacion, un fotodetector que incluye en orden un primer electrodo, una capa fotosensible ionizante, y un segundo electrodo transmisor de fotones dispuesto en la proximidad de la capa de centelleo. La capa fotosensible esta configurada para generar pares de huecos de electrones al interactuar con una parte de los fotones. El sensor de radiacion incluye un circuito de plxeles conectado electricamente al primer electrodo y configurado para medir una senal de formacion de imagenes indicativa de los pares de huecos de electrones generados en la capa fotosensible e incluye una capa de pasivacion dispuesta en el circuito de plxeles entre el primer electrodo y el circuito de plxeles de tal manera que el primer electrodo esta sobre un plano que incluye el circuito de plxeles. La capa de pasivacion tiene una primera inflexion de superficie sobre los elementos del circuito de plxeles. El segundo electrodo tiene una segunda inflexion superficial por encima de la primera inflexion superficial. La segunda inflexion de la superficie tiene un radio de curvatura superior a la mitad de un micrometro.

La segunda inflexion de la superficie puede tener un radio de curvatura mayor de un micrometro, o superior a cinco micrometres, o mayor de diez micrometres, o superior a cien micrometres. La capa de pasivacion puede ser una capa de pasivacion aplanada. La capa fotosensible puede ser una capa fotosensible aplanada.

En una novena realizacion ilustrada, un sensor de radiacion incluye una capa de centelleo configurado para emitir fotones tras la interaccion con la radiacion, un fotodetector que incluye en orden un primer electrodo, una capa fotosensible ionizante, y un segundo electrodo transmisor de fotones dispuesto en la proximidad de la capa de centelleo. La capa fotosensible esta configurada para generar pares de huecos de electrones al interactuar con una parte de los fotones. El sensor de radiacion incluye un circuito de plxeles conectado electricamente al primer electrodo y configurado para medir una senal de formacion de imagenes indicativa de los pares de huecos de electrones generados en la capa fotosensible e incluye una capa de aplanado dispuesta en el circuito de plxeles entre el primer electrodo y el circuito de plxeles de tal manera que el primer electrodo esta sobre un plano que incluye el circuito de plxeles. Una superficie de al menos uno del primer electrodo y el segundo electrodo puede solapar al menos parcialmente el circuito de plxeles y no puede presentar caracterlsticas de superficie indicativas del circuito de plxeles subyacente.

En las anteriores primera a novena realizaciones ilustradas y en aquellas realizaciones mencionadas a continuacion, la capa de aplanado puede entonces aplanarse completa o parcialmente sobre algunas de las caracterlsticas de los circuitos de plxeles. La capa de aplanado puede ser al menos una de una capa de pasivacion, una capa dielectrica o una capa de aislamiento. Una inflexion de la superficie del primer electrodo sobre el circuito de plxeles puede tener un radio de curvatura superior a la mitad de un micrometro, mas de un micrometro, mas de cinco micrometres, mas de diez micrometres o mas de cien micrometres, por ejemplo, dependiendo del grado de aplanado deseado o alcanzado. Puede disponerse una placa metalica sobre la capa de centelleo. Ademas, en la primera a novena realizaciones ilustradas anteriormente y en las realizaciones que se analizan a continuacion, una interconexion electrica puede extenderse a traves de la capa de aplanado y conectar el primer electrodo al circuito de plxeles. Una inflexion de la superficie de la interconexion electrica en contacto con la capa fotosensible puede tener un radio de curvatura superior a la mitad de un micrometro, mas de un micrometro, mas de cinco micrometres, mas de diez micrometres y mas de cien micrometres.

En las anteriores realizaciones primera a novena ilustradas y en aquellas realizaciones mencionadas a continuacion, la capa fotosensible puede ser una de una pila semiconductora p-i-n, una pila semiconductora n-i-p, o una pila semiconductora de aislante de metal. El circuito de plxeles puede incluir uno de los transistores de pellcula delgada, diodos, condensadores, resistencias, trazas, vlas, llneas de control, llneas de direccionamiento y planos de tierra. El circuito de plxeles puede ser uno de un transistor semiconductor amorfo o un transistor semiconductor policristalino o un transistor semiconductor microcristalino. El circuito de plxeles puede incluir al menos uno de un transistor de direccionamiento, un transistor amplificador y un transistor de reinicio. El circuito de plxeles puede ser al menos uno de silicio amorfo, silicio amorfo de baja temperatura y silicio microcristalino. El circuito de plxeles puede ser al menos uno de un semiconductor de silicio, un semiconductor de oxido, un semiconductor de calcogenuro, un semiconductor de selenuro de cadmio, un semiconductor organico, una molecula pequena organica o un semiconductor de pollmero, nanotubos de carbono o grafeno, u otros materiales semiconductores.

En las realizaciones ilustradas primera a novena y en las realizaciones que se analizan a continuacion, la capa fotosensible puede ser al menos una de 1) una capa fotosensible continua que se extiende a traves de varios plxeles fotodetectores o 2) capas fotosensibles discretas asociadas con la respectiva pluralidad de plxeles fotodetectores.

La capa de centelleo puede ser al menos uno de CsI:Tl, Gd²O²S:Tb, CsI:Na, NaI:Tl, CaWO4, ZnWO4, CdWO4, Bi4Ge3Oi2, Lu¹.⁸Yb⁰,²SiO⁵:Ce, Gd²SiOs:Ce, BaFCl:Eu2 , BaSO⁴:Eu2²⁺, BaFBr:Eu ²⁺LaOBr:Tb3+, LaOBr:Tm 3+ La²O²S:Tb3+, Y²O²S:Tb3+, YTaO⁴, YTaO⁴:Nb, ZnS:Ag, (Zn,Cd)S:Ag, ZnSiO⁴:Mn2+, CsI LiI:Eu2+, PbWO⁴, Bi4Si3O1_2; Lu²SiO⁵:Ce3+, YAlO³:Ce3+, CsF, CaF²:Eu2²⁺+, BaF², CeF3, Yi34Gd0.6O3:Eu3+,Pr, Gd2O2S:Pr3³⁺+,Ce, SCG1, HFG:Ce ³⁺(5%) and C¹⁴H¹⁰, u otros materiales de centelleo.

En las realizaciones ilustradas anteriormente primera a novena y en las realizaciones que se analizan a continuacion, el sensor de radiacion puede incluir un sustrato base que soporta el circuito de plxeles, el fotodetector y la capa de centelleo. El sensor de radiacion puede incluir una pluralidad de plxeles del fotodetector dispuestos en un patron regular en el sustrato de base. En un aspecto de esta realizacion, el segundo electrodo transmisor de fotones puede formar un plano de polarizacion para la pluralidad de los plxeles del fotodetector. Una parte del circuito de plxeles se puede disponer en el sustrato base en una region de separacion entre plxeles adyacentes del fotodetector. Esta parte puede incluir uno de transistores de pellcula delgada, diodos, condensadores, resistencias, vlas, trazas, llneas de control, llneas de direccionamiento y planos de tierra. El primer electrodo puede tener extremos biselados que terminan cerca de la region de la separacion. A continuacion, se proporcionan ejemplos de combinaciones preferidas de estas caracterlsticas.

En las realizaciones primera a novena ilustradas anteriormente y en aquellas realizaciones mencionadas a continuacion, una placa de metal puede estar dispuesta en el segundo electrodo transmisor de radiacion ionizante o se pueden disponer en una capa de encapsulation en el segundo electrodo transmisor de radiacion ionizante. Ademas, la capa de aplanado puede al menos parcialmente aplanarse sobre las caracterlsticas de la disposition, mediante conexiones electricas a traves de interconexiones a la fuente o drenaje de TFT, sobre elementos amplificadores en plxeles de una etapa, o sobre elementos amplificadores en plxeles de dos etapas.

En una decima realizacion ilustrada, un sensor de radiacion incluye un detector fotoconductor que incluye en orden un primer electrodo, una capa fotoconductora, y un segundo electrodo transmisor de radiacion ionizante. La capa fotoconductora esta configurada para generar pares de huecos de electrones al interactuar con la radiacion ionizante. El sensor de radiacion incluye un circuito de plxeles conectado electricamente al primer electrodo y configurado para medir una senal de formation de imagenes indicativa de los pares de huecos de electrones generados en la capa fotoconductora y una capa de aplanado dispuesta en el circuito de plxeles entre el primer electrodo y el circuito de plxeles de tal manera que el primer electrodo esta sobre un plano que incluye el circuito de plxeles. Una superficie de al menos uno del primer electrodo y el segundo electrodo solapa al menos parcialmente el circuito de plxeles y tiene una inflexion en la superficie por encima de las caracterlsticas de los circuitos de plxeles. La inflexion de la superficie tiene un radio de curvatura superior a la mitad de un micrometro.

En un aspecto de esta realizacion, la capa de aplanado puede ser al menos uno de una capa de pasivacion, una capa dielectrica, o una capa de aislamiento. En un aspecto de esta realizacion, una inflexion de la superficie del primer electrodo sobre el circuito de plxeles tiene un radio de curvatura superior a la mitad de un micrometro, mayor de un micrometro, mayor de cinco micrometres, mayor de diez micrometres o mayor de cien micrometres. Ademas, una interconexion electrica puede extenderse a traves de la capa de aplanado y conectar el primer electrodo al circuito de plxeles. Una inflexion de la superficie de la interconexion electrica en contacto con la capa fotosensible puede tener un radio de curvatura superior a la mitad de un micrometro, mas de un micrometro, mas de cinco micrometros, mas de diez micrometros y mas de cien micrometros.

En un aspecto de esta realizacion, el circuito de plxeles puede incluir uno de los transistores de pellcula delgada, diodos, condensadores, resistencias, trazas, vlas, llneas de control, llneas de direccionamiento y planos de tierra. El circuito de plxeles puede ser uno de un transistor semiconductor amorfo o un transistor semiconductor policristalino o un transistor semiconductor microcristalino. El circuito de plxeles puede incluir al menos uno de un transistor de direccionamiento, un transistor amplificador y un transistor de reinicio. El circuito de plxeles puede ser al menos uno de silicio amorfo, silicio amorfo de baja temperatura y silicio microcristalino. El circuito de plxeles puede ser al menos uno de un semiconductor de silicio, un semiconductor de oxido, un semiconductor de calcogenuro, un semiconductor de selenuro de cadmio, un semiconductor organico, una molecula pequena organica o un semiconductor de pollmero, nanotubos de carbono o grafeno, u otros materiales semiconductores.

En un aspecto de esta realizacion, una placa de metal puede estar dispuesta en el segundo electrodo transmisor de radiacion ionizante o se pueden disponer en una capa de encapsulacion del segundo electrodo transmisor de radiacion ionizante. Ademas, la capa de aplanado puede al menos parcialmente aplanarse sobre las caracterlsticas de la disposicion, mediante conexiones electricas a traves de interconexiones a la fuente o drenaje de TFT, sobre elementos amplificadores en plxeles de una etapa, o sobre elementos amplificadores en plxeles de dos etapas.

En un aspecto de esta realizacion, la capa fotoconductora puede ser al menos una de 1) una capa fotoconductora continua que se extiende a traves de la pluralidad de plxeles del detector fotoconductor o 2) capas fotoconductoras discretas asociadas con los respectivos de la pluralidad de plxeles del detector fotoconductor. El sensor de radiacion puede incluir un sustrato base que soporte los circuitos de plxeles y la capa fotoconductora. El sensor de radiacion puede incluir una pluralidad de plxeles detectores de fotoconductores dispuestos en un patron regular en el sustrato base. En un aspecto de esta realizacion, el segundo electrodo transmisor de radiacion ionizante puede formar un plano de polarizacion para la pluralidad de los plxeies del detector del fotoconductor. Una parte del circuito de plxeles puede disponerse en el sustrato base en una region de separacion entre plxeles adyacentes del detector del fotoconductor. Esta parte puede incluir uno de transistores de pellcula delgada, diodos, condensadores, resistencias, vlas, trazas, llneas de control, llneas de direccionamiento y planos de tierra. El primer electrodo puede tener extremos biselados que terminan cerca de la region de la separacion.

Por consiguiente, la decima realizacion ilustrada incluye caracterlsticas similares a la primera realizacion ilustrada anterior, pero no tiene necesidad de la capa de centelleo y las capas fotosensibles en la primera realizacion ilustrada. Aqul, en la decima realizacion ilustrada, la capa fotoconductora genera pares de huecos de electrones al interactuar con rayos X u otra radiacion ionizante. La capa fotoconductora puede incluir al menos uno de los semiconductores VB-VIB, VB-VIIB, IIB-VIB, IIB-VB, IIIB-VB, IIIB-VIB, IB-VIB e IVB-VIIB, y mas especlficamente puede incluir al menos uno de a-Se, Pbh, Hgh, PbO, CdZnTe, CdTe, Bi²S³, Bi²Se³, BiIr³, BiBr³, CdS, CdSe, HgS, Cd2P3, InAs, InP, In2S3, In2Se3, Ag²S, PbI4-2 y Pb2I7-3.

De lo contrario, las caracterlsticas descritas anteriormente con respecto a la primera realizacion pueden incluirse en la decima realizacion ilustrada. Esta misma generalizacion se aplica con respecto a las realizaciones restantes a continuacion, y se repetira selectivamente a continuacion para mayor claridad. Ademas, aqul se aplican adecuadamente los valores y rangos de radio de curvatura, corriente oscura, nivel de captura de carga, liberacion de carga y retardo descritos anteriormente. A continuacion, se proporcionan ejemplos de combinaciones preferidas de tales parametros.

En una undecima realizacion ilustrada, un sensor de radiacion incluye un detector fotoconductor que incluye en orden un primer electrodo, una capa fotoconductora, y un segundo electrodo transmisor de radiacion ionizante. La capa fotoconductora esta configurada para generar pares de huecos de electrones al interactuar con la radiacion ionizante. El sensor de radiacion incluye un circuito de plxeles conectado electricamente al primer electrodo y configurado para medir una senal de formacion de imagenes indicativa de los pares de huecos de electrones generados en la capa fotoconductora y una capa de aplanado dispuesta en el circuito de plxeles entre el primer electrodo y el circuito de plxeles de tal manera que el primer electrodo esta sobre un plano que incluye el circuito de plxeles. La capa de aplanado tiene una primera inflexion de superficie a lo largo de un borde periferico de las caracterlsticas de los elementos del circuito de plxeles. El primer electrodo tiene una segunda inflexion de superficie sobre la primera inflexion de superficie y en una superficie de la capa de aplanado opuesta al sustrato base. La segunda inflexion de la superficie tiene un radio de curvatura superior la mitad de un micrometro.

En una duodecima realizacion ilustrada, un sensor de radiacion incluye un detector fotoconductor que incluye en orden un primer electrodo, una capa fotoconductora, y un segundo electrodo transmisor de radiacion ionizante. La capa fotoconductora esta configurada para generar pares de huecos de electrones al interactuar con la radiacion ionizante. El sensor de radiacion incluye un circuito de plxeles conectado electricamente al primer electrodo y configurado para medir una senal de formacion de imagenes indicativa de los pares de huecos de electrones generados en la capa fotoconductora y una capa de aplanado dispuesta en el circuito de plxeles entre el primer electrodo y el circuito de plxeles de tal manera que el primer electrodo esta sobre un plano que incluye el circuito de plxeles. El detector del fotoconductor tiene una corriente oscura, normalizada al area del detector del fotoconductor de la unidad, entre el primer electrodo y el segundo electrodo que es inferior a 10 pA/mm2.

En un aspecto de esta realizacion, la corriente oscura, normalizada a unidad de area fotoconductora, puede ser menos de 5 pA/mm2, o menos de 1 pA/mm2, o menos de 0,5 pA/mm2. El nivel de corriente oscura, en cierto grado, esta acoplado al grado de aplanado y al radio de curvatura de la(s) inflexion(es) de superficie que se describieron anteriormente.

En una decimotercera realizacion ilustrada, un sensor de radiacion incluye un detector fotoconductor que incluye en orden un primer electrodo, una capa fotoconductora, y un segundo electrodo transmisor de radiacion ionizante. La capa fotoconductora esta configurada para generar pares de huecos de electrones al interactuar con la radiacion ionizante. El sensor de radiacion incluye un circuito de plxeles conectado electricamente al primer electrodo y configurado para medir una senal de formacion de imagenes indicativa de los pares de huecos de electrones generados en la capa fotoconductora y una capa de aplanado dispuesta en el circuito de plxeles entre el primer electrodo y el circuito de plxeles de tal manera que el primer electrodo esta sobre un plano que incluye el circuito de plxeles. El detector fotoconductor tiene un nivel de captura de carga por pixel de detector fotoconductor, cuantificado por la cantidad de senal de formacion de imagenes (indicativa de los pares de huecos de electrones generados en la capa fotoconductora) perdida durante el encuadre en un solo marco radiografico, y expresada como un porcentaje de la senal de formacion de imagenes obtenida en condiciones donde la captura de carga y la liberacion de carga estan en equilibrio, es decir, menos del Q20 %.

En un aspecto de esta realizacion, el nivel de captura de carga por pixel detector fotoconductor puede ser menos de 15 %, menos de 10 %, o menos de 5 %, por ejemplo, en funcion del grado de aplanado deseado o alcanzado.

En una decimocuarta realizacion ilustrada, un sensor de radiacion incluye un detector fotoconductor que incluye en orden un primer electrodo, una capa fotoconductora, y un transmisor de segundo electrodo de radiacion ionizante.

La capa fotoconductora esta configurada para generar pares de huecos de electrones al interactuar con la radiacion ionizante. El sensor de radiacion incluye un circuito de pixeles conectado electricamente al primer electrodo y configurado para medir una senal de formacion de imagenes indicativa de los pares de huecos de electrones generados en la capa fotoconductora y una capa de aplanado dispuesta en el circuito de pixeles entre el primer electrodo y el circuito de pixeles de tal manera que el primer electrodo esta sobre un plano que incluye el circuito de pixeles. El detector fotoconductor tiene una liberacion de carga por pixel de detector fotoconductor, cuantificada por la cantidad de senal de formacion de imagenes (indicativa de los pares de huecos de electrones generados en la capa fotoconductora) liberada de los estados de captura durante el primer marco adquirido en ausencia de radiacion despues de una serie de marcos adquiridos con radiacion y bajo condiciones donde la captura de carga y la liberacion de carga estan en equilibrio, y se expresa como un porcentaje de la senal de formacion de imagenes obtenida en condiciones donde la captura y la liberacion de carga estan en equilibrio, que es menos del Q15 %.

En un aspecto de esta realizacion, la liberacion de carga por pixel detector fotoconductor puede ser menos de 10 %, menos de 5 %, o menos de 3 %, por ejemplo, en funcion del grado de aplanado deseado o alcanzado.

En una decimoquinta realizacion ilustrada, un sensor de radiacion incluye un detector fotoconductor que incluye en orden un primer electrodo, una capa fotoconductora, y un segundo electrodo transmisor de radiacion ionizante. La capa fotoconductora esta configurada para generar pares de huecos de electrones al interactuar con la radiacion ionizante. El sensor de radiacion incluye un circuito de pixeles conectado electricamente al primer electrodo y configurado para medir una senal de formacion de imagenes indicativa de los pares de huecos de electrones generados en la capa fotoconductora y una capa de aplanado dispuesta en el circuito de pixeles entre el primer electrodo y el circuito de pixeles de tal manera que el primer electrodo esta sobre un plano que incluye el circuito de pixeles. El detector fotoconductor tiene un retardo por pixel de detector fotoconductor, cuantificado por la cantidad de senal de formacion de imagenes (indicativa de los pares de huecos de electrones generados en la capa fotoconductora, y que se origina a partir de la carga atrapada en uno o mas marcos previos) liberada de los estados de captura durante el primer marco adquirido en ausencia de radiacion despues de uno, o una serie de marcos adquiridos con radiacion, y expresados como un porcentaje de la senal de formacion de imagenes del marco anterior, que es menor que □ 15 %.

En un aspecto de esta realizacion, el retardo por fotoconductor pixel detector puede ser menos de 10 %, menos de 5 %, o menos de 3 %, por ejemplo, en funcion del grado de aplanado deseado o alcanzado.

En una decimosexta realizacion ilustrada, un sensor de radiacion incluye un detector fotoconductor que incluye en orden un primer electrodo, una capa fotoconductora, y un segundo electrodo transmisor de radiacion ionizante. La capa fotoconductora esta configurada para generar pares de huecos de electrones al interactuar con la radiacion ionizante. El sensor de radiacion incluye un circuito de pixeles conectado electricamente al primer electrodo y configurado para medir una senal de formacion de imagenes indicativa de los pares de huecos de electrones generados en la capa fotoconductora y una capa de aplanado dispuesta en el circuito de pixeles entre el primer electrodo y el circuito de pixeles de tal manera que el primer electrodo esta sobre un plano que incluye el circuito de pixeles. El primer electrodo se extiende sobre el circuito de pixeles y tiene un borde lateral, un borde longitudinal y una esquina en la interseccion de los bordes laterales y longitudinales. Al menos uno de los bordes laterales y longitudinales incluye un borde biselado.

En una decimoseptima realizacion ilustrada, un sensor de radiacion incluye un detector fotoconductor que incluye en orden un primer electrodo, una capa fotoconductora, y un segundo electrodo transmisor de radiacion ionizante. La capa fotoconductora esta configurada para generar pares de huecos de electrones al interactuar con la radiacion ionizante. El sensor de radiacion incluye un circuito de pixeles conectado electricamente al primer electrodo y configurado para medir una senal de formacion de imagenes indicativa de los pares de huecos de electrones generados en la capa fotoconductora y una capa de pasivacion dispuesta en el circuito de pixeles entre el primer electrodo y el circuito de pixeles de tal manera que el primer electrodo esta sobre un plano que incluye el circuito de pixeles. La capa de pasivacion tiene una primera inflexion de superficie sobre los elementos del circuito de pixeles. El segundo electrodo tiene una segunda inflexion superficial por encima de la primera inflexion superficial. La segunda inflexion de la superficie tiene un radio de curvatura superior a la mitad de un micrometro.

La segunda inflexion de la superficie puede tener un radio de curvatura mayor de un micrometro, o superior a cinco micrometres, o mayor de diez micrometres, o superior a cien micrometres. La capa de pasivacion puede ser una capa de pasivacion aplanada. La capa fotosensible puede ser una capa fotoconductora aplanada.

En una decimoctava realizacion ilustrada, un sensor de radiacion incluye un detector fotoconductor que incluye en orden un primer electrodo, una capa fotoconductora, y un segundo electrodo transmisor de radiacion ionizante. La capa fotoconductora esta configurada para generar pares de huecos de electrones al interactuar con la radiacion ionizante. El sensor de radiacion incluye un circuito de pixeles conectado electricamente al primer electrodo y configurado para medir una senal de formacion de imagenes indicativa de los pares de huecos de electrones generados en la capa fotoconductora y una capa de aplanado dispuesta en el circuito de pixeles entre el primer electrodo y el circuito de pixeles de tal manera que el primer electrodo esta sobre un plano que incluye el circuito de pixeles. Una superficie de al menos uno del primer electrodo y el segundo electrodo puede solapar al menos parcialmente el circuito de plxeies y no puede presentar caracterlsticas de superficie indicativas del circuito de plxeles subyacente.

En una decimonovena realizacion ilustrada, un metodo para fabricar un sensor de radiacion incluye formar elementos de circuitos de plxeles en un sustrato base, formar una capa de aplanado sobre los elementos de circuitos de plxeles, formar un hueco en la capa de aplanado para exponer una conexion a los elementos del circuito de plxeles, metalizar el hueco con patron, formar un primer electrodo en contacto electrico con el hueco metalizado, y formar en el primer electrodo una capa sensible a la luz o radiacion ionizante. La formacion de la capa de aplanado proporciona, en una superficie del primer electrodo que solapa al menos parcialmente el circuito de plxeles, una inflexion de la superficie, caracterlsticas anteriores del circuito de plxeles, que tienen un radio de curvatura superior a la mitad de un micrometro.

En un aspecto de esta realizacion, una capa fotosensible y un segundo electrodo transmisor de fotones estan formados en el primer electrodo, y una capa de pasivacion se forma en el segundo electrodo de fotones transmisivo, y una capa de centelleo se forma en esta capa de pasivacion, estando la capa de centelleo configurada para emitir fotones al interactuar con la radiacion ionizante. En este caso, la capa fotosensible se puede aplanar o hacer aplanar antes de formar el segundo electrodo transmisor de fotones.

En un aspecto diferente de esta realizacion, una capa fotoconductora se forma sobre el primer electrodo (la capa fotoconductora configurada para generar pares de electron-hueco en la interaccion con rayos X u otra radiacion ionizante), y un segundo electrodo transmisor de radiacion ionizante se forma sobre la capa fotoconductora.

En estos dos aspectos, un segundo electrodo puede estar dispuesto sobre la capa de pasivacion sobre la capa de centelleo o en la capa de encapsulacion sobre la capa fotoconductora. En estos dos aspectos, se puede disponer una placa metalica en la capa de centelleo o en la encapsulacion en la capa de centelleo, o en la capa de encapsulacion en el segundo electrodo transmisor de radiacion ionizante).

En un aspecto de esta realizacion, la capa de aplanado puede formarse para tener un radio de curvatura mayor de un micrometro, mayor de cinco micrometros, mayor de diez micrometros, o mas de un centenar de micrometros, por ejemplo, en funcion del grado de aplanado deseado o logrado. La capa de aplanado puede formarse mediante pulido mecanico qulmico de la capa de pasivacion depositada. Alternativamente, la capa de aplanado puede formarse mediante recubrimiento por rotacion de una capa de pasivacion y luego pulido mecanico qulmico de esa capa de pasivacion. Alternativamente, la capa de aplanado puede formarse depositando encima de una (o una primera) capa de pasivacion otra capa de pasivacion utilizando un revestimiento por centrifugacion y luego puliendo mecanicamente la otra (o segunda) capa de pasivacion. La capa de aplanado puede al menos parcialmente aplanarse sobre las caracterlsticas de la disposicion, mediante conexiones electricas a traves de interconexiones a la fuente o drenaje de TFT, sobre elementos amplificadores en plxeles de una etapa, o sobre elementos amplificadores en plxeles de dos etapas.

En un aspecto de esta realizacion, los extremos del primer electrodo cerca de una region de huecos entre plxeles adyacentes del sensor de radiacion pueden ser biselados. En un aspecto de esta realizacion, el hueco metalizado puede estrecharse para tener un radio de curvatura mayor de medio micrometro, o mayor de un micrometro, mayor de cinco micrometros, mayor de diez micrometros o mayor de cien micrometros, por ejemplo, dependiendo del grado de aplanado deseado o alcanzado.

En un aspecto de esta decimonovena realizacion, las caracterlsticas enumeradas en los aspectos de la primera realizacion ilustrada para los elementos de circuitos de plxeles y la capa fotosensible se pueden formar sobre el sustrato base. Por ejemplo, cuando se forma una capa de centelleo, al menos uno de CsI:Tl, Gd²O²S:Tb, CsI:Na, NaI:Tl, CaWO⁴, ZnWO⁴CdWO⁴, Bi4Ge3Oi2, Lui sYb^{0 2}SiO⁵:Ce, Gd²SiO⁵:Ce, BaFCl:Eu2+, BaSO⁴:Eu2+, BaFBr:Eu2+, LaOBr:Tb3+, LaOBr:Tm3+, La²O²S:Tb3+, Y²O²S:Tb3+, YTaO⁴, YTaO⁴:Nb, ZnS:Ag, (Zn,Cd)S:Ag, ZnSiO⁴:Mn2+, Csl, LiI:Eu2+, PbWO⁴, Bi4Si3Oi2, Lu²SiO⁵:Ce3+, YAlO³:Ce3+, CsF, CaF²:Eu2+, BaF², CeF³, Y i^.34Gd^0.6O³:Eu3+,Pr, Gd2O2S:Pr3+,Ce, SCG1, HFG:Ce3+ (5%) and C14H10, puede formarse en el segundo electrodo transmisor de fotones. Se puede formar una capa de pasivacion en el segundo electrodo antes de proporcionar la capa de centelleo. Por ejemplo, cuando se forma una capa fotosensible, se forma al menos una de 1) una capa fotosensible continua que se extiende a traves de varios plxeles del fotodetector o 2) capas fotosensibles discretas asociadas con uno de los multiples plxeles del fotodetector.

Por ejemplo, cuando se forma una capa fotoconductora, al menos uno de los semiconductores VB-VIB, VB-VIIB, IIB-VIB, IIB-Vb , IIIB-VB, IIIB-VIB, IB-VIB e IVB-VIIB o mas especlficamente al menos uno de a-se, PBI2, HGI2, PbO, CdZnTe, CdTe, Bi2S3, Bi2Se3, BiI3, BIBR3, CdS, CdSe, HgS, Cd2P3, InAs InP, In2S3, In2Se3, Ag2S, PbI4-2 y Pb2I7"3 se pueden formar en el primer electrodo. Por ejemplo, cuando se forma una capa fotoconductora, se forma al menos uno de 1) una capa fotoconductora continua que se extiende sobre varios plxeles del detector del fotoconductor o 2) capas fotoconductoras discretas asociadas con uno de la pluralidad de plxeles del detector del fotoconductor.

Por ejemplo, cuando se forman elementos de circuitos de plxeles, al menos uno de un transistor semiconductor amorfo o un transistor semiconductor microcristalino o un transistor semiconductor policristalino se puede formar en el sustrato base. Al formar elementos de circuitos de plxeies, al menos uno de un transistor de direccionamiento, un transistor amplificador y un transistor de reinicio se pueden formar en el sustrato base. Cuando se forman elementos de circuitos de plxeles, al menos uno de un semiconductor de silicio, un semiconductor de oxido, un semiconductor de calcogenuro, un semiconductor de selenuro de cadmio, un semiconductor organico, una molecula organica pequena o un semiconductor de pollmero, se pueden formar nanotubos de carbono o grafema en el sustrato de base. Al formar elementos de circuitos de plxeles, al menos uno de los transistores de pellcula delgada, diodos, condensadores, resistencias, trazas, vlas, llneas de control, llneas de direccionamiento y planos de tierra se pueden formar en el sustrato base.

Ademas, en la decimonovena realizacion ilustrada, un segundo electrodo puede estar formado sobre la capa sensible a la luz o la radiacion ionizante. Se puede formar una placa metalica en el segundo electrodo transmisor de fotones o se puede formar en una encapsulacion en la capa de centelleo. En la decimonovena realizacion ilustrada, se puede formar una placa metalica en el segundo electrodo transmisor de radiacion ionizante o se puede formar en una capa de encapsulacion en el segundo electrodo transmisor de radiacion ionizante.

En una vigesima realizacion ilustrada, un metodo para fabricar un sensor de radiacion incluye formar elementos de circuitos de plxeles en un sustrato base, formando por encima de los circuitos de plxeles un primer electrodo y una capa fotosensible, aplanar la capa fotosensible, formando en la capa fotosensible aplanada un segundo electrodo transmisor de fotones, y formar una capa de centelleo en el segundo electrodo transmisor de fotones. Al menos uno del primer electrodo y el segundo electrodo tiene una inflexion superficial, caracterlsticas anteriores del circuito de plxeles, que tiene un radio de curvatura superior a la mitad de un micrometro, o mayor de un micrometro, mayor de cinco micrometres, mayor de diez micrometres, o mas de cien micrometres, por ejemplo, dependiendo del grado de aplanado deseado o alcanzado.

En una vigesimoprimera realizacion ilustrada, un metodo para fabricar un sensor de radiacion incluye la formation de elementos de circuitos de plxeles en un sustrato de base, que forma por encima del circuito de pixel un primer electrodo y una capa fotoconductora, aplanar la capa fotoconductora, y formando en la capa fotoconductora aplanada un segundo electrodo transmisor de radiacion ionizante. El segundo electrodo transmisor de radiacion ionizante tiene una inflexion en la superficie, caracteristicas anteriores del circuito de pixeles, que tiene un radio de curvatura superior a la mitad de un micrometre, o mayor de un micrometre, mayor de cinco micrometres, mayor de diez micrometres o mayor de cien micrometres, por ejemplo, dependiendo del grado de aplanado deseado o alcanzado.

En una vigesimosegunda realizacion ilustrada, un metodo para fabricar un sensor de radiacion incluye formar elementos de circuitos de pixeles en un sustrato base, formar una capa de aplanado sobre los elementos de circuitos de pixeles, formar un hueco en la capa de aplanado para exponer una conexion a los elementos del circuito de pixeles, metalizar el hueco con patron, formar un primer electrodo en contacto electrico con el hueco metalizado, y formar en el primer electrodo una capa sensible a la luz o radiacion ionizante. La formacion de la capa de aplanado proporciona una superficie del primer electrodo, que se solapa al menos parcialmente con el circuito de pixeles, que no presenta caracteristicas de superficie indicativas del circuito de plxeles subyacente.

En una vigesimotercera realizacion ilustrada, un metodo para fabricar un sensor de radiacion incluye formar elementos de circuitos de plxeles en un sustrato base, formando por encima de los circuitos de pixeles un primer electrodo y una capa fotosensible, aplanar la capa fotosensible, formar en la capa fotosensible aplanada un segundo electrodo transmisor de fotones, y formar una capa centelleante en el segundo electrodo transmisor de fotones. La capa fotosensible aplanada proporciona una superficie del segundo electrodo, que se superpone al menos parcialmente al circuito de pixeles, que no presenta caracteristicas de superficie indicativas del circuito de plxeles subyacente.

En una vigesimocuarta realizacion ilustrada, un sensor de radiacion incluye una capa de centelleo configurado para emitir fotones tras la interaction con la radiacion, un fotodetector que incluye en orden un primer electrodo, una capa fotosensible ionizante, y un segundo electrodo transmisor de fotones dispuesto en la proximidad de la capa de centelleo. La capa fotosensible esta configurada para generar pares de huecos de electrones al interactuar con una parte de los fotones. El sensor de radiacion incluye circuitos de plxeles conectados electricamente al primer electrodo y configurados para medir una senal de formacion de imagenes indicativa de los pares de huecos de electrones generados en la capa fotosensible, y los circuitos de plxeles incluyen semiconductores de oxido. El sensor de radiacion incluye una capa de aplanado dispuesta en el circuito de pixeles entre el primer electrodo y el circuito de pixeles, de manera que el primer electrodo esta sobre un plano que incluye el circuito de plxeles. Una superficie de al menos uno del primer electrodo y el segundo electrodo solapa al menos parcialmente el circuito de plxeles y tiene una inflexion en la superficie por encima de las caracteristicas de los circuitos de pixeles. La inflexion de la superficie tiene un radio de curvatura superior a la mitad de un micrometro.

En un aspecto de esta realizacion, el semiconductor de oxido incluye al menos uno de un oxido que contiene zinc, SnO², TiO², Ga²O³, InGaO, In²O³, e InSnO. El oxido que contiene zinc puede incluir al menos uno de ZnO, InGaZnO, InZnO, ZnSnO. El semiconductor de oxido puede incluir al menos uno de un semiconductor amorfo o un semiconductor policristalino.

La vigesimocuarta realizacion es, por lo tanto, similar en su alcance a la primera realization e incluye aspectos de la primera realizacion explicada anteriormente, con ejemplos de combinaciones preferidas descritas a continuation.

La inflexion de la superficie puede tener un radio de curvatura mayor de un micrometro, mayor de cinco micrometros, mayor de diez micrometros, o mas de un centenar de micrometros, por ejemplo, en funcion del grado de aplanado deseado o alcanzado. En un aspecto adicional, la superficie de al menos uno del primer electrodo y el segundo electrodo puede solapar al menos parcialmente el circuito de plxeles y no puede presentar caracterlsticas de superficie indicativas del circuito de plxeles subyacente.

En un aspecto de esta realizacion, las llneas de direccionamiento y de datos estan dispuestas debajo del fotodetector; y la capa de aplanado esta dispuesta en las llneas de direccionamiento y de datos y en vlas de las llneas de direccionamiento y de datos. La capa de aplanado puede entonces aplanar total o parcialmente las caracterlsticas de los circuitos de plxeles, las caracterlsticas de la matriz, las conexiones electricas a traves de interconexiones a la fuente o el drenaje de TFT, los elementos de amplification de una etapa en plxeles, y/o elementos de amplificador en pixel de dos etapas. La capa de aplanado puede ser al menos una de una capa de pasivacion, una capa dielectrica o una capa de aislamiento.

En un aspecto de esta realizacion, el sensor de radiation puede incluir llneas de direccionamiento y de datos dispuestos debajo del fotodetector, y la capa de aplanado esta dispuesta en las llneas de direccionamiento y de datos y en vlas de las llneas de direccionamiento y de datos. Ademas, una interconexion electrica puede extenderse a traves de la capa de aplanado y conectar el primer electrodo al circuito de plxeles. Una inflexion de la superficie de la interconexion electrica en contacto con la capa fotosensible puede tener un radio de curvatura superior a la mitad de un micrometro, mas de un micrometro, mas de cinco micrometres, mas de diez micrometres y mas de cien micrometres.

En un aspecto de esta realizacion, la capa fotosensible puede ser una de una pila semiconductora p-i-n, una pila semiconductora n-i-p, o una pila semiconductora aislante de metal. El circuito de plxeles puede incluir uno de los transistores de pellcula delgada, diodos, condensadores, resistencias, trazas, vlas, llneas de control, llneas de direccionamiento y planos de tierra. El circuito de plxeles puede incluir ademas uno de un transistor semiconductor amorfo o un transistor semiconductor policristalino o un transistor semiconductor microcristalino. El circuito de plxeles puede incluir al menos uno de un transistor de direccionamiento, un transistor amplificador y un transistor de reinicio. Los circuitos de plxeles pueden incluir ademas elementos hechos de al menos uno de silicio amorfo, silicio amorfo de baja temperatura y silicio microcristalino. El circuito de plxeles puede incluir ademas elementos hechos de al menos uno de un semiconductor de silicio, un semiconductor de calcogenuro, un semiconductor de seleniuro de cadmio, un semiconductor organico, una molecula pequena organica o un semiconductor de pollmero, nanotubos de carbono o grafeno u otros materiales semiconductores.

En un aspecto de esta realizacion, la capa fotosensible puede ser al menos una de 1) una capa fotosensible continua que se extiende entre los plxeles del fotodetector plural o 2) capas fotosensibles discretas asociadas con los respectivos de los plxeles de fotodetectores plurales. La capa de centelleo puede ser al menos uno de CsI:Tl, Gd²O²S:Tb, CsI:Na, NaI:Tl, CaWO⁴, ZnWO⁴, CdWO⁴, Bi⁴Ge³Oi², Lui eYb⁰²SiO⁵:Ce, Gd²SiO⁵:Ce, BaFCl:Eu2+, BaSO⁴:Eu2+, BaFBr:Eu2+, LaOBr:Tb3+, LaOBr:Tm3+, La²O²S:Tb3+, Y²O²S:Tb3+, YTaO⁴, YTaO⁴:Nb, ZnS:Ag, (Zn,Cd)S:Ag, ZnSiO⁴:Mn2+, Csl, LiI:Eu2+, PbWO⁴, Bi4Si3Oi2, Lu²SiO⁵:Ce3+, YAlO³:Ce3+, CsF, CaF²:Eu2+, BaF², CeF³, Y i^.34Gd^0.6O³:Eu3+,Pr, Gd²O²S:Pr3+,Ce, SCG1, HFG:Ce3+ (5%) and C¹⁴H¹⁰, u otros materiales de centelleo.

En un aspecto de esta realizacion, el sensor de radiacion puede incluir un sustrato de base que soporta los circuitos de pixel, el fotodetector, y la capa de centelleo, y puede incluir una pluralidad de plxeles del fotodetector dispuestos en un patron regular sobre el sustrato base. En un aspecto de esta realizacion, el segundo electrodo transmisor de fotones puede formar un plano de polarization para la pluralidad de los plxeles del fotodetector. Una parte del circuito de plxeles se puede disponer en el sustrato base en una region de separation entre plxeles adyacentes del fotodetector. Esta parte puede incluir uno de transistores de pellcula delgada, diodos, condensadores, resistencias, vlas, trazas, llneas de control, llneas de direccionamiento y planos de tierra. En un aspecto de esta realizacion, el primer electrodo puede tener extremos biselados que terminan cerca de la region de separacion.

En un aspecto de esta realizacion, una corriente oscura, normalizada a la zona de fotodetector de unidad, entre el primer electrodo y el segundo electrodo transmisor de fotones puede ser inferior a 10 pA/mm2, o menos de 5 pA/mm2, o menos de 1 pA/mm2, o menos de 0,5 pA/mm2. El nivel de corriente oscura, en cierto grado, esta acoplado al grado de aplanado y al radio de curvatura de la(s) inflexion(es) de superficie que se describieron anteriormente. En un aspecto de esta realizacion, un campo electrico en regiones en la capa fotosensible proxima a la inflexion de la superficie puede ser mayor de un 60 por ciento y menor de un 300 por ciento de un campo electrico en la capa fotosensible entre un par de primer y segundo electrodos paralelos. La variation del campo electrico se acopla en cierto grado al grado de aplanado y al radio de curvatura de la(s) inflexion(s) de la superficie descritas anteriormente.

En un aspecto de esta realizacion, el nivel de captura de carga por pixel fotodetector, cuantificado por la cantidad de dicha senal de formacion de imagenes perdida a la captura durante un solo marco radiografico, y expresado como un porcentaje de la senal de formacion de imagenes obtenida en condiciones donde la captura de carga y la liberacion de carga estan en equilibrio, pueden ser inferiores al 20 %, pueden ser inferiores al 15 %, inferiores al 10 % o inferiores al 5 %, por ejemplo, segun el grado de planitud deseado o alcanzado.

En un aspecto de esta realizacion, la liberacion de carga por pixel de fotodetector, cuantificada por la cantidad de dicha senal de formacion de imagenes liberada de estados de captura durante el primer marco adquirido en ausencia de radiacion despues de una serie de marcos adquirieron con radiacion y bajo condiciones donde la captura de carga y la liberacion de carga estan en equilibrio, y expresados como un porcentaje de la senal de formacion de imagenes obtenida en condiciones donde la captura de carga y la liberacion estan en equilibrio, puede ser inferior al 15 %, inferior al 10 %, inferior al 5 % o menor del 3 %, por ejemplo, dependiendo del grado de planitud deseado o alcanzado.

El fotodetector tiene un retardo por pixel de fotodetector, cuantificado por la cantidad de senal de formacion de imagenes (indicativa de los pares de huecos de electrones generados en la capa fotosensible, y que se origina a partir de la carga atrapada en uno o mas marcos previos) liberada de los estados de captura durante el primer marco adquirido en ausencia de radiacion despues de uno, o una serie de marcos adquiridos con radiacion, y expresados como un porcentaje de la senal de formacion de imagenes del marco anterior, que es menor que -15 %. En un aspecto de esta realizacion, el retardo por pixel fotodetector puede ser inferior al 10 %, inferior al 5 % o inferior al 3 %, por ejemplo, dependiendo del grado de aplanado deseado o alcanzado.

En una vigesimoquinta realizacion ilustrada, un sensor de radiacion incluye un detector fotoconductor que tiene en orden un primer electrodo, una capa fotoconductora, y un transmisor de segundo electrodo de radiacion ionizante. La capa fotoconductora esta configurada para generar pares de huecos de electrones al interactuar con la radiacion ionizante. El sensor de radiacion incluye circuitos de pixeles conectados electricamente al primer electrodo y configurados para medir una senal de formacion de imagenes indicativa de los pares de huecos de electrones generados en la capa fotoconductora, y los circuitos de pixeles incluyen semiconductores de oxido. El sensor de radiacion incluye una capa de aplanado dispuesta en el circuito de pixeles entre el primer electrodo y el circuito de pixeles, de manera que el primer electrodo esta sobre un plano que incluye el circuito de pixeles. Una superficie de al menos uno del primer electrodo y el segundo electrodo solapa al menos parcialmente el circuito de pixeles y tiene una inflexion en la superficie por encima de las caracteristicas de los circuitos de pixeles.

La vigesimoquinta realizacion es, por lo tanto, similar en su alcance a la decima realizacion e incluye aspectos de la decima realizacion explicada anteriormente, con ejemplos de combinaciones preferidas descritas a continuation.

En un aspecto de esta realizacion, la capa de aplanado puede ser al menos uno de una capa de pasivacion, una capa dielectrica, o una capa de aislamiento. En un aspecto de esta realizacion, una inflexion de la superficie del primer electrodo o el segundo electrodo sobre el circuito de pixeles tiene un radio de curvatura superior a la mitad de un micrometro, mayor de un micrometro, mayor de cinco micrometres, mayor de diez micrometres o mayor de cien micrometres. En un aspecto adicional, la superficie de al menos uno del primer electrodo y el segundo electrodo puede solapar al menos parcialmente el circuito de pixeles y no puede presentar caracteristicas de superficie indicativas del circuito de pixeles subyacente.

En un aspecto de esta realizacion, las lineas de direccionamiento y de datos estan dispuestas debajo del detector fotoconductor; y la capa de aplanado esta dispuesta en las lineas de direccionamiento y de datos y en vias de las lineas de direccionamiento y de datos. Ademas, una interconexion electrica puede extenderse a traves de la capa de aplanado y conectar el primer electrodo al circuito de pixeles. Una inflexion de la superficie de la interconexion electrica en contacto con la capa fotosensible puede tener un radio de curvatura superior a la mitad de un micrometro, mas de un micrometro, mas de cinco micrometros, mas de diez micrometros y mas de cien micrometros.

En un aspecto de esta realizacion, el circuito de pixeles puede incluir uno de los transistores de pelicula delgada, diodos, condensadores, resistencias, trazas, vias, lineas de control, lineas de direccionamiento y planos de tierra. El circuito de pixeles puede incluir ademas uno de un transistor semiconductor amorfo o un transistor semiconductor policristalino o un transistor semiconductor microcristalino. El circuito de pixeles puede incluir al menos uno de un transistor de direccionamiento, un transistor amplificador y un transistor de reinicio. Los circuitos de pixeles pueden incluir ademas elementos hechos de al menos uno de silicio amorfo, silicio amorfo de baja temperatura y silicio microcristalino. El circuito de pixeles puede incluir ademas elementos hechos de al menos uno de un semiconductor de silicio, un semiconductor de calcogenuro, un semiconductor de seleniuro de cadmio, un semiconductor organico, una molecula pequena organica o un semiconductor de polimero, nanotubos de carbono o grafeno u otros materiales semiconductores.

En un aspecto de esta realizacion, la capa fotoconductora puede ser al menos una de 1) una capa fotoconductora continua que se extiende a traves de la pluralidad de plxeles del detector fotoconductor o 2) capas fotoconductoras discretas asociadas con los respectivos de la pluralidad de plxeles del detector fotoconductor. El sensor de radiacion puede incluir un sustrato base que soporte los circuitos de plxeles y la capa fotoconductora. El sensor de radiacion puede incluir una pluralidad de plxeles detectores de fotoconductores dispuestos en un patron regular en el sustrato base. En un aspecto de esta realizacion, el segundo electrodo transmisor de radiacion ionizante puede formar un plano de polarizacion para la pluralidad de los plxeles del detector del fotoconductor. Una parte del circuito de plxeles puede disponerse en el sustrato base en una region de separacion entre plxeles adyacentes del detector del fotoconductor. Esta parte puede incluir uno de transistores de pellcula delgada, diodos, condensadores, resistencias, vlas, trazas, llneas de control, llneas de direccionamiento y planos de tierra. El primer electrodo puede tener extremos biselados que terminan cerca de la region de la separacion.

Por consiguiente, en la vigesimoquinta realizacion ilustrada, la capa fotoconductora genera pares de huecos de electrones al interactuar con rayos X u otra radiacion ionizante. La capa fotoconductora puede incluir al menos uno de los semiconductores VB-VIB, VB-VIIB, IIB-VIB, IIB-VB, IIIB-VB, IIIB-VIB, IB-VIB e IVB-VIIB, y mas especlficamente puede incluir al menos uno de a-Se, PbI², Hgh, PbO, CdZnTe, CdTe, Bi²S³, Bi²Se³, BiIr³, BiBr³, CdS, CdSe, HgS, Cd2P3, InAs, InP, In2S3, In2Se3, Ag²S, PbU'2 y Pb²I / 3.

En un aspecto de esta realizacion, una corriente oscura, normalizada a la zona de detector fotoconductor de unidad, entre el primer electrodo y el segundo electrodo puede ser inferior a 10 pA/mm2, o menos de 5 pA/mm2, o menos de 1 pA/mm2, o menos de 0,5 pA/mm2. El nivel de corriente oscura, en cierto grado, esta acoplado al grado de aplanado y al radio de curvatura de la(s) inflexion(es) de superficie que se describieron anteriormente.

En un aspecto de esta realizacion, el nivel de captura de carga por pixel detector fotoconductor, cuantificado por la cantidad de dicha senal de formacion de imagenes perdida a la captura durante un solo marco radiografico, y expresado como un porcentaje de la senal de formacion de imagenes obtenida en condiciones donde la captura de carga y la liberacion de carga estan en equilibrio, pueden ser inferiores al 20 %, pueden ser inferiores al 15 %, inferiores al 10 % o inferiores al 5 %, por ejemplo, segun el grado de planitud deseado o alcanzado.

En un aspecto de esta realizacion, la liberacion de carga por pixel detector fotoconductor, cuantificada por la cantidad de dicha senal de formacion de imagenes liberada de estados de captura durante el primer marco adquirido en ausencia de radiacion despues de una serie de marcos adquirieron con radiacion y bajo condiciones donde la captura de carga y la liberacion de carga estan en equilibrio, y expresados como un porcentaje de la senal de formacion de imagenes obtenida en condiciones donde la captura de carga y la liberacion estan en equilibrio, puede ser inferior al 15 %, inferior al 10 %, inferior al 5 % o menor del 3 %, por ejemplo, dependiendo del grado de planitud deseado o alcanzado.

El detector fotoconductor tiene un desfase por pixel detector fotoconductor, se cuantifica por la cantidad de senal de formacion de imagenes (indicativa de los pares electron-hueco generados en la capa fotoconductora, y que se origina a partir de carga atrapada en uno o mas marcos anteriores) liberada de estados de captura durante el primer marco adquirido en ausencia de radiacion despues de uno, o una serie de marcos adquiridos con radiacion, y expresados como un porcentaje de la senal de formacion de imagenes del marco anterior, que es inferior al -15 %. En un aspecto de esta realizacion, el retardo por pixel del detector del fotoconductor puede ser inferior al 10 %, inferior al 5 % o inferior al 3 %, por ejemplo, dependiendo del grado de aplanado deseado o alcanzado.

En una vigesimosexta realizacion ilustrada, un metodo para fabricar un sensor de radiacion incluye la formacion de elementos de circuitos de pixeles en un sustrato de base con los circuitos de pixel incluidos los semiconductores de oxido, formando una capa de aplanado sobre los elementos del circuito de pixeles, formando un hueco en la capa de aplanado para exponer una conexion a los elementos del circuito de pixeles, metalizar el hueco con patron, formar un primer electrodo en contacto electrico con el hueco metalizado, y formar en el primer electrodo una capa sensible a la luz o radiacion ionizante. La capa de aplanado proporciona, en una superficie del primer electrodo que solapa al menos parcialmente el circuito de pixeles, una inflexion de superficie, caracterlsticas anteriores de los circuitos de plxeles. La inflexion de la superficie puede tener un radio de curvatura superior a la mitad de un micrometro, mas de un micrometro, mas de cinco micrometres, mas de diez micrometres o mas de cien micrometres, por ejemplo, dependiendo del grado de aplanado deseado o alcanzado.

En estos dos aspectos, un segundo electrodo puede estar dispuesto sobre la capa de pasivacion sobre la capa de centelleo o en la capa de encapsulacion sobre la capa fotoconductora. En estos dos aspectos, se puede disponer una placa metalica en la capa de centelleo o en la encapsulacion en la capa de centelleo, o en la capa de encapsulacion en el segundo electrodo transmisor de radiacion ionizante.

En un aspecto de esta realizacion, la capa de aplanado puede formarse para tener un radio de curvatura mayor de medio micrometro, mayor de un micrometro, mayor de cinco micrometres, mayor de diez micrometres o mayor de cien micrometres, por ejemplo, dependiendo del grado de aplanado deseado o alcanzado. La capa de aplanado puede formarse mediante pulido mecanico qulmico de la capa de pasivacion depositada. Alternativamente, la capa de aplanado puede formarse mediante recubrimiento por rotacion de una capa de pasivacion y luego pulido mecanico qulmico de esa capa de pasivacion. Alternativamente, la capa de aplanado puede formarse depositando encima de una (o una primera) capa de pasivacion otra capa de pasivacion utilizando un revestimiento por centrifugacion y luego puliendo mecanicamente la otra (o segunda) capa de pasivacion. La capa de aplanado puede al menos parcialmente aplanarse sobre las caracterlsticas de la disposicion, mediante conexiones electricas a traves de interconexiones a la fuente o drenaje de TFT, sobre elementos amplificadores en plxeles de una etapa, o sobre elementos amplificadores en plxeles de dos etapas.

En un aspecto de esta realizacion, los extremos del primer electrodo cerca de una region de huecos entre plxeles adyacentes del sensor de radiacion pueden ser biselados. En un aspecto de esta realizacion, el hueco metalizado puede estrecharse para tener un radio de curvatura mayor de medio micrometro, o mayor de un micrometro, mayor de cinco micrometres, mayor de diez micrometres o mayor de cien micrometres, por ejemplo, dependiendo del grado de aplanado deseado o alcanzado.

En un aspecto de esta realizacion, las caracterlsticas enumeradas en los aspectos de la primera realizacion ilustrada para los elementos de circuitos de plxeles y la capa fotosensible se pueden formar sobre el sustrato base. Por ejemplo, cuando se forma una capa de centelleo, al menos uno de CsI:Tl, Gd²O²S:Tb, CsI:Na, NaI:Tl, CaWO⁴, ZnWO⁴, CdWO⁴, Bi4Ge3Oi2, Lui sYb^{0 2}SiO⁵:Ce, Gd²SiO⁵:Ce, BaFCl:Eu2+, BaSO⁴:Eu2+, BaFBr:Eu2+, LaOBr:Tb3+, LaOBr:Tm3+, La²O²S:Tb3+, Y²O²S:Tb3+, YTaO⁴, YTaO⁴:Nb, ZnS:Ag, (Zn,Cd)S:Ag, ZnSiO⁴:Mn2+, Csl, LiI:Eu2+, PbWO⁴, Bi4Si3Oi2, Lu²SiO⁵:Ce3+, YAlO³:Ce3+, CsF, CaF²:Eu2+, BaF², CeF³, Y i^.34Gd^0.6O³:Eu3+,Pr, Gd²O²S:Pr3+,Ce, SCG1, HFG:Ce3+ (5%) and C¹⁴H¹⁰, puede formarse en el segundo electrodo transmisor de fotones. Por ejemplo, cuando se forma una capa fotosensible, se forma al menos una de 1) una capa fotosensible continua que se extiende a traves de varios plxeles del fotodetector o 2) capas fotosensibles discretas asociadas con uno de los multiples plxeles del fotodetector.

Por ejemplo, cuando se forma una capa fotoconductora, al menos uno de los semiconductores VB-VIB, VB-VIIB, IIB-VIB, IIB-Vb , IIIB-VB, IIIB-VIB, IB-VIB e IVB-VIIB o mas especlficamente al menos uno de a-se, PBI², HGI², PbO, CdZnTe, CdTe, Bi²S³, Bi²Se³, BM³, BIBR³, CdS, CdSe, HgS, Cd²P³, InAs InP, In²S³, In²Se³, Ag²S, PbU"2 y Pb²I⁷-3 se pueden formar en el primer electrodo. Por ejemplo, cuando se forma una capa fotoconductora, se forma al menos uno de 1) una capa fotoconductora continua que se extiende sobre varios plxeles del detector del fotoconductor o 2) capas fotoconductoras discretas asociadas con uno de la pluralidad de plxeles del detector del fotoconductor.

Por otra parte, cuando se forman los elementos de circuitos de plxeles en un sustrato de base, el circuito de plxeles puede incluir, ademas, uno de un transistor semiconductor amorfo o un transistor semiconductor policristalino o un transistor semiconductor microcristalino. El circuito de plxeles puede incluir al menos uno de un transistor de direccionamiento, un transistor amplificador y un transistor de reinicio. Los circuitos de plxeles pueden incluir ademas elementos hechos de al menos uno de silicio amorfo, silicio amorfo de baja temperatura y silicio microcristalino. El circuito de plxeles puede incluir ademas elementos hechos de al menos uno de un semiconductor de silicio, un semiconductor de calcogenuro, un semiconductor de seleniuro de cadmio, un semiconductor organico, una molecula pequena organica o un semiconductor de pollmero, nanotubos de carbono o grafeno u otros materiales semiconductores.

Otros detalles de los dibujos

Figura 1. Esquema, dibujo tridimensional de una forma de un TFT de a-Si. La parte superior del TFT se ve desde un angulo oblicuo. Si bien la ilustracion del TFT es generica, el dibujo tambien representa las llneas de direccionamiento que se requerirlan si el TFT fuera el conmutador de direccionamiento en un pixel AMFPI. Por lo tanto, la figura ilustra un segmento de una ilnea de direccionamiento de puerta, en el punto donde se conecta a la puerta del TFT, y un segmento de una ilnea de direccionamiento de datos, en el punto donde se conecta al drenaje del TFT. El canal del TFT tiene un ancho de 15 pm y una longitud de 10 pm, como lo indican las flechas discontinuas. La capa dielectrica inferior continua y la capa de a-Si se ilustran como en gran parte transparentes para permitir que las caracterlsticas subyacentes sean visibles. Ademas, para mayor claridad de presentacion, el dibujo se ha magnificado por un factor de 4 en la direccion perpendicular al sustrato en relacion con la direction paralela al sustrato, y solo se representa una parte del espesor del sustrato. El plano definido por el marco de alambre negro solido superpuesto en el dibujo indica la ubicacion de la vista de la section transversal que aparece en la figura 2. Otros elementos etiquetados en este dibujo se describen en el tltulo de la figura 2.

Figura 2. Vista esquematica en seccion transversal del TFT de a-Si que se muestra en la figura 1. La ubicacion de esta seccion transversal corresponde al plano definido por el marco de alambre en la figura 1 y la convention para el sombreado en escala de grises de los elementos del TFT corresponde aproximadamente a la utilizada en la figura 1. Para mayor claridad de presentacion, el dibujo se ha magnificado en un factor de 8 en la direccion perpendicular al sustrato en relacion con la direccion paralela al sustrato, y solo se representa una parte del espesor del sustrato. Las etiquetas se utilizan para indicar el sustrato, la puerta, la fuente y el drenaje del TFT, las capas dielectricas superior e inferior en el TFT, la capa de a-Si que forma el canal de la TFT, y material de a-Si dopado n+ usado para completar la estructura de este transistor de tipo n.

Figura 3. Dibujo esquematico tridimensional de una forma de un TFT de poli-Si. La parte superior del TFT se ve desde un angulo oblicuo. Si bien la ilustracion del TFT es generica, el dibujo tambien representa las llneas de direccion que se requerirlan si el TFT fuera el conmutador de direccionamiento en un pixel AMFPI. Por lo tanto, la figura ilustra un segmento de una llnea de direccionamiento de puerta, en el punto donde se conecta a la puerta de poli-Si del TFT, y un segmento de una llnea de direccionamiento de datos, en el punto donde el contacto con el drenaje del TFT es establecido en una via. El canal del TFT tiene un ancho de 15 pm y una longitud de 10 pm, como lo indican las flechas discontinuas. La capa de pasivacion continua (pasivacion #1) se ilustra en gran parte como transparente para permitir que las caracteristicas subyacentes sean visibles. Ademas, para mayor claridad de presentacion, el dibujo se ha magnificado por un factor de 4 en la direccion perpendicular al sustrato en relacion con la direccion paralela al sustrato, y solo se representa una parte del espesor del sustrato. El plano definido por el marco de alambre negro solido superpuesto en el dibujo indica la ubicacion de la vista de la seccion transversal que aparece en la figura 4. Otros elementos etiquetados en este dibujo se describen en el titulo de la figura 4.

Figura 4. Vista esquematica en seccion transversal del TFT de poli-Si que se muestra en la figura 3. La ubicacion de esta seccion transversal corresponde al plano definido por el marco de alambre en la figura 3 y la convencion para el sombreado en escala de grises de los elementos del TFT corresponde aproximadamente a la utilizada en la figura 3. Para mayor claridad de presentacion, el dibujo se ha magnificado en un factor de 8 en la direccion perpendicular al sustrato en relacion con la direccion paralela al sustrato, y solo se representa una parte del espesor del sustrato. Las etiquetas se utilizan para indicar el sustrato, la pasivacion del tampon, el dielectrico de la puerta, la puerta del TFT (que en este caso se forma a partir de poli-Si), la capa de poli-Si activa utilizada para formar el canal TFT (debajo del dielectrico de la puerta), asi como la fuente y el drenaje del TFT (indicado por lineas en angulo superpuestas sobre partes de la capa de poli-Si) y la capa de pasivacion sobre el TFT ("pasivacion #1"). La position de esta vista en seccion transversal no muestra la conexion entre la linea de direccionamiento de la puerta y la puerta de poli-Si.

Figura 5. Diagrama de circuito esquematico para un pixel de una disposition de imagenes de matriz activa que emplea detection indirecta de la radiation incidente. La region definida por las llneas rectas y discontinuas indica los llmites del pixel.

Figura 6. Vista esquematica en seccion transversal de una forma de un pixel de deteccion indirecta que tiene un fotodiodo discreto. Esto representa una implementation estructural particular del circuito de pixeles en la figura 5 y se conoce como la arquitectura de llnea de base. La vista es paralela a la direccion de la llnea de direccionamiento de la puerta, que no es visible en esta seccion transversal. La distancia entre las llneas discontinuas verticales representa el ancho de un pixel. Por razones de claridad, las capas y las caracteristicas de esta ilustracion no estan dibujadas a escala.

Figura 7. Diagrama de circuito esquematico para un pixel de una disposicion de imagenes de matriz activa que emplea deteccion directa de la radiacion incidente. Las convenciones para etiquetas, llneas y slmbolos son similares a las utilizadas en la figura 5. La region definida por las llneas rectas y discontinuas indica los llmites del pixel.

Figura 8. Vista esquematica en seccion transversal de una forma de un pixel de deteccion directa. La vista es paralela a la direccion de la llnea de direccion de la puerta, que no es visible en esta seccion transversal. Las convenciones para etiquetas, llneas, slmbolos y flechas son similares a las utilizadas en la figura 6. La distancia entre las lineas discontinuas verticales representa el ancho de un pixel. Por razones de claridad, las capas y las caracteristicas de esta ilustracion no estan dibujadas a escala. Ademas, el efecto del TFT y la via en la uniformidad de la topologla del fotoconductor no se ilustra.

Figura 9. Representation esquematica de cuatro pixeles adyacentes de una disposicion de matriz activa de deteccion indirecta. El diseno de estos pixeles representa una implementacion del circuito de pixeles y de la arquitectura de llnea de base ilustrada en las figuras 5 y 6, respectivamente. Cada pixel en el dibujo revela diversos grados de los detalles arquitectonicos del diseno. En el pixel en la parte inferior de la figura, solo se muestran la llnea de direccionamiento de la puerta y la puerta del TFT de direccionamiento. En el pixel en el lado izquierdo, se han agregado la fuente y el drenaje del TFT de direccionamiento, as! como el electrodo inferior cubierto por la capa de a-Si dopada n" del fotodiodo. En el pixel en el lado derecho, se ilustran las capas combinadas de a-Si dopado n+, a-Si intrlnseco, a-Si dopado p+ y el electrodo superior opticamente transparente, denominado colectivamente como la pila de fotodiodos. En este diseno, el electrodo inferior se extiende ligeramente mas alla del borde de la pila. En el pixel en la parte superior de la figura, se ha anadido la linea de direccionamiento de datos, conectada al drenaje del TFT de direccionamiento mediante una via, y la linea de polarizacion, conectada al electrodo superior del fotodiodo mediante una via.

Figura 10. Fotomicrografias de la superficie superior de un par de disposiciones de matriz activa de deteccion indirecta en la region de un solo pixel. En cada caso, el diseno representa una implementacion de la arquitectura de linea de base ilustrada en la figura 6. (a) Fotomicrografia de un pixel de una matriz temprana que tiene un diseno que corresponde a la ilustracion de la figura 9. (b) Fotomicrografia de un pixel de un diseno de matriz posterior en el que el factor de relleno optico se ha incrementado a traves de la optimizacion del diseno del pixel. En cada microfotografia, el TFT de direccionamiento esta ubicado dentro de la region delimitada por el circulo superpuesto en la imagen y tambien se indican las ubicaciones de la linea de direccionamiento de la puerta, la linea de direccionamiento de datos, la linea de polarizacion y el fotodiodo. Debe tenerse en cuenta que, en cada fotomicrografia, la superficie superior de las partes del fotodiodo que no esta oculta por la linea de polarizacion se ve muy uniforme.

Figura 11. Dibujo esquematico de una vista en seccion transversal de un diseno de pixeles de deteccion indirecta con una estructura de fotodiodo discreta, fuera del plano. La vista es paralela a la direccion de la linea de direccionamiento de la puerta, que no es visible en esta seccion transversal. Las etiquetas, lineas, flechas, simbolos y convenciones en el dibujo son similares a las utilizadas en la figura 6. La distancia entre las lineas discontinuas verticales representa el ancho de un pixel. Por razones de claridad, las capas y las caracteristicas de esta ilustracion no estan dibujadas a escala. Ademas, el efecto del TFT y la via en la uniformidad de la topologia del fotodiodo no se ilustra.

Figura 12. Dibujo esquematico de una vista en seccion transversal de un diseno de pixeles de deteccion indirecta con una estructura de fotodiodo continua, fuera del plano. La vista es paralela a la direccion de la linea de direccionamiento de la puerta, que no es visible en esta seccion transversal. Las etiquetas, lineas, flechas, simbolos y convenciones en el dibujo son similares a las utilizadas en la figura 11. La distancia entre las lineas discontinuas verticales representa el ancho de un pixel. Por razones de claridad, las capas y las caracteristicas de esta ilustracion no estan dibujadas a escala. Ademas, el efecto del TFT y la via en la uniformidad de la topologia del fotodiodo no se ilustra.

Figura 13. Representacion esquematica de cuatro pixeles adyacentes de una disposicion de matriz activa de deteccion indirecta. El diseno de estos pixeles representa una implementacion del circuito de pixeles y de la arquitectura ilustrada en las figuras 5 y 12, respectivamente. Cada pixel en el dibujo revela diversos grados de los detalles arquitectonicos del diseno. En el pixel en la parte inferior de la figura, solo se muestran la linea de direccionamiento de la puerta y la puerta del TFT de direccionamiento. En el pixel del lado izquierdo, se han agregado la fuente y el drenaje del TFT de direccionamiento, la linea de direccionamiento de datos y el contacto posterior. En el pixel en el lado derecho, se ilustra el electrodo inferior, incluyendo la via que conecta este electrodo al contacto posterior (que reside dentro de la region delimitada por la linea discontinua). En el dibujo de pixeles en la parte superior de la figura, se muestra una representacion simple de la estructura continua del fotodiodo, con la capa n+ dopada no visible y las capas restantes del fotodiodo no se distinguen.

Figura 14. Fotomicrografia de la superficie superior de una disposicion de matriz activa de deteccion indirecta en la region de un solo pixel. El diseno representa una implementacion de la arquitectura ilustrada en la figura 12 y corresponde a la representacion en la figura 13. Se indican las ubicaciones de la linea de direccionamiento de la puerta, la linea de direccionamiento de datos, el electrodo inferior y la conexion a traves de este electrodo al contacto posterior. Debe tenerse en cuenta que los diversos detalles visibles en la imagen corresponden a la topologia de la parte superior de la estructura del fotodiodo continuo.

Figura 15. Diagrama de circuito esquematico para un pixel de una disposicion de deteccion indirecta basada en un diseno de pixeles activo con un amplificador de pixel en una etapa. Se indican la linea de direccionamiento de datos, la linea de direccionamiento de la puerta, el TFT de reinicio, TFT^rst, el seguidor de fuente TFT, TFT^sf, el TFT de direccionamiento, TFTADDR y el fotodiodo, PD (con capacitancia CPD). V^PoLARizACiones la magnitud de la tension de polarizacion inversa aplicada al electrodo superior del fotodiodo y V^g-RsT, V^d.RsTy V^ccson otras tensiones utilizadas para operar la disposicion. Dos de los TFT, TFT^rsty TFTADDR, se ilustran con una estructura de doble puerta. Todos los TFT son transistores de tipo n.

Figura 16. Representacion esquematica de cuatro pixeles adyacentes de una disposicion de deteccion indirecta basada en un diseno de pixeles activo que emplea TFT de poli-Si. El diseno de estos pixeles representa una implementacion del circuito de pixeles ilustrado en la figura 15. Los TFT en esta figura tienen estructuras que son similares a la del TFT de poli-Si ilustrado en las figuras 3 y 4. El fotodiodo tiene una estructura continua similar a la que se muestra en la figura 12. Cada pixel en el dibujo revela diversos grados de los detalles arquitectonicos del diseno. En el pixel en la parte inferior de la figura, se muestran la puerta de cada TFT (formada por poli-Si), el poli-Si activo utilizado para formar el canal de cada TFT, la linea de direccionamiento de la puerta y la linea de tension de reinicio que sirve en la operation del TFT de reinicio. En el pixel en el lado izquierdo, se han agregado la linea de direccionamiento de datos, el contacto posterior, una linea de voltaje de alimentation, asi como varias trazas y vias. En el pixel en el lado derecho, se ilustra el electrodo inferior, incluidas las vias que conectan este electrodo al contacto posterior. En el pixel en la parte superior de la figura, se muestra una representacion simple de la estructura continua del fotodiodo, con la capa n+ dopada con patron no visible y las capas restantes del fotodiodo no se distinguen.

Figura 17. Fotomicrografla de la superficie superior de una disposicion de deteccion indirecta en la region de un solo pixel. El diseno representa una implementacion del circuito de plxeles ilustrado en la figura 15 y corresponde a la representacion en la figura 16. La microfotografla esta orientada de manera que las direcciones de la puerta y las llneas de direccionamiento de datos de la matriz (que estan debajo del fotodiodo continuo del diseno) esten alineadas vertical y horizontalmente, respectivamente, a lo largo del plano de esta imagen. Sobrepuesta a la imagen hay un cuadro formado por llneas gruesas y discontinuas (que indican el llmite de un pixel completo) y una linea delgada y discontinua (que indica la ubicacion de una vista en seccion transversal que aparece en las figuras posteriores). Debe tenerse en cuenta que los diversos detalles visibles en la imagen corresponden a la topologia de la parte superior de la estructura del fotodiodo continuo.

Figura 18. Diagrama de circuito esquematico para un pixel de una disposicion de deteccion indirecta basada en un diseno de plxeles activo con un amplificador de pixel en dos etapas. La linea de direccionamiento de datos, estan indicadas la linea de direccionamiento de la puerta, el TFT de reinicio, TFT^rst, el TFT amplificador de fuente comun, TFT^csa, el TFT de carga activa, TFT^al, el TFT de fuente seguidor, TFT^sf, el TFT de direccionamiento, TFT^addr, el condensador de retroalimentacion (con capacitancia C^fb) y fotodiodo, PD (con capacitancia C^pd). V^polarizaciones la magnitud de la tension de polarizacion inversa aplicada al electrodo superior del fotodiodo y V^g.rst, V^Vg-al, Vcc y V^gndson otras tensiones utilizadas para operar la disposicion. Dos de los TFT, TFT^rsty TFTADDR, se ilustran con una estructura de doble puerta. Entre los TFT, TFTAL es un transistor de tipo p, mientras que los transistores restantes son de tipo n.

Figura 19. Representacion esquematica de cuatro plxeles adyacentes de una disposicion de deteccion indirecta basada en un diseno de plxeles activo que emplea TFT de poli-Si. El diseno de estos plxeles representa una implementacion del circuito de plxeles ilustrado en la figura 18. Los TFT en esta figura tienen estructuras que son similares a la del TFT de poli-Si ilustrado en las figuras 3 y 4. El fotodiodo tiene una estructura continua similar a la que se muestra en la figura 12. Cada pixel en el dibujo revela diversos grados de los detalles arquitectonicos del diseno. En el pixel en la parte inferior de la figura, se muestran la puerta de varios TFT (formados a partir de poli-Si), el poli-Si activo utilizado para formar el canal de cada TFT, y la linea de direccionamiento de la puerta. En el pixel en el lado izquierdo, se han agregado la linea de direccionamiento de datos, el contacto posterior, as! como varias trazas y vlas. En el pixel en el lado derecho, se ilustra el electrodo inferior, incluidas las vias que conectan este electrodo al contacto posterior. En el pixel en la parte superior de la figura, se muestra una representacion simple de la estructura continua del fotodiodo, con la capa n+ dopada con patron no visible y las capas restantes del fotodiodo no se distinguen.

Figura 20. Fotomicrografla de la superficie superior de una disposicion de deteccion indirecta en la region de un solo pixel. El diseno representa una implementacion del circuito de plxeles ilustrado en la figura 18 y corresponde a la representacion en la figura 19. La microfotografla esta orientada de manera que las direcciones de la puerta y las llneas de direccionamiento de datos de la matriz (que estan debajo del fotodiodo continuo del diseno) esten alineadas vertical y horizontalmente, respectivamente, a lo largo del plano de esta imagen. Sobrepuesta a la imagen hay un cuadro formado por llneas gruesas y discontinuas (que indican el llmite de un pixel completo) y una linea delgada y discontinua (que indica la ubicacion de una vista en seccion transversal que aparece en las figuras posteriores). Debe tenerse en cuenta que los diversos detalles visibles en la imagen corresponden a la topologia de la parte superior de la estructura del fotodiodo continuo.

Figura 21. Vista en seccion transversal calculada de una disposicion de deteccion indirecta basada en un diseno de amplificador de pixel en una etapa que emplea TFT de poli-Si. El diseno representa una implementacion del circuito de plxeles ilustrado en la figura 15 y corresponde a las ilustraciones en las figuras 16 y 17. La ubicacion de esta seccion transversal corresponde a un plano perpendicular a la superficie superior de la disposicion, que pasa a traves de la linea horizontal discontinua y delgada que aparece en la figura 17. El campo de vision horizontal corresponde a una distancia ligeramente mayor que un solo pixel, y la distancia entre las llneas discontinuas verticales representa el ancho de un pixel. Esta ilustracion, creada a partir de una simulacion de calculo de la deposicion, fotolitografla, grabado y otros procesos utilizados en la fabricacion de la disposicion, muestra el orden, la estructura y la topologia nativa de varias caracterlsticas y materiales en la disposicion. Para mayor claridad de presentation, el dibujo se ha magnificado en un factor de 8 en la direction perpendicular al sustrato en relation con la direccion paralela al sustrato, y solo se representa una parte del espesor del sustrato. Figura 22. Vistas en seccion transversal calculada de una disposicion de deteccion indirecta basada en un diseno de amplificador de pixel en dos etapas que emplea TFT de poli-Si. El diseno representa una implementacion del circuito de plxeles ilustrado en la figura 18 y corresponde a las ilustraciones en las figuras 19 y 20. La ubicacion de estas secciones transversales corresponde a un plano perpendicular a la superficie superior de la disposicion, que pasa a traves de la linea horizontal discontinua y delgada que aparece en la figura 20. (a) El campo de vision horizontal en esta ilustracion corresponde a una distancia ligeramente mayor que un solo pixel, y la distancia entre las llneas discontinuas verticales representa el ancho de un pixel. (b) El campo de vision horizontal en esta ilustracion corresponde a la misma distancia que el campo de vision en la figura 21, y muestra solo una parte de un pixel. Estas ilustraciones, creadas a partir de una simulacion de calculo de la deposicion, fotolitografla, grabado y otros procesos utilizados en la fabricacion de la disposicion, muestra el orden, la estructura y la topologia nativa de varias caracterlsticas y materiales en la disposicion. Para mayor claridad de presentacion, los dibujos se han magnificado en un factor de 8 en la direccion perpendicular al sustrato en relacion con la direccion paralela al sustrato, y solo se representa una parte del espesor del sustrato.

Figura 23. Vistas desde arriba de una disposicion de amplificadores en plxeles de una etapa en la region de un solo pixel correspondiente al diseno ilustrado en la figura 16. (a) Ilustracion creada a partir de la misma simulacion de calculo utilizada para crear la figura 21. (b) Fotomicrografla de la superficie de una realization real de la matriz, correspondiente a la fotomicrografla de la figura 17. Debe tenerse en cuenta que los diversos detalles visibles en cada imagen corresponden a la topologla nativa de la parte superior de la estructura del fotodiodo continuo.

Figura 24. Vistas desde arriba de una disposicion de amplificadores en plxeles de dos etapas en la region de un solo pixel correspondiente al diseno ilustrado en la figura 19. (a) Ilustracion creada a partir de la misma simulacion de calculo utilizada para crear la figura 22. (b) Fotomicrografla de la superficie de una realizacion real de la matriz, correspondiente a la fotomicrografla de la figura 20. Debe tenerse en cuenta que los diversos detalles visibles en cada imagen corresponden a la topologia nativa de la parte superior de la estructura del fotodiodo continuo.

Figura 25. Dibujos que ilustran el concepto general del radio de curvatura, que puede aplicarse a la caracterizacion de cambios en la planitud de una superficie. El grado de agudez (es decir, la brusquedad) en el cambio de planitud de la superficie se cuantifica mediante un arco de radio r. El cambio mas agudo (es decir, mas abrupto) representado en (a) tiene un radio de curvatura mas corto que el cambio menos agudo representado en (b). La escala de los dibujos es tal que r2 = 10 x r1.

Figura 26. Vistas en seccion transversal calculada de una disposicion de deteccion indirecta basada en un diseno de amplificador de pixel en una etapa. (a) Esta vista corresponde a la vista en seccion transversal que aparece en la figura 21, pero con una topologia mas uniforme para la estructura del fotodiodo lograda a traves del aplanado completo de una de las capas de pasivacion, pasivacion #2. (b) Esta vista tambien corresponde a la vista en seccion transversal que aparece en la figura 21, pero con una topologia mas uniforme para la estructura del fotodiodo lograda mediante la aplanado parcial de la pasivacion #2.

Figura 27. Vistas en seccion transversal calculada de una disposicion de deteccion indirecta basada en un diseno de amplificador de pixel en dos etapas. Las vistas en (a) y (b) corresponden a las vistas en seccion transversal que aparecen en las figuras 22(a) y 22(b), respectivamente, pero con una topologia mas uniforme para la estructura del fotodiodo lograda a traves del aplanado completo de una de las capas de pasivacion, pasivacion #2.

Figura 28. Vista en seccion transversal calculada de una disposicion de deteccion indirecta basada en un diseno de amplificador de pixel en una etapa. Esta vista corresponde a la vista en seccion transversal que aparece en la figura 26(a), pero con una topologia mas uniforme para la estructura del fotodiodo lograda al suavizar los bordes perifericos del electrodo inferior (formado por la capa de metal #2) del fotodiodo.

Figura 29. Vista en seccion transversal calculada de una disposicion de deteccion indirecta basada en un diseno de amplificador en plxeles de dos etapas. Esta vista corresponde a la vista en seccion transversal que aparece en la figura 27(a), pero con una topologia mas uniforme para la estructura del fotodiodo lograda al suavizar los bordes perifericos del electrodo inferior (formado por la capa de metal #2) del fotodiodo.

Figura 30. Vista en seccion transversal calculada de una disposicion de deteccion indirecta basada en un diseno de amplificador de pixel en una etapa. Esta vista corresponde a la vista en seccion transversal que aparece en la figura 28, pero con una topologia aun mas uniforme para la estructura del fotodiodo lograda a traves del estrechamiento de las vias que conectan el electrodo inferior del fotodiodo con el contacto posterior y que llenan esas vias con metal.

Figura 31. Vistas superiores de una matriz de amplificador de pixel en una etapa en la region de un solo pixel, creada a partir de simulaciones de calculo. (a) Ilustracion correspondiente a la misma vista que se muestra en la figura 23(a). (b) Ilustracion correspondiente a la de (a), pero con una topologia mas uniforme para la estructura del fotodiodo lograda a traves de la aplanado completa de una de las capas de pasivacion, pasivacion #2. (c) Ilustracion correspondiente a la de (b), pero con una topologia mas uniforme para la estructura del fotodiodo lograda mediante el alisado de los bordes perifericos del electrodo inferior del fotodiodo. (d) Ilustracion correspondiente a la de (c), pero con una topologia aun mas uniforme para la estructura del fotodiodo lograda mediante el estrechamiento de las vias que conectan el electrodo inferior del fotodiodo con el contacto posterior y el llenado de esas vias con metal.

Figura 32. Vistas superiores de una matriz de amplificador de pixel en dos etapas en la region de un solo pixel, creada a partir de simulaciones de calculo. (a) Ilustracion correspondiente a la misma vista que se muestra en la figura 24(a). (b) Ilustracion correspondiente a la de (a), pero con una topologia mas uniforme para la estructura del fotodiodo lograda a traves de la aplanado completa de una de las capas de pasivacion, pasivacion #2. (c) Ilustracion correspondiente a la de (b), pero con una topologia mas uniforme para la estructura del fotodiodo lograda mediante el alisado de los bordes perifericos del electrodo inferior del fotodiodo. (d) Ilustracion correspondiente a la de (c), pero con una topologia aun mas uniforme para la estructura del fotodiodo lograda mediante el estrechamiento de las vias que conectan el electrodo inferior del fotodiodo con el contacto posterior y el llenado de esas vias con metal.

Figura 33. Vistas en seccion transversal calculada de una disposicion de deteccion indirecta basada en un diseno de amplificador de pixel en una etapa. (a) Esta vista corresponde a la vista en seccion transversal que aparece en la figura 21, pero con una topologia mas uniforme para el electrodo superior de la estructura del fotodiodo lograda a traves del aplanado completo de la capa de a-Si intrinseca en el fotodiodo. (b) Esta vista corresponde a la vista en seccion transversal que aparece en la figura 21, pero con una topologia mas uniforme para el electrodo superior de la estructura del fotodiodo lograda mediante el aplanado parcial de la capa de a-Si intrinseca en el fotodiodo.

Figura 34. Vistas superiores de una matriz de amplificador de pixel en una etapa en la region de un solo pixel, creada a partir de simulaciones de calculo. (a) Ilustracion correspondiente a la misma vista que se muestra en la figura 23(a). (b) Ilustracion correspondiente a la de (a), pero con una topologia mas uniforme para la estructura del fotodiodo lograda mediante el aplanado parcial de la capa de a-Si intrlnseca en el fotodiodo. (c) Ilustracion correspondiente a la de (b), pero con una topologla mas uniforme para la estructura del fotodiodo obtenida a traves del aplanado completo de la capa de a-Si intrlnseca en el fotodiodo.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un sensor de radiacion, que comprende:

una capa de centelleo configurada para emitir fotones al interactuar con radiacion ionizante;

un fotodetector que incluye, en orden, un primer electrodo, una capa fotosensible y un segundo electrodo transmisor de fotones dispuesto cerca de la capa de centelleo;

estando dicha capa fotosensible configurada para generar pares de huecos de electrones al interactuar con una parte de dichos fotones;

circuitos de plxeles conectados electricamente al primer electrodo y configurados para medir una senal de formacion de imagenes indicativa de dichos pares de huecos de electrones generados en la capa fotosensible; una capa de aplanado dispuesta en el circuito de plxeles entre el primer electrodo y el circuito de plxeles, de manera que el primer electrodo esta por encima de un plano que incluye el circuito de plxeles;

una superficie de al menos uno de dicho primer electrodo y dicho segundo electrodo solapando al menos parcialmente el circuito de plxeles y que tiene una porcion plana y una inflexion de superficie por encima de las caracterlsticas del circuito de plxeles; y

dicha inflexion superficial se extiende desde dicha porcion plana y tiene, desde dicha porcion plana, un radio de curvatura superior a la mitad de un micrometro.

2. El sensor de la reivindicacion 1, en el que dicha inflexion superficial tiene un radio de curvatura superior a un micrometro.

3. El sensor de la reivindicacion 1, en el que dicha inflexion superficial tiene un radio de curvatura superior a cinco micrometros.

4. El sensor de la reivindicacion 1, en el que dicha inflexion superficial tiene un radio de curvatura superior a diez micrometres.

5. El sensor de la reivindicacion 1, en el que dicha inflexion superficial tiene un radio de curvatura superior a cien micrometres.

6. El sensor de la reivindicacion 1, en el que dicha capa de aplanado se aplana al menos parcialmente sobre dichas caracterlsticas del circuito de plxeles.

7. El sensor de la reivindicacion 1, en el que dicha capa de aplanado se aplana al menos parcialmente sobre caracterlsticas de la disposicion, sobre conexiones electricas a traves de interconexiones que se conectan a la fuente o drenaje de TFT, sobre elementos de amplificador de pixel de una etapa o sobre elementos de amplificador de pixel de dos etapas.

8. El sensor de la reivindicacion 1, en el que dicha capa de aplanado comprende al menos una de una capa de pasivacion, una capa dielectrica o una capa de aislamiento.

9. El sensor de la reivindicacion 1, que comprende, ademas:

lineas de direccionamiento y de datos dispuestas por debajo del fotodetector; y

dicha capa de aplanado esta dispuesta en las lineas de direccionamiento y de datos y en vias de las lineas de direccionamiento y de datos.

10. El sensor de la reivindicacion 1, que comprende, ademas:

una interconexion de via electrica que se extiende a traves de la capa de aplanado y que conecta el primer electrodo a dicho circuito de pixeles, en donde una inflexion de superficie de la interconexion de via electrica en contacto con la capa fotosensible tiene un radio de curvatura superior a la mitad de un micrometre.

11. El sensor de la reivindicacion 10, en el que dicha superficie de la interconexion de via electrica tiene un radio de curvatura superior a un micrometre.

12. El sensor de la reivindicacion 10, en el que dicha superficie de la interconexion de via electrica tiene un radio de curvatura superior a cinco micrometres.

13. El sensor de la reivindicacion 10, en el que dicha superficie de la interconexion de via electrica tiene un radio de curvatura superior a diez micrometres.

14. El sensor de la reivindicacion 10, en el que dicha superficie de la interconexion de via electrica tiene un radio de curvatura superior a cien micrometres.

15. El sensor de la reivindicacion 1, en el que la capa fotosensible comprende uno de una pila de semiconductores de p-i-n, una pila de semiconductores de n-i-p, o una pila de semiconductores con aislante metalico.

16. El sensor de la reivindicacion 1, en el que dicho circuito de plxeles comprende uno de los transistores de pellcula delgada, diodos, condensadores, resistencias, trazas, vlas, llneas de control, llneas de direccionamiento y planos de tierra.

17. El sensor de la reivindicacion 1, en el que dicho circuito de plxeles comprende uno de un transistor semiconductor amorfo o un transistor semiconductor policristalino o un transistor semiconductor microcristalino.

18. El sensor de la reivindicacion 1, en el que dicho circuito de plxeles comprende al menos uno de un transistor de direccionamiento, un transistor amplificador y un transistor de reinicio.

19. El sensor de la reivindicacion 1, en el que dicho circuito de plxeles comprende al menos uno de silicio amorfo, silicio amorfo de baja temperatura y silicio microcristalino.

20. El sensor de la reivindicacion 1, en el que dicho circuito de plxeles comprende al menos uno de entre un semiconductor de silicio, un semiconductor de calcogenuro, un semiconductor de selenuro de cadmio, un semiconductor organico, una molecula pequena organica o un semiconductor de pollmero, nanotubos de carbono o grafeno.

21. El sensor de la reivindicacion 1, en el que dicha capa fotosensible comprende al menos uno de 1) una capa fotosensible continua que se extiende a traves de varios plxeles del fotodetector o 2) capas fotosensibles discretas asociadas a los respectivos de los multiples plxeles del fotodetector.

22. El sensor de la reivindicacion 1, en el que la capa de centelleo comprende al menos uno de CsI:Tl, Gd2O2S:Tb, CsI:Na, NaI:Tl, CaWO⁴, ZnWO4⁴,, CdWO⁴Bi⁴Ge³O¹², Lu¹⁸Yb^{0 2}SiO⁵:Ce, Gd²SiOs:Ce, BaFCl:Eu2+, BaSO⁴:Eu2+, BaFBr:Eu2+, LaOBr:Tb3+, LaOBr:Tm3+ La²O²S:Tb³⁺, Y₂O₂S:Tb3+, YTaO₄, YTaO⁴:Nb, ZnS:Ag, (Zn,Cd)S:Ag, ZnSiO⁴:Mn2+, Csl, LiI:Eu2+, PbWO⁴, Bi4Si3O12 Lu²SiO⁵:Ce3+, YAlO³:Ce3+, CsF, CaF²:Eu2+, BaF², CeF³, Y¹³⁴Gd^{0 6}O³:Eu3+, Pr, Gd²O²S:Pr3+, Ce, SCG1, HFG:Ce3+ (5 %) and C¹⁴H¹⁰.

23. El sensor de la reivindicacion 1, que comprende, ademas:

un sustrato base que soporta los circuitos de plxeles, el fotodetector y la capa de centelleo; y

una pluralidad de plxeles fotodetectores dispuestos en un patron regular en el sustrato base, en donde dicho segundo electrodo transmisor de fotones forma un plano de polarizacion para dicha pluralidad de plxeles del fotodetector.

24. El sensor de la reivindicacion 23, en el que una parte del circuito de plxeles esta dispuesta sobre el sustrato base en una region de separacion entre plxeles adyacentes del fotodetector.

25. El sensor de la reivindicacion 24, en el que dicha parte del circuito de plxeles dispuesta en la region de separacion comprende uno de transistores de pellcula delgada, diodos, condensadores, resistencias, vlas, trazas, llneas de control, llneas de direccionamiento y planos de tierra.

26. El sensor de la reivindicacion 23, en el que dicho primer electrodo tiene extremos biselados que terminan cerca de la region de separacion.

27. El sensor de la reivindicacion 1, en el que el radio de curvatura de la inflexion de la superficie esta elegido de modo que, al medir dicha senal de formacion de imagenes, una corriente oscura, normalizada al area del fotodetector unitario, entre el primer electrodo y el segundo electrodo transmisor de fotones es menor de 10 pA/mm2.

28. El sensor de la reivindicacion 1, en el que el radio de curvatura de la inflexion de la superficie esta elegida de modo que, al medir dicha senal de formacion de imagenes, una corriente oscura, normalizada al area del fotodetector unitario, entre el primer electrodo y el segundo electrodo transmisor de fotones es menor de 5 pA/mm2.

29. El sensor de la reivindicacion 1, en el que el radio de curvatura de la inflexion de la superficie esta elegido de modo que, al medir dicha senal de formacion de imagenes, una corriente oscura, normalizada al area del fotodetector unitario, entre el primer electrodo y el segundo electrodo transmisor de fotones es menor de 1 pA/mm2.

30. El sensor de la reivindicacion 1, en el que el radio de curvatura de la inflexion de la superficie esta elegido de modo que, al medir dicha senal de formacion de imagenes, una corriente oscura, normalizada al area del fotodetector unitario, entre el primer electrodo y el segundo electrodo transmisor de fotones es menor de 0,5 pA/mm2.

31. El sensor de la reivindicacion 1, que comprende ademas una placa metalica dispuesta en la capa de centelleo o en una encapsulation en la capa de centelleo.

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