KR102455569B1 - X-선 센서, x-선 센서 구성 방법, 및 그러한 x-선 센서로 이루어지는 x-선 영상화 시스템 (x-ray sensor, method for constructing an x-ray sensor and an x-ray imaging system comprising such an x-ray sensor) - Google Patents

X-선 센서, x-선 센서 구성 방법, 및 그러한 x-선 센서로 이루어지는 x-선 영상화 시스템 (x-ray sensor, method for constructing an x-ray sensor and an x-ray imaging system comprising such an x-ray sensor) Download PDF

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Abstract

능동형 검출기 영역을 갖는 X-선 센서(1)가 개시되며, 상기 X-선 센서(1)는 상기 X-선 센서(1)의 표면 영역(3) 상에 배열된 다수의 검출기 다이오드(2)를 포함하며, 상기 X-선 센서(1)는 상기 다수의 검출기 다이오드(2)를 포함하는 상기 표면 영역(3)을 둘러싸는 접합 터미네이션(4)을 더욱 포함하고, 상기 접합 터미네이션(4)은 상기 표면 영역(3)의 단부에 가장 가깝게 배열된 가드(5), 상기 가드(5)의 외부에 배열된 필드 스탑(6) 및 N개의 필드 제한 링 및 N개의 필드 제한 링, 상기 가드(5)와 상기 필드 스탑(6) 사이에 배열된 FLR(7)을 포함하며, 여기에서 각각의 상기 FLR(7)는 상이한 FLR(7) 사이의 거리 및 상기 가드와 상기 제1 FLR 사이의 거리가 유효 영역 내에 놓이도록 또한 연속적인 FLR(7) 사이의 거리가 일정하거나 또는 n이 증가함에 따라 증가하도록 선택된 위치에 배치되며, 여기에서 상기 유효 영역은 라인 α =(10 + 1,3 x (n-1)) ㎛ 및 β =(5 + 1,05 x (n-1)) ㎛에 의해 경계가 지정되고, n은 상기 FLR(7)의 인덱스를 나타내며, 1 ≤n ≤N이다. 또한 이러한 X-선 센서(1) 및 이러한 X-선 센서(1)를 포함하는 X-선 영상화 시스템(100)을 구성하는 방법이 개시된다.

Description

X-선 센서, X-선 센서 구성 방법, 및 그러한 X-선 센서로 이루어지는 X-선 영상화 시스템 (X-RAY SENSOR, METHOD FOR CONSTRUCTING AN X-RAY SENSOR AND AN X-RAY IMAGING SYSTEM COMPRISING SUCH AN X-RAY SENSOR)
제안된 기술은 일반적으로 X-선 영상화와 같은 X-선 응용에 관한 것이고, 더 자세하게는 X-선 검출기로도 언급되는, X-선 영상화 시스템 뿐만 아니라 상응하는 X-선 검출기 시스템에 관한 것이다.
X-선 영상화와 같은 방사선 영상화는 의료 응용 분야에서 및 비파괴 검사를 위해 수년간 사용되어 왔다.
보통, X-선 영상화 시스템은 X-선 광원 및 X-선 검출기 시스템을 포함한다. x-광원은 X-선을 방출하고, 이는 영상화될 피사체 또는 대상을 통과하여 X-선 검출기 시스템에 의해 등록된다. 일부 재료는 다른 재료 보다 X-선의 더 큰 분율(분율)을 흡수하기 때문에, 영상은 피사체 또는 대상으로 형성된다. X-선 검출기는 에너지 통합 검출기 및 광자 계수 검출기를 포함하여, 상이한 유형일 수 있다.
종래의 X-선 검출기 설계는 보통, 윗면에, 검출기 다이오드(픽셀)에 의해 커버된, 예를 들어 스트립 또는 기판이 n-형의 고 저항 물질일 경우 p-형의 도핑된 직사각형 또는 육각형 영역의 형태로, 능동형 검출기 영역을 포함한다. 윗면은 또한 이른바 가드를 포함하는 이른바 접합 터미네이션(junction termination) 영역을 포함한다.
최대 감도를 위해서, 핀 다이오드 구조의 이른바 드리프트 영역을 빌드하는 검출기의 고 저항성 n-형 부분은 전하가 완전히 공핍되어야 한다. 이는 구조에 있어서 최대 전기장(전계)의 위치에서 접합 항복의 조건에 도달하지 않고 500 ~ 550 ㎛ 두께의 n-형 영역에 대해 적어도 400 볼트의 전압을 적용하는 것을 요구한다. 더욱이, 검출기는 패시베이팅 산화물(passivating oxide)에서 조사(irradiation)의 결과로써 생성되는 포지티브 표면 전하에 저항력을 확보하기 위해 상당히 높은 전압을 지탱해야 한다. 이는 표면에서 전기장을 증가시키고 항복 전압을 감소시키는 것으로 공지되어 있다. 접합 터미네이션의 기능은 전기장 강도를 감소시키고 조사 하에서 포지티브 산화물 전하에 대한 저항력 및 검출기의 충분히 긴 수명을 확보하기 위해 검출기의 표면을 따라 전기장을 확산시키는 것이다.
핀 다이오드 및 검출기에 적용되는 접합 터미네이션의 두 가지 주요 개념이 있다. 첫째는 다중 플로팅 필드 링(Multiple Floating Field Ring: MFFR)이고 둘째는 이른바 접합 터미네이션 익스텐션(Junction Termination Extension: JTE)이다. MFFR은 적용된 역전압을 애노드 p+ 픽셀로 커버된 영역을 둘러싸는 플로팅 링 사이의 공간에 포함된 작은 분율로 나누는 원칙을 이용하고, JTE는 공핍 하의 JTE에서 네거티브하게 하전한 받개(acceptor) 및 역시 공핍 하의 n-형 드리프트 영역에서 포지티브하게 하전한 주개(donor) 도펀트 전하 사이의 전하 중성의 원칙을 이용한다. 양 기술의 특징은 그들이 넓은 영역을 사용한다는 것이다. 필드 감소의 바로 그 원칙은 대부분의 물질의 그것과 비교하여 표면에서 공핍 영역 너비를 넓히는 것이다. 400V 내지 800V의 요구되는 전압에 대해서 접합 터미네이션의 너비는 가드를 포함하여 100 ㎛과 500 ㎛ 사이이다. 플로팅 링에는 보통 픽셀 다이오드의 에지에서 밀집하는 전위를 회피하는 것을 돕는 금속 플레이트가 갖춰진다.
가드는 검출기의 외부 영역으로부터 및 검출기 에지를 향하여 누설 전류를 수집하는 기능을 갖는 최외곽의 p-형 도핑된 링을 접촉하는 최외곽 전극이다. 이 전극은 보통 접지에 연결된다.
터미네이션의 특별한 결점은 능동형 검출기 영역의 상실이다. 또한, 많은 검출기가 더 넓은 영역을 커버하기 위해 결합되기 때문에 각각의 개별적인 검출기에서 손실 영역은 획득된 영상의 품질에 부정적인 영향을 미치는 검출기 매
트릭스에서 "데드(dead)" 또는 블라인드 영역을 구성한다.
미국 특허 제4,377,816호는 하나 이상의 p-n 접합을 갖고 p-n 접합의 억제 작용을 개선시키는 존 가드 링(zone guard ring)이 제공된 반도체 소자에 관한 것이다. 존 가드 링은 실질적으로 공간 전하 영역 전기장이 장치의 에지에 도달하는 것을 방지하고 이에 따라 전류의 누수를 방지하는 이른바 채널 스토퍼 필드 스탑으로서의 역할을 한다. 이는 임의의 접합 터미네이션 없이 전기장이 장치의 측벽 표면에 도달하는 것을 방지하는 보호만으로 단순한 평판 다이오드를 제시한다.
미국 특허 제8,093,624호는 광학 포커싱 기술의 필요를 제거하는, 가시적이고 근적외선의 파장에 100% 접근하는 필-팩터(fill-factor)를 가능하게 하는 장치 구조를 갖는 애벌란시(avalanche) 포토 다이오드에 관한 것이다. n-형 능동형 영역 및 p-형 능동형 영역이 제공된다. n-형 및 p-형 능동형 영역 중 제 1 영역은 제 1 기판 표면에서 반도체 기판 내에 배치된다. n-형 및 p-형 능동형 영역 중 제 2 영역은 기판의 제 1 깊이에서 능동형 영역 중 제 1 영역 아래에 배치된 하이-필드 존, 제 1 깊이 보다 큰 기판의 제 2 깊이에서 제 1 능동형 영역의 바깥쪽 측면으로 배치된 미드-필드 존, 및 기판의 하이-필드 존 및 미드-필드 존을 연결하는 스텝 존을 포함한다. 이러한 구성으로, 포토 다이오드 구조는 장치의 하이-필드 애벌란시 영역을 피해가는 광전자 경로를 억제함으로 써 실질적으로 비-애벌란시 광전자 수집을 방지한다. p플러스 영역으로 제공된, 종래의 채널 스탑 영역은, 포토 다이오드의 에지에 위치된다. 포토 다이오드는 또한 포토 다이오드 캐소드를 측면으로 둘러싸는, 예를 들어 원형의 구성으로, 캐소드의 주변에 종래의 가드 링 구조를 포함할 수 있다. 애벌란시 포토 다이오드는 저압의 애벌란시 조건 항복에서 동작하고, 픽셀 다이오드의 전체 어레이를 터미네이트하는 문제는 언급되지 않는다. 미국 특허 제8,093,624호는 오히려 개별적인 포토 다이오드의 설계 및 구성에 관한 것이고, 여기에서 채널 스토퍼는 개별적인 픽셀 다이오드를 이격하기 위해 사용된다.
유럽 특허 제0661753A1호는 측면 접합 변동에 대한 불변성을 보장하는 공간적으로 추가되는 미세-거침 증분 방식을 갖는 필드 제한 링을 포함하는 반도체 구조용 개선된 에지 터미네이션 방식에 관한 것이다. 이러한 공간적으로 증가하는 방식은 항복 전압 특성을 크게 향상시킨다. 또한, 중복 링은 제조 변동에 대한 장치의 무감각성을 더욱 보장하기 위해 사용된다.
검출기 설계에 투자된 모든 노력에도 불구하고 아직 개선의 여지가 있다. 상기 제안된 기술은 향상된 접합 터미네이션, 특히 플로팅 필드 제한 링을 사용하는 접합 터미네이션을 갖춘 X-선 검출기를 제공하는 것을 목표로 한다.
일반적으로, 플로팅 필드 제한 링(Floating Field Limiting Rings, FFRs)을 포함하는 접합 터미네이션을 갖는, 때때로 X-선 검출기라고도 하는, 개선된 X-선 센서를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이러한 플로팅 필드 제한 링(FFR)은 때때로 필드 제한 링(Field Limiting Rings, FLRs)으로도 칭한다.
보다 균일한 표면 전계 분포를 얻을 수 있도록 FLR이 공간적으로 분포된 개선된 X-선 센서를 제공하는 것을 특별한 목적으로 한다.
특히, 접합 터미네이션에 대한 전기장 피크가 모든 FLR에 걸쳐 균형있는 크기를 갖는 X-선 센서를 제공하는 것이 바람직하다. 균일한 표면 전계 분포는 공간을 적게 차지하는 접합 터미네이션을 가능하게 하여 비활성 영역을 감소시킨다.
또한 상술한 바의 특징을 갖는 X-선 센서 구성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또 다른 목적은 그러한 X-선 센서로 구성되는 X-선 영상화 시스템을 제공하는 것이다.
이러한 목적 및 기타 목적은 본 발명의 실시 예에 의해 충족된다.
제 1 양상에 의하면, 능동형 검출기 영역을 갖는 X-선 센서가 제공되며, 상기 X-선 센서는 상기 X-선 센서의 표면 영역 상에 배열된 다수의 검출기 다이오드를 포함하며, 상기 X-선 센서는 상기 다수의 검출기 다이오드를 포함하는 상기 표면 영역을 둘러싸는 접합 터미네이션을 더욱 포함하고, 상기 접합 터미네이션은 상기 표면 영역의 단부에 가장 가깝게 배열된 가드(5), 상기 가드의 외부에 배열된 필드 스탑, 및 상기 가드와 상기 필드 스탑 사이에 배열된 N개의 필드 제한 링(Field Limiting Ring, FLR(7))을 포함하며, 여기에서 각각의 상기 FLR(7)는 상기 가드와 상기 제1 FLR 사이의 거리 및 상이한 FLR 사이의 거리가 다음의 제약 조건을 충족하도록 위치된다:
Figure 112020128486218-pct00001
상기 거리는 유효 영역 내에 있으며, 상기 유효 영역은 라인 α = (10 + 1,3 x (n-1)) ㎛ 및 β = (5 + 1,05 x (n-1)) ㎛에 의해 경계가 지정됨, 및
Figure 112020128486218-pct00002
연속적인 FLR(7) 사이의 거리는 일정하거나 n이 증가함에 따라 증가하며, 여기에서 n은 상기 FLR(7)의 인덱스를 나타내고, 여기에서 l ≤ n ≤ N이다.
제 2 양상에 의하면, X-선 센서 구성 방법이 제공된다. 상기 방법은 재료 기판의 표면 영역 상에 다수의 검출기 다이오드를 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 상기 재료 기판에 상기 표면 영역을 둘러싸는 접합 터미네이션을 제공하는 단계(S2)를 포함하며; 여기에서 상기 접합 터미네이션은 다음에 의해 구성된다:
Figure 112020128486218-pct00003
상기 표면 영역에 인접한 가드 링을 제공하는 단계, 및
Figure 112020128486218-pct00004
상기 가드 링 외부에 필드 스탑을 제공하는 단계, 및
Figure 112020128486218-pct00005
N개의 위치를 선택하는 단계, 상기 위치는 상이한 FLR 사이의 거리 및 상기 가드와 상기 제1 FLR 사이의 거리가 다음 제약 조건을 충족하도록 선택됨:
Figure 112020128486218-pct00006
상기 거리는 라인 α =(10 + 1,3 x (n-1)) ㎛ 및 β =(5 + 1,05 x (n-1)) ㎛으로 경계가 지정된 유효 영역 내에 있으며,
Figure 112020128486218-pct00007
연속적인 FLR(7) 사이의 거리는 n이 증가함에 따라 증가하거나 동일하며, 여기에서 n은 상기 위치의 인덱스를 나타내고 l ≤ n ≤ N임.
상기 방법은 또한 필드 제한 링(FLR)을 각각의 상기 선택된 위치에 배치하는 단계를 포함한다.
제 3 양상에 의하면, X-선 영상화 시스템이 제공된다. 상기 X-선 영상화 시스템은 X-선을 방출하도록 구성된 X-선 광원을 포함한다. 상기 X-선 영상화 시스템은, 또한, 상기 X-선 광원에 연결되고 상기 X-선 광원으로부터의 X-선 방출을 제어하도록 구성된 X-선 제어기를 포함한다. 상기 X-선 영상화 시스템은, 또한, 제 1 양상에 따른 적어도 하나의 X-선 검출기를 포함하는 X-선 검출기 시스템을 포함한다.
제안된 기술의 기본 개념은 필드 플로팅 링(Field Floating Ring, FFRs)에 공간 분포가 제공되는 X-선 센서를 제공하여 전기장 피크의 크기가 모든 링에서 잘 균형을 이루도록 하는 것이다. 이러한 균형있는 전기장 피크는 고전압, 즉, 센서 재료의 차단 전압을 초과하는 전압에 의해 센서가 손상될 위험을 줄이고 동시에 터미네이션이 차지하는 영역을 더욱 잘 사용할 수 있게 한다.
기타 장점은 상세한 설명을 파악함으로써 이해될 것이다.
실시예는, 추가의 목적 및 그 이점과 함께, 첨부된 도면과 함께 다음의 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해될 것이다, 도면 중:
도 1은 전체적인 X-선 영상화 시스템의 예를 예시하는 개략도이다.
도 2는 X-선 영상화 시스템의 다른 예를 예시하는 개략도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 X-선 센서의 기본 예를 개략적으로 예시하는 상면도이다
도 4는 3개의 필드 제한 링(FLR)이 접합 터미네이션에 사용될 때의 균형있는 전기장 피크 프로파일을 나타내는 그래프이다.
도 5는 4개의 FLR이 접합 터미네이션에 사용될 때의 균형있는 전기장 피크 프로파일을 나타내는 그래프이다.
도 6는 5개의 FLR이 접합 터미네이션에 사용될 때의 균형있는 전기장 피크 프로파일을 나타내는 그래프이다.
도 7는 다수의 FLR이 사용될 때의 불균형한 전기장 피크 프로파일을 나타내는 그래프이다.
도 8은 FLR을 갖는 접합 터미네이션을 포함하는 X-선 센서의 일부를 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 9는 FLR을 갖는 접합 터미네이션을 포함하는 X-선 센서의 일부를 나타낸 개략적인 단면도이다. 이웃하는 FLR 사이의 개별적인 거리를 나타낸다.
도 10은 유효 영역의 개념을 나타내는 예시적인 그래프이다. 이웃하는 FLR 간의 특정 거리를 유효 영역 내의 지점으로부터 선택하는 방법을 나타낸다. 여기에서는 4개의 거리가 선택되는데, FLR과 가드 사이의 1개의 거리 및 이웃하는 FLR 사이의 거리에 해당하는 3개의 거리이다.
도 11은 유효 영역의 개념을 나타내는 예시적인 그래프이다. 이웃하는 FLR 간의 특정 거리를 유효 영역 내의 지점으로부터 선택하는 방법을 나타낸다. 여기에서는 14개의 거리가 선택되는데, FLR과 가드 사이의 1개의 거리 및 이웃하는 FLR 사이의 거리에 해당하는 13개의 거리이다.
도 12는 유효 영역의 개념을 나타내는 예시적인 그래프이다. 상이한 FLR 간의 거리 및 가드와 제 1 FLR 사이의 거리를 유효 영역 내의 지점으로부터 선택하는 방법을 나타낸다.
도 13은 5개의 FLR이 접합 터미네이션에 사용될 때 그리고 FLR의 위치가 본 발명에 따라 선택된 경우의 균형있는 전기장 피크 프로파일을 나타내는 그래프이다.
도 14는 본 발명에 따른 유효 영역의 일부가 아닌 그래프의 영역으로부터 거리를 선택하는 방법을 나타내는 그래프이다. 케이스(A) 및 케이스(C)의 2가지 상이한 케이스를 나타낸다.
도 15는 케이스(A)에 따라 위치를 선택할 때 얻어지는 불균형한 전기장 피크 프로파일을 나타내는 그래프이다.
도 16는 케이스(C)에 따라 위치를 선택할 때 얻어지는 불균형한 전기장 피크 프로파일을 나타내는 그래프이다.
도 17은 제안된 기술의 일 실시 예에 따른 X-선 센서의 일 예를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 18은 제안된 기술에 따른 X-선 센서 구성 방법을 나타내는 개략적인 흐름도이다.
도 1을 참조하여, 예시적인 전체의 X-선 영상화 시스템의 개요로 시작하는 것이 유용할 수 있다. 이 비제한적인 예에서, X-선 영상화 시스템(100)은 기본적으로 X-선 광원(10), X-선 검출기 시스템(20) 및 관련된 영상 처리 장치(30)로 구성된다. 일반적으로, X-선 검출기 시스템(20)은 선택적인 X-선 광학에 의해 초점이 맞춰졌을 수 있고 대상 또는 피사체 또는 그 일부를 통과했을지도 모를 X-선 광원(10)으로부터 방사선을 등록하도록 설정된다. X-선 검출기 시스템(20)은 영상 처리 장치(30)에 의해 영상 처리 및/또는 영상 재구성을 가능하게 하기 위해 X-선 검출기 시스템(20)에 통합될 수 있는 적절한 아날로그 처리 및 판독 전자 기기를 통해 영상 처리 장치(30)에 연결된다.
도 2에 예시된 바와 같이, X-선 영상화 시스템(100)의 다른 예는 X-선을 방출하는 X-선 광원(10); X-선이 대상을 통과한 후 X-선을 검출하는 X-선 검출기 시스템(20); 검출기로부터 미가공 전기 신호를 처리하고 그것을 디지털화하는 아날로그 처리 회로(25); 보정을 적용하거나, 그것을 임시로 저장하거나, 필터링하는 것과 같은 측정된 데이터에 추가적인 처리 동작을 수행할 수 있는 디지털 처리 회로(40); 및 처리된 데이터를 저장하고 추가적인 후처리 및/또는 영상 재구성을 수행할 수 있는 컴퓨터(50)로 구성된다.
전체 검출기는 X-선 검출기 시스템(20) 또는 관련된 아날로그 처리 회로(25)에 결합된 X-선 검출기 시스템(20)으로 간주될 수 있다.
디지털 처리 회로(40) 및/또는 컴퓨터(50)를 포함하는 디지털 부는 디지털 영상 처리 시스템(30)으로 간주될 수 있고, 디지털 영상 처리 시스템(30)은 X-선 검출기로부터의 영상 데이터에 기초한 영상 재구성을 수행한다. 영상 처리 시스템(30)은 이에 따라 컴퓨터(50), 또는 대안적으로 디지털 처리 회로(40) 및 컴퓨터(50)의 결합된 시스템, 또는 가능할 경우 디지털 처리 회로가 영상 처리 및/또는 재구성에 대해서 또한 더 전문화될 경우 디지털 처리 회로(40) 그 자체로 여겨질 수 있다.
흔히 사용되는 X-선 영상화 시스템의 예는 컴퓨터 단층촬영(CT) 시스템이고, 이는 X-선의 팬 또는 콘 빔을 생산하는 X-선 광원 및 환자나 대상을 통해 전송되는 X-선의 분율을 등록하는 대향하는 X-선 검출기 시스템을 포함할 수 있다. X-선 광원 및 검출기 시스템은 보통 영상화된 대상 주위로 회전하는 갠트리 내에 장착된다.
따라서, 도 2에 예시된 X-선 광원(10) 및 X-선 검출기 시스템(20)은 이에 따라, CT 시스템의 일부로써, 예를 들어 CT 갠트리 내에 장착 가능하게 배치될 수 있다.
현대의 X-선 검출기는 보통 입사하는 X-선을 전자로 변환시켜야 하고, 이는 전형적으로 광흡착(photo absorption)을 통해 또는 컴프턴 상호 작용(Compton interaction)을 통해 일어나며, 결과로 초래된 전자는 보통 그의 에너지가 손실되고 이 광선이 감광성 물질에 의해 차례로 검출될 때까지 이차적인 가시광을 생성한다. 또한, 반도체에 기반한 검출기도 있고, 이 경우 X-선에 의해 생성된 전자는 적용된 전기장을 통해 수집된 전자-정공 쌍(electron-hole pair)으로써 전하를 생성한다.
종래의 X-선 검출기는 에너지 통합형이고, 각각의 검출된 광자로부터 검출된 신호로의 기여도는 따라서 그의 에너지에 비례하고, 종래의 CT에서, 측정은 단일 에너지에 대해 획득된다. 종래의 CT 시스템에 의해 생산된 영상은 따라서 일정한 모습을 갖고, 여기에서 상이한 조직 및 물질은 일정 범위에서 전형적인 값으로 나타난다.
광자 계수 검출기는 또한 일부 응용에서 현실성 있는 대안으로써 나타났고, 현재 그러한 검출기는 주로 유방조영술에서 상업적으로 이용 가능하다. 광자 계수 검출기는 원칙적으로 각각의 X-선에 대해 에너지가 측정될 수 있기 때문에 대상의 구성 요소에 대해 추가적인 정보를 산출하는 이점을 갖는다. 이러한 정보는 영상 품질을 증가시키고 및/또는 방사선량을 감소시키는데 사용될 수 있다.
에너지 통합 시스템과 비교하여, 광자 계수 CT는 다음의 이점을 갖는다. 첫째, 에너지-통합 검출기에 의해 신호에 통합되는 전자 잡음은 광자 계수 검출기에서 잡음 플로어 위에 최저 에너지 문턱을 세팅함으로써 제거(reject)될 수 있다. 둘째, 에너지 정보는 검출기에 의해 추출될 수 있고, 이는 최적의 에너지 가중에 의해 대조 대 잡음 비(contrast-to-noise ratio)를 개선시키고 또한 이른바 물질 기저 분해를 허용하며, 그에 의해 검사된 피사체 또는 대상의 상이한 물질 및/또는 구성 요소가 효과적으로 구현되도록, 식별되고 정량화될 수 있다. 셋째, K-에지 영상화와 같은, 분해 기술에 유용한 둘 이상의 기저 물질이 사용될 수 있고, 그럼으로써 조영제, 예를 들어 요오드 또는 가돌리늄의 분포는 정량적으로 결정된다. 넷째, 검출기 잔광(afterglow)이 없으며, 이는 높은 각도의 해상도가 획득될 수 있음을 의미한다. 마지막으로 중요한 것은, 더 작은 픽셀 크기를 이용하여 더 높은 공간 해상도가 달성될 수 있다는 것이다.
광자 계수 X-선 검출기용으로 가장 유망한 물질은 카드뮴 텔루라이드(CdTe), 카드뮴 아연 텔루라이드(CZT) 및 실리콘(Si)이다. CdTe 및 CZT는 임상 CT에 사용되는 고 에너지 X-선의 높은 흡수 효율을 위해 여러 광자 계수 스펙트럼 CT 프로젝트에 사용된다. 그러나, 이들 프로젝트는 CdTe/CZT의 여러 결점으로 인해 처리가 느리다. CdTe/CZT는 낮은 전하 캐리어 이동성을 갖고, 이는 임상 실험에서 발생하는 것보다 10배 낮은 플럭스율에서 심각한 펄스 파일업을 유발한다. 이 문제를 완화하는 한 방법은 픽셀 크기를 감소시키는 것이지만, 그것은 전하 공유 및 K-이스케이프(escape)의 결과로써 증가된 스펙트럼 왜곡을 가져온다. 또한, CdTe/CZT는 전하 트랩(trap)을 야기하는데, 이는 광자 플럭스가 일정 레벨 위에 도달할 때 아웃풋 계수율의 급속한 하락을 유발하는 편광으로 이어질 수 있다.
대조적으로, 실리콘은 더 높은 전하 캐리어 이동성을 갖고 편광의 문제에서 자유롭다. 원만한 제조 공정 및 비교적 낮은 비용 또한 그의 장점이다. 그러나, 실리콘은 CdTe/CZT에 없는 한계가 있다. 실리콘 센서는 따라서 그의 낮은 정지력(stopping power)을 보완하기 위해 매우 두꺼워야 한다. 보통, 실리콘 센서는 입사하는 광자의 대부분을 흡수하기 위해 수 센티미터의 두께가 요구되고, 반면에 CdTe/CZT는 오직 수 밀리미터만 요구된다. 다른 한편으로, 실리콘의 긴 감쇠 경로는 또한 검출기를 상이한 깊이 세그먼트(depth segment)로 나누는 것을 가능하게 하고, 이는 아래에서 설명될 것이다. 이는 결국 실리콘 기반의 광자 계수 검출기가 CT에서 높은 플럭스를 적절하게 처리하는 것을 가능하게 한다.
실리콘 또는 게르마늄과 같은, 간단한 반도체 물질을 사용할 때, 컴프턴 산란은 많은 X-선 광자가 검출기에서 전자-정공 쌍으로의 변환 전에 고 에너지에서 저 에너지로 변환하도록 한다. 이는 예상한 것보다 훨씬 적은 전자-정공 쌍을 생산하여, 최초의 더 높은 에너지에서, X-선 광자의 큰 분율을 가져오고, 이는 결국 에너지 분포의 로우 엔드(low end)에서 나타나는 광자 플럭스의 상당한 부분을 초래한다. 가능한 많은 X-선 광자를 검출하기 위해서, 따라서 가능한 저 에너지를 검출하는 것이 필요하다.
전통적인 X-선 센서/검출기 설계는 보통, 윗면에, 검출기 다이오드(픽셀)에 의해 커버된, 예를 들어 스트립 또는 기판이 n-형 고 저항 물질일 경우 p-형 도핑된 직사각형 또는 육각형 영역의 형태로, 능동형 검출기 영역을 포함한다. X-선 센서/검출기 설계의 뚜렷한 경향에 따르면, 윗면은 또한 이른바 접합 터미네이션 영역을 포함한다.
FLR를 이용한 센서 디자인을 설명하기 위하여 도 3을 참조한다. 도 3에는 가드 링이라고도 하는 가드(5), 필드 스탑(6), 및 상기 가드(5)와 상기 필드 스탑(6) 사이에 배열된 다수의 FLR(7)을 포함하는 접합 터미네이션에 의해, 예를 들어, 픽셀 다이오드와 같은 다수의 다이오드(2)가 어떻게 둘러싸이는지를 도시한다. 도 3에 도시된 센서 디자인에서 상기 가드 링의 기능 및 FLR의 기능은 일반적으로 뚜렷하게 상이하고 이격되어 있다. 상기 FLR의 기능은 장치 주변과 장치 표면의 전기장을 제어하는 것이다. 일반적으로 상기 가드 링의 기능은 전적으로 픽셀 다이오드 어레이인 센서 주변에서 생성된 누설 전류를 수집하는 것이다. 상기 FLR 개념은 고전압 평면형 p-n 접합을 터미네이션하는 데 사용할 수 있으며 p-n 접합을 둘러싸는 다이오드의 고농도로 도핑된 면과 동일한 도핑 유형의 여러 확산 동심 링의 위치를 기반으로 한다. 전위는 다이오드에 역전압을 가할 때 확산된 링 사이의 공간에 의해 흡수된다. 상기 확산 링에는 금속 또는 폴리실리콘으로 된 필드 플레이트가 장착되어 상기 확산 링의 양쪽에 생성된 인-디퓨전(in-diffused) p-n 접합의 에지에 가까운 전계 분포를 넓히고 부드럽게 한다. 일반적으로 상기 링 사이의 전위를 유지하기 위해서는 다수의 등거리 링이 필요하며, 따라서 표면 전계는 패시베이션 소재(passivating materials)에 비해 충분히 낮다. 상기 링의 수는 차단 전압의 값에 따라 증가하며 FLR 터미네이션은 상대적으로 큰 표면적을 필요로 하기 때문에 일반적으로 공간 효율적이지 않다. 상기 FLR 구조에 추가하여, 칩의 결함 에지 영역을 향한 공간 전하 영역의 확장을 방지하기 위해 상기 링과 반대 유형의 도펀트를 사용하여 필드 스탑 링이 상기 링 외부에 제공되는 경우가 많다. n-스탑 링의 중요성은 반대 극성의 표면 전하의 경우로만 제한되며, 이는 n-형 저도핑 검출기 벌크 물질 및 p-형 애노드 영역(anode area) 및 p-형 FLR 링의 경우 음전하를 의미한다. 일반적으로 양의 표면 전하는 산화된 실리콘 표면에서 X-선 노출의 결과로 예상된다.
X-선 검출기에 사용되는 제안된 FLR 설계의 특정 목적은 활성 센서 영역의 손실을 줄이는 동시에 다양한 FLR에 걸쳐 전기장 피크간에 균형이 유지되도록 상기 터미네이션 측면 확장을 줄이는 것이다. 즉, 전기장 피크의 크기는 서로 다른 FLR에서 비교적 동일하다.
가장 공간 효율적인 터미네이션은 표면 전계의 직사각형 분포를 초래하는 터미네이션이다. 이는 푸아송 방정식을 따르며, 따라서 차단 전압은 전기장의 적분이다. 상기 FLR 터미네이션의 경우, 표면의 전계 분포는 링 사이의 각각의 공간에서 삼각형 분포의 합으로 구성된다. 상기 터미네이션의 측면 확장을 줄이기 위해, 링 사이의 스페이싱은 모든 스페이싱에서 동일한 전기장 피크 높이를 확보하도록 그리고 확산 링의 너비를 최소화하도록 하는 방식으로 치수를 지정해야 한다.
또한, 신뢰성의 관점에서, 센서의 예상 수명 동안 거의 균일하고 동일한 필드 피크 분포를 유지해야 한다. X-선 조사에 노출되면, 실리콘과 이산화규소의 계면에 가까운 산화물에서 양의 표면 전하가 발생된다. 상기 양의 표면 전하는 접합의 고도로 도핑된 면이 p-형인 경우 p-n 접합 주변을 향하여 전계 분포의 이동을 유발한다. 이는 최내측 링에 속하는 전기장 최대값이 증가하고 외측 링의 전기장 최대값이 감소함을 의미한다. 상기 전계 분포는 최대가 주요 p-n 접합, 즉, 상기 가드 링에 속하는 p-n 접합의 외측 에지쪽으로 이동함에 따라 왜곡된다. 공간 효율적인 설계는 광범위한 표면 전하 값 또는 적어도 0 내지 1 x 1012 cm-2에서 터미네이션의 전체 확장에서 최대 전기장을 균등화하는 방식으로 조정되어야 한다.
이를 바탕으로 상기 제안된 기술은 최소한 세 가지 문제를 해결하는 메커니즘을 제공한다. 제안된 FLR 분포는 상기 FFR 접합 터미네이션의 측면 확장 감소를 보장한다. 이는 따라서 보다 큰 활성 검출 영역을 보장한다. 제안된 FLR 분포는 또한 균일한 표면 전계 분포를 보장한다. 이는, FFR 터미네이션의 경우, 비교적 동일한 크기의 전기장 피크를 의미한다. 상기 제안된 FLR 분포는 또한 양의 표면 전하에 대한 감소된 감도를 보장한다. 이는 전계 분포가 양의 표면 전하 농도의 가능한 최고값까지 균일하다는 사실에서 비롯된다. X-선 검출기는 자연스럽게 X-선 조사에 노출된다. X-선 조사는 검출기 표면을 덮고 있는 산화물에 양전하 축적을 유발하는 것으로 알려져 있다. 양의 표면 전하는 가드 쪽으로 상기 전계 분포 이동을 유발하며 상기 FFR 터미네이션에서 상기 가드와 제1 링 사이의 전계값 증가를 유발한다. 이로 인해 누설 전류가 증가하고 최종적으로 전압 차단 특성의 손실, 즉, 최대 차단 전압이 감소가 유발된다. 이는 검출기 노화의 일부이며 적용 시 검출기의 수명에 영향을 미치는 중요한 특징을 구성한다.
이제 도 8을 참조하면, 도 8은 도 3에 도시된 센서 설계에 따른 접합 터미네이션을 포함하는 X-선 센서의 단면을 도시한다. 여기에서, 개략적으로 도시된 X-선 센서(1)는 검출기 다이오드(2), 접합 터미네이션(4), 및 필드 스탑(6)을 포함한다. 상기 접합 터미네이션은 차례로 가드(5) 및 다수의 FLR(7)로 구성된다. 이웃하는 FLR 사이의 거리(Δ)는 이러한 구성에서 일정하다, 즉, 이웃하는 FLR의 각 쌍 사이는 동일한 거리(Δ)이다. 도면은 또한 3개의 추가 거리, 즉, 가드 링(5)과 가장 가까운 검출기 요소(2) 사이의 거리(Δg), 상기 가드(5)와 상기 제1 FLR(7) 사이의 거리(Δ1), 및 마지막 FLR과 상기 필드 스탑(6) 사이의 거리(Δs)를 도시한다. FLR의 도핑은 검출기 재료의 도핑과 반대라는 점에 유의해야 한다. 즉, 검출기 재료, 예를 들어, 실리콘이 n-형인 경우, 상기 FLR의 도핑은 p-형이다.
계속하기 전에 본 개시에서 사용되는 표기법에 대한 간단한 설명을 제공한다. 표기법 Xn은 FLR의 중심으로부터 상기 가드의 외측 에지까지의 의도된 거리이다. FLR의 중심은 너비 치수와 관련하여 상기 FLR의 중심 또는 중심점을 의미한다. FLR의 너비가 σ이면 FLR의 중심점은 σ/2에 위치된다. 가드의 외측 에지는 FLR에 가장 가까운 가드의 에지이다. 즉, 가드는 그 내측에서 상기 검출기 다이오드(2)를 향하고 그의 반대쪽 에지에서 상기 가드는 FLR을 향한다. 따라서 반대쪽 에지를 외측 에지라고 칭한다. 표기법 Δn는 이웃하는 FLR 사이 또는 상기 가드 링과 그의 가장 가까운 FLR 사이의 이격 거리를 지정하고, Δ1는 예를 들면 상기 가드와 상기 제 1 FLR, 즉, 상기 가드에 가장 가깝게 제공되는 FLR 사이의 이격 거리를 나타낼 수 있다. Δ2는 동일한 방식으로 상기 제 1 FLR과 제 2 FLR 사이의 이격 거리 등을 나타낼 수 있다. 상기 이격 거리는 서로 마주 보는 FLR의 에지 사이의 거리를 나타낸다. 상기 FLR의 너비를 고려하면 상기 제1 FLR의 중심점과 상기 제2 FLR의 중심점 사이의 거리는 Δ2+σ로 주어지며, 여기에서 σ는 FLR의 너비이다.
제안된 기술은 도 8에 도시된 디자인을 개선하는 것을 목표로 한다. 특히, 개별 FLR이 특정 방식으로, 즉, 이웃하는 FLR 사이의 거리가 특정 기준을 충족하도록 선택되는 방식으로 배치되는 접합 터미네이션의 특정 설계를 제공하는 것을 목표로 한다. 도 8과 동일한 단면도을 나타내는 도 9를 참조하면, 제안된 기술은 특히 효과적인 접합 터미네이션을 달성하기 위해 인접한 FLR 사이의 특정 거리(Δn)가 선택되는 X-선 센서를 제공한다. 4개의 FLR을 포함하는 도9의 설계의 경우, 이는 4개의 거리(Δ1, Δ2, Δ3, 및 Δ4), 및 선택적으로 상기 가드 링과 가장 가까운 검출기 다이오드(2) 사이의 거리(Δg) 및 마지막 FLR과 상기 필드 스탑(6) 사이의 거리(Δs)를 선택하는 것에 해당한다. 상기 가드의 내측 에지와 상기 가드에 가장 가까운 센서 픽셀 또는 검출기 다이오드의 외측 에지 사이의 거리(Δg)에도 특정한 제한이 적용된다. 이러한 거리는 제안된 기술에 따라 바람직하게는 10 ㎛ ≤Δg≤ 100 ㎛ 간격에서 선택되어야 하며, 훨씬 더 바람직하게는 20 ㎛ ≤Δg≤ 40 ㎛ 간격에서 선택되어야 한다.
상기 제안된 기술의 특정 실시 예를 설명하기 전에 상기 센서의 기본이 되는 협력 특징에 대한 보다 일반적인 설명이 제공된다. 본 발명자들은 FLR을 사용하는 접합 터미네이션을 갖는 센서의 특히 중요한 특성이 모든 FLR에 걸쳐 균형있는 필드 피크 프로파일을 얻는 것임을 깨달았다. 즉, 전기장 피크는 바람직하게는 모든 FLR에 대해 비교적 동일한 크기를 가져야 한다. 이러한 통찰을 강조하기 위해 도 7를 참조하는데, 도 7은 비교적 다수의 등거리에 배치된 FLR을 사용하는 특정 접합 터미네이션의 전기장 피크를 도시한다. 그래프에서 알 수 있듯이 다양한 FLR에서 필드 피크 크기에 큰 차이가 있다. 그 대신에 원하는 것은 예를 들어, 도 4, 도 5, 및 도 6에 도시된 바와 같이 더 많은 프로파일이다.
본 발명자들은 또한 농동형 검출기 영역을 증가시키기 위해 상기 FLR의 수(N)가 바람직하게는 다소 작아야, 예를 들어 N≤10 이어야 한다는 것을 깨달았다. 위에서 언급한 균형 있는 전기장 피크 프로파일을 달성하는 동시에 소수의 소형 FLR 사용을 가능하게 하기 위해서는, 특정 유형의 FLR-거리 분포가 필요하다. 상기 제안된 기술은 이러한 FLR-거리 분포를 제공하는 것을 목표로 한다.
제안된 FLR-거리 분포는 실제로 유효 영역이라 칭하는 특정 영역 내에 있도록 제한되는 전체 FLR-거리 분포군(whole family of FLR-distance distributions)에 관련된다. 이 개념을 이해하기 위해 도 11을 참조하는데, 도 11은 2개의 라인에 의하여 제한된 영역을 도시한다. 그래프의 y-축은 마이크로미터 단위의 스페이싱 값, 즉, 2개의 인접한 FLR 사이의 가능한 스페이싱을 나타낸다. x-축은 특정 스페이싱의 인덱스를 나타낸다. 점선으로 표시된 구속선은 함수 형식(Δn = Δ1 + δ(n-1))을 가지며, 여기에서 Δn는 n번째 FLR과 상기 가드(5)에 더 가까운 이웃하는 FLR 사이의 거리를 나타내며, Δ1는 가드(5)와 상기 제1 FLR 사이의 거리를 나타내고, δ는 2개의 이웃하는 FLR 사이의 길이 증가를 나타낸다. 본 발명자들은 유효 영역이 Δ1 및 δ에 대해 2개의 상이한 값을 선택함으로써 생성될 수 있고 이들 값을 사용하여 2개의 별개의 라인을 생성할 수 있음을 깨달았다. 이제 유효 영역은 이러한 생성된 라인 사이에 있는 영역으로 정의된다. 이웃하는 FLR 쌍을 이격시키는 각각의 거리가 상기 유효 영역에 놓이도록 FLR-거리 분포를 선택하면 상기 FLR의 수를 줄이면서도 모든 FLR에 대해 여전히 균형 있는 전기장 피크 프로파일이 가능해진다는 것을 알아냈다. 이러한 목표를 완전히 달성하려면 상기 FLR-거리 분포가 하나의 추가 제약 조건을 충족해야 한다, 즉, 이웃하는 FLR 사이의 거리(Δn)가 n이 증가함에 따라 증가하거나 또는 일정해야 한다는 것이다. 여기에서 일정하다는 것은 이웃하는 FLR의 적어도 몇 쌍이 각각의 FLR 사이에서 동일한 거리를 가질 수 있음을 의미한다. 예를 들어, 제 5 FLR과 제 6 FLR 사이의 거리는 제 4 FLR과 제 5 FLR 사이의 거리와 동일할 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이 이웃하는 FLR 쌍을 이격시키는 각각의 거리가 상기 유효 영역에 놓이도록 FLR-거리 분포가 선택되어야 하며, 상기 유효 영역은 함수 형식(Δn = Δ1 + δ(n-1))을 갖는 2개의 상이한 라인으로 부분적으로 둘러싸인다. 제1 라인(α)은 Δ1 = 10 ㎛ 및 δ = 1,3 ㎛을 선택함으로써 생성되고 제2 라인(β)은 Δ1 = 5 ㎛ 및 δ = 1,05 ㎛을 선택함으로써 생성된다. 이들 라인은 도 10에 도시된다. 도 10은 점으로 도시된 가드와 4개의 FLR의 이격 거리가 어떻게 분포되는지를 보여주는 특정한 예시적인 구성을 도시한다. 제1 FLR은 상기 가드까지 대략 8 ㎛의 스페이싱을 갖도록 위치된다. 제2 FLR은 상기 제1 FLR까지 대략 10 ㎛의 스페이싱을 갖도록 위치된다. 제3 FLR은 상기 제2 FLR까지 대략 11 ㎛의 스페이싱을 갖도록 차례로 위치되고, 마지막 제4 FLR은 상기 제3 FLR까지 대략 12 ㎛의 스페이싱을 갖도록 위치된다. 도면에서 볼 수 있듯이 해당 점은 상기 2개의 라인에 의해 생성된 유효 영역 내에 잘 놓여 있으며 이웃하는 FLR 사이의 거리는 n이 증가함에 따라 증가한다.
또 다른 특정 예시 구성이 도 11에 도시된다. 이 특정 예에서는 14개의 FLR이 분포된다. 이를 달성하기 위해, n이 증가함에 따라 이웃하는 FLR 사이의 거리가 증가하거나 또는 그 중 적어도 일부가 연속적인 FLR 쌍에 걸쳐 일정하다는 제약 조건으로 유효 영역 내에서 14개 지점이 선택된다. 처음 4개의 거리는 도 10에서와 같이 선택된다. 인덱스(5)의 FLR은 인덱스(4)의 FLR로부터 대략 14 ㎛ 거리에 제공된다. 그러나 인덱스(6) 및 (7)의 FLR은 인덱스(5)의 FLR에 부여된 거리와 동일한 거리가 부여된다. 즉, 인덱스(6)의 FLR은 인덱스(5)의 FLR로부터 대략 14 ㎛ 거리에 제공되고 인덱스(7)의 FLR은 인덱스(6)의 FLR로부터 대략 14 ㎛ 거리에 제공된다. 이는 상기 그래프에서 모두 동일한 수평선에 놓여 있는 것으로 도 11에 명확하게 도시된다. 인덱스(8)의 FLR은 인덱스(7)의 FLR로부터 대략 17 ㎛ 거리에 위치되는 반면 인덱스(9) 및 (10)의 FLR은 인덱스(8)의 FLR과 동일한 이격 거리에 제공된다. 마지막으로 인덱스(11)의 FLR은 인덱스(10)의 FLR로부터 대략 20 ㎛ 거리에 위치되어야 한다. 여기에서, 인덱스(12), (13), 및 (14)의 FLR은 인덱스(11)의 FLR과 동일한 이격 거리에 제공된다. 모든 선택된 거리가 유효 영역 내에 있고 연속적인 FLR(7) 사이의 모든 거리가 일정하거나 n이 증가함에 따라 증가한다는 것이 도 10 및 도 11로부터 명백하며, 여기에서 n은 FLR(7)의 인덱스를 나타내고 1 ≤ n ≤ N이며, 여기에서 N은 총 FLR의 수이다. 이 예에서는 FLR 사이의 거리가 0 내지 3 ㎛로 다양하지만, 전체 분포에 걸쳐 평균 거리 증가는 대략 1.0 ㎛이다.
제공된 예는 제안된 기술의 기본이 되는 설계 규칙을 도시한다. 처음에 유효 영역은 위에서 주어진 바와 같은 파라미터를 갖는 상기 함수 형식(Δn = Δ1 + δ(n-1))을 갖는 2개의 라인에 의해 생성된다. 즉, 제 1 라인은 Δ1 = 10 ㎛ 및 δ = 1,3 ㎛을 선택함으로써 생성되고 제2 라인은 Δ1 = 5 ㎛ 및 δ = 1,05 ㎛을 선택함으로써 생성된다. 그 후, 상기 영역 내에 있는 지점으로서 이웃하는 FLR 사이의 이격 거리를 정의하는 지점을 선택함으로써 특정 이격 거리가 얻어지며, 여기에서 상기 거리는 일정하거나 n이 증가함에 따라 증가하며 전체 이격 거리 분포에 대한 평균인 δ값이 1.05에서 1.3 사이의 간격 내에 포함되는 조건을 충족한다.
그러므로 제안된 기술은 능동형 검출기 영역을 갖는 X-선 센서(1)로서 상기 X-선 센서(1)의 표면 영역(3) 상에 배열된 다수의 검출기 다이오드(2)를 포함하는 X-선 센서(1)를 제공한다. 상기 X-선 센서(1)는 상기 다수의 검출기 다이오드(2)를 포함하는 상기 표면 영역(3)을 둘러싸는 접합 터미네이션(4)을 더욱 포함한다. 상기 접합 터미네이션(4)은 상기 표면 영역(3)의 단부에 가장 가깝게 배열된 가드(5), 상기 가드(2)의 외부에 배열된 필드 스탑(6), 및 상기 가드(5)와 상기 필드 스탑(6) 사이에 배열된 N개의 필드 제한 링(FLR)(7)을 포함한다. 각각의 상기 FLR(7)는 상기 가드(5)와 상기 제1 FLR 사이의 거리 및 상이한 FLR(7) 사이의 거리가 다음의 제약 조건을 충족하도록 위치된다:
Figure 112020128486218-pct00008
상기 거리는 유효 영역 내에 있으며, 상기 유효 영역은 라인 α =(10 + 1,3 x (n-1)) ㎛ 및 β =(5 + 1,05 x (n-1)) ㎛에 의해 경계가 지정되며,
Figure 112020128486218-pct00009
연속적인 FLR(7) 사이의 거리는 일정하거나 n이 증가함에 따라 증가하며, 여기에서 n은 상기 FLR(7)의 인덱스를 나타내고, 여기에서 l ≤ n ≤ N이다.
보다 구체적으로, 상기 플로팅 링은 결정된 너비 및 특정 금속화를 갖는 인-디퓨전 p-n 접합으로 구성된다. 각각의 FLR은, 제안된 기술에 따라, 선행 링에 속하는 p-n 접합 에지의 외측 에지와 후속 링의 p-n 접합의 내측 에지 사이의 거리가 유효 영역 내에 있도록 선택되도록 배치되며, 상기 유효 영역은 상기 함수 형식(Δn = Δ1 + δ(n-1))을 갖는 2개의 라인에 의해 경계가 지정되고, 여기에서 Δ1은 상기 가드 p-n 접합의 외측 에지와 상기 제1 FLR의 p-n 접합의 내측 에지 사이의 거리를 나타내며, δ는 길이 증분이고 n은 상기 FLR의 인덱스이다. 상기 외측 에지는 상기 센서 에지의 방향을 향하고 상기 내측 에지는 적절한 센서 영역의 방향을 향한다. 상기 2개의 라인은 α = (10 + 1,3 x (n-1)) ㎛ 및 β = (5 + 1,05 x (n-1)) ㎛이다. 상기 FLR은 또한 연속적인 FLR 사이의 거리가 일정하거나 또는 n이 증가함에 따라 증가하도록 배치되며, 여기서 n은 FLR(30)의 인덱스를 나타내고, 여기에서 1 ≤n ≤N이다.
상기 제안된 기술은 예를 들어, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 균형 잡힌 전기장 피크 프로파일을 보장하기 위해 N개의 개별 FLR이 위치되는 X-선 센서를 제공한다. 상기 제안된 기술은 상기 FLR의 개수(N)가 상대적으로 적을 때, 즉, 상기 N개의 FLR는 1 ≤ N ≤ 10의 간격으로부터 선택될 때 특히 효과적인 것으로 나타났다.
케이스(B)로 표시된 특정 예시 구성에 대한 전계 분포가 도 13에 제공된다. 상기 접합 터미네이션은 4개의 FLR을 가지며 500 V의 인가 전압에서 2개의 양의 표면 전하값에 대한 표면 전계 분포가 도시된다. 이는 500 ㎛ 두께의 전체 부피를 고갈시키는데 필요한 전압에 해당한다. 도시된 것은 양의 표면 전하 밀도 1E10 cm-2, 흑색 선, 및 양의 표면 전하 밀도 5E11 cm-2, 회색선에 대한 표면 전계 분포이다. 이에 의해 고농도의 양의 표면 전하에 대해서도 상기 접합 터미네이션의 측면 확장이 감소되어 균일한 전계 분포가 얻어진다. 이 예는 도 15 및 도 16에 도시된 그래프와 대조될 수 있다. 이들 그래프는 케이스(A)와 케이스(C)에 각각 해당한다. 케이스(A)는 도 14에서 다이아몬드 표시로 나타낸 FLR 구성을 나타내고, 케이스(C)는 도 14에서 별 표시로 나타낸 FLR 구성을 나타낸다. 상기 전기장 피크의 프로파일이 상기 제안된 기술에 의해 획득된 필드 피크와 완전히 대조된다는 것은 도 15 및 도 16으로부터 분명하다.
모든 특정 FLR-구성은 위에 명시된 기준을 충족한다는 조건 하에서 선택될 수 있다. 상기 구성은 도 10에 도시된 바와 같은 대략 선형 구성 또는 도 11에 개략적으로 도시된 바와 같은 비-선형 구성으로 될 수 있다. 다음에서는 다소 선형 구성의 특정 예에 대하여 설명한다. 이러한 구성은 특정 선형 형태의 분포 함수에 따라 이웃하는_FLR 사이의 거리를 선택함으로써 얻을 수 있다. 이들 실시 예에서 FLR 분배에 사용되는 선형 함수 형식은 이웃하는 FLR 사이의 거리가 앞서 설명된 특정 유효 영역 내에 놓이도록 모두 선택되어야 한다. 상기 FLR을 분배에 사용되는 특정 함수 형식은 (Δn = Δ1 + δ(n-1))으로 주어진다. 상기 함수 형식은 상기 유효 면적을 생성하는 선형 함수 형식과 일치한다. 이러한 특정 선형 함수는 상기 FLR 사이의 거리를 생성하는 방법을 제공하며, 결과적으로 상기 FLR 사이의 거리가 상기 라인 α = (10 + 1,3 x (n-1)) ㎛ 및 β = (5 + 1,05 x (n-1)) ㎛ 사이의 영역으로 지정된 상기 유효 영역에서 선택되는 경우 상기 FLR의 결정된 너비가 주어지면 상기 FLR에 대한 개별 위치도 생성한다. 따라서 상기 제안된 기술은 상기 FLR의 결정된 너비가 주어진 경우 상기 FLR에 대한 개별 위치 및 상기 FLR 사이의 거리를 생성하는 데 사용할 수 있는 가능한 전체 라인군을 제공한다.
이상에서는 원하는 특징을 갖는 접합 터미네이션을 얻기 위해 이웃하는 FLR 사이의 개별 거리를 선택하는 방법에 대해 설명하였다. 상기 제안된 기술은 또한 동일한 결과를 달성하는 FLR을 분배하기 위한 대안적인 방법을 제공한다. 이러한 대안적인 방법은 또한 이전에 설정된 기준을 충족한다, 즉, 거리가 상기 유효 영역 내에 있고 거리가 n이 증가함에 따라 증가하거나 또는 일정하게 유지되고, 상기 FLR을 상기 가드(5)에 상대적으로 분배한다. 즉, 특정 FLR 분배 함수에 기초하여 다수의 위치(Xn)가 결정되고 상기 FLR은 상기 결정된 위치에 배치된다. 이러한 대안적인 방법은 예를 들어 가드 링에 대한 너비 치수(σ)를 갖는 N개의 FLR을 분배하는데 사용될 수 있다.
FLR의 너비 치수를 고려한 상기 제안된 기술의 일 실시 예에 따르면, X-선 센서가 제공되며, 여기에서 1 ≤n≤ N = FLR의 총 개수인 n개의 FLR(7)이 다음 식에 의해 주어진 상기 가드(5)로부터의 거리에 배치된다.
Xn = nΔ1+δ(Σn i =1(i-1))+σ(n-1/2),
여기에서 n은 특정 FLR(7)의 인덱스를 나타내며, δ는 길이 파라미터를 나타내고, σ는 상기 FLR의 너비를 나타내며, 여기에서 Xn은 인덱스(n)을 갖는 상기 FLR(7)의 중심점 위치와 상기 가드 링 사이의 거리를 지정한다. FLR 사이의 거리가 Xn = Δ1 + δ(n-1)에 따라 증가되는 것을 활용하는 이러한 실시 예는 전기장 피크의 크기가 모든 링에 걸쳐 균형 잡힌 것을 보장하는 공간 분포가 주어진 N개의 스페이싱된 FLR을 갖는 X-선 센서를 제공한다. 이러한 균형 잡힌 전기장 피크는 고전압, 즉, 센서 재료의 돌파 전압(break through voltage)을 초과하는 전압에 의해 센서가 손상될 위험을 줄이고 동시에 상기 터미네이션이 차지하는 영역을 더 잘 사용할 수 있게 한다.
아래에서는 상기 제안된 X-선 센서의 여러 가지 예시적인 실시 예를 제공한다. 이러한 실시 예는 상기 제안된 기술의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
이러한 기준을 충족하는 상기 제안된 기술의 구체적인 실시 예는 X-선 센서에 의해 제공되며, 여기에서 상기 길이 파라미터(δ)는 [1.05 ㎛, 1.30 ㎛] 간격에서 선택된다.
이러한 기준을 충족하는 상기 제안된 기술의 다른 특정 실시 예에 따르면, 상기 이격 거리(Δ1)는 [5 ㎛, 10 ㎛] 간격에서 선택되는 X-선 센서가 제공된다.
상기 제안된 기술은 위에서 언급한 바와 같이, 예를 들어, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 균형 잡힌 전기장 피크 프로파일을 보장하기 위해 N개의 개별 FLR이 위치되는 X-선 센서를 제공한다. 상기 제안된 기술은 FLR의 개수(N)가 상대적으로 적을 때, 즉, 1 ≤ N ≤ 10 간격에서 FLR의 개수(N)가 선택될 때 특히 효과적인 것으로 나타났다.
상기 제안된 기술의 바람직한 일 실시 예에 따르면, FLR의 개수(N)가 3 ≤N≤ 8의 간격에서 선택되는 X-선 센서(1)가 제공된다.
상기 제안된 기술의 특히 바람직한 일 실시 예는 FLR의 개수(N)가 N = 6으로 주어지는 X-선 센서(1)를 제공한다.
또 다른 제약 조건이 충족되면 또 다른 바람직한 일 실시 예가 얻어진다. 즉, 상기 가드와 상기 가드에 가장 가까이 위치된 검출기 요소 사이의 거리(Δg)는 바람직하게는 활성 센서 영역에서 개별 검출기 요소 사이의 거리(d)보다 작아야 한다, 도 3 참조. 이러한 실시 예는 상기 가드에 가장 가까운 검출기 요소의 에지에서 고장이 발생하기 이전에 상기 가드 링 p-n 접합의 에지에서 임의의 고장이 발생하도록 보장하기 때문에 상기 센서에 대한 개선된 보호를 제공한다. 이를 위하여, 이를 위해 제안된 X-선 센서(1)의 실시 예가 제공되는데, 상기 표면 영역(3) 상에 배열된 가장 가까운 검출기 다이오드(2)와 상기 가드 링(5) 사이의 거리(Δg)는 10 ㎛ ≤ Δg ≤ 100 ㎛ 간격, 바람직하게는 20 ㎛ ≤ Δg ≤ 40 ㎛ 간격에서 선택된다.
상기 제안된 기술에 따른 센서의 명확한 예를 제공하기 위해 이제 도 17을 참조한다. 도 17은 도 3에 도시된 센서 섹션의 개략적인 상면도를 제공한다. 도 17에서의 거리는 축척이 아님을 유의해야 한다. 상기 센서는 하나의 가드 링 (5) 및 6개의 필드 제한 링(FLR)로 둘러싸인 다수의 검출기 다이오드(2)로 구성된다. FS로 표시된 선택적 필드 스탑 또한 도시된다. 상기 제안된 기술에 따르면, 다양한 링 사이에는 상이한 스페이싱이 선택되어야 한다. 우선, 가드 링(5)은 가장 가까운 검출기 요소로부터 거리(Δg)에 배치된다. 상기 표면 영역(3) 상에 배열된 가장 가까운 검출기 다이오드(2)와 상기 가드 링(5) 사이의 거리(Δg)는 10 ㎛ ≤ Δg ≤ 100 ㎛ 간격, 바람직하게는 20 ㎛ ≤ Δg ≤ 40 ㎛ 간격에서 선택된다. 상기 검출기 요소에 대하여 상기 가드 링(5)이 배치되면, 다음 단계는 상기 가드 링에 대하여 다수의 필드 제한 링을 배치하는 것이다. 이를 위해 인접한 FLR 사이의 거리는 다음 목록에 제공된 간격으로부터 선택된다:
상기 제1 FLR과 상기 가드 링(5) 사이의 거리인 Δ1은 간격 [5 ㎛, 10 ㎛]으로부터 선택된다;
상기 제1 FLR과 상기 제2 FLR 사이의 거리인 Δ2은 간격 [6.05 ㎛, 11.3 ㎛]으로부터 선택된다;
상기 제2 FLR과 상기 제3 FLR사이의 거리인 Δ3은 간격 [7.10 ㎛, 12.6 ㎛]으로부터 선택된다;
상기 제3 FLR과 상기 제4 FLR사이의 거리인 Δ4은 간격 [8.15 ㎛, 13.9 ㎛]으로부터 선택된다;
상기 제4 FLR과 상기 제5 FLR사이의 거리인 Δ5은 간격 [9.20 ㎛, 15.2 ㎛]으로부터 선택된다;
상기 제5 FLR과 상기 제6 FLR사이의 거리인 Δ6은 간격 [10.25 ㎛, 16.5 ㎛]으로부터 선택된다.
연속적인 FLR 사이의 거리가 일정하거나 또는 n이 증가함에 따라 증가하도록 특정 거리(Δn)가 선택되며, 여기에서 n은 상기 FLR의 인덱스를 나타내고 1 ≤n≤ N이다. 이는 특히 상기 제1 거리, 즉, 상기 제1 FLR과 상기 가드 링(5) 사이의 거리가 10 ㎛이면 상기 제1 FLR과 상기 제2 FLR 사이의 거리인 상기 제2 거리(Δ2)가 [10 ㎛, 11.3 ㎛] 간격에서 선택된다는 것을 의미한다. 이는 차례로 상기 제2 FLR과 상기 제3 FLR사이의 거리인 제3 거리(Δ3)는 간격 [10 ㎛, 12.6 ㎛] 등으로부터 선택되어야 한다는 것을 의미한다. 예를 들어 제2 거리(Δ2)가 상기 간격 [10 ㎛, 11.3 ㎛] 내에 있는 11.1 ㎛이면, 연속적인 FLR 사이의 거리가 일정하거나 n이 증가함에 따라 증가하도록 보장하기 위해 상기 제3 거리는 상기 간격 [11.1 ㎛, 12.6 ㎛]으로부터 선택되어야 하며, 여기에서 n은 상기 FLR의 인덱스를 나타낸다. 이러한 선택을 통해 인접한 FLR 사이의 모든 거리는 상기 라인 α = (10 + 1,3 x (n-1)) ㎛ 및 β = (5 + 1,05 x (n-1)) ㎛에 의하여 경계가 지정되는 상기 유효 영역 내에 놓이게 됨을 유의해야 한다.
선택적으로 상기 제6 FLR과 상기 필드 스톱(FS) 사이의 거리인 거리(Δs)는 상기 간격 [20 ㎛, 40 ㎛]에서 선택된다.
상기 제안된 기술의 다른 선택적인 일 실시 예에 따르면, 상기 가드 링의 너비는 약 20 ㎛ 이상으로 되어야 하며 바람직하게는 약 100 ㎛ 이하로 되어야 한다. 달리 말하자면, 상기 제안된 기술은 X-선 센서(1)를 제공하는데, 여기서 상기 가드 링(5)의 너비(ω)는 간격 20 ㎛ ≤ ω ≤ 100 ㎛, 바람직하게는 간격 25 ㎛ ≤ ω ≤ 55 ㎛, 더욱 바람직하게는 간격 45 ㎛ ≤ ω ≤ 55 ㎛으로부터 선택되고, 특히 바람직한 대안으로는 49 ㎛ ≤ ω ≤ 51 ㎛로 주어진다.
FLR의 인덱스를 나타내는 n이 증가함에 따라 증가하거나 또는 일정한 연속적인 FLR 사이의 거리를 표시하며 상기 유효 영역 내에 놓여야 한다는 제약 조건을 충족하는 상기 제안된 기술의 특정 실시 예는 상기 가드(5)에 대한 상기 FLR의 위치를 명시함으로써 제공된다. 이러한 실시 예는 능동형 검출기 영역을 갖는 X-선 센서(1)로서, 상기 X-선 센서(1)의 표면 영역(3) 상에 배열된 다수의 검출기 다이오드(2)를 포함하는 X-선 센서(1)를 제공한다. 상기 X-선 센서(1)는 상기 다수의 검출기 다이오드(2)를 포함하는 상기 표면 영역(3)을 둘러싸는 접합 터미네이션(4)을 더욱 포함한다. 상기 접합 터미네이션(4)은 상기 표면 영역(3)의 단부에 가장 가깝게 배열된 가드(5), 상기 가드(5)의 외부에 배열된 필드 스탑(6), 및 상기 가드(5)와 상기 필드 스탑(6) 사이에 배열된 N개의 필드 제한 링(FLR(7))을 포함한다. 각각의 상기 FLR(7)는 상기 가드(5)까지의 그들의 거리가 식, Xn = nΔ1+δ(Σn i =1(i-1))+σ(n-1/2)으로 주어지며, 여기에서 n은 특정 FLR(7)의 인덱스를 나타내고, Δ1는 상기 가드(5)에 가장 가까운 상기 제1 FLR의 중심점 위치와 상기 가드 사이의 거리이고, δ는 길이 파라미터를 나타내고, σ는 상기 FLR의 너비를 나타내고, Xn은 인덱스(n)를 갖는 상기 FLR(7)의 중심점 위치와 상기 가드 링 사이의 거리를 명시한다.
이 특정 예에 따르면, 위치는 다음 함수 형식에 의해 결정되어야 한다: Xn = nΔ1+δ(Σn i =1(i-1))+σ(n-1/2), 여기에서 1 ≤ n ≤ N이고, Δ1는 상기 가드(5)와 상기 제1 FLR의 중심점 위치 사이의 거리이고, δ는 길이 파라미터를 나타내고, σ는 상기 FLR의 너비를 나타내고, 여기에서 Xn은 인덱스(n)를 갖는 상기 FLR(7)의 중심점 위치와 상기 가드 링 사이의 거리를 명시하며, 여기에서 n은 특정 FLR(7)의 인덱스를 나타낸다. 상기 파라미터 (Δ1) 및 (δ)는 다음의 간격에서 선택된다:
5 ㎛ ≤Δ1≤10 ㎛; 1.05 ㎛ ≤δ≤1.30 ㎛.
상기 가드에 대한 N = 3의 FLR의 분포를 살펴봄으로써 이러한 특정 실시 예를 설명한다. 상기 식, Xn = nΔ1+δ(Σn i =1(i-1))+σ(n-1/2)을 사용하면 다음과 같이 FLR의 위치를 얻게 된다:
X1 = Δ1 + 0 + σ·½
X2 = 2·Δ1 + δ·1 + σ·3/2
X3 = 3·Δ1 + δ·3 + σ·5/2.
Δ1=5 ㎛, δ =1.05 ㎛를 선택하고 너비(σ) 6 ㎛을 가정하면, 다음과 같은 3개의 위치를 얻을 수 있다:
X1 = 8 ㎛
X2 = 10 ㎛ + 1.05 ㎛ + 9 ㎛ = 20.05 ㎛
X3 = 15 ㎛ + 3.15 ㎛ +15 ㎛ = 33.15 ㎛.
도 12는 그 분포를 나타낸다.
n이 증가함에 따라 이웃하는 FLR 사이의 개별 거리가 증가한다는 것이 위의 수치 예로부터 분명하다. 지점 또한 유효 영역 내에 놓인다. 따라서 도 12는 이러한 센서를 설계하는 데 사용되는 유효 영역의 개략도를 제공한다. 6 ㎛의 일정한 FLR 너비에 대해 도시하는 도 12는 상기 가드까지 8 ㎛의 거리에 있는 위치에 제1 FLR이 배치되는 방법을 도시한다. 상기 제2 FLR는 상기 가드까지 20.05 ㎛의 거리에 있는 위치에 배치되고, 상기 제3 FLR은 상기 가드까지 33.15 ㎛의 거리에 있는 위치에 배치된다. 상기 거리는 가드 링(5)의 외측 단부와 각각의 상기 FLR의 중심 사이의 거리로 정의된다. 보이는 바와 같이, 도트(dot)는 모두 상기 2개의 라인으로 둘러싸인 영역 내에 위치되고, 인접하거나 이웃하는 FLR 사이의 거리는 상기 FLR의 인덱스(n)에 따라 증가된다. 이러한 특정 예는 3개의 FLR로만 구성되지만, 상기 식, Xn = nΔ1+δ(Σn i =1(i-1))+σ(n-1/2)을 사용함으로써 추가의 FLR을 추가하는 것이 용이하며, 보다 큰 값의 n에 대해서는 유효 영역 내에서 이격 거리를 선택하고 이웃하는 FLR로부터의 거리가 후속 거리보다 크거나 같은지 확인하면 된다. 이 예 및 이전의 예에서의 모든 거리는 2개의 이웃하는 FLR 사이의 가능한 최단 거리(Δ)를 나타냄에 유의해야 한다. 이는 선행 FLR에 속하는 p-n 접합의 외측 에지 (외측은 상기 가드로부터 보다 멀리 떨어져 있음을 의미함) 및 이어지는 FLR에 속하는 p-n 접합의 내측 에지 (내측 에지는 상기 가드에 보다 가까운 에지를 의미함) 사이의 거리를 의미한다. 이는 도 9에 도시되는데, 여기에서 상기 거리(Δ1), (Δ2), (Δ3) 및 (Δ4)는 모두 이웃하는 해당 FLR 사이의 최단 거리이다. 부분적으로 둘러싸인 영역은 완전히 둘러싸인 영역일 수도 있음에 유의해야 한다. 이를 달성하기 위해서는, 우선 언급된 바의 2개의 라인 (α) 및 (β)를 생성하고, 그 후, FLR 인덱스 (n = 1)에서 시작하는 수직선을 생성하면 아래쪽으로부터 영역이 경계가 지어지고 다음으로 FLR 인덱스 (n = N)에서 수직선을 생성하면 위쪽으로부터 영역이 경계가 지어진다. 여기에서 인덱스(n = N)는 상기 센서에 사용되는 총 FLR 수를 나타낸다.
상기 FLR이 어떻게 위치될 수 있는지를 설명하는 추가 예를 제공하기 위해 도 17을 참조한다. 도 17은 도 3에 도시된 센서 섹션의 개략적인 상면도를 제공한다. 도 17에서의 거리는 축척이 아님을 유의해야 한다. 상기 센서는 다수의 검출기 다이오드(2), 가드 링(5), 6개의 FLR, 및 FS로 표시된 선택적 필드 스탑을 포함한다. 이러한 특정 예에서는 각각의 FLR이 너비 확장(σ)을 갖는다고 가정한다. 상기 가드 링에 대한 다양한 FLR의 위치를 위해서는 FLR의 너비를 알아야 한다. 상기 제안된 기술은 상기 가드 링에서 볼 때 위치(Xn)에 n개의 상이한 FLR이 위치되는 센서를 제공한다. 따라서 상기 위치(Xn)는 상기 가드 링과 상기 다양한 FLR 사이의 거리를 명시하며 상기 거리는 다음과 같이 구한다:
상기 제1 FLR의 중심은, 그의 너비 치수에 대하여, 상기 가드 링(5)까지의 거리가 X1 = Δ1 + σ/2로 주어진다. 여기에서, Δ1는 상기 간격 [5 ㎛, 10 ㎛]으로부터 선택되는 길이 파라미터이며, σ는 상기 FLR의 너비를 나타낸다.
상기 제2 FLR의 중심은, 그의 너비 치수에 대하여, 상기 가드 링(5)까지의 거리가 X2 = X1 + Δ2 + σ로 주어진다. 여기에서, Δ2는 상기 간격 [6.05 ㎛, 11 3pm]으로부터 선택되는 길이 파라미터이며 Δ2≥Δ1의 제약 조건을 갖는다. Δ2＞Δ1일 때에 특정 예가 제공된다.
상기 제3 FLR의 중심은, 그의 너비 치수에 대하여, 상기 가드 링(5)까지의 거리가 X3 = X1 + X2 + Δ3 + σ로 주어진다. 여기에서, Δ3는 상기 간격 [7.10 ㎛, 12.6 ㎛]으로부터 선택되는 길이 파라미터이며 Δ3≥Δ2의 제약 조건을 갖는다. Δ3>Δ2일 때에 특정 예가 제공된다.
상기 제4 FLR의 중심은, 그의 너비 치수에 대하여, 상기 가드 링(5)까지의 거리가 X4 = X1 + X2 + X3 + Δ4 + σ로 주어진다. 여기에서, Δ4는 상기 간격 [8.15 ㎛, 13.9pm]으로부터 선택되는 길이 파라미터이며 Δ4≥Δ3의 제약 조건을 갖는다. Δ4>Δ3일 때에 특정 예가 제공된다.
상기 제5 FLR의 중심은, 그의 너비 치수에 대하여, 상기 가드 링(5)까지의 거리가 X5 = X1 + X2 + X3 + X4 + Δ4 + σ로 주어진다. 여기에서, Δ5는 상기 간격 [9.20 ㎛, 15.2 ㎛]으로부터 선택되는 길이 파라미터이며 Δ5≥Δ4의 제약 조건을 갖는다. Δ5>Δ4일 때에 특정 예가 제공된다.
상기 제6 FLR의 중심은, 그의 너비 치수에 대하여, 상기 가드 링(5)까지의 거리가 X6 = X1 + X2 + X3 + X4 + X4 + Δ5 + σ로 주어진다. 여기에서, Δ6는 상기 간격 [10.25 ㎛, 16.5 ㎛]으로부터 선택되는 길이 파라미터이며 Δ6≥Δ5의 제약 조건을 갖는다. Δ6>Δ5일 때에 특정 예가 제공된다.
또한, 이 특정 센서는 가장 가까운 검출기 요소(2)로부터 거리(Δg)에 위치하는 가드 링을 포함할 수 있다. 상기 표면 영역(3) 상에 배열된 가장 가까운 검출기 다이오드(2)와 상기 가드 링(5) 사이의 거리(Δg)는 10 ㎛ ≤ Δg ≤ 100 ㎛ 간격, 바람직하게는 20 ㎛ ≤ Δg ≤ 40 ㎛ 간격으로부터 선택된다. 상기 센서는 선택적으로 상기 제6 FLR로부터 거리(Δs)에 위치하는 필드 스탑(FS)을 포함할 수 있으며, 여기에서 거리(Δs)는 [20 ㎛, 40 ㎛] 간격으로부터 선택된다.
위의 예에서 6개의 FLR에 대한 위치를 할당하는 다른 방법은 식, Xn = nΔ1+δ(Σn i =1(i-1))+σ(n-1/2)을 사용한다, 여기에서 Δ1는 상기 가드(5)와 상기 제1 FLR의 중심점 위치 사이의 거리이고, δ는 길이 파라미터를 나타내고, σ는 상기 FLR의 너비를 나타내고, 여기에서 Xn은 인덱스(n)를 갖는 상기 FLR(7)의 중심점 위치와 상기 가드 링 사이의 거리를 명시한다.
상기 식, Xn = nΔ1+δ(Σn i =1(i-1))+σ(n-1/2)을 사용하여 상기 가드에 대한 6개의 FLR의 위치가 다음과 같이 생성된다:
X1 = Δ1 + 0 + δ·½
X2 = 2·Δ1 + δ·1 + σ·3/2
X3 = 3·Δ1 + δ·3 + σ·5/2
X4 = 4·Δ1 + δ·6 + σ·7/2
X5 = 5·Δ1 + δ·10 + σ·9/2
X6 = 6·Δ1 + δ·15 + σ·11/2
이제 상기 FLR의 너비(σ)를 측정하고, 상기 간격으로부터 Δ1 및 δ를 선택함으로써 수치 값을 달성하는 것이 가능하다:
5 ㎛ ≤ Δ1 ≤ 10 ㎛; 1.05 ㎛ ≤ δ ≤1.30 ㎛.
이웃하는 FLR 사이의 거리가 일정하거나 n이 증가함에 따라 증가한다는 조건 하에 특정 값이 선택된다. 이러한 과정은 가능한 분포 군을 생성하며, 각각의 분포는 Δ1 및 δ의 특정 선택에 해당한다. 이러한 모든 분포는 전기장 피크의 크기가 모든 링에서 잘 균형을 이루는 X-선 센서를 생성합니다.
상기 제안된 기술은 균형 잡힌 전기장 피크 프로파일을 생성하는 X-선 센서를 제공하며 특히 적은 수의 FLR에 적합하다. 이러한 조합으로 인해 상기 X-선 센서가 매우 바람직해진다. 이 설계는 사용된 재료의 돌파 전압 이상의 전압에 센서가 노출될 위험이 줄어들기 때문에 보다 견고한 센서를 제공한다. 상기 센서는 동시에 더 적은 수의 FLR의 사용을 가능하게 한다. 이는 FLR의 수를 줄여서 절약된 영역을 검출 영역으로 사용할 수 있기 때문에 매우 바람직한 특징이다. 이는 결구 상기 센서로부터의 출력의 전반적인 품질을 향상시킨다.
상기 제안된 기술은 특히 도핑 농도가 낮은 센서에도 적합하다. 상기 능동형 검출기 영역이 1x1010 cm-3 내지 1x1012 cm-3의 간격으로 도핑 농도를 갖는 도핑된 물질을 포함하는 X-선 센서에 특히 적합하다.
상기 제안된 기술의 또 다른 구체적인 실시 예는 상기 능동형 검출기 영역이 상기 필드 제한 링과 반대 유형으로 도핑되는 실리콘과 같은 도핑된 물질을 포함하는, 즉, 상기 능동형 검출기 영역이 n-형 도핑 물질을 포함하는 경우, 상기 FLR은 p-형 도핑 물질로 도핑되는 X-선 센서를 제공한다.
상기 제안된 기술의 선택적 실시 예에 따르면, 마지막 FLR, 즉, N개의 FLR이 사용되는 경우 인덱스(N)를 갖는 FLR과 상기 필드 스톱 (6) 사이의 거리(Δs)가 바람직하게는 20-40 ㎛ 범위로 되어야 한다. 그러나 거리(Δs)를 선택하는 데에는 더 큰 자유가 있으며 따라서 이러한 특정 실시 예는 선택적이다.
상기 제안된 X-선 센서의 다양한 실시 예를 설명하였으므로 이하에서는 이제 이러한 X-선 센서를 구성하는 특정 방법을 설명한다.
이러한 특정 양상에 의하면, 상기 제안된 기술은 X-선 센서(1) 구성 방법을 제공한다. 상기 방법은 재료 기판의 표면 영역 상에 다수의 검출기 다이오드를 제공하는 단계(S1)를 포함한다. 상기 방법은 또한 상기 재료 기판에 상기 표면 영역을 둘러싸는 접합 터미네이션을 제공하는 단계(S2)를 포함한다. 상기 접합 터미네이션은 다음에 의해 구성된다:
Figure 112020128486218-pct00010
상기 표면 영역에 인접한 가드 링을 제공하는 단계(S3)와,
Figure 112020128486218-pct00011
상기 가드 링 외부에 필드 스탑을 제공하는 단계(S4)와,
Figure 112020128486218-pct00012
N개의 위치를 선택하는 단계(S5), 상기 위치는 상이한 FLR(7) 사이의 거리 및 상기 가드와 상기 제1 FLR 사이의 거리가 다음 제약 조건을 충족하도록 선택됨:
Figure 112020128486218-pct00013
상기 거리는 라인 α =(10 + 1,3 x (n-1)) ㎛ 및 β =(5 + 1,05 x (n-1)) ㎛으로 경계가 지정된 유효 영역 내에 있으며,
Figure 112020128486218-pct00014
연속적인 FLR(7) 사이의 거리는 n이 증가함에 따라 증가하거나 동일하며, 여기에서 n은 상기 위치의 인덱스를 나타내고 l ≤ n ≤ N임.
상기 방법은 또한 필드 제한 링(FLR)을 각각의 상기 선택된 위치에 배치하는 단계(S6)를 포함한다.
상기 제안된 기술의 특정 실시 예에 따르면, 상기 N개의 위치를 선택하는 단계(S5)는 상기 가드(5)와 제1 FLR의 중심점 위치 사이의 거리로서 거리(Δ1)를 선택하는 것 및 식, Xn = nΔ1+δ(Σn i =1(i-1))+σ(n-1/2)에 따라 상기 N개의 FLR의 위치를 선택하는 것을 포함하며, 여기에서 n은 특정 FLR(7)의 인덱스를 나타내고, δ는 길이 파라미터를 나타내고, σ는 상기 FLR의 너비를 나타내고, 여기에서 Xn은 인덱스(n)를 갖는 상기 FLR(7)의 중심점 위치와 상기 가드 링 사이의 거리를 특정함을 특징으로 하는 방법이 제공된다.
상기 실시 예는 FLR의 너비 치수를 고려한다. 상기 FLR을 상기 선택된 위치에 배치하는 단계는 상기 너비 치수와 관련하여 상기 선택된 위치에 상기 FLR의 중심점을 배치하는 것을 포함한다.
상기 제안된 기술의 다른 특정 실시 예에 따르면, 상기 길이 파라미터(δ)가 간격 [1.05 ㎛, 1.30 ㎛]으로부터 선택되는 방법이 제공된다.
상기 제안된 기술의 다른 특정 실시 예에 따르면, 상기 이격 거리(Δ1)가 간격 [5 ㎛, 10 ㎛]으로부터 선택되는 방법이 제공된다.
상기 제안된 기술의 다른 특정 실시 예에 따르면, 상기 N개의 FLR이 간격 1 ≤ N ≤ 10으로부터 선택되는 방법이 제공된다.
상기 제안된 기술의 다른 특정 실시 예에 따르면, 상기 N개의 FLR이 간격 2 ≤ N ≤ 8으로부터 선택되는 방법이 제공된다.
상기 제안된 기술의 다른 특정 실시 예에 따르면, 상기 N개의 FLR이 N = 6에 의하여 주어지는 방법이 제공된다.
상기 제안된 기술의 다른 실시 예에 따르면, 상기 가드 링을 제공하는 단계(S3)는 상기 표면 영역(3) 상에 배치된 가장 가까운 검출기 다이오드(2)로부터 거리(Δg)에 상기 가드를 제공하는 것을 포함하고, 여기에서 상기 거리(Δg)는 간격 10 ㎛ ≤ Δg ≤ 100 ㎛으로부터, 바람직하기로는 간격 20 ㎛ ≤ Δg ≤ 40 ㎛으로부터 선택되는 방법이 제공된다.
상기 제안된 기술의 다른 실시 예에 따르면, 상기 가드 링을 제공하는 단계(S3)는 간격 20 ㎛ ≤ ω ≤ 100 ㎛, 바람직하게는 간격 25 ㎛ ≤ ω ≤ 55 ㎛, 더욱 바람직하게는 간격 45 ㎛ ≤ ω ≤ 55 ㎛으로부터 선택되고, 특히 바람직한 대안으로는 간격 49 ㎛ ≤ ω ≤ 51 ㎛으로 주어지는 너비(ω)를 갖는 가드 링을 제공하는 것을 포함하는 방법이 제공된다.
상기 제안된 기술의 특정 실시 예에 따르면, 재료 기판의 표면 영역 상에 다수의 검출기 다이오드를 제공하는 단계(S1)는 간격 1x1010 cm-3 내지 1x1012 cm-3의 도핑 농도를 갖는 도핑된 재료 기판의 표면 영역 상에 다수의 검출기 다이오드를 제공하는 것을 포함하는 방법이 제공된다.
상기 제안된 기술의 특정 실시 예에 따르면, 상기 다수의 검출기 다이오드는 제 1 유형의 도핑을 갖는 실리콘 기판 상에 제공되고, 여기에서, 필드 제한 링(FLR)을 각각의 상기 선택된 위치에 배치하는 단계(S6)는 각각의 상기 선택된 위치에 제 2 유형 도핑의 FLR을 배치하는 것을 포함하는 방법이 제공된다.
상기 제안된 기술의 특정 실시 예에 따르면, 6개의 필드 제한 링(FLR)을 포함하는 X-선 센서(1)의 구성 방법이 제공된다. 상기 방법은 실리콘과 같은 재료 기판의 표면 영역 상에 다수의 검출기 다이오드(2)를 제공하는 단계(S1)를 포함한다. 상기 방법은 또한 상기 재료 기판에 상기 표면 영역을 둘러싸는 접합 터미네이션을 제공하는 단계(S2)를 포함한다. 상기 접합 터미네이션은 상기 표면 영역의 단부에 가드 링을 제공하고(S3) 상기 가드 링 외부에 필드 스탑을 제공(S4)함으로써 구성된다. 상기 접합 터미네이션은 또한 6개의 위치(Xi, i = 1, 2, 3...6)를 선택함으로써(S5) 구성된다. 상기 위치는 다음과 같이 선택된다:
제1 위치(X1)는 X1 = Δ1 + σ/2로 주어지는 상기 가드 링(5)까지의 거리에 선택된다. 여기에서, Δ1는 상기 간격 [5 ㎛, 10 ㎛]으로부터 선택되는 길이 파라미터이며, σ는 FLR의 너비를 나타낸다.
제2 위치(X2)는 X2 = X1 + Δ2 + σ로 주어지는 상기 가드 링(5)까지의 거리를 갖도록 선택된다. 여기에서 Δ2는 상기 간격 [6.05 ㎛, 11 3pm]으로부터 선택되는 길이 파라미터이고 Δ2≥Δ1의 제약 조건을 가지며, σ는 FLR의 너비이다. 특정 예는 Δ2＞Δ1인 경우에 관련된다.
제3 위치(X3)는 X3 = X1 + X2 + Δ3 + σ로 주어지는 상기 가드 링(5)까지의 거리를 갖도록 선택된다. 여기에서, Δ3는 상기 간격 [7.10 ㎛, 12.6 ㎛]으로부터 선택되는 길이 파라미터이고 Δ3≥Δ2의 제약 조건을 가지며, σ는 FLR의 너비이다. 특정 예는 Δ3>Δ2인 경우에 관련된다.
제4 위치(X4)는 X4 = X1 + X2 + X3 + Δ4 + σ로 주어지는 상기 가드 링(5)까지의 거리를 갖도록 선택된다. 여기에서, Δ4는 상기 간격 [8.15 ㎛, 13.9pm]으로부터 선택되는 길이 파라미터이고 Δ4≥Δ3의 제약 조건을 가지며, σ는 FLR의 너비이다. 특정 예는 Δ4>Δ3인 경우에 관련된다.
제5 위치(X5)는 X5 = X1 + X2 + X3 + X4 + Δ4 + σ로 주어지는 상기 가드 링(5)까지의 거리를 갖도록 선택된다. 여기에서, Δ5는 상기 간격 [9.20 ㎛, 15.2 ㎛]으로부터 선택되는 길이 파라미터이고 Δ5≥Δ4의 제약 조건을 가지며, σ는 FLR의 너비이다. 특정 예는 Δ5>Δ4인 경우에 관련된다.
제6 위치(X6)는 X6 = X1 + X2 + X3 + X4 + X4 + Δ5 + σ로 주어지는 상기 가드 링(5)까지의 거리를 갖도록 선택된다. 여기에서, X6는 상기 간격 [9.20 ㎛, 15.2 ㎛]으로부터 선택되는 길이 파라미터이고 Δ6≥Δ5의 제약 조건을 가지며, σ는 FLR의 너비이다. 특정 예는 Δ6>Δ5인 경우에 관련된다.
상기 방법은 또한 필드 제한 링(FLR)을 각각의 상기 선택된 위치에 배치하는 단계(S6)를 포함한다.
상기 실시 예는 FLR의 너비 치수를 고려한다. 상기 FLR을 상기 선택된 위치에 배치하는 단계는 상기 FLR의 중심점, 즉, 상기 FLR의 너비 치수와 관련한 중심점을 상기 선택된 위치에 배치하는 것을 포함한다.
상기 방법은 또한 상기 가드 링을 가장 가까운 검출기 요소(2)로부터 거리(Δg)에 제공하는 단계를 포함한다. 상기 표면 영역(3) 상에 배치된 상기 가장 가까운 검출기 다이오드(2)와 상기 가드 링(5) 사이의 거리(Δg)는 간격 10 ㎛ ≤ Δg ≤ 100 ㎛으로부터, 바람직하기로는 간격 20 ㎛ ≤ Δg ≤ 40 ㎛으로부터 선택된다.
상기 방법은 선택적으로 상기 제6 FLR로부터 거리(Δs)에 필드 스탑을 제공하는 단계(S4)를 포함할 수 있으며, 여기에서 거리(Δs)는 [20 ㎛, 40 ㎛] 간격으로부터 선택된다.
상기 제안된 기술의 또 다른 양상에 의하면, X-선을 방출하도록 구성된 X-선 광원(10)을 포함하는 X-선 영상화 시스템(100)이 제공된다. 상기 X-선 영상화 시스템(100)은 또한 상기 제안된 기술에 의한 적어도 하나의 X-선 센서(1)를 포함하는 X-선 검출기 시스템(20)을 포함한다. 상기 X-선 영상화 시스템(100)은 또한 영상 처리 장치(30)를 포함한다. 이러한 X-선 영상화 시스템(100)은 도 1에 도시된다.
도 2에 도시된 바와 같이, X-선 영상화 시스템(100)의 상세한 예는: X-선을 방출하는 X-선 광원(10)을; X-선이 대상을 관통한 후 상기 X-선을 검출하는 X-선 검출기 시스템(20); 상기 검출기로부터의 원시 전기 신호를 처리하고 이를 디지털화하는 아날로그 처리 회로(25); 보정 적용, 임시 저장, 또는 필터링과 같은 측정 데이터에 대한 추가 처리 작업을 수행할 수 있는 디지털 처리 회로(40); 및 처리된 데이터를 저장하고 추가 후-처리 및/또는 영상 재구성을 수행할 수 있는 컴퓨터(50)를 포함한다.
전체 검출기는 상기 X-선 검출기 시스템(20), 또는 관련 아날로그 처리 회로(25)와 결합된 X-선 검출기 시스템(20)으로 간주 될 수 있다.
디지털 처리 회로(40) 및/또는 컴퓨터(50)를 포함하는 디지털 부분은 상기 X-선 검출기로부터의 영상 데이터에 기초하여 영상 재구성을 수행하는 디지털 영상 처리 시스템(30)으로 간주될 수 있다. 따라서 상기 영상 처리 시스템 (30)은 컴퓨터(50), 또는 대안적으로 디지털 처리 회로(40)와 컴퓨터(50)의 결합된 시스템, 또는 디지털 처리 회로가 영상 처리 및/또는 재구성용으로 더욱 전문화된 경우 그 자체로서 디지털 처리 회로(40)로 보일 수 있다.
일반적으로 사용되는 X-선 영상화 시스템의 일 예로는 컴퓨터 단층 촬영(CT) 시스템이 있는데, 이는 여기에는 팬 또는 원뿔형 X-선 빔을 생성하는 X-선 광원 및 환자 또는 대상을 통해 전송되는 X-선의 분율을 등록하기 위한 대향 X-선 검출기 시스템을 포함할 수 있다. 상기 X-선 광원 및 검출기 시스템은 일반적으로 영상화 물체를 중심으로 회전하는 갠트리에 장착된다.
따라서, 도 2에 도시된 상기 X-선 광원(10) 및 상기 X-선 검출기 시스템(20)은 예를 들면 CT 갠트리에 장착가능한 CT시스템의 일부로 배열될 수 있다.
1: X-선 센서
2: 검출기 다이오드
5: 가드
7: 필터 제한 링(FLR)

Claims (23)

  1. 능동형 검출기 영역을 갖는 X-선 센서(1)로서, 상기 X-선 센서(1)의 표면 영역(3) 상에 배열된 다수의 검출기 다이오드(2)를 포함하며, 상기 X-선 센서(1)는 상기 다수의 검출기 다이오드(2)를 포함하는 상기 표면 영역(3)을 둘러싸는 접합 터미네이션(4)을 더욱 포함하고, 상기 접합 터미네이션(4)은 상기 표면 영역(3)의 단부에 가장 가깝게 배열된 가드(5), 상기 가드(5)의 외부에 배열된 필드 스탑(6), 및 상기 가드(5)와 상기 필드 스탑(6) 사이에 배열된 N개의 필드 제한 링(Field Limiting Ring, FLR(7))을 포함하며, 여기에서 각각의 상기 FLR(7)는 상기 가드(5)와 제1 FLR 사이의 거리 및 상이한 FLR(7) 사이의 거리가 다음의 제약 조건을 충족하도록 위치됨:
    - 상기 거리는 유효 영역 내에 있으며, 상기 유효 영역은 라인 α = (10 + 1.3 x (n-1)) ㎛ 및 β = (5 + 1.05 x (n-1)) ㎛에 의해 경계가 지정됨, 및
    - 연속적인 FLR(7) 사이의 거리는 일정하거나 n이 증가함에 따라 증가하며, 여기에서 n은 상기 FLR(7)의 인덱스를 나타내고, 여기에서 l ≤n≤ N임을 특징으로 하는 X-선 센서.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 N개의 FLR(7)은 식, Xn = nΔ1+δ(Σn i =1(i-1))+σ(n-1/2)으로 주어진 상기 가드(5)로부터의 거리에 배치되며, 여기에서 n은 특정 FLR(7)의 인덱스를 나타내고, Δ1는 상기 가드(5)에 가장 가까운 상기 제 1 FLR의 중심점 위치와 상기 가드 사이의 거리이고, δ는 길이 파라미터를 나타내고, σ는 상기 FLR의 너비를 나타내고, Xn은 인덱스(n)를 갖는 상기 FLR(7)의 중심점 위치와 상기 가드 사이의 거리를 특정함을 특징으로 하는 X-선 센서.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 길이 파라미터(δ)는 간격 [1.05 ㎛, 1.30 ㎛]으로부터 선택됨을 특징으로 하는 X-선 센서.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 이격 거리(Δ1)는 간격 [5 ㎛, 10 ㎛]으로부터 선택됨을 특징으로 하는 X-선 센서.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 FLR의 개수(N)는 간격 1 ≤ N ≤ 10으로부터 선택됨을 특징으로 하는 X-선 센서(1).
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 FLR의 개수(N)는 간격 3 ≤ N ≤ 8으로부터 선택됨을 특징으로 하는 X-선 센서(1).
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 표면 영역(3) 상에 배치된 가장 가까운 검출기 다이오드(2)와 상기 가드(5) 사이의 거리(Δg )는 간격 10 ㎛ ≤ Δg ≤ 100 ㎛으로부터 선택됨을 특징으로 하는 X-선 센서(1).
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 가드(5)의 너비(ω)는 간격 20 ㎛ ≤ ω ≤ 100 ㎛으로부터 선택됨을 특징으로 하는 X-선 센서(1).
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 능동형 검출기 영역은 간격 1x1010 cm-3 내지 1x1012 cm-3의 도핑 농도를 갖는 도핑된 물질을 포함함을 특징으로 하는 X-선 센서.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 능동형 검출기 영역은 상기 필드 제한 링과 반대 유형의 도핑을 갖는 도핑된 실리콘을 포함함을 특징으로 하는 X-선 센서.
  11. X-선 센서(1) 구성 방법, 상기 방법은:
    - 재료 기판의 표면 영역 상에 다수의 검출기 다이오드를 제공하는 단계(S1);
    - 상기 재료 기판에 상기 표면 영역을 둘러싸는 접합 터미네이션을 제공하는 단계(S2)로 이루어지며; 여기에서 상기 접합 터미네이션은 다음에 의해 구성됨:
    - 상기 표면 영역에 인접한 가드 링을 제공하는 단계(S3);
    - 상기 가드 링 외부에 필드 스탑을 제공하는 단계(S4);
    - N개의 위치를 선택하는 단계(S5), 상기 위치는 상이한 FLR(7) 사이의 거리 및 상기 가드 링과 제1 FLR 사이의 거리가 다음 제약 조건을 충족하도록 선택됨:
    - 상기 거리는 라인 α =(10 + 1.3 x (n-1)) ㎛ 및 β =(5 + 1.05 x (n-1)) ㎛으로 경계가 지정된 유효 영역 내에 있으며,
    - 연속적인 FLR(7) 사이의 거리는 n이 증가함에 따라 증가하거나 동일하며, 여기에서 n은 상기 위치의 인덱스를 나타내고 l ≤ n ≤ N임
    - 필드 제한 링(FLR)을 각각의 상기 선택된 위치에 배치하는 단계(S6).
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 N개의 위치를 선택하는 단계(S5)는 가드 링(5)과 제1 FLR의 중심점 위치 사이의 거리로서 거리(Δ1)를 선택하고 식, Xn = nΔ1+δ(Σn i =1(i-1))+σ(n-1/2)에 따라 N개의 FLR의 위치를 선택하는 것을 포함하며, 여기에서 n은 특정 FLR(7)의 인덱스를 나타내고, δ는 길이 파라미터를 나타내고, σ는 상기 FLR의 너비를 나타내고, 여기에서 Xn은 인덱스(n)를 갖는 상기 FLR(7)의 중심점 위치와 상기 가드 링 사이의 거리를 특정함을 특징으로 하는 상기 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 길이 파라미터(δ)는 간격 [1.05 ㎛, 1.30 ㎛]으로부터 선택됨을 특징으로 하는 상기 방법.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 이격 거리(Δ1)는 간격 [5 ㎛, 10 ㎛]으로부터 선택됨을 특징으로 하는 상기 방법.
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 FLR의 개수(N)는 간격 1 ≤ N ≤ 10으로부터 선택됨을 특징으로 하는 상기 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 FLR의 개수(N)는 간격 2 ≤ N ≤ 8으로부터 선택됨을 특징으로 하는 상기 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 FLR의 개수(N)는 N = 6에 의하여 부여됨을 특징으로 하는 상기 방법.
  18. 제 11 항에 있어서, 상기 가드 링을 제공하는 단계(S3)는 표면 영역(3) 상에 배치된 가장 가까운 검출기 다이오드(2)로부터 거리(Δg )에 상기 가드 링을 제공하는 단계를 포함하고, 여기에서 상기 거리(Δg )는 간격 10 ㎛ ≤ Δg ≤ 100 ㎛으로부터 선택됨을 특징으로 하는 상기 방법.
  19. 제 11 항 또는 제 18 항에 있어서, 상기 가드 링을 제공하는 단계(S3)는 간격 20 ㎛ ≤ ω ≤ 100 ㎛으로부터 선택되는 너비(ω)를 갖는 가드 링을 제공하는 것을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  20. - X-선을 방출하도록 구성된 X-선 광원(10);
    - 제 1 항에 따른 적어도 하나의 X-선 센서(1)를 포함하는 X-선 검출기 시스템(20); 및
    - 영상 처리 장치(30);로 이루어지는 X-선 영상화 시스템(100).
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