TWI773138B

TWI773138B - 半導體輻射檢測器及其製造方法

Info

Publication number: TWI773138B
Application number: TW110105471A
Authority: TW
Inventors: 曹培炎; 劉雨潤
Original assignee: 大陸商深圳幀觀德芯科技有限公司
Priority date: 2020-02-26
Filing date: 2021-02-18
Publication date: 2022-08-01
Also published as: EP4111237A1; EP4111237A4; TW202133416A; US11619751B2; WO2021168685A1; CN114981685A; US20220357470A1

Abstract

本發明公開一種輻射檢測器，其包括：包括第一組電觸點和第二組電觸點的電子元件層；被配置為吸收輻射的輻射吸收層；半導體基底，所述半導體基底的部分沿其厚度方向延伸到所述輻射吸收層中，所述部分形成第一組電極和第二組電極；其中所述第一組電極和所述第二組電極相互交叉；其中所述半導體基底包括將所述第一組電極與所述第二組電極分開的p-n接面；其中所述電子元件層和所述半導體基底被結合，使得所述第一組電極被電連接到所述第一組電觸點，並且所述第二組電極被電連接到所述第二組電觸點。

Description

半導體輻射檢測器及其製造方法

本發明是有關於一種輻射檢測器及其製造方法，且特別是有關於一種半導體輻射檢測器及其製造方法。

輻射檢測器是一種測量輻射特性的設備。所述特性的示例可包括輻射的強度、相位和偏振的空間分佈。輻射可以是與對象相互作用的輻射。例如，由輻射檢測器測量的輻射可以是已經從對象穿透或從對象反射的輻射。輻射可以是電磁輻射，比如紅外光、可見光、紫外光、X射線或γ射線。輻射可以是其他類型，比如α射線和β射線。

一種類型的輻射檢測器是基於輻射和半導體之間的相互作用。例如，該類型的輻射檢測器可具有吸收輻射並產生載流子(例如，電子和空穴)的半導體層和用於檢測所述載流子的電路。

碲化鎘鋅(CdZnTe或Cd1-xZnxTe)是直接間隙半導體，並且是室溫輻射檢測的極好的候選者。碲化鎘鋅是碲化鋅和碲化鎘(CdTe)的合金，x值是碲化鎘鋅中鋅的摩爾濃度。其x值從 0.04到0.2的碲化鎘鋅被認為是檢測器發展的前景，因為它可以處理和改善碲化鎘的某些性能。例如，碲化鎘和碲化鎘鋅都具有較大的原子序數，因此使材料具有出色的制動力，從而對入射的X射線、γ射線具有高吸收效率；並且具有較大的帶隙(例如，1.5eV-1.6eV)，從而可用於室溫檢測器；其還具有高電阻率，以實現輻射檢測器的良好信噪比。同時，由於摻入鋅，碲化鎘鋅具有比碲化鎘更大的帶隙，因此增加了最大可獲得的電阻率。

碲化鎘和碲化鎘鋅檢測器的實際使用涵蓋了廣泛的應用，例如，醫學和工業成像、工業測量和無損檢測、安全和監視、核保障和不擴散以及天體物理學。

根據實施例，所述輻射吸收層包括砷化鎵、碲化鎘、鎘鋅碲或其組合。

根據實施例，所述第一組電極和所述第二組電極被配置為被差分偏置。

根據實施例，所述第一組電極中的一個電極與所述第二組電極中的最鄰近電極之間的距離不超過2 λ，其中λ是所述輻射吸收層中載流子的平均自由程。

根據實施例，所述第二組電極為圓柱形。

根據實施例，所述第二組電極為棱柱形。

根據實施例，所述第一組電極包括柵格。

根據實施例，所述第二組電極是離散的。

根據實施例，所述第一組電極和所述第二組電極在所述厚度方向上共延。

根據實施例，所述p-n接面具有離散部分。

根據實施例，所述p-n接面位於所述半導體基底的第一摻雜半導體區域和所述半導體基底的第二摻雜半導體區域的界面處。

根據實施例，所述第一摻雜半導體區域圍繞所述第二摻雜半導體區域。

根據實施例，所述第二摻雜半導體區域與所述第二組電極處於電接觸中。

根據實施例，所述第一摻雜半導體區域從所述半導體基底的表面延伸到所述輻射吸收層和所述半導體基底之間的界面。

根據實施例，所述第二摻雜半導體區域與所述第一摻雜半導體區域共延。

根據實施例，所述輻射吸收層包括多晶半導體。

根據實施例，所述電子元件層被配置為通過所述第一組電觸點和所述第二組電觸點將所述第一組電極和所述第二組電極偏置為不同的電壓。

根據實施例，所述輻射是X射線。

根據實施例，所述電子元件層包括：第一電壓比較器，其被配置為將所述第二組電觸點的電觸點電壓與第一閾值進行比較；第二電壓比較器，其被配置為將所述電壓與第二閾值進行比較；計數器，其被配置為記錄被所述輻射吸收層接收的輻射粒子的數目；控制器，其中所述控制器被配置為從所述第一電壓比較器確定所述電壓的絕對值等於或超過所述第一閾值的絕對值時啟動時間延遲；其中所述控制器被配置為在所述時間延遲期間啟動所述第二電壓比較器；其中所述控制器被配置為如果所述第二電壓比較器確定所述電壓的絕對值等於或超過所述第二閾值的絕對值，則使所述計數器記錄的數目增加一。

根據實施例，所述輻射檢測器進一步包括電連接到所述電觸點的積分器，其中所述積分器被配置為從所述電觸點收集載流子。

根據實施例，所述控制器被配置為在所述時間延遲的開始或終結時啟動所述第二電壓比較器。

根據實施例，所述控制器被配置為將所述電觸點連接到電接地。

根據實施例，所述電壓的變化率在所述時間延遲終結時大致為零。

本發明公開一種方法，其包括：通過蝕刻半導體基底，部分地穿過其厚度，從所述半導體基底形成第一組電極和第二組電極；在所述半導體基底中形成第一摻雜半導體區域；在所述半導體基底中形成第二摻雜半導體區域；在所述第一組電極和所述第二組電極之間引入半導體顆粒，從而形成輻射吸收層；將所述半導體基底與包括第一組電觸點和第二組電觸點的電子元件層接合，以使所述第一組電極電連接至所述第一組電觸點，並且所述第二組電極電連接至所述第二組電觸點；其中所述第一摻雜半導體區域和所述第二摻雜半導體區域形成將所述第一組電極與所述第二組電極分開的p-n接面。

根據實施例，所述半導體顆粒包括砷化鎵、碲化鎘、鎘鋅碲或其組合。

根據實施例，在所述第一組電極和所述第二組電極之間引入所述半導體顆粒包括熔融所述半導體顆粒。

根據實施例，所述第一組電極和所述第二組電極被配置為差分偏置。

根據實施例，所述第二組電極為圓柱形。

根據實施例，所述第二組電極為棱柱形。

根據實施例，所述第一組電極包括柵格。

根據實施例，所述第二組電極是離散的。

根據實施例，蝕刻所述半導體基底是通過濕蝕刻、乾蝕刻或其組合。

根據實施例，所述半導體基底包括矽、鍺、砷化鎵或其組合。

100:輻射檢測器

103:半導體基底

103A:表面

104:距離

110A:界面

110:輻射吸收層

116:半導體顆粒

117A、117B:摻雜半導體區域

118A、118B:電觸點

119A、119B:電極

120:電子元件層

1201、1301、1501、1601、1701:輻射源

1202、1302、1502、1602:物體

121:電子系統

122:電壓源

130:填充材料

131:通孔

301:第一電壓比較器

302:第二電壓比較器

305:開關

306:電壓表

309:積分器

310:控制器

320:計數器

9000:系統

t₀、t₁、t_e、t_s、t₂:時間

RST:複位時段

TD1:時間延遲

Th:厚度方向

V1:第一閾值

V2:第二閾值

圖1A示意示出根據實施例的輻射檢測器的橫截面圖。

圖1B示意示出根據實施例的所述輻射檢測器的詳細橫截面圖。

圖1C-圖1E各自示意示出根據實施例的所述輻射檢測器的第一組電極和第二組電極的合適配置。

圖2A和圖2B各自示意示出根據實施例的所述輻射檢測器的電子系統組件圖。

圖3示意示出根據實施例的，由入射到與電觸點相關聯的像素上的可見光脈衝產生的載流子引起的流過所述電觸點的電流的時間變化(上曲線)，以及所述電壓的相應時間變化(下曲線)。

圖4A-圖4F示意示出根據實施例的製造所述輻射檢測器的方法的流程圖。

圖5-圖9各自示意示出包括本發明所述輻射檢測器的一種系統。

圖1A示意示出根據實施例的輻射檢測器100的整體橫截面圖。所述輻射檢測器100可包括半導體基底103、被配置為吸收輻射的輻射吸收層110和電子元件層120(例如，專用集成電路)，所述電子元件層120用於處理或分析在所述輻射吸收層110中產生的入射輻射的電信號。在實施例中，所述輻射檢測器100不包括閃爍體。所述輻射吸收層110可包括多晶半導體材料，比如砷化鎵、碲化鎘、鎘鋅碲或其組合。所述半導體對於感興趣的輻射能量可具有高的質量衰減係數。所述輻射可以是X射線。

如圖1B中根據實施例的所述輻射檢測器100的詳細橫截面圖所示，所述半導體基底103的一部分沿其厚度方向(Th)延伸到所述輻射吸收層110中，從而形成相互交叉的第一組電極119A和第二組電極119B。所述第一組電極119A和所述第二組電極119B可以在所述輻射吸收層110的所述厚度方向(Th)上共延。所述半導體基底103具有將所述第一組電極119A與所述第二組電極119B分開的p-n接面。即，在所述第一組電極119A與所述第二組電極119B之間，並且完全在所述半導體基底103內部的每個電路徑都穿過所述p-n接面。所述p-n接面可以位於所述半導體基底103的第一摻雜半導體區域117A和所述半導體基底103的第二摻雜半導體區域117B的界面處。所述第二摻雜半導體區域117B可以與所述第二組電極119B電接觸。如圖1B中的示例所示，所述p-n接面可以具有不連續的部分。即，所述p-n接面可以不是空間連續的結。

所述第一摻雜半導體區域117A可以圍繞所述第二摻雜半導體區域117B。所述第二摻雜半導體區域117B不必在所述第一摻雜半導體區域117A的中心。所述第一摻雜半導體區域117A可以從所述半導體基底103的表面103A延伸到所述輻射吸收層110和所述半導體基底103之間的界面110A。所述第二摻雜半導體區域117B可以與所述第一摻雜半導體區域117A共延，例如，在垂直於所述半導體基底103的方向上。

如圖1B所示，當輻射粒子撞擊所述輻射吸收層110時，所述輻射粒子可被所述輻射吸收層110吸收，並且所述輻射吸收層110可通過若干機制產生一個或多個載流子。一個輻射粒子可產生10到100000個載流子。所述載流子可在電場下向所述第一組電極119A和所述第二組電極119B漂移。所述電場可以通過對所述第一組電極119A和所述第二組電極119B進行差分偏置來建立。根據實施例，所述第一組電極119A中的一個電極與所述第二組電極119B中的最鄰近電極之間的距離(例如，圖1B中的距離104)不超過2 λ，其中λ是所述輻射吸收層110中的載流子的平均自由程。

如圖1C-1E的示例所示，所述第一組電極119A和所述第二組電極119B可具有任何合適的尺寸和形狀。根據實施例(例如，在圖1C中)，所述第二組電極119B中的至少一些電極是離散的並且是圓柱形的。根據實施例(例如，在圖1D中)，所述第二組電極119B中的至少一些電極是離散的並且是棱柱形的。根據實施例(例如，在圖1E中)，所述第一組電極119A包括柵格，並且所述第二組電極119B中的至少一些電極是離散的。

所述電子元件層120可包括電子系統121，所述電子系統121適合處理或解釋由入射在所述輻射吸收層110上的輻射所產生的信號。所述電子系統121可包括類比電路比如濾波器網絡、放大器、積分器、比較器，或數位電路比如微處理器和內存。所述電子系統121可通過通孔131電結合到所述輻射吸收層110。所述通孔之間的空間可用填充材料130填充，其可增加所述電子元件層120到所述輻射吸收層110連接的機械穩定性。其他結合技術有可能在不使用通孔的情況下將所述電子系統121連接到所述輻射吸收層110。

所述電子元件層120具有第一組電觸點118A和第二組電觸點118B。在將所述電子元件層120和所述輻射吸收層110結合之後，所述第一組電極119A可以被電連接到所述第一組電觸點118A(通過通孔131)，並且所述第二組電極119B可以被電連接到所述第二組電觸點118B(例如，通過通孔131)。所述電子元件層120可被配置為分別通過所述第一組電觸點118A和所述第二組電觸點118B將所述第一組電極119A和所述第二組電極119B偏置到不同的電壓。例如，一個或多個電壓源122可以向所述第一組電觸點118A提供非零電壓，並且所述第二組電觸點118B可以被連接到所述電子系統121中的放大器的虛擬接地。

在實施例中，所述p-n接面在所述輻射檢測器100的操作期間處於反向偏置下。該反向偏置可以用於在所述第二組電極119B和所述第一組電極119A之間建立電場。在反向偏置下的所述p-n接面基本上阻止了流過所述p-n接面的電流，但是允許電流通過所述第二摻雜半導體區域117B在所述第二組電極119B和所述電子元件層120之間流動。

圖2A和圖2B各自示出根據實施例的所述電子系統121的組件圖。所述電子系統121可包括第一電壓比較器301、第二電壓比較器302、計數器320、開關305、電壓表306和控制器310。

所述第一電壓比較器301被配置為將所述第二組電觸點118B的一個電觸點的電壓與第一閾值進行比較。所述第一電壓比較器301可被配置為直接監控所述電壓，或通過對一段時間內流過所述電觸點的電流進行積分來計算所述電壓。所述第一電壓比較器301可由所述控制器310可控地啟動或停用。所述第一電壓比較器301可以是連續比較器。即，所述第一電壓比較器301可被配置為連續地被啟動並連續地監控所述電壓。所述第一電壓比較器301可以是鐘控比較器，其具有功耗較低的優點。所述第一閾值可以是單個可見光脈衝在所述電觸點上可產生的最大電壓的5-10%、10%-20%、20-30%、30-40%或40-50%。所述最大電壓可取決於所述入射輻射粒子的能量、所述輻射吸收層110的材料以及其他因素。例如，所述第一閾值可以是50mV、100mV、150mV或200mV。

所述第二電壓比較器302被配置為將所述電壓與第二閾值進行比較。所述第二電壓比較器302可被配置為直接監控所述電壓或通過對一段時間內流過所述電觸點的電流進行積分來計算所述電壓。所述第二電壓比較器302可以是連續比較器。所述第二電壓比較器302可由所述控制器310可控地啟動或停用。當所述第二電壓比較器302被停用時，所述第二電壓比較器302的功耗可以是當所述第二電壓比較器302啟動時功耗的不到1%、不到5%、不到10%或不到20%。所述第二閾值的絕對值大於所述第一閾值的絕對值。如本發明所使用的術語實數x的“絕對值”或“模數”|x|是x的非負值而不考慮它的符號。即，

。所述第二閾值可以是所述第一閾值的 200%-300%。所述第二閾值至少是一個入射輻射粒子可以在所述第二組電觸點118B中的一個電觸點上產生的最大電壓的50%。例如，所述第二閾值可以是100mV、150mV、200mV、250mV或300mV。所述第二電壓比較器302和所述第一電壓比較器301可以是相同組件。即，所述電子系統121可具有同一個電壓比較器，該電壓比較器可在不同時間將電壓與兩個不同的閾值進行比較。

所述第一電壓比較器301或所述第二電壓比較器302可包括一個或多個運算放大器或任何其他合適的電路。所述第一電壓比較器301或所述第二電壓比較器302可具有高速度以允許所述電子系統121在高通量入射輻射粒子下操作。然而，具有高速度通常以功耗為代價。

所述計數器320被配置為記錄被所述輻射吸收層110接收的輻射粒子的至少一個數目(例如，由所述第一組電極119A的某個子集和所述第二組電極119B的某個子集收集的載流子產生的輻射粒子)。所述計數器320可以是軟體組件(例如，存儲在電腦記憶體中的數字)或硬體組件(例如，4017 IC和7490 IC)。

所述控制器310可以是硬體組件，例如，微控制器和微處理器等。所述控制器310被配置為從所述第一電壓比較器301確定所述電壓的絕對值等於或超過所述第一閾值的絕對值(例如，所述電壓的絕對值從低於所述第一閾值的絕對值增加到等於或超過所述第一閾值的絕對值)時啟動時間延遲。在這裡使用絕對值是因為電壓可以是負的或正的。所述控制器310可被配置為在所述第一電壓比較器301確定所述電壓的絕對值等於或超過所述第一閾值的絕對值之前，保持停用所述第二電壓比較器302、所述計數器320、以及所述第一電壓比較器301的操作中不需要的任何其他電路。在所述電壓變得穩定(即所述電壓的變化率大致為零)之前或之後，所述時間延遲可以終結。短語“變化率大致為零”意指所述電壓的時間變化率小於0.1%/ns。短語“變化率大致為非零”意指所述電壓的時間變化率至少為0.1%/ns。

所述控制器310可被配置為在所述時間延遲期間(包括開始和終結)啟動所述第二電壓比較器。在實施例中，所述控制器310被配置為在所述時間延遲開始時啟動所述第二電壓比較器。術語“啟動”意指使組件進入操作狀態(例如，通過發送諸如電壓脈衝或邏輯電平等信號，通過提供電力等)。術語“停用”意指使組件進入非操作狀態(例如，通過發送諸如電壓脈衝或邏輯電平等信號，通過切斷電力等)。所述操作狀態可具有比所述非操作狀態更高的功耗(例如，高10倍、高100倍、高1000倍)。所述控制器310其自身可被停用直到所述第一電壓比較器301的輸出在所述電壓絕對值等於或超過所述第一閾值絕對值時啟動所述控制器310。

如果在所述時間延遲期間，所述第二電壓比較器302確定所述電壓的絕對值等於或超過所述第二閾值的絕對值，則所述控制器310可被配置為使所述計數器320記錄的數目增加一。

所述控制器310可被配置為使所述可選的電壓表306在所述時間延遲終結時測量所述電壓。所述控制器310可被配置為使所述電觸點118B連接到電接地，以複位所述電壓並使累積在所述電觸點118B上的任何載流子放電。在實施例中，所述電觸點118B在所述時間延遲終結後連接到電接地。在實施例中，所述電觸點118B連接到電接地並持續有限的複位時段。所述控制器310可通過控制所述開關305而使所述至少一個所述電觸點119B連接到所述電接地。所述開關可以是電晶體比如場效應電晶體(FET)。

在實施例中，所述電子系統121沒有類比濾波器網絡(例如，RC網絡)。在實施例中，所述電子系統121沒有類比電路。

所述電壓表306可將其測量的電壓以類比或數位信號饋送給所述控制器310。

所述電子系統121可包括電連接到所述電觸點118B的積分器309，其中所述積分器被配置為從所述電觸點118B收集載流子。所述積分器309可在放大器的反饋路徑中包括電容器。如此配置的放大器稱為電容跨阻放大器(CTIA)。電容跨阻放大器通過防止所述放大器飽和而具有高的動態範圍，並且通過限制信號路徑中的帶寬來提高信噪比。來自所述電觸點118B的載流子在一段時間(“積分期”)內累積在所述電容器上。在所述積分期終結後，所述電容器電壓被採樣，然後通過複位開關進行複位。所述積分器309可包括直接連接到所述電觸點118B的電容器。

圖3示意示出流過所述電觸點118B的，由輻射粒子產生的載流子所引起的電流的時間變化(上曲線)和所述電觸點118B電壓的對應時間變化(下曲線)。所述電壓可以是電流相對於時間的積分。在時間t₀，所述輻射粒子撞擊所述輻射吸收層110，載流子開始在所述輻射吸收層110中產生，電流開始流過所述電觸點118B，並且所述電觸點118B的電壓的絕對值開始增加。在時間t₁，所述第一電壓比較器301確定所述電壓的絕對值等於或超過所述第一閾值V1的絕對值，所述控制器310啟動時間延遲TD1並且所述控制器310可在所述TD1開始時停用所述第一電壓比較器301。如果所述控制器310在時間t₁之前被停用，在時間t₁啟動所述控制器310。在所述TD1期間，所述控制器310啟動所述第二電壓比較器302。如這裡使用的術語在時間延遲“期間”意指開始和終結(即，結束)以及中間的任何時間。例如，所述控制器310可在所述TD1終結時啟動所述第二電壓比較器302。如果在所述TD1期間，所述第二電壓比較器302確定在時間t₂電壓的絕對值等於或超過所述第二閾值V2的絕對值，則所述控制器310等待電壓穩定。所述電壓在時間t_e穩定，這時輻射粒子產生的所有載流子漂移出所述輻射吸收層110。在時間t_s，所述時間延遲TD1終結。在時間t_e之時或之後，所述控制器310使所述電壓表306數字化所述電壓並且確定輻射粒子的能量落在哪個倉中。然後所述控制器310使對應於所述倉的所述計數器320記錄的數目增加一。在圖3的示例中，所述時間t_s在所述時間t_e之後；即TD1在輻射粒子產生的所有載流子漂移出輻射吸收層110之後終結。如果無法輕易測得時間t_e，TD1可根據經驗選擇以允許有足夠的時間來收集由輻射粒子產生的大致上全部的載流子，但TD1不能太長，否則會有另一個入射輻射粒子產生的載流子被收集的風險。即，TD1可根據經驗選擇使得時間t_s在時間t_e之後。時間t_s不一定在時間t_e之後，因為一旦達到V2，控制器310可忽視TD1並等待時間t_e。因此，電壓和暗電流對電壓的貢獻值之間的差異的變化率在時間t_e大致為零。所述控制器310可被配置為在TD1終結時或在時間t₂或中間的任何時間停用第二電壓比較器302。

在時間t_e的電壓與由所述輻射粒子產生的載流子的數目成正比，所述數目與所述輻射粒子的能量有關。所述控制器310可被配置為使用所述電壓表306來確定輻射粒子的能量。

在TD1終結或被所述電壓表306數字化後(以較遲者為准)，所述控制器使所述電觸點118B連接到電接地並持續一個複位時段RST，以允許累積在所述電觸點119B上的載流子流到地面並複位電壓。在複位時段RST之後，所述電子系統121已準備好檢測另一個入射輻射粒子。若所述第一電壓比較器301被停用，所述控制器310可在複位時段RST終結之前的任何時間啟動它。若所述控制器310被停用，可在複位時段RST終結之前啟動它。

圖4A-圖4F示意示出根據實施例的製造所述輻射檢測器100的方法。圖4A和圖4B示意示出所述第一組電極119A和所述第二組電極119B是所述半導體基底103通過部分地蝕刻其整個厚度而形成的。在實施例中，通過濕蝕刻、乾蝕刻或其組合來蝕刻所述半導體基底。如先前示例中所示，所述第一組電極119A可以具有或可以不具有與所述第二組電極119B相同的形狀或結構。所述第一組電極119A可以包括網格，並且所述第二組電極119B可以是離散的。所述第二組電極119B可以是圓柱形或棱柱形的。在實施例中，所述第一組電極119A中的一個電極與所述第二組電極119B中的最鄰近電極之間的距離(例如，圖4B中的距離104)不超過2 λ，其中，λ是所述輻射吸收層110中的載流子的平均自由程。

圖4C示意示出所述第一摻雜半導體區域117A和所述第二摻雜半導體區域117B形成在所述半導體基底103中。所述第一摻雜半導體區域117A和所述第二摻雜半導體區域117B形成p-n接面，該p-n接面將所述第二組電極119B與所述半導體基底103的其餘部分分開。所述第一摻雜半導體區域117A可以圍繞所述第二摻雜半導體區域117B。所述第二摻雜半導體區域117B可以與所述第二組電極119B電接觸。第二摻雜半導體區域117B可以通過摻雜第一摻雜半導體區域117A的一部分來形成。可以通過在所述半導體基底103中摻雜p型或n型摻雜劑來形成所述第一摻雜半導體區域117A。所述第一摻雜半導體區域117A可以從所述半導體基底103的表面103A延伸到所述輻射吸收層110和所述半導體基底103之間的界面110A。所述第二摻雜半導體區域117B可以與所述第一摻雜半導體區域117A共延。所述第二摻雜半導體區域117B可以通過在所述半導體基底103中摻雜p型或n型摻雜劑而形成，並且所使用的摻雜劑與用於形成所述第一摻雜半導體區域117A的摻雜劑相反。例如，如果通過用p型摻雜劑摻雜所述半導體基底103來形成所述第一摻雜半導體區域117A，則通過用n型摻雜劑摻雜所述半導體基底103來形成所述第二摻雜半導體區域117B，反之亦然。

圖4D示意示出將半導體顆粒116引入在所述第一組電極119A和所述第二組電極119B之間的空間。例如，所述空間可以被包含有分佈在流體中的半導體顆粒116的漿料填充，該漿料稍後將被去除。所述半導體顆粒116可以包括砷化鎵、碲化鎘、鎘鋅碲或其組合。所述半導體顆粒116可以包括其他合適的半導體。在一個示例中，在所述第一組電極119A和所述第二組電極119B之間引入所述半導體顆粒116包括使所述半導體顆粒116熔融。在熔融之後，至少一些所述半導體顆粒116可以變成多晶半導體。熔融之後，所述半導體顆粒116之間仍可能存在空隙。在實施例中，所述熔融的半導體顆粒116不必在厚度方向上與所述第一組電極119A和所述第二組電極119B共延。

圖4E示意示出所述半導體基底103，包含所述第一組電極119A、所述第二組電極119B和所述輻射吸收層110，被結合到電子元件層120。

圖4F示意示出在結合之後，所述第一組電極119A電連接到所述第一組電觸點118A，所述第二組電極119B電連接到所述第二組電觸點118B。在實施例中，所述第一組電極119A和所述第二組電極119B被配置為通過所述第一組電觸頭118A和所述第二組電觸頭118B被所述電子元件層120差分偏置。多個芯片可以結合到同一電子元件層120，其中每個芯片包括所述輻射吸收層110。

上述的輻射檢測器100可以在各種系統中使用，如以下提供的系統。

圖5示意示出包括本發明所述輻射檢測器100的一種系統9000。所述系統可用於醫學成像，比如胸部輻射射線照相術、腹部輻射射線照相術等。所述系統包括輻射源1201。從所述輻射源1201發射的輻射穿透物體1202(例如，人體部分比如胸部、肢體、腹部)，其被所述物體1202的內部結構(例如，骨骼、肌肉、脂肪和器官等)不同程度地衰減，並被投射到所述系統9000。所述系統9000通過檢測所述輻射的強度分佈來形成影像。

圖6示意示出包括本發明所述輻射檢測器100的一種系統9000。所述系統可用於醫學成像比如牙科輻射射線照相術。所述系統包括輻射源1301。從所述輻射源1301發射的輻射穿透作為哺乳動物(例如，人類)口腔的一部分的物體1302。所述物體1302 可包括上頜骨、上顎骨、牙齒、下頜骨或舌頭。所述輻射被所述物體1302的不同結構不同程度地衰減並被投射到所述系統9000。所述系統9000通過檢測所述輻射的強度分佈來形成影像。牙齒比齲齒、感染、牙周韌帶吸收更多的輻射。牙科患者接受的輻射劑量通常很小(對於全口系列大約為0.150mSv)。

圖7示意示出包括本發明所述輻射檢測器100的一種貨物掃描或非侵入式檢查(NII)系統9000。所述系統可用於公共交通站或機場的行李檢查。所述系統包括輻射源1501。從所述輻射源1501發射的輻射可穿透一件行李1502，被行李的內容物不同程度地衰減，並被投射到所述系統9000。所述系統9000通過檢測所述透射輻射的強度分佈來形成影像。所述系統可揭示行李的內容並識別公共交通工具上禁止的物品，例如槍支、麻醉品、利器、易燃物品。

圖8示意示出包括本發明所述輻射檢測器100的一種全身掃描儀系統9000。所述全身掃描儀系統9000可檢測人身上的金屬物或非金屬物以進行安全檢查，而無需物理地移除衣物或進行身體接觸。所述全身掃描儀系統包括輻射源1601。從所述輻射源1601發射的輻射可從被檢查的人1602及其上的物體反向散射，並被投射到所述系統9000。所述物體和所述人體可不同地反向散射輻射。所述系統9000通過檢測所述反向散射輻射的強度分佈來形成影像。所述系統9000所述輻射源1601可被配置為沿線性或旋轉方向掃描人。

圖9示意示出一種輻射電腦斷層掃描(輻射CT)系統9000。所述輻射CT系統使用電腦處理的輻射來產生被掃描物體的特定區域的斷層影像(虛擬“切片”)。所述斷層影像可用於各種醫學學科中的診斷和治療目的，或用於探傷檢測、失效分析、計量學、裝配分析和逆向工程。所述輻射CT系統包括本發明所述輻射檢測器100和輻射源1701，所述輻射檢測器100和所述輻射源1701可被配置為沿著一個或多個圓形或螺旋形路徑同步旋轉。

本發明所述輻射檢測器100還可具有其他應用，比如輻射望遠鏡、乳腺輻射照相、工業輻射缺陷檢測、輻射顯微鏡或輻射顯微照相、輻射鑄件檢驗、輻射無損檢測、輻射焊縫檢驗、輻射數位減影血管造影等。它可能適合於使用所述系統9000代替照相板、照相膠片、光激發磷光板、輻射影像增強器、閃爍體或另一種半導體輻射檢測器。

儘管本發明已經公開了各個方面和實施例，但是其他方面和實施例對於本領域技術人員而言將是顯而易見的。本發明公開的各個方面和實施例是為了說明的目的而不是限制性的，其真正的範圍和精神應該以本發明中的權利要求書為准。