WO1999001783A2 - Strahlenelektrischer wandler - Google Patents

Strahlenelektrischer wandler Download PDF

Info

Publication number
WO1999001783A2
WO1999001783A2 PCT/DE1998/001807 DE9801807W WO9901783A2 WO 1999001783 A2 WO1999001783 A2 WO 1999001783A2 DE 9801807 W DE9801807 W DE 9801807W WO 9901783 A2 WO9901783 A2 WO 9901783A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
phosphor
photodiode
radiation
contacts
converter
Prior art date
Application number
PCT/DE1998/001807
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO1999001783A3 (de
Inventor
Heinz-Jürgen BLENDINGER
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Priority to US09/242,180 priority Critical patent/US6133574A/en
Priority to JP11506112A priority patent/JP2001500626A/ja
Publication of WO1999001783A2 publication Critical patent/WO1999001783A2/de
Publication of WO1999001783A3 publication Critical patent/WO1999001783A3/de

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/06—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption
    • G01N23/083—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption the radiation being X-rays
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G01T1/2018—Scintillation-photodiode combinations
    • G01T1/20185—Coupling means between the photodiode and the scintillator, e.g. optical couplings using adhesives with wavelength-shifting fibres

Definitions

  • the invention relates to a radiation-electric converter with a phosphor that serves as a carrier for at least one photoelectric converter that is mechanically connected to the phosphor.
  • radiation-electric transducers which have a phosphor which converts the absorbed X-rays into light, this light being used in a photosensitive transducer with e.g. B. a photodiode is converted into an electrical signal.
  • the entire transducer thus represents a detector for the radiation intensity received.
  • a scintillator can be provided as the phosphor and a c-Si photodiode can be provided as the photodiode.
  • a converter of the type mentioned is described in DE 30 09 723 AI. None is said about the type of photoelectric converter and about the electrical contacting of the photoelectric converter.
  • a converter is described in US Pat. No. 4,734,588, which has a carrier on which a photodiode array including the electrodes required for its electrical contacting is attached. Scintillators assigned to the individual photodiodes are glued to the photodiode array. Depending on the exemplary embodiment, the active sides of the photodiodes can face the scintillator or face away from it. From Tetsuhiko Takahashi et al. , "Design of Integrated Radiation Detectors with a-Si Photodiodes on Ceramic Scintillators for Use in X-Ray Computed Tomography", IEEE Transactions on Nuclear Science, Vol. 37, No.3, June 1990, pages 1478-1482, it is known that both c-Si photodiodes and a-Si photodiodes can be used in radiation-electric converters.
  • the object of the invention is to construct a radiation-electric converter, consisting of a phosphor and a photodiode, as simply as possible.
  • the phosphor serves as a carrier for at least one photodiode and for the contacts required to make electrical contact with it.
  • a special carrier material e.g. a substrate or a printed circuit board can be omitted.
  • Fig. 1 is a side view of a radiation electric converter according to the invention.
  • FIG. 2 shows a variant of the converter according to FIG. 1 in a view from below.
  • a phosphor 1 in particular a ceramic scintillator, is shown, which carries a c-Si photodiode chip 2 on its underside.
  • the photodiode chip 2 is attached to the phosphor 1 with the aid of a transparent adhesive 3 connected.
  • the photodiode chip 2 is electrically contacted with the aid of a contact layer 4, which produces a conductive connection from the photodiode chip 2 to contacts 5, for example made of gold, which are vapor-deposited on the phosphor 1. From these contacts 5, which can be contact tracks, for example, the further electrical connection is made in a manner not shown with the help of, for example, gold wires.
  • the active side of the c-Si photodiode chip 2 i.e. the side which, as a result of corresponding process steps in the production, e.g. Diffusion processes, which is sensitive to light, faces the phosphor 1.
  • the contact layer 4 is designed as a so-called contact bump, which is electrically contacted to the contacts 5.
  • a module according to Figs. 1 and 2 can e.g. be installed in computer tomography or in baggage scanners in a collimator. In general, however, such a module is suitable for all types of devices in which radiation is converted into electrical signals.
  • lines 6 indicate radiation, e.g. X-rays.
  • the photodiode chip 2 is formed by a matrix of photodiodes, the contacts 5 being provided in a corresponding number. In the context of the invention, it is also possible to connect only one photodiode to one phosphor in the manner described.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Abstract

Es soll ein einfacher Aufbau eines Wandlers aus einem Szintillator (1) und einem c-Si-Fotodiodenchip (2) erzielt werden. Der Wandler (1) dient unmittelbar als Träger für den Fotodiodenchip (2), dessen aktive Seite über Kontaktbahnen (5) auf dem Szintillator (1) kontaktiert ist.

Description

Beschreibung
Strahlenelektrischer Wandler
Die Erfindung betrifft einen strahlenelektrischer Wandler mit einem Leuchtstoff, der als Träger für mindestens einen lichtelektrischen Wandler dient, der mit dem Leuchtstoff mechanisch verbunden ist.
In der Röntgentechnik werden strahlenelektrische Wandler benutzt, die einen Leuchtstoff aufweisen, der die absorbierte Röntgenstrahlung in Licht umwandelt, wobei dieses Licht in einem fotosensitiven Wandler mit z. B. einer Fotodiode in ein elektrisches Signal umgewandelt wird. Der gesamte Wandler stellt also einen Detektor für die empfangene Strahlungsintensität dar.
Als Leuchtstoff kann ein Szintillator und als Fotodiode eine c-Si-Fotodiode vorgesehen werden.
Ein Wandler der eingangs genannten Art ist in der DE 30 09 723 AI beschrieben. Über die Art des lichtelektrischen Wandlers und über die elektrische Kontaktierung des lichtelektrischen Wandlers ist nichts ausgesagt.
Außerdem ist in der US 4,734,588 ein Wandler beschrieben, der einen Träger aufweist, auf dem ein Fotodiodenarray samt der zu dessen elektrischer Kontaktierung erforderlichen Elektroden angebracht ist. Mit dem Fotodiodenarray sind den einzel- nen Fotodioden zugeordnete Szintillatoren verklebt. Dabei können die aktiven Seiten der Fotodioden je nach Ausführungsbeispiel dem Szintillator zugewandt oder von diesem abgewandt sein. Aus Tetsuhiko Takahashi et al . , "Design of Integrated Radiation Detectors with a-Si Photodiodes on Ceramic Scintillators for Use in X-Ray Computed Tomography", IEEE Transactions on Nuclear Science, Vol. 37, No.3, June 1990, pages 1478-1482, ist es bekannt, daß in strahlenelektrischen Wandlern sowohl c-Si-Fotodioden als auch a-Si-Fotodioden eingesetzt werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen strahlenelek- trischen Wandler, bestehend aus einem Leuchtstoff und einer Fotodiode, möglichst einfach aufzubauen.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Patentanspruches 1. Bei dem erfindungsgemäßen Wandler dient der Leuchtstoff als Träger für mindestens eine Fotodiode und für die zu deren elektrischer Kontaktierung erforderlichen Kontakte. Ein besonderes Trägermaterial, z.B. ein Substrat oder eine Leiterplatte, kann entfallen.
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines strahlenelektrischen Wandlers nach der Erfindung, und
Fig. 2 eine Variante des Wandlers gemäß Figur 1 in einer An- sieht von unten.
In den Fig. 1 und 2 ist ein Leuchtstoff 1, insbesondere ein keramischer Szintillator, gezeigt, der auf seiner Unterseite einen c-Si-Fotodiodenchip 2 trägt. Der Fotodiodenchip 2 ist mit Hilfe eines transparenten Klebers 3 mit dem Leuchtstoff 1 verbunden. Die elektrische Kontaktierung des Fotodiodenchips 2 erfolgt mit Hilfe einer Kontaktschicht 4, die eine leitende Verbindung vom Fotodiodenchip 2 zu Kontakten 5, z.B. aus Gold, herstellt, die auf dem Leuchtstoff 1 aufgedampft sind. Von diesen Kontakten 5 aus, bei denen es sich beispielsweise um Kontaktbahnen handeln kann, erfolgt die weitere elektrische Verbindung in nicht dargestellter Weise mit Hilfe von z.B. Golddrähten.
Die aktive Seite des c-Si-Fotodiodenchips 2, d.h. diejenige Seite, die infolge entsprechender Verfahrensschritte bei der Herstellung, z.B. Diffusionsvorgänge, lichtempfindlich ist, ist dem Leuchtstoff 1 zugewandt. Die Kontaktschicht 4 ist als sogenannter Kontakt-Bump ausgebildet, der elektrisch an die Kontakte 5 kontaktiert ist.
Ein Modul gemäß den Fig. 1 und 2 kann z.B. in der Computertomographie oder in Gepäckscannern in einem Kollimator eingebaut sein. Generell eignet sich aber ein solches Modul für alle Arten von Geräten, in denen Strahlung in elektrische Signale gewandelt wird. In der Figur 1 deuten die Linien 6 Strahlung an, z.B. Röntgenstrahlung.
Der Fotodiodenchip 2 ist von einer Matrix von Fotodioden ge- bildet, wobei die Kontakte 5 in entsprechender Anzahl vorgesehen sind. Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, in der geschilderten Weise nur eine Fotodiode mit einem Leuchtstoff zu verbinden.

Claims

Patentansprüche
1. Strahlenelektrischer Wandler mit einem Leuchtstoff (1), der als Träger für mindestens eine c-Si-Fotodiode (2) dient, die mit dem Leuchtstoff (1) mechanisch verbunden ist, wobei die aktive Seite der c-Si-Fotodiode (2) dem Leuchtstoff (1) zugewandt ist und elektrisch mit auf dem Leuchtstoff (1) aufgebrachten Kontakten (5) verbunden ist.
2. Wandler nach Anspruch 1, bei dem die c-Si-Fotodiode (2) mit dem Leuchtstoff (1) durch einen transparenten Kleber (3) verbunden ist.
3. Wandler nach Anspruch 1 oder 2, bei denen ein c-Si-Foto- diodenchip (2) mit einer Vielzahl von c-Si-Fotodioden vorgesehen ist, denen die erforderliche Anzahl von Kontakten (5) auf dem Leuchtstoff (1) zugeordnet ist.
PCT/DE1998/001807 1997-07-02 1998-07-01 Strahlenelektrischer wandler WO1999001783A2 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/242,180 US6133574A (en) 1997-07-02 1998-07-01 Radiation-electrical transducer
JP11506112A JP2001500626A (ja) 1997-07-02 1998-07-01 放射線電気変換器

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19728237A DE19728237A1 (de) 1997-07-02 1997-07-02 Strahlenelektrischer Wandler
DE19728237.7 1997-07-02

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO1999001783A2 true WO1999001783A2 (de) 1999-01-14
WO1999001783A3 WO1999001783A3 (de) 1999-03-25

Family

ID=7834412

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE1998/001807 WO1999001783A2 (de) 1997-07-02 1998-07-01 Strahlenelektrischer wandler

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6133574A (de)
JP (1) JP2001500626A (de)
DE (1) DE19728237A1 (de)
WO (1) WO1999001783A2 (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6512809B2 (en) * 2000-05-02 2003-01-28 Siemens Aktiengesellschaft Radiation detector for an X-ray computed tomography apparatus
DE10244178A1 (de) * 2002-09-23 2004-04-08 Siemens Ag Röntgendetektor aus einem Szintillator mit Fotosensorbeschichtung und Herstellungsverfahren
DE10332333B4 (de) * 2003-07-16 2006-08-03 Siemens Ag Detektormodul
DE102010011582B4 (de) * 2010-03-16 2011-12-01 Siemens Aktiengesellschaft Detektormodul für einen Strahlendetektor und Strahlendetektor
WO2016064374A1 (en) * 2014-10-20 2016-04-28 Analogic Corporation Detector unit for detector array of radiation imaging modality

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5041729A (en) * 1987-10-28 1991-08-20 Hitachi, Ltd. Radiation detector and manufacturing process thereof
US5629524A (en) * 1995-02-21 1997-05-13 Advanced Scientific Concepts, Inc. High speed crystallography detector

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3009723A1 (de) * 1980-03-13 1981-09-24 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Strahlenmesseinrichtung
JPS6243585A (ja) * 1985-08-21 1987-02-25 Toshiba Corp Ｘ線ｃｔ用検出器

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5041729A (en) * 1987-10-28 1991-08-20 Hitachi, Ltd. Radiation detector and manufacturing process thereof
US5629524A (en) * 1995-02-21 1997-05-13 Advanced Scientific Concepts, Inc. High speed crystallography detector

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TAKAHASHI TETSUHIKO ET AL: "Design of integrated radiation detectors with a-Si photodiodes on ceramic scintillators for use in X-ray computed tomography" IEEE TRANS NUCL SCI;IEEE TRANSACTIONS ON NUCLEAR SCIENCE JUN 1990, Bd. 37, Nr. 2 part 2, Juni 1990, Seiten 1478-1482, XP002087292 in der Anmeldung erw{hnt *

Also Published As

Publication number Publication date
DE19728237A1 (de) 1999-01-07
JP2001500626A (ja) 2001-01-16
US6133574A (en) 2000-10-17
WO1999001783A3 (de) 1999-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60225916T2 (de) Festkörper-röntgendetektormodul und mosaikförmige anordnung desselben, sowie ein bildherstellungsverfahren und eine vorrichtung dazu, die dieses modul verwendt
DE3829912C2 (de)
DE10142531A1 (de) Sensoranordnung aus licht- und/oder röntgenstrahlungsempfindlichen Sensoren
CN1318860C (zh) 放射线检测器
DE3813079A1 (de) Roentgenstrahlen-detektoreinrichtung
DE102006035005A1 (de) Megavolt-Bildgebung mit einem Photoleiter-basiertem Sensor
US5041729A (en) Radiation detector and manufacturing process thereof
DE10392637T5 (de) Hintergrundbeleuchtetes Photodioden-Array und Verfahren zum Herstellen desselben
DE69825808T2 (de) Photoelektrische Umwandlungsanordnung
DE102005003378A1 (de) Vorrichtung zur Erkennung ionisierender Strahlung
DE2647274C2 (de) Phototransistorfeld als Halbleiter-Bildaufnehmer und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102009047202A1 (de) Detektor
DE3733645A1 (de) Raumfahrtsolarzelle
DE4422928A1 (de) Zweidimensionaler Strahlungsdetektor
DE60307994T2 (de) Aktiverpixelsensormatrix und dessen herstellungsverfahren
WO1999001783A2 (de) Strahlenelektrischer wandler
EP1196952B1 (de) Detektormodul für röntgendetektorsystem
DE102015216527B3 (de) Röntgendetektor mit kapazitätsoptimiertem, lichtdichtem Padaufbau und medizinisches Gerät mit diesem Röntgendetektor
DE2818002C2 (de) Flüssigkristall-Lichtventil
DE112009004716T5 (de) Strahlungsdetektor
US7042008B2 (en) Image sensor and method of manufacturing the same
EP1059671B1 (de) Röntgenstrahlbildsensor
EP1532692B1 (de) Sensoranordnung zum erfassen einer strahlung, computertomograph mit dieser sensoranordnung und zugehöriges herstellungsverfahren
EP3376261B1 (de) Röntgendetektor aufweisend ein konverterelement mit umverdrahtungseinheit
EP0416147B1 (de) Röntgendetektor

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): JP US

ENP Entry into the national phase

Ref country code: JP

Ref document number: 1999 506112

Kind code of ref document: A

Format of ref document f/p: F

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 09242180

Country of ref document: US

AK Designated states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): JP US