[发明专利]具有成角度的表面的辐射探测器及其制造方法

说明书

技术领域

本文公开的主题一般涉及成像探测器，并且更具体而言，涉及固态辐射探测器。

背景技术

关于联邦资助的研究和开发的声明

本发明在国土安全部的国内核探测部门（DNDO）授予的美国政府合同No.HSHQDC-08-C-00174下由政府支持而完成。美国政府享有本发明的一定权利。

用于诊断成像系统的探测器，例如用于单光子发射计算机层析成像（SPECT）和计算机层析成像（CT）成像系统的探测器，常常由半导体材料生产而成，除了别的以外，诸如常常被称为CZT的碲化锌镉（CdZnTe）、碲化镉（CdTe）、溴化铊（TlBr）和硅（Si）。半导体探测器的特征在于比由闪烁材料制成的探测器具有更高能量的分辨率。因此，这样的材料也用于需要在室温下的辐射能谱学的安全应用，以及用来执行放射性同位素的探测和识别。

用于成像和能谱学应用两者的这些半导体探测器典型地包括像素化探测器模块的阵列。探测器模块由传感器瓦（sensor tile）形成，传感器瓦具有成锐角的角和边，因为传感器瓦未受到保护并且在一个或多个侧部上没有支承材料，所以角和边易于断裂。因此，这些角和边具有增大的剥落的可能性。例如，在诸如装配和运输期间对瓦进行机械处置而产生的应力（包括冲击应力）能使传感器瓦断裂。对于手持式或便携式能谱仪探测器，由于意外掉落而可能发生机械冲击。通过与支承材料接触，应力在机械上集中和加强，从而导致应变更局部化。在易碎的传感器材料中，与宽的面相比，这个集中效应导致在边和角处有更多裂纹产生和传播。

另外，尖锐的角和边会导致电场加强，电场加强会导致有更多电流，以及导致高电压操作随着时间的过去而逐渐降级。在操作中，较高的偏压对电荷收集将是有益的，并且将改进能量分辨率。但是，由于过度漏泄和高电压击穿或最终导致击穿的逐渐的高电压起痕（tracking）的可能性，所以在传统探测器中使用较高的电压是不可能的。

发明内容

根据各种实施例，提供一种辐射探测器模块，其包括构造成探测辐射的多个传感器瓦。该多个传感器瓦具有（i）限定该多个传感器瓦的顶部表面和底部表面的顶部边和底部边，（ii）限定该多个传感器瓦的侧部的侧壁边，以及（iii）由顶部边和底部边以及侧壁边限定的角。辐射探测器模块还具有带有斜角的至少一个斜切表面，其中，斜切表面包括顶部边或底部边、侧壁边或角中的至少一个的斜切。

根据其它实施例，提供一种医学成像系统，其包括台架（gantry）和由多个探测器模块形成的至少一个成像探测器。该探测器模块包括多个传感器瓦，该多个传感器瓦构造成探测辐射，并且具有限定斜角小面（facet）的至少一个斜切表面，其中，斜切表面包括多个传感器瓦的边或角中的至少一个。

根据另外的其它实施例，提供一种辐射能谱仪系统，其包括由多个探测器模块形成的至少一个高能量分辨率探测器。该探测器模块包括多个传感器瓦，该多个传感器瓦构造成探测辐射，以及具有限定斜角小面的至少一个斜切表面，其中，斜切表面包括多个传感器瓦的边或角中的至少一个。

根据另外的其它实施例，提供一种用于形成用于辐射探测器的探测器模块的方法。该方法包括：切割衬底以形成多个传感器瓦；以及在传感器瓦上形成限定斜角小面的至少一个斜切表面，其中，该斜切表面包括多个传感器瓦的边或角中的至少一个。该方法还包括用具有至少一个斜切表面的传感器瓦形成探测器模块。

附图说明

图1是像素化探测器的一部分的横截面图；

图2是传感器瓦的简化透视图；

图3是根据实施例而形成的探测器模块的透视图；

图4是根据一个实施例而形成的传感器瓦的透视图；

图5是用图4的传感器瓦形成的平铺式模块的俯视图；

图6是图5的平铺式模块的侧视图；

图7是根据另一个实施例而形成的传感器瓦的透视图；

图8是用图7的传感器瓦形成的平铺式模块的俯视图；

图9是图8的平铺式模块的一部分的侧视图；

图10是根据另一个实施例而形成的传感器瓦的透视图；

图11是用图10的传感器瓦形成的平铺式模块的俯视图；

图12是图11的平铺式模块的侧视图；

图13是根据另一个实施例而形成的传感器瓦的透视图；

图14是根据另一个实施例而形成的传感器瓦的透视图；

图15是用图13的传感器瓦形成的平铺式模块的顶部透视图；

图16是根据另一个实施例而形成的且示出了不同的形状的传感器瓦的透视图；