[发明专利]放射线图像探测器

说明书

本发明实施例提供一种放射线图像探测器。放射线图像探测器包括：基板；位于基板上的光学图像探测器，光学图像探测器包括复数个周期性排列的光敏像素的阵列；光敏像素包括光电转换层，光电转换层用于将可见光转换为电荷；光电转换层包括有效区域和无效区域，有效区域的面积总和小于光电转换层的70％的面积，无效区域包括光电转换层上有效区域以外的区域；放射线转换层，位于光学图像探测器的远离基板一侧，将放射线转换成可见光；光敏像素还包括导光结构层，位于放射线转换层和光电转换层之间，将可见光汇聚到有效区域。本发明能够在保证光电转换产出额的前提下有效减小暗电流。

技术领域

本发明涉及探测器技术领域，尤其涉及一种放射线图像探测器。

背景技术

平板式X射线图像探测器已经被广泛应用于数字化医疗诊断和放射线治疗的实时监控。与传统的X光胶片相比，这种平板式图像探测器具有快捷、低成本、低曝光量、高图像质量等优点，并且便于数据的存储，发送和运算，能够融入数字化医疗系统中。

图1为相关技术的一种放射线图像探测器示意图，如图1所示包括有放射线转换层103＇和可见光图像探测器102＇，其中，可见光图像探测器102＇包括多个光电转换器件(图中仅示意出一个)，光电转换器件包括光电二极管，光电二极管包括p型掺杂层Z1＇、n型掺杂层Z2＇和半导体薄膜G＇。为了能够高效率地收集在光电二极管体内产生的光生电荷，并且保有足够的动态范围，也就是说在电荷存储中不至于饱和，通常在光电二极管的两端(图中第一电极C1＇和第二电极C2＇上)要施加足够高的反向电压。如图1所示的，在顶部的P型掺杂层Z1＇施加一个比如-5V到-10V的电压，对于大剂量的放射线照射的场合，需要施加甚至-15V的电压。对于制作良好的半导体薄膜G＇，比如通过PECVD制作的氢化非晶硅薄膜a-SiH，2V左右的反向偏置电压对于每微米厚度的a-SiH薄膜来说，收集光生载流子已经足够，更高的电压主要是为了足够宽的动态范围。然而半导体光电二极管的暗电流，主要是从阴极或者阳极(图中第一电极C1＇或第二电极C2＇)注入的暗电流，随着偏置电压的增大，会增大的很快。光电二极管的暗电流不仅使得实际的对于入射光响应的动态范围变窄以外，还会造成暗电流的散弹噪声，和横跨整个影像探测器平面的大范围的暗电流的非均匀性产生的虚假的图像背景。

暗电流和光电流，在正常情况下都正比于光电二极管的面积，所以无法通过简单地减少光电二极管的面积来减小暗电流而不伤害到光电二极管的光电变换效率。因此，设法找到一种特殊的结构或者结合其特殊结构的驱动方式，在不减小光电二极管的光电变换效率的前提下，减少光电二极管的暗电流，就成为本发明的目的之一。

发明内容

本发明实施例提供一种放射线图像探测器，能够在不影响光电转换产出额的同时减小暗电流，以提升探测图像质量。

本发明实施例提供一种放射线图像探测器，包括：基板；

位于基板上的光学图像探测器，光学图像探测器包括复数个周期性排列的光敏像素的阵列；

其中，光敏像素包括光电转换层，光电转换层用于将可见光转换为电荷；

光电转换层包括有效区域和无效区域，有效区域的面积总和小于光电转换层的70％的面积，无效区域包括光电转换层上有效区域以外的区域；

放射线转换层，位于光学图像探测器的远离基板一侧，将放射线转换成可见光；

光敏像素还包括导光结构层，位于放射线转换层和光电转换层之间，将可见光汇聚到有效区域。

本发明实施例提供的放射线图像探测器，具有如下有益效果：