[发明专利]表面溅射钨、微孔内沉积二氧化铪的滤线栅格及制造方法

说明书

本发明涉及一种表面溅射钨、微孔内沉积二氧化铪的滤线栅格及制造方法，属于X射线诊断成像设备领域。本发明采用的技术方案是：由多块高铅当量的玻璃微孔阵列单元拼接而成，玻璃微孔阵列单元上均布微孔通道，玻璃微孔阵列单元为厚度3mm、边长d的正六边形，d为10~20mm，玻璃微孔阵列单元上、下表面磁控溅射钨，形成有100~200nm厚度的金属钨镀层，微孔通道内原子层沉积二氧化铪，形成20nm的二氧化铪薄膜。本发明制得的滤线栅格光纤面板，相比采用铅玻璃直接制作微孔阵列作为滤线栅中空单元块，具有更好防散射性能，能够更好的提高图像对比度和分辨率，有利于消除摩尔纹现象对图像质量的影响。

技术领域

本发明涉及一种表面溅射钨、微孔内沉积二氧化铪的滤线栅格及制造方法，属于X射线诊断成像设备领域。

背景技术

在X射线成像中广泛使用防散射滤线栅(grid)来增强图像质量。从点源发射的X射线穿过患者或物体，然后在合适的X射线检测器中加以检测。X射线成像通过X射线检测器上的位置检测X射线的强度而工作。具有较小光强度的较暗区域对应于物体中的较高密度或较大厚度区域，而具有较大光强度的较亮区域则对应于物体中的较低密度或较小厚度区域。这种方法依赖于穿过物体或被吸收的X射线。但是，X射线也可能在患者或物体中经历散射过程，主要是康普顿散射。这些散射后的X射线生成图像噪声，降低了图像的质量。为了减少这部分散射X射线的影响，采用在滤线栅表面磁控溅射钨、微孔通道内原子层沉积二氧化铪的方法来达到更好的防散射性能。传统的防散射滤线栅防散射性能差，一般采用铅条和铝条交叉叠在一起制作而成，或者在碳钎维基板上切割凹槽再进行灌铅后封装而成。

防散射滤线栅性能的主要度量之一是定量改善因子（QIF，quantum improvementfactor）,其中QIF=Tp²/Tt。Tp为滤线栅的一次辐射透过率，Tt是总辐射透过率。当QIF≥1时，表示滤线栅能够改善图像质量，而QIF＜1时，表示滤线栅实际上对图像质量有损害。

防散射滤线栅的首要设计度量是线频率、线厚度和滤线栅高度，通常将它们称作栅格比。通常以线/cm为单位表示的线频率给出在给定距离中吸收材料带的数量。线厚度正好是吸收铅条的厚度，它通常用微米为单位表示。栅格比是滤线栅高度与空隙距离(一对滤线栅线之间的低吸收材料的量)之比。在制造滤线栅时所使用的材料以及滤线栅覆盖物的类型和厚度也会影响滤线栅性能，滤线栅覆盖物是用于包裹滤线栅以提供机械支撑的非活性薄片。在设计防散射滤线栅时，由于制造精度的局限性，用非常薄的铅条制造滤线栅存在限制，所以滤线栅线总是比需要的厚，从而影响成像效果。另外一种利用细锯来在石墨衬底中开槽并用铅填充这些槽来制作滤线栅同样也受到制造精度的限制。

其中，磁控溅射是近年来实现工业应用过程中，利用率较多的一种物理气相沉积技术，磁控溅射镀膜是指在真空条件下，利用获得功能的粒子轰击靶材料表面，使靶材表面原子获得足够的能量而逃逸的过程。被溅射的靶材沉积到基材表面，就称作溅射镀膜。

在现有方法中，通常采用原子层沉积(ALD)工艺制造二氧化铪材料层。ALD工艺中工艺气体采用脉冲式充入到反应腔中并且每次反应都形成一层单原子材料层，重复多次形成由多层单原子材料层叠加而成的结构。

目前，尚未涉及到一种采用高铅当量玻璃微孔阵列技术并在表面磁控溅射钨、微孔通道内原子层沉积二氧化铪的制造方法来制作大面积聚焦式X射线防散射滤线栅。