專利名稱：X射線圖像檢測(cè)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及X射線檢測(cè)器和X射線檢查裝置，該裝置使用該檢測(cè)器。特別地，該檢測(cè)器通過具有與固態(tài)X射線檢測(cè)器電路集成在一起的曝光測(cè)量電路，來提供圖像信號(hào)和曝光控制信號(hào)。這使得在圖像獲取過程期間能夠?qū)崟r(shí)控制X射線曝光。
眾所周知，作為檢查組織吸收率的函數(shù)，病人的X射線曝光應(yīng)當(dāng)受到控制。例如，高亮度感光過度區(qū)域可能出現(xiàn)在圖像中，其例如，由沒有(或僅僅幾乎沒有)由被檢查物體比如病人減弱的X射線產(chǎn)生。具有低X射線吸收率的組織例如肺組織，將提供較低的衰減，并因此需要較低的X射線曝光來獲得給定對(duì)比度的圖像，并防止圖像檢測(cè)器的飽和。
對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，已知的X射線檢查裝置的結(jié)構(gòu)是熟知的。典型地，該裝置包括用于借助X射線束照射接受放射性檢查的病人的X射線源。由于病人體內(nèi)X射線吸收率的局部差異，形成X射線圖像。X射線檢測(cè)器從該X射線圖像中得到圖像信號(hào)。在使用光學(xué)傳感器的檢測(cè)器中，該檢測(cè)器具有用于將入射X射線能量轉(zhuǎn)換成光學(xué)信號(hào)的轉(zhuǎn)換層或表面。在過去，這些光學(xué)信號(hào)大部分由圖像增強(qiáng)器拾取鏈(pick-up chain)檢測(cè)，其包括X射線圖像增強(qiáng)器和電視攝像機(jī)。
最近，已經(jīng)建議使用固態(tài)X射線檢測(cè)器。對(duì)于這種裝置存在兩種基本的結(jié)構(gòu)。
在所謂的“間接”檢測(cè)器裝置中，入射的X射線輻射首先被轉(zhuǎn)換成光。提供光敏電池陣列，每一個(gè)包含光敏元件(光電二極管)，和電荷存儲(chǔ)裝置(其可以是獨(dú)立的元件或者它可以是光電二極管的固有電容)。
在所謂的“直接”檢測(cè)器裝置中，使用X射線靈敏光電導(dǎo)體將X射線直接轉(zhuǎn)換成電子。由于光電導(dǎo)體不具有自身電容，因此通過薄膜技術(shù)制作電容器，以使其用作電荷存儲(chǔ)裝置。
在X射線曝光期間，將入射到每個(gè)電池上的光存儲(chǔ)為電荷存儲(chǔ)裝置上的電荷水平，以在該曝光周期的最后將其讀出。因?yàn)榇鎯?chǔ)電荷的讀出有效地復(fù)位該圖像傳感器，所以這只能在X射線曝光周期的最后被執(zhí)行。因此，不可能使用來自這種類型的圖像傳感器的輸出信號(hào)來實(shí)時(shí)控制該曝光周期，因?yàn)檫@種輸出只在曝光的最后可獲得。
一種獲取劑量控制的可能方法是分析獲得的圖像，然后以不同的曝光水平重復(fù)圖像獲取過程。當(dāng)然，這增加了將病人完全暴露于潛在有害的X射線下，而且對(duì)于快速改變圖像，或其中快速連續(xù)獲取不同視點(diǎn)的圖像來說，也是不適合的。
已經(jīng)建議外部劑量感測(cè)裝置，其獨(dú)立于固態(tài)圖像檢測(cè)器，但這些會(huì)使圖像質(zhì)量退化。
還已經(jīng)建議將劑量感測(cè)元件結(jié)合到普通的圖像感測(cè)像素布局中。當(dāng)電荷在像素中產(chǎn)生時(shí)，產(chǎn)生劑量感測(cè)信號(hào)，并且可以檢測(cè)這個(gè)信號(hào)，而不用讀取存儲(chǔ)在像素信號(hào)電荷存儲(chǔ)裝置上的信號(hào)。
在WO 02/25314中描述了集成劑量感測(cè)系統(tǒng)的第一個(gè)實(shí)例。在一些實(shí)施例中，另外的劑量感測(cè)元件是另外的分接電容器(tappingcapacitor)，并且當(dāng)電容器電壓變化時(shí)，檢測(cè)電荷流。在其它實(shí)例中，該另外的劑量感測(cè)元件是晶體管，并且將像素電壓施加到驅(qū)動(dòng)晶體管的柵極。在這種情況下，另外的晶體管用作電流源，并且測(cè)量這個(gè)電流。
在WO 03/100459中描述了劑量感測(cè)系統(tǒng)的第二個(gè)實(shí)例。在這種情況下，該另外的劑量感測(cè)元件是另外的晶體管，但它是該晶體管的關(guān)斷電容(off-capacitance)，其被用來分接一部分的該信號(hào)，并且電容耦合基本上是被用來提供劑量感測(cè)信號(hào)。
在上述兩個(gè)實(shí)例中，以比圖像檢測(cè)功能低的分辨率執(zhí)行該劑量感測(cè)功能。為了這個(gè)目的，將像素分成子陣列，并且每個(gè)子陣列提供單一的劑量感測(cè)輸出，但是該子陣列的每個(gè)像素提供單獨(dú)的圖像傳感器輸出。
這些已知的集成劑量感測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)問題是不同劑量感測(cè)信號(hào)之間的串?dāng)_。這個(gè)串?dāng)_由像素電極和用來讀出劑量感測(cè)信號(hào)(從其它像素)的讀出線之間的電容耦合產(chǎn)生。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種X射線檢測(cè)器裝置，其包含檢測(cè)器像素陣列，每個(gè)像素包含用于將入射輻射轉(zhuǎn)換成電荷流的轉(zhuǎn)換元件、電荷存儲(chǔ)元件和開關(guān)裝置，其能夠?qū)⒋鎯?chǔ)的電荷提供給該像素的輸出，其中將該像素陣列配置成多個(gè)子陣列，每個(gè)子陣列包含多個(gè)像素，在每個(gè)子陣列中的這些像素共享提供給劑量感測(cè)輸出導(dǎo)體的公共劑量感測(cè)輸出，其延伸到該像素陣列的外圍，其中用于像素的其中一個(gè)子陣列的劑量感測(cè)輸出導(dǎo)體穿過由像素的另一個(gè)子陣列占據(jù)的區(qū)域，其中提供多個(gè)另外的屏蔽電極，并且對(duì)于像素的每個(gè)子陣列，屏蔽電極基本上鄰近于該劑量感測(cè)輸出導(dǎo)體。
這些屏蔽電極降低了該劑量感測(cè)輸出和其它像素電極之間的串?dāng)_。特別地，該劑量感測(cè)輸出穿過由與該劑量感測(cè)輸出不相關(guān)的像素占據(jù)的區(qū)域，并且由這些像素引起的串?dāng)_被降低。
這些屏蔽電極優(yōu)選地由與劑量感測(cè)輸出導(dǎo)體相同的一個(gè)或多個(gè)過程層形成。這樣，它們不會(huì)使該制造過程復(fù)雜化。每個(gè)劑量感測(cè)輸出導(dǎo)體可以被夾在屏蔽電極和另一電極之間，并且該劑量感測(cè)輸出導(dǎo)體、屏蔽電極和另一電極彼此平行，且由相同的一個(gè)或多個(gè)過程層形成。
優(yōu)選地將這些像素配置成行和列，并且劑量感測(cè)輸出導(dǎo)體在列方向上延伸。劑量感測(cè)輸出導(dǎo)體還可以起到圖像傳感器數(shù)據(jù)輸出導(dǎo)體的作用。這對(duì)于其中每個(gè)像素的開關(guān)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)像素子陣列的多路轉(zhuǎn)換功能的像素是適合的。
在另一種配置中，劑量感測(cè)輸出導(dǎo)體沿著行方向延伸，以及單獨(dú)的檢測(cè)器數(shù)據(jù)輸出導(dǎo)體沿著列方向延伸。這對(duì)于其中電容耦合被提供給單獨(dú)的劑量感測(cè)線的像素是適合的。
可以將屏蔽電極全部電連接在一起，例如在像素陣列的外面。
在具有多路轉(zhuǎn)換功能的像素設(shè)計(jì)中，該檢測(cè)器裝置可以兩種模式操作，第一種模式，其中將響應(yīng)入射輻射的電荷流部分地耦合到用于測(cè)量的劑量感測(cè)輸出作為劑量感測(cè)信號(hào)，和第二種模式，其中電荷流通過在電荷存儲(chǔ)元件和用于測(cè)量的劑量感測(cè)輸出之間的像素開關(guān)裝置被耦合作為檢測(cè)信號(hào)，以及其中該開關(guān)裝置借助第一和第二控制信號(hào)接通，其使得能夠選擇子陣列內(nèi)的單個(gè)像素。
在這種配置中，公共輸出用于曝光期間的劑量感測(cè)，并且以對(duì)應(yīng)于子陣列的尺寸的分辨率執(zhí)行該劑量感測(cè)。然后可以將讀出放大器的數(shù)量降低到每一像素子陣列一個(gè)。
每個(gè)像素的像素電極典型地形成在陣列的上部區(qū)域處，并且劑量感測(cè)輸出導(dǎo)體可以形成在陣列的下部區(qū)域處(例如由用于像素晶體管柵極的金屬層形成)。然后每個(gè)像素可以進(jìn)一步包含中間導(dǎo)體層，其與像素的其它子陣列的劑量感測(cè)輸出導(dǎo)體重疊，其穿過由像素的子陣列占據(jù)的區(qū)域。這提供了另外的屏蔽級(jí)。
該中間導(dǎo)體層可以由還形成檢測(cè)器輸出導(dǎo)體的層形成，因此該另外的屏蔽層也沒有引入另外的處理層。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種X射線檢測(cè)器裝置，其包含檢測(cè)器像素陣列，每個(gè)像素包含用于將入射輻射轉(zhuǎn)換成電荷流的轉(zhuǎn)換元件、電荷存儲(chǔ)元件和開關(guān)裝置，其能夠?qū)⒋鎯?chǔ)的電荷提供給該像素的輸出，其中將該像素陣列配置成多個(gè)子陣列，每個(gè)子陣列包含多個(gè)像素，每個(gè)子陣列中的像素共享在劑量感測(cè)輸出導(dǎo)體上提供的公共劑量感測(cè)輸出，其延伸到該像素陣列的外圍，其中用于像素的其中一個(gè)子陣列的劑量感測(cè)輸出導(dǎo)體穿過由像素的另一個(gè)子陣列占據(jù)的區(qū)域，其中每個(gè)像素進(jìn)一步包含用于形成在該陣列的上部區(qū)域處的每個(gè)像素的像素電極，以及劑量感測(cè)輸出導(dǎo)體形成在該陣列的下部區(qū)域處，其中每個(gè)像素進(jìn)一步包含中間導(dǎo)體層，該中間導(dǎo)體層與用于像素的其它子陣列的劑量感測(cè)輸出導(dǎo)體重疊，并且其穿過由像素的子陣列占據(jù)的區(qū)域。
本發(fā)明的X射線檢測(cè)器優(yōu)選地用于接收來自X射線源的由被檢查的物體減弱之后的X射線圖像。
現(xiàn)在將參照附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的實(shí)例，其中

圖1示出已知的X射線檢查裝置；圖2A示出圖1的裝置中使用的固態(tài)圖像傳感器的第一個(gè)已知的像素布局；圖2B示出圖1的裝置中使用的固態(tài)圖像傳感器的第二個(gè)已知的像素布局；圖3示出第一個(gè)具有劑量感測(cè)能力的已知的像素配置；圖4示出第二個(gè)具有劑量感測(cè)能力的已知的像素配置；圖5示出第三個(gè)具有劑量感測(cè)能力的已知的像素配置；圖6示出可以怎樣以已知的方式將像素分組成子陣列，以提供共享的劑量感測(cè)輸出；圖7到23以截面和平面圖示出實(shí)現(xiàn)固態(tài)圖像傳感器的各種已知技術(shù)，并且其可以被用來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明；圖24以平面圖示出使用頂上電容器技術(shù)實(shí)現(xiàn)的和針對(duì)圖5中所示類型的像素的本發(fā)明的第一像素配置；圖25以平面圖示出使用頂上電容器技術(shù)實(shí)現(xiàn)的和針對(duì)圖3和4中所示類型的像素的本發(fā)明的第二像素配置；圖26示出圖24的像素之間的連接；圖27以平面圖示出使用頂上電極技術(shù)實(shí)現(xiàn)的和針對(duì)圖5中所示類型的像素的本發(fā)明的第三像素配置；以及圖28示出對(duì)圖27的像素配置的修改；圖29以平面圖示出使用頂上電極技術(shù)實(shí)現(xiàn)的和針對(duì)圖5中所示類型的像素的本發(fā)明的第四像素配置；以及圖30示出對(duì)圖29的像素配置的修改。
圖1示出已知的X射線檢查裝置，其包括用于借助X射線束11照射被檢查的物體12如接受放射性檢查的病人的X射線源10。由于病人體內(nèi)X射線吸收的局部差異，X射線圖像形成在X射線檢測(cè)器14的X射線靈敏表面13上。
一個(gè)X射線檢測(cè)器14的已知的設(shè)計(jì)使用固態(tài)光學(xué)圖像傳感器。使用磷光體閃爍器13將入射X射線輻射轉(zhuǎn)換成光。該光可以被固態(tài)裝置14檢測(cè)?？蛇x擇地，可以使用X射線靈敏光電導(dǎo)體直接將X射線轉(zhuǎn)換成電子。
圖2A示出一個(gè)固態(tài)光學(xué)圖像傳感器的已知設(shè)計(jì)。該傳感器包含被配置成行和列的像素20的陣列。像素的行共享行地址線22，以及像素的列共享讀出線24。每個(gè)像素包含與電荷存儲(chǔ)電容器28平行的光電二極管26。該電容器28可以是單獨(dú)的部件，或者它可以簡(jiǎn)單地包含該光電二極管26的自身電容。該平行組合與用于那個(gè)特定像素的列讀出線24和公共電極30之間的薄膜晶體管29串聯(lián)地連接。將該像素陣列提供在玻璃基板32上。行驅(qū)動(dòng)電路34提供信號(hào)給行地址線22，以及列讀出線24提供來自基板32的輸出，并且每個(gè)列讀出線24與相應(yīng)的電荷靈敏放大器36相關(guān)聯(lián)。
光電二極管的作用是將入射輻射轉(zhuǎn)換成電荷流，其改變了存儲(chǔ)在電容器上的電荷水平。
圖2B示出固態(tài)直接X射線檢測(cè)器的已知設(shè)計(jì)。對(duì)于相同的部件使用與圖2A中相同的參考標(biāo)記。在使用光電導(dǎo)體直接轉(zhuǎn)換輻射的情況下，電容器28被實(shí)施為單獨(dú)的薄膜部件，此外，存儲(chǔ)的電荷的水平是來自該光電導(dǎo)體的電荷流的函數(shù)。該光電導(dǎo)體和電容器有效地替代圖2A的裝置中的磷光體轉(zhuǎn)換層和光電二極管，并且將光電導(dǎo)體260偏置到適當(dāng)?shù)牟僮麟妷骸?br> 在上述圖像傳感器裝置的操作中，電容器28被全部充電到初始值。這是通過前面的圖像獲取實(shí)現(xiàn)的，或者可以用所有行導(dǎo)體22上的初始復(fù)位脈沖實(shí)現(xiàn)。使用復(fù)位開關(guān)38復(fù)位電荷靈敏放大器。
在X射線曝光期間，對(duì)于間接轉(zhuǎn)換的情況，入射到光電二極管26上的光引起電荷在反偏壓方向上流過該光電二極管。這個(gè)電流源自電容器28，并且在那些電容器上產(chǎn)生電壓電平降。可選擇地，對(duì)于直接轉(zhuǎn)換的情況，通過該光電導(dǎo)體260的電荷流將電荷從電容器28消耗掉。
在X射線曝光的最后，將行脈沖依次施加到每個(gè)行導(dǎo)體22，以便導(dǎo)通在那一行中的像素的晶體管29。然后通過在公共電極30和列讀出線24之間流動(dòng)并流過晶體管開關(guān)的電流將電容器28再充電到初始電壓。在所示的實(shí)例中，這些電流將源自電荷靈敏放大器36，而不是流到它們。將電容器28再充電到初始水平所需的電荷量是存儲(chǔ)電容器28的放電量的指示，其又是像素對(duì)入射輻射的曝光的指示。該電荷流由電荷靈敏放大器測(cè)量。對(duì)于每一行重復(fù)該過程，以使得整個(gè)圖像能夠被恢復(fù)。
使用這種類型的固態(tài)圖像傳感器的問題是在曝光完成之后，只在讀出階段期間獲得像素信號(hào)。正如從上面描述中所顯現(xiàn)的，任何信號(hào)的讀出導(dǎo)致像素電容器28的再充電，并且有效地復(fù)位那些像素。因此，不可能在圖像獲取過程期間取樣，并且因此該圖像傳感器設(shè)計(jì)不允許獲得實(shí)時(shí)曝光測(cè)量。
圖3示出第一個(gè)已知的提供集成劑量感測(cè)功能的像素。
如圖3所示，該檢測(cè)器具有檢測(cè)器像素陣列，其被配置成多個(gè)子陣列40。每個(gè)子陣列40包含也被配置成行和列的多個(gè)像素。每個(gè)子陣列中的像素共享公共輸出42，并且存在與每個(gè)公共輸出相關(guān)聯(lián)的一個(gè)讀出放大器36。在該裝置的讀出期間，同時(shí)讀出每個(gè)子陣列中的一個(gè)像素。為了從每個(gè)子陣列40中選擇單個(gè)的像素，每個(gè)像素與行控制線44和列控制線46相關(guān)聯(lián)。行控制線44形成控制線組，其在不同的子陣列40之間被共享，類似地，列控制線46形成控制線組，其在不同的子陣列40之間被共享。組44中控制線的數(shù)量對(duì)應(yīng)于每個(gè)子陣列中行的數(shù)量，以及組46中控制線的數(shù)量對(duì)應(yīng)于每個(gè)子陣列中列的數(shù)量。
圖3以放大的形式示出了一個(gè)像素。至于更加傳統(tǒng)的像素結(jié)構(gòu)，每個(gè)像素具有用于將入射輻射轉(zhuǎn)換成電荷流的轉(zhuǎn)換元件26、可以是固有自身電容的電荷存儲(chǔ)元件、和能夠?qū)⒋鎯?chǔ)的電荷提供給該像素的輸出42的開關(guān)裝置50。
通過使用兩個(gè)控制信號(hào)，即行和列控制線44、46上的信號(hào)，該開關(guān)裝置50能夠選擇子陣列40內(nèi)的單個(gè)像素。
在圖3的實(shí)例中，開關(guān)裝置50包含在轉(zhuǎn)換元件和輸出42之間串聯(lián)的第一和第二薄膜晶體管52、54。第一晶體管52被列控制線46上的列選擇控制信號(hào)選通，以及第二晶體管54被行控制線44上的行選擇控制信號(hào)選通。這樣，這兩個(gè)晶體管52、54提供“與(AND)”功能，因此可以選擇兩維子陣列40內(nèi)的單個(gè)像素。在讀出期間，通過輸出42和光電二極管26之間的電荷流再充電單個(gè)像素，因此該讀出的分辨率是每像素。
該像素結(jié)構(gòu)還能夠在曝光期間提供劑量感測(cè)輸出。因此，該檢測(cè)器可以以兩種模式操作。在第一種模式中，其是曝光模式，開關(guān)裝置50被關(guān)斷，并且通過兩個(gè)都被關(guān)斷的晶體管52、54的源漏電容，響應(yīng)入射輻射的電荷流被部分耦合。現(xiàn)在將描述該電容耦合可以提供不破壞讀出信號(hào)的劑量感測(cè)信號(hào)的方式。
在圖像獲取過程之前再次將像素電容器28上的電壓預(yù)先設(shè)置為已知的電平。在X射線曝光期間，光電二極管26提供與入射到該像素上的劑量成比例的電荷流。該電荷的一部分存儲(chǔ)在像素電容器上，而另一部分流到開關(guān)裝置50的關(guān)斷電容上。這產(chǎn)生沿著讀出線42的相應(yīng)的電荷流。電荷靈敏放大器36測(cè)量該電荷流。子陣列40中的所有像素都與信號(hào)讀出線42相關(guān)聯(lián)，因此對(duì)于該子陣列中的所有像素求和該電荷流，并且劑量感測(cè)信號(hào)的分辨率是每子陣列而不是每像素。電荷靈敏放大器36在它的輸入處保持固定的電勢(shì)，因此沒有產(chǎn)生從一個(gè)像素單元到另一個(gè)的串?dāng)_。
在X射線曝光的最后，通過接通開關(guān)裝置以傳統(tǒng)的方式讀出這些像素，以允許電荷沿著讀出線42流動(dòng)，其對(duì)像素電容器28進(jìn)行再充電。這是第二種操作模式。然而，電荷還流到開關(guān)裝置50的關(guān)斷電容，因此在X射線曝光期間流到或流出該關(guān)斷電容的電荷并沒有丟失，而是在圖像讀出過程發(fā)生時(shí)被恢復(fù)。
該關(guān)斷電容明顯地小于該像素電容器，因此劑量感測(cè)信號(hào)(其實(shí)際上是跨越關(guān)斷的晶體管的電荷泄漏)相對(duì)小。將選擇晶體管設(shè)計(jì)用以提供該電容的適當(dāng)級(jí)別。對(duì)于一組像素的這些信號(hào)的求和有助于電荷流的測(cè)量，而在像素讀出期間只能使開關(guān)噪聲有小的提高。
該像素結(jié)構(gòu)能夠使讀出放大器的數(shù)量降低到像素的每一子陣列一個(gè)，并且這是通過在像素中具有多路轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)的。與用于像素子陣列的劑量感測(cè)相同的公共輸出用于單個(gè)像素信號(hào)的讀出，因此檢測(cè)器的分辨率沒有被降低。通過在開關(guān)裝置關(guān)斷時(shí)提供電容耦合到讀出線，并在開關(guān)裝置被接通時(shí)提供直接的導(dǎo)電耦合，該開關(guān)裝置能夠使相同的輸出被用于劑量感測(cè)和傳統(tǒng)的讀出。
圖4示出替換的像素布局。該操作與圖3的實(shí)例的相同，但開關(guān)裝置50具有不同的設(shè)計(jì)。該開關(guān)裝置50具有串聯(lián)在光電二極管26和輸出42之間的第一薄膜晶體管60和第二薄膜晶體管62。該第二薄膜晶體管62由來自行控制信號(hào)線44的行選擇控制信號(hào)選通，并且將來自列控制信號(hào)線46的列選擇控制信號(hào)切換到第一晶體管60的柵極。這樣，第二晶體管62單獨(dú)提供“與(AND)”功能。當(dāng)?shù)诙w管62關(guān)斷時(shí)(在以第一種模式的X射線曝光期間)，第一晶體管60的柵極形成浮置節(jié)點(diǎn)。當(dāng)與圖3的配置相比較時(shí)，這增加了第一晶體管60的源漏電容，其中晶體管52、54被有效地關(guān)斷。源漏電容的這種增加改進(jìn)了像素對(duì)劑量感測(cè)操作的靈敏度。
圖5示出另一個(gè)替換的像素布局。每個(gè)像素包括分接電容器70，其提供光電二極管電壓與劑量感測(cè)線72的電容耦合，其與普通輸出74是分開的。這種結(jié)構(gòu)需要兩個(gè)輸出連接到每個(gè)像素，但只需要一個(gè)晶體管，因此其降低了到該像素所需要的控制輸入的數(shù)量。該像素具有兩個(gè)輸出列線和一個(gè)行控制線，而不是一個(gè)輸出列線、一個(gè)行控制線和一個(gè)列控制線。
圖6以簡(jiǎn)化的形式示出對(duì)于其中將劑量感測(cè)輸出提供到與像素輸出相同的導(dǎo)體上的實(shí)例，怎樣將子陣列劑量感測(cè)輸出提供給外部測(cè)量電路。
在圖6中，控制線46沒有被示出。結(jié)合的像素和劑量感測(cè)輸出被示為42。在像素的子陣列75內(nèi)，將所有的像素輸出連接到輸出線42之一上，并且其具有它自己的讀出放大器77。在每個(gè)子陣列75內(nèi)，制作至公共輸出線的內(nèi)部連接76。每個(gè)輸出線42穿過其它像素子陣列，并且這些其它子陣列中的像素沒有連接到該線42。這產(chǎn)生了一個(gè)子陣列中的像素信號(hào)和其穿過的另一個(gè)子陣列的輸出線之間的串?dāng)_問題。
相同的問題產(chǎn)生在圖5的分接電容器實(shí)例中，以及其中為劑量感測(cè)信號(hào)和輸出信號(hào)提供不同的導(dǎo)體的實(shí)例，和其中輸出線被共享的實(shí)例。
可以以幾種不同的技術(shù)實(shí)現(xiàn)X射線檢測(cè)器，其全部是醫(yī)學(xué)圖像傳感器中所關(guān)心的，并且可應(yīng)用于本發(fā)明。圖7到23示出對(duì)于已知的像素結(jié)構(gòu)，醫(yī)學(xué)圖像傳感器所關(guān)心的主要技術(shù)的截面和平面圖。簡(jiǎn)單地提供這些圖來示出可利用的技術(shù)的范圍，并且其可以用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。這些圖中的一些示出標(biāo)準(zhǔn)的像素結(jié)構(gòu)(不具有集成的劑量感測(cè))，以及一些示出具有集成的劑量感測(cè)的像素結(jié)構(gòu)。沒有詳細(xì)描述這些截面中的特定層，因?yàn)檫@些細(xì)節(jié)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是已知的。圖7到23還用來闡明上面概述的已知的集成劑量感測(cè)7像素布局的問題。
圖7以截面示出平面光電二極管-TFT像素，以及圖8以平面圖示出像素布局。在該設(shè)計(jì)中，該光電二極管在像素電極的下面，并且將光電二極管構(gòu)造在源極/漏極金屬層的上面。在該設(shè)計(jì)中，光電二極管和TFT源極或漏極之間的連接與頂部光電二極管接觸在一起，以及該光電二極管的底部接觸是用于所有光電二極管的公共接觸。圖7和8示出光電二極管26、數(shù)據(jù)線24、TFT 29、公共電極30和柵極線22。
圖9以截面示出替換的平面TFT-光電二極管技術(shù)，其中該TFT連接到該光電二極管的底部接觸。該光電二極管的頂部接觸是用于所有光電二極管的公共接觸。圖10以平面圖示出像素布局。此外，示出了光電二極管26、數(shù)據(jù)線24、TFT 29、公共電極30和柵極線22。
圖11以截面示出頂上二極管技術(shù)，以及圖12以平面圖示出像素布局(對(duì)于不具有劑量感測(cè)的像素)。在該設(shè)計(jì)中，沒有TFT結(jié)構(gòu)的層被用于光電二極管，其代替地形成在平面化層上。在該層中通過通孔制作至TFT源極或漏極的連接。此外，示出了光電二極管26、數(shù)據(jù)線24、TFT 29、公共電極30和柵極線22。
劑量感測(cè)型式需要分路連接22a，并且該分路連接示于圖11中。具有劑量感測(cè)的頂上二極管配置示于圖17中。該分路連接22a是源極-漏極金屬水平和柵極金屬水平之間的連接(圖17中標(biāo)示為“輸出像素的鏈接”)。該輸出鏈接只在一些像素上需要?？梢詫⒉痪哂蟹致愤B接(一個(gè)掩模不足)的更簡(jiǎn)單的工藝用于不具有劑量感測(cè)的檢測(cè)器。
圖13以截面示出利用光電二極管技術(shù)的頂上電極。公共電極30連接到光電二極管堆疊26的頂部，以及光電二極管堆疊的底部直接連接到TFT 29的源極或漏極。圖14以平面圖示出該像素布局(對(duì)于不具有劑量感測(cè)的像素)。
對(duì)于劑量感測(cè)型式再次需要分路連接22a，并且該分路連接示于圖13中。具有劑量感測(cè)的頂上電極配置示于圖18中。
圖15和16分別示出采用圖7、8和圖9、10的平面TFT-光電二極管技術(shù)以及使用具有分接電容器Ctap的劑量感測(cè)像素實(shí)現(xiàn)的集成劑量感測(cè)。在每一種情況下，以平面圖示出像素布局。
劑量感測(cè)輸出線被示為72，以及內(nèi)部線72a垂直于劑量感測(cè)輸出線72，以便將來自子陣列的像素的劑量感測(cè)輸出連接在一起。(較高)劑量感測(cè)輸出線72與(較低)內(nèi)部連接線72a之間的連接是借助鏈接72b的。
圖17示出采用圖11的頂上二極管技術(shù)實(shí)現(xiàn)的集成劑量感測(cè)。劑量感測(cè)線72是列導(dǎo)體線，以及內(nèi)部連接72a是使用由柵極線22的柵極金屬層形成的行線制作的。此外，(較高)劑量感測(cè)輸出線72與(較低)內(nèi)部連接線72a之間的連接是借助鏈接72b的。
圖18示出采用頂上電極技術(shù)實(shí)現(xiàn)的集成劑量感測(cè)。劑量感測(cè)線72是由柵極線22的柵極金屬層形成的行導(dǎo)體，并且內(nèi)部連接72a被形成為列線，利用鏈接72b。這導(dǎo)致大量串?dāng)_，因?yàn)橄袼仉姌O79直接在劑量感測(cè)輸出線72的上方，其可以來自其它超級(jí)像素，導(dǎo)致高的串?dāng)_。
上述技術(shù)示出光電二極管實(shí)施方式。本發(fā)明還可以應(yīng)用于直接轉(zhuǎn)換像素設(shè)計(jì)，并且還存在許多不同的技術(shù)。
圖19示出用于直接轉(zhuǎn)換X射線檢測(cè)器的頂上電極技術(shù)。該直接轉(zhuǎn)換元件需要電容器90，其被提供為橫向于TFT(圖7中僅示出一個(gè)80)。圖7示出柵極金屬層84、在源極/漏極金屬中形成的讀出線86和公共電極88。如上，在頂上電極技術(shù)中，圖案化的像素電極在該結(jié)構(gòu)的頂部，并且根據(jù)需要通過通孔85連接到TFT 80的源極或漏極。在該設(shè)計(jì)中，讀出線86(其限定列電極)和公共電極由源極/漏極金屬層限定，以及行導(dǎo)體由柵極金屬層限定。
當(dāng)使用分接電容器時(shí)(圖5)，通過柵極金屬層形成劑量感測(cè)線72，因此可以在位于源極/漏極金屬層的像素信號(hào)和劑量感測(cè)線之間限定電容。因此，然后劑量感測(cè)線必須與行平行地延伸，并且延伸到像素陣列的側(cè)邊緣。然后到公共劑量感測(cè)線的子陣列中的像素之間的內(nèi)部連接與列導(dǎo)體平行地延伸，并且由源極/漏極金屬層制成，如圖18中所示。
當(dāng)沒有利用該分接電容，并且使用圖3和4所示類型的電路時(shí)，(共享)輸出線典型地被提供為由源極/漏極金屬層形成的列導(dǎo)體，并且使用柵極金屬層限定內(nèi)部連接。
圖20示出用于該頂上電極技術(shù)的像素設(shè)計(jì)，并示出具有兩個(gè)晶體管的像素，并且其具有共享的列檢測(cè)器和劑量感測(cè)線42，對(duì)應(yīng)于圖3或4的像素布局。
在直接轉(zhuǎn)換的情況下，在柵極金屬層(限定較低的公共電極108)和TFT 60，62的源極-漏極金屬之間制作存儲(chǔ)電容器106。然后將該轉(zhuǎn)換層提供在該電容器的頂部上面。
列中每個(gè)像素的公共電極108被連接到列導(dǎo)體102，并且這些本身可以在像素區(qū)域的外面被連接在一起。
借助從柵極金屬層中形成并且沿著行方向延伸的內(nèi)部連接104，讀出線42連接到子陣列內(nèi)的所有像素。
在輸出線42和頂部像素電極之間存在寄生電容，并且這在劑量感測(cè)線用于像素的相鄰子陣列時(shí)引起串?dāng)_。
圖21示出用于實(shí)現(xiàn)圖5的電路的頂上電極電路的平面圖，其具有單個(gè)晶體管，并被配置用于限定分接電容。在這種情況下，將劑量感測(cè)輸出72提供在行方向上。示于圖21中的線72用于像素的不同子陣列。子陣列中的像素至公共劑量感測(cè)線的內(nèi)部連接借助連接線107，其由源極/漏極金屬形成。如所示，用于所示像素的內(nèi)部連接線107沒有連接到劑量感測(cè)輸出72，而是該內(nèi)部連接被耦合到該圖中未示出的不同的劑量感測(cè)輸出。分接電容70被限定在所示的交叉處。圖21基本上相應(yīng)于圖18，但示出用來連接公共電極端子的另外的列電極102。
線72和疊加像素電極之間的寄生電容還可以在一個(gè)子陣列中的像素和來自另一個(gè)子陣列的劑量感測(cè)輸出之間引起串?dāng)_。
圖22示出用于直接轉(zhuǎn)換X射線檢測(cè)器的頂上電容器技術(shù)。將電容器90提供在TFT上。只有一個(gè)TFT 80顯示在圖22中。圖22還示出了柵極金屬層84、讀出線86和公共電極88。在這種情況下，公共電極88通過介電層與TFT隔開，并且通過該介電層該像素電極連接到該TFT。
在這種情況下，當(dāng)要實(shí)現(xiàn)圖5的電路時(shí)，劑量感測(cè)線72由源極/漏極金屬形成，因此劑量感測(cè)線與列平行地延伸，并且延伸到該像素陣列的頂部和底部邊緣。然后子陣列中的像素的內(nèi)部連接沿著行方向延伸，并且由柵極金屬層形成。然后分接電容器被限定在提供像素輸出的源極漏極金屬層和形成到輸出線的像素連接的底層?xùn)艠O金屬之間。
在像素電極和來自像素的相鄰子陣列的劑量感測(cè)輸出之間還存在寄生電容。
圖23以平面圖示出使用頂上電容器技術(shù)的具有分接電容器的單個(gè)TFT像素，并用來解釋寄生電容的問題。
寄生電容被示為110，位于像素的其中一個(gè)子陣列的劑量感測(cè)線72和另一個(gè)子陣列中的像素的像素電極之間，劑量感測(cè)線72穿過其。72′表示用于所示兩個(gè)像素的劑量感測(cè)輸出，以及114表示由柵極金屬層形成的到劑量感測(cè)輸出的內(nèi)部像素連接。劑量感測(cè)線72′和內(nèi)部連接114之間的連接顯示在73處。分接電容器(圖5的)被示為116，并被限定在源極漏極金屬層和內(nèi)部像素連接線114之間。
在其第一方面中，本發(fā)明提供了用于輸出導(dǎo)體的多個(gè)另外的屏蔽電極，對(duì)其提供劑量感測(cè)信號(hào)，并且對(duì)于像素的每個(gè)子陣列屏蔽電極基本上鄰近劑量感測(cè)輸出導(dǎo)體。本發(fā)明可以被應(yīng)用于這樣的像素，即其中劑量感測(cè)輸出導(dǎo)體還提供圖像傳感器讀出，或其中提供單獨(dú)的圖像傳感器讀出線和劑量感測(cè)線。
圖24以平面圖示出用于使用頂上電容器技術(shù)的實(shí)施方式的和用于圖5中所示類型的像素的本發(fā)明的第一像素配置。使用與圖23中相同的參考數(shù)字，并且不再重復(fù)描述。
如所示，每個(gè)劑量感測(cè)線72、72′具有鄰近的和平行的由相同的金屬層形成的屏蔽線120。這樣，每個(gè)劑量感測(cè)線72被夾在屏蔽電極120和輸出電極74之間，并且所有這三者在圖12的實(shí)例中沿著列方向平行延伸。
此外，圖25以平面圖示出用于使用頂上電容器技術(shù)的實(shí)施方式的和用于圖3和4中所示類型的像素的本發(fā)明的第二像素配置。因此，每個(gè)像素具有兩個(gè)TFT。
此外，每個(gè)共享的劑量感測(cè)線/輸出線42、42a具有鄰近的和平行的由相同的材料層形成的屏蔽線120。此外，每個(gè)劑量感測(cè)/輸出線42、42a被夾在屏蔽電極120和驅(qū)動(dòng)電極46之間，并且所有這三者在圖25的實(shí)例中沿著列方向平行延伸。42a是共享的劑量感測(cè)線/輸出線，所示出的像素與其連接，并且42是用于像素的不同子陣列的劑量感測(cè)線/輸出線。
圖26示出圖24的布局的屏蔽電極120可以如何通過通孔140連接到層間電介質(zhì)的頂部上的公共金屬電極，即圖22所示的層88。
圖27以平面圖示出用于使用頂上電極技術(shù)的實(shí)施方式的和用于圖5中所示類型的像素的本發(fā)明的第二方面的裝置。圖27包含對(duì)圖21的傳統(tǒng)布局的改進(jìn)。在圖27中，使用不同形式的屏蔽提供用于像素的不同子陣列的頂部像素電極和劑量感測(cè)線之間的屏蔽。
在圖27中，源極/漏極金屬層代替地被用來限定與劑量感測(cè)線重疊的屏蔽結(jié)構(gòu)152。這用作劑量感測(cè)線72和頂部像素電極之間的屏蔽。
該屏蔽結(jié)構(gòu)對(duì)于所有的像素來說處于固定的電勢(shì)，以及圖27示出用于像素的列的屏蔽結(jié)構(gòu)可以是連續(xù)的。因此，將源極/漏極金屬層圖案化成輸出電極74、屏蔽結(jié)構(gòu)152和到劑量感測(cè)線的內(nèi)部連接107。源極/漏極層的這三個(gè)部件在圖27的實(shí)例中都平行并且沿著列方向。
圖27示出‘頂上電極’技術(shù)的一個(gè)型式，其用于不具有光電二極管的直接轉(zhuǎn)換。電極152是公共電極。對(duì)于具有光電二極管的‘頂上電極’技術(shù)，公共電極必須在該光電二極管的頂部上，盡管單獨(dú)的屏蔽電極可以在源極-漏極金屬中，如圖29中所示。在圖27中通孔示為150，并且這些用于建立上到像素電極以及下到存儲(chǔ)電容器的底部金屬的連接。
采用這種設(shè)計(jì)的分接電容器不再需要由如圖21中的專用交叉來限定。代替地，分接電容器可以被限定在內(nèi)部連接107和像素電極之間，并且其上提供像素電極的上部聚合物層作為介電層。對(duì)交叉需要的消除去除了一個(gè)成品缺陷源。
圖27的設(shè)計(jì)還避免了對(duì)單獨(dú)的列電極(圖21中的102)的需要，該列電極將列中的像素的公共電極端子全部連接在一起。所需要的通過柵極絕緣體的通孔的數(shù)量也被降低，因?yàn)椴辉俅嬖谟蓶艠O金屬層形成的任何列電極。
寄生電容的一個(gè)源保留在圖27中，以及這示為154，并且包含在劑量感測(cè)輸出線72和像素電極之間的橫向電容耦合，因?yàn)橄袼仉姌O連接到該存儲(chǔ)電容器的底部金屬的大區(qū)域。
在圖28中，如所示，再次提供由源極/漏極金屬層形成的屏蔽電極150。這些沿著行方向延伸，并因此平行于劑量感測(cè)線72。每個(gè)劑量感測(cè)線72因此被夾在屏蔽電極150和行導(dǎo)體44之間，并且這三個(gè)導(dǎo)體由相同的金屬層形成，并相互平行。
圖29示出用于光電二極管像素的本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)例，并且其中提供單獨(dú)的屏蔽電極151，其被定形用來精確地與劑量感測(cè)線72重疊。該圖表示對(duì)圖18的結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的實(shí)施方式，即用于光電二極管(而不是直接轉(zhuǎn)換)像素結(jié)構(gòu)的頂上電極技術(shù)。屏蔽電極151結(jié)構(gòu)沒有被連接到該像素結(jié)構(gòu)的其它部分，而是由與像素的列數(shù)據(jù)線24和內(nèi)部劑量感測(cè)線72a相同的層形成。屏蔽層151與大部分劑量感測(cè)輸出線72重疊，其在圖18中是暴露的。通過穿過至像素電極79的厚電介質(zhì)的直接重疊，假定將要提供分接電容器Ctap。然而，單獨(dú)的分接電容器，如圖18中所示，仍然可以被使用。
圖30再次示出對(duì)圖18的結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的實(shí)施方式，即用于光電二極管像素結(jié)構(gòu)的頂上電極技術(shù)，但是具有用作屏蔽電極的劑量感測(cè)內(nèi)部線72a(并且因此避免了對(duì)圖29的單獨(dú)圖案化的結(jié)構(gòu)151的需要)。此外，屏蔽層72a與大部分的劑量感測(cè)輸出線72重疊，其在圖18中是暴露的。該實(shí)施方式消除了一條線和關(guān)聯(lián)的交叉。此外，如圖18中的單獨(dú)的分接電容器仍然可以被使用。定形像素電極79以避免劑量感測(cè)輸出線與該像素電極的任何直接重疊，因此保持暴露的部分劑量感測(cè)輸出線沒有被該像素電極覆蓋。
上面示出了大量不同的技術(shù)。本發(fā)明可以被用來以不同的方式修改這些不同的技術(shù)。本發(fā)明可以被實(shí)現(xiàn)為另外的垂直屏蔽電極、另外的水平屏蔽電極，以及使用垂直劑量感測(cè)內(nèi)部線的屏蔽電極，特別是當(dāng)劑量感測(cè)輸出線為最低金屬時(shí)。
這些不同的方法每個(gè)都適于一個(gè)或多個(gè)可利用的不同技術(shù)，即平面TFT-光電二極管，頂上二極管，頂上電極(用于直接轉(zhuǎn)換或光電二極管像素類型)和頂上電容器。本發(fā)明可以被應(yīng)用到像素結(jié)構(gòu)，其中通過成對(duì)的TFT多路轉(zhuǎn)換像素和只需要一個(gè)TFT的分接電容器像素來實(shí)現(xiàn)劑量感測(cè)像素子陣列。
使用劑量感測(cè)內(nèi)部電極作為屏蔽電極特別適用于使用頂上電極技術(shù)的光電二極管像素的實(shí)施方式，其中公共電極被約束在光電二極管的頂部上。在頂上電極、頂上電容器和頂上二極管技術(shù)中，已經(jīng)存在方便定位的公共電極，該公共電極可以用作屏蔽(例如在圖27中)。
如上所解釋的，優(yōu)選地執(zhí)行曝光控制，以對(duì)于特別關(guān)注的圖像區(qū)域提供最好的圖像對(duì)比度。因此，對(duì)于處理單元來說，可以分析特定的X射線檢查發(fā)生所關(guān)注的子陣列的特定圖案。
而且，可以將不同的加權(quán)賦予特定的劑量感測(cè)像素子陣列，以獲得加權(quán)的劑量信號(hào)和劑量率信號(hào)。
可以在模擬域中或采樣之后分析劑量感測(cè)信號(hào)，以獲得曝光信息。當(dāng)給定條件已經(jīng)達(dá)到的時(shí)候，采樣輸出的分析導(dǎo)致X射線曝光周期的終止，其后是讀出階段。可以給X射線曝光加以脈沖，并且然后曝光控制決定X射線曝光何時(shí)停止。
在上面描述的實(shí)例中，在每種情況下，劑量感測(cè)像素被示意性地示為形成4×4像素塊。當(dāng)然，這不是必需的情況，并且實(shí)際上劑量感測(cè)像素將被分成更大的組。當(dāng)然，陣列不必具有相同數(shù)量的行和列，并且實(shí)際上共享公共劑量感測(cè)信號(hào)輸出的像素塊不必是正方形的。
沒有詳細(xì)地描述形成固態(tài)裝置所包括的制作過程。可以使用應(yīng)用到傳統(tǒng)單元的薄膜技術(shù)獲得本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)。典型地，這種裝置是使用薄膜技術(shù)制造的非晶硅或多晶硅裝置。
多種修改對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種X射線檢測(cè)器裝置(14)，其包含檢測(cè)器像素(20)的陣列，每個(gè)像素包含用于將入射輻射轉(zhuǎn)換成電荷流的轉(zhuǎn)換元件(26，260)、電荷存儲(chǔ)元件(28)和開關(guān)裝置(50)，其能夠使存儲(chǔ)的電荷被提供給該像素的輸出，其中將像素的陣列配置成多個(gè)子陣列(40)，每個(gè)子陣列(40)包含多個(gè)像素，每個(gè)子陣列中的像素共享提供給劑量感測(cè)輸出導(dǎo)體(42；72)的公共劑量感測(cè)輸出，其延伸到該像素陣列的外圍，其中用于像素的其中一個(gè)子陣列的劑量感測(cè)輸出導(dǎo)體(42；72)穿過由像素的另一個(gè)子陣列占據(jù)的區(qū)域，其中提供多個(gè)另外的屏蔽電極(120)，并且對(duì)于像素的每個(gè)子陣列，屏蔽電極(120)基本上鄰近該劑量感測(cè)輸出導(dǎo)體(72)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中該屏蔽電極(120)由與劑量感測(cè)輸出導(dǎo)體(72)相同的一個(gè)或多個(gè)過程層形成。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中每個(gè)劑量感測(cè)輸出導(dǎo)體(72)被夾在屏蔽電極(120)和另一個(gè)電極(74)之間，該劑量感測(cè)輸出導(dǎo)體(72)、屏蔽電極(120)和另一個(gè)電極(74)彼此平行，并且由相同的一個(gè)或多個(gè)過程層形成。
4.如任何前述權(quán)利要求所述的裝置，其中將像素配置成行和列，并且劑量感測(cè)輸出導(dǎo)體(72)沿列方向延伸。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其中劑量感測(cè)輸出導(dǎo)體(72)還起檢測(cè)器輸出導(dǎo)體的作用。
6.如權(quán)利要求1到3中的任何一個(gè)所述的裝置，其中將像素配置成行和列，并且劑量感測(cè)輸出導(dǎo)體(72)沿行方向延伸。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中提供沿列方向延伸的檢測(cè)器輸出導(dǎo)體(24；74)。
8.如任何前述權(quán)利要求所述的裝置，其中屏蔽電極(120)全部電連接在一起。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中屏蔽電極(120)在像素陣列的外面全部電連接在一起(140)。
10.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中該檢測(cè)器裝置可以兩種模式操作，第一種模式，其中將響應(yīng)入射輻射的電荷流部分地耦合到用于測(cè)量的劑量感測(cè)輸出(72)作為劑量感測(cè)信號(hào)，和第二種模式，其中電荷流通過在電荷存儲(chǔ)元件和用于測(cè)量的劑量感測(cè)輸出之間的像素開關(guān)裝置(50)被耦合作為檢測(cè)信號(hào)，以及其中該開關(guān)裝置(50)借助第一和第二控制信號(hào)被接通，其能夠使得子陣列內(nèi)的單個(gè)像素被選擇。
11.如任何前述權(quán)利要求所述的裝置，其中用于每個(gè)像素的像素電極(79)形成在該陣列的上部區(qū)域處，以及劑量感測(cè)輸出導(dǎo)體(72)形成在該陣列的下部區(qū)域處，并且其中每個(gè)像素進(jìn)一步包含中間導(dǎo)體層(72a；151)，其與用于像素的其它子陣列的劑量感測(cè)輸出導(dǎo)體(72)重疊，并且其穿過由像素的該子陣列占據(jù)的區(qū)域。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中劑量感測(cè)輸出(72)由還形成行地址導(dǎo)體(22；44)的層形成。
13.如權(quán)利要求11或12所述的裝置，其中該中間導(dǎo)體層由還形成檢測(cè)器輸出導(dǎo)體(24；46)的層形成。
14.如任何前述權(quán)利要求所述的裝置，進(jìn)一步包含用于將入射的X射線信號(hào)轉(zhuǎn)換成光學(xué)信號(hào)的轉(zhuǎn)換層，并且其中該轉(zhuǎn)換元件包含光學(xué)傳感器。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中該光學(xué)傳感器包含光電二極管(26)。
16.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中該電荷存儲(chǔ)元件包含光電二極管(26)的自身電容。
17.如權(quán)利要求1到13中的任何一個(gè)所述的裝置，其中該轉(zhuǎn)換元件包含光電導(dǎo)體。
18.如任何前述權(quán)利要求所述的裝置，其中為像素的每個(gè)子陣列提供讀出放大器(36)。
19.一種X射線檢測(cè)器裝置(14)，其包含檢測(cè)器像素的陣列，每個(gè)像素包含用于將入射輻射轉(zhuǎn)換成電荷流的轉(zhuǎn)換元件(26；260)、電荷存儲(chǔ)元件(28)和開關(guān)裝置(50)，其能夠?qū)⒋鎯?chǔ)的電荷提供給該像素的輸出，其中將像素的陣列配置成多個(gè)子陣列(40)，每個(gè)子陣列包含多個(gè)像素，每個(gè)子陣列中的像素共享提供給劑量感測(cè)輸出導(dǎo)體(42；72)的公共劑量感測(cè)輸出，其延伸到該像素陣列的外圍，其中用于像素的其中一個(gè)子陣列的劑量感測(cè)輸出導(dǎo)體(72)穿過由像素的另一個(gè)子陣列占據(jù)的區(qū)域，其中每個(gè)像素進(jìn)一步包含形成在該陣列的上部區(qū)域處的用于每個(gè)像素的像素電極(79)，以及該劑量感測(cè)輸出導(dǎo)體(72)形成在該陣列的下部區(qū)域處，其中每個(gè)像素進(jìn)一步包含中間導(dǎo)體層(72a；151)，其與用于像素的其它子陣列的劑量感測(cè)輸出導(dǎo)體(72)重疊，以及其穿過由像素的該子陣列占據(jù)的區(qū)域。
20.如權(quán)利要求19所述的裝置，其中將像素配置成行和列，并且劑量感測(cè)輸出導(dǎo)體(72)沿行方向延伸。
21.如權(quán)利要求20所述的裝置，其中提供沿列方向延伸的檢測(cè)器輸出導(dǎo)體(24；42；74)。
22.如權(quán)利要求21所述的裝置，其中該劑量感測(cè)輸出(72)由還形成行地址導(dǎo)體(22；44)的層形成。
23.如權(quán)利要求21或22所述的裝置，其中該中間導(dǎo)體層(72a；151)由還形成檢測(cè)器輸出導(dǎo)體(24；42；74)的層形成。
24.如權(quán)利要求19到23中的任何一個(gè)所述的裝置，其中提供多個(gè)另外的屏蔽電極(120)，并且對(duì)于像素的每個(gè)子陣列屏蔽電極(120)基本上鄰近于劑量感測(cè)輸出導(dǎo)體(72)。
25.如權(quán)利要求19到24中的任何一個(gè)所述的裝置，其中像素的每個(gè)子陣列進(jìn)一步包含內(nèi)部連接(72a)，其通過分接電容(Ctap)將每個(gè)像素耦合到該劑量感測(cè)輸出(72)，并且其中在內(nèi)部連接(72a)和像素電極(79)之間限定該分接電容。
26.如權(quán)利要求25所述的裝置，其中借助中間導(dǎo)體層限定內(nèi)部連接(72a)。
27.如權(quán)利要求19到24中的任何一個(gè)所述的裝置，其中像素的每個(gè)子陣列進(jìn)一步包含內(nèi)部連接(72a)，其將每個(gè)像素耦合到該劑量感測(cè)輸出(72)，并且其中借助中間導(dǎo)體層限定內(nèi)部連接(72a)。
28.如權(quán)利要求19到27中的任何一個(gè)所述的裝置，其中每個(gè)像素的轉(zhuǎn)換元件包含光電二極管(26)。
29.一種X射線檢查裝置，包含用于將被檢查的物體(12)暴露于X射線能量的X射線源(10)；和如任何前述權(quán)利要求中所述的X射線檢測(cè)器(14)，其用于接收由被檢查的物體減弱之后的X射線圖像。
全文摘要
一種X射線檢測(cè)器裝置包含被配置成多個(gè)子陣列的檢測(cè)器像素的陣列。每個(gè)子陣列中的像素共享被提供給劑量感測(cè)輸出導(dǎo)體的公共劑量感測(cè)輸出，其延伸到該像素陣列的外圍。用于像素的其中一個(gè)子陣列的劑量感測(cè)輸出導(dǎo)體穿過由像素的另一個(gè)子陣列占據(jù)的區(qū)域，其可能導(dǎo)致不希望有的串?dāng)_。本發(fā)明提供多個(gè)另外的屏蔽電極，并且對(duì)于像素的每個(gè)子陣列屏蔽電極基本上鄰近于劑量感測(cè)輸出導(dǎo)體。這些屏蔽電極降低了該劑量感測(cè)輸出和其它像素電極之間的串?dāng)_。在另一種配置中，每個(gè)像素進(jìn)一步包含形成在該陣列的上部區(qū)域處的用于每個(gè)像素的像素電極，并且劑量感測(cè)輸出導(dǎo)體形成在該陣列的下部區(qū)域處。然后提供中間導(dǎo)體層，其與用于像素的其它子陣列的劑量感測(cè)輸出導(dǎo)體重疊，并且其穿過由像素的該子陣列占據(jù)的區(qū)域。
文檔編號(hào)H01L27/146GK1969387SQ200580020034
公開日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2005年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月18日
發(fā)明者A·R·弗蘭克林, M·J·波維爾, M·奧弗迪克, A·納斯策蒂, W·魯坦, T·波爾特, L·阿爾文格 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司