CN114879242A - 一种传感器、x射线探测器及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种传感器、X射线探测器及其应用，该传感器包括沿Y方向依次间隔排列的传感单元及屏蔽层，其中，传感单元包括沿Y方向依次设置的第一电极层传感器层及第二电极层；第一电极层包括沿X方向依次间隔排列的多个收集电极用于收集信号；于相邻两收集电极之间间隔设置至少一漂移电极，以降低收集电极面积，进而有效地降低输入电容、减小信号波形宽度、提升信号均匀性，提高探测器性能；传感器层包括砷化镓、铬补偿砷化镓、铬掺杂砷化镓或铝掺杂砷化镓中的一种；第二电极层包括至少一阴极；屏蔽层位于相邻两个传感单元之间，包括物理屏蔽、电屏蔽中的至少一种，防止信号串扰。

Description

一种传感器、X射线探测器及其应用

技术领域

本发明属于X射线探测器领域，涉及一种传感器、X射线探测器及其应用。

背景技术

电子计算机断层扫描(Computed Tomography，简称CT)是利用X线束、γ射线等与灵敏度极高的探测器一同围绕物体一部位作一个接一个的断面扫描，具有扫描时间快，图像清晰等特点，被广泛应用于医学检查、工业检测、安保检测等。

目前，常用的CT探测器通常为能量积分探测器及光子计数探测器，但是能量积分探测器难以无能量分辨能力，电子噪声高，低能量光子权重低，对比度差；光子计数探测器具有低能光子无减权、固定的光谱灵敏度、不受电子噪音及更高空间分辨率的特点，提高了图像的对比度，减小了辐射剂量，在不损失剂量效率的情况下提高了空间分辨率，且能够实现光谱(彩色)CT。但是常用的光子计数探测器由于光子的K边逃逸/散射，造成了相邻像素元之间的串扰，且由于缓慢的电荷收集，容易造成信号的积累，影响成像质量。砷化镓由于电子迁移率较高成为了一种常用的光子计数探测器的传感器层材料，但是其阻截能力较弱，6mm的GaAs探测器的阻截能力相当于2mm的CZT/CdTe(镉锌碲/碲化镉)探测器的阻截能力，而目前能用于X射线探测的GaAs晶圆厚度在0.5mm，最厚的GaAs探测器仅能达到1mm，探测厚度不足，严重影响了GaAs光子计数探测器的探测效率、成像质量及应用范围。

因此，急需一种能克服信号串扰及堆叠，同时具备良好探测效率的X射线探测器。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种传感器、X射线探测器及其应用，用于解决现有技术中X射线探测器中信号串扰、堆叠、或探测效率低的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种传感器，包括：

在Y方向上依次间隔排列的多个传感单元，至少一所述传感单元包括沿Y方向依次设置的第一电极层、传感器层及第二电极层，所述第一电极层包括沿X方向依次间隔排列的多个收集电极，所述第二电极层包括至少一阴极，所述X方向垂直于所述Y方向；

屏蔽层，位于相邻两个所述传感单元之间。

可选地，所述传感器层的材质包括砷化镓及补偿砷化镓中的一种，且当所述传感器层的材质包括补偿砷化镓时，所述补偿砷化镓中的补偿杂质包括铬及铝中的一种。

可选地，所述传感器层在所述Y方向上的长度范围为0.01mm～10mm，所述传感器层在所述X方向上的长度范围为0.05mm～100mm，所述传感器层在Z方向上的长度范围为0.1mm～100mm，其中，所述Z方向与所述X方向及所述Y方向两两相互垂直。

可选地，所述收集电极的材质包括Ti、TiN、Ag、Au、Cu、Al、W、Ni、Zn、Ge及Pt中的至少一种，所述阴极的材质包括Ti、TiN、Ag、Au、Cu、Al、W、Ni、Zn、Ge及Pt中的至少一种。

可选地，所述收集电极在所述X方向的长度范围为1μm～10mm，所述收集电极在所述Y方向的长度范围为1nm～0.1mm，所述阴极在所述X方向的长度范围为0.05mm～100mm，所述阴极在所述Y方向的长度范围为1nm～0.1mm。

可选地，所述收集电极包括沿Z方向依次间隔排列的多个电极条，所述Z方向垂直于所述X方向及所述Y方向。

可选地，所述第一电极层还包括多个漂移电极，在所述X方向上，相邻两个所述收集电极之间设有一个或多个所述漂移电极。

可选地，当相邻两所述收集电极之间设有多个所述漂移电极时，至少一对位于任一所述漂移电极两侧的所述漂移电极的电位相同。

可选地，所述漂移电极在所述X方向的长度范围为1μm～10mm，所述漂移电极在所述Y方向的长度范围为1nm～0.1mm，所述漂移电极在所述Z方向的长度小于或等于所述传感器层在所述Z方向的长度。

可选地，所述屏蔽层的材质包括金、银、铜、铁、铅及镉中的至少一种，且所述屏蔽层电绝缘并电连接基准电压。

可选地，至少一所述传感单元包括沿负Y方向依次设置的所述第一电极层、所述传感器层及所述第二电极层。

本发明还提供了一种X射线探测器，包括：

采用上述的传感器；

至少一专用集成芯片，位于所述传感器的下方。

可选地，所述传感器与所述专用集成芯片之间设有一转接板。

可选地，所述转接板分别与所述传感器及所述专用集成芯片电连接，且所述转接板与外电路电连接。

可选地，所述专用集成芯片与所述传感器电连接，所述专用集成芯片的下方还设有一第一PCB电路板。

可选地，所述第一PCB电路板与所述专用集成芯片及外电路电连接。

可选地，所述传感器的下方还设有多个与所述传感器层平行的第二PCB电路板。

可选地，所述屏蔽层在Z方向上的长度大于所述传感器层在所述Z方向上的长度，且所述屏蔽层在负Z方向上突出于所述传感器层，所述第二PCB电路板朝向负Y方向的一面粘附于所述屏蔽层上，所述第二PCB电路板朝向Y方向的一面嵌有所述专用集成芯片。

可选地，当所述第一电极层包括漂移电极时，所述漂移电极与所述收集电极之间的电压差的范围为1V～5kV。

本发明还提供一种X射线探测器的应用，所述应用将上述所述的X射线探测器应用于CT或者X射线成像。

如上所述，本发明的传感器、X射线探测器及其应用通过对所述X射线探测器中的所述传感器及所述X射线探测器的结构进行设计，所述传感器在所述Y方向上依次间隔排列多个传感单元，以增大所述传感器的灵敏区面积，其中，所述传感单元包括沿Y方向依次设置的所述第一电极层、所述传感器层及所述第二电极层，当所述第一电极层包括多个沿X方向依次间隔排列的所述收集电极时，用于收集传感器信号；当将所述收集电极设置成多个沿所述Z方向依次间隔排列的所述电极条时，可以降低每个所述电极条的信号处理量，增强信噪比，同时防止信号堆叠，提升所述X射线探测器的性能；当所述第一电极层包括多个在所述X方向上依次间隔排列的所述漂移电极时，可以降低所述收集电极的面积，继而降低所述收集电极的输入电容、减小信号波形宽度、提升信号均匀性；于相邻两个所述收集电极之间间隔设置多个所述漂移电极可以确保电荷收集效率，以进一步提升所述X射线探测器的性能。此外，所述X射线探测器可用于CT或者X射线成像以提升X射线成像设备的成像质量，具有高度产业利用价值。

附图说明

图1显示为本发明的传感器的立体结构示意图。

图2显示为本发明的传感器沿XZ平面的一种第一电极层结构示意图。

图3显示为本发明的传感器沿YZ平面的一种剖面结构示意图。

图4显示为本发明的传感器沿XZ平面的另一种第一电极层结构示意图。

图5显示为本发明的传感器设置漂移电极时沿XZ平面的一种第一电极层结构示意图。

图6显示为本发明的传感器设置漂移电极时沿XZ平面的另一种第一电极层结构示意图。

图7显示为本发明的传感器的两相邻收集电极之间设置多个漂移电极时沿XZ平面的一种第一电极层结构示意图。

图8显示为本发明的传感器的两相邻收集电极之间设置多个漂移电极时沿XZ平面的另一种第一电极层结构示意图。

图9显示为本发明的传感器沿YZ平面的另一种剖面结构示意图。

图10显示为本发明的X射线探测器的一种立体结构示意图。

图11显示为本发明的X射线探测器沿YZ平面的一种剖面结构示意图。

图12显示为本发明的X射线探测器沿XZ平面的一种平面结构示意图。

图13显示为本发明的X射线探测器沿XZ平面的另一种平面结构示意图。

图14显示为本发明的X射线探测器沿XZ平面的第三种平面结构示意图。

图15显示为本发明的X射线探测器沿YZ平面的第三种剖面结构示意图。

图16显示为本发明的X射线探测器应用于X射线成像时的成像系统模块图。

图17显示为本发明的X射线探测器应用于CT成像时的成像系统模块图。

元件标号说明

1 传感器

11 传感单元

111 第一电极层

1111 收集电极

1112 漂移电极

11111 电极条

112 传感器层

113 第二电极层

1131 阴极

12 屏蔽层

2 专用集成芯片

21 转接板

22 第一PCB电路板

23 第二PCB电路板

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1至图17。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例一

本实施例提供一种传感器，如图1、图2及图3所示，分别为所述传感器的立体结构示意图、所述传感器沿XZ平面的一种平面结构示意图及沿YZ平面的一种剖面结构示意图，包括多个传感单元11及屏蔽层12，其中，多个所述传感单元11在Y方向上依次间隔排列，且至少一所述传感单元包括沿Y方向依次设置的第一电极层111、传感器层112及第二电极层113，所述第一电极层111包括沿X方向依次间隔排列的多个收集电极1111，所述第二电极层113包括至少一阴极1131，所述X方向垂直于所述Y方向；所述屏蔽层12位于相邻两个所述传感单元之间。

作为示例，所述传感器层112的材质可以包括砷化镓及补偿砷化镓中的一种，也可以包括其他适合的半导体材料，且当所述传感器层112的材质包括补偿砷化镓时，所述补偿砷化镓中的补偿杂质可以包括铬及铝中的一种，也可以包括其他能提升所述传感器层112的电阻率的适合杂质。本实施例中，采用砷化镓层作为所述传感器层112。

具体的，选择较大电阻率的所述传感器层112可以减少探测器在室温下的暗电流，继而降低暗电流对信号的干扰，提升探测器的性能。

作为示例，所述传感器层112在所述Y方向上的长度范围为0.01mm～10mm，所述传感器层112在所述X方向上的长度范围为0.05mm～100mm，所述传感器层112在所述Z方向上的长度范围为0.1mm～100mm，例如所述传感器层112在所述Y方向上的长度可以为0.05mm、1mm或者5mm，所述传感器层112在所述X方向上的长度可以为0.1mm、10mm、20mm、60mm或者80mm，所述传感器层112在所述Z方向上的长度可以为1mm、40mm、60mm或者80mm，其中，所述Z方向与所述X方向及所述Y方向两两相互垂直。

具体的，相邻两个所述传感器层112之间的间隔距离可以根据实际情况进行设定，这里不再限定。

作为示例，所述收集电极1111的材质可以包括Ti、TiN、Ag、Au、Cu、Al、W、Ni、Zn、Ge及Pt中的至少一种，也可以包括其他适合的导电材料，所述阴极1131的材质可以包括Ti、TiN、Ag、Au、Cu、Al、W、Ni、Zn、Ge及Pt中的至少一种，也可以包括其他适合的导电材料。

具体的，可以根据需要于所述第一电极层111表面设置与所述第一电极层111绝缘的保护层，以保护所述第一电极层111。

作为示例，所述收集电极1111在所述X方向的长度范围为1μm～10mm，所述收集电极1111在所述Y方向的长度范围为1nm～0.1mm，所述收集电极1111在所述Z方向的长度不大于所述传感器层112在所述Z方向的长度，所述阴极1131在所述X方向的长度范围为0.05mm～100mm，所述阴极1131在所述Y方向的长度范围为1nm～0.1mm，所述阴极1131在所述Z方向的长度不大于所述传感器层112在所述Z方向的长度。例如，所述收集电极1111在所述X方向的长度可以为0.05mm、0.5mm、2mm或者6mm，所述收集电极1111在所述Y方向的长度可以为10nm、100nm、1μm或者0.09mm，所述阴极1131在所述X方向的长度可以为0.1mm、1mm、20mm或者50mm，所述阴极1131在所述Y方向的长度可以为10nm、100nm、1μm或者0.09mm。

具体的，相邻两列所述收集电极1111之间的间隔距离可以根据实际情况进行设置，这里不再限制。

作为示例，如图4所示，为所述收集电极1111的另一结构示意图，所述收集电极1111包括多个沿Z方向依次间隔排列的电极条11111，所述Z方向垂直于所述X方向及所述Y方向。

具体的，当所述收集电极1111中包括多个沿Z方向依次间隔排列的所述电极条11111时，所述收集电极1111中相邻两个所述电极条11111之间的间隔距离可以根据实际情况进行设置，这里不再限定，所述电极条11111的数量可以根据实际情况进行设置，这里不再限定。

具体的，当所述收集电极1111中包括多个沿Z方向依次间隔排列的所述电极条11111时，所述电极条11111用于降低每个所述电极条11111处理的信号量，以防止信号于所述收集电极1111处出现堆积。此外，所述传感器1受X射线照射后，所述传感器层112中产生的电荷量与入射光子的能量成正比，输出的信号强度与入射光子的能量成正比，分段处理可以增强输出信号的信噪比，提升探测器的探测性能。

具体的，当所述收集电极1111中包括多个沿Z方向依次间隔排列的所述电极条11111时，每列所述收集电极1111中每个所述电极条11111在所述Z方向的长度可以根据实际情况进行设置。

具体的，如图5及图6所示，为设置漂移电极1112时一种所述第一电极层111沿XZ平面的平面结构示意图及另一种所述第一电极层111沿XZ平面的平面结构示意图，在一示例中，所述第一电极层111还包括多个所述漂移电极1112，在所述X方向上，相邻两个所述收集电极1111之间设有一个或者多个所述漂移电极1112。

具体的，所述漂移电极1112用于降低所述收集电极1111的面积，继而降低收集电极1111的输入电容、减小信号波形宽度、提升信号均匀性，提高所述传感器1的性能，且降低了噪声，进而保证输出信号与真实信号的一致性，进一步提升所述传感器1的性能。

具体的，所述漂移电极1112的材质可以包括Ti、TiN、Ag、Au、Cu、Al、W、Ni、Zn、Ge及Pt中的至少一种，也可以包括其他适合的导电材料。

具体的，所述漂移电极1112在所述X方向的长度范围为1μm～10mm，所述漂移电极1112在所述Y方向的长度范围为1nm～0.1mm，所述漂移电极1112在所述Z方向的长度小于或等于所述传感器层112在所述Z方向的长度。例如，所述漂移电极1112在所述X方向的长度可以为50μm、500μm、2mm或者6mm，所述漂移电极1112在所述Y方向的长度可以为100nm、500nm、1μm或者50μm。

具体的，所述收集电极1111与所述漂移电极1112的表面还设有第一绝缘层(未图示)，以防止所述收集电极1111与所述漂移电极1112之间的电场强度较大时产生电击穿，损坏所述收集电极1111及所述漂移电极1112。

具体的，如图7及图8所示，为相邻两所述收集电极1111之间设置多个所述漂移电极1112时的一种所述第一电极层111的平面结构示意图及另一种所述第一电极层111的平面结构示意图，在第二示例中，当相邻两所述收集电极1111之间设有多个所述漂移电极1112时，至少一对位于任一所述漂移电极1112两侧的所述漂移电极1112的电位相同。

具体的，相邻两所述收集电极1111之间设置多个所述漂移电极1112用于防止所述传感器层112中产生的电荷发生串扰，使电荷被对应位置的所述收集电极1111及所述阴极1131收集，同时防止电荷被复合到所述漂移电极1112，进一步提升探测器的性能。

具体的，所述传感器1上还设有与所述收集电极1111电连接的收集电极端口(未图示)、与所述阴极1131电连接的阴极端口(未图示)及至少一个与所述漂移电极1112电连接的漂移电极端口(未图示)。

具体的，所述收集电极端口、所述阴极端口及所述漂移电极端口用于连接所述传感器1的处理信号的外电路。

作为示例，所述屏蔽层12的材质包括金、银、铜、铁、铅、钨及镉中的至少一种，也可以是其他适合的重金属材料，且所述屏蔽层12电绝缘并电连接基准电压。

具体的，所述屏蔽层12用于隔绝相邻两个所述传感单元11，且所述屏蔽层12还可以阻挡X射线及防止康普顿效应造成的信号串扰，所述屏蔽层12电连接基准电压以防止电信号造成的信号串扰。

具体的，所述屏蔽层12沿所述Z方向的长度不小于所述传感器层112沿所述Z方向的长度，所述屏蔽层12沿所述X方向的长度不小于所述传感器层112沿所述X方向的长度。

作为示例，如图9所示，为所述传感器1沿YZ平面的另一种剖面结构示意图，至少一所述传感单元11包括沿负Y方向依次设置的所述第一电极层111、所述传感器层112及所述第二电极层113。

本实施例的传感器通过将多个所述传感单元11沿所述Y方向依次间隔排列以增大所述传感器1的灵敏区面积，并对所述传感器1的所述第一电极层111进行设计，将所述第一电极层111分成多个沿所述X方向依次间隔排列的所述收集电极1111，于相邻两个所述传感单元11之间设置绝缘的重金属层作为所述屏蔽层12，阻挡X射线的同时防止信号串扰，并实现了大面积及小像素的X射线的探测；当将所述收集电极1111分成多个所述电极条11111时，可以降低每个所述电极条11111的信号处理量，防止信号堆叠，降低了噪声，增强了信噪比；当所述第一电极层111包括多个沿所述X方向依次间隔排列的所述漂移电极1112时，降低了所述收集电极1111的输入电容、减小信号波形宽度、提升信号均匀性，同时保证了所述传感器1的输出信号与真实信号的一致性，提升了所述传感器1的性能；于相邻两所述收集电极1111之间设置有多个所述漂移电极1112能确保电荷收集效率，提升探测器的性能的目的。

实施例二

本实施例提供一种X射线探测器，如图10及图11所示，为所述X射线探测器的一种结构的立体结构示意图及所述X射线探测器沿YZ在平面的一种剖面结构示意图，包括传感器1及至少一专用集成芯片2，其中，所述传感器1采用实施例一中的传感器，所述专用集成芯片2位于所述传感器1的下方。

具体的，所述专用集成芯片2为适配所述传感器1所设计制备的集成电路芯片，并用于处理所述传感器1中产生的信号，且所述专用集成芯片2可用于能量积分型X射线探测器或者光子计数型X射线探测器的信号处理。

作为示例，如图12所示，为所述X射线探测器沿XZ平面的一种平面结构示意图，所述X射线探测器1与所述专用集成芯片2之间设有一转接板21。

具体的，所述转接板21的大小可根据实际需要进行设置，这里不再限定。

作为示例，所述转接板21分别与所述传感器1及所述专用集成芯片2电连接，且所述转接板21与外电路电连接，以供电于所述专用集成芯片2。

具体的，所述转接板21中设有连接所述专用集成芯片2与所述传感器1的电路，以使所述专用集成芯片2处理所述传感器1中产生的信号。

作为示例，如图13所示，为所述X射线探测器沿XZ平面的另一种平面结构示意图，所述专用集成芯片2与所述传感器1电连接，所述专用集成芯片2的下方还设有一第一PCB电路板22。

具体的，所述第一PCB电路板22的尺寸可以根据实际需要进行设置，这里不再限定。

作为示例，所述第一PCB电路板22与所述专用集成芯片2及外电路电连接。

具体的，所述第一PCB电路板22上设有为所述专用集成芯片2供电的电路，用于为所述专用集成芯片2供电，以使所述专用集成芯片2处理所述传感器1中产生的信号。

作为示例，如图14及图15所示，分别为所述X射线探测器沿XZ平面的第三种平面结构示意图及所述X射线沿YZ平面的第三种剖面结构示意图，所述传感器1的下方还设有多个与所述传感器层112平行的第二PCB电路板23。

具体的，所述第二PCB电路板23的尺寸可以根据需要进行设置，这里不再限制。

作为示例，所述屏蔽层12在Z方向的长度大于所述传感器层112在Z方向的长度，且所述屏蔽层12在负Z方向上突出于所述传感器层112，所述第二PCB电路板23朝向负Y方向的一面粘附于所述屏蔽层12上，所述第二PCB电路板23朝向Y方向的一面嵌有所述专用集成芯片2。

具体的，所述屏蔽层12沿负Z方向突出于所述传感器层112的长度大于所述第二PCB电路板23沿所述Z方向的长度。

具体的，所述第二PCB电路板23中设有连接所述传感器1与所述专用集成芯片2的电路，且所述传感器1及所述专用集成芯片2分别与所述第二PCB电路板23电连接，继而使所述传感器1通过所述第二PCB电路板与所述专用集成芯片2电连接，同时，所述第二PCB电路板23与外电路电连接以供电于所述专用集成芯片2。

具体的，当所述X射线探测器工作时，所述收集电极1111及所述阴极1131上施加有不同的电压，且所述收集电极1111的电位高于所述阴极1131的电位。

具体的，所述收集电极1111与所述阴极1131之间的电压差小于5kV。

作为示例，当所述第一电极层111包括所述漂移电极1112时，所述漂移电极1112与所述收集电极1111之间的电压差的范围为1V～5kV。例如，所述漂移电极1112与所述收集电极1111之间的电压差可以为100V、500V、1kV或者3kV。

具体的，所述漂移电极1112的电位低于所述收集电极1111的电位且高于所述阴极1131的电位。

本实施例的X射线探测器通过采用实施例一中的所述传感器1来接收X射线，于所述传感器1的下方设置用于处理所述传感器1中信号的所述专用集成芯片2，可以在低剂量X射线的情况下增强信噪比，得到质量较高的图像，提升X射线探测器的性能。

实施例三

本实施例提供一种X射线探测器的应用，如图16及图17所示，分别为所述X射线探测器应用于X射线成像时的系统模块图及所述X射线探测器应用于CT成像时的系统模块图，所述应用将实施例二中的X射线探测器应用于CT或者X射线成像。

具体的，当将所述X射线探测器应用于CT、X射线成像或者其他X射线成像设备时，通过所述传感器1中所述收集电极1111及所述漂移电极1112的设置，可以降低器件中成像时由康普顿效应造成的信号串扰及电信号的串扰，同时增强了信噪比，防止了信号堆叠，降低了输入电容、减小了信号波形宽度及提升了信号的均匀性，继而提升了设备的成像质量。

本实施例的X射线探测器的应用，通过将实施例二中所述的X射线探测器应用于CT或者X射线成像，提升了X射线成像设备的成像质量。

综上所述，本发明的传感器、X射线探测器及其应用通过将多个传感单元沿Y方向间隔排列以增大传感器的灵敏区面积，并将位于传感器层一侧的第一电极层分成多个沿X方向间隔排列的收集电极，实现了传感器的小像素效果；于相邻的传感单元之间设置绝缘的重金属屏蔽层以阻挡X射线并防止信号串扰；将收集电极分成多个沿Z方向依次间隔排列的电极条，可以降低每个电极条的信号处理量，防止信号堆叠，增强信噪比；当第一电极层还包括多个在X方向上依次间隔排列的漂移电极时，降低了收集电极的输入电容，减小信号波形宽度、提升信号均匀性，确保电荷收集效率，提升X射线探测器的性能，且降低了噪声，保证了输出信号与真实信号的一致性，实现了较高质量的图像显示；此外，本发明的X射线探测器还可以用于CT或者X射线成像，以提升X射线成像设备的成像质量。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具有高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (20)

1.一种传感器，其特征在于，包括：

在Y方向上依次间隔排列的多个传感单元，至少一所述传感单元包括沿Y方向依次设置的第一电极层、传感器层及第二电极层，所述第一电极层包括沿X方向依次间隔排列的多个收集电极，所述第二电极层包括至少一阴极，所述X方向垂直于所述Y方向；

屏蔽层，位于相邻两个所述传感单元之间。

2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述传感器层的材质包括砷化镓或补偿砷化镓中的一种，且当所述传感器层的材质包括掺杂砷化镓时，所述补偿砷化镓中的补偿杂质包括铬或铝中的一种。

3.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述传感器层在所述Y方向上的长度范围为0.01mm～10mm，所述传感器层在所述X方向上的长度范围为0.05mm～100mm，所述传感器层在Z方向上的长度范围为0.1mm～100mm，其中，所述Z方向与所述X方向及所述Y方向两两相互垂直。

4.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述收集电极的材质包括Ti、TiN、Ag、Au、Cu、Al、W、Ni、Zn、Ge及Pt中的至少一种，所述阴极的材质包括Ti、TiN、Ag、Au、Cu、Al、W、Ni、Zn、Ge及Pt中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述收集电极在所述X方向的尺寸范围为1μm～10mm，所述收集电极在所述Y方向的长度范围为1nm～0.1mm，所述阴极在所述X方向的长度范围为0.05mm～100mm，所述阴极在所述Y方向的长度范围为1nm～0.1mm。

6.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述收集电极包括沿Z方向依次间隔排列的多个电极条，所述Z方向垂直于所述X方向及所述Y方向。

7.根据权利要求1或6所述的传感器，其特征在于：所述第一电极层还包括多个漂移电极，在所述X方向上，相邻两个所述收集电极之间设有一个或多个所述漂移电极。

8.根据权利要求7所述的传感器，其特征在于：当相邻两所述收集电极之间设有多个所述漂移电极时，至少一对位于任一所述漂移电极两侧的所述漂移电极的电位相同。

9.根据权利要求7所述的传感器，其特征在于：所述漂移电极在所述X方向的长度范围为1μm～10mm，所述漂移电极在所述Y方向的长度范围为1nm～0.1mm，所述漂移电极在所述Z方向的长度小于或等于所述传感器层在所述Z方向的长度。

10.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述屏蔽层的材质包括金、银、铜、铁、铅、钨及镉中的至少一种，且所述屏蔽层电绝缘并电连接基准电压。

11.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：至少一所述传感单元包括沿负Y方向依次设置的所述第一电极层、所述传感器层及所述第二电极层。

12.一种X射线探测器，其特征在于，包括：

如权利要求1至11中任一项所述的传感器；

至少一专用集成芯片，位于所述传感器的下方。

13.根据权利要求12所述的X射线探测器，其特征在于：所述传感器与所述专用集成芯片之间设有一连接板。

14.根据权利要求13所述的X射线探测器，其特征在于：所述转接板分别与所述传感器及所述专用集成芯片电连接，且所述转接板与外电路电连接。

15.根据权利要求12所述的X射线探测器，其特征在于：所述专用集成芯片与所述传感器电连接，所述专用集成芯片的下方还设有一第一PCB电路板。

16.根据权利要求15所述的X射线探测器，其特征在于：所述第一PCB电路板与所述专用集成芯片及外电路电连接。

17.根据权利要求12所述的X射线探测器，其特征在于：所述传感器的下方还设有多个与所述传感器层平行的第二PCB电路板。

18.根据权利要求17所述的X射线探测器，其特征在于：所述屏蔽层在Z方向上的长度大于所述传感器层在所述Z方向上的长度，且所述屏蔽层在负Z方向上突出于所述传感器层，所述第二PCB电路板朝向负Y方向的一面粘附于所述屏蔽层上，所述第二PCB电路板朝向Y方向的一面嵌有所述专用集成芯片。

19.根据权利要求12所述的X射线探测器，其特征在于：当所述第一电极层包括漂移电极时，所述漂移电极与收集电极之间的电压差的范围为1V～5kV。

20.一种X射线探测器的应用，其特征在于：所述应用包括如将权利要求12-19中任意一项所述的X射线探测器应用于CT或者X射线成像。

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