專利名稱：射線轉(zhuǎn)換器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1前序部分所述的射線轉(zhuǎn)換器。此外，本發(fā)明還涉及一種根據(jù)權(quán)利要求7前序部分所述的制造這種射線轉(zhuǎn)換器的方法。
背景技術(shù)：
射線轉(zhuǎn)換器應(yīng)用于醫(yī)療成像診斷領(lǐng)域。射線轉(zhuǎn)換器主要在X射線圖像放大器、x射線檢測(cè)器和x射線攝影裝置中用作增感屏，此外還用于存儲(chǔ)發(fā)光材料成像系統(tǒng)和攝像機(jī)中。這種射線轉(zhuǎn)換器用閃爍體層或發(fā)光體層吸收高能射線，再將其轉(zhuǎn)換成光。借助光電二極管或CCD檢測(cè)這部分光，并通過連接 在后面的電子設(shè)備對(duì)其進(jìn)行分析。在用堿性卣化物(例如CsJ: Tl )制備發(fā)光體層的情況下，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù) 所產(chǎn)生的光的發(fā)射峰位通常在540 nm至560 nm的范圍內(nèi)。但與此不同的是， 光電二極管和CCD的最高感光度的范圍是500 nm至520 nm。這會(huì)引起光輸 出的損失，必須通過非期望地增大射線劑量才能補(bǔ)償這部分光輸出損失。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。為此，本發(fā)明提供一種射線轉(zhuǎn)換 器，將這種射線轉(zhuǎn)換器與傳統(tǒng)的光壽文傳感器結(jié)合使用，可以改善光輸出。此 外，本發(fā)明還提供一種制造這種射線轉(zhuǎn)換器的方法。這個(gè)目的通過權(quán)利要求1和7的特征而達(dá)成。本發(fā)明的合理實(shí)施方式可從權(quán)利要求2至6和權(quán)利要求8至12的特征中獲得。根據(jù)本發(fā)明的需要，鉈含量的范圍為200 ppm至2000 ppm。本發(fā)明出人 意料地發(fā)現(xiàn)，如果使用本發(fā)明所建議的較少含量的鉈，就可使發(fā)射峰位朝較 小值方向移動(dòng)。如果將本發(fā)明所提供的射線轉(zhuǎn)換器與傳統(tǒng)的光敏傳感器結(jié)合 使用，就可實(shí)現(xiàn)光輸出的改善。CsJ有利地含有一種用作共摻雜劑的堿金屬。這種石咸金屬可選自下列組 K、 Na、 Rb。已經(jīng)證實(shí)，特別有利的堿金屬含量為0. lwt。/。至10. 0wt%。使用 本發(fā)明所建議的共摻雜劑可使發(fā)光體層的發(fā)射峰位進(jìn)一步朝較小值方向移 動(dòng)。針狀晶體中沿基本垂直于襯底表面的晶體z軸的Tl濃度與Tl的平均濃 度之間相差不超過50%,是合理的。結(jié)果表明，通過使T1盡可能均勻地分布 在CsJ晶格中，可以促進(jìn)發(fā)射峰位朝較小值方向移動(dòng)。借助本發(fā)明所建議的措施，可使發(fā)光體層的發(fā)射峰位處于500 nm至520 nm的范圍內(nèi)。通過上述參數(shù)的變化，可使發(fā)射峰位很自然地與所用光敏傳感 器的感光度峰位相匹配。根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步要求，本發(fā)明建議，制備本發(fā)明的射線轉(zhuǎn)換器時(shí)， T1J的用量被確定為使得所沉積的發(fā)光體層中的鉈含量的范圍為200 ppm至 2000 ppm。 T1J的用量與選定的相應(yīng)氣相沉積條件有關(guān)。本領(lǐng)域4支術(shù)人員可 以在其知識(shí)技能范圍內(nèi)根據(jù)具體選定的氣相沉積條件確定T1J用量。與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，特別有利的做法是同時(shí)對(duì)CsJ、 T1J和可能存在 的共摻雜劑進(jìn)行氣相沉積，使其從氣態(tài)沉積到襯底上。借此可使鉈特別均勻地分布在CsJ晶格中，從而出人意料地促使發(fā)射峰位朝較小值方向移動(dòng)。為 能同時(shí)對(duì)CsJ和TlJ進(jìn)行氣相沉積，可將CsJ和TlJ布置在氣化設(shè)備兩個(gè)獨(dú) 立的源中。也可將這兩種物質(zhì)混合起來，再從單個(gè)源進(jìn)行氣化。同樣地，用作共摻雜劑的^5成性卣化物可從一個(gè)獨(dú)立的源進(jìn)行氣化，也可 與CsJ和/或T1J混合在一起，再從單個(gè)源進(jìn)行氣化。有關(guān)本發(fā)明的方法的實(shí)施方式請(qǐng)參見發(fā)光體層的實(shí)施方式，后者也可轉(zhuǎn) 用于本發(fā)明的方法。


下面借助附圖對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，其中 圖1為摻雜有鉈的第一CsJ層的發(fā)射譜； 圖2為摻雜有鉈和鉀的第二 CsJ層的發(fā)射譜；以及 圖3為圖1和圖2所示的發(fā)射i普與符合現(xiàn)有技術(shù)的第三CsJ: Tl層的發(fā) 射譜的對(duì)比圖。
具體實(shí)施方式
圖1顯示的是一種摻雜有鉈的CsJ層的發(fā)射譜。CsJ: Tl層的制備以傳統(tǒng) 方式通過氣相沉積而實(shí)現(xiàn)，但是在其中同時(shí)對(duì)CsJ和TlJ進(jìn)行氣相沉積。在 所制成的層中，Tl含量平均約為1500 ppm。 Tl特別均勻地包含在針狀CsJ 晶體中。晶體z軸(基本垂直于襯底表面)上的Tl含量與Tl的平均濃度之 間相差不超過50%。如圖1所示，通過這種方式制成的層的發(fā)射峰位大約在530 nm的范圍內(nèi)。用傳統(tǒng)方法對(duì)發(fā)射譜進(jìn)行分析。如圖1所示，發(fā)射譜由三個(gè)單峰組成， 它們的峰位分別大致位于400 nm、 480 nm和560 nm。圖2顯示的是第二CsJ層的發(fā)射譜，這種CsJ層中摻雜的鉈含量與圖1 所示的層中的鉈含量相同。與圖l所示的層不同的是，制備圖2所示的層時(shí) 使用了共摻雜劑KJ，其用量使得制成的晶體中所混合入的鉀含量約為 0. 5wt%。從圖2可以明顯看出，所添加的一種用作共摻雜劑的堿金屬(特別是鉀)z使480 nm的范圍內(nèi)的波峰變高，而峰位位于560 nm的波峰變小。整體而言， 通過這種措施可使發(fā)射峰位移動(dòng)到500 nm的范圍內(nèi)。當(dāng)堿金屬共摻雜劑的含量超過0. 5wt。/。時(shí)，合理的做法是在20(TC至300 。C的溫度條件下在空氣、惰性氣體或真空中對(duì)所制成的層進(jìn)行退火約40至 80分鐘。借助這一措施可以減小峰位位于560 nm的波峰，從而使發(fā)射峰位 朝較小值方向移動(dòng)。圖3再次顯示了圖1所示的第一層、圖2所示的第二層和符合現(xiàn)有技術(shù) 的第三層的發(fā)射語的對(duì)比圖。從圖3中可以清楚看出，摻雜有鉈和鉀的第二 層具有一個(gè)500 nm范圍內(nèi)的發(fā)射峰位，其非常適合與傳統(tǒng)光敏傳感器結(jié)合 使用。
權(quán)利要求
1.一種射線轉(zhuǎn)換器，在所述射線轉(zhuǎn)換器中，在襯底上設(shè)置有一種由復(fù)數(shù)個(gè)針狀晶體構(gòu)成的發(fā)光體層，其中，所述晶體包括摻雜有Tl的CsJ，其特征在于，Tl含量的范圍為200ppm至2000ppm。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的射線轉(zhuǎn)換器，其中，所述CsJ含有用作共摻 雜劑的一種堿金屬。
3. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的射線轉(zhuǎn)換器，其中，所述堿金屬 選自下列組K、 Na、 Rb。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的射線轉(zhuǎn)換器，其中，所述堿金屬 的含量為0. lwt。/。至10. Owt%。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的射線轉(zhuǎn)換器，其中，所述針狀晶 體中沿基本垂直于襯底表面的晶體z軸的Tl濃度與Tl的平均濃度之間相差 不超過50%。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的射線轉(zhuǎn)換器，其中，所述發(fā)光體 層的發(fā)射峰位處于500 nm至520 nm的范圍內(nèi)。
7. —種制造如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的射線轉(zhuǎn)換器的方法，其中， 通過將CsJ和TlJ從氣態(tài)沉積到襯底上而制成所述發(fā)光體層，其特征在于，T1J的量被確定為使得所沉積的發(fā)光體層中的鉈含量的范圍為200 ppm 至2000 ppm。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，進(jìn)一步將一種氣化的用作共摻 雜劑的堿性卣化物沉積到所述襯底上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其中，所述堿性卣化物選自下列 組卣化鉀、卣化鈉、卣化4如。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的方法，其中，將一種堿性碘化物用作石成性卣化物。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7至10中任一項(xiàng)所述的方法，其中，堿性鹵化物的量被確定為使得所沉積的發(fā)光體層中的堿金屬含量的范圍為o.lwty。至10. Owt%。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7至11中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述CsJ、 T1J 和可能存在的共摻雜劑同時(shí)被氣化，并從氣態(tài)沉積到所述襯底上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種射線轉(zhuǎn)換器，其中，襯底上設(shè)置有一種由復(fù)數(shù)個(gè)針狀晶體構(gòu)成的發(fā)光體層，所述晶體由摻雜有Tl的CsJ構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明，為了調(diào)節(jié)使發(fā)射譜獲得較小值，Tl含量的范圍為200ppm至2000ppm。
文檔編號(hào)C09K11/61GK101223258SQ200680026236
公開日2008年7月16日 申請(qǐng)日期2006年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月26日
發(fā)明者曼弗雷德·富克斯, 馬丁納·豪森 申請(qǐng)人:西門子公司