X射線平板探測器,廣泛應(yīng)用于在安防、工業(yè)及醫(yī)療等方面。在醫(yī)療領(lǐng)域,更是囊括了除CT外的所有X線設(shè)備,包括DR、DRF(動態(tài)DR)、DM(乳腺)、CBCT(牙科CT)、DSA(介入、血管)、C型臂(外科)等等。
CMOS探測器,即互補金屬氧化物半導(dǎo)體,是組成芯片的基本單元。CMOS技術(shù)聽著很高級,其實離我們很近,幾乎所有手機的攝像頭都是基于CMOS圖像傳感器芯片,與CMOS平板異曲同工。
如果說制作TFT探測器像造電視,那么制作CMOS探測器更像造芯片。因為,與非晶硅/IGZO探測器的玻璃襯底不同,CMOS探測器的襯底是單晶硅,其電子遷移率是1400cm^2/VS,這是制作晶圓的重要材料。
Q1 怎么非晶硅、IGZO和CMOS都提及電子遷移率,這么重要嗎?
無論何種技術(shù),都希望電子遷移率越快越好。因此,電子遷移率高,單個晶體管就可以做得更小,使顯示像素更小,圖像空間分辨率更高。
舉個形象的栗子,如果希望在規(guī)定時間內(nèi)運輸足夠多的煤炭到另一個城市,如果火車速度慢,就得多軌道多火車同時運輸,顯然這樣非常占地方(空間分辨率低);如果車速足夠快,單節(jié)小火車也能搞定(空間分辨率高)。所以,“幸好”CMOS探測器比較貴,否則就沒其他技術(shù)啥事兒了。
Q2 那為什么CMOS探測器比較貴?
非晶硅/IGZO探測器的襯底是便宜的玻璃或者塑料,而CMOS探測器的襯底是昂貴的單晶硅晶圓;基于TFT的探測器可以實現(xiàn)低溫制備,而基于CMOS探測器的制備工藝溫度更高更復(fù)雜。
舉個例子,一臺65寸的液晶電視才3000多元,而一片Inter i9 CPU(尺寸:37.5mm x 37.5mm)同樣高達3000多元,一個20*20cm的CMOS平板的面積是一片i9 CPU的1000多倍。所以,CMOS平板探測器比較貴,不過大家都知道貴有貴的好。
所謂CMOS平板探測器,是指在一塊晶圓上集成光電二極管、尋址電路,以及更重要的放大器(這是與非晶硅/IGZO探測器的最大區(qū)別),將信號放大后再傳輸?shù)酵饷妗R虼耍哂忻黠@優(yōu)于非晶硅探測器的低劑量DQE和更高的采集速度。
非晶硅和CMOS信噪對比
由于單晶硅的電子遷移速率更快,可以在光電二極管旁邊增加放大器電路,將信號放大后再傳輸?shù)酵饷妫@是CMOS平板與非晶硅或IGZO平板的最大區(qū)別。因此,CMOS探測器具有明顯優(yōu)于非晶硅/IGZO探測器的高分辨率、高采集速度、高低劑量DQE。
三種探測器參數(shù)對比