模板辅助矩阵式微柱结构CsI(Tl)闪烁转换屏的制备方法及其应用

摘要

本发明涉及一种模板辅助矩阵式微柱结构CsI(Tl)闪烁转换屏的制备方法及其应用。该方法使用的模板衬底为刻有矩阵式矩形微孔阵列的硅片，以CsI(Tl)粉末为原料，采用热蒸镀技术，在模板衬底上制备闪烁薄膜，通过对模板衬底上微孔周期等的调控，实现对转换屏微柱形貌、均匀性、线宽、排列情况等的有效控制，获得了具有矩阵式微柱结构的CsI(Tl)闪烁转换屏，近乎垂直于屏面、结晶性能好、排列规则的闪烁微柱可更好地与后续探测器件耦合，从而使X射线成像器件的空间分辨率得到提高，可同时满足高空间分辨率和高探测效率的要求。此方法制备得到的具有矩阵式微柱结构的CsI(Tl)闪烁转换屏与光电探测器件耦合后可应用于高分辨率数字X射线成像。本发明适合于工业化生产，推广应用价值高。

主权项

一种使用模板辅助的矩阵式微柱结构CsI(Tl)闪烁转换屏的制备方法，其特征在于具体步骤如下：(1) 选用(100)晶面取向的硅片作为模板衬底，采用各向异性湿法腐蚀方法加工矩阵排列的矩形微孔阵列，微孔周期与所要制备转换屏的微柱线度相当，为2~10μm，微孔深度为1~2μm；(2) 以步骤(1)所得的硅片作为模板衬底，固定在蒸镀室上方的工件架上，然后称取适量CsI(Tl)粉末置于蒸镀舟内，蒸镀舟与衬底的距离在5~25cm之间，蒸镀舟与衬底之间设有挡板；(3) 打开真空泵，控制蒸镀室的真空度为1.0×10‑6‑5.0×10‑3Pa；(4) 工件架配有加热及旋转设备，在抽真空过程中可调整衬底温度，衬底温度控制在100~300℃之间；在开始蒸镀薄膜前使工件架以45‑75rpm的转速匀速旋转；(5) 待真空度及衬底温度达到平衡后，可按需调节进气阀，注入微量氩气，氩气流量控制在：≦60sccm，或气压控制在：≦ 1.0Pa；打开蒸镀舟加热电源，将蒸镀舟加热至450‑550℃，并保持温度不变；(6) 待蒸镀舟达到预定温度后，打开挡板，开始蒸发，通过测厚仪在线测量所制备转换屏的薄膜厚度，待薄膜厚度达到预定要求后，关闭挡板、蒸镀舟电源及衬底加热电源；(7) 真空环境自然冷却至室温后关闭真空阀，充入干燥气体后取出，得到的CsI(Tl)闪烁转换屏置于干燥环境中储存。