Zuverlässigkeitsbetrachtungen für einen direktkonvertierenden Röntgenzeilendetektor und dessen Anwendung als spektroskopisches Dosimeter

Zählende, direktkonvertierende Röntgenzeilendetektoren auf Halbleiterbasis ermöglichen schnelle und hochauflösende Laminographie von Prüfobjekten bei der Fertigung elektronischer Baugruppen sowie in der Medizintechnik. Eine weitere Anwendung ergibt sich als spektroskopisches Dosimeter durch die Auswertung der tiefenabhängigen Absorption im sensitiven Material.

Röntgendetektoren unterliegen jedoch der ionisierenden Wirkung von Röntgenstrahlung. Sowohl Halbleiter, die für die Auswerteelektronik und für den Absorber genutzt werden, als auch die verwendeten Klebstoffe degradieren durch den Einfall von Röntgenstrahlung. Daher muss bei der Entwicklung des Röntgendetektors auf ein ganzheitliches strahlenresistentes Design geachtet werden. Ein geeignetes Aufbaukonzept zeichnet sich durch die Minimierung der Strahlenbelastung empfindlicher Detektorkomponenten aus. Die Strahlenresis-tenz der Auswerteelektronik auf CMOS-Basis (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) kann durch die Verwendung von Ringtransistoren anstelle von gestreckten Transistoren erhöht werden. Bei der Wahl der zu verwendenden Epoxidklebstoffe ist auf eine hohe Strahlenresistenz zu achten.

Neben der Nutzung des Zeilendetektors zur Bildgebung kann dieser auch als spektroskopisches Dosimeter zur Ermittlung von momentanen Emissionsspektren von Röntgenröhren dienen. Somit können die Eigenschaften der emittierten Röntgenstrahlung durch die Kenntnis der spektralen Zusammensetzung bestimmt werden. Durch die Ermittlung von Dosis und lokaler Dosisverteilung kann die Bildqualität von Röntgendetektoren optimiert und gegebenenfalls der Bedarf von notwendigen Schirmungen in Röntgendetektoren genau festgelegt werden.