TW202331301A - 用於執行繞射測量的方法和系統 - Google Patents
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Abstract
本文公開了一種用於執行繞射測量的方法。所述方法包括：向物體發送第一輻射束；利用圖像感測器的有源區域的各自的第一部分，捕獲所述第一輻射束被所述物體繞射所產生的繞射圖樣的圖像；向校準圖樣發送第二輻射束；利用所述圖像感測器的所述有源區域的各自的第二部分，基於所述第二輻射束和所述校準圖樣之間的相互作用，捕獲所述校準圖樣的圖像，其中所述第二部分中的每個部分捕獲所述校準圖樣中的至少一個校準圖樣的圖像；以及基於所述繞射圖樣的所述圖像和所述校準圖樣的所述圖像來確定所述物體的晶體結構。第一部分和第二部分不重疊。
Description
本發明是有關於一種用於執行繞射測量的方法和系統。
輻射檢測器是測量輻射特性的裝置。該特性的示例可以包括輻射的強度、相位和偏振的空間分佈。由輻射檢測器測量的輻射可以是已經透過物體的輻射。輻射檢測器測量的輻射可以是電磁輻射，例如紅外光、可見光、紫外光、X射線或γ射線。輻射可以是其他類型的，例如α射線和β射線。成像系統可以包括一個或多個圖像感測器，每個圖像感測器可以具有一個或多個輻射檢測器。
本文公開了一種方法，所述方法包括：向物體發送第一輻射束；利用系統的圖像感測器的M個有源區域的各自的M個第一部分，捕獲由所述第一輻射束被所述物體繞射所產生的繞射圖樣的N個圖像，其中M和N為正整數；向P個校準圖樣發送第二輻射束，P為正整數；利用所述圖像感測器的所述M個有源區域的各自的M個第二部分，基於所述第二輻射束和所述P個校準圖樣之間的相互作用，捕獲所述P個校準圖樣的圖像，其中所述M個第二部分中的每個部分捕獲所述P個校準圖樣中的至少一個校準圖樣的圖像；以及基於（A）所述繞射圖樣的所述N個圖像和（B）所述P個校準圖樣的所述圖像，確定所述物體的晶體結構，其中所述M個有源區域的所有感測元件中無感測元件同時在（A）所述M個第一部分中的一部分和（B）所述M個第二部分中的一部分中。
在一方面，所述第一輻射束和所述第二輻射束包括X射線光子。
在一方面，所述第一輻射束包括單色X射線光子。
在一方面，所述物體包括（A）單晶材料或（B）晶體材料粉末。
在一方面，所述系統包括準直器，所述準直器被配置為防止所述第一輻射束和由所述第一輻射束被所述物體繞射而產生的輻射粒子到達所述M個有源區域的所述M個第二部分。
在一方面，所述第一輻射束是筆形束。
在一方面，同時發送所述第一輻射束的至少一個輻射粒子和所述第二輻射束的至少一個輻射粒子。
在一方面，所述確定所述物體的所述晶體結構包括：基於所述P個校準圖樣的所述圖像，對所述繞射圖樣的所述N個圖像進行校正，分別得到所述繞射圖樣的N個校正後的圖像；拼接所述繞射圖樣的所述N個校正後的圖像，得到所述繞射圖樣的拼接圖像；以及基於所述繞射圖樣的所述拼接圖像，確定所述物體的所述晶體結構。
在一方面，所述確定所述物體的所述晶體結構包括：基於所述P個校準圖樣的所述圖像，對所述繞射圖樣的所述N個圖像進行校正，分別得到所述繞射圖樣的N個校正後的圖像；以及基於所述繞射圖樣的所述N個校正後的圖像，確定所述物體的所述晶體結構。
在一方面，N＝2，並且，當所述圖像感測器分別位於N個位置使得所述M個有源區域之間的間隙被所述M個有源區域掃描時，捕獲所述繞射圖樣的所述N個圖像。
在一方面，所述M個有源區域被佈置成第一列的有源區域和第二列的有源區域，並且，所述第一列的任意2個相鄰有源區域之間的間隙不與所述第二列的任意2個相鄰有源區域之間的間隙對準。
在一方面，所述M個第一部分位於（A）所述第一列的所述M個第二部分的部分和（B）所述第二列的所述M個第二部分的部分之間。
在一方面，所述M個有源區域形成一列有源區域，並且對於所述M個有源區域中的每個有源區域，所述每個有源區域的所述第二部分包括將所述每個有源區域的所述第一部分夾於中間的2個區域。
在一方面，在所述捕獲所述P個校準圖樣的所述圖像中，所述每個有源區域的所述第二部分的所述2個區域中的每個區域捕獲所述P個校準圖樣中的至少一個校準圖樣的圖像。
本文公開了一種系統，所述系統包括：圖像感測器，所述圖像感測器包括M個有源區域，所述M個有源區域分別包括M個第一部分和M個第二部分，M為正整數；輻射源；以及P個校準圖樣，P是正整數，其中所述輻射源被配置為向物體發送第一輻射束，其中所述M個第一部分被配置為捕獲由所述第一輻射束被所述物體繞射所產生的繞射圖樣的N個圖像，N是正整數，其中所述輻射源被配置為向所述P個校準圖樣發送第二輻射束，其中所述M個第二部分被配置為基於所述第二輻射束和所述P個校準圖樣之間的相互作用，捕獲所述P個校準圖樣的圖像，其中所述M個第二部分中的每個部分捕獲所述P個校準圖樣中的至少一個校準圖樣的圖像，其中所述系統被配置為基於（A）所述繞射圖樣的所述N個圖像和（B）所述P個校準圖樣的所述圖像，確定所述物體的晶體結構，並且，其中所述M個有源區域的所有感測元件中無感測元件同時在（A）所述M個第一部分中的一部分和（B）所述M個第二部分中的一部分中。
在一方面，所述系統還包括準直器，所述準直器被配置為防止所述第一輻射束和由所述第一輻射束被所述物體繞射而產生的輻射粒子到達所述M個有源區域的所述M個第二部分。
在一方面，所述第一輻射束的至少一個輻射粒子和所述第二輻射束的至少一個輻射粒子被同時發送。
在一方面，所述確定所述物體的所述晶體結構包括：基於所述P個校準圖樣的所述圖像，對所述繞射圖樣的所述N個圖像進行校正，得到所述繞射圖樣的N個校正後的圖像；拼接所述繞射圖樣的所述N個校正後的圖像，得到所述繞射圖樣的拼接圖像；以及基於所述繞射圖樣的所述拼接圖像，確定所述物體的所述晶體結構。
在一方面，所述確定所述物體的所述晶體結構包括：基於所述P個校準圖樣的所述圖像，對所述繞射圖樣的所述N個圖像進行校正，分別得到所述繞射圖樣的N個校正後的圖像；以及基於所述繞射圖樣的所述N個校正後的圖像，確定所述物體的所述晶體結構。
在一方面，N＝2，並且，當所述圖像感測器分別位於N個位置使得所述M個有源區域之間的間隙被所述M個有源區域掃描時，捕獲所述繞射圖樣的所述N個圖像。
在一方面，所述M個有源區域被佈置成第一列的有源區域和第二列的有源區域，並且，所述第一列的任意2個相鄰有源區域之間的間隙不與所述第二列的任意2個相鄰有源區域之間的間隙對齊。
在一方面，所述M個第一部分位於(A)所述第一列的所述M個第二部分的部分和(B)所述第二列的所述M個第二部分的部分之間。
在一方面，所述M個有源區域形成一列有源區域，並且對於所述M個有源區域中的每個有源區域，所述每個有源區域的所述第二部分包括將所述每個有源區域的所述第一部分夾於中間的2個區域。
輻射檢測器
圖1示意性地示出了作為示例的輻射檢測器100。輻射檢測器100可以包括圖元150（也稱為感測元件150）陣列。該陣列可以是矩形陣列（如圖1所示）、蜂窩陣列、六邊形陣列或任何其他合適的陣列。圖1的示例中的圖元150陣列具有4列和7行；然而，一般來說，圖元150陣列可以具有任意數量的行和任意數量的列。
每個圖元150可以被配置為檢測入射在其上的來自輻射源（未示出）的輻射，並且可以被配置為測量輻射的特性（例如，粒子的能量、波長和頻率）。輻射可以包括諸如光子（X射線、伽馬射線等）和亞原子粒子（α粒子、β粒子等）的輻射粒子。每個圖元150可以被配置為在一段時間內對入射在其上的能量落入多個能量區間中的輻射粒子的數量進行計數。所有圖元150可以被配置為在同一時間段內對多個能量區間內入射到其上的輻射粒子的數量進行計數。當入射的輻射粒子具有相似的能量時，圖元150可以僅僅被配置為在一段時間內對入射在其上的輻射粒子的數量進行計數，而不測量單個輻射粒子的能量。
每個圖元150可以具有其自己的類比數位轉換器（ADC），其被配置為將表示入射輻射粒子的能量的類比信號數位化為數位信號，或者將表示多個入射輻射粒子的總能量的類比信號數位化為數位信號。圖元150可以被配置為平行作業。例如，當一個圖元150測量入射輻射粒子時，另一個圖元150可能正在等待輻射粒子的到達。圖元150可以不必是可單獨定址的。
這裡描述的輻射檢測器100可以具有諸如X射線望遠鏡、X射線***X線照相術、工業X射線缺陷檢測、X射線顯微鏡或顯微射線照相術、X射線鑄件檢查、X射線無損檢測、X射線焊接檢查、X射線數位減影血管造影等之類的應用。使用該輻射檢測器100代替照相板、照相膠片、PSP板、X射線圖像增強器、閃爍體或其他半導體X射線檢測器可能是合適的。
圖2示意性地示出了根據實施例的圖1的輻射檢測器100沿線2-2的簡化剖視圖。具體地，輻射檢測器100可以包括輻射吸收層110和用於處理或分析入射輻射在輻射吸收層110中產生的電信號的電子器件層120（其可以包括一個或多個ASIC或專用積體電路）。輻射檢測器100可以包括或不包括閃爍體（未示出）。輻射吸收層110可以包括諸如矽、鍺、GaAs、CdTe、CdZnTe或其組合之類的半導體材料。半導體材料對於感興趣的輻射可以具有高質量衰減係數。
作為示例，圖3示意性地示出了圖1的輻射檢測器100沿線2-2的詳細剖視圖。具體地，輻射吸收層110可以包括由第一摻雜區111、第二摻雜區113的一個或多個離散區114形成的一個或多個二極體（例如p-i-n或p-n）。第二摻雜區113可以通過可選的本徵區112與第一摻雜區111分開。離散區114可以通過第一摻雜區111或本徵區112彼此分開。第一摻雜區111和第二摻雜區113可以具有相反類型的摻雜（例如，區域111是p型，區域113是n型，或者，區域111是n型，區域113是p型）。在圖3的示例中，第二摻雜區113的每個離散區114形成具有第一摻雜區111和可選的本徵區112的二極體。即，在圖3的示例中，輻射吸收層110具有多個二極體（更具體地，7個二極體對應於圖1的陣列中的一列的7個圖元150，為簡單起見，圖3中僅標記了其中的2個圖元150）。多個二極體可以具有電觸點119A作為共用（公共）電極。第一摻雜區111還可以具有離散部分。
電子器件層120可以包括適合於處理或解釋由入射在輻射吸收層110上的輻射產生的信號的電子系統121。電子系統121可以包括諸如濾波器網路、放大器、積分器和比較器之類的類比電路，或者諸如微處理器和記憶體之類的數位電路。電子系統121可以包括一個或多個ADC（類比數位轉換器）。電子系統121可以包括由各圖元150共用的元件或專用於單個圖元150的元件。例如，電子系統121可以包括專用於每個圖元150的放大器和在所有圖元150之間共用的微處理器。電子系統121可以通過通孔131電連接到圖元150。通孔之間的空間可以使用填充材料130填充，這可以增加電子器件層120與輻射吸收層110的連接的機械穩定性。其它接合技術可以在不使用通孔131的情況下將電子系統121連接到圖元150。
當來自輻射源（未示出）的輻射撞擊包括二極體的輻射吸收層110時，輻射粒子可以被吸收並且通過多種機制產生一個或多個電荷載流子（例如，電子、電洞）。電荷載流子可以在電場下漂移到二極體之一的電極。該電場可以是外部電場。電觸點119B可以包括離散部分，每個離散部分與離散區114電接觸。術語“電觸點”可以與詞語“電極”互換使用。在實施例中，電荷載流子可以在各方向上漂移，使得由單個輻射粒子產生的電荷載流子基本上不被兩個不同的離散區114共用（這裡“基本上不......共用”意指相比於其餘的電荷載流子，這些電荷載流子中的少於2%、少於0.5%、少於0.1%或少於0.01%的電荷載流子流向一個不同的離散區114）。由入射在這些離散區114之一的覆蓋區周圍的輻射粒子產生的電荷載流子基本上不與這些離散區114中的另一個共用。與離散區114相關聯的圖元150可以是離散區114周圍的區域，其中由入射到其中的輻射粒子產生的基本上全部的（多於98%、多於99.5%、多於99.9%或者多於99.99%的）電荷載流子流向離散區114。即，這些電荷載流子中的少於2%、少於1%、少於0.1%或少於0.01%的電荷載流子流過該圖元150。
圖4示意性地示出了根據替代實施例的圖1的輻射檢測器100沿線2-2的詳細剖視圖。更具體地，輻射吸收層110可以包括諸如矽、鍺、GaAs、CdTe、CdZnTe或其組合之類的半導體材料的電阻器，但不包括二極體。半導體材料對於感興趣的輻射可以具有高質量衰減係數。在一個實施例中，圖4的電子器件層120在結構和功能方面類似於圖3的電子器件層120。
當輻射撞擊包括電阻器但不包括二極體的輻射吸收層110時，它可以被吸收並通過多種機制產生一個或多個電荷載流子。輻射粒子可以產生10到100000個電荷載流子。電荷載流子可以在電場下漂移到電觸點119A和119B。該電場可以是外部電場。電觸點119B可以包括離散部分。在實施例中，電荷載流子可以在各方向上漂移，使得由單個輻射粒子產生的電荷載流子基本上不被電觸點119B的兩個不同的離散部分共用（這裡“基本上不......共用”意指相比於其餘的電荷載流子，這些電荷載流子中的少於2%、少於0.5%、少於0.1%或少於0.01%的電荷載流子流向一個不同的離散部分）。由入射在電觸點119B的這些離散部分之一的覆蓋區周圍的輻射粒子產生的電荷載流子基本上不與電觸點119B的這些離散部分中的另一個共用。與電觸點119B的離散部分相關聯的圖元150可以是離散部分周圍的區域，其中由入射到其中的輻射粒子產生的基本上全部的（多於98%、多於99.5%、多於99.9%或者多於99.99%的）電荷載流子流向電觸點119B的離散部分。即，這些電荷載流子中的少於2%、少於0.5%、少於0.1%或少於0.01%的電荷載流子流過與電觸點119B的一個離散部分相關聯的圖元。
輻射檢測器封裝
圖5示意性地示出了包括輻射檢測器100和印刷電路板（PCB）510的輻射檢測器封裝500的俯視圖。本文使用的術語“PCB”不限於特定材料。例如，PCB可以包括半導體。輻射檢測器100可以安裝到PCB 510。為了清楚起見，未示出輻射檢測器100和PCB 510之間的佈線。封裝500可以具有一個或多個輻射檢測器100。PCB 510可以包括未被輻射檢測器100覆蓋的輸入/輸出（I/O）區域512（例如，用於容納接合線514）。輻射檢測器100可以具有有源區域190，其是圖元150（圖1）所處的位置。輻射檢測器100可以在輻射檢測器100的邊緣附近具有周邊區195。周邊區195沒有圖元150，並且輻射檢測器100不檢測入射在周邊區195上的輻射粒子。
圖像感測器
圖6示意性地示出了根據實施例的圖像感測器600的剖視圖。圖像感測器600可以包括安裝到系統PCB 650的一個或多個圖5的輻射檢測器封裝500。PCB 510和系統PCB 650之間的電連接可以通過接合線514進行。為了容納PCB 510上的接合線514，PCB 510可以具有未被輻射檢測器100覆蓋的I/O區域512。為了容納系統PCB 650上的接合線514，封裝500之間可以具有間隙。間隙可以是大約1mm或更大。入射在周邊區195、I/O區域512或間隙上的輻射粒子不能被系統PCB 650上的封裝500檢測到。輻射檢測器（例如，輻射檢測器100）的死區是輻射檢測器的輻射接收表面的入射在其上的輻射粒子不能被輻射檢測器檢測到的區域。封裝（例如，封裝500）的死區是封裝的輻射接收表面的入射在其上的輻射粒子不能被封裝中的一個或多個輻射檢測器檢測到的區域。在圖5和圖6所示的這個示例中，封裝500的死區包括周邊區195和I/O區域512。具有一組封裝（例如，安裝在同一PCB上並佈置在同一層或不同層中的封裝500）的圖像感測器（例如，圖像感測器600）的死區（例如，688）包括該組中的封裝的死區和封裝之間的間隙的組合。
在實施例中，自行操作的輻射檢測器100（圖1）可以視為圖像感測器。在實施例中，自身操作的封裝500（圖5）可以視為圖像感測器。
包括輻射檢測器100的圖像感測器600可以在輻射檢測器100的有源區域190中具有死區688。然而，圖像感測器600可以一張一張地捕獲物體或場景（未示出）的多個部分圖像，然後可以將這些捕獲的部分圖像進行拼接，形成整個物體或場景的拼接圖像。
本專利申請（包括申請專利範圍）中的術語“圖像”不限於輻射的屬性（例如強度）的空間分佈。例如，術語“圖像”還可以包括物質或元素的密度的空間分佈。
繞射儀
圖7示意性地示出了根據實施例的繞射儀700的透視圖。在實施例中，繞射儀700可以包括輻射源710、一個或多個校準圖樣732和圖像感測器602。
物體
在實施例中，如圖所示，物體720可以位於輻射源710和圖像感測器602之間。物體720可以包含單晶材料。可替代地，物體720可以包含晶體材料粉末。對於物體720的結晶度沒有限制。
輻射源
在實施例中，輻射源710可以向物體720發送第一輻射束711。輻射源710還可以向校準圖樣732發送第二輻射束712。
在實施例中，第一輻射束711可以包括X射線光子。具體地，第一輻射束711可以包括單色X射線光子。在實施例中，第一輻射束711可以是筆形束。在實施例中，第二輻射束712可以包括X射線光子。
校準圖樣
為了說明，如圖7所示，有6個校準圖樣732。在實施例中，校準圖樣732可以對第二輻射束712不透明。可替代地，校準圖樣732可以以某種其他方式與第二輻射束712相互作用。在實施例中，校準圖樣732可以在支撐板730上。在實施例中，支撐板730對於輻射束711和712可以是透光的（或者不是不透明的）。
繞射儀的圖像感測器
在實施例中，繞射儀700的圖像感測器602在結構和功能方面可以類似於圖6的圖像感測器600。在實施例中，圖像感測器602可以包括一個或多個有源區域190（例如，如圖所示的3個有源區域190）。
在實施例中，圖像感測器602的3個有源區域190中的每一個都可以包括第一部分190a和第二部分190b。換言之，3個有源區域190分別包括3個第一部分190a及3個第二部分190b。在實施例中，3個第一部分190a可以與3個第二部分190b完全分開（即，不是其一部分）。換言之，三個有源區域190的所有感測元件150中無感測元件150同時在第一部分190a和第二部分190b中。
繞射儀的操作
在實施例中，繞射儀700可以按如下操作。在從輻射源710向物體720正發送第一輻射束711的同時，3個第一部分190a可以共同捕獲第一輻射束711被物體720繞射所產生的繞射圖樣的第一圖像。
在實施例中，在捕獲繞射圖樣的第一圖像之後，可以將圖像感測器602移動到另一個位置，然後，在仍然從輻射源710向物體720正發送第一輻射束711的同時，3個第一部分190a可以共同捕獲繞射圖樣的第二圖像。在實施例中，圖像感測器602的該另一位置可以被選擇為使得當捕獲第一圖像時3個有源區域190之間的每個間隙192在捕獲第二圖像時的有源區域190上。換言之，圖像感測器602的該另一個位置被選擇為使得3個有源區域190之間的間隙192被3個有源區域190掃描。
在實施例中，當從輻射源710向校準圖樣732正發送第二輻射束712的同時，3個第二部分190b可以基於第二輻射束712和校準圖樣732之間的相互作用共同捕獲校準圖樣732的圖像。第二輻射束712和校準圖樣732之間的相互作用可以包括如下場景：（A）入射在校準圖樣732上的第二輻射束712的一些輻射粒子被校準圖樣732阻擋；（B）入射在校準圖樣732上的第二輻射束712的一些輻射粒子行進通過校準圖樣732而沒有改變它們的方向；以及（C）入射在校準圖樣732上的第二輻射束712的一些輻射粒子與校準圖樣732的原子碰撞，從而改變它們的方向。
在實施例中，當3個第二部分190b共同捕獲校準圖樣732的圖像時，3個第二部分190b中的每一個可以捕獲至少一個校準圖樣732的圖像。例如，如圖7和圖8所示，3個第二部分190b中的每一個捕獲2個校準圖樣732的圖像。
在實施例中，繞射儀700可以基於（A）繞射圖樣的第一圖像和第二圖像以及（B）校準圖樣732的圖像來確定物體720的晶體結構。校準圖樣732的圖像可用於確定圖像感測器602的位置或有源區域190的位置。校準圖樣732相對於第一輻射束711的位置是已知的，並且可以是固定的。校準圖樣732可以與輻射源710是一體的。
在實施例中，圖像感測器602可以同時（即，在同一曝光中）捕獲繞射圖樣的第一圖像和校準圖樣732的圖像。可替代地，圖像感測器602可以同時（即，在同一曝光中）捕獲繞射圖樣的第二圖像和校準圖樣732的圖像。無論哪種方式，結果，第一輻射束711的至少一個輻射粒子和第二輻射束712的至少一個輻射粒子同時從輻射源710發送。
圖8示出了針對下述情況由繞射儀700的圖像感測器602捕獲的所得圖像，其中（A）物體720包含晶體材料粉末，（B）繞射圖樣的第一圖像和校準圖樣732的圖像在同一曝光中捕獲，並且（C）防止第一輻射束711和由第一輻射束711被物體720繞射而產生的輻射粒子到達3個有源區域190的3個第二部分190b。圖8的該所得圖像包括繞射圖樣的第一圖像（上部）和6個校準圖樣732的圖像（下部）。
概括繞射儀的操作的流程圖
圖9示出了根據實施例的概括上述繞射儀700的操作的流程圖900。在步驟910中，該操作包括向物體發送第一輻射束。例如，在上述實施例中，參考圖7，向物體720發送第一輻射束711。
在步驟920中，該操作包括：利用系統的圖像感測器的M個有源區域的各自的M個第一部分，捕獲第一輻射束被物體繞射所產生的繞射圖樣的N個圖像，其中M和N是正整數。例如，在上述實施例中，參考圖7，繞射儀700的圖像感測器602的3個有源區域190的3個第一部分190a共同捕獲第一輻射束711被物體720繞射所產生的繞射圖樣的第一圖像；之後，3個有源區域190的3個第一部分190a共同捕獲繞射圖樣的第二圖像。這裡，M=3且N=2。
在步驟930中，該操作包括向P個校準圖樣發送第二輻射束，P是正整數。例如，在上述實施例中，參考圖7，向6個校準圖樣732（這裡，P＝6）發送第二輻射束712。
在步驟940中，該操作包括：利用圖像感測器的M個有源區域的各自的M個第二部分，基於第二輻射束和P個校準圖樣之間的相互作用，捕獲P個校準圖樣的圖像，其中M個第二部分的每個部分捕獲P個校準圖樣中的至少一個校準圖樣的圖像。例如，在上述實施例中，參考圖7，圖像感測器602的3個有源區域190的各自的3個第二部分190b基於第二輻射束712和6個校準圖樣732之間的相互作用共同捕獲6個校準圖樣732的圖像，其中每個第二部分190b捕獲至少一個校準圖樣732的圖像。
在步驟950中，該操作包括基於（A）繞射圖樣的N個圖像和（B）P個校準圖樣的圖像來確定物體的晶體結構，其中M個有源區域的所有感測元件中無感測元件同時在（A）M個第一部分中的一部分和（B）M個第二部分中的一部分中。例如，在上述實施例中，參照圖7，繞射儀700基於（A）繞射圖樣的2個圖像（即，第一圖像和第二圖像）和（B）6個校準圖樣的圖像來確定物體720的晶體結構，其中3個有源區域190的所有感測元件150中無感測元件150同時在（A）第一部分190a和（B）第二部分190b中。
其它實施例
準直器
在實施例中，參考圖7，可以使用準直器（未示出）來防止第一輻射束711和由第一輻射束711被物體720繞射而產生的輻射粒子到達3個有源區域190的3個第二部分190b。在實施例中，準直器可以包括阻擋和吸收X射線的材料（例如，鎢）。
晶體結構的詳細確定
在實施例中，參考圖7和圖9的步驟950，所述確定物體720的晶體結構可以包括：（A）基於6個校準圖樣的圖像對繞射圖樣的2個圖像（即，第一圖像和第二圖像）進行校正，分別得到繞射圖樣的2個校正後的圖像；（B）拼接繞射圖樣的2個校正後的圖像，得到繞射圖樣的拼接圖像；以及（C）基於繞射圖樣的拼接圖像確定物體720的晶體結構。
可替代地，代替如上所述的3個步驟（A）、（B）和（C），所述確定物體720的晶體結構可以包括2個步驟。具體地，所述確定物體720的晶體結構可以包括：（A）基於6個校準圖樣的圖像對繞射圖樣的2個圖像（即，第一圖像和第二圖像）進行校正，分別得到繞射圖樣的2個校正後的圖像；以及（B）基於繞射圖樣的2個校正後的圖像確定物體720的晶體結構。
替代實施例
圖像感測器具有2列交錯的有源區域
在上述實施例中，參考圖7，圖像感測器602具有1列有源區域190。在替代實施例中，參考圖10，圖像感測器602（如俯視圖所示）可以具有2列有源區域190（每列具有3個有源區域190）。在實施例中，圖像感測器602的2列有源區域190可以如圖所示交錯排列。換言之，一列的任意2個相鄰有源區域190之間的間隙192不與另一列的任意2個相鄰有源區域190之間的間隙192對準。
在實施例中，參考圖10，圖像感測器602的6個有源區域190的6個第一部分190a可以位於（A）頂列的3個第二部分190b和（B）底列的3個第二部分190b之間，如圖所示。
每個第二部分190b都具有2個分開的區域
在上述實施例中，參考圖7，圖像感測器602的每個有源區域190的每個第二部分190b具有一個區域。在替代實施例中，參考圖11，圖像感測器602的每個有源區域190的每個第二部分190b可以具有2個分開的區域190b1和190b2，它們將所述每個有源區域190的第一部分190a夾於中間，如圖所示。
在實施例中，參考圖11，校準圖樣732（圖11中有12個）的佈置可以使得當圖像感測器602捕獲12個校準圖樣732的圖像時，每個有源區域190的第二部分190b的2個區域190b1和190b2中的每一個捕獲至少一個校準圖樣732的圖像。例如，如圖11所示，區域190b1和190b2中的每一個捕獲2個校準圖樣732的圖像。
儘管本文已經公開了各個方面和實施例，但其他方面和實施例對於本領域技術人員來說將是顯而易見的。本文所公開的各個方面和實施例是出於說明的目的而不旨在限制，真實範圍和精神由所附申請專利範圍指示。
2-2:線
100:輻射檢測器
111:第一摻雜區
112:本徵區
113:第二摻雜區
114:離散區
119A、119B:電觸點
110:輻射吸收層
120:電子器件層
121:電子系統
130:填充材料
131:通孔
150:圖元
190:有源區域
190a:第一部分
190b:第二部分
190b1、190b2:區域
192:間隙
195:周邊區
500:封裝
510:印刷電路板
512:輸入/輸出區域
514:接合線
600、602:圖像感測器
650:系統PCB
688:死區
700:繞射儀
710:輻射源
711:第一輻射束
712:第二輻射束
720:物體
730:支撐板
732:校準圖樣
900:流程圖
910、920、930、940、950:步驟
圖1示意性地示出了根據實施例的輻射檢測器。
圖2示意性地示出了根據實施例的輻射檢測器的簡化剖視圖。
圖3示意性地示出了根據實施例的輻射檢測器的詳細剖視圖。
圖4示意性地示出了根據替代實施例的輻射檢測器的詳細剖視圖。
圖5示意性地示出了根據實施例的包括輻射檢測器和印刷電路板（PCB）的輻射檢測器封裝的俯視圖。
圖6示意性地示出了根據實施例的包括安裝到系統PCB（印刷電路板）的圖5的封裝的圖像感測器的剖視圖。
圖7示意性地示出了根據實施例的包括圖像感測器的繞射儀的透視圖。
圖8示出了根據實施例的由繞射儀的圖像感測器捕獲的圖像。
圖9示出了根據實施例的概括繞射儀的操作的流程圖。
圖10示出了根據替代實施例的繞射儀的圖像感測器的俯視圖。
圖11示出了根據另一替代實施例的繞射儀的圖像感測器的俯視圖。
190:有源區域
190a:第一部分
190b:第二部分
192:間隙
602:圖像感測器
700:繞射儀
710:輻射源
711:第一輻射束
712:第二輻射束
720:物體
730:支撐板
732:校準圖樣
Claims (23)
- 一種用於執行繞射測量的方法，包括： 向物體發送第一輻射束； 利用系統的圖像感測器的M個有源區域的各自的M個第一部分，捕獲由所述第一輻射束被所述物體繞射所產生的繞射圖樣的N個圖像，其中M和N為正整數； 向P個校準圖樣發送第二輻射束，P為正整數； 利用所述圖像感測器的所述M個有源區域的各自的M個第二部分，基於所述第二輻射束和所述P個校準圖樣之間的相互作用，捕獲所述P個校準圖樣的圖像，其中，所述M個第二部分中的每個部分捕獲所述P個校準圖樣中的至少一個校準圖樣的圖像；以及 基於（A）所述繞射圖樣的所述N個圖像和（B）所述P個校準圖樣的所述圖像，確定所述物體的晶體結構， 其中，所述M個有源區域的所有感測元件中無感測元件同時在（A）所述M個第一部分中的一部分和（B）所述M個第二部分中的一部分中。
- 如請求項1所述的用於執行繞射測量的方法，其中，所述第一輻射束和所述第二輻射束包括X射線光子。
- 如請求項1所述的用於執行繞射測量的方法，其中，所述第一輻射束包括單色X射線光子。
- 如請求項1所述的用於執行繞射測量的方法，其中，所述物體包括（A）單晶材料或（B）晶體材料粉末。
- 如請求項1所述的用於執行繞射測量的方法，其中，所述系統包括準直器，所述準直器被配置為防止所述第一輻射束和由所述第一輻射束被所述物體繞射而產生的輻射粒子到達所述M個有源區域的所述M個第二部分。
- 如請求項1所述的用於執行繞射測量的方法，其中，所述第一輻射束是筆形束。
- 如請求項1所述的用於執行繞射測量的方法，其中，同時發送所述第一輻射束的至少一個輻射粒子和所述第二輻射束的至少一個輻射粒子。
- 如請求項1所述的用於執行繞射測量的方法，其中，所述確定所述物體的所述晶體結構包括： 基於所述P個校準圖樣的所述圖像，對所述繞射圖樣的所述N個圖像進行校正，分別得到所述繞射圖樣的N個校正後的圖像； 拼接所述繞射圖樣的所述N個校正後的圖像，得到所述繞射圖樣的拼接圖像；以及 基於所述繞射圖樣的所述拼接圖像，確定所述物體的所述晶體結構。
- 如請求項1所述的用於執行繞射測量的方法，其中，所述確定所述物體的所述晶體結構包括： 基於所述P個校準圖樣的所述圖像，對所述繞射圖樣的所述N個圖像進行校正，分別得到所述繞射圖樣的N個校正後的圖像；以及 基於所述繞射圖樣的所述N個校正後的圖像，確定所述物體的所述晶體結構。
- 如請求項1所述的用於執行繞射測量的方法， 其中，N＝2，並且 其中，當所述圖像感測器分別位於N個位置使得所述M個有源區域之間的間隙被所述M個有源區域掃描時，捕獲所述繞射圖樣的所述N個圖像。
- 如請求項1所述的用於執行繞射測量的方法， 其中，所述M個有源區域被佈置成第一列的有源區域和第二列的有源區域，並且 其中，所述第一列的任意2個相鄰有源區域之間的間隙不與所述第二列的任意2個相鄰有源區域之間的間隙對準。
- 如請求項11所述的用於執行繞射測量的方法，其中，所述M個第一部分位於（A）所述第一列的所述M個第二部分的部分和（B）所述第二列的所述M個第二部分的部分之間。
- 如請求項1所述的用於執行繞射測量的方法， 其中，所述M個有源區域形成一列有源區域，並且 其中，對於所述M個有源區域中的每個有源區域，所述每個有源區域的所述第二部分包括將所述每個有源區域的所述第一部分夾於中間的2個區域。
- 如請求項13所述的用於執行繞射測量的方法，其中，在所述捕獲所述P個校準圖樣的所述圖像中，所述每個有源區域的所述第二部分的所述2個區域中的每個區域捕獲所述P個校準圖樣中的至少一個校準圖樣的圖像。
- 一種用於執行繞射測量的系統，包括： 圖像感測器，所述圖像感測器包括M個有源區域，所述M個有源區域分別包括M個第一部分和M個第二部分，M為正整數； 輻射源；以及 P個校準圖樣，P是正整數， 其中，所述輻射源被配置為向物體發送第一輻射束， 其中，所述M個第一部分被配置為捕獲由所述第一輻射束被所述物體繞射所產生的繞射圖樣的N個圖像，N是正整數， 其中，所述輻射源被配置為向所述P個校準圖樣發送第二輻射束， 其中，所述M個第二部分被配置為基於所述第二輻射束和所述P個校準圖樣之間的相互作用，捕獲所述P個校準圖樣的圖像，其中所述M個第二部分中的每個部分捕獲所述P個校準圖樣中的至少一個校準圖樣的圖像， 其中，所述系統被配置為基於（A）所述繞射圖樣的所述N個圖像和（B）所述P個校準圖樣的所述圖像，確定所述物體的晶體結構，並且 其中，所述M個有源區域的所有感測元件中無感測元件同時在（A）所述M個第一部分中的一部分和（B）所述M個第二部分中的一部分中。
- 如請求項15所述的用於執行繞射測量的系統，還包括準直器，所述準直器被配置為防止所述第一輻射束和由所述第一輻射束被所述物體繞射而產生的輻射粒子到達所述M個有源區域所述的M個第二部分。
- 如請求項15所述的用於執行繞射測量的系統，其中所述第一輻射束的至少一個輻射粒子和所述第二輻射束的至少一個輻射粒子被同時發送。
- 如請求項15所述的用於執行繞射測量的系統，其中所述確定所述物體的所述晶體結構包括： 基於所述P個校準圖樣的所述圖像，對所述繞射圖樣的所述N個圖像進行校正，得到所述繞射圖樣的N個校正後的圖像； 拼接所述繞射圖樣的所述N個校正後的圖像，得到所述繞射圖樣的拼接圖像；以及 基於所述繞射圖樣的所述拼接圖像，確定所述物體的所述晶體結構。
- 如請求項15所述的用於執行繞射測量的系統，其中所述確定所述物體的所述晶體結構包括： 基於所述P個校準圖樣的所述圖像，對所述繞射圖樣的所述N個圖像進行校正，分別得到所述繞射圖樣的N個校正後的圖像；以及 基於所述繞射圖樣的所述N個校正後的圖像，確定所述物體的所述晶體結構。
- 如請求項15所述的用於執行繞射測量的系統， 其中，N＝2，並且 其中，當所述圖像感測器分別位於N個位置使得所述M個有源區域之間的間隙被所述M個有源區域掃描時，捕獲所述繞射圖樣的所述N個圖像。
- 如請求項15所述的用於執行繞射測量的系統， 其中，所述M個有源區域被佈置成第一列的有源區域和第二列的有源區域，並且 其中，所述第一列的任意2個相鄰有源區域之間的間隙不與所述第二列的任意2個相鄰有源區域之間的間隙對準。
- 如請求項21所述的用於執行繞射測量的系統，其中所述M個第一部分位於（A）所述第一列的所述M個第二部分的部分和（B）所述第二列的所述M個第二部分的部分之間。
- 如請求項15所述的用於執行繞射測量的系統， 其中，所述M個有源區域形成一列有源區域，並且 其中，對於所述M個有源區域中的每個有源區域，所述每個有源區域的所述第二部分包括將所述每個有源區域的所述第一部分夾於中間的2個區域。
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