Device for readout and signal processing from large area silicon senzor
The result's identifiers
Result code in IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F60193247%3A_____%2F20%3AN0000003" target="_blank" >RIV/60193247:_____/20:N0000003 - isvavai.cz</a>
Alternative codes found
RIV/68407700:21230/20:00339665 RIV/68407700:21340/20:00339665
Result on the web
—
DOI - Digital Object Identifier
—
Alternative languages
Result language
čeština
Original language name
Zařízení pro sběr a zpracování signálu z velkoplošného křemíkového senzoru
Original language description
Pixelový zobrazovací detektor pro gamma záření určený pro radiační terapii s cílem zajištění správné polohy pacienta při aplikaci záření, měření prostorové distribuce dávky záření a realizaci zpětné vazby pro případné přerušení terapie, pokud distribuce záření neodpovídá ozařovacímu plánu. Toto řešení ve srovnání se standardním umožňuje dosažení vysoké snímkovací frekvence díky zpracování signálu ze senzoru do několika milimetrů od pixelu. Dále umožňuje vysokou radiační odolnost díky využití vysoce sub-mikrometrových CMOS technologií. Další výhodou je pokrytí libovolně velké plochy bez mrtvých oblastí díky integraci vyčítacího čipu do zlomku celkové plochy pixelového senzoru, a to při příznivých výrobních nákladech daných využitím křemíkových senzorů a nahrazením náročnějšího bump-bondingu dostupnějším wire-bondingem. Zahrnutí analogového obvodu pro měření hodnoty stejnosměrného temného proudu senzorových diod navíc umožňuje měření i za podmínek vysokých fotonových toků, které znemožňují počítání fotonů. Zařízení se skládá z alespoň jednoho vyčítacího čipu s CMOS obvody s vrstvou hradlového oxidu o tloušťce 1 až 4nm a s délkou hradla tranzistoru menší než 350nm. Tento čip je připojen k velkoplošnému pixelovému senzoru prostřednictvím zlatých nebo hliníkových drátků nahrazujících technologicky náročnější a nákladnější bump-bonding. Střední část vyčítacího čipu zabírá pole 16 až 256 měřících kanálů. Vyčítací čipy zabírají méně než ¼ celkové plochy velkoplošného pixelového senzoru. Vyčítací čip je navržen pro kombinaci primárně s křemíkovými senzory, a to s ohledem na využití v radioterapii, při které je kvůli vysokým energiím fotonů dominantním interakčním mechanismem Comptonův rozptyl znevýhodňující, na rozdíl od nízkoenergetických rentgenových detektorů,využití polovodičových materiálů s vysokým Z. Křemík (Z=14) v tomto případě představuje dobrou variantu s nejnižší cenou při přepočtu na jednotku hmoty senzoru. Velkoplošný pixelový senzor je tvořený polem diod vytvořených na vysoko rezistivním křemíku s rezistivitou vyšší než 100Ω·cm. Vyčítací čip obklopují kontaktovací plošky pro připojení velkoplošného pixelového senzoru na delších rovnoběžných stranách kontaktovací plošky pro přenos dat a napájení vyčítacího čipu na kratších rovnoběžných stranách. Tento layout umožňuje využití více vyčítacích čipů, přičemž komunikace mezi těmito vyčítacími čipy je zřetězena pro sériové nebo sério-paralelní vyčítání dat z celého pixelového senzoru.
Czech name
Zařízení pro sběr a zpracování signálu z velkoplošného křemíkového senzoru
Czech description
Pixelový zobrazovací detektor pro gamma záření určený pro radiační terapii s cílem zajištění správné polohy pacienta při aplikaci záření, měření prostorové distribuce dávky záření a realizaci zpětné vazby pro případné přerušení terapie, pokud distribuce záření neodpovídá ozařovacímu plánu. Toto řešení ve srovnání se standardním umožňuje dosažení vysoké snímkovací frekvence díky zpracování signálu ze senzoru do několika milimetrů od pixelu. Dále umožňuje vysokou radiační odolnost díky využití vysoce sub-mikrometrových CMOS technologií. Další výhodou je pokrytí libovolně velké plochy bez mrtvých oblastí díky integraci vyčítacího čipu do zlomku celkové plochy pixelového senzoru, a to při příznivých výrobních nákladech daných využitím křemíkových senzorů a nahrazením náročnějšího bump-bondingu dostupnějším wire-bondingem. Zahrnutí analogového obvodu pro měření hodnoty stejnosměrného temného proudu senzorových diod navíc umožňuje měření i za podmínek vysokých fotonových toků, které znemožňují počítání fotonů. Zařízení se skládá z alespoň jednoho vyčítacího čipu s CMOS obvody s vrstvou hradlového oxidu o tloušťce 1 až 4nm a s délkou hradla tranzistoru menší než 350nm. Tento čip je připojen k velkoplošnému pixelovému senzoru prostřednictvím zlatých nebo hliníkových drátků nahrazujících technologicky náročnější a nákladnější bump-bonding. Střední část vyčítacího čipu zabírá pole 16 až 256 měřících kanálů. Vyčítací čipy zabírají méně než ¼ celkové plochy velkoplošného pixelového senzoru. Vyčítací čip je navržen pro kombinaci primárně s křemíkovými senzory, a to s ohledem na využití v radioterapii, při které je kvůli vysokým energiím fotonů dominantním interakčním mechanismem Comptonův rozptyl znevýhodňující, na rozdíl od nízkoenergetických rentgenových detektorů,využití polovodičových materiálů s vysokým Z. Křemík (Z=14) v tomto případě představuje dobrou variantu s nejnižší cenou při přepočtu na jednotku hmoty senzoru. Velkoplošný pixelový senzor je tvořený polem diod vytvořených na vysoko rezistivním křemíku s rezistivitou vyšší než 100Ω·cm. Vyčítací čip obklopují kontaktovací plošky pro připojení velkoplošného pixelového senzoru na delších rovnoběžných stranách kontaktovací plošky pro přenos dat a napájení vyčítacího čipu na kratších rovnoběžných stranách. Tento layout umožňuje využití více vyčítacích čipů, přičemž komunikace mezi těmito vyčítacími čipy je zřetězena pro sériové nebo sério-paralelní vyčítání dat z celého pixelového senzoru.
Classification
Type
F<sub>uzit</sub> - Utility model
CEP classification
—
OECD FORD branch
30224 - Radiology, nuclear medicine and medical imaging
Result continuities
Project
<a href="/en/project/FV30218" target="_blank" >FV30218: Dose Guided Radiotherapy System</a><br>
Continuities
P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)
Others
Publication year
2020
Confidentiality
C - Předmět řešení projektu podléhá obchodnímu tajemství (§ 504 Občanského zákoníku), ale název projektu, cíle projektu a u ukončeného nebo zastaveného projektu zhodnocení výsledku řešení projektu (údaje P03, P04, P15, P19, P29, PN8) dodané do CEP, jsou upraveny tak, aby byly zveřejnitelné.
Data specific for result type
Patent/design ID
33721
Publisher
CZ001 -
Publisher name
Industrial Property Office
Place of publication
Prague
Publication country
CZ - CZECH REPUBLIC
Date of acceptance
—
Owner name
ČVUT v Praze, UJP PRAHA a.s.
Method of use
B - Výsledek je využíván orgány státní nebo veřejné správy
Usage type
A - K využití výsledku jiným subjektem je vždy nutné nabytí licence