專利名稱：用于探測(cè)電磁輻射的探測(cè)器單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于探測(cè)電磁輻射的探測(cè)器單元、一種探測(cè)器裝置以及一種探測(cè)電磁輻射的方法。此外，本發(fā)明還涉及一種可以存儲(chǔ)探測(cè)電磁輻射的計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)以及一種探測(cè)電磁輻射的程序單元。
背景技術(shù)：
當(dāng)前市面上的大多數(shù)固態(tài)數(shù)字X射線探測(cè)器都可以由頂部具有非晶硅(a-Si)薄膜電子器件和X射線轉(zhuǎn)換層的平玻璃板構(gòu)成。X射線探測(cè)器要么是在光電二極管陣列的頂部具有閃爍體的間接轉(zhuǎn)換型，要么是采用位于電極陣列頂部的光電導(dǎo)體的直接轉(zhuǎn)換型。撞擊的X射線被轉(zhuǎn)換層吸收，并通過(guò)在所述陣列的每一像素中生成的電荷創(chuàng)建X射線吸收的數(shù)字圖像。一種玻璃上的薄膜電子器件的替代方案是將單晶硅晶圓用于像素電子器件。如上所述，對(duì)于間接或者直接X(jué)射線轉(zhuǎn)換而言均可以構(gòu)建具有或者不具有光電二極管的像素。通過(guò)在單晶硅中采用標(biāo)準(zhǔn)的CMOS處理一般可以得到比a-Si像素電路噪聲更低，功能性更強(qiáng)的電子電路。就間接轉(zhuǎn)換探測(cè)器而言，可以將閃爍器膠粘到Si晶圓上，也可以使其直接生長(zhǎng)在Si晶圓上。對(duì)于直接X(jué)射線轉(zhuǎn)換材料而言，還可以至少存在兩種可能性采用(例如)凸球連接單獨(dú)制造的層，或者在硅上直接淀積。當(dāng)今，平板X(qián)射線探測(cè)器中的像素間距可以達(dá)到大約150 μ m到大約200 μ m,除了乳房造影和牙齒成像之外，在所述應(yīng)用中，小于100 μ m的像素尺寸是常用的。而且，對(duì)于心臟學(xué)、神經(jīng)學(xué)和血管應(yīng)用而言，可以在X射線成像中發(fā)現(xiàn)這樣一種一般趨勢(shì)，即，對(duì)更高空間分辨率的需求正在不斷增長(zhǎng)。由于小特征尺寸的原因，可以將單晶Si探測(cè)器的像素尺寸降至遠(yuǎn)低于IOOym的值，就是由于將這種技術(shù)用于晶體管和其它電子元件才使得這種情況成為可能。然而，就間接轉(zhuǎn)換探測(cè)器而言，空間分辨率可能受到閃爍體內(nèi)的光擴(kuò)展的限制。一般而言，不可降低閃爍體的厚度，以保持高X射線吸收率。為了充分利用具有小像素的探測(cè)器的高空間分辨率，直接X(jué)射線轉(zhuǎn)換可能更適合?？梢匀菀椎貙⒅T如硒、碘化汞、氧化鉛或CdTe (碲化鎘)的直接轉(zhuǎn)換材料做得足夠厚，從而在具有醫(yī)療成像的典型射束質(zhì)量的情況下吸收80%以上的X射線。由于所生成的可以是電子和空穴的載流子可能遵循所施加的偏置場(chǎng)的場(chǎng)線，因而通常可以實(shí)現(xiàn)非常高的空間分辨率，所述場(chǎng)線垂直于所述像素電極和所述通常非結(jié)構(gòu)化的頂部電極的表面延伸。除了所述空間分辨率以外，直接轉(zhuǎn)換CMOS探測(cè)器的另一優(yōu)點(diǎn)可以是克服小像素中的光電二極管的有限填充因數(shù)的可能性。在直接轉(zhuǎn)換探測(cè)器中，幾乎覆蓋整個(gè)像素區(qū)域的金屬層可以起到像素電極的作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于改進(jìn)探測(cè)器，尤其是提供一種充分靈敏的探測(cè)器。
可以通過(guò)與探測(cè)器單元、探測(cè)器裝置、電磁輻射探測(cè)方法、程序單元和計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)相關(guān)的獨(dú)立權(quán)利要求的特征實(shí)現(xiàn)這一目的。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，可以提供一種用于探測(cè)電磁輻射的探測(cè)器單元。所述探測(cè)器單元可以包括適于將撞擊的電磁輻射轉(zhuǎn)換成電荷載流子的轉(zhuǎn)換材料。此外，所述探測(cè)器單元可以包括適于收集所轉(zhuǎn)換的電荷載流子的電荷收集電極以及用于在所收集的電荷載流子的基礎(chǔ)上估算電磁輻射的估算電路。此外，所述探測(cè)器單元可以包括半導(dǎo)體，所述半導(dǎo)體可以電耦合于所述電荷收集電極和所述估算電路之間。可以將本發(fā)明的原理應(yīng)用于各種傳感器，尤其是圖像傳感器，例如，可以用在X射線裝置中的CMOS圖像傳感器，并且可以應(yīng)用于X射線探測(cè)器，尤其是CMOS X射線探測(cè)器。因而，本發(fā)明的原理可以涉及X射線探測(cè)器，所述探測(cè)器可以采用與COMS像素電路結(jié)合的直接X(jué)射線轉(zhuǎn)換。所提出的像素電路可以利用從大的像素電極到專用的小的額外積分電容的額外電荷轉(zhuǎn)移步驟提供非常高的靈敏度。在這種情況下，可以在不必像其它解決方案那樣需要永久性偏置電流的情況下降低有效輸入電容。這樣的高靈敏度直接轉(zhuǎn)換探測(cè)器的主要應(yīng)用為乳房造影，但是也可以將其用于很多其它的X射線成像應(yīng)用。還可以預(yù)見(jiàn)到，可以在所述電荷收集電極的前面或者在所述電荷收集電極之下布置屏蔽電極。該屏蔽電極可以適于與所述電荷收集電極形成電容。這樣可以改善所述探測(cè)器單元的電容特性。根據(jù)示范性實(shí)施例，所述探測(cè)器單元的半導(dǎo)體可以是包括柵極連接部、漏極連接部和源極連接部的晶體管，其中，所述源極連接部可以連接至所述電荷收集電極，所述漏極連接部可以連接至所述估算電路。所述半導(dǎo)體可以具有任何類型，例如，其為FET，尤其是MOSFET。根據(jù)示范性實(shí)施例，使所述柵極連接部保持預(yù)定電壓，其中，所述預(yù)定電壓可以適于提供源極漏極電流的從所述電荷收集電極到所述估算電路的電流流動(dòng)。可以預(yù)見(jiàn)，所述預(yù)定電壓是可以在所述探測(cè)器單元的全部運(yùn)行時(shí)間內(nèi)施加的時(shí)間恒定電壓或者具有預(yù)定值的永久性電壓。所施加的電壓還有可能是脈沖電壓，可以按照預(yù)定時(shí)間間隔施加所述脈沖電壓，由于脈沖特性的原因，其并非在全部運(yùn)行時(shí)間內(nèi)都存在。根據(jù)示范性實(shí)施例，可以將所述積分電容電耦合至所述半導(dǎo)體以及所述估算電路?？梢詫⑺鲭婑詈咸峁┏伤龇e分電容器和所述半導(dǎo)體之間以及所述半導(dǎo)體和所述估算電路之間的導(dǎo)電連接。所述積分電容可以包括第一連接部和第二連接部?？梢詫⑺龅谝贿B接部電耦合至所述半導(dǎo)體以及所述估算電路。所述第二連接部可以連接至參考電勢(shì)，尤其是地電勢(shì)。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，所述積分電容可以包括第一連接部和第二連接部，其中，所述第一連接部可以連接至所述晶體管的漏極連接部，所述第二連接部可以連接至參考電勢(shì)。所述參考電勢(shì)可以是地電勢(shì)。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，可以將所述半導(dǎo)體連接至電荷泵。還有可能將所述電荷泵連接至輸入電極，尤其是所述探測(cè)器單元的電荷收集電極。 根據(jù)示范性實(shí)施例，所述電荷泵可以適于通過(guò)第一控制線進(jìn)行控制。
所述第一控制線還可以連接至額外的探測(cè)器單元，從而采用一條控制線控制不同的探測(cè)器單元。根據(jù)示范性實(shí)施例，可以將所述半導(dǎo)體連接至可以適于通過(guò)第二控制線進(jìn)行控制的第一電荷轉(zhuǎn)移晶體管。所述半導(dǎo)體可以包括可以電連接至控制線的柵極連接部。此外，所述半導(dǎo)體可以包括可以電連接至所述第一電荷轉(zhuǎn)移晶體管的漏極連接部。所述第一電荷轉(zhuǎn)移晶體管可以是FET (場(chǎng)效應(yīng)晶體管)，尤其是η溝道晶體管，其可以包括柵極連接部、漏極連接部和源極連接部。所述第一電荷轉(zhuǎn)移晶體管的源極連接部可以連接至所述半導(dǎo)體。根據(jù)示范性實(shí)施例，所述第一電荷轉(zhuǎn)移晶體管可以連接至第一電荷存儲(chǔ)電容器。所述第一電荷轉(zhuǎn)移晶體管可以起著開(kāi)關(guān)的作用，其可以在閉合狀態(tài)下將電荷從所述積分電容器轉(zhuǎn)移到所述第一電荷存儲(chǔ)電容器。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，所述第一電荷轉(zhuǎn)移晶體管可以連接至第二電荷轉(zhuǎn)移晶體管，所述第二電荷轉(zhuǎn)移晶體管可以適于通過(guò)第三控制線進(jìn)行控制。所述第二電荷轉(zhuǎn)移晶體管可以起到開(kāi)關(guān)的作用，其可以在閉合狀態(tài)下將電荷從所述第一電荷存儲(chǔ)電容器轉(zhuǎn)移到所述第二電荷存儲(chǔ)電容器。此外，可以預(yù)見(jiàn)，可以按照類似于鏈的方式利用其它的積分電容器和其它的電荷轉(zhuǎn)移晶體管，所述類似于鏈的方式與所述第一電荷存儲(chǔ)電容器、第二電荷存儲(chǔ)電容器、第一電荷轉(zhuǎn)移晶體管和第二轉(zhuǎn)移晶體管的相互連接類似。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，所述第二電荷轉(zhuǎn)移晶體管可以連接至第二電荷存儲(chǔ)電容器。所述第二電荷轉(zhuǎn)移晶體管可以是FET(場(chǎng)效應(yīng)晶體管)，尤其是η溝道晶體管，其可以包括柵極連接部、漏極連接部和源極連接部。所述第二電荷轉(zhuǎn)移晶體管的柵極連接部可以連接至其它的控制線。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，可以提供一種用于探測(cè)電磁輻射的探測(cè)器裝置。所述探測(cè)器裝置可以包括多個(gè)互連的根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的探測(cè)器單元。所述探測(cè)器裝置可以包括由探測(cè)器單元構(gòu)成的矩陣，所述探測(cè)器單元可以采用垂直控制線或水平控制線相互連接。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，可以提供一種探測(cè)電磁輻射的方法。所述方法可以包括將撞擊的電磁輻射轉(zhuǎn)換成電荷載流子，并在電荷收集電極處收集所轉(zhuǎn)換的電荷載流子。所述方法還可以包括提供從所述電荷收集電極到所述估算電路的電流流動(dòng)，并通過(guò)估算電路基于所收集的電荷載流子估算電磁輻射?？梢酝ㄟ^(guò)半導(dǎo)體和/或電荷泵提供從電荷收集電極到估算電路的電流流動(dòng)。此外，還可以預(yù)見(jiàn)提供屏蔽電極，其適于與所述電荷收集電極形成電容。這樣的屏蔽電極可以為包括幾個(gè)探測(cè)器單元的X射線設(shè)備提供改善的電容特性。改善的電容可以導(dǎo)致對(duì)采用多個(gè)探測(cè)器單元的X射線設(shè)備的圖像估算的改善的控制。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，可以提供一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中可以存儲(chǔ)探測(cè)電磁輻射的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序在由處理器執(zhí)行時(shí)可以適于控制或執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法。所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是軟盤(pán)、硬盤(pán)、USB (通用串行總線)存儲(chǔ)裝置、RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、R0M(只讀存儲(chǔ)器)、EPROM(可擦可編程只讀存儲(chǔ)器)等。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，可以提供一種探測(cè)電磁輻射的程序單元。所述程序單元在由處理器執(zhí)行時(shí)可以適于控制或執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法。參考下文描述的實(shí)施例，本發(fā)明的這些和其它方面將顯而易見(jiàn)并得到闡述。還必須指出已經(jīng)參考不同的主題描述了本發(fā)明的各示范性實(shí)施例和本發(fā)明的各個(gè)方面。具體而言，已經(jīng)參考設(shè)備類型權(quán)利要求描述了一些實(shí)施例，參考方法類型權(quán)利要求描述了其它實(shí)施例。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以從上述和下述說(shuō)明領(lǐng)悟到，除了另行指出，否則除了屬于一種類型的主題的特征之間的任意組合之外，屬于不同主題的特征之間的任意組合，尤其是設(shè)備權(quán)利要求的特征和方法權(quán)利要求的特征之間的任意組合也應(yīng)當(dāng)視為在本申請(qǐng)中得到了公開(kāi)。


圖1示意性示出了固態(tài)X射線探測(cè)器的示范性實(shí)施例。圖2示意性示出了間接X(jué)轉(zhuǎn)換探測(cè)器的電路的示范性實(shí)施例。圖3示意性示出了直接轉(zhuǎn)換X射線探測(cè)器的電路的示范性實(shí)施例。圖4示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的電路的第一示范性實(shí)施例。圖5示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的電路的第二示范性實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式所述附圖中的圖示是示意性的。在下面對(duì)圖1到圖5的描述中，可以將相同的附圖標(biāo)記用于相同或?qū)?yīng)的元件。圖1示意性示出了固態(tài)X射線探測(cè)器101的示范性實(shí)施例。固態(tài)X射線探測(cè)器101包括像素單元301的陣列201、相關(guān)線驅(qū)動(dòng)電路202、讀出放大器和/或多路復(fù)用器203。圖2示出了間接X(jué)轉(zhuǎn)換探測(cè)器的電路的示范性實(shí)施例。圖2的電路包括光電二極管311，其可以利用開(kāi)關(guān)裝置312使其復(fù)位至電源電壓，所述開(kāi)關(guān)裝置312通過(guò)復(fù)位線321進(jìn)行控制。這一連接又稱為輸入節(jié)點(diǎn)337。X射線或者光曝光降低了輸入節(jié)點(diǎn)337上的電壓。在讀出過(guò)程中，通過(guò)緩沖器復(fù)制這一節(jié)點(diǎn)上的電壓，所述緩沖器通常是源極跟隨器313，其通過(guò)受到控制器322致動(dòng)的讀出開(kāi)關(guān)314放置在讀出線323上。值得注意的是，在對(duì)ρ外延層的標(biāo)準(zhǔn)CMOS處理中通常的η溝道源極跟隨器具有大約0. 8的增益，因而只能以縮減的形式將來(lái)自輸入節(jié)點(diǎn)337的信號(hào)復(fù)制到讀出線上，從而影響可獲得的信噪比。就圖3所示的直接轉(zhuǎn)換X射線探測(cè)器而言，采用電荷收集電極331和在第一實(shí)例中連接至參考電勢(shì)336的屏蔽電極334替代光電二極管311。也可以將所述電路的其它部件連接至參考電勢(shì)336?？梢栽诤蠖睡B層的頂部金屬中制作電荷收集電極331，在接下來(lái)的下面的金屬層中制作參考電極。將直接轉(zhuǎn)換材料332連接至電荷收集電極331，所述直接轉(zhuǎn)換材料332還具有連接至高壓電源335的頂部接觸333。電極331和334形成了輸入電容(C_in)的絕大部分，其余分配在連接、復(fù)位開(kāi)關(guān)312和源極跟隨器313中。圖3中的電路的功能與針對(duì)圖2描述的功能類似。差別在于，在圖3中，由直接轉(zhuǎn)換材料收集到的電荷填充了像素電容，因而其可以改變輸入節(jié)點(diǎn)337上的電壓。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的電路的第一示范性實(shí)施例。與圖3相比，在圖4的示范性實(shí)施例中，將額外的晶體管371和積分電容器373放置在電荷收集電極331和源極跟隨器313之間。通過(guò)線372使晶體管371的柵極永久保持在一定的電壓上，從而使得在柵極一源極電壓超過(guò)某一閾值的情況下能夠產(chǎn)生源極一漏極電流。就所述探測(cè)器的X射線或光曝光而言，在電極331處收集的電荷將被傳輸至積分電容器373，并降低其電壓。在曝光之后對(duì)所述積分電容復(fù)位。為了避免電荷在電荷收集電極331上長(zhǎng)期積聚，時(shí)常有必要通過(guò)受到控制線375控制的電荷泵374實(shí)施小電荷注入，優(yōu)選每一 X射線曝光幀實(shí)施一次。這一額外電荷是已知的，以后可以從實(shí)際信號(hào)中將其減去。在圖4中，分別將電荷泵374、積分電容器373和屏蔽電極334連接至參考電勢(shì)336。圖4中的電路的其余部分與圖3中相同通過(guò)源極跟隨器313和讀出開(kāi)關(guān)314將積分電容373上的電壓傳輸至讀出線323?？梢詫⒎e分電容373選擇成小到專門(mén)應(yīng)用所需的程度，這樣將得到非常高的電路靈敏度。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的電路的第二示范性實(shí)施例。圖5示出了與提高像素的動(dòng)態(tài)范圍的模塊結(jié)合的電路。將一個(gè)或多個(gè)電荷轉(zhuǎn)移晶體管360、361以及一個(gè)或多個(gè)額外電荷存儲(chǔ)電容器351、352添加至積分電容器373。圖5示出了兩個(gè)額外的級(jí)，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將其容易地變成一個(gè)級(jí)或者超過(guò)兩個(gè)級(jí)。通過(guò)相應(yīng)的控制線340、341設(shè)置晶體管360的柵極電壓，從而在積分電容器373的電壓達(dá)到某一下限時(shí)，使第一晶體管360導(dǎo)通。現(xiàn)在將通過(guò)晶體管371抵達(dá)的其它電荷轉(zhuǎn)移至額外電容器351。在這一電容器351中的電壓達(dá)到了某一下限時(shí)，下一晶體管361導(dǎo)通，并將進(jìn)一步進(jìn)入的電荷傳遞至電容器352。在讀出過(guò)程中，通過(guò)首先單獨(dú)讀出電容器373形成第一子圖像。實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的做法是通過(guò)電荷轉(zhuǎn)移晶體管360、361的控制線340、341使所述晶體管充分截止。之后通過(guò)使晶體管360充分導(dǎo)通而形成第二子圖像，從而讀出373和351上的收集電荷。之后，通過(guò)使晶體管360、361 二者均充分導(dǎo)通而形成下一子圖像，從而讀出373、351和352的收集電荷。由這些具有正確的圖像信息的子圖像，即未將電荷傳遞至下一級(jí)的圖像形成最終圖像。因而，能夠采用最小的積分電容器形成最終圖像，所述最小的積分電容器還將產(chǎn)生最小的噪聲影響，并提供最佳的信噪比。通過(guò)在控制線340、341之上施加充分高的柵極電壓使所有的額外電容器351、352連同373 —起復(fù)位，從而充分激活晶體管360、361。也可以采用圖5所示的像素通過(guò)充分激活一個(gè)或多個(gè)晶體管360、361來(lái)降低固定步驟中的靈敏度。在曝光階段和積分階段，這樣就會(huì)使電容器351，并且有可能使電容器352與電容器373并聯(lián)。圖5所示的電路能夠針對(duì)漏電流提供部分自保護(hù)。如果在直接轉(zhuǎn)換材料上具有負(fù)高壓的情況下使用n-MOS復(fù)位開(kāi)關(guān)312，那么高漏電流將導(dǎo)通復(fù)位開(kāi)關(guān)，并且電流將被汲取至電源。如果采用正高壓，那么P-MOS復(fù)位開(kāi)關(guān)將類似地汲取過(guò)多的電流，并保護(hù)所述緩沖器。換言之，根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，在現(xiàn)有的大像素電極和額外的幾乎更小的專用積分電容之間提供了額外的晶體管。可以使這一晶體管的柵極保持在某一中間電壓上，因而只要電壓高于某一閾值就能夠使源極一漏極電流從像素電極流到所述積分電容。這一電荷轉(zhuǎn)移步驟能夠降低有效輸入電容，于是，所述有效輸入電容可以僅由小積分電容的選擇以及接下來(lái)的源極跟隨器放大器的柵極來(lái)決定。
就直接轉(zhuǎn)換固態(tài)X射線探測(cè)器而言，幾乎整個(gè)像素表面都可能必須充當(dāng)收集電極。這一電極是像素電容的部分，其對(duì)輸入電荷以及來(lái)自底層電子器件的擾動(dòng)信號(hào)都非常敏感。因而，可能必須在所述收集電極之下實(shí)現(xiàn)連接至參考電勢(shì)的屏蔽電極，從而為像素電容器提供穩(wěn)定的第二電極，并避免不必要的擾動(dòng)信號(hào)抵達(dá)電荷收集電極。電荷收集電極和屏蔽電極的布置形成了輸入電容。這一電容的值可以由像素尺寸以及用于構(gòu)建像素的實(shí)際制造過(guò)程決定，其往往比預(yù)期的大，從而導(dǎo)致電路的靈敏度低。其它降低所述輸入電容的可能性是在像素中采用EP2006117527中提出的自舉電路或者專用運(yùn)算放大器(OpAmp)。在這兩種情況下，都可能需要在每一像素中饋送永久性偏置電流，在具有較高的行數(shù)的大傳感器內(nèi)，這一點(diǎn)難以實(shí)現(xiàn)?？梢詫⒈景l(fā)明應(yīng)用于采用直接X(jué)射線轉(zhuǎn)換的所有種類X射線探測(cè)器以及采用CMOS電子器件的像素電子器件。還可以將本發(fā)明應(yīng)用于采用間接X(jué)射線轉(zhuǎn)換的光學(xué)成像器的光
電二極管。所述應(yīng)用可以包括心血管X射線、一般X射線、神經(jīng)學(xué)、整形外科、乳房造影和牙齒成像?？梢灶A(yù)見(jiàn)，在傳感器上或者探測(cè)器單元上采用對(duì)大約ι μ m到大約15 μ m的波長(zhǎng)或者對(duì)紅外輻射起反應(yīng)的轉(zhuǎn)換材料，以便提供熱成像裝置。本發(fā)明不限于所公開(kāi)的實(shí)施例，其盡可能多地給出了所討論的實(shí)施例中所包括的特征的替代的例子。此外，應(yīng)當(dāng)指出“包括”不排除其它元件或步驟，單數(shù)冠詞不排除復(fù)數(shù)。此外，可以對(duì)單獨(dú)的從屬權(quán)利要求中列舉的特征進(jìn)行有利地組合。此外，應(yīng)當(dāng)指出可以將參考上述示范性實(shí)施例之一描述的特征或步驟與上文描述的其它示范性實(shí)施例的其它特征或步驟結(jié)合使用。不應(yīng)將權(quán)利要求中的附圖標(biāo)記解釋為限
制。
附圖標(biāo)記列表
101X射線探測(cè)器
201陣列
202線驅(qū)動(dòng)電路
203讀出放大器/多路復(fù)用器
301探測(cè)器單元或像素單元
311光電二極管
312開(kāi)關(guān)裝置
313源極跟隨器，緩沖器
314讀出開(kāi)關(guān)
321復(fù)位線
322控制線
323讀出線
331電荷收集電極
332直接轉(zhuǎn)換材料
333頂部接觸
334屏蔽電極
335高電壓源
336參考電勢(shì)
337輸入節(jié)點(diǎn)
340第:二控制線
341第:三控制線
351第-一電荷存儲(chǔ)電容器
352第:二電荷存儲(chǔ)電容器
360第-一電荷轉(zhuǎn)移晶體管
361第:二電荷轉(zhuǎn)移晶體管
371晶體管
372第四控制線
373積分電容器
374電荷泵
375第-一控制線
說(shuō)明書(shū)
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權(quán)利要求
1.一種用于探測(cè)電磁輻射的探測(cè)器單元(301)，所述探測(cè)器單元(301)包括適于將撞擊的電磁輻射轉(zhuǎn)換成電荷載流子的轉(zhuǎn)換材料(332)；適于收集所轉(zhuǎn)換的電荷載流子的電荷收集電極(331)；適于基于所收集的電荷載流子來(lái)估算所述電磁輻射的估算電路(312，313，314)；以及電耦合于所述電荷收集電極(331)和所述估算電路(312，313，314)之間的半導(dǎo)體(371)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測(cè)器單元(301)，其中，所述半導(dǎo)體(371)是包括柵極連接部、漏極連接部和源極連接部的晶體管，其中，所述源極連接部被連接至所述電荷收集電極(331)，并且其中，所述漏極連接部被連接至所述估算電路(312，313，314)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的探測(cè)器單元(301)，其中，使所述柵極連接部保持預(yù)定電壓，其中，所述預(yù)定電壓適于提供源極一漏極電流的從所述電荷收集電極(331)到所述估算電路(312，313，314)的電流流動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的探測(cè)器單元(301)，其中，積分電容(373)電耦合至所述半導(dǎo)體(371)以及所述估算電路(312，313，314)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的探測(cè)器單元(301)，其中，所述積分電容(37 包括第一連接部和第二連接部，其中，所述第一連接部被連接至所述晶體管(371)的漏極連接部，所述第二連接部被連接至參考電勢(shì)(336)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中的任一項(xiàng)所述的探測(cè)器單元(301)，其中，所述半導(dǎo)體(371)連接至電荷泵(374)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的探測(cè)器單元(301)，其中，所述電荷泵(374)適于通過(guò)第一控制線(375)來(lái)進(jìn)行控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7中的任一項(xiàng)所述的探測(cè)器單元(301)，其中，所述半導(dǎo)體(371)連接至適于通過(guò)第二控制線(340)來(lái)進(jìn)行控制的第一電荷轉(zhuǎn)移晶體管(360)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的探測(cè)器單元(301)，其中，所述第一電荷轉(zhuǎn)移晶體管(360)連接至第一電荷存儲(chǔ)電容器(351)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的探測(cè)器單元(301)，其中，所述第一電荷轉(zhuǎn)移晶體管(360)連接至適于通過(guò)第三控制線(341)來(lái)進(jìn)行控制的第二電荷轉(zhuǎn)移晶體管(361)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的探測(cè)器單元(301)，其中，所述第二電荷轉(zhuǎn)移晶體管(361)連接至第二電荷存儲(chǔ)電容器(352)。
12.一種用于探測(cè)電磁輻射的探測(cè)器裝置，所述探測(cè)器裝置包括多個(gè)互連的根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測(cè)器單元(301)。
13.—種探測(cè)電磁輻射的方法，所述方法包括將撞擊的電磁輻射轉(zhuǎn)換成電荷載流子；在電荷收集電極(331)處收集所轉(zhuǎn)換的電荷載流子；提供從所述電荷收集電極(331)到估算電路(312，313，314)的電流流動(dòng)；通過(guò)所述估算電路(312，313，314)基于所收集的電荷載流子來(lái)估算所述電磁輻射。
14.一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中存儲(chǔ)了探測(cè)電磁輻射的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序在由處理器執(zhí)行時(shí)適于控制或執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法。
15.一種探測(cè)電磁輻射的程序單元，所述程序單元在由處理器執(zhí)行時(shí)適于控制或執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，可以提供一種用于探測(cè)電磁輻射的探測(cè)器單元301。所述探測(cè)器單元301可以包括適于將撞擊的電磁輻射轉(zhuǎn)換成電荷載流子的轉(zhuǎn)換材料332。此外，所述探測(cè)器單元301還可以包括適于收集所轉(zhuǎn)換的電荷載流子的電荷收集電極331以及適于在所收集的電荷載流子的基礎(chǔ)上估算電磁輻射的估算電路312、313、314。此外，所述探測(cè)器單元301可以包括半導(dǎo)體373，所述半導(dǎo)體可以電耦合于電荷收集電極331和估算電路312、313、314之間。
文檔編號(hào)H04N5/32GK102597806SQ201080049634
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2010年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月3日
發(fā)明者M·西蒙, W·呂騰 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司