固态光电倍增管制造技术

在本文中提供固态光电倍增管的实施例。在一些实施例中，光电传感器可以包括：感测元件；和读出电子设备，其中，感测元件与读出电子设备AC耦合。在一些实施例中，固态光电倍增管可以包括微单元，该微单元具有：感测元件；和读出电子设备，其中，感测元件与读出电子设备AC耦合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固态光电倍增管相关申请的交叉引用本专利申请在35U.S.C.§119下要求标题为“SOLIDSTATEPHOTOMULTIPLIER”的提交于2014年9月22日的美国临时专利申请序号62/053487的优先权的益处，将其整个公开通过引用而合并于本文中。
技术介绍
本文中所公开的主题一般涉及供在诸如X射线、核医学成像系统、其组合等的成像系统中使用的检测器。常规的成像技术通常包括配置成将入射辐射转换成能够在图像形成中使用的有用的电信号的一个或更多个检测器。这类检测器可以采用可以对响应于入射辐射而检测在闪烁体中所生成的光学信号有用的固态光电倍增管(例如，硅光电倍增管(SiPM))。用来读出模拟SSPM像素的典型的机构可以包括SSPM信号与外部电子设备的AC或DC耦合。然而，由于沿着信号路径的杂散或寄生电容，信号可被退化，由此使检测器遭受串扰、信号完整性的退化和附加噪声。专利技术人观察到，读出电子设备与相同管芯(die)上的SSPM的集成可以是减少这种串扰或信号噪声且保存信号完整性的一个机构。这类机构通常包括在与读出电子设备(在低压阱中制备)相同的管芯上的光电二极管(例如，单光子雪崩二极管(SPAD)(在高压阱中制备)，并且，将SPAD与读出电子设备接口连接以便将由SPAD所生成的信号与读出电子设备DC耦合。然而，这些配置要求专门制备管芯，以促进SPAD与电子设备之间的隔离。此外，这类配置可仍然遭受高压组件(SPAD)与低压组件(读出电子设备)之间的串扰。因而，专利技术者提供了改进的固态光电倍增管。
技术实现思路
在本文中提供固态光电倍增管的实施例。在一些实施例中，光电传感器可以包括：感测元件；和读出电子设备，其中，感测元件与读出电子设备AC耦合。在一些实施例中，固态光电倍增管可以包括微单元，该微单元具有；感测元件；和读出电子设备，其中，感测元件与读出电子设备AC耦合。附图说明图1是根据本专利技术的一些方面的示范性的PET成像系统的图解表示。图2是用于PET数据采集系统的示范性的常规的前端读出电子设备的框图。图3描绘根据本专利技术的一些方面的检测器元件的透视图。图4是根据本专利技术的一些方面的用于PET数据采集系统的示范性的前端读出电子设备的示意图。图5是根据本专利技术的一些方面的示范性的微单元的框图。图5A是根据本专利技术的一些方面的图5中所示出的框图的一部分。图6描绘根据本专利技术的一些实施例的固态光电倍增管的一部分的横截面图。图7描绘根据本专利技术的一些实施例的图6中所示出的固态光电倍增管的该部分的自上而下视图。图8描绘根据本专利技术的一些实施例的固态光电倍增管的一部分的横截面图。图9描绘根据本专利技术的一些实施例的图8中所示出的固态光电倍增管的该部分的自上而下视图。图10描绘根据本专利技术的一些实施例的固态光电倍增管的一部分的横截面图。图11描绘根据本专利技术的一些实施例的固态光电倍增管的一部分的横截面图。图12描绘根据本专利技术的一些实施例的固态光电倍增管的一部分的自上而下视图。图13描绘根据本专利技术的一些实施例的固态光电倍增管的一部分的自上而下视图。具体实施方式在本文中公开了固态光电倍增管的实施例。在至少一些实施例中，本专利技术的固态光电倍增管有利地利用低压阱，低压阱使低压读出电子设备(例如，缓冲器、比较器等)与高压组件(例如，光电二极管，例如单光子雪崩二极管(SPAD)等)隔离，以形成促进将由高压组件所生成的信号与读出电子设备AC耦合的电容器。此外，该机构可以进一步有利地扩展成允许制备用于将高压信号与芯片外的读出电子设备AC耦合的芯片上的电容器。本文中所讨论的实施例涉及诸如正电子发射断层摄影(PET)或单光子发射计算机断层摄影(SPECT)成像系统或者包括这种PET或SPECT成像功能性的组合的或混合的成像系统(例如，PET/MR、PET/CT或SPECT/CT成像系统)的核成像系统中的检测器。应当领会，然而，还可以在用来检测辐射或核粒子的其他类型的成像模态或检测器，例如用于基于X射线的成像模态(例如，荧光检查、乳腺摄影、计算机断层摄影(CT)、断层融合、血管造影等)中的射线照相检测器中采用本装置。然而，为了使解释简化，且为了在具体的示例的上下文中促进讨论，将在核成像系统的上下文中提供本讨论。图1是根据本专利技术的一些方面的示范性的PET成像系统的图解表示。虽然在本文中描述并讨论PET系统110，但应当领会，本途径还可以在诸如SPECT或CT成像系统的其他成像上下文中为有用的。所描绘的PET系统110包括检测器组合件112、数据采集电路系统114以及图像重建及处理电路系统116。如图1中所描绘的，PET系统110的检测器组合件112通常包括围绕成像体积布置的许多检测器模块(通常由参考数字118标示)。如本文中所讨论的，检测器组合件112可以经由模块118而配置成响应于由正电子湮没事件而生成且从所成像的体积内的受试者发射的γ射线而生成信号。在某些实现中，检测器模块118能够包括闪烁体和光子检测电子设备。检测器组合件112可以是用于采集PET数据的任何合适的构造和配置。例如，如在所描绘的示例中，检测器组合件112能够配置为全环或部分环。在某些实现中，例如在检测器模块118的闪烁体中，γ射线可以转换成较低能量的光子，这些光子转而可以在检测器模块118中被检测且转换成电信号，能够对该电信号进行调节和处理，以输出数字信号。在某些成像应用中，为了克服响应于闪烁体处的冲击辐射(即，低信号电平)而生成的低数量的光学光子，固态光电倍增管或硅光电倍增管(SiPM)可以与闪烁体组合，以提供信号的放大。由检测器模块118所生成的信号能够用来匹配γ射线检测对，以作为潜在的符合事件。即，在这种PET实现中，当两条γ射线撞击相对的检测器时，可以确定正电子湮没发生于将两个碰撞位置连接的线上的某处(不存在随机与散射检测的相互作用的影响)。在SPECT的实现中，作为替代，可以至少部分地基于与检测器组合件相关联的准直，推断飞行线信息。能够对所收集到的数据进行分类和整合，并且在诸如由图像重建及处理电路系统116进行的随后的处理中使用这些数据。因而，在操作中，检测器采集电路系统114用来读出来自检测器组合件112的检测器模块118的信号，其中，响应于在所成像的体积内发射的γ射线而生成信号。由检测器采集电路系统114采集到的信号提供给图像重建及处理电路系统116。图像重建及处理电路系统116基于所推导出的γ射线发射位置而生成图像。由系统操作员利用操作员工作站126来将控制指令提供给所描述的组件中的一些或全部，并且，操作员工作站126用于配置帮助数据采集和图像生成的各种操作参数。操作工作站126还可以显示所生成的图像。备选地，所生成的图像可以显示于诸如图像显示工作站128的远程观察工作站处。应当领会，为了促进对PET系统110的操作的解释和讨论，在图1中与其他所图示的组件(例如，检测器组合件112、操作员工作站126和图像显示工作站128)分开地示出了检测器采集电路系统114和图像重建及处理电路系统116。然而，应当领会，在某些实现中，这些电路系统中的一些或全部可以作为检测器组合件112、操作员工作站126和/或图像显示工作站128的一部分而提供。例如，在数据采集电路系统114上运行或作为数据采集电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于光电传感器的微单元，包含：感测元件；以及读出电子设备，其中，所述感测元件与所述读出电子设备AC耦合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.22 US 62/053487;2015.09.11 US 14/8515181.一种用于光电传感器的微单元，包含：感测元件；以及读出电子设备，其中，所述感测元件与所述读出电子设备AC耦合。2.如权利要求1所述的微单元，进一步包含将所述感测元件与所述读出电子设备AC耦合的电容器，其中，所述电容器由至少一个低压阱和至少一个高压阱形成，其中，所述至少一个低压阱和所述至少一个高压阱形成于衬底内。3.如权利要求2所述的微单元，进一步包含：多个光电二极管；多个淬灭电阻器，每个具有分别与所述多个光电二极管耦合的第一端，并且，每个具有相互电耦合且经由所述电容器而与所述读出电子设备电耦合的第二端。4.如权利要求2所述的微单元，其中，所述低压阱设置于所述高压阱内。5.如权利要求2所述的微单元，其中，至少一部分的所述低压阱围绕所述高压阱的周边设置。6.如权利要求2所述的微单元，其中，所述电容器由设置于所述至少一个高压阱与所述至少一个低压阱之间的隔离阱形成。7.如权利要求6所述的微单元，其中，所述隔离阱包含设置于所述隔离阱内的嵌套式阱，其中，所述隔离阱包含p型掺杂剂或n型掺杂剂中的一个，并且，其中，所述嵌套式阱包含与所述隔离阱的掺杂剂相反的p型掺杂剂或n型掺杂剂中的一个。8.如权利要求1所述的微单元，其中，所述感测元件包含在高于击穿电压的盖革模式中操作的雪崩光电二极管。9.如权利要求1所述的微单元，其中，所述感测元件包含淬灭电阻器和阻抗电路系统中的至少一个。10.如权利要求9所述的微单元，其中，所述阻抗电路系统包含无源...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·郭，S·I·多林斯基，D·L·麦克丹尼尔，J·D·肖尔特，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US