一种彩色数字硅光电倍增器件制造技术

本发明专利技术公开了一种彩色数字硅光电倍增器件，包括由若干行和若干列彩色数字硅光电倍增器像素单元构成的像素阵列，以及用于读取每一彩色数字硅光电倍增器像素单元中的数据及地址信息的读取模块。其中，每一彩色数字硅光电倍增器像素单元自上而下依次由对蓝光、绿光和红光敏感的三层探测器及位于探测器层下方的信号处理电路层构成。本发明专利技术的有益效果是，在单个像素单元内便可探测到红、绿、蓝三基色，利用一个像素就能感应全部色彩信息，从而避免了图像的色彩失真；具有单光子级别的灵敏度，可以方便地应用于较低光通量探测领域；在单个像素级别即可实现信号数字化，因此并不需要复杂的读出电路，可以大大降低器件的功耗。

A color digital silicon photomultiplier device

The invention discloses a color digital silicon photomultiplier device includes a pixel array formed by several rows and columns of color digital silicon photomultiplier pixel unit, as well as for the data and address information read each color digital silicon photomultiplier in the pixel unit read module. Among them, each color digital silicon photomultiplier pixel unit is composed of three layers of detectors, which are sensitive to blue light, green light and red light, and the signal processing circuit layer under the detector layer. The beneficial effect of the invention is in a single pixel unit can be detected by red, green and blue three colors, using a color information of all pixels can be induced, thus avoiding the distortion of color image; sensitivity with single photon level, can be conveniently applied to low light flux detection; digital signal in a single pixel level, which does not require complex readout circuit, can greatly reduce device power consumption.

【技术实现步骤摘要】
一种彩色数字硅光电倍增器件
本专利技术涉及半导体
，特别是涉及一种用于光子探测的彩色数字硅光电倍增器件。
技术介绍
将硅基技术应用于低光子通量传感器的研究最早始于20世纪70年代后期，研究人员在空间上设置的均匀分布的金属-电阻-半导体(Metal-Resistor-Semiconductor,MRS)微传感器阵列具有单独的淬灭和共同的输出，实现了对低通量光子的探测。这种传感器就是后来被人们所熟知的硅光电倍增器(SiliconPhotomultiplier，SiPM)。从那时起，SiPM的研发就占据了低光子通量探测器研究领域的半壁江山，许多研究者的协同工作为SiPM的发展做出了独特的贡献。现代的SiPM是由工作在盖革模式的PN结(也称微元)构成的阵列式结构，每个微元均串联独立的被动淬灭电阻。SiPM在室温下可以表现出清晰的单光子响应以及显著的光子数目分辨能力。同一时期，单光子雪崩二极管(SinglePhotonAvalancheDiode，SPAD)也出现在了单光子探测领域。SPAD也是工作在盖革模式的单光子探测器，它的光探测部分等效于SiPM的一个微元。SPAD的版图与SiPM本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种彩色数字硅光电倍增器件，其特征在于，包括由若干行和若干列彩色数字硅光电倍增器像素单元构成的像素阵列，以及用于读取每一彩色数字硅光电倍增器像素单元中的数据及地址信息的读取模块；所述每一彩色数字硅光电倍增器像素单元自上而下依次包括第一探测器层、第二探测器层、第三探测器层及位于第四层的信号处理电路层；所述读取模块位于信号处理电路层中；所述第一探测器层、第二探测器层、第三探测器层均与信号处理电路层之间有电气连接。

【技术特征摘要】
1.一种彩色数字硅光电倍增器件，其特征在于，包括由若干行和若干列彩色数字硅光电倍增器像素单元构成的像素阵列，以及用于读取每一彩色数字硅光电倍增器像素单元中的数据及地址信息的读取模块；所述每一彩色数字硅光电倍增器像素单元自上而下依次包括第一探测器层、第二探测器层、第三探测器层及位于第四层的信号处理电路层；所述读取模块位于信号处理电路层中；所述第一探测器层、第二探测器层、第三探测器层均与信号处理电路层之间有电气连接。2.根据权利要求1所述的一种彩色数字硅光电倍增器件，其特征在于，所述每一彩色数字硅光电倍增器像素单元中的第一探测器层、第二探测器层和第三探测器层中的探测器均由工作在盖革模式下的单光子雪崩二极管构成；所述第一探测器层对蓝光敏感；所述第二探测器层对绿光敏感；所述第三探测器层对红光敏感。3.根据权利要求2所述的一种彩色数字硅光电倍增器件，其特征在于，所述信号处理电路层还包括用于淬灭所述每一单光子雪崩二极管雪崩状态的淬灭单元、用于将所述每一单光子雪崩二极管输出的模拟信号转化成数字信号的甄别单元、用于存储所述甄别单元输出的数字信号的存储单元，以及用于控制所述探测器、读取模块及信号处理电路工作的输入输出接口。4.根据权利要求3所述的一种彩色数字硅光电倍增器件，其特征在于，所述处理电路层中的淬灭单元与所述第一、第二、第三探测器层中的单光子雪崩光电二极管电气连接；所述单光子雪崩光电二极管的信号输出端与甄别单元电气连接；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·达申佐，徐青，王麟，谢庆国，
申请(专利权)人：湖北京邦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42