图像传感器制造技术

本文公开了一种方法，一种图像传感器(100)和一种检测X射线计算机断层扫描，该图像传感器包括：包括多个二极管的辐射吸收层(110)；包括电路的电子层(120)，所述电路被配置成对代表来自所述多个二极管的电流或电压的数字信号进行组合；以及被配置成存储被组合的数字信号的内存(135)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】图像传感器
本公开文涉及图像传感器。
技术介绍
图像传感器(也称为成像传感器)是检测并传送构成图像信息的传感器。图像传感器可以做这些，是通过在光通过介质或从介质反射离开时产生了代表光的依赖于位置的衰减信号来实现的。所述信号通常是电信号，例如电压或电流。图像传感器可检测的光不限于可见光，也可以是其它波长的电磁辐射(例如红外线、紫外线、X射线、伽玛射线)。图像传感器可包括将模拟信号转换为数字信号。模拟信号是其时变特征不限于一组离散值的信号；数字信号是其时间变化特征限于一组离散值的信号。因此，图像传感器可以包括模数转换器(ADC或A/D)，其是将模拟信号转换为数字信号的装置。ADC可在转换中使用不同的编码方案。典型地，数字信号是与模拟信号成比例的二补二进制数，但也有其它可能的编码方案。ADC通常在功能上由几个特性定义。这些特性之一是带宽，它是ADC能处理的模拟信号频率的范围。另一个特性是动态范围，即ADC可以解析的最小和最大模拟信号之间的差。动态范围经常被测量为比率，或者以10为底(分贝)的对数值，或者以2为底(倍增、比特、或档(stops))的对数值。ADC的动态范围可受到许多因素的影响，包括解析度(ADC能将模拟信号量化到的输出电平的数目)、线性和精度(量化电平如何与真实模拟信号相匹配)以及抖动(假定周期信号与真实周期性的偏差)。再一个特性是解析度，即ADC能在数字信号中产生的离散值的数量。又一个特性是步长，其是一个数字电平(即，0001)和下一个(即，0010或0000)之间的电压差。图像传感器可以使用闪烁体将其不能检测的光转换为能够检测的光。例如，在X射线的图像传感器中，闪烁体(例如，碘化钠)吸收入射X射线并发出可见光，所述可见光被检测。闪烁体可被像素化以用于各种目的，例如，限制闪烁体内的可见扩散。
技术实现思路
本文公开了包括下述各项的方法：将图像传感器暴露于场景中；通过图像传感器的多个像素测量来自场景的光的强度(作为模拟信号)；将模拟信号转换为数字信号；通过计算所述数字信号的和，确定所述场景的光的总强度。根据实施例，所述光是可见光。根据实施例，所述光是X射线。根据实施例，ADC被用于将模拟信号转换为数字信号。根据实施例，多个像素共享ADC。根据实施例，多个像素通过多路复用器共享ADC。本文公开图像传感器，其包括：包括多个二极管的辐射吸收层；电子层，其包括被配置成对代表来自所述多个二极管的电流或电压的数字信号进行组合的电路；以及内存，其被配置为存储所述被组合的数字信号。根据实施例，图像传感器进一步包括电连接到二极管的多路复用器。根据实施例，所述多路复用器被配置成将来自所述二极管的模拟信号选择性地引导到ADC，并且所述ADC被配置成将模拟信号转换为数字信号。根据实施例，电子层包括用于每个二极管的电子系统，所述电子系统被配置成将来自所述二极管中的每个二极管的模拟信号转换为所述数字信号中的一个数字信号，并且所述多路复用器被配置成选择性地将所述模拟信号引导到所述电路。本文公开了X射线计算机断层摄影(X射线CT)系统，其包括上述成像传感器中的任何一个成像传感器，以及X射线源。根据实施例，该方法进一步包括从模拟信号到数字信号的转换中确定残余模拟信号；通过对残余模拟信号求和来确定总的残余模拟信号；通过数字化总的残余模拟信号来确定总的残余数字信号；其中确定总强度包括计算数字信号与总的残余数字信号的和。根据实施例，图像传感器进一步包括被配置成总的残余模拟信号的另一个ADC。根据实施例，ADC使用Δ-∑调制。【附图说明】图1示意性地示出了闪烁体的一个像素可由图像传感器的一个像素成像。图2示意性地示出了根据实施例的图像传感器。图3示出了根据实施例的图2检测器的一部分的示例性俯视图。图4A-图4D示意性地示出了用图像传感器检测图像的方案，这里来自图像传感器的一些像素的信号被组合。图5示意性地示出了根据实施例的方法的流程图。图6示意性地示出了根据实施例的方法的流程图。图7示意性地示出了根据实施例的电子层。图8示意性地示出了根据实施例的图7电子层的俯视图。图9示意性地示出了根据实施例的图7电子层的俯视图。图10示意性地示出了根据实施例的图7电子层的俯视图。图11示意性地示出了根据实施例的X射线计算机断层摄影(X射线CT)系统，其包括本文所述的半导体X射线检测器。【具体实施方式】如图1示意性示出，闪烁体的像素910暴露于入射X射线。像素910吸收X射线并发射可见光。来自闪烁体的整个像素910的可见光被引导到被配置成检测可见光的图像传感器的像素920。从闪烁体的像素910发射的可见光不被图像传感器的像素920空间分辨，从闪烁体的像素910发出的可见光而是被整合，图像传感器的像素920检测可见光的总量。所述图像传感器具有ADC，其将由像素920检测到的可见光的总量转换为数字信号。闪烁体的像素910越大，从那里发出的可见光的总量就趋于越大，因此ADC的动态范围就应该越大。图2示意性地示出了根据实施例的图像传感器100。图像传感器100可包括辐射吸收层110和用于处理或分析入射辐射在辐射吸收层110中产生的电信号的电子层120(例如，ASIC)。辐射吸收层110可以包括半导体材料(例如，硅、锗)。辐射吸收层110可以包括一个或多个二极管(例如，p-i-n或p-n)，其由第一掺杂区域111、第二掺杂区域113的一个或多个离散区域114构成。第二掺杂区域113与第一掺杂区域111可由可选的本征区域112分隔开。离散部分114相互之间可由第一掺杂区域111或本征区域112分隔开。第一掺杂区域111和第二掺杂区113具有相反类型的掺杂(例如，区域111为p型并且区域113为n型，或区域111为n型并且区域113为p型)。在图2的例子中，第二掺杂区域113的每个离散区域114和第一掺杂区域111以及可选的本征区域112形成二极管。即，在图2的例子中，辐射吸收层110具有多个二极管，所述多个二极管具有第一掺杂区域111作为共享电极。第一掺杂区域111也可以具有离散部分。在一个例子中，图像传感器100可用于检测从闪烁体的像素910(这里多个离散部分114位于闪烁器的像素910的足迹内)发出的可见光(通过对从所述多个离散部分114获得的信号进行组合)。当光子撞击包括二极管的辐射吸收层110时，它可以通过多种机制被吸收并产生一个或多个载流子。例如，一个X射线光子可以产生10至100000个载流子。载流子可在电场下漂移到一个二极管的电极。该电场可以是外部电场(例如电触点119A和119B之间)。为了检测可见光，电触点119A可以是金属网格或重掺杂的半导体；电触点119A可以是诸如氧化铟锡的透明材料。电触点119B可包括离散部分，其每一个与离散区域114电接触。在实施例中，载流子可沿各方向这样漂移，以至于由单个光子产生的载流子基本上不被两个不同的离散区域114共享(在这里“基本上不被共享”意味着小于2％、小于0.5％、小于0.1％、或小于0.01％的这些载流子流到所述离散区域114中与其余载流子不同的一个离散区域)。与离散区域114相关联(或与包含这个离散区域114的二极管相关联)的像素150可以是这样的区域：该区域大致位于所述离散区本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：将图像传感器暴露于场景；通过所述图像传感器的多个像素测量来自所述场景的作为模拟信号的光的强度；将所述模拟信号转换为数字信号；并且通过计算所述数字信号的和来确定所述场景的光的总强度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：将图像传感器暴露于场景；通过所述图像传感器的多个像素测量来自所述场景的作为模拟信号的光的强度；将所述模拟信号转换为数字信号；并且通过计算所述数字信号的和来确定所述场景的光的总强度。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述光是可见光。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述光是X射线。4.根据权利要求1所述的方法，其中ADC被用于将所述模拟信号转换为所述数字信号。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述多个像素共享所述ADC。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述多个像素通过多路复用器共享所述ADC。7.根据权利要求4所述的方法，其中所述ADC使用Δ-∑调制。8.一种图像传感器，包括：包括多个二极管的辐射吸收层；包括电路的电子层，所述电路被配置成对代表来自所述多个二极管的电流或电压的数字信号进行组合；以及被配置成存储被组合的数字信号的内存。9.根据权利要求8所述的图像传感器，进一步包括电连接到所述二极管的多路复用器。10.根据权利要求9所述的图像传感器，其中，所述多路复用器被配置...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹培炎，刘雨润，
申请(专利权)人：深圳帧观德芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44