[发明专利]基于雪崩光电二极管的图像感测器

权利要求书

1.一种装置，其包括：

雪崩光电二极管阵列，即APD阵列，所述APD阵列中的每个APD包括吸收区和放大区；

其中所述吸收区配置成从所述吸收区所吸收的光子产生载流子；

其中所述放大区包括结，在所述结中具有电场；

其中所述电场处于足以导致进入所述放大区的载流子雪崩但不足以使雪崩自持的值；

其中所述APD的结是离散的；

其还包括：在所述吸收区的相对侧上的另一个放大区。

2.如权利要求第1项的装置，其中所述光子是软X射线光子。

3.如权利要求第1项的装置，其中所述吸收区对于软X射线具有至少80％的吸收率。

4.如权利要求第1项的装置，其中所述吸收区具有10微米或以上的厚度。

5.如权利要求第1项的装置，其中所述吸收区包括硅。

6.如权利要求第1项的装置，其中所述吸收区中的电场未高到足以在所述吸收区中导致雪崩效应。

7.如权利要求第1项的装置，其中所述吸收区是本征半导体或具有小于10¹²掺杂剂/cm³的掺杂水准的半导体。

8.如权利要求第1项的装置，其中所述APD中的至少一些的吸收区接合在一起。

9.如权利要求第1项的装置，其中所述APD的放大区是离散的。

10.如权利要求第1项的装置，其中所述结是p-n结或异质结。

11.如权利要求第1项的装置，其中所述结包括第一层和第二层，其中所述第一层是掺杂半导体并且所述第二层是重掺杂半导体。

12.如权利要求第11项的装置，其中所述第一层具有10¹³至10¹⁷掺杂剂/cm³的掺杂水准。

13.如权利要求第11项的装置，其中所述APD中的至少一些的第一层接合在一起。

14.如权利要求第11项的装置，其进一步包括分别与所述APD的第二层电接触的电极。

15.如权利要求第1项的装置，其进一步包括钝化材料，所述钝化材料配置成使所述吸收区的表面钝化。

16.如权利要求第1项的装置，其进一步包括电连接到所述吸收区的共用电极。

17.如权利要求第11项的装置，其中所述结通过所述吸收区的材料、所述第一或第二层的材料、绝缘体材料或掺杂半导体的保护环而与相邻结的结分离。

18.如权利要求第17项的装置，其中所述保护环是具有与所述第二层相同掺杂类型的掺杂半导体并且所述保护环不是重掺杂的。

19.如权利要求第11项的装置，其中所述结进一步包括夹在所述第一与第二层之间的第三层；其中所述第三层包括本征半导体。

20.如权利要求第19项的装置，其中所述APD中的至少一些的第三层接合在一起。

21.一种系统，其包括如权利要求第1项的装置和X射线源，其中配置所述系统使得如权利要求第1项的装置使用来自所述X射线源的穿过物体的X射线形成所述物体的图像。