集成的二极管das探测器的制造方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及成像系统以及更确切地涉及用于成像系统的图像传感器组装件(assembly)，此图像传感器组装件具有集成光电探测器阵列以及在相同衬底上制作的它的关联的数据采集电子器件。
【背景技术】
[0002]通常，计算机断层扫描(“CT”)可以被用于广泛多种成像应用，比如，例如，医学成像应用。CT成像系统典型地配置成穿过结构(例如，人体)传送辐射(例如，X射线)以探测和/或诊断异常(例如，肿瘤)。通常，这些低能量X射线随后被接收和处理以制成身体结构的图像(通常是三维的)，其可以被用户作为诊断辅助或诸如此类来分析。
[0003]通常，辐射(例如，伽马射线或者X射线)的接收有时通过装置(例如探测器组装件或诸如此类)的使用来完成。探测器组装件典型地包括一起工作的多个结构以在进来的能量射线穿过人体结构之后接收和处理进来的能量射线。
[0004]例如，探测器组装件典型地利用闪烁体组装件来转换入射辐射(例如，X射线)成为光，以用于在光探测装置阵列的探测。通常，闪烁体允许被闪烁体组装件接收的辐射被转换为有用的信息。闪烁体组装件产生的光典型地被探测装置/组装件(例如，光敏光电二极管阵列)接收/探测和处理，其转换来自闪烁体组装件的光成为电子信号。如此，来自闪烁体组装件的信息能够被数据采集系统(“DAS”)中的电子模块传递、转换和处理，以帮助用户的观看和操纵。
[0005]例如，在一些CT成像系统中，X射线源向对象或目标(例如，患者)发射射束。在被对象/目标衰减之后，射束照射在辐射探测器阵列之上。在探测器阵列接收的衰减的射束辐射的强度典型地取决于对象对X射线射束的衰减。探测器阵列的每一探测器元件典型地产生单独的电信号，其表示每一探测器元件接收的被衰减射束。电信号被传送至数据处理系统，以用于最终产生图像的分析。
[0006]如所述的，每一探测器元件可以由闪烁体单元来表征，其放出光以响应X射线的接收。通常，光被光电二极管收集，该光电二极管提供电信号输出，而该电信号输出表示闪烁体单元所受照射的X射线。由被传感的光生成的电荷被直接地或通过FET开关阵列传送至DAS。一些CT探测器包括数千个探测器元件，且作为结果，到相当数量的探测器元件的相当数量的连接共享共同的DAS输入通道(channel)。其它已知的探测器在每一像素提供电荷存储以及在许多像素之间共享单个放大器。
[0007]通常，CT探测器中像素的数量正在指数地增长，其直接影响光电二极管阵列与敏感电子器件之间的互连。在当前的CT成像系统中，通过利用封装、或晶圆到晶圆(wafer towafer)接合，光探测装置(例如，光电二极管)阵列被附于DAS中的电子器件/电子模块。用另一种方式来说，光电二极管阵列在第一晶圆上制作，且然后通过晶圆到晶圆接合被附于有电子器件阵列的第二晶圆，或者光电二极管阵列通过区域互连被附于封装。
[0008]因此，存在对于改进的成像系统和方法的兴趣。通过本公开的系统、组装件和方法，这些和其它无效率(inefficiency)以及改进机会被解决和/或克服。
【发明内容】
[0009]本公开提供有利的成像系统。在示范实施例中，本公开提供用于成像系统的改进的图像传感器组装件，所述图像传感器组装件具有集成光电探测器阵列及其关联的在相同衬底上(例如，在单个晶圆管芯上)制作的数据采集电子器件。
[0010]通过与光电探测器阵列(例如，光电二极管阵列)在相同衬底(例如，硅晶圆管芯)上集成电子器件(例如，DAS电子器件)，制作成本和互连复杂度能够被减少。更确切地，因为光电二极管触点和关联的电子器件在相同衬底/平面上，昂贵的和/或耗时的处理技术(比如，例如，硅穿孔(“TSV”)处理技术)能够被避免/除去。此外，邻近或接近于光电探测器阵列的电子器件的共处提供精细得多的分辨率的探测器组装件，因为电子器件和光电探测阵列之间的互连瓶颈被大体上除去/减少。邻近或接近于光电探测器阵列的电子器件的共处还能够实现/帮助可编程的像素配置，以用于最佳的图像质量。
[0011]本公开提供一种图像传感器组装件，其包括:衬底；安置在衬底上的多个光电探测器，所述多个光电探测器与衬底上的数据采集和信号处理电子组件电通信；安置在所述多个光电探测器上的结构化的闪烁体组装件；以及相对于所述多个光电探测器以及数据采集和信号处理电子组件来放置的准直器组装件；其中光电探测器以及数据采集和信号处理电子组件的布局以及准直器组装件的结构化配置被相对于彼此来限定。
[0012]本公开还提供一种图像传感器组装件，其中，至少部分准直器组装件被放置于衬底上的至少部分数据采集和信号处理电子组件上以便为至少部分数据采集和信号处理电子组件屏蔽福射。
[0013]本公开还提供一种图像传感器组装件，其中，衬底(例如，钝化层)包括多个凹陷(dimpled)区域，闪烁体顺应于凹陷区域，凹陷区域从闪烁体组装件的顶侧到底侧在面积上缩小。
[0014]本公开还提供一种图像传感器组装件，其被结合到成像系统的探测器组装件中。本公开还提供一种图像传感器组装件，其中，数据采集和信号处理电子组件还包括对于每一光电探测器的前端电路；以及与前端电路电通信的后端电路；其中，后端电路配置成复用对于每一光电探测器的前端电路的输出信号。
[0015]本公开还提供一种图像传感器组装件，其中，后端电路配置成顺序地处理所述输出信号。本公开还提供一种图像传感器组装件，其中，后端电路的输出组合对于每一光电探测器的前端电路的输出至单个通道中。
[0016]本公开还提供一种图像传感器组装件，其中，每一光电探测器与能量存储装置电通信，每一能量存储装置与前端电路电通信；以及其中，前端电路顺序地处理来自每一能量存储装置的电荷。本公开还提供一种图像传感器组装件，其中，一定量的光电探测器适配成被选择性地组合以形成一个或更多像素。
[0017]本公开还提供一种制作图像传感器组装件的方法，其包括:提供衬底；在衬底上安置多个光电探测器；在衬底上集成数据采集和信号处理电子组件，数据采集和信号处理电子组件与所述多个光电探测器电通信；在所述多个光电探测器上放置结构化的闪烁体组装件；以及相对于所述多个光电探测器以及数据采集和信号处理电子组件来放置准直器组装件；其中光电探测器以及数据采集和信号处理电子组件的布局以及准直器组装件的结构化配置被相对于彼此来限定。
[0018]本公开还提供一种制作图像传感器组装件的方法，其中，至少部分准直器组装件被放置于衬底上的至少部分数据采集和信号处理电子组件上以便为至少部分数据采集和信号处理电子组件屏蔽辐射。
[0019]本公开还提供一种制作图像传感器组装件的方法，其中，衬底(例如，钝化层)包括多个凹陷区域，闪烁体顺应于凹陷区域，凹陷区域从闪烁体组装件的顶侧到底侧在面积上缩小。本公开也提供一种制作图像传感器组装件的方法，还包括将制作的图像传感器组装件结合到成像系统的探测器组装件中的步骤。
[0020]本公开还提供一种制作图像传感器组装件的方法，其中，数据采集和信号处理电子组件包括对于每一光电探测器的前端电路和与前端电路电通信的后端电路，以及所述方法还包括配置后端电路以复用对于每一光电探测器的前端电路的输出信号。
[0021]本公开还提供一种制作图像传感器组装件的方法，还包括，在衬底上安置多个能量存储装置，每一光电探测器与能量存储装置中的一个电通信，每一能量存储装置与前端电路电通信；以及配置前端电路以顺序地处理来自每一能量存储装置的电荷。
[0022]本公开还提供一种制作图像传感器组装件的方法，还包括，选择性地组合一定量的光电探测器以形成一个或更多像素。
[0023]本公开还提供一种成像系统，包括:X射线源；以及图像传感器组装件，包括:(a)衬底；(b)衬底上的多个光电探测器，所述多个光电探测器与衬底上的数据采集和信号处理电子组件电通信；(c)安置在所述多个光电探测器上的结构化的闪烁体组装件；和((1)相对于所述多个光电探测器以及数据采集和信号处理电子组件来放置的准直器组装件；其中，闪烁体组装件配置成:(i)接收穿过目标的X射线，所述X射线发射自X射线源，和(ii)以响应X射线接收的强度来放出光；其中所述多个光电探测器的每一光电探测器配置成提供电信号，其表不被闪烁体组装件放出的和被每一光电探测器接收的光的强度；以及其中，光电探测器以及数据采集和信号处理电子组件的布局以及准直器组装件的结构化配置被相对于彼此来限定。
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