一种硅基像素探测器电路及其形成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及探测器领域，特别涉及一种硅基像素探测器电路及其形成方法。
【背景技术】
[0002]硅基像素探测器是在硅基的半导体材料上制作的光敏探测器件，通常用作X射线的探测，主要包括PIN二极管器件的像素阵列，当有X射线辐射到硅基像素探测器的光接收面时，探测器的电信号发生变化，通过侦测电信号变化的来实现光辐射的探测。
[0003]为了能够精确地测量到探测器的电信号，需要将探测器的电信号放大至可测量的级别，同时，能够抑制噪声，提高探测器整体灵敏度。在现有技术中，采用多级级联的放大器电路，硅基像素探测器连接多级级联的放大器，将硅基像素探测器的输出经过多级放大后，连接到读出电路，以便于读出电路对放大后的电信号的识别，从而实现高增益。然而，多级级联的放大器电路虽然实现了高增益，但却无法抑制来自环境的噪声，探测器整体灵敏度不尚。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种硅基像素探测器电路及其形成方法，消除共模噪声的影像，提高探测器整体的灵敏度。
[0005]为实现上述目的，本发明有如下技术方案:
[0006]—种娃基像素探测器电路，包括具有双端输入的第一差分放大器电路、第二放大器电路、第一探测器和第二探测器、第一复位晶体管和第二复位晶体管；
[0007]第一探测器和第二探测器的感测节点分别连接至差分放大器电路的两个输入端，差分放大器电路的输出端连接第二放大器电路的输入端；
[0008]第一复位晶体管和第二复位晶体管分别用于对第一探测器和第二探测器的电压进行复位；
[0009]其中，第一探测器包括PIN二极管，第二探测器包括PIN二极管以及PIN二极管的受光面之上的阻挡层，第一探测器和第二探测器的PIN 二极管形成在硅基衬底上的不同区域且具有相同的结构。
[0010]可选地，所述阻挡层为Mo。
[0011]可选地，第一差分放大电路和第二放大器电路为TFT晶体管电路，第一复位晶体管和第二复位晶体管为TFT晶体管。
[0012]可选地，第一差分放大电路包括第三TFT晶体管、第四TFT晶体管、第五TFT晶体管、第六TFT晶体管和TFT晶体管电流源;其中，
[0013]第五TFT晶体管和第六TFT晶体管，为输入晶体管，其栅极分别连接第一探测器和第二探测器的感测节点，其电流输出端连接至TFT晶体管电流源；
[0014]第三TFT晶体管和第四TFT晶体管，分别为第五TFT晶体管和第六TFT晶体管的负载晶体管，其栅极连接至第一偏置电压。
[0015]可选地，还包括开关晶体管，第二放大器电路的输出端通过开关晶体管连接至读出电路。
[0016]可选地，第一探测器和第二探测器形成在第一晶片上；第一探测器和第二探测器上还外延有钝化层，钝化层中形成有接触;在钝化层之上的外延层中制备有第一差分放大器电路、第二放大器电路、第一复位晶体管和第二复位晶体管。
[0017]可选地，第一探测器和第二探测器形成在第一晶片上;还包括:
[0018]第二晶片，第二晶片上形成有第一差分放大器电路、第二放大器电路、第一复位晶体管和第二复位晶体管；
[0019]焊接柱，连接第一晶片和第二晶片，以实现第一晶片与第二晶片的电连接。
[0020]此外，本发明还提供一种硅基像素探测器电路的形成方法，包括:
[0021 ]提供硅基衬底的第一晶片，在第一晶片上形成PIN二极管；
[0022]在部分PIN二极管的受光面上形成阻挡层，形成有阻挡层的PIN 二极管为第二探测器，未形成有阻挡层的PIN 二极管为第一探测器；
[0023]形成第一差分放大器电路、第二放大器电路、第一复位晶体管和第二复位晶体管；
[0024]第一探测器和第二探测器分别电连接至差分放大器电路的两个输入端，差分放大器电路的输出端连接第二放大器电路的输入端；
[0025]第一复位晶体管和第二复位晶体管分别用于对第一探测器和第二探测器的感测节点的电压进行复位，分别与第一探测器和第二探测器电连接。
[0026]可选地，形成第一差分放大器电路、第二放大器电路、第一复位晶体管和第二复位晶体管的步骤包括:
[0027]提供第二晶片，在第二晶片上分别形成第一差分放大器电路、第二放大器电路、第一复位晶体管和第二复位晶体管；
[0028]将第一晶片与第二晶片通过焊接柱连接在一起，以实现第一探测器和第二探测器分别与第一差分放大器电路、第二放大器电路以及第一复位晶体管和第二复位晶体管的电连接。
[0029]可选地，在第二晶片上还形成有开关晶体管以及读出电路，第二放大器电路的输出端通过开关晶体管连接至读出电路。
[0030]可选地，形成第一差分放大器电路、第二放大器电路、第一复位晶体管和第二复位晶体管的步骤包括:
[0031]在第一探测器和第二探测器之上形成外延钝化层，并在钝化层中形成接触；
[0032]在钝化层上形成外延半导体层；
[0033]在外延半导体层上分别形成第一差分放大器电路、第二放大器电路、第一复位晶体管和第二复位晶体管。
[0034]可选地，在外延半导体层上还形成有开关晶体管，第二放大器电路的输出端通过开关晶体管连接至读出电路；
[0035]还包括:
[0036]提供第二晶片，在第二晶片上形成有读出电路；
[0037]将第三晶片与第一晶片通过焊接柱连接在一起，以实现读出电路与第一晶片的电连接。
[0038]本发明实施例提供的硅基像素探测器电路，分别连接差分放大器电路的两份输入端的第一探测器和第二探测器中的PIN 二极管采用了相同的结构，第二探测器的PIN 二极管的受光面上形成了阻挡层，这样，第一探测器和第二探测器对来自环境的噪声输出一致，使得双端输入的差分放大器电路不受共模噪声的影响，从而，提高探测器整体的灵敏度。此夕卜，在抑制噪声的同时，差分放大器电路还对差模信号具有放大作用，进一步提高探测器的增益。
【附图说明】
[0039]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0040]图1示出了根据本发明实施例的硅基像素探测器电路的结构示意图；
[0041]图2示出了根据本发明实施例的硅基像素探测器电路的形成方法流程图；
[0042]图3示出了本发明实施例一形成的硅基像素探测器电路的截面结构示意图；
[0043]图4为本发明实施例二形成的硅基像素探测器电路的截面结构示意图。
【具体实施方式】
[0044]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。
[0045]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0046]其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
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