图4，在步骤S201，提供硅基衬底的第一晶片410，在第一晶片410上形成PIN二极管。
[0093]在步骤S202，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。
[0094]同实施例一的步骤SlOl和步骤S102。
[0095]在步骤S203，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。
[0096]在本实施例中，探测器之外的器件形成在第二晶片420上，具体地，包括:
[0097]参考图4所示，首先，提供第二晶片420，在第二晶片420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。
[0098]在本实施例中，第二晶片420例如可以为硅衬底，可以根据电路中所选择的器件，采用合适的工艺在第二晶片420上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，以及进一步地形成开关晶体管和读出电路，，这些电路统称外围电路540。这样，探测器与其他电路采用分立的结构，填充因子高且读出能力强。
[0099]而后，可以将第一晶片410与第二晶片420通过焊接柱440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。
[0100]这样，就形成了本实施例的硅基像素探测器电路，如图4所示，该电路中，第一探测器和第二探测器的PIN二极管形成在第一晶片410上且具有完全相同的结构，在第二晶片420中形成有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，以及进一步形成有开关晶体管和读出电路，这些电路统称外围电路540，第一晶片410与第二晶片420通过焊接柱440实现电连接。
[0101]以上所述仅是本发明的优选实施方式，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何的简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
【主权项】
1.一种硅基像素探测器电路，其特征在于，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； 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； 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； 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。2.根据权利要求1所述的硅基像素探测器电路，其特征在于，所述阻挡层为Mo。3.根据权利要求1所述的硅基像素探测器电路，其特征在于，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。4.根据权利要求3所述的硅基像素探测器电路，其特征在于，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， 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； 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。5.根据权利要求1所述的硅基像素探测器电路，其特征在于，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。6.根据权利要求1-5所述的硅基像素探测器电路，其特征在于，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。7.根据权利要求1-5所述的硅基像素探测器电路，其特征在于，第一探测器和第二探测器形成在第一晶片上;还包括: 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； 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。8.一种硅基像素探测器电路的形成方法，其特征在于，包括: 提供硅基衬底的第一晶片，在第一晶片上形成PIN 二极管； 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； 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；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； 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。9.根据权利要求8所述的形成方法，其特征在于，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: 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； 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。10.根据权利要求9所述的形成方法，其特征在于，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。11.根据权利要求8所述的形成方法，其特征在于，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: 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； 在钝化层上形成外延半导体层； 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。12.根据权利要求11所述的形成方法，其特征在于，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； 还包括: 提供第二晶片，在第二晶片上形成有读出电路； 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。
【专利摘要】本发明提供一种硅基像素探测器电路，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；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；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。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，并进一步提高探测器的增益。
【IPC分类】H01L31/105, H03F1/26, H01L31/18, H01L31/0216
【公开号】CN105702748
【申请号】CN201610125187
【发明人】杨君, 殷华湘
【申请人】中国科学院微电子研究所
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2016年3月4日