检测器电路的制作方法

1.本发明涉及例如基于半导体技术的检测器，诸如高能辐射或粒子检测器。


背景技术：

2.数字高能辐射成像优于传统的基于胶片的成像技术，包括能够使用更小剂量的辐射，诸如x射线或伽马辐射，以及获得更多图像的可能性。
3.通常，在数字成像中采用像素阵列，使得每个像素被配置为产生辐射强度的读数，来自像素阵列的像素值共同形成数字图像。
4.在直接转换辐射检测设备中，半导体检测器衬底被导电地结合到半导体读出衬底。检测器衬底由将入射辐射转换成电子信号的光电导体材料制成。优化检测器和读出衬底的性能导致从这种衬底获得的数字图像得到改善。


技术实现要素：

5.根据一些方面，提供了独立权利要求的主题。一些实施例在从属权利要求中被定义。
6.根据本发明的第一方面，提供了一种成像系统，该成像系统包括检测器衬底、至少一个检测器电路，该检测器电路包括与检测器衬底耦合的电容器，该电容器被布置为从检测器衬底收集电荷，并且该成像系统还包括至少一个可编程电流源，该可编程电流源被布置为向电容器提供中和电荷。
7.第一方面的各种实施例可以包括以下项目符号列表中的至少一个特征：
8.·
检测器衬底包括半导体衬底，诸如：cdte衬底、gaas衬底、si衬底、hgi2或se衬底
9.·
至少一个可编程电流源被配置为针对每个像素或像素组分别向电容器提供中和电荷
10.·
成像系统被配置为根据帧数选择中和电荷的值
11.·
成像系统被配置为根据检测器衬底的温度选择中和电荷的值
12.·
成像系统被配置为根据以下各项中的至少一项来选择中和电荷的值：当前入射辐射剂量和累积入射辐射剂量
13.·
至少一个可编程电流源被配置为在帧的电荷收集时间的一部分期间提供中和电荷，而不是在帧的整个电荷收集时间期间提供中和电荷
14.·
至少一个可编程电流源被配置为在帧的电荷收集时间的至多三分之二期间提供中和电荷
15.·
至少一个可编程电流源被配置为在帧的电荷收集时间的至多一半期间提供中和电荷
16.·
至少一个可编程电流源被配置为在帧的电荷收集时间的至多三分之一期间提供中和电荷
17.·
检测器电路不包括放大器上的反馈回路
18.·
多个检测器电路，多个检测器电路中的每个检测器电路均包括至少一个电容器，并且被布置为从至少一个可编程电流源接收中和电荷
19.·
电路系统，被配置为生成跨检测器衬底的至少一部分的偏置电压
20.·
处理核心，被配置为对至少一个可编程电流源进行编程
21.·
检测器电路内部包含至少一个可编程电流源
22.根据本发明的第二方面，提供了一种检测器电路中的方法，包括在与检测器电路的检测器衬底耦合的电容器中从检测器衬底收集电荷，并且从至少一个可编程电流源向电容器提供中和电荷。
23.第二方面的各种实施例可以包括结合第一方面列出的前述项目符号列表中的至少一个特征。
24.根据本发明的第三方面，提供了一种非临时性计算机可读介质，其上存储有一组计算机可读指令，当由至少一个处理器执行时，该计算机可读指令使得成像系统在成像系统的检测器电路中包括的电容器中至少从检测器衬底收集电荷，并且从至少一个可编程电流源向电容器提供中和电荷。
25.根据本发明的第四方面，提供了一种计算机程序，该计算机程序被配置为，当在处理器上运行时，使得根据第二方面的方法被执行。
附图说明
26.图1a图示了根据本发明的至少一些实施例的示例系统；
27.图1b图示了在检测器衬底边缘的暗表面电流的生成；
28.图2图示了根据本发明的至少一些实施例在检测器电路中可编程电流源的使用；
29.图3图示了暗电流对时间的依赖关系的示例，例如帧数；
30.图4图示了根据本发明的至少一些实施例的示例过程；
31.图5是根据本发明的至少一些实施例的方法的流程图；
32.图6a图示了检测器中像素电荷分布的初始生成；
33.图6b图示了在某一操作时间之后检测器中像素电荷分布的生成；
34.图7图示了根据本发明的至少一些实施例的检测器电路中可编程电流源和存储器的使用，以及
35.图8图示了放大器上的反馈回路。
具体实施方式
36.公开了一种解决方案，以减轻数字成像设备中由暗电流产生的失真。检测器衬底产生的电流是由入射信号(诸如x射线)产生的光电流和电场产生的暗电流(也被称为漏电流)之和。例如，暗电流也是在检测器电路中由晶体管泄漏产生的。在电荷积分系统中，暗电流与光电流无法区分，因为仅观察到总电流。暗电流不包含关于输入信号的信息，因此需要去除暗电流分量。暗电流的实际大小和极性可能取决于衬底材料、温度、衬底材料上的位置、电场以及衬底内部结构中的至少一个。内部结构可能包括晶体和其他缺陷。
37.提供可编程电流源以提供中和电荷来抵消暗电流的影响，从而使积分电荷基本上对应于光电流。具体而言，其旨在从一个或多个可编程电流源提供与暗电流产生的电荷幅
值相等但符号相反的电荷，以最佳方式消除暗电流对积分像素总电荷的影响。虽然旨在完全消除暗电流的影响，但即使降低暗电流的影响也是对成像设备功能的改进。
38.可编程电流源可以实现为检测器电路模块内部的一个或多个组件，诸如，例如专用集成电路(asic)。可编程电流源可以向一个或多个检测器电路提供更多电流源，检测器电路包含用于激活它们的开关。可编程电流源可以针对每个检测器电路单独实现。备选地，它可以作为检测器电路模块之外的组件实现。可编程电流源可在一个或多个检测器电路之间共享，其全部或部分控制可以在各个检测器电路之间共享，即，可编程电流源可以由特定于检测器电路的部件和由两个或多个检测器电路组成的一组检测器电路所共有的部件组成。
39.这样做的好处是，检测器电路的输出更准确地反映了实际光电流，这意味着可以使用其全部容量。在没有本发明的情况下，部分容量将被暗电流消耗。典型的检测器衬底可以包含保护环结构，以补偿边缘效应，诸如衬底边缘上或衬底边缘附近暗电流的增加。虽然保护环在某些情况下可能是有用的，但它也可能导致诸如衬底边缘的电场弯曲等问题。本发明的另一个优点是保护环可以被消除或减小尺寸，这去除或减小了由检测器衬底中的偏置电场的弯曲引起的图像失真。此外，这允许在相邻像素阵列的活动成像区域之间形成更小的间隙。这使得图像失真更小，间隙更小。检测器衬底可以包括例如半导体检测器衬底。
40.图1a图示了根据本发明的至少一些实施例的示例系统。图1a的系统是成像系统。成像系统可以包括例如x射线/伽马射线成像系统。图1a的系统被布置为从顶部对入射到检测器衬底110上的辐射101进行成像。检测器衬底110被布置为将入射辐射101转换成多个电信号，每个这种信号代表检测器衬底110的像素116的值。电信号由检测器电路140收集并输出至处理设备120。处理设备120可以选择性地对来自检测器电路140的电信号中编码的信息执行操作，以产生数字图像130。在图1a所示的示例中，该图像包括对象132的图像，该对象132可以包括例如牙齿。
41.例如，入射辐射可以是x射线或伽马辐射。检测器衬底110可以包括例如碲化镉(cdte)衬底、砷化镓(gaas)衬底、硅(si)衬底、硒(se)衬底或碘化汞(ii)(hgi2)衬底。在处理设备120中执行的操作可以包括例如校准、噪声降低、边缘检测和/或对比度增强。成像系统可以配备有表征检测器衬底暗电流的信息，例如，与检测器衬底110接口的每个检测器电路140可以具有存储器，该存储器具有与链接到特定检测器电路的像素116相关的信息，或者该信息可以以其他方式存储在检测器电路140中或用于检测器电路140。
42.图1b图示了在检测器衬底边缘产生的暗表面电流。从衬底110的边缘观察，其左侧可见一条锯齿状线。该边缘的锯齿状性质可能源于生产过程，包括锯切或切割。在衬底上施加偏置电压112，该偏置电压例如为300伏(v)或
‑
300伏。当辐射量子与检测器衬底相互作用时，它们产生电荷载体对，该电荷载体对通过偏置电压传输至像素116。在帧的电荷收集时间期间，每个像素可以对到达其中的电荷进行积分，使得对应于所述像素的检测器衬底110的一部分中的辐射强度可以从累积的电荷中近似得出。因此，电荷收集时间可以对应于检测器对入射辐射打开的时间，以产生成像数据的帧。
43.由于检测器衬底的锯齿状边缘与偏置电压112之间的相互作用，生成了跨锯齿状边缘的表面电流114。该电流相当于一种暗电流，可以在检测器衬底110上传输大量电荷，这可能污染最靠近边缘的一个或多个像素。为了防止这种情况，可以采用保护环118，以将暗
电流传输至地或另一电位，如图所示。然而，这在利用这种衬底产生图像方面存在以下问题：首先，边缘结构可能导致偏置电压112的场线弯曲，如图所示，其次，保护环的存在使得对最接近锯齿状边缘的检测器衬底区域成像变得无用。
44.偏置电压112的弯曲场线导致失真，因为入射辐射和检测器衬底112的相互作用产生的电荷载体跟随场线。因此，一些像素116失去了其应当积分到其左侧的像素或保护环118的一部分强度，在保护环118处，强度被损失。靠近边缘的一些像素116相应地从检测器衬底110的区域接收一些电荷，该区域应当向其右侧的像素116提供电荷。实验上，从检测器衬底110的边缘到第10个像素，已经检测到偏置电压112场线的弯曲。
45.保护环118增加了相邻检测器衬底110的最边缘像素之间的距离。例如，衬底本身可以彼此间隔100微米放置，并且在保护环移动每个衬底上的一个像素的情况下，最靠近边缘的活动像素之间的距离增加到100微米加上两个像素宽度。例如，像素宽度可以是100微米，由此保护环将在数字学上使有效间隙增加到300微米。
46.图2图示了根据本发明的至少一些实施例在检测器电路中使用可编程电流源。图2中示出的检测器衬底110对应于将其电荷载体传输至所示检测器电路的衬底部分。检测器电路也可以称为像素电路。检测器衬底接口使得检测器电路能够连接到检测器衬底110。通常，检测器电路可以包括检测器衬底接口、电容器220和至少一个可编程电流源210。检测器电路可以包含图2中未示出的附加部件。在一些实施例中，检测器电路包括多个电容器。
47.一般而言，不仅仅限于图2，检测器电路可以是专用集成电路、由分立元件构成的电路或其组合。适当的专用集成电路技术的示例包括互补金属氧化物半导体、双极性金属氧化物半导体、金属氧化物半导体和n沟道金属氧化物半导体(nmos)。
48.在使用中，在帧的电荷收集时间期间，电荷从检测器衬底110被接收到检测器电路，并累积到电容器220中，在电容器220中存储电荷以供读出。读出在帧的电荷收集时间结束时经由交换机230进行。一旦累积电荷的大小被读出，电容器可以被清空，为后续帧做准备。
49.对于入射辐射与检测器衬底相互作用产生的电荷，即通过光电流产生的电荷，由于暗电流可能到达检测器电路。暗电流的来源可能是施加电场时产生电流的衬底的有限电阻率，即根据欧姆定律的欧姆电流、图1b的锯齿边缘或与检测器电路相关的区域中检测器衬底的晶体电极缺陷。即，暗电流也存在于检测器衬底边缘以外的其他地方。晶体电极缺陷的示例包括点缺陷，诸如空位缺陷和间隙缺陷，以及线缺陷，诸如位错和向错。获得所谓的暗帧可以提供每个像素的暗电流信息，提供特定检测器衬底的缺陷信息和表面电流大小。
50.为了抵消暗电流的影响，所示的检测器电路被提供有至少一个可编程电流源210。在图2所示的示例中，存在三个电流源212，然而这种电流源的数目取决于实施例和实施例的技术要求。因此，可能存在一个、两个、三个或实际上其他数目的这种可编程电流源。
51.使用与该像素相关的暗电流的信息，在电荷收集时间期间，(多个)可编程电流源可以被配置为向至少部分抵消暗电流影响的电容器220提供电荷。例如，如果已知暗电流将在电荷收集时间期间携带电荷或 q_dark至电容器220，则至少一个可编程电流源可以被编程为在电荷收集时间期间提供
‑
q_dark的电荷。中和电荷不需要与暗电流携带的电荷完全相同，例如，如果中和电荷为
‑
0.8*q_dark，暗电流的影响已经被显著减轻。与该像素相关的暗电流信息可以将暗电流表征为帧数的函数，如下文结合图3所述，特别是针对检测器衬底
的该像素。衬底温度也可能影响暗电流的大小。在使用中，该信息可用于对至少一个可编程电流源进行编程，以针对每帧向电容器220提供正确的中和电荷。
52.请注意，虽然暗电流可以持续整个电荷收集时间，但是来自可编程电流源的中和电荷可以仅在电荷收集时间的一部分期间提供，例如在三分之二、二分之一或三分之一的电荷收集时间期间提供。这可能使暗电流携带的少量电荷更容易匹配，因为可编程电流源可能不容易构造以使得它们提供非常小的恒定电流。电流源产生的电流示例为50pa。电容器220被累计使用，换言之，降低暗电流影响的成功主要取决于电荷收集时间结束时的累计总电荷，而非电荷收集时间期间的时间行为。中和电荷的符号是负还是正取决于材料检测器衬底110的组成。
53.例如，电流源212可编程，是因为它们可以通过开关214切换。在提供多个电流源212的情况下，它们可以提供不同大小的电流，从而可以通过根据适当选择的时间长度的导通状态对开关214进行编程，从它们向电容器220提供可选的总电荷。在提供单个电流源212的情况下，当交换机214在切换回非导通状态之前处于导通状态时，其提供的电荷同样可以通过选择在帧的电荷收集时间期间发生的时间长度来选择。
54.通过中和暗电流的电荷，可以省略可能的保护环。获得的另一个好处在于，偏置电压场线112可以被拉直，这减少了成像设备中的失真。此外，像素可以被放置在检测器衬底110的边缘，这显著减少了两个相邻检测器衬底的有效区域之间的有效间隙。此外，已经观察到暗电流逐帧变化，并且通过使用如图2所示的可编程电流源布置，成像系统的检测器电路可以适应暗电流的这种时间发展，从而能够更精确地消除暗电流的影响。
55.在本发明的一些实施例中，可编程电流源仅布置在检测器衬底的边缘，例如最靠近边缘的一行像素，或最靠近边缘的两行像素，或最靠近边缘的5行甚至10行像素。一般而言，在可编程电流源仅被布置在边缘的情况下，在检测器衬底的中心存在没有可编程电流源的像素区域。这在生产效率方面非常有用，因为暗电流及其影响在边缘会更加明显。另一方面，如果通过向整个检测器衬底的像素提供可编程电流源来解决晶体电极缺陷，则成像结果将进一步增强。
56.在本发明的一些实施例中，所使用的中和电荷在检测器衬底的边缘附近较大，而在检测器衬底的中心区域较小。在中心区域，中和电荷旨在降低欧姆暗电流和从晶体电极缺陷生成的暗电流的影响，而在边缘，中和电荷的主要用途是降低表面电流的影响，这是更大的影响。
57.就所示元件而言，根据本发明的检测器电路可以包括或运行于存储器和至少一个处理器或处理核心。存储器和至少一个处理器内核可以位于检测器电路内部；在它之外的单独组件中；在检测器电路和外部组件之间分离；或两者兼而有之。存储器可以存储能够为每个像素和帧数定义中和电荷的信息。处理核心可以被配置为相应地对可编程电流源进行编程，以便为每帧和每个像素提供正确的中和电荷。处理核心可以被布置在处理器、微控制器或其他适当的集成电路中。
58.处理核心可以被包括在处理器中，该处理器可以包括例如单核或多核处理器，其中单核处理器包括一个处理核心，而多核处理器包括一个以上的处理核心。处理器通常可以包括控制设备。处理器可以包括一个以上的处理器。处理器可以是控制设备。处理核心可以包括例如由arm公司设计的cortex
‑
a8处理核心或由advanced micro devices公司生产
的steamroller处理核心。处理器可以包括至少一个高通骁龙和/或英特尔凌动处理器。处理器可以包括至少一个专用集成电路，即专用集成电路。该处理器可以包括至少一个现场可编程门阵列fpga或微控制器。处理器可以是用于在成像系统中执行方法步骤的装置。处理器可以至少部分地通过计算机指令被配置为执行动作。
59.在一些实施例中，可以提供一个、两个或多个温度传感器来测量检测器衬底110的温度。在一些实施例中，检测器衬底110的温度可以在检测器衬底上的多个位置进行测量。特定像素的中和电荷可以基于检测器衬底110的帧数和温度来选择。
60.从检测器衬底110到电容器220的一个或多个连接可以包括衬底上的金属迹线、金属引线、金属凸块结合、导电胶或其组合。所使用的金属可以是铜(cu)、铝(al)、金(au)、银(ag)、铟(in)、锡(sn)、铋(bi)、铅(pb)及其合金。例如，金属可以是包括铜和至少一种其他金属的铜合金。
61.在一些系统中，检测器电路被构建为包括放大器上的反馈回路。然而，使用根据本发明实施例的至少一个可编程电流源，在降低暗电流的影响时不需要放大器上的反馈回路。
62.图3图示了暗电流对时间的依赖关系的示例，例如帧数。竖直轴对应于暗电流，例如在单个帧的电荷收集时间内暗电流携带的电荷。水平轴对应于时间，例如在帧数方面。
63.一旦成像开始，阶段a，并且帧被捕获，暗电流趋势下降。实验经验表明，视所使用的系统而定，暗电流可能继续呈单调下降趋势，选项b。备选地，在某一点上，暗电流可能会稳定下来，并在每帧之间保持基本不变，如选项c所示。最后，有时会发生在最初呈下降趋势后，在某一点上，暗电流再次开始增加，选项d。
64.因此，了解暗电流的行为有助于中和(至少部分中和)暗电流的影响。作为校准程序，可以在无入射辐射的情况下运行检测器衬底，以记录暗电流的特性。作为结果的信息，称为暗帧，可以将暗电流作为帧数的函数，分别用于检测器系统的每个像素。随后，在使用中，该信息可用于对至少一个可编程电流源进行编程，以向电容器220提供正确的中和电荷。
65.一般而言，暗电流的行为可能还取决于检测器衬底的温度。因此，校准程序可以在不同温度下单独运行，以便能够根据温度为每个像素选择正确的中和电荷。
66.此外，当前入射辐射剂量以及可选的累积入射辐射剂量可能会影响检测器衬底中的暗电流，因此校准过程可能还以不同的已知入射辐射水平运行。
67.综上所述，根据实施例，可以根据以下因素分别为每个像素或像素组选择中和电荷：帧数；帧数和温度的组合；帧数、温度和入射瞬时辐射的组合；帧数、温度和累积入射辐射的组合；或帧数、温度、入射瞬时辐射和累积入射辐射的组合。
68.图4图示了根据本发明的至少一些实施例的示例过程。在阶段410，从包括检测器衬底的检测器系统获得暗帧。暗帧描述了检测器衬底中暗电流的行为，包括边缘的表面电流和由晶体电极缺陷引起的暗电流。可以获得一系列或多个系列的暗帧，以获得关于暗电流行为的知识，分别针对每个像素或像素组，作为一系列帧中的帧数的函数，以及可选地，如上所述的温度和/或辐射。备选地，获得单个暗帧。
69.在阶段420，检测器系统配备有从第410阶段获得的信息。作为校准步骤，这可以在检测器系统停产前进行。具体而言，表征暗电流携带的电荷量的信息可以分别针对每个像
素或像素组和帧数来存储在成像系统中。
70.在阶段420之后，检测器系统从生产中释放，并最终用于捕获n个帧#1、#2、...、#n的序列例如，对对象进行成像。在这些帧中，每个检测器电路中的至少一个可编程电流源被配置为向该检测器电路的电容器提供中和电荷，以抵消暗电流对该像素和帧携带的电荷的影响。如上所述，除了像素和帧以外，还可以根据检测器衬底温度和/或瞬时和/或累积入射辐射剂量选择正确的中和电流。一旦捕捉到n个帧的序列，检测器系统可以在稍后用于另一序列。当在序列之前、之后、之间或期间没有入射到检测器衬底的辐射时，可以收集暗帧。暗帧也可以通过收集具有已知辐射水平的帧并通过反向计算序列之前、之后、之间或期间的暗电流值来间接收集。
71.图5是根据本发明的至少一些实施例的检测器电路中的方法的流程图。所示方法的各个阶段可以在检测器系统中执行，或在安装于检测器系统中时，可以在被配置为控制检测器系统功能的控制设备中执行。
72.阶段510包括在与检测器电路的检测器衬底连接的电容器中从检测器衬底收集电荷。阶段520包括从至少一个可编程电流源向电容器提供中和电荷。中和电荷的大小可以基于与收集相关的帧数来选择。中和电荷的大小可以基于检测器系统的每个检测器电路中的帧数单独选择。中和电荷的大小还可能取决于当前检测器衬底温度和当前入射辐射剂量。在一些实施例中，在从预先存储的表格中选择正确的中和电荷时，进一步考虑累积入射辐射剂量。预存储表可以在校准过程中通过在不同温度和不同入射辐射水平下运行多个帧序列的检测器衬底来生成。
73.综上所述，根据实施例，可以根据以下因素分别为每个像素或像素组选择中和电荷：帧数；帧数和温度的组合；帧数、温度和入射瞬时辐射的组合；帧数、温度和累积入射辐射的组合；或帧数、温度、入射瞬时辐射和累积入射辐射的组合。选择可以基于从输入组到中和电荷值组的映射。例如，在基于帧数和温度选择中和电荷的情况下，映射将以帧数和当前温度作为输入，并产生像素或像素组的中和电荷值作为输出。作为另一示例，当基于帧数、温度和入射瞬时辐射选择中和电荷时，映射将以帧数、当前温度和当前入射瞬时辐射作为输入，并产生像素或像素组的中和电荷值作为输出。虽然映射和/或使用查找表被示为产生中和电荷值的机制，但是在其他示例中，可以基于检测器衬底的暗电流特性产生关系和/或公式，并且中和电荷值可以基于帧数、温度、入射瞬时辐射和/或这些关系和/或公式的累积入射辐射输入来计算。在其他示例中，映射可以与关系和/或公式相结合以生成中和电荷值，或者中间中和电荷值可以从先前映射的值计算。例如，温度可以通过适当安装的温度传感器获得，或者另外通过从先前获得的暗电流与温度的函数查询表中测量的暗电流来估计。例如，可以基于检测器系统的输出幅度来确定瞬时入射辐射。累积入射辐射可基于例如瞬时入射辐射的积分值来确定。如上文结合图4所述，可以使用暗帧来建立映射。
74.回到图4，例如，阶段410可以在将检测器系统从生产状态释放到使用状态之前，或在检测器系统投入使用之前，或在检测器系统的定期重新校准期间，作为设备制造和/或初始校准的一部分进行。作为一个示例，可以进行定期重新校准以解决暗电流行为的偏差，因此，例如，可以通过记录比与检测器系统的制造相关的初始校准更少的数据来进行这些重新校准。
75.如前所述，中和电荷不需要与暗电流(例如
‑
q暗电流)携带的电荷具有相同的相反
符号值，但是所使用的中和电荷的幅度可以是暗电流幅度的一小部分。在一个实施例中，中和电荷的幅度可以是暗电流携带的电荷幅度的0.5至1.5倍(例如，
‑
0.5*q_dark<中和电荷<
‑
1.5*q_dark)。在另一示例中，中和电荷的幅度可以是暗电流携带的电荷幅度的0.8至1.2倍(例如，
‑
0.8*q_dark<中和电荷<
‑
1.2*q_dark)。此外，中和电荷的幅度可以在暗电流携带的电荷幅度的0.9至1.1倍之间，或暗电流携带的电荷幅度的0.7至1.3倍之间。
76.图6a和图6b图示了暗电流作为帧数函数的不同行为的原因，如图3所示。图6图示了在后续帧中，某些像素出现选项b(如图3所示)和其他像素出现选项d(如图3所示)的暗电流的原因。具体而言，这种行为可至少部分由作为陷阱中心的检测器衬底(诸如cdte)内部的电荷陷阱引起。这些陷阱中心可能开始使电场偏离线性配置，因此一些像素将开始经历来自其相邻像素的暗电流，而其他像素将接收较少的暗电流。由于较低的漂移速度，电荷捕获可能特别涉及正电荷。虽然图6a和图6b是以cdte衬底为例绘制的，但其他材料可能会经历类似的效果。从图6a开始，电场是线性的，即，其场线697作为直线穿过衬底。缺陷698被布置在衬底中，该缺陷例如是由于固有的晶体缺陷造成的。最初，衬底耗尽了电荷载体，缺陷的电荷为零。在使用中，前进至图6b，电荷699累积在缺陷698中，导致局部电荷改变缺陷698附近的电场。随着场线697弯曲，暗电流的进程被修改，并且暗电流携带的电荷在像素之间重新分布，使得一些像素比电荷699累积之前接收到更多的电荷，而其他像素接收到更少的电荷。
77.如图2所示，可编程电流源可以位于检测器电路内。在其他实施例(未示出)中，可编程电流源可以在检测器电路之外，但是与检测器电路共享同一专用集成电路。在其他实施例(未示出)中，可编程电流源可以在检测器电路外部和包括检测器电路的专用集成电路外部。例如，专用集成电路还可以在检测器系统中执行像素读出功能。在其他实施例(未示出)中，可编程电流源可以包括检测器电路内部的特征(诸如开关)，以及检测器电路外部但与检测器电路位于同一专用集成电路上的其他特征(诸如电流源)。
78.图7还图示了成像系统。如图所示，成像系统700包括存储器710、处理核心720和温度传感器730。此外，成像系统700包括检测器衬底740、至少一个电容器750和至少一个可编程电流源760，其至少一个可编程电流源760布置为向电容器提供中和电荷，其中成像系统700被配置为选择如上所述的中和电荷的值。所示组件可以使用电连接导线735或通信总线以适当的方式互连，以使处理核心720能够对至少一个可编程电流源760进行编程，从而向电容器750提供中和电荷，以至少部分抵消暗电流带入电容器750的电荷。
79.图8图示了放大器上的反馈回路，反馈回路在至少一些所述实施例中未被使用。在图8的布置中，放大器820被布置在脉冲整形器810与鉴别和计数单元850之前，如图所示，反馈回路840被连接在放大器820上，以部分控制暗电流的影响。放大器820也接地，如图所示。图8的反馈回路包括并联的电容器842和连续复位单元844。例如，鉴别和计数单元850可以用于读出检测器衬底。阈值860可以被提供给鉴别和计数单元850。在本公开的至少一些实施例中，不使用放大器上的反馈回路，并且至少一些公开的实施例的一个好处是不需要该反馈回路。
80.应当理解的是，所公开的本发明的实施例不限于在此公开的特定结构、工艺步骤或材料，而是延伸至相关领域普通技术人员将认识到的其等同物。还应当理解的是，这里使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并不旨在进行限制。
81.在本说明书中提及一个实施例或实施例意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在本说明书中各处出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”不一定都指同一实施例。当使用诸如例如大约或实质上的术语提及数值时，也公开了准确的数值。
82.如本文使用的，为方便起见，多个项目、结构元件、组成元素和/或材料可以在共同的列表中呈现。然而，这些列表应该被解释为列表中的每一成员均被单独认定为独立且独特的成员。因此，这种名单中的任何个别成员均不应仅基于其在共同群体中的表现而被解释为事实上等同于同一名单中的任何其他成员，而没有相反的指示。另外，本发明的各种实施方式和示例元件其各种部件的备选可在此提及。应当理解的是，这些实施例、示例和备选方案不应被解释为彼此事实上的等同物，而应被视为本发明的独立自主的表示。
83.此外，所述特征、结构或特性可以在一个或多个实施例中以任何适当的方式组合。在前述描述中，提供了许多具体细节，诸如长度、宽度、形状等的示例，以提供对本发明实施例的透彻理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，本发明可以在没有一个或多个特定细节的情况下实施，或者可以使用其他方法、部件、材料等实施。在其他实例中，未详细示出或描述众所周知的结构、材料或操作，以避免模糊本发明的各个方面。
84.虽然前述示例在一个或多个特定应用中说明了本发明的原理，但是对于本领域普通技术人员而言，显然可以在不使用创造性能力的情况下，并且在不偏离本发明的范围的情况下，并且在不偏离本发明的原理和概念的情况下，对实施的形式、用途和细节进行多种修改。因此，除了下述权利要求之外，本发明不受限。
85.动词“包括”和“包含”在本文件中用作开放式限制，既不排除也不要求存在未列举的特征。除非另有明确说明，否则从属权利要求中所述的特征可以相互自由组合。此外，应当理解的是，在本文件中使用“一”或“一个”，即单数形式，并不排除复数。
86.工业适用性
87.本发明的至少一些实施例在数字成像中具有工业应用。
88.参考符号列表
89.90.