CN107112336A - 用于电磁辐射感测的检测器结构 - Google Patents

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Abstract

一种具有至少两个电磁辐射传感器单元(140‑144)的装置，该传感器单元包括作为电磁辐射吸收材料的石墨烯和在所述至少两个传感器单元之间的电连接(150‑155)。该电连接至少部分地由石墨烯制成。

Description

用于电磁辐射感测的检测器结构
技术领域
本申请总地涉及被配置用于电磁辐射感测的检测器结构，并且特别地但不排他地涉及x射线检测器结构。
背景技术
本节说明了有用的背景信息，而不承认此处所述的任何技术就代表现有技术。
图像传感器是将光学图像转换成电信号的装置。它已被广泛应用于各种成像设备。图像传感器的示例包括CMOS(互补金属氧化物半导体)传感器和CCD(电荷耦合器件)传感器。取决于图像传感器的特性，传感器例如可以被配置为在可见光波长上、在紫外或红外波长上、或在x射线波长上操作。
发明内容
在权利要求中阐述了本发明的示例的各个方面。
根据本发明的第一示例方面，提供了一种包括传感器结构的装置，所述传感器结构包括：
至少两个电磁辐射传感器单元，传感器单元包括作为电磁辐射吸收材料的石墨烯；和
至少两个传感器单元之间的电连接，其中，电连接至少部分地由石墨烯制成。
在示例实施例中，电连接完全由石墨烯制成。
在示例实施例中，装置包括由石墨烯制成的多个电连接和多个所述传感器单元。
在示例实施例中，传感器单元形成传感器单元行或传感器单元阵列。
在示例实施例中，传感器单元之间的电连接包括延伸到传感器单元中的石墨烯层。
在示例实施例中，所述传感器单元形成传感器单元行，并且所述传感器单元之间的电连接包括延伸穿过传感器单元行的传感器单元的石墨烯层。
在示例实施例中，传感器单元形成传感器单元行，并且传感器单元之间的电连接包括在传感器单元行的传感器单元之上延伸的石墨烯层。
在示例实施例中，传感器结构包括延伸穿过该结构的多个传感器单元的石墨烯层。
在示例实施例中，延伸穿过该结构的多个传感器单元的石墨烯层在传感器单元之间形成电连接。
在示例实施例中，传感器单元包括多个堆叠的电磁辐射感测单元，其中，每个感测单元包括由石墨烯制成的电磁辐射感测层。
在示例实施例中，传感器单元包括20-40个所述堆叠的电磁辐射感测单元，并且其中，每个感测单元中的电磁辐射感测层包括10-30个石墨烯层。
在示例实施例中，传感器单元是x射线传感器单元。
在示例实施例中，该装置是x射线检测器。
根据本发明的第二示例方面，提供了一种方法，包括：
在包括至少两个传感器单元的传感器结构的传感器单元中检测电磁辐射，该传感器单元包括作为电磁辐射吸收材料的石墨烯；和
通过至少部分由石墨烯制成的电连接递送去往和来自传感器单元的电信号。
在上文中已经说明了本发明的不同的非约束性的示例方面和实施例。上文中的实施例仅用于解释在本发明的实施中可使用的所选方面或步骤。一些实施例可以仅参考本发明的某些示例方面来呈现。应当理解，相应的实施例也可以应用于其他示例方面。
附图说明
为了更全面地了解本发明的示例实施例，现在参考结合附图做出的以下描述，其中：
图1示出根据本发明的示例实施例的传感器结构的俯视图；
图2A示出根据本发明的示例实施例的传感器结构的截面图；
图2B示出根据本发明的另一示例实施例的传感器结构的截面图；
图3示出示例传感器单元的俯视图；
图4A示出示例传感器单元的截面图；
图4B示出另一示例传感器单元的截面图。
图5A示出示例传感器单元的俯视图；
图5B示出具有行和列电极的示例传感器单元的俯视图；
图5C示出示例传感器单元的电路图；
图6A-图6D示出具有两个传感器单元的示例传感器结构的截面图；
图7示出图示根据本发明的示例实施例的方法的流程图；和
图8示出图示根据本发明的示例实施例的制造方法的流程图。
具体实施方式
通过参考图1至图8，可以理解本发明的示例实施例及其潜在的优点。在本文档中，相同的附图标记表示相同的部分或步骤。
图像传感器通常包括像素网格。每个像素的面积通常从1μm×1μm(一平方微米)至100μm×100μm。传感器单元覆盖一个像素的区域，并且将传感器单元组合成单元阵列以形成传感器。也可以使用单行的传感器单元。
在x射线成像中，需要可弯曲或可拉伸的检测器结构，因为将要进行x射线照射的主体在各种应用领域中可以具有各种不同的形式。除了x射线成像之外，可弯曲或可拉伸的结构一般可以适用于电磁辐射检测器。在一个示例实施例中，去往或来自诸如x射线检测器结构之类的电磁辐射检测器结构的传感器单元的电连接(互连)由石墨烯制成。以这种方式，由于石墨烯是强韧且柔性的材料，因此实现了柔性或可弯曲或可拉伸的检测器结构。如果检测器结构需要可弯曲到小的半径，则可以使用小的像素尺寸。
例如，本发明的实施例可以应用于医疗或安全的x射线摄像机。
在一个示例实施例中，电磁辐射检测器结构的传感器单元也由石墨烯制成，更具体地，传感器单元包括多层石墨烯结构。在一个实施例中，传感器单元是由石墨烯制成的x射线传感器单元。在一个实施例中，将通过薄电介质隔开的多层石墨烯用作x射线吸收材料。在一个实施例中，x射线传感器单元包括通过薄电介质隔开的若干石墨烯场效应晶体管(GFET)层。
在示例实施例中，传感器单元包括多个石墨烯层或多个石墨烯层堆叠。在下文中，讨论了x射线传感器，但是所公开的结构也可以用于其他电磁辐射的检测。例如，当检测到的x射线具有低于1keV的能量时，200nm厚的石墨烯层吸收入射辐射的足够大的部分。传感器单元的每个石墨烯层的像素漏电极和源电极处于一定距离处，使得当热电子和空穴生成到一些石墨烯层或石墨烯层堆叠中时，x射线光子被吸收，并且产生出的电子和空穴或者从石墨烯原子中被敲出的电子到达源电极和漏电极而没有显著的重组。当吸收的x射线发射电子并且使碳原子离子化时，电子在附近的石墨烯层中被迅速吸收。目标x射线能量处的吸收方法是光电吸收、非弹性散射和弹性散射，从而为传感器结构提供能量。在源电极和漏电极之间施加小的电压差偏置，该电压差偏置通过外部电源电压而产生，通过从具有不同功函数的适当材料选择电极而产生，或者通过电极附近区域的化学掺杂而产生。
在一个实施例中，通过用如有源传感器的类似分层结构组成的柔性箔来覆盖传感器单元的表面，制造出环境光吸收过滤器——所谓的x射线窗口，使得x射线窗口可弯曲和柔性但没有电极和电子。在替代实施例中，传感器结构中包括更多的石墨烯层，并且取决于环境光条件，传感器单元外表面附近的石墨烯层不用于信号检测，而仅用作x射线窗口。
在一个示例实施例中，使用系统范围(system-wide)的石墨烯层，使得在传感器单元之间形成互连的石墨烯层延伸到传感器单元中。形成互连并延伸到传感器单元中的石墨烯层可以形成传感器单元的一部分。例如，行访问电极和/或列访问电极和/或由石墨烯制成的其它电连接延伸穿过传感器结构的行或列中的所有像素或传感器单元。替换地或另外地，电连接可以在像素或传感器单元上方或下方延伸。
在示例实施例中，传感器结构包括从结构的传感器单元延伸到传感器单元之间的电连接的石墨烯层。石墨烯层可以延伸穿过传感器结构的多个传感器单元。这样的石墨烯层可以在传感器单元之间形成电连接。
在一个实施例中，到传感器单元的源电极和漏电极的连接被实施为边缘接触，顶部接触，底部接触，或者通过使用这些接触的任何组合来实施。这些连接可用于从石墨烯互连形成到传感器单元的源电极和漏电极的连接。例如，可以使用石墨烯边缘连接在传感器单元电极和石墨烯行和列访问互连条之间创建金属到石墨烯连接。
在示例实施例中，传感器单元的源电极和漏电极由与实际的传感器相同的石墨烯层制成。在这种情况下，例如可以使用化学掺杂使电极功能进入石墨烯感测层。
图1示出根据本发明的示例实施例的传感器结构100的俯视图。结构100包括传感器单元140-144、行访问功能130和列访问功能131、以及可用于递送去往和来自传感器单元140-144的电信号的电连接或互连153-156。
传感器单元140-144被配置为感测特定波长区域中的光子。在一个示例中，传感器单元140-144被配置为感测x射线信号。在另一示例中，传感器单元140-144被配置为感测电磁辐射。传感器单元被排列成阵列，单元140-142形成行1，单元140和143形成列1，单元141和144形成列2，诸如此类。
电连接150-155由石墨烯制成。电连接150-152提供列访问并且可用于从传感器单元140-144读取检测到的信号。在一个示例实施例中，列访问连接驻留于传感器单元140-144的之下或下方，或者在传感器单元140-144的背面上。电连接153-155提供行访问，并且可用于将例如复位信号、行信号和电源(VDD)信号递送到传感器单元。在示例实施例中，行访问连接驻留于传感器单元140-144的顶部上或之中。
必须注意的是，图1仅示出五个传感器单元140-144和相关联的互连。显然，这只是一个说明性的示例，实际上可以有更多的单元和互连。至少有两个传感器单元。应当注意，传感器单元形成具有行和列的阵列不是强制性的。替代地，其他形式也是可能的。例如，在实施例中，存在传感器单元的单行或单列。
图2A示出根据本发明的示例实施例的传感器结构的截面图。该截面图图示了示出互连153和传感器单元140的示例实施。在该示例中，互连153由两层石墨烯153-1和153-2形成。
图2B示出根据本发明的另一示例实施例的传感器结构的截面图。该截面图图示了示出互连153和传感器单元140的示例实施。在该示例实施中，传感器单元140由多个石墨烯层250和石墨烯层250之间的电极251、252形成。电极可由蒸发金属、印刷金属或印刷的氧化石墨烯油墨制成。同样在该示例中，互连由两个石墨烯层153-1和153-2形成。例如，可以将互连的石墨烯层153-1和153-2附接到传感器单元140的电极251。实际上，可以通过控制电子器件(控制电子器件105的示例在图3中示出)将石墨烯层153-1和153-2附接到传感器单元140。
注意，图2A和图2B是可能不能反映精确的实施细节的示意图示。在各种实施例中，互连153可以在传感器单元顶部上、穿过传感器单元或在传感器单元下方连接到传感器单元140。在示例实施中，在传感器140的顶部或者从传感器单元140的正面进行行访问连接，而在传感器单元140的下方或者从传感器单元140的背面进行列访问连接。连接的确切位置可以影响传感器结构的整体柔韧性或弯曲性。
必须注意的是，图2A和图2B仅示出作为说明性示例的两层石墨烯互连。实际上可能有更多层或只有一层。
在下面的示例中，讨论了由多个石墨烯层形成的x射线传感器单元。然而，所公开的结构也可以用于其他电磁辐射的检测。
图3示出示例传感器单元的俯视图。在示例实施例中，传感器单元覆盖一个像素的区域。在所示的示例中，在传感器中沿垂直方向重复检测结构和放大器层的序列，从而最终可以检测(或获得)进入的x射线辐射(或其他电磁辐射)的足够大的部分。这将结合图4A和图4B进行更详细地描述。在图3中示出具有前置放大器的第一或最高检测结构。检测结构的源电极和漏电极106和107驻留于石墨烯的光子感测层之上(在图4中更清楚地示出)。源电极和漏电极106和107具有指状物几何形状。电极的指状物形成交错图案。附图标记1061示出源电极106的指状物之一，附图标记1071示出漏电极107的指状物之一。源电极106和漏电极107可以由金属制成。它们收集光子感测层中通过光子生成的空穴和电子。
检测结构的源电极106和漏电极107充当检测结构上方的放大器层中的基于石墨烯的场效应晶体管(FET)的栅极。因此，石墨烯FET用作放大由检测结构生成的光电流的检测结构的前置放大器。石墨烯FET放大器沟道104可以由石墨烯纳米带来实施，由此石墨烯FET(GFET)形成石墨烯纳米带场效应晶体管(GNR-FET)。石墨烯纳米带可以由石墨烯的单层或双层组成。
在示例实施例中，放大器层附加地包括复位晶体管108。在示例实施例中，复位晶体管108也由石墨烯制成。复位晶体管的逻辑操作可以对应于常规的复位晶体管。它用作配置为在需要时去除生成的电荷的开关。这里生成的电荷例如是指由泄漏电流和/或由来自检测器的源电极106和漏电极107的较早的光电流生成的电荷。复位晶体管108和石墨烯FET沟道104被连接到控制电子器件105。控制电子器件105可以驻留在像素的一侧或多侧处。
第二放大器沟道103和第二复位晶体管109的功能类似于沟道104和复位晶体管108，并且类似地被连接到控制电子器件105。然后，放大的信号可以作为差分信号被获得，即，作为放大器沟道103和104的信号之和。
在替代实施例中，电极106和107之一(源电极106或漏电极107)被连接到信号接地。在该示例实施例中，不需要放大器沟道103和104中的另一个。
图3示出在像素的一侧上的行访问电极153。行访问电极通过控制电子器件105连接到像素，并且可用于选择性地将来自像素的放大信号连接到例如放置在像素下方的列访问电极(列访问电极在图中未示出)。
图4A示出根据本发明的示例实施例的图3的传感器单元的截面图。沿着图3中所示的线A-A截取了横截面。在顶部上，检测器包括实施第一检测结构的第一检测层，和在第一检测层上方实现第一前置放大器的第一放大器层。更详细地，第一检测层包括由石墨烯制成的第一光子感测层211。可能存在彼此堆叠的多于一层或若干层的石墨烯。在示例实施例中，堆叠中可以存在多达二十个石墨烯层。例如，可以有5、10、20或30个石墨烯层。在第一光子感测层211的上方，该结构包括第一检测结构的源电极106和漏电极107。在源电极106和漏电极107上方并且在第一放大器层的石墨烯FET沟道103和104下方的电介质层241将第一检测结构与第一放大器层隔开。第一检测结构的源电极106和漏电极107充当第一检测结构上方的第一放大器层中的石墨烯FET的顶栅。因此，石墨烯FET用作放大由第一检测结构生成的光电流的用于第一检测结构的前置放大器。
在第一检测结构之下，检测器包括实施第二检测结构的第二检测层以及在第二检测层上方实施第二前置放大器的第二放大器层。第二检测层和第二检测结构以及第二放大器层和前置放大器在结构和操作上都基本分别对应于第一检测层和第一检测结构以及第一放大器层和前置放大器。更详细地，第二检测层包括由石墨烯制成的第二光子感测层212。可能存在彼此堆叠的多于一层或几层的石墨烯，例如，5、10、20或30层。在第二光子感测层212上方，该结构包括第二检测结构的源电极206和漏电极207。在源电极206和漏电极207之上并且在第二放大器层的石墨烯FET沟道203和204之下的电介质层242将第二检测结构与第二放大器层隔开。第二检测结构的源电极206和漏电极207充当第二检测结构上方的第二放大器层中的石墨烯FET的顶栅。因此，石墨烯FET用作放大由第二检测结构生成的光电流的用于第二检测结构的前置放大器。
在第二检测结构之下，检测器包括实施第三检测结构的第三检测层和在第三检测层上方实施第三前置放大器的第三放大器层。第三检测层和第三检测结构以及第三放大器层和前置放大器在结构和操作中都基本分别对应于第一和第二检测层和检测结构以及第一和第二放大器层和前置放大器。更详细地，第三检测层包括由石墨烯制成的第三光子感测层213。可能存在彼此堆叠的多于一层或几层石墨烯，例如，5、10、20或30层。在第三光子感测层213之上，该结构包括第三检测结构的源电极306和漏电极307。在源电极306和漏电极307之上并且在第三放大器层的石墨烯FET沟道303和304之下的电介质层243将第三检测结构与第三放大器层隔开。第三检测结构的源电极306和漏电极307用作第三检测结构上方的第三放大器层中的石墨烯FET的顶栅。因此，石墨烯FET用作放大由第三检测结构生成的光电流的用于第三检测结构的前置放大器。
图4B示出根据本发明的另一示例实施例的传感器单元的截面图。在该实施例中，通过传感器层的化学掺杂来制备传感器单元的电极。通过使用这种结构，可以消除传感器和电极之间的可能接触问题。
图4B的传感器单元包括以与图4A中所示相似的方式彼此堆叠的三个检测结构。最上面或第一个检测结构包括位于电介质层241顶部的放大器层的石墨烯FET沟道103和104。在介质层241下方存在由石墨烯制成的光子感测层211，并且源电极106和漏电极107形成在感测层211中。
在第一检测结构下面的第二检测结构包括在电介质层242的顶部上的放大器层的石墨烯FET沟道203和204。在电介质层242的下方存在由石墨烯制成的光子感测层212以及形成在感测层212中的源电极206和漏电极207。
在第二检测结构下面的第三检测结构包括在电介质层243顶部的放大器层的石墨烯FET沟道303和304。在电介质层243的下方存在由石墨烯制成的光子感测层213以及形成在感测层213中的源电极306和漏电极307。
感测层211、212和213可以包括多个石墨烯层。可能有例如5、10、20或30个石墨烯层。
除了图4A和图4B所示的层之外，实施例的传感器单元可以包括在检测结构之间(例如在感测层211与下方放大器层的石墨烯FET沟道203和204之间)的过滤器层。过滤器层可以是例如x射线过滤器。应注意，过滤器层不是强制性的。
在一个实施例中，使用由多层石墨烯制成的x射线传感器单元，使得若干x射线光子的总能量相加在一起以形成与摄影应用类似的信号。
图4A和图4B示出彼此堆叠的三个检测结构或检测单元，但是应当理解，这仅是说明性示例，并且检测单元的数量不限于该示例。在示例实施例中，存在20-40个检测单元。替换地，可以有2-20或40-60个检测单元。如果每个检测单元包括20个石墨烯层，并且存在20-40个检测单元，则可以存在总共200-400个石墨烯层来吸收电磁辐射，例如x射线。
图5A示出示例传感器单元的俯视图。传感器单元包括在单元的一个边缘上(在所示示例中的顶部或上部边缘)的前置放大器507、源电极106和漏电极107以及石墨烯感测层211。源电极106和漏电极107具有指状物几何形状。电极的指状物形成交错图案。
注意，图5A示出一种可能的布局，但是其他替代方案也是可能的。例如，前置放大器507可以放置在单元的右侧或左侧，如图3所示。此外，源电极和漏电极也可以具有不同的几何形状。
图5B示出具有行电极153和列电极150的示例传感器单元的俯视图。图5B的传感器单元类似于图5A的传感器单元。图5B示出在传感器单元的顶部或正面上的行访问电极153以及在传感器单元下方或背面上的列访问电极150。在传感器结构中，行访问电极153可以延伸穿过一行中的所有像素，而列访问电极150可以延伸穿过一列中的所有像素。
图5C示出示例传感器单元的电路图。该图包括复位晶体管Mrst、读出晶体管Msf和选择晶体管Msel，和表示具有源电极和漏电极的传感器的二极管522，以及行电极153和列电极150。
行访问电极，例如传感器层顶部上的图5B的行访问电极153被连接到选择晶体管Msel栅极。传感器的源电极和漏电极，例如，图5A和图5B的源电极106和漏电极107被连接到前置放大器，前置放大器在行访问电极153的控制下将放大的信号连接到列电极150。
图6A-图6D示出具有两个传感器单元140和141(例如图1的对应单元)的示例传感器结构的截面图。为了说明的目的，示出两个传感器单元，但是显然可以存在任何适当数量的单元。例如，传感器单元可以是图5A的传感器单元。传感器单元140和141的结构相同。
图6A示出例如包括图5A的传感器单元的传感器结构的前置放大器区域处的截面图。可以认为沿着图6A所示的线B-B截取横截面。在顶部上，所示结构包括行访问电极153。行访问电极153可延伸穿过一行中的所有传感器单元。在行访问电极下方存在隔离电介质层601。隔离电介质层601可以延伸穿过一行中的所有传感器单元或者穿过传感器阵列或其它传感器结构中的所有传感器单元。在隔离电介质层601的下方存在放大器层602和605。放大器层不一定在传感器单元140和141的外部延伸。放大器层602包括源电极106和漏电极107。在放大器层602和605下方存在形成到隔离电介质层中的隔离层610和列访问电极150。隔离电介质层610可以延伸穿过一行中的所有传感器单元，或者穿过传感器阵列或其它传感器结构中的所有传感器单元。列访问电极150可延伸穿过一列中的所有传感器单元。
源电极106和漏电极107下方的灰色区域604图示了可用于在放大器区域与源电极106和漏电极107之间创建接触的顶部/底部接触区域。
图6B示出在例如包括图5A的传感器单元的传感器结构的前置放大器区域处的截面图。可以认为沿着图5A所示的线B-B截取横截面。在顶部上，所示结构包括行访问电极153。行访问电极153可延伸穿过一行中的所有传感器单元。在行访问电极下方存在隔离电介质层601。隔离电介质层601可以延伸穿过一行中的所有传感器单元，或者穿过传感器阵列或其它传感器结构中的所有传感器单元。在隔离电介质层601的下方存在放大器层602和605。放大器层不一定在传感器单元140和141的外部延伸。放大器层602包括源电极106和漏电极107。在放大器层602和605下方存在形成到隔离电介质层中的隔离层610和列访问电极150。隔离电介质层610可以延伸穿过一行中的所有传感器单元或者穿过传感器阵列或其它传感器结构中的所有传感器单元。列访问电极150可延伸穿过一列中的所有传感器单元。
源电极106和漏电极107旁边的灰色区域603图示了可用于在放大器区域与源电极106和漏电极107之间创建接触的边缘接触区域。在该示例中，传感器的源电极和漏电极不一定要延伸到放大器区域。由于在放大器区域与源电极106和漏电极107之间使用边缘接触，因此不需要将电极延伸到放大器区域以提供接触。
必须注意的是，为了说明的目的，图6A和图6B示出示例接触区域603和604。在替代实施例中，可以使用这两者，和/或也可以使用其他接触区域。
图6C示出例如包括图5A的传感器单元的传感器结构的传感器区域处的截面图。可以认为沿着图5A所示的线C-C截取横截面。在顶部上，所示的结构包括隔离电介质层601，隔离电介质层601可以是与图6A和图6B中所示相同的隔离电介质层。隔离电介质层601可以延伸穿过一行中的所有传感器单元，或者穿过传感器阵列或其它传感器结构中的所有传感器单元。在隔离电介质层601的下方存在电介质层608，电介质层608包含形成在其中的源电极106和漏电极107。电介质层608不一定在传感器单元140和141的外部延伸。在电介质层608下面存在感测层609。感测层609可以延伸穿过一行中的所有传感器单元，或者穿过传感器阵列或其他传感器结构中的所有传感器单元。在传感器层609的下方存在形成到隔离电介质层中的隔离层610和列访问电极150。隔离电介质层610可以延伸穿过一行中的所有传感器单元，或者穿过传感器阵列或其它传感器结构中的所有传感器单元。列访问电极150可延伸穿过一列中的所有传感器单元。
源电极106和漏电极107下方的灰色区域604图示了可用于在源电极106和漏电极107与感测层609之间创建接触的顶部/底部接触区域。
图6D示出例如包括图5A的传感器单元的传感器结构的传感器区域处的截面图。可以认为沿着图5A所示的线C-C截取横截面。在顶部上，所示的结构包括隔离电介质层601，隔离电介质层601可以是与图6A和图6B中所示相同的隔离电介质层。隔离电介质层601可以延伸穿过一行中的所有传感器单元，或者穿过传感器阵列或其它传感器结构中的所有传感器单元。在隔离电介质层601下方存在电介质层608。电介质层608不一定在传感器单元140和141的外部延伸。在电介质层608下方存在感测层609，感测层609包括形成在其中的源电极106和漏电极107。感测层609可以延伸穿过一行中的所有传感器单元，或者穿过传感器阵列或其它传感器结构中的所有传感器单元。在传感器层609的下方存在形成到隔离电介质层中的隔离层610和列访问电极150。隔离电介质层610可以延伸穿过一行中的所有传感器单元，或者穿过传感器阵列或其它传感器结构中的所有传感器单元。列访问电极150可延伸穿过一列中的所有传感器单元。
源电极106和漏电极107旁边的灰色区域603图示了可用于在源电极106和漏电极107与感测层609之间创建接触的边缘接触区域。在一个实施例中，源电极106和漏电极107由与通过化学掺杂形成的感测层609相同的石墨烯层形成。
有用的是，认识到在本文档中使用的术语装置有不同的范围。在一些更宽泛的权利要求和示例中，该装置可以仅指在图1中呈现的特征的子集。
图7示出图示根据本发明的示例实施例的方法的流程图。该方法例如在图1的传感器结构100中执行。方法在步骤701开始。在步骤702中，在由石墨烯制成的检测器结构的传感器单元中检测电磁辐射/光子。在步骤703中，通过由石墨烯制成的电连接或互连递送去往和来自传感器单元的电信号。例如，电信号可以包括被传递到传感器单元的复位信号、行信号和电源(VDD)信号以及从传感器单元读取的检测信号。该方法在步骤704结束。
图8是示出图示根据本发明的一个示例实施例的制造方法的流程图。该方法被执行例如以制作图1的传感器结构100。该方法开始于步骤801。在步骤802中，为传感器结构提供由石墨烯制成的传感器单元。在步骤803中，在传感器单元之间提供由石墨烯制成的电连接或互连。在一个实施例中，将互连分别制造成延伸穿过传感器结构的行或列中的所有像素。该方法在步骤804结束。
不以任何方式限制下面出现的权利要求的范围、解释或应用，本文公开的一个或多个示例实施例的技术效果是新的x射线检测器结构(或更一般来说是新的电磁辐射检测器结构)。本文公开的一个或多个示例实施例的另一技术效果是柔韧的或可弯曲的或可拉伸的传感器结构。石墨烯是非常坚固和柔韧的材料，并且通过使用石墨烯互连可以获得柔韧和坚固的检测器结构。通过使用由多层石墨烯制成的传感器单元，可以进一步改善检测器结构的特性，例如柔韧性。本发明的各种实施例允许使用系统范围的石墨烯层。这可以进一步提高结构的柔韧性或弯曲性。本文公开的一个或多个示例实施例的另一个技术效果是可以获得柔韧或可弯曲的传感器结构，而不需要使用在柔韧或可弯曲或可拉伸组件中通常需要的加强件，以避免柔性/可弯曲/可拉伸的系统结构和较少的刚性零件或部件之间的开裂或断开。本文公开的一个或多个示例实施例的另一个技术效果在于由于GFET的石墨烯沟道用作x射线吸收体和前置放大器而不需要闪烁体。
如果需要，本文讨论的不同功能可以以不同的顺序执行和/或彼此同时地执行。此外，如果需要，前述功能中的一个或多个可以是可选的，或者可以被组合。
尽管在独立权利要求中阐述了本发明的各个方面，但是本发明的其它方面包括来自所描述的实施例和/或从属权利要求的特征与独立权利要求的特征的其它组合，而不仅仅是权利要求中明确阐述的组合。
这里还要注意的是，尽管前面描述了本发明的示例实施例，但是这些描述不应被视为限制性的。相反，在不脱离如所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，可以对其进行若干变化和修改。

Claims (15)

1.一种装置，包括传感器结构，所述传感器结构包括：
至少两个电磁辐射传感器单元，所述传感器单元包括作为电磁辐射吸收材料的石墨烯；和
所述至少两个传感器单元之间的电连接，其中，所述电连接至少部分地由石墨烯制成。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电连接完全由石墨烯制成。
3.根据任一前述权利要求所述的装置，包括由石墨烯制成的多个所述电连接和多个所述传感器单元。
4.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述传感器单元形成传感器单元行。
5.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述传感器单元形成传感器单元阵列。
6.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述传感器单元之间的所述电连接包括延伸到所述传感器单元中的石墨烯层。
7.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述传感器单元形成传感器单元行，并且所述传感器单元之间的所述电连接包括延伸穿过所述传感器单元行的传感器单元的石墨烯层。
8.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述传感器单元形成传感器单元行，并且所述传感器单元之间的所述电连接包括在所述传感器单元行的传感器单元上方延伸的石墨烯层。
9.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述传感器结构包括延伸穿过所述结构的多个传感器单元的石墨烯层。
10.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，延伸穿过所述结构的多个传感器单元的石墨烯层形成在所述传感器单元之间的所述电连接。
11.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述传感器单元包括多个堆叠的电磁辐射感测单元，其中，每个感测单元包括由石墨烯制成的电磁辐射感测层。
12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述传感器单元包括20-40个所述堆叠的电磁辐射感测单元，并且其中，每个感测单元中的所述电磁辐射感测层包括10-30个石墨烯层。
13.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述传感器单元是x射线传感器单元。
14.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述装置是x射线检测器。
15.一种方法，包括：
在包括至少两个传感器单元的传感器结构的传感器单元中检测电磁辐射，所述传感器单元包括作为电磁辐射吸收材料的石墨烯；和
通过至少部分地由石墨烯制成的电连接递送去往和来自所述传感器单元的电信号。
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