[发明专利]利用基于晶闸管的像素单元的成像阵列

权利要求书

1.一种成像器件，包括：

多个像素单元，每个像素单元包括形成在衬底上的谐振腔内并彼此隔开的互补型第一类型和第二类型调制掺杂量子阱界面，其中预定波长范围内的电磁辐射在所述像素单元处被接收并注入到所述谐振腔内，由此产生积累到所述像素单元的所述第二类型调制掺杂量子阱界面内的电荷。

2.根据权利要求1的成像器件，其中：

积累到所述像素单元的所述第二类型调制掺杂量子阱界面内的电荷的量与在所述像素单元处接收的预定波长范围内的电磁辐射的功率成比例。

3.根据权利要求1的成像器件，其中：

预定波长范围内的电磁辐射提高了在所述第一类型调制掺杂量子阱界面处的二维电子气的电子温度，由此产生因通过由所述第一类型调制掺杂量子阱界面提供的电势势垒的热电子发射所得到的电流，其中所述电流引起电荷在所述第二类型调制掺杂量子阱界面内积累。

4.根据权利要求3的成像器件，其中：

所述电流与在像素单元处接收的预定波长范围内的电磁辐射的功率成比例。

5.根据权利要求1的成像器件，其中：

所述第一类型调制掺杂量子阱界面和所述第二类型调制掺杂量子阱界面在垂直尺度上彼此隔开。

6.根据权利要求1的成像器件，其中：

每个像素单元适于工作在下述模式中的至少一种模式下：

i)像素建立模式，由此所述像素单元的所述第二类型调制掺杂量子阱界面失去电荷；

ii)信号积累模式，由此电荷通过积累时间周期而积累在所述第二类型调制掺杂量子阱界面内；以及

iii)信号传输模式，由此电荷从所述第二类型调制掺杂量子阱界面读出。

7.根据权利要求6的成像器件，其中：

每个像素单元适于执行一成像周期序列，每个周期包括所述像素建立模式、所述信号积累模式、以及所述信号传输模式。

8.根据权利要求6的成像器件，其中：

在所述信号传输模式期间所述第一类型调制掺杂量子阱界面失去自由电荷。

9.根据权利要求6的成像器件，其中：

在所述信号传输模式中电荷在像素单元之间传输以便由此实现CCD型成像阵列。

10.根据权利要求9的成像器件，其中：

电荷通过由像素单元之间的第二类型调制掺杂界面限定的路径在像素单元之间传输。

11.根据权利要求10的成像器件，其中：

像素单元之间的所述第二类型调制掺杂界面掺杂了施主离子以增加载流子密度。

12.根据权利要求10的成像器件，其中：

对于像素单元之间所需的电荷速度选择像素单元之间的所述第二类型调制掺杂界面的长度。

13.根据权利要求1的成像器件，其中：

每个像素单元包括设置在所述第一类型调制掺杂量子阱界面和所述第二类型调制掺杂量子阱界面之间的未掺杂的隔离层。

14.根据权利要求13的成像器件，其中：

每个像素单元包括

与所述第一类型调制掺杂量子阱界面电接触的至少一个第一类型离子注入，和

与所述第二类型调制掺杂量子阱界面电接触的第二类型离子注入。

15.根据权利要求14的成像器件，其中：

每个像素单元包括

由淀积在所述至少一个第一类型离子注入上的金属层形成的至少一个第一沟道注入端，和

由淀积在所述第二类型离子注入上的金属层形成的第二沟道注入端。

16.根据权利要求15的成像器件，其中：

每个像素单元包括

以这样的方式形成的阳极和阴极，即所述第一类型调制掺杂量子阱界面和所述第二类型调制掺杂量子阱界面设置在所述阳极和所述阴极之间，

与所述阳极电耦接的阳极端，和

与所述阴极电耦接的阴极端，由此在所述衬底上整体地形成基于晶闸管的像素单元。

17.根据权利要求16的成像器件，进一步包括：

在像素建立模式中与给定像素单元的第二沟道注入端电耦接的电路，该电路在所述像素建立模式中使所述给定像素单元的所述第二类型调制掺杂量子阱界面失去自由电荷。