[发明专利]一种矩阵微电子装置

说明书

技术领域

本发明关于微电子装置的领域，其中该微电子装置由以矩阵方式来配置的基本单元(elementary cells)来形成，以及该基本单元包含至少多个连接至一或若干条载有已知电压的导电极化线的单元。本发明特别关于应用大尺寸单元的矩阵，诸如电磁辐射(例如，X射线，特别是以CMOS技术制成)感测器的矩阵。

本发明可实施以大尺寸的基本单元来形成的矩阵微电子装置，其包含补偿沿着试图施加一已知电压(例如，该矩阵的多个单元的供应或者参考电压)的导线电压变动的手段。

背景技术

以画素矩阵所构成的电磁辐射检测器微电子装置，当该矩阵并入该些画素中时，用于处理的装置，例如至少一放大元件，或者计数、或数位化电路，一般沿着该线或行矩阵具有相当大的消耗以及具有欧姆压降，其远大于该线或行矩阵所连接的供应节点上的消耗及压降。

图1说明一3x3画素矩阵(以10₁，...，10₉表示)经由一第一多条导线5₁、5₂、5₃以及一第二多条导线7₁、7₂、7₃而连接至一载有电压Vdd(例如，等于1.2伏特或3.3伏特)的供应线2以及一载有电压Vss(例如，约0伏特)的接地线4的欧姆压降的现象

实际上，电磁辐射感测器或检测器的矩阵一般远大于图1中所示的矩阵。例如，若考量到2000x2000画素的矩阵，其中每一画素消耗10μW且可对应于例如在3.3伏特下的3μA电流，则该矩阵的整体消耗约会达到40瓦特。

在100μmx100μm尺寸的画素下(其可对应于20cmx20cm的矩阵)，转换成此矩阵面积的40W功率可能比较能被接受。然而，此矩阵的画素的供应会出现问题。若该些画素的各别供应以线或行由汇流排来分配，则例如为电压Vdd的供应线以及为电压Vss的接地线必须对2000个画素供应。

若例如这些汇流排或者这些导线以约20μm宽的铝轨道的样子并且每平方面积具有约30m欧姆的电阻来制成，则会获得约300欧姆的汇流排电阻。由这些汇流排所载送的总电流约为2000x3μA。此电流随着该些导线5₁、5₂、5₃的行进而线性减少。

接着在该线端处的压降可为约0.9V，使得施加至该些画素的局部供应电压Vdd_11、Vdd_12、Vdd_13、...、Vdd_31、Vdd_32、Vdd_33，以及接地电压Vss_11、Vss_12、Vss_13、...、Vss_31、Vss_32、Vss_33等自一画素至另一者可以有显著的改变。考量例如0伏特的接地电压Vss以及3.3伏特的供应电压Vdd之间的整体供应：在矩阵边缘或者末端的画素以0V至3.3V之间的电压来供应，然而在该矩阵末端处的画素可能被以(0V+0.9V)以及(3.3V-0.9V)之间的电压来供应，亦即，介于0.9V与2.4V之间。此矩阵的画素的操作因此可能随着其在矩阵中的位置而作相当大的变动。

美国专利文件2004/0178349A1揭露一种设有电压调节元件的矩阵装置。在此装置中，由于该调节元件设在该些导电极化线的上行(upstream)处，故无法解决该欧姆压降现象。

因此引发找出一种不具有上述缺失而以画素矩阵来构成的新颖微电子装置的问题。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明提出一种矩阵微电子装置，其是以画素矩阵来构成的新颖微电子装置，并可解决欧姆压降现象。

本发明的一种矩阵微电子装置，其包含：

多个单元，其依照一矩阵来配置，一或若干条导线，其载有一已知电压并且连结该矩阵的列单元的各个或若干单元，多个电压调节元件，其中该些调节元件分别连接于该些多个单元的一单元以及该些导线的其中一者之间，该已知电压作为该些调节元件的极化电压，其中该些调节元件分别对该已知单元施加一经调节的极化电压。

依照一可能性，该些导线可包含一或若干导电供应线，其中每一条导电供应线载有一供应电压。在此情况下，该装置在该些多个电压调节元件中可包含一或若干供应电压调节元件。

该些供应电压调节元件可被分别连接于该些多个单元的一单元以及该些导电供应线的其中一者之间，其由该供应电压而被极化，以及分别对该单元施加一经调节的供应电压。