相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求于2014年8月8日提交的標(biāo)題為“用于對(duì)接收的光子進(jìn)行時(shí)間分倉(cāng)的集成裝置”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)62/035,377以及于2015年5月20日提交的標(biāo)題為“用于對(duì)接收的光子進(jìn)行時(shí)間分倉(cāng)的集成裝置”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)62/164,506的優(yōu)先權(quán)，其中的每一個(gè)均通過(guò)引用整體并入本文。本申請(qǐng)與下列美國(guó)申請(qǐng)相關(guān)：于2014年8月8日提交的標(biāo)題為“用于探測(cè)、檢測(cè)和分析分子的具有外部光源的集成裝置”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)62/035,258；于2014年8月8日提交的標(biāo)題為“用于探測(cè)、檢測(cè)和分析分子的光學(xué)系統(tǒng)和測(cè)定芯片”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)62/035,242；于2015年5月20日提交的標(biāo)題為“用于探測(cè)、檢測(cè)和分析分子的具有外部光源的集成裝置”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)62/164,464；于2015年5月20日提交的標(biāo)題為“脈沖激光”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)62/164,485；于2015年5月20日提交的標(biāo)題為“用于核酸測(cè)序的方法”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)62/164,482；與本申請(qǐng)同日提交的案號(hào)為r0708.70003us01且標(biāo)題為“用于探測(cè)、檢測(cè)和分析分子的光學(xué)系統(tǒng)和測(cè)定芯片”的美國(guó)非臨時(shí)專利申請(qǐng)；以及與本申請(qǐng)同日提交的案號(hào)為r0708.70004us02且標(biāo)題為“用于探測(cè)、檢測(cè)和分析分子的具有外部光源的集成裝置”的美國(guó)非臨時(shí)專利申請(qǐng)。上面所列出的相關(guān)申請(qǐng)中的每一個(gè)通過(guò)引用整體并入本文。
背景技術(shù)：
：光檢測(cè)器用于在各種應(yīng)用中檢測(cè)光。已經(jīng)開(kāi)發(fā)了產(chǎn)生指示入射光的強(qiáng)度的電信號(hào)的集成光檢測(cè)器。用于成像應(yīng)用的集成光檢測(cè)器包括像素陣列以檢測(cè)從整個(gè)場(chǎng)景接收的光的強(qiáng)度。集成光檢測(cè)器的實(shí)例包括電荷耦合器件(ccd)以及互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(cmos)圖像傳感器。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：一些實(shí)施例涉及一種集成電路，其包括光檢測(cè)區(qū)域，其被配置成接收入射光子，光檢測(cè)區(qū)域被配置成響應(yīng)于入射光子產(chǎn)生多個(gè)電荷載流子。集成電路還包括至少一個(gè)電荷載流子存儲(chǔ)區(qū)域。所述集成電路還包括電荷載流子分離結(jié)構(gòu)，其被配置成基于產(chǎn)生電荷載流子的時(shí)間將所述多個(gè)電荷載流子中的所述電荷載流子選擇性地指引到所述至少一個(gè)電荷載流子存儲(chǔ)區(qū)域中。一些實(shí)施例涉及一種集成電路，其包括光檢測(cè)區(qū)域，其被配置成接收入射光子，光檢測(cè)區(qū)域被配置成響應(yīng)于入射光子產(chǎn)生多個(gè)電荷載流子。集成電路還包括至少一個(gè)電荷載流子存儲(chǔ)區(qū)域。集成電路還包括工具，其基于產(chǎn)生電荷載流子的時(shí)間將多個(gè)電荷載流子中的電荷載流子選擇性地指引到至少一個(gè)電荷載流子存儲(chǔ)區(qū)域中。一些實(shí)施例涉及一種光檢測(cè)方法，其包括接收入射光子并基于產(chǎn)生電荷載流子的時(shí)間來(lái)將響應(yīng)于入射光子產(chǎn)生的多個(gè)電荷載流子中的電荷載流子選擇性地指引到至少一個(gè)電荷載流子存儲(chǔ)區(qū)域中。一些實(shí)施例涉及一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其具有當(dāng)由處理器執(zhí)行時(shí)執(zhí)行光檢測(cè)方法的存儲(chǔ)在其上的指令。該方法包括控制電荷載流子分離結(jié)構(gòu)以基于產(chǎn)生電荷載流子的時(shí)間來(lái)將響應(yīng)于入射光子產(chǎn)生的多個(gè)電荷載流子中的電荷載流子選擇性地指引到至少一個(gè)電荷載流子存儲(chǔ)區(qū)域中。一些實(shí)施例涉及一種形成集成電路的方法。該方法包括形成電荷載流子限制區(qū)域，其包括光檢測(cè)區(qū)域和電荷載流子行進(jìn)區(qū)域。光檢測(cè)區(qū)域被配置成響應(yīng)于入射光子產(chǎn)生多個(gè)電荷載流子。該方法還包括形成電荷載流子分離結(jié)構(gòu)，其被配置成基于產(chǎn)生電荷載流子的時(shí)間將多個(gè)電荷載流子中的電荷載流子選擇性地指引到至少一個(gè)電荷載流子存儲(chǔ)區(qū)域中。一些實(shí)施例涉及一種對(duì)核酸進(jìn)行測(cè)序的方法。該方法包括從在至少一段時(shí)間內(nèi)被直接或間接附接到核酸的各個(gè)核苷酸的發(fā)光分子接收光子。該方法還包括基于產(chǎn)生電荷載流子的時(shí)間來(lái)將響應(yīng)于入射光子產(chǎn)生的多個(gè)電荷載流子中的電荷載流子選擇性地指引到至少一個(gè)電荷載流子存儲(chǔ)區(qū)域中。一些實(shí)施例涉及一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其具有當(dāng)由處理器執(zhí)行時(shí)執(zhí)行對(duì)核酸進(jìn)行測(cè)序的方法的存儲(chǔ)在其上的指令。該方法包括至少部分地使用由從連接到核酸的各個(gè)核苷酸的發(fā)光分子接收光子的集成電路檢測(cè)的入射光子的到達(dá)時(shí)間來(lái)對(duì)核酸進(jìn)行測(cè)序。一些實(shí)施例涉及一種對(duì)核酸進(jìn)行測(cè)序的方法。該方法包括使用集成電路和檢測(cè)源于連接到核酸的各個(gè)核苷酸的發(fā)光分子的入射光子的到達(dá)時(shí)間。該方法還包括至少部分地使用檢測(cè)源于發(fā)光分子的入射光子的到達(dá)時(shí)間的集成電路來(lái)識(shí)別發(fā)光分子。一些實(shí)施例涉及一種熒光壽命成像的方法。該方法包括至少部分地使用檢測(cè)源于熒光分子的入射光子的到達(dá)時(shí)間的集成電路來(lái)產(chǎn)生指示熒光壽命的圖像。一些實(shí)施例涉及一種飛行時(shí)間成像的方法。該方法包括接收入射光子并基于產(chǎn)生電荷載流子的時(shí)間來(lái)將響應(yīng)于入射光子產(chǎn)生的多個(gè)電荷載流子中的電荷載流子選擇性地指引到至少一個(gè)電荷載流子存儲(chǔ)區(qū)域中。提供前面的概述僅用于說(shuō)明且不旨在限制。附圖說(shuō)明在附圖中，在各個(gè)圖中示出的每個(gè)相同或幾乎相同的組件是由相同的參考字符表示的。為了清楚起見(jiàn)，可能并非每個(gè)組件均在每個(gè)附圖中進(jìn)行標(biāo)記。附圖不一定按比例繪制，而是將重點(diǎn)放在示出本文所述的技術(shù)和裝置的各個(gè)方面。圖1a繪制了用于兩種具有不同壽命的標(biāo)記物的作為時(shí)間的函數(shù)而發(fā)射光子的概率。圖1b示出用于實(shí)例激發(fā)脈沖(虛線)和實(shí)例熒光發(fā)射(實(shí)線)的隨時(shí)間的實(shí)例強(qiáng)度曲線圖。圖2a示出根據(jù)一些實(shí)施例的集成光檢測(cè)器的像素的圖。圖2b顯示在與圖2a不同的時(shí)間和空間點(diǎn)上捕獲電荷載流子。圖3a示出根據(jù)一些實(shí)施例的像素的電荷載流子限制區(qū)域。圖3b示出具有覆在圖3a的電荷載流子限制區(qū)域上面的多個(gè)電極vb0至vbn、b0至bm、st1、st2和tx0至tx3的圖3a的像素。圖3c示出其中光子吸收/載流子產(chǎn)生區(qū)域包括pn結(jié)的實(shí)施例。圖3d示出添加了摻雜特征的如在圖3c中所示的像素的俯視圖。圖3e示出包括載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)的如在圖3c中所示的像素的俯視圖。圖3f示出如在圖3e中所示的像素陣列。圖3f指出擴(kuò)散、多晶硅、接觸和金屬1的區(qū)域。圖3g示出圖3f的像素陣列且還指出擴(kuò)散、多晶硅、接觸、金屬1、n-植入物、p-植入物和p-外延區(qū)域。圖4示出圖3b的像素的電路圖。以粗暗線示出電荷載流子限制區(qū)。圖5a顯示可以在光子吸收/載流子產(chǎn)生區(qū)中的電荷載流子限制區(qū)和沿圖3b的線a-a’的載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)中建立的勢(shì)梯度。圖5b示出在一段時(shí)間之后，可以通過(guò)降低電極b0的電壓而在時(shí)間t1升高對(duì)電子的勢(shì)壘。圖5c示出在另一時(shí)間段之后，可以通過(guò)降低電極b2的電壓而在時(shí)間t2升高對(duì)電子的另一勢(shì)壘。圖5d示出在另一時(shí)間段之后，可以通過(guò)降低電極b4的電壓而在時(shí)間t3升高對(duì)電子的另一勢(shì)壘。圖5e示出在另一時(shí)間段之后，可以通過(guò)降低電極b6的電壓而在時(shí)間t4升高對(duì)電子的另一勢(shì)壘。圖5f示出在另一時(shí)間段之后，可以通過(guò)降低電極bm的電壓而在時(shí)間t5升高對(duì)電子的另一勢(shì)壘。圖6a示出一旦光生后載流子的位置。圖6b示出之后不久當(dāng)載流子響應(yīng)于所建立的勢(shì)梯度而在向下的方向上行進(jìn)時(shí)載流子的位置。圖6c示出當(dāng)載流子達(dá)到漏極時(shí)載流子的位置。圖6d示出一旦光生后載流子(例如，電子)的位置。圖6e示出之后不久當(dāng)載流子響應(yīng)于勢(shì)梯度而在向下的方向上行進(jìn)時(shí)載流子的位置。圖6f示出在時(shí)間t1之后當(dāng)載流子達(dá)到勢(shì)壘時(shí)載流子的位置。圖6g示出如果在時(shí)間t1和t2之間電子到達(dá)電極b0和b2之間，則將在勢(shì)壘501和勢(shì)壘502之間捕獲電子，如在圖6g中所示。圖6h示出其中電子在時(shí)間t1和t2之間到達(dá)，以使得仍在勢(shì)壘501和勢(shì)壘502之間捕獲電子的實(shí)例。圖6i示出其中電子在時(shí)間t1和t2之間到達(dá)，以使得仍在勢(shì)壘501和勢(shì)壘502之間捕獲電子的實(shí)例。圖6j示出其中電子在時(shí)間t1和t2之間到達(dá)，以使得仍在勢(shì)壘501和勢(shì)壘502之間捕獲電子的實(shí)例。圖6k示出電壓時(shí)序圖，其顯示電極b0至b8、st0和st1隨時(shí)間的電壓。圖7a示出用于沿圖3b的線b-b’的電荷載流子限制區(qū)的橫截面的勢(shì)圖。圖7b示出在時(shí)間t5之后，可以可選地降低電極b1、b3、b5和b7上的電壓(未在圖6k中示出)以在勢(shì)阱內(nèi)升高電子的位置以便轉(zhuǎn)移電子。圖7c示出在時(shí)間t6(圖6k)上，可以升高在電極st0和st1上的電壓。圖7d示出在時(shí)間t7上，在電極st0上的電壓可以下降，從而將捕獲的載流子(如果有的話)限制在相應(yīng)的倉(cāng)(在這個(gè)實(shí)例中為倉(cāng)2)中。圖7e示出平面圖，其顯示在勢(shì)壘503和504之間捕獲的電子。圖7f示出平面圖，其顯示升高的電極st1的電壓以及轉(zhuǎn)移的載流子。圖7g示出平面圖，其顯示降低的電極st1的電壓以及在倉(cāng)2中捕獲的載流子。圖7h示出根據(jù)一些實(shí)施例的電荷載流子分離結(jié)構(gòu)的電極的特征。圖8a示出根據(jù)一些實(shí)施例的包括執(zhí)行多個(gè)測(cè)量的方法的流程圖。圖8b為顯示在時(shí)間t0產(chǎn)生的激發(fā)脈沖以及時(shí)間倉(cāng)的倉(cāng)0至倉(cāng)3的圖。圖8c示出用于一個(gè)集合的熒光壽命測(cè)量的在每個(gè)時(shí)間倉(cāng)中的光子/電荷載流子的數(shù)量圖，其中標(biāo)記物或晶粒發(fā)熒光的概率隨時(shí)間呈指數(shù)減小。圖8d示出根據(jù)一些實(shí)施例的操作集成光檢測(cè)器的方法，其中響應(yīng)于多個(gè)不同的觸發(fā)事件在集成光檢測(cè)器接收光。圖8e顯示在執(zhí)行圖8d的方法時(shí)電荷載流子分離結(jié)構(gòu)的電極的電壓。圖9a示出使用相關(guān)雙采樣來(lái)相繼讀出倉(cāng)的倉(cāng)0至倉(cāng)3的時(shí)序圖的實(shí)例。圖9b示出根據(jù)一些實(shí)施例的用于執(zhí)行相關(guān)雙采樣的讀出序列，其不需要為每個(gè)信號(hào)值測(cè)量復(fù)位值。圖10a顯示像素陣列，其具有多列c1至cn以及多行，其中作為示例示出選擇的行ri。圖10b示出一個(gè)實(shí)施例，其中可以為多列設(shè)有公共讀出電路。圖10c示出一個(gè)具有少于列數(shù)的多個(gè)讀出電路的實(shí)施例。圖10d示出電路圖，其顯示列讀出電路，其包括采樣和保持電路、放大器電路和模數(shù)(a/d)轉(zhuǎn)換器。圖10e顯示讀出電路的一個(gè)實(shí)施例，其中放大器電路和a/d轉(zhuǎn)換器是由像素陣列的兩列共享的。圖10f示出一個(gè)實(shí)施例，其中像素陣列的n列共享讀出電路和/或a/d轉(zhuǎn)換器。圖10g示出包括多個(gè)放大器的放大器電路的實(shí)例。圖10h示出讀出電路的圖，讀出電路包括具有用于各列的第一級(jí)放大器和由兩列共享的第二級(jí)放大器的放大器電路。圖10i示出讀出電路的圖，讀出電路包括第一級(jí)放大器、第二級(jí)放大器和第三級(jí)放大器。圖10j示出由兩列共享的讀出電路，其包括差分采樣和保持電路和差分放大器。圖10k示出當(dāng)?shù)谝涣性诓蓸与A段中且第二列在保持階段中的差分采樣和保持電路和差分放大器的圖。圖10l示出當(dāng)?shù)诙性诓蓸与A段中且第一列在保持階段中的差分采樣和保持電路和差分放大器的圖。圖10m示出由超過(guò)兩列共享的讀出電路，其包括差分采樣和保持電路和差分放大器。圖11示出可以基于一個(gè)集合的測(cè)量的結(jié)果在測(cè)量之間自適應(yīng)地控制時(shí)間倉(cāng)的定時(shí)。圖12示出包括四個(gè)子像素的像素的實(shí)例。圖13示出根據(jù)一些實(shí)施例的芯片架構(gòu)的圖。圖14a示出根據(jù)一些實(shí)施例的具有64×64的四像素陣列的芯片的實(shí)施例的圖。圖14b示出根據(jù)一些實(shí)施例的包括2×2陣列的芯片的實(shí)施例的圖，其中每個(gè)陣列具有256×64八像素陣列的四像素。圖15a示出可以在半導(dǎo)體基板中形成的電荷限制區(qū)域的立體圖。圖15b示出與圖15a相應(yīng)的平面圖。圖16示出通過(guò)形成圖案化的多晶硅層在絕緣層上形成電極。圖17示出具有p+區(qū)域和n+區(qū)域的分裂摻雜的電極。圖18示出在圖案化的多晶硅層上形成金屬層(例如，金屬1)以連接到過(guò)孔。圖19示出覆在多晶硅層上的金屬層以及電荷限制區(qū)域。圖20示出形成過(guò)孔以接觸金屬層。圖21示出第二金屬層以及形成過(guò)孔以接觸第二金屬層。圖22示出形成第三金屬層。圖23示出根據(jù)一些實(shí)施例的用于驅(qū)動(dòng)電荷載流子分離結(jié)構(gòu)的電極的驅(qū)動(dòng)電路的實(shí)例。圖24示出一個(gè)實(shí)施例，其中芯片被附加到印刷電路板。圖25顯示啟用了在芯片的中央?yún)^(qū)域中的32行并禁用在芯片邊緣的48行。圖26為說(shuō)明性計(jì)算裝置的方框圖。具體實(shí)施方式本文描述的是一種能夠?qū)θ肷涔庾拥竭_(dá)的定時(shí)進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量或“時(shí)間分倉(cāng)(timebin)”的集成光檢測(cè)器。在一些實(shí)施例中，集成光檢測(cè)器能夠用納秒或皮秒分辨率測(cè)量光子的到達(dá)。這種光檢測(cè)器可以在包括分子檢測(cè)/定量的各種應(yīng)用中找到應(yīng)用，其可以應(yīng)用于對(duì)核酸進(jìn)行測(cè)序(例如，dna測(cè)序)。這種光檢測(cè)器能夠便于對(duì)源于用于標(biāo)記核苷酸的發(fā)光分子的入射光子的到達(dá)進(jìn)行時(shí)域分析，從而使得能夠進(jìn)行識(shí)別并基于亮度壽命對(duì)核苷酸進(jìn)行測(cè)序。集成光檢測(cè)器的應(yīng)用的其他實(shí)例包括熒光壽命成像和飛行時(shí)間成像，如下面進(jìn)一步所討論的。對(duì)用于分子檢測(cè)/定量的時(shí)域測(cè)量的討論可以使用生物測(cè)定(“生物測(cè)定”)執(zhí)行生物樣品的檢測(cè)和定量。生物測(cè)定通常涉及大且昂貴的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，其需要對(duì)做研究的科學(xué)家進(jìn)行培訓(xùn)以操作設(shè)備和執(zhí)行生物測(cè)定。照慣例，生物測(cè)定是大量進(jìn)行的，從而使得大量特定類型的樣品對(duì)于檢測(cè)和定量來(lái)說(shuō)是必需的。一些生物測(cè)定是通過(guò)用發(fā)射具有特定波長(zhǎng)的光的發(fā)光標(biāo)記物對(duì)樣品進(jìn)行標(biāo)記而進(jìn)行的。用光源照亮樣品以實(shí)現(xiàn)發(fā)光，且用光檢測(cè)器檢測(cè)發(fā)光光線以對(duì)由標(biāo)記物發(fā)射的光量進(jìn)行定量。照慣例，使用發(fā)光標(biāo)記和/或報(bào)告物的生物測(cè)定涉及用于對(duì)樣品進(jìn)行照亮的昂貴的激光光源以及用于從照亮的樣品采集光的復(fù)雜的發(fā)光檢測(cè)光學(xué)和電子器件。在一些實(shí)施例中，如本文所述的集成光檢測(cè)器能夠響應(yīng)于激發(fā)來(lái)檢測(cè)生物和/或化學(xué)樣品的發(fā)光特征。更具體地說(shuō)，這種集成光檢測(cè)器能夠檢測(cè)從樣品接收的光的時(shí)間特征。這種集成光檢測(cè)器能夠響應(yīng)于激發(fā)來(lái)檢測(cè)和/或區(qū)分由發(fā)光分子發(fā)射的光的亮度壽命，例如，熒光壽命。在一些實(shí)施例中，能夠基于檢測(cè)和/或區(qū)分亮度壽命來(lái)執(zhí)行對(duì)樣品的識(shí)別和/或定量測(cè)量。例如，在一些實(shí)施例中，可以通過(guò)檢測(cè)和/或區(qū)分被附接到各個(gè)核苷酸的發(fā)光分子的亮度壽命來(lái)對(duì)核酸(例如，dna、rna)進(jìn)行測(cè)序。每個(gè)發(fā)光分子可以直接附接(例如，結(jié)合)到相應(yīng)的核苷酸或經(jīng)結(jié)合到核苷酸和發(fā)光分子的連接分子間接附接到相應(yīng)的核苷酸。在一些實(shí)施例中，具有許多光檢測(cè)結(jié)構(gòu)和相關(guān)聯(lián)的電子器件(稱為“像素”)的集成光檢測(cè)器能夠并行地測(cè)量和分析多個(gè)樣品(例如，數(shù)百、數(shù)千、數(shù)百萬(wàn)以上)，其能夠減少執(zhí)行復(fù)雜測(cè)量的成本并快速提高發(fā)現(xiàn)率。在一些實(shí)施例中，光檢測(cè)器的每個(gè)像素可以檢測(cè)源于樣品的光，其可以是單個(gè)分子或多于一個(gè)分子。在一些實(shí)施例中，這種集成光檢測(cè)器能夠用于動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)應(yīng)用，諸如核酸(例如，dna、rna)測(cè)序。使用亮度壽命對(duì)分子進(jìn)行檢測(cè)/定量根據(jù)本申請(qǐng)的各方面的一種具有集成光檢測(cè)器的集成電路可以設(shè)計(jì)有用于各種檢測(cè)和成像應(yīng)用的合適的功能。如下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的，這種集成光檢測(cè)器能夠具有在一個(gè)以上時(shí)間間隔或“時(shí)間倉(cāng)”內(nèi)檢測(cè)光的能力。為了采集有關(guān)光的到達(dá)時(shí)間的信息，響應(yīng)于入射光子產(chǎn)生電荷載流子且基于其到達(dá)時(shí)間將電荷載流子分離成各個(gè)時(shí)間倉(cāng)。根據(jù)本申請(qǐng)的一些方面的一種集成光檢測(cè)器可以用于區(qū)分發(fā)光源，包括發(fā)光分子，諸如熒光團(tuán)。發(fā)光分子在其發(fā)射的光的波長(zhǎng)、在其發(fā)射的光的時(shí)間特征(例如，其發(fā)射衰減時(shí)間周期)及其對(duì)激發(fā)能量的響應(yīng)中發(fā)生變化。因此，可以基于檢測(cè)這些特性來(lái)識(shí)別發(fā)光分子或與其他發(fā)光分子進(jìn)行區(qū)分。這種識(shí)別或區(qū)分技術(shù)可以單獨(dú)或按任何合適的組合進(jìn)行使用。在一些實(shí)施例中，如在本申請(qǐng)中描述的一種集成光檢測(cè)器能夠測(cè)量或區(qū)分亮度壽命，諸如熒光壽命。熒光壽命測(cè)量是基于激發(fā)一個(gè)以上的熒光分子并測(cè)量在發(fā)射的光中的時(shí)間變化的。在熒光分子到達(dá)激發(fā)態(tài)之后熒光分子發(fā)射光子的概率隨時(shí)間呈指數(shù)減小。概率降低的速率可以是熒光分子的特征且可以因不同的熒光分子而不同。檢測(cè)由熒光分子發(fā)射的光的時(shí)間特征可以允許識(shí)別熒光分子和/或相關(guān)于彼此區(qū)分熒光分子。發(fā)光分子在本文中也稱為發(fā)光標(biāo)記物或簡(jiǎn)稱為“標(biāo)記物”。在達(dá)到激發(fā)態(tài)之后，標(biāo)記物可以在給定時(shí)間以一定概率發(fā)射光子。在激發(fā)標(biāo)記物之后，從激發(fā)標(biāo)記物發(fā)射光子的概率可以隨時(shí)間減小。發(fā)射光子的概率隨時(shí)間的減小可以由指數(shù)衰減函數(shù)p(t)＝e(-t/τ)表示，其中p(t)為在時(shí)間t的光子發(fā)射的概率，且τ是標(biāo)記物的時(shí)間參數(shù)。時(shí)間參數(shù)τ指示當(dāng)標(biāo)記物發(fā)射光子的概率為某個(gè)值時(shí)在激發(fā)之后的時(shí)間。時(shí)間參數(shù)τ為標(biāo)記物的特性，其可以不同于其吸收和發(fā)射光譜特性。這種時(shí)間參數(shù)τ稱為標(biāo)記物的亮度壽命、熒光壽命或簡(jiǎn)稱為“壽命”。圖1a繪制了用于兩種具有不同壽命的標(biāo)記物的作為時(shí)間的函數(shù)而發(fā)射光子的概率。由概率曲線b表示的標(biāo)記物具有比由概率曲線a表示的標(biāo)記物的發(fā)射概率更快衰減的發(fā)射概率。由概率曲線b表示的標(biāo)記物具有比由概率曲線a表示的標(biāo)記物更短的時(shí)間參數(shù)τ或壽命。在一些實(shí)施例中，標(biāo)記物可以具有在0.1至20ns的范圍內(nèi)的熒光壽命。然而，本文所述的技術(shù)不限于所使用的標(biāo)記物的壽命。標(biāo)記物的壽命可以用于在超過(guò)一個(gè)的標(biāo)記物中進(jìn)行區(qū)分和/或可以用于識(shí)別標(biāo)記物。在一些實(shí)施例中，可以執(zhí)行熒光壽命測(cè)量，其中由激發(fā)光來(lái)激發(fā)具有不同壽命的多個(gè)標(biāo)記物。作為一個(gè)實(shí)例，分別具有0.5、1、2和3納秒壽命的四個(gè)標(biāo)記物可以由發(fā)射具有選定波長(zhǎng)(例如，635nm，舉例來(lái)說(shuō))的光的光源來(lái)激發(fā)?？梢曰跍y(cè)量由標(biāo)記物發(fā)射的光的壽命來(lái)識(shí)別標(biāo)記物或?qū)?biāo)記物彼此進(jìn)行區(qū)分。和絕對(duì)強(qiáng)度值相反，熒光壽命測(cè)量可以通過(guò)比較強(qiáng)度隨時(shí)間如何變化來(lái)使用相對(duì)強(qiáng)度測(cè)量。其結(jié)果是，熒光壽命測(cè)量可以避免絕對(duì)強(qiáng)度測(cè)量的一些困難。絕對(duì)強(qiáng)度測(cè)量可以取決于所存在的熒光團(tuán)的濃度且由于變化的熒光團(tuán)的濃度，可能需要校準(zhǔn)步驟。相比之下，熒光壽命測(cè)量可能對(duì)熒光團(tuán)的濃度不敏感。發(fā)光標(biāo)記物可以是外源性的或內(nèi)源性的。外源性標(biāo)記物可以是被用作用于發(fā)光標(biāo)記的報(bào)告物和/或標(biāo)記的外部發(fā)光標(biāo)記物。外源性標(biāo)記物的實(shí)例可以包括熒光分子、熒光團(tuán)、熒光染料、熒光染色劑、有機(jī)染料、熒光蛋白、酶和/或量子點(diǎn)。這種外源性標(biāo)記物可以被結(jié)合至探針或官能團(tuán)(例如，分子、離子和/或配體)，其特異性結(jié)合至特定的靶或組分。將外源性標(biāo)記或報(bào)告物附至探針允許通過(guò)檢測(cè)外源性標(biāo)記或報(bào)告物的存在而識(shí)別靶。探針的實(shí)例可以包括蛋白質(zhì)、核酸諸如dna分子或rna分子、脂質(zhì)和抗體探針。外源性標(biāo)記物和官能團(tuán)的組合可以形成任何合適的用于檢測(cè)的探針、標(biāo)記和/或標(biāo)簽，包括分子探針、標(biāo)記探針、雜交探針、抗體探針、蛋白探針(例如，生物素結(jié)合的探針)、酶標(biāo)記、熒光探針、熒光標(biāo)記和/或酶報(bào)告物。雖然外源性標(biāo)記物可以被添加至樣品或區(qū)域，但內(nèi)源性標(biāo)記物可能已是樣品或區(qū)域的一部分。內(nèi)源性標(biāo)記物可以包括在存在有激發(fā)能量的情況下可發(fā)光或“自發(fā)熒光”的任何發(fā)光標(biāo)記物。內(nèi)源性熒光團(tuán)的自發(fā)熒光可以在不要求引入內(nèi)源性熒光團(tuán)的情況下提供無(wú)標(biāo)記和無(wú)創(chuàng)性的標(biāo)記。通過(guò)示例而非限制的形式，這種內(nèi)源性熒光團(tuán)的實(shí)例可以包括血紅蛋白、氧合血紅蛋白、脂質(zhì)、膠原和彈性蛋白交聯(lián)、還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(nadh)、氧化的黃素(fad和fmn)、脂褐質(zhì)、角蛋白和/或卟啉。通過(guò)壽命測(cè)量來(lái)區(qū)分標(biāo)記物可以允許使用比通過(guò)測(cè)量發(fā)射光譜來(lái)區(qū)分標(biāo)記物時(shí)的更少的激發(fā)光的波長(zhǎng)。在一些實(shí)施例中，當(dāng)使用激發(fā)光和/或發(fā)光光線的更少的波長(zhǎng)時(shí)可以減少傳感器、濾波器和/或衍射光學(xué)器件的數(shù)量或消除其。在一些實(shí)施例中，可以用具有不同壽命的標(biāo)記物執(zhí)行標(biāo)記，且標(biāo)記物可以由具有相同激發(fā)波長(zhǎng)或光譜的光進(jìn)行激發(fā)。在一些實(shí)施例中，可以使用發(fā)射具有單個(gè)波長(zhǎng)或光譜的光的激發(fā)光源，其可以降低成本。然而，本文所述的技術(shù)不限于這個(gè)方面，這是因?yàn)榭梢允褂萌魏螖?shù)量的激發(fā)光波長(zhǎng)或光譜。在一些實(shí)施例中，集成光檢測(cè)器可以用于確定關(guān)于所接收的光的光譜和時(shí)間信息。在一些實(shí)施例中，可以通過(guò)確定源于標(biāo)記物的發(fā)射的光的時(shí)間參數(shù)、光譜參數(shù)或時(shí)間和光譜參數(shù)的組合來(lái)執(zhí)行對(duì)存在的分子類型的定量分析。檢測(cè)入射光子的到達(dá)時(shí)間的集成光檢測(cè)器可以降低額外的光學(xué)濾波(例如，光譜濾波)的要求。如下面所描述的，根據(jù)本申請(qǐng)的一種集成光檢測(cè)器可以包括用于在特定時(shí)間去除光生載流子的漏極。通過(guò)以這種方式去除光生載流子，可以丟棄響應(yīng)于激發(fā)光源而產(chǎn)生的不需要的電荷載流子，而不需要用于防止從激發(fā)脈沖接收光的光學(xué)濾波。這種光檢測(cè)器可以降低總體設(shè)計(jì)的集成復(fù)雜性、光學(xué)和/或?yàn)V波組件和/或成本。在一些實(shí)施例中，可以通過(guò)在集成光檢測(cè)器中一個(gè)以上的時(shí)間倉(cāng)中聚集采集的電荷載流子來(lái)測(cè)量發(fā)射的光的時(shí)間曲線圖以檢測(cè)作為時(shí)間的函數(shù)的發(fā)光強(qiáng)度值而確定熒光壽命。在一些實(shí)施例中，可以通過(guò)執(zhí)行多個(gè)測(cè)量來(lái)確定標(biāo)記物的壽命，其中將標(biāo)記物激發(fā)到激發(fā)態(tài)且隨后測(cè)量光子發(fā)射的時(shí)間。對(duì)于每個(gè)測(cè)量而言，激發(fā)源可以產(chǎn)生指引到標(biāo)記物的激發(fā)光的脈沖，且可以確定在激發(fā)脈沖和源于標(biāo)記物的后續(xù)光子事件之間的時(shí)間。額外地或可替代地，當(dāng)激發(fā)脈沖重復(fù)且周期性地發(fā)生時(shí)，可以測(cè)量在當(dāng)光子發(fā)射事件發(fā)生時(shí)和后續(xù)的激發(fā)脈沖之間的時(shí)間，且可以從激發(fā)脈沖之間的時(shí)間間隔(即，激發(fā)脈沖波形的周期)減去測(cè)量的時(shí)間以確定光子吸收事件的時(shí)間。通過(guò)用多個(gè)激發(fā)脈沖重復(fù)這種實(shí)驗(yàn)，可以確定在激發(fā)之后在某個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)從標(biāo)記物發(fā)射光子的情況的數(shù)量，其指示在激發(fā)之后在這種時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)射光子的概率。所采集的光子發(fā)射事件的數(shù)量可以基于發(fā)射到標(biāo)記物的激發(fā)脈沖的數(shù)量。在一些實(shí)施例中，在測(cè)量周期中的光子發(fā)射事件的數(shù)量的范圍可以是50-10,000,000或更大，然而，本文所述的技術(shù)不限于這個(gè)方面。在激發(fā)之后在某個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)從標(biāo)記物發(fā)射光子的情況的數(shù)量可以填充直方圖，其表示在一系列的離散時(shí)間間隔或時(shí)間倉(cāng)內(nèi)發(fā)生的光子發(fā)射事件的數(shù)量。時(shí)間倉(cāng)的數(shù)量和/或每個(gè)倉(cāng)的時(shí)間間隔可以進(jìn)行設(shè)置和/或調(diào)整以識(shí)別特定壽命和/或特定標(biāo)記物。時(shí)間倉(cāng)的數(shù)量和/或每個(gè)倉(cāng)的時(shí)間間隔可以取決于用于檢測(cè)所發(fā)射的光子的傳感器。時(shí)間倉(cāng)的數(shù)量可以是1、2、3、4、5、6、7、8以上，諸如16、32、64以上。曲線擬合算法可以用于將曲線擬合到所記錄的直方圖，這產(chǎn)生了表示在給定的時(shí)間激發(fā)標(biāo)記物之后要發(fā)射光子的概率的函數(shù)。指數(shù)衰減函數(shù)，諸如p(t)＝e-t/τ，可以用于近似擬合直方圖數(shù)據(jù)。根據(jù)這種曲線擬合，可以確定時(shí)間參數(shù)或壽命。所確定的壽命可以與標(biāo)記物的已知壽命進(jìn)行比較以識(shí)別所存在的標(biāo)記物的類型?？梢愿鶕?jù)在兩個(gè)時(shí)間間隔的強(qiáng)度值來(lái)計(jì)算壽命。圖1b示出用于實(shí)例激發(fā)脈沖(虛線)和實(shí)例熒光發(fā)射(實(shí)線)的隨時(shí)間的實(shí)例強(qiáng)度曲線圖。在圖1b中所示的實(shí)例中，光檢測(cè)器測(cè)量在至少兩個(gè)時(shí)間倉(cāng)的強(qiáng)度。在時(shí)間t1和t2之間發(fā)射發(fā)光能量的光子由光檢測(cè)器測(cè)量作為強(qiáng)度i1且在時(shí)間t3和t4之間發(fā)射的發(fā)光能量被測(cè)量作為i2?？梢垣@得任何合適數(shù)量的強(qiáng)度值，盡管在圖1b中僅示出了兩個(gè)。隨后，這種強(qiáng)度測(cè)量可以用于計(jì)算壽命。當(dāng)一次存在有一個(gè)熒光團(tuán)時(shí)，則可以將經(jīng)時(shí)間分倉(cāng)的發(fā)光信號(hào)擬合為單指數(shù)衰減。在一些實(shí)施例中，可能僅需要兩個(gè)時(shí)間倉(cāng)以準(zhǔn)確地識(shí)別用于熒光團(tuán)的壽命。當(dāng)存在有兩個(gè)以上熒光團(tuán)時(shí)，可以通過(guò)將發(fā)光信號(hào)擬合為多指數(shù)衰減，諸如雙或三指數(shù)來(lái)根據(jù)組合的發(fā)光信號(hào)識(shí)別各個(gè)壽命。在一些實(shí)施例中，可能需要兩個(gè)以上時(shí)間倉(cāng)以根據(jù)這種發(fā)光信號(hào)準(zhǔn)確地識(shí)別超過(guò)一個(gè)的熒光壽命。然而，在具有多個(gè)熒光團(tuán)的一些情況下，可以通過(guò)將單指數(shù)衰減擬合到發(fā)光信號(hào)來(lái)確定平均熒光壽命。在一些情況下，可以基于標(biāo)記物的環(huán)境和/或條件來(lái)改變光子發(fā)射事件的概率以及因此為標(biāo)記物的壽命。例如，限制在具有小于激發(fā)光的波長(zhǎng)的直徑的體積中的標(biāo)記物的壽命可能小于當(dāng)標(biāo)記物不在該體積中的壽命?？梢栽谂c使用標(biāo)記物進(jìn)行標(biāo)記時(shí)的條件相類似的條件下用已知的標(biāo)記物執(zhí)行壽命測(cè)量。當(dāng)識(shí)別標(biāo)記物時(shí)，可以使用根據(jù)用已知的標(biāo)記物進(jìn)行的這種測(cè)量來(lái)確定的壽命。使用亮度壽命測(cè)量進(jìn)行測(cè)序集成光檢測(cè)器上的各個(gè)像素可以能夠進(jìn)行用于識(shí)別標(biāo)記一個(gè)以上的靶，諸如分子或分子上的特定位置的熒光標(biāo)記和/或報(bào)告物的熒光壽命測(cè)量。任何一個(gè)以上感興趣的分子可以用熒光團(tuán)，包括蛋白質(zhì)、氨基酸、酶、脂質(zhì)、核苷酸、dna和rna進(jìn)行標(biāo)記。當(dāng)與發(fā)射光的光譜或其它標(biāo)記技術(shù)相組合時(shí)，熒光壽命可以增加能夠使用的熒光標(biāo)記和/或報(bào)告物的總數(shù)?；趬勖淖R(shí)別可以用于單分子分析方法以提供關(guān)于復(fù)雜混合物中分子交互作用的特征的信息，其中這種信息會(huì)在總體平均中丟失且可以包括蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)交互作用、酶活性、分子動(dòng)力學(xué)和/或在膜上的擴(kuò)散。額外地，具有不同熒光壽命的熒光團(tuán)可以用于按基于標(biāo)記組件的存在的各種測(cè)定方法來(lái)標(biāo)記靶組件。在一些實(shí)施例中，可以基于檢測(cè)熒光團(tuán)的特定壽命來(lái)分離，諸如通過(guò)使用微流體系統(tǒng)來(lái)分離組件。測(cè)量熒光壽命可以與其他分析方法組合使用。例如，熒光壽命可以與熒光共振能量轉(zhuǎn)移(fret)技術(shù)組合使用以區(qū)分位于一個(gè)以上分子上的供體和受體熒光團(tuán)狀態(tài)和/或環(huán)境。這種測(cè)量可以用于確定供體和受體之間的距離。在一些情況下，從供體到受體進(jìn)行轉(zhuǎn)移的能量可以減少供體的壽命。在另一個(gè)實(shí)例中，熒光壽命測(cè)量可以與dna測(cè)序技術(shù)組合使用，其中具有不同壽命的四個(gè)熒光團(tuán)可以用于在具有未知序列的核苷酸的dna分子中標(biāo)記四個(gè)不同的核苷酸(a、t、g、c)。熒光團(tuán)的熒光壽命而不是發(fā)射光譜可以用于識(shí)別核苷酸的序列。通過(guò)將熒光壽命而不是發(fā)射光譜用于某些技術(shù)，可以增加準(zhǔn)確性和測(cè)量分辨率，這是因?yàn)闇p少了由于絕對(duì)強(qiáng)度測(cè)量而產(chǎn)生的偽影。額外地，壽命測(cè)量可以降低系統(tǒng)的復(fù)雜性和/或費(fèi)用，這是因?yàn)樾枰俚募ぐl(fā)能量波長(zhǎng)和/或需要檢測(cè)更少的發(fā)射能量波長(zhǎng)。本文所述的方法可以用于核酸測(cè)序，諸如dna測(cè)序或rna測(cè)序。dna測(cè)序允許確定在靶核酸分子中的核苷酸的順序和位置。用于dna測(cè)序的技術(shù)在用于在測(cè)序過(guò)程中確定核酸序列以及速率、讀取長(zhǎng)度和錯(cuò)誤的發(fā)生率的方法中差異很大。許多dna測(cè)序方法是基于通過(guò)合成進(jìn)行的測(cè)序，其中隨著核苷酸被結(jié)合至與靶核酸互補(bǔ)的新合成的核酸鏈中確定核苷酸的身份。許多通過(guò)合成方法進(jìn)行的測(cè)序要求存在有靶核酸分子的群體(例如，靶核酸的拷貝)或?qū)Π泻怂徇M(jìn)行擴(kuò)增以實(shí)現(xiàn)靶核酸的群體的步驟。需要用于確定單核酸分子的序列的改進(jìn)方法。在以高精度和長(zhǎng)讀取長(zhǎng)度對(duì)單核酸分子進(jìn)行測(cè)序的方面已獲得新的進(jìn)展。在單分子測(cè)序技術(shù)，諸如由pacificbiosciences開(kāi)發(fā)的smrt技術(shù)中使用的靶核酸為單鏈dna模板，其被添加到含有固定或附接到固體支持物諸如樣品孔的底部的測(cè)序反應(yīng)(例如，dna聚合酶)的至少一個(gè)組件的樣品孔。樣品孔還含有結(jié)合到檢測(cè)標(biāo)記，諸如熒光團(tuán)的脫氧核糖核苷三磷酸，也稱為“dntp”，其包括腺嘌呤、胞嘧啶、鳥(niǎo)嘌呤和胸腺嘧啶dntp。優(yōu)選地，將每個(gè)種類的dntp(例如，腺嘌呤dntp、胞嘧啶dntp、鳥(niǎo)嘌呤dntp和胸腺嘧啶dntp)中的每一個(gè)結(jié)合到不同的檢測(cè)標(biāo)記，以使得對(duì)信號(hào)的檢測(cè)指示結(jié)合至新合成的核酸中的dntp的身份。檢測(cè)標(biāo)記可以被結(jié)合至在任何位置上的dntp，從而使檢測(cè)標(biāo)記的存在不會(huì)抑制dtnp至新合成的核酸鏈的結(jié)合或聚合酶的活性。在一些實(shí)施例中，檢測(cè)標(biāo)記被結(jié)合至dtnp的末端磷酸(γ磷酸)。任何聚合酶可以用于能夠合成與靶核酸互補(bǔ)的核酸的單分子dna測(cè)序。聚合酶的實(shí)例包括大腸桿菌dna聚合酶i、t7dna聚合酶、噬菌體t4dna聚合酶φ29(psi29)dna聚合酶及其變體。在一些實(shí)施例中，聚合酶為單亞基聚合酶。在靶核酸的核堿基和互補(bǔ)的dntp之間進(jìn)行堿基配對(duì)后，聚合酶通過(guò)在新合成鏈的3’羥基末端和dntp的α磷酸之間形成磷酸二酯鍵而將dntp結(jié)合至新合成的核酸鏈中。在其中被結(jié)合至dntp的檢測(cè)標(biāo)記為熒光團(tuán)的實(shí)例中，其存在是通過(guò)激發(fā)而發(fā)出信號(hào)的，且發(fā)射脈沖是在結(jié)合步驟期間進(jìn)行檢測(cè)的。對(duì)于被結(jié)合至dntp的末端(γ)磷酸的檢測(cè)標(biāo)記而言，dntp至新合成鏈的結(jié)合導(dǎo)致β和γ磷酸和檢測(cè)標(biāo)記的釋放，其在樣品孔中自由地?cái)U(kuò)散，這使得從熒光團(tuán)檢測(cè)的發(fā)射減少。本文所述的技術(shù)不限于分子和其他樣品的檢測(cè)或定量或執(zhí)行測(cè)序。在一些實(shí)施例中，集成光檢測(cè)器可以執(zhí)行成像以獲得關(guān)于區(qū)域、物體或場(chǎng)景的空間信息以及關(guān)于使用區(qū)域、物體或場(chǎng)景的入射光子的到達(dá)的時(shí)間信息。在一些實(shí)施例中，集成光檢測(cè)器可以執(zhí)行區(qū)域、物體或樣品的發(fā)光壽命成像，諸如熒光壽命成像。額外的應(yīng)用盡管本文所述的集成光檢測(cè)器可以應(yīng)用于分析多個(gè)生物和/或化學(xué)樣品，如上面所討論的，但集成光檢測(cè)器也可以應(yīng)用于其他應(yīng)用，諸如成像應(yīng)用，舉例來(lái)說(shuō)。在一些實(shí)施例中，集成光檢測(cè)器可以包括執(zhí)行對(duì)區(qū)域、物體或場(chǎng)景的成像的像素陣列且可以檢測(cè)源于區(qū)域、物體或場(chǎng)景的不同區(qū)域的在各個(gè)像素接收的光的時(shí)間特征。例如，在一些實(shí)施例中，集成光檢測(cè)器可以基于從組織接收的光的時(shí)間特征來(lái)執(zhí)行對(duì)組織的成像，其可以使得執(zhí)行手術(shù)(例如，外科手術(shù))的醫(yī)師能夠識(shí)別組織的異?；蚧疾^(qū)域(例如，患癌的或癌前的)。在一些實(shí)施例中，集成光檢測(cè)器可以結(jié)合至醫(yī)療裝置，諸如外科成像工具中。在一些實(shí)施例中，可以獲得關(guān)于響應(yīng)于光激發(fā)脈沖而由組織發(fā)射的光的時(shí)域信息以對(duì)組織進(jìn)行成像和/或特征化。例如，可以使用熒光壽命成像來(lái)執(zhí)行對(duì)組織或其他物體的成像和/或特征化。盡管可以在科學(xué)或診斷背景中應(yīng)用集成光檢測(cè)器，諸如通過(guò)執(zhí)行對(duì)生物和/或化學(xué)樣品的成像或分析或?qū)M織進(jìn)行成像來(lái)進(jìn)行，如上面所描述的，但這種集成光檢測(cè)器可以用于任何其他合適的背景中。例如，在一些實(shí)施例中，這種集成光檢測(cè)器可以使用在各個(gè)像素中檢測(cè)的光的時(shí)間特征對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行成像。用于對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行成像的應(yīng)用的實(shí)例為范圍成像或飛行時(shí)間成像，其中分析光到達(dá)光檢測(cè)器所用的時(shí)間量以確定光到達(dá)光檢測(cè)器所行進(jìn)的距離。這種技術(shù)可以用于執(zhí)行對(duì)場(chǎng)景的三維成像。例如，可以用從相對(duì)于集成光檢測(cè)器的已知位置發(fā)射的光脈沖以及由光檢測(cè)器檢測(cè)的反射光來(lái)照亮場(chǎng)景。測(cè)量光在陣列的各個(gè)像素達(dá)到集成光檢測(cè)器所用的時(shí)間量以確定光從場(chǎng)景的各個(gè)部分到達(dá)光檢測(cè)器的各個(gè)像素所行進(jìn)的距離。在一些實(shí)施例中，舉例來(lái)說(shuō)，集成光檢測(cè)器可以結(jié)合至消費(fèi)電子裝置，諸如攝像頭、蜂窩電話或平板計(jì)算機(jī)中以使得這種裝置能夠基于獲得的范圍信息來(lái)捕獲和處理圖像或視頻。在一些實(shí)施例中，在本申請(qǐng)中描述的集成光檢測(cè)器可以用于測(cè)量低光強(qiáng)度。這種光檢測(cè)器可以適于需要高靈敏性的光檢測(cè)器的應(yīng)用，諸如可能當(dāng)前使用單光子計(jì)數(shù)技術(shù)的應(yīng)用，舉例來(lái)說(shuō)。然而，本文所述的技術(shù)不限于這個(gè)方面，這是因?yàn)樵诒旧暾?qǐng)中描述的集成光檢測(cè)器可以測(cè)量任何合適的光強(qiáng)度。額外的發(fā)光壽命應(yīng)用使用壽命進(jìn)行成像和特征化如上面所提及的，本文所述的技術(shù)不限于使用外源性熒光團(tuán)進(jìn)行標(biāo)記、檢測(cè)和定量。在一些實(shí)施例中，可以通過(guò)使用集成光檢測(cè)器來(lái)使用熒光壽命成像技術(shù)以對(duì)區(qū)域、物體或樣品進(jìn)行成像和/或特征化。在這種技術(shù)中，區(qū)域、物體或樣品本身的熒光特征可以用于成像和/或特征化?？梢酝ㄟ^(guò)壽命成像和/或特征化來(lái)檢測(cè)外源性標(biāo)記物或內(nèi)源性標(biāo)記物?？梢詫⒏浇拥教结樀耐庠葱詷?biāo)記物提供到區(qū)域、物體或樣品以檢測(cè)特定靶組件的存在和/或位置。外源性標(biāo)記物可以充當(dāng)作為標(biāo)記探針的一部分的標(biāo)記和/或報(bào)告物以檢測(cè)含有用于標(biāo)記探針的靶的區(qū)域、物體或樣品的部分。內(nèi)源性標(biāo)記物的自發(fā)熒光可以提供用于空間分辨率的無(wú)標(biāo)記和無(wú)創(chuàng)性的對(duì)比劑，其能夠很容易地用于成像，而不需要引入內(nèi)源性標(biāo)記物。例如，源于生物組織的自發(fā)熒光信號(hào)可以取決于并指示組織的生物化學(xué)和結(jié)構(gòu)組成。熒光壽命測(cè)量可以提供對(duì)圍繞熒光團(tuán)的狀況的定量測(cè)量。除了檢測(cè)或?qū)Ρ戎?，可以?duì)狀況進(jìn)行定量測(cè)量。用于熒光團(tuán)的熒光壽命可以取決于用于熒光團(tuán)的周圍環(huán)境，諸如ph或溫度，且熒光壽命值的變化可以指示圍繞熒光團(tuán)的環(huán)境變化。作為一個(gè)實(shí)例，熒光壽命成像可以映射樣品的局部環(huán)境中的變化，諸如在生物組織(例如，組織切片或手術(shù)切除物)中的變化。內(nèi)源性熒光團(tuán)的自發(fā)熒光的熒光壽命測(cè)量可以用于檢測(cè)在組織中的物理和代謝變化。作為實(shí)例，可以通過(guò)測(cè)量源于樣品的自發(fā)熒光并根據(jù)測(cè)量的自發(fā)熒光確定壽命來(lái)檢測(cè)在組織架構(gòu)、形態(tài)、氧化、ph、血管分布、細(xì)胞結(jié)構(gòu)和/或細(xì)胞代謝狀態(tài)中的變化。這種方法可以用于臨床應(yīng)用，諸如篩選、圖像引導(dǎo)的活組織檢查或外科手術(shù)和/或內(nèi)窺鏡檢查中。在一些實(shí)施例中，舉例來(lái)說(shuō)，本申請(qǐng)的集成光檢測(cè)器可以結(jié)合至臨床工具，諸如外科手術(shù)器具中以執(zhí)行熒光壽命成像。基于測(cè)量的自發(fā)熒光來(lái)確定熒光壽命提供了臨床值以作為無(wú)標(biāo)記成像方法，其允許臨床醫(yī)生快速篩選組織并檢測(cè)對(duì)肉眼來(lái)說(shuō)不明顯的小癌癥和/或癌前病變。熒光壽命成像可以用于檢測(cè)和描繪惡性細(xì)胞或組織，諸如腫瘤或癌細(xì)胞，其發(fā)射具有比健康組織更長(zhǎng)的熒光壽命的光。例如，熒光壽命成像可以用于檢測(cè)在光學(xué)可訪問(wèn)的組織上的癌癥，諸如在外科手術(shù)期間暴露的胃腸道、膀胱、皮膚或組織表面。在一些實(shí)施例中，熒光壽命可以用于顯微技術(shù)以提供在不同類型或狀態(tài)的樣品之間的對(duì)比?？梢酝ㄟ^(guò)用光脈沖激發(fā)樣品，隨著熒光信號(hào)衰減而檢測(cè)熒光信號(hào)以確定壽命并在產(chǎn)生的圖像中映射衰減時(shí)間來(lái)執(zhí)行熒光壽命成像顯微鏡檢查(flim)。在這種顯微鏡圖像中，在圖像中的像素值可以基于為采集視場(chǎng)的光檢測(cè)器中的每個(gè)像素所確定的熒光壽命。使用時(shí)間信息對(duì)場(chǎng)景或物體進(jìn)行成像如上面所討論的，如在本申請(qǐng)中描述的一種集成光檢測(cè)器可以用于科學(xué)和臨床背景下，其中所發(fā)射的光的定時(shí)可以用于對(duì)區(qū)域、物體或樣品進(jìn)行檢測(cè)、定量和/或成像。然而，本文所述的技術(shù)不限于科學(xué)和臨床應(yīng)用，這是因?yàn)榧晒鈾z測(cè)器可以用于利用關(guān)于入射光子的到達(dá)時(shí)間的時(shí)間信息的任何成像應(yīng)用中。應(yīng)用的一個(gè)實(shí)例為飛行時(shí)間成像。飛行時(shí)間應(yīng)用在一些實(shí)施例中，集成光檢測(cè)器可以用于成像技術(shù)中，該成像技術(shù)基于對(duì)散射或反射光的時(shí)間曲線圖的測(cè)量，包括飛行時(shí)間的測(cè)量。在這種飛行時(shí)間的測(cè)量中，可以將光脈沖發(fā)射到區(qū)域或樣品中，且可以由集成光檢測(cè)器檢測(cè)散射光。散射或反射光可以具有不同的時(shí)間曲線圖，其可以指示區(qū)域或樣品的特征?？梢杂善湓跇悠分械娘w行時(shí)間來(lái)檢測(cè)和分辨由樣品反向散射的光。這種時(shí)間曲線圖可以是時(shí)間點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)(tpsf)?？梢酝ㄟ^(guò)在發(fā)射光脈沖之后測(cè)量在多個(gè)時(shí)間倉(cāng)的累積強(qiáng)度來(lái)獲取時(shí)間曲線圖?？梢园茨硞€(gè)速率執(zhí)行光脈沖的重復(fù)并累積散射光以確保在產(chǎn)生后續(xù)光脈沖之前完全消除所有之前的tpsf。時(shí)間分辨的漫射光學(xué)成像方法可以包括光譜漫射光學(xué)斷層攝像，其中光脈沖可以是紅外光，以使得在樣品中的另一深度進(jìn)行成像。這種時(shí)間分辨的漫射光學(xué)成像方法可以用于檢測(cè)在生物體或在生物體的部分，諸如人的頭部中的腫瘤。額外地或可替代地，飛行時(shí)間測(cè)量可以用于基于光的速度和在發(fā)射的光脈沖和檢測(cè)從物體反射的光之間的時(shí)間來(lái)測(cè)量距離或距離范圍。這種飛行技術(shù)可以用于各種應(yīng)用中，包括攝像頭、汽車中的接近度檢測(cè)傳感器、人機(jī)界面、機(jī)器人和可以使用由這種技術(shù)采集的三維信息的其他應(yīng)用。用于對(duì)光生電荷載流子進(jìn)行時(shí)間分倉(cāng)的集成光檢測(cè)器一些實(shí)施例涉及一種集成電路，其具有響應(yīng)于入射光子產(chǎn)生電荷載流子的光檢測(cè)器，且集成電路能夠相關(guān)于參考時(shí)間(例如，觸發(fā)時(shí)間)來(lái)區(qū)分由入射光子的到達(dá)來(lái)產(chǎn)生電荷載流子的定時(shí)。在一些實(shí)施例中，電荷載流子分離結(jié)構(gòu)分離在不同時(shí)間產(chǎn)生的電荷載流子并將電荷載流子指引到聚集在不同的時(shí)間段內(nèi)產(chǎn)生的電荷載流子的一個(gè)以上的電荷載流子存儲(chǔ)區(qū)域(稱為“倉(cāng)”)中。每個(gè)倉(cāng)存儲(chǔ)在選定的時(shí)間間隔內(nèi)產(chǎn)生的電荷載流子。讀出在每個(gè)倉(cāng)中存儲(chǔ)的電荷能夠提供有關(guān)在每個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)到達(dá)的光子數(shù)量的信息。這種集成電路能夠用于各種應(yīng)用，諸如本文所述的那些中的任一個(gè)中。將描述具有光檢測(cè)區(qū)域和電荷載流子分離結(jié)構(gòu)的集成電路的一個(gè)實(shí)例。在一些實(shí)施例中，集成電路可以包括像素陣列，且每個(gè)像素可以包括一個(gè)以上的光檢測(cè)區(qū)域和一個(gè)以上的電荷載流子分離結(jié)構(gòu)，如下面所討論的。像素結(jié)構(gòu)和操作的概述圖2a示出根據(jù)一些實(shí)施例的像素100的圖。像素100包括光子吸收/載流子產(chǎn)生區(qū)域102(也稱為光檢測(cè)區(qū)域)、載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)域106、具有一個(gè)以上的電荷載流子存儲(chǔ)區(qū)域(在本文中也稱為“電荷載流子存儲(chǔ)倉(cāng)”或簡(jiǎn)稱為“倉(cāng)”)的載流子存儲(chǔ)區(qū)域108以及用于從電荷載流子存儲(chǔ)倉(cāng)讀出信號(hào)的讀出電路110。光子吸收/載流子產(chǎn)生區(qū)域102可以是能夠?qū)⑷肷涔庾愚D(zhuǎn)換成光生電荷載流子的半導(dǎo)體材料(例如，硅)的區(qū)域。光子吸收/載流子產(chǎn)生區(qū)域102可以暴露于光且可以接收入射光子。當(dāng)由光子吸收/載流子產(chǎn)生區(qū)域102吸收光子時(shí)，其可以產(chǎn)生光生電荷載流子，諸如電子/空穴對(duì)。光生電荷載流子在本文還可以簡(jiǎn)稱為“電荷載流子”?？梢栽诠庾游?載流子產(chǎn)生區(qū)域102中建立電場(chǎng)。在一些實(shí)施例中，區(qū)別于在載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)域106中變化的電場(chǎng)，該電場(chǎng)可以是“靜態(tài)的”。在光子吸收/載流子產(chǎn)生區(qū)域102中的電場(chǎng)可以包括橫向分量、垂直分量或橫向和垂直分量。電場(chǎng)的橫向分量可以在圖2a中的向下的方向上，如箭頭所示，其在光生電荷載流子上引起力，該力向載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)域106驅(qū)動(dòng)光生電荷載流子?？梢园锤鞣N方式形成電場(chǎng)。在一些實(shí)施例中，可以在光子吸收/載流子產(chǎn)生區(qū)域102上形成一個(gè)以上的電極。電極可以具有施加到其的電壓以在光子吸收/載流子產(chǎn)生區(qū)域102中建立電場(chǎng)。這種電極可以稱為“光柵”。在一些實(shí)施例中，光子吸收/載流子產(chǎn)生區(qū)域102可以是完全耗盡電荷載流子的硅的區(qū)域。在一些實(shí)施例中，在光子吸收/載流子產(chǎn)生區(qū)域102中的電場(chǎng)可以由結(jié)，諸如pn結(jié)來(lái)建立。光子吸收/載流子產(chǎn)生區(qū)域102的半導(dǎo)體材料可以進(jìn)行摻雜以形成具有產(chǎn)生電場(chǎng)的取向和/或形狀的pn結(jié)，該電場(chǎng)在光生電荷載流子上引起力，該力向載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)域106驅(qū)動(dòng)光生電荷載流子。相關(guān)于使用覆在光子吸收/載流子產(chǎn)生區(qū)域102上面的電極，使用結(jié)產(chǎn)生電場(chǎng)可以提高量子效率，其可以防止入射光子中的一部分到達(dá)光子吸收/載流子產(chǎn)生區(qū)域102。相關(guān)于使用光柵，使用結(jié)可以減少暗電流。已經(jīng)認(rèn)識(shí)到可能由可能產(chǎn)生載流子的半導(dǎo)體基板的表面處的缺陷產(chǎn)生暗電流。在一些實(shí)施例中，pn結(jié)二極管的p端子可以連接到設(shè)置其電壓的端子。這種二極管可以稱為“釘扎”光電二極管。由于設(shè)置其電壓并吸引載流子的端子，釘扎光電二極管可以促進(jìn)表面處的載流子重組，這能夠減少暗電流。需要捕獲的光生電荷載流子可以在表面處的重組區(qū)的下方通過(guò)。在一些實(shí)施例中，可以使用在半導(dǎo)體材料中的分級(jí)摻雜濃度來(lái)建立橫向電場(chǎng)。在一些實(shí)施例中，具有用于產(chǎn)生電場(chǎng)的結(jié)的光子吸收/載流子產(chǎn)生區(qū)域102可以具有下列特征中的一個(gè)以上：1)遠(yuǎn)離時(shí)變場(chǎng)成錐形的耗盡n型區(qū)域，2)具有間隙以使電場(chǎng)橫向轉(zhuǎn)變?yōu)閚型區(qū)域中的圍繞n型區(qū)域的p型植入物，和/或3)掩埋n型區(qū)域并充當(dāng)用于寄生電子的重組區(qū)域的p型表面植入物。在一些實(shí)施例中，可以通過(guò)結(jié)和至少一個(gè)電極的組合來(lái)在光子吸收/載流子產(chǎn)生區(qū)域102中建立電場(chǎng)。例如，可以使用結(jié)和單電極或兩個(gè)以上電極。在一些實(shí)施例中，一個(gè)以上電極可以位于接近載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)域106處以接近載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)域106建立勢(shì)梯度，其可以位于相對(duì)遠(yuǎn)離該結(jié)處。如在圖2a中所示，可以捕獲光子且可以在時(shí)間t1產(chǎn)生電荷載流子101a(例如，電子)。在一些實(shí)施例中，可以沿光子吸收/載流子產(chǎn)生區(qū)域102和使電荷載流子101a在圖2a的向下的方向上(如在圖2a中由箭頭所示)行進(jìn)的載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)域106建立電勢(shì)梯度。響應(yīng)于勢(shì)梯度，電荷載流子101a可以從在時(shí)間t1時(shí)的其位置移動(dòng)到在時(shí)間t2時(shí)的第二位置、在時(shí)間t3時(shí)的第三位置、在時(shí)間t4時(shí)的第四位置以及在時(shí)間t5時(shí)的第五位置。電荷載流子101a因此響應(yīng)于勢(shì)梯度移動(dòng)至載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)域106中。載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)域106可以是半導(dǎo)體區(qū)域。在一些實(shí)施例中，除了載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)域106可以針對(duì)入射光進(jìn)行遮蔽(例如，由上覆的不透明材料，諸如金屬層來(lái)進(jìn)行)之外，載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)域106可以是與光子吸收/載流子產(chǎn)生區(qū)域102相同材料(例如，硅)的半導(dǎo)體區(qū)域。在一些實(shí)施例中且如下面進(jìn)一步討論的，可以在光子吸收/載流子產(chǎn)生區(qū)域102和載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)域106中由位于這些區(qū)域上方的電極建立勢(shì)梯度。將參考圖3討論電極定位的實(shí)例。然而，本文所述的技術(shù)不限于用于產(chǎn)生電勢(shì)梯度的電極的特定位置。本文所述的技術(shù)也不限于使用電極建立電勢(shì)梯度。在一些實(shí)施例中，可以使用空間分級(jí)的摻雜曲線圖和/或pn結(jié)來(lái)建立電勢(shì)梯度?？梢允褂萌魏魏线m的技術(shù)來(lái)建立電勢(shì)梯度，其使得電荷載流子沿光子吸收/載流子產(chǎn)生區(qū)域102和載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)域106行進(jìn)?？梢栽谙袼貎?nèi)形成電荷載流子分離結(jié)構(gòu)以使得能夠分離在不同時(shí)間產(chǎn)生的電荷載流子。在一些實(shí)施例中，可以在載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)域106上形成電荷載流子分離結(jié)構(gòu)的至少一部分。如下面將描述的，電荷載流子分離結(jié)構(gòu)可以包括在載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)域106上形成的一個(gè)以上電極，其電極可以通過(guò)控制電路進(jìn)行控制以改變?cè)谳d流子行進(jìn)/捕獲區(qū)域106中的電勢(shì)。可以改變?cè)谳d流子行進(jìn)/捕獲區(qū)域106中的電勢(shì)以使得能夠捕獲電荷載流子?？梢酝ㄟ^(guò)改變覆在載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)域106上面的一個(gè)以上電極上的電極來(lái)改變勢(shì)梯度以產(chǎn)生能夠?qū)⑤d流子限制在預(yù)定空間區(qū)域中的勢(shì)壘。例如，可以在時(shí)間t5改變覆在圖2a的載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)域106中虛線上面的電極上的電壓以沿圖2a的載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)域106中虛線升高勢(shì)壘，從而捕獲電荷載流子101a。如在圖2a中所示，在時(shí)間t5捕獲的載流子可以轉(zhuǎn)移到載流子存儲(chǔ)區(qū)域108的倉(cāng)“倉(cāng)0”?？梢酝ㄟ^(guò)改變?cè)谳d流子行進(jìn)/捕獲區(qū)域106和/或載流子存儲(chǔ)區(qū)域108中的勢(shì)(例如，通過(guò)改變覆在這些區(qū)域上面的電極的電壓來(lái)進(jìn)行)執(zhí)行載流子到電荷載流子存儲(chǔ)倉(cāng)的轉(zhuǎn)移，以使得載流子行進(jìn)至電荷載流子存儲(chǔ)倉(cāng)中。在載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)域106的預(yù)定空間區(qū)域內(nèi)及時(shí)改變?cè)谀硞€(gè)點(diǎn)上的勢(shì)可以使得能夠誘捕由在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生的光子吸收產(chǎn)生的載流子。通過(guò)誘捕在不同時(shí)間和/或位置上的光生電荷載流子，可以區(qū)分由光子吸收產(chǎn)生電荷載流子的時(shí)間。在這個(gè)意義上，在發(fā)生觸發(fā)事件之后，可以通過(guò)在時(shí)間和/或空間的某個(gè)點(diǎn)上誘捕電荷載流子來(lái)對(duì)電荷載流子進(jìn)行“時(shí)間分倉(cāng)”。在特定倉(cāng)內(nèi)對(duì)電荷載流子進(jìn)行時(shí)間分倉(cāng)提供了關(guān)于由入射光子的吸收來(lái)產(chǎn)生光生電荷載流子的時(shí)間且從而同樣關(guān)于觸發(fā)事件以及產(chǎn)生光生電荷載流子的入射光子到達(dá)的“時(shí)間倉(cāng)”的信息。圖2b顯示在不同的時(shí)間和空間點(diǎn)上捕獲電荷載流子。如在圖2b中所示，可以在時(shí)間t9改變覆在載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)域106中虛線上面的電極上的電壓以沿圖2b的載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)域106中虛線升高勢(shì)壘，從而捕獲電荷載流子101b。如在圖2b中所示，在時(shí)間t9捕獲的載流子可以轉(zhuǎn)移到載流子存儲(chǔ)區(qū)域108的倉(cāng)“倉(cāng)1”。由于在時(shí)間t9誘捕了電荷載流子101b，所以其表示在與在時(shí)間t5捕獲的用于載流子101a的光子吸收事件(即，在t1)的不同的時(shí)間(即，時(shí)間t6)上發(fā)生的光子吸收事件?；诓东@電荷載流子的時(shí)間來(lái)執(zhí)行多個(gè)測(cè)量并在載流子存儲(chǔ)區(qū)域108的電荷載流子存儲(chǔ)倉(cāng)中聚集電荷載流子能夠提供有關(guān)在光子吸收/載流子產(chǎn)生區(qū)域102中捕獲光子的時(shí)間的信息。這種信息在各種應(yīng)用中能夠是有用的，如上面所討論的。像素結(jié)構(gòu)和操作的詳細(xì)實(shí)例圖3a示出根據(jù)一些實(shí)施例的像素100a的電荷載流子限制區(qū)域103。如在圖3a中所示，像素100a可以包括光子吸收/載流子產(chǎn)生區(qū)102a(也稱為光檢測(cè)區(qū)域)、載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)106a、漏極104、載流子存儲(chǔ)區(qū)域108a的多個(gè)電荷載流子存儲(chǔ)倉(cāng)的倉(cāng)0、倉(cāng)1、倉(cāng)2和倉(cāng)3以及讀出區(qū)域110a。電荷載流子限制區(qū)域103是其中光生電荷載流子響應(yīng)于由電荷載流子分離結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的電勢(shì)梯度而移動(dòng)的區(qū)域?？梢栽陔姾奢d流子限制區(qū)域103內(nèi)的光子吸收/載流子產(chǎn)生區(qū)102a中產(chǎn)生電荷載流子。電荷載流子限制區(qū)域103可以由任何合適的材料，諸如半導(dǎo)體材料(例如，硅)制成。然而，本文所述的技術(shù)不限于這個(gè)方面，這是因?yàn)槿魏魏线m的材料均可以形成電荷載流子限制區(qū)域103。在一些實(shí)施例中，電荷載流子限制區(qū)域103可以由絕緣體(例如，氧化硅)所圍繞以將電荷載流子限制在電荷載流子限制區(qū)域103內(nèi)。在光子吸收/載流子產(chǎn)生區(qū)102a中的電荷載流子限制區(qū)域103的部分可以具有任何合適的形狀。如圖3a中所示，在一些實(shí)施例中，在光子吸收/載流子產(chǎn)生區(qū)102a中的電荷載流子限制區(qū)域103的部分可以具有錐形形狀，以使得其寬度在接近載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)106a處逐漸減小。這種形狀可以提高電荷處理的效率，這在預(yù)期有少量光子到達(dá)的情況下可能是特別有用的。在一些實(shí)施例中，在光子吸收/載流子產(chǎn)生區(qū)102a中的電荷載流子限制區(qū)域103的部分可以具有較小的錐度或可以不是錐形的，這能夠增加動(dòng)態(tài)范圍。然而，本文所述的技術(shù)不限于在光子吸收/載流子產(chǎn)生區(qū)102a中的電荷載流子限制區(qū)域103的形狀。如在圖3a中所示，在載流子行進(jìn)/捕獲載106a中的電荷載流子限制區(qū)域103的第一部分可以從光子吸收/載流子產(chǎn)生區(qū)102a延伸到漏極104。電荷載流子限制區(qū)域103的延伸部延伸到各個(gè)電荷存儲(chǔ)倉(cāng)，這允許電荷載流子由電荷載流子分離結(jié)構(gòu)，諸如關(guān)于圖3b所述的指引到電荷載流子存儲(chǔ)倉(cāng)中。在一些實(shí)施例中，所存在的電荷載流子限制區(qū)域103的延伸部的數(shù)量可以與電荷載流子存儲(chǔ)倉(cāng)的數(shù)量相同，其中每個(gè)延伸部延伸到各個(gè)電荷載流子存儲(chǔ)倉(cāng)。讀出區(qū)域110a可以包括用于電荷存儲(chǔ)倉(cāng)的讀出的浮動(dòng)擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)fd。例如，浮動(dòng)擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)fd可以通過(guò)將n型摻雜劑擴(kuò)散到p型材料(例如，p型基板)中來(lái)形成。然而，本文所述的技術(shù)不限于特定的摻雜劑類型或摻雜技術(shù)。圖3b示出具有覆在圖3a的電荷載流子限制區(qū)域103上面的多個(gè)電極vb0至vbn、b0至bm、st1、st2和tx0至tx3的圖3a的像素100a。在圖3b中所示的電極形成能夠?qū)馍d流子進(jìn)行時(shí)間分倉(cāng)的電荷載流子分離結(jié)構(gòu)的至少一部分。在圖3b中所示的電極在電荷載流子限制區(qū)域103內(nèi)建立電勢(shì)。在一些實(shí)施例中，電極vb0至vbn，b0至bm可以具有施加到其的電壓以在區(qū)域102a和106a內(nèi)建立勢(shì)梯度，以使得電荷載流子，例如電子在圖3b的向下的方向上向漏極104行進(jìn)。電極vb0至vbn可以在光子吸收/載流子產(chǎn)生區(qū)102a的電荷限制區(qū)域103中建立勢(shì)梯度。在一些實(shí)施例中，各個(gè)電極vb0至vbn可以處于恒定的電壓上。電極b0至bm可以在載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)106a的電荷限制區(qū)域103中建立勢(shì)梯度。在一些實(shí)施例中，電極b0至bm可以具有設(shè)置到不同電平的其電壓以使得能夠誘捕電荷載流子和/或?qū)㈦姾奢d流子轉(zhuǎn)移到一個(gè)以上的電荷存儲(chǔ)倉(cāng)。電極st0和st1可以具有發(fā)生變化以將載流子轉(zhuǎn)移到電荷載流子存儲(chǔ)區(qū)域108a的電荷存儲(chǔ)倉(cāng)的電壓。轉(zhuǎn)移柵tx0、tx1、tx2和tx3使得能夠?qū)㈦姾蓮碾姾纱鎯?chǔ)倉(cāng)轉(zhuǎn)移到浮動(dòng)擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)fd。還示出了包括復(fù)位晶體管rt、放大晶體管sf和選擇晶體管rs的讀出電路110。在一些實(shí)施例中，浮動(dòng)擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)fd和轉(zhuǎn)移柵tx0至tx3中的每一個(gè)的勢(shì)可以允許電荷載流子溢出到浮動(dòng)擴(kuò)散而不是載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)106a中。當(dāng)電荷載流子轉(zhuǎn)移到載流子存儲(chǔ)區(qū)域108內(nèi)的倉(cāng)中時(shí)，浮動(dòng)擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)fd和轉(zhuǎn)移柵tx0至tx3的勢(shì)可以足夠得高以允許在倉(cāng)中的任何溢出的電荷載流子流動(dòng)到浮動(dòng)擴(kuò)散。這種“壘溢出保護(hù)”技術(shù)可以減少溢出和擴(kuò)散到載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)106a和/或像素的其他區(qū)的載流子。在一些實(shí)施例中，壘溢出保護(hù)技術(shù)可以用于去除由激發(fā)脈沖產(chǎn)生的任何溢出的電荷載流子。通過(guò)允許溢出的電荷載流子流動(dòng)到浮動(dòng)擴(kuò)散，未在一個(gè)以上的時(shí)間倉(cāng)中捕獲這些電荷載流子，從而在讀出期間減少激發(fā)脈沖對(duì)時(shí)間倉(cāng)信號(hào)的影響。在電極vb0至vbn和b0至bm設(shè)置在光子吸收/載流子產(chǎn)生區(qū)域102和/或載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)域106上的一些實(shí)施例中，電極vb0至vbn和b0至bm可以設(shè)置至隨著從圖3b的頂部到底部前行的位置而增加的電壓，從而建立使得電荷載流子在圖3b的向下的方向上向漏極104行進(jìn)的勢(shì)梯度。在一些實(shí)施例中，勢(shì)梯度可以在光子吸收/載流子產(chǎn)生區(qū)域102和/或載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)域106中單調(diào)地變化，其可以使得電荷載流子能夠沿勢(shì)梯度行進(jìn)至電荷行進(jìn)/捕獲區(qū)域106中。在一些實(shí)施例中，勢(shì)梯度可以相關(guān)于沿線a-a’的位置成線性變化。可以通過(guò)將電極設(shè)置至越過(guò)圖3b的垂直尺寸成線性變化的電壓來(lái)建立線性勢(shì)梯度。然而，本文所述的技術(shù)不限于線性勢(shì)梯度，這是因?yàn)榭梢允褂萌魏魏线m的勢(shì)梯度。在一些實(shí)施例中，在載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)域106中的電場(chǎng)可以足夠得高，以使得電荷載流子在載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)域106中移動(dòng)得足夠快，從而使得與光子可以到達(dá)的時(shí)間相比，渡越時(shí)間較小。例如，在熒光壽命測(cè)量的背景下，與測(cè)量的發(fā)光標(biāo)記物的壽命相比，可以使電荷載流子的渡越時(shí)間較小。能夠通過(guò)在載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)域106中產(chǎn)生充分分級(jí)的電場(chǎng)來(lái)減少渡越時(shí)間。圖3c示出其中光子吸收/載流子產(chǎn)生區(qū)域102包括pn結(jié)的實(shí)施例。圖3c示出外電極302，其可以位于相對(duì)低的勢(shì)上，從而在相對(duì)低的勢(shì)上對(duì)表面勢(shì)進(jìn)行“釘扎”?？梢园姌O304以有助于為靜電場(chǎng)產(chǎn)生勢(shì)梯度，該靜電場(chǎng)向載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)106驅(qū)動(dòng)載流子(未示出載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)106的下部)。圖3c指出擴(kuò)散、多晶硅、接觸和金屬1的區(qū)域。圖3d示出添加了摻雜特征的如在圖3c中所示的像素的俯視圖。圖3d還示出沿由pn結(jié)和電極304建立的勢(shì)梯度將載流子向下清掃至區(qū)域106的電場(chǎng)。圖3d指出擴(kuò)散、多晶硅、接觸、金屬1、n-植入物、p-植入物和p-外延區(qū)域。圖3e示出包括載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)106的如在圖3c中所示的像素的俯視圖。圖3f示出如在圖3e中所示的像素陣列。圖3f指出擴(kuò)散、多晶硅、接觸和金屬1的區(qū)域。圖3g示出圖3f的像素陣列且還指出擴(kuò)散、多晶硅、接觸、金屬1、n-植入物、p-植入物和p-外延區(qū)域。圖4示出圖3b的像素100a的電路圖。以粗暗線示出電荷載流子限制區(qū)103。還示出了電極、電荷載流子存儲(chǔ)區(qū)108和讀出電路110。在這個(gè)實(shí)施例中，電荷存儲(chǔ)區(qū)域108的電荷存儲(chǔ)倉(cāng)的倉(cāng)0、倉(cāng)1、倉(cāng)2和倉(cāng)3在電極st1下的載流子限制區(qū)103內(nèi)。如上面所討論的，在一些實(shí)施例中，代替電極或除了電極外，結(jié)可以用于在區(qū)域102中產(chǎn)生靜場(chǎng)。從位于光子吸收/載流子產(chǎn)生區(qū)102的光源120接收光。作為示例而非限制，光源120可以是任何類型的光源，包括發(fā)光樣品(例如，連接到核酸)或要進(jìn)行成像的區(qū)域或場(chǎng)景。遮光罩121防止光到達(dá)載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)106。作為示例而非限制，遮光罩121可以由任何合適的材料，諸如集成電路的金屬層制成。圖5a顯示可以在光子吸收/載流子產(chǎn)生區(qū)102中的電荷載流子限制區(qū)103和沿圖3b的線a-a’的載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)106中建立的勢(shì)梯度。如在圖5a中所示，可以通過(guò)在光子吸收/載流子產(chǎn)生區(qū)102內(nèi)吸收光子來(lái)產(chǎn)生電荷載流子(例如，電子)。電極vb0至vbn和b0至bm被設(shè)置至增加到圖5a右側(cè)的電壓以建立勢(shì)梯度，其使得電子流到圖5a的右側(cè)(圖3b的向下的方向)。額外地或可替代地，可以存在有pn結(jié)以建立或有助于建立場(chǎng)。在這種實(shí)施例中，載流子可以在表面下流動(dòng)，且圖5a(及相關(guān)的圖)示出在載流子流動(dòng)區(qū)域中的勢(shì)。最初，可以允許載流子流過(guò)載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)106進(jìn)入漏極104中，如在圖6a、6b和6c中所示。圖6a示出一旦光生后載流子101的位置。圖6b示出之后不久當(dāng)載流子101響應(yīng)于所建立的勢(shì)梯度而在向下的方向上行進(jìn)時(shí)載流子101的位置。圖6c示出當(dāng)載流子101達(dá)到漏極104時(shí)載流子101的位置。圖5b示出在一段時(shí)間之后，可以通過(guò)降低電極b0的電壓而在時(shí)間t1升高對(duì)電子的勢(shì)壘501。勢(shì)壘501可以阻止電子行進(jìn)到圖5b中的右側(cè)，如在圖6d、6e和6f中所示。圖6d示出一旦光生后載流子101(例如，電子)的位置。圖6e示出之后不久當(dāng)載流子101響應(yīng)于勢(shì)梯度而在向下的方向上行進(jìn)時(shí)載流子101的位置。圖6f示出在時(shí)間t1之后當(dāng)載流子101達(dá)到勢(shì)壘501時(shí)載流子101的位置。圖5c示出在另一時(shí)間段之后，可以通過(guò)降低電極b2的電壓而在時(shí)間t2升高對(duì)電子的另一勢(shì)壘502。如果在時(shí)間t1和t2之間電子到達(dá)電極b0和b2之間，則將在勢(shì)壘501和勢(shì)壘502之間捕獲電子，如在圖5c和6g中所示。圖5d示出在另一時(shí)間段之后，可以通過(guò)降低電極b4的電壓而在時(shí)間t3升高對(duì)電子的另一勢(shì)壘503。如果在時(shí)間t2和t3之間電子到達(dá)電極b2和b4之間，則將在勢(shì)壘502和勢(shì)壘503之間的位置上誘捕電子。在圖5d和6h的實(shí)例中，電子在時(shí)間t1和t2之間到達(dá)，以使得仍在勢(shì)壘501和勢(shì)壘502之間捕獲電子。圖5e示出在另一時(shí)間段之后，可以通過(guò)降低電極b6的電壓而在時(shí)間t4升高對(duì)電子的另一勢(shì)壘504。如果在時(shí)間t3和t4之間電子到達(dá)電極b4和b6之間，則將在勢(shì)壘503和勢(shì)壘504之間的位置上誘捕電子。在圖5e和6i的實(shí)例中，電子在時(shí)間t1和t2之間到達(dá)，以使得仍在勢(shì)壘501和勢(shì)壘502之間捕獲電子。圖5f示出在另一時(shí)間段之后，可以通過(guò)降低電極bm的電壓而在時(shí)間t5升高對(duì)電子的另一勢(shì)壘505。如果在時(shí)間t4和t5之間電子到達(dá)電極b6和bm之間，則將在勢(shì)壘504和勢(shì)壘505之間的位置上誘捕電子。在圖5f和6j的實(shí)例中，電子在時(shí)間t1和t2之間到達(dá)，以使得仍在勢(shì)壘501和勢(shì)壘502之間捕獲電子。圖6k示出電壓時(shí)序圖，其顯示電極b0至b8、st0和st1隨時(shí)間的電壓。在升高勢(shì)壘501至505的序列期間移動(dòng)通過(guò)載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)106的電荷載流子將在取決于其到達(dá)載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)106的時(shí)間的載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)106的位置上進(jìn)行捕獲，這轉(zhuǎn)而又取決于由光子吸收/載流子產(chǎn)生區(qū)102中的光子吸收產(chǎn)生電荷載流子的時(shí)間。升高勢(shì)壘501至505的定時(shí)設(shè)置電荷存儲(chǔ)倉(cāng)的倉(cāng)0至倉(cāng)3的定時(shí)。如在圖6k中所示，將在用于倉(cāng)0的時(shí)間間隔內(nèi)誘捕在時(shí)間t1和t2之間到達(dá)的載流子，將在用于倉(cāng)1的時(shí)間間隔內(nèi)誘捕在時(shí)間t2和t3之間到達(dá)的載流子，將在用于倉(cāng)2的時(shí)間間隔內(nèi)誘捕在時(shí)間t3和t4之間到達(dá)的載流子以及將在將在用于倉(cāng)3的時(shí)間間隔內(nèi)誘捕在時(shí)間t4和t5之間到達(dá)的載流子.在圖5a至5f中所示的序列之后，隨后可以基于在載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)106內(nèi)捕獲電荷載流子的位置將捕獲的電荷載流子轉(zhuǎn)移到適當(dāng)?shù)碾姾奢d流子存儲(chǔ)倉(cāng)。在這個(gè)實(shí)施例中，如果在電極b1下捕獲電子，則將其轉(zhuǎn)移到倉(cāng)0。如果在電極b3下捕獲電子，則將其轉(zhuǎn)移到倉(cāng)1。如果在電極b5下捕獲電子，則將其轉(zhuǎn)移到倉(cāng)2。如果在電極b7下捕獲電子，則將其轉(zhuǎn)移到倉(cāng)3。在一些實(shí)施例中，可以并行地(例如，同時(shí)地)將在載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)106內(nèi)的任何捕獲的載流子轉(zhuǎn)移到其相應(yīng)的倉(cāng)。然而，本文所述的技術(shù)不限于并行地將捕獲的載流子轉(zhuǎn)移到電荷存儲(chǔ)倉(cāng)。如在圖6k中所示，在圖5a至5f中所示的序列之后，可以改變?cè)陔姌Ost0和st1上的電壓以將任何捕獲的電荷載流子轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的電荷載流子存儲(chǔ)倉(cāng)。將關(guān)于圖6k和圖7a至7g討論用于轉(zhuǎn)移捕獲的電荷載流子的實(shí)例序列。圖7a示出用于沿圖3b的線b-b’的電荷載流子限制區(qū)103的橫截面的勢(shì)圖。圖7a示出在勢(shì)壘503和504之間捕獲電子的實(shí)例中在時(shí)間t5(圖6k)的勢(shì)。在圖7e中示出平面圖，其顯示在勢(shì)壘503和504之間捕獲的電子。圖7b示出在時(shí)間t5之后，可以可選地降低電極b1、b3、b5和b7上的電壓(未在圖6k中示出)以在勢(shì)阱內(nèi)升高電子的位置以便轉(zhuǎn)移電子。圖7c示出在時(shí)間t6(圖6k)上，可以升高在電極st0和st1上的電壓。以這種方式改變電極的電壓可以提供勢(shì)梯度，其使得將在載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)106內(nèi)捕獲的電荷載流子轉(zhuǎn)移到電極st1下相應(yīng)的電荷存儲(chǔ)倉(cāng)。在圖7f中示出平面圖，其顯示升高的電極st1的電壓以及轉(zhuǎn)移的載流子101。圖7d示出在時(shí)間t7上，在電極st0上的電壓可以下降，從而將捕獲的載流子(如果有的話)限制在相應(yīng)的倉(cāng)(在這個(gè)實(shí)例中為倉(cāng)2)中?？梢栽跁r(shí)間t8上升高在電極b6上的電壓以重新建立在載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)106中的勢(shì)梯度。在圖7g中示出平面圖，其顯示降低的電極st1的電壓以及在倉(cāng)2中捕獲的載流子101。圖7h示出根據(jù)一些實(shí)施例的電荷載流子分離結(jié)構(gòu)的電極的特征。圖7h為每個(gè)電極指定在梯度階段期間的電壓、在分倉(cāng)階段期間的電壓、在轉(zhuǎn)移階段期間的電壓、在讀出階段期間的電壓為高的并指定電壓變化的類型。然而，這僅僅是實(shí)例，且本文所述的技術(shù)不限于在圖7h中顯示的實(shí)施方案的細(xì)節(jié)。測(cè)量的實(shí)例序列重復(fù)進(jìn)行光子吸收/載流子產(chǎn)生以及對(duì)光生電荷載流子進(jìn)行時(shí)間分倉(cāng)的過(guò)程可以使得能夠收集關(guān)于光子到達(dá)光檢測(cè)器的時(shí)間的統(tǒng)計(jì)信息，如下面所討論的。在一些實(shí)施例中，“測(cè)量”可以包括接收光子，在特定的時(shí)間和/或位置捕獲電荷載流子并將捕獲的載流子轉(zhuǎn)移到與特定時(shí)間段或倉(cāng)相應(yīng)的電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)。可以重復(fù)進(jìn)行測(cè)量多次以收集關(guān)于光子到達(dá)光檢測(cè)器的時(shí)間的統(tǒng)計(jì)信息。圖8a示出根據(jù)一些實(shí)施例的包括執(zhí)行多個(gè)測(cè)量720的方法700的流程圖。可以由集成裝置至少部分地執(zhí)行這種方法，如本文所述的。在步驟702中，可以由觸發(fā)事件發(fā)起測(cè)量720。觸發(fā)事件可以是用作對(duì)光子的到達(dá)進(jìn)行時(shí)間分倉(cāng)的時(shí)間參考的事件。例如，觸發(fā)事件可能是光脈沖或電脈沖，且可能是單個(gè)事件或重復(fù)的周期事件。在熒光壽命測(cè)量的背景下，觸發(fā)事件可以是產(chǎn)生光激發(fā)脈沖以激發(fā)熒光團(tuán)。在飛行時(shí)間成像的背景下，觸發(fā)事件可以是由包括集成光檢測(cè)器的成像裝置發(fā)射的光的脈沖(例如，源于閃光燈的)。觸發(fā)事件能夠是用作對(duì)光子或載流子的到達(dá)進(jìn)行定時(shí)的參考的任何事件。產(chǎn)生光激發(fā)脈沖可以產(chǎn)生相當(dāng)多的光子，其中的一些可以到達(dá)像素100且可以在光子吸收/載流子產(chǎn)生區(qū)102中產(chǎn)生電荷載流子。由于不需要測(cè)量源于光激發(fā)脈沖的光生載流子，因此可能允許其沿著電勢(shì)向下流至漏極104，而不需要進(jìn)行捕獲。允許由光激發(fā)脈沖產(chǎn)生的光生載流子在不需要進(jìn)行捕獲的情況下流至漏極104可以減少不想要的信號(hào)量，在其他情況下，可能需要由可能增加額外的設(shè)計(jì)復(fù)雜性和/或成本的復(fù)雜的光學(xué)組件，諸如快門(mén)或?yàn)V波器來(lái)防止不想要的信號(hào)到達(dá)。在載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)106內(nèi)升高一個(gè)以上勢(shì)壘的定時(shí)可以進(jìn)行定時(shí)，以使得由任何不想要的光信號(hào)導(dǎo)致的光生載流子流至漏極104。而且，這個(gè)技術(shù)可以與任何數(shù)量的時(shí)間倉(cāng)一起使用，包括僅具有單個(gè)時(shí)間倉(cāng)的實(shí)施例。例如，像素可以包括單個(gè)時(shí)間倉(cāng)和漏極，其中勢(shì)壘的定時(shí)減少了與激發(fā)脈沖相關(guān)聯(lián)的信號(hào)且同時(shí)在載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)106內(nèi)捕獲了所需光信號(hào)。測(cè)量720隨后可以在步驟704開(kāi)始，其中可以吸收需要進(jìn)行檢測(cè)的光子且可以在區(qū)域102中產(chǎn)生電荷載流子。在熒光壽命測(cè)量或飛行時(shí)間成像的背景下，可以在完成光激發(fā)脈沖之后開(kāi)始步驟704。在步驟706中，可以在相關(guān)于觸發(fā)事件702的選定時(shí)間在預(yù)定位置上捕獲移動(dòng)通過(guò)載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)106的電荷載流子。在一些實(shí)施例中，可以通過(guò)升高一個(gè)以上的勢(shì)壘來(lái)在載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)106的一個(gè)以上區(qū)域中捕獲電荷載流子以在取決于由光子吸收產(chǎn)生載流子的時(shí)間的位置上誘捕載流子，如上面所討論的。在步驟708中，可以將捕獲的電荷載流子(如果有的話)從捕獲該捕獲的電荷載流子的位置轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的電荷存儲(chǔ)倉(cāng)，從而對(duì)電荷載流子進(jìn)行“時(shí)間分倉(cāng)”。在步驟708之后，可以將測(cè)量720重復(fù)進(jìn)行n-1次以獲得關(guān)于在觸發(fā)事件702之后光子趨向到達(dá)的時(shí)間段的統(tǒng)計(jì)信息。當(dāng)重復(fù)進(jìn)行測(cè)量720時(shí)，可以在相應(yīng)的電荷存儲(chǔ)倉(cāng)中聚集時(shí)間分倉(cāng)的電荷載流子。重復(fù)進(jìn)行測(cè)量720可以使得能夠在電荷載流子存儲(chǔ)倉(cāng)中聚集相當(dāng)多的電荷載流子以提供統(tǒng)計(jì)學(xué)上有意義的結(jié)果。例如，在熒光壽命測(cè)量的背景下，可以預(yù)期到可以相對(duì)較少地發(fā)生響應(yīng)于從熒光團(tuán)接收的光子的光子吸收事件。例如，可以預(yù)期到在約1，000個(gè)測(cè)量中發(fā)生一次這種事件。因此，可能需要執(zhí)行大量的測(cè)量720以在電荷載流子存儲(chǔ)倉(cāng)中聚集相當(dāng)多的電荷載流子，以使得結(jié)果是統(tǒng)計(jì)學(xué)上有意義的。在一些實(shí)施例中，可以為熒光壽命測(cè)量執(zhí)行的對(duì)熒光團(tuán)的測(cè)量的數(shù)量n可以是500,000以上或1,000,000以上，以使得能夠在每個(gè)倉(cāng)中捕獲足夠數(shù)量的電荷載流子并對(duì)其進(jìn)行分倉(cāng)(即，在一些實(shí)施例中為數(shù)十或數(shù)百以上)。一旦已執(zhí)行所分配數(shù)量n的測(cè)量，方法700則可以前進(jìn)到讀出時(shí)間倉(cāng)的步驟710。讀出時(shí)間倉(cāng)可以包括將在電荷存儲(chǔ)倉(cāng)的每一個(gè)中聚集的電荷量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓，如將在下面討論的。圖8b為顯示在時(shí)間t0產(chǎn)生的激發(fā)脈沖以及時(shí)間倉(cāng)的倉(cāng)0至倉(cāng)3的圖。要注意的是，在這個(gè)實(shí)例中，用于測(cè)量光子的時(shí)間倉(cāng)并不開(kāi)始直到t1，其是在t0之后的時(shí)間段，其在測(cè)量信號(hào)光子之前讓激發(fā)光終止。圖8c示出用于一個(gè)集合的熒光壽命測(cè)量的在每個(gè)時(shí)間倉(cāng)中的光子/電荷載流子的數(shù)量圖，其中標(biāo)記物或晶粒發(fā)熒光的概率隨時(shí)間呈指數(shù)減小。通過(guò)將激發(fā)、電荷捕獲以及轉(zhuǎn)移到各個(gè)倉(cāng)中的序列重復(fù)進(jìn)行多次以及讀出轉(zhuǎn)移到每個(gè)倉(cāng)中的電荷載流子的數(shù)量，可以產(chǎn)生允許確定或大致估計(jì)熒光團(tuán)的壽命的在不同倉(cāng)中寄存的光子數(shù)量的直方圖?？梢栽谛枰东@光子的任何合適的時(shí)間段執(zhí)行方法700。例如，在熒光壽命測(cè)量的背景下，用于執(zhí)行方法700的合適的周期可以是10毫秒。在一些實(shí)施例中，可以在mhz范圍的頻率下重復(fù)進(jìn)行步驟702至708。在一些實(shí)施例中，時(shí)間倉(cāng)可以具有在皮秒或納秒量級(jí)的分辨率。響應(yīng)于不同觸發(fā)事件的檢測(cè)的時(shí)間復(fù)用在一些實(shí)施例中，可以使用多個(gè)不同類型的觸發(fā)事件執(zhí)行測(cè)量。觸發(fā)事件可以進(jìn)行時(shí)間復(fù)用，以使得像素響應(yīng)于在不同時(shí)間段中的不同類型的觸發(fā)事件來(lái)接收光。例如，在亮度壽命測(cè)量的背景下，觸發(fā)事件可以是具有不同波長(zhǎng)λ1和λ2的激發(fā)光脈沖(例如，激光脈沖)，其能夠激發(fā)不同的發(fā)光分子(例如，熒光團(tuán))。在一些實(shí)施例中，可以基于其對(duì)激發(fā)光的不同波長(zhǎng)λ1和λ2的響應(yīng)來(lái)對(duì)熒光團(tuán)進(jìn)行識(shí)別和/或彼此區(qū)分。在不同時(shí)間用具有波長(zhǎng)λ1和λ2的光激發(fā)脈沖激發(fā)樣品并分析由樣品作為響應(yīng)而發(fā)射的亮度能夠基于是否響應(yīng)于具有波長(zhǎng)λ1的激發(fā)光而在第一時(shí)間段中或是否響應(yīng)于具有波長(zhǎng)λ2的激發(fā)光而在第二時(shí)間段中檢測(cè)到發(fā)光來(lái)檢測(cè)和/或識(shí)別發(fā)光分子。除了這種時(shí)間復(fù)用之外或作為其的替代方案，可以基于測(cè)量其亮度壽命來(lái)識(shí)別和/或區(qū)分發(fā)光分子。在一些實(shí)施例中，可以基于檢測(cè)由附接到核酸的核苷酸的一個(gè)以上熒光團(tuán)發(fā)射的光來(lái)對(duì)核酸進(jìn)行測(cè)序。在一些實(shí)施例中，可以通過(guò)基于測(cè)量亮度壽命或基于這種技術(shù)的組合對(duì)具有不同波長(zhǎng)的激發(fā)光進(jìn)行時(shí)間復(fù)用來(lái)執(zhí)行這種測(cè)序。例如，在一些實(shí)施例中，四種不同的熒光團(tuán)可以連接到核酸的各個(gè)核苷酸(例如，a、c、g和t)。四個(gè)熒光團(tuán)可以基于激發(fā)波長(zhǎng)和亮度壽命的組合進(jìn)行彼此區(qū)分，如在下圖中所示。λ1λ2短壽命熒光團(tuán)1熒光團(tuán)3長(zhǎng)壽命熒光團(tuán)2熒光團(tuán)4在一些實(shí)施例中，集成光檢測(cè)器可以對(duì)響應(yīng)于具有不同波長(zhǎng)的光激發(fā)脈沖而由樣品產(chǎn)生的光子的檢測(cè)進(jìn)行時(shí)間復(fù)用。例如，在第一時(shí)間段，可以檢測(cè)響應(yīng)于具有波長(zhǎng)λ1的激發(fā)光而由樣品產(chǎn)生的光。接下來(lái)，在第二時(shí)間段，可以檢測(cè)響應(yīng)于具有波長(zhǎng)λ2的激發(fā)光而由樣品產(chǎn)生的光。為此，具有多個(gè)時(shí)間倉(cāng)的像素可以使用時(shí)間倉(cāng)的第一子集以在第一時(shí)間段檢測(cè)光子的到達(dá)且使用時(shí)間倉(cāng)的第二子集以在第二時(shí)間段檢測(cè)光子的到達(dá)。通過(guò)在第一時(shí)間段或第二時(shí)間段檢查光是否到達(dá)像素，能夠確定熒光團(tuán)是否響應(yīng)于具有波長(zhǎng)λ1的光或具有波長(zhǎng)λ2的光而發(fā)熒光。在一些實(shí)施例中，關(guān)于響應(yīng)于光激發(fā)脈沖的光子的到達(dá)時(shí)間的信息能夠用于確定和/或區(qū)分熒光壽命，且從而識(shí)別熒光團(tuán)。在一些實(shí)施例中，可以發(fā)射具有第一波長(zhǎng)的第一激發(fā)脈沖，隨后可以使用像素的時(shí)間倉(cāng)的第一子集以對(duì)在第一時(shí)間間隔內(nèi)入射光子的到達(dá)進(jìn)行時(shí)間分倉(cāng)。隨后，可以發(fā)射具有第二波長(zhǎng)的第二激發(fā)脈沖，隨后可以使用像素的時(shí)間倉(cāng)的第二子集以對(duì)在第二時(shí)間間隔內(nèi)入射光子的到達(dá)進(jìn)行時(shí)間分倉(cāng)。因此，如果在第一時(shí)間間隔和/或第二時(shí)間間隔內(nèi)接收到光子，則能夠獲得關(guān)于產(chǎn)生光子的熒光團(tuán)的壽命的信息。重復(fù)進(jìn)行對(duì)光激發(fā)脈沖進(jìn)行時(shí)間復(fù)用且一起測(cè)量關(guān)于熒光壽命的信息的過(guò)程能夠提供足夠的信息以使得能夠識(shí)別熒光團(tuán)。因此，可以識(shí)別熒光團(tuán)所附接到的核苷酸。隨著測(cè)序反應(yīng)的進(jìn)行，可以隨時(shí)間將額外的核苷酸結(jié)合至聚合酶中。執(zhí)行和重復(fù)進(jìn)行對(duì)光激發(fā)脈沖進(jìn)行時(shí)間復(fù)用且測(cè)量熒光壽命的過(guò)程能夠提供足夠的信息以使得能夠識(shí)別這樣的熒光團(tuán)。因此，能夠確定在核酸中的核苷酸序列。圖8d示出根據(jù)一些實(shí)施例的操作集成光檢測(cè)器的方法，其中響應(yīng)于多個(gè)不同的觸發(fā)事件在集成光檢測(cè)器接收光。圖8e顯示在執(zhí)行圖8d的方法時(shí)電荷載流子分離結(jié)構(gòu)的電極的電壓。在步驟802中，可以由觸發(fā)事件a來(lái)發(fā)起測(cè)量820。觸發(fā)事件a可以是用作對(duì)光子的到達(dá)進(jìn)行時(shí)間分倉(cāng)的時(shí)間參考的事件。例如，觸發(fā)事件可以是光脈沖或電脈沖，且可能是單個(gè)事件或重復(fù)的周期事件。在熒光壽命測(cè)量的背景下，觸發(fā)事件a可以是在第一波長(zhǎng)產(chǎn)生光激發(fā)脈沖以激發(fā)第一類型的熒光團(tuán)。產(chǎn)生光激發(fā)脈沖可以產(chǎn)生相當(dāng)多的光子，其中的一些可以到達(dá)像素100且可以在光子吸收/載流子產(chǎn)生區(qū)102中產(chǎn)生電荷載流子。由于不需要測(cè)量源于光激發(fā)脈沖的光生載流子，因此可能允許其沿著電勢(shì)向下流至漏極104，而不需要進(jìn)行捕獲，如上面所討論的。在載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)106內(nèi)升高一個(gè)以上的勢(shì)壘可以進(jìn)行定時(shí)，以使得由任何不想要的光信號(hào)導(dǎo)致的光生載流子流至漏極104。隨后，測(cè)量820可以在步驟804進(jìn)行，其中可以吸收需要進(jìn)行檢測(cè)的光子且可以在區(qū)域102中產(chǎn)生電荷載流子。在熒光壽命測(cè)量的背景下，可以在完成光激發(fā)脈沖之后開(kāi)始步驟804。在步驟806中，可以在相關(guān)于觸發(fā)事件802的選定時(shí)間在預(yù)定位置上捕獲移動(dòng)通過(guò)載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)106的電荷載流子。在一些實(shí)施例中，可以通過(guò)升高一個(gè)以上的勢(shì)壘來(lái)在載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)106的一個(gè)以上區(qū)域中捕獲電荷載流子以在取決于由光子吸收產(chǎn)生載流子的時(shí)間的位置上誘捕載流子，如上面所討論的。在一些實(shí)施例中，步驟806可以包括相繼升高勢(shì)壘501、503和503，從而捕獲與時(shí)間倉(cāng)的倉(cāng)0和/或倉(cāng)1相應(yīng)的電荷(如果有的話)。在步驟808中，可以將捕獲的電荷載流子(如果有的話)從捕獲其的位置轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的電荷存儲(chǔ)倉(cāng)，從而對(duì)電荷載流子進(jìn)行“時(shí)間分倉(cāng)”。例如，在步驟808中，可以使用在圖7a至7d中所示的技術(shù)將與時(shí)間倉(cāng)的倉(cāng)0和/或倉(cāng)1相應(yīng)的捕獲的任何電荷轉(zhuǎn)移到倉(cāng)的倉(cāng)0和/或倉(cāng)1。在步驟810中，可以由觸發(fā)事件b來(lái)發(fā)起第二測(cè)量821。觸發(fā)事件b可以是用作對(duì)光子的到達(dá)進(jìn)行時(shí)間分倉(cāng)的時(shí)間參考的事件。例如，觸發(fā)事件可以是光脈沖或電脈沖，且可能是單個(gè)事件或重復(fù)的周期事件。在熒光壽命測(cè)量的背景下，觸發(fā)事件b可以是在第二波長(zhǎng)產(chǎn)生光激發(fā)脈沖以激發(fā)第二類型的熒光團(tuán)。產(chǎn)生光激發(fā)脈沖可以產(chǎn)生相當(dāng)多的光子，其中的一些可以到達(dá)像素100且可以在光子吸收/載流子產(chǎn)生區(qū)102中產(chǎn)生電荷載流子。由于不需要測(cè)量源于光激發(fā)脈沖的光生載流子，因此可能允許其沿著電勢(shì)向下流至漏極104，而不需要進(jìn)行捕獲，如上面所討論的。在載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)106內(nèi)升高一個(gè)以上的勢(shì)壘可以進(jìn)行定時(shí)，以使得由任何不想要的光信號(hào)導(dǎo)致的光生載流子流至漏極104。隨后，第二測(cè)量821可以在步驟812進(jìn)行，其中可以吸收需要進(jìn)行檢測(cè)的光子且可以在區(qū)域102中產(chǎn)生電荷載流子。在熒光壽命測(cè)量的背景下，可以在完成第二光激發(fā)脈沖之后開(kāi)始步驟812。在步驟814中，可以在相關(guān)于觸發(fā)事件810的選定時(shí)間在預(yù)定位置上捕獲移動(dòng)通過(guò)載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)106的電荷載流子。在一些實(shí)施例中，可以通過(guò)升高一個(gè)以上的勢(shì)壘來(lái)在載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)106的一個(gè)以上區(qū)域中捕獲電荷載流子以在取決于由光子吸收產(chǎn)生載流子的時(shí)間的位置上誘捕載流子，如上面所討論的。在一些實(shí)施例中，步驟814可以包括相繼升高勢(shì)壘503、504和505，從而捕獲與時(shí)間倉(cāng)的倉(cāng)2和/或倉(cāng)3相應(yīng)的電荷(如果有的話)。在步驟816中，可以將捕獲的電荷載流子(如果有的話)從捕獲其的位置轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的電荷存儲(chǔ)倉(cāng)，從而對(duì)電荷載流子進(jìn)行“時(shí)間分倉(cāng)”。例如，在步驟816中，可以使用在圖7a至7d中所示的技術(shù)將與時(shí)間倉(cāng)的倉(cāng)2和/或倉(cāng)3相應(yīng)的捕獲的任何電荷轉(zhuǎn)移到倉(cāng)的倉(cāng)2和/或倉(cāng)3。盡管已描述了其中像素具有四個(gè)時(shí)間倉(cāng)以及分配兩個(gè)倉(cāng)以測(cè)量響應(yīng)于各個(gè)光激發(fā)脈沖中的每一個(gè)而產(chǎn)生的光的到達(dá)時(shí)間的實(shí)例，但本文所述的技術(shù)不限于這個(gè)方面。例如，像素可以具有更大或更小數(shù)量的倉(cāng)，其可以按任何合適的方式進(jìn)行分配以測(cè)量響應(yīng)于不同激發(fā)脈沖的光。此外，本文所述的技術(shù)不限于具有兩種不同波長(zhǎng)的光激發(fā)脈沖，這是因?yàn)榭梢允褂镁哂腥魏螖?shù)量的波長(zhǎng)的光激發(fā)脈沖并因此對(duì)其進(jìn)行復(fù)用。在步驟816之后，可以將測(cè)量820和821重復(fù)進(jìn)行n-1次以獲得關(guān)于在觸發(fā)事件之后光子趨向到達(dá)的時(shí)間段的統(tǒng)計(jì)信息。當(dāng)重復(fù)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，可以在相應(yīng)的電荷存儲(chǔ)倉(cāng)中聚集時(shí)間分倉(cāng)的電荷載流子。一旦已執(zhí)行所分配數(shù)量n的測(cè)量，方法800則可以前進(jìn)到讀出時(shí)間倉(cāng)的步驟710。讀出時(shí)間倉(cāng)可以包括將在電荷存儲(chǔ)倉(cāng)的每一個(gè)中聚集的電荷量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓，如將在下面討論的。實(shí)例讀出電路和序列如在圖2a和2b中所示，像素100可以包括讀出電路110，其允許讀出存儲(chǔ)在電荷載流子存儲(chǔ)區(qū)域108的電荷存儲(chǔ)倉(cāng)中的電荷。像素100可以是有源像素以使得讀出電路110包括讀出放大器或無(wú)源像素，其中讀出電路110不包括讀出放大器?？梢允褂萌魏魏线m類型的有源像素或無(wú)源像素讀出電路。如果讀出電路110包括讀出放大器，則可以使用任何合適類型的放大器。合適的放大器的實(shí)例包括基于共源極配置的放大器以及基于源極跟隨器配置的放大器。然而，本文所述的技術(shù)不限于任何特定的放大器配置。如果讀出電路110包括讀出放大器，讀出放大器則可以取出在電荷存儲(chǔ)倉(cāng)(例如，倉(cāng)0、倉(cāng)1、倉(cāng)2或倉(cāng)3)中累積的電荷以作為輸入并產(chǎn)生代表在電荷存儲(chǔ)倉(cāng)中的電荷的電壓以作為輸出。在圖4中示出了基于源極跟隨器配置的讀出電路110的一個(gè)實(shí)例。在圖4中示出的讀出電路110的實(shí)例為“4t”配置，其具有四個(gè)晶體管：rt、sf、rs和轉(zhuǎn)移柵tx0至tx3中的一個(gè)。由于在每個(gè)電荷存儲(chǔ)倉(cāng)中共享了三個(gè)晶體管rt、sf和rs，因此在圖4中所示的用于所有四個(gè)倉(cāng)的示例電路為“1.75t”配置，(4轉(zhuǎn)移柵+3晶體管)/4倉(cāng)。然而，本文所述的技術(shù)不限于使用具有1.75t配置的讀出電路110，這是因?yàn)榭梢允褂萌魏纹渌线m類型的讀出配置。此外，可以使用任何合適的讀出技術(shù)，包括噪聲降低技術(shù)。在一些實(shí)施例中，讀出電路110可以使用相關(guān)雙采樣讀出電荷載流子存儲(chǔ)倉(cāng)。相關(guān)雙采樣是一種技術(shù)，其中可以按包括未確定量的噪聲的復(fù)位電壓電平從節(jié)點(diǎn)獲取第一樣品，以及可以在包括相同的未確定噪聲的節(jié)點(diǎn)處從信號(hào)電平獲取第二樣品。可以通過(guò)從采樣的信號(hào)電平減去所采樣的復(fù)位電平來(lái)減掉噪聲。讀出電路110可以相繼或并行地進(jìn)行電荷存儲(chǔ)倉(cāng)的讀出。在圖9a中示出了使用相關(guān)雙采樣以圖4中所示的讀出電路110相繼讀出倉(cāng)的倉(cāng)0至倉(cāng)3的時(shí)序圖的實(shí)例。如在圖9a中所示，可以打開(kāi)最初復(fù)位的晶體管rt以將浮動(dòng)擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)fd設(shè)置為復(fù)位電壓ct。在對(duì)浮動(dòng)擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)的電壓進(jìn)行復(fù)位的時(shí)間段中，關(guān)閉轉(zhuǎn)移柵tx0至tx3以保持電荷載流子存儲(chǔ)在其各自的倉(cāng)中。在對(duì)浮動(dòng)擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)fd進(jìn)行復(fù)位之后，可以通過(guò)關(guān)閉晶體管rt和打開(kāi)晶體管rs來(lái)對(duì)復(fù)位電壓進(jìn)行采樣以產(chǎn)生輸出電壓cb?？梢园茨M格式(例如，在電容器上)或按數(shù)字格式(例如，通過(guò)a/d轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)來(lái)進(jìn)行)存儲(chǔ)由輸出電壓cb表示的復(fù)位電壓。隨后，可以打開(kāi)轉(zhuǎn)移柵tx0以允許電荷從倉(cāng)0流至浮動(dòng)擴(kuò)散fd?？梢酝ㄟ^(guò)打開(kāi)晶體管rs來(lái)對(duì)信號(hào)電壓進(jìn)行采樣以基于存儲(chǔ)在倉(cāng)0中的電荷來(lái)產(chǎn)生輸出電壓cb?？梢园茨M格式(例如，在電容器上)或按數(shù)字格式(例如，通過(guò)a/d轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)來(lái)進(jìn)行)存儲(chǔ)由輸出電壓cb表示的信號(hào)電壓。隨后，可以打開(kāi)晶體管rt以將浮動(dòng)擴(kuò)散fd設(shè)置為復(fù)位電壓ct。在對(duì)浮動(dòng)擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)fd的電壓進(jìn)行復(fù)位的時(shí)間段中，關(guān)閉轉(zhuǎn)移柵tx0至tx3以保持電荷載流子存儲(chǔ)在其各自的倉(cāng)中。在對(duì)浮動(dòng)擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)fd進(jìn)行復(fù)位之后，可以通過(guò)關(guān)閉晶體管rt和打開(kāi)晶體管rs來(lái)對(duì)復(fù)位電壓進(jìn)行采樣以產(chǎn)生輸出電壓cb。再一次地，可以按模擬格式(例如，在電容器上)或按數(shù)字格式(例如，通過(guò)a/d轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)來(lái)進(jìn)行)存儲(chǔ)由輸出電壓cb表示的復(fù)位電壓。隨后，可以打開(kāi)轉(zhuǎn)移柵tx1以允許電荷從倉(cāng)1流至浮動(dòng)擴(kuò)散?？梢酝ㄟ^(guò)打開(kāi)晶體管rs來(lái)對(duì)信號(hào)電壓進(jìn)行采樣以基于存儲(chǔ)在倉(cāng)1中的電荷來(lái)產(chǎn)生輸出電壓cb。再一次地，可以按模擬格式(例如，在電容器上)或按數(shù)字格式(例如，通過(guò)a/d轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)來(lái)進(jìn)行)存儲(chǔ)由輸出電壓cb表示的信號(hào)電壓。隨后，可以通過(guò)執(zhí)行復(fù)位、對(duì)復(fù)位電壓進(jìn)行采樣、將電荷從倉(cāng)轉(zhuǎn)移到浮動(dòng)擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)fd并對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣來(lái)為倉(cāng)2和倉(cāng)3執(zhí)行相同的過(guò)程。因此，在圖9a中所示的讀出序列中，可以為四個(gè)倉(cāng)獲取表示復(fù)位值和信號(hào)值的8個(gè)樣品。可以從存儲(chǔ)的信號(hào)值減去用于每個(gè)倉(cāng)的所存儲(chǔ)的復(fù)位值以獲得指示在每個(gè)倉(cāng)中存儲(chǔ)的電荷的結(jié)果，因此完成相關(guān)雙采樣過(guò)程?？蛇x地，如上面所討論的，可以將用于倉(cāng)的采樣復(fù)位電壓電平存儲(chǔ)在第一電容器上，且可以將用于倉(cāng)的采樣信號(hào)存儲(chǔ)在第二電容器上?？蛇x地，在將復(fù)位電平和信號(hào)電平采樣到電容器上之前，可以通過(guò)將電容器設(shè)置為相同的電壓來(lái)對(duì)電容器進(jìn)行清零。圖9b示出根據(jù)一些實(shí)施例的用于執(zhí)行相關(guān)雙采樣的讀出序列，其不需要為每個(gè)信號(hào)值測(cè)量復(fù)位值。在圖9b的實(shí)例中，為像素的所有倉(cāng)測(cè)量信號(hào)復(fù)位值。為了獲得用于第一倉(cāng)的信號(hào)，可以從測(cè)量的信號(hào)值減去復(fù)位值，如上面所討論的。代替在這個(gè)點(diǎn)上對(duì)浮動(dòng)擴(kuò)散進(jìn)行復(fù)位，可以將電荷從第二倉(cāng)轉(zhuǎn)移到浮動(dòng)擴(kuò)散，從而聚集用于第一和第二倉(cāng)的電荷。能夠通過(guò)從用于第一和第二倉(cāng)的聚集信號(hào)減去用于第一倉(cāng)的信號(hào)來(lái)獲得用于第二倉(cāng)的信號(hào)。由于用于第一倉(cāng)的信號(hào)和用于第一和第二倉(cāng)的聚集信號(hào)包括相同的復(fù)位噪聲，因此其結(jié)果是減掉復(fù)位噪聲?？梢詾槭Ｓ嗟膫}(cāng)繼續(xù)進(jìn)行該過(guò)程，其中從用于下一個(gè)倉(cāng)的聚集信號(hào)減去用于前一個(gè)倉(cāng)的聚集信號(hào)。按這種方式聚集用于倉(cāng)的存儲(chǔ)電荷能夠允許讀出比如果個(gè)別讀出每個(gè)倉(cāng)的情況中的更大的信號(hào)且能夠減少噪聲，這是因?yàn)椴蓸拥男盘?hào)將比如果個(gè)別讀出每個(gè)倉(cāng)的情況中的位于噪聲基底以上的更高處。在具有四個(gè)時(shí)間倉(cāng)的實(shí)例中，可以獲取五個(gè)樣品-一個(gè)復(fù)位值以及四個(gè)表示存儲(chǔ)在電荷存儲(chǔ)倉(cāng)中的累積電荷的樣品。下面將參考圖9b更詳細(xì)地描述該過(guò)程。如在圖9b中所示，可以打開(kāi)最初復(fù)位的晶體管rt以將浮動(dòng)擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)fd設(shè)置為復(fù)位電壓ct。在對(duì)浮動(dòng)擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)的電壓進(jìn)行復(fù)位的時(shí)間段中，關(guān)閉轉(zhuǎn)移柵tx0至tx3以保持電荷載流子存儲(chǔ)在其各自的倉(cāng)中。在對(duì)浮動(dòng)擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)fd進(jìn)行復(fù)位之后，可以通過(guò)關(guān)閉晶體管rt和打開(kāi)晶體管rs來(lái)對(duì)復(fù)位電壓進(jìn)行采樣以產(chǎn)生輸出電壓cb。可以按模擬格式(例如，在電容器上)或按數(shù)字格式(例如，通過(guò)a/d轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)來(lái)進(jìn)行)存儲(chǔ)由輸出電壓cb表示的復(fù)位電壓。隨后，可以打開(kāi)轉(zhuǎn)移柵tx0以允許電荷從倉(cāng)0流至浮動(dòng)擴(kuò)散?？梢酝ㄟ^(guò)打開(kāi)晶體管rs來(lái)對(duì)用于倉(cāng)0的信號(hào)電壓進(jìn)行采樣以基于存儲(chǔ)在倉(cāng)0中的電荷來(lái)產(chǎn)生輸出電壓cb。隨后，可以打開(kāi)轉(zhuǎn)移柵tx1以允許電荷從倉(cāng)1流至浮動(dòng)擴(kuò)散?？梢酝ㄟ^(guò)打開(kāi)晶體管rs來(lái)對(duì)用于倉(cāng)1+倉(cāng)0的信號(hào)電壓進(jìn)行采樣以基于存儲(chǔ)在倉(cāng)1中的電荷+存儲(chǔ)在倉(cāng)0上的電荷來(lái)產(chǎn)生輸出電壓cb?？梢詮挠糜趥}(cāng)0+倉(cāng)1的輸出信號(hào)值減去用于倉(cāng)0的輸出信號(hào)值以產(chǎn)生指示存儲(chǔ)在倉(cāng)1上的電荷的信號(hào)。隨后，可以通過(guò)從用于倉(cāng)n+1的測(cè)量信號(hào)電平減去用于倉(cāng)n的測(cè)量信號(hào)電平來(lái)為倉(cāng)2和倉(cāng)3執(zhí)行類似的過(guò)程。因此，使用這個(gè)技術(shù)可以減少可能要獲取的樣品數(shù)量。以下公式示出如何僅使用單個(gè)測(cè)量的復(fù)位值來(lái)為每個(gè)倉(cāng)計(jì)算“校正的”(使用相關(guān)雙采樣的)信號(hào)。校正的信號(hào)倉(cāng)0＝測(cè)量的信號(hào)倉(cāng)0-復(fù)位電平校正的信號(hào)倉(cāng)1＝用于(倉(cāng)0+倉(cāng)1)的測(cè)量信號(hào)-測(cè)量的信號(hào)倉(cāng)0校正的信號(hào)倉(cāng)2＝用于(倉(cāng)0+倉(cāng)1+倉(cāng)2)的測(cè)量信號(hào)-用于(倉(cāng)0+倉(cāng)1)的測(cè)量信號(hào)校正的信號(hào)倉(cāng)3＝用于(倉(cāng)0+倉(cāng)1+倉(cāng)2+倉(cāng)3)的測(cè)量信號(hào)-用于(倉(cāng)0+倉(cāng)1+倉(cāng)2)的測(cè)量信號(hào)在一些實(shí)施例中，可以執(zhí)行對(duì)源于像素的讀出的過(guò)采樣。過(guò)采樣涉及多次從像素讀取相同的信號(hào)。每次從像素讀取信號(hào)，由于噪聲在信號(hào)中可能會(huì)有輕微的變化。對(duì)信號(hào)的讀出進(jìn)行過(guò)采樣以及對(duì)樣品進(jìn)行平均能夠在測(cè)量中減少噪聲(例如，白噪聲)。在一些實(shí)施例中，可以獲取多相樣品(例如，4至8個(gè)樣品)以從像素讀出單個(gè)標(biāo)稱信號(hào)值(例如，單個(gè)復(fù)位電平或信號(hào)電平)。在一些實(shí)施例中，信號(hào)的樣品中的每一個(gè)可以通過(guò)讀出信號(hào)的變化而讀出并轉(zhuǎn)換成數(shù)字值(例如，數(shù)字詞)。隨后可以計(jì)算樣品的平均值，且該平均值用作源于像素的測(cè)量信號(hào)。例如，如果使用8x的過(guò)采樣，可以為每個(gè)復(fù)位和信號(hào)值獲取8個(gè)樣品，從而在測(cè)量4個(gè)時(shí)間倉(cāng)和4個(gè)復(fù)位電平的情況下總共有64個(gè)樣品，或在測(cè)量1個(gè)復(fù)位電平和4個(gè)聚集的信號(hào)電平的情況下為40個(gè)樣品。像素陣列讀出電路并行讀出、相繼讀出以及具有并行和相繼讀出的組合的讀出如上面所討論的，像素陣列可以包括按行和列布置的多個(gè)像素。在一些實(shí)施例中，可以逐行執(zhí)行讀出。在一些實(shí)施例中，可以選擇像素陣列中的一行，且可以為選定的像素行執(zhí)行讀出過(guò)程。用于一列像素的讀出電路可以共用于該列中的像素，以使得在選擇不同的行時(shí)，可以由讀出電路為該列中的各個(gè)像素執(zhí)行讀出?？梢圆⑿?稱為“列并行”)、相繼或以并行和相繼的組合(稱為“半列并行”)來(lái)執(zhí)行用于選定的行的讀出。為了以列并行執(zhí)行對(duì)選定行的像素的讀出，可以為每一列設(shè)有各個(gè)讀出電路，以使得能夠同時(shí)讀出在選定行中每一列的像素，如在圖10a中所示。圖10a顯示像素陣列，其具有多列c1至cn以及多行，其中作為示例示出選擇的行ri。在圖10a的實(shí)施例中，每一列像素具有相關(guān)聯(lián)的讀出電路905。由于每一列像素具有相關(guān)聯(lián)的讀出電路905，因此能夠同時(shí)讀出源于在行ri中的每個(gè)像素的信號(hào)。為了順次執(zhí)行對(duì)選定行的像素的讀出，不需要為每個(gè)列設(shè)有各個(gè)讀出電路。例如，在一些實(shí)施例中，可以設(shè)有公共讀出電路，且可以相繼讀出選定行的每個(gè)像素。圖10b示出一個(gè)實(shí)施例，其中可以為多列設(shè)有公共讀出電路905。公共讀出電路可以在合適的控制電路的控制下由切換網(wǎng)絡(luò)選擇性地連接到列。例如，在一些實(shí)施例中，切換網(wǎng)絡(luò)906可以將像素的各列相繼連接到讀出電路905。為了按半列并行執(zhí)行像素的讀出，可以設(shè)有比列數(shù)更少的多個(gè)讀出電路905，如在圖10c中所示。在這種半列并行的架構(gòu)中，可以由列的子集共享每個(gè)讀出電路905。每個(gè)讀出電路905可以相繼讀出在陣列中的列的子集。如在圖10c中所示，讀出電路905a可以由切換網(wǎng)絡(luò)906a選擇性地連接到其各自的列。讀出電路905b可以由切換網(wǎng)絡(luò)906b選擇性地連接到其各自的列。在一些實(shí)施例中，讀出電路905可以包括用于放大源于像素的信號(hào)的一個(gè)以上放大器以及用于將放大的信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字值的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。下面描述了根據(jù)各種實(shí)施例的讀出電路905的配置的實(shí)例。采樣和保持電路在一些實(shí)施例中，用于列的讀出電路可以包括一個(gè)以上的采樣和保持電路。圖10d示出電路圖，其顯示列讀出電路905c，其包括采樣和保持電路907、放大器電路901和模數(shù)(a/d)轉(zhuǎn)換器902。采樣和保持電路907可以將輸出電壓從像素(例如，在節(jié)點(diǎn)cb處)采樣到電容元件(例如，電容器)上，且隨后在由放大器讀出電壓的同時(shí)保持在電容器上的電壓。如上面所討論的，源于像素的輸出電壓可以表示在一個(gè)以上時(shí)間間隔內(nèi)捕獲的電荷載流子的數(shù)量。采樣和保持電路可以在多個(gè)階段，稱為“采樣”階段和“保持”階段中進(jìn)行操作。在“采樣”階段中，可以將源于像素的電壓值采樣到電容元件上。因此，要讀出的電壓被存儲(chǔ)在電容元件上。在“采樣”階段之后，在“保持”階段中讀取電容器的電壓。在“保持”階段期間，電容器的電壓可以從電容元件讀出且由一個(gè)以上放大器進(jìn)行處理且隨后由模數(shù)(a/d)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式。如在圖10d中所示，在采樣階段(φ1)期間，打開(kāi)開(kāi)關(guān)s1(在其導(dǎo)電狀態(tài)中進(jìn)行設(shè)置)并關(guān)閉開(kāi)關(guān)s2(在其非導(dǎo)電狀態(tài)中進(jìn)行設(shè)置)，從而將電壓從像素的讀出端子采樣到電容元件，例如電容器c1上。保持階段(φ2)跟隨著采樣階段。在保持階段期間，關(guān)閉開(kāi)關(guān)s1并打開(kāi)開(kāi)關(guān)s2，從而將電容器c1連接到放大器電路901。通過(guò)關(guān)閉開(kāi)關(guān)s1，在讀取電壓的同時(shí)可以基本上保持電容器的電壓恒定，這是因?yàn)榉糯笃麟娐?01可以具有高輸入阻抗。可以將源于放大器電路901的放大信號(hào)提供到a/d轉(zhuǎn)換器902以將放大的電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字值。在一些實(shí)施例中，能夠通過(guò)減少所使用的電路(例如，放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器)的數(shù)量或使其最小化來(lái)減少功耗和/或成本。在一些實(shí)施例中，為了減少在讀出鏈中的電路數(shù)量或使其最小化，可以由像素陣列中的超過(guò)一列來(lái)共享讀出鏈的一個(gè)以上電路。復(fù)用讀出電路組件在一些實(shí)施例中，讀出電路的一個(gè)以上組件可以由像素陣列的兩個(gè)以上的列共享。例如，如在圖10e中所示，放大器電路901、a/d轉(zhuǎn)換器902或這兩者的所有或一部分可以由像素陣列的兩個(gè)以上的列共享。圖10e顯示讀出電路905d一個(gè)實(shí)施例，其中放大器電路901和a/d轉(zhuǎn)換器902是由像素陣列的兩列共享的。在圖10e所示的實(shí)施例中，將各個(gè)列線連接到各自的像素節(jié)點(diǎn)cb1和cb2。每個(gè)列線連接到各個(gè)采樣和保持電路907a、907b。放大器電路901和a/d轉(zhuǎn)換器902可以由兩列共享。至放大器電路901的輸入可以在采樣和保持電路907a和907b之間進(jìn)行復(fù)用，以使得其輸出在不同的時(shí)間(例如，相繼)連接到放大器電路901。通過(guò)使用共享的讀出電路組件，諸如放大器電路901和/或a/d轉(zhuǎn)換器902，能夠減少在讀出電路中的組件數(shù)量，這能夠減少讀出電路的成本和/或功耗。在一些實(shí)施例中，可以交替用于共享放大器電路901的列的采樣和保持階段，以使得當(dāng)一列處于采樣階段中且未連接到放大器電路901時(shí)，另一列處于保持階段中且其采樣和保持電路連接到放大器電路901以放大其之前采樣的電壓。在圖10f的實(shí)施例中，在兩列之間交替采樣和讀取階段，其上列在階段1期間處于采樣階段中且在階段2期間處于保持階段中，且下列在階段2期間處于采樣階段中并在階段1期間處于保持階段中。在階段1(φ1)期間，通過(guò)打開(kāi)開(kāi)關(guān)s1將源于節(jié)點(diǎn)cb1的信號(hào)采樣到電容器c1上，且關(guān)閉開(kāi)關(guān)s2，關(guān)閉開(kāi)關(guān)s3且經(jīng)打開(kāi)的開(kāi)關(guān)s4將電容器c2連接到放大器901。在階段2(φ2)期間，通過(guò)打開(kāi)開(kāi)關(guān)s3將源于節(jié)點(diǎn)cb2的信號(hào)采樣到電容器c2上，關(guān)閉開(kāi)關(guān)s4，關(guān)閉開(kāi)關(guān)s1且經(jīng)打開(kāi)的開(kāi)關(guān)s2將電容器c1連接到放大器901。由超過(guò)一個(gè)列共享放大器電路901可以減少放大器電路901的停機(jī)時(shí)間，這是因?yàn)槠洳恍枰谟糜诹械牟蓸与A段期間設(shè)置成空轉(zhuǎn)的。在一些實(shí)施例中，像素中超過(guò)兩列可以共享讀出電路901和/或a/d轉(zhuǎn)換器902。圖10f示出一個(gè)實(shí)施例，其中像素陣列的n列共享讀出電路901和/或a/d轉(zhuǎn)換器902。電容器c1-cn可以相繼連接到讀出電路901以讀出其電壓值。電容器c1-cn可以按任何合適的順序連接到讀出電路901。用于每列的各個(gè)樣品和保持電路的采樣階段可以進(jìn)行定時(shí)以在其中未由放大器電路901讀出采樣和保持電路的周期期間發(fā)生。在一些實(shí)施例中且如上面所討論的，采樣階段可以進(jìn)行定時(shí)以在其中放大器電路901讀出不同的行的時(shí)間間隔期間發(fā)生，以限制放大器電路901空轉(zhuǎn)的時(shí)間量。例如，如上面所討論的，在階段1期間可以在電容器c1上采樣源于節(jié)點(diǎn)cb1的電壓。在階段2期間，可以由放大器電路901讀出電容器c1的電壓，且可以在電容器c2上采樣源于節(jié)點(diǎn)cb2的電壓。在階段3期間，可以由放大器電路901讀出電容器c2的電壓，且可以在第三電容器c3上采樣源于第三節(jié)點(diǎn)cb3的電壓，等等。隨后，該過(guò)程可以再次開(kāi)始，以使階段1在由放大器電路901讀出最后一列(行n)時(shí)或由放大器電路901讀出最后一列之后的期間內(nèi)開(kāi)始。任何合適數(shù)量的列可以共享放大器電路901，諸如2、4、8、16、32、64、128等或任何其他合適的數(shù)量(其不必是2的冪)。圖10g示出包括放大器電路901的讀出電路的圖。在圖10g的實(shí)施例中，放大器電路901包括多個(gè)放大器910和911。使用多個(gè)級(jí)聯(lián)放大器910和911能夠減少功耗，這是因?yàn)榕c使用單個(gè)放大器以實(shí)現(xiàn)相同增益相比，當(dāng)使用多個(gè)放大器910和911時(shí)可以用更少的功耗來(lái)實(shí)現(xiàn)所需的信號(hào)增益。圖10h示出讀出電路的圖，讀出電路包括具有用于各列的第一級(jí)放大器910a和910b和由兩列共享的第二級(jí)放大器911的放大器電路901。復(fù)用器912在不同的時(shí)間將第一級(jí)放大器910a和910b連接到第二級(jí)放大器911。在一些實(shí)施例中，放大器910a、910b和911可以是差分放大器。圖10i示出讀出電路的圖，讀出電路包括第一級(jí)放大器910a和910b、第二級(jí)放大器911和第三級(jí)放大器912。如上面所討論的，相關(guān)于使用較少的放大器級(jí)來(lái)實(shí)現(xiàn)所需的增益值，使用額外的放大器級(jí)來(lái)實(shí)現(xiàn)所需的增益值可以減少功耗。在一些實(shí)施例中，放大器910a、910b、911和912可以是差分放大器。在一些實(shí)施例中，可以按多級(jí)在信號(hào)鏈中應(yīng)用增益。在一些實(shí)施例中，第一級(jí)放大器(例如，910a、910b)可以具有2以上的增益，第二級(jí)放大器(例如，911)可以具有1-8以上的增益，且第三級(jí)放大器(例如，912)可以具有1-2以上的增益，以使得三級(jí)的總增益為2-32以上。在一些實(shí)施例中，放大器可以具有數(shù)字可編程增益。一個(gè)以上級(jí)的增益可以根據(jù)所接收的光的特征來(lái)進(jìn)行改變。例如，如果使用在像素中產(chǎn)生不同響應(yīng)的光激發(fā)脈沖(例如，激光脈沖)的超過(guò)一個(gè)的波長(zhǎng)，可以根據(jù)當(dāng)前所檢測(cè)的光的波長(zhǎng)來(lái)改變?cè)谧x出鏈中的一個(gè)以上放大器的增益。如果一個(gè)波長(zhǎng)導(dǎo)致產(chǎn)生更少數(shù)量的電荷載流子，則可以增加該增益以適應(yīng)減小的信號(hào)電平。如果另一個(gè)波長(zhǎng)導(dǎo)致產(chǎn)生更多數(shù)量的電荷載流子，則可以降低該增益。在一些實(shí)施例中，用于不同波長(zhǎng)的讀出鏈的增益可以彼此進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化以響應(yīng)于不同波長(zhǎng)產(chǎn)生相同的輸出電平。讀出電路的設(shè)計(jì)考慮由于在一些實(shí)施例中，為每個(gè)時(shí)間倉(cāng)捕獲的電荷載流子的數(shù)量可能相對(duì)較小，例如，在數(shù)百個(gè)電荷載流子的量級(jí)上，因此要從每個(gè)像素檢測(cè)的信號(hào)可能相對(duì)較小。因此，在一些實(shí)施例中，從像素運(yùn)行至(且包括)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信號(hào)鏈可以包括低噪聲讀出電路。下面將討論用于在讀出鏈中限制噪聲的技術(shù)和電路。在一些實(shí)施例中，對(duì)信號(hào)的差分處理可以減少在讀出鏈中的噪聲或使其最小化。對(duì)信號(hào)的差分處理能夠去除可能注入讀出鏈中的共模噪聲。讀出電路可以包括一個(gè)以上差分組件，諸如差分采樣和保持電路、差分放大器和/或差分a/d轉(zhuǎn)換器。在一些實(shí)施例中，可以在讀出鏈中盡可能早地使用差分信號(hào)處理(例如，盡可能接近像素輸出)以避免將共模噪聲注入讀出鏈中。在一些實(shí)施例中，可以由差分電路組件執(zhí)行從像素輸出到數(shù)字詞的整個(gè)讀出鏈。然而，本文所述的技術(shù)不限于這個(gè)方面，這是因?yàn)樵谝恍?shí)施例中，可以使用一個(gè)以上單端讀出電路組件。圖10j示出由兩列共享的讀出電路，其包括差分采樣和保持電路908和差分放大器909。差分采樣和保持電路908包括用于像素陣列的第一列的電容器cin1以及用于像素陣列的第二列的電容器cin2。差分放大器909包括用于像素陣列的第一列的電容器cf1以及用于像素陣列的第二列的電容器cf2。圖10k示出當(dāng)?shù)谝涣性诓蓸与A段中且第二列在保持階段中的差分采樣和保持電路908和差分放大器909的圖，其中電容器cin2連接到差分放大器909的輸入。圖10l示出當(dāng)?shù)诙性诓蓸与A段中且第一列在保持階段中的差分采樣和保持電路908和差分放大器909的圖，其中電容器cin1連接到差分放大器909的輸入。圖10m示出由超過(guò)兩列共享的讀出電路，其包括差分采樣和保持電路908和差分放大器909。圖10m類似于圖10f，這是因?yàn)椴罘址糯笃?01是由超過(guò)兩列共享的，其中使用了差分采樣和保持電路908和差分放大器909。暗電流采樣如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所理解的，“暗電流”為當(dāng)光檢測(cè)器未檢測(cè)到光時(shí)在光檢測(cè)器中產(chǎn)生的電流。將光檢測(cè)器設(shè)計(jì)成對(duì)暗電流的影響進(jìn)行校正能夠提高光檢測(cè)器的質(zhì)量。在本文所述的集成裝置的一些實(shí)施例中，可以使用電荷存儲(chǔ)倉(cāng)中的一個(gè)以上以對(duì)暗電流進(jìn)行采樣。例如，電荷存儲(chǔ)倉(cāng)可以通過(guò)聚集在光檢測(cè)器未接收到光或接收到非常低電平的光的時(shí)間段期間到達(dá)的載流子來(lái)對(duì)暗電流進(jìn)行采樣。在一些實(shí)施例，諸如與熒光壽命測(cè)量相關(guān)的那些中，如果定時(shí)使得一旦光發(fā)射的概率下降到可忽略的值則會(huì)發(fā)生定時(shí)，則可以使用最后一個(gè)倉(cāng)(例如，倉(cāng)3)來(lái)對(duì)暗電流進(jìn)行采樣。對(duì)暗電流進(jìn)行采樣可以允許從在其他倉(cāng)中的樣品減去暗電流，從而對(duì)暗電流的影響進(jìn)行校正。時(shí)間倉(cāng)的數(shù)量和定時(shí)可以使用任何合適數(shù)量的時(shí)間倉(cāng)。在圖3a和3b中，已示出了具有四個(gè)時(shí)間倉(cāng)的像素的實(shí)例。圖8c示出使用了八個(gè)倉(cāng)的圖。然而，可以基于所需的時(shí)間分辨率和其他因素產(chǎn)生具有任何合適數(shù)量的時(shí)間倉(cāng)的像素。增加倉(cāng)的數(shù)量可以增加由每個(gè)像素占用的面積且可以通過(guò)減少像素的總數(shù)量或通過(guò)使用具有更小的特性尺寸的制造過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)。使用少量的倉(cāng)可以允許增加能夠在芯片上安裝的像素?cái)?shù)量。在一些實(shí)施例中，可以使用單個(gè)倉(cāng)來(lái)確定在特定時(shí)間段內(nèi)到達(dá)的光子數(shù)量。可以至少部分地通過(guò)增加或減少在從載流子行進(jìn)/捕獲區(qū)域106延伸的芯片上制造的電荷載流子限制區(qū)域的延伸部的數(shù)量來(lái)增加或減少倉(cāng)的數(shù)量。因此，可以基于需要包括在像素中的倉(cāng)的數(shù)量來(lái)增加或減少電極b0至bm-1、轉(zhuǎn)移電極等的數(shù)量?？梢园慈魏魏线m的方式選擇時(shí)間倉(cāng)的定時(shí)。在一些實(shí)施例中，可以通過(guò)設(shè)置用于時(shí)間倉(cāng)的開(kāi)始和結(jié)束時(shí)間來(lái)選擇定時(shí)，如在圖6k中所示。例如，可以通過(guò)選擇t1和t2發(fā)生的時(shí)間來(lái)設(shè)置用于倉(cāng)0的定時(shí)，且可以類似地設(shè)置剩余倉(cāng)的定時(shí)。在一些實(shí)施例中，用于時(shí)間倉(cāng)的定時(shí)可以是固定的，以使得定時(shí)在每個(gè)測(cè)量周期中是相同的?？梢曰谌侄〞r(shí)信號(hào)來(lái)設(shè)置定時(shí)。例如，定時(shí)信號(hào)可以建立測(cè)量周期的起點(diǎn)，且可以控制時(shí)間倉(cāng)以基于已從定時(shí)信號(hào)流逝的預(yù)定時(shí)間量來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)始和結(jié)束。在熒光壽命測(cè)量的背景下，可以基于預(yù)期要檢測(cè)的熒光壽命的可能范圍而相關(guān)于激發(fā)脈沖的定時(shí)來(lái)設(shè)置用于時(shí)間倉(cāng)的定時(shí)。在飛行時(shí)間成像的背景下，可以基于用于要成像的場(chǎng)景的預(yù)期距離范圍來(lái)設(shè)置時(shí)間倉(cāng)的定時(shí)。然而，在一些實(shí)施例中，時(shí)間倉(cāng)的定時(shí)可以是可變的或可編程的。在一些實(shí)施例中，可以基于發(fā)起用于測(cè)量720的測(cè)量周期的觸發(fā)事件702的定時(shí)來(lái)設(shè)置用于時(shí)間倉(cāng)的定時(shí)。在熒光壽命測(cè)量的背景下，可以響應(yīng)于檢測(cè)激發(fā)熒光團(tuán)的激發(fā)脈沖的定時(shí)來(lái)設(shè)置用于時(shí)間倉(cāng)的定時(shí)。例如，當(dāng)光激發(fā)脈沖到達(dá)像素100時(shí)，載流子的浪涌可以從光子吸收/載流子產(chǎn)生區(qū)域102行進(jìn)到漏極104。響應(yīng)于激發(fā)脈沖而在漏極104累積光生載流子可以導(dǎo)致漏極104的電壓變化。因此，在一些實(shí)施例中，可以通過(guò)檢測(cè)漏極104的電壓來(lái)檢測(cè)激發(fā)脈沖。例如，比較器可以將漏極104的電壓與閾值進(jìn)行比較且可以在漏極104的電壓超過(guò)閾值時(shí)產(chǎn)生脈沖。脈沖的定時(shí)可以指示觸發(fā)事件702的定時(shí)且可以基于該定時(shí)來(lái)設(shè)置時(shí)間倉(cāng)(例如，t1、t2等)的定時(shí)。然而，本文所述的技術(shù)不限于這個(gè)方面，這是因?yàn)榭梢允褂萌魏魏线m的技術(shù)來(lái)檢測(cè)測(cè)量720的開(kāi)始。在一些實(shí)施例中，集成裝置可以是可編程的以使得能夠改變時(shí)間倉(cāng)的定時(shí)。在一些實(shí)施例中，時(shí)間倉(cāng)的定時(shí)可以為要執(zhí)行的特定集合的測(cè)量來(lái)進(jìn)行編程。例如，如果將集成裝置用于使用具有在第一范圍內(nèi)的壽命的第一集合的標(biāo)記物的第一類型的檢測(cè)，則可以將時(shí)間倉(cāng)編程成合適的值以區(qū)分在該范圍內(nèi)的標(biāo)記物的壽命。然而，如果將集成裝置用于使用具有不同壽命的不同標(biāo)記物的另一類型的檢測(cè)，則可以通過(guò)對(duì)時(shí)間倉(cāng)進(jìn)行編程以對(duì)應(yīng)于適于用于第二類型的檢測(cè)中的標(biāo)記物的不同時(shí)間間隔來(lái)改變時(shí)間倉(cāng)。在一些實(shí)施例中，可以基于一個(gè)集合的測(cè)量的結(jié)果在測(cè)量之間自適應(yīng)地控制時(shí)間倉(cāng)的定時(shí)。例如，如在圖11中所示，可以使用跨越相對(duì)較大的時(shí)間間隔的第一集合的時(shí)間倉(cāng)來(lái)執(zhí)行第一集合的測(cè)量(測(cè)量集合a)?？梢苑治鲇糜诿總€(gè)倉(cāng)的所到達(dá)的光子數(shù)量以確定是否應(yīng)改變?yōu)闀r(shí)間倉(cāng)選擇的定時(shí)以提高或優(yōu)化所獲得的時(shí)間信息。在一些實(shí)施例中，可以分析用于每個(gè)倉(cāng)的所到達(dá)的光子數(shù)量以確定感興趣的更窄的時(shí)間間隔。例如，在用時(shí)間倉(cāng)執(zhí)行一個(gè)集合的測(cè)量(如在圖11的測(cè)量集合a中所示)之后，可以確定相當(dāng)多的光子在對(duì)應(yīng)于倉(cāng)2的時(shí)間段中到達(dá)，且沒(méi)有光子在對(duì)應(yīng)于其他倉(cāng)的時(shí)間段中到達(dá)。隨后，可以為集中于與測(cè)量集合a的倉(cāng)2相對(duì)應(yīng)的更窄的時(shí)間段的第二集合的測(cè)量(測(cè)量集合b)選擇第二集合的時(shí)間倉(cāng)。如在圖11中所示，測(cè)量集合b具有在與測(cè)量集合a的倉(cāng)2相對(duì)應(yīng)的時(shí)間段內(nèi)的四個(gè)時(shí)間倉(cāng)。通過(guò)根據(jù)測(cè)量集合b用時(shí)間倉(cāng)來(lái)執(zhí)行測(cè)量，可以獲得關(guān)于光子到達(dá)定時(shí)的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。例如，如在圖11中所示，可以在選定的時(shí)間間隔內(nèi)獲得關(guān)于入射光子到達(dá)定時(shí)的更高的時(shí)間分辨率。這種自適應(yīng)時(shí)間倉(cāng)確定過(guò)程可以允許使用相對(duì)少量的倉(cāng)(例如，4個(gè)倉(cāng))來(lái)獲得一定水平的時(shí)間分辨率，而在其他情況下，則可能需要大量的倉(cāng)(例如，16個(gè)倉(cāng))。在一些實(shí)施例中，用于時(shí)間倉(cāng)的定時(shí)在陣列的所有像素中可以是相同的。在一些實(shí)施例中，定時(shí)在不同的像素中可以是不同的，以使得不同的像素在不同的時(shí)間倉(cāng)中捕獲載流子。例如，第一集合的像素可以在第一集合的時(shí)間倉(cāng)中捕獲載流子，且第二集合的像素可以在與第一集合的時(shí)間倉(cāng)至少部分不同的第二集合的時(shí)間倉(cāng)中捕獲載流子。例如，一行像素可以具有用于其時(shí)間倉(cāng)的時(shí)間定時(shí)，且另一行像素可以具有用于其時(shí)間倉(cāng)的不同定時(shí)。在一些實(shí)施例中，第一個(gè)行集合的像素(例如，四行)可以具有用于其時(shí)間倉(cāng)的相同定時(shí)，且另一個(gè)行集合的像素(例如，另外四行)可以具有用于其時(shí)間倉(cāng)的不同定時(shí)。像素可以進(jìn)行設(shè)置和/或個(gè)別地進(jìn)行編程和/或作為一組。具有子像素的像素波長(zhǎng)區(qū)分在一些實(shí)施例中，像素陣列中的像素可以包括多個(gè)子像素，其每一個(gè)均能夠執(zhí)行不同類型的測(cè)量。在像素中可以包括任何數(shù)量的子像素。圖12示出包括四個(gè)子像素100a的像素1100的實(shí)例。在一些實(shí)施例中，在像素1100中的每個(gè)子像素100a可以被配置成接收不同波長(zhǎng)的光。例如，可以在子像素100a上形成濾波器，其允許具有不同波長(zhǎng)的光子傳輸?shù)阶酉袼?00a。例如，可以將第一波長(zhǎng)傳輸?shù)降谝蛔酉袼?00a，可以將第二波長(zhǎng)傳輸?shù)降诙酉袼?00a，可以將第三波長(zhǎng)傳輸?shù)降谌酉袼?00a，且將第四波長(zhǎng)傳輸?shù)降谒淖酉袼?00a。具有被配置成接收不同波長(zhǎng)的光的子像素的像素1100可以允許對(duì)入射光進(jìn)行時(shí)間和光譜區(qū)分。在熒光壽命測(cè)量的背景下，提供進(jìn)行時(shí)間和光譜區(qū)分的能力可以允許區(qū)分具有不同壽命或不同光譜特征的標(biāo)記物或同時(shí)具有不同壽命和不同光譜特征的標(biāo)記物。時(shí)間區(qū)分在一些實(shí)施例中，可以控制不同的子像素100a以對(duì)用于不同時(shí)間間隔的時(shí)間倉(cāng)進(jìn)行采樣。例如，第一子像素100a可以被配置成對(duì)第一集合的時(shí)間倉(cāng)進(jìn)行采樣，且第二子像素可以被配置成對(duì)第二集合的時(shí)間倉(cāng)進(jìn)行采樣。在不同子像素100a中的類似結(jié)構(gòu)可以通過(guò)控制電荷載流子分離結(jié)構(gòu)的定時(shí)以使其在不同的子像素中為不同的方式來(lái)對(duì)用于不同時(shí)間間隔的時(shí)間倉(cāng)進(jìn)行采樣。像素陣列/芯片架構(gòu)圖13示出根據(jù)一些實(shí)施例的芯片架構(gòu)的圖。如在圖13中所示，集成電路或芯片1300可以包括像素陣列1302，其包括多個(gè)像素100；控制電路1304，其包括定時(shí)電路1306；電壓/電流偏置產(chǎn)生電路1305；以及接口1308。舉例來(lái)說(shuō)，像素陣列1302包括以任何合適的圖案，諸如矩形圖案安排一個(gè)陣列的像素101。像素陣列1302可以具有任何合適數(shù)量的像素。在一些實(shí)施例中，像素陣列具有64×64陣列的4096個(gè)像素101，其每一個(gè)均包括四個(gè)子像素101a。然而，本文所述的技術(shù)不限于包括在像素陣列1302中的像素和子像素的數(shù)量或布置。像素陣列可以具有用于讀出像素陣列1302的行或列的行和/或列導(dǎo)體?？梢圆⑿小⑾嗬^或按其組合來(lái)讀出像素。例如，在一些實(shí)施例中，可以并行地讀出一行像素，且可以相繼讀出像素陣列的每一行。然而，本文所述的技術(shù)不限于這個(gè)方面，這是因?yàn)榭梢园慈魏魏线m的方式讀出像素。由控制電路1304控制像素陣列1302?？刂齐娐?304可以是用于控制在芯片1300上的操作，包括像素陣列1302的操作的任何合適類型的控制電路。在一些實(shí)施例中，控制電路1304可以包括微處理器，其被編程為控制像素陣列1302的操作和在芯片1300上的任何其他操作?？刂齐娐房梢园ㄓ?jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(例如，存儲(chǔ)器)，其存儲(chǔ)用于使得微處理器執(zhí)行這種操作的計(jì)算機(jī)可讀指令(例如，代碼)。例如，控制電路1304可以控制所產(chǎn)生的電壓以施加到在每個(gè)像素中的電荷載流子分離結(jié)構(gòu)的電極?？刂齐娐?304可以改變一個(gè)以上電極的電壓，如上面所討論的，以捕獲載流子、轉(zhuǎn)移載流子并執(zhí)行像素和陣列的讀出?？刂齐娐房梢曰诖鎯?chǔ)的定時(shí)方案來(lái)設(shè)置電荷載流子分離結(jié)構(gòu)的操作的定時(shí)。存儲(chǔ)的定時(shí)方案可以是固體的、可編程的和/或自適應(yīng)的，如上面所討論的?？刂齐娐?304可以包括用于對(duì)像素的電荷載流子分離結(jié)構(gòu)的操作或芯片的其他操作進(jìn)行定時(shí)的定時(shí)電路1306。在一些實(shí)施例中，定時(shí)電路1306可以使得產(chǎn)生的信號(hào)能夠精確地控制在電荷載流子分離結(jié)構(gòu)中的電壓變化的定時(shí)以準(zhǔn)確地對(duì)電荷載流子進(jìn)行時(shí)間分倉(cāng)。在一些實(shí)施例中，定時(shí)電路1306可以包括用于精確地設(shè)置提供到電荷載流子分離結(jié)構(gòu)的信號(hào)的定時(shí)的外部參考時(shí)鐘和/或延遲鎖定環(huán)(dll)。在一些實(shí)施例中，可以使用兩個(gè)單端延遲線，每一個(gè)均具有一半數(shù)量的180度異相對(duì)齊的級(jí)。然而，可以使用用于控制在芯片上信號(hào)的定時(shí)的任何合適的技術(shù)。芯片1300可以包括用于從芯片1300發(fā)送信號(hào)，在芯片1300接收信號(hào)或進(jìn)行兩者的接口1308。接口1308可以使得能夠讀出由像素陣列1302所感測(cè)的信號(hào)?？梢允褂媚M接口和/或數(shù)字接口來(lái)執(zhí)行源于芯片1300的讀出。如果使用數(shù)字接口來(lái)執(zhí)行源于芯片1300的讀出，芯片1300則可以具有一個(gè)以上模數(shù)轉(zhuǎn)換器以將從像素陣列1302讀出的信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。在一些實(shí)施例中，讀出電路可以包括可編程增益放大器。一個(gè)以上控制信號(hào)可以經(jīng)接口1308從外部源提供至芯片1300。例如，這種控制信號(hào)可以控制要執(zhí)行的測(cè)量的類型，其可以包括設(shè)置時(shí)間倉(cāng)的定時(shí)?？梢杂善匣蚱怆娐穪?lái)執(zhí)行對(duì)從像素陣列1302讀出的信號(hào)的分析。例如，在熒光壽命測(cè)量的背景下，對(duì)光子到達(dá)定時(shí)的分析可以包括大致估計(jì)熒光團(tuán)的熒光壽命?？梢詧?zhí)行任何合適類型的分析。如果在片上執(zhí)行對(duì)從像素1302讀出的信號(hào)的分析，芯片1300則可以具有用于執(zhí)行分析的任何合適的處理電路。例如，芯片1300可以具有為控制電路1304的一部分或與其相分離的用于執(zhí)行分析的微處理器。如果在片上執(zhí)行分析，在一些實(shí)施例中，則可以將分析結(jié)果發(fā)送到外部裝置或以其他方式通過(guò)接口1308在片外提供分析結(jié)果。在一些實(shí)施例中，可以在片外執(zhí)行分析的全部或一部分。如果在片外執(zhí)行分析，則可以通過(guò)接口1308將從像素陣列1302讀出的信號(hào)和/或由芯片1300所執(zhí)行的任何分析結(jié)果提供到外部裝置。在一些實(shí)施例中，芯片1300可以包括下列中的一個(gè)以上：1)片上數(shù)字控制的像素偏置產(chǎn)生器(dac)。2)片上數(shù)字可編程增益放大器，其將單端像素輸出電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成差分信號(hào)并將增益施加到信號(hào)。3)數(shù)字控制的放大器偏置產(chǎn)生器，其允許以輸出速率縮放功耗。圖14a示出根據(jù)一些實(shí)施例的芯片1300a的實(shí)施例的圖，其為具有64×64的四像素陣列的芯片1300的實(shí)例。在圖14a的實(shí)施例中，經(jīng)芯片的頂側(cè)提供一半的像素輸出信號(hào)，且經(jīng)芯片的底側(cè)提供另一半的像素輸出信號(hào)。包括有偏置電路以設(shè)置電荷載流子分離結(jié)構(gòu)的電極的電壓。圖14b示出根據(jù)一些實(shí)施例的芯片1300b的實(shí)施例的圖，其為包括2×2陣列，且每個(gè)陣列具有256×64八像素陣列的四像素的芯片1300的實(shí)例。包括有帶隙和偏置電路。包括有數(shù)模轉(zhuǎn)換器(dac)，其包括vhighdac和vlowdac以設(shè)置像素陣列的電極的高和低電壓。圖14b還示出了光監(jiān)控傳感器1320。每個(gè)光監(jiān)控傳感器可以包括光檢測(cè)器，諸如光電二極管。在一些實(shí)施例中，每個(gè)光監(jiān)控傳感器可以包括用于將芯片1300b與光源相對(duì)齊的四陣列的光檢測(cè)器(例如，光電二極管)。在將芯片1300b配置成檢測(cè)分子的實(shí)施例中，光監(jiān)控傳感器可以使得芯片1300b能夠與從分子所在的一個(gè)以上位置接收光的波導(dǎo)相對(duì)齊。在圖14b中還示出了二極管讀出電路和二極管選擇寄存器。僅僅以示例的方式在上面描述和在附圖中示出陣列大小、尺寸、倉(cāng)的數(shù)量和特性大小的實(shí)例，這是因?yàn)榭梢允褂萌魏魏线m的陣列大小、尺寸、倉(cāng)的數(shù)量和特性大小。實(shí)例集成電路的實(shí)現(xiàn)和形成集成光檢測(cè)器的方法在一些實(shí)施例中，可以使用標(biāo)準(zhǔn)cmos(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)過(guò)程在硅基板中形成芯片1300。然而，本文所述的技術(shù)不限于這個(gè)方面，這是因?yàn)榭梢允褂萌魏魏线m的基板或制造過(guò)程。圖15-22顯示根據(jù)一些實(shí)施例的形成芯片1300的過(guò)程。圖15a示出可以在半導(dǎo)體基板中形成的電荷限制區(qū)域103的立體圖。圖15b示出與圖15a相應(yīng)的平面圖。在一些實(shí)施例中，可以在塊狀半導(dǎo)體基板1500中形成電荷限制區(qū)域103。然而，本文所述的技術(shù)不限于使用塊狀半導(dǎo)體基板，這是因?yàn)榭梢允褂萌魏魏线m類型的半導(dǎo)體基板。在一些實(shí)施例中，基板1500和電荷限制區(qū)域103可以由單晶硅制成。然而，本文所述的技術(shù)不限于這個(gè)方面，這是因?yàn)榭梢允褂萌魏魏线m類型的半導(dǎo)體材料。在一些實(shí)施例中，使用硅基板可以使得能夠使用具有成本效益的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)cmos過(guò)程。然而，可以使用任何合適的制造過(guò)程。在一些實(shí)施例中，可以使用具有p型摻雜類型的塊狀硅基板。然而，可以使用任何合適的摻雜類型，包括n型摻雜或p型摻雜。如在圖15a中所示，電荷限制區(qū)域103可以是基板1500的凸起部分?？梢酝ㄟ^(guò)蝕刻掉在圖15a和15b中所示的圖案中的基板1500的區(qū)域形成電荷限制區(qū)域103，從而留下在基板上方延伸的凸起的電荷限制區(qū)域103。隨后，絕緣層可以在電荷限制區(qū)域103上形成并至電荷限制區(qū)域103的一側(cè)。例如，在一些實(shí)施例中，可以通過(guò)熱生長(zhǎng)在電荷限制區(qū)域103上形成氧化硅絕緣層。然而，可以使用任何合適的技術(shù)以形成絕緣層，且絕緣層可以包括任何合適的絕緣材料。如在圖16中所示，可以通過(guò)形成圖案化的多晶硅層1601來(lái)在絕緣層上形成如在圖3b中所示的電極。電極可以彼此間隔開(kāi)以允許不同的電極處于不同的電壓上。電極可以由任何合適的導(dǎo)電材料制成。在一些實(shí)施例中，電極可以由摻雜多晶硅制成。然而，本文所述的技術(shù)不限于形成多晶硅電極，這是因?yàn)榭梢允褂萌魏魏线m的導(dǎo)電材料以形成電極(例如，金屬)?？梢栽趫D案化的多晶硅層1601上形成導(dǎo)電過(guò)孔1701以通過(guò)覆在圖案化的多晶硅層1601上面的絕緣層(未示出)接觸多晶硅層1601。導(dǎo)電過(guò)孔1701可以由任何合適的導(dǎo)體制成。在一些實(shí)施例中，一個(gè)以上電極(例如，多晶硅層1601的)可以是具有p型和n型摻雜劑的分裂摻雜電極。分裂摻雜電極可以使得能夠形成勢(shì)阱以捕獲載流子，如在圖17中所示。圖17示出具有p+區(qū)域和n+區(qū)域的分裂摻雜的電極2302。n+區(qū)域和p+區(qū)域在下面的半導(dǎo)體中產(chǎn)生不同的勢(shì)電平。如在圖17中所示，分裂摻雜電極2302的n+區(qū)域可以在能夠限制電荷載流子(例如，電子)的n+區(qū)域下產(chǎn)生勢(shì)阱。圖17顯示保持分裂摻雜電極2302的電壓為高的可以產(chǎn)生如虛線所示的勢(shì)梯度，其可以在勢(shì)阱2304中限制電荷載流子(例如，電子)。例如，降低分裂摻雜電極2302的電壓可以升高在分裂摻雜電極2302下的電勢(shì)以使得能夠?qū)⒃趧?shì)阱2304中誘捕的電荷轉(zhuǎn)移到電荷存儲(chǔ)倉(cāng)。可以在半導(dǎo)體材料中形成摻雜劑以使得能夠形成讀出電路110的晶體管。在一些實(shí)施例中，可以在電荷限制區(qū)域103上設(shè)置掩模以防止在讀出電路110的晶體管的形成期間摻雜電荷限制區(qū)域103，這是因?yàn)閾诫s電荷限制區(qū)域103可以在電荷限制區(qū)域103中形成不需要的勢(shì)阱。圖18示出在圖案化的多晶硅層1601上形成金屬層1801(例如，金屬1)以連接到過(guò)孔1701。圖19示出覆在多晶硅層1601上的金屬層1801以及電荷限制區(qū)域103。圖20示出形成過(guò)孔1901以接觸金屬層1801。可以在金屬層1801上形成導(dǎo)電過(guò)孔1901以通過(guò)覆在金屬層1801上的絕緣層(未示出)接觸金屬層1801。圖20還示出在金屬層1801和過(guò)孔1901上形成第二金屬層2001(例如，金屬2)。圖21示出第二金屬層2001以及在金屬層2001上形成過(guò)孔2101以通過(guò)覆在金屬層2001上的絕緣層(未示出)接觸金屬層2001。圖22示出在金屬層2001和過(guò)孔2101上形成第三金屬層2201(例如，金屬3)以接觸過(guò)孔2101。以示例方式描述前述過(guò)程，這是因?yàn)楸疚乃龅募夹g(shù)不限于任何特定制造過(guò)程。此外，本文所述的技術(shù)不限于所示的特定布置。用于電荷載流子分離結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電路覆在基板上面的電荷載流子分離結(jié)構(gòu)的電極可以具有大量寄生電容。改變?cè)陔姌O上的電極需要對(duì)寄生電容進(jìn)行充電或放電。能夠提供電流以對(duì)寄生電容進(jìn)行充電或放電的速度限制了能夠改變電極電壓的速度。如上面所討論的，在一些實(shí)施例中，電荷載流子可以進(jìn)行捕獲并轉(zhuǎn)移到具有納秒或皮秒分辨率的時(shí)間倉(cāng)中。發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)并意識(shí)到，如果電極b0至bm-1的電壓變化得更快，可以捕獲電荷載流子的定時(shí)則可以具有更高的精度，從而在精確的時(shí)刻升高勢(shì)壘。然而，由于在電壓源和電壓b0至bm-1之間連接的寄生電感以及等效串聯(lián)電阻(esr)，限制了在電極b0至bm-1上電壓的變化速率。此外，對(duì)電極的寄生電容進(jìn)行充電或放電可能消耗顯著的功率。對(duì)電極進(jìn)行充電或放電而耗散的功率為pdiss＝(1/2)·f·c·v2，其中c為在電極和基板之間的電容，v為在電極和基板之間的電壓差，且f為切換電壓的頻率。圖23示出根據(jù)一些實(shí)施例的用于驅(qū)動(dòng)電荷載流子分離結(jié)構(gòu)的電極2301的驅(qū)動(dòng)電路2300的實(shí)例。電極2301在圖23中被示為電容器。如上面所討論的，可以在選定的時(shí)間上將電極2301驅(qū)動(dòng)至相對(duì)較低的電壓vlow和相對(duì)較高的電壓vhigh。驅(qū)動(dòng)電路2300包括vdach產(chǎn)生器2302，其產(chǎn)生高電壓vhigh；以及vdacl產(chǎn)生器2304，其產(chǎn)生低電壓vlow。在一些實(shí)施例中，可以使在vlow和vhigh之間的差異對(duì)于電極來(lái)說(shuō)盡可能得小以按設(shè)計(jì)的方式影響電荷載流子，從而減少功耗或使其最小化。在一些實(shí)施例中，vdach產(chǎn)生器2302和/或vdacl產(chǎn)生器2304可以是能夠產(chǎn)生所需電壓vlow和/或vhigh且能夠允許改變vlow和/或vhigh的可編程電壓產(chǎn)生器。驅(qū)動(dòng)電路2300還包括bclk產(chǎn)生器2306，其能夠產(chǎn)生用于對(duì)電極2301的電壓轉(zhuǎn)換進(jìn)行定時(shí)的定時(shí)信號(hào)。bclk產(chǎn)生器2306可以是可編程的，且可以允許基于輸入數(shù)字詞來(lái)數(shù)字選擇定時(shí)信號(hào)的邊緣所出現(xiàn)的時(shí)間。在一些實(shí)施例中，bclk產(chǎn)生器2306可以使用延遲鎖定環(huán)(dll)來(lái)實(shí)施，如上面所討論的。將源于bclk產(chǎn)生器2306的定時(shí)信號(hào)提供至驅(qū)動(dòng)電極2301的bclk驅(qū)動(dòng)器2312的輸入。驅(qū)動(dòng)電路2300還包括vdach放大器2308和vdacl放大器2310。vdach放大器2308從vdach產(chǎn)生器接收信號(hào)并使用反饋控制晶體管2314以將電壓vdach提供至bclk驅(qū)動(dòng)器2312的高電源端子。vdach放大器2308還將電容器1312a充電至電壓vdach。vdacl放大器2310從vdacl產(chǎn)生器接收信號(hào)并使用反饋控制晶體管2316以將電壓vdacl提供至bclk驅(qū)動(dòng)器2312的低電源端子。vdacl放大器2310還將電容器1312b充電至電壓vdacl。如上面所討論的，電極2301可以具有大量電容。為了供給足夠的電流以高速地對(duì)電極2301進(jìn)行充電，可以提供去耦電容器1312a和1312b以在轉(zhuǎn)換期間將電流供給到bclk驅(qū)動(dòng)器2312的低電源端子或到bclk驅(qū)動(dòng)器2312的高電源端子。去耦電容器可以位于緊鄰電極處以限制在電極和去耦電容器之間的寄生電感以及等效串聯(lián)電阻(esr)。當(dāng)電極的電壓變化到新的電壓時(shí)，電極在新電壓下連接到去耦電容器以通過(guò)具有低寄生電感和/或等效串聯(lián)電阻(esr)的電流路徑將電流供給到電極，以使得電極的電壓能夠快速地變化。在一些實(shí)施例中，去耦電容器可以位于足夠接近電極處，以使得在去耦電容器和電極之間的寄生電感小于3nh、小于2nh或小于1nh。在一些實(shí)施例中，在去耦電容器和電極之間的電流路徑的等效串聯(lián)電阻(esr)小于70歐姆、小于35歐姆或小于5歐姆。然而，這些值是僅作為示例提供的，這是因?yàn)楸疚乃龅募夹g(shù)不限于電感或電阻的特定值。在一些實(shí)施例中，可以將電極b0至bm-1連接到一個(gè)以上的去耦電容器。在一些實(shí)施例中，每個(gè)電極b0至bm-1可以具有其自身的去耦電容器。例如，在一些實(shí)施例中，電極可以具有在電極的高和低電壓源之間耦合的單個(gè)去耦電容器或分別耦合到高電壓源和低電壓源的兩個(gè)去耦電容器。然而，本文所述的技術(shù)不限于這個(gè)方面。電荷載流子分離結(jié)構(gòu)的電極中的任一個(gè)或所有可以連接到去耦電容器。去耦電容器可以具有任何合適的電容值。在一些實(shí)施例中，去耦電容器的電容值為其要連接到的電極的電容的10至100倍。在一些實(shí)施例中，去耦電容器的電容可以是至少150pf、至少300pf或至少3nf或更高。然而，這些值是僅作為示例提供的，這是因?yàn)楸疚乃龅募夹g(shù)不限于電容的特定值。去耦電容器可以是片上或片外的。圖24示出其中芯片1300附接到可以稱為“板上芯片”或“板上晶?！睂?shí)施方案的印刷電路板1310的實(shí)施例。絲焊可以將芯片1300連接到在印刷電路板1310上的一個(gè)以上去耦電容器1312，從而在芯片1300的電極和去耦電容器1312之間提供具有低寄生電感和/或等效串聯(lián)電阻(esr)的電流路徑。在一些實(shí)施例中，片外去耦電容器可以位于芯片1300的1cm內(nèi)或5mm以內(nèi)或更近處。然而，本文所述的技術(shù)不限于這個(gè)方面。如上面所提及的，可以在芯片1300上形成去耦電容器。如上面所討論的，對(duì)電荷載流子分離結(jié)構(gòu)的電極進(jìn)行充電和放電可以耗散顯著的功率。在一些實(shí)施例中，可以禁用芯片1300像素中的一個(gè)以上的行及其相應(yīng)的電極，這可以限制芯片1300的功耗。在這個(gè)方面，芯片1300可以是可編程的且可以允許選擇啟用或禁用哪些行。啟用和禁用的行可以隨時(shí)間而改變。圖25顯示啟用了在芯片的中央?yún)^(qū)域中的32行并禁用在芯片邊緣的48行。禁用芯片的一個(gè)以上的行可以允許在不需要芯片的所有行的情況或應(yīng)用中減少功耗。額外的方面在一些實(shí)施例中，可以使用一個(gè)以上計(jì)算裝置執(zhí)行本文所述的技術(shù)。實(shí)施例不限于用任何特定類型的計(jì)算裝置進(jìn)行操作。圖26為可用于實(shí)施控制電路的說(shuō)明性計(jì)算裝置1000的方框圖，該控制電路用于控制像素陣列或用于執(zhí)行對(duì)源于像素的數(shù)據(jù)的分析。計(jì)算裝置1000可以包括一個(gè)以上處理器1001和一個(gè)以上有形的非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)(例如，存儲(chǔ)器1003)。存儲(chǔ)器1003可以在有形的非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序指令，當(dāng)執(zhí)行該指令時(shí)，該指令實(shí)施上述功能中的任一個(gè)。處理器1001可以耦合到存儲(chǔ)器1003且可以執(zhí)行這種計(jì)算機(jī)程序指令以使得實(shí)現(xiàn)和執(zhí)行該功能。計(jì)算裝置100還可以包括網(wǎng)絡(luò)輸入/輸出(i/o)接口1005，計(jì)算裝置可以經(jīng)其與其他計(jì)算裝置(例如，通過(guò)網(wǎng)絡(luò))進(jìn)行通信；且還可以包括一個(gè)以上用戶i/o接口1007，計(jì)算裝置可以經(jīng)其將輸出提供至用戶或從用戶接收輸入。用戶i/o接口可以包括裝置，諸如鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、麥克風(fēng)、顯示裝置(例如，監(jiān)視器或觸摸屏)、揚(yáng)聲器、照相機(jī)和/或各種其它類型的i/o裝置。上述實(shí)施例能夠按多種方式中的任一方式進(jìn)行實(shí)施。例如，實(shí)施例可使用硬件、軟件或其組合而進(jìn)行實(shí)施。當(dāng)在軟件中實(shí)施時(shí)，軟件代碼能夠在任何合適的處理器(例如，微處理器)或處理器的集合上執(zhí)行，其可以是在單個(gè)計(jì)算裝置中提供的或分布在多個(gè)計(jì)算裝置中。應(yīng)理解的是，執(zhí)行上述功能的任何組件或組件的集合一般能夠被認(rèn)為是控制上述功能的一個(gè)以上的控制器。能夠按多種方式實(shí)施一個(gè)以上的控制器，諸如以專用硬件或以使用微代碼或軟件來(lái)編程以執(zhí)行上述功能的通用硬件(例如，一個(gè)以上的處理器)來(lái)實(shí)施。在這個(gè)方面，應(yīng)理解的是本文所述的實(shí)施例的一個(gè)實(shí)施方案包括用計(jì)算機(jī)程序(即，多個(gè)可執(zhí)行指令)編碼的至少一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)(例如，ram、rom、eeprom、閃存或其他存儲(chǔ)器技術(shù)、cd-rom、數(shù)字通用盤(pán)(dvd)或其他光盤(pán)存儲(chǔ)器、磁盒、磁帶、磁盤(pán)存儲(chǔ)器或其他磁存儲(chǔ)裝置或其他有形的非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì))，其中當(dāng)在一個(gè)以上的處理器上執(zhí)行該計(jì)算機(jī)程序時(shí)，其執(zhí)行一個(gè)以上的實(shí)施例的上述功能。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是可傳輸?shù)?，以使得存?chǔ)在其上面的程序可以被加載至任何計(jì)算裝置以執(zhí)行本文所討論的技術(shù)的各方面。另外，應(yīng)理解的是對(duì)計(jì)算機(jī)程序的參考不限于在主機(jī)上運(yùn)行的應(yīng)用程序，其中當(dāng)執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序時(shí)，其執(zhí)行上述功能中的任一個(gè)。相反地，在本文中，在一般意義上，術(shù)語(yǔ)計(jì)算機(jī)程序和軟件用于指代能夠采用的對(duì)實(shí)施本文所討論的技術(shù)的各方面的一個(gè)以上處理器進(jìn)行編程的任何類型的計(jì)算機(jī)代碼(例如，應(yīng)用軟件、固件、微代碼或任何其他形式的計(jì)算機(jī)指令)。本發(fā)明的各個(gè)方面可單獨(dú)、組合地或按前述的實(shí)施例中未具體討論的各種布置方式使用且因此不將其應(yīng)用限制于在前面描述中闡明的或在附圖中所示的組件的細(xì)節(jié)和布置。例如，在一個(gè)實(shí)施例中描述的各個(gè)方面可按任何方式與在其他實(shí)施例中所述的方面進(jìn)行組合。此外，本發(fā)明還被具體化為一種方法，本文已提供了該方法的一個(gè)實(shí)例。作為本發(fā)明的一部分進(jìn)行的動(dòng)作可按任何合適的方式進(jìn)行排序。因此，可以構(gòu)造按不同于所示順序的順序來(lái)執(zhí)行動(dòng)作的實(shí)施例，其可以包括同時(shí)進(jìn)行一些即使在所示的實(shí)施例中被示為連續(xù)動(dòng)作的動(dòng)作。在權(quán)利要求中使用序數(shù)術(shù)語(yǔ)，諸如“第一”、“第二”、“第三”等修飾要求保護(hù)的元素時(shí)，其本身并不表示所進(jìn)行方法的動(dòng)作的任何優(yōu)先性、優(yōu)先或一個(gè)要求保護(hù)的元素與另一個(gè)的順序或時(shí)間順序，而是僅用作標(biāo)記以區(qū)別具有某個(gè)名稱的一個(gè)所要求保護(hù)的元素與另一個(gè)具有相同名稱的元素(如果不使用序數(shù)術(shù)語(yǔ)則無(wú)法進(jìn)行區(qū)別)，從而區(qū)別所要求保護(hù)的元素。此外，本文所使用的措辭和術(shù)語(yǔ)用于描述且不應(yīng)被認(rèn)為是限制。使用“包括”、“包含”或“具有”、“含有”、“涉及”及其變型表示含有之后所列的項(xiàng)目及其等同物，以及額外的項(xiàng)目。當(dāng)前第1頁(yè)12