[發(fā)明專利]用于使用豎直互連的混合堆疊圖像傳感器的子列并行數(shù)字轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201280033746.1
• 申請(qǐng)日: 2012-05-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103648378B
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 洛朗·布朗卡爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 橄欖醫(yī)療公司
• 主分類號(hào): A61B5/05
• 分類號(hào): A61B5/05
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 楊生平;鐘錦舜

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)通常涉及電磁感測(cè)和傳感器，并且還涉及低能量電磁輸入的條件以及低能量電磁吞吐量的情況。本公開(kāi)更具體地但非必要完全涉及優(yōu)化像素陣列區(qū)域，以及對(duì)在基板之間具有最小豎直互連的混合圖像傳感器使用堆疊方案，以及也包括最小化像素陣列尺寸/裸片尺寸（區(qū)域最優(yōu)化）的相關(guān)系統(tǒng)、方法和特征。

背景技術(shù)

大體上，利用和包括成像/攝像技術(shù)的使用的電子裝置的數(shù)量已經(jīng)普及。例如，智能電話、平板電腦、或其他手持計(jì)算裝置都包括和利用成像/攝像技術(shù)。成像/攝像技術(shù)的使用不限于消費(fèi)者電子產(chǎn)業(yè)。各種其他使用領(lǐng)域也利用成像/攝像技術(shù)，包括各種工業(yè)應(yīng)用、醫(yī)學(xué)醫(yī)用、家庭和商業(yè)安全/監(jiān)督應(yīng)用以及更多。事實(shí)上，成像/攝像技術(shù)在鄰近的所有工業(yè)中均被利用。

由于成像傳感器非常普及，市場(chǎng)中對(duì)于越來(lái)越小的高清晰度的成像傳感器的需求顯著地增加。本公開(kāi)的裝置、系統(tǒng)和方法可以用于考慮尺寸和形狀因素的任何成像應(yīng)用中。本公開(kāi)可以利用多種不同類型的成像傳感器，例如，電荷耦合裝置（CCD）或者互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）、或者目前已知的或可以在將來(lái)變得已知的任何其它圖像傳感器。

CMOS圖像傳感器典型地將整個(gè)像素陣列和有關(guān)的電路（例如，模數(shù)轉(zhuǎn)換器和/或放大器）安裝在單個(gè)芯片上。因?yàn)樾酒陨淼某叽绲奈锢砑s束和常規(guī)CMOS圖像傳感器中涉及的相關(guān)電路所占用的物理空間，所以像素陣列在芯片上可能占用的面積經(jīng)常是有限的。因此，即使在還包括相關(guān)電路的基板上將像素陣列最大化，由于與用于信號(hào)處理和其他功能的有關(guān)電路的物理區(qū)域和空間的總量占用了芯片，那么像素陣列的面積在物理上是受到限制的。

進(jìn)一步，CMOS圖像傳感器可用于的應(yīng)用或使用領(lǐng)域經(jīng)常要求CMOS圖像傳感器被限制為特定尺寸，該特定尺寸還限制在像素陣列可能占用的物理區(qū)域。由于CMOS圖像傳感器的設(shè)計(jì)和制造中必須解決的多個(gè)考慮，CMOS圖像傳感器的尺寸限制經(jīng)常要求圖像質(zhì)量和其它重要功能（例如信號(hào)處理）之間的折中。因此，例如，由于有關(guān)電路可能占據(jù)的區(qū)域被減少，所以增加像素陣列區(qū)域可能伴隨其他區(qū)域中的折中（例如，A/D轉(zhuǎn)換或其他信號(hào)處理功能）。

本公開(kāi)通過(guò)使在第一基板上的像素陣列以及后續(xù)基板上的堆疊的相的電路最優(yōu)化及最大化，在沒(méi)有犧牲數(shù)據(jù)處理質(zhì)量的情況下，使像素陣列最優(yōu)化及最大化。本公開(kāi)利用背面照明和其他領(lǐng)域中的進(jìn)步來(lái)使基板上的像素陣列的區(qū)域最優(yōu)化。堆疊方案和結(jié)構(gòu)允許更高功能的、大型電路能夠被利用而同時(shí)保持小的芯片尺寸。

本公開(kāi)的特征和優(yōu)勢(shì)將在如下的描述中陳述，并且部分地從描述中變得顯而易見(jiàn)，或者可在無(wú)需過(guò)度的試驗(yàn)的情況下通過(guò)本公開(kāi)的實(shí)踐了解到。可以通過(guò)在所附權(quán)利要求中具體地指出的儀器和組合來(lái)實(shí)現(xiàn)并且獲得本公開(kāi)的特征和優(yōu)勢(shì)。

附圖說(shuō)明

通過(guò)考慮結(jié)合附圖給出的后續(xù)詳細(xì)描述，本公開(kāi)的特征和優(yōu)勢(shì)將變得顯而易見(jiàn)，其中：

圖1示出根據(jù)本公開(kāi)的教導(dǎo)和原則的、在多個(gè)基板上建立的成像傳感器的實(shí)施方式，并且還示出支持電路的特定設(shè)置的實(shí)施方式；

圖2示出根據(jù)本公開(kāi)的教導(dǎo)和原理的像素陣列的實(shí)施例，其中，在像素陣列內(nèi)相對(duì)于像素隔開(kāi)互連；

圖3示出根據(jù)本公開(kāi)的教導(dǎo)和原理的像素陣列的實(shí)施例，其中，在像素陣列內(nèi)相對(duì)于列隔開(kāi)互連；

圖4示出根據(jù)本公開(kāi)的教導(dǎo)和原理的像素陣列的實(shí)施例，其中，在像素陣列內(nèi)相對(duì)于區(qū)域隔開(kāi)互連；

圖5示出根據(jù)本公開(kāi)的教導(dǎo)和原則在多個(gè)基板上建立的成像傳感器的實(shí)施方式的透視圖，其中形成像素陣列的多個(gè)像素列位于第一基板上并且多個(gè)電路列位于第二基板上，并且顯示一個(gè)像素列與它的相關(guān)的或?qū)?yīng)的電路列之間經(jīng)由互連的電連接和通信，其中，互連可以與像素陣列內(nèi)的所限定的像素區(qū)域間隔開(kāi)；

圖6-10示出根據(jù)本公開(kāi)的教導(dǎo)和原則在多個(gè)基板上建立的成像傳感器的不同實(shí)施方式的俯視圖，其中形成像素陣列的多個(gè)像素列位于第一基板上并且多個(gè)電路列位于第二基板上，并且顯示一個(gè)像素列與它的相關(guān)的或?qū)?yīng)的電路列之間經(jīng)由互連的電連接和通信，其中，互連可以與像素陣列內(nèi)的所限定的像素區(qū)域間隔開(kāi)；

圖11示出在多個(gè)基板上建立的成像傳感器的實(shí)施例的俯視圖，其中，形成像素陣列的多個(gè)像素列和子列位于第一基板上并且多個(gè)電路列位于第二基板上，并且顯示一個(gè)像素列和與該像素列相關(guān)的或?qū)?yīng)的電路列之間的電連接和通信；