[發(fā)明專利]堆疊芯片成像系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201280043783.0
• 申請(qǐng)日: 2012-04-27
• 公開（公告）號(hào): CN103907133A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 約翰內(nèi)斯·索爾胡斯維克;蒂姆·貝爾斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 普廷數(shù)碼影像控股公司
• 主分類號(hào): G06T5/00
• 分類號(hào): G06T5/00;H04N5/345;H01L27/146
• 代理公司: 北京律盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287
• 代理人: 林斯凱

1.一種堆疊芯片圖像傳感器，其包含：

半導(dǎo)體襯底，其具有相對(duì)的第一及第二表面；

圖像傳感器像素陣列，其在所述半導(dǎo)體襯底中且經(jīng)配置以經(jīng)由所述第一表面接收?qǐng)D像光；及

控制電路，其通過延伸穿過所述第二表面的多個(gè)垂直導(dǎo)電互連件而耦合到所述圖像傳感器像素陣列。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堆疊芯片圖像傳感器，其中所述半導(dǎo)體襯底包含硅半導(dǎo)體襯底且其中延伸穿過所述第二表面的所述多個(gè)垂直導(dǎo)電互連件包含穿過所述第二表面將所述控制電路耦合到所述圖像傳感器像素陣列的多個(gè)穿硅通孔。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堆疊芯片圖像傳感器，其中延伸穿過所述第二表面的所述多個(gè)垂直導(dǎo)電互連件包含從所述第二表面凸出的二維微凸塊陣列。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堆疊芯片圖像傳感器，其中所述圖像傳感器像素陣列包含布置成像素行及像素列的圖像傳感器像素，其中所述多個(gè)垂直導(dǎo)電互連件包括多個(gè)垂直行互連件，且其中每一像素行耦合到所述垂直行互連件中的選定一者。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的堆疊芯片圖像傳感器，其中所述多個(gè)垂直導(dǎo)電互連件包括多個(gè)垂直列互連件，且其中每一像素列耦合到所述垂直列互連件中的選定一者。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的堆疊芯片圖像傳感器，其中所述控制電路包含耦合到所述垂直行互連件的行驅(qū)動(dòng)器電路，且其中所述行驅(qū)動(dòng)器電路經(jīng)配置以經(jīng)由所述垂直行互連件將像素控制信號(hào)供應(yīng)到所述圖像傳感器像素。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的堆疊芯片圖像傳感器，其中所述陣列多個(gè)垂直行互連件沿著所述圖像傳感器像素陣列的邊緣耦合到所述像素行，且其中所述圖像傳感器像素陣列包含多個(gè)像素塊，所述堆疊芯片圖像傳感器進(jìn)一步包含：

多個(gè)垂直內(nèi)部行互連件，其耦合到所述像素行中的每一者，其中所述多個(gè)垂直內(nèi)部行互連件中的每一者沿著相關(guān)聯(lián)像素塊的邊緣耦合到所述像素行中的選定一者，且其中所述多個(gè)垂直內(nèi)部行互連件中的每一者穿過所述第二表面將所述相關(guān)聯(lián)像素塊中的圖像傳感器像素耦合到所述控制電路。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堆疊芯片圖像傳感器，其中所述圖像傳感器像素陣列包含多個(gè)像素塊，其中所述多個(gè)垂直導(dǎo)電互連件包含多個(gè)垂直塊互連件，其中所述控制電路包含多個(gè)模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路，且其中所述多個(gè)垂直塊互連件中的每一者穿過所述第二表面將所述多個(gè)像素塊中的選定一者的所述圖像傳感器像素耦合到所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路中的相關(guān)聯(lián)一者。

9.一種堆疊芯片圖像傳感器，其包含：

第一半導(dǎo)體集成電路裸片，其具有相對(duì)的第一及第二表面；

第二半導(dǎo)體集成電路裸片，其附接到所述第一表面，其中所述第二半導(dǎo)體集成電路裸片包括圖像傳感器像素陣列，且其中所述第一半導(dǎo)體集成電路裸片包括用于操作所述圖像傳感器像素以捕獲圖像數(shù)據(jù)的控制電路；

第三半導(dǎo)體集成電路裸片，其附接到所述第二表面，其中所述第三半導(dǎo)體集成電路裸片包括用于處理所述圖像數(shù)據(jù)的處理電路；

垂直導(dǎo)電互連件，其穿過所述第一表面耦合于所述控制電路與所述圖像傳感器像素之間；及

額外垂直導(dǎo)電互連件，其穿過所述第二表面耦合于所述控制電路與所述處理電路之間。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的堆疊芯片圖像傳感器，其中所述控制電路包含多個(gè)模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路，且其中所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路中的每一者耦合到所述垂直導(dǎo)電互連件中的選定一者。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的堆疊芯片圖像傳感器，其中所述圖像傳感器像素陣列在所述第二半導(dǎo)體集成電路裸片上布置成像素行及像素列，其中所述垂直導(dǎo)電互連件包括耦合到所述像素列中的每一者的垂直列互連件，所述控制電路進(jìn)一步包含：

像素電力供應(yīng)端子，其經(jīng)配置以供應(yīng)像素電力供應(yīng)電壓；及

多個(gè)開關(guān)，其中所述開關(guān)中的每一者間置于所述像素電力供應(yīng)端子與所述垂直列互連件中的相關(guān)聯(lián)一者之間。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的堆疊芯片圖像傳感器，其中所述圖像傳感器像素中的每一者包含源極跟隨器晶體管，所述源極跟隨器晶體管具有耦合到所述垂直列互連件中的選定一者的第一端子及耦合到所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路中的選定一者的第二端子。