[發(fā)明專利]像素單元和形成像素單元的方法及數(shù)字相機成像系統(tǒng)組件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810099793.5
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108200367B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發(fā)明（設計）人: 莫要武;徐辰;邵澤旭;張正民;馬偉劍
• 申請（專利權）人: 思特威（上海）電子科技有限公司
• 主分類號: H04N5/374
• 分類號: H04N5/374;H04N5/378;H04N5/235;H04N5/225
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

1.一種像素單元，包括：

第一基底，具有正面和背面；

一個或多個傳輸晶體管，每一所述傳輸晶體管分別連接至各自的光電二極管并共享浮動節(jié)點，所述一個或多個傳輸晶體管設置在所述第一基底內(nèi)，用于累積和傳輸圖像電荷以響應入射到光電二極管上的光；

復位晶體管，動態(tài)范圍增強電容，電容控制晶體管，放大晶體管，及滾動曝光行選擇晶體管設置在所述第一基底內(nèi)，用于轉換圖像電荷到圖像信號，且當選擇滾動曝光讀出模式時將所述圖像信號從所述第一基底連接輸出；

全局曝光讀出電路塊，設置于第二基底內(nèi)，所述第二基底堆疊在所述第一基底的正面上，用于當選擇全局曝光讀出模式時將所述圖像信號通過所述第二基底連接輸出；及

芯片內(nèi)互連，用于直連所述放大晶體管的源極到所述全局曝光讀出電路塊；

其中，所述全局曝光模式的讀出電路塊在滾動曝光行選擇晶體管關閉時將圖像信號從所述放大晶體管通過全局曝光行選擇晶體管傳輸?shù)綀D像傳感器的列線；所述讀出電路塊的全局曝光讀出模式包括連接在所述放大晶體管和一全局曝光放大輸出晶體管之間的電路器件，用于執(zhí)行所述放大晶體管和所述電路器件的相關雙采樣操作；所述全局曝光放大輸出晶體管漏極連接到電源，且所述全局曝光放大輸出晶體管柵極通過一全局曝光放大輸出晶體管的復位晶體管連接到電源。

2.根據(jù)權利要求1所述的像素單元，其特征在于，所述一個或多個傳輸晶體管分別對應一個或多個光電二極管，所述傳輸晶體管共享浮動節(jié)點，所述浮動節(jié)點連接到所述電容控制晶體管和所述放大晶體管的柵極。

3.根據(jù)權利要求1所述的像素單元，其特征在于，所述動態(tài)范圍增強電容和所述復位晶體管連接至所述電容控制晶體管，所述放大晶體管的漏極和所述復位晶體管連接到電源。

4.根據(jù)權利要求2所述的像素單元，其特征在于，所述多個傳輸晶體管及其分別對應的多個光電二極管為四個傳輸晶體管及四個光電二極管，以2×2方式排列設置，其中一光電二極管通過紅光濾光器接收入射光，一個光電二極管通過藍光濾光器接收入射光，及兩個光電二極管分別通過綠光濾光器接收入射光。

5.根據(jù)權利要求1所述的像素單元，其特征在于，所述滾動曝光讀出模式和所述全局曝光讀出模式根據(jù)功能應用設定選擇。

6.根據(jù)權利要求1所述的像素單元，其特征在于，所述滾動曝光讀出模式的圖像信號在所述第二基底上的讀出電路塊內(nèi)的晶體管關閉時，從所述放大晶體管通過所述第一基底上的滾動曝光行選擇晶體管傳輸?shù)綀D像傳感器的列線。

7.根據(jù)權利要求1所述的像素單元，其特征在于，在所述全局曝光放大輸出晶體管柵極和地之間包含三個組件，其中，所述三個組件包括復位電容，連接到所述全局曝光放大輸出晶體管及全局曝光復位晶體管的圖像信號輸出節(jié)點之間；信號電容，連接到所述復位電容和所述全局曝光復位晶體管的圖像信號輸出節(jié)點及第三組件全局曝光信號選擇晶體管之間，所述全局曝光信號選擇晶體管的源極連接到地端。

8.根據(jù)權利要求1所述的像素單元，其特征在于，在所述全局曝光放大輸出晶體管柵極和地之間包含三個組件，其中，所述三個組件包括復位電容，連接到所述全局曝光放大輸出晶體管的柵極和第二組件全局曝光信號選擇晶體管的漏極；所述全局曝光信號選擇晶體管的源極連接到全局曝光復位晶體管輸出圖像信號的端點及第三組件信號電容，所述信號電容連接到所述全局曝光復位晶體管輸出的圖像信號的端點和地之間。

9.根據(jù)權利要求7所述的像素單元，其特征在于，所述第一基底上的圖像信號放大晶體管連接到所述全局曝光復位晶體管的輸出節(jié)點通過一個全局曝光偏置電流晶體管接到所述第二基底上的地端。

10.根據(jù)權利要求8所述的像素單元，其特征在于，所述第一基底上的圖像信號放大晶體管連接到所述全局曝光復位晶體管的輸出節(jié)點通過一個全局曝光偏移電流晶體管連接到所述第二基底上的地端。