[发明专利]具有三维内部互联和CCD的图像传感器

说明书

技术领域

本发明一般涉及图像传感器领域，且更具体涉及层叠的图像传感器构造。

背景技术

典型的图像传感器具有图像感测部分，该图像感测部分包括用于响应于入射光而收集电荷的光敏区域或电荷收集区域以及用于将电荷从该光敏区域传输至传输机构的传输栅极。通常，该感测部分是在与该图像传感器的控制电路相同的材料层中并通过相似工艺制造的。为增加在图像传感器中提供的像素的数量，像素尺寸已不断减小。然而，随着像素尺寸缩小，光检测器的被照亮区域一般也减小，继而减少所捕获信号电平且使性能降级。

已知层叠图像传感器结构由一个(或多个)电路晶片上的仅传感器晶片组成。诸如此种层叠图像传感器结构的层叠结构需要晶片之间的电互联以能操作该传感器并读出所收集的电荷。这些互联需要使用传感器和电路晶片上的否则可用于电荷收集和储存或支持电路的区域。一些互联还可能会在邻近像素中引起噪声。

因此，需要一种改良的层叠图像传感器结构。

发明内容

一种图像传感器及相关联的图像捕获器件及方法包括具有多个电荷储存元件的感测晶片。浮动扩散区(floating diffusion)与该多个电荷储存元件相关联，且电荷从电荷储存元件中被传输至该浮动扩散区。该浮动扩散区电连接至电路晶片的支持电路。本发明因此提供经改良的图像传感器结构的优点。

附图说明

图1是示出图像捕获器件的实施例的框图；

图2是概念性地示出图像传感器的实施例的立体图；

图3是概念性地示出图2中所示出的图像传感器的诸实施例的方面的横截面图；

图4是概念性地示出所公开的图像传感器的诸实施例的其它方面的框图；

图5是概念性地示出根据所公开的实施例的电荷储存元件阵列的俯视图；

图6是概念性示出正面照明图像传感器的实施例的框图；以及

图7示意性示出图像传感器的感测晶片的实施例的部分。

具体实施方式

在以下详细描述中参考附图，附图形成本详细描述的一部分，且在附图中通过说明示出可实践本发明的特定实施例。在这方面，诸如“顶部”、“底部”、“前面”、“背面”、“在前”、“在后”等等之类的指向性术语是参考所描述的附图式的定向而使用。因为本发明实施例的诸组件可按照多种不同的定向来定位，所以该指向性术语是用于说明目的且绝非限制性的。应理解可利用其它实施例且可进行结构性或逻辑性改变，而不背离本发明的范围。因此，以下详细叙述并无限制的用意，且本发明的范围由所附权利要求限定。

现参考图1，其示出被示为具体化本发明的诸方面的数码相机的图像捕获器件的框图。虽然示出并描述数码相机，然而本发明无疑地可应用于其它类型的图像捕获组件。在所公开的相机中，来自主题场景的光10被输入至成像级11，其中该光由透镜12聚焦以在图像传感器20上形成图像。该图像传感器20将该入射光转换为用于各图像元素(像素)的电信号。

到达传感器20的光量由改变孔径的光圈块14及包含插入光学路径中的一个或多个中性密度(ND)滤光器的ND滤光器块13调节。快门块18打开的时间也调节整体光级(light level)。曝光控制器块40响应于由亮度传感器块16测定的该场景中存在的光量并控制所有这三种调节功能。

特定相机配置的此叙述将为本领域普通技术人员所熟悉，且本领域普通技术人员将显而易见其存在许多变化及额外特征。举例而言，添加自动聚焦系统，或该透镜是可拆卸并可互换的。应了解本发明应用于多种类型的数码相机，其中类似功能性由替代组件提供。举例而言，该数码相机为相对简单的随按即拍型(point and shoot)数码相机，其中快门18是相对简单的可移动叶片式快门或类似物，而非更复杂的焦平面配置。本发明的诸方面亦可在诸如移动电话和汽车之类的非照相机装置中包括的成像组件上实施。

来自该图像传感器20的模拟信号由模拟信号处理器22处理并被施加至模数(A/D)转换器24。时序发生器26产生各种时钟信号以选择行和像素并使该模拟信号处理器22和该A/D转换器24的操作同步。该图像传感器级28包括该图像传感器20、该模拟信号处理器22、该A/D转换器24及该时序发生器26。该图像传感器级28的组件可为分别制造的集成电路，或可如通常处理CMOS图像传感器的情形将其制造为单一集成电路。来自该A/D转换器24的所得数字像素值的流储存于与数字信号处理器(DSP)36相关联的存储器32中。