[发明专利]双侧图像传感器

权利要求书

1.一种图像传感器，其包括：

半导体裸片，其具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧；

安置在所述半导体裸片内在所述第一侧上的像素的光电检测器，其用于响应于入射在所述半导体裸片的所述第一侧上的光积累图像电荷；

安置在所述半导体裸片内在所述第一侧上的所述像素的电荷-电压转换器；

安置在所述半导体裸片的所述第一侧上在所述光电检测器与所述电荷-电压转换器之间的所述像素的传送门，其用以将所述图像电荷从所述光电检测器传送到所述电荷-电压转换器；以及

支持电路，其安置在所述半导体裸片内在所述第二侧上且电耦合到所述电荷-电压转换器。

2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述电荷-电压转换器从所述第一侧穿过所述半导体裸片延伸到所述第二侧。

3.根据权利要求1所述的图像传感器，其进一步包括垂直连接器，所述垂直连接器耦合到所述电荷-电压转换器以将所述电荷-电压转换器电耦合到所述半导体裸片的所述第二侧上的所述支持电路。

4.根据权利要求3所述的图像传感器，其中所述垂直连接器安置在所述半导体裸片内且从所述电荷-电压转换器延伸到所述半导体裸片的所述第二侧。

5.根据权利要求3所述的图像传感器，其中所述垂直连接器安置在所述半导体裸片的周边区中，所述图像传感器进一步包括安置在所述半导体层的所述第一侧上以将所述电荷-电压转换器电耦合到所述垂直连接器的互连层。

6.根据权利要求5所述的图像传感器，其中所述垂直连接器安置在所述半导体裸片内且从所述半导体裸片的所述第一侧延伸到所述第二侧。

7.根据权利要求5所述的图像传感器，其中所述垂直连接器包括从所述第一侧开始围绕所述半导体裸片的侧边缘到达所述第二侧的布线。

8.根据权利要求3所述的图像传感器，其中所述垂直连接器包括穿硅通孔TSV。

9.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述支持电路包括具有安置在所述半导体裸片的所述第二侧上的栅极的源极跟随器晶体管，其中所述源极跟随器晶体管的所述栅极电耦合到所述电荷-电压转换器以提供来自所述电荷-电压转换器的高阻抗输出。

10.根据权利要求1所述的图像传感器，其进一步包括：

安置在所述半导体裸片内在所述第二侧上的传送门驱动器；以及

垂直连接器，其经安置以将所述第一侧上的所述传送门与所述半导体裸片的所述第二侧上的所述传送门驱动器电耦合。

11.根据权利要求1所述的图像传感器，其进一步包括安置在所述半导体裸片的所述第二侧上的互连层，用于将所述电荷-电压转换器电耦合到所述第二侧上的所述支持电路。

12.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述支持电路包括选自由以下各项组成的群组的所述像素的一个或一个以上像素电路晶体管：经耦合以使所述像素复位的复位晶体管、经耦合以提供来自所述电荷-电压转换器的高阻抗输出的源极跟随器晶体管，以及经耦合以从所述图像传感器的其它像素中选择所述像素以供读出的选择晶体管。

13.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述支持电路包括选自由以下各项组成的群组的一个或一个以上电路：行解码器、列解码器、行驱动器、列驱动器、列取样和保持电路、模拟信号处理链、数字成像处理块、存储器、定时和控制电路、输入/输出I/O电路，和焊垫。

14.根据权利要求1所述的图像传感器，其进一步包括：

所述像素的复位晶体管的漏极区，所述漏极区安置在所述半导体裸片内在所述第一侧上；以及

安置在所述半导体裸片的所述第一侧上在所述电荷-电压转换器与所述复位晶体管的所述漏极区之间的所述复位晶体管的栅极，其中所述复位晶体管经耦合以使所述像素复位。

15.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述半导体裸片包括：

衬底；

安置在所述衬底上以提供所述半导体裸片的所述第一侧的第一外延epi层，其中所述光电检测器和电荷-电压转换器安置在所述第一epi层内；以及

安置在所述衬底的与所述第一epi层相对的表面上的第二epi层，所述第二epi层用以提供所述半导体裸片的所述第二侧，其中所述支持电路安置在所述第二epi层内。