[发明专利]像素单元和形成像素单元的方法及数字相机成像系统组件

权利要求书

1.一种像素单元，包括：

第一基底，包括正面和背面；

一个或多个传输晶体管，多个传输晶体管，每一所述传输晶体管连接至各自的光电二极管及共享浮动节点，设置在所述第一基底内，用于累积和传输图像电荷以响应入射到所述光电二极管上的光；

复位晶体管，放大晶体管，及滚动曝光行选择晶体管设置在所述第一基底内，用于转换图像电荷到图像信号并当选择滚动曝光读出模式时将所述图像信号从所述第一基底连接输出；

全局曝光读出电路块，设置在堆叠于所述第一基底正面的第二基底内，用于当选择全局曝光读出模式时将图像信号从所述第二基底连接输出；及

芯片内互连，用于直连所述放大晶体管的源极到所述全局曝光读出电路块；

所述第一基底上的滚动曝光行选择晶体管关闭时，所述读出电路块的所述全局曝光读出模式的图像信号从所述放大晶体管通过全局曝光输出放大晶体管和全局曝光行选择晶体管连接输出到图像传感器的列线；

所述读出电路块的全局曝光模式包括连接在所述放大晶体管和所述全局曝光输出放大晶体管之间的电路器件，用于对所述放大晶体管和所述电路器件执行相关双采样；

所述全局曝光输出放大晶体管的漏极连接到电源，全局曝光输出放大晶体管的栅极通过一复位晶体管连接到电源。

2.根据权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述多个传输晶体管及各自连接的光电二极管分别为四个传输晶体管和四个光电二极管，所述多个传输晶体管共享一浮动节点并连接到所述复位晶体管和所述放大晶体管的栅极。

3.根据权利要求2所述的像素单元，其特征在于，所述四个光电二极管以2×2排列方式设置。

4.根据权利要求2所述的像素单元，其特征在于，所述四个光电二极管中的一个光电二极管通过红光滤光器接收入射光，一个光电二极管通过蓝光滤光器接收入射光，两个光电二极管分别通过绿光滤光器接收入射光。

5.根据权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述滚动曝光读出模式和所述全局曝光读出模式根据功能应用设定选择。

6.根据权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述第二基底上读出电路块内的晶体管关闭时，所述滚动曝光读出模式的图像信号从所述放大晶体管通过所述第一基底上的滚动曝光行选择晶体管连接输出到图像传感器的列线。

7.根据权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述全局曝光输出放大晶体管的栅极和地之间包含三个组件，

所述三个组件包括一复位电容，连接在所述全局曝光输出放大晶体管的栅极和全局曝光复位晶体管的图像信号输出点之间；一信号电容，连接在所述图像信号输出点和第三组件全局曝光信号选择晶体管的漏极之间，所述全局曝光信号选择晶体管的源极连接到地端。

8.根据权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述全局曝光输出放大晶体管的栅极和地之间包含三个组件，所述三个组件包括一复位电容，连接在所述全局曝光输出放大晶体管的栅极和第二组件全局曝光信号选择晶体管的漏极之间，所述全局曝光信号选择晶体管连接到通过全局曝光复位晶体管的图像信号的输出端，所述全局曝光信号选择晶体管的源极还连接到第三组件信号电容，所述信号电容连接在所述图像信号的输出端和地之间。

9.根据权利要求7所述的像素单元，其特征在于，所述全局曝光复位晶体管连接图像信号放大晶体管到所述复位电容和信号电容之间的连接点，一个全局曝光偏置电流晶体管连接所述图像信号放大晶体管到地端。

10.根据权利要求8所述的像素单元，其特征在于，所述全局曝光复位晶体管连接图像信号放大晶体管到所述全局曝光信号选择晶体管和信号电容之间的连接点，全局曝光偏置电流晶体管连接所述图像信号放大晶体管到地端。

11.根据权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述芯片内互连将所述放大晶体的漏极连接到电源。