[发明专利]图像传感器

说明书

本发明涉及一种图像传感器。在相关的图像传感器中存在的问题是图像信号的SN比变得不稳定。根据一个示例性实施例，图像传感器包括第一芯片和第二芯片，第二芯片被配置为通过微凸块将信号传输给第一芯片并且从第一芯片接收信号，第一芯片堆叠在第二芯片的顶部上，其中在第一芯片上，像素电路布置成格子结构，像素电路中的每个像素电路包括光电转换元件、转移晶体管、重置晶体管和放大晶体管，并且在第二芯片上，形成了模拟数字转换器电路的至少输入级电路，输入级电路被配置为将从像素电路输出的暗电平信号和成像信号转换成数字值，并且输入级电路的数目是像素电路的行数的至少两倍。

技术领域

本发明涉及一种图像传感器，并且例如涉及一种具有多个芯片堆叠在一起的结构的图像传感器。

背景技术

在将相机等中的光学信息转换成图像数据的图像传感器中，光电转换元件被布置成格子结构。图像传感器的类型包括滚动快门和全域快门。滚动快门图像传感器在每个行中执行具有一定时间延迟的曝光和成像信号读出。在滚动快门图像传感器中，因为一次完成一行成像，所以如果拍摄以高速移动的对象的图像，则会发生图像倾斜失真的滚动失真。另一方面，全域快门图像传感器同时在所有光电转换元件上执行曝光，并且读取由该曝光生成的成像信号。因此，全域快门类型中不会发生滚动失真。日本专利No.4835710的说明书中公开了采用全域快门技术的图像传感器的示例。

日本专利No.4835710中所公开的固态图像传感器器件具有一种结构，其中第一衬底和第二衬底以及多个MOS晶体管粘结在一起，所述第一衬底上形成有光电转换单元，且所述第二衬底上形成有电荷积聚电容器单元。另外，连接电极形成在第一衬底和第二衬底中的每个上，且第一衬底和第二衬底通过连接电极电气地连接。因此，根据日本专利No.4835710中所公开的固态图像传感器器件，能够形成在较小的面积内具有全域快门功能的固态图像传感器器件。

发明内容

然而，日本专利No.4835710中所公开的图像传感器具有这样的问题：在从光电转换单元提取成像信号并将成像信号转换成图像数据的过程中成像信号的电势变得不稳定，或者获得的图像数据的质量由于混入到信号中的噪声而被降低。

根据说明书的描述和附图，本发明的其它问题和新颖特征将变得显而易见。

根据一个示例性实施例，图像传感器包括第一芯片和第二芯片，所述第二芯片被配置为通过微凸块向第一芯片传输信号以及从第一芯片接收信号，所述第一芯片堆叠在第二芯片的顶部上，其中在第一芯片上，像素电路被布置成格子结构，所述像素电路中的每个包括光电转换元件、转移晶体管、重置晶体管和放大晶体管，并且在所述第二芯片上，形成了被配置为将从像素电路输出的暗电平信号和成像信号转换成数字值的模拟数字转换器电路的至少输入级电路，并且输入级电路的数目是像素电路的行数的至少两倍。

根据上面所描述的示例性实施例，能够实现生成高质量图像数据的全域快门图像传感器。

附图说明

根据结合附图考虑的某些实施例的以下描述，上面的以及其它方面、优点和特征将更加明显，其中：

图1是根据第一示例性实施例的相机系统的框图；

图2是根据第一示例性实施例的图像传感器的底层布局的一部分的示意图；

图3是根据第一示例性实施例的图像传感器的框图；

图4是示出根据第一示例性实施例的图像传感器中的各个模拟数字转换器电路以及其操作的一个示例的视图；

图5是说明根据第一示例性实施例的图像传感器中的各个模拟数字转换器电路以及其操作的另一示例的视图；

图6是说明根据第一示例性实施例的图像传感器的操作的时序图；

图7是说明根据第一示例性实施例的图像传感器的操作与根据比较例的图像传感器的操作之间的差异的时序图；