[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，每一所述传输晶体管分别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；

复位晶体管和放大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从所述第一基底连接输出；

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，所述读出电路块包括可选的滚动曝光读出模式和全局曝光读出模式；及

芯片内互连，用于直连所述放大晶体管到所述读出电路块；

其中，所述读出电路块的其他晶体管关闭时，所述读出电路块的可选滚动曝光模式的所述图像信号从所述放大晶体管通过一个滚动曝光选择晶体管连接输出到图像传感器的列线；所述读出电路块的滚动曝光选择晶体管关闭时，所述读出电路块的全局曝光读出模式的所述图像信号从所述放大晶体管通过一个全局曝光选择晶体管连接输出到图像传感器的列线；所述滚动曝光选择晶体管的输出端直连到所述全局曝光选择晶体管的输出端。

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其各自连接的光电二极管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。

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，所述读出电路块的全局曝光读出模式包括连接在所述放大晶体管和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。

7.根据权利要求6所述的像素单元，其特征在于，在所述全局曝光输出放大晶体管的输入端和地端之间，包括三个组件，其中一复位电容连接所述全局曝光输出放大晶体管的输入端和图像信号输出端点之间，及一信号电容连接在所述图像信号输出端点和全局曝光信号选择晶体管的漏极之间，其中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6所述的像素单元，其特征在于，在所述全局曝光输出放大晶体管的输入端和地端之间，包括三个组件，其中一个复位电容连接在全局曝光输出放大晶体管的输入端和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所述图像信号的输出端点，及一个信号电容连接在所述输出端点和地端之间。

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所述放大晶体管到所述复位电容和所述信号电容之间的端点，及一个全局曝光偏置电流晶体管连接所述放大晶体管到地端。

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所述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端点，及一个全局曝光偏置电流晶体管连接所述放大晶体管到地端。

11.根据权利要求7所述的像素单元，其特征在于，所述滚动曝光选择晶体管关闭时，所述读出电路块的全局曝光读出模式的图像信号从所述放大晶体管通过一个全局曝光选择晶体管连接输出到图像传感器的列线。

12.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管的漏极连接到电源。