[实用新型]成像系统、图像传感器及图像传感器像素

权利要求书

1.一种成像系统，其特征在于，包括：

光电二极管，所述光电二极管位于第一芯片上，被配置为响应于图像光而生成电荷；

电荷存储二极管，所述电荷存储二极管位于所述第一芯片上，被配置为存储所生成的电荷；

全局快门晶体管，所述全局快门晶体管位于所述第一芯片上，耦接在所述光电二极管和所述电荷存储二极管之间，其中所述全局快门晶体管被配置为将所生成的电荷从所述光电二极管转移到所述电荷存储二极管；

低光级读出电路，所述低光级读出电路位于相对于所述第一芯片竖直堆叠的第二芯片上；

高光级读出电路，所述高光级读出电路位于所述第二芯片上；

转移晶体管，所述转移晶体管耦接在所述电荷存储二极管和第一竖直导电互连件之间，其中所述第一竖直导电互连件将所述第一芯片耦接到所述第二芯片上的所述低光级读出电路；和

溢出晶体管，所述溢出晶体管耦接在所述光电二极管和第二竖直导电互连件之间，其中所述第二竖直导电互连件将所述第一芯片耦接到所述第二芯片上的所述高光级读出电路。

2.根据权利要求1所述的成像系统，其中，所述低光级读出电路包括：

p沟道晶体管，所述p沟道晶体管具有耦接到所述第一竖直导电互连件的栅极端子；

寻址晶体管，所述寻址晶体管耦接到所述p沟道晶体管的漏极端子；

预充电电容器，所述预充电电容器耦接在所述第一竖直导电互连件和预充电控制线之间；和

像素行地址线，其中所述像素行地址线将行控制信号传送到所述寻址晶体管，以从所述低光级读出电路读出图像信号。

3.根据权利要求2所述的成像系统，其中，所述低光级读出电路包括耦接在所述p沟道晶体管的所述栅极端子和所述漏极端子之间的反馈电容器。

4.根据权利要求1所述的成像系统，其中，所述溢出晶体管被配置为在所生成的电荷超过给定阈值水平时使电荷远离所述光电二极管并朝向所述高光级读出电路转移。

5.一种堆叠式芯片图像传感器，其特征在于，具有第一竖直堆叠式芯片和第二竖直堆叠式芯片，所述堆叠式芯片图像传感器包括：光电二极管、高光级电路和电荷溢出晶体管，

所述光电二极管位于所述第一竖直堆叠式芯片上，响应于图像光而生成电荷；

所述高光级电路位于所述第二竖直堆叠式芯片上，通过竖直导电互连件而被耦接到所述第一竖直堆叠式芯片上的所述光电二极管；和

所述电荷溢出晶体管耦接在所述光电二极管和所述竖直导电互连件之间，其中所述电荷溢出晶体管被配置为通过所述竖直导电互连件来将来自所述光电二极管的溢出电荷转移到所述高光级电路，并且其中所述高光级电路包括：

第一切换晶体管和第二切换晶体管；和

溢出电容器，所述溢出电容器耦接在所述第一切换晶体管和第二切换晶体管之间，其中所述第二切换晶体管耦接在所述溢出电容器和所述竖直导电互连件之间，并且所述溢出电容器被配置为存储所述溢出电荷中的至少一些溢出电荷。

6.根据权利要求5所述的堆叠式芯片图像传感器，其中，所述高光级电路还包括：

第三切换晶体管和第四切换晶体管；和

附加溢出电容器，其中所述附加溢出电容器耦接在所述第三切换晶体管和第四切换晶体管之间，所述第四切换晶体管耦接在所述竖直导电互连件和所述附加溢出电容器之间，并且所述附加溢出电容器被配置为存储所述溢出电荷中的至少一些溢出电荷。

7.根据权利要求6所述的堆叠式芯片图像传感器，其中，所述电荷溢出晶体管被配置为在所生成的电荷超过给定阈值水平时使所述溢出电荷远离所述光电二极管并朝向所述高光级电路转移。