[发明专利]成像系统和形成堆叠成像系统的方法及数字相机成像系统组件

摘要

一具有像素单元的成像系统，包括光电二极管，传输晶体管，复位晶体管，放大晶体管，及读出电路块。所述光电二极管，传输晶体管，复位晶体管和放大器为设置在第一半导体芯片的第一基底内的阵列的一部分，用于累积图像电荷以响应入射到光电二极管上的光。所述读出电路块可部分设置在第二半导体芯片的第二基底内，部分设置在第一基底内，所述读出电路块可根据程序设置包括可选的滚动曝光读出模式和全局曝光读出模式。全局曝光读出模式提供像素内相关双采样。所述第二半导体芯片包括从阵列提取图像的电路器件及FPGA，用以提供可配置的控制和信号处理功能。

主权项

1.一种成像系统，包括：第一基底，具有正面和背面；像素单元阵列，每一所述像素单元包括一个或多个传输晶体管，每一传输晶体管分别连接到各自的光电二极管并共享浮动节点，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；每一所述像素单元还包括设置在所述第一基底内的复位晶体管，放大晶体管，及滚动曝光行选择晶体管，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连接输出所述第一基底；全局曝光读出电路块，设置在第二基底内，所述第二基底堆叠在所述第一基底的正面，所述全局曝光读出电路块用于当选择全局曝光读出模式时，将所述图像信号通过所述第二基底连接输出；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；及现场可编程门阵列FPGA，设置在所述第二基底内，用于提供可控的配置功能及信号处理功能。