[发明专利]一种三维堆叠图像传感器芯片结构

摘要

本发明公开了一种三维堆叠图像传感器芯片结构，包括光电二极管、控制电路及外围读出电路；控制电路包括连接至光电二极管的传输管、复位管、源跟随管、行选通管，外围读出电路包括连接至行选通管的可编程增益放大器、模拟数字转换器，模拟数字转换器包括连接至可编程增益放大器的比较器、反相器以及计数器，反相器包括分别连接至比较器、计数器的PMOS管和NMOS管；光电二极管、传输管、可编程增益放大器、比较器、PMOS管设于顶部芯片上，复位管、源跟随管、行选通管、NMOS管、计数器设于底部芯片上，顶部芯片、底部芯片使用三维堆叠方式连接在一起；可避免数字电路部分产生的噪声对模拟电路部分的影响，并可节约制造成本，缩小芯片尺寸。

主权项

1.一种三维堆叠图像传感器芯片结构，其特征在于，包括依次连接的像元的光电二极管、控制电路以及像元的外围读出电路；所述控制电路包括连接至光电二极管的传输管、复位管、源跟随管、行选通管，所述外围读出电路包括连接至行选通管的可编程增益放大器、模拟数字转换器，所述模拟数字转换器包括连接至可编程增益放大器的比较器、反相器以及计数器，所述反相器包括分别连接至比较器、计数器的一个PMOS管和一个NMOS管；其中，所述光电二极管、传输管、可编程增益放大器、比较器、PMOS管设于一个顶部芯片上，所述复位管、源跟随管、行选通管、NMOS管、计数器设于一个底部芯片上，所述顶部芯片、底部芯片使用三维堆叠方式连接在一起；/n其中，所述传输管的源极与光电二极管的阴极相连，传输管的栅极与光电传输控制信号相连，传输管的漏极通过顶部芯片、底部芯片之间的第一连接点同时与复位管的源极和源跟随管的栅极相连；所述复位管的栅极与复位信号相连，复位管的漏极与第一电源相连；所述源跟随管的源极与行选通管的漏极相连，源跟随管的漏极与第二电源相连；所述行选通管的栅极与行选通信号相连，行选通管的源极通过底部芯片、顶部芯片之间的第二连接点与可编程增益放大器的输入端相连；所述可编程增益放大器的输入端通过顶部芯片、底部芯片之间的第二连接点与行选通管的源极相连，可编程增益放大器的输出端与比较器的正向输入端或负向输入端相连；所述比较器的负向输入端或正向输入端与一参考电压相连，比较器的输出端与PMOS管的栅极相连，比较器的输出端还通过顶部芯片、底部芯片之间的第三连接点与NMOS管的栅极相连；所述PMOS管的源极通过顶部芯片、底部芯片之间的第四连接点与设于底部芯片上的第三电源相连，PMOS管的漏极通过顶部芯片、底部芯片之间的第五连接点同时与NMOS管的漏极以及计数器的输入端相连；所述NMOS管的源极通过底部芯片接地。/n