[发明专利]堆叠芯片成像系统

权利要求书

1.一种堆叠芯片图像传感器，其包含：

半导体衬底，其具有相对的第一及第二表面；

图像传感器像素阵列，其在所述半导体衬底中且经配置以经由所述第一表面接收图像光；及

控制电路，其通过延伸穿过所述第二表面的多个垂直导电互连件而耦合到所述图像传感器像素阵列，所述图像传感器像素阵列包含布置成像素行及像素列的图像传感器像素，且所述多个垂直导电互连件包括多个垂直列互连件，且其中每一像素列耦合到所述垂直列互连件中的选定一者。

2.根据权利要求1所述的堆叠芯片图像传感器，其中所述半导体衬底包含硅半导体衬底且其中延伸穿过所述第二表面的所述多个垂直导电互连件包含穿过所述第二表面将所述控制电路耦合到所述图像传感器像素阵列的多个穿硅通孔。

3.根据权利要求1所述的堆叠芯片图像传感器，其中延伸穿过所述第二表面的所述多个垂直导电互连件包含从所述第二表面凸出的二维微凸块阵列。

4.根据权利要求1所述的堆叠芯片图像传感器，其中所述控制电路包含耦合到所述垂直导电互连件的行驱动器电路，且其中所述行驱动器电路经配置以经由所述垂直导电互连件将像素控制信号供应到所述图像传感器像素。

5.根据权利要求4所述的堆叠芯片图像传感器，其中所述多个垂直列互连件沿着所述图像传感器像素阵列的边缘耦合到所述像素列，且其中所述图像传感器像素阵列包含多个像素块，所述堆叠芯片图像传感器进一步包含：

多个垂直内部行互连件，其耦合到所述像素行中的每一者，其中所述多个垂直内部行互连件中的每一者沿着相关联像素块的边缘耦合到所述像素行中的选定一者，且其中所述多个垂直内部行互连件中的每一者穿过所述第二表面将所述相关联像素块中的图像传感器像素耦合到所述控制电路。

6.根据权利要求1所述的堆叠芯片图像传感器，其中所述控制电路包含多个模/数转换电路，且其中所述垂直列互连件中的每一者耦合到所述模/数转换电路中的选定一者。

7.根据权利要求1所述的堆叠芯片图像传感器，其中所述半导体衬底形成在第一半导体集成电路中，且所述控制电路形成在不同于所述第一半导体集成电路的第二半导体集成电路中。

8.一种堆叠芯片图像传感器，其包含：

半导体衬底，其具有相对的第一及第二表面；

图像传感器像素阵列，其在所述半导体衬底中且经配置以经由所述第一表面接收图像光；及

控制电路，其通过延伸穿过所述第二表面的多个垂直导电互连件而耦合到所述图像传感器像素阵列，所述图像传感器像素阵列包含多个像素块，所述多个垂直导电互连件包含多个垂直块互连件，且所述多个垂直块互连件中的每一者穿过所述第二表面将所述多个像素块中的相应一者的所述图像传感器像素耦合到所述控制电路。

9.根据权利要求8所述的堆叠芯片图像传感器，其中所述多个像素块包括第一像素块和不同于所述第一像素块的第二像素块，所述多个垂直块互连件中的第一垂直块互连件穿过所述第二表面将所述第一像素块的所述图像传感器像素耦合到所述控制电路，且不同于所述第一垂直块互连件的所述多个垂直块互连件中的第二垂直块互连件穿过所述第二表面将所述第二像素块的所述图像传感器像素耦合到所述控制电路。

10.根据权利要求8所述的堆叠芯片图像传感器，其中所述多个像素块中的每一像素块包括给定数目个图像传感器像素。

11.根据权利要求8所述的堆叠芯片图像传感器，其中所述多个像素块中的每一像素块包括来自第一数目个像素列和第二数目个像素行的图像传感器像素，其中所述第一数目大于所述第二数目。

12.根据权利要求8所述的堆叠芯片图像传感器，其中所述半导体衬底形成在第一半导体集成电路中，且所述控制电路形成在不同于所述第一半导体集成电路的第二半导体集成电路中。