[发明专利]具有像素级互连部的堆叠式光电传感器组件

权利要求书

1.一种光电传感器的像素，包括：

第一衬底的一部分，其包括：

光电二极管，其用于检测光，以及

扩散阱，其与所述光电二极管相关联以存储来自所述光电二极管的电荷，存储在所述扩散阱中的电荷的数量取决于入射在所述光电二极管上的光的持续时间和强度；

第二衬底的一部分，其具有用于处理来自所述第一衬底的信号的电路；以及

像素级互连部，其将所述第一衬底的第二阱连接到所述第二衬底的所述电路以将所述信号从所述扩散阱传送到所述电路。

2.根据权利要求1所述的光电传感器的像素，其中，所述第一衬底还包括：

第一晶体管，其在所述像素的非曝光时间期间被导通；以及

第二晶体管，其被导通以将存储在所述光电二极管中的光电荷转移到所述阱。

3.根据权利要求1所述的光电传感器的像素，其中，所述第一衬底是P掺杂的，以及所述扩散阱和另一扩散阱是N掺杂的。

4.根据权利要求1所述的光电传感器的像素，其中，所述第一衬底具有被形成有所述光电二极管和面向所述第二衬底的所述扩散阱的前表面。

5.根据权利要求1所述的光电传感器的像素，其中，所述第二衬底具有被形成有所述电路的前表面和在所述第二衬底的相对侧处的后表面，所述前表面面向所述第一衬底。

6.根据权利要求1所述的光电传感器的像素，其中，所述信号是取决于从所述光电二极管转移到所述扩散阱的电荷的数量的电压信号。

7.根据权利要求1所述的光电传感器的像素，其中，所述处理包括采样和模数转换中的至少一个。

8.一种用于操作光电传感器的方法，所述方法包括：

由第一衬底中的光电二极管检测光；

由所述第一衬底中的扩散阱存储来自所述光电二极管的电荷，所述电荷取决于入射在所述光电二极管上的光的持续时间和强度；

在所述第一衬底中生成代表存储在所述扩散阱中的所述电荷的信号；

由像素级互连部将所述信号从所述第一衬底发送到第二衬底，所述像素级互连部将所述第一衬底的所述扩散阱连接到第二衬底的电路；以及

由所述第二衬底中的所述电路处理所述信号。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括：

在像素的非曝光时间期间导通第一晶体管；

响应于导通所述第一晶体管，将电荷从另一扩散阱转移到所述光电二极管；以及

导通第二晶体管以将存储在所述光电二极管中的电荷转移到所述扩散阱。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一衬底是P掺杂的，以及所述扩散阱和另一扩散阱是N掺杂的。

11.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一衬底具有被形成有所述光电二极管和面向所述第二衬底的所述扩散阱的前表面。

12.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第二衬底具有被形成有所述电路的前表面和在所述第二衬底相对侧处的后表面，所述前表面面向所述第一衬底。

13.根据权利要求8所述的方法，其中，所述信号是取决于从所述光电二极管转移到所述扩散阱的电荷的数量的电压信号。

14.根据权利要求8所述的方法，其中，所述处理包括采样和模数转换中的至少一个。