电子设备制造技术

技术编号:17886004 阅读:68 留言:0更新日期:2018-05-06 06:37
本文公开了一种电子设备,包括第一集成电路裸片,该第一集成电路裸片具有形成于其中的光电二极管和用于这些光电二极管的读出电路,该读出电路包括暴露于该第一集成电路裸片的表面上的输出焊盘。第二集成电路裸片具有形成于其中的用于这些光电二极管的存储电容器结构以及用于对存储于这些存储电容器结构中的数据执行图像处理的数字电路,这些存储电容器结构包括暴露于该第二集成电路裸片的表面上的输入焊盘。该第一集成电路裸片和该第二集成电路裸片采取面对面安排,从而使得该第一集成电路裸片的这些输出焊盘面向该第二集成电路裸片的这些输入焊盘。互连将该第一集成电路裸片的这些输出焊盘耦合至该第二集成电路裸片的这些输入焊盘。

Electronic equipment

This article discloses an electronic device, including a first integrated circuit, which has a bare piece of the first integrated circuit having a photodiode in it and a readout circuit for these photodiodes, which includes an output welding disk exposed to the surface of the bare piece of the first integrated circuit. The second integrated circuit bare chip has a storage capacitor structure formed in it for these photodiodes and a digital circuit for performing image processing for data stored in the storage capacitor structure, which includes an input welding disk exposed to the surface of the bare chip of the second integrated circuit. The bare pieces of the first integrated circuit and the bare pieces of the second integrated circuit are arranged face-to-face, so that the output welds of the first integrated circuit sheet are facing the input welded plates of the second integrated circuit. The interconnection couples the output pads of the first integrated circuit die to the input pad of the second integrated circuit die.

【技术实现步骤摘要】
电子设备
本文中的公开涉及图像传感器和该图像传感器的布局,该布局减小给定像素大小的区域。
技术介绍
数码摄影已经取代了传统的基于胶片的摄影作为拍摄和存储图像的常规方式。最初地局限于单一用途的相机设备,结合到蜂窝电话中的数码相机随着时间推移而变得越来越流行,并且目前,个人为了非商业目的而捕获的大多数数字图像是使用结合在蜂窝电话内的数码相机来捕获的。因此,对蜂窝电话所捕获的数字图像具有更高质量的期望随着对能够充当数码相机的那些蜂窝电话的期望增长而增长。多年来,在蜂窝电话的数码相机系统内使用的图像传感器在分辨率(即,像素计数)上得到了增大,结合了图像传感器的顶尖蜂窝电话具有多于160万像素(MP),并且在一种情况下,超过40MP。分辨率的这种增大部分地通过缩小单个像素的大小来实现。这进而导致每个像素具有减小的电荷存储容量,这意味着每个像素捕获更少的光。因为最大信噪比是电荷存储容量的平方根的函数,所以这些更小的像素最终导致更差的信噪比。因此,更大数量的更小像素的趋势开始颠倒,并且当前趋势为朝向更小数量的更大像素。因为期望用于蜂窝电话的图像传感器小且紧凑,因此挑战是设计具有更大像素的传感器,还要将传感器大小保持尽可能紧凑。由于这种挑战,由于卷帘叶片式快门像素传统地占据更小的区域,所以通常采用卷帘叶片式操作类型像素而不是全局快门操作像素。然而,如将解释的,卷帘叶片式快门像素相比于全局快门像素具有缺点。在卷帘叶片式快门中,逐行地处理像素阵列,针对快门的每次移动,一行被积分而另一行被读出。快门在阵列上移动,从而使得像素曝光相同的时间量,但不是同时曝光。当拍摄如风扇、直升机桨叶或螺旋桨等快速移动物体的图像时,卷帘叶片式快门可能不能很好地工作。利用全局快门,阵列中的像素同时解除复位并开始同时积分。因此,不存在卷帘叶片式快门的缺点。在特定周期之后,像素然后被同时读出到可以位于像素内部的临时存储设备中。然后,此临时存储设备被逐行扫描,其中,信号被放大或者被转换成数字值。因为像素同时积分,所以每个像素具有至少一个专用存储电容器。在设计这些存储电容器时涉及的各种挑战导致消耗不期望量的表面区域。为了使全局快门在大小上比卷帘叶片式快门更有竞争力,期望新的设计。
技术实现思路
提供本技术概述以便引入在以下详细描述中进一步描述的一系列概念。本概述不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征,也不旨在用作在限定所要求保护的主题的范围的辅助。本技术的实施例提供了一种电子设备,其布局能够减小给定像素大小的区域。本文中所公开的一种电子设备包括第一集成电路裸片,该第一集成电路裸片具有形成于其中的光电二极管和用于这些光电二极管的读出电路,该读出电路包括暴露于该第一集成电路裸片的表面上的输出焊盘。第二集成电路裸片具有形成于其中的用于这些光电二极管的存储电容器结构以及用于对存储于这些存储电容器结构中的数据执行图像处理的数字电路,这些存储电容器结构包括暴露于该第二集成电路裸片的表面上的输入焊盘。该第一集成电路裸片和该第二集成电路裸片采取面对面安排,从而使得该第一集成电路裸片的这些输出焊盘面向该第二集成电路裸片的这些输入焊盘。互连将该第一集成电路裸片的这些输出焊盘耦合至该第二集成电路裸片的这些输入焊盘。一种电子设备包括:第一集成电路裸片,所述第一集成电路裸片具有形成于其中的至少一个光电二极管和用于所述至少一个光电二极管的读出电路;第二集成电路裸片,所述第二集成电路裸片与所述第一集成电路裸片以堆叠安排并且具有形成于其中的与所述至少一个光电二极管相关联的至少一个存储电容器;以及所述第一集成电路裸片与所述第二集成电路裸片之间的互连,所述互连用于将所述读出电路耦合至所述至少一个存储电容器。所述第一集成电路裸片具有带有前表面和后表面的半导体衬底,以及所述前表面上用于由此限定顶表面的一系列金属喷镀层;其中,所述第二集成电路裸片具有带有前表面和后表面的半导体衬底,以及所述前表面上用于由此限定顶表面的一系列金属喷镀;并且其中,所述第一集成电路裸片和所述第二集成电路裸片的所述顶表面面向彼此,并且通过所述互连彼此电耦合。所述第二集成电路裸片缺少用于所述至少一个光电二极管的读出电路,并且缺少形成于其中的至少一个光电二极管;并且其中,所述第一集成电路裸片缺少用于所述第一集成电路裸片的所述至少一个光电二极管的至少一个存储电容器。所述第一集成电路裸片缺少数字电路,所述第二集成电路裸片缺少除了所述至少一个存储电容器之外的模拟电路。所述互连包括至少一个导电凸块。所述至少一个存储电容器包括金属-绝缘体-金属电容器。所述第二集成电路裸片还具有形成于其中的逻辑电路的晶体管。所述至少一个存储电容器形成于所述第二集成电路裸片的电容器层中;所述至少一个逻辑栅极形成于所述第二集成电路裸片的逻辑电路层中;所述电容器层和所述逻辑电路层以堆叠安排在所述第二集成电路裸片内被竖直地分隔开。所述至少一个存储电容器包括以堆叠安排的第一金属层、在所述第一金属层上的绝缘体层、以及在所述绝缘体层上的第二金属层。所述第一金属层的至少一部分暴露于所述第二集成电路裸片的表面上;所述至少一个光电二极管具有导电端子,所述导电端子采用与所述第一金属层的暴露于所述第二集成电路裸片的所述表面上的所述部分对准的方式暴露于所述第一集成电路裸片的表面上;所述互连将所述第一金属层的暴露于所述第二集成电路裸片的所述表面上的所述部分电耦合至暴露于所述第一集成电路裸片的所述表面上的所述导电端子。所述第二集成电路裸片进一步包括暴露于其表面上的至少一个接触焊盘以及将所述至少一个接触焊盘耦合至所述至少一个存储电容器的所述第一金属层的至少一个通孔;所述至少一个光电二极管具有导电端子,所述导电端子采用与暴露于所述第二集成电路裸片的所述表面上的所述至少一个接触焊盘对准的方式暴露于所述第一集成电路裸片的表面上;所述互连将所述暴露于所述第二集成电路裸片的所述表面上的所述至少一个接触焊盘电耦合至暴露于所述第一集成电路裸片的所述表面上的所述导电端子。所述第一集成电路裸片具有形成于其上的屏蔽层,所述屏蔽层包含至少一个屏蔽结构,所述至少一个屏蔽结构被配置成用于遮蔽所述读出电路的光敏部分免受照射到所述第一集成电路裸片上的光的影响。所述电子设备进一步包括形成于所述第二集成电路裸片内的至少一个附加存储电容器;所述至少一个附加存储电容器包括所述第二金属层上的第二绝缘层以及所述第二绝缘层上的第三金属层。所述第一集成电路裸片具有形成于其中的屏蔽层,所述屏蔽层包含至少一个屏蔽结构,所述至少一个屏蔽结构被配置成用于遮蔽所述读出电路的光敏部分免受照射到所述第一集成电路裸片上的光的影响。所述第一集成电路裸片的所述读出电路进一步包括模数转换器,所述模数转换器形成于所述第二集成电路裸片中并且被配置成用于将基于所述至少一个光电二极管生成的模拟像素值转换成数字像素值,所述模数转换器耦合至所述至少一个存储电容器。所述第二集成电路裸片具有形成于其中的至少一个隔离区域,所述至少一个隔离区域围绕与其具有隔开关系的所述至少一个存储电容器。所述至少一个光电二极管和所述读出电路耦合至第一参考电压;所述至少一个存储电容器耦合至第二参考电压。所述第二参考电压具有与所述第一参考电压不同的值。所述电本文档来自技高网
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电子设备

【技术保护点】
一种电子设备,其特征在于,包括:第一集成电路裸片,所述第一集成电路裸片具有形成于其中的至少一个光电二极管和用于所述至少一个光电二极管的读出电路;第二集成电路裸片,所述第二集成电路裸片与所述第一集成电路裸片以堆叠安排并且具有形成于其中的与所述至少一个光电二极管相关联的至少一个存储电容器;以及所述第一集成电路裸片与所述第二集成电路裸片之间的互连,所述互连用于将所述读出电路耦合至所述至少一个存储电容器。

【技术特征摘要】
2016.10.07 US 15/288,4701.一种电子设备,其特征在于,包括:第一集成电路裸片,所述第一集成电路裸片具有形成于其中的至少一个光电二极管和用于所述至少一个光电二极管的读出电路;第二集成电路裸片,所述第二集成电路裸片与所述第一集成电路裸片以堆叠安排并且具有形成于其中的与所述至少一个光电二极管相关联的至少一个存储电容器;以及所述第一集成电路裸片与所述第二集成电路裸片之间的互连,所述互连用于将所述读出电路耦合至所述至少一个存储电容器。2.如权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述第一集成电路裸片具有带有前表面和后表面的半导体衬底,以及所述前表面上用于由此限定顶表面的一系列金属喷镀层;其中,所述第二集成电路裸片具有带有前表面和后表面的半导体衬底,以及所述前表面上用于由此限定顶表面的一系列金属喷镀;并且其中,所述第一集成电路裸片和所述第二集成电路裸片的所述顶表面面向彼此,并且通过所述互连彼此电耦合。3.如权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述第二集成电路裸片缺少用于所述至少一个光电二极管的读出电路,并且缺少形成于其中的至少一个光电二极管;并且其中,所述第一集成电路裸片缺少用于所述第一集成电路裸片的所述至少一个光电二极管的至少一个存储电容器。4.如权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述第一集成电路裸片缺少数字电路;并且其中,所述第二集成电路裸片缺少除了所述至少一个存储电容器之外的模拟电路。5.如权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述互连包括至少一个导电凸块。6.如权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述至少一个存储电容器包括金属-绝缘体-金属电容器。7.如权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述第二集成电路裸片还具有形成于其中的逻辑电路的晶体管。8.如权利要求7所述的电子设备,其特征在于,所述至少一个存储电容器形成于所述第二集成电路裸片的电容器层中;其中,所述至少一个逻辑栅极形成于所述第二集成电路裸片的逻辑电路层中;并且其中,所述电容器层和所述逻辑电路层以堆叠安排在所述第二集成电路裸片内被竖直地分隔开。9.如权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述至少一个存储电容器包括以堆叠安排的第一金属层、在所述第一金属层上的绝缘体层、以及在所述绝缘体层上的第二金属层。10.如权利要求9所述的电子设备,其特征在于,所述第一金属层的至少一部分暴露于所述第二集成电路裸片的表面上;其中,所述至少一个光电二极管具有导电端子,所述导电端子采用与所述第一金属层的暴露于所述第二集成电路裸片的所述表面上的所述部分对准的方式暴露于所述第一集成电路裸片的表面上;并且其中,所述互连将所述第一金属层的暴露于所述第二集成电路裸片的所述表面上的所述部分电耦合至暴露于所述第一集成电路裸片的所述表面上的所述导电端子。11.如权利要求9所述的电子设备,其特征在于,所述第二集成电路裸片进一步包括暴露于其表面上的至少一个接触焊盘以及将所述至少一个接触焊盘耦合至所述至少一个存储电容器的所述第一金属层的至少一个通孔;其中,所述至少一个光电二极管具有导电端子,所述导电端子采用与暴露于所述第二集成电路裸片的所述表面上的所述至少一个接触焊盘对准的方式暴露于所述第一集成电路裸片的表面上;并且其中,所述互连将所述暴露于所述第二集成电路裸片的所述表面上的所述至少一个接触焊盘电耦合至暴露于所述第一集成电路裸片的所述表面上的所述导电端子。12.如权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述第一集成电路裸片具有形成于其上的屏蔽层,所述屏蔽层包含至少一个屏蔽结构,所述至少一个屏蔽结构被配置成用于遮蔽所述读出电路的光敏部分免受照射到所述第一集成电路裸片上的光的影响。13.如权利要求9所述的电子设备,其特征在于,进一步包括形成于所述第二集成电路裸片内的至少一个附加存储电容器;其中,所述至少一个附加存储电容器包括所述第二金属层上的第二绝缘层以及所述第二绝缘层上的第三金属层。14.如权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述第一集成电路裸片具有形成于其中...

【专利技术属性】
技术研发人员:J·M·雷诺
申请(专利权)人:意法半导体RD有限公司
类型:新型
国别省市:英国,GB

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