CN104519285B - 用于基板堆叠式图像传感器的全局快门的像素电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于基板堆叠式图像传感器的全局快门的像素电路，其包括半导体芯片，所述半导体芯片包括：光电二极管，其被配置为输出通过光传感操作产生的电荷；和复位节点，其被配置为从复位电压节点接收复位电压并复位所述光电二极管。所述半导体芯片可具有其中所述半导体芯片堆叠在另一半导体芯片上的结构。

Description

用于基板堆叠式图像传感器的全局快门的像素电路
技术领域
本发明涉及一种用于基板堆叠式图像传感器的全局快门的像素电路，更具体地，涉及一种用于基板堆叠式图像传感器的全局快门的像素电路，所述基板堆叠式图像传感器不包括光电二极管的复位晶体管，防止由晶体管之间的缝隙引起的噪声，并具有基板堆叠的立体结构。
背景技术
通常，应用了CMOS图像传感器(CIS)的图像传感器的像素电路执行卷帘快门操作和全局快门操作。在卷帘快门操作的情况下，由一帧中的每一行的光电二极管光电地转换的信号通过顺序选择的行被传输到浮动扩散节点，对应像素的图像信号被输出。在全局快门操作的情况下，由一帧中的所有光电二极管光电地转换的全部信号被一次性传输到浮动扩散节点，对应像素的图像信号从顺序选择的行被输出。
近来，作为一种用于提高图像传感器的集成度的方法，开发了基板堆叠式图像传感器，其中，两个半导体芯片和相应的衬垫(节点)被堆叠为彼此电耦合。
图1说明了基板的剖面结构，所述基板包括用于常规的基板堆叠式图像传感器的全局快门的像素电路的光电二极管和晶体管。具体地，所述基板包括光电二极管PD、复位晶体管Rx、第一传输晶体管Tx1、存储晶体管Mx和第二传输晶体管Tx2。
通过光电二极管PD的光传感操作产生的电荷经过第一传输晶体管Tx1、存储晶体管Mx和第二传输晶体管Tx2被输出到浮动扩散节点FD。
图2说明了电荷(或电子)经过第一传输晶体管Tx1、存储晶体管Mx和第二传输晶体管Tx2被输出。
参照图1和图2，缝隙(噪声产生区域)存在于第一传输晶体管Tx1和存储晶体管Mx之间以及存储晶体管Mx和第二传输晶体管Tx2之间。如图2所示，在所述缝隙不能控制电荷的流动。因此，电荷的传输效率降低。此外，在所述缝隙会产生噪声
在复位模式，复位晶体管Rx被打开，以及光电二极管PD通过复位晶体管Rx被耦合到供电端子VDD并且被复位到供电端子VDD的电压水平。
如此，使用常规的基板堆叠式图像传感器的全局快门装置使用单独的复位晶体管来复位光电二极管。因此，因为复位晶体管占据空间，在执行具有较小尺寸的像素时存在困难。
此外，在第一传输晶体管和存储晶体管之间以及存储晶体管和第二传输晶体管之间的缝隙不能控制电荷的流动。因此，会降低电荷的传输效率，并且会在缝隙产生噪声。
发明内容
因此，本发明致力于解决相关领域中出现的问题，本发明的目的是当基板堆叠式图像传感器的全局快门被执行时，省略光电二极管的复位晶体管。
本发明的另一目的是当基板堆叠式图像传感器的全局快门被执行时，基本上防止由晶体管之间的缝隙引起的噪声。
本发明的又一目的是当基板堆叠式图像传感器的全局快门被实施时，提供用于执行小尺寸像素的结构。
本发明的又一目的是形成用于执行小尺寸像素的结构并基本上防止从光电二极管的电荷溢出流入相邻的像素。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，用于基板堆叠式图像传感器的全局快门的像素电路可包括半导体芯片，所述半导体芯片包括：光电二极管，其被配置为输出通过光传感操作产生的电荷；和复位节点，其被配置为从复位电压节点接收复位电压并复位光电二极管。所述半导体芯片可具有其中所述半导体芯片堆叠在另一半导体芯片上的结构。
根据本发明的另一方面，用于基板堆叠式图像传感器的全局快门的像素电路可包括一个或多个半导体芯片，每个半导体芯片包括：光电二极管，其被配置为输出通过光传感操作产生的电荷；第一传输晶体管；存储晶体管；和第二传输晶体管。所述半导体芯片可具有其中所述半导体芯片堆叠在另一半导体芯片上的结构，以及第一传输晶体管、存储晶体管和第二传输晶体管可以以这样的方式形成：在第一传输晶体管和存储晶体管之间以及在存储晶体管和第二传输晶体管之间没有缝隙形成。
根据本发明的另一方面，用于基板堆叠式图像传感器的全局快门的像素电路可包括：
第一半导体芯片，其包括：
第一基板，其具有被配置为输出通过光传感操作产生的电荷的光电二极管；复位节点，其用于复位光电二极管；和浮动扩散节点；以及
第一层间绝缘层，其具有第一传输晶体管、第二传输晶体管、存储晶体管和金属层；以及
第二半导体芯片，其包括：
第二基板；以及
第二层间绝缘层，其具有读出电路和第二金属层，并被配置为传输对应于通过光电二极管传感的光的输出电压。
所述第一半导体芯片和第二半导体芯片可彼此堆叠。
根据本发明的另一方面，用于基板堆叠式图像传感器的全局快门的像素电路可包括：
第一半导体芯片，其包括：
第一基板，其具有浮动扩散节点和被配置为输出通过光传感操作产生的电荷的光电二极管；
第一层间绝缘层，其具有第一复位晶体管、第一传输晶体管、第二传输晶体管、存储晶体管和第一金属层，所述第一复位晶体管将光电二极管耦合到复位节点从而复位光电二极管；以及
第二半导体芯片，其包括：
第二基板；以及
第二层间绝缘层，其具有读出电路和第二金属层，并被配置为传输对应于通过光电二极管传感的光的输出电压。
所述第一半导体芯片和第二半导体芯片可彼此堆叠。
附图说明
在阅读了下面结合附图的详细描述以后，本发明的上述目的、其他特征和优点将变得更加显而易见，其中：
图1为包括用于常规的基板堆叠式图像传感器的全局快门的像素电路的光电二极管和晶体管的基板的剖面图；
图2为用于描述在常规的基板堆叠式图像传感器中通过光电二极管的图像传感操作产生的电荷经过晶体管被传输的图；
图3为根据本发明实施例的用于基板堆叠式图像传感器的全局快门的像素电路的电路图；
图4说明根据本发明的第一实施例和第二实施例的基板堆叠式图像传感器的剖面结构；
图5A为说明其中晶体管以没有缝隙的方式形成的布置结构的图；
图5B为说明传输至存储晶体管的背光被复位电压节点阻挡的图；
图6为说明光电二极管被复位和传感的电荷被读出的概念图；
图7为通过光电二极管传感的电荷的读出时序图；
图8A-8H为用于解释其中响应读出时序的传感电荷通过晶体管被读出的过程的图；
图9为根据本发明的第三实施例的基板堆叠式图像传感器的剖面图；
图10A-10C说明图9的用于基板堆叠式图像传感器的全局快门的像素电路的实施例；
图11为根据本发明的第四实施例的基板堆叠式图像传感器的剖面结构；
图12A-12C说明在本发明的第四实施例中作为抗弥散晶体管操作的第一复位晶体管Rx1的操作原理；以及
图13A-13C说明图11的用于基板堆叠式图像传感器的全局快门的像素电路的实施例。
具体实施方式
下文，将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。
图3为根据本发明实施例的用于基板堆叠式图像传感器的全局快门的像素电路的电路图。所述像素电路可包括第一半导体电路单元310和第二半导体电路单元320。
第一半导体电路单元310可包括复位电压节点VDD_RST、光电二极管PD、第一传输晶体管Tx1、存储晶体管Mx、第二传输晶体管Tx2和顶部浮动扩散节点FDT。第二半导体电路单元320可包括底部浮动扩散节点FDB、复位晶体管Rx、激励晶体管Dx和选择晶体管Sx。复位晶体管Rx、激励晶体管Dx和选择晶体管Sx为读出电路的组件。
在另一实施例中，选择晶体管Sx可被省略，第二半导体电路单元320可包括底部浮动扩散节点FDB、复位晶体管Rx和激励晶体管Dx。
通过光电二极管PD的光传感操作产生的电荷经过形成在顶部基板上的第一传输晶体管Tx1、存储晶体管Mx和第二传输晶体管Tx2被传输到顶部浮动扩散节点FDT。在底部基板上，激励晶体管Dx和选择晶体管Sx可被串行耦合在供电端子VDD和输出端子Vout之间。通过顶部浮动扩散节点FDT传输的电荷可被传输到形成在底部基板上的底部浮动扩散节点FDB，并然后被传输到激励晶体管Dx的门极。第一传输晶体管Tx1、存储晶体管Mx和第二传输晶体管Tx2为用于全局快门操作的基本组件，所述全局快门操作在图像传感器中在某一时刻曝光屏幕并在某一时刻关闭屏幕。
因此，对应于通过光电二极管PD传感的光的输出电压可通过激励晶体管Dx和选择晶体管Sx而被输出。此外，复位晶体管Rx可被耦合在供电端子VDD和底部基板上的激励晶体管Dx的门极之间。复位晶体管Rx可以以复位模式向激励晶体管Dx的门极提供供电电压，并复位耦合到激励晶体管Dx的底部浮动扩散节点FDB。
图4说明根据本发明的第一实施例和第二实施例的基板堆叠式图像传感器的剖面结构。
参照图4，基板堆叠式图像传感器400可包括第一半导体芯片310T，第一半导体芯片310T包括光电二极管PD、复位节点RST、第一传输晶体管Tx1、存储晶体管Mx、第二传输晶体管Tx2、浮动扩散节点FD和用于从外部接收电力的子节点SUB
首先，本发明的第一实施例描述如下。
光电二极管PD可以通过复位节点RST被耦合到复位电压节点VDD_RST，复位电压节点VDD_RST被耦合到背侧。因此，根据控制单元(未示出)的控制，当复位电压被提供到复位电压节点VDD_RST时，复位电压可以通过复位节点RST被提供到光电二极管PD，从而复位光电二极管PD。因此，用于复位光电二极管PD的单独晶体管可被省略。复位电压节点VDD_RST的位置没有限制，但是复位电压节点VDD_RST可被安装在第一半导体芯片310T的外面。在另一实施例中，复位电压节点VDD_RST可被安装在第一半导体芯片310T的里面的光电二极管PD周围。例如，复位电压节点VDD_RST可被安装在与光电二极管PD相同的水平线上。
为了阻挡从背侧在存储晶体管Mx的区域上入射的光，复位电压节点VDD_RST可具有预定的宽度和长度。因此，如图5B所示，从背侧向存储晶体管Mx入射的光可被复位电压节点VDD_RST阻挡。因此，可以防止暂时存储在存储晶体管Mx中的数据被入射光损坏。
第一半导体芯片310T可被耦合到另一半导体芯片，从而半导体芯片被堆叠。所述另一半导体芯片可包括读出电路，所述读出电路可包括复位晶体管、激励晶体管和选择晶体管中的一个或多个。
本发明的第二实施例描述如下。
存储晶体管Mx可形成在第一传输晶体管Tx1和第二传输晶体管Tx2之间。如图4和图5A所示，存储晶体管Mx可形成为与第一传输晶体管Tx1和第二传输晶体管Tx2重叠。因此，在第一传输晶体管Tx1和存储晶体管Mx之间以及在存储晶体管Mx和第二传输晶体管Tx2之间没有缝隙形成。
因此，当通过光电二极管PD的光传感操作产生的电荷经过如图5A所示的第一传输晶体管Tx1、存储晶体管Mx和第二传输晶体管Tx2被传输到顶部浮动扩散节点FDT时，在第一传输晶体管Tx1和第二传输晶体管Tx2之间的电荷的传输可以通过存储晶体管Mx来控制。因此，可以降低噪声的发生。
图6概念性地说明了光电二极管PD被复位以及通过光电二极管传感的图像数据被读出。图7说明通过光电二极管PD传感的电荷(图像数据)的读出时序。图8A-8H为用于解释其中在图7的时刻通过各晶体管电荷被读出的过程的图。
参照附图6-8描述根据本发明实施例的用于基板堆叠式图像传感器的全局快门的像素电路的传感操作。
如图7的部分①所示，在光电二极管PD被曝光之前，电压被提供到复位电压节点VDD_RST，从而复位光电二极管PD。
当光电二极管PD被曝光如图7的部分②所示的整合时间，可以通过如图8B所示的光电二极管的光传感操作产生电荷。
当第一传输晶体管Tx1如图7的部分③所示被打开时，光电二极管PD的电荷可以如图8C所示被移动到第一传输晶体管Tx1。
当存储晶体管Mx在第一传输晶体管Tx1如图7的部分④所示被持续地打开的状态下被打开时，第一传输晶体管Tx1的电荷可以如图8D所示被移动到存储晶体管Mx。
当第一传输晶体管Tx1如图7的部分⑤所示被断开时，如图8E所示从第一传输晶体管Tx1传输的电荷被累积在存储晶体管Mx。因此，可以保持相应步骤的状态直到被读出，从而执行全局快门操作。
当第二传输晶体管Tx2如图7的部分⑥所示被打开时，如图8F所示在存储晶体管Mx中累积的电荷可以被移动到第二传输晶体管Tx2。
当存储晶体管Mx在第二传输晶体管Tx2如图7的部分⑦所示被持续地打开的状态下被断开时，如图8G所示电荷可以从第二传输晶体管Tx2被移动到浮动扩散节点FD。
当第二传输晶体管Tx2如图7的部分⑧所示被断开时，如图8H所示电荷可被累积在浮动扩散节点FD。
作为参考，为了提高电荷的传输效率，存储晶体管Mx可以使用比第一传输晶体管Tx1和第二传输晶体管Tx2的驱动电压更高的驱动电压。例如，驱动电压可在2至4V之间。
图9说明了根据本发明的第三实施例的基板堆叠式图像传感器的剖面结构。
参照图9，基板堆叠式图像传感器900可包括：第一半导体芯片310T，其具有第一基板311和第一层间绝缘层312；第二半导体芯片320B，其具有第二基板321和第二层间绝缘层322；粘合金属330，其耦合第一半导体芯片310T和第二半导体芯片320B，使得第一半导体芯片310T和第二半导体芯片320B被堆叠；以及滤色器341和微透镜342，滤色器341和微透镜342被依次形成在第一半导体芯片310T上。
第一半导体芯片310T的第一基板311可包括光电二极管PD、复位节点RST、浮动扩散节点RD和子节点SUB，以及第一层间绝缘层312可包括第一传输晶体管Tx1和第二传输晶体管Tx2、存储晶体管Mx和第一金属层313。如参照图3所描述的，第一传输晶体管Tx1和第二传输晶体管Tx2以及存储晶体管Mx可发挥相同的作用。
第二半导体芯片320B的第二层间绝缘层322可包括读出电路和第二金属层323。读出电路可包括复位晶体管Rx和激励晶体管Dx，或者包括复位晶体管Rx、激励晶体管Dx和选择晶体管Sx。
相似地，如参照图3所描述的，复位晶体管Rx、激励晶体管Dx和选择晶体管Sx可发挥相同的作用。
在另一实施例中，可从第二层间绝缘层322中省略选择晶体管Sx，仅复位晶体管Rx、激励晶体管Dx和金属层形成在第二层间绝缘层322中。
为了提高基板堆叠式图像传感器900的电特性，经过相应处理的晶片(基板)的底表面可被抛光以减少晶片的厚度。抛光的表面可用作第一半导体芯片310T的顶表面。
滤色器341可不限于RGB滤色器，而是可以以多种类型实施。例如，滤色器341可包括YUV滤色器、白色滤色器和红外线(IR)滤色器。
图10A-10C说明应用到图9的基板堆叠式图像传感器的像素电路的实施例。根据本发明实施例的像素电路可包括形成在第一半导体芯片310T中的第一半导体电路单元1010和形成在第二半导体芯片320B中的第二半导体电路单元1020。
图10A说明了一实施例，其中，包括光电二极管PD、第一传输晶体管Tx1、第二传输晶体管Tx2和存储晶体管Mx的一个光传感电路被耦合到如图9所示的一个浮动扩散节点FDT。光电二极管PD可具有耦合到接地端子的阳极和通过第一传输晶体管Tx1、存储晶体管Mx和第二传输晶体管Tx2耦合到浮动扩散节点FDT的阴极。
另一方面，图10B说明了一实施例，其中，各包括光电二极管PD、第一传输晶体管Tx1、第二传输晶体管Tx2和存储晶体管Mx的两个光传感电路共享一个浮动扩散节点FDT。
此外，图10C说明了一实施例，其中，各包括光电二极管PD、第一传输晶体管Tx1、第二传输晶体管Tx2和存储晶体管Mx的四个光传感电路共享一个浮动扩散节点FDT。
图11说明了根据本发明的第四实施例的基板堆叠式图像传感器的剖面结构。
参照图11，基板堆叠式图像传感器1100可包括：第一半导体芯片410T，其具有第一基板411和第一层间绝缘层412；第二半导体芯片420B，其具有第二基板421和第二层间绝缘层422；粘合金属430，其耦合第一半导体芯片410T和第二半导体芯片420B，使得第一半导体芯片410T和第二半导体芯片420B被堆叠；以及滤色器441和微透镜442，滤色器441和微透镜442被依次形成在第一半导体芯片310T上。
第一半导体芯片410T的第一基板411可包括光电二极管PD、浮动扩散节点FD、复位节点RST和子节点SUB，第一层间绝缘层412可包括第一复位晶体管Rx1、第一传输晶体管Tx1和第二传输晶体管Tx2、存储晶体管Mx和第一金属层413。如参照图3所描述的，第一传输晶体管Tx1和第二传输晶体管Tx2以及存储晶体管Mx可发挥相同的作用。
第二半导体芯片420B的第二层间绝缘层422可包括第二复位晶体管Rx2、激励晶体管Dx、选择晶体管Sx和第二金属层423。
相似地，如参照图3所描述的，第二复位晶体管Rx、激励晶体管Dx和选择晶体管Sx可发挥相同的作用。
为了提高基板堆叠式图像传感1100的电特性，经过相应处理的晶片(基板)的底表面可被抛光以减少晶片的厚度。抛光的表面可用作第一半导体芯片410T的顶表面。
图11的配置与图9的配置的不同之处在于，第一复位晶体管Rx1被附加到第一半导体芯片410T的第一层间绝缘层412，光电二极管PD通过第一复位晶体管Rx1被选择性地耦合到复位节点RST，从而复位光电二极管PD。
图12A-12C说明作为抗弥散晶体管操作的第一复位晶体管Rx1的操作原理。
如图12A所示，通过光电二极管PD的光传感操作产生的电荷可超出光电二极管PD的容量。
如图10B所示，在常规的像素电路中，从光电二极管PD溢出的电荷可流入相邻的像素并作为错误信号。
然而，在本发明的实施例中，光电二极管PD可以通过第一复位晶体管Rx1被选择性地耦合到复位节点RST，从而复位光电二极管PD。在这种情况下，因为第一复位晶体管Rx1作为抗弥散路径操作，可以防止从光电二极管PD溢出的电荷流入相邻的像素和作为错误信号。
图13A-13C说明应用到图11的基板堆叠式图像传感器的像素电路的实施例。根据本发明的实施例的像素电路可包括形成在第一半导体芯片410T中的第一半导体电路单元1310和形成在第二半导体芯片420B中的第二半导体电路单元1320。
图13A说明了一实施例，其中，包括光电二极管PD、第一复位晶体管Rx1、第一传输晶体管Tx1、第二传输晶体管Tx2和存储晶体管Mx的一个光传感电路被耦合到如图9所示的一个浮动扩散节点FDT。
光电二极管PD可具有阴极和耦合到接地端子的阳极，所述阴极的一侧通过第一复位晶体管Rx1被耦合到供电端子VDD以及另一侧通过第一传输晶体管Tx1、存储晶体管Mx和第二传输晶体管Tx2被耦合到浮动扩散节点FDT。
另一方面，图13B说明了一实施例，其中，各包括光电二极管PD、第一复位晶体管Rx1、第一传输晶体管Tx1、第二传输晶体管Tx2和存储晶体管Mx的两个光传感电路共享一个浮动扩散节点FDT。
此外，图13C说明了一实施例，其中，各包括光电二极管PD、第一复位晶体管Rx1、第一传输晶体管Tx1、第二传输晶体管Tx2和存储晶体管Mx的四个光传感电路共享一个浮动扩散节点FDT。
根据本发明的实施例，当基板堆叠式图像传感器的全局快门被执行时，可以不使用用于复位光电二极管的单独的晶体管，而可以使用复位电压节点来复位光电二极管。图像传感器的尺寸可以减少。
此外，当基板堆叠式图像传感器的全局快门被执行时，可使用存储晶体管来防止在晶体管之间形成缝隙。因此，当从光电二极管输出的电荷通过晶体管被传输时，可以控制晶体管之间的电荷的传输，从而降低噪声。
此外，全局快门可被执行为立体结构，从而贡献于执行小尺寸的像素。因此，芯片尺寸可以最小化。
此外，由于复位电压节点被用于阻挡从背侧在存储晶体管区域入射的光，可以基本上防止暂时存储在存储晶体管中的图像数据被损坏。
此外，当基板堆叠式图像传感器的全局快门被执行时，复位晶体管可被用于基本上防止从光电二极管溢出的电荷流入相邻的像素和作为错误信号。
虽然为了说明的目的描述了本发明的优选实施例，本领域的技术人员应该理解，在不脱离随附的权利要求所公开的本发明的范围和实质的情况下，对本发明的各种修改、添加和替换都是可能的。

Claims (17)

1.一种用于基板堆叠式图像传感器的全局快门的像素电路，其包括一个或多个半导体芯片，所述各半导体芯片包括：
光电二极管，其被配置为输出通过光传感操作产生的电荷；
第一传输晶体管；
存储晶体管；以及
第二传输晶体管，
其中，所述半导体芯片具有其中所述半导体芯片堆叠在另一半导体芯片上的结构，以及
所述第一传输晶体管、存储晶体管和第二传输晶体管以这样的方式形成：在第一传输晶体管和存储晶体管之间以及在存储晶体管和第二传输晶体管之间没有缝隙形成，
其中，光电二极管、浮动扩散节点和用于复位光电二极管的复位节点形成于半导体芯片的基板上，以及
其中，第一传输晶体管、存储晶体管和第二传输晶体管形成于半导体芯片的层间绝缘层中。
2.根据权利要求1所述的像素电路，其中，存储晶体管的一个表面形成为与第一传输晶体管的一个表面重叠，以及存储晶体管的另一表面形成为与第二传输晶体管的一个表面重叠。
3.根据权利要求1所述的像素电路，其中，所述另一半导体芯片进一步包括读出电路。
4.根据权利要求3所述的像素电路，其中，所述读出电路包括复位晶体管、激励晶体管和选择晶体管中的一个或多个。
5.一种用于基板堆叠式图像传感器的全局快门的像素电路，其包括：
第一半导体芯片，其包括：
第一基板，其具有被配置为输出通过光传感操作产生的电荷的光电二极管；用于复位光电二极管的复位节点；和浮动扩散节点；和
第一层间绝缘层，其具有第一传输晶体管、第二传输晶体管、存储晶体管和金属层；
其中，所述第一传输晶体管、存储晶体管和第二传输晶体管以这样的方式形成：在第一传输晶体管和存储晶体管之间以及在存储晶体管和第二传输晶体管之间没有缝隙形成，以及
第二半导体芯片，其包括：
第二基板；和
第二层间绝缘层，其具有读出电路和第二金属层，并被配置为传输对应于通过光电二极管传感的光的输出电压，
其中，所述第一半导体芯片和第二半导体芯片彼此堆叠。
6.根据权利要求5所述的像素电路，其中，所述第一半导体芯片和第二半导体芯片堆叠并通过粘合金属耦合。
7.根据权利要求5所述的像素电路，其中，所述读出电路包括复位晶体管、激励晶体管和选择晶体管中的一个或多个。
8.根据权利要求7所述的像素电路，其中，复位晶体管将激励晶体管复位到供电电压。
9.根据权利要求5所述的像素电路，其中，光电二极管、第一传输晶体管、第二传输晶体管和存储晶体管作为光传感电路的组件，以及多个光传感电路共享一个浮动扩散节点。
10.根据权利要求5所述的像素电路，其进一步包括滤色器，所述滤色器以其中第一半导体芯片和第二半导体芯片堆叠的结构形成，
其中，所述滤色器包括RGB滤色器、YUV滤色器、白色滤色器和红外线滤色器中的一个或多个。
11.一种用于基板堆叠式图像传感器的全局快门的像素电路，其包括：
第一半导体芯片，其包括：
第一基板，其具有浮动扩散节点和被配置为输出通过光传感操作产生的电荷的光电二极管；
第一层间绝缘层，其具有第一复位晶体管、第一传输晶体管、第二传输晶体管、存储晶体管和第一金属层，所述第一复位晶体管将光电二极管耦合到复位节点，从而复位光电二极管；
其中，所述第一传输晶体管、存储晶体管和第二传输晶体管以这样的方式形成：在第一传输晶体管和存储晶体管之间以及在存储晶体管和第二传输晶体管之间没有缝隙形成，以及
第二半导体芯片，其包括：
第二基板；和
第二层间绝缘层，其具有读出电路和第二金属层，并被配置为传输对应于通过光电二极管传感的光的输出电压，
所述第一半导体芯片和第二半导体芯片彼此堆叠。
12.根据权利要求11所述的像素电路，其中，当电荷从光电二极管溢出时，第一复位晶体管作为抗弥散路径操作，所述抗弥散路径将光电二极管耦合到复位节点，并基本上防止电荷流入相邻的像素。
13.根据权利要求11所述的像素电路，其中，第一半导体芯片和第二半导体芯片堆叠并通过粘合金属耦合。
14.根据权利要求11所述的像素电路，其中，所述读出电路包括复位晶体管、激励晶体管和选择晶体管中的一个或多个。
15.根据权利要求14所述的像素电路，其中，所述复位晶体管将激励晶体管复位到供电电压。
16.根据权利要求11所述的像素电路，其中，光电二极管、第一传输晶体管、第二传输晶体管和存储晶体管作为光传感电路的组件，以及多个光传感电路共享一个浮动扩散节点。
17.根据权利要求11所述的像素电路，其进一步包括滤色器，所述滤色器以其中第一半导体芯片和第二半导体芯片堆叠的结构形成，其中，所述滤色器包括RGB滤色器、YUV滤色器、白色滤色器和红外线滤色器中的一个或多个。
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