CN108391070A - 像素级混合键合图像传感器中的二级放大器读取电路 - Google Patents

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Abstract

混合键合的图像传感器具有包括具有至少一个光电二极管和键合触点的宏单元的光电二极管裸片，和具有多个超级单元的支撑电路裸片，每个超级单元具有至少一个宏单元单位，宏单元单位具有耦接至光电二极管裸片的宏单元的键合触点的键合触点。每个宏单元单位位于超级单元内并具有适用于复位光电二极管裸片的宏单元的光电二极管的复位晶体管。每个超级单元具有适用于接收来自超级单元的被选择的宏单元单位的键合触点的信号的至少一个共源放大器，共源放大器被耦接以通过可选择源跟随器驱动列线。在实施例中，几个超级单元的共源放大器通过分布式差分放大器驱动可选择源跟随器。

Description

像素级混合键合图像传感器中的二级放大器读取电路
技术领域
本发明涉及图像传感器技术领域，尤其涉及像素级混合键合图像传感器中的二级放大器读取电路。
背景技术
CMOS矩形阵列光电传感器阵列通常用作照相机中的图像传感器。这些阵列具有N×M(当N和M都大于1且通常不相等时)个基于光电二极管的光电传感器的阵列，每个基于光电二极管的光电传感器具有至少一个选择晶体管，选择晶体管具有耦接至选择线的栅极。这些阵列通常具有被布置为向光电二极管施加电荷的预充电晶体管，和被布置为在一个或多个位线上从光电二极管读取后曝光电荷的一个或多个感测晶体管；这些阵列通常还具有用于驱动选择线的解码器驱动器和由位线馈入的放大器，且在一些实施例中可以包含其他电路。
发明内容
在实施例中，具有阵列图像传感器的混合键合的设备具有包括多个宏单元的光电二极管裸片和具有多个超级单元的支撑电路裸片，其中每个宏单元具有至少一个光电二极管和键合触点，每个超级单元具有至少一个宏单元单位，每个宏单元单位具有耦接至光电二极管裸片的宏单元的键合触点的至少一个键合触点和适用于将“黑”电压提供至光电二极管裸片的宏单元的光电二极管的复位晶体管。每个超级单元还包括适用于接收来自超级单元的被选择的宏单元单位的键合触点的信号的至少一个共源放大器，共源放大器被耦接以通过可选择源跟随器驱动列线。
在另一实施例中，使用光电二极管裸片形成数字化像素数据的方法包括预充电光电二极管裸片的光电二极管；将光电二极管曝光；将来自光电二极管裸片的光电二极管的信号通过键合耦接至支撑电路裸片的宏单元单位，宏单元单位至少包括共源放大器的输入晶体管，使用共源放大器放大来自光电二极管裸片的光电二极管的信号，将来自共源放大器的信号耦接至模数转换器，以及由包括在模数转换器中数字化信号的步骤形成数字化像素数据。
附图说明
图1是示出光电二极管裸片宏单元、裸片间键合和关联的放大电路以及列读取电路的像素级键合的图像传感器阵列的宏单元和宏单元单位的示意图。
图2是实施例中第一级和第二级放大电路的实施例的示意图。
图3是耦接至第一级的比较器的放大电路的另一可选实施例的示意图。
图4是示出差分放大器如何在多个超级单元之间分布的详情的根据图3的实施例的详细的示意图。
图5是包含像素级混合键合的图像传感器的通用照相机系统的框图。
具体实施方式
典型的CMOS图像传感器具有全部在相同整体集成电路基板上制造的其复位和转移晶体管、解码器驱动器、缓存器、增益放大器和光电二极管。对于晶体管以及关联的互连(例如选择和位线)，这必须需要在每个光电二极管附近保留一些有源区域。随着照相机变得更小，为适应薄的设备(例如手机)且市场需求更大的像素数量，对于每个光电二极管允许越来越小的表面面积。由于信号电平取决于由每个光电二极管接收的光子，最大化专用于光电二极管的图像传感器面积的比例以保持灵敏性是期望的。
硅是最常用于CMOS电子电路的半导体材料。尽管其他半导体材料给出特定波长处改进的灵敏性，但是由那些材料设计并制造解码器、放大器和其他电路可能是困难的。例如，由砷化镓(GaAs)、磷化铟镓(GaInP)、铟砷化镓(InGaAs)和锗(Ge)制造的光电二极管可以响应比硅光电二极管通常响应的光的那些波长更长的波长。响应于长波长、红外光的图像传感器可以在军事和安全系统中有用，而使用硅光电二极管的那些图像传感器通常用于手机和可见光照相机中。
图像传感器由两个单独制造的集成电路裸片键合在一起构成，以形成具有两个有源层的结构，由硅或由根据图像传感器计划使用的波长选择的其他半导体材料(例如锗、砷化镓、铟砷化镓、氮化镓、碲化汞或磷化铟)制造的光电二极管层，和以整体硅CMOS工艺制造的支撑电路层。支撑电路层包括信号放大器、多路复用器、和类似的电路，和在一些实施例中的模数转换以及数字图像处理电路。具有在与具有支撑电路的裸片不同的裸片上的光电二极管的像素级键合结构不仅许可使用光电二极管裸片面积的更大百分比用于光电二极管，还许可对于光电二极管优化光电二极管裸片的处理和材料，同时对于支持CMOS电路优化支撑电路裸片的处理。
像素级键合结构通常包含光电二极管裸片，光电二极管裸片具有与为光电二极管裸片和支撑电路裸片之间的电连接提供的每个键合触点关联的小数量(例如2个、4个、8个或16个)光电二极管。
集成电路通常具有前侧，晶圆的表面，其中已经进行植入以产生区域，例如晶体管源极和漏极，生长的栅极氧化物，在其上方沉积用于栅极的多晶硅，且在其上沉积至少一层金属互连。集成电路还具有与前侧相对的背侧。背侧照明(BSI)光电二极管裸片是薄的并用于使入射光穿透电路裸片的背侧以到达裸片的光电二极管。前侧照明(FSI)光电二极管裸片用于使光通过电路裸片的前侧到达光电二极管。在本系统的特定实施例中，使用BSI光电二极管裸片，且BSI光电二极管裸片与支撑电路裸片键合。
在可选实施例中，通过在第一集成电路裸片中形成的集成电路上方沉积第二半导体层形成相似的多层结构，第一集成电路裸片具有支撑电路，且在第二半导体层中形成光电二极管。
图1，基本感测
在实施例中，4光电二极管宏单元200具有光电二极管宏单元202，光电二极管宏单元202具有四个光电二极管204、206、208和210。可选实施例具有每个宏单元2个、4个、8个或16个光电二极管。每个光电二极管204、206、208和210分别通过转移晶体管212、214、216和218耦接至宏单元数据线220，转移晶体管212、214、216和218分别由转移线TX1、TX2、TX3和TX4控制。宏单元数据线220由键合触点222从光电二极管裸片耦接至支撑电路，在支撑电路裸片中，宏单元数据线220耦接至由复位线226控制的宏单元复位设备224；操作中，转移晶体管212-218的一个或多个转移晶体管由光电二极管转移使能线TX1-4使能，同时复位设备224被激活以在复位阶段期间将黑电平电压施加至光电二极管204-210的光电二极管；在复位阶段完成后，光电二极管选择线被驱动为低，以使转移晶体管212-218失效且光电二极管204-210被曝光持续曝光时间以积累光电流，从而降低光电二极管上的电压——降低的电压形成图像。复位线还可以被驱动为低。在特定实施例中，所有四个转移晶体管被同时使能以复位所有四个光电二极管204-210。在可选实施例中，转移晶体管被TX1-4线顺序地激活以复位光电二极管。
宏单元数据线220还耦接至放大器230的反相输入，在实施例中放大器230分布在多个宏单元之间并位于超级单元之内。放大器230具有通过由行选择线238控制的行选择晶体管234耦接至列位线236的输出232。列位线236通过附加的行选择晶体管240耦接至其他超级单元，其他超级单元可以在不选择超级单元200时驱动列输出线236。列输出线236将信号传送至提供来自图像传感器的图像数据输出的列放大器、多路复用器、和模数转换器(AMP-MUX-ADC)242。
在操作期间，在光电二极管204-210已经被复位并已经曝光持续曝光时间后，由复位线226依照随适合的顺序使复位晶体管224失效。光电二极管选择线TX1-4的光电二极管转移线与行选择线238一起被激活以使能行选择晶体管234。与相同宏单元的其他光电二极管关联的所有其他行选择晶体管240和与耦接至列位线236的超级单元的其他宏单元关联的行选择晶体管关闭。然后，光电二极管204-210的被选择的光电二极管上的图像相依电压在放大器230中以增益被放大，放大的图像相依电压被提供至AMP-MUX&ADC读取电路242，在其中被数字化用于进一步处理。使选择的光电二极管落选，并通过如之前所描述的复位放大器230，使用转移使能线TX1-4的转移使能线选择其他光电二极管，放大光电二极管电压，和将放大的光电二极管电压发送至AMP-MUX&ADC读取电路242，来读取宏单元202的其他光电二极管。
图2，共享源跟随器超级单元
在包含一个或多个宏单元的超级单元300(图3)的特定实施例中，光电二极管裸片的每个宏单元(为简化未示出，与图1的相似)键合至支撑电路裸片的三晶体管宏单元单位308、310的键合触点304、306。在某些实施例中，可以每个超级单元300有2个、4个、8个或16个宏单元单位。每个宏单元单位308、310还具有由复位控制线Reset 316、317控制的复位晶体管312、314(大致相当于图1的复位晶体管224)。在一些实施例中，复位控制线316、317可以被超级单元300的所有宏单元单位共用，且在其他实施例中，复位控制线316、317单独用于超级单元300的每个宏单元单位但跨超级单元的多个列是共用的。此外，宏单元单位308、310内还有具有连接至键合触点304、306的栅极的放大器晶体管318、320(大致相当于图1中的放大器230)，放大器318、320与级联和选择晶体管322、324串联耦接。每个级联和选择晶体管具有连接至单独的宏单元选择线326、328的栅极和连接至共用宏单元位线330的漏极。每个宏单元单位还具有反馈和增益设置电容器327、329，第二增益设置电容器329可以是寄生电容。负载和预充电晶体管332为放大器晶体管318、320提供共用负载。
在可选实施例中，反馈和增益设置电容器327和329的一个或全部具有可配置电容并可用于调节增益。
在耦接至特定宏单元单位308的光电二极管的读取操作期间，该宏单元单位的宏单元选择线326被驱动为高电平，同时超级单元300中的其他宏单元310的所有宏单元选择线328被驱动至低以不选择那些宏单元。选择的宏单元308的放大器输入晶体管318因此变为由选择的输入晶体管318和负载晶体管332形成的放大器(第一级)的反相输入。
第一级的放大器输出330耦接至被提供以缓存放大器(第二级)输出378的可选择源跟随器370，以保持局部位线和全局位线的容性负载为低。可选择源跟随器370在超级单元选择线372(RD)的控制下操作并具有选择晶体管374和用于提供耦接至共用全局位线的缓存的超级单元输出378的跟随器晶体管376。
图3，超大单元(hypercell)
在可选实施例400(图3)中，其是图1的加强，且是为了为较大组宏单元提供附加的、控制的、增益和选择功能。图3中，具有与图1中的组件相同附图标记的组件具有基本相同的功能，而具有不同附图标记的组件在功能上如在此所描述的。光电二极管裸片宏单元的细节示于图1中以节约图3的空间。
每个光电二极管宏单元数据线220通过键合222耦接至由复位线226控制的宏单元复位晶体管224；操作中，转移晶体管212-218的一个或多个转移晶体管由光电二极管裸片的光电二极管转移使能线TX1-4使能(参见图1)，同时由复位线226激活复位晶体管224以在预充电阶段将电荷施加至光电二极管204-210的光电二极管；在预充电阶段完成后，光电二极管转移使能线被驱动为低以使转移晶体管212-218失效且光电二极管204-210曝光持续曝光时间以积累光电流——剩余电压形成图像。在特定实施例中，所有四个转移晶体管被同时使能以复位所有四个光电二极管204-210。在可选实施例中，转移晶体管被顺序地激活以顺序地复位光电二极管。
宏单元数据线220还耦接至共源放大器230(图3)的反相输入，共源放大器230具有输出232，输出232通过由行选择线238控制的行选择晶体管234耦接至局部位(或输出)线436。局部位线436通过附加的行选择晶体管240耦接至与光电二极管裸片宏单元关联的附加的放大器。
取代直接耦接至放大器、多路复用器和ADC，局部位线436驱动具有差分放大器输出452的差分放大器450的非反相输入。
在超大单元400中，差分放大器输出452通过放大器复位晶体管464耦接至差分放大器450的反相输入，放大器复位晶体管464由放大器复位线466控制。在实施例中，附加的信号(例如斜坡信号Vramp)可以通过耦合电容器470被引入至差分放大器450的反相输入。在特定实施例中，450担任第一级的比较器，通过比较局部位线436和Vramp参与ADC功能。
在特定实施例中，局部位线436具有由放大器复位线466控制的放大器复位晶体管472。在可选实施例中，通过使能行选择线238，省略复位晶体管472并复位局部位线436，同时使能放大器复位晶体管246。
在操作期间，在光电二极管204-210已经复位并曝光持续曝光时间后，使复位晶体管224失效，通过激活一个转移使能线TX1-4读取光电二极管。在激活任一个转移使能线TX1-4之前，在放大器复位线248上提供脉冲并通过使能特定的行选择线238选择特定的放大器230，同时激活差分放大器复位线466。然后，放大器复位线226和差分放大器复位线466归零。
光电二极管转移使能线TX1-4的光电二极管转移线被激活，同时行选择晶体管234保持开启，与耦接至局部位线236的其他宏单元关联的所有其他行选择晶体管240关闭。光电二极管204-210的被选择的光电二极管上的图像相依电压然后在放大器230中以增益放大，放大器230的输出在差分放大器450中被放大并被顺序地馈入至支撑电路裸片的附加电路用于包括数字化的附加的处理。使选择的光电二极管落选，通过如以前所描述的复位放大器230和差分放大器450，使用转移使能线TX1-4的转移使能线选择其他光电二极管，放大光电二极管电压，将放大的光电二极管信号电压发送至差分放大器450并馈入至支撑电路裸片的附加的电路，来读取宏单元202的其他光电二极管。
提供反馈电容器244以设置放大器230的增益，并提供在放大器复位线248的控制下操作的复位晶体管246以在读取每个光电二极管之前使放大器归零；在这些实施例中，通过电容器244和第二电容250的比设置增益——尽管第二电容250的部分或全部可以是寄生电容。在实施例中，差分放大器450是分布式差分放大器。
在图2和图3的实施例中，通过在图像传感器阵列外部的和通常位于与图像传感器阵列相邻的解码、驱动和偏置电压电路，提供宏单元选择线326、328、电流源偏置电压、超级单元选择线372、预充电线316、317和级联偏置线332。
具有分布式共源和差分放大器的超大单元
实施有分布在宏单元中的共源放大器和分布在超级单元中的差分放大器非反相输入的、图3的图像传感器感测超大单元的更加详细的说明示于图4。
在超大单元502的第一超级单元500(图4)内，包含一个或多个宏单元单位508、510，每个宏单元单位耦接至具有光电二极管裸片的至少一个光电二极管的宏单元(为简化未示出，与图1的光电二极管宏单元202相似)。光电二极管裸片的每个宏单元连接至支撑电路裸片的三晶体管宏单元单位508、510的键合触点504、506。虽然为简化示出两个宏单元单位，在实施例中，可以每个超级单元500有2个、4个、8个、16个或32个宏单元单位。每个宏单元单位508、510还具有由复位控制线Reset 516控制的复位晶体管512、514，复位控制线Reset 516可以由超级单元500的所有宏单元单位共用。此外，在宏单元单位508、510内还有具有连接至键合触点504、506的栅极的共源放大器晶体管518、520，放大器晶体管518、520与级联和选择晶体管522、524串联耦接，在任一时刻，仅一个级联和选择晶体管522、524可以是导通的。每个级联和选择晶体管具有连接至单独的宏单元选择线526、528的栅极和连接至共用宏单元位线530的漏极，共用宏单元位线530可以连接至超级单元的附加宏单元单位。每个宏单元单位还具有反馈和增益设置电容器527、529，每个共源放大器的第二增益设置电容器是寄生电容。负载和预充电晶体管532为放大器晶体管518、520提供共用负载。
在耦接至特定宏单元单位508的光电二极管的读取操作期间，该宏单元单位的宏单元选择线526被驱动为高电平，同时超级单元500中的其他宏单元510的所有宏单元选择线528被驱动为低以使那些宏单元落选。被选择的宏单元508的放大器输入晶体管518因此变为由选择的输入晶体管518和负载晶体管532形成的放大器的反相输入。
此外，差分放大器非反相输入晶体管534、536和差分放大器选择和级联晶体管538、540位于每个超级单元中。非反相输入晶体管534、536分别由非反相输入晶体管534、536所在的超级单元的共用宏单元位线530、590驱动，虽然仅示出两个宏单元500、501，预料到的是，实施例可以每个超大单元具有100或200个超级单元。差分放大器选择和级联晶体管538、540具有由专用于超级单元的行的选择线542、544驱动的栅极，选择线542、544被配置使得在每个超大单元中，在任一时刻可以激活不多于一个选择线542、544。在此实施例中，超大单元通常包含图像传感器阵列的整个列，由第一级比较器546、全局位线556和被100或200个超级单元共享的全局尾线552。
具有由电流控制电压线550驱动的栅极的差分放大器电流源晶体管548位于超大单元的剩余电路中，电流控制电压线550被为图像传感器的每列服务的许多超大单元共用。电流源晶体管548的漏极将电流提供至电流源线552，电流源线552馈入超大单元的每个超级单元的差分放大器非反相输入晶体管534以及共用反相输入晶体管554。相似地，与每个超级单元关联的选择和级联晶体管538、540耦接至共用负载线556(超级单元的全局位线)。共用负载线556被提供有负载晶体管558、560形式的有源负载。反相输入晶体管554具有通过反相级联晶体管562耦接至差分放大器的输出566的漏极，差分放大器的输出566耦接至与共用负载线556相对的有源负载的侧。
差分放大器输出566通过差分放大器复位晶体管570耦接至差分放大器的反相输入，放大器的反相输入还通过增益控制电容器572耦接至由电容器572和574形成的分压器。分压器电容器574接收输入信号Vramp。
差分放大器输出566提供输出，在实施例中输出驱动第二级的比较器。
预料到的是，包括多级差分放大器的不同放大器可以用于图像传感器的可选实施例中。
图5，集成照相机
集成照相机800(图5)具有支撑电路裸片802，支撑电路裸片802具有键合至其的背侧照明光电二极管裸片804。支撑电路裸片具有如根据图1、2、3或4所描述的与光电二极管裸片804合作担任图像传感器阵列806的超级单元支撑电路。图像传感器阵列806由行解码器808驱动，行解码器808在实施例中包括：在计数器、偏置和时钟电路810的控制下操作的，用于驱动光电二极管转移使能线(例如图1的TX1-TX4)的宏单元光电二极管选择解码器和用于驱动超级单元选择线例如图1的238和图2的源跟随器选择线372的超级单元选择解码器，且感测的图像数据由列感测、ADC和处理电路812处理以提供数字图像。数字图像由图像处理器814处理并由通信电路816通信至主系统。
虽然图2、图3和图4的每个示出每个超级单元两个宏单元电路，意图是可以在支撑电路裸片的每个超级单元内提供其他数量的宏单元电路；特别可能地，四个或八个宏单元电路可以用于特定实施例的超级单元。
组合：
在此描述的特征可以以不同组合在单个照相机系统中存在。预期的特征组合包括：
A指定的混合键合的图像传感器，包括光电二极管裸片和支撑电路裸片；光电二极管裸片具有多个宏单元，其中每个宏单元具有至少一个光电二极管和键合触点，支撑电路裸片具有多个超级单元，每个超级单元具有至少一个宏单元单位，每个宏单元单位具有电连接至光电二极管裸片的宏单元的键合触点的至少一个键合触点和适用于为光电二极管裸片的宏单元的光电二极管提供预充电的预充电晶体管。每个超级单元还包括适用于接收来自超级单元的被选择的宏单元单位的键合触点的信号的至少一个共源放大器，共源放大器被耦接以通过可选择源跟随器驱动列线。
AA指定的混合键合的图像传感器，包括A指定的混合键合的图像传感器，其中，每个超级单元的至少一个共源放大器是分布式共源放大器，分布式共源放大器具有用于每个宏单元单位的放大器输入晶体管和选择晶体管和共用负载。
AB指定的混合键合的图像传感器，包括A或AA指定的混合键合的图像传感器，其中，每个超级单元的至少一个共源放大器还包括电容器，电容器耦接至共源放大器的输出和超级单元的被选择的宏单元单位的键合触点之间。
AC指定的混合键合的图像传感器，包括A、AA或AB指定的混合键合的图像传感器，其中，所述共源放大器通过差分放大器耦接至可选择源跟随器，且其中差分放大器的非反相输入接收共源放大器的输出。
AD指定的混合键合的图像传感器，包括AC指定的混合键合的图像传感器，其中，差分放大器是分布式差分放大器，分布式差分放大器具有用于多个超级单元的每个的单独的非反相输入和共用负载。
AE指定的混合键合的图像传感器，包括AC或AD指定的混合键合的图像传感器，其中，差分放大器还包括第一增益控制电容器和第二增益控制电容器，第一增益控制电容器耦接至差分放大器的输出和差分放大器的非反相输入之间，第二增益控制电容器耦接至差分放大器的非反相输入和信号接地之间。
B指定的照相机系统，包含A、AA、AB、AC、AD或AE指定的图像传感器，图像传感器还包括至少一个解码器，至少一个解码器被耦接以驱动阵列的宏单元的光电二极管选择线、且驱动超级单元选择线和列选择线，照相机系统还包括：被耦接以接收来自图像传感器的数据的模数转换器，被耦接至至少一个解码器的至少一个计数器，以及被耦接以接收来自模数转换器的数据的数字处理器；其中模数转换器，计数器和数字处理器在支撑电路裸片上形成；以及，其中光电二极管裸片被配置为用于背侧照明。
C指定的使用光电二极管裸片形成数字化像素数据的方法，包括：预充电光电二极管裸片的光电二极管；使光电二极管曝光；将来自光电二极管裸片的光电二极管的信号通过键合耦接至支撑电路裸片的宏单元电路，宏单元电路至少包括共源放大器的输入晶体管；使用共源放大器放大来自光电二极管裸片的光电二极管的信号；将来自共源放大器的信号耦接至模数转换器；以及由包括在模数转换器中数字化信号的步骤形成数字化像素数据。
CA指定的方法包括C指定的方法，其中，共源放大器是分布式共源放大器，分布式共源放大器具有与多个宏单元电路的每个关联的单独的输入晶体管。
CB指定的方法包括C或CA指定的方法，其中，将来自共源放大器的信号耦接至模数转换器包括：将信号耦接至差分放大器的非反相输入，和将差分放大器的输出耦接至模数转换器。
CC指定的的方法包括C、CA或CB指定的方法，其中，将来自共源放大器的信号耦接至模数转换器包括：使用可选择源跟随器驱动列位线。
结论
在不脱离其范围的情况下，可以对上述方法和系统做出改变。因此，应该注意的是，在上述描述中包含的或在附图中示出的方式，应该被理解为说明性的且不具有限制意义。所附权利要求旨在覆盖在此描述的所有通用和特定特征，以及本方法和本系统的范围的在语言上的所有声明应被认为落入其间。

Claims (13)

1.一种混合键合的图像传感器，包括：
光电二极管裸片，包括多个宏单元，其中每个宏单元包括至少一个光电二极管和键合触点；
支撑电路裸片，包括多个超级单元，每个超级单元包括至少一个宏单元单位，每个宏单元单位包括电连接至所述光电二极管裸片的宏单元的所述键合触点的至少一个键合触点和适用于为所述光电二极管裸片的宏单元的光电二极管提供预充电的预充电晶体管；
每个超级单元包括至少一个共源放大器，所述至少一个共源放大器适用于接收来自超级单元的被选择的宏单元单位的键合触点的信号，所述共源放大器被耦接以通过可选择源跟随器驱动列位线。
2.如权利要求1所述的混合键合的图像传感器，其中，每个超级单元的所述至少一个共源放大器是分布式共源放大器，所述分布式共源放大器具有用于每个宏单元单位的放大器输入晶体管和选择晶体管，并还包括共用负载。
3.如权利要求2所述的混合键合的图像传感器，其中，每个超级单元的所述至少一个共源放大器还包括电容器，所述电容器耦接至共源放大器的输出和超级单元的被选择的宏单元单位的键合触点之间。
4.如权利要求3所述的混合键合的图像传感器，其中，所述共源放大器通过差分放大器耦接至可选择源跟随器，且其中所述差分放大器的非反相输入接收所述共源放大器的输出。
5.如权利要求4所述的混合键合的图像传感器，其中，所述差分放大器是分布式差分放大器，所述分布式差分放大器具有用于多个超级单元的每个的单独的非反相输入和共用负载。
6.如权利要求4所述的混合键合的图像传感器，其中，所述差分放大器还包括第一增益控制电容器和第二增益控制电容器，所述第一增益控制电容器耦接至所述差分放大器的输出和所述差分放大器的非反相输入之间，所述第二增益控制电容器耦接至所述差分放大器的非反相输入。
7.一种照相机系统，包含如权利要求2所述的图像传感器，所述图像传感器还包括至少一个解码器，所述至少一个解码器被耦接以驱动阵列的宏单元的光电二极管选择线、且被耦接至超级单元选择线和列选择线，所述照相机系统还包括：
模数转换器，被耦接以接收来自所述图像传感器的数据，
至少一个计数器，被耦接至所述至少一个解码器，以及
数字处理器，被耦接以接收来自所述模数转换器的数据；
其中所述模数转换器，所述计数器和所述数字处理器在所述支撑电路裸片上形成；以及
其中所述光电二极管裸片被配置为用于背侧照明。
8.一种照相机系统，包含如权利要求5所述的图像传感器，所述图像传感器还包括至少一个解码器，所述至少一个解码器被耦接以驱动阵列的宏单元的光电二极管选择线、且驱动超级单元选择线和列选择线，所述照相机系统还包括：
模数转换器，被耦接以接收来自所述图像传感器的数据，
至少一个计数器，被耦接至所述至少一个解码器，以及
数字处理器，被耦接以接收来自所述模数转换器的数据；以及
其中所述模数转换器、所述计数器和所述数字处理器在所述支撑电路裸片上形成。
9.一种使用光电二极管裸片形成数字化像素数据的方法，包括：
预充电所述光电二极管裸片的光电二极管；
使所述光电二极管曝光；
将来自所述光电二极管裸片的所述光电二极管的信号通过键合耦接至支撑电路裸片的宏单元电路，所述宏单元电路至少包括共源放大器的非反相输入晶体管；
使用所述共源放大器放大来自所述光电二极管裸片的所述光电二极管的所述信号；
将来自所述共源放大器的信号耦接至模数转换器；以及
由包括在所述模数转换器中数字化信号的步骤形成所述数字化像素数据。
10.如权利要求9所述的方法，其中，所述共源放大器是分布式共源放大器，所述分布式共源放大器具有与多个宏单元电路的每个关联的单独的输入晶体管。
11.如权利要求10所述的方法，其中，将来自所述共源放大器的信号耦接至所述模数转换器包括：将所述信号耦接至差分放大器的非反相输入，和将所述差分放大器的输出耦接至所述模数转换器。
12.如权利要求10所述的方法，其中，将来自所述共源放大器的信号耦接至所述模数转换器包括：使用可选择源跟随器驱动列位线。
13.如权利要求11所述的方法，其中，将来自所述共源放大器的信号耦接至所述模数转换器包括：使用可选择源跟随器驱动列位线。
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