TW201911855A - 具有堆疊基板的光感測器的偵測電路 - Google Patents

Abstract

一種堆疊光感測器組件，包含二基板垂直堆疊。所述二基板透過像素級的互連件相連，以從第一基板的光二極體提供訊號至第二基板上的電路系統。位於第二基板上的電路系統執行慣例上在第一基板上執行的操作。更具體來說，以第二基板上的電容來取代第一基板的電荷存儲。在第二基板中產生並處理對應於第一基板中的電荷量的電壓訊號。藉由第一及第二基板的堆疊，可以使得光感測器組件更為緊湊，同時增加或至少保持光感測器組件的光二極體填充率。

Description

具有堆疊基板的光感測器的偵測電路

本揭示關於一種光學感測器，特別係關於一種在堆疊組件中的背照式光學感測器。

光學感測器係將光轉換為電子訊號的電子感測器。在攝影領域中，快門係允許光通過一段預設時間的裝置，其將光學感測器暴露於光以擷取場景的影像。滾動式快門係一種影像擷取的方法，藉由水平地或垂直地快速掃描過場景來擷取靜態畫面或錄像的每一幀。換句話說，並非係同一個時間擷取每個像素，而會在不同的時間擷取不同列的像素。滾動式快門主要用於手機感測器。相較之下，機器視覺係使用同時擷取所有像素的全域式快門。

大多數的光學感測器係使用背部照明。背照式感測器係一種數位光學感測器，其利用成像元件的特定排列以增加所擷取的光量，從而提升低亮度的表現。傳統的前照式數位相機的構造類似於人眼，鏡頭在前而光偵測器在後在。感測器的這種定位將數位相機感測器的主動矩陣（個別圖像元件的矩陣）放置於其表面上而簡化了製程。然而，矩陣及其佈線會反射一些光，減少了能夠擷取到的訊號。背照式射感測器包含了相同的元件，但在製程期間藉由將矽晶片翻轉，接著薄化其背面，以將佈線設置於光陰極層後面，使得光能夠在不通過佈線層的情況下撞擊光陰極層，藉此提升擷取到入射光子的機會。

然而，習知的背照式感測器存有一些問題。其存儲器暴露於光，導致較高的泄漏。此外，光二極體的填充率（或稱像素的光敏感面積與整體面機的比例）較低。由於將較多的像素面積用來收集光可以同時提升訊雜比（SNR）及動態範圍，因此較大的填充率較為理想。影像感測器的動態範圍係量測感測器所能精確地擷取的照明範圍。影像感測器的動態範圍越寬，則在高光與低光的條件下同時擷取影像時可以呈現越多的細節，藉此成像系統變得越全方位。影像感測器的訊雜比係量測訊號及其相關的雜訊之間的比例。具有低訊雜比的影像感測器在其所擷取的影像中具有較多量的雜訊。具有低雜訊的影像感測器可以在低光條件下產生較佳的影像。由於關聯於現存背照式感測器的問題，需要進行光學組件的改良。

多個實施例關係於光感測器的像素，具有堆疊基板以及連接所述堆疊基板中的電路的像素級互連件。像素可以包含第一基板的一部分、第二基板的一部分（具有處裡來自第一基板的訊號的電路）以及像素級互連件。所述第一基板的該部分包含光二極體、浮動擴散點以及第一電晶體，第一電晶體介於光二極體與浮動擴散點之間以將電荷從光二極體轉移至浮動擴散點以回應第一電晶體的導通。擴散井中所儲存的電荷量取決於入射至光二極體上的光的持續時間以及強度。所述第二基板的該部分包含電流源、導線、第一開關（選擇性地將導線耦接至浮動擴散點）以及第一電容（用於儲存訊號電壓以回應第一開關的導通）。第二基板重疊於第一基板，且訊號電壓表示從光二極體轉移至浮動擴散點的電荷量。像素級互連件將第一基板的第二井連接至第二基板的電路以承載浮動擴散點與導線之間的訊號。

現在將詳細參考優選實施例，其示例繪示於附圖中。盡可能地，在所有附圖中將使用相同的參考符號來表示相同或相似的部分。

多個實施例涉及堆疊光感測器組件，其中兩個基板垂直地堆疊。所述兩個基板透過像素級的互連件相連，以從位於第一基板的光二極體提供訊號至位於第二基板上的電路系統。位於第二基板上的電路系統執行傳統上執行於第一基板上所執行的操作。更詳細來說，第一基板的電荷存儲用第二基板上的電容所代替。對應於第一基板中的電荷量的電壓訊號在第二基板中產生並處理。

示例系統架構

圖1係依據一實施例所繪示的電子裝置的高階方塊圖。於一實施例中，電子裝置100除了其他元件外亦包含有處理器102以及光感測器104，其二者彼此可交換地耦接。電子裝置100可以包含圖1中未繪示的其他元件，像是記憶體及其他各種感測器。

處理器102係一種對資料源執行操作的電子電路。資料源可以包含提供感測器資料108的光感測器104。處理器102產生操作指令106傳送至光感測器104。處理器102所執行的處理可以包含感測器資料108的類比數位轉換，其將電壓類比訊號或電流類比訊號轉換為數位訊號。

光感測器104係量測光強度且執行光轉換的電路。光強度的量測可以涉及藉由光二極體偵測光，而光轉換可以涉及藉由光二極體將光轉換為電壓或電流訊號。

圖2係依據一實施例所繪示的光感測器104的示意圖。光感測器104除了其他元件外亦包含數位區塊202、全域計數器203、列驅動器與全域訊號驅動器模組204、行動產業處理器介面（Mobile Industry Processor Interface，MIPI）205、計數緩衝器206、數位像素陣列207、感測放大器208、線記憶體209、電力調節器210、斜坡產生器與緩衝器模組211以及感測放大偏壓模組212。

數位區塊202係處理關連於光感測器104的操作的數位訊號的電路。於一或多個實施例中，至少部分的數位區塊202可以被提供以作為部分的數位像素陣列207，而非與數位像素陣列207分開的電路。全域計數器203係由串級正反器所組成的數位順序邏輯電路，並提供計數訊號至光感測器104的各種元件。

全域計數器203係由串聯的多個正反器（flip-flops）構成的數位時序邏輯電路，且提供計數訊號至光感測器104的各種元件。

列驅動器與全域訊號驅動器模組204係透過掃描線（未繪示）提供訊號至多列像素的電路。提供至每列像素的訊號指示在每列像素的光訊號感測及/或重置操作。

行動產業處理器介面205係用於將感測器資料108從光感測器104傳送至處理器102的串列介面。 行動產業處理器介面通常具有單個時脈通道以及承載串列資料的一或多個資料通道（未繪示）。這些通道在成對的導線上承載訊號，其中訊號通常為差分訊號。

計數緩衝器206係從全域計數器203接收計數訊號且提供訊號至數位像素陣列207中的多行像素以協調感測及重置操作的電路。

數位像素陣列207包含多個像素。於一實施例中，數位像素陣列以二維排列，可藉由列及行尋址。每個像素用於感測光並輸出對應於輸入光強度的訊號。每個像素可以包含如下依據圖3所述的元件。

感測放大器208讀取電路系統中的元件，其用於從數位像素陣列207讀出數位訊號。感測放大器208感測來自位元線的低功率訊號，其表示數位像素陣列207中的像素所擷取的光強度。感測放大器208可以藉由利用類比數位轉換器（Analog-to-digital converter，ADC）產生數位輸出訊號。於一或多個實施例中，至少部分的感測放大器208可以包含在數位像素陣列207之中。

線記憶體209暫時地儲存在數位像素陣列207所偵測到的光強度的感測數位值。在將數位值透過MIPI205傳送至處理器102以作為感測資料108之前，會由感測放大器208來感測數位值，並由數位區塊202來處理數位值。

電力調節器210係提升傳遞至光感測器104的元件的功率質量的電路。電力調節器210可以維持並傳遞使得光感測器104的元件能夠正常運作的恆定電壓。於一實施例中，電力調節器210係使正弦AC波形平滑的AC電力調節器。於替代實施例中，電力調節器210係 電力線調節器，其基於連接至電力線調節器的元件的需求接收電力並調整它。

斜坡產生器與緩衝器模組211包含一個斜坡產生器及多個緩衝器。斜坡產生器為函數產生器，將其電壓增加至一特定值。斜坡產生器可以用於在變換負載時避免顛簸。緩衝器從一電路提供電阻抗變換至另一電路，以防止斜坡產生器受負載所影響。

感測放大偏壓模組212提供偏壓電壓訊號至感測放大器208。偏壓電壓訊號係預定的電壓，用於建立感測放大器208的適當操作條件，例如穩定DC電壓。

示例堆疊光感測器組件

圖3係依據一實施例所繪示的堆疊光感測器組件300的剖面圖。於一實施例中，堆疊光組件包含耦接於第二基板340的第一基板310。第一基板310可以係翻轉的背部照明302的感測器，其除了其他元件外亦包含了第一n+擴散井312、光二極體314、AB電晶體313、TX電晶體316以及第二n+擴散井320。

AB電晶體313與TX電晶體316中的每一個包含有主動層、耦接於主動層的汲電極、作為AB電晶體313與TX電晶體316兩者的源極的光二極體314、覆蓋主動層以及閘電極(未繪示)的絕緣層。藉由控制AB電晶體313以及TX電晶體316的閘極的電壓位準，可以導通或關斷AB電晶體313以及TX電晶體316。這些電晶體的閘極會從數位像素陣列207之外的電路接收訊號。

第一n+擴散井312係在第一基板310中所形成的N摻雜植入區。當AB電晶體313在非曝光時間的期間導通時，第一n+擴散井312接收從光二極體314轉移而來的光電子。這相當於傳統軟片相機中的關閉快門模式。由於非曝光時間係沒有訊號產生的時段，光電子從光二極體314至第一n+擴散井312的轉移確保在光二極體314上沒有光電子累積。第一n+擴散井312通常連接至正電壓源，例如VDD，因此光電子會被排出。在相當於軟片相機中的快門開啟模式的曝光時間期間，AB電晶體313與TX電晶體316皆關斷且光電子初始地儲存於光二極體314中。在曝光結束時，TX電晶體316會導通。如此一來，儲存於光二極體314中的電荷被轉移至第二n+擴散井320。

光二極體314係將光轉換成電流的半導體裝置。電流在光子被吸收至光二極體314中時產生。光二極體314可以係p-n接面或PIN結構。當透過背部照明302的光強度較高時，在光二極體314上累積的電荷量較高。同理，當透過背部照明302的光強度較低時，在光二極體314上累積的電荷量較低。

互連件350可以係從第二n+擴散井320至第二基板340中的電路342的像素級直接互連件。於一實施例中，互連件350會傳送電壓訊號，其反應從光二極體314轉移至第二n+擴散井320的電荷量。於替代實施例中，互連件350會傳送電流訊號，其反應從光二極體314轉移至第二n+擴散井320的電荷量。互連件350 將電壓訊號傳送至電路342以進一步處理，像是取樣以及類比數位轉換。於其他實施例中，堆疊光感測器組件300可以包含額外的互連件，其亦將訊號從第二基板340的電路342傳送至第一基板310。舉例來說，用於控制AB電晶體313以及TX電晶體316的訊號可以被從電路342透過這些額外的互連件來傳送。

實施例將傳統的光感測器中的第一基板310上所提供的各種電子元件移動至第二基板340，並將第二基板340的電路透過像素級互連件350連接至第一基板310中的元件。所述被移動至第二基板340的各種電路元件除了其他之外亦可以包含開關、放大器以及電流源。如此一來，可以有效地減少第一基板310中除了光二極體元件外所佔據的區域，且可以增加填充因子。

示例光感測器的像素的電路系統

圖4係依據一實施例所繪示的光感測器的像素的電路系統的電路圖。於圖4的實施例中，第一基板310除了其他元件亦包含光二極體314、第一電晶體TX、第一重置電晶體T_RST1 以及放大器T_S 。寄生電容C_D 亦存在於第一基板310中的電晶體T_RST1 與放大器T_S 之間。光二極體314以及第一電晶體TX的操作如上參照圖3之詳細描述。

第一重置電晶體T_RST1 用於在第一重置電晶體T_RST1 導通時重置浮動擴散點F_D 的電壓。當第一重置電晶體T_RST1 的閘極在每個曝光與感測循環前接收重置訊號RST時，第一重置電晶體T_RST1 會被導通。第一重置電晶體T_RST1 的汲極連接於電壓源VDD。第一重置電晶體T_RST1 的源極則連接於浮動擴散點F_D 。

浮動擴散點F_D 的電壓位準作為代理，指示在曝光階段期間光二極體314的曝光強度及/或曝光時間。浮動擴散點F_D 連接於第二n+擴散井320。當電荷透過第一電晶體TX從光二極體314轉移至浮動擴散點F_D 時，浮動擴散點F_D 的電壓位準會從原始重置電壓位準降低。浮動擴散點上的電壓變化與從光二極體轉移的電荷成比例。當在曝光階段期間光二極體314的曝光強度及/或曝光時間增加時，浮動擴散點F_D 的電壓變化亦增加。當在曝光階段期間光二極體314的曝光強度及/或曝光時間減少時，浮動擴散點F_D 的電壓變化亦減少。

放大器T_S 係源極隨耦器放大器，放大其閘極訊號以產生電壓訊號V_SIG 傳送至電路342。放大器T_S 的閘極連接於浮動擴散點F_D 。放大器T_S 的汲極連接於電壓源VDD。放大器T_S 的源極連接於互連件350。電壓訊號V_SIG 對應於浮動擴散點F_D 的電壓位準。

第二基板340包含電路342，其基於電壓訊號V_SIG 處理訊號。電路342除了其他元件外亦包含電流源T_CS 、第一開關SW1、第二開關SW2、第二重置電晶體T_RST2 、感測電晶體T_SENSE 以及讀取電晶體T_READ 。

電流源T_CS 在導通時如同電流源地操作。於一實施例中，在讀出階段開始時，電流源T_CS 的閘極會被施予偏壓V_BIAS 的脈衝，如下參照圖5之詳述，係為了導通及關斷電流源T_CS 。電流源T_CS 僅在讀出階段期間導通，且在像素非處於讀出階段時關斷以節省電力。電流源T_CS 的汲極連接於互連件350且電流源T_CS 的源極接地。

第二重置電晶體T_RST2 在導通時會重置第二像素內電容C2的一端的電壓。當第二開關SW2關斷時，重置訊號RST2會被提供至第二重置電晶體T_RST2 的閘極以重置並儲存重置電壓V_RST2 於第二像素內電容C2的該端。於以PMOS型作為第二重置電晶體T_RST2 的實施例中，第二重置電晶體T_RST2 的源極連接於電壓源VDD。第二重置電晶體T_RST2 的汲極連接於導線L1。第二重置電晶體T_RST2 亦用於在第二開關SW2導通時重置第一像素內電容C1。

感測電晶體T_SENSE 係源極隨耦器放大器，放大導線L1上所傳送的電壓V_SIG 。感測電晶體T_SENSE 的閘極連接於導線L1。感測電晶體T_SENSE 的源極則連接於讀取電晶體T_READ 。

當字線訊號V_WORD 轉為活化狀態（active）時，讀取電晶體T_READ 會導通，使得在導線L1的電壓的放大版本能夠被傳送至位於像素之外的像素值讀取電路434。

於替代實施例中，放大器或電流源可以替換為圖4中未繪示的其他各種電路。或者，於一實施例中，電路342不包含第二重置電晶體T_RST2 。

示例時序圖

圖5係依據一實施例所繪示的與光感測器像素的操作關聯的訊號的時序圖。像素操作的循環可以分為曝光階段與讀出階段。讀出階段進一步分為透過讀取電晶體T_READ 從光二極體至像素內電容C1及C2的讀出階段與從像素內電容C1及C2至數位像素陣列的外部的讀出。在曝光階段期間，光二極體314累積電荷。在讀出階段期間，累積於光二極體314中的電荷會被轉換成電壓訊號V_SIG 且透過電路342來處理。

在曝光之前，第一重置電晶體T_RST1 的閘極電壓RST1處於高位準，在時間T0曝光階段開始時轉為低位準，在整個曝光階段維持低位準，並在讀出階段開始時再次轉為高位準。當第一重置電晶體T_RST1 被導通時，在浮動擴散點F_D 的電壓位準會重置為預定電壓。

第一電晶體TX在時間T0時被關斷，且在曝光階段期間維持關斷狀態。接著，在時間T4時，第一電晶體TX被導通，且在時間量Tb中維持導通狀態以使得累積於光二極體314中的電荷能夠轉移至浮動擴散點F_D 。浮動擴散點F_D 上的電壓變化對應於在光二極體314中以及浮動擴散點F_D 上的寄生電容C_D 中所累積的電荷量。接著，在剩餘的讀出階段中，第一電晶體TX處於關斷狀態。

偏壓V_BIAS 在時間T1時轉為活化狀態，其表示讀出階段的開始以導通電晶體T_CS 。電流源T_CS 在時間量Tc中維持著導通狀態，並接著關斷。藉由僅在時間量Tc而非整個讀出階段中導通電流源T_CS ，可以降低電路342的功耗。時間T_C 係讀出階段中訊號從光二極體314被讀取入像素內電容C1及 C2的時候。

於此讀出階段，第一開關SW1及第二開關SW2在時間T2時被導通。在時間T3時，第二開關SW2被關斷以將重置電壓V_RST1 儲存至第二像素內電容C2中。時間T3先於時間T4，其係在第一電晶體TX閘極被導通且電荷被從光二極體314轉移至浮動擴散點F_D 上時的時間。

一旦第一電晶體TX閘極被關斷且電荷的轉移完成時，第一開關SW1會在時間T5時關斷。浮動擴散點F_D 上的電壓訊號V_SIG 被儲存於第一電容C1中。在將所述電壓訊號V_SIG 於第一像素內電容C1中且將重置電壓V_RST1 儲存於第二像素內電容C2中之後，在時間T6時，偏壓V_BIAS 轉為低位準且感測器完成從光二極體314至像素內電容C1及C2的讀出。此第一讀出階段同時執行於陣列中的所有像素，因此此為全域快門操作。

像素內電容C1及C2至數位像素陣列的外部的第二讀出可以在稍後的時間發生，且通常是一次執行於一列像素。第二讀出起始於時間T7，其中字線訊號V_WORD 為高位準且讀取電晶體T_READ 以及感測電晶體T_SENSE 被導通。首先，儲存在第二像素內電容C2上的像素重置電壓V_RST1 會被讀出至像素值讀取電路434，接著在時間T8時，第二重置電晶體T_RST2 被導通且第二像素內電容C2上的電壓被重置至已知的電壓位準V_RST2 。在時間T9時，第二重置電晶體T_RST2 被關斷。接著，在時間T10時，第二開關SW2被導通。因此，導線L1的電壓V_OUT 會如下所列：

V_OUT = (V_SIG ·C1 + V_RST2 ·C1)/(C1+C2) (1)

由於讀取電晶體T_READ 在字線訊號V_WORD 被施加至讀取電晶體T_READ 時係處於導通狀態，電壓V_OUT 會被提供至像素值讀取電路434。

這些實施例的許多優點的其中之一係第一基板310不包含用於在第一電晶體TX被導通時儲存從光二極體314轉移而來的電荷的儲存電容。由於第一基板中不需要儲存電容，因此可以增加光感測器的填充因子。

示例步驟流程

圖6係依據一實施例所繪示的用於操作像素的方法的步驟流程圖。在曝光階段T0之前，第一電晶體TX以及第一重置電晶體T_RST1 會被導通。施加第一重置訊號RST1以導通第一重置電晶體T_RST1 。於步驟S600中，當第一重置電晶體T_RST1 被導通時，浮動擴散點F_D 的電壓位準會被重置至預設位準。

曝光期開始於時間T0。在曝光期期間，光二極體累積電荷。第一電晶體TX被關斷且在曝光階段期間保持關斷狀態，以防止電荷從光二極體轉移。第一重置電晶體T_RST1 也被關斷。

讀出階段開始於時間T1。如上參照圖5的敘述，讀出階段被分為從光二極體至像素內電容C1及C2的讀出(時間T1至T5)與從像素內電容C1及C2至數位像素陣列的外部的讀出(時間T7至T12)。在從光二極體至像素內電容C1及C2的讀出期間，第一電晶體TX被導通，如步驟S600，且電荷被從光二極體轉移至浮動擴散點F_D ，如步驟S610。

於步驟S620中，訊號電壓V_SIG 產生於第一基板。訊號電壓V_SIG 對應於浮動擴散點F_D 的電壓位準。

施加於電流源T_CS 的偏壓V_BIAS 在從光二極體至像素內電容C1及C2的讀出開始時轉為活化狀態，且使得像素級互連件能夠從放大器T_S 承載訊號電壓V_SIG 。電流源T_CS 在時間量T_C 中維持導通狀態，訊號電壓V_SIG 由像素級互連件承載於浮動擴散點F_D 與導線之間，如步驟S630，並被儲存於像素內電容C1及C2中，如步驟S640。接著，關斷第二開關SW2以將浮動擴散點F_D 的重置電壓V_RST1 儲存於第二像素內電容C2中。

在將電壓訊號V_SIG 儲存於第一像素內電容C1中且將重置電壓V_RST1 儲存於第二像素內電容C2中之後，感測器完成了從光二極體至像素內電容C1及C2的讀出。

在從像素內電容C1及C2至數位像素陣列的外部的第二讀出期間，首先，儲存於第二像素內電容C2上的重置電壓V_RST1 會被讀出至像素值讀取電路434。接著，第二重置電晶體T_RST2 被導通且第二像素內電容C2上的電壓會重置至已知電壓位準V_RST2 。 如此一來，如方程式1所示，在導線L1的輸出電壓V_OUT 可以用儲存於第一像素內電容C1中的訊號電壓V_SIG 以及儲存於第二像素內電容C2中的重置電壓V_RESET 來描述。

字線訊號V_WORD 被施予讀取電晶體T_READ 以提供輸出電壓V_OUT 至像素值讀取電路。輸出電壓V_WORD 由像素值讀取電路處理。

說明書中所使用的語言主要是出於可讀性和指示目的而選擇的，並且可能未選擇其來描繪或限制本發明的主體。 專利權的範圍不受該詳細描述的限制，而是受基於此處所申請的任何權利要求的限制。 因此，實施例的揭示內容旨在說明而非限制專利權的範圍，其在以下權利要求中闡述。

100‧‧‧電子裝置

102‧‧‧處理器

104‧‧‧光感測器

106‧‧‧操作指令

108‧‧‧感測器資料

202‧‧‧數位區塊

203‧‧‧全域計數器

204‧‧‧列驅動器與全域訊號驅動器模組

205‧‧‧行動產業處理器介面

206‧‧‧計數緩衝器

207‧‧‧數位像素陣列

208‧‧‧感測放大器

209‧‧‧線記憶體

210‧‧‧電力調節器

211‧‧‧斜坡產生器與緩衝器模組

212‧‧‧感測放大偏壓模組

300‧‧‧堆疊光感測器組件

302‧‧‧背部照明

310‧‧‧第一基板

312、320‧‧‧n+擴散井

313‧‧‧AB電晶體

316‧‧‧TX電晶體

314‧‧‧光二極體

340‧‧‧第二基板

342‧‧‧電路

350‧‧‧互連件

TX‧‧‧第一電晶體

T_RST1‧‧‧第一重置電晶體

T_RST2‧‧‧第二重置電晶體

C_D‧‧‧寄生電容

T_S‧‧‧放大器

F_D‧‧‧浮動擴散點

VDD‧‧‧電壓源

V_SIG‧‧‧電壓訊號

SW1‧‧‧第一開關

SW2‧‧‧第二開關

T_CS‧‧‧電流源

T_SENSE‧‧‧感測電晶體

T_READ‧‧‧讀取電晶體

V_BIAS‧‧‧偏壓

L1‧‧‧導線

C1‧‧‧第一像素內電容

C2‧‧‧第二像素內電容

RST1、RST2‧‧‧重置訊號

V_WORD‧‧‧字線訊號

434‧‧‧像素值讀取電路

T0～T12‧‧‧時間

Tb、Tc‧‧‧時間量

S600～S640‧‧‧步驟

圖1係依據本發明一實施例所繪示的電子裝置的高階方塊圖。 圖2係依據本發明另一實施例所繪示的感測器架構。 圖3係依據本發明另一實施例所繪示的堆疊光組件的剖面圖。 圖4係依據本發明另一實施例所繪示的光感測器的像素的電路系統的電路圖。 圖5係依據本發明另一實施例所繪示的光感測器像素的操作關聯的訊號的時序圖。 圖6係依據本發明另一實施例所繪示的用於操作像素的方法的步驟流程圖。

Claims (19)

1. 一種光感測器中的像素，包含： 一第一基板的一部分，包含一光二極體、一浮動擴散點以及一第一電晶體，該第一電晶體位於該光二極體與該浮動擴散點之間，用於將電荷從該光二極體轉移至該浮動擴散點以回應該第一電晶體的導通； 一第二基板的一部分，包含一電流源、一導線、一第一開關選擇性地將該導線耦接至該浮動擴散點，以及一第一電容用於儲存一訊號電壓以回應該第一開關的導通，該第二基板重疊於該第一基板，該訊號電壓表示從該光二極體轉移至該浮動擴散點的電荷量；以及 一像素級互連件，位於該浮動擴散點及該導線之間以承載該訊號電壓。
2. 如請求項1所述的像素，其中該第二基板的該部分更包含一第二開關選擇性地耦接該導線至該浮動擴散點，以及一第二電容用於儲存一重置電壓以回應該第二開關的導通。
3. 如請求項2所述的像素，其中該第一開關被導通且該第二開關被關斷以將該訊號電壓儲存於該第一電容中。
4. 如請求項2所述的像素，其中該第一基板更包含： 一第一重置電晶體，用於在一曝光期之後，重置該浮動擴散點的一電壓以回應該第一重置電晶體的導通；以及 一放大器，具有一輸入端連接至該浮動擴散點，以及一輸出端連接至該像素級互連件。
5. 如請求項4所述的像素，其中該放大器係一源極隨耦器電晶體。
6. 如請求項4所述的像素，其中該第二基板更包含： 一第二重置電晶體，用於重置該導線的一電壓以回應該第二重置電晶體的導通；以及 一感測電晶體，具有一閘極，且連接至該導線以及提供在該導線的該電壓的一放大版本的一端。
7. 如請求項6所述的像素，其中該第二開關被關斷以將該重置電壓儲存於該第二電容中。
8. 如請求項6所述的像素，其中該第二基板更包含： 一讀取電晶體，用於作為在該導線的該電壓的該放大版本至位於該像素外部的一讀取電路的閘。
9. 如請求項1所述的像素，其中該浮動擴散點用於在該曝光期及一感測期的每個循環之後重置。
10. 如請求項1所述的像素，其中在該電流源接續於一曝光期的一感測期的一部分期間被導通，且在該感測期的剩餘部分期間被關斷。
11. 一種用於操作像素的方法，包含： 在一曝光期期間，導通一第一電晶體； 從一光二極體轉移電荷至一第一基板中的一浮動擴散點，以回應該第一電晶體的導通； 在該第一基板產生一訊號電壓，該訊號電壓表示從該光二極體轉移至該浮動擴散點的電荷量； 透過一像素級互連件承載該浮動擴散點與一第二基板中的一導線之間的該訊號電壓；以及 儲存該訊號電壓於該第二基板中的一第一電容中，以回應一第一開關的導通，該第二基板重疊於該第一基板。
12. 如請求項11所述的方法，該方法更包含： 儲存該重置電壓於一第二電容中，以回應一第二開關的導通。
13. 如請求項12所述的方法，該方法更包含： 儲存該訊號電壓於該第一電容中，以回應該第一開關的導通以及該第二開關的關斷。
14. 如請求項12所述的方法，該方法更包含： 在該曝光期之後，重置在該浮動擴散點的一電壓以回應一第一重置電晶體的導通。
15. 如請求項12所述的方法，該方法更包含： 重置在一導線的一電壓以回應一導線第二重置電晶體的導通；以及 透過一感測電晶體提供在該導線的該電壓的一放大版本。
16. 如請求項15所述的方法，該方法更包含： 儲存一重置電壓於該第二電容中，以回應該第二開關的關斷以及該第二重置電晶體的導通。
17. 如請求項15所述的方法，該方法更包含： 透過一讀取電晶體，轉移在該導線的該電壓的該放大版本至位於該像素外部的一讀取電路。
18. 如請求項11所述的方法，該方法更包含： 在該曝光期及一感測期的每個循環之後，重置該浮動擴散點。
19. 如請求項11所述的方法，該方法更包含： 在接續於一曝光期的一感測期的一部分期間，導通一電流源；以及 在該感測期的剩餘部分期間，關斷該電流源。