索尼半導(dǎo)體最近發(fā)布了一項(xiàng)新型堆疊式COMS圖像傳感器技術(shù),該技術(shù)采用雙層晶體管像素堆疊,為世界上首創(chuàng),成功將COMS圖像傳感器的光收集能力增強(qiáng)了100%。

索尼的雙層堆疊式CMOS圖像傳感器,將像素晶體管和光電二極管采用單獨(dú)的基板進(jìn)行排列,然后將排列了像素晶體管和光電二極管的基板進(jìn)行堆疊。采用這種新型堆疊技術(shù),可以對(duì)像素晶體管層和光電二極管層單獨(dú)進(jìn)行優(yōu)化。通過(guò)這種技術(shù),在飽和信號(hào)性能方面,可以比以往的圖像傳感器提升一倍左右,從而獲得更大的動(dòng)態(tài)范圍。
常見的堆疊式CMOS圖像傳感器的像素晶體管和光電二極管是排列在同一個(gè)基板上的,使用的像素芯片結(jié)構(gòu)是由堆疊在邏輯芯片頂部的背照式像素構(gòu)成的。像素芯片在邏輯芯片上形成信號(hào)處理電路。控制信號(hào)的像素晶體管和將光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的光電二極管彼此相鄰地排列在同一層基板上。

索尼通過(guò)采用雙層堆疊式技術(shù),將像素晶體管和光電二極管放置在不同的基板上之后,新型COMS圖像傳感器的聚光能力就基本上等同于飽和信號(hào)電平了,從而使飽和信號(hào)能夠提升一倍,不僅能獲得更大的動(dòng)態(tài)范圍,還能降低噪聲。
飽和信號(hào)電平主要影響的是傳感器在昏暗環(huán)境中,對(duì)光信號(hào)解釋的準(zhǔn)確性。飽和信號(hào)電平并不能直接影響傳感器的聚光能力。但是,索尼通過(guò)雙層堆疊技術(shù),使COMS圖像傳感器具備了雙倍的聚光能力。

由于在索尼雙層堆疊式CMOS圖像傳感器中,AMP(放大器晶體管)、RST(復(fù)位晶體管)和SEL(選擇晶體管)都與光電二極管不在同一個(gè)基板層,因此,可以通過(guò)增加放大晶體管的尺寸,來(lái)降低圖像傳感器在暗處或者夜間產(chǎn)生的噪聲。
由于索尼雙層堆疊式CMOS圖像傳感器具有更寬的動(dòng)態(tài)范圍,在昏暗環(huán)境和嚴(yán)重的逆光環(huán)境中照片的曝光會(huì)更好,同時(shí),在黑暗環(huán)境中拍攝的照片噪點(diǎn)會(huì)更低。這款索尼雙層堆疊式CMOS圖像傳感器運(yùn)用在智能手機(jī)上,將會(huì)使手機(jī)拍攝成像的質(zhì)量更上一個(gè)臺(tái)階,手機(jī)拍攝的質(zhì)量將會(huì)得到巨大的提升。
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