CMOS圖像傳感器(CIS)技術(shù)的創(chuàng)新不斷增強數(shù)字成像的前景。
盡管對CMOS圖像傳感器的需求主要由智能手機制造商推動,但手機制造商使用增強的攝像頭功能來使其手機與競爭對手競爭。
同時,CMOS圖像傳感器在汽車,安全,醫(yī)療和制造領(lǐng)域的應用市場也在增長。
微型CMOS圖像傳感器在功能上等效于人眼的視網(wǎng)膜,現(xiàn)在可以與以前只能使用大型且昂貴的攝像設(shè)備才能實現(xiàn)的功能相媲美。
而且,與智能手機相比,新的應用強調(diào)了CIS技術(shù)進步的必要性。
因此,當前的CIS技術(shù)不再只是捕捉圖像以供人眼觀看,而是捕捉從自動駕駛汽車,虛擬現(xiàn)實(VR)到下一代醫(yī)學成像和高科技監(jiān)控等一系列新應用案例的數(shù)據(jù)。
系統(tǒng)。
提供動力。
對高級CIS技術(shù)的需求來自各種應用程序。
資料來源:SKHynix,我們需要采取什么措施來確保CIS技術(shù)滿足各種更高級應用程序的需求?首先,讓我們快速了解CIS技術(shù)的工作原理。
然后,我們將專注于CIS獨有的五種制造工藝技術(shù),這將需要不斷的進步。
CIS如何運作?在最基本的層面上,CIS技術(shù)的任務(wù)是將來自攝像機鏡頭的光轉(zhuǎn)換為數(shù)字數(shù)據(jù),從而在視場中產(chǎn)生圖像。
當具有400至700nm的可見光波長范圍的光能會聚在硅基板的光電二極管(PD)上時,CMOS圖像傳感器的硅表面接收光能以形成電子-空穴對。
在此過程中生成的電子通過浮動擴散(FD)轉(zhuǎn)換為電壓,然后通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)轉(zhuǎn)換為數(shù)字數(shù)據(jù)。
該數(shù)據(jù)被發(fā)送到處理器以創(chuàng)建數(shù)字描述,通常是圖像,即您所看到的。
五種特定的制造工藝技術(shù)生產(chǎn)這種復雜的傳感器需要特定的制造技術(shù),該技術(shù)可以分為五類。
1.消費者對PD深層成像技術(shù)不斷提高的圖像質(zhì)量的不斷需求,導致了在如何提高移動CIS的像素密度和分辨率方面的競爭,從而進一步加速了CIS技術(shù)的發(fā)展。
為了實現(xiàn)此目標,需要進一步減小像素大小,以在相同大小的芯片上容納更多像素。
此示意圖顯示了光電二極管結(jié)構(gòu)如何隨著像素大小的減小而變化。
來源:SKHynix為了避免圖像質(zhì)量下降,深光電二極管也至關(guān)重要。
為了確保在小像素中具有足夠的全阱容量(FWC),需要超過現(xiàn)有半導體存儲器的難度級別的圖案化和實現(xiàn)技術(shù)。
因此,有必要確保15:1或更高的高寬比,植入可阻止高能離子注入的掩模工藝技術(shù),并順應不斷發(fā)展的行業(yè)趨勢,使該比值越來越高。
2.像素之間的隔離技術(shù)對于高清CIS,像素之間的隔離技術(shù)非常重要。
芯片制造商使用不同的隔離技術(shù)。
如果使用不成熟的技術(shù),則會發(fā)生圖像缺陷,例如顏色混合和顏色擴散。
隨著更高的像素密度和分辨率成為普遍要求,隔離已越來越成為CIS市場上圖像質(zhì)量的重要標準。
另外,隔離過程中也出現(xiàn)了一些問題。
因此,人們正在努力選擇更好的設(shè)備并開發(fā)新的配方以提高產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量。
3.彩色濾光片陣列(CFA)處理技術(shù)彩色濾光片陣列(CFA)是CIS領(lǐng)域中的一種獨特工藝,在半導體存儲技術(shù)中并不常見。
CFA工藝通常包括將入射光過濾到紅色,綠色和藍色波長范圍內(nèi)的彩色濾光片(CF)和提高聚光效率的微透鏡(ML)。
為了創(chuàng)建穩(wěn)定的圖像質(zhì)量,重要的是評估R / G / B彩色材料并開發(fā)技術(shù)以優(yōu)化形狀和厚度等參數(shù)。
最近,發(fā)布了一系列高質(zhì)量,高性能的CIS產(chǎn)品。
它們基于QuadBayer等技術(shù),并補充了CFA的基本形式。
濾色鏡陣列的組成圖3濾色鏡陣列由濾色鏡和微透鏡組成。
資料來源:SKHynix4。
晶圓堆疊工藝技術(shù)晶圓堆疊是指將兩個晶圓連接在一起。
這是生產(chǎn)高像素,高清CIS產(chǎn)品的重要技術(shù)。
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