索尼全球首發(fā)雙層晶體管像素堆疊式CMOS 圖像傳感器技術(shù)
發(fā)布時(shí)間：2021-12-21 12:00
IT之家 12 月 16 日消息，今天，索尼半導(dǎo)體解決方案宣布其已成功開發(fā)出全球首個雙層晶體管像素堆疊式 CMOS 圖像傳感器技術(shù)，飽和信號量約提升至 2 倍，使動態(tài)范圍擴(kuò)大并降低噪點(diǎn)。
傳統(tǒng) CMOS 圖像傳感器的光電二極管和像素晶體管分布在同一基片，而索尼的新技術(shù)將光電二極管和像素晶體管分離在不同的基片層。與傳統(tǒng)圖像傳感器相比，這一全新的結(jié)構(gòu)使飽和信號量約提升至原來的 2 倍，擴(kuò)大了動態(tài)范圍并降低噪點(diǎn)，從而顯著提高成像性能。采用新技術(shù)的像素結(jié)構(gòu)，無論是在當(dāng)前還是更小的像素尺寸下，都能保持或是提升像素現(xiàn)有的特性。
（傳統(tǒng)的）堆疊式 CMOS 圖像傳感器的堆疊式結(jié)構(gòu)中，背照式像素組成的像素芯片堆疊在邏輯芯片之上，而信號處理電路構(gòu)成了邏輯芯片。在像素芯片內(nèi)，用于將光轉(zhuǎn)換為電信號的光電二極管和用于控制信號的像素晶體管在同一基片層并列。在這樣的結(jié)構(gòu)限制下，如何實(shí)現(xiàn)飽和信號量的最大化，對實(shí)現(xiàn)高動態(tài)范圍、高圖像質(zhì)量的攝影具有重要作用。
索尼開發(fā)出的全新結(jié)構(gòu)是堆疊式 CMOS 圖像傳感器技術(shù)的一項(xiàng)進(jìn)步。索尼使用專有的堆疊技術(shù)，將光電二極管和像素晶體管封裝在分離的基片上，一個堆疊在另一個上面。相比之下，在傳統(tǒng)的堆疊式 CMOS 圖像傳感器中，光電二極管和像素晶體管并排位于同一基片上。新的堆疊技術(shù)支持采用可以獨(dú)立優(yōu)化光電二極管和像素晶體管層的架構(gòu)，從而使飽和信號量相比于傳統(tǒng)圖像傳感器增加約一倍，進(jìn)而擴(kuò)大動態(tài)范圍。
此外，因?yàn)閭鬏旈T (TRG) 以外的像素晶體管，包括復(fù)位晶體管 (RST)、選擇晶體管 (SEL) 和放大晶體管 (AMP)，都處于無光電二極管分布這一層，所以放大晶體管（AMP）的尺寸可以增加。通過增加放大晶體管尺寸，索尼成功地大幅降低了夜間和其他昏暗場景下圖像容易產(chǎn)生的噪點(diǎn)問題。
IT之家了解到，這項(xiàng)新技術(shù)使動態(tài)范圍擴(kuò)大并降低了噪點(diǎn)，能避免在明亮和昏暗照明相結(jié)合的環(huán)境中（如背光環(huán)境）出現(xiàn)曝光不足和曝光過度的問題，甚至在低光（如室內(nèi)、夜間）環(huán)境中也能得到高質(zhì)量、低噪點(diǎn)的圖像。
索尼稱，將通過該技術(shù)為實(shí)現(xiàn)越來越高質(zhì)量的成像，如智能手機(jī)拍照做出貢獻(xiàn)。
（文章來源：IT之家）