Sony entwickelt weltweit erste Stacked-CMOS-Bildsensortechnologie mit 2-Layer-Transistor-Pixel

Sony Semiconductor Solutions Corporation ist es gelungen, die weltweit erste gestapelte CMOS-Bildsensortechnologie mit 2-Layer-Transistor-Pixel . zu entwickeln. Während herkömmliche CMOS-Bildsensoren’ Fotodioden und Pixeltransistoren belegen das gleiche Substrat, Die neue Technologie von Sony trennt Fotodioden und Pixeltransistoren auf verschiedenen Substratschichten. Diese neue Architektur verdoppelt ungefähr den Sättigungssignalpegel im Vergleich zu herkömmlichen Bildsensoren, erweitert den Dynamikbereich und reduziert Rauschen, wodurch die Abbildungseigenschaften erheblich verbessert werden. Die Pixelstruktur der neuen Technologie wird es Pixeln ermöglichen, ihre bestehenden Eigenschaften nicht nur bei aktuellen, sondern auch bei kleineren Pixelgrößen beizubehalten oder zu verbessern.

Ein gestapelter CMOS-Bildsensor verwendet eine gestapelte Struktur, die aus einem Pixelchip besteht, der aus von hinten beleuchteten Pixeln besteht, die auf einem Logikchip gestapelt sind, auf dem Signalverarbeitungsschaltungen gebildet werden. Innerhalb des Pixelchips, Fotodioden zur Umwandlung von Licht in elektrische Signale, und Pixeltransistoren zur Steuerung der Signale liegen nebeneinander auf derselben Schicht. Die Erhöhung des Sättigungssignalpegels innerhalb der Formfaktorbeschränkungen spielt eine wichtige Rolle bei der Realisierung einer hohen Bildqualität mit großem Dynamikbereich.

Die neue Architektur von Sony ist ein Fortschritt in der Stacked-CMOS-Bildsensortechnologie. Mit seiner proprietären Stapeltechnologie, Sony verpackte die Fotodioden und Pixeltransistoren auf separaten, übereinander gestapelten Substraten.
In herkömmlichen gestapelten CMOS-Bildsensoren, Dagegen, die Fotodioden und Pixeltransistoren sitzen nebeneinander auf demselben Substrat. Die neue Stacking-Technologie ermöglicht die Übernahme von Architekturen, die es ermöglichen, die Photodioden- und Pixeltransistorschichten jeweils zu optimieren, wodurch sich der Sättigungssignalpegel im Vergleich zu herkömmlichen Bildsensoren ungefähr verdoppelt und, in turn, Erweiterung des Dynamikbereichs.

Zusätzlich, weil andere Pixeltransistoren als Transfergates (TRG), inklusive Reset-Transistoren (RST), Transistoren auswählen (ZELLE) und Verstärkertransistoren (AMPERE), besetzen eine photodiodenfreie Schicht, die Verstärkertransistoren können vergrößert werden. Durch Erhöhen der Verstärkertransistorgröße, Sony ist es gelungen, das Rauschen, für das nächtliche und andere dunkle Bilder anfällig sind, erheblich zu reduzieren.

Der erweiterte Dynamikbereich und die Rauschunterdrückung dieser neuen Technologie verhindern Unter- und Überbelichtung in Umgebungen mit einer Kombination aus heller und schwacher Beleuchtung (e.g., hintergrundbeleuchtete einstellungen) und ermöglichen hochwertige, rauscharme Bilder auch bei schlechten Lichtverhältnissen (e.g., drinnen, Nacht) Einstellungen.

Sony wird mit seiner 2-Layer-Transistor-Pixel-Technologie zur Realisierung immer hochwertigerer Bilder wie Smartphone-Fotos beitragen.