索尼公司
索尼半導體解決方案公司
日本，東京 - 索尼公司今天宣布已成功開發(fā)出一種堆疊式CMOS影像傳感器技術(shù)——Pregius S，運用索尼專有的全局快門功能和背照式像素結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)無失真的高成像性能和小型化。新的傳感器技術(shù)適用于制造、檢驗和物流等領域的工業(yè)設備，鑒于工業(yè)發(fā)展的趨勢，包括工廠智能化和自動化等，這些設備對精度和處理速度的要求更高。?
索尼將在3月20日開幕的2019 Vision China中國（上海）國際機器視覺展覽會上介紹該項新技術(shù)。?
傳統(tǒng)的具備全局快門功能的CMOS影像傳感器將電荷信號臨時存儲在位于光電二極管旁邊的存儲區(qū)域中，以解決逐行讀取出現(xiàn)的時移所導致的圖像失真問題（焦平面失真）。在前照式CMOS影像傳感器中，形成光電二極管的硅襯底有一個布線層，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是易于形成一個遮光罩以保護臨時存儲在存儲區(qū)域中的電荷信號不會漏光。為此，傳統(tǒng)的具備全局快門功能的CMOS影像傳感器采用了前照式像素結(jié)構(gòu)。然而光電二極管上面的布線阻礙了入射光，這在試圖使像素小型化時將產(chǎn)生問題。?
為此，索尼開發(fā)了一種專有的像素結(jié)構(gòu)，在背照式結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)全局快門功能，具有高靈敏度特性，從而解決小型化的問題。通常當像素被小型化時，靈敏度和飽和度性能會下降，但索尼的新技術(shù)可以將像素尺寸減小至2.74μm，同時保持上述性能的表現(xiàn)力不變，從而實現(xiàn)比傳統(tǒng)的前照式CMOS影像傳感器* 1高出1.7倍的分辨率。這使其在制造、檢驗、物流等應用中，能夠在更廣泛的區(qū)域內(nèi)、以更高的準確度測量和檢查物體。此外，由于背照式像素結(jié)構(gòu)的布線布局自由度高，可達到約為傳統(tǒng)* 1型號2.4倍的高速度，因此有助于顯著提高生產(chǎn)率，包括縮短測量和檢查過程的時間等。此外，傳感器的堆疊式結(jié)構(gòu)使其可以安裝各種信號處理電路，它可以實現(xiàn)智能化的功能，例如僅對必要的測量和檢驗圖像區(qū)域進行信號處理，從而實現(xiàn)與傳統(tǒng)傳感器* 1相比更小的尺寸。這反過來也使其得以減輕后續(xù)處理的負荷并減少需要保留的數(shù)據(jù)量，從而有助于實現(xiàn)高效節(jié)能的系統(tǒng)。?
未來，索尼將致力于開發(fā)配備該堆疊式CMOS影像傳感器的產(chǎn)品，其采用索尼專有的全局快門功能和背照式像素結(jié)構(gòu)，適用于各種工業(yè)應用和智能交通系統(tǒng)，包括開發(fā)安裝在該傳感器之上的用于信號處理電路的衍生產(chǎn)品。索尼計劃在2019年夏季或之后開始出貨樣品。?
*1：使用該項技術(shù)對1.1英寸樣本進行比較，比較對象為索尼1.1英寸1200萬有效像素的前照式CMOS影像傳感器IMX253。?
芯片的橫截面示意圖
傳統(tǒng)的具備全局快門功能的前照式影像傳感器
新開發(fā)的具備全局快門功能的背照堆疊式影像傳感器
主要特點?
配備索尼專有的全局快門功能和背照式像素結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)無失真的高成像性能和小型化
索尼開發(fā)了一種專有的像素結(jié)構(gòu)，在背照式結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)全局快門功能，具有高靈敏度特性，從而實現(xiàn)高成像性能和小型化。通過將像素尺寸從傳統(tǒng)的*1 3.45μm縮小至2.74μm，同時保持靈敏度和飽和度性能不變，索尼實現(xiàn)了比傳統(tǒng)的1200萬像素*2的前照式CMOS影像傳感器*1高出1.7倍的分辨率，使其得以在更大范圍內(nèi)、以更高的準確度進行測量和檢查。此外，得益于背照式像素結(jié)構(gòu)高自由度的布線布局，它能達到約為傳統(tǒng)技術(shù)* 1的2.4倍的高速性能，因此有助于顯著提高生產(chǎn)效率，例如縮短測量和檢查過程的時間。?
*2：基于影像傳感器的有效像素規(guī)范方法
具有傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影像傳感器捕獲的圖像* 1（概念圖）
（1200萬像素×3幀）
具有新結(jié)構(gòu)的影像傳感器捕獲的圖像（概念圖）
（2000萬像素×約4幀）
2）通過堆疊式結(jié)構(gòu)實現(xiàn)小型化和高功能性
該傳感器的堆疊式結(jié)構(gòu)使其可安裝各種信號處理電路，從而有助于CMOS影像傳感器實現(xiàn)小型化和更強的功能。它具備數(shù)據(jù)優(yōu)化功能（智能ROI、自觸發(fā)、壓縮處理、合成等），可從圖像數(shù)據(jù)中僅提取必要信息，與傳統(tǒng)傳感器相比* 1，在保持更小尺寸的同時，可減輕后續(xù)處理的負荷并減少需要保留的數(shù)據(jù)量，從而有助于實現(xiàn)高效節(jié)能的系統(tǒng)。?
未來，索尼將利用Pregius S技術(shù)為新興工業(yè)進一步增強和拓展其功能，其中包括開發(fā)可安裝在該傳感器之上的用于信號處理電路的衍生產(chǎn)品。
（本文譯自英文原文，供參考）
