? ? ? ?日本，東京——索尼公司（下稱：索尼）今天宣布，將發(fā)布兩款用于工業(yè)設(shè)備的新型短波紅外（以下簡(jiǎn)稱SWIR）圖像傳感器。新款傳感器能夠在紅外短波范圍內(nèi)，捕捉在可見光和不可見光光譜中的影像，并采用業(yè)界震驚的5微米像素尺寸，整體尺寸小巧緊湊。
? ? ? ?新款傳感器采用索尼原發(fā)的SenSWIR*1技術(shù)：在銦砷化鎵（InGaAs）化合物的半導(dǎo)體層上構(gòu)建光電二極管；二極管之間則通過帶有硅涂層的銅-銅連接*2相連，形成一個(gè)讀出電路——這樣的設(shè)計(jì)可以保持對(duì)寬廣范圍波長(zhǎng)的高靈敏度。這一技術(shù)突破催生了此次發(fā)布的新型SWIR圖像傳感器，它結(jié)構(gòu)緊湊，但能夠在較大的波長(zhǎng)范圍中捕獲影像，包括短波紅外波段的可見和不可見光譜（波長(zhǎng)范圍：0.4微米至1.7微米）。
? ? ? ?該傳感器甚至可以感應(yīng)到人眼無法看見的波長(zhǎng)影像，能夠支持多功能攝像頭和測(cè)試設(shè)備的開發(fā)，并為工業(yè)設(shè)備的多樣化發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
MX990 SWIR圖像傳感器
陶瓷貼裝LGA（左）與內(nèi)置熱電裝置的陶瓷貼裝PGA（右）
*1：構(gòu)成受光型光電二極管的InGaAs層與構(gòu)成讀出電路的硅層通過銅-銅連接相連。這使得磷化銦(InP)層更薄，可見光得以穿透。
*2：一種技術(shù)，當(dāng)將背光式CMOS圖像傳感器零部件（頂部芯片）和邏輯電路（底部芯片）堆疊時(shí)，可通過連接銅板來實(shí)現(xiàn)持續(xù)性供電。與硅通孔（TSV）布線相比，這種連接是通過穿透像素區(qū)域周圍的電極來實(shí)現(xiàn)的，這種方式讓設(shè)計(jì)更為自由，生產(chǎn)率更高，傳感器尺寸更緊湊，并提升了產(chǎn)品性能。
? ? ? ?近來，為了降低人力成本并保證工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化，對(duì)于能夠捕獲處于短波紅外波段的不可見光范圍內(nèi)影像的圖像傳感器需求與日俱增。然而，傳統(tǒng)SWIR圖像傳感器的制造在進(jìn)一步縮小像素、增加像素?cái)?shù)方面已經(jīng)遇到瓶頸，且面臨在可見光光譜下靈敏度過低、模擬輸出導(dǎo)致難以實(shí)現(xiàn)多功能性等各種問題。上述因素限制了使用常規(guī)技術(shù)的工業(yè)攝像頭的普及和應(yīng)用范圍。
? ? ? ?索尼此次發(fā)布的新款傳感器采用堆疊技術(shù)，加持索尼多年來研發(fā)的銅-銅連接與索尼原發(fā)的SWIR圖像傳感器技術(shù)，通過像素小型化，實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量成像和更緊湊的傳感器尺寸，在覆蓋可見和不可見光的廣泛波長(zhǎng)范圍內(nèi)均可做到高靈敏度成像。新傳感器還支持?jǐn)?shù)字輸出，并提供與目前工業(yè)CMOS圖像傳感器相同的性能。
? ? ? ?未來，索尼將努力把這些產(chǎn)品結(jié)合到廣泛的工業(yè)應(yīng)用中，如材料篩選、污染物監(jiān)測(cè)及半導(dǎo)體監(jiān)測(cè)，以提高生產(chǎn)率。
主要特點(diǎn)
?· 業(yè)界震驚的5微米像素，讓緊湊、多像素的設(shè)計(jì)成為可能
? ? ? ?當(dāng)使用傳統(tǒng)的凹凸連接（bump connections）來連接形成受光型光電二極管的InGaAs層和構(gòu)成讀出電路的硅層時(shí)，必須確保一定的凹凸間距，因此，在目前的工業(yè)CMOS傳感器基礎(chǔ)上，進(jìn)一步縮小像素尺寸變得更加困難，像素小型化已然成為一項(xiàng)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。索尼的新款傳感器采用銅-銅連接，縮小了像素間距，實(shí)現(xiàn)了令業(yè)界震驚的5微米像素尺寸。這使得攝像頭能夠在保持SXGA（IMX990）/VGA（IMX991）分辨率的同時(shí)縮減尺寸，幫助提高了測(cè)試精度。
凹凸連接（左）與銅-銅連接（右）
·?覆蓋可見和不可見光譜的廣泛波長(zhǎng)范圍內(nèi)成像
? ? ? ?索尼原發(fā)的SWIR圖片傳感器技術(shù)被用于制造頂部的InP層*3 ，吸收可見光，體積更薄，使光能夠傳輸?shù)絀nGaAs層之下，甚至在可見光范圍內(nèi)也能提供高量子效率。這種設(shè)計(jì)，使成像能夠在0.4 μm至1.7 μm的廣闊波長(zhǎng)上實(shí)現(xiàn)，從而可以使用單個(gè)攝像頭代替?zhèn)鹘y(tǒng)的多攝像頭來捕捉可見光和SWIR。由于降低了圖像處理負(fù)載，使系統(tǒng)成本降低的同時(shí)提升了速度，并極大擴(kuò)展了測(cè)試范圍。
*3：作為InGaAs層基礎(chǔ)的基底。
產(chǎn)品的波長(zhǎng)（橫軸）和量子效率（豎軸）
（左：可見光；右：短波紅外線）切換光源以獲得蘋果的表皮和皮下圖像信息
（左：可見光；右：短波紅外線）利用短波紅外線吸收率的差異進(jìn)行材料分類
· 通過數(shù)字輸出增強(qiáng)功能
? ? ? ?傳統(tǒng)SWIR圖像傳感器通常具備模擬輸出，但索尼的新款傳感器支持?jǐn)?shù)字輸出，也能夠提供與當(dāng)前工業(yè)CMOS圖像傳感器相同的性能。模擬輸出傳感器需要工業(yè)設(shè)備攝像頭的數(shù)字轉(zhuǎn)換電路或其他功能，而此次發(fā)布的新款傳感器已經(jīng)自帶了這項(xiàng)功能，減少了攝像頭開發(fā)的步驟，使得多功能攝像頭的研發(fā)更加簡(jiǎn)單。
（本文譯自英文原文，供參考）
