close

從去年開始Sony便推出了一系列以Exmor R CMOS感測器為主的消費型相機,主打低照度下的感光能力,而實際使用下可以發現新的感測器比起傳統的CCD或是CMOS感測器竟然可以多出40%以上的感光能力,並且還是在感光器的尺寸沒有變大的情況下,更甚至有些網路上的網友發現使用了新一代感測器的消費機DC竟然可以比舊型的DSLR畫質還要更好,擁有更強的夜拍能力,於是這種驚人的能力引發了不少人的觀注,為什麼Sony把感測器擁有這種驚人的能力呢?一般來說如果只是使用了新的奈米級CMOS製程技術應該效果也不會差距如此之大,就算使用了最近的32nm製程也不會有如此大的光電轉換效率的差距,而SONY這個秘密答案就是使用了背照式感測器,放眼現在,除了Sony也有不少新加入的相機廠也紛紛投入這個背照的領域,未來相機的感度大幅提升是指日可見的,讓我們看一下這個神奇的技術。

首先要了解背照式感測器前,我們要先了解一下一般CMOS技術製程,其實用最簡單易懂的話來描述半導體的製造,其實和漢堡差不多,都是一層一層的堆疊上去,只是有一點不同的時,所有的主動元作都必需放在底層的基板,而上面的幾層都只是金屬走線

▼一般的半導體流程大約如下,事實上半導體的流程和圖中有一點不符合,而且更為複雜,但是為了簡單說明起見,所以做了一點修改,讓大家更能明白整個製作方法。

1. 先拿一板半導體基板   2. 在基板上置入感光元件   3. 置入完成之後,再放一層絶緣層保護
image

 

 

  

image



image

 

4.在絶緣層上方放置金屬走線,使主動元作,可以傳遞信號   5. 重複放絶緣層以及走線,直接走線層足夠,一般通常走線層為3~5層   6. 完工
image




image   clip_image002[6]

  

▼大家可以輕易從上面地半導體製成流程中發現,整個光轉電的感光元件是放在整個IC的底層,而且被層層的絶緣物質所覆蓋,最主要的原因是因為主動區上方要走金屬導線來將所有元件連接,但是如此一來,當光源進來的時候,就必須經過一層又一層的絶緣物質,但是大家要明白絶緣物質,不是高透光以及色散發物質,因此當光打到底部時,不但光量減半,而且還嚴重色散

 image

 

▼因為就有人想說,如果我把感測元件放在整個製程的最外面,直接照光,不要經過任何絶緣物,那不是一來感光量大層,二來又可以降低非理想的色散,但是一般來說標準的半導體流程不允許這樣子做,而且主動區和金屬線的連接方式也定好了,根本無法改變,所以就有人想到,那乾脆把感測元件置在基板的背面不就好了,也因此背照式感測器就出現了

image 

▼由於感光元件不需要經過層層的絶緣物,因此感光量大增,雖然背照式的感測器在多年前就有實驗室的論文,但是到了量產實用以及製程技術的克服卻是近幾年的事,未來這個新式的感測器技術,可能將掀起一波相機的大革命.大家也請準備好小朋友準備換相機吧!

image

 

Reference:

1.解析背照式传感器的神奇

2. [新科技]SONY發表背照式CCD/CMOS

3.従来比約2倍(*1)の感度および低ノイズで高画質を実現した、裏面照射型CMOSイメージセンサー 新開発

4. [新科技]顛覆傳統的背照式CMOS

arrow
arrow
    全站熱搜
    創作者介紹
    創作者 踢被爸 的頭像
    踢被爸

    踢被GO

    踢被爸 發表在 痞客邦 留言(2) 人氣()