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  • 積層型CMOS傳感器

    2016-06-02新聞資訊

    據國外媒體報道,近日,奧林巴斯宣布其開發出了適合拍攝快速移動物體的積層型CMOS圖像傳感器,并在“ISSCC 2013”上發表了相關技術。預計將配備在奧林巴斯自己的醫療器械及奧林巴斯顯微鏡影像設備上。
        逐行讀取信號的“卷簾快門”式CMOS圖像傳感器在拍攝快速移動的物體時,圖像容易失真(卷簾快門失真)。作為防止這一問題的技術,業界提出了同時讀取全部像素的“全局快門”方式。全局快門方式是將光電二極管的電荷暫時存儲在浮動擴散層(Floating Diffusion)等存儲節點中,通過逐行讀取這些電荷來消除圖像的失真。這時,如果有多余的光及電荷進入存儲節點,圖像中就會混入假信號(寄生光)。因此,盡管在存儲節點周邊形成有遮光金屬膜及勢壘層,但原來的單芯片CMOS圖像傳感器將光電二極管與存儲節點相鄰配置,很難完全防止寄生光。
        為此,奧林巴斯將光電二極管與存儲節點陣列分置于不同芯片上,并采用了通過微凸塊連接積層的構造。在光電二極管與存儲節點陣列之間插入了遮光層。上述措施使光電二極管與存儲節點的靈敏度差從原來的100dB改善到了160dB。
        奧林巴斯此次試制的CMOS圖像傳感器采用0.18μm工藝技術,像素數為704×512,像素間距為4.3μm。微凸塊的間距為8.6μm,直徑為5μm,高度為4μm,1個微凸塊對應4個像素。微凸塊總數為91120個。另外,微凸塊連接以晶圓級水平進行,連接成品率達到99.9%以上。光電二極管陣列芯片的厚度只有約10μm,為了防止微凸塊連接導致芯片歪斜,還改進了封裝工藝。

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