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[讨论] 追求更精巧節能CIS BSI整合TSV勢不可擋

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发表于 2012-2-4 15:20:42 | 显示全部楼层 |阅读模式
互補式金屬氧化物半導體影像感測器(CIS),或稱之為單片主動式光點感測器(MAPS)。基本上,無論是數位相機或是錄影機的CIS都需要體積小、高解析度及可擷取物件。所以近年的發展都著重在如何減小畫素大小(但又不能降低感光效能)、降低最低感光度及快速影像擷取等特性。
傳統上CIS是由前端感光,稱之為前端感光(FSI)技術,該技術因製程關係,二極體的製造屬於製程中的前端,因此二極體元件會放置於晶圓片的下層,後端則是製作金屬導線製作的部分。由於元件上層會有好幾層的金屬繞線(層數會根據製程能力不同而異)。因此,光線會由晶圓的上方穿過金屬狹縫和金屬層間的介電層到達感光二極體,感光二極體再根據不同的光強度,產生不同的電荷(力)。
問題就是出在這些金屬狹縫。現今畫素越做越小,導線寬度也越小,相對的導線的間距也更小,導致導線間所形成狹縫尺寸大小更接近光的波長。因為一般的可見光波長為380~720奈米,因此已比一般半導體的關鍵尺寸(CD)還大,如90奈米製程其CD就是90奈米。
依楊氏干涉(Young's Interference)理論得知,因光是波動的現象,當狹縫的尺寸接近波長時,便出現繞射現象,干涉情形就變得嚴重。所以當光波長為380~720奈米並遠大於兩條金屬線間間距時,繞射與干涉現象自然無可避免。當然,從布局(Layout)角度,可將間距變大,但要付出的代價為面積變大,相對的費用就會增加,這是CIS設計公司絕對不會去思考的方向。
因此,當光線從晶圓的表面穿過金屬狹縫到達感光二極體時,因為光線的繞射造成干涉的關係,此時的光線並不是乾淨的訊號。當然,因為繞線的金屬層很多,散射的問題更相對的嚴重(圖1)。此外,因二極體上方為預留空間給金屬導線做訊號繞線用,使得每一個畫素的開孔率無法加大,光線進來的角度也有所限制。

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发表于 2012-2-10 09:26:24 | 显示全部楼层
謝謝大大的分享
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发表于 2012-3-4 22:49:00 | 显示全部楼层
好文章啊! 谢谢了[em05][em05]
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发表于 2012-3-13 17:13:11 | 显示全部楼层
BSI 的方式早就有了~~ 只是被LOCK, 直到最近才開放!!!
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发表于 2012-3-13 15:45:53 | 显示全部楼层
很好,了解一下!
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发表于 2012-6-1 16:32:29 | 显示全部楼层
TSV 少用為妙.
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