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思特威成功開發國產自研高端BSI工藝平臺,以優異暗光成像性能賦能智視應用

作者:時間:2022-04-30來源:電子產品世界收藏

技術先進的CMOS圖像傳感器供應商思特威(SmartSens)與合肥晶合集成電路股份有限公司(以下簡稱“晶合集成”)合作推出了國產自研高端BSI工藝平臺,作為國內自主技術能夠突破關鍵工藝難點的高度客制化BSI工藝平臺,將以性能比肩國際一流水準的全國產化高端工藝平臺賦能智能安防、機器視覺、車載電子以及智能手機等四大應用領域,并進一步推動本土高端CIS技術的升級發展。

本文引用地址:http://www.advisorsnote.com/article/202204/433685.htm

近年來,隨著智能安防、機器視覺以及車載電子等應用端對圖像傳感器的要求逐步提升,為了保證優異的暗光成像性能,CMOS圖像傳感器的設計生產工藝也從FSI工藝(前照式工藝)朝著BSI工藝(背照式工藝)遞進,用以提升CMOS圖像傳感器的暗光成像品質。

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突破技術壁壘打造國產高端BSI工藝平臺

在CMOS圖像傳感器小像素尺寸與高分辨率的市場趨勢下,BSI(Back SideIllumination)即背照式入射受到市場的重視和需求。相較于前照式入射方案,BSI將光線入射方向改至光電二極管的背面,可大幅提升CMOS圖像傳感器的量子效率,降低電路光學串擾,同時解決了像素尺寸微小化和擴大光學視角響應方面的重要難題,進而實現極佳的暗光成像品質。

縱觀當下主流市場,傳統前照式CIS只要保證受光面平整即可,對背面的均一性并無特殊要求。而背照式則必須嚴格保證正反兩面的平整性,這對微薄的背照式CIS帶來了非常大的技術難度,同時BSI工藝平臺屬于高度客制化工藝技術,在晶圓鍵合、減薄以及硅表面鈍化等關鍵技術工藝方面存在技術壁壘,需要極強的自主技術實力,因此產能仍大多依賴于國外BSI工藝平臺。

早在2020年,思特威就已與晶合集成攜手成功推出了DSI工藝平臺并實現量產,以優異的性能取得市場的一致好評。為了繼續提升產品性能,2021年思特威開始進行本土BSI背照式先進工藝平臺的研發,在多項關鍵技術工藝上取得突破性成果,創新推出了國產高端BSI工藝平臺,可實現媲美國際一流水準的優異暗光成像性能。

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三大先進工藝技術鑄就優異成像性能

此次思特威攜手晶合集成推出的國產自研高端BSI平臺通過晶圓鍵合技術、晶圓減薄技術以及硅表面鈍化技術等三大關鍵工藝,可為當下智視應用提供一流的暗光成像性能。

該BSI高端工藝平臺搭載晶圓鍵合技術,采用直接鍵合方式降低鍵合過程中晶圓畸變的產生,大幅提升其鍵合力,實現高像素性能;同時,為實現更好的BSI光電二極管結構,藉由思特威開發優化的晶圓減薄技術,可在晶圓研磨減薄中最大程度減少硅的損耗,保障超高精度并將硅襯底厚度成功減薄,而且對于850nm與940nm的近紅外增強也做了工藝優化,保障了晶圓強度并實現出色的感光性能;此外,該平臺還采用了業內前沿工藝材料打造硅表面鈍化技術,避免了晶片拋光后對光電二極管的損壞,進一步減少白點與暗電流的產生,提升CIS的暗光成像表現。

以高端BSI工藝平臺賦能四大應用領域

此次推出的高端BSI工藝平臺產品在感光度、噪聲控制、色彩表現以及高溫性能等方面都實現了進一步的提升,相較傳統前照式工藝,其QE(量子效率)與感光度分別大幅提升了40%與55%,且暗電流降低了40%,在低光照環境中擁有更優異的感光性能。同時此次發布的高端BSI平臺的滿阱電子增加了40%,進而其動態范圍與最大信噪比有效提升了3.5dB與2dB,得以呈現細膩的明暗細節與影像質感。此外,為呈現更佳的色彩表現,該BSI工藝的Chroma相較前照式增加了30%。思特威新高端BSI工藝平臺將以全方位的性能提升力求賦能智能安防、車載電子、機器視覺以及智能手機等四大應用領域。

在安防應用中,傳統攝像頭在夜間拍攝中場景依舊是漆黑一片,且只能展現物體輪廓,而憑借高端BSI工藝的加持,攝像頭不僅能實現優異的夜視全彩影像,還能捕捉諸如畫面中的人物臉部細節,甚至在近紅外補光等超低照場景中也能實現清晰影像;而面向夜間行車環境,BSI產品在保障汽車拍攝清晰影像畫面的基礎上,還可進一步捕捉清晰的車牌等細節信息進行有效識別,從而提升行車安全性。

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思特威技術副總裁新居英明先生表示:“此次推出的國產自研高端BSI工藝平臺是思特威在CIS工藝層面的又一創新突破成果,目前該平臺已成功進入量產階段,可實現極佳的暗光成像性能。作為中國本土為數不多擁有自主技術創新能力的CMOS圖像傳感器芯片企業,思特威始終持續在圖像傳感器工藝層面進行創新研發,并以此來提升我們自身產品的成像性能,全新國產化高端BSI工藝平臺將以國際一流成像水平賦能諸如智能安防、機器視覺以及車載電子等更多智視終端,推動本土高端CIS技術的國產化替代。(譯文)”

晶合集成業務副總經理周義亮先生表示:“晶合集成與思特威都是將創新作為研發源動力的國內高科技企業,此次我們很高興能與思特威合作推出國產自研高端BSI工藝平臺,并在晶圓鍵合、減薄工序以及特定工藝應用等方面實現新的突破。相信未來雙方的創新基因將不斷地創造更高價值曲線,并進一步助推中國半導體產業在高端CIS技術領域的國產化替代?!?/p>

目前,思特威國產自研高端BSI工藝平臺已完成首顆項目流片,預計將在2022年Q2進入量產階段。



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