索尼半導體解決方案公司,已經成功開發出了全球首個採用雙層電晶體畫素技術的堆疊式 CMOS 影象感測器。據悉,傳統方案需要將光電二極體和畫素電晶體置於同一基板,而索尼新技術將兩者分離放置在了不同的基板層上。得益於幾乎增強了一倍的飽和訊號電平,以及動態範圍的提升 / 噪聲的下降,新方案顯著可提升成像效能。
在畫素晶片內,負責光電訊號轉換的二極體、和控制訊號的畫素電晶體位於同一層。而在傳統堆疊式 CMOS 影象感測器裡,光電二極體和畫素電晶體被安排在了同一基板上。
在同等或更小的畫素尺寸下,新技術的畫素結構(位於訊號處理電路的邏輯晶片之上)都能保持或改善現有特性。
此外允許廠商對光電二極體和畫素電晶體這兩層架構分別最佳化,從而使飽和訊號電平相較於傳統影象感測器增加了大約一倍、動態範圍也有進一步的提升。
增加的飽和訊號電平,在實現寬動態範圍的高品質影象方面發揮著重要的作用。
傳輸門(TRG)之外的畫素電晶體 —— 包括復位(RST)、選擇(SEL)和放大器(AMP)電晶體 —— 則被安排在了無光電的二極體層。
得益於放大器電晶體的尺寸增加,索尼還成功地大幅降低了夜間和其它較暗場景下容易產生的噪聲,同時防止在敏感對比強烈的情況下過曝或曝光不足。
最後,索尼將把更高成像質量的雙層電晶體畫素技術推向諸多領域,比如智慧手機上的移動影像感測器。