【自研】思特威成功开发国产自研高端BSI工艺平台;

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1.思特威成功开发国产自研高端BSI工艺平台,以优异暗光成像性能赋能智视应用

近年来,随着智能安防、机器视觉以及车载电子等应用端对图像传感器的要求逐步提升,为了保证优异的暗光成像性能,CMOS图像传感器的设计生产工艺也从FSI工艺(前照式工艺)朝着BSI工艺(背照式工艺)递进,用以提升CMOS图像传感器的暗光成像品质。

近日,思特威(上海)电子科技股份有限公司(以下简称“思特威”)与合肥晶合集成电路股份有限公司(以下简称“晶合集成”)合作推出了国产自研高端BSI工艺平台,作为国内自主技术能够突破关键工艺难点的高度客制化BSI工艺平台将以性能比肩国际一流水准的全国产化高端工艺平台赋能智能安防、机器视觉、车载电子以及智能手机等四大应用领域,并进一步推动本土高端CIS技术的升级发展。

突破技术壁垒打造国产高端BSI工艺平台

在CMOS图像传感器小像素尺寸与高分辨率的市场趋势下,BSI(Back SideIllumination)即背照式入射受到市场的重视和需求。相较于前照式入射方案,BSI将光线入射方向改至光电二极管的背面,可大幅提升 CMOS 图像传感器的量子效率,降低电路光学串扰,同时解决了像素尺寸微小化扩大光学视角响应方面的重要难题,进而实现极佳的暗光成像品质

纵观当下主流市场,传统前照式CIS只要保证受光面平整即可,对背面的均一性并无特殊要求。而背照式则必须严格保证正反两面的平整性,这对微薄的背照式CIS带来了非常大的技术难度,同时BSI工艺平台属于高度客制化工艺技术,在晶圆键合减薄以及硅表面钝化等关键技术工艺方面存在技术壁垒,需要极强的自主技术实力,因此产能仍大多依赖于国外BSI工艺平台。

早在2020年,思特威就已与晶合集成携手成功推出了DSI工艺平台并实现量产,以优异的性能取得市场的一致好评。为了继续提升产品性能,2021年思特威开始进行本土BSI背照式先进工艺平台的研发,在多项关键技术工艺上取得突破性成果,创新推出了国产高端BSI工艺平台可实现媲美国际一流水准的优异暗光成像性能

三大先进工艺技术铸就优异成像性能

此次思特威携手晶合集成推出的国产自研高端BSI平台通过晶圆键合技术晶圆减薄技术以及硅表面钝化技术等三大关键工艺,可为当下智视应用提供一流的暗光成像性能。

该BSI高端工艺平台搭载晶圆键合技术,采用直接键合方式降低键合过程中晶圆畸变的产生,大幅提升其键合力,实现高像素性能;同时,为实现更好的BSI光电二极管结构,藉由思特威开发优化的晶圆减薄技术,可在晶圆研磨减薄中最大程度减少硅的损耗,保障超高精度并将硅衬底厚度成功减薄,而且对于850nm与940nm的近红外增强也做了工艺优化,保障了晶圆强度并实现出色的感光性能;此外,该平台还采用了业内前沿工艺材料打造硅表面钝化技术,避免了晶片抛光后对光电二极管的损坏,进一步减少白点暗电流的产生,提升CIS的暗光成像表现。

以高端BSI工艺平台赋能四大应用领域

此次推出的高端BSI工艺平台产品在感光度噪声控制色彩表现以及高温性能等方面都实现了进一步的提升,相较传统前照式工艺,其QE(量子效率)感光度分别大幅提升了40%55%,且暗电流降低了40%,在低光照环境中拥有更优异的感光性能。同时此次发布的高端BSI平台的满阱电子增加了40%,进而其动态范围最大信噪比有效提升了3.5dB2dB,得以呈现细腻的明暗细节与影像质感。此外,为呈现更佳的色彩表现,该BSI工艺的Chroma相较前照式增加了30%。思特威新高端BSI工艺平台将以全方位的性能提升力求赋能智能安防车载电子机器视觉以及智能手机等四大应用领域。

安防应用中,传统摄像头在夜间拍摄中场景依旧是漆黑一片,且只能展现物体轮廓,而凭借高端BSI工艺的加持,摄像头不仅能实现优异的夜视全彩影像,还能捕捉诸如画面中的人物脸部细节,甚至在近红外补光等超低照场景中也能实现清晰影像;而面向夜间行车环境BSI产品在保障汽车拍摄清晰影像画面的基础上,还可进一步捕捉清晰的车牌等细节信息进行有效识别,从而提升行车安全性。





思特威技术副总裁新居英明先生表示:“此次推出的国产自研高端BSI工艺平台是思特威在CIS工艺层面的又一创新突破成果,目前该平台已成功进入量产阶段,可实现极佳的暗光成像性能。作为中国本土为数不多拥有自主技术创新能力的CMOS图像传感器芯片企业,思特威始终持续在图像传感器工艺层面进行创新研发,并以此来提升我们自身产品的成像性能,全新国产化高端BSI工艺平台将以国际一流成像水平赋能诸如智能安防、机器视觉以及车载电子等更多智视终端,推动本土高端CIS技术的国产化替代。(译文)

晶合集成业务副总经理周义亮先生表示:“晶合集成与思特威都是将创新作为研发源动力的国内高科技企业,此次我们很高兴能与思特威合作推出国产自研高端BSI工艺平台,并在晶圆键合、减薄工序以及特定工艺应用等方面实现新的突破。相信未来双方的创新基因将不断地创造更高价值曲线,并进一步助推中国半导体产业在高端CIS技术领域的国产化替代。

目前,思特威国产自研高端BSI工艺平台已完成首颗项目流片,预计将在2022年Q2进入量产阶段。

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