CMOS图像传感器（CIS）分类及特点

老虎说芯|Tiger Chip|

2024-09-19 11:20:39 667

CMOS图像传感器根据感光元件安装位置，主要可分为前照式结构(FSI)背照式结构(BSI)。

在背照式结构的基础上，还可以进一步改良成堆栈式结构(Stacked)。堆栈式结构系在背照式结构将感光层仅保留感光元件的部分逻辑电路的基础上进行进一步改良，在上层仅保留感光元件而将所有线路层移至感光元件的下层，再将两层芯片叠在一起，芯片的整体面积被极大地缩减。此外，感光元件周围的逻辑电路也相应移至底层，可有效抑制电路噪声从而获取更优质的感光效果。

采用堆栈式结构的CMOS图像传感器可在同尺寸规格下将像素层在感知单元中的面积占比从传统方案中的近60%提升到近90%，图像质量大大优化。同理为达到同样图像质量，堆栈式CMOS图像传感器相较于其他类别CMOS图像传感器所需要的芯片物理尺寸则可大幅下降。同时采用该种结构的图像传感器还能集成如自动对焦(AF)和光学防抖(01S)等功能。除此之外，混合堆栈和三重堆栈技术正在推动着如3D感知和超慢动作影像等功能的发展。

虽然采用堆栈式结构的CMOS图像传感器具备性能上的提升，但由于其生产过程中使用了多张晶圆且叠加工序的工艺难度较高，其生产成本远高于采用单层晶圆的生产工艺，因此主要应用于特定的领域。在CMOS图像传感器领域，堆栈式结构技术目前主要应用在高端手机主摄像头、高端数码相机、新兴机器视觉等领域。根据第三方市场调研机构TSR的统计，堆栈式结构CMOS图像传感器产品的主要供应商为索尼、三星、豪威科技和思特威。