Sony Semiconductor Solutions Corporation ha logrado desarrollar la primera tecnología de sensor de imagen CMOS apilada del mundo con píxel de transistor de 2 capas. Mientras que los fotodiodos y los transistores de píxeles de los sensores de imagen CMOS convencionales ocupan el mismo sustrato, la nueva tecnología de Sony separa los fotodiodos y los transistores de píxeles en diferentes capas de sustrato. Esta nueva arquitectura duplica aproximadamente el nivel de la señal de saturación en relación con los sensores de imagen convencionales, amplía el rango dinámico y reduce el ruido, lo que mejora sustancialmente las propiedades de imagen. La estructura de píxeles de la nueva tecnología permitirá que los píxeles mantengan o mejoren sus propiedades existentes no solo en los tamaños de píxeles actuales sino también en los más pequeños.
Un sensor de imagen CMOS apilado adopta una estructura apilada que consta de un chip de píxeles compuesto por píxeles retroiluminados apilados sobre un chip lógico donde se forman los circuitos de procesamiento de señales. Dentro del chip de píxeles, los fotodiodos para convertir la luz en señales eléctricas y los transistores de píxeles para controlar las señales están situados uno al lado del otro en la misma capa. El aumento del nivel de saturación de la señal dentro de las limitaciones del factor de forma juega un papel importante para lograr una alta calidad de imagen con un amplio rango dinámico.
La nueva arquitectura de Sony es un avance en la tecnología de sensores de imagen CMOS apilados. Usando su tecnología de apilamiento patentada, Sony empaquetó los fotodiodos y los transistores de píxeles en sustratos separados apilados uno encima del otro. En los sensores de imagen CMOS apilados convencionales, por el contrario, los fotodiodos y los transistores de píxeles se ubican uno al lado del otro en el mismo sustrato. La nueva tecnología de apilamiento permite la adopción de arquitecturas que permiten optimizar cada una de las capas de fotodiodo y transistor de píxeles, duplicando así aproximadamente el nivel de señal de saturación en relación con los sensores de imagen convencionales y, a su vez, ampliando el rango dinámico.
Además, dado que los transistores de píxeles distintos de las puertas de transferencia (TRG), incluidos los transistores de reinicio (RST), los transistores de selección (SEL) y los transistores de amplificación (AMP), ocupan una capa sin fotodiodos, los transistores de amplificación pueden aumentar de tamaño. Al aumentar el tamaño del transistor de amplificador, Sony logró reducir sustancialmente el ruido al que son propensas las imágenes nocturnas y en otros lugares oscuros. El rango dinámico ampliado y la reducción de ruido disponibles con esta nueva tecnología evitarán la subexposición y la sobreexposición en configuraciones con una combinación de iluminación brillante y tenue (por ejemplo, configuraciones con retroiluminación) y permitirán imágenes de alta calidad y bajo ruido incluso con poca luz (por ejemplo, interior, noche).
Sony contribuirá a la realización de imágenes de calidad cada vez mayor, como fotografías de teléfonos inteligentes, con su tecnología de píxeles de transistores de 2 capas. Fuente: Sony
