德國研制出高速CMOS圖像傳感器
CMOS影像傳感器早已成了數(shù)碼攝影的主要解決方案。它們比現(xiàn)存的其他品種傳感器更加經(jīng)濟,在能量消耗和處理方面也很出色。因此,手機和數(shù)碼相機制造商幾乎無一例外地將CMOS芯片應用在自家的產(chǎn)品之中。這不僅降低了數(shù)碼產(chǎn)品對電池的需求,也使生產(chǎn)出更多越來越小的相機成為可能。
然而這些光學半導體芯片已經(jīng)達到了自己的極限,當消費類電子產(chǎn)品體積越來越小時,像素的大小也隨之遞減至1微米左右。但特定的應用需要超過10微米的更大像素,尤其是在X射線攝影或天文學研究等光線十分有限的領域,而較大的像素可以補償光線的缺失。針狀光電二極管(PPD)可被用于將光信號轉(zhuǎn)化為電脈沖,這種光電組件對于圖像處理十分關(guān)鍵,也可以作為CMOS芯片的組成部分?!叭欢斚袼爻^一定的尺寸,PPD就會產(chǎn)生速度問題。低亮度的應用需要更高的圖像率,但使用PPD的讀出速度明顯偏低?!备诙骰舴蜓芯克㈦娮与娐泛虸MS系統(tǒng)部門的負責人維爾納·布洛克赫德解釋說。
研究人員現(xiàn)在提出了有關(guān)這一問題的解決方案,他們研發(fā)出了名為“橫向漂移場光電探測器”(LDPD)的新型光電組件。在這個組件中,高速移動的入射光能在讀出點產(chǎn)生電荷載子,借助PPD則可將電子擴散至出口。這一過程相對緩慢,但它卻足以滿足多種應用。
為了生產(chǎn)出新的組件,研究人員基于0.35微米的標準改進了當前使用的CMOS芯片的制造過程。布洛克赫德表示,附加的LDPD組件不會損害其他組件的特性,利用模擬計算,專家會對其進行管理以滿足這些需求。目前,新型高速CMOS圖像傳感器的原型已經(jīng)成形,有望于明年得到批準開始大批生產(chǎn)。
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