技術(shù)先進的CMOS圖像傳感器供應(yīng)商思特威(SmartSens)與合肥晶合集成電路股份有限公司(以下簡稱“晶合集成”)合作推出了國產(chǎn)自研高端BSI工藝平臺，作為國內(nèi)自主技術(shù)能夠突破關(guān)鍵工藝難點的高度客制化BSI工藝平臺，將以性能比肩國際一流水準的全國產(chǎn)化高端工藝平臺賦能智能安防、機器視覺、車載電子以及智能手機等四大應(yīng)用領(lǐng)域，并進一步推動本土高端CIS技術(shù)的升級發(fā)展。
近年來，隨著智能安防、機器視覺以及車載電子等應(yīng)用端對圖像傳感器的要求逐步提升，為了保證優(yōu)異的暗光成像性能，CMOS圖像傳感器的設(shè)計生產(chǎn)工藝也從FSI工藝(前照式工藝)朝著BSI工藝(背照式工藝)遞進，用以提升CMOS圖像傳感器的暗光成像品質(zhì)。
突破技術(shù)壁壘打造國產(chǎn)高端BSI工藝平臺
在CMOS圖像傳感器小像素尺寸與高分辨率的市場趨勢下，BSI(Back SideIllumination)即背照式入射受到市場的重視和需求。相較于前照式入射方案，BSI將光線入射方向改至光電二極管的背面，可大幅提升CMOS圖像傳感器的量子效率，降低電路光學(xué)串擾，同時解決了像素尺寸微小化和擴大光學(xué)視角響應(yīng)方面的重要難題，進而實現(xiàn)極佳的暗光成像品質(zhì)。
縱觀當下主流市場，傳統(tǒng)前照式CIS只要保證受光面平整即可，對背面的均一性并無特殊要求。而背照式則必須嚴格保證正反兩面的平整性，這對微薄的背照式CIS帶來了非常大的技術(shù)難度，同時BSI工藝平臺屬于高度客制化工藝技術(shù)，在晶圓鍵合、減薄以及硅表面鈍化等關(guān)鍵技術(shù)工藝方面存在技術(shù)壁壘，需要極強的自主技術(shù)實力，因此產(chǎn)能仍大多依賴于國外BSI工藝平臺。
早在2020年，思特威就已與晶合集成攜手成功推出了DSI工藝平臺并實現(xiàn)量產(chǎn)，以優(yōu)異的性能取得市場的一致好評。為了繼續(xù)提升產(chǎn)品性能，2021年思特威開始進行本土BSI背照式先進工藝平臺的研發(fā)，在多項關(guān)鍵技術(shù)工藝上取得突破性成果，創(chuàng)新推出了國產(chǎn)高端BSI工藝平臺，可實現(xiàn)媲美國際一流水準的優(yōu)異暗光成像性能。
三大先進工藝技術(shù)鑄就優(yōu)異成像性能
此次思特威攜手晶合集成推出的國產(chǎn)自研高端BSI平臺通過晶圓鍵合技術(shù)、晶圓減薄技術(shù)以及硅表面鈍化技術(shù)等三大關(guān)鍵工藝，可為當下智視應(yīng)用提供一流的暗光成像性能。
該BSI高端工藝平臺搭載晶圓鍵合技術(shù)，采用直接鍵合方式降低鍵合過程中晶圓畸變的產(chǎn)生，大幅提升其鍵合力，實現(xiàn)高像素性能;同時，為實現(xiàn)更好的BSI光電二極管結(jié)構(gòu)，藉由思特威開發(fā)優(yōu)化的晶圓減薄技術(shù)，可在晶圓研磨減薄中最大程度減少硅的損耗，保障超高精度并將硅襯底厚度成功減薄，而且對于850nm與940nm的近紅外增強也做了工藝優(yōu)化，保障了晶圓強度并實現(xiàn)出色的感光性能;此外，該平臺還采用了業(yè)內(nèi)前沿工藝材料打造硅表面鈍化技術(shù)，避免了晶片拋光后對光電二極管的損壞，進一步減少白點與暗電流的產(chǎn)生，提升CIS的暗光成像表現(xiàn)。
以高端BSI工藝平臺賦能四大應(yīng)用領(lǐng)域
此次推出的高端BSI工藝平臺產(chǎn)品在感光度、噪聲控制、色彩表現(xiàn)以及高溫性能等方面都實現(xiàn)了進一步的提升，相較傳統(tǒng)前照式工藝，其QE(量子效率)與感光度分別大幅提升了40%與55%，且暗電流降低了40%，在低光照環(huán)境中擁有更優(yōu)異的感光性能。同時此次發(fā)布的高端BSI平臺的滿阱電子增加了40%，進而其動態(tài)范圍與最大信噪比有效提升了3.5dB與2dB，得以呈現(xiàn)細膩的明暗細節(jié)與影像質(zhì)感。此外，為呈現(xiàn)更佳的色彩表現(xiàn)，該BSI工藝的Chroma相較前照式增加了30%。思特威新高端BSI工藝平臺將以全方位的性能提升力求賦能智能安防、車載電子、機器視覺以及智能手機等四大應(yīng)用領(lǐng)域。
在安防應(yīng)用中，傳統(tǒng)攝像頭在夜間拍攝中場景依舊是漆黑一片，且只能展現(xiàn)物體輪廓，而憑借高端BSI工藝的加持，攝像頭不僅能實現(xiàn)優(yōu)異的夜視全彩影像，還能捕捉諸如畫面中的人物臉部細節(jié)，甚至在近紅外補光等超低照場景中也能實現(xiàn)清晰影像;而面向夜間行車環(huán)境，BSI產(chǎn)品在保障汽車拍攝清晰影像畫面的基礎(chǔ)上，還可進一步捕捉清晰的車牌等細節(jié)信息進行有效識別，從而提升行車安全性。
思特威技術(shù)副總裁新居英明先生表示：“此次推出的國產(chǎn)自研高端BSI工藝平臺是思特威在CIS工藝層面的又一創(chuàng)新突破成果，目前該平臺已成功進入量產(chǎn)階段，可實現(xiàn)極佳的暗光成像性能。作為中國本土為數(shù)不多擁有自主技術(shù)創(chuàng)新能力的CMOS圖像傳感器芯片企業(yè)，思特威始終持續(xù)在圖像傳感器工藝層面進行創(chuàng)新研發(fā)，并以此來提升我們自身產(chǎn)品的成像性能，全新國產(chǎn)化高端BSI工藝平臺將以國際一流成像水平賦能諸如智能安防、機器視覺以及車載電子等更多智視終端，推動本土高端CIS技術(shù)的國產(chǎn)化替代。(譯文)”
晶合集成業(yè)務(wù)副總經(jīng)理周義亮先生表示：“晶合集成與思特威都是將創(chuàng)新作為研發(fā)源動力的國內(nèi)高科技企業(yè)，此次我們很高興能與思特威合作推出國產(chǎn)自研高端BSI工藝平臺，并在晶圓鍵合、減薄工序以及特定工藝應(yīng)用等方面實現(xiàn)新的突破。相信未來雙方的創(chuàng)新基因?qū)⒉粩嗟貏?chuàng)造更高價值曲線，并進一步助推中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在高端CIS技術(shù)領(lǐng)域的國產(chǎn)化替代?！?/FONT>
目前，思特威國產(chǎn)自研高端BSI工藝平臺已完成首顆項目流片，預(yù)計將在2022年Q2進入量產(chǎn)階段。
（轉(zhuǎn)載）
