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» 2019年03月19日 09時30分 公開

積層型CMOSイメージセンサー:裏面照射型でグローバルシャッター機能を搭載

ソニーは、独自の裏面照射型画素構造でグローバルシャッター機能を搭載した、積層型CMOSイメージセンサー技術「Pregius S(プレジウス エス)」の開発に成功した。

[馬本隆綱,EE Times Japan]

画素サイズを2.74μmに微細化

 ソニーは2019年3月、独自の裏面照射型画素構造でグローバルシャッター機能を搭載した、積層型CMOSイメージセンサー技術「Pregius S(プレジウス エス)」の開発に成功したと発表した。2019年夏以降にもサンプル出荷を始める予定である。

 グローバルシャッター機能を搭載したCMOSイメージセンサーは、画像のひずみなどがないため、製造や物流の検査機器などに用いられている。既に、表面照射型画素構造の製品が一般的に採用されているが、新たな用途拡大に向けて画素サイズの小型化などが今後の課題となっていた。

 そこでソニーは、裏面照射型でグローバルシャッター機能を実現する独自の画素構造を開発した。従来の表面照射型構造製品は画素サイズが3.45μmで有効画素数は1200万程度であった。これに対し新開発の画素構造は、従来の感度や飽和特性を維持しながら、画素サイズを2.74μmに微細化した。これにより、画素数は約1.7倍の2000万画素を実現することが可能となった。

チップの断面イメージ図。左が従来の表面照射型構造、右は今回開発した構造 出典:ソニー

 また、裏面照射型画素構造にすることで、配線レイアウトの自由度も高い。出力データレートは従来の約2.4倍と高速性を実現。測定や検査工程における時間の短縮が可能になるという。この他、従来に比べて量子効率(Peak QE)は20%増加、飽和信号量(単位面積当たり)は44%増加、ダイナミックレンジは12%増加、光入射角依存特性(入射角20度の光に対する感度)は約2倍の性能を実現した。

左は従来構造、右は新構造での撮像画像イメージ 出典:ソニー

 Pregius Sは、スマートROI(Region of Interest)やセルフトリガー、画像の圧縮や合成処理といった、さまざまな信号処理回路を組み込むことが可能である。これによって、センサーモジュールの小型化と同時に、後段処理の負荷を軽減することができるという。

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