思特威成功開發(fā)國產(chǎn)自研高端BSI工藝平臺(tái)，以優(yōu)異暗光成像性能賦能智視應(yīng)用

2022年4月28日，中國上?！?技術(shù)先進(jìn)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(tái)，作為國內(nèi)自主技術(shù)能夠突破關(guān)鍵工藝難點(diǎn)的高度客制化BSI工藝平臺(tái)，將以性能比肩國際一流水準(zhǔn)的全國產(chǎn)化高端工藝平臺(tái)賦能智能安防、機(jī)器視覺、車載電子以及智能手機(jī)等四大應(yīng)用領(lǐng)域，并進(jìn)一步推動(dòng)本土高端CIS技術(shù)的升級(jí)發(fā)展。

近年來，隨著智能安防、機(jī)器視覺以及車載電子等應(yīng)用端對(duì)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(jì)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(jìn)，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(tái)

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?dāng)_，同時(shí)解決了像素尺寸微小化和擴(kuò)大光學(xué)視角響應(yīng)方面的重要難題，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)極佳的暗光成像品質(zhì)。

縱觀當(dāng)下主流市場，傳統(tǒng)前照式CIS只要保證受光面平整即可，對(duì)背面的均一性并無特殊要求。而背照式則必須嚴(yán)格保證正反兩面的平整性，這對(duì)微薄的背照式CIS帶來了非常大的技術(shù)難度，同時(shí)BSI工藝平臺(tái)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(qiáng)的自主技術(shù)實(shí)力，因此產(chǎn)能仍大多依賴于國外BSI工藝平臺(tái)。

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(tái)并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，以優(yōu)異的性能取得市場的一致好評(píng)。為了繼續(xù)提升產(chǎn)品性能，2021年思特威開始進(jìn)行本土BSI背照式先進(jìn)工藝平臺(tái)的研發(fā)，在多項(xiàng)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(tái)，可實(shí)現(xiàn)媲美國際一流水準(zhǔn)的優(yōu)異暗光成像性能。

三大先進(jìn)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(tái)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(dāng)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(tái)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(shí)現(xiàn)高像素性能；同時(shí)，為實(shí)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(duì)于850nm與940nm的近紅外增強(qiáng)也做了工藝優(yōu)化，保障了晶圓強(qiáng)度并實(shí)現(xiàn)出色的感光性能；此外，該平臺(tái)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(duì)光電二極管的損壞，進(jìn)一步減少白點(diǎn)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(tái)賦能四大應(yīng)用領(lǐng)域

此次推出的高端BSI工藝平臺(tái)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(shí)現(xiàn)了進(jìn)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(shí)此次發(fā)布的高端BSI平臺(tái)的滿阱電子增加了40%，進(jìn)而其動(dòng)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(xì)膩的明暗細(xì)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(tái)將以全方位的性能提升力求賦能智能安防、車載電子、機(jī)器視覺以及智能手機(jī)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(shí)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(xì)節(jié)，甚至在近紅外補(bǔ)光等超低照場景中也能實(shí)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(jìn)一步捕捉清晰的車牌等細(xì)節(jié)信息進(jìn)行有效識(shí)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(tái)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(tái)已成功進(jìn)入量產(chǎn)階段，可實(shí)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(jìn)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(tái)將以國際一流成像水平賦能諸如智能安防、機(jī)器視覺以及車載電子等更多智視終端，推動(dòng)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(dòng)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(tái)，并在晶圓鍵合、減薄工序以及特定工藝應(yīng)用等方面實(shí)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(jià)值曲線，并進(jìn)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?！?br />
目前，思特威國產(chǎn)自研高端BSI工藝平臺(tái)已完成首顆項(xiàng)目流片，預(yù)計(jì)將在2022年Q2進(jìn)入量產(chǎn)階段。