图像传感器技术索尼的突破性Senswir传感器 -IMX990 / IMX991.
索尼宣布了这一点IMX990和IMX991.2020年的SenSWIR成像仪，分辨率分别为1.34 MP和0.34 MP。通过远离像素级碰撞键并利用Cu-Cu直接键合互连(DBI)中更大的小型化，索尼能够将InGaAs/ROIC SWIR成像仪的像素大小降低到5.0µm。这使得IMX990/IMX991成为市场上最小的基于ingaas的SWIR图像传感器。
索尼半导体解决方案模具晶圆杂交高级包装工艺
此外，索尼还开发了一种高度可扩展的模对晶片杂交工艺，利用晶片级混合键合来帮助制造新的SWIR成象器。在模对晶圆杂交技术中，一个处理晶圆支持一个预制SWIR InGaAs晶圆阵列，这样混合键合就可以像传统CMOS图像传感器CIS-to-ISP晶圆级键合一样进行。
This approach presents two advantages, the Cu-Cu DBI can help reduce the overall height of the Die while Die-to-Wafer hybridization can help reduce the per-Die cost, thereby facilitating greater utilization of Sony’s SWIR technology for a wide range of applications. Recently, TechInsights revealed the first detailed cross-sectional image of the 1.34MP.
TechInsights Image Sensor分析显示IMX990 / IMX991改进的VIS-IR响应的原因，并且在诸如以下的应用中具有竞争力：
- 工业相机
- 检查设备
- 材料选择
- 半导体检查
索尼imx990死了照片
IMX990光学芯片照片如图1所示。该图显示了模具宽度和高度分别为约12mm和10mm，使模具面积约为120毫米2．InGaAs SWIR模具的中心是蓝色/橙色区域。它由覆盖深色像素的光盾(蓝色)和活动的可成像区域(橙色)组成。SWIR成像区域的像素结构均匀，无明显特征。SWIR总面积约为7.4 mm宽，6.0 mm高(约为44.4 mm)2）。可成像的红外敏感照片检测区域（PDA）宽约6.7毫米，高度为5.3毫米（或35.5毫米）2）。有源PDA区域的对角线约为8.3mm，并且在IMX990的索尼报告的值为8.2mm的值（在测量误差内）。
光学芯片照片还示出了SWIR区域周围的CMOS读出集成电路（ROIC）的外围电路。ROIC电路是可见的，因为InGaAs模具的杂交过程留下了光学透明的电介质“填充物”。
图2（a）和2（b）进一步突出显示该光学和红外图像被示出为SWIR区域的左下角示出。在两个图像中，在遮光区域外部可见ROIC电路。然而，对应于IR吸收区域的图2（b）中的IR图像的不透明部分，确认PDA区域仅在整个模具的中心局部化。最后，沿着遮光罩（蓝色区域）的外边缘的平方线代表了SWIR模具和ROIC芯片的顶部之间的互连。
图1：SONY IMX990光学芯片照片
图2（a）：SONY IMX990光学图像
图2（b）：IR图像（〜1.7μm带通滤波器）
索尼IMX990结构
图3显示了IMX990扫描电镜横截面的并排视图(图3 (a))，以及从索尼的IEDM 2019出版物中获得的相应示意图横截面(图3 (b))。两个图像中都突出显示了SWIR和ROIC部分。SEM图像是在SWIR模具的屏蔽区和有源区之间的过渡。它确认了在SWIR PDA和ROIC之间使用像素级Cu-Cu DBI，如原理图所示。我们还可以看到图中定义的像素间距，在SEM图像上测量5.0µm。SEM图像还突出了顶部的轻屏蔽金属、总厚度约为3.4µm的InP/InGaAs/InP吸收层以及与SWIR层接触的底部金属。顶部n型InP层在光电二极管上部形成势垒，作为可见光/红外传输的“窗口层”。厚度估计为0.1µm左右(尚未验证)。索尼公司认为，这是确保在可见光范围内获得更高量子效率(QE)的关键，并使IMX990/991对波长从0.4µm到1.7µm的光敏性。
图3 (a): Sony IMX990 SEM横截面
图3 (b): Sony IMX990原理图
据报道，主吸收层是N型InGaAs层，其形成光电二极管的主体，其中发生光子 - 电荷转换。使用施加的电场，它充当底部充电收集的“漂移”区域。预期吸收层（虽然未验证）的组成是由（0.53）Ga（0.47）组成的。作为，也称为“标准”Ingaas，因为它具有5.87的格子常数，与INP的完美匹配。通过标准IngaAs吸收器，能隙约为0.73eV，对应于约1.7μm切断波长。底部INP层厚度为0.582μm，掺杂P +，其中底部金属触点。因此，底部金属将相对于顶侧偏压。最后，底部接触金属通过填充透过的金属填充到苏尔邦克铜DBI。
竞争对手在这个领域做什么?
新的成像技术（NIT）于2月2021日宣布，他们的NH SWIR技术包括非碰撞过程，用于将InGaAs连接到ROIC。这当然是为了促进一个较小的像素间距SWIR成像仪。据报道，NIT的成像仪在0.9μm至1.7的SWIR范围内仅敏感。目前，NIT提供了1.3MP InGaAS SWIR成像仪，具有10μm像素间距（SENT 1280）以及2048像素线扫描，具有7.5μm像素 - 间距（LISA SWIR）。据报道，NIT考虑到未来5.0μm以下的小像素间距传感器。NIT成像仪在TechInsights的图像传感器上路线图，所以请留意即将到来的分析。
Ziad Shukri.主题预期
Ziad Shukri拥有超过25年的半导体和薄膜研发和制造经验。1996年，他加入了Analogic公司，为平板x射线成象机的非晶硒直接转换器开发和扩大半导体制造技术，并导致了该技术的成功商业化。2007年，他加入Redlen Technologies，从事单晶CdZnTe探测器的开发和制造工作。此后，Ziad于2010年加入Teledyne Digital Imaging，在那里他与Teledyne Digital Imaging合作，致力于定制CCD工艺开发和CCD/CMOS集成到代工制造中。在Teledyne工作期间，Ziad还为汽车行业的主要客户领导了几个压力传感器和加速度计的MEMS项目。他于2020年1月加入TechInsights，担任高级技术分析师。
ZIAD在蒙特利尔麦吉尔大学的Photovoltaics工程学位和庞大的半导体化合物的博士学位拥有硕士学位。他是多项技术出版物和两项专利的共同作者。
