摘要- 在这个工作中，OmniVision的第二代(Gen2), 1.0um CMOS图像传感器技术被呈现。关键特点关于这个Gen2技术是混合绑定(HB)叠层，背边深度沟隔离(BS-DTI),一种新的背边混合金属氧化物网格(CMG),并且改进门氧化质量。Gen2, 1.0um 像素产品获得20%更高全井容值，12.5%更高敏感度，10-lux更低SNR10，2x 更低RTS噪声和10%减少在芯片尺寸。结果被呈现在16和20MP阵列产品。   1、介绍 第一代，叠层芯片技术使用氧化物-氧化物绑定和通过硅孔物理绑定和电气连接芯片和逻辑晶元，分别。使用叠层技术，逻辑电路被放置在阵列底下，结果总体更小芯片尺寸比可能用标准的BSI-CIS；哪里电路坐落在同一个晶元上。叠层也允许为传感器单独处理来改进CIS性能那会有负面的影响在电路性能在BIS-只有过程，这像额外热量抬阶，新材料或门氧化物优化。增加好处叠层提供，第一代产品更远地改进图像质量用隐藏彩 {MOD}滤光阵列和钨BS-DTI，作为细节在Ref1. 当范例转变向手机计算照片，这基本上转移从分立摄像头系统到集成图像和数字光学，到补偿计算关于技术限制。因此，概念关于计算摄像头组成由集成光学，集成传感器，处理器，多功氧能系统，会提供一个全集成系统使用复杂图像调试替换由软件编程。 它变得明显的就是下一代摄像头系统会计算，并接近耦合到光学和处理。甚到今天多种不同的可用图像传感器技术使编程架构喜欢的解决方案。重配置命令单元RICA有被开发使用构加目标在高束数据流量应用。这个处理架构管合作为重可配置图像和视频内核。它提供配置关于一个FPGA，编程性关于DSP，并在相同时间速度关于硬线解决方案。使用可用性关于叠层图像传感器技术，它呈现一个机会去插入RICA到一个叠层式的图像应用。   Gen2 架构 第二代，叠层技术使用混合绑定，那里晶元到晶元绑定发生在同时氧化物和金属接口，并且晶元到晶元间连接是做在顶部金属绑定引脚(Fig.1)。这个架构提供更好的间连接间距和更灵活间连间放置比前面的Gen1方法。举个例子，绑定可以发生更紧密到阵列的边缘，或甚至在阵列里，像说明在Fig.1b. 作为一个结果，总体芯片尺寸显著减少使用HB技术。Gen2 1.0um, 16MP产品获得10%更小芯片尺寸比Gen1产品关于相同像素和阵列尺寸。 在Gen2技术中，BS-DTI和BCFA扩展到更远地改进CIS光学性能。图2比较了Gen1和Gen2 BSI叠层。BS-DTI更深，用一个更窄的宽度，允许为一个增加在硅宽度没有降解像素到像素交叉或电开花。增加硅厚度并且收窄BS-DTI宽度增加光收集量。在Gen2, 背边金属网格被放置用一个新的金属-氧化设计。更小网格宽度和光导管特性关于CMG辅助在光收集（Ref.2）. 门氧化和面钝化被改进在Gne2传感器技术为改进的源花噪声。   结果 图3a 对比量子效率和角度响应关于Gen1和Gen2技术在1.0um, 16MP Omnivision产品。绿和红顶峰QE增加10%使用Gen2光学叠层，由于CMG光导效果和大光搜集量。由于更深BS-DTI保持低光交叉干扰和好角度响应，Fig3b. 更高QE和低交叉改进SNR10通过10lux(表 1)。低光(5lux), 效果关于Gen2和Gen2技术是对比在图4. 图5显示显示噪声直方图关于Gen2和Gen1, 1.0um像素产品。Gen2 RTS噪声被改进2X在相同像素设计之上使用GEN1技术；列表在Table1.一个总结关于性能参数比较Gen2和Gen1技术被展示在表1. Gen2技术获得20%更高全井容量，12.5%更高敏感度，10lux更低的SNR10, 2X更低RTS噪声和10%减少在芯片尺寸。   5、结论 Omnivision的第二代，1.0um CMOS图像传感器技术特点是混合绑定处理和改进光叠层来获得最好等级性果当保持低成本(芯片尺寸)。这个技术被使用在1.0um,16MP和20MP的CIS产品设计和也被扩展到0.9um像素。   图1 原理图对比a Gen1叠层-氧化物到氧化物晶元绑定使用TSV晶元连接外边的阵列， b Gen2混合绑定（HB）叠层使用晶元连接在之内和之外的阵列。   图2 a Gen1 BSI 叠层 b Gen2 BSI叠层原理图；说明 Gen2 BSI叠层有更厚的硅， 更深的背部DTI， 更窄DTI宽度和混合金属-氧化物背部网格。   图3  a QE 和b 敏感度 vs 角度（线性化）比较Gen1 和 Gen2 1um, 16MP   表1 关键效果参数为1.0um, 16MP CIS使用GEN1和GEN2技术。     图4， Gen1与Gen2图像对比在5lux       图5， 噪声直方图对比在1um, 16MP Gen1和Gen2过程