什么是dToF技術?
近日,美國蘋果公司在新發布的iPad Pro設備中首次應用dToF技術,為3D成像技術帶來前所未有的生態機遇。
ToF技術可分為直接飛行時間(Direct-ToF,dToF)和間接飛行時間(Indirect-ToF,iToF)兩種。其中,dToF發送的是離散的激光脈沖,可達到超低的占空比,相比iToF更省電,成像速度更快,但是技術壁壘較高、對硬件的要求較高。由于dToF相比iToF在信息快速獲取、抗干擾、成像清晰度等方面具有優勢,伴隨算法技術、硬件設備q不斷成熟與完善,dToF有望成為深感影像技術的主流解決方案。
dToF和iToF的原理區別主要在于發射和反射光的區別。dToF的原理比較直接,即直接發射一個光脈沖,之后測量反射光脈沖和發射光脈沖之間的時間間隔,就可以得到光的飛行時間。而iToF的原理則要復雜一些。在iToF中,發射的并非一個光脈沖,而是調制過的光。接收到的反射調制光和發射的調制光之間存在一個相位差,通過檢測該相位差就能測量出飛行時間,從而估計出距離。
ToF技術的應用不僅有助于提升個人娛樂體驗,未來工作生活的方方面面均可能見到ToF的身影。近期看,ToF技術將快速滲透到個人移動終端中,ToF技術將進一步成為智能支付、智慧家庭等應用場景的優質技術解決方案。在工業、醫療、汽c等領域,由ToF技術帶來的三維動態體驗讓遠程操作變得更加便利,助推相關領域應用的智能化、自動化和實時化。
長光圓辰如何為dToF技術提=背照式解決方案?
dToF相比于iToF在性能上要好很多,但在生產工藝上也更復雜,長光圓辰所具有的全球先進的背照式CMOS圖像傳感器產線,可以為dToF技術提供背照式工藝的研發及加工生產服務。
長光圓辰利用現有圖像傳感器背照工藝,通過3D混合鍵合可以提高ToF器件的靈敏度、時間分辨率和動態范圍,并且解決了填充印子和像素功能之間嚴重權衡問題。與其他成像技術相比,SPAD具有三個關鍵的綜合優勢:單光子靈敏度、皮秒時間分辨率和集成在標準CMOS技術中的設備。在納秒和皮秒級的時間分辨率下,可以通過測量光脈沖的飛行時間(ToF)來形成詳細的三維(3D)圖像。單光子的高幀速率成像可以在超分辨率顯微鏡中產生新的功能。此外,量子效應(如光子糾纏)的成像也可以實現。
背照式dToF主要工藝流程如下:
1. Hybrid Bonding
Cu-Cu混合鍵合實現高密度的像素連接,該工藝由于探測器部分和電路部分各自獨立能夠實現像素單元尺寸減小。長光圓辰可以根據客戶設計要求定制Cu-Cu混合鍵合工藝研發和制造。
如圖上層晶圓是SPAD(包括計數和時序),下層晶圓是讀出電路l
Cu-Cu互聯界面
2. Silicon Thinning
通過機械研磨、化學腐蝕和CMP三步工藝的優化,對晶圓進行精準減薄,能夠有效去除硅片內部損傷層,減小晶圓應力。
3. DTI
隨著像素尺寸的縮小,會導致FWC和抑制串擾等問題發生,FWC可以增加硅厚度解決,使用DTI結構可以解決串擾問題,DTI建立隔離墻將增加光線利用率來降低干擾,如圖所示:
4. ARC層沉積
使用增強型等離子氣相沉積設備,可以獲得單一沉積物或沉積混合鍍層,并能準確控制膜層的密度和純度。
5. Pad Open
長光圓辰可以為客戶繪制和定制光刻版,保證光刻對準精度,Pad區域無雜質殘留。
長光圓辰將為我們的客戶提供全面的背照式技術支持,幫助客戶充分利用我們的技術能力,最好地滿足他們的需求。
關于長光圓辰
長春長光圓辰微電子技術有限公司 (以下簡稱長光圓辰)成立于 2016 年12月29日,注冊資金3.6億元。長光圓辰是一家獨立的、專注于背照式CMOS圖像傳感器晶圓加工的半導體制造企業,致力于為200mm和300mm晶圓制造提供BSI SOI及特殊的芯片級加工服務,以及Color Filter & Microlens的研發及生產服務。同時,我們可以根據客戶項目需求提供定制化服務,如:BSI-CIS、Stack BSI、SOI、MEMS、光纖波導、3D ToF、光學薄膜 (ARC)等。
公司以中高端領域應用的背照式CMOS圖像傳感器芯片的研發與制造為主要目標,提供滿足客戶中高端CMOS圖像傳感器制造需求的解決方案,未來將建成集設計、制造、封測于一體的整合型半導體企業,為全球客商提供極具競爭力的高品質產品和優質服務。
長春長光圓辰微電子技術有限公司廠房竣工暨設備搬入儀式圓滿落成
TowerJazz和長春長光圓辰微電子技術有限公司在中國長春宣布建立背照工藝制造(BSI技術)的合作伙伴關系