2層トランジスタ画素積層型CMOSイメージセンサーで、夜空、肌のノイズ感を低減し撮影（出所：ソニーセミコンダクタソリューションズ）
Sony’s new product: 性能2倍のイメージセンサー発表
capteur d’image avec deux fois plus de performances
eines Bildsensors mit doppelter Leistung
an image sensor with twice the performance
發布性能翻倍的圖像傳感器
ーノイズを低減、暗所での撮影性能が抜群ー
日経クロステック（xTECH）が解説記事をレポートしました。
ソニーセミコンダクタソリューションズ：
ソニーは、イメージセンサーでシェア首位をひた走り、さまざまな「業界初」技術を量産。
ソニーが、再び新たな技術を世に送り出します。
2021年12月15日、半導体分野の国際学会67th International Electron Devices Meeting（IEDM 2021）で、新構造のイメージセンサーを発表した。
2層トランジスタ画素積層型と従来型の比較（出所：ソニーセミコンダクタソリューションズ）
新構造のイメージセンサー：
新構造採用により、撮影性能を2倍に向上させ、ダイナミックレンジの拡大を図った。
ノイズも低減可能で、暗所での撮影性能を高めた。
今回、新構造では：
「光電変換を担うフォトダイオード部」と、「アンプやリセットトランジスタで構成する画素トランジスタ部」を、別々の基板で形成して積層している。
従来、PD部と画素トランジスタ部は、同一ウエハー上に形成していた。
PD部と画素トランジスタ部：
「PD部と画素トランジスタ部」を別ウエハーにすることで、構造を最適化した。
その結果、PD部であれば、1つの画素で蓄積できる電子の最大値である「飽和信号量」を高めた。
2層トランジスタ画素積層型と従来型の比較（出所：ソニーセミコンダクタソリューションズ）
「飽和信号量」を拡大：
この結果、ダイナミックレンジを拡大できる。
新構造の導入で、従来の裏面照射型イメージセンサーに比べると、「1μm角換算で2倍の飽和信号量」を確保できる。
（出所：ソニーセミコンダクタソリューションズ）
暗所撮影時ノイズを大幅低減：
画素トランジスタ部では、PD部が同一の層になくなった分、アンプトランジスタのサイズ拡大が可能になった。
これにより、暗所撮影時に発生しやすいノイズを大幅に低減できた。
日経クロステック（xTECH）
https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/00001/06363/
2層トランジスタ画素 | 技術 | ソニーセミコンダクタソリューションズグループ
https://www.sony-semicon.com/ja/technology/mobile/2-layer-pixel.html
Le capteur d’image CMOS de type pile de pixels à transistor à 2 couches réduit le bruit du ciel nocturne et de la peau lors de la prise de vue
(Source : Sony Semiconductor Solutions)
Le nouveau produit de Sony : Annonce d’un capteur d’image avec deux fois plus de performances !
-Réduction du bruit, excellentes performances de prise de vue dans les endroits sombres-
Nikkei Cross Tech (xTECH) a rapporté un article de commentaire.
Solutions de semi-conducteurs Sony :
Nous avons dominé la part de marché des capteurs d’image et avons produit en série diverses technologies “premières dans l’industrie”.
Sony apporte une fois de plus de nouvelles technologies au monde.
Le 15 décembre 2021, un capteur d’image doté d’une nouvelle structure a été annoncé lors du 67e International Electron Devices Meeting (IEDM 2021), une conférence internationale dans le domaine des semi-conducteurs.
Comparaison entre le type d’empilement de pixels à transistor à 2 couches et le type conventionnel (source : Sony Semiconductor Solutions)
Nouveau capteur d’image de structure :
En adoptant une nouvelle structure, les performances de prise de vue ont été doublées et la plage dynamique a été élargie.
Le bruit peut également être réduit, ce qui améliore les performances de prise de vue dans les endroits sombres.
Cette fois, dans la nouvelle structure :
La “section de photodiode responsable de la conversion photoélectrique” et la “section de transistor de pixel composée d’amplificateurs et de transistors de réinitialisation” sont formées et empilées sur des substrats séparés.
Classiquement, la section PD et la section de transistor de pixel étaient formées sur la même plaquette.
Section PD et section transistor pixel :
La structure a été optimisée en faisant de la “partie PD et de la partie transistor pixel” des tranches différentes.
En conséquence, s’il s’agit d’une partie PD, la “quantité de signal de saturation”, qui est la valeur maximale des électrons pouvant être accumulés dans un pixel, a été augmentée.
Comparaison entre le type d’empilement de pixels à transistor à 2 couches et le type conventionnel (source : Sony Semiconductor Solutions)
Développez “quantité de signal de saturation”:
En conséquence, la plage dynamique peut être étendue.
Avec l’introduction de la nouvelle structure, par rapport aux capteurs d’image rétro-éclairés conventionnels, il est possible d’obtenir “deux fois la quantité de signal de saturation en termes de 1 μm carré”.
(Source : Sony Semiconductor Solutions)
Bruit considérablement réduit lors de la prise de vue dans des endroits sombres :
Dans la section de transistor pixel, la taille du transistor amplificateur peut être augmentée car la section PD n’est plus sur la même couche.
Cela réduit considérablement le bruit qui a tendance à se produire lors de la prise de vue dans des endroits sombres.
Nikkei CrossTech (xTECH)
https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/00001/06363/
Pixel de transistor à double couche | Technologie | Sony Semiconductor Solutions Group
https://www.sony-semicon.com/en/technology/mobile/2-layer-pixel.html
Der 2-schichtige CMOS-Bildsensor mit Transistor-Pixelstapel reduziert das Rauschen des Nachthimmels und der Haut beim Fotografieren
(Quelle: Sony Semiconductor Solutions)
Sonys neues Produkt: Ankündigung eines Bildsensors mit doppelter Leistung!
-Rauschunterdrückung, hervorragende Aufnahmeleistung an dunklen Orten-
Nikkei Cross Tech (xTECH) berichtete über einen Kommentarartikel.
Sony Semiconductor Solutions:
Wir haben den Marktanteil bei Bildsensoren angeführt und verschiedene „Industrie-First“-Technologien in Massenproduktion hergestellt.
Sony bringt wieder einmal neue Technologie auf die Welt.
Am 15. Dezember 2021 wurde auf dem 67. International Electron Devices Meeting (IEDM 2021), einer internationalen Konferenz im Bereich Halbleiter, ein Bildsensor mit neuer Struktur angekündigt.
Vergleich zwischen dem 2-Schicht-Transistor-Pixelstapeltyp und dem herkömmlichen Typ (Quelle: Sony Semiconductor Solutions)
Neuer Strukturbildsensor:
Durch die Einführung einer neuen Struktur wurde die Aufnahmeleistung verdoppelt und der Dynamikbereich erweitert.
Auch das Rauschen kann reduziert werden, wodurch die Aufnahmeleistung an dunklen Orten verbessert wird.
Diesmal in der neuen Struktur:
Der „Fotodiodenabschnitt, der für die fotoelektrische Umwandlung verantwortlich ist“ und der „Pixeltransistorabschnitt, der aus Verstärkern und Reset-Transistoren besteht“ werden auf separaten Substraten gebildet und gestapelt.
Herkömmlicherweise wurden der PD-Abschnitt und der Pixeltransistorabschnitt auf demselben Wafer gebildet.
PD-Abschnitt und Pixeltransistor-Abschnitt:
Die Struktur wurde optimiert, indem der „PD-Teil und der Pixeltransistor-Teil“ unterschiedliche Wafer hergestellt wurden.
Wenn es sich um ein PD-Teil handelt, wurde daher die „Sättigungssignalmenge“, also der maximale Wert der Elektronen, die in einem Pixel akkumuliert werden können, erhöht.
Vergleich zwischen dem 2-Schicht-Transistor-Pixelstapeltyp und dem herkömmlichen Typ (Quelle: Sony Semiconductor Solutions)
Erweitern Sie „Sättigungssignalmenge“:
Dadurch kann der Dynamikbereich erweitert werden.
Mit der Einführung der neuen Struktur ist es im Vergleich zu herkömmlichen rückwärtig beleuchteten Bildsensoren möglich, „das Doppelte des Sättigungssignalbetrags bezogen auf 1 μm im Quadrat“ sicherzustellen.
(Quelle: Sony Semiconductor Solutions)
Deutlich reduziertes Rauschen bei Aufnahmen an dunklen Orten:
Im Pixeltransistorabschnitt kann die Größe des Verstärkertransistors erhöht werden, da sich der PD-Abschnitt nicht mehr auf derselben Schicht befindet.
Dadurch wird das Rauschen, das bei Aufnahmen an dunklen Orten häufig auftritt, erheblich reduziert.
Nikkei Cross Tech (xTECH)
https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/00001/06363/
Doppelschichttransistorpixel | Technologie | Sony Semiconductor Solutions Group
https://www.sony-semicon.com/en/technology/mobile/2-layer-pixel.html