Amplía el rango dinámico y reduce el ruido
doblando*² aproximadamente el nivel de saturación de la señal*3

*1:  Datos de Sony (a fecha del anuncio, 16 de diciembre de 2021).
*2:  Basado en la comparación, sobre una base equivalente de un μm cuadrado, entre los sensores de imagen actuales y la nueva tecnología aplicada al sensor de imagen CMOS retroiluminado de Sony; a fecha del anuncio, 16 de diciembre de 2021.

*3:  Capacidad máxima de almacenamiento de electrones de un solo píxel.

Sony Semiconductor Solutions Corporation (“Sony”) ha logrado desarrollar la primera tecnología de sensor de imagen CMOS apilado del mundo*¹ con doble capa de transistores de píxeles. Mientras que los fotodiodos y los transistores de píxeles de los sensores de imagen CMOS convencionales se encuentran en el mismo sustrato, la nueva tecnología de Sony separa los fotodiodos y los transistores de píxeles en diferentes capas de sustrato. Esta nueva arquitectura duplica*² aproximadamente el nivel de la señal de saturación*³ en relación con los sensores de imagen convencionales, amplía el rango dinámico y reduce el ruido, mejorando sustancialmente las propiedades de la imagen. La estructura de píxeles de esta nueva tecnología permitirá que los píxeles mantengan o mejoren sus propiedades actuales no solo en los tamaños de píxel actuales, sino también en otros más pequeños.

Sony ha anunciado este avance en el IEEE International Electron Devices Meeting que comenzó el pasado sábado 11 de diciembre de 2021.

■ Arquitecturas de sensor de imagen CMOS apilado

Un sensor de imagen CMOS apilado adopta una estructura apilada que consiste en un chip de píxeles formado por píxeles retroiluminados, apilados sobre un chip lógico donde se forman los circuitos de procesamiento de la señal. Dentro del chip de píxeles, los fotodiodos para convertir la luz en señales eléctricas y los transistores de píxeles para controlar las señales se sitúan unos junto a otros en la misma capa. Conseguir un incremento en el nivel de la señal de saturación maximizando la capacidad del fotodiodo dentro de las limitaciones del factor de forma, juega un papel muy importante en la obtención de una imagen de alta calidad con un amplio rango dinámico.

La nueva arquitectura de Sony es un avance en la tecnología de sensores de imagen CMOS apilados. Utilizando su tecnología patentada de apilamiento, Sony ha conseguido empaquetar los fotodiodos y los transistores de píxeles en sustratos diferentes, apilados uno encima del otro.

En los sensores de imagen CMOS apilados convencionales, por el contrario, los fotodiodos y los transistores de píxeles se colocan uno al lado del otro en el mismo sustrato. La nueva tecnología de apilamiento aumenta la capacidad de los fotodiodos y permite la adopción de arquitecturas que permiten optimizar las capas de fotodiodos y transistores de píxeles, duplicando así aproximadamente el nivel de la señal de saturación en relación con los sensores de imagen convencionales y, a su vez, ampliando el rango dinámico.

Además, ya que los transistores de píxeles que no son puertas de transferencia (TRG), como los transistores reset (RST), los select (SEL) y los amp (AMP), ocupan una capa libre de fotodiodos, los transistores amp pueden aumentar su tamaño. Al poder aumentar el tamaño del transistor amp, Sony ha logrado reducir sustancialmente el ruido asociado con las imágenes nocturnas y de otros lugares oscuros.

El mayor rango dinámico y reducción de ruido que ofrece esta nueva tecnología evitarán la subexposición y la sobreexposición en entornos que tengan una combinación de luces brillantes y tenues (por ejemplo en situaciones a contraluz) y permitirán imágenes de mayor calidad y menor ruido incluso con poca luz (por ejemplo en fotos nocturnas o en interiores).

Sony contribuirá a conseguir imágenes de mayor calidad cada vez en dispositivos como los smartphone, gracias a su tecnología de doble capa de transistores de píxeles.

Sobre Sony Corporation     

Sony Corporation es responsable del negocio de entretenimiento, tecnología y servicios (ET&S) del Grupo Sony. Con la visión de “seguir ofreciendo Kando y Anshin (ambas, palabras japonesas, Kando significa emoción y Anshin tiene varios significados, como tranquilidad, seguridad, confiabilidad y confianza) a las personas de todo el mundo a través de la búsqueda de la tecnología y los nuevos retos”, Sony creará productos y servicios en áreas como el sonido, la imagen y las comunicaciones móviles. Para más información visite: http://www.sony.net/