Imec提出了一种新的方式来呈现亚微米像素大小的颜色
发布时间：2023-12-14 11:00:13 阅读数： 205
开发者称这种方法“彻底改变”了摄像头的性能。
垂直波导阵列的三维可视化(L)和TEM截面(R)。本周，在加州旧金山举行的国际电子器件会议(IEEE IEDM 2023)上，总部位于比利时的纳米电子和数字技术研究与创新中心imec展示了一种新方法，“在300毫米晶圆上使用标准的后端处理技术，以亚微米分辨率真实地分裂颜色”。Imec表示，该技术将提升高端相机的性能，提供更高的信噪比，增强的色彩质量和前所未有的空间分辨率。
设计下一代CMOS成像仪需要在收集所有入射光子、实现低至光子尺寸或衍射极限的分辨率和准确记录光色之间取得平衡。在像素上带有彩色滤光片的传统图像传感器在结合这三个要求方面仍然受到限制。虽然更高的像素密度会增加整体图像分辨率，但更小的像素捕获的光线更少，并且容易因插值相邻像素的颜色值而产生伪影。
尽管基于衍射的分色器在增加色彩灵敏度和捕捉光线方面取得了飞跃，但它们仍然无法提高图像分辨率。
工作原理(左)和新波导阵列(右)。点击查看详细信息。“全新的”方法
imec现在提出了一种全新的方法，使用标准的后端处理，在亚微米像素尺寸(即超越基本的阿贝衍射极限)上分裂颜色。据称，这种方法通过收集几乎所有的光子，利用非常小的像素来提高分辨率，并忠实地呈现颜色，从而为下一代成像仪“勾选了所有的框”。为了实现这一目标，imec的研究人员在SiO2矩阵中构建了一个垂直Si3N4多模波导阵列。波导有一个锥形的，衍射限制大小的输入(例如，800 x 800 nm2)来收集所有入射光。在每个波导中，入射光子同时激发对称和非对称模式，它们通过波导的传播方式不同，导致给定频率下两种模式之间的独特“跳动”模式。imec的科学主任Jan Genoe教授说:“这种跳动模式使波导末端的空间分离与特定颜色相对应。”经济高效的结构
imec表示，每个波导的总输出光估计在人类颜色感知范围内(波长范围400-700nm)达到90%以上，使其优于彩色滤光片。
imec技术人员的主要成员Robert Gehlhaar说:“由于这项技术与标准的300毫米加工兼容，因此可以经济高效地生产分离器。这使得高分辨率成像仪的进一步缩放成为可能，最终目标是检测每个入射光子及其特性。“我们的目标是成为衍射限制分辨率的彩色成像的未来标准。我们欢迎行业合作伙伴加入我们的行列，共同迈向全摄像头示范。”
