像元尺寸、单帧动态范围、峰值量子效率测试数据

随着自动驾驶、智能交通、机器视觉等领域的快速发展，对CMOS图像传感器提出更高灵敏、更宽动态范围、更低噪声的需求。而现有传统CMOS图像传感器在超低照度、高动态成像等应用场景中存在瓶颈问题：传感器在低照度下像素量子效率低，并且暗光条件下灵敏度难以满足应用成像要求；传统像素架构考虑到面积等问题，有源像素的满阱容量小，对于低照度环境下成像无法做到单帧曝光高动态范围。当前的技术瓶颈问题，使得低照度高动态视觉应用产业的成像需求长期无法满足，因此研制高灵敏宽动态CMOS图像传感器芯片具有极大的科学价值和经济效益。本研究针对现有图像传感器存在灵敏度低、动态范围小的技术难点，开展高灵敏宽动态有源像素研究，突破高信噪比像素、低噪声读出电路等关键技术。核心创新包括：采用小尺寸像素光电二极管纵向深度扩展技术，利用多次扩散的光电二极管进行纵向深度扩展，提高量子效率和电荷转移效率，实现峰值量子效率大于85%；采用基于多转换增益和阱容量调节的动态范围扩展技术，采用基于选择性溢出的LOFIC技术，实现单帧90 dB以上的动态范围；采用背照式小尺寸深沟槽像素隔离和光路散射工艺，降低像素间串扰。通过自主研发高灵敏宽动态图像传感器，实现低照度运动场景下高动态范围成像，提升国产高端化重点领域核心敏感元件及传感器的自主可控能力。