图像传感器技术索尼的突破性Senswir传感器 -IMX990 / IMX991.
索尼宣布了这一点IMX990和IMX991.Senswir成像仪在2020年，分别为1.34 MP和0.34 MP分辨率。通过远离像素级凸块键并利用Cu-Cu直接键合互连（DBI）中的更大小型化，索尼能够将InGaAs / Roic SWIR成像仪的像素尺寸降低至5.0μm。这使得IMX990 / IMX991可在市场上商购的基于极小的像素间距InGaAS的SWIR图像传感器。
索尼半导体解决方案模具-晶圆杂交先进封装工艺
此外，索尼还开发了一种高度可扩展的模-晶圆杂交工艺，利用晶圆级混合键合来帮助制造其新的SWIR成像仪。在模-晶圆杂交技术中，手柄晶圆支持一组预制造的SWIR InGaAs晶圆，因此混合键合可以像传统CMOS图像传感器cis - isp晶圆级键合一样进行。
This approach presents two advantages, the Cu-Cu DBI can help reduce the overall height of the Die while Die-to-Wafer hybridization can help reduce the per-Die cost, thereby facilitating greater utilization of Sony’s SWIR technology for a wide range of applications. Recently, TechInsights revealed the first detailed cross-sectional image of the 1.34MP.
TechInsights Image Sensor分析显示IMX990 / IMX991改进的VIS-IR响应的原因，并且在诸如以下的应用中具有竞争力：
- 工业相机
- 检测设备
- 材料选择
- 半导体检验
索尼imx990死了照片
IMX990光学模具照片如图1所示。图中显示的模具宽度和高度分别约为12毫米和10毫米，模具面积约为120毫米2．InGaAs SWIR模具是中央的蓝色/橙色区域。它由覆盖暗像素的遮光罩(蓝色)和活动可成像区域(橙色)组成。SWIR可成像区域像素结构均匀，无明显特征。总面积约宽7.4毫米，高6.0毫米(约44.4毫米)2）.可成像的红外光感应探测区(PDA)宽约6.7毫米，高约5.3毫米(或35.5毫米)2）.有源PDA区域的对角线约为8.3mm，并且在IMX990的索尼报告的值为8.2mm的值（在测量误差内）。
光学芯片照片还显示了围绕SWIR区域的CMOS读出集成电路(ROIC)的外围电路。ROIC电路是可见的，因为InGaAs芯片的杂交过程在它周围留下了一个透明的电介质“填料”。
图2 (a)和图2 (b)进一步强调了这一点，在SWIR区域的左下角显示了放大的光学和红外图像。在这两幅图像中，ROIC电路是在光屏蔽区域外可见的。然而，图2 (b)中红外图像的不透明部分对应于红外吸收区域，确认PDA区域仅局限于整体Die的中心。最后，沿遮光罩外沿的一排正方形(蓝色区域)表示SWIR芯片顶部和ROIC芯片之间的互连。
图1：SONY IMX990光学芯片照片
图2 (a):索尼IMX990光学图像
图2（b）：IR图像（〜1.7μm带通滤波器）
索尼IMX990结构
图3示出了IMX990 SEM横截面的并排视图（图3（a））以及从索尼IEDM 2019发布所采用的相应示意横截面（图3（b））。SWIR和ROIC部分在两个图像中都突出显示。SEM图像拍摄于SWIR模具的屏蔽和有源区域之间的过渡。它确认在SWIR PDA和ROIC之间使用像素级CU-CU DBI，如示意图所示。我们还可以看出，在SEM图像上的原理图中定义的像素间距测量为5.0μm。SEM图像还突出了顶部灯屏蔽金属，其总厚度为约3.4μm的InP / InGaAs / InP的吸收器叠层，以及与SWIR层的底部金属接触。顶部n型INP层在光电二极管的上部形成电位屏障，并用作可见光/ IR透射的“窗口”。其厚度估计为约0.1μm（尚未验证）。根据索尼的说法，这对于确保可见范围内的较高量子效率（QE）至关重要，并使IMX990 / 991感光至波长为约0.4μm至1.7μm。
图3（a）：SONY IMX990 SEM横截面
图3（b）：SONY IMX990示意图
据报道，主要吸收层是一个n型InGaAs层，它形成了光电二极管的主体，在这里进行光子到电荷的转换。在外加电场的作用下，它充当底部电荷收集的“漂移”区域。吸收层的组成(未被验证)预计由In(0.53)Ga(0.47)组成。，也被称为“标准”InGaAs，因为它的晶格常数为5.87 Å，与InP的晶格常数完美匹配。在标准InGaAs吸收器中，能量Gap约为0.73 eV，对应约1.7µm截止波长。底部InP层厚度为0.582µm，在底部金属接触处掺杂P+。因此，底部的金属会相对于顶部的一侧有负的偏差。最后，底部接触金属通过填充金属连接到SWIR Cu-DBI。
竞争对手在这个空间中做了什么？
新的成像技术（NIT）于2月2021日宣布，他们的NH SWIR技术包括非碰撞过程，用于将InGaAs连接到ROIC。这当然是为了促进一个较小的像素间距SWIR成像仪。据报道，NIT的成像仪在0.9μm至1.7的SWIR范围内仅敏感。目前，NIT提供了1.3MP InGaAS SWIR成像仪，具有10μm像素间距（SENT 1280）以及2048像素线扫描，具有7.5μm像素 - 间距（LISA SWIR）。据报道，NIT考虑到未来5.0μm以下的小像素间距传感器。NIT成像仪在TechInsights的图像传感器上路线图，所以请留意即将到来的分析。
Ziad Shukri.主题预期
Ziad Shukri在半导体和薄膜的研发和制造方面有超过25年的经验。1996年，他加入Analogic Corporation，开发和扩大用于平板x射线成像仪的非晶态硒直接转换器的半导体制造技术，这导致了该技术的成功商业化。在此之后，他于2007年加入Redlen Technologies，从事单晶CdZnTe探测器的开发和制造。此后，Ziad于2010年加入Teledyne dalsa，在那里他与Teledyne Digital Imaging合作，致力于定制CCD工艺开发和CCD/CMOS集成到代工制造。在Teledyne工作期间，Ziad还为汽车行业的主要客户领导了几个压力传感器和加速度计的MEMS项目。他于2020年1月加入TechInsights，担任高级技术分析师。
ZIAD在蒙特利尔麦吉尔大学的Photovoltaics工程学位和庞大的半导体化合物的博士学位拥有硕士学位。他是多项技术出版物和两项专利的共同作者。
