Alarga a gama dinâmica e reduz o ruído ao
duplicar aproximadamente*² o nível do sinal de saturação*³

*1:  À data do anúncio, a 16 de dezembro de 2021.
*2:  Baseia-se numa comparação, equivalente a um μm quadrado, entre o sensor de imagem existente e a nova tecnologia aplicada ao sensor de imagem CMOS retroiluminado da Sony; À data do anúncio, a 16 de dezembro de 2021.

*3:  A capacidade de armazenamento máxima de um eletrão de um único pixel.

A Sony Semiconductor Solutions Corporation (“Sony”) desenvolveu a primeira tecnologia de sensor de imagem CMOS empilhado do mundo*¹ com píxeis de transístor de duas camadas. Enquanto os fotodíodos e transístores de píxeis dos sensores de imagem CMOS convencionais ocupam o mesmo substrato, a nova tecnologia da Sony separa os fotodíodos e transístores de píxeis em diferentes camadas no substrato. Esta nova arquitetura duplica aproximadamente*² o nível do sinal de saturação*³ relativamente aos sensores de imagem convencionais, alarga a gama dinâmica e reduz o ruído, melhorando significativamente as propriedades da imagem. A estrutura de píxeis desta nova tecnologia permite que os píxeis mantenham ou melhorem as suas propriedades existentes não apenas nos tamanhos de píxeis atuais, mas também em tamanhos de píxeis mais reduzidos.

A Sony anunciou esta inovação na IEEE International Electron Devices Meeting, que teve início no sábado, 11 de dezembro de 2021.

■ Arquiteturas de sensor de imagem CMOS empilhado

Um sensor de imagem CMOS empilhado adota uma estrutura empilhada que consiste num chip de píxeis, composto por píxeis retroiluminados empilhados sobre um chip lógico onde se formam os circuitos de processamento do sinal. Dentro do chip de píxeis, os fotodíodos de conversão da luz em sinais elétricos e os transístores de píxeis de controlo dos sinais são posicionados lado a lado, na mesma camada. Aumentar o nível do sinal de saturação, maximizando a capacidade dos fotodíodos dentro das limitações do fator de forma, desempenha um papel importante na concretização de uma elevada qualidade de imagem com uma gama dinâmica alargada.

A nova arquitetura da Sony é um desenvolvimento na tecnologia dos sensores de imagem CMOS empilhados. Utilizando a sua tecnologia de empilhamento proprietária, a Sony introduziu os fotodíodos e transístores de píxeis em substratos separados e empilhados um por cima do outro.

Em contrapartida, nos sensores de imagem CMOS empilhados convencionais, os fotodíodos e transístores de píxeis estão situados lado a lado no mesmo substrato. A nova tecnologia de empilhamento aumenta a capacidade dos fotodíodos e possibilita a adoção de arquiteturas que permitem que as camadas dos fotodíodos e dos transístores de píxeis sejam otimizadas individualmente, quase que duplicando o nível do sinal de saturação relativamente aos sensores de imagem convencionais e, consequentemente, alargando a gama dinâmica.

Além disso, uma vez que os transístores de píxeis que não as portas de transferência (TRG), incluindo os transístores de reinicialização (RST), transístores de seleção (SEL) e transístores de amplificação (AMP), ocupam uma camada livre de fotodíodos, é possível aumentar o tamanho dos transístores de amplificação. Ao aumentar o tamanho dos transístores de amplificação, a Sony conseguiu reduzir significativamente o ruído mais frequente nas imagens captadas à noite ou em locais mais escuros.

A gama dinâmica alargada e a redução do ruído disponibilizadas por esta nova tecnologia poderão evitar a subexposição e a sobre-exposição em cenários com uma combinação de iluminação intensa e fraca (ex.: cenários retroiluminados) e oferecer imagens de alta qualidade e ruído reduzido, mesmo em condições de fraca luminosidade (ex.: interior, à noite).

A Sony contribuirá para a obtenção de imagens com uma qualidade cada vez mais elevada, tais como fotografias captadas com um smartphone, graças à sua tecnologia de píxeis de transístor de duas camadas.

Sobre a Sony Corporation  

A Sony Corporation é responsável pelo segmento de produtos e soluções de eletrónica (EP&S) do Sony Group. Com o objetivo de “continuar a fornecer Kando e Anshin às pessoas e à sociedade em todo o mundo através da busca por tecnologias e novos desafios”, a Sony irá criar produtos e serviços em várias áreas, tais como o entretenimento em casa, som, imagem e comunicações móveis. Para mais informações, visite: www.sony.net