3.12 背照式工艺 （BSI）

随着半导体工艺的进步，人们发现其实可以将wafer打磨得非常薄，让光线穿透wafer，从背面入射到感光PN结，这个想法无论在技术上还是成本上都已经变得可行，于是就产生了背照式工艺（Back Side Illumination, BSI）。BSI工艺的主要特点（也是难点）是生产过程中需要两次固定装夹，一次在wafer背面制造滤光膜和微透镜，一次在wafer正面制造感光PN结和电路结构。两次装夹定位的重复精度要求极高，才能保证光线能够通过背面的微透镜精准聚焦到PN结上。

下图是BSI工艺的典型流程，中间一个非常关键的步骤就是"flip wafer"。


000adac3a318f8f580dd15b5a0c38443.png


下图是BSI像素的微观结构照片。


152285babe2f55f4783dba9a96bcc1f0.png



下图是FSI工艺和BSI工艺的原理对比。


d29cfac653177e0b2cce330ec85dd02e.png


下图是OmniVision BSI工艺流程和简介。


013dff59c2b456afa0a5edc2f30a08f6.png
39c1a767d029adcb718922872e73ee89.jpeg
OmniVision BSI (Back Side Illuminated) 工艺



下图是Sony BSI工艺的简介。


aecf608c2eb596a7cd88012b94f33351.jpeg
Sony



FSI 与 BSI 工艺效果对比 @ ISO6400

左侧：Sony 20mp RX100 CMOS Sensor

右侧：Sony 20mp RX100 II BSI CMOS Sensor


a94723cf80d4f8dbf4e6551fe5f80cff.png



下图是另一个FSI工艺与BSI工艺效果对比的例子。


363c16d1cf91278ddb6e7edb21d7d814.png