1.CIS的定義與分類:

CIS的功能是將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并通過(guò)讀出電路轉(zhuǎn)為數(shù)字化信號(hào)，根據(jù)結(jié)構(gòu)技術(shù)可將其分為前照式(FSI)、背照式(BSI)和堆棧式(Stacked)三種，堆棧式CIS是未來(lái)的主流方向.?

照式(FSI)、背照式(BSI)和堆棧式(Stacked)三種，堆棧式CIS是未來(lái)的主流方向.

2.CIS工作原理:

CIS由感光電路與信號(hào)轉(zhuǎn)換電路組成，CIS將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并通過(guò)讀出電路轉(zhuǎn)為數(shù)字化信號(hào)，CIS廣泛應(yīng)用于視覺領(lǐng)域，是攝像頭的核心組成部分.

CIS由感光電路與信號(hào)轉(zhuǎn)換電路組成，CIS將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并通過(guò)讀出電路轉(zhuǎn)為數(shù)字化信號(hào)，CIS廣泛應(yīng)用于視覺領(lǐng)域，是攝像頭的核心組成部分.

CIS主要應(yīng)用于消費(fèi)電子、汽車、安防、醫(yī)療四大領(lǐng)域，其中手機(jī)CIS市場(chǎng)規(guī)模最大。汽車CIS技術(shù)壁壘較手機(jī)CIS高，更追求穩(wěn)定性與安全性.

3.CIS封裝技術(shù)演變

CIS封裝最初采用的是帶有玻璃蓋板的陶瓷封裝，例如Amkor公司的VisionPak就是一種陶瓷無(wú)鉛芯片載體。這種方案比較昂貴而且會(huì)占用很大的相機(jī)內(nèi)空間。20世紀(jì)末晶圓級(jí)封裝(WaferLevel Package WLP)技術(shù)逐步發(fā)展起來(lái)，其優(yōu)勢(shì)在于尺寸小 重量輕和成本低，并逐漸引起大家的關(guān)注。2007年3月，日本 Toshiba公司首次展出采用硅通孔(ThroughSilicon Via,TSV)技術(shù)的WLP小型圖形傳感器模組，該技術(shù)不僅提供用于模塊集成的完全密閉的器件，使由污染顆粒所導(dǎo)致的CIS成品率損失大大降低，還具有當(dāng)時(shí)業(yè)界最小尺寸和質(zhì)量、有效降低寄生效應(yīng)、改善芯片運(yùn)行速度和降低功耗等優(yōu)點(diǎn).

3.1激光鉆孔技術(shù)?

激光鉆孔技術(shù)主要應(yīng)用于消費(fèi)類圖像傳感器封裝,封裝工藝流程如圖所示:

? ? ??先采用光刻膠在光玻璃上制作圍堰，空腔大小根據(jù)芯片傳感器區(qū)域確定，再通過(guò)晶圓永久鍵合將來(lái)料預(yù)處理好的晶圓和帶圍堰玻璃進(jìn)行鍵合。鍵合片通過(guò)機(jī)械研磨達(dá)到預(yù)設(shè)厚度，再通過(guò)干法蝕刻去除應(yīng)力。通過(guò)涂布曝光顯影和干法刻蝕形成雙臺(tái)階通孔，雙臺(tái)階厚度配比根據(jù)客戶要求總厚度和金屬PadPitch來(lái)決定。為了增強(qiáng)芯片可靠生，通常采用預(yù)切割方式達(dá)到芯片包邊的效果，采用機(jī)械切割打開切割道，切人圍堰。再通過(guò)噴涂工藝在硅基表面形成一層聚合物絕緣層,聚合物絕緣層不但能達(dá)到絕緣效果，同時(shí)還能形成側(cè)邊保護(hù)，阻礙水汽對(duì)芯片的侵蝕。采用激光打孔技術(shù)直接穿透絕緣層和 金屬Pad,再濺射Ti/Cu種子層,通過(guò)電鍍和化學(xué)鍍工藝形成互聯(lián)線路，將Pad信號(hào)引到晶圓背面，為了保護(hù)線路在表面涂布一層阻焊層，光刻形成焊盤開口，再通過(guò)印刷工藝形成焊球,最終通過(guò)切割形成單顆封裝完成的芯片。下圖是激光鉆孔技術(shù)封裝成品的外觀圖和SEM 圖.

3.2 平面停留技術(shù)

? ??平面停留工藝和激光打孔工藝流程類似，主要應(yīng)用于安防監(jiān)控芯片和車載影像芯片,通過(guò)光刻使金屬重布線層(RedistributionLayerRDL)和金屬Pad直接接觸連接,該連接方式接觸面積更大，可靠性更好，同時(shí)解決了部分BSI/StackWafer不能打孔的問(wèn)題。平面停留工藝流程如下圖所示，涂布完絕緣光刻膠后通過(guò)光刻顯影去除金屬Pad上方的絕緣膠，再通過(guò)整面干法刻蝕方式去除Pad最表層的二氧化硅絕緣層從而暴露Pad，后續(xù)制程和激光打孔工藝類似.下圖是平面停留技術(shù)封裝成品的外觀圖和SEM圖.

?雙層晶體管像素堆疊式CMOS圖像傳感器技術(shù)。傳統(tǒng)CMOS圖像傳感器的光電二極管和像素晶體管分布在同一基片，而索尼的新技術(shù)將光電二極管和像素晶體管分離在不同的基片層。與傳統(tǒng)圖像傳感器相比，這一全新的結(jié)構(gòu)使飽和信號(hào)量,約提升至原來(lái)的2倍，擴(kuò)大了動(dòng)態(tài)范圍并降低噪點(diǎn)，從而顯著提高成像性能。采用新技術(shù)的像素結(jié)構(gòu)，無(wú)論是在當(dāng)前還是更小的像素尺寸下，都能保持或是提升像素現(xiàn)有的特性。

3.3 堆疊式CMOS圖像傳感器結(jié)構(gòu)

? ?（ ? ?傳統(tǒng)的）堆疊式CMOS圖像傳感器的堆疊式結(jié)構(gòu)中，背照式像素組成的像素芯片堆疊在邏輯芯片之上，而信號(hào)處理電路構(gòu)成了邏輯芯片。在像素芯片內(nèi)，用于將光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的光電二極管和用于控制信號(hào)的像素晶體管在同一基片層并列。在這樣的結(jié)構(gòu)限制下，如何實(shí)現(xiàn)飽和信號(hào)量的最大化，對(duì)實(shí)現(xiàn)高動(dòng)態(tài)范圍、高圖像質(zhì)量的攝影具有重要作用。開發(fā)出的全新結(jié)構(gòu)是堆疊式CMOS圖像傳感器技術(shù)的一項(xiàng)進(jìn)步。使用專有的堆疊技術(shù)，將光電二極管和像素晶體管封裝在分離的基片上，一個(gè)堆疊在另一個(gè)上面。相比之下，在傳統(tǒng)的堆疊式CMOS圖像傳感器中，光電二極管和像素晶體管并排位于同一基片上。新的堆疊技術(shù)支持采用可以獨(dú)立優(yōu)化光電二極管和像素晶體管層的架構(gòu)，從而使飽和信號(hào)量相比于傳統(tǒng)圖像傳感器增加約一倍，進(jìn)而擴(kuò)大動(dòng)態(tài)范圍。

? ? ??此外，因?yàn)閭鬏旈T (TRG) 以外的像素晶體管，包括復(fù)位晶體管 (RST)、選擇晶體管 (SEL) 和放大晶體管 (AMP)，都處于無(wú)光電二極管分布這一層，所以放大晶體管（AMP）的尺寸可以增加。通過(guò)增加放大晶體管尺寸成功地大幅降低了夜間和其他昏暗場(chǎng)景下圖像容易產(chǎn)生的噪點(diǎn)問(wèn)題。

? ? ??這項(xiàng)新技術(shù)使動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)大并降低了噪點(diǎn)，將避免在有明暗差（例如背光設(shè)置）的場(chǎng)景下曝光不足和過(guò)度曝光的問(wèn)題，即使在光線不充足（例如室內(nèi)、夜間）的場(chǎng)景下也能拍攝高質(zhì)量低噪點(diǎn)的圖像。

將通過(guò)雙層晶體管像素技術(shù)致力于實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量的成像，例如智能手機(jī)拍攝等

待完整.............