Sony a placé le câblage du capteur derrière le pixel pour que les appareils photo captent plus de lumière

Les petits appareils photo voulaient plus de mégapixels sans capteurs plus grands, mais la réduction de la taille des pixels faisait que chacun captait moins de lumière. La réponse évidente était un meilleur traitement du signal ; la réponse plus difficile était de changer le trajet physique des photons.

L'annonce de Sony de juin 2008 indiquait que son prototype de capteur CMOS rétroéclairé utilisait des pixels de 1,75 micromètre, cinq mégapixels effectifs et un fonctionnement à 60 fps. Comparé à un capteur Sony à éclairage frontal de même taille de pixel, il rapportait une sensibilité presque doublée et une amélioration du rapport signal/bruit de +8 dB.

L'astuce ingénieuse était structurelle. En éclairant la face arrière du substrat de silicium, Sony a réduit l'ombrage causé par le câblage métallique et les transistors de la face avant. Il a ensuite traité les pénalités habituelles de la face arrière avec une nouvelle photodiode, une lentille sur puce optimisée et un alignement de haute précision.

En 2010, Sony a déclaré que l'Exmor R équipait les produits d'imagerie numérique Sony depuis 2009 et a annoncé des capteurs pour téléphones mobiles utilisant la même idée de rétroéclairage.

Laisser la lumière entrer par l'arrière

Il s'attaquait au goulot d'étranglement optique avant que le signal ne devienne des données bruitées.

La conception préservait les avantages du CMOS tels que la faible consommation et la lecture à grande vitesse.

L'entrée par l'arrière rendait les petits pixels plus utiles au lieu de simplement plus petits.

Résoudre le courant d'obscurité, les défauts et le mélange des couleurs a transformé une structure de laboratoire en une pièce d'appareil photo fabricable.

Lorsque la miniaturisation fait que chaque composant se dispute la même surface, transformez l'empilement en un problème de conception tridimensionnelle.

Le CMOS rétroéclairé est devenu la norme dans les capteurs haut de gamme des téléphones et des appareils photo. La marque Exmor R de Sony a rendu un empilement de semi-conducteurs enterré visible aux consommateurs grâce à de meilleures photos en faible luminosité.