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背照式CMOS图像传感器

更新时间：2026-06-07 11:44:01 大小：16K 上传用户：潇潇江南查看TA发布的资源 标签：cmos图像传感器 下载积分：2分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

一、基本定义与结构原理

背照式CMOS图像传感器（Backside Illumination CMOS，简称BSI CMOS）是CMOS图像传感器的一种优化结构类型，区别于传统的前照式CMOS（FSI CMOS），其核心设计思路是将感光面翻转，让光线从晶圆背面入射，解决了前照式结构中金属布线层遮挡光线的问题，从结构层面提升了传感器的感光性能。

传统前照式CMOS的结构顺序，从入射光方向到芯片基底依次是：微透镜→彩色滤光片→像素电路金属布线层→光电二极管。光线在到达光电二极管之前，需要穿过布满金属走线的布线层，金属走线会遮挡大约30%~40%的入射光线，即使在小像素尺寸下，这种遮挡效应会更加明显。而背照式CMOS通过晶圆减薄、翻转绑定工艺，将结构顺序调整为：微透镜→彩色滤光片→光电二极管→金属布线层，光线不需要穿过金属布线层就能直接被光电二极管捕获，大幅提高了光线利用率。

二、发展历程

背照式结构的概念其实早在上世纪60年代就已经被提出，但受限于当时的半导体加工工艺，无法实现大尺寸晶圆的减薄与精准绑定，所以一直停留在理论阶段，直到2000年后消费级电子对高画质、小像素的需求激增，才推动了背照式CMOS的实用化。

2008年，索尼发布了全球第一款量产的消费级背照式CMOS图像传感器，应用于便携式数码相机与早期拍照手机，一举解决了当时手机拍照夜景效果差的痛点，让背照式CMOS正式进入大众视野。此后三星、OmniVision等厂商纷纷跟进，背照式逐渐替代前照式成为手机、消费级相机图像传感器的主流方案。

2010年后，随着智能手机多摄、高像素化的发展，背照式结构也不断迭代，出现了堆栈式背照CMOS（Stacked BSI），将像素感光层与逻辑处理层分开制造再进行堆叠，既可以缩小像素尺寸，提升像素密度，又可以预留更大的空间给逻辑电路，实现更高的读出速度与更复杂的图像处理，如今主流手机的主摄传感器几乎都采用堆栈式背照结构。近年来进一步发展出叠层式、双层像素堆叠等更先进的背照结构，进一步提升感光性能与对焦能力。


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