C3D(CMOSColorCapTIveDevice)是新一代半导体成像技能。它不只进步了像素规划技能,也改善了出产工艺。选用这种技能出产的0.25μmCMOS图画传感器,可以在保全功用的前提下添加晶体管的数量和占空因数(FillFactor)。除了添加像素规划的挑选计划之外,还可完成愈加杂乱的功用和更低的功耗。并且,该传感器在速度方面也有很大优势。
关于规划人员而言,为了最大极限地进步产品质量,规划时做出适宜的权衡取舍是至关重要的。就图画传感器而言,量子功率是非常重要的,但暗电流和串扰(cross-talk)相同不行忽视。尽管缩短硅芯片的寿数可以削减串扰,但量子功率也会随之下降。
CMOS图画传感器要抵挡的难题之一便是暗电流。迄今为止,CMOS成像器均选用较大的像素尺度,作业速度较低,因而,即便暗电流的发生率在正常规模,仍会发生较多的暗电流。为此,C3D技能采取了以下对策:首要,经过改善CMOS工艺来下降暗电流的发生率;其次,紧缩结面积(JuncTIonArea);最终,经过进步帧速率(FrameRate)来缩短暗电流的聚集时刻。
像素尺度缩小后,像素间的串扰便会添加。这尽管关所以非(单色)器材而言影响并不显着,但加上滤色器(ColorFilter)之后就会呈现混色现象,形成图画处理时的分色困难,然后发生褪色。为了削减像素间的串扰,人们往往选用延伸硅的载流子的寿数以及改善硅加工工艺的办法。延伸载流子的寿数固然会进步量子功率,但由于电荷分散,也会使串扰添加。为此,C3D技能选用了有助于削减像素间串扰的特别规划并对工艺做了改善。
现在的CMOS图画传感器也存在着固定图画噪声的问题,这是由传感器固有结构形成的。各个像素或各列像素都具有自己的放大器,放大器中较小的失配会使与其有关的增益及偏置发生改变。成果发生固定图画噪声,用户可在图画上看到网格状搅扰。针对这一问题,C3D技能选用了对各种改变的灵敏度相对较低的放大器,以及制作愈加安稳的晶体管专用工艺等办法。一起还规划出了可以进一步削减失调的共同电路。C3D的核心技能对上述的CMOS图画传感器所存在的固定图画噪声、像素间的串扰以及暗电流等缺点均有所改善。并且,它还下降了对支撑芯片的依靠程度。有望供给彻底没有比如输出频率约束、高功耗、高读出噪声等CCD局限性的数字成像产品。
C3D技能的最大特色便是像素反响的均一性。C3D技能从头界说了成像器的功用(即把体系的全体功用包含在内)并进步了CMOS图画传感器在均一性和暗电流方面的规范功用。因而,除了画质以外,规划人员还必须经过对功耗、帧速率、可编程增益和集成的设定、芯片上的开窗口(windowing)/二次取样方法、守时信号发生器、DC偏置的功用集成、电平移位器等全面考虑来削减所需芯片的数量,然后到达简化体系全体结构的意图。而C3D技能由所以针对详细应用来规划成像器的,因而,体系规划人员可凭借它来完成片上功用集成并依据现有的体系参数进行规划,以进步体系的全体功用,使之取得317万像素的分辨率。选用C3D技能的另一个规划上的优点是利用了片上集成阵列的处理才能,由此可大起伏地削减后续的图画处理量。