Sony vytváří čip CMOS s 2vrstvými pixely: vyšší DR a nižší šum
17.12.2021, Milan Šurkala, aktualita
Vrstvené snímače nejsou ničím novým, nicméně Sony tento koncept posunulo ještě dál. Tentokrát se povedlo oddělit i tranzistory od světlocitlivé fotodiody, což umožní zvětšit její plochu, vylepšit dynamický rozsah a snížit šum.
Snímače prochází vývojem a po technologii BSI, která přenesla obvody pod snímač, a vrstvení, které přineslo rychlou paměť pro vysokorychlostní snímání a vyšší frekvence u videa ve vysokých rozlišeních, tu máme další technologii, která může snímače významně posunout. Opět jde o vrstvení, nicméně tentokrát se společnosti Sony povedlo do jednotlivých vrstev oddělit světlocitlivou fotodiodu a tranzistory, které k ní náležely. Ty dosud zabíraly místo, takže fotodiody nemohly vyplňovat celou plochu pixelu, a tranzistory pak přinášely volbu, která neměla dobré řešení. Čím menší byly, tím více plochy sice zbylo pro diody, ale tím více byly citlivé na šum.
Přesunutím tranzistorů RST, SEL a AMP do druhé vrstvy Sony dosáhlo hned dvou věcí zároveň. V první vrstvě se může zvýšit plocha pro fotodiody, a ta tak může při stejně velkých pixelech dosáhnout 2násobné úrovně saturace. To znamená opětovné zvýšení dynamického rozsahu a můžeme čekat i snížení šumu. Tranzistory přesunuté do vlastní vrstvy (s výjimkou TRG, které zůstávají u fotodiod) nyní mají více prostoru, takže mohou být větší, robustnější a méně šumět. Výrazně vyšší výkony by tak měly přinést především mobilní snímače s malými pixely. Zda se toto objeví i u větších snímačů, zatím nevíme (otázkou také je, jak velký přínos by to tam mělo, ostatně BSI mělo také zásadní přínos pro menší snímače, zatímco u větších až tak výrazný posun vpřed nepřineslo).
Zdroj: petapixel.com, sony-semicon.co.jp