揭秘:哪些技術造就了NIR近紅外「夜鷹」系列?

2020-12-07 EDN電子設計技術

三年半以前，安防領域用到的攝像頭，要麼是CCD，要麼是手機生下來的產能，而那個時候OmniVision就開始在安防市場布局，推出了專門針對安防的OS產品線（其它領域型號是OV打頭的）。wYDednc

「現在我們已經在安防市場有50%的市佔率，去年安防產品的營收大概佔到公司總營收的20-25%左右，其成長率遠遠高於手機。」 OmniVision中國區副總裁陳家旺先生指出。wYDednc

近日安防展上，OmniVision推出了近紅外技術——夜鷹Nyxel，與傳統近紅外產品相比，在850nm波長的靈敏度提高了3倍QE，940nm波長的靈敏度提高了5倍QE，同時保持了所有其他圖像質量指標。wYDednc

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這個性能指標的提升帶來的好處可以包括：更長距離/更高解析度、降低光源要求、降低功耗。wYDednc

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那麼，夜鷹Nyxel技術是如何實現的？

陳家旺先生分享了夜鷹所採用的3種技術手段:wYDednc

1.是增加矽的厚度，使光子能夠在像元中行進更遠，收集更多的光子。「我們把矽層從4微米增加到了6微米，吸收了更多的光子，就能轉換為更多的電信號，提高成像效率。」 陳家旺解釋道。wYDednc

2.是在表面增加一層吸收最大光量的特殊吸收層，使得光子極大程度的被吸收到像元中，繼而以不同角度更長行駛距離，實現最大程度的光子電子轉換率，從而形成更明亮的圖像。wYDednc

傳統的近紅外成像方法僅依靠厚矽來改善近紅外圖像傳感器的靈敏度。然而，這種方法會導致串擾並降低了調製傳遞函數（MTF）。通常業界通過引入深溝槽隔離（DTI）來嘗試克服這一點，但結果往往會造成破壞圖像黑暗區域的缺陷。「夜鷹Nyxel科技的原理是將厚矽像素架構與擴展DTI相結合，從而改善QE，再通過悉心管理操作晶圓的表面紋理，以保持調製傳遞函數，並不影響傳感器的暗電流。」陳家旺指出，現在該技術已經成功的在12寸晶圓上使用，而8寸晶圓是無法使用該技術的。wYDednc

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3.是將每個像素置入像素間具有屏障的溝槽中，避免光子傳播到鄰近的像元，以防止串擾（如下圖所示）。wYDednc

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陳家旺表示，這3種技術手段還可以根據具體的需要如監控、汽車、機器視覺攝像頭等，進行性價比優化後的組合，實現相同的近紅外光量下更清晰的成像，或覆蓋更遠的區域；或者減少對LED燈的需求，降低總功耗。wYDednc

據透露，獵鷹首款產品已經量產，預計明年Q1還會繼續推出第二款產品。wYDednc

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