裏面照射型イメージセンサ(BSI:Back-Side Illumination)は、CMOSイメージセンサにおいて、配線層を通さずウェハの裏面側から光を取り込む構造です。従来の表面照射型(FSI)では受光部の手前に配線層があり光を遮っていましたが、BSIは配線をフォトダイオードの反対側に配置することで、より多くの光を効率よく集められます。
この構造により、特に暗所や小型画素での感度・低ノイズ性能が大きく向上します。画素の微細化が進むほどFSIでは開口率の確保が難しくなるため、スマートフォン用の小型・高画素センサーではBSIが標準になりました。ウェハを薄化して裏面から光を入れるため、精密なウェハ薄化・接合技術が不可欠です。
さらに進化した積層型(Stacked)CISでは、画素アレイのチップと信号処理・ロジックのチップを別々に作り、ハイブリッドボンディング(Cu-Cu接合)で貼り合わせます。これにより高速な列並列AD変換や高機能な画像処理を、小さな面積で実現できます。
BSI・積層型CISはソニーが世界をリードし、車載・スマホ・産業用途で採用が拡大しています。cmos-image-sensorやccd、wafer-bonding、hybrid-bondingの各項とあわせて読むと、撮像素子の構造進化と後工程技術のつながりが理解できます。