GLOSSARY

裏面照射型イメージセンサ(BSI)とは

Backside Illumination
最終更新:2026-08-02デバイス別

裏面照射型イメージセンサ(BSI)とは?

裏面照射型イメージセンサ(BSI)とは、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。従来の表面照射型では受光部の手前に配線層があって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感度を大幅に向上させ、スマートフォンカメラの標準構造となりました。

定義・解説

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。

よくある質問(FAQ)

BSIはなぜ感度が高いのですか?
従来の表面照射型(FSI)では、光がフォトダイオードに届く前に配線層を通過するため、金属配線に遮られて光量が失われていました。BSIは配線層をフォトダイオードの反対側(裏面から見て奥)に配置するため、光が遮られずに受光部へ届きます。
BSIはどうやって作るのですか?
通常どおり表面に回路と配線を作った後、ウェハを反転して支持基板に接合し、裏面を数μmまで研削・薄化して受光面とします。このウェハボンディングと極薄化の技術が実用化の鍵となりました。
積層型センサーとは何ですか?
BSIをさらに発展させ、センサー層と信号処理のロジック層を別々のウェハで作ってから積層・接合する構造です。それぞれを最適なプロセスで製造でき、ロジック層に高速な信号処理やAI処理を載せられるため、高速読み出しや高機能化が可能になります。

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パワー半導体・CMOSイメージセンサー・SiCデバイスのIDM大手。EV・ADAS・産業・5G向けに自社ファブ…

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世界最大の半導体ファウンドリ。3nm、5nm、7nmなど最先端プロセスノードで業界をリード。Apple、NVI…

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