最後更新:2026年10月8日製程節點・元件結構CMOS 影像感測器製造中國大陸:背照式图像传感器(BSI)

背照式影像感測器(BSI)是什麼

Backside Illumination

背照式影像感測器(BSI)是CMOS影像感測器中,不經過導線層、而從晶圓背面取光的結構。傳統的正照式在受光部前方有導線層會遮擋光線,BSI則將導線配置於光二極體的另一側,大幅提升靈敏度,成為智慧型手機相機的標準結構。

目錄5 項
  1. 定義與原理
  2. 常見問題
  3. 相關企業
  4. 相關用語
  5. 比較文章

定義與原理

背照式影像感測器(BSI:Back-Side Illumination)是CMOS影像感測器中,不經過導線層、而從晶圓背面取光的結構。傳統的正照式(FSI)在受光部前方有導線層會遮擋光線,BSI則將導線配置於光二極體的另一側,能更有效率地收集更多光線。

此結構使靈敏度與低雜訊性能大幅提升,尤其在暗處與小像素時更為明顯。像素越微縮,FSI越難確保開口率,因此在智慧型手機用的小型、高畫素感測器中,BSI已成為標準。由於需將晶圓薄化後從背面入光,精密的晶圓薄化與接合技術不可或缺。

進一步演進的堆疊式(Stacked)CIS,是將像素陣列晶片與訊號處理、邏輯晶片分別製造,再以混合鍵合(Cu-Cu接合)貼合。藉此能在小面積內實現高速的行並列AD轉換與高功能的影像處理。

索尼(Sony)在BSI與堆疊式CIS領域引領全球,在車用、智慧型手機與工業用途中的採用持續擴大。搭配CMOS影像感測器、CCD、晶圓接合、混合鍵合等條目一起閱讀,即可理解攝像元件結構的演進與後段製程技術之間的關聯。

背照式影像感測器(BSI)的常見問題

BSI為什麼靈敏度高?
在傳統的正照式(FSI)中,光線到達光二極體前會先通過導線層,因被金屬導線遮擋而損失光量。BSI將導線層配置在光二極體的另一側(從背面看是深處),因此光線可不受遮擋地到達受光部。
BSI是如何製造的?
先如常在正面製作電路與導線,再將晶圓翻轉接合到支撐基板上,將背面研磨、薄化至數μm作為受光面。這種晶圓接合與極薄化技術是實用化的關鍵。
什麼是堆疊式感測器?
這是BSI的進一步發展,將感測器層與訊號處理的邏輯層分別以不同晶圓製造後,再堆疊、接合的結構。兩者都能以最適合的製程製造,且可在邏輯層搭載高速訊號處理或AI處理,因此能實現高速讀出與高功能化。

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