Sony entwickelt neuen Sensor

Gondomir · 11 Juni 2008

Aus heise.de

Heute hat die Sony Corporation die Entwicklung eines neuen CMOS-Sensors bekanntgegeben. Im Unterschied zu handelsüblichen Sensoren verlagert die Firma die Metallverdrahtungen auf die Rückseite des Chips – die lichtempfindliche Substratschicht liegt jetzt direkt unter dem Farbfilter. Durch den ungehinderten Lichteinfall soll der 5-Megapixel-Sensor eine fast doppelt so hohe Empfindlichkeit wie bereits existierende Sony-Chips haben. Obwohl das einzelne Pixel auf 1,75 µm2 schrumpft, verspricht Sony eine Verringerung des Rauschens um 2 dB.

Die haben einfach den Sensor umgedreht. Auf die Idee hätte Canon auch kommen können.

Pathologe · 11 Juni 2008

Wie siehst mit der Dynamik aus, soll die auch besser werden? Was brauche ich 60 Bilder pro Sekunde, die Leute haben kein Hirn

NetrunnerAT · 11 Juni 2008

Hier der Original Text!

http://www.sony.net/SonyInfo/News/Press/200806/08-069E/index.html

Es geht um 2db weniger Rauschen und 6db mehr Empfindlichkeit. Da man bei höhere ISO einfach nur die Verstärkung erhöht, machen sich das um 8db bessere Signal um Welten bemerkbar. Einzig ... Sony nimmt das jetzt her, um weiter die Struktur zu shrinken und den MP Wahn weiter zu beliefern :grumble:

Was mich mehr Stört ... diese Technik wird woll erst so in 1 Jahr oder 1 1/2 Jahren spruch reif! Man sieht es gut an der A900. Wann wurde der über 20MP KB Sensor mit Antishake vor gestellt? Wann wird das neue Produkt erhofft?

Gondomir · 11 Juni 2008

So ein Sensor in die 5D Horst II bei 16MPixel wäre ein Traum!

Reuter · 11 Juni 2008

Pathologe schrieb:
Wie siehst mit der Dynamik aus, soll die auch besser werden? Was brauche ich 60 Bilder pro Sekunde, die Leute haben kein Hirn

Sonst ist aber alles klar mit dir?
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Interessante Sache das Ganze. Vielleicht kann mir ein technisch
versierter Mensch noch sagen, wieso die Verdrahtung bisher zwischen
Minilinse und lichtempfindlicher Schicht statt fand?

NetrunnerAT · 11 Juni 2008

Anders aus gedrückt ... man hat 8db mehr Dynamik :->

Rudeofus · 11 Juni 2008

Reuter schrieb:
Interessante Sache das Ganze. Vielleicht kann mir ein technisch
versierter Mensch noch sagen, wieso die Verdrahtung bisher zwischen
Minilinse und lichtempfindlicher Schicht statt fand?

Weil in der Halbleiterfertigung Wafer bevorzugt von einer Seite bearbeitet werden. Sony hat es offenbar geschafft, nicht nur auf beiden Seiten des Wafers zu arbeiten, sondern konnte noch dazu beliebig viele elektrisch von einander isolierte Verbindungen durch den Wafer durch führen. Das ist neu und sicher schweineteuer, aber was tut man nicht für höhere Empfindlichkeit des Sensors. Scheinbar ist diese Methode immer noch billiger als einfach größere Sensoren zu fertigen ...

Nebiros · 12 Juni 2008

Interessant - weg vom Menschen und hin zum Tintenfisch!

(Zur Erläuterung: beim menschlichen Auge liegt die lichtempfindliche Schicht auch "hinten", und das Licht muss erst durch verschiedene Nervenzellenschichten (=Verdrahtungen), beim Tintenfisch ist es anders herum. Genau wie beim neuen Sensor eben

)

Frank Klemm · 12 Juni 2008

Gondomir schrieb:
Die haben einfach den Sensor umgedreht. Auf die Idee hätte Canon auch kommen können.

Solche Sensoren gibt es schon seit vielen Jahren (laufen unter dem Begriff back thinned - der derzeitigen Herstellungsart).

http://sales.hamamatsu.com/assets/applications/SSD/tdi-ccd_kmpd9004e01.pdf

Sie haben nur einen Nachteil: Sie sind schweineteuer.

Es ist lustig, solche Sprüche loszulassen wie "Auf die Idee hätte Canon auch kommen können.", wenn man keine Ahnung über die Probleme bei der Chipfertigung hat. Für die Verdrahtung auf der Rückseite braucht man extrem dünne Wafer (nicht 700 bis 800 µm, sondern um die 10 µm).

Ronald_Stenzel · 12 Juni 2008

Frank Klemm schrieb:
Solche Sensoren gibt es schon seit vielen Jahren (laufen unter dem Begriff back thinned - der derzeitigen Herstellungsart).

http://sales.hamamatsu.com/assets/applications/SSD/tdi-ccd_kmpd9004e01.pdf

Sie haben nur einen Nachteil: Sie sind schweineteuer.

Es ist lustig, solche Sprüche loszulassen wie "Auf die Idee hätte Canon auch kommen können.", wenn man keine Ahnung über die Probleme bei der Chipfertigung hat. Für die Verdrahtung auf der Rückseite braucht man extrem dünne Wafer (nicht 700 bis 800 µm, sondern um die 10 µm).

wirklich 10mym???? arbeiten bei uns mit 150mym und schon da ist kein normales handling mehr möglich, die waferdicke wird zum zyklusende durch schleifen/ätzen erreicht. wafer sind danach wie alufolie....
jeder vacuum-manipulator saugt dann bereits dellen in den wafer. versuche mir das grade beim belichten in nem stepper vorzustellen.....

nick0987 · 12 Juni 2008

Nebiros schrieb:
Interessant - weg vom Menschen und hin zum Tintenfisch!

Zur Erläuterung: beim menschlichen Auge liegt die lichtempfindliche Schicht auch "hinten", und das Licht muss erst durch verschiedene Nervenzellenschichten (=Verdrahtungen), beim Tintenfisch ist es anders herum. Genau wie beim neuen Sensor eben

Net ganz, im Gelben Fleck weichen alle diese Schichten zur Seite und die Rezeptoren liegen direkt im Strahlengang.

Ist der Gelbe Fleck hin kannst du hell von dunkel unterscheiden, nicht mehr und nicht weniger.

Nebiros · 12 Juni 2008

nick0987 schrieb:
Net ganz, im Gelben Fleck weichen alle diese Schichten zur Seite und die Rezeptoren liegen direkt im Strahlengang.

Ist der Gelbe Fleck hin kannst du hell von dunkel unterscheiden, nicht mehr und nicht weniger.

Ja, das ändert aber nix daran dass die Netzhaut des Wirbeltierauges "invers" aufgebaut ist, also genau wie bei den bisherigen Kamerasensoren die lichtempfindliche Schicht "hinten" (auf der lichtabgewandten Seite) liegt. Im Unterschied zur Kamera hat das halt evolutionstechnische statt fertigungstechnische Gründe

tobyasd · 12 Juni 2008

Ronald_Stenzel schrieb:
wirklich 10mym???? arbeiten bei uns mit 150mym und schon da ist kein normales handling mehr möglich, die waferdicke wird zum zyklusende durch schleifen/ätzen erreicht. wafer sind danach wie alufolie....
jeder vacuum-manipulator saugt dann bereits dellen in den wafer. versuche mir das grade beim belichten in nem stepper vorzustellen.....

Krasse Sache. Versteh kein Wort.

Gast_88823 · 13 Juni 2008

Ronald_Stenzel schrieb:
wirklich 10mym???? arbeiten bei uns mit 150mym und schon da ist kein normales handling mehr möglich, die waferdicke wird zum zyklusende durch schleifen/ätzen erreicht. wafer sind danach wie alufolie....
jeder vacuum-manipulator saugt dann bereits dellen in den wafer. versuche mir das grade beim belichten in nem stepper vorzustellen.....

Soweit ich das sehe, wird der Sensor komplett einseitig gefertigt, mit Metallisierung oben, danach bereichsweise auf die 10u abgedünnt und im Einsatz von der Rückseite beleuchtet. Also nicht die Verdrahtung erfolgt auf der Rückseite, sondern die Beleuchtung von der Rückseite.

Trotzdem sehr spannend - ich bin kein Technologe, aber ich kann mir eigentlich nicht vorstellen, daß ein auf der Fläche eines Bildsensors abgedünnter Chip noch vereinzelt (gesägt) und montiert werden kann - aber wer weiss.

Extrem dünne Membrane, aber sehr viel kleiner in der Fläche, sind gang und gäbe, bei allen möglichen MEMS-Sensoren. Ich kenne z. B. mikromechanische Heißfilm-Massensensoren (Luftmengenmessung beim Verbrennungsmotor) mit Membrandicken <1 um, das hat man schon vor mehr als 10 Jahren beherrrscht. Da wurden einfach die Sensorschichten oben aufgebracht und dann der Wafer von unten in einem kleinen Feld anisotrop nasschemisch komplett abgeätzt. Da die abgeätzten Bereiche klein sind, ist der eigentliche Wafer stabil genug.

Edit: gerade habe ich http://www.sony.net/SonyInfo/News/Press/200806/08-069E/index.html angeschaut, das meine Vermutung bestätigt. Außerdem geht es wohl ausschließlich um sehr kleine Sensoren (etwa 3x5 mm), nicht für DSLRs.

Edit: jetzt nit richtigem Link - war wohl zu spät gestern abend, aber ihr habt es ja schon bemerkt, daß es der Link von oben war.

LGW · 13 Juni 2008

Der Link is irgendwie putt

Preamp · 13 Juni 2008

Wohl falsch rauskopiert, "Pr...69E" wuerde kein normaler Mensch (oder Admin) einen Ordner nennen

.

Bitte mal den korrekten Link posten, ich moechte nicht die ganze Sony-Page absuchen :angel:

.

Schnabulation · 13 Juni 2008

Aber wenn der Wafer die Strahlengänge um 10ym verdünnt und die ganze Fertigung auf der Rückseite durch den Vacuum-Modelator versorgt wurde, kann man nur damit rechnen, dass die Dynamik um denn 10fachen Stepperbereich vermindert und die Verdrahtung gänzlich ausfallen wird.

Ich bin doch nicht blöd...

Frank Klemm · 13 Juni 2008

Einige Bemerkungen zu hier aufgetretenden Fragen (Fragen bitte selbst heraussuchen):

Die optisch aktive Fläche wäre 4,52 mm x 3,39 mm groß. Wenn man einen 2 mm dicken Rahmen drumrum läßt, ist das ganze stabil genug, um normal verbaut zu werden.
Die durchschnittliche Eindringtiefe (dort sind 63% der Photonen absorbiert) für Licht mit 550 nm liegt bei etwa 1,5 µm, bei 700 nm bei knapp 4 µm. Typische Dicken von rückseitenbeleuchteten CCDs liegen daher bei 10 µm, maximal bei 20 µm. Insbesondere in Zusammenhang mit der kleinen Pixelgröße von 1,75 µm tippe ich aber eher auf noch geringere Schichtdicke.
Die 20 anderen Probleme, die Rückseitenbeleuchtung bringt, läßt man in diesem Presseartikel geflissentlich wieder weg (z.B. das Etaloning = die ungleichmäßige Empfindlichkeit im roten Spektralbereich durch Interferenzen) (siehe http://www.lot-oriel.com/site/site_down/cc_deepdepletion_dede.pdf).

Insgesamt ist das aber eine interessante Entwicklung in die Richtung "Perfekter Sensor".

LGW · 13 Juni 2008

Insbesondere in Zusammenhang mit der kleinen Pixelgröße von 1,75 µm tippe ich aber eher auf noch gerinegre Pixelgrößen

Du meinst geringere Schichtdicke?

Hoogo · 13 Juni 2008

Im Heise-Foto-Forum gibt es unten einen Link zu Kommentaren, da haben sich auch ein paar Techniker ausgetobt, die sowas genauer kennen.

Sony entwickelt neuen Sensor

Gast_88823

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