Samsung loni zkraje podzimu představil svůj 200MP CMOS snímač ISOCELL HP1 s roztečí (sub)pixelů pouhých 0,64 µm. Jenže to bylo loni. Za tu dobu se toho hodně změnilo a nespí ani americká konkurence.
Omnivision na lednovém veletrhu CES vyrukoval s vlastním 200MP snímačem na ještě drobnější 0,61 µm technologii a hned následující měsíc se oba výrobci přetahovali, kdo světu jako první oznámí, že se mu už podařilo vyrobit dokonce 0,56µm pixel.
Prvenství nakonec získal 15. února americký Omnivision, v Samsungu si totiž počkali až na událost s poetickým názvem International Solid-State Circuits Conference, která se konala v závěru měsíce.
Omnivison představí první hotové senzory pro chytré telefony na 0,56 µm technologii v druhém čtvrtletí letošního roku a v prvních telefonech by se podle americké společnosti měly objevit zkraje roku 2023. Zpočátku se bude jednat opět o 200MP snímače, o jejichž základní výrobu se postará TSMC.
Izolace hlubokými příkopy
Polovodičová konstrukce takto malých pixelů je přitom fyzikální oříšek, výrobci se totiž dostávají k rozměrům samotné vlnové délky viditelného světla. Omnivison se ale chlubí, že nová technologie tento limit už překonala.
Světlo se k fotodiodám (dole) musí dostat skrze mikročočku (nahoře) a vysokou izolaci a plůtky (nahoře). Světlo se tak nerozpíjí do okolí a obraz může mít kontrast (Foto: Samsung)
Aby bylo vůbec možné podobné pixely vyrábět, jak Omnivision, tak Samsung a další používají už poměrně letitou a obecnou izolační technologii DTI (Deep Trench Isolartion). Fotodiody základních barevných kanálů jsou v takovém případě skutečně oddělené jakýmisi hlubokými příkopy (trench) a plůtkem v horní části.
Světlo, které má doputovat ke konkrétní fotodiodě, pak díky těmto optickým stíněním neozáří i sousední pixel a čidlo může dosahovat vysokého detailu, aniž by došlo k rozpití světla (tedy obrazu) do okolí.
Snižující se velikost rozteče fotodiod a pixelů ale přináší i další technologické výzvy. Na menší plochu dopadne méně světelné energie a ta vyrobí menší elektrický náboj, který konečně A/D obvod převede na digitální informaci. Hrozí proto zejména riziko menšího dynamického rozsahu, nebohá fotodioda je totiž ráda, když zachytí alespoň něco.