科普一下堆棧式、背照式、前照式CMOS的區(qū)別和聯(lián)系。不寫(xiě)太多廢話(huà)，盡量簡(jiǎn)單明了。

CMOS傳感器放大圖像，可以清楚的看到每個(gè)像素

前照式與背照式CMOS

傳統(tǒng)CMOS都是前照式結(jié)構(gòu)，如上圖左邊圖片所示，其組成結(jié)構(gòu)由上到下依次是：片上透鏡、濾光片、金屬排線(xiàn)（電路層）、光電二極管以及基板。

背照式結(jié)構(gòu)的CMOS最早出現(xiàn)于2008年，其基本組成與傳統(tǒng)CMOS一樣，只是排布順序不一樣。如上圖右邊圖片所示，由上到下依次是：片上透鏡、濾光片、光電二極管以及基板、金屬排線(xiàn)（電路層）。

前照式與背照式CMOS的區(qū)別很好理解，一種是電路層位于感光二極管前面，一種是電路層位于感光二極管后面。如上圖所示，前照式CMOS的金屬電路擋在受光面前面，這樣會(huì)損失很多光線(xiàn)，真正能夠被感光二極管接收和利用的光線(xiàn)只剩70%甚至更少。

很顯然，背照式CMOS極大提高了光線(xiàn)利用率，可以提高傳感器靈敏度，最明顯的改善就是低照度環(huán)境下成像質(zhì)量更高。

這么“簡(jiǎn)單”的改進(jìn)，就能明顯提高畫(huà)質(zhì)，為什么不早這么做呢？

雖然只是結(jié)構(gòu)上的小改動(dòng)，但這意味著承載光電二極管的基板要非常薄，大概是傳統(tǒng)CMOS的百分之一，對(duì)生產(chǎn)工藝和技術(shù)要求相當(dāng)高。所以發(fā)展到足夠的技術(shù)水平后，才出現(xiàn)背照式CMOS。2008年的6月，索尼公司正式發(fā)布了背照式CMOS傳感器。直至今天，手機(jī)上采用的幾乎都是背照式CMOS。

堆棧式CMOS

堆棧式，也叫堆疊式、積層式。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)可以這么理解：本來(lái)像素區(qū)域（負(fù)責(zé)感光）與處理電路（負(fù)責(zé)處理信號(hào)）都在同一晶圓上進(jìn)行蝕刻，堆疊式是把二者分開(kāi)了，像素區(qū)域在上，處理電路在下，二者堆疊起來(lái)“各司其職”，所以叫堆疊式。

堆疊式的好處，最在于“各司其職”。像素部分和電路部分分別獨(dú)立，像素部分可針對(duì)高畫(huà)質(zhì)優(yōu)化，電路部分可針對(duì)高性能優(yōu)化。比如，像素部分直接用65nm制程（可理解為制造精度）足夠了，但電路部分用這樣的制程就太粗糙了，二者分開(kāi)以后，電路部分就可以采用更高精度的制程提高信號(hào)處理能力。

堆疊式解放了電路的處理能力，才讓各種強(qiáng)大而快速地圖像處理成為可能，比如高速連拍、8K視頻、HDR、視頻升格等。

2012年8月下旬，索尼對(duì)外發(fā)布了世界第一款堆棧式圖像傳感器，索尼采用的注冊(cè)商標(biāo)是“Exmor RS CMOS”。索尼發(fā)布Exmor RS CMOS時(shí)，推出了三款產(chǎn)品：IMX135（1/3.06英寸，1313萬(wàn)像素）、IMX134（1/4英寸，808萬(wàn)像素）、ISX014（1/4英寸，808萬(wàn)像素）。很明顯，這三款產(chǎn)品是適用于手機(jī)的傳感器。再往后，索尼才推出用于相機(jī)的大尺寸堆棧式CMOS。

背照式、前照式、堆棧式區(qū)別與聯(lián)系

背照式、前照式、堆棧式主要是CMOS結(jié)構(gòu)的不同，三者之間沒(méi)有從屬關(guān)系。我們可以使用背照式+堆棧式，從而得到性能更好的傳感器，而且現(xiàn)在索尼正是這么做的。

總結(jié)一下，最應(yīng)該記住的知識(shí)點(diǎn)：

1、背照式相對(duì)于前照式，靈敏度高，畫(huà)質(zhì)更好。

2、堆棧式主要改進(jìn)不在于畫(huà)質(zhì)，而是信號(hào)處理能力。