灵明光子发布国内首款采用 3D 堆叠技术的 dToF 传感芯片

似水流年

灵明光子发布国内首款采用 3D 堆叠技术的 dToF 传感芯片



深圳市灵明光子科技有限公司今日发布了国内首款采用全球先进背照式 3D 堆叠工艺技术的 dToF 单光子成像传感器 (SPAD image sensor, SPADIS)，综合性能达到了国际一流水平。

3D 传感技术正扩展至消费电子、汽车电子和工业控制等尖端应用领域，而其中直接飞行时间 (direct time of flight, dToF) 技术作为 3D 传感领域的最前沿，其优越的测距能力、功耗经济性和抗干扰能力近年来受到产业界越来越多的瞩目。特别是在 2020 年 Apple 发布搭载 dToF 成像方案（Lidar Scanner）的手机生态系统，及 Sony 发布了搭载 dToF 方案的车载激光雷达方案之后，市场对于先进 dToF 成像芯片的需求开始了爆发。

▲ 左侧为灵眀光子 ADS3003 的人物成像，右侧为同一场景的 RGB 成像，供参考。可见 ADS3003 对于人脸、手势有着良好的传感质量，并对头发等低反射率物体有着卓越的细节捕捉能力。
此次灵明光子发布的代号为 ADS3003 的 dToF 单光子成像传感器，物理分辨率达到了 240*160，面阵尺寸 0.35 英寸采用背照式 3D 堆叠工艺，室内环境下测量距离可达 15 米，室外环境下可达 5 米，帧率最高可达 50fps，可实现全量程亚厘米级的测距精度和深度分辨力，充分满足从智能手机，AR 设备，到扫地机，智能家居 IOT，以及工业测量领域的需求。灵眀光子也与欧菲微电子同步推出了基于此款芯片的 dToF 模组解决方案。

▲ 上图为灵眀光子 ADS3003 的室内场景远距离成像，下图为同一场景的 RGB 成像，供参考。最远的轮胎距离传感器达 13 米，轮廓依然清晰可见。可见 ADS3003 在保证低功耗和大视场角的前提下对于低反射率物体依然有良好的测距能力。
据悉，灵眀光子 ADS3003 是国内首款采用 3D 堆叠技术的 dToF 传感芯片。3D 堆叠技术允许将传感器芯片的光子探测器（SPAD）部分和逻辑电路部分分别在两片晶圆上加工，并通过金属混合键合合并成一块完整的芯片。这样的设计可使得芯片在不增加面积的前提下获得更大的电路面积，允许光子探测器和逻辑电路分别采用最适合的工艺节点，实现更高的 SPAD 光子检测效率 PDE，更高的分辨力、更低功耗以及更好的综合性能。此前该项工艺技术仅见于 Apple 和 Sony 共同开发的、用于 iPad Pro 和 iPhone 12 Pro 的 Lidar Scanner 芯片。灵眀光子 ADS3003 在分辨力及测距能力上均已超过该款芯片的水平。
灵眀光子 ADS3003 芯片将于 2021 年 7 月开始向客户提供样片和测试套件。目前该款芯片已初步具备量产能力。