[VirtualLab] 微透鏡陣列CMOS傳感器分析

摘要

[VirtualLab] 微透鏡陣列CMOS傳感器分析的圖1

近幾十年來,CMOS傳感器的像素尺寸已經從~10μm縮小到~2μm,甚至更小。通過減小像素尺寸,可以獲得更高的空間分辨率。同時,這也給每個像素上微透鏡的功能帶來了問題。在本例中,我們研究了像素尺寸等于或低于2μm的CMOS傳感器的性能。采用嚴格的FMM/RCWA進行仿真,以驗證微透鏡的有效性。

建模任務

[VirtualLab] 微透鏡陣列CMOS傳感器分析的圖2

模擬&設置:單平臺互操作性

建模技術的單平臺互操作性

在模擬中達到正確的精度-速度平衡需要對系統的每個部分使用不同的建模技術,這樣可以在不過度計算的情況下考慮相關影響。

[VirtualLab] 微透鏡陣列CMOS傳感器分析的圖3

? 平面波光源

? 微透鏡陣列

? 彩色濾光片(吸收介質)

? 通過基底傳播

? 探測

連接建模技術:微透鏡

[VirtualLab] 微透鏡陣列CMOS傳感器分析的圖4

連接建模技術:彩色濾光片

[VirtualLab] 微透鏡陣列CMOS傳感器分析的圖5

連接建模技術:可編程介質

[VirtualLab] 微透鏡陣列CMOS傳感器分析的圖6

連接建模技術:自由空間傳播

[VirtualLab] 微透鏡陣列CMOS傳感器分析的圖7

連接建模技術:堆棧

在VirtualLab Fusion中,堆棧是配置具有小特征尺寸和距離結構的一種便捷的方法。在這些容器中,可以包含多種類型的表面和介質來表示結構的各個方面。請注意,整個堆棧使用了相同的建模技術。

[VirtualLab] 微透鏡陣列CMOS傳感器分析的圖8

? 微透鏡陣列

? 彩色濾光片(吸收介質)

? 通過基底傳播

? 探測

元件內場分析器:FMM

[VirtualLab] 微透鏡陣列CMOS傳感器分析的圖9

模擬結果

像素尺寸為2.0μm的微透鏡(x-z平面模擬)

[VirtualLab] 微透鏡陣列CMOS傳感器分析的圖10

像素尺寸為1.8μm的微透鏡(x-z平面模擬)

[VirtualLab] 微透鏡陣列CMOS傳感器分析的圖11

像素尺寸為1.6μm的微透鏡(x-z平面模擬)

[VirtualLab] 微透鏡陣列CMOS傳感器分析的圖12

3D仿真與結果比較

[VirtualLab] 微透鏡陣列CMOS傳感器分析的圖13

3D仿真與結果比較

[VirtualLab] 微透鏡陣列CMOS傳感器分析的圖14

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