微透镜阵列CMOS传感器分析

摘要

 

近几十年来，CMOS传感器的像素尺寸已经从~10µm缩小到~2µm，甚至更小。通过减小像素尺寸，可以获得更高的空间分辨率。同时，这也给每个像素上微透镜的功能带来了问题。在本例中，我们研究了像素尺寸等于或低于2µm的CMOS传感器的性能。采用严格的FMM/RCWA进行仿真，以验证微透镜的有效性。

 

建模任务

 

模拟&设置：单平台互操作性

建模技术的单平台互操作性

在模拟中达到正确的精度-速度平衡需要对系统的每个部分使用不同的建模技术，这样可以在不过度计算的情况下考虑相关影响。

 

 平面波光源

 微透镜阵列

 彩色滤光片(吸收介质)

 通过基底传播

 探测

 

连接建模技术：微透镜

 

 

连接建模技术：彩色滤光片

 

连接建模技术：可编程介质

 

连接建模技术：自由空间传播

 

连接建模技术：堆栈

在VirtualLab Fusion中，堆栈是配置具有小特征尺寸和距离结构的一种便捷的方法。在这些容器中，可以包含多种类型的表面和介质来表示结构的各个方面。请注意，整个堆栈使用了相同的建模技术。

 

 

 微透镜阵列

 彩色滤光片(吸收介质)

 通过基底传播

 探测

 

元件内场分析器：FMM

 

模拟结果

 

像素尺寸为2.0µm的微透镜(x-z平面模拟)

 

像素尺寸为1.8µm的微透镜(x-z平面模拟)

 

像素尺寸为1.6µm的微透镜(x-z平面模拟)

 

3D仿真与结果比较

 

3D仿真与结果比较