FSI圖像傳感器技術的簡介和電力傳感器技術應該如何進一步發展說明

　　傳感器技術是現代不可缺少的技術類型之一，對于傳感器技術，大家有必要有所了解。想要從基本內容開始了解傳感器技術，可翻閱小編往期文章。本文中，小編將對FSI圖像傳感器技術予以介紹，并對電力傳感器需要突破的4大技術進行分析。如果你對傳感器技術具有興趣，不妨繼續往下閱讀哦。

　　一、FSI圖像傳感器技術

　　傳統上，圖像傳感器按照制造流程而設計。因此，對最終器件而言，光是從前面的金屬控制線之間進入，然后再聚焦在光電檢測器上。一直以來，對于較大的像素，FSI都十分有效，因為像素堆疊（pixel stack）高度與像素面積之比很大，致使像素的孔徑也很大。日益縮小的像素需要一系列像素技術創新來解決前面照度技術在材料和制造方面的局限性。比如，FSI已經采取眾多創新技術和工藝改進，如形狀優化微透鏡、色彩優化濾光、凹式像素陣列、光導管和防反射涂層等技術，以優化FSI像素的光路徑。

　　進入FSI像素的光最初被帶有防反射涂層的微透鏡（microlen）聚焦，該微透鏡也作為孔徑使用。在手機中，微透鏡的設計必需能夠滿足鏡頭質量和更大主光角（chief ray angle）要求。光通過微透鏡，匯聚在針對微光響應和信噪比（SNR）優化而設計、具有最佳密度和厚度的彩色濾光器上，確保被完全分離為三原色分量。微透鏡的曲率和厚度必須精心選擇，以使色彩濾波器傳輸的光盡可能多地為光導管所接收。

　　雖然光導管是設計用于聚集從微透鏡發出的光，并使其以窄光束形式通過互連金屬和隔離堆疊，但它仍然能夠有效縮短光堆疊高度（見圖1中心的示意圖），使平行光束被導入光電二極管區域（圖2）。

　　光導管必須匯聚由孔徑確定的光錐和主光角（CRA）范圍內的任何光線。更先進的半導體制造工藝采用更小的特征尺寸，并從鋁工藝轉向銅工藝，能夠提供更窄的金屬寬度，實現更寬的光導管。結合這些改進，像素陣列可以是凹式，把像素陣列之上的堆疊高度降至僅兩個金屬層的厚度。

　　一旦光導管把光子傳送到硅片表面，光電二極管開始工作。鑒于硅片的光吸收特性，光電二極管的區域應該延伸至幾個微米的深度。在設計光電檢測器時，可把耗盡深度（depletion depth）延伸入硅晶圓，使光子收集與保存的空間分辨率最大化（見圖1最右邊的示意圖）。其關鍵在于盡量增大相鄰光電二極管之間的隔離，并形成一個深結（deep junction），以消除較大波長光子產生的、沒有在光電二極管中被吸收的任何光電荷。

　　二、電力傳感器技術突破點

　　眼下，我國電力傳感器需要突破的核心技術，主要集中在以下四個方面：

　　1.突破電力傳感材料和器件技術。

　　研制交直流電氣量傳感器，滿足直流量測、電能質量等需求;培育低成本、高可靠、可與一次設備融合設計的電流、局放、氣體及振動等光學傳感器件;加快聲表面波、紅外及熱電堆等非接觸型溫度傳感器的研發。

　　2.研發低功耗、寬窄融合無線傳感網協議和產品，以適應電力感知需求，兼顧超低功耗、帶寬等指標;建立基于一致性通信協議與評測方法的無線傳感網絡互聯互通及評測體系，解決不同供應商產品與協議的兼容性以及各項性能評估問題。

　　3.針對電力感知應用具有快速響應的特征，形成智能分析技術平臺，實現“傳感+就地分析”?；凇捌脚_+應用”模式，將感知與測量、控制深度結合，解決電力智能傳感器技術和應用的碎片化問題。

　　4.掌握傳感器取能和集成封測技術。

　　研究環境微能收集技術的應用和優化，研發與電力傳感器融合集成的取能器件。針對電力系統強電磁干擾等工況特點進行集成設計，研制集傳感、通信、計算、安全及取能等功能于一體的智能傳感器，形成系列化產品，并建立耐候性、可靠性試驗驗證體系。