本發(fā)明涉及圖像傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種像素性能的檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

圖像傳感器芯片是電子設(shè)備獲取信息的“眼睛”，已成為電子終端產(chǎn)品不可或缺的標(biāo)準(zhǔn)配置。據(jù)市場(chǎng)調(diào)研公司的“CMOS圖像傳感器產(chǎn)業(yè)狀況”報(bào)告顯示，2020年CMOS圖像傳感器(CIS)市場(chǎng)的營(yíng)業(yè)收入將增長(zhǎng)到160億美元，復(fù)合年均增長(zhǎng)率超過(guò)11％，CMOS圖像傳感器已然成為圖像傳感器乃至集成電路領(lǐng)域備受注目的產(chǎn)品。隨著CMOS圖像傳感器技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)CIS市場(chǎng)將在消費(fèi)類電子、可穿戴設(shè)備、監(jiān)控安防、人工智能等領(lǐng)域得到進(jìn)一步的應(yīng)用和持續(xù)的增長(zhǎng)。

CMOS圖像傳感器種類繁多，從像素分辨率來(lái)分，有30萬(wàn)、100萬(wàn)、500萬(wàn)、1200萬(wàn)等，從芯片尺寸來(lái)分，有1/6英寸、1/4英寸、1/2英寸、APS-C等。此外，還有很多參數(shù)衡量圖像傳感器的像素質(zhì)量或者圖像質(zhì)量，如表一所示。

表一：

但是，由于參數(shù)繁多且專業(yè)性強(qiáng)，通常很難通過(guò)參數(shù)分辨CIS像素的性能。而且目前也很少有一個(gè)指標(biāo)可以把林林總總各種參數(shù)統(tǒng)一起來(lái)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服以上問(wèn)題，本發(fā)明旨在提供一種能夠?qū)ο袼匦阅艿慕y(tǒng)一檢測(cè)方法，方便用戶橫向評(píng)估CMOS圖像傳感器的質(zhì)量。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種一種像素性能的檢測(cè)方法，包括：

步驟01：分別獲取不同工藝階段的像素的參數(shù)；該參數(shù)包括：感光度、暗電流、量子效率、信噪比、動(dòng)態(tài)范圍以及各個(gè)像素尺寸；所述不同工藝階段的像素包括前照式像素工藝階段的像素、背照式像素工藝階段的像素和3D堆疊像素工藝階段的像素；

步驟02：根據(jù)所述參數(shù)計(jì)算出一個(gè)綜合性能指標(biāo)；其中，計(jì)算所述綜合性能指標(biāo)采用的公式為：

其中，QE為量子效率，Sensitivity為感光度、DR為動(dòng)態(tài)范圍、SNR為信噪比、DC為暗電流、Pixel_Size為像素尺寸；

步驟03：根據(jù)綜合性能指標(biāo)判斷像素性能好壞；其中，綜合性能指標(biāo)越高表示像素性能越好。

優(yōu)選地，所述動(dòng)態(tài)范圍包括最大輸出電壓和讀出噪聲，所述信噪比受滿井電荷和噪聲本底的影響。

優(yōu)選地，所述動(dòng)態(tài)范圍與輸出電壓成正比，與讀出噪聲呈反比。

優(yōu)選地，所述信噪比與滿井電荷呈正比，與噪聲本底呈反比。

優(yōu)選地，所述像素包括滾筒像素和/或全局像素。

優(yōu)選地，所述像素為圖像傳感器像素。

本發(fā)明的像素的檢測(cè)方法，通過(guò)設(shè)置綜合性能指標(biāo)，將像素的各個(gè)重要參數(shù)統(tǒng)一反映到綜合性能指標(biāo)中，利用一個(gè)綜合性能指標(biāo)就可以來(lái)監(jiān)控像素的好壞，像素分辨率的高低，提高了檢測(cè)效率。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例的像素性能的檢測(cè)方法的流程示意圖

圖2為本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例的采用FOM值表征典型的滾筒像元得到的發(fā)展趨勢(shì)示意圖

圖3為本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例的采用FOM值表征典型的全局像元得到的發(fā)展趨勢(shì)示意圖

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚易懂，以下結(jié)合說(shuō)明書附圖，對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步說(shuō)明。當(dāng)然本發(fā)明并不局限于該具體實(shí)施例，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所熟知的一般替換也涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

以下結(jié)合附圖1-3和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式、使用非精準(zhǔn)的比例，且僅用以方便、清晰地達(dá)到輔助說(shuō)明本實(shí)施例的目的。

請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)施例的像素性能的檢測(cè)方法包括：

步驟01：分別獲取不同工藝階段的像素的參數(shù)；該參數(shù)包括：感光度、暗電流、量子效率、信噪比、動(dòng)態(tài)范圍以及各個(gè)像素尺寸；

具體的，不同工藝階段的像素包括前照式像素工藝(FSI)階段的像素、背照式像素工藝(BSI)階段的像素和3D堆疊工藝(3D Stacked)階段的像素；像素還包括滾筒像素和/或全局像素，本實(shí)施例的像素為圖像傳感器像素。

步驟02：根據(jù)參數(shù)計(jì)算出一個(gè)綜合性能指標(biāo)；其中，該綜合性能指標(biāo)與量子效率、感光度、動(dòng)態(tài)范圍、信噪比呈正比，與暗電流、像素尺寸呈反比；

具體的，本實(shí)施例的綜合性能指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系表現(xiàn)為公式：

其中，F(xiàn)OM為綜合性能指標(biāo)，QE為量子效率，Sensitivity為感光度、DR為動(dòng)態(tài)范圍、SNR為信噪比、DC為暗電流、Pixel_Size為像素尺寸；動(dòng)態(tài)范圍包括最大輸出電壓和讀出噪聲，信噪比包括滿井電荷(full well charge)和噪聲本底(noise floor)；動(dòng)態(tài)范圍與輸出電壓成正比，與讀出噪聲呈反比；信噪比與full well charge呈正比，與noise floor呈反比。

如表二，本實(shí)施例的綜合性能指標(biāo)和各參數(shù)的關(guān)系可表示如下：

表二：

表二中，向上箭頭表示增加，向下箭頭表示減小。

步驟03：根據(jù)綜合性能指標(biāo)判斷像素性能好壞。

具體的，結(jié)合綜合性能指標(biāo)的公式，從表二中直觀地可以評(píng)價(jià)出FOM所反映的像素的好壞，F(xiàn)OM越高，像素越好，像素分辨率越高。例如，像素尺寸越小，F(xiàn)OM越高，表示像素越好，像素分辨率越高。這與現(xiàn)在像素工藝的發(fā)展趨勢(shì)是一致的。通過(guò)本實(shí)施例所設(shè)置的綜合性能指標(biāo)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)像素的各個(gè)參數(shù)的整合并統(tǒng)一表現(xiàn)成一個(gè)指標(biāo)來(lái)監(jiān)控像素的質(zhì)量好壞。

請(qǐng)參閱圖2，對(duì)于滾筒像素來(lái)說(shuō)，在FSI、BSI和3D Stacked三個(gè)階段，像素尺寸的大小與FOM的大小呈正比關(guān)系。請(qǐng)參閱圖3，對(duì)于全局像素來(lái)說(shuō)，在FSI、BSI和3D Stacked三個(gè)階段，像素尺寸的大小與FOM的大小也呈正比關(guān)系。

請(qǐng)參閱表三，其中，Rolling Shutter為滾筒像素，Global Shutter為全局像素，表三中將滾筒像素和全局像素的各個(gè)參數(shù)和FOM指標(biāo)的關(guān)系均列出來(lái)，可以直觀清晰看到，F(xiàn)OM指標(biāo)能夠較為準(zhǔn)確地反映出像素的好壞。因此，本實(shí)施例的像素的檢測(cè)方法，通過(guò)設(shè)置FOM指標(biāo)，將像素的各個(gè)重要參數(shù)統(tǒng)一反映到FOM指標(biāo)中，利用一個(gè)FOM指標(biāo)就可以來(lái)監(jiān)控像素的好壞，像素分辨率的高低，提高了檢測(cè)效率。

表三：

雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然所述實(shí)施例僅為了便于說(shuō)明而舉例而已，并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下可作若干的更動(dòng)與潤(rùn)飾，本發(fā)明所主張的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求書所述為準(zhǔn)。