2011年3月4日,日本大河内纪念会将第57届(平成22年度)大河内纪念奖授予了索尼开发的“背射型CMOS”。大河内纪念奖以生产工程学上的出色研究成果为评奖对象。索尼公司开发的“背射型CMOS图像传感器”拥有500万像素,像素间隔为1.7μm,图像数据的输出速度高达60帧/秒。与其他同样大小尺寸的CMOS相比,实现了+8dB的SN比(感光度+6dB、噪点-2dB)。
Exmor R CMOS与之前的表面照射型CMOS构造不一样,采用了将原来放在金属线路和晶体管背面的硅基板置于前面,让光照射到硅基板上在内侧积累电荷,从而形成电流通路(如图)。由于不金属线路和晶体管的阻碍,因此大大增加了进入每个像素的光量,同时可以根据光射入的角度不同有效抑制感光度的降低,从而实现了高感光度和低噪点的优秀性能。并且采用多层金属线路和自由的小型晶体管结构,实现了高速化和高性能化。
但是,与表面照射型CMOS相比,其在构造或工艺上会产生噪点、暗电流、混色等现象,会使SN比和画质随之降低。为此,索尼最新开发了光敏二极管技术和优化的片上透镜,使感光度达到+6dB,有效的抑制了暗电流、像素丢失的现象,实现了-2dB的低噪点。并且融入了高精度定位技术,从而有效的克服了混色的难题。
目前,长崎半导体制造公司用于数码相机以及手提电话的CMOS感光元件的生产,包括背射型CMOS感光元件。同时,Cell Broadband Engine处理器和RSX图形芯片仍然继续生产。预计收回该工厂后,索尼图像传感器产量将翻倍,每月产量可达4万件。