FRAMOS Technologies Inc.의 Darren Bessette이 설명한 소니의 센서 변천사입니다

전통적인 CMOS 센서에서 수집된 신호는 CDS를 통해 수직 회로에서 수평 회로로 옮겨진 후 ADS를 거쳐 디지털 데이터가 되지만, 소니의 1세대 Exmor 센서는 아날로그/디지털 신호를 줄여주기 위해 CDS-ADC-CDS를 거쳐 디지털 회로가 되어 수직 회로로 전달됩니다.

그럼 1세대에서 2세대, 2세대에서 3세대로 가면서 무엇이 바뀌느냐. 일단 제조에 쓰이는 재료가 알루미늄에서 구리로 바뀌고, 제조 공정은 90nm에서 65nm가 됩니다.

그 다음 세대에선 화소 구멍의 깊이를 늘리고 적외선(NIR) 등 파장이 긴 빛의 감광 성능을 늘려 다이나믹 레인지를 개선, 동시에 더 많은 전자 신호를 저장할 수 있도록 했습니다. 위 이미지의 PD는 포토다이오드를 가리키는데 빛을 전기 신호로 바꿔줍니다. 더욱 깊어져 더 많은 감광 위치가 생기게 되지요.

이면조사 센서(BSI)는 포토 다이오드와 메탈 와이어의 위치를 뒤집었습니다. 기존 센서의 뒷면이었던 부분으로 빛을 받아들이게 하는 것이지요. 이렇게 해서 감광 능력이 개선되고 회로의 간섭으로 인한 노이즈도 줄었습니다. 이게 5세대 Exmor.

5세대는 3세대 센서를 기반으로 BSI를 만들었습니다. 6세대는 4세대의 깊은 구조를 활용해서 BSI를 만들었지요. 그래서 4세대의 장점과 5세대의 장점을 모두 누릴 수 있습니다. 또 적층식 구조로 감광 평면은 최상츤, 신호 처리 회로는 그 뒤에 쌓아 화소를 더욱 늘릴 수 있게 됐습니다.