Bessere Kameras: Bis zu 40 Prozent bessere Farbaufnahme dank Nanosäulen

Die taiwanische Foundry TSMC verfügt nicht nur über Fertigungsprozesse für Prozessoren und Grafikkarten. Über das Tochterunternehmen Visera Technologies werden beispielsweise auch Lösungen speziell für optische Empfänger wie beispielsweise Kamerasensoren angeboten. Und genau auf diesem Bereich hat das Unternehmen jüngst einen Fortschritt verkündet: Durch Nanosäulen soll die Lichtausbeute teils deutlich besser werden.

Mehr Licht, weniger Rauschen

Ebendiese ist für gute Fotos entscheidend: Der Sensor muss möglichst viel Licht einfangen, um das Bildrauschen niedrig zu halten. Immer höhere Auflösungen sorgen aber für kleinere Pixelflächen und damit weniger auftreffendes Licht pro Bildpunkt, sodass diese zum Rauschen neigen. Visera Technologies will hier mit den besagten Nanosäulen entgegenwirken. Dabei handelt es sich um winzige Erhebungen auf dem Sensor, durch die die richtigen Wellenlängen zu den richtigen Subpixeln gelenkt werden sollen.

Quelle: Visera Technologies Die Nanosäulen sollen das eintreffende Licht so umleiten, dass jede Wellenlänge nur an die gewünschten Subpixel gelangt. Im Fall eines von Visera Technologies gefertigten Sensor mit 0,8-µm-Pixeln kamen dabei Säulen aus einem Polymer und Titanoxid zum Einsatz, die angeblich durch klassische Lithografie- und Ätzprozesse hergestellt wurden. Gegenüber einem klassischen Bildsensor mit Mikrolinsen soll die Lichtausbeute so um bis zu 40 Prozent im blauen Farbspektrum und um bis zu 16 Prozent im grünen Farbspektrum verbessert worden sein. Bei roten Farbtönen gibt es hingegen nur geringe Verbesserungen, und teils ist die Empfindlichkeit sogar niedriger.

Quelle: Visera Technologies REM-Aufnahme der gefertigten Nanosäulen. Quelle: Visera Technologies Wie die farbigen Graphen zeigen, sollen die Nanosäulen gegenüber dem bisherigen Verfahren (gestrichelt) eine deutlich höhere Quantenausbeute - sprich Lichtempfindlichkeit - ermöglichen. Nur im Bereich um 625 nm ist sie etwas geringer. Ebenso interessant: Cerabyte: Optische Speichertechnik soll unverwüstlich sein und 5.000 Jahre halten

In der Praxis dürfte der Einsatz also wohl das Bildrauschen der grünen und blauen Farbkanäle teils deutlich reduzieren, und beim roten Kanal ähnliche Ergebnisse liefern. Visera Technologies hält es deshalb für gut möglich, dass sich Nanosäulen in Zukunft durchsetzen und bisherige Sensoren mit Mikrolinsen ablösen werden. Ein konkreter Zeitplan wird dabei aber leider nicht genannt, und auch zu den Kosten gibt es noch keine konkrete Angabe. Das Unternehmen spricht aber zumindest davon, dass der neue Ansatz "kosteneffizient" sein soll.

Quelle: Visera Technologies (IEDM 2023)

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Bessere Kameras: Bis zu 40 Prozent bessere Farbaufnahme dank Nanosäulen Die Foundry Visera Technologies hat einen Kamerasensor mit Nanosäulen gefertigt, der insbesondere blaue und grüne Wellenlängen deutlich besser aufnehmen kann. Das kommt dem Bildrauschen zugute.

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