什么是FSI图像传感器技术?电力传感器技术应做何突破?

传感器技术是现代不可缺少的技术类型之一，对于传感器技术，大家有必要有所了解。想要从基本内容开始了解传感器技术，可翻阅小编往期文章。本文中，小编将对FSI图像传感器技术予以介绍，并对电力传感器需要突破的4大技术进行分析。

一、FSI图像传感器技术

传统上，图像传感器按照制造流程而设计。因此，对最终器件而言，光是从前面的金属控制线之间进入，然后再聚焦在光电检测器上。一直以来，对于较大的像素，FSI都十分有效，因为像素堆叠(pixel stack)高度与像素面积之比很大，致使像素的孔径也很大。日益缩小的像素需要一系列像素技术创新来解决前面照度技术在材料和制造方面的局限性。比如，FSI已经采取众多创新技术和工艺改进，如形状优化微透镜、色彩优化滤光、凹式像素阵列、光导管和防反射涂层等技术，以优化FSI像素的光路径。

进入FSI像素的光最初被带有防反射涂层的微透镜(microlen)聚焦，该微透镜也作为孔径使用。在手机中，微透镜的设计必需能够满足镜头质量和更大主光角(chief ray angle)要求。光通过微透镜，汇聚在针对微光响应和信噪比(SNR)优化而设计、具有最佳密度和厚度的彩色滤光器上，确保被完全分离为三原色分量。微透镜的曲率和厚度必须精心选择，以使色彩滤波器传输的光尽可能多地为光导管所接收。

虽然光导管是设计用于聚集从微透镜发出的光，并使其以窄光束形式通过互连金属和隔离堆叠，但它仍然能够有效缩短光堆叠高度(见图1中心的示意图)，使平行光束被导入光电二极管区域(图2)。

光导管必须汇聚由孔径确定的光锥和主光角(CRA)范围内的任何光线。更先进的半导体制造工艺采用更小的特征尺寸，并从铝工艺转向铜工艺，能够提供更窄的金属宽度，实现更宽的光导管。结合这些改进，像素阵列可以是凹式，把像素阵列之上的堆叠高度降至仅两个金属层的厚度。

一旦光导管把光子传送到硅片表面，光电二极管开始工作。鉴于硅片的光吸收特性，光电二极管的区域应该延伸至几个微米的深度。在设计光电检测器时，可把耗尽深度(depletion depth)延伸入硅晶圆，使光子收集与保存的空间分辨率最大化(见图1最右边的示意图)。其关键在于尽量增大相邻光电二极管之间的隔离，并形成一个深结(deep junction)，以消除较大波长光子产生的、没有在光电二极管中被吸收的任何光电荷。

二、电力传感器技术突破点

眼下，我国电力传感器需要突破的核心技术，主要集中在以下四个方面：

1.突破电力传感材料和器件技术。

研制交直流电气量传感器，满足直流量测、电能质量等需求;培育低成本、高可靠、可与一次设备融合设计的电流、局放、气体及振动等光学传感器件;加快声表面波、红外及热电堆等非接触型温度传感器的研发。

2.研发低功耗、宽窄融合无线传感网协议和产品，以适应电力感知需求，兼顾超低功耗、带宽等指标;建立基于一致性通信协议与评测方法的无线传感网络互联互通及评测体系，解决不同供应商产品与协议的兼容性以及各项性能评估问题。

3.针对电力感知应用具有快速响应的特征，形成智能分析技术平台，实现“传感+就地分析”。基于“平台+应用”模式，将感知与测量、控制深度结合，解决电力智能传感器技术和应用的碎片化问题。

4.掌握传感器取能和集成封测技术。

研究环境微能收集技术的应用和优化，研发与电力传感器融合集成的取能器件。针对电力系统强电磁干扰等工况特点进行集成设计，研制集传感、通信、计算、安全及取能等功能于一体的智能传感器，形成系列化产品，并建立耐候性、可靠性试验验证体系。