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Le capteur d’images Cmos réconcilie vitesse et sensibilité

Ridha Loukil

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Le capteur d’images Cmos réconcilie vitesse et sensibilité

Capteur d'images Cmos

L’institut Fraunhofer a développé une technologie de capteur d’images Cmos qui booste la sensibilité par un facteur 10 tout en multipliant la vitesse de lecture par un facteur 100. Une innovation idéale pour les applications à faible lumière comme l’astronomie, la spectroscopie ou la radiographie à rayons X.

En matière de capteurs d’images Cmos, plus besoin de choisir entre haute sensibilité et grande vitesse de lecture. Les chercheurs de l’Institut Fraunhofer pour les circuits microélectroniques et systèmes (IMS) ont développé une technologie de photodétection qui réconcilie les deux exigences. De quoi satisfaire des applications à faible luminosité comme l’astronomie, la spectroscopie ou encore la radiographie à rayon X.

Les capteurs d'images Cmos constituent de plus en plus l’œil électronique des appareils photo numériques, smartphones, webcams et autres caméras. Ils sont beaucoup moins chers à produire que les capteurs d'images CCD, et présentent des performances supérieures en termes de consommation d'énergie et d’intégration. Leur utilisation réduit non seulement les sollicitations de la batterie, mais aussi la taille des caméras.

Seulement voilà : les capteurs d'images Cmos conventionnels ne conviennent pas aux applications à faible luminosité. L’augmentation de la sensibilité passe par l’emploi de pixels plus gros dans la matrice de photodétection. Or des pixels plus gros signifiaient jusqu’ici mécaniquement une vitesse de lecture plus faible.

Les chercheurs de l’Institut Fraunhofer (IMS) ont trouvé le moyen de faire tomber cette limite. Avec la technologie de photodétection LDPD (lateral drift field photodetector) qu’ils ont mise au point, il devient possible d’augmenter la taille des pixels à 10 µm, contre environ 1 µm pour les produits actuels. Dans le même temps, la vitesse de lecture a été multipliée par 100 grâce à l’intégration d’un accélérateur à champ électrique. Cette technologie brevetée serait idéale pour les applications à faible luminosité. Elle intéresse également les caméras 3D à temps de vol utilisées dans les interfaces gestuelles (comme le périphérique de jeux Kinect de Microsoft) ou les dispositifs anticollision des voitures (piste à l’étude chez TriDiCam GmbH).

Pour produire le nouveau capteur, les chercheurs de Fraunhofer ont amélioré le processus de fabrication actuel basé sur une gravure de 0,35 µm en utilisant le calcul et la simulation. Un prototype est déjà disponible. La production en série est attendue pour l'année prochaine.

Ridha Loukil

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