Fraunhofer IMS CMOS-Sensoren erkennen durch einen neuen Fertigungsprozess Farbe

Forscher des Fraunhofer Instituts für Mikroelektrische Schaltungen und Systeme in Duisburg haben einen Fertigungsprozess für CMOS-Bildsensoren entwickelt, damit diese auch das Farbspektrum verarbeiten können. Solche Sensoren lassen sich beispielsweise in Fahrerassistenzsystemen verwenden.

Anbieter zum Thema

Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG

Kisling AG

Fraunhofer-Gesellschaft z.För. d. angewandten Forschung e.V.

Für Fahrassistenzsysteme sind hochwertige Kameras notwendig. Sie müssen hohe Umgebungstemperaturen aushalten sowie besonders klein, leicht und robust sein. Automobilhersteller greifen in diesen Fällen auf CMOS-Sensoren zurück. Das sind Halbleiterchips, die Lichtsignale in elektrische Impulse verwandeln und auch in den meisten Digitalkameras eingebaut sind. Doch bisher sind die Sensoren für Industrie- und Spezialkameras meist farbenblind.

Nun bringen Forscher vom Fraunhofer-Institut für Mikroelektrische Schaltungen und Systeme IMS in Duisburg Farbe ins Spiel: Sie haben einen neuen Fertigungs-Prozess für CMOS-Bildsensoren entwickelt, damit der Chip Farbe sehen kann. Üblicherweise werden die Bildsensoren auf Silizium-Wafer mithilfe eines Halbleiterverfahrens hergestellt, dem so genannten CMOS-Prozess.

„Wir haben ein Farbfiltersystem in den Prozess integriert“, erklärt Prof. Dr. Holger Vogt, stellvertretender Institutsleiter am IMS. „So wie das menschliche Auge spezielle Zapfentypen benötigt, muss man Farbfilter vor die Sensoren schalten, damit sie Farben erkennen können.“ Diese Aufgabe übernehmen gefärbte Polymere in den Grundfarben Rot, Grün und Blau.

Pixel erhalten eine der drei Grundfarben

Jedes Pixel auf dem Sensor ist mit einer der drei Farben beschichtet. Dazu „schleudert“ eine Maschine eine Mikrometer dicke Polymerschicht auf die Sensorscheibe auf. Mithilfe von UV-Licht und einer Maske, die nur an den gewünschten Pixeln lichtdurchlässig ist, wird die Farbe an den entsprechenden Stellen ausgehärtet und der Rest wird abgewaschen. Zusätzliche spezielle Mikrolinsen helfen, das Licht effizienter einzufangen und zu messen: Mit einem durchsichtigen Polyimid bekommt jedes einzelne Pixel seine eigene Linse, um die Lichtempfindlichkeit des Bildsensors auf fast das Doppelte zu steigern.

(ID:320981)