Development of silicon trench photodiodes for low-light-intensity and high-speed imaging

Research Project

Project/Area Number	25K07871
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 21060:Electron device and electronic equipment-related
Research Institution	Fukuoka Institute of Technology
Principal Investigator	有吉哲也福岡工業大学, 情報工学部, 准教授 (60432738)
Project Period (FY)	2025-04-01 – 2028-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2025)
Budget Amount *help	¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000) Fiscal Year 2027: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000) Fiscal Year 2026: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000) Fiscal Year 2025: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Keywords	光センサー / X線・赤外線センサー / 半導体 / シリコン / フォトダイオード
Outline of Research at the Start	光センサーは画像診断や各種分析において重要な役割を担い、高速応答と高受光感度が求められる。「光」はX線や赤外線も含まれる。安価で無害なシリコン材料をX線・赤外線センサーとして利用するが、PN接合フォトダイオードをトレンチ（溝）状に形成して光有感領域を拡大することでX線・赤外線の受光感度を改善し、高速応答も両立する。本研究ではこの提案フォトダイオード自体の幅などを縮小して寄生容量を抑え、次世代のX線撮像の光子計数型X線CTとして安定的動作な5億カウント/(mm^2・s)のX線光子計数率を目標とする。更にこの提案フォトダイオードをアレイ化し、赤外線イメージセンサーへの応用展開も探る。