瞬時画像処理並列プロセッサ内蔵高感度高精細増幅型個体撮像システムの研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13305024
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 須川 成利 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (70321974)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大見 忠弘 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 教授 (20016463) ; 小谷 光司 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20250699)
• Keywords: 固体撮像システム / 並列画像処理 / 画像データ圧縮 / 高感度撮像素子

Research Abstract

本研究は、世界規模の情報を瞬時に取り込み、加工し、伝送または記録保存し、必要な情報を瞬時に検索し活用できる個人端末規模の小型携帯システムを実現するための要となる高画質画像情報の瞬時伝送、保存記録、検索技術の基礎を築くことを目的とし、撮像時に画像信号からその画像がもつ特徴量・属性を抽出してオブジェクト分離を行うことにより高品質高画質超高圧技術の確立を目指す。
本年度は、高感度高速撮像デバイス・プロセス技術とオブジェクト抽出回路アルゴリズムの基礎技術開発を並行して行った。高感度・高速撮像デバイス・プロセス技術開発においては、まず、新規な2段シャワープレートマイクロ波励起高密度プラズマ装置を作成した。この装置を用いて、Kr/NH_3ガスを同装置に導入してシリコンを直接窒化し、世界で初めて従来の熱酸化膜を上回る高品質なSi_3N_4膜を形成することに成功した。この技術は高誘電率ゲートSi_3N_4膜トランジスタ形成にも拡大展開し高性能な次世代100nm微細化世代のトランジスタを作成した。また、C_4F_8/CO/O_2/Arガスを導入してガスの過剰解離を抑えてダメージフリーのシリコン酸化膜微細ホールエッチングを行うことに成功した。これにより画素フォトダイオード上の層間絶縁膜にホールを形成し、続いてホール内壁側面にSi_3N_4膜を形成する垂直導光路形成の目処がついた。また、オブジェクト抽出回路アルゴリズムに関しては、まず、新規な雑音除去機能を備えた高S/N高感度COMSイメージセンサの実用化を行った。さらにこれを発展させた1msの時間単位で特徴量抽出並列演算を行うための画素部高S/N演算処理回路を考案し設計検証した。
次年度には、こうした成果を活かし、高感度光電変換素子に、隣接画素間を配線で相互接続し層間フィルタリング演算を行う画素回路を考案接続し、さらに画像の属性・特徴量を撮像しながら画素部で前処理演算を行うオブジェクト抽出回路アルゴリズムを備えた新規撮像素子の開発に取り組む。

Research Products

• [Publications] A.Morimoto, K.Kotani, S.Sugawa, T.Ohmi: "Interconnect and Substrate Structure for Gigascale Integration"JAPANASE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS. 40・4B. 3038-3043 (2001)
• [Publications] S.Inoue, K.Sakurai. I.Ueno, T.Koizumi, H.Hiyama, T.Asaba, S.Sugawa: "A 3.25M-pixel APS-C size CMOS Image Sensor"2001 IEEE Workshop on Charge-Coupled Devices and Advanced Image Sensors. 2001. 16-19 (2001)
• [Publications] C.J.Zhong, H.Tanaka, M.Hirayama, S.Sugawa, T.Ohmi: "Deposition of high quality silicon films by Kr/O2/SiH4 high-density and low ions energy plasma at low temperature (400℃)"International Microelectronics Conference. 2001. 41-47 (2001)
• [Publications] S.Sugawa, I.Ohshima, H.Ishino, Y.Saito, M.Hirayama, T.Ohmi: "Advantage of Silicon Nitride Gate insulator Transistor by using Microwave-Excited High-Density Plasma for applying 100nm Technology Node"2001 International Electron Device Meeting, TECHNICAL DIGEST. 2001. 817-820 (2001)