2012 Fiscal Year Annual Research Report
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22560053
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
有吉 哲也 九州工業大学, マイクロ化総合技術センター, 助教 (60432738)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
有馬 裕 九州工業大学, マイクロ化総合技術センター, 教授 (10325582)
馬場 昭好 九州工業大学, マイクロ化総合技術センター, 准教授 (80304872)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | イメージセンサ / 側面光照射 / カラー撮影 / MEMS / カラーフィルタ無し |
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| Research Abstract |
従来の撮像素子はシリコン半導体から作製されたCCD及びCMOS撮像素子が主流であり、可視光から近赤外線の範囲の光（波長範囲：400nm～1100nm）を検知することができる。シリコン半導体を用いた撮像素子そのものには色の分光能力は無い。そのため、カラー撮影するために、別途カラーフィルタを装着したBayer方式あるいは特別な製造プロセスを使って作製したカラー分離フォトダイオード方式がある。本研究では、別途カラーフィルタが不要で、通常のCMOS製造プロセスで作製でき、各色信号を容易に分離できる撮像素子を提案する。具体的には、光をシリコン基板の側面から入射させる方式で、光を検知するPN接合領域が光の入射方向に沿って複数形成された画素構造を有する側面照射型カラー撮像素子を提案する。
撮像素子のP型シリコン基板の表面上に、光の入射方向側から順番に、青色光(B)検出用N型シリコン領域、緑色光(G)検出用N型シリコン領域、赤色光(R)検出用N型シリコン領域、及び近赤外光(IR)検出用N型シリコン領域を形成する。これにより、シリコンに対する侵入長がそれぞれ異なる青、緑、赤及び近赤外光の各光を検出するPN接合部が光の入射方向に沿って形成される。試作したテストデバイスを用いて可視光～近赤外光に対する分光特性を評価し、提案した側面照射型のカラー撮像素子の有効性を確認した。分光特性について、B、G、R、IRにおけるピーク波長はそれぞれ480nm、650nm、775nm、925nmであり、緑と赤に関しては分光特性が長波長側へシフトする結果が得られた。そこで、設計ルールを犯すことなく各光検出領域を短くした新たな構造の画素を提案した。その結果、四色を分離することができ、B、G、R、IRにおけるピーク波長はそれぞれ450nm、525nm、625nm、875nmと、実際の色範囲内に収めることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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