2012 Fiscal Year Research-status Report
モノリシック集積型高感度ＳＯＩフォトダイオードの開発
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24560401
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
小野 篤史 静岡大学, 若手グローバル研究リーダー育成拠点, 特任助教 (20435639)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | フォトダイオード |
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| Research Abstract |
本研究目的は，次世代CMOSとして注目されているSOIデバイスに光検出器を同一基板上に実装することである．SOI光検出器の感度を大幅に向上させる技術を開拓するため，本研究では受光面上に金ナノ粒子を付着した新しいSOI-PINフォトダイオードを開発する．SOI-PINフォトダイオードの光吸収効率向上のため，デバイス作製および計測だけでなく，シミュレーションによる吸収増大メカニズムの解明と構造最適化を実施する．平成24年度は，(1) SOIフォトダイオードの作製，(2) 金ナノ粒子付着密度制御と吸収スペクトルの取得，(3) 金ナノ粒子の粒径と密度の最適条件の探索，に取り組んだ．
SOIを厚さ100nmに薄膜化すると同時にパターニングを施し，イオン注入によりPINを形成した．受光面積は50ミクロン×50ミクロンを基準として，幅や長さを変えた構造を複数作製した．熱酸化によりSOI表面にシリコン酸化膜を形成後，アルミニウムにて配線することによりフォトダイオードを作製した．
シランカップリング剤と金コロイドを用いることにより，金ナノ粒子をシリコン酸化膜上に付着した．金コロイドの濃度，ディップ時間により，金ナノ粒子の付着密度を調べた．SEM観察により，粒子密度と単分散性を確認した．吸収スペクトルを取得し，波長520nm近傍に吸収ピークが現れることを確認した．
作製デバイスをモデル化し，SOI内部の光吸収効率を計算することにより，金ナノ粒子の粒径と密度を最適化した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成24年度の研究計画を全て遂行し，期待通りの研究成果が得られているため．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成25年度以降は，(1) 作製したSOI-PINフォトダイオードのデバイス評価，(2) 金ナノ粒子付きSOI-PINフォトダイオードのデバイス評価，(3) 金ナノ粒子周期配列手法の確立，に主に取り組む．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
平成25年度に計画しているデバイス評価に必要な物品を主に購入する．
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