2014 Fiscal Year Annual Research 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
| Project/Area Number |
24560401
|
|---|
| Research Institution | Shizuoka University |
|---|
Principal Investigator |
小野 篤史 静岡大学, 電子工学研究所, 准教授 (20435639)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
|
| Keywords | フォトダイオード / プラズモン / SOI / 金ナノ粒子 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
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．
初年度に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．計算結果より，SOI膜厚100nmのフォトダイオードに対する感度向上においては，付着金ナノ粒子の粒径は140nm，金ナノ粒子配列周期は240nmがそれぞれ最適なパラメータであることが分かった．
この最適パラメータをもとに，平成25年度は，従来よりも大きい金ナノ粒子（粒径150nm）を高密度（6.0e8 particles/cm2）に付着する技術を開発した．新技術により開発した金ナノ粒子付きSOIフォトダイオードの感度特性を計測し，金ナノ粒子付着前と比較して約2倍の感度向上を実現した．
平成26年度は，単一波長におけるSOIフォトダイオードの感度向上を目的として，周期配列した金ナノ粒子をセンサ上部に作製した．作製手法には電子線リソグラフィによるリフトオフ法を適用した．粒径180nm，周期260nmの金ナノ粒子を作製した結果，波長660nmにおいて局所的に約2.5倍の感度向上を実現した．
|
