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三次元ヘテロ集積化技術を用いた積層型立体画像センサーLSIの開発

研究課題

研究課題/領域番号 15H02246
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関東北大学

研究代表者

小柳 光正  東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 名誉教授 (60205531)

研究分担者 木野 久志  東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (10633406)
田中 徹  東北大学, 医工学研究科, 教授 (40417382)
ベ ジチョル  東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 助教 (40509874)
清山 浩司  長崎総合科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 研究員 (60412722)
橋本 宏之  東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 学術研究員 (80589432)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
44,980千円 (直接経費: 34,600千円、間接経費: 10,380千円)
2017年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
2016年度: 15,470千円 (直接経費: 11,900千円、間接経費: 3,570千円)
2015年度: 21,840千円 (直接経費: 16,800千円、間接経費: 5,040千円)
キーワード電子デバイス・機器 / 先端機能デバイス / 半導体物性 / システムオンチップ / スマートセンサ情報システム
研究成果の概要

積層型画素を有するイメージセンサー素子の実現可能性を明らかにするために、吸収スペクトル・分光感度特性を基にSiの光学フィルタとしての特性を評価した。その結果、色再現の際の色の分離、ホワイトバランス向上のためには、積層型画素の積層数をできるだけ増やした方が良いことが分かった。積層型画素を有するイメージセンサー素子では、反射防止膜の最適化が重要であることも分かった。多層積層型イメージセンサー素子の光学フィルタとしての機能を中心に、3次元積層型イメージセンサーLSIとしての特性を評価するために、多層Siフィルタを搭載した3次元積層型イメージセンサーLSIを試作し、動作させることに成功した。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 7件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 18件、 招待講演 10件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] マルチウェル構造TSVを用いたTSV側壁界面評価方法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      菅原 陽平, 木野 久志, 福島 誉史, 田中 徹
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌 C

      巻: J101-C ページ: 58-65

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 3-D Sidewall Interconnect Formation Climbing Over Self-Assembled KGDs for Large-Area Heterogeneous Integration2017

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Fukushima, Akihiro Noriki, Jichoel Bea, Mariappan Murugesan, Hisashi Kino, Koji Kiyoyama, Kang-Wook Lee, Tetsu Tanaka, and Mitsumasa Koyanagi
    • 雑誌名

      IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES

      巻: 64 号: 7 ページ: 2912-2918

    • DOI

      10.1109/ted.2017.2705562

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Self-Assembly and Electrostatic Carrier Technology for Via-Last TSV Formation Using Transfer Stacking-Based Chip-to-Wafer 3-D Integration2017

    • 著者名/発表者名
      Hideto Hashiguchi , Takafumi Fukushima , Hiroyuki Hashimoto, Ji-Cheol Bea, Mariappan Murugesan, Hisashi Kino, Tetsu Tanaka, and Mitsumasa Koyanagi
    • 雑誌名

      IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES

      巻: 64 号: 12 ページ: 5065-5072

    • DOI

      10.1109/ted.2017.2767598

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Self-Assembly Based Multichip-to-Wafer Bonding Technologies for 3D/Hetero Integration2016

    • 著者名/発表者名
      T. Fukushima, K.W. Lee, T. Tanaka, and M. Koyanagi
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: 75 号: 9 ページ: 285-290

    • DOI

      10.1149/07509.0285ecst

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Oxide-Oxide Thermocompression Direct Bonding Technologies with Capillary Self-Assembly for Multichip-to-Wafer Heterogeneous 3D System Integration2016

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Fukushima, Hideto Hashiguchi, Hiroshi Yonekura, Hisashi Kino, Mariappan Murugesan, Ji-Chel Bea, Kang-Wook Lee , Tetsu Tanaka and Mitsumasa Koyanagi
    • 雑誌名

      Micromachines

      巻: 7 号: 10 ページ: 184-184

    • DOI

      10.3390/mi7100184

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Impact of Chip-Edge Structures on Alignment Accuracies of Self-Assembled Dies for Microelectronic System Integration2015

    • 著者名/発表者名
      Yuka Ito, Takafumi Fukushima, Hisashi Kino, Kang-Wook Lee, Tetsu Tanaka, Mitsumasa Koyanagi
    • 雑誌名

      Journal of Microelectromechanical Systems

      巻: 25 号: 1 ページ: 91-100

    • DOI

      10.1109/jmems.2015.2480787

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Novel Hybrid Bonding Technology Using Ultra-High Density Cu Nano-Pillar for Exascale 2.5D/3D Integration2015

    • 著者名/発表者名
      Kangwook Lee, Jichel Bea, Takafumi Fukushima, Suresh Ramalingam, Xin Wu, Tetsu Tanaka, and Mitsumasa Koyanagi
    • 雑誌名

      IEEE Electron Device Letters

      巻: 37 号: 1 ページ: 81-83

    • DOI

      10.1109/led.2015.2502584

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Recent progress in 3D integration technology2015

    • 著者名/発表者名
      Mitsumasa Koyanagi
    • 雑誌名

      IEICE Electronics Express

      巻: 12 号: 7 ページ: 20152001-20152001

    • DOI

      10.1587/elex.12.20152001

    • NAID

      130005063774

    • ISSN
      1349-2543
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際共著
  • [学会発表] スピン塗布型BCBライナー絶縁膜を用いたTSV形成技術2018

    • 著者名/発表者名
      李 晟豪, 菅原 陽平, 伊藤 誠人, 木野 久志, 福島 誉史, 田中 徹
    • 学会等名
      エレクトロニクス実装学会春季講演大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Minimized Hysteresis and Low Parasitic Capacitance TSV with PBO (Polybenzoxazole) Liner to Achieve Ultra-High-Speed Data Transmission2017

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Kino, Masataka Tashiro, Yohei Sugawara, Seiya Tanikawa, Takafumi Fukushima, and Tetsu Tanaka
    • 学会等名
      IEEE International Interconnect Technology Conference (IITC 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Remarkable Suppression of Local Stress in 3D IC by Manganese Nitride-Based Filler with Large Negative CTE2017

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Kino, Takafumi Fukushima, Tetsu Tanaka
    • 学会等名
      IEEE Electronic Components and Technology Conference (ECTC2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3D-IC Technology and Reliability Challenges2017

    • 著者名/発表者名
      Tetsu Tanaka
    • 学会等名
      International Workshop on Junction Technology(IWJT2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Temporary Bonding and De-bonding for Multichip-to-Wafer 3D Integration Process Using Spin-on Glass and Hydrogenated Amorphous Si2017

    • 著者名/発表者名
      M. Murugesan, T. Fukushima and M. Koyanagi
    • 学会等名
      IEEE Electronic Components and Technology Conference (ECTC2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Heterogeneous 3D/2.5D Integration toward IoT and AI era, Mitsumasa Koyanagi, Tohoku University2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsumasa Koyanagi
    • 学会等名
      Symposium on VLSI Technology (Short Course)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Characterization of Cu-TSVs Fabricated by a New All-Wet Process2017

    • 著者名/発表者名
      Miao Xiong,Yangyang Yan, Yingtao Ding,Hisashi Kino, Takafumi Fukushima, Tetsu Tanaka
    • 学会等名
      International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Challenges and Benefits of 3D Stacked IC Packages2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsumasa Koyanagi
    • 学会等名
      Cooling Technology Workshop (CTW2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Novel 3D/2.5D Heterogeneous Integration Technologies for IoT and AI2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsumasa Koyanagi
    • 学会等名
      International Conference on Advanced Materials (IUMRS-ICA2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] New 2.5/3D Assembly Based on Micro-scale Assembly2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsumasa Koyanagi
    • 学会等名
      3D Architectures for High Density Integration and Packaging (3D-ASIP2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Improving the Integrity of Ti Barrier Layer in Cu-TSVs Through Self-Formed TiSix for Via-Last TSV Technology2016

    • 著者名/発表者名
      Murugesan Mariappan, JiChel Bea, Takafumi Fukushima, Makoto Motoyoshi, Tetsu Tanaka and Mitsumasa Koyanagi
    • 学会等名
      IEEE International 3D System Integration Conference (3DIC)
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      2016-11-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nano-scale Cu direct bonding using ultra-high density Cu nano-pillar (CNP) for high yield exascale 2.5/3D integration applications2016

    • 著者名/発表者名
      Kangwook. Lee, Ai Nakamura, Jicheol Bea, Takafumi Fukushima, Suresh Ramalingam, Xin Wu, Tanaka Tanaka, and Mitsumasa Koyanagi
    • 学会等名
      IEEE International 3D System Integration Conference (3DIC)
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      2016-11-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] New Multichip-to-Wafer 3D Integration Technology Using Self-Assembly and Cu Nano-Pillar Hybrid Bonding2016

    • 著者名/発表者名
      M. Koyanagi, K.W. Lee, T. Fukushima, and T. Tanaka
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Solid-State and Integrated Circuit Technology (ICSICT2016)
    • 発表場所
      Hangzhou, China
    • 年月日
      2016-10-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Transfer and Non-Transfer 3D Stacking Technologies Based on Multichip-to-Wafer Self-Assembly and Direct Bonding2016

    • 著者名/発表者名
      T. Fukushima, H. Hashiguchi, H. Kino, M. Murugesan, J. Bea, H. Hashimoto, K. Lee, T. Tanaka and M. Koyanagi
    • 学会等名
      IEEE 66th Electronic Components and Technology Conference (ECTC)
    • 発表場所
      Las Vegas, USA
    • 年月日
      2016-05-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Novel W2W/C2W hybrid bonding technology with high stacking yield using ultra- fine size, ultra-high density Cu nano-pillar (CNP) for exascale 2.5D/3D integration2016

    • 著者名/発表者名
      K.W. Lee, C.Nagai, J.C. Bea, T. Fukushima, R. Suresh, and X. Wu, T. Tanaka, and M. Koyanagi
    • 学会等名
      IEEE 66th Electronic Components and Technology Conference (ECTC)
    • 発表場所
      Las Vegas, USA
    • 年月日
      2016-05-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3D Hetero-integration Technology for Innovative Convergence Systems2015

    • 著者名/発表者名
      Kangwook Lee, Takafumi Fukushima, Tetsu Tanaka and Mitsumasa Koyanagi
    • 学会等名
      IEEE EDAPS (Electrical Design of Advanced Packaging & Systems) Symposium 2015
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2015-12-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Novel reconfigured wafer-to-wafer (W2W) hybrid bonding technology using ultra-high density nano-Cu filaments for exascale 2.5D/3D integration2015

    • 著者名/発表者名
      K-W. Lee, J-C Bea, T. Fukushima, S. Ramalingam, X. Wu, T. Tanaka, M. Koyanagi
    • 学会等名
      IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM)
    • 発表場所
      Washington D.C., USA
    • 年月日
      2015-12-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3次元リコンフィギャラブルLSIによる並列情報処理技術2015

    • 著者名/発表者名
      小柳光正
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2015-09-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Plasma Activated Chip-to-Wafer Direct Bonding Technology for Self-Assembly Based 3D Integration2015

    • 著者名/発表者名
      Hideto Hashiguchi, Takafumi Fukushima, Mariappan Murugesan, Hisashi Kino, Kang-Wook Lee, Tetsu Tanaka, Mitsumasa Koyanagi
    • 学会等名
      IEEE Electronic Components and Technology Conference (ECTC)
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      2015-05-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3D-LSI System Module for Future Automatic Driving Vehicle Fabricated by Heterogeneous 3D Integration Technology2015

    • 著者名/発表者名
      M. Koyanagi
    • 学会等名
      CMOS Emerging Technology Symp. (CMOSETR 2015)
    • 発表場所
      Vancouver, Canada
    • 年月日
      2015-05-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 3D LSI and Nanotehnology for IOT2015

    • 著者名/発表者名
      M. Koyanagi
    • 学会等名
      International Nanotechnology Conference on Communication and Cooperation (INC11)
    • 発表場所
      ヒルトン福岡 (福岡県・福岡市)
    • 年月日
      2015-05-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 新材料・新素材シリーズ 熱膨張制御材料の開発と応用2018

    • 著者名/発表者名
      木野久志, 田中徹
    • 総ページ数
      205
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781313160
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] 3D Integration in VLSI Circuits: Implementation Technologies and Applications2018

    • 著者名/発表者名
      M. Koyanagi, T. Fukushima, and T. Tanaka
    • 総ページ数
      217
    • 出版者
      CRC Press
    • ISBN
      9781138710399
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] Three Dimensional Integration of Semiconductors Processing Materials and Applications2015

    • 著者名/発表者名
      Kang-Wook Lee, M. Koyanagi
    • 総ページ数
      408
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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