フォトニック・システム・オン・チップ技術の開拓

• 研究課題/領域番号: 24651163
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: マイクロ・ナノデバイス
• 研究機関: 奈良先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 笹川 清隆 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 助教 (50392725)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2012年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: マイクロセンサー / マイクロ光システム / イメージセンサー

研究概要

イメージセンサ等にモノリシックに搭載可能な集積回路プロセスの配線層を応用したオンチップ光学素子の設計・試作を行なった．オンチップ光学素子はイメージセンサ用画素上に作製された金属グレーティング構造であり，偏光分離特性・波長依存性を有する．近年の先端CMOSプロセスを用いることにより，配線層を用いた金属グレーティングピッチは可視光波長より十分小さくすることが可能である．65nmプロセスを用いて設計することにより，約100程度の消光比を得ることに成功した．

研究成果

• [雑誌論文] Image sensor pixel with on-chip high extinction ratio polarizer based on 65-nm standard CMOS technology (2013)
  • 著者名/発表者名: 笹川 清隆
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 21 号: 9 ページ: 11132-11140
  • DOI: 10.1364/oe.21.011132
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polarisation analysing complementary metal-oxide semiconductor image sensor in 65-nm standard CMOS technology (2013)
  • 著者名/発表者名: Norimitsu Wakama, Daisuke Okabayashi, Toshihiko Noda, Kiyotaka Sasagawa, Takashi Tokuda, Kiyomi Kakiuchi, Jun Ohta
  • 雑誌名: The Journal of Engineering 巻: 2013 号: 9 ページ: 1-3
  • DOI: 10.1049/joe.2013.0033
  • 査読あり
• [学会発表] On-chip polarizer on image sensor using advanced CMOS technology (2014)
  • 著者名/発表者名: Kiyotaka Sasagawa, Norimitsu Wakama, Toshihiko Noda, Takashi Tokuda, Kiyomi Kakiuchi, Jun Ohta
  • 学会等名: Photonics West
  • 発表場所: San Francisco, CA, USA
  • 年月日: 2014-02-04
  • 招待講演
• [学会発表] 先端集積回路プロセスによる偏光子搭載イメージセンサ (2013)
  • 著者名/発表者名: 笹川清隆,若間範光,野田俊彦,徳田崇,太田淳
  • 学会等名: 光応用電磁界計測(PEM)次元研究専門委員会
  • 発表場所: 大阪大学,大阪
  • 年月日: 2013-08-07
• [学会発表] A polarization-analyzing CMOS image sensor with metal wire grid in 65-nm standard CMOS technology for in-situ chiral analysis (2013)
  • 著者名/発表者名: Norimitsu Wakama, Daisuke Okabayashi, Toshihiko Noda, Kiyotaka Sasagawa, Takashi Tokuda, Kiyomi Kakiuchi, Jun Ohta
  • 学会等名: Seventh International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics (M&BE7)
  • 発表場所: Fukuoka, Japan
  • 年月日: 2013-03-19
• [学会発表] Dual-Layer Metal-Grid Polarizer for Polarization Image Sensor in 65-nm CMOS Technology (2012)
  • 著者名/発表者名: Kiyotaka Sasagawa, Norimitsu Wakama, Daisuke Okabayashi, Toshihiko Noda, Takashi Tokuda, Jun Ohta
  • 学会等名: IEEE sensors 2012
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2012-10-31
• [学会発表] Real-time multifunctional optical analyzer based on polarization-analyzing CMOS image sensor for microchemical systems (2012)
  • 著者名/発表者名: Norimitsu Wakama, Nobuya Tachikawa, Kimitada Terao, Mikiko Shibata, Toshihiko Noda, Kiyotaka Sasagawa, Takashi Tokuda, Yasuhiro Nishiyama, Kiyomi Kakiuchi, Jun Ohta
  • 学会等名: 2012 International Conference on Solid State Devices and Materials(SSDM2012)
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2012-09-26
• [学会発表] 65 nm標準CMOSプロセスを用いた偏光分析CMOSイメージセンサの消光比評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 若間範充,岡林大恭,野田俊彦,笹川清隆,徳田崇,垣内喜代三,太田淳
  • 学会等名: 応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学,松山
  • 年月日: 2012-09-13
• [学会発表] 65nmプロセスを用いた二層構造オンチップメタル偏光子搭載イメージセンサ (2012)
  • 著者名/発表者名: 岡林大恭,若間範充,野田俊彦,笹川清隆,徳田崇,太田淳
  • 学会等名: 映像情報メディア学会年次大会
  • 発表場所: 広島市立大学,広島
  • 年月日: 2012-08-30
• [学会発表] 偏光分析CMOSイメージセンサによるマイクロ化学システム用in situ不斉計測デバイス (2012)
  • 著者名/発表者名: 若間範充,松岡均,寺尾公維,芝田実希子,立川展也,野田俊彦,笹川清隆,徳田崇,西山靖浩,垣内喜代三,太田淳
  • 学会等名: バイオ・マイクロシステム研究会
  • 発表場所: 京都大学,京都
  • 年月日: 2012-06-12
• [学会発表] On-chip metal wire grid polarizer for CMOS image sensor based on 65-nm technology (2012)
  • 著者名/発表者名: Kiyotaka Sasagawa, Keisuke Ando, Hitoshi Matsuoka, Takuma Kobayashi, Toshihiko Noda, Takashi Tokuda, Jun Ohta
  • 学会等名: Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO 2012)
  • 発表場所: San Jose, CA, USA
  • 年月日: 2012-03-07
• [学会発表] On-chip polarizer on image sensor using advanced CMOS technology
  • 著者名/発表者名: Kiyotaka Sasagawa, Norimitsu Wakama, Toshihiko Noda, Takashi Tokuda, Kiyomi Kakiuchi, Jun Ohta
  • 学会等名: Photoncis West
  • 発表場所: San Francisco, CA, USA
  • 招待講演
• [学会発表] 先端集積回路プロセスによる偏光子搭載イメージセンサ
  • 著者名/発表者名: 笹川 清隆, 若間 範充, 野田 俊彦, 徳田 崇, 太田 淳, "先端集積回路プロセスによる偏光子搭載イメージセンサ
  • 学会等名: 光応用電磁界計測（PEM)時限研究専門委員会
  • 発表場所: 大阪大学
• [学会発表] A polarization-analyzing CMOS image sensor with metal wire grid in 65-nm standard CMOS technology for in-situ chiral analysi
  • 著者名/発表者名: Norimitsu Wakama, Daisuke Okabayashi, Toshihiko Noda, Kiyotaka Sasagawa, Takashi Tokuda, Kiyomi Kakiuchi, Jun Ohta
  • 学会等名: Seventh International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics (M&BE7)
  • 発表場所: Fukuoka Convention Center, Fukuoka, Japan
• [学会発表] Real-time multifunctional optical analyzer based on polarization-analyzing CMOS image sensor for microchemical systems
  • 著者名/発表者名: Norimitsu Wakama, Nobuya Tachikawa, Kimitada Terao, Mikiko Shibata, Toshihiko Noda, Kiyotaka Sasagawa, Takashi Tokuda, Yasuhiro Nishiyama, Kiyomi Kakiuchi, Jun Ohta
  • 学会等名: 2012 International Conference on Solid State Devices and Materials(SSDM2012)
  • 発表場所: Kyoto International Conference Center, Kyoto, Japan
• [学会発表] On-chip metal wire grid polarizer for CMOS image sensor based on 65-nm technology
  • 著者名/発表者名: Kiyotaka Sasagawa, Keisuke Ando, Hitoshi Matsuoka, Takuma Kobayashi, Toshihiko Noda, Takashi Tokuda, Jun Ohta
  • 学会等名: Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO 2012)
  • 発表場所: San Jose, California, USA
• [学会発表] 65 nm標準CMOSプロセスを用いた偏光分析CMOSイメージセンサの消光比評価
  • 著者名/発表者名: 若間 範充, 岡林 大恭, 野田 俊彦, 笹川 清隆, 徳田 崇, 垣内 喜代三, 太田 淳
  • 学会等名: 応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学，愛媛
• [学会発表] 65nm プロセスを用いた二層構造オンチップメタル偏光子搭載イメージセンサ
  • 著者名/発表者名: 岡林 大恭, 若間 範充, 野田 俊彦, 笹川 清隆, 徳田 崇, 太田 淳
  • 学会等名: 映像情報メディア学会年次大会
  • 発表場所: 島市立大学，広島
• [学会発表] 偏光分析CMOSイメージセンサによるマイクロ化学システム用in situ不斉計測デバイス
  • 著者名/発表者名: 若間 範充, 松岡 均, 寺尾 公維, 芝田 実希子, 立川 展也, 野田 俊彦, 笹川 清隆, 徳田 崇, 西山 靖浩, 垣内 喜代三, 太田 淳
  • 学会等名: バイオ・マイクロシステム研究会
  • 発表場所: 京都大学，京都
• [備考]
  • URL: http://mswebs.naist.jp/LABs/pdslab/index-j.html