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粒子シミュレーション法を用いた1Gfps超高速撮像素子の解析と設計

研究課題

研究課題/領域番号 26630159
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関大阪大学

研究代表者

鎌倉 良成  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70294022)

連携研究者 江藤 剛治  立命館大学, 総合科学技術研究機構, 教授 (20088412)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードイメージセンサ / デバイスシミュレーション / 超高速撮像 / モンテカルロ法 / シミュレーション / CCD / シリコン / 高速撮像 / アバランシェ増幅
研究成果の概要

裏面照射(BSI)画素周辺記録型撮像素子(ISIS)の高速撮像限界に対する考察をモンテカルロ(MC) デバイスシミュレーション法を用いて行った。個々の電子の確率的な挙動を追跡するMC シミュレーションが、固体撮像素子の極限の動作性能を目指した解析に非常に適していることを示すとともに、時間分解能を律速する物理機構について理論的な分析を行った。発生した光電子が、収集ゲートに到達するまで要する走行時間のばらつきが撮像時間分解能を律速する原理的要因となり、その抑制のためには、光電子を収集ゲートまで導く経路の電位分布設計が重要であることを示した。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 学会発表 (11件) (うち国際学会 4件)

  • [学会発表] Analysis of Ultra-High-Speed Image Sensor Based on Drift-Diffusion Model2016

    • 著者名/発表者名
      Yen Le Thi, Natsumi Minamitani, Yoshinari Kamakura, Takeharu Goji Etoh
    • 学会等名
      The 2016 International Meeting for Future of Electron Devices, Kansai
    • 発表場所
      龍谷大学 アバンティ 響都ホール(京都府京都市)
    • 年月日
      2016-06-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of Ultra-High-Speed Image Sensor with Monte Carlo Simulation2015

    • 著者名/発表者名
      Natsumi Minamitani, Vu Truon Son Dao, Kazuhiro Shimonomura, Takeharu Goji Etoh, Yoshinari Kamakura, and Nobuya Mori
    • 学会等名
      International Symposium on Advanced Nanodevices and Nanotechnology
    • 発表場所
      Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-11-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] モンテカルロ法による超高速イメージセンサの解析2015

    • 著者名/発表者名
      南谷夏海, Vu Truon Son Dao, 下ノ村和弘, 江藤剛治, 鎌倉良成, 森伸也
    • 学会等名
      電子情報通信学会 シリコン材料・デバイス研究会
    • 発表場所
      機械振興会館(東京都港区)
    • 年月日
      2015-11-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] A Structure of an Image Sensor Operating at 1 Gfps2015

    • 著者名/発表者名
      Vu Truong Son Dao, Anh Quang Nguyen, Kazuhiro Shimonomura, Yoshinari Kamakura, Natsumi Minamitani, Chao Zhang, Eduardo Charbon, Luc Haspeslagh, Paul Goetshhalckx, Piet De Moor, T. Goji Etoh
    • 学会等名
      International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics (ATEM'15)
    • 発表場所
      ロワジールホテル豊橋(愛知県豊橋市)
    • 年月日
      2015-10-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Toward 10 Gfps: Factors Limiting the Frame Rate of the BSI MCG Image Sensor2015

    • 著者名/発表者名
      Dao Vu Truong Son, Quang Nguyen Anh, Kotaro Kitagawa, Kazuhiro Shimonomura, Takeharu Etoh, Yoshinari Kamakura, Natsumi MInamitani
    • 学会等名
      映像情報メディア学会情報センシング研究会
    • 発表場所
      機械振興会館(東京都港区)
    • 年月日
      2015-09-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Toward 10 Gfps: Factors limiting the frame rate of the BSI MCG image sensor2015

    • 著者名/発表者名
      V.T.S.Dao, T.G.Etoh, K.Shimonomura, Q.Nguyen, N.Hayashi, Y.Kamakura, C.Zhang, E.Charbon, P.Goetschalckx, L.Haspeslagh, P.De Moor
    • 学会等名
      2015 International Image Sensor Workshop (IISW)
    • 発表場所
      Vaals, The Netherlands
    • 年月日
      2015-06-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 10Gfpsを目指したアバランシェ増倍型超高速撮像素子のシミュレーション解析2015

    • 著者名/発表者名
      南谷夏海, Dao Vu Truong Son, 下ノ村和弘, 江藤剛治, 鎌倉良成
    • 学会等名
      映像情報メディア学会情報センシング研究会
    • 発表場所
      東京理科大学森戸記念館(東京都新宿区)
    • 年月日
      2015-05-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 10 Gfpsを目指したアバランシェ増倍型超高速撮像素子の シミュレーション解析2015

    • 著者名/発表者名
      南谷 夏海, Dao Vu Truong Son, 下ノ村 和弘, 江藤 剛治, 鎌倉 良成
    • 学会等名
      映像情報メディア学会情報センシング研究会(IST)
    • 発表場所
      東京理科大学森戸記念館(東京都新宿区)
    • 年月日
      2015-05-08
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 超高速撮像素子におけるアバランシェ増倍効果のシミュレーション解析2015

    • 著者名/発表者名
      南谷 夏海, Dao Vu Truong Son, 下ノ村 和弘, 江藤 剛冶, 鎌倉 良成
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学(神奈川県平塚市)
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Toward 1Gfps: Evolution of Ultra-high-speed Image Sensors: ISIS, BSI, Multi-Collection Gates, and 3D-stacking2014

    • 著者名/発表者名
      T. G. Etoh, V. T. S. Dao, K. Shimonomura, E. Charbon, C. Zhang, Y. Kamakura, T. Matsuoka
    • 学会等名
      International Electron Device Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      2014-12-15 – 2014-12-17
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] モンテカルロデバイスシミュレーション法を用いた高速撮像素子の解析2014

    • 著者名/発表者名
      鎌倉 良成, 下ノ村 和弘, 江藤 剛冶
    • 学会等名
      電子情報通信学会集積回路研究会(ICD)
    • 発表場所
      大社文化プレイスうらら館(島根県出雲市)
    • 年月日
      2014-07-03 – 2014-07-04
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2017-05-10  

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