| 研究概要 |
本年度は受光部の高性能化に関しての研究を行った。CMOSイメージセンサの受光方式であるAPS(Active Pixel Sensor)方式において,FD(Floating Diffusion)を用いて感度向上とノイズ除去を行う方式がある。今年度はこのFDを用いて変調光検波方式を行う方式に関する基本検討を実施した。まず標準CMOSプロセスで実現できる方式としてフォトゲート(PG)方式とフォトダイオード(PD)方式に関してTEGチップを試作した。PG方式は,MOSゲートを受光素子として転用したもので,バイアスを印加したゲートに光を入射させるとゲート直下にフォトキャリアが蓄積されることを利用するものである。この蓄積キャリアを転送ゲートを通じて接続されたFDに転送する。標準CMOSプロセスでは,このフォトゲートの両側には拡散領域(ソース・ドレイン領域)が形成されるため,転送ゲートからFDへのキャリア転送効率は100%にはならない。しかしながら多段接続しているCCD(Charge Coupled Device)とは異なり1段の転送であるため用途によっては100%の転送効率が必要とされない場合もある。このFDに転送されたキャリアによりFD電位は変化するため,その変化電位量をセンスすれば発生フォトキャリア量が分かる。またPD方式ではPDに蓄積されたフォトキャリアを同じく転送ゲートを通じてFDに転送してその電位変化をセンスすることで光量を出力する。用いたプロセスは0.35μm2層ポリ2層メタルCMOSである。5μmx5μmから30μmx30μmまでの大きさでPGとPDを試作した。またFDの大きさも1μmx1.5μmから30μmx10μmまで変化させた。チップサイズは3.5mm角である。チップの初期的な評価によりPG方式の基本特性を確認した。
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