| 研究課題/領域番号 |
13650367
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
電子デバイス・機器工学
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| 研究機関 | 茨城大学 |
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研究代表者 |
白木 廣光 茨城大学, 工学部, 教授 (50272109)
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| 研究分担者 |
木村 孝之 茨城大学, 工学部, 助手 (50302328)
山内 智 茨城大学, 工学部, 助教授 (30292478)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2002
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| キーワード | 高感度 / 低暗電流 / 撮像素子 / CCDレジスタ / 3次元シミュレーション |
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| 研究概要 |
VOD(Vertical Overflow Drain:縦型オーバーフロードレイン)つきダイオードを上下反転したCCD(Charge Coupled Device)レジスタを提案し、これをフレーム転送方式CCDイメージセンサに応用した場合の特性を3次元デバイスシミュレータにより解析した。本方式では、暗電流を電極側に排出することが可能となるため、ホールピンニングデバイスと同様に低暗電流化が可能である。さらに原理的に、ホールピンニングデバイスよりも転送電荷量を増やすことが可能である。またこのレジスタを埋め込みホトダイオードと組み合わせてインタライン方式CCDセンサを構成する方法を提案し、その特性を同じくデバイスシミュレータにより解析した。主要な結果はつぎの通りである。
1.フレーム転送方式CCDにおいて、電極を分離するSiO_2膜の下のSi-SiO_2界面でおおきなg-r(generation-recombination)電流が発生する事を確認した。これは現在問題になっている暗電流の発生の原因である。
2.インタライン方式CCDセンサにおいては、電極を分離するSi-SiO_2界面が完全に空乏化している場合には大きなg-r電流が発生し、界面近傍に正孔が注入される場合には極めで小さなg-r電流しか発生しない。
3.1.2のg-r電流はこの部分で発生する電流がチャネルに入ると暗電流に成るが、構造を工夫することにより、その大半を電極側へ排出することができ、低暗電流化が可能となった。これにより、電極に流れ込むため暗電流は極めて小さくなる。
4.上に述べた2つの方式のCCDイメージセンサでは、CCDレジスタは本質的に低暗電流であるので、4相駆動によって小さな暗電流で大きな信号電荷を扱える。
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