SiGe/Si超格子ヘテロフォトトランジスタを用いたビジョンチップに関する研究

SiGe/Si超晶格异质光电晶体管视觉芯片研究

• 批准号: 11167256
• 负责人: 太田 淳
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: Nara Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11167256/
• 关键词: ビジョンチップ; CMOSイメージセンサ; SiGe; ヘテロフォトトランジスタ; アイセーフ帯

Si_<1-x>Ge_xはその吸収端が1.1〜1.95μmと組成xに応じて変化する材料であり,光通信で重要な1.3μm及び1.55μm用受光素子への適用を目指した研究がなされている。この波長帯がイメージセンサとして重要な点は,人間の目に対する被曝許容量が高い波長1.4μm〜1.8μmの光,所謂「アイセーフ帯」をカバーしていることである。照明光を変調して物体に照射し,その反射光から変調光のみ検波することで背景光に依存しない撮像が可能となる方式が提案されており,その変調照明光としてアイセーフ帯を用いることで,比較的強度の高い光を照射できる。このような変調光検波処理回路とアイセーフ帯受光素子とを画素内に集積化したイメージセンサであるビジョンチップは,SiGe BiCMOSプロセスを用いることで可能となると期待される。我々はこれまでSiGeを用いたアイセーフ帯ビジョンチップの提案と基本検討を行ってきた。今回,アイセーフ帯ビジョンチップへの適用を目指して,RF用のSiGe BiCMOSプロセスを用いて受光素子及びベース層にSiGeを用いたヘテロフォトトランジスタを受光素子として用いた32×32画素イメージセンサを試作し,その基本特性評価を行った。また,今後の展開としてSiGe BiCMOSプロセスを用いた高効率受光素子構造に関しての考察を行った。

Si_1-xGe_x是根据组成其吸收端在1.1μm至1.95μm之间变化的材料。该波段作为图像传感器的重要一点是它涵盖了所谓的“人眼安全波段”，即波长为 1.4 μm 至 1.8 μm 的光，对暴露在强光下具有较高的耐受性。人眼。已经提出了一种方法，通过调制照明光并照亮物体并仅从反射光中检测调制光，从而能够独立于背景光进行成像。通过使用眼睛安全区作为调制照明光，可以照射相对高强度的光。预计通过使用SiGe BiCMOS工艺，将这种调制光检测处理电路和人眼安全带光接收元件集成在像素内的图像传感器视觉芯片将成为可能。我们提出并进行了使用 SiGe 的人眼安全区视觉芯片的基础研究。这次，为了将其应用于人眼安全区域视觉芯片，我们原型制作了一款 32 x 32 像素图像传感器，采用 SiGe BiCMOS 工艺进行射频，并使用以 SiGe 为光接收元件和基础层的异质光电晶体管。评估了基本特征。此外，作为未来的发展，我们考虑了使用 SiGe BiCMOS 工艺的高效光电探测器结构。

项目成果

徳田崇,服部恭典,沖仲元毅,太田淳,布下正宏: "CAICISSによるGe/Si界面での偏析・拡散現象の評価"電子情報通信学会技術報告. SDM2000-173. 43-48 (2000)

Takashi Tokuda、Yasunori Hattori、Mototake Okinaka、Jun Ota、Masahiro Funoshita：“CAICISS 对 Ge/Si 界面的偏析和扩散现象的评估”SDM2000-173 (2000)。

M.Okinaka,H.Iwai,M.Ohta,T.Tokuda,J.Ohta,and M.Nunoshita: "Observation of initial growth stage of Ge and Si1-xGex on Si(100) by CAICISS"Extended Abst.19th Electronic Symp.. 67-68 (2000)

M.Okinaka、H.Iwai、M.Ohta、T.Tokuda、J.Ohta 和 M.Nunoshita：“CAICISS 对 Ge 和 Si1-xGex 在 Si(100) 上的初始生长阶段的观察”扩展 Abst.19th Electronic

J.Ohta,A.Uehara,T.Tokuda,and M.Nunoshita: "A pulsed vision chip with inhibitory interconnections"Proc.SPIE. 4089. 488-495 (2000)

J.Ohta、A.Uehara、T.Tokuda 和 M.Nunoshita：“具有抑制互连的脉冲视觉芯片”Proc.SPIE。

J.Ohta, A.Uehara, T.Tokuda and M.Nunoshita: "Pulse-Modelated Vision Chips with Versatile-Interconnected Pixels"5th Workshop on Optics and Computer Science. (発表予定). (2000)

J.Ohta、A.Uehara、T.Tokuda 和 M.Nunoshita：“具有多功能互连像素的脉冲模型视觉芯片”第五届光学和计算机科学研讨会（即将发表）。

岩井治憲、沖仲元毅、太田真、徳田崇、太田淳、布下正宏: "Si(001)Geドット形成過程のCAICISSによる評価"2000年春応用物理学会. (発表予定). (2000)

Harunori Iwai、Motoki Okinaka、Makoto Ota、Takashi Tokuda、Jun Ota、Masahiro Nunoshita：“CAICISS 对 Si(001)Ge 点形成过程的评估”，2000 年春季日本应用物理学会（计划发表）。