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

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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。