ピラミッド光電変換層が拓くギガ秒イメージング

金字塔光电转换层开创千兆秒成像

• 批准号: 22K18797
• 负责人: 安藤 妙子
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: Ritsumeikan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18797/
• 关键词: イメージセンサ; 光電変換; シリコン; ゲルマニウム; ピラミッド構造; 裏面照射; 超高速撮影; ピラミッドPD

超高速イメージセンサの実現に向けて，シリコン内に傾斜壁を有する埋め込み型のゲルマニウムフォトダイオード（PD）を製作する．このゲルマニウムPDをシリコンに設けた逆ピラミッド構造と組み合わせる．逆ピラミッド構造の側壁には信号電荷をシリコン基板から絶縁するための酸化膜を有し，底面は酸化膜が除去されている．初年度はシリコンウェハ上に深さが2 umでゲルマニウムとシリコンの間に酸化膜を持たないピラミッド型のデバイスを作製した．この目的は，シリコンの3次元構造，すなわち異なる結晶方位で構成される表面上に，ゲルマニウムのエピタキシャル成長が可能かどうかを確認することである．実際に酸化膜を形成したシリコンウエハにリソグラフィを行い，酸化膜をパターニングした後に，結晶異方性ウェットエッチングにより単結晶シリコンの結晶構造を利用した逆ピラミッド構造を製作した．成長開始部分の面積差による違いを確認するため，1チップ内において底面幅が0.5 um，1 um，3 um，5 umの4種類の逆ピラミッドができるようデバイスを作製した．チップ表面にはエッチング加工の際のマスクとして利用した酸化膜が残っており，逆ピラミッド構造の傾斜側面（{111}面）と底面（{100}面）がシリコン表面となっている．この逆ピラミッド構造が形成されたチップにゲルマニウムのエピタキシャル成長を実施した．4種類の全ての底面幅の構造において，逆ピラミッドのシリコン面よりゲルマニウム成長して埋め始めていることを観察し，エピタキシャル加工を用いることによりゲルマニウムを用いたピラミッド型電荷収集構造が作製可能であることが確認できた．

Super high-speed mobile station implementation direction, the inside of the mobile station inclined wall has a built-in type of mobile station, mobile station, mobile station (PD) to produce. This is the first time I've ever seen a picture of you. The side wall of the reverse structure has a signal charge, and the substrate has an acid film, and the bottom surface has an acid film removed. In the early years, the acid film was produced by adding 2 um to the surface of the film. The purpose of this study is to confirm the existence of a three-dimensional structure with different crystal orientations on the surface. In the process of forming the acidified film, the crystalline structure of the acidified film is produced. The area difference at the beginning of growth is confirmed, and the width of the bottom surface of the inner part is 0.5 um, 1 um, 3 um, 5 um. During the processing of the surface, the acid film is used to form the residual surface, and the inclined bottom surface ({111} plane) and bottom surface ({100} plane) of the reverse structure are used to form the surface. 4. The structure of the whole bottom surface of the species is in the middle of the structure, and the structure of the reverse surface of the species is in the middle of the structure. The structure of charge collection is made possible by using the method of processing.

项目成果

Toward Super Temporal Resolution by Suppression of Mixing Effects of Electrons

通过抑制电子混合效应实现超时间分辨率

• DOI: 10.1109/ted.2022.3168617
• 发表时间: 2022
• 期刊: IEEE Transactions on Electron Devices
• 影响因子: 3.1
• 作者: Nguyen Hoai Ngo;Takeharu Goji Etoh;Kazuhiro Shimonomura;Taeko Ando;Yoshiyuki Matsunaga;Takayoshi Shimura;Heiji Watanabe;Hideki Mutoh;Yoshinari Kamakura;Edoardo Charbon
• 通讯作者: Edoardo Charbon