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講演抄録/キーワード
講演名 2021-03-26 12:50
A Back Illuminated 10μm SPAD Pixel Array Comprising Full Trench Isolation and Cu-Cu Bonding with Over 14% PDE at 940nm
Kyosuke ItoYusuke OtakeYoshiaki KitanoAkira MatsumotoJunpei YamamotoTakayuki OgasaharaHiroki HiyamaRyusei NaitoKohei TakeuchiTakanori TadaKosaku TakabayashiHajime NakayamaKeiji TataniTomoyuki HiranoToshifumi WakanoSONY
抄録 (和) 本稿では、300mmウエハ CMOS 90nmプロセスで作製した積層型シングルフォトンアバランシェダイオード (SPAD)アレイセンサーについて報告する。このセンサーは、厚さ 7μmの Si基板を用いた 10μm画素で構成、近赤外波長域(NIR)に感度を持つ。隣接画素からのクロストーク (X-talk)を抑制すべく、金属埋め込み型フルトレンチアイソレーション(FTI)を採用、フィルファクター (F.F)の最大化のため、Cu-Cu接合技術も採用した。プロセスとデバイス設計最適化で、λ=940nmで 14%以上の光子検出効率 (PDE)とタイミングジッタの抑制を達成、かつ過去の SPADセンサーと比較して最小のダークカウントレート(DCR)も達成した。本センサーを用いることで、効率的で、目に安全で、低コストな Time of Flight方式の測距が可能となる。 
(英) A state of the art Back Illuminated (BI) Single Photon Avalanche Diode (SPAD) array sensor realized via a 90nm CMOS process on a 300 mm silicon platform is reported in the following. The array consists of 10 μm pixels, each using a 7μm thick silicon active layer, which allows to extend the device’s optical sensitivity up to the Near-Infrared (NIR) spectrum. Furthermore, buried metal Full Trench Isolation (FTI) was employed to suppress crosstalk (X-talk) by a neighboring pixel. Finally, in order to maximize the Fill Factor (F.F), a Cu-Cu bonding process was carried out. Through process and device design optimization, not only a Photon Detection Efficiency (PDE) greater than 14% at λ= 940nm and low timing jitter were achieved, but also the best in class Dark Count Rate (DCR) as compared to previously reported SPAD sensors. These combined features pave the way towards efficient, eye-safe and cost-effective time of flight applications.
キーワード (和) SPAD / Time-of-Flight / 測距センサー / dToF / Back Illuminated / / /  
(英) SPAD / Time-of-Flight / Depth Sensor / dToF / Back Illuminated / / /  
文献情報 映情学技報, vol. 45, no. 11, IST2021-14, pp. 25-28, 2021年3月.
資料番号 IST2021-14 
発行日 2021-03-19 (IST) 
ISSN Print edition: ISSN 1342-6893  Online edition: ISSN 2424-1970
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研究会情報
研究会 IST  
開催期間 2021-03-26 - 2021-03-26 
開催地(和) オンライン開催 
開催地(英) Online 
テーマ(和) 固体撮像技術および一般 
テーマ(英) Image Sensors, etc. 
講演論文情報の詳細
申込み研究会 IST 
会議コード 2021-03-IST 
本文の言語 英語 
タイトル(和)  
サブタイトル(和)  
タイトル(英) A Back Illuminated 10μm SPAD Pixel Array Comprising Full Trench Isolation and Cu-Cu Bonding with Over 14% PDE at 940nm 
サブタイトル(英)  
キーワード(1)(和/英) SPAD / SPAD  
キーワード(2)(和/英) Time-of-Flight / Time-of-Flight  
キーワード(3)(和/英) 測距センサー / Depth Sensor  
キーワード(4)(和/英) dToF / dToF  
キーワード(5)(和/英) Back Illuminated / Back Illuminated  
キーワード(6)(和/英) /  
キーワード(7)(和/英) /  
キーワード(8)(和/英) /  
第1著者 氏名(和/英/ヨミ) 伊東 恭佑 / Kyosuke Ito / イトウ キョウスケ
第1著者 所属(和/英) ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 (略称: ソニー)
Sony Semiconductor Solutions (略称: SONY)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) 大竹 悠介 / Yusuke Otake / オオタケ ユウスケ
第2著者 所属(和/英) ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 (略称: ソニー)
Sony Semiconductor Solutions (略称: SONY)
第3著者 氏名(和/英/ヨミ) 北野 良昭 / Yoshiaki Kitano / キタノ ヨシアキ
第3著者 所属(和/英) ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 (略称: ソニー)
Sony Semiconductor Solutions (略称: SONY)
第4著者 氏名(和/英/ヨミ) 松本 晃 / Akira Matsumoto / マツモト アキラ
第4著者 所属(和/英) ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 (略称: ソニー)
Sony Semiconductor Solutions (略称: SONY)
第5著者 氏名(和/英/ヨミ) 山元 純平 / Junpei Yamamoto / ヤマモト ジュンペイ
第5著者 所属(和/英) ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 (略称: ソニー)
Sony Semiconductor Solutions (略称: SONY)
第6著者 氏名(和/英/ヨミ) 小笠原 隆行 / Takayuki Ogasahara / オガサハラ タカユキ
第6著者 所属(和/英) ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 (略称: ソニー)
Sony Semiconductor Solutions (略称: SONY)
第7著者 氏名(和/英/ヨミ) 樋山 拓己 / Hiroki Hiyama / ヒヤマ ヒロキ
第7著者 所属(和/英) ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 (略称: ソニー)
Sony Semiconductor Solutions (略称: SONY)
第8著者 氏名(和/英/ヨミ) 内藤 隆誠 / Ryusei Naito / ナイトウ リュウセイ
第8著者 所属(和/英) ソニーマニュファクチュアリングシステムズ株式会社 (略称: ソニー)
Sony Semiconductor Manufacturing (略称: SONY)
第9著者 氏名(和/英/ヨミ) 竹内 耕平 / Kohei Takeuchi / タケウチ コウヘイ
第9著者 所属(和/英) ソニーマニュファクチュアリングシステムズ株式会社 (略称: ソニー)
Sony Semiconductor Manufacturing (略称: SONY)
第10著者 氏名(和/英/ヨミ) 多田 貴宣 / Takanori Tada / タダ タカノリ
第10著者 所属(和/英) ソニーマニュファクチュアリングシステムズ株式会社 (略称: ソニー)
Sony Semiconductor Manufacturing (略称: SONY)
第11著者 氏名(和/英/ヨミ) 高林 幸作 / Kosaku Takabayashi / タカバヤシ コウサク
第11著者 所属(和/英) ソニーマニュファクチュアリングシステムズ株式会社 (略称: ソニー)
Sony Semiconductor Manufacturing (略称: SONY)
第12著者 氏名(和/英/ヨミ) 中山 創 / Hajime Nakayama / ナカヤマ ハジメ
第12著者 所属(和/英) ソニーマニュファクチュアリングシステムズ株式会社 (略称: ソニー)
Sony Semiconductor Manufacturing (略称: SONY)
第13著者 氏名(和/英/ヨミ) 田谷 圭司 / Keiji Tatani / タタニ ケイジ
第13著者 所属(和/英) ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 (略称: ソニー)
Sony Semiconductor Solutions (略称: SONY)
第14著者 氏名(和/英/ヨミ) 平野 智之 / Tomoyuki Hirano / ヒラノ トモユキ
第14著者 所属(和/英) ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 (略称: ソニー)
Sony Semiconductor Solutions (略称: SONY)
第15著者 氏名(和/英/ヨミ) 若野 寿史 / Toshifumi Wakano / ワカノ トシフミ
第15著者 所属(和/英) ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 (略称: ソニー)
Sony Semiconductor Solutions (略称: SONY)
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講演者
発表日時 2021-03-26 12:50:00 
発表時間 25 
申込先研究会 IST 
資料番号 ITE-IST2021-14 
巻番号(vol) ITE-45 
号番号(no) no.11 
ページ範囲 pp.25-28 
ページ数 ITE-4 
発行日 ITE-IST-2021-03-19 


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