| 講演抄録／キーワード |
| 講演名 |
2022-03-28 15:40
高いPDEおよびTiming Jitter特性を有する積層型6μmSPAD距離センサー
○島田翔平・大竹悠介・吉田 悟・遠藤表徳・中邑良一・津川英信・荻田知治・小笠原隆行・横地界斗・井上裕士・高林幸作・前田英訓・山本浩司・大野 誠・松本静徳・樋山拓己・若野寿史（ソニー） |
| 抄録 |
（和） |
本稿では、300mm CMOSプラットフォームにて試作された、裏面照射構造を有する高性能な積層型シングルフォトンアバランシェダイオード(SPAD)距離センサーについて報告する。今回の新しい6μm画素では、以前報告した我々の10μm画素と比較して、新規にピラミット型の回折(PSD)構造を近赤外の光子検出確率(PDE)を向上させるために導入をした。PSD構造により波長940nmで20%越えのPDEを達成しつつ、従来の10μm画素を超えるタイミングジッター特性のために、画素ポテンシャル設計の最適化も行った。さらに従来の10μm画素と同様に、CuCu接合により読み出し回路を積層することで、フィルファクタの最大化も実現している。この新しい6μm画素は、従来の10μm画素に比べて、より効率的かつ正確な直接Time of Flight(d-ToF)方式の測距へ貢献することが可能となる。 |
| （英） |
We present a high-performance Single Photon Avalanche Diode (SPAD) pixel array sensor with 3D-stacked Back Illumination (BI) fabricated via a 300mm CMOS process platform. In comparison to our 10μm pixel generation, the 6μm generation comes with several improvements. In particular, the top-tier pixel chip makes use of a Pyramid Surface for Diffraction (PSD) that boosts the Photon Detection Efficiency (PDE) in the near-infrared. Not only did we achieve a PDE of over 20% at 940nm with 3.0V excess bias, but via pixel potential re-engineering, we could also improve the timing jitter beyond our 10μm architecture. As in our previous SPAD sensor generation, the connection to the bottom-tier readout circuit chip is realized via Cu-Cu bonding to maximize the sensor’s fill factor. This new 6µm SPAD sensor paves the way to direct-Time of Flight (d-ToF) with even higher efficiency and accuracy than was previously possible. |
| キーワード |
（和） |
シングルフォトンアバランシェダイオード / SPAD距離センサー / 直接ToF / 積層型 / / / / |
| （英） |
Single Photon Avalanche Diode / SPAD depth sensor / d-ToF / Back Illuminated / / / / |
| 文献情報 |
映情学技報, vol. 46, no. 14, IST2022-20, pp. 43-46, 2022年3月. |
| 資料番号 |
IST2022-20 |
| 発行日 |
2022-03-21 (IST) |
| ISSN |
Print edition: ISSN 1342-6893 Online edition: ISSN 2424-1970 |
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