講演抄録/キーワード |
講演名 |
2022-08-08 10:00
[招待講演]サブミクロン画素CMOSイメージセンサ対応の低ノイズマルチゲート画素トランジスタ ○君塚直彦・北村章太・本庄亮子・馬場公一・黒部利博・熊野秀臣・豊福卓哉(ソニーセミコンダクタソリューションズ)・竹内耕平・西村翔大(ソニーセミコンダクタマニュファクチャリング)・加藤昭彦・平野智之・大池祐輔(ソニーセミコンダクタソリューションズ) SDM2022-34 ICD2022-2 |
抄録 |
(和) |
CMOS イメージセンサ(CIS)の画素のサイズは、モバイル向けの製品からの強い要求により急速な縮小の一途をたどっている。この画素サイズの縮小に伴い画素トランジスタ(Tr.)を配置することができる領域が縮小され、Tr.のサイズ(チャネル長やチャネル幅)を維持することが困難になってきた。特にソースフォロア動作するアンプ Tr.のサイズは雑音性能を決定する。このため、CIS のソースフォロアアンプ向けにカスタマイズした新しい低ノイズマルチゲート画素 Tr.を今回提案する。チャネル幅の最大化をすること、およびチャネルに不純物のドーピングを行わないことによりランダム・テレグラフ・シグナル・ノイズ(RTS 雑音)と 1/f 雑音を改善することができた。これらを占有面積が等しい従来の平面型 Tr.と比較したところ RTS 雑音は 91%、1/f 雑音は 43%それぞれ減少することが認められた。相互コンダクタンスは 43%改善することが認められ、これは熱雑音の改善に寄与する。0.7µm 画素を有するプロトタイプに今回開発したマルチゲート画素 Tr.を適用し撮像特性の評価を行うことができた。今回提案する画素 Tr.に特化したマルチゲート構造は画素サイズの縮小で出現する課題を解決する有望な候補であることが示された。 |
(英) |
The pixel size of CMOS image sensor (CIS) continues to be rapidly decreasing due to strong demand from mobile applications. As a result, the area in which the pixel transistor can be integrated also decrease, making it difficult to maintain the transistor size (channel length and width). In particular, the pixel transistor size of a source follower (SF) amplifier determines the noise performance. Therefore, at this time, we propose a new low-noise multi-gate pixel transistor, specially customized for an SF amplifier of CIS. The random telegraph signal (RTS) noise and 1/f noise have been improved by maximizing the effective
channel width and by not performing impurity doping into the channel. Compared to a conventional planar-type pixel transistor with same footprint, RTS noise and 1/f noise have been reduced by 91% and 43%, respectively. The transconductance has been improved by 43%, which contributes to reduce thermal noise. We could evaluate imaging characteristics using a prototype with 0.7µm pixel, having new multi-gate pixel transistor we have developed. It was revealed that proposed multi-gate structure dedicated to pixel transistor is a promising candidate to solve issues emerging from pixel size shrinkage. |
キーワード |
(和) |
画素トランジスタ / RTS雑音 / 1/f雑音 / マルチゲート構造 / / / / |
(英) |
pixel transistor / RTS noise / 1/f noise / multi-gate structure / / / / |
文献情報 |
信学技報, vol. 122, no. 148, SDM2022-34, pp. 7-7, 2022年8月. |
資料番号 |
SDM2022-34 |
発行日 |
2022-08-01 (SDM, ICD) |
ISSN |
Online edition: ISSN 2432-6380 |
著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します.(許諾番号:10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) |
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