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A Radiation hardened CMOS image sensor with almost zero dark current increase during radiation

照射下でほぼ暗電流が増加しない耐放射線性CMOSイメージセンサ

渡辺 恭志*; 武内 伴照   ; 小沢 治*; 駒野目 裕久*; 赤堀 知行*; 土谷 邦彦 

Watanabe, Takashi*; Takeuchi, Tomoaki; Ozawa, Osamu*; Komanome, Hirohisa*; Akahori, Tomoyuki*; Tsuchiya, Kunihiko

耐放射線性イメージセンサは、過去数十年にわたって世界中で開発されてきた。これまでのほとんどの論文では、放射線照射前後の特性変化の議論に終始しており、放射線照射中の画質についてはほぼ検討されていない状況であった。我々は、新しいタイプの耐放射線性ピクセルを開発し、130万ピクセルかつ18ビットデジタルのCMOSイメージセンサに仕上げた。ピクセル領域は数種類の異なるサブタイプのセンサーを搭載しており、センサーは1kGy/h以上の線量率で、積算で200kGyまでのガンマ線照射を実施し、照射中の挙動を調べた。その結果、あるサブタイプのピクセルでは、全照射期間で暗電流の増加がほとんどゼロであることが判明した。

Radiation hard image sensors have been developed past decades among the world. Almost papers discussed properties before and after radiation but images during radiation were not described yet. We have developed a new type of rad-hard pixel and integrated to 1.3M-pixel, 18-bit digital CMOS image sensor. Pixel area consists of several types of variation and the sensor has been analyzed during gamma ray radiation higher than 1 kGy/h up to 200 kGy. As the result, one type of pixel showed almost zero dark current increase at whole period.

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