抄録
荷電粒子検出用イメージセンサの読み出しノイズを低減するため、新しい画素構造を導入した積層型CMOSイメージセンサを試作、評価した。画素内の読み出しトランジスタのホットキャリア効果を抑圧することで、低温動作時の暗電流ドリフトをほぼ検知限界以下の5×10^<-8>V/sまで低減することができた。また暗電流ノイズ低減と併せて、開口率の改善とチャネル雑音の低減を行い、さらにリセット雑音を非破壊読み出し(Non-Destructive Read Out-CDS: NDRO-CDS)で抑圧することで、感度を大幅に改善した。今回の素子を二次イオン質量分析装置に組み込んで評価した結果、10keVのAlイオン撮像実験において、トータルノイズフロア3ion/pixelかつダイナミックレンジ84dBを達成した。
