3次元積層型CMOSイメージセンサを開発、ダイナミックレンジは120dB

January, 8, 2026, 仙台--東北大学大学院工学研究科電子工学専攻の瀧澤康平大学院生と未来科学技術共同研究センター・大学院工学研究科の黒田理人教授らの研究チームは、露光期間中にフォトダイオード（PD）から溢れた光電荷を蓄積する横型オーバーフロー蓄積容量（LOFIC）を、画素毎に2段設けてダイナミックレンジを拡大するとともに、光量に応じて適切な信号を読み出す光量適応信号選択機能を実現した。
さらにイメージセンサチップに3次元積層技術を適用し、前例のない単位面積当たりの飽和電子数（276.8 ke-/μm2）を達成した。飽和電子数は広ダイナミックレンジ化や高い信号対雑音比（SNR）に結びつく指標であり、これらの技術を用いてダイナミックレンジ120dBのCMOSイメージセンサを開発した。

CMOSイメージセンサは車載やマシンビジョン分野のセンシング用途において、機械の「目」としての役割を持ち、さらなる高性能化への要求は高まり続けている。

この成果はCMOSイメージセンサの高性能化および、小型化や低消費電力化へ寄与することが期待される。

開発技術の詳細は米国サンフランシスコで開催された国際会議International Electron Devices Meeting（IEDM2025）において、2025年12月10日に発表された。

(詳細は、https://www.tohoku.ac.jp)