CCD(Charge Coupled Device)、CMOS(Compremental Metal Oxide Semiconductor)このように光の波長と同程度あるいはそれ以下のサイズで光がどの様に進み受光素子まで届くかを解析するには、光の波動モデルに基づいた計算が必要になります。TiSSiEN-POPは、光の波動モデルに基づく計算方法に独自の工夫を加える事で、通常の計算手法に較べ約2桁高速な解析を実現しました。
図1 解析したCMOSイメージセンサーの構造。鳥瞰図(左)と断面図(右)


当社では、このように光の波長と同程度あるいはそれ以下のサイズで光がどの様に進み受光素子まで届くかを解析するには、光の波動モデルに基づいた計算が必要になります。TiSSiEN-POPは、光の波動モデルに基づく計算方法に独自の工夫を加える事で、通常の計算手法に較べ約2桁高速な解析を実現しました。
図2は、図1に示した4つのピクセルに波長530nm(左の列)と600nm(右の列)の光が入射した際の断面での光強度分布を示し、上の2つは垂直入射光、下の2つは10度斜めに入射した場合の様子です。上部のレンズ以下の材料は空気より屈折率が高い材料のため、斜めに入射の場合でもレンズ以降にはほぼ垂直に光が進んでいます。ただしこの構造や屈折率の組み合わせでは隣のピクセルに入射光が漏れているので、受光部までの距離を縮めたりレンズ曲率を換えるなど改良する必要があります。
図2 光の入射角度を垂直と10°と変えて解析した例

図3 導波路構造に入射した光の強度分布

図3は、入射した光を下の受光部まで確実に導びく為に、屈折率が異なる膜で二重の円筒を作り導波路の様にして受光部に導く構造をシミュレーションした例で、光が導波路に沿って導かれている様子が分かります。