Investigation on the $8{\times}8$ ReadOut IC for Ultra Violet Detector

UV 검출기 제작을 위한 $8{\times}8$ ReadOut IC에 관한 연구

A UV camera is being used in various application regions such as industry, medical science, military, and environment monitoring. A ROIC(ReadOut IC) is developed and can read the responses from UV photodiode sensors which are made with III-V nitride semiconductors of GaN series haying high resolution and high efficiency. To design FPA(Focal Plane Array) UV $8{\times}8$ ROIC, the photodiode type sensor devices are modeled as the capacitor type ones. The ROIC reads out signals from the detector at)d outputs sequentially pixel signals after amplifying and noise filtering of them. The ROIC is fabricated using the $0.5{\mu}m$ 2Poly 3Metal N-well CMOS process. And then, it and photodiode array are hybrid bonded by gold stud bumping process using ACP(Anisotropic Conductive Paste). After the packaging, UV images appearing on PC verified the operations of the ROIC.

산업용, 의학용 및 군사용, 환경감시용 등 다양한 분야에서 UV 카메라가 이용되고 있다. 높은 분해능과 고효율을 가진 GaN 계열의 III-V족 질화물 반도체를 이용하여 제작한 UV 센서인 포토다이오드로 부터 최적의 자외선 응답을 읽어낼 수 있는 ROIC(ReadOut IC)를 개발 했다. FPA(Focal Plane Array)용 UV $8{\times}8$ ReadOut IC(ROIC)를 설계를 위하여 포토다이오드 타입 센서 소자를 커패시터로 모델링하였다. ROIC는 검출되는 신호를 받아 이를 증폭하고 잡음제거 필터링을 거쳐 픽셀 단위로 순차적으로 출력하는 기능을 수행하도록 하였다. ROIC는 $0.5{\mu}m$ 2Poly, 3Metal N-well CMOS process를 이용하여 제작되었으며, 이방성 전도성 페이스트 (Anisotropic Conductive Paste:ACP)를 사용하는 gold stud bumping 공정으로 ROIC와 포토다이오드 어레이를 하이브리드 패키지 (package)한 후 PC에서 자외선 영상으로 확인함으로써 ROIC의 동작을 검증하였다.