KR102015087B1 - 테라헤르츠 이미지 센서용 화소 어레이 구조, 테라헤르츠 이미지 센서, 그 제조방법 및 이를 포함하는 영상장치 - Google Patents

테라헤르츠 이미지 센서용 화소 어레이 구조, 테라헤르츠 이미지 센서, 그 제조방법 및 이를 포함하는 영상장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 테라헤르츠 이미지 센서용 화소 어레이 구조, 테라헤르츠 이미지 센서, 그 제조방법 및 이를 포함하는 영상장치이 개시된다. 본 발명의 테라헤르츠 이미지 센서용 화소 어레이 구조는 테라헤르츠 신호를 감지하는 안테나, 발열하는 발열체, 열을 측정하는 제1 볼로미터 및 신호를 전송하는 제1 신호선을 가지는 실효 단위 화소가 일정 간격으로 복수개 배열되어 테라헤르츠 신호를 감지하는 실효 화소 어레이 및 실효 화소 어레이와 이격되게 배치되고, 열을 측정하는 제2 볼로미터 및 신호를 전송하는 제2 신호선을 가지는 기준 단위 화소가 일정 간격으로 복수개 배열되어 화소별 볼로미터의 저항 편차를 보정하는 기준이 되는 기준 화소 어레이를 포함한다.

Description

테라헤르츠 이미지 센서용 화소 어레이 구조, 테라헤르츠 이미지 센서, 그 제조방법 및 이를 포함하는 영상장치{Pixel array structure for terahertz image sensor, terahertz image sensor, method of manufacturing the same and image apparatus comprising the same}
본 발명은 이미지 센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 안테나 결합 볼로미터 방식의 테라헤르츠 이미지 센서에서 각 화소별 볼로미터 저항값 편차를 보정하는 테라헤르츠 이미지 센서용 화소 어레이 구조, 테라헤르츠 이미지 센서, 그 제조방법 및 이를 포함하는 영상장치에 관한 것이다.
일반적으로, 안테나 결합 볼로미터 방식 테라헤르츠 이미지 센서의 단위 화소 구조와 화소 어레이 구조는 도 1 및 도 2와 같다.
기본적인 단위 화소(80)의 구조는 볼로미터(bolometer)(81), 신호선(signal line)(83), 절연체(insulator)(85), 안테나(antenna)(87) 및 발열체(heater)(89)를 포함하고, 구동방식에 따라 볼로미터(81)와 발열체(89)가 일체화되거나 신호선(83)과 안테나(87)가 일체화 될 수 있다.
작동 원리는 광학계를 통해 입사된 테라헤르츠 신호가 안테나(87)에서 수신되고, 안테나(87)에서 여기된 전류로 안테나(87)와 임피던스(impedance) 정합된 발열체(89)가 가열되며, 발열체(89)에서 발생한 열이 볼로미터(81)로 전달되어 볼로미터(81)의 저항이 감소된다. 이 때, 볼로미터(81)의 저항 값은 신호선(83)을 통해 판독회로에서 판독되는 방식으로 구동된다.
테라헤르츠 이미지 센서를 위한 화소 어레이(90)는 제조공정 상의 화소별 볼로미터 소자의 저항 편차 보정을 위한 기준 화소 어레이(reference pixel array)(91)와 실제 테라헤르츠 신호를 감지하는 실효 화소 어레이(active pixel array)(93)로 구성된다. 여기서, 기준 화소 어레이(91)는 실효 화소 어레이(93)와 동일한 형태의 단위 화소(unit pixel)(80)로 구성되지만 테라헤르츠 차폐(shielding) 금속막(95)으로 완전히 덥혀져 있어 항상 테라헤르츠 신호가 차단된 암(dark) 상태로 구성된다.
즉, 볼로미터의 저항 편차 보정원리는 기준 화소 어레이(91)의 볼로미터 저항 값의 평균을 기준 값으로 하여 테라헤르츠 신호가 완전히 차단된 상태의 실효 화소 볼로미터 저항 값과의 차이에 대해 보정을 한다.
한국등록특허공보 제10-0308638호(2001.08.30.)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 기준 단위 화소에서 테라헤르츠 신호 수신을 위한 안테나 및 발열체를 포함되지 않는 테라헤르츠 이미지 센서용 화소 어레이 구조, 테라헤르츠 이미지 센서, 그 제조방법 및 이를 포함하는 영상장치를 제공한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 기준 단위 화소의 빈 공간에 기준 단위 화소와 동일한 구조의 추가 기준 단위 화소를 적어도 하나 배치하여 그룹화된 기준 단위 화소를 형성하는 테라헤르츠 이미지 센서용 화소 어레이 구조, 테라헤르츠 이미지 센서, 그 제조방법 및 이를 포함하는 영상장치를 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 테라헤르츠 이미지 센서용 화소 어레이 구조는 테라헤르츠 신호를 감지하는 안테나, 발열하는 발열체, 열을 측정하는 제1 볼로미터 및 신호를 전송하는 제1 신호선을 가지는 실효 단위 화소가 일정 간격으로 복수개 배열되어 테라헤르츠 신호를 감지하는 실효 화소 어레이 및 상기 실효 화소 어레이와 이격되게 배치되고, 열을 측정하는 제2 볼로미터 및 신호를 전송하는 제2 신호선을 가지는 기준 단위 화소가 일정 간격으로 복수개 배열되어 화소별 볼로미터의 저항 편차를 보정하는 기준이 되는 기준 화소 어레이를 포함한다.
또한 상기 기준 단위 화소는, 안테나 및 발열체를 포함하지 않는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 기준 단위 화소는, 상기 제2 볼로미터의 양끝단에 상기 제2 신호선이 각각 연결되고, 서로 수평하게 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 기준 단위 화소는, 상기 실효 단위 화소와 대응되는 영역에 기준 단위 화소와 동일한 구조의 추가 기준 단위 화소를 적어도 하나 추가 배치하여 그룹화된 기준 단위 화소를 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 그룹화된 기준 단위 화소는, 상기 기준 단위 화소 및 상기 추가 기준 단위 화소의 피치(pitch)가 상기 실효 단위 화소 간의 피치보다 짧은 것을 특징으로 한다.
또한 상기 그룹화된 기준 단위 화소는, 상기 추가 기준 단위 화소를 통해 볼로미터의 저항 평균값이 상기 기준 단위 화소만 형성될 때보다 기준 저항 값에 더 가까이 수렴되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 테라헤르츠 이미지 센서는 기판, 상기 기판의 상부에 형성되고, 실효 화소 어레이 및 기준 화소 어레이를 포함하는 화소 어레이 및 상기 기판 및 상기 화소 어레이 사이에 형성되어 상기 화소 어레이에서 측정된 값을 판독하는 판독집적회로를 포함하되, 상기 실효 화소 어레이는, 테라헤르츠 신호를 감지하는 안테나, 발열하는 발열체, 열을 측정하는 제1 볼로미터 및 신호를 전송하는 제1 신호선을 가지는 실효 단위 화소가 일정 간격으로 복수개 배열되어 테라헤르츠 신호를 측정하고, 상기 기준 화소 어레이는, 상기 실효 화소 어레이와 이격되게 배치되고, 열을 측정하는 제2 볼로미터 및 신호를 전송하는 제2 신호선을 가지는 기준 단위 화소가 일정 간격으로 복수개 배열되어 제조공정 상의 화소별 볼로미터의 저항 편차를 보정하는 기준이 되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 영상장치는 테라헤르츠 신호를 수신하는 테라헤르츠 이미지 센서 및 상기 수신된 테라헤르츠 신호에 포함된 이미지 정보를 검출하고, 상기 검출된 이미지 정보를 이용하여 이미지를 구현하는 제어부를 포함하되, 상기 테라헤르츠 이미지 센서는, 기판, 상기 기판의 상부에 형성되고, 실효 화소 어레이 및 기준 화소 어레이를 포함하는 화소 어레이 및 상기 기판 및 상기 화소 어레이 사이에 형성되어 상기 화소 어레이에서 측정된 값을 판독하는 판독집적회로를 포함하고, 상기 실효 화소 어레이는, 테라헤르츠 신호를 감지하는 안테나, 발열하는 발열체, 열을 측정하는 제1 볼로미터 및 신호를 전송하는 제1 신호선을 가지는 실효 단위 화소가 일정 간격으로 복수개 배열되어 테라헤르츠 신호를 측정하며, 상기 기준 화소 어레이는, 상기 실효 화소 어레이와 이격되게 배치되고, 열을 측정하는 제2 볼로미터 및 신호를 전송하는 제2 신호선을 가지는 기준 단위 화소가 일정 간격으로 복수개 배열되어 제조공정 상의 화소별 볼로미터의 저항 편차를 보정하는 기준이 되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 테라헤르츠 이미지 센서의 제조방법은 기판이 준비되는 단계, 상기 기판의 상부에 화소 어레이에서 측정된 값을 판독하는 판독집적회로가 형성되는 단계 및 상기 판독집적회로의 상부에 실효 화소 어레이 및 기준 화소 어레이를 포함하는 화소 어레이가 형성되는 단계를 포함하되, 상기 실효 화소 어레이는, 테라헤르츠 신호를 감지하는 안테나, 발열하는 발열체, 열을 측정하는 제1 볼로미터 및 신호를 전송하는 제1 신호선을 가지는 실효 단위 화소가 일정 간격으로 복수개 배열되어 테라헤르츠 신호를 측정하며, 상기 기준 화소 어레이는, 상기 실효 화소 어레이와 이격되게 배치되고, 열을 측정하는 제2 볼로미터 및 신호를 전송하는 제2 신호선을 가지는 기준 단위 화소가 일정 간격으로 복수개 배열되어 제조공정 상의 화소별 볼로미터의 저항 편차를 보정하는 기준이 되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 테라헤르츠 이미지 센서용 화소 어레이 구조, 테라헤르츠 이미지 센서, 그 제조방법 및 이를 포함하는 영상장치는 일반적인 단위 화소에서 안테나 및 발열체를 제거하여 기준 단위 화소로 사용함으로써, 근본적으로 테라헤르츠 신호를 수신하지 않아 차폐 금속층이 형성되지 않을 수 있다.
또한 기준 단위 화소의 빈 공간에 기준 단위 화소와 동일한 구조의 추가 기준 단위 화소를 적어도 하나 배치하여 그룹화된 기준 단위 화소를 형성함으로써, 볼로미터의 저항 평균값이 기준 저항 값에 더 가까이 수렴시킬 수 있다.
또한 추가 기준 단위 화소가 기준 단위 화소의 주변에서 더미(dummy) 화소 역할을 수행하여 기준 단위 화소에서 발생되는 공정상의 편차를 감소시킬 수 있다.
도 1은 일반적인 안테나 결합 볼로미터 방식의 테라헤르츠 이미지 센서용 단위 화소를 설명하기 위한 개략도이다.
도 2는 도 1의 단위 화소를 포함하는 일반적인 테라헤르츠 이미지 센서용 화소 어레이 구조를 설명하기 위한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 영상장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기준 단위 화소를 설명하기 위한 개략도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기준 단위 화소를 설명하기 위한 개략도이다.
도 6은 도 4 또는 도 5의 기준 단위 화소를 포함하는 화소 어레이를 설명하기 위한 개략도이다.
도 7은 도 6의 화소 어레이를 포함하는 테라헤르츠 이미지 센서를 설명하기 위한 개략도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 기준 단위 화소를 설명하기 위한 개략도이다.
도 9는 도 8의 기준 단위 화소를 포함하는 화소 어레이를 설명하기 위한 개략도이다.
도 10은 도 9의 화소 어레이를 포함하는 테라헤르츠 이미지 센서를 설명하기 위한 계략도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 테라헤르츠 이미지 센서의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 당업자에게 자명하거나 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 영상장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 영상장치(100)는 테라헤르츠 신호에 포함된 이미지를 영상화한다. 영상장치(100)는 테라헤르츠 이미지 센서(110) 및 제어부(130)를 포함하고, 출력부(150) 및 저장부(170)를 더 포함한다. 영상장치(100)는 카메라, 캠코더 등을 포함할 수 있다.
테라헤르츠 이미지 센서(110)(이하, “이미지 센서”로 함)는 테라헤르츠 신호를 수신한다. 이 때, 테라헤르츠 신호는 이미지 정보를 포함한다. 이미지 센서(110)는 안테나 결합 볼로미터 방식으로 구성된다. 여기서, 이미지 센서(110)는 제조공정 상에서 발생하는 각 화소별 볼로미터 저항값 편차를 보정한다. 이를 통해, 이미지 센서(110)는 정확하게 테라헤르츠 신호를 수신함으로써 영상 구현에서 발생되는 잡음을 최소화시킬 수 있다. 이미지 센서(110)는 기준 단위 화소에 따라 제1 이미지 센서 및 제2 이미지 센서로 구분할 수 있으며, 이에 대한 자세한 설명은 도 4 내지 도 10을 통해 기술된다.
제어부(130)는 이미지 센서(110)로부터 수신된 테라헤르츠 신호에 포함된 이미지 정보를 검출한다. 제어부(130)는 검출된 이미지 정보를 이용하여 이미지를 구현한다. 여기서, 제어부(130)는 구현된 이미지를 이용하여 연속적인 이미지인 영상 이미지를 구현할 수 있다.
출력부(150)는 제어부(130)로부터 구현된 이미지를 출력한다. 출력부(150)는 디스플레이, 프로젝터, 프린터 등을 포함할 수 있다.
저장부(170)는 제어부(130)로부터 판독된 이미지 정보가 저장된다. 저장부(170)는 출력부(150)에서 출력되는 이미지가 저장된다. 저장부(170)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 저장매체를 포함할 수 있다.
한편, 영상장치(100)는 도면에는 도시되지 않았지만 통신부를 더 포함하여 외부 장치와의 통신을 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기준 단위 화소를 설명하기 위한 개략도이고, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기준 단위 화소를 설명하기 위한 개략도이며, 도 6은 도 4 또는 도 5의 기준 단위 화소를 포함하는 화소 어레이를 설명하기 위한 개략도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 화소 어레이(20)는 제조공정 상의 화소별 볼로미터의 저항 편차를 보정하는 기준이 되는 기준 화소 어레이(21) 및 테라헤르츠 신호를 감지하는 실효 화소 어레이(23)를 포함한다.
기준 화소 어레이(21)는 복수의 기준 단위 화소(10)가 일정 간격으로 배열된다. 이 때, 기준 화소 어레이(21)는 실효 화소 어레이(23)와 서로 간에 간섭이 발생되지 않는 최소의 거리만큼 이격되게 배열된다. 바람직하게는, 기준 화소 어레이(21)는 하나의 행 형태로 배열될 수 있다.
기준 단위 화소(10)는 볼로미터(11) 및 신호선(13)을 포함한다. 기준 단위 화소(10)는 실효 단위 화소와 달리 안테나 및 발열체를 포함하지 않는다. 이를 통해, 기준 단위 화소(10)는 테라헤르츠 신호를 근본적으로 수신할 수 없어 차폐 금속막 없이 암 상태를 구현한다. 따라서, 기준 단위 화소(10)는 차폐 금속막을 형성하는 공정을 줄일 수 있으며 이로 인해 비용 및 시간을 절약할 수 있다. 한편, 기준 단위 화소(10)는 상대적으로 부피가 큰 안테나 및 발열체의 제거로 빈 공간을 확보할 수 있다.
기본 단위 화소(10)는 볼로미터(11)의 양끝단에 신호선(13)이 각각 연결된다. 이 때, 기본 단위 화소(10)는 볼로미터(11) 및 신호선(13)이 서로 수평이 되도록 배치한다. 예를 들면, 기본 단위 화소(10)는 볼로미터(11) 및 신호선(13)이 연결된 형상이 일자 형상, 계단 형상, ㄷ자 형상 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
실효 화소 어레이(23)는 복수의 실효 단위 화소(80)가 일정 간격으로 배열된다. 이 때, 실효 화소 어레이(23)는 기준 화소 어레이(21)와 서로 간에 간섭이 발생되지 않는 최소의 거리만큼 이격되게 배열된다. 바람직하게는, 실효 화소 어레이(23)는 바둑판 형태로 복수의 행과 복수의 열이 정렬되어 배열될 수 있다.
실효 단위 화소는 도 2에 도시된 단위 화소(80)와 동일한 구조를 가질 수 있다. 따라서, 실효 단위 화소(80)는 볼로미터, 신호선, 절연체, 안테나 및 발열체를 포함한다. 즉, 실효 단위 화소는 외부의 테라헤르츠 신호가 안테나를 통해 수신되고, 이로 인해 여기되는 전류로 발열체를 가열하며, 발열체에서 발생된 열이 볼로미터로 전달되어 볼로미터의 저항을 감소하도록 구현된다.
실효 단위 화소는 볼로미터의 양끝단에 신호선이 각각 연결된다. 이 때, 실효 단위 화소는 볼로미터 및 신호선이 서로 수평이 되도록 배치한다. 실효 단위 화소는 볼로미터의 상부에 절연체를 형성하고, 절연체의 상부에 발열체를 형성한다. 실효 단위 화소는 발열체의 양끝단에 안테나가 각각 연결된다.
도 7은 도 6의 화소 어레이를 포함하는 테라헤르츠 이미지 센서를 설명하기 위한 개략도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 제1 이미지 센서(111)는 화소 어레이(20), 기판(25) 및 판독집적회로(reaout integrated circuit, ROIC)(27)를 포함한다.
기판(25)은 실리콘(Si) 기판일 수 있다.
판독집적회로(27)는 기판(25)의 상부에 형성되고, CMOS(complementary metal-oxide semiconductor) 공정을 이용하여 형성된다. 판독집적회로(27)는 화소 어레이(20)에서 측정된 값을 판독한다. 즉, 판독집적회로(27)는 볼로미터의 저항 값을 읽기 위한 단위 화소 회로를 포함한다. 이를 통해, 판독집적회로(27)는 제조공정 상에서 발생하는 각 화소별 볼로미터의 저항값 편차가 보정되도록 한다.
화소 어레이(20)는 판독집적회로(27)의 상부에 형성되고, MEMS(micro electro-mechanic system) 공정을 이용하여 형성된다. 화소 어레이(20)는 기준 화소 어레이(21) 및 실효 화소 어레이(23)를 포함하며, 이에 대한 설명은 전술된 바, 생략하기로 한다.
따라서, 제1 이미지 센서(111)는 기판(25), 판독집적회로(27) 및 화소 어레이(20) 순서대로 적층되며 형성된다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 기준 단위 화소를 설명하기 위한 개략도이고, 도 9는 도 8의 기준 단위 화소를 포함하는 화소 어레이를 설명하기 위한 개략도이며, 도 10은 도 9의 화소 어레이를 포함하는 테라헤르츠 이미지 센서를 설명하기 위한 계략도이다.
도 4 내지 도 10을 참조하면, 제2 이미지 센서(113)는 화소 어레이(40), 기판(45) 및 판독집적회로(47)를 포함한다. 여기서, 제2 이미지 센서(113)는 제1 이미지 센서(111)와 화소 어레이(40) 중 기준 화소 어레이(41)만 구조적인 차이가 있을 뿐 나머지 구성에 대해서는 동일한 구조를 가진다. 따라서, 실효 화소 어레이(43), 기판(45) 및 판독집적회로(47)에 대한 설명은 생략하기로 한다.
기준 화소 어레이(41)는 도 6 및 도 7에 도시된 기준 화소 어레이(21)와 달리 그룹화된 기준 단위 화소(30)를 포함한다. 여기서, 그룹화된 기준 단위 화소(30)는 실효 단위 화소와 대응되는 영역에 기준 단위 화소(31)와 동일한 구조의 추가 기준 단위 화소(33, 35)를 적어도 하나 추가 배치하여 그룹화한 기준 단위 화소이다. 즉, 그룹화된 기준 단위 화소(30)는 기준 단위 화소(31)에서 안테나와 볼로미터가 제거된 빈 공간에 추가 기준 단위 화소(33, 35)를 추가하여 그룹화한 것이다. 이 때, 그룹화된 기준 단위 화소(30)는 기준 단위 화소(31) 및 추가 기준 단위 화소(33, 35) 간에 간섭이 발생되지 않도록 일정 간격 이격되게 배치한다. 또한 그룹화된 기준 단위 화소(30)는 기준 단위 화소(31) 및 추가 기준 단위 화소(33, 35)의 피치(P1)(pitch)가 실효 단위 화소 간의 피치(P2)보다 짧게 형성되어 보다 촘촘한 간격으로 배치될 수 있다.
예를 들면, 그룹화된 기준 단위 화소(30)는 기준 단위 화소(31)를 기준으로 양단에 일정 간격 이격되게 제1 추가 기준 단위 화소(33) 및 제2 추가 기준 단위 화소(35)를 배치하여 형성할 수 있다. 여기서, 추가 기준 단위 화소를 2개로 한정하였으나, 빈 공간이 확보된 경우 더 많은 추가 기준 단위 화소를 추가 배치할 수 있다.
그룹화된 기준 단위 화소(30)는 추가 기준 단위 화소(33, 35)를 통해 볼로미터의 저항 평균값이 기준 단위 화소(31)만 형성될 때보다 기준 저항 값에 더 가까이 수렴된다. 이를 통해, 그룹화된 기준 단위 화소(30)는 보다 효과적인 공정편차 보정이 가능해지도록 한다.
한편, 추가 기준 단위 화소(33, 35)는 기준 단위 화소(31)의 주변에서 더미(dummy) 화소 역할을 수행함으로써, 기준 단위 화소(31)에서 발생되는 공정상의 편차가 감소되도록 기준 저항 값의 오차를 줄일 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 테라헤르츠 이미지 센서의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3, 도 7 및 도 11을 참조하면, 이미지 센서(110)는 일반적인 단위 화소에서 안테나 및 발열체를 제거하여 기준 단위 화소로 사용함으로써, 근본적으로 테라헤르츠 신호를 수신하지 않아 차폐 금속층을 형성하는 공정을 수행하지 않을 수 있다.
S51단계에서, 기판(25)이 준비된다. 기판(25)은 실리콘 기판이 준비될 수 있다.
S53단계에서, 판독집적회로(27)를 기판(25)의 상부에 형성한다. 판독집적회로(27)는 CMOS 공정을 이용하여 형성한다. 판독집적회로(27)는 볼로미터의 저항 값을 읽기 위한 단위 화소 회로를 포함한다.
S55단계에서, 화소 어레이(20)를 판독집적회로(27)의 상부에 형성한다. 화소 어레이(20)는 MEMS 공정을 이용하여 형성한다. 화소 어레이(20)는 기준 화소 어레이(21) 및 실효 화소 어레이(23)를 포함한다.
기준 화소 어레이(21)는 볼로미터 및 신호선을 가지는 기준 단위 화소가 일정 간격으로 복수개 배열되도록 형성된다. 실효 화소 어레이(21)는 볼로미터, 신호선, 절연체, 안테나 및 발열체를 가지는 실효 단위 화소가 일정 간격으로 복수개 배열되도록 형성된다. 이 때, 기준 화소 어레이(21) 및 실효 화소 어레이(21)는 일정 간격 이격되게 배치되어 서로 간의 간섭이 발생되지 않도록 한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
10, 31: 기준 단위 화소
11, 81: 볼로미터
13, 83: 신호선
20, 40, 90: 화소 어레이
21, 41, 91: 기준 화소 어레이
23, 43, 93: 실효 화소 어레이
25, 45: 기판
27, 47: 판독집적회로
33: 제1 추가 기준 단위 화소
35: 제2 추가 기준 단위 화소
80: 단위 화소
85: 절연체
87: 안테나
89: 발열체
95: 차폐 금속막
100: 영상장치
110: 테라헤르츠 이미지 센서
111: 제1 이미지 센서
113: 제2 이미지 센서
130: 제어부
150: 출력부
170: 저장부

Claims (9)

  1. 테라헤르츠 신호를 감지하는 안테나, 발열하는 발열체, 열을 측정하는 제1 볼로미터 및 신호를 전송하는 제1 신호선을 가지는 실효 단위 화소가 일정 간격으로 복수개 배열되어 테라헤르츠 신호를 감지하는 실효 화소 어레이; 및
    상기 실효 화소 어레이와 이격되게 배치되고, 열을 측정하는 제2 볼로미터 및 신호를 전송하는 제2 신호선을 가지는 기준 단위 화소가 일정 간격으로 복수개 배열되어 화소별 볼로미터의 저항 편차를 보정하는 기준이 되는 기준 화소 어레이;를 포함하되,
    상기 기준 단위 화소는,
    상기 제2 볼로미터의 양끝단에 상기 제2 신호선이 각각 연결되고, 서로 수평하게 배치되는 것을 특징으로 하는 테라헤르츠 이미지 센서용 화소 어레이 구조.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 기준 단위 화소는,
    안테나 및 발열체를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 테라헤르츠 이미지 센서용 화소 어레이 구조.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 기준 단위 화소는,
    상기 실효 단위 화소와 대응되는 영역에 기준 단위 화소와 동일한 구조의 추가 기준 단위 화소를 적어도 하나 추가 배치하여 그룹화된 기준 단위 화소를 형성하는 것을 특징으로 하는 테라헤르츠 이미지 센서용 화소 어레이 구조.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 그룹화된 기준 단위 화소는,
    상기 기준 단위 화소 및 상기 추가 기준 단위 화소의 피치(pitch)가 상기 실효 단위 화소 간의 피치보다 짧은 것을 특징으로 하는 테라헤르츠 이미지 센서용 화소 어레이 구조.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 그룹화된 기준 단위 화소는,
    상기 추가 기준 단위 화소를 통해 볼로미터의 저항 평균값이 상기 기준 단위 화소만 형성될 때보다 기준 저항 값에 더 가까이 수렴되는 것을 특징으로 하는 테라헤르츠 이미지 센서용 화소 어레이 구조.
  7. 기판;
    상기 기판의 상부에 형성되고, 실효 화소 어레이 및 기준 화소 어레이를 포함하는 화소 어레이; 및
    상기 기판 및 상기 화소 어레이 사이에 형성되어 상기 화소 어레이에서 측정된 값을 판독하는 판독집적회로;를 포함하되,
    상기 실효 화소 어레이는,
    테라헤르츠 신호를 감지하는 안테나, 발열하는 발열체, 열을 측정하는 제1 볼로미터 및 신호를 전송하는 제1 신호선을 가지는 실효 단위 화소가 일정 간격으로 복수개 배열되어 테라헤르츠 신호를 측정하고,
    상기 기준 화소 어레이는,
    상기 실효 화소 어레이와 이격되게 배치되고, 열을 측정하는 제2 볼로미터 및 신호를 전송하는 제2 신호선을 가지는 기준 단위 화소가 일정 간격으로 복수개 배열되어 제조공정 상의 화소별 볼로미터의 저항 편차를 보정하는 기준이 되며,
    상기 기준 단위 화소는,
    상기 제2 볼로미터의 양끝단에 상기 제2 신호선이 각각 연결되고, 서로 수평하게 배치되는 것을 특징으로 하는 테라헤르츠 이미지 센서.
  8. 테라헤르츠 신호를 수신하는 테라헤르츠 이미지 센서; 및
    상기 수신된 테라헤르츠 신호에 포함된 이미지 정보를 검출하고, 상기 검출된 이미지 정보를 이용하여 이미지를 구현하는 제어부;를 포함하되,
    상기 테라헤르츠 이미지 센서는,
    기판;
    상기 기판의 상부에 형성되고, 실효 화소 어레이 및 기준 화소 어레이를 포함하는 화소 어레이; 및
    상기 기판 및 상기 화소 어레이 사이에 형성되어 상기 화소 어레이에서 측정된 값을 판독하는 판독집적회로;를 포함하고,
    상기 실효 화소 어레이는,
    테라헤르츠 신호를 감지하는 안테나, 발열하는 발열체, 열을 측정하는 제1 볼로미터 및 신호를 전송하는 제1 신호선을 가지는 실효 단위 화소가 일정 간격으로 복수개 배열되어 테라헤르츠 신호를 측정하고,
    상기 기준 화소 어레이는,
    상기 실효 화소 어레이와 이격되게 배치되고, 열을 측정하는 제2 볼로미터 및 신호를 전송하는 제2 신호선을 가지는 기준 단위 화소가 일정 간격으로 복수개 배열되어 제조공정 상의 화소별 볼로미터의 저항 편차를 보정하는 기준이 되며,
    상기 기준 단위 화소는,
    상기 제2 볼로미터의 양끝단에 상기 제2 신호선이 각각 연결되고, 서로 수평하게 배치되는 것을 특징으로 하는 영상장치.
  9. 기판이 준비되는 단계;
    상기 기판의 상부에 화소 어레이에서 측정된 값을 판독하는 판독집적회로가 형성되는 단계; 및
    상기 판독집적회로의 상부에 실효 화소 어레이 및 기준 화소 어레이를 포함하는 화소 어레이가 형성되는 단계;를 포함하되,
    상기 실효 화소 어레이는,
    테라헤르츠 신호를 감지하는 안테나, 발열하는 발열체, 열을 측정하는 제1 볼로미터 및 신호를 전송하는 제1 신호선을 가지는 실효 단위 화소가 일정 간격으로 복수개 배열되어 테라헤르츠 신호를 측정하고,
    상기 기준 화소 어레이는,
    상기 실효 화소 어레이와 이격되게 배치되고, 열을 측정하는 제2 볼로미터 및 신호를 전송하는 제2 신호선을 가지는 기준 단위 화소가 일정 간격으로 복수개 배열되어 제조공정 상의 화소별 볼로미터의 저항 편차를 보정하는 기준이 되며,
    상기 기준 단위 화소는,
    상기 제2 볼로미터의 양끝단에 상기 제2 신호선이 각각 연결되고, 서로 수평하게 배치되는 것을 특징으로 하는 테라헤르츠 이미지 센서의 제조방법.
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