專利名稱：紅外線傳感器芯片、紅外線檢測器以及其運行方法和測試方法
技術領域：
本發(fā)明涉及紅外線傳感器芯片、紅外線檢測器以及其運行方法和測試方法。
背景技術：
輻射熱測量計型紅外線檢測器具有隨溫度變化的阻抗特性。另外，該紅外線檢測器由傳感器(例如，可以舉例輻射熱測量計(bolometer))和用來處理從傳感器檢測到的紅外線的量的信號的輸出控制集成電路(ROIC :Read Out Integrated Circuit)構成。現(xiàn)有的紅外線檢測器將這種輸出控制集成電路事先設計在晶片基板上，并利用MEMS工序在該晶片基板上制作傳感器。因此，輸出控制集成電路(ROIC)事先設計在晶片上，并在該輸出控制集成電路上制作傳感器，因此存在不容易事先檢測傳感器的運行狀態(tài)的缺點。另外，傳感器和輸出控制集成電路利用單片(monolithic)的方式連接，因此芯片的集成度低且產生不良品時不可能再使用晶片以及/或紅外線檢測器，因此存在成本(cost)增加的缺點。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服上面提到的現(xiàn)有技術中存在的缺點，具體而言，消除輻射熱測量計和ROIC芯片之間的相互干涉，并使在晶片或芯片階段能夠進行測試。另外，本發(fā)明的目的在于降低紅外線檢測器的制造成本，并事先檢查傳感器以及/或輸出控制集成電路的運行狀態(tài)，由此提高通過工序監(jiān)控的產量的提高以及最大程度地降低伴隨不合格品而產生的費用。根據實施例,提供一種紅外線傳感器芯片，包括CM0S電路基板(互補金屬氧化物半導體電路基板)，其由有源矩陣、行線選擇部和輸出多路轉換器構成；輻射熱測量計，其層壓于所述CMOS電路基板上，且由有源單元和參比單元構成；其中，為了在晶片或芯片狀態(tài)下對所述輻射熱測量計進行參數化測試，所述行線選擇部選擇所述輻射熱測量計中作為施加電壓的對象的單元，所述輸出多路轉換器部輸出根據所述電壓施加的電流特性。選擇性地連接所述參比單元和所述輸出多路轉換器部的一個輸入端的第一開關和選擇性地連接所述有源單元和所述輸出多路轉換器部的所述一個輸入端的第二開關分別通過控制信號被開啟/關閉。當所述第一開關和所述第二開關分別開啟/關閉時，所述參比單元或所述有源單元中的某一個上流動的電流值可以通過所述輸出多路轉換器部輸出。選擇性地連接所述參比單元和所述輸出多路轉換器部的一個輸入端的第一開關和選擇性地連接所述有源單元和所述輸出多路轉換器部的所述一個輸入端的第二開關被獨立的模擬控制信號控制而在飽和區(qū)域運行，所述參比單元和所述有源單元上流動的電流差可以以原樣或通過放大器放大后輸入到所述輸出多路轉換器部的所述一個輸入端。
根據另外的實施例，提供一種紅外線傳感器的測試方法，該測試方法是包括有源單元和參比單元的紅外線傳感器的參數化測試方法，包括如下步驟將選擇性地連接所述參比單元和輸出多路轉換器部的一個輸入端的第一開關和選擇性地連接所述有源單元和所述輸出多路轉換器部的一個輸入端的第二開關交替地開啟/關閉，由此依次接收所述參比單元和所述有源單元上流動的電流值的步驟；基于所述電流值和所述參比單元以及所述有源單元兩端上施加的電壓，測量所述參比單元和所述有源單元的阻抗值的步驟。所述第一開關和所述第二開關上可以分別輸入用于所述開啟/關閉的獨立的可變模擬電源控制信號。根據又一另外的實施例，提供一種紅外線傳感器的運行方法，該運行方法是包括有源單元和參比單元的紅外線傳感器的運行方法，包括如下步驟選擇性地連接所述參比單兀和輸出多路轉換器部的一個輸入端的第一開關上施加獨立的可變模擬電源控制信號的步驟；選擇性地連接所述有源單元和輸出多路轉換器部的所述一個輸入端的第二開關上施加獨立的可變模擬電源控制信號的步驟；將所述參比單元上流動的電流和所述有源單元上流動的電流的差以原樣或通過放大后通過所述輸出多路轉換器部向外部輸出的步驟。另外，根據又一另外的實施例，提供一種紅外線檢測器，包括電路基板，其包括行線選擇部和輸出多路轉換器部；紅外線傳感器芯片，層壓在所述電路基板上，其包括紅外線傳感器，該紅外線傳感器包括多個通過來自所述行線選擇部的信號被選擇而將與紅外線檢測相關的電流信號輸出到所述輸出多路轉換器部的單元；Sa-FPA控制器芯片，其與所述紅外線傳感器芯片電連接，并施加控制所述行線選擇部和輸出多路轉換器部的信號，并判斷從輸出多路轉換器部傳輸的所述電流信號。所述Sa-FPA控制器芯片可以與ISP (Image Signal Processing)芯片集成在一起。所述Sa-FPA控制器芯片可以與DAC可變模擬電源芯片集成在一起。在本發(fā)明中，除了 Sa-FPA控制器芯片之外，另外制造紅外線傳感器芯片，因此，在晶片或芯片階段能夠對輻射熱測量計進行測試，由此最大程度地降低伴隨不合格品而產生的費用。另外，根據本發(fā)明，能夠降低紅外線檢測器的制造成本和縮短開發(fā)時間，并且能夠提高通過工序監(jiān)控的產量。
圖1是為了概略說明利用根據本發(fā)明實施例的Sa-FPA的紅外線檢測器的構成的概念圖；圖2為表示利用根據本發(fā)明的Sa-FPA的紅外線檢測器的制造過程的流程圖；圖3和圖4為按順序表示利用根據圖2的流程圖的Sa-FPA的紅外線檢測器的制造過程的模塊圖；圖5為表示根據本發(fā)明實施例的紅外線檢測器的構成的電路圖；圖6為在圖5所示的電路圖中的行控制移位寄存器的電路圖；圖7為在圖5所示的電路圖中的列控制移位寄存器的電路圖；圖8為根據本發(fā)明實施例的紅外線傳感器芯片的另外的電路圖9為用來說明根據本發(fā)明實施例的紅外線傳感器芯片的運行模式和測試模式的模塊圖；圖10和圖11為表示在圖9的模塊圖中紅外線傳感器和輸出多路轉換器的構成的電路圖；圖12為表示當圖10的電路圖為運行模式時的信號流向的電路圖。具體進行方式本發(fā)明可以進行多種變更，并且可以具有多種實施例，因此，在附圖中例示特定實施例并做詳細說明。但是，本發(fā)明并不局限于特定實施方式，應理解為包括在本發(fā)明的構思以及技術范圍內的所有變更、等同物以及代替物。在說明各個附圖過程中，類似的構成要素采用了類似的參照符號。第一、第二等用語可以用于說明多種構成要素，但所述構成要素不能僅限于所述用語。所述用語的目的只是將某一個構成要素與其它構成要素區(qū)別開來。例如，不脫離本發(fā)明的權利范圍內，第一構成要素可以命名為第二構成要素，相同地第二構成要素也可以命名為第一構成要素。用語“以及/或”包括所記載的多個相關項目的組合或所記載的多個相關的項目中的某一個項目。當記載成某一個構成要素與其它構成要素“連結”或“連接”時，可以理解為與其它構成要素直接地連結或連接，但也可以理解為在其中間還可以存在其它構成要素。相反，當記載成某一個構成要素與其它構成要素“直接連結”或“直接連接”時，可以理解為在其中間不存在其它構成要素。在本說明書中使用的用語只是為了說明特定的實施例，并非要限定本發(fā)明。單數的表現(xiàn)只要在文中沒有表示其它意思就包括復數的表現(xiàn)。在本申請中的用語“包括”或“具有”等可以理解為，只是指出說明書中記載的特征、數字、步驟、運行、構成要素、部件或將其組合的事實存在，應理解為不排除存在一個或一個以上的其它特征或者數字、步驟、運行、構成要素、部件或將其組合的或附加的可能性。除非另有定義，在此使用的包含技術性或科學性用語在內的所有用語的含義與本發(fā)明所屬技術領域的具有普遍知識的人所理解的含義相同。通常使用的如在詞典中有定義的用語等應解釋為與相關技術的文章中的含義相同，除非在本申請中有明確定義，不應解釋為理想的或過度形式化的意思。下面參照附圖詳細說明利用根據本發(fā)明實施例的Sa-FPA所制造的紅外線檢測器及其制造方法。紅外線檢測器的整體構成圖1是將利用根據本發(fā)明實施例的Sa-FPA的紅外線檢測器的整體構成與現(xiàn)有的紅外線檢測器的整體構成一起概略表示的概念圖。參照圖1，根據本發(fā)明實施例的紅外線檢測器包括紅外線傳感器芯片100，其包括在基本邏輯/開關電路基板110上形成的輻射熱測量計120 ;Sa-FPA控制芯片200，其可以與紅外線傳感器芯片100連接。紅外線傳感器芯片100的基本邏輯/開關電路基板110包括有源矩陣111。另外，還可以包括用于在有源矩陣上形成的輻射熱測量計120的各單元的選擇以及檢測從所述單元輸出的信號的行線選擇部以及輸出多路轉換器部。具體地說，行線選擇部向輻射熱測量計120的各單元上施加電源(例如，電壓等)，輸出多路轉換器部接收伴隨所述電源的施加的應答(例如，電流特性等)的輸入，然后將其輸出。關于在有源矩陣上形成的輻射熱測量計120和行線選擇部以及輸出多路轉換器部的詳細構成，在后面進行說明。如此，根據本發(fā)明的紅外線檢測器在紅外線傳感器芯片100的基本邏輯/開關電路基板110上只形成有源矩陣和選擇輻射熱測量計120的單元所必需的電路。即，在現(xiàn)有的紅外線傳感器芯片100上的ROIC內所包括的SA (感測放大器，Sense Amplifier)和ADC(模擬/數字轉換器，Analog to digital Converter)將從紅外線傳感器芯片100上分離而形成為另外的Sa-FPA控制芯片200。此時，基本邏輯/開關電路基板110可以由只有僅具有有源矩陣功能的數字邏輯電路才具有的廉價的CMOS晶片體現(xiàn)，因此可以大大降低制造成本。另外，輻射熱測量計120的各單元的電性評價可以在晶片階段進行。關于該評價方法，簡單地說向各個輻射熱測量計120施加電壓，并測定電流特性，因此在晶片或芯片狀態(tài)下能夠進行參數化測試。關于這方面在后面詳細說明。輻射熱測量計120是在基板邏輯/開關電路基板110上通過MEMS(微電子機械系統(tǒng),MicroelectroMechanical Systems)工序等而層壓，并能夠以單片(monolithic)的方式層壓。圖2為表示利用根據本發(fā)明的Sa-FPA的紅外線檢測器的制造過程的流程圖。參照圖1和圖2，晶片(未圖示)上事先設計基本邏輯/開關元件，由此制造基本邏輯/開關電路基板110 (步驟S200)。圖3為概略表示基本邏輯/開關電路基板110的構成的圖。參照圖3，在基本邏輯/開關元件基板110上設計形成有可變模擬電源輸入部，與外部D/A轉換器一樣；開關部310，與該模擬電源輸入部連接并構成開關元件等；輸出多路轉換器部320，與該開關部310連接并從之后沉積的輻射熱測量計發(fā)生的多個電流信號中選擇一部分；模擬電流信號輸出部330,將所述電流信號通過所述輸出多路轉換器部320傳輸到芯片外部；地址控制邏輯部300，其控制開關部310。地址控制邏輯部300可作為前面所述的行線選擇部以及輸出多路轉換器部發(fā)揮功能。在此，開關部310可以由NMOS晶體管、PMOS晶體管、CMOS晶體管等開關元件體現(xiàn)。另外，地址控制邏輯部300可以由用于在開關部310上依次施加地址的移位寄存器和用來隨機施加地址的多路轉換器等體現(xiàn)。另一方面，參照圖1和圖2，在基板邏輯/開關電路基板110上利用單片方式層壓輻射熱測量計120 (步驟S210)。這樣的情況在圖4中圖示。即，參照圖4，開關部310與輻射熱測量計120連接，該輻射熱測量計120又與輸出多路轉換器部320連接。由此，制造出紅外線傳感器芯片100。在基本邏輯/開關電路基板110上形成輻射熱測量計120的部分可稱之為前面所述的有源矩陣。并且，又參照圖2，在晶片狀態(tài)下對輻射熱測量計120進行參數化測試(S220)。如前面所述，在本發(fā)明中構成輻射熱測量計120的有源單元和參比單元上施加電壓，并檢測與之相應的電流特性，由此在晶片階段能夠進行測試。對于在步驟S220中進行的測試，以后再做詳細的說明。另一方面，在測試之后挑選良品(S230)，并進行包裝(S240)，由此對最終的紅外線傳感器芯片進行測試(S250)。在步驟S250中進行的測試可稱之為運行模式，關于這方面以后再做詳細說明。另外，在步驟S220的測試之后，可以進行在晶片水平上的包裝(S260)工序、在晶片階段的最終測試(S270)工序、芯片分離(S280)工序。在步驟S270的測試模式和在步驟S250的測試模式可以以相同的方式進行。圖5為表示利用根據本發(fā)明實施例的Sa-FPA的紅外線檢測器的構成的CMOS電路圖。S卩，圖示通過圖1 圖4生成的電路圖。參照圖5，在輻射熱測量計120中，參比單元輻射熱測量計610a 610η以及/或有源單元福射熱測量計620a 620η由列(column)以及行(row)陣列構成,并與各列線和 行線連接。在此，各輻射熱測量計(620a 620η)上連接有第一輻射熱測量計開關元件(630a 630η)，由此控制各輻射熱測量計(620a 620η)的開啟/關閉。為了控制該第一輻射熱測量計開關元件(630a 630η)的開啟/關閉，構成有列線控制移位寄存器600a、行線控制移位寄存器600b、列線選擇開關640a 640η。另外，列線控制移位寄存器600a是十六位移位寄存器，通過在列線選擇開關640a 640η上依次施加地址,使得列線選擇開關640a 640η能夠依次選擇列線。另外，行線控制移位寄存器600b是240位移位寄存器，通過施加依次的行線形式地址，由此能夠開啟/關閉有源單元輻射熱測量計620a 620η。所述列線選擇開關640a 640η可相當于在前面說明的輸出多路轉換器部。當然，列線選擇開關640a 640η可以將規(guī)定的數量做成模塊化而在同一時間內運行。例如，一個模塊包括20個單位。因此，在通過行線控制移位寄存器600b啟用(enable) —個行線的期間，列線控制移位寄存器600a將列線選擇開關640a 640η —個一個依次啟用。此時，列線選擇開關640a 640η全部依次啟用所需的總的時間與一個行線所啟用的時間相同。這些列線選擇開關640a 640η與布線650a 650η連接。因此，福射熱測量計620a 620η所生成的電信號通過模擬電流信號輸出部330輸出至外部。為此，在模擬電流信號輸出部330上形成輸出墊(OutO 0utl9)。模擬電流信號輸出部330與外部測試儀器(例如，可以舉例Agilent4072A&UF3000)連接，能夠進行對全部參比單元以及有源單元610a 610n、620a 620η的阻抗值的參數化測定。由此，能夠進行統(tǒng)計工序監(jiān)控。圖6為在圖5所示的電路圖中的行控制移位寄存器600b的電路圖。參照圖6，行控制移位寄存器600b可以由240個觸發(fā)器1000構成，并且該觸發(fā)器1000可以由D-觸發(fā)器體現(xiàn)。當然，本發(fā)明并不局限于此，也可以使用其它類型的觸發(fā)器。該觸發(fā)器1000與行信號線1010和行計時線1020和重置線1030連接。當然，行信號、行計時、重置等控制信號通過與如圖5所示的模擬電流信號輸出部330連接的線1010、1020,1030 輸入。圖7為在圖5所示的電路圖中的列控制移位寄存器的電路圖。參照圖7，列控制移位寄存器600b可以由16個觸發(fā)器1100構成，并且該觸發(fā)器1100可以由D-觸發(fā)器體現(xiàn)。當然，本發(fā)明并不局限于此，可以使用其它類型的觸發(fā)器。
該觸發(fā)器1100與列信號線1110和行計時線1120和重置線1130連接。圖8為表示根據本發(fā)明其它實施例的利Sa-FPA的紅外線傳感器的構成的另外的電路圖。圖8與圖5不同，具有如下特征，不使用移位寄存器600a、600b，而是利用多路轉換器1200a、1200b，在構成特定大小(例如，320X240)的陣列的行線和列線上施加地址。列線控制多路轉換器1200a由多路轉換器(MUX)(例如，4X6位的多路轉換器)構成，并通過在列線上選擇性地施加地址，開啟/關閉列線上的列線選擇開關640a 640η。行線控制多路轉換器1200b由多路轉換器(MUX)(例如，8X240位多路轉換器)構成，并通過在行線上選擇性地施加地址，開啟/關閉行線上的輻射熱測量計開關元件630a 630η。因此，與圖5不同，相對于輻射熱測量計開關元件630a 630η隨機地可以選擇性 地進行測試。具體地說，由于能夠選擇性地在列線以及/或行線上施加地址，因此能夠任意選擇一個單元(B卩，是指一個輻射熱測量計)來進行測試。當然，如圖5所示，也可以依次選擇單元來進行測試。因此，在通過行線控制多路轉換器1200b啟用一個行線期間，列線控制多路轉換器1200a將一個一個依次啟用列線選擇開關640a 640η。此時，列線選擇開關640a 640η全部依次啟用所需的總的時間與啟用一個行線的時間相同。當然，圖8的情況下，參比單元輻射熱測量計610a 610η上包括反相開關元件1210a 1210η。作為反相開關元件可以使用PMOS晶體管等。另外，模擬電流信號輸出部330上可以形成有用來選擇集成列線以及/或行線的第一列線連接墊1225和第二行線連接墊1223。當然，作為外部連接墊的模擬電流信號輸出部330上構成有第一輸入控制信號連接墊1220，其用來輸入相對于多路轉換器1200a、1200b、反相開關元件1210a 1210η的控制信號；第一信號輸出連接墊1227，其用來輸出在輻射熱測量計610a 610η以及/或630a 630η生成的電信號(即，模擬數字)。第一信號輸出連接墊1227是各墊與各布線650a 650η以一對一匹配的方式連接。以下，說明根據本發(fā)明實施例的利用Sa-FPA的紅外線檢測器的運行模式和測試模式。紅外線檢測器的運行樽式和測試樽式圖9為用來說明根據本發(fā)明實施例的紅外線檢測器的運行模式和測試模式的模塊圖。參照圖5和圖9，輻射熱測量計120是由像素陣列構成，并且該像素陣列由參比單元610和有源單元620構成。另外，行線選擇部600b可以說對應于圖5的行線控制移位寄存器600b，輸出多路轉換器部600a可以說是概括圖5的列控制移位寄存器600a和通過該列控制移位寄存器600a控制的輸出多路轉換器部320的概念。如前面所述，輸出多路轉換器部600a和行線選擇部600b是在基本邏輯/開關電路基板110上形成的構成要素。如前面所述，通過行線選擇部600b能夠輸入從外部Sa-FPA控制芯片200或測試器發(fā)生的外部施加信號AX。從外部Sa-FPA控制芯片200發(fā)生的外部施加信號AX可以傳輸到紅外線傳感器芯片100。行線選擇部600b接收外部施加信號AX，并生成與之相對應的內部信號XS。通過這些內部信號XS可以開啟/關閉構成有源單元620的各個單元。輸出多路轉換器部600a上還可以輸入外部施加信號AY。該外部施加信號AY還可以從Sa-FPA控制芯片200或測試器傳輸。輸出多路轉換器部600a可以由特定大小的多路轉換器MUX體現(xiàn)，并通過外部施加信號AY可以選擇各個多路轉換器MUX。圖10和圖11為表示在圖9的模塊圖中的輻射熱檢測計120和輸出多路轉換器部600a的構成的電路圖。參照圖10和圖11，參比單元610的一端與第一端子VSK連接，另一端可以選擇性地與輸出多路轉換器部600a連接。向第一 端子VSK可以施加從芯片外部向DAC控制的可變模擬電源，但并不局限于此。例如，從外部的Sa-FPA控制芯片200 (參照圖1)供給，此時，Sa-FPA控制芯片200可以與DAC可變模擬電源芯片一起集成。參比單元610的另一端與輸出多路轉換器部600a之間的選擇性連接是可以通過第一開關Pl完成。第一開關Pl的一端與參比單兀610的一端連接,另一端與輸出多路轉換器部600a的一個輸入端連接，并通過控制信號GSK可以開啟/關閉。所述控制信號GSK可以是從芯片外部向DAC控制的模擬電源控制信號，但并不局限于此。有源單元620的一端可以與第二端子VSSA選擇性地連接，另一端可以與第一開關Pl的另一端選擇性地連接。作為第二端子VSSA，可以施加從芯片外部向DAC控制的模擬電源，但并不局限于此。有源單元620的一端和第二端子VSSA之間的選擇性連接可以通過第二開關完成。第二開關NI通過控制信號XS可以開啟/關閉。有源單元620的另一端與第一開關Pl的另一端之間的連接可以通過第三開關N2完成。第三開關N2可以通過控制信號VFID開啟/關閉。所述控制信號VFID可以是從芯片外部向DAC控制的模擬控制信號，但并不局限于此。有源單元的另一端和參比單元的另一端通過第一開關P1、第二開關NI以及第三開關N2的開啟/關閉輸入到輸出多路轉換器部600a的一個輸入端。第一開關P1、第二開關NI以及第三開關N2可以由晶體管體現(xiàn)，但還可以由與之不同的另外的開關元件體現(xiàn)。第一開關Pl由PMOS晶體管體現(xiàn)，第二開關NI和第三開關N2可以由NMOS晶體管體現(xiàn)，但也可以是與之相反地體現(xiàn)。下面，舉例第一開關Pl由PMOS晶體管體現(xiàn)，第二開關NI和第三開關N2由NMOS晶體管體現(xiàn)的情況來進行說明。與之相反地形成的情況，對于各個信號(￥31(、631(、￥ 1033、￥334)的說明也要相反。所述信號(VSK、GSK、VFID、XS、VSSA)可以是從芯片外部向DAC控制的模擬控制信號，但并不局限于此。即，在下面的說明中，如果說明為第一端子VSK上輸入高速數字信號，則在相反的情況下(PM0S和NMOS相互交替的情況)，第一端子VSK上應該輸入低速數字信號。下面，參照圖10和圖11說明運行模式和測試模式中的信號特性。運行樽式在運行模式中，向參比單元610和有源單元620獨立地施加外部電壓，將在各單元610、620上流動的信號電流的差以原樣或放大的狀態(tài)輸出。參照圖10和圖11，與需要活性化的有源單元620連接的第二開關NI上作為控制信號可以輸入高速數字信號。另外，向第一端子VSK上施加由外部D/A轉換器控制的模擬電源，向第二端子VSSA上可以輸入低速信號或接地。作為第一開關Pl和第三開關N2的控制信號VFID、GSK，可以施加由適當的外部D/A轉換器控制的模擬電源。此時，根據第一開關Pl和第三開關N2上施加的控制信號VFID、GSK，在參比單元610和有源單元620上分別流動特定大小的電流。圖12為表示當圖10的電路圖為運行模式時第一開關Pl和第三開關N2在晶體管的飽和區(qū)域中運行，第二開關NI在線性區(qū)域運行時的電流流動情況的電路圖。參照圖12，在運行模式中，第一開關Pl和第三開關N2在晶體管的飽和區(qū)域運行，第二開關NI在線性區(qū)域中運行。此時，參比單元610上流動的電流Il和在有源單元620上流動的電流12的差(II 一 12)輸入到輸出多路轉換器部600a的一個輸入端。該電流的差(I1- 12)可以按照原樣輸入，但也可以是通過簡單的電流放大器以放大的狀態(tài)輸入。SP，輸出多路轉換器部600a的前端可以形成有簡單的放大器，例如，形成利用電流鏡的電流放大器(未圖示)。輸出多路轉換器部600a根據外部施加信號AY可以輸出相應的輸入信號。另外，輸出多路轉換器部600a的輸入端的前端還可以包括用來放大所述電流差的元件(未圖示)。測試樽式在測試模式中，分別測量參比單元610和有源單元620的阻抗值，并進行統(tǒng)計性監(jiān)控，由此判斷傳感器是否不合格，并挑選合格芯片(Good Die)。參照圖10和圖11，在與作為測試對象的有源單元620連接的第二開關NI上，作為控制信號XS可以輸入高速數字信號。首先，為了測量參比單元610的阻抗值，在第一端子VSK上輸入高速數字信號，并作為第一開關Pl和第三開關N2的控制信號GSK、VFID可以輸入低速信號。由此,第一開關Pl被開啟，第三開關N2被關閉。此時，參比單元610上流動的電流值可以輸入到輸出多路轉換器部600a的一個輸入端,并通過外部施加信號AY所述輸入值可以從輸出多路轉換器部600a輸出。參比單元610兩端所施加的電壓值是已知，因此，通過輸出多路轉換器部600a輸出的信號，即，通過參比單元610上流動的電流值可以知道參比單元610的阻抗值。此時，第一開關的ON阻抗當然要比參比單元的阻抗小很多。另一方面，為了測量有源單元620的阻抗值，作為第一開關Pl和第三開關N2的控制信號GSK、VFID可以輸入高速信號。另外，第二端子VSSA上可以輸入低速信號或接地。根據所述信號的施加，第一開關Pl被關閉，第三開關N2被開啟。即，在晶體管的線性區(qū)域運行。在與作為測試對象的有源單元620連接的第二開關NI上，作為控制信號XS輸入高速信號，因此有源單元620中流動的電流值可以輸入到輸出多路轉換器部600a的一個輸入端上，并通過外部施加信號AY，相應的輸入值通過輸出多路轉換器部600a輸出。有源單元620兩端上施加的電壓值已知，因此通過輸出多路轉換器部600a輸出的信號，即，通過有源單元620中流動的電流值可以知道有源單元620的阻抗值。此時，第二開關和第三開關的ON阻抗當然要比有源單元的阻抗小很多。如果通過這樣的方式完成參比單元610和有源單元620的阻抗值的測量，則能夠知道傳感器是否不合格和統(tǒng)計性阻抗分布。通過這些，可以只挑選合格品(Good Die)而進行包裝，并且能夠進行根據參數化測試的統(tǒng)計性工序監(jiān)控，因此能夠大幅度地降低制造成分和開發(fā)時間。
權利要求
1.一種紅外線傳感器芯片,包括CMOS電路基板，其由有源矩陣、行線選擇部和輸出多路轉換器部構成；輻射熱測量計，其層壓于所述CMOS電路基板上，且由有源單元和參比單元構成；其中，為了在晶片或芯片狀態(tài)下對所述輻射熱測量計進行參數化測試，所述行線選擇部選擇所述輻射熱測量計中作為施加電壓的對象的單元，所述輸出多路轉換器部輸出根據所述電壓施加的電流特性。
2.根據權利要求1所述的紅外線傳感器芯片，其特征在于，選擇性地連接所述參比單元和所述多路轉換器部的一個輸入端的第一開關和選擇性地連接所述有源單元和所述輸出多路轉換器部的所述一個輸入端的第二開關分別通過控制信號被開啟/關閉。
3.根據權利要求2所述的紅外線傳感器芯片，其特征在于，當所述第一開關和所述第二開關分別開啟/關閉時，所述參比單元或所述有源單元中的任一個上流動的電流值通過所述輸出多路轉換器部輸出。
4.根據權利要求1所述的紅外線傳感器芯片，其特征在于，選擇性地連接所述參比單元和所述輸出多路轉換器部的一個輸入端的第一開關和選擇性地連接所述有源單元和所述輸出多路轉換器部的所述一個輸入端的第二開關被獨立的模擬控制信號控制而在飽和區(qū)域運行，所述參比單元和所述有源單元上流動的電流差以原樣或通過放大器放大后輸入到所述輸出多路轉換器部的所述一個輸入端。
5.一種紅外線傳感器的測試方法，是包括有源單元和參比單元的紅外線傳感器的參數化測試方法，該方法包括如下步驟將選擇性地連接所述參比單元和輸出多路轉換器部的一個輸入端的第一開關和選擇性地連接所述有源單元和所述輸出多路轉換器部的一個輸入端的第二開關交替地開啟/ 關閉，由此依次接收所述參比單元和所述有源單元上流動的電流值的步驟；基于所述電流值和所述參比單元以及所述有源單元的兩端上流動上施加的電壓，測量所述參比單元和所述有源單元的阻抗值的步驟。
6.根據權利要求5所述的紅外線傳感器的測試方法，其特征在于，在所述第一開關和所述第二開關上分別輸入用于所述開啟/關閉的獨立的可變模擬電源控制信號。
7.一種紅外線傳感器的運行方法，是包括有源單元和參比單元的紅外線傳感器的運行方法，該方法包括如下步驟對選擇性地連接所述參比單元和輸出多路轉換器部的一個輸入端的第一開關施加獨立的可變模擬電源控制信號的步驟；對選擇性地連接所述有源單元和輸出多路轉換器部的所述一個輸入端的第二開關施加獨立的可變模擬電源控制信號的步驟；將所述參比單元上流動的電流和所述有源單元上流動的電流的差以原樣或通過放大后通過所述輸出多路轉換器部向外部輸出的步驟。
8.一種紅外線檢測器，包括電路基板，其包括行線選擇部和輸出多路轉換器部；紅外線傳感器芯片，層壓在所述電路基板上，其包括紅外線傳感器，該紅外線傳感器包括多個通過來自所述行線選擇部的信號被選擇而將與紅外線檢測相關的電流信號輸出到所述輸出多路轉換器部的單元；Sa-FPA控制器芯片，其與所述紅外線傳感器芯片電連接，并施加控制所述行線選擇部和輸出多路轉換器部的信號，并判斷從輸出多路轉換器部傳輸的所述電流信號。
9.根據權利要求8所述的紅外線檢測器，其特征在于，所述Sa-FPA控制器芯片與ISP (Image Signal Processing)芯片集成在一起。
10.根據權利要求8所述的紅外線檢測器，其特征在于，所述Sa-FPA控制器芯片與DAC 可變1旲擬電源芯片集成在一起。
全文摘要
本發(fā)明提供一種紅外線傳感器芯片、紅外線檢測器以及其運行方法和測試方法。根據本發(fā)明的實施例，紅外線傳感器芯片包括CMOS電路基板，其由有源矩陣、行線選擇部和輸出多路轉換器構成；輻射熱測量計，其層壓于所述CMOS電路基板上，且由有源單元和參比單元構成，其中，為了在晶片或芯片狀態(tài)下對所述輻射熱測量計進行參數化測試，所述行線選擇部選擇所述輻射熱測量計中作為施加電壓的對象的單元，所述輸出多路轉換器部輸出根據所述電壓施加的電流特性。
文檔編號H01L31/101GK103026193SQ201280000480
公開日2013年4月3日 申請日期2012年3月5日 優(yōu)先權日2011年3月4日
發(fā)明者金熙淵, 金京珉, 金炳日, 慶箕明, 樸宰弘, 李貴魯, 金京泰 申請人:韓國科學技術院