상용 자외선 필터를 이용한 표준 CMOS 자외선 센서

Abstract

최근, 주위 환경 측정을 위한 센서에 대한 수요가 늘어나고 있으며, 이에 따라 환경 센서에 대한 연구가 증가하고 있다. 또한 사람들의 건강에 대한 관심이 커지면서, 일상 생활에서 자외선을 모니터링 할 수 있는 저가격, 저면적 자외선 센서에 대한 필요가 늘어나고 있다. 본 학위 논문에서는 표준 CMOS 공정 만으로 제작 가능한 표준 CMOS 자외선 센서에 대한 연구를 진행하였다. 제안된 자외선 센서는 온칩 자외선 차단 필터를 이용한 두 표준 CMOS 포토다이오드의 자외선 영역 반응성 차이를 측정하여 자외선 양을 검출한다. 이는 SiN이나 SiC와 같이 자외선 반응성이 좋은 특수 물질을 이용한 기존 자외선 센서와는 달리 표준 CMOS 공정에서 제공하는 포토다이오드와 메탈을 이용하기 때문에 저가격, 저면적으로 제작 가능하며 다른 환경센서와의 집적화에도 용이하다. 제안된 자외선 센서는 0.25um 표준 CMOS 공정을 이용하여 제작되었으며, 아이디어 검증을 위하여 온칩 자외선 차단 필터가 아닌 상용 자외선 필터를 이용하였다. 측정 결과 상용 자외선 센서(ML8511)과 비슷한 반응성, 선형성을 보여주었으며, 공급전안 2.5V에서 소모전력은 4.3uW, 칩 면적은 $0.01mm^{2}$ 이다.