| 초록 |
□ 연구개발 목표 및 내용 ◎ 최종 목표 o 트랜지스터-안테나 융합소자 기반 THz 대면적 이미징 기술개발을 통해 보안 검색을 위한 실시간 THz 장비 시제품 개발 - THz 이미지 센서 드라이버 회로를 포함하는 2*20 pixels (2*20 mm<sup>2</sup>) THz 고속 Line Scan 이미지 센서 모듈 개발 - 400*400 mm<sup>2</sup>/sec 실시간/대면적 이미징이 가능한 보안 검색용 THz Line Scan 이미징 시스템 시제품 개발 - THz 이미지 센서 드라이버 회로를 포함하는 20*20 pixels (20*20 mm<sup>2</sup>) THz Area 이미지 센서 모듈 개발 o 최종 성과물 - 센서 해상도 2*20 pixels Line Type THz 센서 및 드라이버 회로 포함 모듈 - 촬영 해상도 400*400 pixels 가능한 400 fps, 2 set (1 set= 2*200 pixels) 기반 THz Line Scan 보안 검색 장비 시제품 - 센서 해상도 20*20 mm<sup>2</sup>/pixels Area Type THz 센서 및 드라이버 회로 포함 모듈 o 트랜지스터-안테나 융합소자 기반 THz 영상 센서 모듈 개발 - THz 이미지 센서 드라이버 회로를 포함하는 2*20 pixels THz 고속 Line Scan 이미지 센서 모듈 개발 - THz 이미지 센서 드라이버 ASIC 회로 개발 - THz Line Scan 이미지 센서 웨이퍼 제작 및 모듈 성능 검증 - THz 이미지 센서 드라이버 회로를 포함하는 20*20 pixels THz Area 이미지 센서 모듈 개발 - THz Area 이미지 센서 웨이퍼 제작 및 모듈 성능 검증 o THz 영상 센서 모듈 COB 패키지 개발 - 웨이퍼 모듈 커팅 - 2*20 pixels 모듈 COB 패키지 개발 - 2*20 pixels COB 모듈 이미지 표출인터페이스 회로개발 - 2*20 pixels COB 모듈 이미지 표출 GUI 개발 o THz 영상 센서 모듈 Array 기반 보안용 검색 장비 시제품 개발 - 2*20*10 pixels (= 10 modules), 200*200 pixels (by 200 fps) 대면적 이미징 시스템 개발 - 2*20*10 pixels x2 set 병렬 운전 400*400 pixels 대면적 이미지 센서 모듈 개발 - 400*400 pixels (400*400 mm<sup>2</sup>) 실시간/대면적 이미징이 가능한 보안 검색용 THz Line Scan 이미징 시스템 시제품 개발 o Si 기반 THz 검출 소자 기술선점 - 현재 반도체 산업의 핵심기술인 Si 기술기반의 THz 검출 소자 기술선점 o Low Cost THz Solution 라이센스 확보 및 제품 사용화 기반 제공 - 저비용 고집적이 가능한 실리콘 (Si) 기반 트랜지스터-안테나 융합소자로 상온에서 실시간/대면적 이미징을 세계 최초로 구현한 기술활용 (기술 라이센스 확보) - 상용화된 화합물 기반 시스템 가격대비 25%(< 5백만 원) 비용으로 제작 가능 o 주요 성능치 - 2*20 pixels 및 20*20 pixels 다중 배열 Detector 장치 제작 - 2*20 픽셀 배열 드라이버 회로 포함 THz Line Scan 이미지 센서 모듈 설계 및 제작 - 20*20 픽셀 배열 드라이버 회로 포함 THz Area 이미지 센서 모듈 설계 및 제작 - 다중 배열 Detector 대응 Large Area THz Source 환경 제작 - 물질별 THz 영상 DB 수집 (표준 시료에 대하여) - 확장형 Large Area THz Source 및 신호 중첩성 제거 - 검출 확인용 표준 시료 제작 - 다중 배열 THz 영상 시스템 구축 및 검증 - 실시간 이미지 처리를 위한 GUI 제작 o Large Area THz광학계 및 Power Control & 광학실험장치 제작 - Source의 출력 감도 조절의 범위 ±10% 조절 장치 개발 - 다중 Array Detector 영상 획득 시 신호 중첩 제거, 기계적인 조절 범위 1mm 이내, 또는 S/W Equalizer. - Power Control 범위 ±10%. o 광폭 배열형 2*20 모듈 기반 2*200 array Detector 제작 - 검출감도 평준화 - 소자 각각에 대한 bias 전압 제어 - software offset 조정 - case 포함 완성품 개발 - 영상 검출 시연 ◎ 전체 내용 [1차년도 개발내용] o 기 개발된 실리콘 기반의 THz 수신 센서 + 영상을 취득 회로를 실리콘에 포함하여 설계 o 기존 센서를 활용한 GUI 설계 및 공정 준비, 장비 모듈별 설계, 데이터 인터페이스 정의, THz Source 탐색 o CMOS 파운드리 공정 진행 o 기존 센서를 활용한 GUI 설계 및 공정 준비, 장비 모듈별 설계, 데이터 인터페이스 정의, THz Source 탐색 - 파운드리 웨이퍼 공정 투입 협의 및 준비 - 2*20 pixels 모듈 COB 패키지 개발을 위한 준비 - 2*20 pixels COB 모듈 이미지 표출 인터페이스 회로 검토 및 설계 - 2*20*10 pixels 200*200 pixels 대면적 이미지 센서 모듈 개발을 위한 회로 인터페이스 정의 및 설계 - 2*20*10 pixels 200*200 pixels 대면적 이미지 표출을 위한 PC 인터페이스 정의 및 설계 - 기존 모듈 기반 THz 이미지 표출 GUI 설계 및 개발 - 실시간/대면적 이미징이 가능한 보안 검색용 THz Line Scan 이미징 시스템 시제품 컨셉 설계 - THz Source 탐색 - 기존 선행 연구를 발전하여 트랜지스터-안테나 융합소자 기반 THz Line 검출기 제작을 위해 신호 증폭 및 다중화 회로 설계 수행 o 전산시뮬레이션을 통한 THz 검출 모듈 설계 o 파운드리 공정제작을 위한 레이아웃 설계 o THz 검출 모듈 내 유닛별로 공정 검증 [2차년도 개발내용] o COB Line Scan 모듈 제작 센서 성능 검증 o 영상을 취득 회로를 실리콘에 포함한 Area THz 수신 센서 설계 o 보안 검색 장비 설계 o 영상을 취득 회로를 실리콘에 포함한 Area THz 수신 센서 설계 o 1차년도에 설계한 2*20 THz 검출 모듈의 파운드리 공정 및 시제품을 제작하며, 다중 배열에 따른 중형 THz Source에 대한 영향과 2*20 검출 모듈의 배열에 따른 잡음 영향 및 저감 기술 확보를 통해 상용제품 수준의 성능 평가 수행 o 실리콘 공정 진행 및 COB Line Scan 모듈 제작 센서 성능 검증 - THz 반도체 센서 다이싱 - 2*20 pixels 모듈 COB 패키지 개발 - 2*20 pixels COB모듈 이미지 수집/전송 인터페이스 회로개발 - 2*20 pixels COB 모듈 이미지 표출 GUI 개발 o THz 영상 센서 모듈 Array 기반 보안용 검색 장비 시제품 설계 - 2*20*10 pixels 200*200 pixels 대면적 이미지 센서 모듈 인터페이스 개발 - 200*200 pixels/sec THz Line Scan 이미징 시스템 모듈제작 - 보안 검색 장비 시제품 이미지 취득 소프트웨어 및 운용 소프트웨어 개발 - 실시간/대면적 이미징이 가능한 보안 검색용 THz Line Scan 이미징 시스템 시제품 설계 o 파운드리 공정 제작 o THz 검출 모듈 내 유닛별로 공정 검증 o 공정 완료된 THz 검출 모듈 검증 [3차년도 개발내용] o 보안 장비 제작 및 성능 검증 o Area THz 센서 실리콘 공정 진행 및 센서 성능 검증 o 2차년도 연구를 기반으로, 실시간 급의 대면적 THz 수신기 개발을 위한 드라이버 회로 포함 Area 검출 모듈 개발 수행 o THz 영상 센서 모듈 Array 기반 보안용 검색 장비 시제품 개발 - 2*20*10 pixels x2 set 직렬 운전 400*400 pixels 대면적 이미지 센서 모듈 개발 - 400*400 mm<sup>2</sup> 실시간/대면적 이미징이 가능한 보안 검색용 THz Line Scan 이미 |
