[发明专利]一种红外焦平面对出电路芯片及其制备方法

说明书

本发明提出了一种红外焦平面读出电路芯片及其制备方法。读出电路芯片的总面积大于单片集成电路光刻板的最大曝光面积，读出电路芯片的布版包括层叠设置的多片集成电路光刻板，读出电路芯片采用多个不同功能模块布局方式；其中，功能模块包括多个MC模块，MC模块的大小根据像素阵列规格、像素间距以及集成电路光刻板的曝光面积确定；功能模块还包括多个MR模块，多个MR模块的物理版图一致。本发明解决了红外焦平面超大规模读出电路设计制造问题，同时提高了红外焦平面读出电路在辐照环境下的时序电路的可靠性。电路行译码电路、列译码电路采用加法计数器的实现方式，相比于串行移位寄存器实现行、列译码电路在宇航抗单粒子翻转有着明显优势。

技术领域

本发明涉及红外焦平面读出电路技术领域，尤其涉及一种红外焦平面读出电路芯片及其制备方法。

背景技术

超大规模红外焦平面探测技术广泛应用于预警探测、天文观测等领域。传统红外焦平面读出电路规格通常为640×512、1280×1024中小规格，像元中心间距通常小于15μm，读出电路整个芯片大小一般小于集成电路制造的最大曝光面积25mm×32mm。由于中小规格红外焦平面读出芯片大小不会大于集成电路制造的最大曝光面积，因此，中小规模红外焦平面读出电路设计在制造面积约束上不会受到限制。

但是，由于应用领域对超大规格、高分辨率红外焦平面探测器提出了需求，红外焦平面阵列规格增加至4096×4096，甚至8192×8192，中心间距缩小至10μm情况下，整个光敏阵列面积与信号处理电路面积将导致整个读出电路芯片的面积增加至44mm×44mm，甚至85mm×85mm，因此，超大规模读出电路芯片面积远远大于集成电路制造的最大25mm×32mm曝光面积，导致红外焦平面超大规模读出电路无法制造加工。

发明内容

本发明要解决的技术问题是解决超大规模读出电路制造加工的问题，本发明提出一种红外焦平面读出电路芯片及其制备方法。

根据本发明实施例的红外焦平面读出电路芯片，所述读出电路芯片的总面积大于单片集成电路光刻板的最大曝光面积，所述读出电路芯片的布版包括层叠设置的多片所述集成电路光刻板，所述读出电路芯片采用多个不同功能模块布局方式；

其中，所述功能模块包括多个MC模块，所述MC模块的大小根据像素阵列规格、像素间距以及集成电路光刻板的曝光面积确定；

所述功能模块还包括多个MR模块，多个所述MR模块的物理版图一致。

根据本发明的一些实施例，MR模块，包括：行译码处理电路，多个所述MR模块中的所述行译码处理电路的译码逻辑为从低位到高位依次顺序译码。

在本发明的一些实施例中，所述MR模块还包括：像素复位信号及采样信号电路、DUMMY阵列电路、探测器偏置信号电路、探测器地线SUBPV、IO输入输出管脚、去耦电容。

根据本发明的一些实施例，所述读出电路芯片包括4096×4096像素子阵列，所述MC模块分成4×4阵列，每个所述MC模块具有1024×1024像素子阵列；

或所述MC模块分为2×4阵列，每个所述MC模块具有2048×1024像素子阵列；

或所述MC模块分为2×2阵列，每个所述MC模块具有2048×2048像素子阵列。

在本发明的一些实施例中，所述读出电路芯片由Q11：0计数信号译码产生RSW0：4095行选信号。

根据本发明的一些实施例，当所述读出电路芯片包括4096×4096像素子阵列，所述MC模块分成4×4阵列，每个所述MC模块具有1024×1024像素子阵列时，

利用Q11：10计数信号通过四组连接单元交叉互联产生4×4MC模块阵列的行块选通信号，利用Q9：0计数信号产生每个所述MC模块的1024个行选信号。