정대성 연구팀, 간섭계 전극 이용한 고집적도 이미지 센서 개발

이미지 센서에서 전극과 컬리필터를 하나로

정대성 교수.

이미지 센서에서 컬러필터를 제외해 공간 집약도를 극대화한 기술이 개발됐다. 한국연구재단(이사장 노정혜)은 정대성 DGIST 연구팀이 간섭계 전극을 이용해 컬러필터 없는 풀컬러 이미지 센서를 개발했다고 19일 밝혔다.

현재 사용되는 이미지 센서에는 대상의 색상을 정확하게 촬영하는 기능을 하는 컬러필터가 포함돼 있다. 하지만 컬러필터의 삽입으로 인해 전자소자의 효율 저하, 공정비용 증가, 센서의 두꺼운 부피 등 단점도 발생한다.

연구팀은 기존 이미지 센서의 투명전극을 간섭계 구조의 전극으로 대체해 전극과 컬러필터의 역할을 동시에 수행하도록 구현했다. 또 이를 적용한 이미지 센서 시제품 제작에도 성공했다. 간섭계 구조에서 빛의 다중 간섭이 일어나 특정 파장의 빛만 투과되는 원리를 이용한 것이다.

윤성원 박사과정(제1저자).

개발한 간섭계 전극을 가시광선 전 영역을 흡수하는 고성능 광다이오드 구조에 적용해 색 선택성 광다이오드를 제작했고, 이 광다이오드가 10×10 픽셀로 구성된 이미지 센서를 만들었다. 이미지 센서는 단위 픽셀 두께가 800nm 이하이므로 휘어지는 웨어러블 소자에 적용하기 적합하다.

이 연구 성과는 과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구사업(중견연구), 우주핵심기술개발사업의 지원으로 수행됐고, 재료분야 세계적 학술지 'ACS 나노'에 2월 1일 온라인 게재됐다.

정대성 DGIST 교수는 "이미지 센서에서의 컬러필터 배제와 박막화라는 두 가지 목적을 동시에 달성해 기존 이미지 센서의 구조적 한계를 돌파했다"며 "이번 연구 성과가 가시광선뿐 아니라 근적외선·적외선 이미지센서를 활용하는 모바일 기기까지 적용될 것으로 기대한다"라고 덧붙였다.
한윤창 기자 storm0238@