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필터 없이 모바일 이미지 센서 '풀컬러' 완성

송고시간2019-02-19 12:00

DGIST 연구팀 "간섭계 전극 이용 고집적 센서 개발"

색 선택성을 가지는 간섭계 전극 형성(그림 1)과 고성능 전색성 광다이오드 검출 성능 설명 그래프(그림 2) [한국연구재단 제공=연합뉴스]

색 선택성을 가지는 간섭계 전극 형성(그림 1)과 고성능 전색성 광다이오드 검출 성능 설명 그래프(그림 2) [한국연구재단 제공=연합뉴스]

(대전=연합뉴스) 이재림 기자 = 한국연구재단은 대구경북과학기술원(DGIST) 정대성 교수 연구팀이 간섭계 전극을 이용해 컬러필터 없는 풀컬러 이미지 센서를 개발했다고 19일 밝혔다.

현재 사용되는 이미지 센서에는 대상의 색깔을 정확하게 촬영하는 기능을 위해 컬러필터가 포함돼 있다.

이 때문에 컬러필터 삽입에 따른 전자소자 효율 저하와 공정비용 증가가 더불어 발생한다.

센서 부피가 두꺼워지는 단점도 있다.

연구팀은 기존 이미지 센서 투명전극을 간섭계 구조 전극으로 대체했다.

이를 통해 전극과 컬러필터 역할을 동시에 수행하도록 구현했다.

간섭계 구조에서 빛의 다중 간섭이 일어나 특정 파장의 빛만 투과되는 게 핵심 원리다.

간섭계 전극 구성요소의 성분과 두께를 조절해 적색(R)·녹색(G)·청색(B) 선택성을 높였다.

전기전도성을 희생하지 않고 얻은 성과다.

간섭계 전극을 이용한 색 선택성 광다이오드 형성(그림 3)과 컬러필터 배제형 이미지 센서 시제품(그림 4) [한국연구재단 제공=연합뉴스]

간섭계 전극을 이용한 색 선택성 광다이오드 형성(그림 3)과 컬러필터 배제형 이미지 센서 시제품(그림 4) [한국연구재단 제공=연합뉴스]

연구팀은 가시광선 전 영역을 흡광하는 고성능 광다이오드 구조에 해당 기술을 적용해 색 선택성 광다이오드를 만들었다.

이 광다이오드가 '10×10' 픽셀로 배치된 이미지 센서도 제작했다.

이미지 센서 단위 픽셀 두께가 800㎚ 이하라는 점을 고려하면, 휘어지는 웨어러블 소자에 적용하기에 적합하다고 연구팀은 설명했다.

모바일 의료용 기기에 보편적으로 요구되는 근적외선 센서에도 활용할 수 있을 것으로 보인다.

정대성 교수는 "이미지 센서에서의 컬러필터 배제와 박막화라는 두 가지 목적을 동시에 달성했다"며 "기존 이미지 센서의 구조적 한계를 돌파한 기술적 혁신"이라고 말했다.

연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구사업과 우주 핵심기술개발사업 지원으로 수행했다.

지난 1일 재료 분야 세계적 학술지 'ACS 나노'(ACS Nano)에 논문이 실렸다.

walden@yna.co.kr

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