한미 공동연구, 초고성능 이미지 센서 원천 기술 확보

[이한영 기자]

연구에서 제안하는 광다이오드 이미지 외

한미 공동연구진이 기존 센서를 뛰어넘는 고효율, 초고해상도 이미지 센서 기술을 개발하며, 세계 시장에서의 경쟁력을 확보했다.

특히 소니(Sony)가 주도하는 단파적외선(SWIR) 이미지 센서 기술의 원천 기술을 확보하며 글로벌 시장 진출 가능성을 높였다.

왼쪽부터 KAIST 전기및전자공학부 김상현 교수, 인하대학교 금대명 교수, 임진하 박사

KAIST 전기및전자공학부 김상현 교수 연구팀이 인하대, 미국 예일대와 협력해 초박형 광대역 광다이오드(PD)를 개발했다고 20일 밝혔다.

이번 연구는 기존 흡수층 기술의 한계를 극복하며 1마이크로미터 이하 얇은 흡수층에서 70% 이상의 높은 양자 효율을 구현한 점에서 주목받고 있다.

이 기술은 흡수층 두께를 70% 줄이며 화소 공정 간소화, 고해상도 구현, 원가 절감 등 다방면에서의 성능 향상을 이뤘다. 도파 모드 공명(GMR) 구조를 통해 400nm에서 1700nm까지 넓은 스펙트럼의 빛을 효율적으로 흡수하며, 가시광선은 물론 SWIR 영역에서도 높은 성능을 입증했다.

단파 적외선 기술의 발전은 차세대 고해상도 이미지 센서의 기반을 마련하며 의료, 자동차 자율주행, 항공·위성 관측 등 다양한 산업 분야에서 중요한 역할을 할 것으로 기대된다. 연구팀은 CMOS 기반 신호 판독 회로와의 하이브리드 집적, 3D 집적 기술을 활용해 저전력 고성능 센서 기술을 더욱 발전시킬 예정이다.

연구 책임자인 김상현 교수는 "이번 연구는 초박막 흡수층에서도 기존 기술 대비 우수한 성능을 구현할 수 있음을 보여줬다"며 "특히 SWIR 센서 분야에서 원천 기술을 확보함으로써 글로벌 시장에서 경쟁력을 강화하는 중요한 계기가 될 것"이라고 밝혔다.

연구 결과는 '빛, 과학과 응용'(Light: Science & Applications) 학술지에 게재됐으며, 공동 제1 저자로 금대명 교수(인하대)와 임진하 박사(예일대)가 참여했다.

연구진은 이번 성과를 통해 초고해상도 이미지 센서의 기술적 가능성과 국제 경쟁력을 한층 높였다고 평가했다. /대전=이한영기자

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