이미지센서는 영상 입력장치의 핵심 요소로 자율주행자동차에 탑재되는 각종 센서와 카메라, 항공 촬영에 이용되는 드론, 보안 시스템, 머신비전 등에 응용되고 있습니다.
현재 상용화된 이미지센서 대부분은 실리콘을 기반으로 합니다. 실리콘은 흡광계수가 낮기 때문에 빛의 색상을 정확하게 알아내기 위해서는 컬러필터가 필요합니다. 하지만 컬러필터는 가격이 비싸고, 이미지센서를 두껍게 한다는 치명적인 단점을 갖습니다.
대구경북과학기술원 정대성 교수 연구팀은 실리콘 이미지센서의 단점을 보완할 수 있는 유기 반도체를 기반으로 색 선택성이 높은 이미지센서를 개발했다고 밝혔습니다. 컬러필터를 사용하지 않아도 선명하게 영상을 구현할 수 있었다는데요.
컬러필터 프리 이미지센서의 핵심 기술은 R/G/B 색 선택성 광다이오드입니다. 연구팀은 색 선택성 반도체 소재와 투명전극 간의 쇼트키 접합을 유도한다면 색 선택성 광다이오드를 개발할 수 있을 것으로 보고, 표면 결함의 밀도를 낮춘 산화아연 박막을 제작했습니다.
황 원자로 도핑된 산화아연 박막은 함께 적층된 반도체 고분자와 이상적인 쇼트키 접합을 형성했습니다. 그리고 완성된 B/G/R 선택성 광다이오드는 기존 소자 대비 10배 이상의 검출능을 보이는 등 성능이 크게 향상됐습니다.
정대성 교수는 "유기 반도체와 투명 전극의 이상적인 쇼트키 접합을 활용하여 고성능 컬러필터 프리 유기 이미지센서를 개발할 수 있었다"며, "태양전지, 박막 트랜지스터, 가스 센서 등 다양한 산업적 응용이 가능할 것"이라고 말했습니다.
한편, 이번 연구는 <Advanced Functional Materials> 5월 30일자에 'Defect restoration of low-temperature sol-gel-derived ZnO via sulfur doping for advancing polymeric Schottky photodiodes'라는 제목으로 게재됐습니다.
