동의대-고려대 공동연구팀, 양자점 적외선 이미지 센서용 포토다이오드 어레이 개발

고집적 적외선 이미지 센서 어레이 구현 위한 새로운 증착기술

동의대학교 김성훈 교수와 고려대학교 오승주 교수 연구팀이 적외선 이미지 센서를 구현할 수 있는 양자점 포토다이오드 어레이 기술을 개발했다.

왼쪽부터 최영균(고려대 박사과정) 학생, 이영호(동의대 석사과정) 학생, 김성훈(동의대) 교수, 오승주(고려대) 교수. 동의대 제공

이 기술은 복잡한 포토리소그래피 공정을 거치지 않고도 양자점 박막을 정밀하게 패터닝할 수 있는 에어로졸 유도 증착(Aerosol-Assisted Deposition) 기술을 활용함으로써, 차세대 양자점 기반 적외선 이미지 센서의 상용화를 가속할 수 있는 새로운 방향을 제시했다.

이번 연구는 고려대 최영균 박사과정생과 동의대 이영호 석사과정생이 공동 제1저자로, 김성훈 교수(동의대)와 오승주 교수(고려대)가 공동 교신저자로 참여한 가운데 'High-resolution infrared quantum dot photodiode Array via aerosol-assisted deposition'이라는 제목으로 국제 저명 학술지 '케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)'에 2025년 7월 온라인 게재됐다.

이 기술은 에어로졸화된 콜로이드 양자점을 기판에 직접 증착하는 방식으로 높은 광응답도를 유지하면서도 268ppi 수준의 고해상도 포토다이오드 어레이를 구현한 것이 특징이다.

기존의 포토리소그래피 공정에서는 양자점 표면의 열화 문제가 빈번히 발생했으나 이를 근본적으로 제거하고 소자의 안정성과 성능을 동시에 확보할 수 있는 기술적 기반을 마련했다.

이는 복잡한 포토리소그래피 공정을 생략하면서도 픽셀화 패터닝이 가능한 단일 증착 공정 기술의 실현 가능성을 입증한 결과이다.

양자점 기반 이미지 센서용 포토다이오드 어레이 개발 연구 개요도.

이번 연구는 과학기술정보통신부의 한국연구재단 지원을 받아 수행됐다.

오승주·김성훈 교수는 "이번 연구를 통해 차세대 SWIR 센서, 가스센서, 디스플레이 등 광전소자와 에너지 소자 분야에도 폭넓게 응용될 수 있는 중요한 기술적 진전을 이뤘다"라고 연구 의의를 전했다.

영남취재본부 김철우 기자 sooro97@asiae.co.kr