삼성전자, 차세대 CMOS 이미지센서 신기술 ‘아이소셀(ISOCELL)’ 개발

삼성전자가 업계 최초로 기존 CMOS 이미지 센서의 성능한계를 뛰어넘는 차세대 신기술 ‘아이소셀(ISOCELL)’ 개발에 성공했다. 

‘아이소셀’이란 CMOS 이미지 센서를 구성하는 화소에 모이는 빛을 최대한 활용할 수 있도록 센서의 구조를 혁신적으로 변화시킨 기술이다. 

※ CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) 이미지 센서: 카메라 렌즈를 통해 들어오는 빛을 전기신호(Digital)로 전환하는 반도체 

집적도가 높고 전력 소비량이 적다는 장점으로 배터리 수명이 중요한 스마트기기 시장에서 선호됨 일반적으로 이미지의 화질은 센서를 구성하는 각 화소(Pixel)에 모이는 빛의 양에 많은 영향을 받는다. 

최근 CMOS 이미지 센서의 칩 크기는 작아지고 화소 수는 늘어나 화소의 크기가 계속 작아지고 있는데, 작은 화소일수록 충분한 빛을 흡수하기 어려워 CMOS 이미지 센서의 기술은 ‘수광율’을 높이는 방향으로 발전해 왔다. 

※ 수광율 : 이미지 센서가 빛을 받아들이는 정도 

기존의 이면조사형(BSI: Back Side Illumination) 센서는 ‘수광부’를 센서의 가장 윗 부분으로 옮겨 ‘수광율’ 을 높여 왔으나 이 역시 화소의 크기가 계속 작아짐에 따라 최근 한계에 봉착했다. 

※ 수광부 : 빛을 받아들이는 부분 

이번에 삼성전자가 개발한 ‘아이소셀’은 화소와 화소 사이에 절연부를 형성해 인접한 화소들을 서로 격리시키는 새로운 구조로 각 화소에 들어온 빛이 주변 화소에 영향을 주는 ‘간섭현상’을 최소화해 빛의 손실을 줄인 것이 특징이다. 

이에 ‘아이소셀’을 적용한 이미지 센서는 기존의 이면조사형 센서 대비 ‘수광면적’이 30% 가량 증가해 어두운 환경에서도 보다 선명한 이미지를 구현하고 깨끗한 이미지를 얻을 수 있다. 

※ 수광면적(FWC, Full Well Capacity) 

: 센서 내 화소에서 빛을 받아들이는 부분으로, 면적이 증가할수록 수광율이 올라가 좋은 화질의 이미지 확보가 용이하다. 

또한 기존 대비 ‘간섭현상’도 30% 이상 감소돼 이미지의 색상 재현성을 높였고, 센서의 두께를 줄여도 충분한 빛을 확보할 수 있어 슬림한 모듈을 만들 수 있다. 

삼성전자 시스템LSI 마케팅팀 김태훈 상무는 “이번 아이소셀 기술은 기존 CMOS 이미지 센서의 한계를 극복한 혁신적인 기술”이라며 “아이소셀 기술을 적용한 센서를 통해 더 높은 수준의 화질을 원하는 소비자들의 요구를 만족시켜 나갈 것” 이라고 말했다. 

삼성전자는 올해 1월 ‘아이소셀’ 기술에 대한 특허를 출원 했으며 이를 적용한 1/4인치 800만화소 CMOS 이미지 센서 ‘S5K4H5YB’를 4분기부터 본격 생산한다. 

현재 삼성전자는 모바일용 CMOS 이미지 센서 부문에서 5년 연속 업계 1위를 지키고 있으며 미러리스 카메라, 노트북 등 다양한 어플리케이션으로 사업영역을 확장하고 있는 가운데 차세대 ‘아이소셀’ 기술 개발로 시장 리더십을 더욱 강화할 계획이다.