최시영 삼성전자 파운드리사업부 사장이 ‘2021 삼성 파운드리 포럼’에서 14나노 핀펫 공정을 도입한 17나노 이미지센서 제조 기술을 발표했습니다. 왜 삼성전자 이미지 센서에 핀펫을 도입하게 됐는지 다각도로 분석해봤습니다./사진=삼성전자 파운드리 포럼 갈무리
삼성전자 2억 화소 이미지센서 아이소셀 HP1./사진제공=삼성전자
CMOS 이미지센서를 자세히 들여다보면 이런 구조입니다. /사진 출처=삼성전자, Lucid Vision Labs
스마트폰 등 IT 기기의 이미지 처리 과정. 렌즈와 이미지센서(마이크로렌즈-컬러필터-포토다이오드-ADC)를 거친 뒤, ISP를 거치면 메모리나 D램으로 디지털 신호가 전달됩니다./사진제공=삼성전자
기존 이미지센서 공정에서 활용됐던 2D 평면 트랜지스터(왼쪽)와 3D 핀펫 구조. 핀펫은 3개 면에서 전류가 흐를 수 있기 때문에 반도체 집적도와 전력 효율성을 높일 수 있습니다./사진제공=삼성전자
삼성전자가 핫칩스에서 발표한 아이소셀 GN2 구조. Bottom Chip 부분을 유심히 봅시다. ADC와 신호처리장치(Image Processor) 부분을 28나노 공정으로 원칩화 한 모습을 볼 수 있습니다. 삼성전자의 새로운 17나노 CIS 핀펫 제조 공정은 CIS 회로 부분의 원칩화를 더욱 정교하고 세밀하게 구현하기 위해 활용됐을 가능성이 큽니다. /사진 제공=삼성전자 2021 핫칩스 자료
삼성전자 이미지센서 아이소셀 GN2의 윗면(픽셀부)와 아래 아날로그 회로 부분./사진 제공=삼성전자 핫칩스 발표 자료.
세계 스마트폰용 이미지센서 시장 점유율./자료출처=스트래티지 애널리틱스
삼성은 ‘아이소셀’이라는 차별화 기술을 가지고 있습니다. 기존(왼쪽)에는 파란색 컬러 필터를 거친 빛 알갱이가 빨강색 영역으로 침범하면서 노이즈를 발생시켰다면, 물리적 장벽을 쳐서 알갱이들이 다른 구역으로 새어나가지 못하도록 하는 방법입니다. 같은 면적에 화소 수를 촘촘히 배열하는 전략을 구사하며 발생할 수 있는 문제를 독특한 방식으로 보완해 나가고 있습니다./사진 제공=삼성전자
