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1. 삼성전자를 지원한 이유와 입사 후 회사에서 이루고 싶은 꿈을 기술하십시오.
[사용자 관점에서 바라보다]
삼성전자에서 기술적 혁신의 최전선에서 기여하는 공정설계 엔지니어가 되겠습니다.
'물리 전자공학' 수업에서 광소자를 처음 접합 후 평소 취미인 카메라의 동작 원리에 대한 궁금증이 이미지센서에 대한 흥미로 이어지게 되었습니다. 특히 사람의 눈으로 성능 평가가 가능하다는 점에서 흥미를 느꼈습니다. 이후 직접 광소자 연구실에서 학부 연구생을 진행하면서 CIS 차세대 pixel 구조 설계 엔지니어의 꿈을 키웠습니다.
삼성전자의 아이소셀과 같은 선도적인 이미지센서 개발은 제가 열정을 가지고 있는 분야입니다. 특히, Dual Vertical Transfer Gate와 같은 혁신적인 기술이 실제 제품에 적용되어, 사용자 경험을 획기적으로 개선하는 사례는 저에게 큰 영감을 주었습니다.
이러한 영감을 통해, 학부 연구생으로서 Si 나노와이어와 양극성 접합 포토트랜지스터 구조 결합을 통해 기존 포토다이오드에 양자효율 한계를 극복하는 광소자를 개발해 봄으로써, 픽셀이 미세화됨에 따라 간섭에 의한 잡음에 영향을 줄이는 것이 얼마나 중요한 것인지 알 수 있었습니다. 또한 반도체 전공 수업과 외부 교육을 통해 광소자에 대한 이해도를 높여왔습니다. 이러한 연구 경험과 기술적 이해를 바탕으로, 삼성전자에서 픽셀 미세화의 한계를 극복하여 2억 화소를 넘어 사람의 시각을 재현할 수 있는 이미지센서 개발에 기여하고 싶습니다.
2. 본인의 성장과정을 간략히 기술하되 현재의 자신에게 가장 큰 영향을 끼친 사건, 인물 등을 포함하여 기술하시기 바랍니다. (※작품 속 가상인물도 가능)
[호기심이 진로에 대한 확신으로 확산되다]
대학교 2학년 때, 물리 전자공학 수업 중 '광전효과'라는 개념을 처음 접했습니다. 이때, 눈으로 볼 수 있는 빛이 어떻게 보이지 않는 전기 신호로 변환될 수 있는지에 대한 궁금증이 생겼습니다. 당시 교수님은 이 질문에 답하기 위해 저를 연구실로 초대하셨고, 광다이오드의 원리를 직접 설명해 주셨습니다. 교수님은 삼성에서 광소자 분야 연구원을 하시다가 학계로 돌아오신 광소자 분야의 전문가셨습니다. 교수님은 광소자가 다양한 분야에서 어떻게 활용되는지 설명해 주셨습니다. 특히, 평소 취미였던 카메라 기술에서 광소자가 이미지 센서로 사용되어 광신호를 전기 신호로 변환하는 과정에 대해 듣고 큰 흥미를 느꼈습니다.
광소자에 대한 단순한 호기심을 넘어 직접 광소자를 연구해 보고 싶었습니다. 학부생으로서 직접적으로 광소자를 연구할 기회가 드물다는 것을 깨닫고 교수님께 학부 연구생 활동에 참여할 수 있는지 문의했습니다. 당시 교수님은 학부생을 추가로 모집할 계획이 없다는 답변을 받았지만, 이 기회를 절대로 놓치고 싶지 않았습니다. 저는 광소자에 대한 열정적인 태도와 연구에 임할 준비가 되어 있음을 보여주기로 결심했습니다.
연구실에서 발표한 논문들을 철저히 학습하며, 해당 내용을 바탕으로 제가 도출한 분석과 정리를 교수님께 제출했습니다. 또한 매주 자발적으로 논문을 공부하고, 이해가 되지 않는 부분을 PPT로 정리해 교수님께 질문드렸습니다. 이런 지속적인 노력 덕분에 결국 교수님을 설득할 수 있었고, 학부 연구생으로서 활동을 시작하는 기회를 얻을 수 있었습니다.
[실패, 성공의 길목에서 만난 가이드]
학부 연구생 활동을 통해 실패 원인을 면밀히 분석함으로써 성공으로 가는 해답을 찾을 수 있음을 배웠습니다. 1년 3개월 동안 Light-Triggered thyristor 소자 개발 프로젝트에 참여하면서, 소재 개발, 소자 공정, 소자 설계, 회로 설계 분야의 연구 그룹이 어떻게 유기적으로 연결되어 집단 연구를 수행하는지 직접 경험했습니다. 이 과정에서 실제 소자 제작을 시도하며, 수많은 실패를 경험했습니다.
특히, 4개월 동안 제작한 소자가 정상적으로 동작하지 않는 정확한 원인을 알 수 없는 어려움을 겪기도 하였습니다. 그럼에도 저는 포기하지 않고, 약 300회의 TCAD 시뮬레이션을 수행하며 소자의 동작 특성을 분석하고 이를 통해 문제의 근본적인 원인을 파악하는 데 집중했습니다. 공정 중 발생한 도핑 농도의 ±20% 차이가 소자의 스위칭 성능에 큰 영향을 미친다는 사실을 발견했고, 이 오차를 극복하기 위해 소자가 정상 동작하는 파라미터를 최적화하는 작업을 진행했습니다. 결과적으로, 파장 340nm 가시광선을 조사할 때 turn-on 되는 thyristor를 성공적으로 제작할 수 있었습니다.
이러한 경험은 문제 발생 시 원인을 근본적으로 분석하고 해결하는 능력의 중요성을 깨달았습니다. 이를 바탕으로 정확한 원인분석을 통해 해결책을 제시할 수 있는 삼성전자 LSI 공정 설계 엔지니어가 되겠습니다.
3. 최근 사회 이슈 중 중요하다고 생각되는 한 가지를 선택하고 이에 관한 자신의 견해를 기술해 주시기 바랍니다.
[이미지 센서의 개선으로 삼성전자를 바라보는 ‘눈’을 바꾸겠습니다]
최근 자율주행차 상용화를 위한 기술은 급속도로 발전하고 있습니다. 이러한 발전에는 안전이 가장 핵심적인 요소이며 이를 보장하기 위해서는 이미지센서의 발전이 필요하다고 생각합니다. 저는 최근 테슬라의 인간 개발자의 ‘운전 명령’ 코드를 일체 배제하고 오로지 주행 영상만으로 AI를 학습시킨 FSD v12 기사를 보았을 때, 이미지 센서에 주목했습니다. 특히 14개의 이미지센서는 차량이 주변 정보를 정확히 파악하여 더욱 정밀한 영상 정보를 기반으로 안전하게 주행할 수 있도록 돕는 것을 두 눈으로 확인하니 놀라움을 금치 못했습니다.
그러나 테슬라 오토 파일럿 시스템이 탑재된 차량이 태양 역광으로 인해 가드레일을 인식하지 못하고 사고가 발생한 경우가 있었는데 이를 보며 이미지센서의 정확성이 자율주행차의 안전 운행에 얼마나 중요한지를 알게 되었습니다. 따라서 안전한 상용화를 위해서는 어떠한 상황에서도 주변 환경에 대한 선명한 이미지를 빠르고 선명하게 왜곡 없이 기록할 수 있어야 하고 교체 주기가 긴 자동차에 장착되기 때문에 높은 내구성을 갖추는 것이 중요하다고 느꼈습니다. 따라서 차량용 이미지센서 시장의 경쟁력을 확보하기 위해서는 높은 수준의 성능과 안전 평가를 신경 써야 할 것입니다.
삼성 오토모티브 이미지센서는 '코너 픽셀' 기술을 적용하여 낮은 조도에서도 높은 품질의 HDR 영상을 실시간으로 제공하는 등의 혁신을 이뤄내고 있습니다. 이 기술은 다양한 빛 조건에서도 교통 정보를 정확히 인식할 수 있도록 설계되었습니다. 또한, AEC-Q100 인증에서 오토 그레이드 2 기준을 충족시키며, 자율주행차의 기능 안전에 대한 엄격한 기준을 충족시키고 있는 것을 확인할 수 있었습니다.
저 또한 픽셀 개발 경험을 통해 쌓은 이미지센서와 광소자 지식을 바탕으로 삼성전자에 입사하여 다양한 환경과 조명 조건에서도 뛰어난 성능을 발휘할 수 있는 차세대 이미지센서 기술의 개발에 기여하고 싶습니다.
4. 지원한 직무 관련 본인이 갖고 있는 전문지식/경험(심화전공, 프로젝트, 논문, 공모전 등)을 작성하고, 이를 바탕으로 본인이 지원 직무에 적합한 사유를 구체적으로 서술해 주시기 바랍니다.
[이미지센서를 위한 광소자 개발로 논문 게재]
반도체 Capstone Project로 기존 RGB 베이어 패턴 컬러필터의 양자효율 한계를 극복하기 위해, 컬러 필터를 사용하지 않고 직경에 따라 선택적으로 파장을 흡수하는 실리콘 나노와이어 어레이 구조와 NPN 양극성 접합 포토트랜지스터 구조를 결합한 광소자를 개발하였습니다.
FDTD와 TCAD를 활용한 3D 시뮬레이션을 통해, 광소자의 I-V 곡선과 광 흡수 밀도 데이터로부터 소자의 동작 특성을 분석하고, 간섭 효과를 최소화하기 위한 소자 최적화 작업을 수행했습니다. 특히 포토트랜지스터 구조를 통해 기존의 PN 포토다이오드에서는 갖을 수 없는 1 이상의 높은 양자 효율을 구현하였습니다. 이를 통해, 빛에 대해 높은 반응도를 가지는 구조를 도출해 내 픽셀 피치의 한계를 극복할 수 있는 센서 구조를 개발하여 국외 SCIE 논문 MDPI sensors에 1 저자로 개재할 수 있었습니다.
[자기 주도적으로 학습하는 엔지니어]
'아날로그 집적회로' 과목을 통해 Cadence 툴을 사용하여 CMOS 구조 기반의 2stage OP-AMP를 활용한 저통과 필터(LPF) 설계 프로젝트를 진행했습니다. 주어진 MOSFET 소자의 채널 길이 조건에서 설계조건을 만족하는 회로 Design procedure 진행 후 시뮬레이션을 통해 성능평가를 진행하였습니다. 이를 통해 아날로그 회로 설계 경험을 해보니, 추가적으로 이미지센서 내의 신호를 읽고 쓰는 원리에 대한 궁금증이 생겼습니다. 이에, “Smart CMOS Image Sensors and Applications""라는 전공 서적을 통해 이미지센서 내의 포토다이오드와 APS의 동작 원리를 학습하는 등 이미지센서에 대한 이해도를 쌓아왔습니다.
광전 소자 개발 경험과 이미지 센서에 대한 열정을 바탕으로, 삼성전자에서 이미지센서의 HDR 및 SNR을 높이고 더욱 빠른 처리 속도 구현하여 디테일한 해상도를 갖추는 기술 발전에 이바지하겠습니다.