CMOS와 CCD의 차이점 및 장단점에 대해 설명해보세요.

CMOS는 Complementary Metal Oxide의 약자로 CMOS(상보성 금속산화막 반도체)를 이용한 고체 촬상 소자이다. CCD 이미지 센서와 동일하게 광다이오드를 사용하지만 제조 과정과 신호를 읽는 방법이 다르다.

반면 CCD는 빛을 전하로 변환시켜 이미지를 얻어내는 센서이다. 실리콘을 기본으로 Oxidization 공정을 통해 축전지를 형성하여 빛으로 인하여 생성된 전하를 축전지의 Depletion Region을 통해 모아 전하의 총량 차이를 읽어내는 방식으로 작동한다.

CMOS 센서는 단위 셀마다 증폭기를 가지고 있으며 광변환된 전기신호의 읽기에 의해서 전기 노이즈의 발생이 적다. 또한 CMOS로직 LSI 제조 프로세서의 응용으로 대량생산이 가능하기 때문에 제조 단가가 낮고 소자의 크기가 작아서 소비 전력이 적다. CCD는 각각의 RGB 필터를 사용하기 때문에 픽셀 간의 노이즈가 발생할 확률이 CMOS 센서보다 적으며, CMOS보다 더 미세한 표현과 섬세한 색상 구분이 가능하다.

[CMOS 이미지 센서(CIS) 최신 기술 동향]

최근 CMOS 이미지 센서(CIS) 분야에서는 회로 배선을 후면으로 이동시켜 수광 면적을 극대화한 BSI(Backside Illumination) 구조가 스마트폰 메인 카메라의 표준으로 자리잡았다. 더 나아가 픽셀 어레이와 신호처리 회로를 별도의 다이로 분리하여 적층하는 Stacked CIS 구조가 등장하였으며, Sony의 Exmor RS, 삼성전자의 ISOCELL 시리즈 등이 이를 채택하여 AI 기반 온칩 이미지 처리 기능을 구현하고 있다. 자율주행 및 ADAS(첨단 운전자 보조시스템) 수요의 증가로 자동차용 CIS 시장도 빠르게 성장하고 있다. 차량용 CIS는 높은 다이나믹 레인지, 저조도 성능, 내열성(AEC-Q100 기준)이 요구되며, Sony·삼성전자·OnSemi가 시장 경쟁을 벌이고 있다.