박막 포토다이오드(TFPD)는 단일 공정에 의해 제조 가능하다는 점이 뒷받침하는 독특한 광전자적 특성으로 상보성 금속-산화물-반도체(CMOS) 이미지 센서의 비전 기능을 보완할 수 있다. 할라이드 페로브스카이트는 큰 흡수 계수, 긴 캐리어 확산 길이, 높은 캐리어 이동도와 같은 뛰어난 광전자적 특성을 나타내는 것으로 알려져 있으며, 이는 포토다이오드(PD)에서 높은 외부 양자 효율(EQE)과 빠른 전하 수송을 가능하게 하여, 다른 박막 포토다이오드 후보에 비해 특히 유리하다. 본 논문에서는 실리콘(Si) 판독 집적회로(ROIC)와 결합한 페로브스카이트 광검출 물질을 사용하여 고해상도 2차원(2D) 및 3차원(3D) 이미징 기능을 시연한다. 이 페로브스카이트 포토다이오드(PePD)를 Si ROIC에 통합함으로써 2D 이미징에 대한 미세한 해상도를 제공한다. PePD의 빠른 캐리어 수송 특성은 동일한 센서를 사용하여 물체의 깊이 감지를 가능하게 한다. 제안된 상부 전극 제어 간접 비행시간(iToF) 동작을, TFPD 이미지 센서 픽셀의 상부 공통 전극을 통한 빠른 PD 스위칭으로 지원함으로써 3D 이미징을 시연한다. Si ROIC 상의 PePD는 CMOS 이미지 센서 기술과의 결합을 통해 기존의 2D 이미징뿐 아니라 3D 감지를 향한 확장까지 가능하게 하여, 자동차, 증강현실(AR), 가상현실(VR) 분야에서의 유망한 응용과 함께 TFPD 이미징 플랫폼에 있어 의미 있는 이정표를 마련할 것으로 기대된다.

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