KR20190137418A - 근적외선 광 센서 및 이를 포함하는 카메라 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 근적외선 광 센서는 이종 접합 다이오드, 상기 이종 접합 다이오드 위에 위치하는 광 필터를 포함하고, 상기 이종 접합 다이오드는 금속층, 절연층, 및 반도체층이 차례로 적층되고, 상기 반도체층은 전이금속 칼코겐 화합물 및 양자점을 포함한다.

Description

근적외선 광 센서 및 이를 포함하는 카메라{NEAR INFRARED RAY OPTICAL SENSOR AND CAMERA INCLUDING THE SAME}
본 발명은 근적외선 광 센서 및 이를 포함하는 카메라에 관한 것이다.
실리콘 및 III-V 족 화합물 반도체를 포함하는 광 센서는 결정 박막 형태로 이루어지므로, 최소한 수 마이크로미터 이상의 두께를 갖는다. 수 마이크로미터 이상의 두께를 갖는 광 센서는 원자간의 강한 결합력에 의해 물리적 힘이 가해졌을 때 형태가 변하지 않고 깨지므로, 피부나 섬유에 부착하여 활용하기에 적합하지 않다.
또한, 실리콘을 포함하는 광 센서는 실리콘 결정의 간접 천이형 에너지 밴드갭 특성 때문에 흡수된 빛 에너지의 대부분이 열 에너지로 전환되고 일부만 전기 에너지로 전환된다. 이러한 실리콘을 포함하는 광 센서는 p-n 접합 구조를 가지고 있다. p-n 접합 구조는 빛에 의해 생성된 전자를 낮은 외부 바이어스를 이용하여 추출하기에는 적합하지만, 터널 이종 접합 구조 대비하여 별도의 전기적 도핑이 필요하고, 상대적으로 낮은 광 전자 흐름을 보인다.
또한, 실리콘을 포함하는 광 센서는 특정 파장 영역대를 선택적으로 흡수하기 위해서는 빛을 분산 시키는 별도의 분광 시스템이 필요하다. 이러한 분광 시스템은 격자판 및 거울판을 포함하므로 부피가 커지게 된다.
본 발명은 에너지 효율이 높고, 제조 비용이 낮으며 크기가 작은 초소형의 근적외선 광 센서 및 이를 포함하는 카메라를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 근적외선 광 센서는 이종 접합 다이오드, 상기 이종 접합 다이오드 위에 위치하는 광 필터를 포함하고, 상기 이종 접합 다이오드는 금속층, 절연층, 및 반도체층이 차례로 적층되고, 상기 반도체층은 전이금속 칼코겐 화합물 및 양자점을 포함한다.
상기 광 필터는 일자형 광 필터 또는 십자형 광 필터를 포함할 수 있다.
상기 이종 접합 다이오드에 연결되는 제1 전극을 더 포함하고, 상기 광 필터는 제2 전극으로 사용될 수 있다.
상기 제1 전극은 상기 금속층과 접촉할 수 있다.
상기 금속층은 그래핀, 알루미늄 중에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 전이금속 칼코겐 화합물은 이황화 몰리브덴(MoS2), 이황화 텅스텐(WS2), 이셀레늄화 텅스텐(WSe2) 중에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 절연층은 육방정계 질화붕소(h-BN)을 포함할 수 있다.
상기 양자점은 황화납(PbS) 양자점, 황화셀레늄(PbSe) 양자점, 황화구리인듐(CuInS2) 양자점, 텔루르화 수은(HgTe) 양자점, 황화수은(HgS) 양자점, InSb, HgTe/As2S3(코어쉘구조) 양자점, PbS/As2S3(코어쉘구조) 양자점, PbSe/ As2S3(코어쉘구조) 양자점 중에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 근적외선 광 센서를 포함하는 카메라는 근 적외선을 감지하는 근 적외선 광 센서, 상기 근 적외선 광 센서에 연결되며 상기 근 적외선 광 센서에서 감지한 근적외선을 이미지로 변환하는 이미지 변환부를 포함하고, 상기 근 적외선 광 센서는 이종 접합 다이오드, 상기 이종 접합 다이오드 위에 위치하는 광 필터를 포함하고, 상기 이종 접합 다이오드는 금속층, 절연층, 및 반도체층이 차례로 적층되고, 상기 반도체층은 전이금속 칼코겐 화합물 및 양자점을 포함한다.
상기 이종 접합 다이오드에 연결되는 제1 전극을 더 포함하고, 상기 광 필터는 제2 전극으로 사용될 수 있다.
상기 제1 전극에 연결된 제1 보조 전극, 상기 광 필터에 연결된 제2 보조 전극, 상기 제1 전극과 상기 제1 보조 전극을 연결하는 제1 연결부, 그리고 상기 광 필터와 상기 제2 보조 전극을 연결하는 제2 연결부, 그리고 상기 제1 보조 전극 및 상기 제2 보조 전극과 상기 이미지 변환부를 각각 연결하는 제3 연결부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 근적외선 광 센서는 금속층, 절연층, 반도체층, 및 양자점층을 포함하는 이종 접합 다이오드를 포함함으로써, 높은 광 응답률을 구현하며 동시에 제조 공정을 간소화시킬 수 있다.
또한, 본원의 근적외선 광 센서의 반도체층은 직접 천이형 에너지 밴드갭 특성을 가지는 2차원 전이금속 칼코겐 화합물을 포함함으로써, 빛-전기 에너지 전환 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본원의 근적외선 광 센서의 이종 접합 다이오드을 이루는 금속층, 절연층 및 반도체층은 2차원 시트 물질로 이루어지므로, 나노미터 크기의 얇은 두께를 가진다. 따라서, 물리적인 힘을 받았을 때 깨지지 않고 휘어지므로, 섬유, 유리, 안경, 피부 등에 부착하여 활용하기에 적합하다. 따라서, 본원의 근적외선 광 센서는 미래 생체 의학 분야에 적용할 수 있다.
또한, 본원의 근적외선 광 센서는 광 필터를 이용하여 근적외선을 선택적으로 흡수하므로, 별도의 분산 시스템이 필요하지 않아, 광 센서의 부피를 최소화하고, 제조 비용을 절감할 수 있다.
또한, 본원의 근적외선 광 센서의 반도체층은 근적외선 영역의 특정 파장에서 낮은 양자점의 흡광도를 전이금속 칼코겐 화합물이 보완해 주므로, 근적외선 영역에서의 안정적이고 높은 흡광도를 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 근적외선 광 센서의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 근적외선 광 센서의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 근적외선 광 센서의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 근적외선 광 센서의 이종 접합 다이오드를 이루는 각 층의 결정 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 근적외선 광 센서의 광 전류 생성 원리를 설명한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 근적외선 광 센서의 반도체층의 흡광도를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 근적외선 광 센서의 광 필터의 동작을 설명한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 근적외선 광 센서의 개략적인 사시도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 근적외선 광 센서의 이종 접합 다이오드를 이루는 각 층의 결정 구조를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 근적외선 광 센서를 포함하는 카메라의 개략도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
그러면 본 발명의 일 실시예에 따른 근적외선 광 센서에 대하여 도 1 내지 도 4를 참고로 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 근적외선 광 센서의 개략적인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 근적외선 광 센서의 평면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 근적외선 광 센서의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 근적외선 광 센서의 이종 접합 다이오드를 이루는 각 층의 결정 구조를 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 근적외선 광 센서는 이종 접합 다이오드(10), 이종 접합 다이오드(10)에 연결되는 제1 전극(31), 그리고 이종 접합 다이오드(10) 위에 위치하는 광 필터(20)를 포함한다.
이종 접합 다이오드(10)는 2차원 평면 구조의 금속층(11), 절연층(12), 및 반도체층(13)이 차례로 적층된다. 이러한 금속층(11)을 이루는 금속, 절연층(12)을 이루는 절연체 및 반도체층(13)을 이루는 반도체는 화학 기상 증착법을 이용하여 합성할 수 있다. 화학 기상 증착법으로 합성된 금속, 절연체 및 반도체는 화학적 습식 전사법을 이용하여 금속층(11), 절연층(12), 반도체층(13)의 순서대로 제1 전극(31) 위에 적층된다.
금속층(11)은 유연한 그래핀 또는 알루미늄 중에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.
절연층(12)은 육방정계 질화붕소(h-BN)을 포함할 수 있다. 육방정계 질화붕소(h-BN)은 그래핀과 유사한 결정 구조를 가지며, 열적 및 유전적 안정성을 가지는 물질이다.
이러한 육방정계 질화 붕소(h-BN)은 5eV 내지 6eV의 밴드갭(band gap)을 가지고 있어 2차원 이종 접합 다이오드(10)에서 절연체 역할을 하기에 적합하다.
이종 접합 다이오드(10)를 통과하는 터널링 전류(It(V))와 절연층(12) 사이의 관계는 아래의 수학식 1로 정의된다.
Figure pat00001
여기서, It(V)는 터널링에 의해 이종 접합 다이오드(10)를 흐르는 전류이고, d는 절연층의 두께이며,
Figure pat00002
는 절연층의 종류에 의해 결정되는 값이다. 그리고, A는 유효 접촉 면적이며, m은 자유 전자 질량, q는 전자 전하, Vds는 전압, 그리고 h는 플랑크 상수이다.
반도체층(13)은 전이금속 칼코겐 화합물(13a), 전이금속 칼코겐 화합물(13a) 위에 위치하는 양자점(13b)을 포함할 수 있다.
전이금속 칼코겐 화합물(13a)은 직접 천이형 에너지 밴드갭 특성을 가지므로, 근적외선 광 센서의 빛-전기 에너지 전환 효율을 향상시킬 수 있다. 즉, 전이금속 칼코겐 화합물(13a)은 빛에 민감한 물리적 특성을 가지므로, 전이금속 칼코겐 화합물(13a)을 포함하는 본원의 광 센서는 높은 효율로 빛을 받아 전기를 생산할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 근적외선 광 센서의 광 전류 생성 원리를 설명한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 근적외선 광 센서의 이종 접합 다이오드(10)는 도 5(a)에 도시한 바와 같은 에너지 밴드 갭 구조를 가진다.
도 5(b)에 도시한 바와 같이, 광 에너지(hv)에 의해 캐리어가 여기되고, 도5(c)에 도시한 바와 같이, 광 여기된 캐리어가 축적된다. 따라서, 도 5(d)에 도시한 바와 같이, 캐리어 터널링 현상이 발생하게 된다.
이와 같이, 전이금속 칼코겐 화합물(13a)을 포함하는 반도체층(13)에서 생성된 광 캐리어는 캐리어 터널링에 의해 높은 광 전류 흐름을 구현할 수 있으므로, 높은 광 센서 효율을 가질 수 있다.
전이금속 칼코겐 화합물(13a)은 단일 원자층의 이황화 몰리브덴(MoS2), 이황화 텅스텐(WS2), 이셀레늄화 텅스텐(WSe2) 중에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다. 이러한 전이금속 칼코겐 화합물(13a)은 장파장의 가시광 영역대의 밴드갭을 가지고 있어 광 센서에 유용하다.
이와 같이, 본원의 근적외선 광 센서의 이종 접합 다이오드(10)을 이루는 금속층(11), 절연층(12) 및 반도체층(13)은 2차원 시트 물질로 이루어지므로, 나노미터 크기의 얇은 두께를 가진다. 따라서, 물리적인 힘을 받았을 때 깨지지 않고 휘어지므로, 섬유, 유리, 안경, 피부 등에 부착하여 활용하기에 적합하다. 따라서, 본원의 근적외선 광 센서는 미래 생체 의학 분야 및 광학에 적용할 수 있다. 즉, 본원의 근적외선 광 센서는 피부나 섬유에 결합하여 세포 진단 또는 독성 물질 진단을 할 수 있다. 또한, 본원의 근적외선 광 센서는 유리 또는 안경과 결합하여 온도/거리 측정, 적외선 열화상 카메라와 같은 일상 생활에 유용한 측정을 간편하게 할 수 있다.
양자점(13b)은 전이금속 칼코겐 화합물(13a) 위에 위치하며 전이금속 칼코겐 화합물(13a)과 접촉할 수 있다. 양자점(13b)은 평면상 절연층(12) 및 금속층(11)과 중첩할 수 있다. 그리고, 양자점(13b)은 절연층(12) 및 금속층(11)과 접촉하지 않는다.
양자점(13b)은 황화납(PbS) 양자점, 황화셀레늄(PbSe) 양자점, 황화구리인듐(CuInS2) 양자점, 텔루르화 수은(HgTe) 양자점, 황화수은(HgS) 양자점, InSb, HgTe/As2S3(코어쉘구조) 양자점, PbS/As2S3(코어쉘구조) 양자점, PbSe/ As2S3(코어쉘구조) 양자점 중에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다. 이러한 양자점(13b)은 대부분 다수 운반자가 정공인 p형 반도체 특성을 나타낸다. 이러한 양자점(13b)은 용액상에서 특정 전구체를 이용하여 합성할 수 있다. 이러한 양자점(13b)은 리간드 교환 및 스핀 코팅법을 이용하여 도전층(11)-절연층(12)-전이금속 칼코겐 화합물(13a)이 순서대로 접합된 이종 접합 구조 위에 도포한다.
반도체층(13)에 입사된 광은 양자점(13b) 및 전이금속 칼코겐 화합물(13a) 모두에 의해 광 전류를 생성한다. 광 전류는 절연층(12) 및 금속층(11)에서 캐리어 터널링 현상에 의해 안정적으로 흐르게 된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 근적외선 광 센서의 반도체층의 흡광도를 나타낸 도면이다. 도 6에서 A는 전이금속 칼코겐 화합물의 파장에 따른 흡광도 그래프이고, B는 양자점의 파장에 따른 흡광도 그래프이다.
양자점(13b)은 가시광선 영역에서부터 근적외선 영역(400nm 내지 1500nm)까지 이르는 밴드갭(band gap)을 가지므로, 도 6에 도시한 바와 같이, 가시광선 영역 내지 근적외선 영역의 파장을 가지는 광을 흡수할 수 있다.
이와 같이, 가시 광선 영역의 밴드갭을 가지는 전이금속 칼코겐 화합물(13a)과 가시광선 영역 내지 근적외선 영역의 밴드갭을 가지는 양자점(13b)이 서로 접촉하여 결합됨으로써, 보다 넓은 스펙트럼 영역에서 고효율로 광을 흡수할 수 있다.
또한, 양자점(13b)은 근적외선 영역의 특정 파장에서 흡광도가 낮으나, 전이금속 칼코겐 화합물(13a)은 근적외선 영역의 특정 파장에서 양자점(13b)과 달리 높은 흡광도를 가지므로, 양자점(13b)과 전이금속 칼코겐 화합물(13a)을 포함하는 반도체층(13)은 모든 근적외선 영역에 걸쳐 높은 흡광도를 유지할 수 있다.
한편, 도 1 내지 4에 도시한 바와 같이, 광 필터(20)는 일자형 광 필터일 수 있다. 광 필터(20)는 필터 본체부(22), 필터 본체부(22)에 소정 간격 이격되어 주기적으로 평행하게 형성되는 일자형 관통부(21)를 포함할 수 있다.
이러한 광 필터(20)는 금, 은, 알루미늄 등의 금속으로 이루어질 수 있다. 이러한 광 필터(20)는 포토 리소그라피(photo lithography), 리프트 오프(lift-off), 나노 임프린트(nano imprint), 전자 빔 리소그라피(E-beam lithography) 등으로 형성할 수 있다.
이 경우, 광 필터(20)에 의해 플라즈마-도파관 모드(plasmon-waveguide mode)가 발생하여 선택적으로 파장을 흡수 및 투과시킬 수 있다. 플라즈몬(plasmon)이란 금속 내의 자유 전자가 집단적으로 진동하는 유사 입자를 의미한다. 금속 나노 입자에서 가시 광선 내지 근적외선 영역의 빛의 전기장과 플라즈몬이 짝지어지면서 광흡수가 일어나 선명한 색을 띠게 되는 것을 플라즈몬 공명 현상이라고 하며, 국소적으로 매우 증가된 전기장을 발생시킨다. 이것은 빛 에너지가 플라즈몬에 변환되어 금속의 나노 입자 표면에 축적되었음을 뜻하며, 빛의 회절 한계보다 작은 영역에서 광 제어가 가능함을 의미한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 근적외선 광 센서의 광 필터의 동작을 설명한 도면이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 광 필터(20)로 입사한 다양한 파장의 빛(L)은 광 필터(20)에 의해 근적외선(L')만을 투과시키게 된다. 이러한 근적외선(L')만이 이종 접합 다이오드(10)로 전달된다.
이와 같이, 본원의 근적외선 광 센서는 광 필터(20)를 이용하여 근적외선을 선택적으로 흡수하므로, 별도의 분산 시스템이 필요하지 않아, 광 센서의 부피를 최소화하고, 제조 비용을 절감할 수 있다.
제1 전극(31)은 금속층(11)과 접촉할 수 있으며, 금속층(11)보다 넓은 면적을 가질 수 있다. 광 필터(20)는 금속으로 이루어지므로 제2 전극의 역할을 할 수 있다.
한편, 상기 일 실시예에서는 일자형 관통부를 가지는 일자형 광 필터가 기재되어 있으나, 십자형 관통부를 가지는 십자형 광 필터를 포함하는 다른 실시예도 가능하다.
이하에서, 도 8 및 도 9를 참고하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 근적외선 광 센서에 대해 상세히 설명한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 근적외선 광 센서의 개략적인 사시도이고, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 근적외선 광 센서의 이종 접합 다이오드를 이루는 각 층의 결정 구조를 나타낸 도면이다.
도 8 및 도 9에 도시된 다른 실시예는 도 1 내지 도 7에 도시된 일 실시예와 비교하여 광 필터의 구조만을 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.
도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 근적외선 광 센서의 광 필터(50)는 십자형 광 필터일 수 있다. 광 필터(50)는 필터 본체부(52), 필터 본체부(52)에 소정 간격 이격되어 주기적으로 평행하게 형성되는 십자형 관통부(51)를 포함할 수 있다. 이러한 광 필터(50)는 금, 은, 알루미늄 등의 금속으로 이루어질 수 있다. 광 필터(50)로 입사한 다양한 파장의 빛(L)은 광 필터(50)에 의해 근적외선(L')만을 투과시키게 된다. 이러한 근적외선(L')만이 이종 접합 다이오드(10)로 전달된다.
이와 같이, 본원의 근적외선 광 센서는 광 필터(50)를 이용하여 근적외선을 선택적으로 흡수하므로, 별도의 분산 시스템이 필요하지 않아, 광 센서의 부피를 최소화하고, 제조 비용을 절감할 수 있다.
십자형 관통부(51)는 폭(d1) 및 길이(d2)를 가질 수 있다. 이러한 폭(d1) 및 길이(d2)를 조절함으로써, 흡수하고자 하는 근적외선을 조절할 수 있다. 따라서, 보다 넓은 영역의 근적외선을 선택적으로 흡수할 수 있다.
한편, 도 10을 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 근적외선 광 센서를 포함하는 카메라에 대해 상세히 설명한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 근적외선 광 센서를 포함하는 카메라의 개략도이다.
도 10에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 근적외선 광 센서를 포함하는 카메라(200)는 근 적외선을 감지하는 근 적외선 광 센서(100), 근 적외선 광 센서에 연결되며 근 적외선 광 센서에서 감지한 근적외선을 이미지로 변환하는 이미지 변환부(150)를 포함한다.
근 적외선 광 센서(100)는 도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 이종 접합 다이오드(10), 이종 접합 다이오드(10)에 연결되는 제1 전극(31), 그리고 이종 접합 다이오드(10) 위에 위치하는 광 필터(20)를 포함한다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 근적외선 광 센서를 포함하는 카메라(200)는 근적외선 광 센서(100)의 제1 전극(31)에 연결된 제1 보조 전극(130), 광 필터(20)에 연결된 제2 보조 전극(140), 제1 전극(31)과 제1 보조 전극(130)을 연결하는 제1 연결부(110), 광 필터(20)와 제2 보조 전극(140)을 연결하는 제2 연결부(120), 그리고 제1 보조 전극(130) 및 제2 보조 전극(140)과 이미지 변환부(150)를 각각 연결하는 제3 연결부(160)를 포함할 수 있다.
이종 접합 다이오드(10)는 차례로 적층된 2차원 평면 구조의 금속층(11), 절연층(12), 및 반도체층(13)을 포함할 수 있다.
반도체층(13)은 전이금속 칼코겐 화합물(13a), 전이금속 칼코겐 화합물(13a) 위에 위치하는 양자점(13b)을 포함할 수 있다.
이러한 근 적외선 광 센서(100)를 포함하는 카메라(200)는 높은 광 응답률을 가지며, 광 센서의 부피를 최소화할 수 있으므로, 카메라의 크기를 최소화할 수 있다.
또한, 근 적외선 광 센서(100)가 나노미터 크기의 얇은 두께를 가지므로, 물리적인 힘을 받았을 때 깨지지 않고 휘어지게 되어 이러한 근 적외선 광 센서(100)를 포함하는 카메라(200)는 미래 생체 의학 분야에 적용할 수 있다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
10: 이종 접합 다이오드 11: 금속층
12: 절연층 13: 반도체층
13a: 전이금속 칼코겐 화합물 13b: 양자점
20: 광 필터 31: 제1 전극

Claims (11)

  1. 이종 접합 다이오드,
    상기 이종 접합 다이오드 위에 위치하는 광 필터
    를 포함하고,
    상기 이종 접합 다이오드는 금속층, 절연층, 및 반도체층이 차례로 적층되고,
    상기 반도체층은 전이금속 칼코겐 화합물 및 양자점을 포함하는 근적외선 광 센서.
  2. 제1항에서,
    상기 광 필터는 일자형 광 필터 또는 십자형 광 필터를 포함하는 근적외선 광 센서.
  3. 제2항에서,
    상기 이종 접합 다이오드에 연결되는 제1 전극을 더 포함하고,
    상기 광 필터는 제2 전극으로 사용되는 근적외선 광 센서.
  4. 제3항에서,
    상기 제1 전극은 상기 금속층과 접촉하는 근적외선 광 센서.
  5. 제1항에서,
    상기 금속층은 그래핀, 알루미늄 중에서 선택된 어느 하나를 포함하는 근적외선 광 센서.
  6. 제1항에서,
    상기 전이금속 칼코겐 화합물은 이황화 몰리브덴(MoS2), 이황화 텅스텐(WS2), 이셀레늄화 텅스텐(WSe2) 중에서 선택된 어느 하나를 포함하는 근적외선 광 센서.
  7. 제1항에서,
    상기 절연층은 육방정계 질화붕소(h-BN)을 포함하는 근적외선 광 센서.
  8. 제1항에서,
    상기 양자점은 황화납(PbS) 양자점, 황화셀레늄(PbSe) 양자점, 황화구리인듐(CuInS2) 양자점, 텔루르화 수은(HgTe) 양자점, 황화수은(HgS) 양자점, InSb, HgTe/As2S3(코어쉘구조) 양자점, PbS/As2S3(코어쉘구조) 양자점, PbSe/ As2S3(코어쉘구조) 양자점 중에서 선택된 어느 하나를 포함하는 근적외선 광 센서.
  9. 근 적외선을 감지하는 근 적외선 광 센서,
    상기 근 적외선 광 센서에 연결되며 상기 근 적외선 광 센서에서 감지한 근적외선을 이미지로 변환하는 이미지 변환부를 포함하고,
    상기 근 적외선 광 센서는
    이종 접합 다이오드,
    상기 이종 접합 다이오드 위에 위치하는 광 필터
    를 포함하고,
    상기 이종 접합 다이오드는 금속층, 절연층, 및 반도체층이 차례로 적층되고,
    상기 반도체층은 전이금속 칼코겐 화합물 및 양자점을 포함하는 카메라.
  10. 제9항에서,
    상기 이종 접합 다이오드에 연결되는 제1 전극을 더 포함하고,
    상기 광 필터는 제2 전극으로 사용되는 카메라.
  11. 제10항에서,
    상기 제1 전극에 연결된 제1 보조 전극,
    상기 광 필터에 연결된 제2 보조 전극,
    상기 제1 전극과 상기 제1 보조 전극을 연결하는 제1 연결부,
    상기 광 필터와 상기 제2 보조 전극을 연결하는 제2 연결부, 그리고
    상기 제1 보조 전극 및 상기 제2 보조 전극과 상기 이미지 변환부를 각각 연결하는 제3 연결부
    를 포함하는 카메라.
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