PURPOSE: An X-ray image sensor having a multi-layer structure and an X-ray imaging system are provided to obtain images for energy regions by performing one irradiation process using a multi-wavelength X-ray and to acquire various kinds of information on the object in a short time. CONSTITUTION: A first X-ray sensor unit(110) includes a first X-ray sense layer(113) and at least one first pixel electrode(115). A second X-ray sensor unit(120) includes a second X-ray sense layer(123) and at least one second pixel electrode(125). At least one first storage capacitor(C1) is electrically connected to the first pixel electrode. At least one second storage capacitor(C2) is electrically connected to the second pixel electrode. A middle dielectric layer(142) is formed between the first X-ray sensor unit and the second X-ray sensor unit.다층 구조의 엑스선 이미지 센서 및 이를 이용한 엑스선 이미지 촬영 시스템이 제공된다. 일 실시예에 따른 엑스선 이미지 센서에 따르면, 제 1 엑스선 감지층 및 상기 제 1 엑스선 감지층의 일면 상의 적어도 하나의 제 1 화소 전극을 포함하는 제 1 엑스선 센서부가 제공된다. 제 2 엑스선 센서부는 상기 제 1 엑스선 센서부 상에 적층되고, 제 2 엑스선 감지층 및 상기 제 2 엑스선 감지층의 일면 상의 적어도 하나의 제 2 화소 전극을 포함한다. 적어도 하나의 제 1 스토리지 커패시터는 상기 적어도 하나의 제 1 화소 전극에 전기적으로 연결된다. 적어도 하나의 제 2 스토리지 커패시터는 상기 적어도 하나의 제 2 화소 전극에 전기적으로 연결된다.
