KR102543082B1 - Digital x-ray detector substrate with backside scintillator, digital x-ray detector and method of fabricating thereof - Google Patents

Digital x-ray detector substrate with backside scintillator, digital x-ray detector and method of fabricating thereof Download PDF

Info

Publication number
KR102543082B1
KR102543082B1 KR1020170161338A KR20170161338A KR102543082B1 KR 102543082 B1 KR102543082 B1 KR 102543082B1 KR 1020170161338 A KR1020170161338 A KR 1020170161338A KR 20170161338 A KR20170161338 A KR 20170161338A KR 102543082 B1 KR102543082 B1 KR 102543082B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
disposed
layer
transistor
disposing
Prior art date
Application number
KR1020170161338A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20190062790A (en
Inventor
나형일
이한석
김정준
정승용
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020170161338A priority Critical patent/KR102543082B1/en
Publication of KR20190062790A publication Critical patent/KR20190062790A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102543082B1 publication Critical patent/KR102543082B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/08Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/10Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
    • H01L31/115Devices sensitive to very short wavelength, e.g. X-rays, gamma-rays or corpuscular radiation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/02Dosimeters
    • G01T1/026Semiconductor dose-rate meters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/161Applications in the field of nuclear medicine, e.g. in vivo counting
    • G01T1/1611Applications in the field of nuclear medicine, e.g. in vivo counting using both transmission and emission sources sequentially
    • G01T1/1614Applications in the field of nuclear medicine, e.g. in vivo counting using both transmission and emission sources sequentially with semiconductor detectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/28008Making conductor-insulator-semiconductor electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0224Electrodes

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

본 발명은 백사이드 신틸레이터가 적용된 디지털 엑스레이 검출기용 기판, 디지털 엑스레이 검출기 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 엑스레이 검출기용 기판은 다수의 광 감지 화소 영역으로 구분되는 제1면 및 제1면의 배면으로 광 변환부가 배치되는 제2면을 포함하는 베이스 기판을 포함한다. The present invention relates to a substrate for a digital X-ray detector to which a backside scintillator is applied, a digital X-ray detector, and a method for manufacturing the same. and a base substrate including a surface and a second surface on which the light conversion unit is disposed as a rear surface of the first surface.

Description

백사이드 신틸레이터가 적용된 디지털 엑스레이 검출기용 기판, 디지털 엑스레이 검출기 및 이의 제조 방법{DIGITAL X-RAY DETECTOR SUBSTRATE WITH BACKSIDE SCINTILLATOR, DIGITAL X-RAY DETECTOR AND METHOD OF FABRICATING THEREOF}Substrate for digital X-ray detector applied with backside scintillator, digital X-ray detector and manufacturing method thereof

본 발명은 백사이드 신틸레이터가 적용된 디지털 엑스레이 검출기용 기판, 디지털 엑스레이 검출기 및 이의 제조 방법에 관한 기술이다. The present invention relates to a substrate for a digital X-ray detector to which a backside scintillator is applied, a digital X-ray detector, and a method for manufacturing the same.

현재 의학용으로 널리 사용되고 있는 진단용 엑스레이(X-ray) 검사방법은 엑스레이 감지 필름을 사용하여 촬영하고, 그 결과를 알기 위해서는 소정의 필름 인화시간을 거쳐야 했다. 그러나, 근래에 들어서 반도체 기술의 발전에 힘입어 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor)를 이용한 엑스레이 검출기(Digital X-ray detector)가 연구/개발되었다. 상기 엑스레이 검출기는 박막 트랜지스터를 스위칭 소자로 사용하여, 엑스레이의 촬영 즉시 실시간으로 결과를 진단할 수 있는 장점이 있다.A diagnostic X-ray examination method, which is currently widely used for medical purposes, is taken using an X-ray detection film, and a predetermined film printing time must be passed in order to know the result. However, in recent years, thanks to the development of semiconductor technology, a digital X-ray detector using a thin film transistor has been researched/developed. The X-ray detector has the advantage of using a thin film transistor as a switching element and diagnosing a result in real time immediately after taking an X-ray.

일반적으로 엑스레이 검출기는 박막 트랜지스터 어레이 기판의 상부층에 적층되어 있는 비정질 Se(Selenium), 비정질 Se 상에 형성되어 있는 투명전극으로 구성되어 박막트랜지스터의 화소 전극이 Se 층의 전하를 받은 만큼 전류를 감지하여 신호처리 과정을 거치는 직접 방식(Direct type DXD)과 신틸레이터에 의해 X-ray가 가시광선으로 변환되면 상기 가시광선이 핀다이오드에 의해 전기적 신호로 변환되어 일련의 신호처리 과정을 거치는 간접방식(Indirect type DXD)이 있다.In general, an X-ray detector is composed of amorphous Se (Selenium) stacked on the upper layer of a thin film transistor array substrate and a transparent electrode formed on the amorphous Se. When X-rays are converted into visible light by a scintillator, the visible light is converted into an electrical signal by a pin diode and an indirect method undergoes a series of signal processing. type DXD).

한편, 엑스레이를 검출하기 위해 박막 트랜지스터 어레이 기판을 제공할 수 있는데, 기판 상의 박막 트랜지스터를 형성하는 과정이 필요하며 또한 각 박막트랜지스터가 엑스레이로부터 노출되지 않도록 하는 것이 필요하다. 특히, 엑스레이 검출기에 필요한 핀 다이오드(Pin Diode)를 형성하는 공정 과정에서, 그리고 제조된 검출기 내의 박막 트랜지스터가 엑스레이로부터 영향을 적게 받도록 하는 구성이 필요하다. Meanwhile, to provide a thin film transistor array substrate to detect X-rays, a process of forming thin film transistors on the substrate is required, and it is also necessary to prevent each thin film transistor from being exposed to X-rays. In particular, in the process of forming a pin diode required for an X-ray detector, and in a manufacturing process, a thin film transistor in the detector is required to be less affected by X-rays.

본 발명은 디지털 엑스레이 검출기를 구성함에 있어서 광변환부와 트랜지스터 등을 베이스 기판의 양면에 배치한 검출기 및 이를 제조하는 방법을 제시한다.In constituting a digital X-ray detector, the present invention proposes a detector in which a photoconversion unit and a transistor are disposed on both sides of a base substrate and a method for manufacturing the same.

본 발명은 다이오드와 TFT를 동일 평면의 동일층에 배치함으로 엑스레이 검출기의 두께를 줄이며 TFT 소자를 엑스레이로부터 보호하는 검출기 및 이를 제조하는 방법을 제시한다.The present invention proposes a detector that reduces the thickness of an X-ray detector and protects a TFT element from X-rays by arranging a diode and a TFT on the same layer on the same plane, and a method for manufacturing the same.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention not mentioned above can be understood by the following description and will be more clearly understood by the examples of the present invention. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the present invention may be realized by means of the instrumentalities and combinations indicated in the claims.

본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 엑스레이 검출기용 기판은 다수의 광 감지 화소 영역으로 구분되는 제1면 및 제1면의 배면으로 광 변환부가 배치되는 제2면을 포함하는 베이스 기판을 포함한다. A substrate for a digital X-ray detector according to an embodiment of the present invention includes a base substrate including a first surface divided into a plurality of photo-sensing pixel areas and a second surface on which a light conversion unit is disposed on a rear surface of the first surface.

본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 엑스레이 검출기용 기판은 베이스 기판의 제1면에 화소 영역에 배치되는 차광층과 바이어스 전극, 차광층 및 바이어스 전극 상에 배치되는 버퍼층, 버퍼층의 다수의 화소 영역의 트랜지스터 영역에 각각 배치되는 다수의 트랜지스터, 버퍼층의 다수의 화소 영역의 다이오드 영역에 각각 배치되며, 제1전극부과, PIN층과, 제2전극부를 포함하는 다수의 광감지부, 화소 영역의 트랜지스터와 광감지부를 연결하는 제1소스-드레인 전극, 화소 영역의 트랜지스터와 픽셀 전극을 연결하는 제2소스-드레인 전극을 포함한다. A substrate for a digital X-ray detector according to another embodiment of the present invention includes a light blocking layer and a bias electrode disposed in a pixel area on a first surface of a base substrate, a buffer layer disposed on the light blocking layer and the bias electrode, and a plurality of pixel areas of the buffer layer. A plurality of transistors respectively disposed in the transistor region, a plurality of photo-sensing units each disposed in the diode region of the plurality of pixel regions of the buffer layer and including a first electrode part, a PIN layer, and a second electrode part, a transistor in the pixel region, A first source-drain electrode connecting the light sensing unit and a second source-drain electrode connecting the pixel electrode and the transistor of the pixel area are included.

본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 엑스레이 검출기용 기판의 광감지부의 제2전극부는 트랜지스터의 게이트전극과 동일한 물질인 것을 포함한다. The second electrode portion of the photo-sensing unit of the substrate for a digital X-ray detector according to another embodiment of the present invention includes the same material as the gate electrode of the transistor.

본 발명의 또다른 실시예에 따른 디지털 엑스레이 검출기는 다수의 광 감지 화소 영역으로 구분되며 다수의 트랜지스터 및 다수의 광감지부가 배치된 제1면과 제1면의 배면인 제2면을 포함하는 베이스 기판, 제2면에 배치된 광 변환부, 제1면의 트랜지스터 및 광감지부를 제어하는 제어회로부를 포함한다.A digital x-ray detector according to another embodiment of the present invention is divided into a plurality of light-sensing pixel areas and includes a base including a first surface on which a plurality of transistors and a plurality of light-sensing units are disposed and a second surface that is a rear surface of the first surface. It includes a substrate, a light conversion unit disposed on the second surface, and a control circuit unit for controlling the transistor and light sensing unit on the first surface.

본 발명의 또다른 실시예에 따른 디지털 엑스레이 검출기의 제조 방법은 다수의 광 감지 화소 영역으로 구분되는 제1면 및 상기 제1면의 배면인 제2면을 포함하는 베이스 기판의 제1면에 화소 영역에 대응하여 차광층과 바이어스 전극을 배치하는 단계, 제1면에 광감지부를 배치하는 단계, 제1면에 트랜지스터 소자를 배치하는 단계, 및 제2면에 광변환부를 배치하는 단계를 포함한다. A method of manufacturing a digital x-ray detector according to another embodiment of the present invention provides pixels on a first surface of a base substrate including a first surface divided into a plurality of photo-sensing pixel areas and a second surface that is a rear surface of the first surface. Disposing a light blocking layer and a bias electrode corresponding to the region, disposing a photo-sensing unit on a first surface, disposing a transistor element on the first surface, and disposing a light conversion unit on a second surface. .

본 발명을 적용할 경우 디지털 엑스레이 검출기를 구성함에 있어서 다이오드와 TFT를 동일 평면의 동일층에 배치함으로 엑스레이 검출기의 두께를 줄일 수 있다. When the present invention is applied, the thickness of the X-ray detector can be reduced by arranging the diode and the TFT on the same layer on the same plane in constructing the digital X-ray detector.

본 발명을 적용할 경우 디지털 엑스레이 검출기를 제조함에 있어서 TFT 및 다이오드를 배치하는 과정에서 동일한 마스크를 사용할 수 있으므로 공정상의 효율을 높일 수 있다 할 수 있다. When the present invention is applied, since the same mask can be used in the process of arranging TFTs and diodes in manufacturing a digital X-ray detector, process efficiency can be increased.

본 발명을 적용할 경우 디지털 엑스레이 검출기를 제조함에 있어서 포토 다이오드를 배치한 후 박막 트랜지스터 소자를 배치하므로 소자의 안정성을 구현할 수 있다.When the present invention is applied, since the thin film transistor element is disposed after the photodiode is disposed in manufacturing the digital x-ray detector, stability of the element can be realized.

본 발명의 효과는 전술한 효과에 한정되지 않으며, 본 발명의 당업자들은 본 발명의 구성에서 본 발명의 다양한 효과를 쉽게 도출할 수 있다.The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and those skilled in the art can easily derive various effects of the present invention from the configuration of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예인 DXD(Digital X-ray Detector)의 기판 영역을 도시하는 도면이다.
도 2는 일 실시예에 의한 트랜지스터가 배치된 기판 상에 광 변환부가 배치된 엑스레이 검출기의 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 엑스레이 검출기의 구성을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 화소 구조를 보여주는 도면이다.
도 5는 차광층과 바이어스 라인, 그리고 핀 다이오드를 제조하는 공정을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 트랜지스터 소자를 배치하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 층간 절연층을 배치하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 픽셀 전극을 배치하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 공정 과정을 보여주는 도면이다.
1 is a diagram showing a substrate area of a DXD (Digital X-ray Detector), which is an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a configuration of an X-ray detector in which a light conversion unit is disposed on a substrate on which transistors are disposed according to an exemplary embodiment.
3 is a diagram showing the configuration of an X-ray detector according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram showing a pixel structure according to an exemplary embodiment of the present invention.
5 is a view showing a process of manufacturing a light blocking layer, a bias line, and a pin diode.
6 is a diagram showing a process of arranging a transistor device according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing a process of disposing an interlayer insulating layer according to an embodiment of the present invention.
8 and 9 are diagrams illustrating a process of arranging a pixel electrode according to an embodiment of the present invention.
10 is a diagram showing a process process according to an embodiment of the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 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 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. This invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments set forth herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 또한, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification. In addition, some embodiments of the present invention are described in detail with reference to exemplary drawings. In adding reference numerals to components of each drawing, the same components may have the same numerals as much as possible even if they are displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description may be omitted.

이하에서 기재의 "상부 (또는 하부)" 또는 기재의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 구비 또는 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 기재의 상면 (또는 하면)에 접하여 구비 또는 배치되는 것을 의미할 뿐만 아니라, 상기 기재와 기재 상에 (또는 하에) 구비 또는 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성을 포함하지 않는 것으로 한정하는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.Hereinafter, the provision or arrangement of an arbitrary element on the "upper (or lower)" or "upper (or lower)" of the base material means that the arbitrary element is provided or disposed in contact with the upper (or lower) surface of the base material. It is not meant to mean, but is not limited to, not including other components between the substrate and any components provided or disposed on (or under) the substrate. In addition, in describing the components of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, sequence, order, or number of the corresponding component is not limited by the term. When an element is described as being “connected,” “coupled to,” or “connected” to another element, that element is or may be directly connected to that other element, but intervenes between each element. It will be understood that may be "interposed", or each component may be "connected", "coupled" or "connected" through other components.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 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 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. This invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments set forth herein.

도 1은 본 발명의 실시예인 DXD(Digital X-ray Detector)의 기판 영역을 도시하는 도면이다. 1 is a diagram showing a substrate area of a DXD (Digital X-ray Detector), which is an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 엑스레이 검출기(1)은 화소부(P), 바이어스 드라이버(10), 게이트 드라이버(20) 및 리드아웃 집적회로(30)를 포함하여 구성된다. 엑스레이 검출기(1)는 다수의 트랜지스터들(박막 트랜지스터들)과 광감지부가 배치되는 베이스 기판(도 4의 303)을 포함하며, 베이스 기판의 다른 면에 신틸레이터와 같은 광변환부가 배치된다. 이에 대해서는 후술한다. A digital X-ray detector 1 according to an embodiment of the present invention includes a pixel unit P, a bias driver 10, a gate driver 20, and a readout integrated circuit 30. The X-ray detector 1 includes a base substrate (303 in FIG. 4) on which a plurality of transistors (thin film transistors) and a light sensing unit are disposed, and a light conversion unit such as a scintillator is disposed on the other surface of the base substrate. This will be described later.

화소부(P)는 엑스레이 제너레이터로부터 방출된 엑스레이를 감지하고, 감지된 신호를 광전 변환하여 전기적인 검출 신호로 출력한다. 화소부(P)는 복수의 게이트 배선(GL)과 복수의 데이터 배선(DL)이 교차하는 지점 근처에 매트릭스 형태로 배열된 복수의 광감지 화소를 구비한다. 복수의 게이트 배선(GL)과 복수의 데이터 배선(DL)은 서로 거의 직교하도록 배치될 수 있다. 도 1은 4행 4열로 배치된 16개의 광감지 화소(P)들을 일 예로서 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 광감지 화소(P)들의 개수는 다양하게 선택될 수 있다.The pixel unit P senses the X-rays emitted from the X-ray generator, photoelectrically converts the detected signals, and outputs them as electrical detection signals. The pixel unit P includes a plurality of photo-sensing pixels arranged in a matrix form near a point where a plurality of gate lines GL and a plurality of data lines DL intersect. The plurality of gate lines GL and the plurality of data lines DL may be disposed substantially orthogonal to each other. Although FIG. 1 shows 16 light-sensing pixels P arranged in 4 rows and 4 columns as an example, the present invention is not limited thereto, and the number of light-sensing pixels P may be variously selected.

광감지 화소(P) 각각은 엑스레이를 감지하여 검출 신호, 예를 들어 광검출 전압을 출력하는 광 감지부(PD, Photo Diode)와 광 감지부(PD)로부터 출력된 전기적 신호를 게이트 펄스에 응답하여 전달하는 스위칭 소자로써 트랜지스터(Tr, Transistor)를 구비한다.Each of the photo-sensing pixels P detects X-rays and responds to a photo-detector (PD, Photo Diode) that outputs a detection signal, for example, a photo-detection voltage, and an electrical signal output from the photo-detector (PD) to a gate pulse. A transistor (Tr, Transistor) is provided as a switching element that transmits the

본 발명에 따른 광 감지부(PD)는 엑스레이 제너레이터로부터 방출된 엑스레이를 감지하고, 감지된 신호를 상기 검출 신호로써 출력한다. 광 감지부(PD)는 광전 효과에 의해 입사된 광을 전기적 신호로 변환하는 소자로서, 예를 들면 PIN 다이오드일 수 있다.The light detector PD according to the present invention detects the X-ray emitted from the X-ray generator and outputs the detected signal as the detection signal. The photodetector PD is a device that converts incident light into an electrical signal by a photoelectric effect, and may be, for example, a PIN diode.

트랜지스터(Tr)는 광 감지부(PD)로부터 출력된 검출 신호를 전달하는 스위칭 소자이다. 트랜지스터의 게이트 전극은 게이트 배선(GL)에 전기적으로 연결되고, 소스 전극은 데이터 배선(DL)을 통해서 리드아웃 집적회로와 전기적으로 연결된다.The transistor Tr is a switching element that transmits a detection signal output from the photodetector PD. A gate electrode of the transistor is electrically connected to the gate line GL, and a source electrode of the transistor is electrically connected to the readout integrated circuit through the data line DL.

바이어스 드라이버(10)는 복수의 바이어스 라인(BL)들로 구동전압을 인가한다. 상기 바이어스 드라이버는 상기 광 감지부에 리버스 바이어스(reverse bias) 또는 포워드 바이어스(forward bias)를 선택적으로 인가할 수 있다.The bias driver 10 applies a driving voltage to a plurality of bias lines BL. The bias driver may selectively apply reverse bias or forward bias to the light sensing unit.

게이트 드라이버(20)는 복수의 게이트 배선(GL)들로 게이트 온 전압 레벨을 갖는 게이트 펄스들을 순차적으로 인가한다. 광감지 화소(P)들의 트랜지스터들은 게이트 펄스에 응답하여 턴-온(turn-on)된다. 트랜지스터가 턴-온되면, 광 감지부(PD)로부터 출력된 검출 신호가 트랜지스터, 및 데이터 배선(DL)을 통해서 리드아웃 집적회로(30)로 입력된다.The gate driver 20 sequentially applies gate pulses having a gate-on voltage level to the plurality of gate lines GL. Transistors of the photo-sensing pixels P are turned on in response to the gate pulse. When the transistor is turned on, the detection signal output from the photodetector PD is input to the readout integrated circuit 30 through the transistor and the data line DL.

게이트 드라이버(20)는 IC 형태로 이루어져 화소부(P)의 일 측에 실장되거나 박막 공정을 통해서 화소부(P)와 같은 기판 상에 형성될수 있다.The gate driver 20 may be formed in the form of an IC and mounted on one side of the pixel unit P or formed on the same substrate as the pixel unit P through a thin film process.

리드아웃 집적회로(30)는 게이트 펄스에 응답하여 턴-온된 트랜지스터로부터 출력되는 검출 신호를 리드아웃한다. 리드아웃 집적회로(30)는 오프셋 이미지를 리드아웃하는 오프셋 리드아웃 구간과, 엑스레이 노광 후의 검출 신호를 리드아웃하는 엑스레이 리드아웃 구간에 광감지 화소(P)로부터 출력되는 검출 신호를 리드아웃한다.The readout integrated circuit 30 reads out a detection signal output from a turned-on transistor in response to a gate pulse. The readout integrated circuit 30 reads out the detection signal output from the light-sensing pixel P in an offset readout section for reading out an offset image and an X-ray readout section for reading out the detection signal after X-ray exposure.

리드아웃 집적회로(30)는 검출 신호를 판독하여 소정의 신호 처리 장치로 전달하고, 신호 처리 장치에서 검출 신호를 디지털화하여, 검출 신호를 영상으로 나타낸다. 리드아웃 집적회로(30)는 신호 검출부(31) 및 멀티플렉서(32)를 포함할 수 있다. 이 경우, 신호 검출부(31)는 복수의 데이터 배선(DL)과 일대일 대응하는 복수의 증폭부를 포함하고, 각 증폭부는 증폭기(OP), 커패시터(CP) 및 리셋소자(SW)를 포함한다.The readout integrated circuit 30 reads the detection signal and transmits it to a predetermined signal processing device, digitizes the detection signal in the signal processing device, and displays the detection signal as an image. The readout integrated circuit 30 may include a signal detector 31 and a multiplexer 32 . In this case, the signal detector 31 includes a plurality of amplification units corresponding to the plurality of data lines DL on a one-to-one basis, and each amplification unit includes an amplifier OP, a capacitor CP, and a reset device SW.

도 1의 구성에서 바이어스 드라이버(10), 게이트 드라이버(20), 리드아웃 집적회로(30)를 통칭하여 제어회로부라고 한다. 제어회로부의 제어에 의해 트랜지스터 및 광감지부가 제어되고 광감지부가 센싱한 신호를 검출할 수 있다. In the configuration of FIG. 1 , the bias driver 10 , the gate driver 20 , and the readout integrated circuit 30 are collectively referred to as a control circuit unit. The transistor and the light sensing unit are controlled by the control of the control circuit unit, and a signal sensed by the light sensing unit may be detected.

한편, 도 1과 같이 구성되는 기판에 신틸레이터(Scintillator)가 결합된다. 신틸레이터는 필름과 같은 형태로 구성될 수 있는데, 신틸레이터에 의해 엑스레이는 가시광으로 변환되며 포토 다이오드인 광 감지부에 입사 또는 흡수된다. 신틸레이터가 포함된 구성요소를 광변환부(150)라고 한다. Meanwhile, a scintillator is coupled to the substrate configured as shown in FIG. 1 . The scintillator may be configured in the form of a film. X-rays are converted into visible light by the scintillator and incident or absorbed by a photodetector, which is a photodiode. A component including the scintillator is referred to as the light conversion unit 150 .

도 2는 일 실시예에 의한 트랜지스터가 배치된 기판 상에 광 변환부가 배치된 엑스레이 검출기의 구성을 도시하는 도면이다. 2 is a diagram illustrating a configuration of an X-ray detector in which a light conversion unit is disposed on a substrate on which transistors are disposed according to an exemplary embodiment.

엑스레이 검출기(200)의 구성을 살펴보면 광 변환부(150)가 기판(100) 상에 배치된다. 광 변환부(150)의 구성으로 기판 상에 배치되는 평탄화막(Pacification layer)(154), 평탄화막 상에 배치되는 신틸레이터(153)는 평탄화막(154) 상에 증착 또는 성장시켜서 배치할 수 있다. 그리고 신틸레이터(153)를 외부의 공기 등으로부터 차단하기 위한 보호층(152, 151)이 배치된다. 일 실시예로 152는 파릴렌(Parylene)과 같은 접착층이 구비될 수 있으며 151은 PET 필름을 사용할 수 있다. 광 변환부(150)에 대해 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정하는 것은 아니다. Looking at the configuration of the X-ray detector 200, the light conversion unit 150 is disposed on the substrate 100. As a configuration of the light conversion unit 150, a pacification layer 154 disposed on the substrate and a scintillator 153 disposed on the pacification layer may be deposited or grown on the pacification layer 154 and disposed thereon. there is. In addition, protective layers 152 and 151 for shielding the scintillator 153 from external air or the like are disposed. In one embodiment, 152 may include an adhesive layer such as Parylene, and 151 may use a PET film. Although the light conversion unit 150 is illustrated, the present invention is not limited thereto.

기판(100) 역시 두 개의 층으로 구분될 수 있다. 트랜지스터가 배치되는 층(102)과 핀 다이오드와 같은 광감지부(PD)가 배치되는 층(101)으로 구분될 수 있다. 도 2의 구성에서 트랜지스터는 산화물 TFT(Oxide TFT)로 구성할 수 있다. 도 2는 TFT 층(102)와 다이오드 층(101) 상부에 신틸레이터를 포함하는 광 변환부(150)가 위치하는 구조가 되는데, 이 경우 상부에서 엑스레이가 조사되는 구조이다. 그런데, 도 2와 같은 구조에서는 신틸레이터(153)를 투과한 엑스레이에 의해 102의 TFT층을 구성하는 트랜지스터 소자들이 영향을 받을 수 있다. 이는 소자에 대한 데미지를 증가시킬 수 있다. The substrate 100 may also be divided into two layers. It can be divided into a layer 102 on which a transistor is disposed and a layer 101 on which a light sensing unit (PD) such as a pin diode is disposed. In the configuration of FIG. 2 , the transistor may be composed of an oxide TFT. 2 shows a structure in which a light conversion unit 150 including a scintillator is located on top of the TFT layer 102 and the diode layer 101, and in this case, X-rays are irradiated from the top. However, in the structure shown in FIG. 2 , the transistor elements constituting the TFT layer 102 may be affected by the X-ray passing through the scintillator 153 . This may increase damage to the device.

이에, 본 명세서는 TFT 소자들이 광으로부터 차폐되는 구조에 대해 살펴본다. 이를 위해 도 2의 광 변환부(150)는 TFT 층(102)을 기준으로 핀 다이오드가 배치되는 다이오드 층(102)과 반대편에 배치되는 구성을 가진다. Accordingly, the present specification examines a structure in which TFT elements are shielded from light. To this end, the light conversion unit 150 of FIG. 2 has a configuration disposed opposite to the diode layer 102 on which the pin diode is disposed based on the TFT layer 102.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 엑스레이 검출기의 구성을 보여주는 도면이다. 도 3은 디지털 엑스레이 검출기용 기판(300)으로, 베이스 기판(303), 베이스 기판(303)의 제 1면은 다이오드 및 TFT와 배치되는 층(310)으로 구성되며 제2면은 광 변환부(350)가 배치되는 구성이다. 3 is a diagram showing the configuration of an X-ray detector according to an embodiment of the present invention. 3 is a substrate 300 for a digital X-ray detector, a base substrate 303, a first surface of the base substrate 303 is composed of a layer 310 disposed with a diode and a TFT, and a second surface is a light conversion unit ( 350) is arranged.

다이오드 및 TFT와 배치되는 층(310)과 글래스를 일 실시예로 하는 베이스 기판(303)로 구성된다. 글래스(303) 상 다이오드와 TFT가 배치된다. 한편, 광 변환부(350)는 글래스(303) 하부에 배치되는데, 앞서 도 2와 달리 평탄화막(154)을 제거한 상태이다. 광 변환부(350)가 베이스 기판인 글래스(303)에 직접 배치되므로 별도의 평탄화막이 배치될 필요가 없다. 도 3의 실시예에서 신틸레이터를 베이스 기판(303) 상에 그대로 증착시켜 성장시키므로 중간의 평탄화막을 통과하는 대신 베이스 기판(303)을 통과한 엑스레이는 트랜지스터 영역의 소자들에 데미지를 미치지 않는다. 베이스 기판(303)은 평탄화막(154)보다 엑스레이 차폐율이 높으므로 소자들을 보호할 수 있다. It is composed of a layer 310 arranged with diodes and TFTs and a base substrate 303 made of glass as an example. On glass 303, diodes and TFTs are disposed. Meanwhile, the light conversion unit 350 is disposed under the glass 303, and unlike FIG. 2, the planarization film 154 is removed. Since the light conversion unit 350 is directly disposed on the glass 303 that is the base substrate, a separate planarization layer does not need to be disposed. In the embodiment of FIG. 3 , since the scintillator is deposited and grown on the base substrate 303 as it is, X-rays that pass through the base substrate 303 instead of passing through an intermediate planarization film do not damage elements in the transistor area. Since the base substrate 303 has a higher X-ray shielding rate than the planarization film 154, it can protect the elements.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 의한 엑스레이 검출기용 기판(300)의 구성은 광 변환부(350)와 베이스 기판(303)으로 구성되며, 베이스 기판(303)의 제1면에는 TFT 및 다이오드가 배치될 수 있다. 베이스 기판(303)은 글래스를 일 실시예로 하지만 본 발명이 이에 한정되지 않는다. 광 변환부(350)는 베이스 기판(303)의 재2면에 배치되는 구성이다. 엑스레이는 하부 방향에서 입사된다. 한편, 도 3의 TFT는 엑스레이로부터 소자를 보호하기 위해 별도의 차광층을 구비할 수 있다. 도 1 및 도 3을 적용할 경우, 베이스 기판(303)의 양면에 각각 TFT/다이오드 및 광변환부(신틸레이터를 포함)가 배치된다. 이는 다이오드와 TFT를 동일 평면의 동일층에 배치함으로 엑스레이 검출기의 두께를 줄일 수 있다. 또한, TFT 및 다이오드를 배치하는 과정에서 동일한 마스크를 사용할 수 있으므로 공정상의 효율을 높일 수 있다. 보다 상세히 살펴본다. Therefore, the configuration of the substrate 300 for an X-ray detector according to an embodiment of the present invention is composed of a light conversion unit 350 and a base substrate 303, and a TFT and a diode are formed on the first surface of the base substrate 303. can be placed. The base substrate 303 is made of glass as an example, but the present invention is not limited thereto. The light conversion unit 350 is disposed on the second surface of the base substrate 303 . X-rays are incident from a downward direction. Meanwhile, the TFT of FIG. 3 may include a separate light blocking layer to protect the element from X-rays. When FIGS. 1 and 3 are applied, a TFT/diode and a light conversion unit (including a scintillator) are disposed on both sides of the base substrate 303, respectively. This can reduce the thickness of the X-ray detector by arranging the diode and the TFT on the same layer on the same plane. In addition, since the same mask can be used in the process of arranging TFTs and diodes, process efficiency can be increased. Let's take a closer look.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 화소 구조를 보여주는 도면이다. 엑스레이 검출기의 베이스 기판(303)은 제1면과 제2면으로 나뉘어진다. 제1면은 다수의 광 감지 화소 영역으로 구분된다. 제2면은 광변환부(350)가 배치된다. 4 is a diagram showing a pixel structure according to an exemplary embodiment of the present invention. The base substrate 303 of the X-ray detector is divided into a first surface and a second surface. The first surface is divided into a plurality of photo-sensing pixel areas. On the second surface, the light conversion unit 350 is disposed.

광 감지를 위한 화소 영역(PXL)은 도 4에 도시된 바와 같이 트랜지스터 영역(TR)과 다이오드 영역(PD)으로 구분될 수 있다. As shown in FIG. 4 , the pixel area PXL for light sensing may be divided into a transistor area TR and a diode area PD.

베이스 기판(303)의 제1면의 화소 영역에는 차광층(311a)과 바이어스 전극(311b)이 배치되며 이들은 하나의 물질을 이용하여 배치될 수 있다. 차광층(311a)은 트랜지스터 영역에 배치되며. 바이어스 전극(311b)은 다이오드 영역에 배치된다.A light blocking layer 311a and a bias electrode 311b are disposed in the pixel region of the first surface of the base substrate 303, and they may be disposed using one material. The light blocking layer 311a is disposed in the transistor region. The bias electrode 311b is disposed in the diode region.

차광층(311a)는 하부 방향에서 입사하는 엑스레이로부터 트랜지스터의 소자를 보호하기 위함이다. 차광층(311a)과 바이어스 전극(311b)을 하나의 마스크를 이용하여 배치함으로써 공정 효율을 높일 수 있다. The light blocking layer 311a is to protect transistor elements from X-rays incident from a lower direction. Process efficiency can be increased by arranging the light blocking layer 311a and the bias electrode 311b using one mask.

베이스 기판(303)의 제1면 상에 버퍼층(312)이 배치된다. 그 결과, 차광층(311a)과 바이어스 전극(311b) 상에도 버퍼층(312)이 배치된다. 다만, 바이어스 전극(311b)이 광감지부와 전기적으로 연결되도록 하나의 마스크를 이용하여 컨택홀을 배치한다. A buffer layer 312 is disposed on the first surface of the base substrate 303 . As a result, the buffer layer 312 is also disposed on the light blocking layer 311a and the bias electrode 311b. However, a contact hole is disposed using one mask so that the bias electrode 311b is electrically connected to the photo-sensing unit.

버퍼층(312) 상에는 각 화소 영역(PXL)의 트랜지스터 영역(TR)에 각각 트랜지스터들이 배치된다. 구동 방식에 따라 트랜지스터 영역(TR)에 하나 이상의 트랜지스터가 배치되며, 전체 베이스 기판(303) 상에는 화소 영역의 개수에 대응하여 다수의 트랜지스터가 배치될 수 있다. On the buffer layer 312 , transistors are disposed in the transistor region TR of each pixel region PXL. One or more transistors may be disposed in the transistor region TR according to a driving method, and a plurality of transistors may be disposed corresponding to the number of pixel regions on the entire base substrate 303 .

또한, 버퍼층(312) 상에는 각 화소 영역(PXL)의 다이오드 영역(PD)에 각각 광감지부(315, 317a, 317b, 317c, 325b)가 배치된다. 구동 방식에 따라 다이오드 영역(PD)에 하나 이상의 광감지부가 배치되며, 전체 베이스 기판(303) 상에는 화소 영역의 개수에 대응하여 다수의 광감지부가 배치될 수 있다. In addition, on the buffer layer 312 , light sensing units 315 , 317a , 317b , 317c , and 325b are respectively disposed in the diode region PD of each pixel region PXL. Depending on the driving method, one or more photo-sensing units may be disposed in the diode region PD, and a plurality of photo-sensing units may be disposed on the entire base substrate 303 corresponding to the number of pixel regions.

그리고 하나의 화소 영역 내의 트랜지스터와 광감지부는 제1소스-드레인 전극(331b)에 의해 전기적으로 연결된다. 그리고 화소 영역 내의 트랜지스터와 픽셀전극(341)은 제2소스-드레인 전극(331a)에 의해 전기적으로 연결된다.Also, the transistor and the light sensing unit in one pixel area are electrically connected by the first source-drain electrode 331b. The transistor in the pixel area and the pixel electrode 341 are electrically connected by the second source-drain electrode 331a.

도 4와 같은 구성에서는 글래스 기판을 일 실시예로 하는 베이스 기판(303) 상부에는 TFT 트랜지스터와 다이오드가 배치되며, 하부에는 신틸레이터를 포함하는 광변환부(350)가 배치되는 구성으로, PIN 다이오드(317a, 317b, 317c)를 포함하는 광감지부를 선증착하여 PIN 증착시 발생할 수 있는 트랜지스터 영역(TR)의 소자들의 데미지를 방지할 수 있다. 특히 옥사이드 소자의 경우 PIN을 선증착한 후, 액티브층 등을 배치하므로 소자를 보호하는 효과가 크다. In the configuration shown in FIG. 4, a TFT transistor and a diode are disposed on the upper portion of a base substrate 303 of which a glass substrate is used as an embodiment, and a photo-conversion unit 350 including a scintillator is disposed on the lower portion. By pre-depositing the photo-sensing unit including 317a, 317b, and 317c, damage to elements in the transistor region TR that may occur during PIN deposition may be prevented. In particular, in the case of an oxide device, since a PIN is pre-deposited and then an active layer is disposed, the effect of protecting the device is great.

또한, 광감지부를 구성하는 요소들과 트랜지스터를 구성하는 요소들 중에서 동일한 물질로 동시에 증착하는 공정을 적용하므로 마스크 수를 저감하며 공정 효율을 높일 수 있다. 예를 들어, 도 4에서는 차광층(311a) 및 바이어스 전극(311b)을 동시에 배치할 수 있으며, 게이트 전극(325a) 및 광감지부의 제2전극부(325b)를 동시에 배치할 수 있음으로 인해 공정 효율을 높이고 마스크를 저감하는 효과가 있다. In addition, since a process of simultaneously depositing the same material among elements constituting the light sensing unit and elements constituting the transistor is applied, the number of masks can be reduced and process efficiency can be increased. For example, in FIG. 4 , the light blocking layer 311a and the bias electrode 311b can be disposed at the same time, and the gate electrode 325a and the second electrode unit 325b of the light sensing unit can be disposed at the same time. It has the effect of increasing the efficiency and reducing the mask.

또한 도 4와 같은 구성에서는 하부에서 엑스레이가 조사되는 구조로 신틸레이터와 같은 광변환부(350)를 투과한 엑스레이가 베이스 기판(303)를 투과하여 엑스레이를 이중 차폐하는 구조로 옥사이드 소자에 데미지를 줄일 수 있다.In addition, in the configuration shown in FIG. 4, X-rays are irradiated from the bottom, and X-rays transmitted through the light conversion unit 350 such as a scintillator pass through the base substrate 303 to double shield the X-rays, thereby preventing damage to the oxide element. can be reduced

이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 엑스레이 검출기를 제조하는 과정에 대해 살펴본다. 도 5 내지 도 9에서 상세하게 살펴본다. Hereinafter, a process of manufacturing an X-ray detector according to an embodiment of the present invention will be described. It will be examined in detail in FIGS. 5 to 9 .

도 5는 차광층과 바이어스 라인, 그리고 핀 다이오드를 제조하는 공정을 보여주는 도면이다. S501에서 베이스 기판(303) 상에 차광층(311a) 및 바이어스 라인(311b)을 동시에 배치한다. 그리고 S502와 같이 전면에 버퍼층(312)을 도포한 후 바이어스 라인(311b)을 핀 다이오드와 접촉할 수 있는 컨택홀(312h)을 형성한다. 이후 핀 다이오드를 S503과 같이 배치한다. 일 실시예로 투명한 도전성 물질로 핀 다이오드의 제1전극부(315)를 배치한다. 5 is a view showing a process of manufacturing a light blocking layer, a bias line, and a pin diode. In S501, the light blocking layer 311a and the bias line 311b are simultaneously disposed on the base substrate 303. And, after coating the buffer layer 312 on the entire surface as in S502, a contact hole 312h through which the bias line 311b can contact the pin diode is formed. After that, arrange the pin diode as in S503. In one embodiment, the first electrode part 315 of the pin diode is made of a transparent conductive material.

제1전극부(315)는 S502에서 형성된 컨택홀(312h)을 통하여 바이어스 라인(311b)과 전기적으로 접촉한다. 그리고 핀 다이오드를 구성하는 PIN 층(317)으로 317a, 317b, 317c를 구성할 수 있다. 일 실시예로 P(Positive) 반도체층(317a), I(Intrinsic)형 반도체층(317b), N(Negative) 반도체층(317c)을 구성할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면 P(Positive) 반도체층(317c), I(Intrinsic)형 반도체층(317b), N(Negative) 반도체층(317a)을 구성할 수 있다.The first electrode part 315 electrically contacts the bias line 311b through the contact hole 312h formed in S502. 317a, 317b, and 317c may be configured as the PIN layer 317 constituting the pin diode. In an embodiment, a positive (P) semiconductor layer 317a, an intrinsic (I) semiconductor layer 317b, and a negative (N) semiconductor layer 317c may be formed. According to another embodiment of the present invention, a positive (P) semiconductor layer 317c, an intrinsic (I) semiconductor layer 317b, and a negative (N) semiconductor layer 317a may be formed.

즉, 광감지부를 배치하는 실시예로는 다이오드 영역의 제1컨택홀(312h)에서 바이어스 전극(311b)과 전기적으로 접촉하는 제1전극부(315)를 배치한다. 그리고 PIN 층을 배치한다. That is, in an embodiment of disposing the photo-sensing unit, the first electrode unit 315 electrically contacting the bias electrode 311b is disposed in the first contact hole 312h of the diode region. And deploy the PIN layer.

PIN 층은 제1전극부(315) 상에 P(Positive) 반도체층(317a)이 배치되며, P(Positive) 반도체층(317a) 상에 I(Intrinsic)형 반도체층(317b)이 배치되며, I(Intrinsic)형 반도체층(317b) 상에 N(Negative) 반도체층(317c)이 배치되는 구조이다. 이는 순차적으로 증차할 수 있으며, S503에 제시된 바와 같이 트랜지스터 소자가 배치되기 전에 증착되는 구조이므로 옥사이드 소자로 구성되는 트랜지스터 소자의 데미지를 줄일 수 있다. In the PIN layer, a P (Positive) semiconductor layer 317a is disposed on the first electrode portion 315, and an I (Intrinsic) type semiconductor layer 317b is disposed on the P (Positive) semiconductor layer 317a. This is a structure in which an N (Negative) semiconductor layer 317c is disposed on an I (Intrinsic) type semiconductor layer 317b. This can be sequentially increased, and as shown in S503, since the structure is deposited before the transistor element is disposed, damage to the transistor element composed of the oxide element can be reduced.

PIN 층(317)을 형성하는 일 실시예로 플라즈마 강화 화학기상 증착공정(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition: PECVD)을 통해 적층한 후 건식 식각 공정을 통해 형성한다. S503 단계에서는 아직 트랜지스터를 형성하지 않은 상태이므로 산화물 반도체 소자의 데미지를 최소화할 수 있다. As an example of forming the PIN layer 317, it is laminated through a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) process and then formed through a dry etching process. In step S503, since no transistor is formed yet, damage to the oxide semiconductor device can be minimized.

도 5에서 제1전극부(315)는 버퍼층(312) 상에 배치되며, 버퍼층(312)에 형성된 컨택홀(312h)에 의해 바이어스 전극(311b)과 전기적으로 연결된다. 바이어스 전극(311b) 상에 제1전극부(315)가 배치되는 구조이며, 트랜지스터 영역에는 소자를 형성하지 않은 상태에서 제1전극부(315) 및 PIN 층(317)을 구성하므로 소자에 가해질 수 있는 데미지를 최소화할 수 있다. 또한, 트랜지스터 영역에는 추후에 트랜지스터들이 배치됨으로 적층되는 높이를 줄일 수 있다.In FIG. 5 , the first electrode part 315 is disposed on the buffer layer 312 and is electrically connected to the bias electrode 311b through a contact hole 312h formed in the buffer layer 312 . It is a structure in which the first electrode part 315 is disposed on the bias electrode 311b, and since the first electrode part 315 and the PIN layer 317 are formed in a state in which no element is formed in the transistor region, it can be applied to the element. damage can be minimized. In addition, since transistors are later disposed in the transistor region, the stacked height can be reduced.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 트랜지스터 소자를 배치하는 과정을 보여주는 도면이다. 6 is a diagram showing a process of arranging a transistor device according to an embodiment of the present invention.

차광층(311a) 상에 액티브층(Active layer)(320)을 배치한다(S511). 그리고 그 위에 게이트 절연막(Gate Insulator)(321)을 배치하고 또한 도전성 물질을 이용하여 게이트전극(325a) 및 핀 다이오드의 제2전극부(325b)를 형성한다. S512에 제시된 바와 같이 트랜지스터의 게이트 전극(325a)과 핀 다이오드의 제2전극부(325b)는 하나의 물질을 이용하여 동시에 배치되므로, 마스크 수를 줄이며 공정 효율을 높일 수 있다. 특히, 하나의 층에 트랜지스터와 다이오드가 배치되는 구조에서 전체 구조의 높이를 줄이므로 박형화가 가능하다. An active layer 320 is disposed on the light blocking layer 311a (S511). A gate insulator 321 is disposed thereon, and a gate electrode 325a and a second electrode portion 325b of the pin diode are formed using a conductive material. As shown in S512, since the gate electrode 325a of the transistor and the second electrode portion 325b of the pin diode are simultaneously disposed using one material, the number of masks can be reduced and process efficiency can be increased. In particular, since the height of the entire structure is reduced in a structure in which transistors and diodes are disposed on one layer, thinning is possible.

그리고 게이트전극(325a)을 이용하여 액티브층(320) 중 일부를 도핑한다. 도핑에 의해 도체화된 영역(320a, 320c)과 도체화되지 않은 영역(320b)이 형성된다(S512). Then, a portion of the active layer 320 is doped using the gate electrode 325a. Conductive regions 320a and 320c and non-conductive regions 320b are formed by doping (S512).

여기서 도 5와 같이 핀 다이오드를 배치한 후, 도 6과 같이 액티브층을 증착하므로 산화물 반도체의 소자 특성의 저하를 방지하는 효과가 있다. 핀 다이오드를 증착하는 과정에서 수소에 의한 IGZO에 영향이 미치는 것을 도 5 및 도 6의 공정으로 방지할 수 있다.Here, since the active layer is deposited as shown in FIG. 6 after disposing the pin diode as shown in FIG. 5, there is an effect of preventing deterioration of device characteristics of the oxide semiconductor. In the process of depositing the fin diode, it is possible to prevent the influence of hydrogen on IGZO by the process of FIGS. 5 and 6 .

도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 층간 절연층을 배치하는 과정을 보여주는 도면이다. 일 실시예로 층간 절연층(Interlayer Dielectric)은 산화물 층간 절연층(Oxide ILD)이 될 수 있다. 층간 절연층(329)을 배치하고 트랜지스터를 다른 구성요소와 전기적으로 연결시키기 위한 홀들(329h1, 329h2, 329h3, 329h4)이 형성된다(S521). 이 중에서 329h3은 차광층(311a)의 플로팅을 방지하기 위해 다른 전기적 요소들과 연결시키는 기능을 제공한다. 7 is a view showing a process of disposing an interlayer insulating layer according to an embodiment of the present invention. In one embodiment, the interlayer dielectric may be an oxide ILD. Holes 329h1, 329h2, 329h3, and 329h4 for disposing the interlayer insulating layer 329 and electrically connecting the transistor to other components are formed (S521). Among them, 329h3 provides a function of connecting with other electrical elements to prevent floating of the light blocking layer 311a.

다음으로 홀들(329h1, 329h2, 329h3, 329h4)을 커버하도록 소스-드레인 전극(331a, 331b)이 형성된다. 이들은 도체화된 영역(320a, 320c), 차광층(311a), 핀 다이오드의 제2전극부(325b)를 연결한다(S522). Next, source-drain electrodes 331a and 331b are formed to cover the holes 329h1, 329h2, 329h3, and 329h4. These connect the conductive regions 320a and 320c, the light blocking layer 311a, and the second electrode portion 325b of the pin diode (S522).

S522 공정에서 산출된 결과물을 살펴보면, 트랜지스터는 버퍼층(312) 상에 도체화된 영역(320a, 320c)과 반도체 영역(320b)을 가지는 액티브층, 액티브층 상에 배치된 게이트 절연막(321), 게이트 절연막(321) 상에 배치된 게이트전극(325a)을 포함한다. 그리고 제1소스-드레인 전극(331b)은 액티브층의 도체화된 제1영역(320c)과 제2전극부(325b)를 전기적으로 연결하는 구성이다. Looking at the result calculated in step S522, the transistor includes an active layer having conductive regions 320a and 320c and a semiconductor region 320b on the buffer layer 312, a gate insulating film 321 disposed on the active layer, and a gate A gate electrode 325a disposed on the insulating layer 321 is included. Also, the first source-drain electrode 331b electrically connects the conductive first region 320c of the active layer and the second electrode portion 325b.

트랜지스터와 다이오드가 동일한 층 상에 배치되므로 제1소스-드레인 전극(331b)을 이용하여 연결할 수 있으며, 이는 층간 절연막(329)에 다수의 컨택홀을 배치함으로써 연결이 가능하다. 또한, 하나의 마스크를 이용하여 S521에 제시된 바와 같이 컨택홀들을 형성하므로 공정의 효율을 높일 수 있다. Since the transistor and the diode are disposed on the same layer, they can be connected using the first source-drain electrode 331b, which can be connected by arranging a plurality of contact holes in the interlayer insulating film 329. In addition, since the contact holes are formed using one mask as suggested in S521, process efficiency can be increased.

또한, 동일한 공정 상에서 차광층(311a)과 제1소스-드레인 전극(331b)을 연결할 수 있으므로, 차광층(311a)의 플로팅 현상을 방지할 수 있다. 특히, 차광층(311a)은 바이어스 전극(311b)과 동시에 배치되면서 또한 S521 과정에서와 같이 차광층(311a)을 노출시키는 컨택홀(329h3)이 다른 전극들을 노출시키는 컨택홀들과 동시에 형성된다. 따라서, 본 발명의 실시예들을 적용할 경우 차광층(311a)을 배치함에 있어서 추가적인 공정이나 마스크를 필요로 하지 않기 때문에 공정상의 효율을 높이고 마스크 저감 효과를 가진다. In addition, since the light blocking layer 311a and the first source-drain electrode 331b can be connected in the same process, floating of the light blocking layer 311a can be prevented. In particular, the light blocking layer 311a is simultaneously disposed with the bias electrode 311b, and the contact hole 329h3 exposing the light blocking layer 311a is formed simultaneously with the contact holes exposing the other electrodes as in step S521. Therefore, when the embodiments of the present invention are applied, since an additional process or mask is not required in disposing the light blocking layer 311a, process efficiency is increased and mask reduction effect is obtained.

도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 픽셀 전극을 배치하는 과정을 보여주는 도면이다. 8 and 9 are diagrams illustrating a process of arranging a pixel electrode according to an embodiment of the present invention.

도 8에서 도 7의 S522의 기판 상에 보호층(PAS, Passivation)(335)을 배치한다. 이때, 소스-드레인 전극(331a)을 노출시키는 홀(335h)을 형성한다. 그리고 도 9에 도시된 바와 같이, 홀(335h)를 이용하여 소스-드레인 전극(331a)에 접촉하는 픽셀 전극(PXL)(341)을 배치한다. In FIG. 8 , a passivation layer (PAS) 335 is disposed on the substrate of S522 of FIG. 7 . At this time, a hole 335h exposing the source-drain electrode 331a is formed. As shown in FIG. 9 , a pixel electrode (PXL) 341 contacting the source-drain electrode 331a is disposed using the hole 335h.

도 5 내지 도 9의 공정에서 기판을 제조한 후, 글래스(303)의 하면에 광변환부(350)를 증착시킨다. 광 변환부(350)의 증착은 신틸레이터(353)를 성장시키고 그 위에 파렐린(352) 및 보호층(351)을 배치할 수 있다. After manufacturing the substrate in the process of FIGS. 5 to 9 , the light conversion unit 350 is deposited on the lower surface of the glass 303 . Deposition of the light conversion unit 350 may grow the scintillator 353 and dispose the parellin 352 and the protective layer 351 thereon.

도 5 내지 도 9의 공정에서 마스크가 사용된 예를 살펴보면, 도 5의 S501(차광층 및 바이어스 형성) 과정에서 제1마스크를 사용하고, S502(버퍼 홀인 312h 형성)에서 제2마스크를 사용하며, S503(핀 다이오드 형성)에서 제3마스크를 사용한다. Looking at an example in which a mask is used in the processes of FIGS. 5 to 9, a first mask is used in the process of S501 (forming a light blocking layer and a bias) of FIG. 5, and a second mask is used in S502 (forming a buffer hole 312h). , A third mask is used in S503 (pin diode formation).

또한, 도 6의 S511(액티브층) 형성 과정에서 제4마스크를 사용하고, S512의 게이트전극(325a) 및 핀 다이오드의 제2전극부(325b)를 형성하는데 제5마스크를 사용한다. In addition, the fourth mask is used in the process of forming the active layer (S511) of FIG. 6, and the fifth mask is used to form the gate electrode 325a and the second electrode portion 325b of the pin diode in S512.

다음으로 도 7의 S521과 같이, 층간 절연층(329)을 배치한 후 홀들(329h1, 329h2, 329h3, 329h4)을 형성하는데 있어 제6마스크를 사용하고 S522와 같이 소스-드레인 전극(331a, 331b)을 형성하는데 있어 제7마스크를 사용한다. Next, as in S521 of FIG. 7, the sixth mask is used to form the holes 329h1, 329h2, 329h3, and 329h4 after disposing the interlayer insulating layer 329, and the source-drain electrodes 331a and 331b as in S522. ), a seventh mask is used to form.

다음으로 도 8과 같이 보호층(335) 상에 홀(335h)을 형성하는데 있어 제8마스크를 사용하고, 도 9와 같이 픽셀 전극(341)을 형성함에 있어서 제9마스크를 사용한다. 그 결과 총 9개의 마스크를 이용하여 기판을 제조할 수 있다. Next, as shown in FIG. 8 , the eighth mask is used to form the hole 335h on the protective layer 335 , and the ninth mask is used to form the pixel electrode 341 as shown in FIG. 9 . As a result, a substrate can be manufactured using a total of nine masks.

도 4 및 이의 제조 방법인 도 5 내지 도 9의 공정으로 제조된 엑스레이 검출기의 경우 신틸레이터(353)을 투과한 엑스레이가 차광층(311a)에 의해 트랜지스터 소자로 입사하지 못한다. 그 결과 엑스레이로 인한 트랜지스터 소자들의 데미지를 방지하여 소자의 안정성을 높일 수 있다. In the case of the X-ray detector manufactured by the processes of FIG. 4 and FIGS. 5 to 9, which are manufacturing methods thereof, X-rays transmitted through the scintillator 353 are prevented from entering the transistor element by the light blocking layer 311a. As a result, it is possible to prevent damage to the transistor elements due to X-rays, thereby increasing the stability of the elements.

도 9와 같이 구성된 상태에서 도 3 및 도 4에 제시된 바와 같이 베이스 기판(303)의 제2면에 직접 신틸레이터(353)를 배치한다. 제2면에 신틸레이터 결정을 배치하여 성장시킴으로써, 제2면과 신틸레이터(353) 사이에 별도의 물질이 배치되지 않아 광효율을 높일 수 있다. In the configuration shown in FIG. 9 , the scintillator 353 is directly disposed on the second surface of the base substrate 303 as shown in FIGS. 3 and 4 . By disposing and growing the scintillator crystal on the second surface, a separate material is not disposed between the second surface and the scintillator 353, and light efficiency can be increased.

종래에는 트랜지스터와 광감지부를 배치한 뒤, 그 위에 평탄화막을 배치하고 그 위에 신틸레이터를 성장시키는 구조였다. 그러나, 본 발명의 실시예를 적용할 경우, 신틸레이터를 베이스 기판(303) 상에 그대로 증착시켜 성장시키므로 중간의 평탄화막에서 발생하는 광 손실을 줄일 수 있다. Conventionally, after disposing a transistor and a light sensing unit, a planarization film is disposed thereon, and a scintillator is grown thereon. However, when the embodiment of the present invention is applied, since the scintillator is deposited and grown on the base substrate 303 as it is, optical loss occurring in the intermediate planarization film can be reduced.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 공정 과정을 보여주는 도면이다. 10 is a diagram showing a process process according to an embodiment of the present invention.

다수의 광 감지 화소 영역으로 구분되는 제1면 및 상기 제1면의 배면인 제2면을 포함하는 베이스 기판(303)의 제1면에 상기 화소 영역에 대응하여 차광층(311a)과 바이어스 전극(311b)을 배치한다(S900). 앞서 도 5의 S501을 참조한다. 그리고 바이어스 전극(311b)의 일부를 노출시키는 제1컨택홀(312h)을 포함하는 버퍼층(312a)을 제1면에 배치한다(S910). 앞서 도 5의 S502를 참조한다. A light blocking layer 311a and a bias electrode corresponding to the pixel areas are formed on the first surface of the base substrate 303 including a first surface divided into a plurality of photo-sensing pixel areas and a second surface that is a rear surface of the first surface. (311b) is arranged (S900). Refer to S501 of FIG. 5 above. Then, a buffer layer 312a including a first contact hole 312h exposing a part of the bias electrode 311b is disposed on the first surface (S910). Refer to S502 of FIG. 5 above.

다음 공정으로 화소 영역의 다이오드 영역에서 버퍼층(312) 상에 광 감지부를 배치한다. 보다 상세히 PIN 다이오드의 제1전극부(315)와 PIN층(317a, 317b, 317c)을 배치하는 공정(S920)으로 도 5의 S503을 참조한다. In the next process, the light sensing unit is disposed on the buffer layer 312 in the diode area of the pixel area. In more detail, refer to S503 of FIG. 5 as a process (S920) of disposing the first electrode part 315 of the PIN diode and the PIN layers 317a, 317b, and 317c.

다음 공정으로 화소 영역의 트랜지스터 영역에 버퍼층(312) 상에 트랜지스터를 배치한다. 보다 상세히 액티브층(320) 및 게이트 절연막(321)을 배치하고(S930), 게이트 전극(325a)과 PIN 다이오드의 제2전극부(325b)를 동일한 물질로 배치한다(S940). 도 6의 S511 및 S512를 참조한다. In the next process, transistors are disposed on the buffer layer 312 in the transistor region of the pixel region. In more detail, the active layer 320 and the gate insulating layer 321 are disposed (S930), and the gate electrode 325a and the second electrode portion 325b of the PIN diode are disposed of the same material (S940). Refer to S511 and S512 of FIG. 6 .

다음 공정으로 버퍼층(312)의 제1면에 다수의 컨택홀을 포함하는 층간 절연층(329)을 배치한다(S950). 제2컨택홀(329h4), 제3컨택홀(329h3), 제4컨택홀(329h2), 및 제5컨택홀(329h1)이 층간 절연층(329)에 배치될 수 있다. 도 7의 S521을 참조한다. In the next process, an interlayer insulating layer 329 including a plurality of contact holes is disposed on the first surface of the buffer layer 312 (S950). The second contact hole 329h4 , the third contact hole 329h3 , the fourth contact hole 329h2 , and the fifth contact hole 329h1 may be disposed in the interlayer insulating layer 329 . See S521 of FIG. 7 .

그리고 층간 절연층(329) 상에 제1소스-드레인 전극(311b) 및 제2소스-드레인 전극(311a)을 배치한다(S960).Then, the first source-drain electrode 311b and the second source-drain electrode 311a are disposed on the interlayer insulating layer 329 (S960).

이들 컨택홀들을 보다 상세히 살펴보면, 도 7의 S522에 제시된 바와 같다. 즉, 제1소스-드레인 전극(311b)은 제2컨택홀(329h4)에서 다이오드 영역의 광감지부에 전기적으로 연결되는데, 광감지부의 제2전극부(325b)에 연결된다. Looking at these contact holes in more detail, it is as shown in S522 of FIG. 7 . That is, the first source-drain electrode 311b is electrically connected to the light sensing unit of the diode region through the second contact hole 329h4, and is connected to the second electrode unit 325b of the light sensing unit.

제1소스-드레인 전극(311b)은 제3컨택홀(329h3)에서 트랜지스터 영역의 차광층(311a)에 전기적으로 연결된다. 제1소스-드레인 전극(311b)은 상기 제4컨택홀(329h2)에서 트랜지스터 영역에서 도체화된 영역(320c)에 전기적으로 연결된다. The first source-drain electrode 311b is electrically connected to the light blocking layer 311a of the transistor region through the third contact hole 329h3. The first source-drain electrode 311b is electrically connected to the conductive region 320c in the transistor region in the fourth contact hole 329h2.

뿐만 아니라, 제2소스-드레인 전극(331a)은 제5컨택홀(329h1)에서 트랜지스터 영역의 도체화된 영역(320a)에 전기적으로 연결된다. In addition, the second source-drain electrode 331a is electrically connected to the conductive region 320a of the transistor region through the fifth contact hole 329h1.

도 7에서 하나의 마스크를 이용하여 다수의 컨택홀을 배치하며, 소스-드레인 전극들(331a, 331b)과 제2전극부(325b), 트랜지스터의 도체화된 영역들(320c, 320a), 차광층(311a)을 하나의 공정(소스-드레인 전극 배치 공정, S960)으로 구현되므로 공정상의 효율을 높일 수 있다. In FIG. 7, a plurality of contact holes are disposed using one mask, and source-drain electrodes 331a and 331b, the second electrode portion 325b, conductive regions 320c and 320a of the transistor, and light blocking Since the layer 311a is implemented in one process (source-drain electrode arrangement process, S960), process efficiency can be increased.

이후, 베이스 기판(303)의 제1면에 제2소스-드레인 전극(331a)을 노출시키는 제6컨택홀(335h)을 포함하는 보호층(335)을 배치한다(S970). 그리고 제2소스-드레인 전극(331a)과 제6컨택홀(335h)에서 전기적으로 연결되는 픽셀 전극(341)을 배치한다(S980). 도 8 및 도 9를 참조한다. 이후, 베이스 기판(303)의 제2면에 광변환부를 배치하여(S990) 디지털 엑스레이 검출기용 기판의 제조 공정을 완료한다. 광변환부(350)는 도 3 및 도 4에서 베이스 기판(303)의 제2면에 배치됨을 보여준다. Thereafter, a protective layer 335 including a sixth contact hole 335h exposing the second source-drain electrode 331a is disposed on the first surface of the base substrate 303 (S970). Then, a pixel electrode 341 electrically connected to the second source-drain electrode 331a through the sixth contact hole 335h is disposed (S980). See Figures 8 and 9. Thereafter, the photo conversion unit is placed on the second surface of the base substrate 303 (S990) to complete the manufacturing process of the digital X-ray detector substrate. The light conversion unit 350 is shown in FIGS. 3 and 4 to be disposed on the second surface of the base substrate 303 .

도 10을 정리하면, 디지털 엑스레이 검출기의 제조 방법은 다수의 광 감지 화소 영역으로 구분되는 제1면 및 제1면의 배면인 제2면을 포함하는 베이스 기판의 제1면에 화소 영역에 대응하여 차광층과 바이어스 전극을 배치하는 단계, 제1면에 광감지부를 배치하는 단계, 광 감지부의 배치 이후에 제1면에 트랜지스터 소자를 배치하는 단계, 및 제2면에 광변환부를 배치하는 단계를 포함한다.Referring to FIG. 10 , a method for manufacturing a digital x-ray detector is provided by using a first surface divided into a plurality of photo-sensing pixel areas and a second surface that is a back surface of the first surface to correspond to the pixel areas on the first surface of the base substrate. Disposing a light blocking layer and a bias electrode, disposing a photo-sensing unit on the first surface, disposing a transistor element on the first surface after disposing the photo-sensing unit, and disposing a photo-conversion unit on the second surface. include

지금까지 살펴본 구조 및 공정에 따라 엑스레이 검출기를 제조 및 사용할 경우 공정 과정에서 Oxide 트랜지스터와 다이오드 소자를 공정하는 과정에서 바이어스 전극(311b)과 차광층(311a)을 동시에 배치하며, 제2전극부(325b)와 게이트 전극(325a)을 동시에 배치하므로 4개의 마스크를 2개의 마스크로 줄일 수 있다. When the X-ray detector is manufactured and used according to the structure and process discussed so far, the bias electrode 311b and the light blocking layer 311a are simultaneously disposed in the process of processing the oxide transistor and the diode element in the process, and the second electrode unit 325b ) and the gate electrode 325a are disposed at the same time, the four masks can be reduced to two masks.

또한, PIN Diode를 증착한 후 IGZO 증착 공정으로 수소에 의한 Oxide 소자의 데미지를 최소화 할 수 있으며, 베이스 기판(303) 하부에 광변환부를 배치하는 구조이므로 엑스레이 조사 시 글래스와 같은 베이스 기판(303이 엑스레이를 차폐하는 구조로 Oxide 소자의 데미지를 저감할 수 있다. In addition, the IGZO deposition process after depositing the PIN diode can minimize the damage to the oxide element caused by hydrogen. The structure that shields the X-ray can reduce the damage of the oxide element.

이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 통상의 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 따라서, 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명의 범주 내에 포함되는 것으로 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described based on the embodiments of the present invention, various changes or modifications may be made at the level of those skilled in the art. Accordingly, it will be understood that such changes and modifications are included within the scope of the present invention as long as they do not depart from the scope of the present invention.

1: 디지털 엑스레이 검출기 10: 바이어스 드라이버
20: 게이트 드라이버 30: 리드아웃 집적회로
300: 디지털 엑스레이 검출기용 기판 303: 베이스 기판
350: 광변환부
1: digital x-ray detector 10: bias driver
20: gate driver 30: readout integrated circuit
300: Substrate for digital X-ray detector 303: Base substrate
350: light conversion unit

Claims (17)

다수의 광 감지 화소 영역으로 구분되는 제1면 및 상기 제1면의 배면으로 광변환부가 배치되는 제2면을 포함하는 베이스 기판;
상기 베이스 기판의 제1면에 상기 화소 영역에 배치되는 차광층과 바이어스 전극;
상기 차광층 및 상기 바이어스 전극 상에 배치되는 버퍼층;
상기 버퍼층의 상기 다수의 화소 영역의 트랜지스터 영역에 각각 배치되는 다수의 트랜지스터;
상기 버퍼층의 상기 다수의 화소 영역의 다이오드 영역에 각각 배치되며, 제1전극부과, PIN층과, 제2전극부를 포함하는 다수의 광감지부;
상기 화소 영역의 상기 트랜지스터와 상기 광감지부를 연결하는 제1소스-드레인 전극;
상기 화소 영역의 상기 트랜지스터와 픽셀 전극을 연결하는 제2소스-드레인 전극을 포함하고,
상기 트랜지스터는
상기 버퍼층 상에 도체화된 영역과 반도체 영역을 가지는 액티브층;
상기 액티브층 상에 배치된 게이트 절연막;
상기 게이트 절연막 상에 배치된 게이트전극을 포함하며,
상기 제1소스-드레인 전극은 상기 액티브층의 도체화된 제1영역과 상기 제2전극부를 전기적으로 연결하고,
상기 제1소스-드레인 전극은 상기 차광층과 전기적으로 연결되는, 디지털 엑스레이 검출기용 기판.
a base substrate including a first surface divided into a plurality of photo-sensing pixel areas and a second surface on which a photo-conversion unit is disposed on a rear surface of the first surface;
a light blocking layer and a bias electrode disposed in the pixel area on the first surface of the base substrate;
a buffer layer disposed on the light blocking layer and the bias electrode;
a plurality of transistors disposed in transistor regions of the plurality of pixel regions of the buffer layer, respectively;
a plurality of light sensing units disposed in diode regions of the plurality of pixel regions of the buffer layer and including a first electrode unit, a PIN layer, and a second electrode unit;
a first source-drain electrode connecting the transistor of the pixel area and the photo-sensing unit;
a second source-drain electrode connecting the transistor of the pixel region and a pixel electrode;
the transistor
an active layer having a conductive region and a semiconductor region on the buffer layer;
a gate insulating layer disposed on the active layer;
It includes a gate electrode disposed on the gate insulating film,
The first source-drain electrode electrically connects the conductive first region of the active layer and the second electrode,
The first source-drain electrode is electrically connected to the light blocking layer, a substrate for a digital X-ray detector.
제1항에 있어서,
상기 제1전극부는 상기 버퍼층 상에 배치되어 상기 버퍼층에 형성된 컨택홀에 의해 상기 바이어스 전극과 전기적으로 연결되는, 디지털 엑스레이 검출기용 기판.
According to claim 1,
The first electrode unit is disposed on the buffer layer and is electrically connected to the bias electrode through a contact hole formed in the buffer layer.
제1항에 있어서,
상기 제2전극부는 상기 트랜지스터의 게이트전극과 동일한 물질인, 디지털 엑스레이 검출기용 기판.
According to claim 1,
The second electrode part is made of the same material as the gate electrode of the transistor.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 광변환부는 상기 베이스 기판의 제2면에 직접 배치되는 신틸레이터를 더 포함하는, 디지털 엑스레이 검출기용 기판.
According to claim 1,
The substrate for a digital X-ray detector, wherein the light conversion unit further comprises a scintillator disposed directly on a second surface of the base substrate.
다수의 광 감지 화소 영역으로 구분되며 다수의 트랜지스터 및 다수의 광감지부가 배치된 제1면과 상기 제1면의 배면인 제2면을 포함하는 베이스 기판;
상기 제2면에 배치된 광변환부; 및
상기 제1면의 상기 트랜지스터 및 상기 광감지부를 제어하는 제어회로부를 포함하는 디지털 엑스레이 검출기에 있어서,
상기 베이스 기판의 제1면에 상기 화소 영역에 배치되는 차광층과 바이어스 전극;
상기 차광층 및 상기 바이어스 전극 상에 배치되는 버퍼층;
상기 버퍼층의 상기 다수의 화소 영역의 트랜지스터 영역에 각각 배치되는 상기 다수의 트랜지스터;
상기 버퍼층의 상기 다수의 화소 영역의 다이오드 영역에 각각 배치되며, 제1전극부과, PIN층과, 제2전극부를 포함하는 상기 다수의 광감지부;
상기 화소 영역의 상기 트랜지스터와 상기 광감지부를 연결하는 제1소스-드레인 전극; 및
상기 화소 영역의 상기 트랜지스터와 상기 화소 영역을 제어하는 픽셀 전극을 연결하는 제2소스-드레인 전극을 포함하고,
상기 트랜지스터는
상기 버퍼층 상에 도체화된 영역과 반도체 영역을 가지는 액티브층;
상기 액티브층 상에 배치된 게이트 절연막; 및
상기 게이트 절연막 상에 배치된 게이트전극을 포함하며,
상기 제1소스-드레인 전극은 상기 액티브층의 도체화된 제1영역과 상기 제2전극부를 전기적으로 연결하고,
상기 제1소스-드레인 전극은 상기 차광층과 전기적으로 연결되는, 디지털 엑스레이 검출기.
a base substrate comprising a first surface divided into a plurality of photo-sensing pixel areas and having a plurality of transistors and a plurality of photo-sensing units disposed thereon, and a second surface that is a rear surface of the first surface;
a light conversion unit disposed on the second surface; and
In the digital x-ray detector including a control circuit unit for controlling the transistor and the light sensing unit on the first surface,
a light blocking layer and a bias electrode disposed in the pixel area on the first surface of the base substrate;
a buffer layer disposed on the light blocking layer and the bias electrode;
the plurality of transistors disposed in transistor regions of the plurality of pixel regions of the buffer layer, respectively;
the plurality of light sensing units disposed in diode regions of the plurality of pixel regions of the buffer layer and including a first electrode unit, a PIN layer, and a second electrode unit;
a first source-drain electrode connecting the transistor of the pixel area and the photo-sensing unit; and
a second source-drain electrode connecting the transistor of the pixel area and a pixel electrode controlling the pixel area;
the transistor
an active layer having a conductive region and a semiconductor region on the buffer layer;
a gate insulating layer disposed on the active layer; and
It includes a gate electrode disposed on the gate insulating film,
The first source-drain electrode electrically connects the conductive first region of the active layer and the second electrode,
The first source-drain electrode is electrically connected to the light blocking layer, digital x-ray detector.
삭제delete 제7항에 있어서,
상기 제1전극부는 상기 버퍼층 상에 배치되어 상기 버퍼층에 형성된 컨택홀에 의해 상기 바이어스 전극과 전기적으로 연결되며,
상기 제2전극부는 상기 트랜지스터의 게이트전극과 동일한 물질인, 디지털 엑스레이 검출기.
According to claim 7,
The first electrode part is disposed on the buffer layer and is electrically connected to the bias electrode through a contact hole formed in the buffer layer.
The second electrode part is made of the same material as the gate electrode of the transistor.
삭제delete 삭제delete 제7항에 있어서,
상기 광변환부는 상기 베이스 기판의 제2면에 직접 배치되는 신틸레이터를 더 포함하는, 디지털 엑스레이 검출기.
According to claim 7,
The digital X-ray detector of claim 1 , wherein the optical conversion unit further includes a scintillator disposed directly on a second surface of the base substrate.
다수의 광 감지 화소 영역으로 구분되는 제1면 및 상기 제1면의 배면인 제2면을 포함하는 베이스 기판의 제1면에 상기 화소 영역에 대응하여 차광층과 바이어스 전극을 배치하는 단계;
상기 바이어스 전극의 일부를 노출시키는 제1컨택홀을 포함하는 버퍼층을 상기 제1면에 배치하는 단계;
상기 화소 영역의 다이오드 영역에서 상기 버퍼층 상에 광감지부를 배치하는 단계;
상기 화소 영역의 트랜지스터 영역에 상기 버퍼층 상에 트랜지스터를 배치하는 단계;
상기 제1면에 제2컨택홀, 제3컨택홀, 제4컨택홀, 및 제5컨택홀을 포함하는 층간 절연층을 배치하는 단계;
상기 층간 절연층 상에 제1소스-드레인 전극 및 제2소스-드레인 전극을 배치하는 단계;
상기 제1면에 상기 제2소스-드레인 전극을 노출시키는 제6컨택홀을 포함하는 보호층을 배치하는 단계;
상기 제2소스-드레인 전극과 상기 제6컨택홀에서 전기적으로 연결되는 픽셀 전극을 배치하는 단계; 및
상기 제2면에 광변환부를 배치하는 단계를 포함하는, 디지털 엑스레이 검출기용 기판의 제조 방법.
disposing a light blocking layer and a bias electrode corresponding to the pixel areas on a first surface of a base substrate including a first surface divided into a plurality of photo-sensing pixel areas and a second surface that is a rear surface of the first surface;
disposing a buffer layer including a first contact hole exposing a portion of the bias electrode on the first surface;
disposing a light sensing unit on the buffer layer in a diode area of the pixel area;
disposing a transistor on the buffer layer in a transistor region of the pixel region;
disposing an interlayer insulating layer including a second contact hole, a third contact hole, a fourth contact hole, and a fifth contact hole on the first surface;
disposing a first source-drain electrode and a second source-drain electrode on the interlayer insulating layer;
disposing a protective layer including a sixth contact hole exposing the second source-drain electrode on the first surface;
disposing a pixel electrode electrically connected to the second source-drain electrode through the sixth contact hole; and
A method of manufacturing a substrate for a digital X-ray detector comprising the step of disposing a light conversion unit on the second surface.
제13항에 있어서,
상기 제1소스-드레인 전극은 상기 제2컨택홀에서 상기 다이오드 영역의 상기 광감지부에 전기적으로 연결되며,
상기 제1소스-드레인 전극은 상기 제3컨택홀에서 상기 트랜지스터 영역의 상기 차광층에 전기적으로 연결되며,
상기 제1소스-드레인 전극은 상기 제4컨택홀에서 상기 트랜지스터 영역의 도체화된 영역에 전기적으로 연결되는, 디지털 엑스레이 검출기용 기판의 제조 방법.
According to claim 13,
The first source-drain electrode is electrically connected to the photo-sensing part of the diode region through the second contact hole,
the first source-drain electrode is electrically connected to the light blocking layer of the transistor region through the third contact hole;
The method of claim 1 , wherein the first source-drain electrode is electrically connected to a conductive region of the transistor region through the fourth contact hole.
제13항에 있어서,
상기 제2소스-드레인 전극은 상기 제5컨택홀에서 상기 트랜지스터 영역의 도체화된 영역에 전기적으로 연결되는, 디지털 엑스레이 검출기용 기판의 제조 방법.
According to claim 13,
wherein the second source-drain electrode is electrically connected to a conductive region of the transistor region through the fifth contact hole.
제13항에 있어서,
상기 광감지부를 배치하는 단계는
상기 다이오드 영역에 상기 제1컨택홀에서 상기 바이어스 전극과 전기적으로 접촉하는 제1전극부를 배치하는 단계;
상기 제1전극부 상에 P(Positive) 반도체층을 배치하는 단계;
상기 P(Positive) 반도체층 상에 I(Intrinsic)형 반도체층을 배치하는 단계; 및
상기 I(Intrinsic)형 반도체층 상에 N(Negative) 반도체층을 배치하는 단계를 포함하는, 디지털 엑스레이 검출기용 기판의 제조 방법.
According to claim 13,
The step of arranging the light sensing unit is
disposing a first electrode part electrically contacting the bias electrode in the first contact hole in the diode region;
disposing a P (Positive) semiconductor layer on the first electrode part;
Disposing an I (Intrinsic) type semiconductor layer on the P (Positive) semiconductor layer; and
A method of manufacturing a substrate for a digital X-ray detector comprising the step of disposing an N (Negative) semiconductor layer on the I (Intrinsic) type semiconductor layer.
제16항에 있어서,
상기 N(Negative) 반도체층을 배치하는 단계 이후에
상기 트랜지스터 영역에 액티브층을 배치하는 단계;
상기 액티브층 상의 일부에 게이트 절연막을 배치하는 단계
상기 게이트 절연막 상에 게이트 전극을 배치하고 동시에 상기 N(Negative) 반도체층 상에 상기 게이트 전극과 동일한 물질로 제2전극부를 배치하는 단계; 및
상기 액티브층 중 상기 게이트 전극이 배치되지 않은 영역을 도핑하여 도체화하는 단계를 포함하는, 디지털 엑스레이 검출기용 기판의 제조 방법.


According to claim 16,
After the step of disposing the N (Negative) semiconductor layer
disposing an active layer in the transistor region;
disposing a gate insulating film on a portion of the active layer;
Disposing a gate electrode on the gate insulating film and simultaneously disposing a second electrode part on the N (Negative) semiconductor layer with the same material as the gate electrode; and
and doping and conducting a region of the active layer where the gate electrode is not disposed.


KR1020170161338A 2017-11-29 2017-11-29 Digital x-ray detector substrate with backside scintillator, digital x-ray detector and method of fabricating thereof KR102543082B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170161338A KR102543082B1 (en) 2017-11-29 2017-11-29 Digital x-ray detector substrate with backside scintillator, digital x-ray detector and method of fabricating thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170161338A KR102543082B1 (en) 2017-11-29 2017-11-29 Digital x-ray detector substrate with backside scintillator, digital x-ray detector and method of fabricating thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190062790A KR20190062790A (en) 2019-06-07
KR102543082B1 true KR102543082B1 (en) 2023-06-12

Family

ID=66850229

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170161338A KR102543082B1 (en) 2017-11-29 2017-11-29 Digital x-ray detector substrate with backside scintillator, digital x-ray detector and method of fabricating thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102543082B1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015090957A (en) * 2013-11-07 2015-05-11 Nltテクノロジー株式会社 Image sensor and manufacturing method therefor

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101034463B1 (en) * 2009-01-21 2011-06-16 주식회사 아트라임 X-ray detector and method for manufacturing the x-ray detector

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015090957A (en) * 2013-11-07 2015-05-11 Nltテクノロジー株式会社 Image sensor and manufacturing method therefor

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190062790A (en) 2019-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11411032B2 (en) Sensor chip and electronic device
EP1593160B1 (en) Semiconductor radiation image pickup apparatus
KR101965259B1 (en) X-ray detector
US9812604B2 (en) Photosensing device with graphene
US20080237474A1 (en) Semiconductor photodiode and method for manufacturing same, radiation detection device, and radiation imaging apparatus
US20130264485A1 (en) Method of manufacturing radiation detection apparatus, radiation detection apparatus, and radiation imaging system
JP2008306080A (en) Optical sensor element, and optical sensor apparatus and image display apparatus using the same
US7541595B2 (en) Electromagnetic radiation detecting apparatus, radiation detecting apparatus, radiation detecting system and laser processing method
US11646330B2 (en) Unit cell of display panel including integrated TFT photodetector
US8779377B2 (en) Image pickup unit and image pickup display system
US8299465B2 (en) X-ray detector
US10707251B2 (en) Array substrate for digital X-ray detector, and digital X-ray detector including the same
KR102517726B1 (en) Array substrate for digital x-ray detector, digital x-ray detector including the same and the manufacturing method thereof
US11269089B2 (en) Digital X-ray detector
KR20180044681A (en) Digital x-ray detector for improving read out efficiency and method for fabricationg thereof
KR102543082B1 (en) Digital x-ray detector substrate with backside scintillator, digital x-ray detector and method of fabricating thereof
KR102619971B1 (en) Digital x-ray detector and method of fabricating thereof
KR102556234B1 (en) Array substrate of x-ray detector and digital x-ray detector comprising the same
JP2009272452A (en) Solid-state imaging device
KR102608581B1 (en) Thin film transistor array substrate for high resolution digital x-ray detector and the high resolution digital x-ray detector including the same
CN112992943A (en) Thin film transistor array substrate, manufacturing method thereof and digital X-ray detector device
KR102670831B1 (en) Digital x-ray detector having light shielding layer and method of fabricating thereof
CN101295727B (en) Image sensor ic
KR102631651B1 (en) Digital x-ray detector having improved fill factor
JP2004085383A (en) Radiation detection instrument and its manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant