JP2006194864A - イメージングシステム用薄膜トランジスタ - Google Patents

イメージングシステム用薄膜トランジスタ Download PDF

Info

Publication number
JP2006194864A
JP2006194864A JP2005361172A JP2005361172A JP2006194864A JP 2006194864 A JP2006194864 A JP 2006194864A JP 2005361172 A JP2005361172 A JP 2005361172A JP 2005361172 A JP2005361172 A JP 2005361172A JP 2006194864 A JP2006194864 A JP 2006194864A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor material
active channel
thin film
film transistor
source electrode
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2005361172A
Other languages
English (en)
Inventor
Douglas Albagli
ダグラス・アリバグリ
William Andrew Hennessy
ウィリアム・アンドリュー・ヘネシー
Aaron J Couture
アーロン・ジュディ・クチュール
Christopher Collazo-Davila
クリストファー・コラゾ−ダヴィラ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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 General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of JP2006194864A publication Critical patent/JP2006194864A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/41Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • H01L29/417Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions carrying the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/41725Source or drain electrodes for field effect devices
    • H01L29/41733Source or drain electrodes for field effect devices for thin film transistors with insulated gate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14643Photodiode arrays; MOS imagers
    • H01L27/14658X-ray, gamma-ray or corpuscular radiation imagers
    • 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
    • H01L29/786Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/78606Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device
    • H01L29/78618Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device characterised by the drain or the source properties, e.g. the doping structure, the composition, the sectional shape or the contact structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

【課題】イメージングシステム用薄膜トランジスタを提供する。
【解決手段】環状薄膜トランジスタ60は、半導体材料の層66の上側に配置された環状ソース電極62と、半導体材料の層の上側でかつ環状ソース電極の内側に配置されたドレーン電極64と、ドレーン電極と環状ソース電極との間に配置された活性チャネル76とを含み、活性チャネルの表面は、露出した半導体材料を含む。さらに、蛇行形薄膜トランジスタ78は、半導体材料の層82の上側に配置された蛇行形ソース電極80と、半導体材料の層の上側に配置されかつ蛇行形ソース電極によって形成された凹所の実質的に内部に配置され、該凹所に実質的に合致するように構成されたドレーン電極84と、ドレーン電極と蛇行形ソース電極との間に配置された活性チャネル98とを含み、活性チャネルはほぼ一定の長さを有し、また活性チャネルの表面は露出した半導体材料を含む。
【選択図】 図2

Description

本発明は、総括的にはイメージングシステムに関する。具体的には、本発明は、そのようなイメージングシステムの検出器において使用するための薄膜トランジスタに関する。
非侵襲的イメージング(断層撮影法)は、他の方法では目視検査のためにアクセス不能な人又は対象物の内部構造又は領域の画像を生成するための技術を広範囲に包含する。例えば、非侵襲的イメージング法は一般に、産業分野では部品の内部構造を検査するために、またセキュリティ分野では荷物、衣類及びその他の内容物を検査するために使用される。しかしながら、非侵襲的イメージング法の最もよく知られた用途の1つは、他の方法では目視可能にはならない患者内部の臓器及び/又は骨の画像をこれらの技術を使用して生成するような医療分野にある。
これらの様々な分野で使用することができる非侵襲的イメージング法の1つの種類は、患者又は対象物を通してのX線の示差透過に基づいている。医療のケースで説明すると、単純X線イメージング法は、X線管又は他の線源を使用してX線を発生させる段階と、イメージング対象の患者の一部をその中に置いたイメージングボリュームを通してX線を向ける段階とを含むことができる。X線が患者を通過する時に、X線は、それらが通過する組織の組成に基づいて減弱される。減弱されたX線は次に、このX線を信号に変換する検出器に衝突し、この信号を処理して、X線が通過した患者の部分の画像をX線の減弱に基づいて生成することができる。一般的に、X線検出プロセスは、X線が衝突した時にフォトンを生成するシンチレータと、検出したフォトンの数に基づいて電気信号を生成する光センサ素子のアレイとを使用する。
幾つかのX線技術では、非常に低エネルギーのX線を使用して、患者の暴露を延長することができるようにする。例えば、X線蛍光透視法は一般的に、患者の循環系内部へのカテーテル又はプローブの挿入のような、進行中の処置又は状態を監視するために使用される。そのような蛍光透視法は一般的に、イメージング区域内での動きをリアルタイム又はリアルタイムに近い状態で示すように連続的に表示することができる膨大な数の低エネルギー画像を取得する。
しかしながら、蛍光透視法は、他の低エネルギーイメージング法と同様に、検出器に起因する電子ノイズと比べてX線信号が相対的に弱いために、貧弱な画質になる可能性がある。その結果、一般的に、例えば作動中における検出器の電子ノイズを低下させることによって検出プロセスの効率を改善ことが、望まれる。検出器に使用する薄膜トランジスタ(TFT)の様々な態様が、全体電子ノイズの一因となる可能性がある。例えば、TFTのドレーン電極とゲート電極との間の静電容量は、データラインの全静電容量の主要素である。これが次に、データラインに関連する2つの主なノイズ源、すなわちデータラインの抵抗に関連するJohnsonノイズと読出し電子機器に関連するノイズとを引き起こすことになる。さらに、TFT内の電荷トラッピング電流もまた、全体電子ノイズの一因となる。
欧州特許公開EP033151A2号
従って、検出器内の電子部品によって生成される電子ノイズを低減する必要性が存在する。
本発明技術の1つの態様では、X線イメージングシステムを提供し、本X線イメージングシステムは、X線を放射するように構成されたX線源と、検出器とを含む。検出器は、検出素子のアレイを含み、各検出素子は、スイッチとして使用するように構成された薄膜トランジスタを含む。薄膜トランジスタは、互いに対称でないドレーン電極及びソース電極を含む。また、X線イメージングシステムには、電気信号を収集するように構成された検出収集回路と、X線源又は検出収集回路の少なくとも1つを制御するように構成されたシステム制御装置と、電気信号を処理して画像を生成するように構成された画像処理回路とが設けられる。
本発明技術の別の態様では、環状薄膜トランジスタを提供し、本環状薄膜トランジスタは、半導体材料の層と、半導体材料の層の上側に配置された環状ソース電極と、半導体材料の層の上側でかつ環状ソース電極の内側に配置されたドレーン電極と、ドレーン電極と環状ソース電極との間に配置された活性チャネルとを含み、活性チャネルの表面は、露出した半導体材料を含む。
本発明技術のさらに別の態様では、蛇行形薄膜トランジスタを提供し、本蛇行形薄膜トランジスタは、半導体材料の層と、半導体材料の層の上側に配置された蛇行形ソース電極と、半導体材料の層の上側に配置されかつ蛇行形ソース電極によって形成された凹所の実質的に内部に配置され、該凹所に実質的に合致するように構成されたドレーン電極と、ドレーン電極と蛇行形ソース電極との間に配置された活性チャネルとを含み、活性チャネルは、ほぼ一定の長さを有し、また活性チャネルの表面は、露出した半導体材料を含む。
本発明技術のさらに別の態様では、イメージングシステムにおいて使用するための検出器を製造する方法を提供する。本方法は、その各々が薄膜トランジスタを含む検出素子のアレイを形成する段階を含む。
本発明技術のさらに別の態様では、環状薄膜トランジスタを製造する方法を提供する。本方法は、半導体材料の層を形成する段階と、半導体材料の層の上側に配置された状態で環状ソース電極を形成する段階と、半導体材料の層の上側でかつ環状ソース電極の内側に配置された状態でドレーン電極を形成する段階と、ドレーン電極と環状ソース電極との間に活性チャネルを形成する段階とを含む。
本発明技術のさらに別の態様では、蛇行形薄膜トランジスタを製造する方法を提供し、本方法は、半導体材料の層を形成する段階と、半導体材料の層の上側に配置された状態で蛇行形ソース電極を形成する段階と、半導体材料の層の上側でかつ蛇行形ソース電極によって形成された凹所の実質的に内部に配置された状態でドレーン電極を形成する段階と、ドレーン電極と蛇行形ソース電極との間に活性チャネルを形成する段階とを含む。
本発明のこれら及び他の特徴、態様及び利点は、図面全体を通して同じ符号が同様な部品を表わす添付図面を参照して以下の詳細な説明を読むと、一層良く理解されるようになるであろう。
図1は、全体を参照符号10で示すX線イメージングシステムの概略図である。図示する実施形態では、下記により詳細に説明するように、X線イメージングシステム10は、本発明技術により画像データを収集しかつ処理するように設計される。X線イメージングシステム10は、コリメータ14に近接して配置されたX線源12を含む。1つの実施形態では、X線源12は、低エネルギー線源であり、蛍光透視法又は同様の方法のような低エネルギーイメージング法で使用される。コリメータ14は、人間の患者のようなターゲト18がその中に置かれた領域の中をX線放射線ストリーム16が通過するのを可能にする。放射線の一部分は、ターゲット18によって減弱される。この減弱された放射線20は、蛍光透視検出器のような検出器22に衝突する。当業者には明らかなように、検出器22は、入射放射線に基づいて電気信号を生成するのに使用される、シンチレーションすなわち光変換に基づくか、直接変換に基づくか、又は他の技術に基づくものとすることができる。例えばシンチレータ型検出器は、その表面上に入射するX線フォトンをフォトンに変換し、次いでこれらのフォトンは、光ダイオードを使用することによって電気信号に変換することができる。これに対して、直接変換型検出器は、X線フォトンに応じて電荷を直接生成し、電気信号は蓄積コンデンサに蓄積されかつ該蓄積コンデンサから読出される。下記に詳細に説明するように、使用する変換方法には関係なく、これらの電気信号は収集されかつ処理されて、ターゲット18内部の特徴部の画像を構成する。
X線源12は、検査シーケンスのための電力信号及び制御信号の両方を与える電力供給/制御回路24によって制御される。さらに、検出器22は、検出器22内に生成された信号の収集を指令する検出収集回路26に結合される。検出収集回路26はまた、例えばダイナミックレンジの初期調整、デジタルのインタリービング及びその他のような様々な信号処理及びフィルタ処理機能を実行することができる。
図示した例示的な実施形態では、電力供給/制御回路24及び検出収集回路26の1つ又は両方は、システム制御装置28からの信号に応答する。幾つかの例示的なシステムでは、検出器22又はX線源12の1つ又は両方を移動させることが望ましい場合がある。そのようなシステムでは、さらにシステム制御装置28の構成要素としてモータサブシステムを設けて、この移動を遂行することができる。この実施例では、システム制御装置28はまた、一般的には汎用又は特定用途デジタルコンピュータに基づいた信号処理回路を含む。システム制御装置28はまた、コンピュータによって実行されるプログラム及びルーチン並びに構成パラメータ及び画像データを記憶するためのメモリ回路と、インタフェース回路と、その他とを含むことができる。
X線イメージングシステム10の図示した実施形態では、さらに画像処理回路30が存在する。画像処理回路30は、検出収集回路26から収集投影データを受信しかつ収集データを処理して、X線減弱に基づいて1つ又はそれ以上の画像を生成する。
X線イメージングシステム10の図示した実施形態では、さらに1つ又はそれ以上のオペレータワークステーション32が存在する。オペレータワークステーション32は、オペレータがX線イメージング検査を開始しかつ構成するのを可能にし、また検査の一環として生成された画像を観察するのを可能にする。例えば、システム制御装置28は通常、オペレータがオペレータワークステーション32の1つ又はそれ以上の入力装置を介してシステム制御装置28に命令又はコマンドを与えることができるように、オペレータワークステーション32に接続される。
同様に、画像処理回路30はオペレータワークステーション32に接続されて、オペレータワークステーション32が、画像処理回路30の出力を受信しかつその出力をディスプレイ又はプリンタのような出力装置34上に表示できるようにする。出力装置34は、標準又は特殊用途のコンピュータモニタと、関連する処理回路とを含むことができる。一般に、システム内部に提供されるディスプレイ、プリンタ、オペレータワークステーション及び類似の装置は、データ収集構成要素の近くに設けることができ、或いは公共施設又は病院内部の何処か或いは全く異なる場所でのような、これらの構成要素から遠く離れた位置に設けることもできる。データ収集構成要素から遠く離れた出力装置及びオペレータワークステーションは、インターネット、バーチャル・プライベート・ネットワーク及びその他のような構成可能な1つ又はそれ以上のネットワークを介して画像収集システムに接続することができる。当業者には明らかなように、図1では、システム制御装置28、画像処理回路30及びオペレータワークステーション32は、互いに別体として示しているが、これらの構成要素は実際には、汎用又は特定用途デジタルコンピュータのような単一プロセッサベースのシステムの形態で具体化することができる。それに代えて、これらの構成要素の幾つか又は全ては、互いに通信するように構成された汎用又は特定用途デジタルコンピュータのような別個のプロセッサベースのシステム内に設けることができる。例えば、画像処理回路30は、別個の再構成及び観察用ワークステーションの構成要素とすることができる。
次に図2を参照して、図1に導入したシンチレーション型検出器35をより詳細に説明する。本明細書では図2のシンチレーション型検出器35は本発明技術での使用の実例として説明するが、これは単なる一例に過ぎないことを記憶されたい。直接変換型検出器のような他の検出器22もまた、本明細書で説明する方法で本発明技術により利点を得ることができる。従って、シンチレーション型検出器35の説明は、単なる例示であり、本発明技術により利点を得ることができる1つの型の検出器について作動原理を説明する目的のために示していることを理解されたい。
ここで図2に目を転じると、シンチレーション型検出器35の構成要素の例示的な物理的配置を、本発明の1つの実施形態に従って示している。検出器22は一般的に、下記に説明する構成要素がその上に配置されたガラス基板36を含む。図示した実施形態では、シンチレーション型検出器35は、光センサ素子38のアレイを含む。1つの実施では、光センサ素子38は、シリコンで形成された光ダイオードである。図2の例示的な実施形態では、光ダイオードは、検出収集回路26によって読出されるピクセル又は画素を形成する行及び列のアレイの形態で配置される。各光ダイオードは、データライン48及びスキャンライン50を使用して選択的に起動させることができる光電性領域40と薄膜トランジスタ(TFT)42とを含む。
さらに、薄膜トランジスタと光センサ素子38のアレイとの間に配置される。ビア58が、導電層54を光センサ素子38のアレイの各素子の上面に電気的に結合して、各光センサ素子に対して共通バイアスを印加するのを可能にする。
直接変換型検出器を使用する実施形態では、上記に説明したシンチレーション型検出器35とは対照的に、光導電体(セレン、酸化鉛、ヨウ化鉛、ヨウ化水銀及びその他のような)が、シンチレータの代わりに使用される。同様に、そのような直接変換型検出器では、単純蓄積コンデンサが光電性ダイオードの代わりに使用される。データ及びスキャンライン、ビア及びブリッジ並びにTFT42の使用を含むそのような直接変換型検出器の他の態様は、上記に説明したシンチレーション型検出器35と同様であるか又は類似しており、従って本明細書で説明する本発明技術により同様に利点を得ることができる。
本発明によると、また以下により詳細に説明するように、TFTは、互いに対称でないソース電極とドレーン電極とを含む。一部の実施形態では、ドレーン電極は、ソース電極よりも小さい。この非対称性により、特にソース対ゲートの静電容量と比較してドレーン対ゲートの静電容量を、これらの静電容量がそれぞれドレーン及びソース電極の各々とのゲート電極の重なりの関数となる程度まで減少させることが可能となる。当業者には明らかなように、ドレーン対ゲートの静電容量を減少させることは通常、TFTに関連するノイズを低減し、それによって信号対ノイズ比(SNR)を増大させる。
例えば、1つの実施形態では、TFT42は、ソース電極が部分的に又は完全にドレーン電極を包囲した構造である。簡単にするために、本明細書では、そのような構造を環状TFT60と呼ぶことにするが、当業者には明らかなように、環状ソース電極62は、円形とは対照的に、楕円形、矩形、方形等のような何らかの包囲形状とすることができる。同様に、包囲されたドレーン電極64は、円形ではない他の形状とすることができる。しかしながら、簡単にするために、本明細書で説明しかつ図3及び図4に示す環状TFT60は、円形である。
次に図3を参照すると、環状ソース電極62を含む環状TFT60を示す。ディスク形状のドレーン電極64は、環状ソース電極62の内側に配置された状態で示している。環状ソース電極62及びドレーン電極64の両方は、シリコンのような半導体材料の層66の上側に配置される。
環状TFT60は、図4においてディスク形状のドレーン電極64に対して示しているような導電性ビア58によって垂直方向にオフセットしたデータライン(図示せず)に結合される。一般的に、ビア58は、光センサ素子38のアレイ及びTFT48の上側に配置されたTFT不活性化誘電体層68及び誘電体層56(図2を参照)を貫通して、ディスク形状ドレーン電極64上の通電パッド(landing pad)をデータラインに接触させる。TFT不活性化誘電体層68は一般的に、層66の半導体表面を不活性化しかつソース及びドレーン電極62及び64を後続の蒸着から隔離するためにTFTを覆って蒸着される。
図3の図示した実施形態では、ゲート電極70が、半導体層66の下側に配置される。1つの実施形態では、ゲート電極70は、ドレーン対ゲートの重なり71(図4)を最小にし、従ってドレーン対ゲートの静電容量を減少させるように環状である。1つの実施形態では、ドレーン対ゲートの重なり71は、最大約4ミクロンである。別の実施形態では、ドレーン対ゲートの重なりは、実質的に存在しない。図示した実施形態では、誘電体層72は、ゲート電極70と半導体層66との間に配置される。ゲート電極70は、ブリッジ74を介してスキャンライン50に結合されて、TFTの正常の作動を可能にする。
さらに、図4の図示した実施形態では、環状ソース電極62及びドレーン電極64は、活性チャネル76によって分離される。活性チャネル76の底面は一般的に、半導体層66の露出した半導体材料を含む。活性チャネル76は一般的に、半導体層66を部分的にエッチングすることによって形成される。図示した実施形態では、ソース及びドレーン電極62及び64に平行な活性チャネル76が横切った全体距離は、活性チャネル76の幅を表わす。1つの実施形態では、活性チャネル76の幅は、約15ミクロン〜約150ミクロンの範囲内にある。図示した実施形態では、活性チャネルは、ほぼ一定の長さ77を有し、ここで長さ77は、ソース及びドレーン電極62及び64間の垂直距離である。1つの実施形態では、長さ77は、1ミクロン〜5ミクロンの何らかの単一値とすることができるが、他の実施形態では、長さ77は、他の値とすることができる。また、環状TFT60内の環状ソース電極62及びドレーン電極64の幾何学形状により、活性チャネルは、如何なる入口又は出口も含まない。その結果、層66の全ての露出した半導体材料は、活性チャネル76の一部となる。加えて、図示した実施形態では、電荷保持が殆どなく、またドレーン対ゲートの静電容量も殆どなく、そのことが次に、チャネルの抵抗に関連するノイズを最小にする。さらに、図示した実施形態のドレーン対ゲートの重なり71は、ゲート電極70と、環状ソース電極62及びドレーン電極64との間の不整列に対する許容性を高める。
別の実施形態では、TFT42は、ソース電極及びドレーン電極が異なる寸法になった構造である。そのような実施形態では、ソース及びドレーン電極はまた、交互配置にすることができる。簡単にするために、本明細書では、そのような構造を蛇行形TFT78と呼ぶことにする。例えば、次に図5及び図6を参照すると、図5は、本発明技術の1つの態様による、検出器22において使用する蛇行形TFT78の斜視図を示す。図6は、図5に示す参照符号100によって表わした方向から見た蛇行形TFT78の側面図を示す。図6の図示した実施形態では、TFT不活性化誘電体層90は、蛇行形TFT78の上側に配置される。1つの実施形態では、蛇行形TFT78は、シリコンのような半導体材料の半導体層82上に配置された蛇行形ソース電極80を含む。一部の実施形態では、蛇行形ソース電極80は、U字形ソース電極を含む。図示した実施形態では、蛇行形TFT78はさらに、半導体層82の上側に配置され、ソース電極80とほぼ合致しかつ該ソース電極80と交互配置されるような形状になったドレーン電極84を含む。図示した実施形態では、ドレーン電極84は、ほぼT字形であり、T字形の基部86がソース電極80と交互配置されるようになっている。ドレーン電極84のこの設計は、蛇行形薄膜トランジスタ78の面積に比べて減少した表面積、すなわち狭いドレーン電極を形成し、ゲート電極92上を通る狭いドレーン電極に関連するプロセス関連欠陥を回避する。そのような実施形態では、ドレーン対ゲートの静電容量は、同様な寸法のソース及びドレーンを有するTFTと比較すると、ソース対ゲートの静電容量に比べて相対的に減少する。その結果、作動中に蛇行形TFT78は、同様な寸法の、すなわち対称なソース及びドレーンを有するTFTに比べてノイズを殆ど発生しない。1つの実施形態では、ドレーン基部86の長さは、約1ミクロン〜約3ミクロンの範囲内にある。図示した実施形態では、ドレーン電極84は、ブリッジ及びビア(図示せず)によるような手段によってデータライン48に電気的に結合される。さらに、誘電体層94は一般的に、ゲート電極92と半導体層82との間に配置される。ゲート電極92は、スキャンライン50及びゲート電極92がどのようにオフセットしているかに応じて、ブリッジ96(図5に示すような)又はビアによってスキャンライン50に電気的に結合される。
加えて、当業者には明らかなように、ソース電極80及びドレーン電極84は、一般的には半導体層82の一部分をエッチングすることによって形成された活性チャネル98によって分離される。当業者には明らかなように、活性チャネル98は、ソース及びドレーン電極80及び84と平行な方向に活性チャネル98が横切る距離である幅を有する。1つの実施形態では、活性チャネル98の幅は、約15ミクロン〜約150ミクロンの範囲内にある。図6の図示した実施形態では、活性チャネル98は、ソース及びドレーン電極80及び84間の垂直距離であるほぼ一定の長さを有する。図示するように、活性チャネル98は、参照符号102及び104で表わした長さを有する。この実施形態では、活性チャネル98は、1ミクロン〜5ミクロンの何らかの単一値である。上述のように、活性チャネルのほぼ一定の長さにより、活性チャネル98の一部である半導体層82の露出した半導体材料が得られる。
本明細書では本発明の一部の特徴のみを図示しかつ説明してきたが、当業者には多くの改良及び変更が思い浮かぶであろう。従って、特許請求の範囲は、全てのそのような改良及び変更を本発明の技術思想内に属するものとして保護しようとするものであることを理解されたい。また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本願発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、本願の特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。
本発明の1つの態様による例示的なX線イメージングシステムの概略図。 本発明の1つの態様による検出器の破断斜視図。 本発明の1つの態様による環状薄膜トランジスタの破断斜視図。 本発明の1つの態様による環状薄膜トランジスタの側面図。 本発明の別の態様による蛇行形薄膜トランジスタの破断斜視図。 本発明の別の態様による蛇行形薄膜トランジスタの側面図。
符号の説明
10 X線イメージングシステム
12 X線源
22 検出器
26 検出収集回路
28 システム制御装置
30 画像処理回路
38 光センサ素子
42 薄膜トランジスタ
44 シンチレータ
48 データライン
50 スキャンライン
54 導電層
56 誘電体層
58 ビア
60、78 薄膜トランジスタ
62、80 ソース電極
64、84 ドレーン電極
66、82 半導体層
76、98 活性チャネル

Claims (10)

  1. X線を放射するように構成されたX線源(12)と、
    入射X線に応じて電気信号を生成するように構成されかつ検出素子のアレイを含み、各検出素子がスイッチとして使用するように構成された薄膜トランジスタを含み、前記薄膜トランジスタのドレーン電極及びソース電極が互いに対称でない、検出器(22)と、
    前記電気信号を収集するように構成された検出収集回路(26)と、
    前記X線源(12)又は検出収集回路(26)の少なくとも1つを制御するように構成されたシステム制御装置(28)と、
    前記電気信号を処理して画像を生成するように構成された画像処理回路(30)と、
    を含む、X線イメージングシステム(10)。
  2. 各検出素子が、
    X線に応じてフォトンを放射するように構成されたシンチレータ(44)と、
    前記フォトンに応じて電気信号を生成するように構成された光センサ素子(38)と、を含む、
    請求項1記載のX線イメージングシステム(10)。
  3. 前記検出器(22)が、
    X線に応じて電子を生成するように構成された光導電体素子と、
    前記光導電体によって生成された電子に応じて電気信号を生成するように構成された蓄積コンデンサと、を含む、
    請求項1記載のX線イメージングシステム(10)。
  4. 前記ドレーン電極が前記ソース電極よりも小さい、請求項1記載のX線イメージングシステム(10)。
  5. 前記X線源(12)が低エネルギーX線源を含む、請求項1記載のX線イメージングシステム(10)。
  6. 半導体材料の層(66)と、
    前記半導体材料の層(66)の上側に配置された環状ソース電極(62)と、
    前記半導体材料の層(66)の上側でかつ前記環状ソース電極(62)の内側に配置されたドレーン電極(64)と、
    前記ドレーン電極(64)と環状ソース電極(62)との間に配置された活性チャネル(76)と、を含み、
    前記活性チャネル(76)の表面が、露出した半導体材料を含む、
    環状薄膜トランジスタ(60)。
  7. 前記活性チャネル(76)が、ほぼ一定の長さを有する、請求項6記載の環状薄膜トランジスタ(60)。
  8. 前記ドレーン電極(64)が円形である、請求項6記載の環状薄膜トランジスタ(60)。
  9. 前記活性チャネル(76)が、該活性チャネル(76)の一部ではない露出した半導体材料が実質的に存在しない状態になっている、請求項6記載の環状薄膜トランジスタ(60)。
  10. 半導体材料の層(82)と、
    前記半導体材料の層(82)の上側に配置された蛇行形ソース電極(80)と、
    前記半導体材料の層(82)の上側に配置されかつ前記蛇行形ソース電極(80)によって形成された凹所の実質的に内部に配置され、前記凹所に実質的に合致するように構成されたドレーン電極(84)と、
    前記ドレーン電極(84)と蛇行形ソース電極(80)との間に配置された活性チャネル(98)と、を含み、
    前記活性チャネル(98)が、ほぼ一定の長さを有し、前記活性チャネル(98)の表面が、露出した半導体材料を含む、
    蛇行形薄膜トランジスタ(78)。
JP2005361172A 2004-12-22 2005-12-15 イメージングシステム用薄膜トランジスタ Withdrawn JP2006194864A (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/021,526 US20060131669A1 (en) 2004-12-22 2004-12-22 Thin film transistor for imaging system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006194864A true JP2006194864A (ja) 2006-07-27

Family

ID=36585728

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005361172A Withdrawn JP2006194864A (ja) 2004-12-22 2005-12-15 イメージングシステム用薄膜トランジスタ

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20060131669A1 (ja)
JP (1) JP2006194864A (ja)
KR (1) KR20060072067A (ja)
CN (1) CN1795824A (ja)
DE (1) DE102005060239A1 (ja)
FR (1) FR2879755A1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7259377B2 (en) * 2005-12-15 2007-08-21 General Electric Company Diode design to reduce the effects of radiation damage
KR101189279B1 (ko) * 2006-01-26 2012-10-09 삼성디스플레이 주식회사 표시장치와 이의 제조방법
US7897929B2 (en) * 2007-12-06 2011-03-01 General Electric Company Reduced cost pixel design for flat panel x-ray imager
DE102009013301A1 (de) * 2009-03-16 2010-09-30 Siemens Aktiengesellschaft Röntgen- oder Gammadetektorarray
CN107104152B (zh) * 2017-05-23 2020-04-21 京东方科技集团股份有限公司 薄膜晶体管及其制造方法、显示基板、显示面板

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5414283A (en) * 1993-11-19 1995-05-09 Ois Optical Imaging Systems, Inc. TFT with reduced parasitic capacitance
US5539219A (en) * 1995-05-19 1996-07-23 Ois Optical Imaging Systems, Inc. Thin film transistor with reduced channel length for liquid crystal displays
KR100495794B1 (ko) * 1997-10-17 2005-09-28 삼성전자주식회사 액정표시장치용박막트랜지스터
US6157048A (en) * 1998-08-05 2000-12-05 U.S. Philips Corporation Thin film transistors with elongated coiled electrodes, and large area devices containing such transistors
JP3473460B2 (ja) * 1998-11-20 2003-12-02 富士電機株式会社 横型半導体装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20060131669A1 (en) 2006-06-22
DE102005060239A1 (de) 2006-07-13
KR20060072067A (ko) 2006-06-27
FR2879755A1 (fr) 2006-06-23
CN1795824A (zh) 2006-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5962856A (en) Active matrix X-ray imaging array
JP6570315B2 (ja) 放射線撮像装置及び放射線撮像システム
EP1275241B1 (en) Method and apparatus for automatic exposure control using localized capacitive coupling in a matrix-addressed imaging panel
JP4881071B2 (ja) 放射線検出器、及びこれを搭載した放射線撮像装置
EP2047294B1 (en) A detector for and a method of detecting electromagnetic radiation
JP4908947B2 (ja) 変換装置、放射線検出装置、及び放射線検出システム
US9277894B2 (en) Method and system for integrated patient table digital X-ray dosimeter
JP2012075099A (ja) ダイナミック・レンジを拡大したディジタルx線検出器
US10921466B2 (en) Radiation imaging apparatus and radiation imaging system
JP2006194864A (ja) イメージングシステム用薄膜トランジスタ
JP4739060B2 (ja) 放射線撮像装置、放射線撮像システム、及びその制御方法
US20040223587A1 (en) Radiographic apparatus
EP2854178B1 (en) X-ray detector and x-ray imaging apparatus including the same
JP5352209B2 (ja) フラット・パネルx線イメージャのコスト軽減型ピクセル設計
US7256403B2 (en) Photodiode for imaging system and method of making
JP6929327B2 (ja) 放射線撮像装置及び放射線撮像システム
JP5231718B2 (ja) イメージング・システム用薄膜トランジスタ及びその製造方法
JP6555893B2 (ja) 放射線撮像装置および放射線撮像システム
JP2018195949A (ja) 放射線撮像装置及び放射線撮像システム
CA2218059A1 (en) Active matrix x-ray imaging array

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20081211

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20090813