KR100490512B1 - Ｘ선 평면 검출기 - Google Patents

Ｘ선 평면 검출기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 입사하는 X선에 의해 감광되어 신호전하를 발생하는 X선 감광원과, 상기 X선 감광막에 접하여 이차원적으로 배치된 복수의 화소전극과, 상기 X선 감광원에서 발생하는 신호전하로서의 정공 및 전자 중, 이동도가 높은 쪽을 상기 복수의 화소전극에 수집되도록, 상기 X선 감광막에 바이어스 전압을 인가하는 바이어스 전압인가유닛과, 상기 화소전극마다 설치되고 상기 X선 감광막이 발생하는 전하를 축적하는 복수의 커패시터와, 상기 화소전극 마다 설치되고 상기 커패시터가 축적하는 전하를 판독하는 복수의 스위칭용 박막 트랜지스터와, 상기 복수의 스위칭용 박막 트랜지스터를 개폐제어하기 위한 제어신호를 공급하는 복수의 주사선과, 상기 복수의 스위칭용 박막 트랜지스터에 접속되고 상기 스위칭용 박막 트랜지스터가 폐쇄되었을 때 상기 전하를 판독하기 위한 복수의 신호선을 구비하는 X선 평면 검출기인 것을 특징으로 한다.

Description

Ｘ선 평면 검출기{X-RAY FLAT PANEL DETECTOR}
본 발명은 의료용 X선 진단장치 등에 사용되는 X선 평면 검출기에 관한 것으로서, 특히 2차원 배치된 X선 검출화소내에 설치하는 스위칭 소자로서 박막 트랜지스터를 사용한 X선 평면 검출기에 관한 것이다.
최근, X선 진단장치의 하나로서 X선상(線像)을 전기적으로 검출하는 X선 평면 검출기가 개발되어 있다. 상기 X선 평면 검출기에서는 X선의 조사에 의해 신호전하를 발생하는 X선 감광화소가 2차원 배치되어 있다. 입사한 X선에 의해 각 감광화소에서 발생한 신호전하를 신호전하 축적부에 축적하고, 스위칭 소자로서의 박막 트랜지스터에 의해 신호전하를 판독하도록 이루어져 있다.
도 1은 상기 X선 평면 검출기의 1화소의 회로구성을 도시하고 있다. 도 1에 도시한 바와 같이 어레이 형상으로 배열된 복수의 화소(101)를 갖고, 각 화소(101)는 스위칭 소자로서 사용되는 비정질 실리콘(이하, a-Si라고 기재)로 이루어진 박막 트랜지스터(이하, TFT라고 기재)(102), Se로 이루어진 X선 감광막(103), 화소용량(이하, Cst라고 표기)(104) 및 보호용 TFT(111)로 구성되어 있다. Cst(104)는 Cst 바이어스선(105)에 접속되어 있다.
X선 감광막(103)에는 고압전원(106)에 의해 바이어스 전압이 인가된다. 스위칭용 TFT(102)는 게이트가 주사선(107)에 접속되고, 소스는 신호선(108)에 접속된다. 스위칭용 TFT(102)는 주사선 구동회로(109)에 의해 온/오프 제어된다. 신호선(108)의 종단은 신호 검출용 증폭기(110)에 접속되어 있다. 보호용 TFT(111)의 소스와 게이트는 스위치용 TFT(102)의 드레인에 접속되고, 드레인이 바이어스선(112)을 통하여 전원(113)에 접속되어 있다. 또한, 보호용 TFT(111)는 설치되지 않는 경우도 있다.
X선이 입사하면, X선은 X선 감광막(103)에 의해 전하로 변환되고, Cst(104)에 전하가 축적된다. 주사선 구동회로(109)에 의해 주사선(107)이 구동되고, 하나의 주사선(107)에 접속되어 있는 1열의 스위칭용 TFT(102)가 온상태가 되면, Cst(104)에 축적된 전하는 신호선(108)을 통하여 증폭기(110)측에 전송된다. 증폭기(110)측에 전송된 전하는 증폭기(110)에 의해 증폭되고, 소정의 처리를 받은 후 CRT 등에 표시할 수 있는 점순차신호로 변환된다. 또한, 화소(101)에 입사하는 광의 양에 따라 전하량이 다른 점으로부터, 증폭기(110)의 출력진폭에는 변동이 있다. 또한, Cst(104)에 과도하게 전하가 축적되는 것을 방지하기 위해, 바이어스 전압 이상의 전하는 보호용 TFT(111)에 의해 바이어스선(112)으로부터 제거된다.
그러나, 이와 같은 보호용 TFT(111) 등의 보호하기 위한 보호회로의 존재에 의해, 예를 들어 다음과 같은 문제가 발생한다. 첫째, 화소회로가 복잡화되고 TFT 어레이 기판의 양품 생산율이 감소한다. 둘째, 해상도를 증가시키기 위해 화소수를 증가시키고 화소크기를 미세화하면 보호용 TFT(111)나 스위칭용 TFT(102) 등으로부터의 배선을 충분히 좁은 피치로 인출하는 것이 곤란해진다. 세째, 미세화된 화소내에 차지하는 보호용 TFT(111)의 면적이 크므로 Cst(104)의 면적을 충분히 확보할 수 없다.
또한, 해상도를 증가시키기 위해 화소수를 증가시키고 화소크기를 미세화하면, 이하와 같은 문제가 발생하는 것을 알았다. 스위칭용 TFT(102), X선 전하변환막(103), Cst(104) 및 보호용 TFT(111) 등을 배치한 TFT 어레이 기판에는 검출화소영역외에 스위치용 TFT를 구동하기 위한 구동회로나 신호를 판독하기 위한 LSI를 실장한 TAB를 외부부착하기 위해, 이들의 배선을 접속할 필요가 있다. 이 때, 화소크기를 미세화하면, 충분히 좁은 피치로 배선을 접속하는 것이 곤란해진다. 또한, 미세화된 화소내에 차지하는 TFT의 면적비율이 너무 커지므로 신호축적용량의 면적을 충분히 취할 수 없게 된다. 또한, 화소수가 증가하면 1라인당의 신호 판독시간이 짧아지지만, a-Si에 설치한 TFT에서는 이 짧은 어드레스 시간에 충분히 신호를 판독할 수 없다. 이 때문에, 종래의 X선 평면 검출기, 특히 a-SiTFT를 사용한 X선 평면 검출기에서는, 해상도를 높이기 위해 화소를 미세화하고 화소수를 증가시키면 TFT의 구동능력의 부족에 의해 양호한 검출화상이 얻어지지 않는다는 문제가 있다.
또한, 의료용 X선 검출기에서는 인체에 대한 영향을 낮게 억제하기 위해 가능한 낮은 X선량으로 진단할 수 있는 것이 중요하다. 이를 위해서는 낮은 X선량으로 생성된 미소한 전하를 검출 가능하게 하기 위해 스위칭용 TFT의 오프전류를 낮게 하는 것이 중요하다. 한편, 정확한 진단을 위해서는 양호한 화질이 필요하다. 이 경우에는, 강한 X선량으로 SN비가 좋은 화상을 촬영하는 것이 필요하다. 따라서, 미약한 X선에서부터 강한 X선량까지의 화상을 촬영할 수 있는 것이 바람직하다. 이를 위해서는 큰 전하에 대응하는 높은 화소전압에 대해서도 스위칭용 TFT가 정상적으로 동작하는 것이 필요하고, 또한 스위칭용 TFT의 오프 전류는 작게 할 필요가 있다. 또한, 이와 같은 X선 평면 검출기에 사용되는 스위치용 TFT는 X선의 조사에 의해 결함이 생성되어 특성이 열화되는 일이 많지만, 스위칭용 TFT가 열화후에도 동작할 수 있는 TFT특성이 필요하다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로 고전압에 대한 보호작용을 위해 화소회로가 복잡화되는 것을 방지하고, 화소를 미세화해도 양호한 화상을 취득할 수 있는 X선 평면 검출기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 입사하는 X선에 의해 감광되고 신호전하를 발생시키는 X선 감광막과, 상기 X선 감광막에 접하여 이차원적으로 배치된 복수의 화소전극과, 상기 X선 감광막에서 발생하는 신호전하로서의 정공(正孔) 및 전자 중, 이동도가 높은 쪽을 상기 복수의 화소전극에 수집되도록, 상기 X선 감광막에 바이어스 전압을 인가하는 바이어스 전압 인가유닛과, 상기 화소전극마다 설치되고 상기 X선 감광막이 발생하는 전하를 축적하는 복수의 커패시터와, 상기 화소전극마다 설치되고, 상기 커패시터가 축적하는 전하를 판독하는 복수의 스위칭용 박막 트랜지스터와, 상기 복수의 스위칭용 박막 트랜지스터를 개폐 제어하기 위한 제어신호를 공급하는 복수의 주사선과, 상기 복수의 스위칭용 박막 트랜지스터에 접속되고, 상기 스위칭용 박막 트랜지스터가 폐쇄되었을 때 상기 전하를 판독하기 위한 복수의 신호선을 구비하는 X선 평면 검출기를 제공한다.
본 발명에 따르면 입사하는 X선에 의해 감광되고 신호전하를 발생하는 X선 감광막과, 상기 X선 감광막에 접하여 이차원적으로 배치된 복수의 화소전극과, 상기 X선 감광막에서 발생하는 신호전하로서의 정공 및 전자 중 이동도가 높은 쪽을 상기 복수의 화소전극에 수집되도록, 상기 X선 감광막에 바이어스 전압을 인가하는 바이어스 전압 인가유닛과, 상기 화소전극마다 설치되고, 상기 X선 감광막에서 발생하는 전하를 축적하는 복수의 커패시터와, 상기 화소전극마다 설치되고 상기 X선 감광막에서 발생하는 신호전하로서의 정공 및 전자 중, 이동도가 높은 쪽을 캐리어로 하고, 상기 커패시터가 축적하는 전하를 판독하는 복수의 스위칭용 박막 트랜지스터와, 상기 복수의 스위치용 박막 트랜지스터를 개폐제어하기 위한 제어신호를 공급하는 복수의 주사선과, 상기 복수의 스위칭용 박막 트랜지스터에 접속되고, 상기 스위칭용 박막 트랜지스터가 폐쇄되었을 때 상기 전하를 판독하기 위한 복수의 신호선을 구비하는 X선 평면 검출기를 제공한다.
본 발명에 따르면 정공의 이동도가 전자의 이동도보다 큰 소재로 이루어지지고 입사하는 X선에 의해 감광되어 신호전하를 발생하는 X선 감광막, 상기 X선 감광막에 접하여 이차원적으로 배치된 복수의 화소전극, 상기 X선 감광막에서 발생하는 신호전하로서의 정공 및 전자 중 이동도가 높은 쪽을 상기 복수의 화소전극에 수집되도록 상기 X선 감광막에 바이어스 전압을 인가하는 바이어스 전압인가유닛, 상기 화소전극마다 설치되고 상기 X선 감광막이 발생하는 전하를 축적하는 복수의 커패시터, 절연기판 상에 상기 화소전극마다 설치되고 상기 절연기판상에 섬형상으로 설치된 다결정 실리콘막을 갖고 상기 커패시터가 축적하는 신호전하를 판독하는 복수의 p채널 박막트랜지스터, 상기 복수의 p채널 박막트랜지스터를 개폐제어하기 위한 제어신호를 공급하는 복수의 주사선, 및 상기 복수의 p채널 박막트랜지스터에 접속되고 상기 p채널 박막트랜지스터가 폐쇄되었을 때, 상기 신호전하를 판독하기 위한 복수의 신호선을 구비하는 X선 평면 검출기를 제공한다.
본 발명에 따르면 전자의 이동도가 정공의 이동도보다 큰 소재로 이루어지고, 입사하는 X선에 의해 감광되어 전자 및 정공을 발생하는 X선 감광막, 상기 X선 감광막에 접하여 이차원적으로 배치된 복수의 화소전극, 상기 화소전극마다 설치되고 상기 X선 감광막이 발생하는 전자를 축적하는 복수의 커패시터와, 상기 화소전극마다 설치되고 상기 커패시터가 축적하는 전자를 판독하는 복수의 n채널 박막트랜지스터, 상기 복수의 n채널 박막트랜지스터를 개폐제어하기 위한 제어신호를 공급하는 복수의 주사선, 및 상기 복수의 n채널 박막트랜지스터에 접속되고 상기 n채널 박막트랜지스터가 폐쇄되었을 때 상기 전자를 판독하기 위한 복수의 신호선을 구비하는 X선 평면 검출기를 제공한다.
이하, 본 발명의 제 1 실시예∼제 3 실시예를 도면에 따라서 설명한다.
(제 1 실시형태)
도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 X선 평면 검출기의 기본 구성을 도시한 회로도이다. 도 2에 도시한 바와 같이 입사 X선을 전기신호로 변환하는 X선 검출화소(1)가 2차원으로 배치되고 촬영영역(2)을 구성하고 있다. 화소(1)는 입사 X선을 전기신호로 변환하는 X선 전하변환막(1a), 상기 X선 전하변환막(1a)에 접속된 화소전극(1b), 화소전극(1b)에 접속된 축적용량(1c), 화소전극(1b)에 소스가 접속된 스위칭용 박막 트랜지스터(TFT)(1d)를 구비하고 있다. 도 2에서는 간략화하여 2×2의 화소구성을 도시하고 있지만, 실제로는 보다 다수행, 다수열의 m×n의 화소구성으로 이루어져 있다.
본 발명의 중요한 점 중 하나는 X선 전하변환막(1a)의 종류에 따라서 상기 X선 전하변환막(1a)에 인가하는 바이어스 전압의 방향을 선택하는 것이다. 즉, 정공의 이동도가 전자의 이동도보다도 높은 X선 전하변환막(1a)을 사용하는 경우에는 상기 X선 전하변환막(1a)에 대하여, 화소전극에 정공이 수집되는 방향으로 바이어스 전압을 인가한다. 한편, 전자의 이동도가 정공의 이동도보다도 높은 X선 감광막을 사용하는 경우에는, 상기 X선 전하변환막(1a)에 대하여 화소전극에 전자가 수집되는 방향으로 바이어스 전압을 인가한다. 이하의 각 실시형태에서는 설명을 구체적으로 하기 위해, X선 전하변환막(1a)은 정공의 이동도가 전자의 이동도보다도 높은 것을 사용하는 X선 평면검출기를 예로 한다.
촬상영역(2)에는 복수개의 주사선(3)과 복수개의 신호선(4)이 서로 직교하는 관계로 배치되어 있다. 주사선(3)은 촬상영역(2)내에서 스위칭용 TFT(1d)의 게이트에 접속되고, 촬상영역(2) 밖에서 화소를 선택적으로 구동하기 위한 게이트 드라이버(5)에 접속되어 있다. 또한, 신호선(4)은 촬상영역(2)내에서 스위치용 TFT(1d)의 드레인에 접속되고, 촬상영역(2) 밖에서 판독회로(7)에 의해 판독되어 출력되도록 이루어져 있다.
도 3a는 화소(1)의 구성을 도시한 평면도이고, 도 3b는 화소(1)의 구성을 도시한 단면도이다. 유리기판(10)상에 언더코트 절연막(11)으로서 SiNx(50㎚)/SiO2(100㎚)를 형성하고 그 위에 비정질 Si(a-Si)막을 50㎚의 박막으로 형성한다.
계속해서, ELA(엑시머레이저어닐:Excimer Laser Anneal)로 a-Si막을 다결정화하여 50㎚의 다결정 Si(p-Si)막(12)을 형성한다. 이어서, p-Si막(12)을 에칭하여 트랜지스터 영역의 섬(12-1)과 커패시터 영역의 섬(12-2)을 형성한다. 이어서, PCVD 또는 열 CVD에 의해 게이트(SiO2)막(13)을 150㎚ 성막한다. 이어서, 트랜지스터 영역의 섬(12-1)에 게이트 전극(14-1)을 커패시터 영역의 섬(12-2)에 게이트 전극(14-2)을, MoW의 게이트로서 300㎚의 두께로 형성한다.
이어서, 게이트 전극 또는 레지스트를 마스크로 하여 이온 주입에 의해 B를 1×1014㎝-2∼5×1016㎝-2, 바람직하게는 1×1015㎝ -2∼1×1016㎝-2, 본 실시형태에서는 3×1015㎝-2의 고농도 도프하여 p+영역(15)을 형성한다. 즉, 트랜지스터 영역에 p+영역으로 이루어진 드레인(15-1)과 소스(15-2)를 형성하고, 커패시터 영역에 p+ 영역(15-3)을 형성한다. 여기에서는 게이트폭(W)과 게이트 길이(L)를 예를 들어 W/L=10/5㎛로 하고 있다.
다음에, 층간 절연막으로서 SiO2막(16)을 PCVD에서 500㎚ 형성한다. 다음에, SiO2막(16)의 소스·드레인 접촉부에 구멍을 설치하고, Mo/Al/Mo막(17)에 의해 TFT(1d)의 드레인(15-1)에 접속되는 신호선(17-1), TFT(1d)의 소스(15-2) 및 축적용량(1c)의 p+영역(15-3)에 접속되는 Cs선(17-2) 및 축적용량을 접속하는 용량선(17-3)을 형성한다. 다음에, 패시베이션용 SiNx막(도시하지 않음)을 PCVD에 의해 400㎚의 두께로 형성한다. 그 후, 아크릴계 수지를 2∼5㎛, 바람직하게는 3㎛ 코팅하여 보호막(18)을 형성한다. 그리고, 아크릴계 감광성 수지를 사용하여 접촉부를 노광, 현상하여 형성한다. 다음에 ITO를 100㎚ 성막하고, 이것을 소망 형상으로 패터닝하여 ITO의 화소전극(19)을 형성한다.
다음에, X선 전하변환막(1a)으로서 p형의 Se층(21), i형의 Se층(22), n형의 Se층(23)을 상기 순서로 형성한다. 구체적으로는 TFT 어레이 기판상에 p형 Se 또는 p형 As2Se3막(21)을 5∼100㎛, 바람직하게는 10㎛ 증착에 의해 형성한다. 또한, 무첨가의 고저항 Se막(22)을 900㎛ 형성한다. 계속해서, 이 위에 n형 Se막(23)을 5∼100㎛, 바람직하게는 10㎛ 형성한다. 그리고, 최상부에 Cr을 100㎚, Al을 300㎚ 증착하여 상부 전극(25)을 형성한다.
또한, X선 전하변환막(1a)은 정공의 이동도가 전자의 이동도보다도 높은 감광재료로 이루어진 것이면 어떤 것이어도 좋다. 대표예로서는 GaP, AlSb, a-Se 등의 감광재료를 들수 있다. 한편, 전자의 이동도가 정공의 이동도보다도 높은 X선 감광막의 소재로서는 CdZnTe, CdSe, HgI2, PbI2, ZnTe, CdTe, CdS 등을 들 수 있다.
또한, X선 전하변환막(1a)에는 상부 전극(25)을 통하여 정공 및 전자 중 이동도가 높은 쪽이 화소전극(1b)에 수집되도록 바이어스 전압이 인가된다. 지금의 경우, X선 전하변환막(1a)은 정공의 이동도가 전자의 이동도보다도 높은 감광재료를 사용하고 있으므로, 정공이 화소전극(1b)에 수집되도록 상부 전극(25)이 정극이 되도록 바이어스 전압이 인가된다.
스위칭용 박막 트랜지스터(TFT)(1d)는 X선 전하 변환막(1a)의 종류에 따른 극성을 갖는다. 즉, X선 전하 변환막(1a)에서 정공의 이동도가 전자의 이동도보다도 높은 경우(nip 구조)에는 스위칭용 박막 트랜지스터(1d)로서 p-채널 TFT를 사용한다. 한편, X선 전하 변환막(1a)에서 전자의 이동도가 정공의 이동도 보다도 높은 경우(pin 구조)에는 스위치용 박막트랜지스터(1d)로서 n-채널 TFT를 사용한다. 본 실시형태에서는 정공의 이동도가 전자의 이동도보다도 높은 X선 전하 변환막(1a)을 사용하고 있으므로, 스위칭용 박막 트랜지스터(TFT)(1d)는 p-채널 TFT이다.
또한, 스위칭용 박막 트랜지스터(1d)는 단결정 SiTFT(이하, 「p-SiTFT」라고 표기한다.)이다. 이와 같이 p-SiTFT를 사용하는 것은 예를 들어 다음의 이유에 의한다.
즉, 고정밀, 다화소의 X선 평면 검출기를 구동하기 위해서는 스위치 속도가 빠른 TFT가 필요하지만, 종래의 비결정 SiTFT(이하, 「a-SiTFT」라고 표기한다)에서는 전자의 이동도가 작으므로 구동을 충분히 할 수 없다. 이 때문에, 종래에서는 스위치 속도가 빠른 TFT로서 이동도가 높은 n-ch의 p-Si의 TFT를 사용하고 있다.
그러나, 발명자들은 n-ch의 p-SiTFT에서는 도 3c에 도시한 바와 같이 X선 조사에 의해 스위치 특성의 상승이 크게 열화하는 것을 발견했다. 상기 스위치 특성의 상승의 열화는 a-SiTFT에는 보이지 않고, p-SiTFT에 특히 현저한 문제이다. 따라서, 상기 열화에 의해 n-ch의 p-SiTFT는 반드시 X선 평면 검출기에 적합하지는 않다. 또한, 보호 다이오드로서 작용하게 하기 위해서는 큰 드레인 전압(Vd)으로 구동하는 것이 필요한 것을 생각할 수 있다.
그래서, 발명자들은 예의 연구한 결과, p-ch의 p-SiTFT는 드레인 전압(Vd)의 내성이 크고 X선 내성도 크므로, 스위칭용 박막 트랜지스터(1d)에 적합한 것을 발견했다. 상기 p-ch의 p-SiTFT를 사용하는 것에 의한 현저한 효과는 뒤에서 상세하게 설명한다.
이와 같은 구성에 의하면 상부 전극(25)에 정전압을 인가함으로써 정공이 화소전극(1b)에 수집되는 바이어스 전압을 X선 전하 변환막(1a)에 인가할 수 있다. 상기 바이어스 전압에 의해, X선 전하 변환막(1a)에서 X선의 입사량에 따라서 발생한 정공을, 축적용량(1c)에 신호전하로서 축적할 수 있다. 그리고, 주사선(3)을 통하여 p-ch의 p-SiTFT인 스위칭용 TFT(1d)를 온함으로써 축적된 신호전하를 고속이고 높은 SN비에 의해 신호선(4)으로 판독할 수 있다. 보다 구체적으로는 본 X선 평면 검출기는 다음과 같이 동작한다.
도 4는 본 실시형태에 관한 X선 평면 검출기의 동작에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 4에서, 상부 전극(25)에서 10㎸의 정전압을 인가함으로써 X선 감광막(1a)에 바이어스 전압을 인가한다. 그리고, 스위칭용 TFT(1d)를 도 4와 같이 구동한다. 즉, 게이트 오프시에는 예를들어 10V를 인가해 두고, 게이트 펄스로서 예를 들어 -25V를 인가함으로써 스위칭용 TFT를 온한다. 또한, 촬영을 실시하는 경우에는 게이트 펄스인가시에 X선 조사는 정지된다. 또한, 연속투시를 실시하는 경우에는 X선 조사중에서 게이트 펄스는 적절하게 인가되고, 신호전하의 판독조작이 실시된다.
이와 같이 함으로써 매우 강한 X선이 조사되어 화소전위가 매우 커지고, 게이트 펄스의 오프전압과 스위칭용 TFT의 임계값의 합 이상의 전압이 되면, 스위칭용 TFT가 온상태가 되고, 화소의 전하(축적용량의 과잉전하)는 신호선에 유출된다.
또한, 화소전위는 게이트 펄스의 오프전압과 스위칭용 TFT의 임계값의 합 이상은 되지 않으므로 고전압에 의해 스위칭용 TFT의 게이트 절연막이 절연파괴되는 일은 없다. 이 때문에, 스위칭용 TFT를 고전압으로부터 보호할 수 있다. 도 5a에, p채널 TFT의 본래의 TFT 특성과 함께, 게이트 오프시에 10V를 인가한 경우의 다이오드 특성을 나타낸다. 또한, 다이오드 특성에서는 횡축은 게이트 전위가 아니라 화소전극의 전위이다.
즉, 본 실시형태에 관한 X선 평면 검출기에 의하면 스위칭용 TFT(1d)에 보호회로의 기능을 가지게 할 수 있으므로, 별도 축적용량(1c)에 과도하게 전하가 축적되는 것을 방지하기 위한 보호회로를 설치할 필요가 없어진다. 따라서, 종래의 X선 평면 검출기와 같이, 스위칭용 TFT, X선 감광막, Cst 및 보호용 TFT 등을 배치한 TFT 어레이 기판에서, 보호용 TFT용 바이어스선을 실장한 TAB을 외부 부착하기 위한 배선을 접속할 필요가 없다. 그 결과, 화소크기를 미세화한 경우이어도, 충분히 좁은 피치로 배선을 접속할 수 있다. 또한, 별도 보호회로를 필요로 하지 않으므로 미세화된 화소내에서도 축적용량의 면적을 충분히 확보할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 관한 X선 평면 검출기는 스위칭용 TFT(1d)로서, p-Si로 이루어진 p채널 TFT를 사용하고 있다. 상기 구성에 의해 이하의 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 전자의 이동도에 비교하여 홀의 이동도가 높은 Se를 X선 감광막으로서 사용하는 X선 평면 검출기에 있어서, 전하로서 이동도가 높은 홀을 검출하므로, S/N비를 향상시킬 수 있다. 즉, X선 감광막으로서의 Se에서는 가령 축적용량에 축적되는 전하로서 이동도가 낮은 전자를 사용하면 공간전하가 형성되기 쉬우므로, 쿨롱력에 의해 전자가 구부러져 인접화소에 전자가 도달하게 된다. 이 때문에, 해상도의 열화나 축적된 공간전하에 의해 베이킹이 발생할 가능성이 생긴다. 이에 대해서는 본 실시형태에서는 이동도가 높고 공간전하가 형성되기 어려운 홀을 축적전하에 저장하기 때문에, 해상도의 열화는 거의 없고 베이킹도 거의 보이지 않는다.
둘째, 오프리크전류를 작게 할 수 있고, 낮은 X선량으로 생성된 미소한 전하를 높은 S/N비로 검출할 수 있다. 도 5b는 본 실시형태와 같이 하여 제작한 p-Si로 이루어진 p채널 TFT(1d)의 오프리크 전류를 도시한 도면이다.
또한, 동 도면에 도시한 바와 같이 스위칭용 TFT(1d)가 LDD구조를 갖는 경우에는 오프리크 전류를 보다 작게 할 수 있다. 이 내용에 대해서는 제 2 실시형태에서 상세하게 설명한다.
셋째, 스위칭용 TFT(1d)의 드레인 전압에 의한 파괴에 대한 내압을 충분히 높게 할 수 있다. 발명자들의 실험에 의하면 본 실시형태에서 설명한 방법에 의해 제조된 p채널 TFT는 L길이가 2㎛이어도 25V정도의 Vd까지 동작 가능하다. 이에 대해서, 종래의 X선 평면 검출기가 갖는 n채널 TFT에서는 드레인 내압은 약 1/2의 15V이다. 상기 드레인 전압에 의한 TFT 특성열화는 드레인 전계에 의해 가속된 에너지의 캐리어가 게이트 절연막에 튀어 들어가 열화시키는 것에 기인한다.
본 실시형태에 관한 X선 평면 검출기는 p-ch의 p-SiTFT를 스위칭용 TFT(1d)에 사용하고 있다. 따라서, 정공은 전자보다 이동도가 낮고 드레인에서의 에너지가 작으므로, 드레인 전압에 의한 TFT 특성열화를 작게 할 수 있다. 또한, 상기 TFT 특성열화의 원인이 되는 결함전하는 플러스 전하를 갖는다. 따라서, 스위칭용 TFT(1d)의 캐리어로서의 정공은 상기 결함으로부터 떨어져 주행하게 되고, 상기 결함전하로부터의 영향을 작게 할 수 있다.
넷째, 본 실시형태에 관한 X선 평면 검출기는 스위치용 TFT(1d)로서 p채널 TFT를 사용하고 있으므로, 높은 X선 내성을 갖고 있다. 즉, 일반적으로 X선 평면 검출기에 사용되는 스위칭용 TFT는 X선의 조사에 의해 결함이 생성되고 그 특성이 열화된다. 상기 특성의 열화에 의해 종래의 X선 평면 검출기는 정상적으로 동작하지 않는 경우가 있다. 그러나, 예를 들어 L.K.Wang저 「X-ray Lithography Induced Radiation Damage in CMOS and Bipolar Devices」(Jornal of Electronic Materials, vol. 21, No.7,1992) 중 테이블 1로부터 알 수 있는 바와 같이 X선 조사에 의한 열화, 즉 Vth의 변동과 스위치 영역에서의 특성의 기울어짐 S-팩터의 변동이, p채널 SiMOS 트랜지스터쪽이 n-ch SiMOS 트랜지스터보다 작은 것과 동일한 효과라고 생각된다.
도 5c는 본 실시형태에에서의 p채널 TFT의 X선 조사 전후의 특성을 도시한 도면이다. 도면 중의 ◇표시가 조사전, □표시가 조사후의 특성을 나타내고 있다. X선 조사전에 대하여 X선 조사후에서는 TFT의 임계값 Vth가 변화되어 서브 스레숄드의 기울기가 완만해진다. 상기 X선 조사에 의한 열화는 p-ch의 p-SiTFT 쪽이 n-ch의 p-SiTFT 보다도 작다. 따라서, 전류구동능력을 유지하기 위해서는 보다 큰 Vd가 필요하다. Vd 전압의 상승에 의해 TFT 특성은 열화되지만, 상술한 바와 같이 Vd내압 및 X선 내성이 n채널 TFT보다도 p채널 TFT쪽이 크므로, 보다 큰 Vd 전압에서도 구동할 수 있게 된다. 이에 의해, 축적용량에 축적할 수 있는 신호전하를 크게 할 수 있으므로, 보다 강한 X선에 대해서도 포화하지 않고 신호를 높은 S/N비로 검출할 수 있다.
(제 2 실시형태)
도 6a는 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 X선 평면 검출기의 1화소 구성을 도시한 평면도이다. 또한, 도 6b는 본 X선 평면 검출기의 1화소 구성을 도시한 단면도이다. 또한, 도 3a와 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙이고 그 상세한 설명은 생략한다.
제 2 실시형태가 제 1 실시형태와 다른 점은 스위치용 TFT를 LDD 구조로 한 것에 있다. 본 X선 평면 검출기의 제조공정에서 유리기판(10)상에 언더코드 절연막(11), p-Si막(12), 게이트 SiO2막(13), 게이트 전극(14)를 형성할 때까지는 앞의 제 1 실시형태와 동일하다.
다음에, 게이트 전극 또는 레지스트를 마스크로 하여 이온 주입함으로써 B를 1×1011㎝-2에서 5×1014㎝-2, 바람직하게는 3×1012㎝ -2에서 5×1013㎝-2, 본 실시형태에서는 2×1013㎝-2 도프하여 LDD의 p-영역(35-1, 35-2)을 형성한다. 이것은 거의 1×1017㎝-3에서 1×1020㎝-3의 불순물 농도에 상당한다. LDD길이는 0.5∼5㎛, 바람직하게는 1㎛에서 4㎛를 선택한다. 본 실시형태에서는 2㎛의 LDD길이로 했다. 또한, W/L=10/5㎛로 했다.
다음에, 레지스트를 마스크로 하여 이온주입에 의해 B를 1×1014∼5×1016㎝-2, 바람직하게는 1×1015㎝-2∼1×1016㎝-2, 본 실시형태에서는 3×1015㎝-2의 고농도 도프하여 소스·드레인 전극의 p+영역(15-1, 15-2)을 형성한다.
이 이후는 제 1 실시형태와 동일하게, 층간 절연막의 SiO2막(16)을 형성한 후, 소스·드레인 접촉부에 구멍을 설치하고, Mo/Al/Mo에 의해 신호선(17-1)과 Cs선(17-2)을 형성한다. 또한, 퍼시베이션용 SiNx막, 아크릴계 수지로 이루어진 보호막(18)을 형성한 후, 접촉부를 형성하고 ITO로 이루어진 화소전극(19)을 형성한다. 그리고, X선 전하변환막(1a)을 형성하고 최상부에 전극(25)을 형성한다.
이와 같이 하여 제작한 p-Si로 이루어진 p채널 TFT의 오프리크전류를 상기 도 5b에 LDD없는 경우와 비교하여 도시한다. LDD가 없는 경우에 비해 LDD를 형성함으로써 오프전류를 저하시킬 수 있다. X선 검출기의 화소구동용 TFT의 오프전류는 1×10-12A 이하인 것이 필요하지만, LDD를 형성함으로써 오프전류를 3×10-14A 이하로 충분히 작게 할 수 있다. X선 감광막으로서 Se를 사용하는 경우에는 Se는 특히 고저항이고 매우 작은 리크전류의 오프다이오드로서 작용한다. 이 때문에, 스위치용 TFT의 오프시의 리크전류를 작게 함으로써 미약 X선에 의한 미약한 신호도 처리할 수 있고, 고감도의 X선 검출기를 실현할 수 있다. 또한, 발명자들의 연구에 의하면 p-SiTFT 중에서 LDD부착의 p-ch의 p-SiTFT가 가장 오프시의 전류를 낮출 수 있는 것을 알았다. 이 때문에, Se를 X선 감광막으로 하고 p-ch의 p-SiTFT를 스위칭 소자로서 사용하면, 종래에 비해 보다 고감도의 X선 평면 검출기를 실현할 수 있다.
또한, p채널 TFT는 n채널 TFT에 비해 드레인 전압의 내성이 높으므로, 보다 큰 X선 신호를 처리할 수 있고 이에 의해 다이나믹 범위를 확대할 수 있다.
또한, 본 X선 평면 검출기의 X선 조사 전후의 TFT특성은 제 1 실시형태에서 설명한 도 5c의 경우와 동일하게 X선 조사후에서는 Vth가 변화하여 서브 스레숄드의 기울기가 완화된다. 그러나, p채널 TFT를 사용함으로써 보다 큰 Vd 전압에서도 구동할 수 있고 축적용량으로 축적할 수 있는 신호전하를 크게 할 수 있다. 따라서, 보다 강한 X선에 대해서도 포화하지 않고 신호를 검출할 수 있고 다이나믹 범위를 확대할 수 있다.
(제 3 실시형태)
도 7은 본 발명의 제 3 실시형태에 관한 X선 평면 검출기에서의 드라이버 회로를 도시한 회로구성도이다. 또한, 도 8은 동 드라이버 회로의 단면도이다. 또한, 도 8에서 도 3b와 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙여 그 상세한 설명은 생략한다.
제 3 실시형태는 스위칭용 TFT를 구동하기 위해 주변회로에 설치하는 드라이버 회로이고 상기 드라이버 회로를 p채널 TFT와 n채널 TFT를 사용하여 구성하고 있다. 각각의 TFT의 제조는 촬상영역에서의 TFT의 제조와 동시에 실시된다.
촬상영역과 동일하게 유리기판(10)상에 언더코트 절연막(11)으로서의 SiNx(50㎚)/SiO2(100㎚)를 형성하고 그 위에 a-Si막을 50㎚의 막두께로 형성한다. 계속해서, ELA에서 a-Si막을 다결정화하여 50㎚의 p-Si막을 형성한다. 다음에서, p-Si막(12)을 에칭하여 상기한 트랜지스터 영역의 섬(12-1) 및 커패시터 영역의 섬(12-2)과 함께 주변회로의 섬(12-3, 12-4)을 형성한다. 다음에, PCVD 또는 열 CVD에 의해 게이트 SiO2막(13)을 150㎚ 성막한다.
다음에, MoW의 게이트(14)를 300㎚의 두께로 형성한다. 여기에서는 촬상영역에서의 트랜지스터 영역의 게이트 전극(14-1) 및 커패시터 영역의 게이트 전극(14-2)과 함께 주변회로에서의 CMOS 트랜지스터의 게이트 전극(14-3,14-4)을 형성한다.
다음에, 촬상영역과 동일하게, 게이트 전극 또는 레지스트를 마스크로 하여 B를 2×1013㎝-2 도프하여 LDD의 p+영역(35-4,35-5)를 형성한다. 이것은 거의 1×1017㎝-3에서 1×1020㎝-3의 불순물 농도에 상당한다. 여기에서는 LDD길이는 예를 들어 2㎛로 하고, 또한 W/L=10/5㎛로 하고 있다. 다음에, 레지스트를 마스크로 하여 B를 3×1015㎝-2의 고농도 도프하여 소스·드레인 전극의 p+영역(15-4, 15-5)을 형성한다.
다음에, 촬상영역과는 별도로 게이트 전극 또는 레지스트를 마스크로 하여 이온 주입에 의해 P를 1×1011㎝-2에서 5×1014㎝-2, 바람직하게는 3×1012㎝-2에서 5×1014㎝-2, 본 실시형태에서는 2×1013㎝-2 도프하여 LDD의 n-영역(55-4,55-5)을 형성한다. 이것은 거의 3×1016㎝-3에서 2×1021㎝-3의 불순물 농도에 상당한다. LDD길이는 0.5∼5㎛, 바람직하게는 1㎛에서 4㎛를 선택한다. 본 실시형태에서는 예를 들어 2㎛의 LDD길이로 하고, W/L=10/5㎛로 한다. 계속해서, 레지스트를 마스크로 하여 P를 I가 1014㎝-2∼5×1016㎝-2, 바람직하게는 3×1014 ㎝-3∼5×1015㎝-2, 본 실시형태에서는 2×1015㎝-2의 고농도 도프하여 소스·드레인 전극의 n+영역(45-4, 45-5)를 형성한다.
다음에, 촬상영역과 동일하게 층간 절연막의 SiO2막(16)을 PCVD에서 500㎚ 형성한다. 다음에, 소스·드레인 접촉부에 구멍을 설치하고, Mo/Al/Mo에 의해 상기한 신호선(17-1)과 Cs선(17-2)을 형성함과 동시에, 게이트 전극(14-4,14-5)에 접속되는 배선(54-1,54-2)을 형성한다. 그 후, 퍼시베이션용 SiNx막을 PCVD에 의해 형성하고 또한 아크릴계 감광수지를 2∼5㎛ 바람직하게는 3㎛ 코팅하여 보호막(18)을 형성한다. 보호막(18)은 감광수지이므로 노광 및 현상만에 의해 접촉홀을 형성할 수 있다.
이와 같은 공정에 의해 화소회로는 p채널 TFT에서 주변의 구동회로는 p채널 TFT와 n채널 TFT의 CMOS에서 제작한다.
본 실시형태에 관한 X선 평면 검출기에 의하면 주변회로의 회로특성을 개선하고 소비전력을 감소시킬 수 있다. 또한, 본 실시형태에 의해 제작된 p-Si로 이루어진 TFT의 CMOS 구조의 구동회로를 사용함으로써 짧은 어드레스 시간이어도 신호전하를 충분히 판독할 수 있으므로, 미세한 피치의 화소를 구동할 수 있다. 본 구성은 예를 들어 화소크기가 60㎛의 유방검사용 X선 평면 검출기에 적용할 수 있다. 또한, 종래의 기술에서는 60㎛피치의 실장을 할 수 없었으므로, 이와 같은 미세한 화소의 X선 평면 검출기의 제조가 곤란하다. (변형예)
또한, 본 발명은 상술한 각 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 고감도 X선 감광막으로서는 이미 상술한 Se 등에 한정되지 않고 PbTe, HgTe, ZnS 등의 다결정 또는 단결정의 고효율의 X선 감광재료 및 이들의 혼결정이면 어떤 것이어도 좋다. 고감도 X선 감광막의 막두께는 X선을 충분히 흡수할 수 있는 막두께로 하면 좋다. 또한, 고저항 반도체막의 막두께는 광캐리어(전자 또는 정공)이 어드레스 시간의 1/10정도의 시간에 고저항막을 주행할 수 있도록 선택하면 좋다.
기판으로서는 유리 기판에 한정되는 것이 아니고 TFT가 형성되는 것이면 어떤 것이어도 좋다. 실시형태에서 사용한 X선 감광막은 저온에서 도포형성 가능하므로, 기판으로서 내열성이 낮은 플라스틱 등을 사용해도 좋다. 이 경우, X선 평면 검출기 전체에 가소성을 가지게 하는 것이 가능해진다. 또한, TFT의 구조로서는 게이트 위에 위치해도 게이트 아래에 위치해도 좋다.
또한, 보호막으로서는 무기의 SiNx나 SiO2, 또는 유기의 폴리이미드류(ε=약 3.3, 내압 약 300V/㎜)이나, 벤조시클로부텐(ε=약 2.7, 내압 약 400V/㎜), JSR(주)제조 아크릴계 감광수지 HRC(ε=약 3.2), 흑색 레지스트 등을 사용하면 좋고, 이것을 필요에 따라서 적층해도 좋다. 보호막으로서는 불소계 수지도 비유전율이 작으므로(ε=약 2.1) 유효하다. 또한, 보호막은 감광성이 아니어도 좋지만, 감광성 재료인 편이 패터닝이 용이하므로 유효하다.
그밖에, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 여러가지 변형하여 실시할 수 있다. 예를 들어, 상기 실시형태에서는 입사한 X선을 광전변환막에 의해 전자정공쌍으로 변환하는 직접변환방식의 X선 평면 검출기를 예로 설명했다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 입사한 X선을 형광체에 의해 일단 광으로 변환하고, 상기 광은 광전변환막에 의해 전자정공쌍으로 변환하는 간접변환방식의 X선 평면 검출기이어도 적용 가능하다.
본 발명의 부가적인 이점 및 변형이 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에 의해 쉽게 이루어질 수 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 실시예에 기술된 장치에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 첨부한 특허청구범위의 기술사상을 일탈하지 않는 범위내에서 다양한 변형 및 변경이 가능하다.
본 발명에 의하면 고전압에 대한 보호작용을 위해 화소회로가 복잡화되는 것을 방지하고, 화소를 미세화해도 양호한 화상을 취득할 수 있는 X선 평면 검출기를 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 X선 평면 검출기의 1화소의 회로구성을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 X선 평면 검출기의 기본 구성을 도시한 회로도,
도 3a는 화소(1)의 구성을 도시한 평면도,
도 3b는 화소(1)의 구성을 도시한 단면도,
도 3c는 종래의 X선 평면 검출기에 사용되는 n-ch의 p-SiTFT의, X선 조사전후의 스위치 특성의 상승변화를 도시한 도면,
도 4는 제 1 실시형태에 관한 X선 평면 검출기의 동작에 대해서 설명하기 위한 도면,
도 5a는 p 채널 TFT의 본래의 TFT 특성과, 게이트 오프시에 10V를 인가한 경우의 종래의 다이오드의 특성을 도시한 도면,
도 5b는 제 1 실시형태와 같이 하여 제작한 p-Si로 이루어진 P채널 TFT(1d)의 오프 리크전류를 도시한 도면,
도 5c는 제 1 실시형태에서의 p채널 TFT의 X선 조사전후의 특성을 도시한 도면,
도 6a는 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 X선 평면 검출기의 1화소구성을 도시한 평면도,
도 6b는 제 2 실시형태에 관한 X선 평면 검출기의 1화소구성을 도시한 단면도,
도 7은 본 발명의 제 3 실시형태에 관한 X선 평면 검출기에서의 드라이버 회로를 도시한 회로 구성도 및
도 8은 도 7에 도시한 드라이버 회로의 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1: 검출화소 2: 촬상영역
3: 주사선 4: 신호선
5: 게이트 드라이버 7: 판독회로
11: 절연막 12: Si막
13: SiO2막

Claims (26)

  1. 입사하는 X선에 의해 감광되고 신호전하를 발생하는 X선 감광막,
    상기 X선 감광막에 접하여 이차원적으로 배치된 복수의 화소전극,
    상기 X선 감광막에서 발생하는 신호전하로서의 정공 및 전자 중, 이동도가 높은 쪽을 상기 복수의 화소전극에 수집되도록, 상기 X선 감광막에 바이어스 전압을 인가하는 바이어스 전압인가유닛,
    상기 화소전극마다 설치되고 상기 X선 감광막이 발생하는 전하를 축적하는 복수의 커패시터,
    상기 화소전극판마다 설치되고 상기 커패시터가 축적하는 전하를 판독하는 복수의 스위칭용 박막 트랜지스터,
    상기 복수의 스위칭용 박막 트랜지스터를 개폐제어하기 위한 제어신호를 공급하는 복수의 주사선, 및
    상기 복수의 스위칭용 박막 트랜지스터에 접속되고 상기 스위칭용 박막 트랜지스터가 폐쇄되었을때 상기 전하를 판독하기 위한 복수의 신호선을 구비한 것을 특징으로 하는 X선 평면 검출기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 스위칭용 박막 트랜지스터는 LDD구조를 갖는 것을 특징으로 하는 X선 평면 검출기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 스위칭용 박막트랜지스터는 상기 X선 감광막에서 발생하는 신호전하로서의 정공 및 전자 중, 이동도가 높은 쪽을 캐리어로 하는 것을 특징으로 하는 X선 평면 검출기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 X선 감광막은 정공의 이동도가 전자의 이동도보다도 큰 소재로 이루어지고, 상기 복수의 스위칭용 박막 트랜지스터는 단결정 실리콘의 p채널 박막 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 X선 평면 검출기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 X선 감광막은 nip 구조이고,
    p측에 설치되는 상기 화소전극과
    n측에 설치되는 양극으로서의 공통전극을 갖는 것을 특징으로 하는 X선 평면 검출기.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 X선 감광막은 전자의 이동도가 정공의 이동도보다도 큰 소재로 이루어지고 pin 구조, n측에 설치되는 상기 화소전극, 및 p측에 설치되는 음극으로서의 공통전극을 구비하고,
    상기 복수의 스위칭용 박막 트랜지스터는 n채널 박막 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 X선 평면 검출기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 X선 감광막은 Se, PbI2, PbTe, HgTe, HgI2, ZnS, ZnTe, GaP, AlSb, CdZnTe, CdTe, CdSe, CdS 중 적어도 하나의 비정질 반도체, 다결정 반도체, 단결정 반도체 또는 혼결정 반도체인 것을 특징으로 하는 X선 평면 검출기.
  8. 입사하는 X선에 의해 감광되고 신호전하를 발생하는 X선 감광막,
    상기 X선 감광막에 접하여 이차원적으로 배치된 복수의 화소전극,
    상기 X선 감광막에서 발생하는 신호전하로서의 정공 및 전자 중, 이동도가 높은 쪽을 상기 복수의 화소전극에 수집되도록 상기 X선 감광막에 바이어스 전압을 인가하는 바이어스 전압 인가유닛,
    상기 화소전극마다 설치되고 상기 X선 감광막이 발생하는 전하를 축적하는 복수의 커패시터,
    상기 화소전극마다 설치되고 상기 X선 감광막에서 발생하는 신호전하로서의 정공 및 전자 중, 이동도가 높은 쪽을 캐리어로 하고, 상기 커패시터가 축적하는 전하를 판독하는 복수의 스위칭용 박막 트랜지스터,
    상기 복수의 스위칭용 박막 트랜지스터를 개폐제어하기 위한 제어신호를 공급하는 복수의 주사선, 및
    상기 복수의 스위칭용 박막 트랜지스터에 접속되고 상기 스위칭용 박막 트랜지스터가 폐쇄되었을 때 상기 전하를 판독하기 위한 복수의 신호선을 구비한 것을 특징으로 하는 X선 평면 검출기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 스위칭용 박막 트랜지스터는 LDD 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 X선 평면 검출기.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 X선 감광막은 정공의 이동도가 전자의 이동도보다도 큰 소재로 이루어지고 상기 복수의 스위칭용 박막 트랜지스터는 단결정 실리콘의 p채널 박막 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 X선 평면 검출기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 X선 감광막은 nip 구조이고,
    p측에 설치되는 상기 화소전극과
    n측에 설치되는 양극으로서의 공통전극을 갖는 것을 특징으로 하는 X선 평면 검출기.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 X선 감광막은 전자의 이동도가 정공의 이동도보다도 큰 소재로 이루어지고 pin 구조, n측에 설치되는 상기 화소전극, 및 p측에 설치되는 음극으로서의 공통전극을 구비하고,
    상기 복수의 스위칭용 박막 트랜지스터는 n채널 박막 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 X선 평면 검출기.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 X선 감광막은 Se, PbI2, PbTe, HgTe, HgI2, ZnS, ZnTe, GaP, AlSb, CdZnTe, CdTe, CdSe, CdS 중 적어도 하나의 비정질 반도체, 다결정 반도체, 단결정 반도체, 또는 혼결정 반도체인 것을 특징으로 하는 X선 평면 검출기.
  14. 정공의 이동도가 전자의 이동도보다도 큰 소재로 이루어지고, 입사하는 X선에 의해 감광되어 신호전하를 발생하는 X선 감광막,
    상기 X선 감광막에 접하여 2차원적으로 배치된 복수의 화소전극,
    상기 X선 감광막에서 발생하는 신호전하로서의 정공 및 전자 중, 이동도가 높은 쪽을 상기 복수의 화소전극에 수집되도록, 상기 X선 감광막에 바이어스 전압을 인가하는 바이어스 전압인가유닛,
    상기 화소전극마다 설치되고 상기 X선 감광막이 발생하는 전하를 축적하는 복수의 커패시터,
    절연기판상에 상기 화소전극마다 설치되고 상기 절연기판 상에 섬형상으로 설치된 다결정 실리콘막을 갖고, 상기 커패시터가 축적하는 신호전하를 판독하는 복수의 p채널 박막 트랜지스터,
    상기 복수의 p채널 박막 트랜지스터를 개폐제어하기 위한 제어신호를 공급하는 복수의 주사선, 및
    상기 복수의 p채널 박막 트랜지스터에 접속되고 상기 p채널 박막 트랜지스터가 폐쇄되었을 때 상기 신호전하를 판독하기 위한 복수의 신호선을 구비하는 것을 특징으로 하는 X선 평면 검출기.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 복수의 p채널 박막 트랜지스터는 LDD 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 X선 평면 검출기.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 X선 감광막은 비정질 반도체, 다결정 반도체, 단결정 반도체, 또는 혼결정 반도체인 것을 특징으로 하는 X선 평면 검출기.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 X선 감광막은 Se, AlSb, GaP 중 어느 하나를 갖는 것을 특징으로 하는 X선 평면 검출기.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 X선 감광막, p채널 박막 트랜지스터 및 축적용량부가 설치된 촬상영역의 주변 영역에 설치된 섬형상의 다결정 실리콘막으로 형성되고, 상기 복수의 p채널 박막 트랜지스터를 구동하는 복수의 구동회로를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 X선 평면 검출기.
  19. 전자의 이동도가 정공의 이동도보다도 큰 소재로 이루어지고 입사하는 X선에 의해 감광되고 전자 및 정공을 발생하는 X선 감광막,
    상기 X선 감광막에 접하여 2차원적으로 배치된 복수의 화소전극,
    상기 화소전극마다 설치되고 상기 X선 감광막이 발생하는 전자를 축적하는 복수의 커패시터,
    상기 화소전극마다 설치되고 상기 커패시터가 축적하는 전자를 판독하는 복수의 n채널 박막 트랜지스터,
    상기 복수의 n채널 박막 트랜지스터를 폐쇄제어하기 위한 제어신호를 공급하는 복수의 주사선, 및
    상기 복수의 n채널 박막 트랜지스터에 접속되고 상기 n채널 박막 트랜지스터가 폐쇄되었을 때 상기 전자를 판독하기 위한 복수의 신호선을 구비한 것을 특징으로 하는 X선 평면 검출기.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 복수의 n채널 박막 트랜지스터는 LDD구조를 갖는 것을 특징으로 하는 X선 평면 검출기.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 X선 감광막은 pin구조이고,
    n측에 설치되는 상기 화소전극과
    p측에 설치되는 음극으로서의 공통전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 X선 평면 검출기.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 X선 감광막은 PbI2, CdSe, CdTe, CdS, ZnTe, CdZnTe, HgI2 중 적어도 하나의 비정질 반도체, 다결정 반도체, 단결정 반도체 또는 혼결정 반도체인 것을 특징으로 하는 X선 평면 검출기.
  23. 입사하는 X선에 의해 감광되고 신호전하를 발생하는 X선 감광막,
    상기 X선 감광막에 접하여 이차원적으로 배치된 복수의 화소전극,
    상기 X선 감광막에 바이어스 전압을 인가하는 바이어스 전압 인가유닛,
    상기 화소전극마다 설치되고 상기 X선 감광막이 발생하는 전하를 축적하는 복수의 커패시터,
    상기 화소전극마다 설치되고 상기 커패시터가 축적하는 전하를 판독하는 복수의 스위칭용 박막 트랜지스터,
    상기 복수의 스위칭용 박막 트랜지스터를 개폐제어하기 위한 제어신호를 공급하는 복수의 주사선, 및
    상기 복수의 스위칭용 박막 트랜지스터에 접속되고 상기 스위칭용 박막 트랜지스터가 폐쇄되었을 때 상기 전하를 판독하기 위한 복수의 신호선을 구비하고,
    상기 복수의 스위칭용 박막 트랜지스터가 p채널의 다결정 실리콘에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 X선 평면 검출기.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 복수의 스위칭용 박막 트랜지스터는 LDD구조를 갖는 것을 특징으로 하는 X선 평면 검출기.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 복수의 스위칭용 박막 트랜지스터는 상기 X선 감광막에서 발생하는 신호전하로서의 정공 및 전자 중, 이동도가 높은 쪽을 캐리어로 하는 것을 특징으로 하는 X선 평면 검출기.
  26. 제 23 항에 있어서,
    상기 X선 감광막은 Se, AlSb, GaP 중 어느 하나를 갖는 것을 특징으로 하는 X선 평면 검출기.
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