KR101045084B1 - 엑스선 검출기 및 검출방법 - Google Patents
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Abstract
엑스선 검출기는 기판 상부에 형성된 제 1 전극과, 상기 제 1 전극의 상부에 형성된 제 1 절연층과 상기 제 1 절연층의 상부에 형성되고, 구멍(hole)을 포함하는 제 2 전극과, 상기 제 2 전극의 상부에 형성된 제 2 절연층과, 상기 제 2 절연층의 상부 양단에 형성된 격벽과, 상기 제 1 절연층, 상기 제 2 전극의 구멍 내부 및 상기 제 2 절연층을 통과하여 형성된 공간의 내부에 형성되는 제 1 영역과, 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 절연층의 상부에 형성되는 제 2 영역을 포함하고, 전하를 수집할 수 있는 전하 수집층과, 상기 전하 수집층의 상부에 형성되고, 엑스선 신호가 조사되면 전하를 생성하는 포토 컨덕터층 및 상기 포토 컨덕터층의 상부에 형성된 제 3 전극을 포함할 수 있다.
Description
엑스선을 검출하여 이미지 데이터를 생성하는 엑스선 검출기 및 검출 방법과 관련된다.
종래의 엑스선(X-RAY) 장치는 스크린/필름을 사용하여 촬영하고, 판독을 위해 그 필름을 인화하는 공정이 필요하였다. 따라서, 필름의 현상, 보관, 이송 등에 따른 각종 경제적, 시간적인 낭비가 심각했다.
이를 극복하기 위해, 최근 디지털 엑스선 장치는 필름을 대신하는 디지털 매체를 이용하여 이미지를 획득한다. 이와 같이, 이미지 획득의 디지털화는 자료를 전산화, 정보화하는데 매우 유익할 뿐만 아니라 여러 가지 영상 처리 기법을 적용함으로써 미세 음영의 가시도 개선과 정량적인 측정과 분석 등에 따른 진단 능력의 향상을 가져오고 있다. 또한, 엑스선 장치는 영상 획득부의 감도를 최대화함으로써 기존 필름 방식에 비해 더 적은 x-ray 조사량으로 우수한 화질을 얻을 수 있다. 따라서, 엑스선 장치는 신체의 피폭량을 줄일 뿐만 아니라 인화에 필요한 화학약품이 불필요함으로 보다 환경에 친화적이다. 또한, 엑스선 장치는 영상의 획득, 저장, 전송, 표시 등을 일원적으로 관리하는 PACS의 개발과 발달에 따라 획득된 영상을 실시간으로 컴퓨터에서 관리할 수 있으므로 기존의 필름 방식에 비해 보다 효율적으로 병원 내 진료의 질적 향상을 가져올 수 있다.
더 나아가, 최근에는 엑스선 장치의 구조의 단순화 및 성능 향상 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
엑스선 검출기의 구조를 단순할 뿐만 아니라 성능을 향상시킬 수 있는 엑스선 검출기 및 검출 방법이 개시된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 검출기는 기판 상부에 형성된 제 1 전극과, 상기 제 1 전극의 상부에 형성된 제 1 절연층과, 상기 제 1 절연층의 상부에 형성되고, 구멍(hole)을 포함하는 제 2 전극과, 상기 제 2 전극의 상부에 형성된 제 2 절연층과, 상기 제 2 절연층의 상부 양단에 형성된 격벽과, 상기 제 1 절연층, 상기 제 2 전극의 구멍 내부 및 상기 제 2 절연층을 통과하여 형성된 공간의 내부에 형성되는 제 1 영역과, 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 절연층의 상부에 형성되는 제 2 영역을 포함하고, 전하를 수집할 수 있는 전하 수집층과, 상기 전하 수집층의 상부에 형성되고, 엑스선 신호가 조사되면 전하를 생성하는 포토 컨덕터층; 및 상기 포토 컨덕터층의 상부에 형성된 제 3 전극을 포함한다.
여기서, 상기 제 1 영역은 아래쪽으로 내려감에 따라 점점 좁아질 수 있다.
여기서, 엑스선 검출기는 상기 격벽의 상부에 형성되고, 전압이 인가되면 격벽의 내부에 전기장을 형성하는 제 4 전극을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제 1 전극은 상기 기판보다 작고, 상기 제 1 절연층은 상기 제 1 전극 및 상기 기판의 상부에 형성될 수 있다.
여기서, 상기 제 2 절연층은 상기 제 2 전극 및 상기 제 1 절연층의 상부에 형성될 수 있다.
여기서, 상기 구멍은 상기 제 2 전극의 중심부에 형성된 1개의 구멍일 수 있다.
여기서, 상기 포토 컨덕터층은 상기 전하수집층 및 상기 격벽의 상부에 형성될 수 있다.
여기서, 엑스선 검출기는 상기 제 1 전극에 수집된 전하에 기초하여 이미지 데이터를 생성하는 이미지 생성부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 엑스선 검출기는 상기 제 1 전극, 상기 제 2 전극 및 상기 제 3 전극에 인가되는 전원을 제어하는 전원 공급 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 엑스선 검출방법은 제 2 전극 및 제 3 전극에 전압을 인가하여 제 1 전기장을 생성하는 단계와, 상기 제 1 전기장에 의해, 엑스선 신호가 조사되어 생성된 전하가 상기 포토컨덕터층의 상부 및 하부로 분리되는 단계와, 상기 제 1 전극에 전압을 인가하여 제 2 전기장을 생성하는 단계와, 상기 제 2 전기장에 의해, 상기 포토컨덕터층의 하부에 존재하는 전하가 상기 전하 수집층에 수집되는 단계; 및 상기 제 2 전극에 리드 아웃 전압을 인가함으로써, 상기 전하 수집층에 존재하는 전하를 상기 제 1 전극으로 이동시키는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 리드 아웃 전압은 상기 분리되는 단계에서 상기 제 2 전극에 인가된 전압보다 클 수 있다.
여기서, 상기 분리되는 단계에서, 상기 제 3 전극에 인가되는 전압은 상기 제 2 전극에 인가되는 전압보다 클 수 있다.
여기서, 상기 수집 단계에서, 상기 제 1 전극에 인가되는 전압은 상기 제 3 전극에 인가되는 전압보다는 작고, 상기 제 2 전극에 인가되는 전압보다는 클 수 있다.
여기서, 엑스선 검출 방법은 상기 제 1 전극에 수집된 전하에 기초하여 이미지 데이터를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
개시된 내용에 따르면, 엑스선 검출기는 구조가 간단할 뿐만 아니라 제작 단가도 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 엑스선 검출기에 관한 도면이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 엑스선 검출기에 관한 도면이다.
도 3은 엑스선을 검출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 검출 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5a 내지 도 5d는 도 4의 엑스선 검출 방법을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 엑스선 검출기에 관한 도면이다.
도 3은 엑스선을 검출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 검출 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5a 내지 도 5d는 도 4의 엑스선 검출 방법을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 엑스선 검출기에 관한 도면이다.
도 1을 참조하면, 엑스선 검출기(100)는 기판(110), 제 1 전극(120), 제 1 절연층(130), 제 2 전극(140), 제 2 절연층(150), 격벽(160), 전하 수집층(170), 포토컨덕터층(180) 및 제 3 전극(190)을 포함한다. 엑스선 검출기(100)는 전원공급제어부(200) 및 이미지 생성부(250)를 더 포함할 수 있다.
제 1 전극(120)은 기판(110)의 상부에 형성될 수 있다.
제 1 절연층(130)은 제 1 전극(120)의 상부에 형성될 수 있다.
제 1 전극(120)이 기판(110)보다 작은 경우, 제 1 절연층(130)은 제 1 전극(120) 및 기판(110)의 상부에 형성될 수 있다.
제 2 전극(140)은 제 1 절연층(130)의 상부에 형성될 수 있다. 제 2 전극은 구멍(hole)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제 2 전극은 중심부에 형성된 1개의 구멍을 포함할 수 있다. 이에 대한 구체적인 형상은 도 3을 참조하여 후술하겠다.
제 2 절연층(150)은 제 2 전극(140)의 상부에 형성될 수 있다. 제 2 절연층(150)은 제 1 절연층(130) 및 제 2 전극(140)의 상부에 형성될 수 있다. 즉, 제 2 절연층(150)은 제 2 전극(140)의 상부 및 옆면을 감싸도록 형성될 수 있다.
격벽(160)은 제 2 절연층(150)의 상부 양단에 형성될 수 있다. 예를 들면, 격벽(160)은 제 2 절연층의 왼쪽 상부에 1개 형성되고, 제 2 절연층의 오른쪽 상부에 1 개 형성될 수 있다. 격벽(160)은 엑스선이 외부로 조사되는 것을 방지할 수 있다.
전하 수집층(170)은 전하를 수집할 수 있다. 전자 수집층(170)은 제 1 영역(171) 및 제 2 영역(172)에 형성될 수 있다. 제 1 영역(171)은 제 1 절연층(130), 제 2 전극(140)의 구멍(hole) 내부 및 제 2 절연층(150)을 통과하여 형성된 공간의 내부 영역을 의미한다. 제 2 영역(172)은 제 1 영역(171) 및 제 2 절연층(150)의 상부에 형성되는 영역을 의미한다. 제 1 영역(171)은 아래쪽으로 내려감에 따라 점점 좁아지도록 형성될 수 있다.
전하 수집층(170)은 액체 또는 고체의 반도체 물질일 수 있다. 액체의 반도체 물질인 경우, 제조업자는 액체의 반도체 물질을 충진시킨 후 경화시켜 전하 수집층(170)을 형성할 수 있다. 고체의 반도체 물질인 경우, 제조업자는 고체의 반도체 물질을 증착시켜 전하 수집층(170)을 형성할 수 있다.
포토컨덕터층(180)은 전하 수집층(170)의 상부에 형성될 수 있다. 또는, 포토컨덕터층(180)은 격벽(160) 및 전하 수집층(170)의 상부에 형성될 수 있다.
포토컨덕터층(180)은 엑스선 등이 조사되면, 엑스선 등의 신호 강도에 비례하여 내부에 전하를 생성한다. 여기서, 전하란 전자 또는 정공을 의미한다. 포토컨덕터층(180)는 비정질셀레늄(a-Se, amorphous selenium) 혹은 As2Se3 또는 As등을 함유한 비정질 셀레늄의 화합물일 수 있다.
제 3 전극(190)은 포토컨덕터층(180)의 상부에 형성될 수 있다.
전원 공급 제어부(200)는 제 1 전극(120), 제 2 전극(140) 및 제 3 전극(190)과 전기적으로 연결된다. 전원 공급 제어부(200)는 제 1 전극(120), 제 2 전극(140) 및 제 3 전극(190)에 인가되는 전압을 제어할 수 있다.
전원 공급 제어부(200)가 제 2 전극(140) 및 제 3 전극(190)에 전압을 인가하면, 전기장이 생성된다. 생성된 전기장에 의해, 엑스선 신호가 조사되어 생성된 전하가 포토컨덕터층(180)의 상부 및 하부로 분리되어 이동된다. 전원 공급 제어부(200)가 제 1 전극(120)에 전압을 인가하면, 포토컨덕터층(180)의 하부에 존재하는 전하가 전하 수집층(170)에 수집된다. 전원 공급 에어부(200)가 제 2 전극(140)에 리드 아웃 전압을 인가하면, 전하 수집층(170)에 존재하는 전하가 제 1 전극으로 이동된다. 전원을 공급하는 구체적인 방법은 도 4를 참조하여 후술하겠다.
이미지 생성부(250)는 제 1 전극(120)에 수집된 전하에 기초하여 이미지 데이터를 생성할 수 있다.
엑스선 검출기(100)는 이미지 데이터의 각각의 픽셀들에 대응되도록 다수개 존재할 수 있다.
엑스선 검출기는 구조가 간단할 뿐만 아니라 제작 단가도 줄일 수 있다.
또한, 엑스선 검출기는 전하를 수집하기 위한 별도의 커패시터를 구비하지 않고도, 전하를 제 2 전극 및 제 2 절연층의 상부의 전하 수집층에 저장할 수 있다.
도 2는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 엑스선 검출기에 관한 도면이다.
도 2를 참조하면, 엑스선 검출기(100)는 기판(110), 제 1 전극(120), 제 1 절연층(130), 제 2 전극(140), 제 2 절연층(150), 격벽(160), 전하 수집층(170), 포토컨덕터층(180), 제 3 전극(190) 및 제 4 전극(195)을 포함한다. 엑스선 검출기(100)는 전원공급제어부(200) 및 이미지 생성부(250)를 더 포함할 수 있다.
제 1 전극(120)은 기판(110)의 상부에 형성될 수 있다.
제 1 절연층(130)은 제 1 전극(120)의 상부에 형성될 수 있다.
제 1 전극(120)이 기판(110)보다 작은 경우, 제 1 절연층(130)은 제 1 전극(120) 및 기판(110)의 상부에 형성될 수 있다.
제 2 전극(140)은 제 1 절연층(130)의 상부에 형성될 수 있다. 제 2 전극은 구멍(hole)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제 2 전극은 중심부에 형성된 1개의 구멍을 포함할 수 있다. 이에 대한 구체적인 형상은 도 3을 참조하여 후술하겠다.
제 2 절연층(150)은 제 2 전극(140)의 상부에 형성될 수 있다. 제 2 절연층(150)은 제 1 절연층(130) 및 제 2 전극(140)의 상부에 형성될 수 있다. 즉, 제 2 절연층(150)은 제 2 전극(140)의 상부 및 옆면을 감싸도록 형성될 수 있다.
격벽(160)은 제 2 절연층(150)의 상부 양단에 형성될 수 있다. 예를 들면, 격벽(160)은 제 2 절연층의 왼쪽 상부에 1개 형성되고, 제 2 절연층의 오른쪽 상부에 1 개 형성될 수 있다. 격벽(160)은 엑스선이 외부로 조사되는 것을 방지할 수 있다.
전하 수집층(170)은 전하를 수집할 수 있다. 전자 수집층(170)은 제 1 영역(171) 및 제 2 영역(172)에 형성될 수 있다. 제 1 영역(171)은 제 1 절연층(130), 제 2 전극(140)의 구멍(hole) 내부 및 제 2 절연층(150)을 통과하여 형성된 공간의 내부 영역을 의미한다. 제 2 영역(172)은 제 1 영역(171) 및 제 2 절연층(150)의 상부에 형성되는 영역을 의미한다. 제 1 영역(171)은 아래쪽으로 내려감에 따라 점점 좁아지도록 형성될 수 있다.
전하 수집층(170)은 액체 또는 고체의 반도체 물질일 수 있다. 액체의 반도체 물질인 경우, 제조업자는 액체의 반도체 물질을 충진시킨 후 경화시켜 전하 수집층(170)을 형성할 수 있다. 고체의 반도체 물질인 경우, 제조업자는 고체의 반도체 물질을 증착시켜 전하 수집층(170)을 형성할 수 있다.
포토컨덕터층(180)은 전하 수집층(170)의 상부에 형성될 수 있다. 또는, 포토컨덕터층(180)은 격벽(160) 및 전하 수집층(170)의 상부에 형성될 수 있다.
포토컨덕터층(180)은 입사되는 엑스선 등 외부의 신호 강도에 비례하여 내부에 전하를 생성한다. 여기서, 전하란 전자 또는 정공을 의미한다. 포토컨덕터층(180)는 비정질셀레늄(a-Se, amorphous selenium) 혹은 As2Se3 또는 As등을 함유한 비정질 셀레늄의 화합물일 수 있다.
제 3 전극(190)은 포토컨덕터층(180)의 상부에 형성될 수 있다.
제 4 전극(195)은 격벽(160)의 상부에 형성될 수 있다. 제 4 전극(195)에 전압이 인가되면, 격벽(160)의 내부에는 전기장이 형성된다. 형성된 전기장에 의해서 전기적인 신호가 증폭될 수 있다. 여기서, 전기적인 신호는 전자 또는 정공이 이동하면서 생성되는 신호를 의미할 수 있다. 즉, 애벌런치(avalanch) 효과가 생성되어 전기적인 신호를 증폭할 수 있다. 전기적인 신호의 증폭이 필요한 경우, 전원 공급 제어부(200)는 제 4 전극에 전원을 인가함으로써, 전기적인 신호를 증폭할 수 있다.
전원 공급 제어부(200)는 제 1 전극(120), 제 2 전극(140) 및 제 3 전극(190)과 전기적으로 연결된다. 전원 공급 제어부(200)는 제 1 전극(120), 제 2 전극(140) 및 제 3 전극(190)에 인가되는 전압을 제어할 수 있다. 전원을 공급하는 구체적인 방법은 도 4를 참조하여 후술하겠다.
이미지 생성부(250)는 제 1 전극(120)에 수집된 전하에 기초하여 이미지 데이터를 생성할 수 있다.
엑스선 검출기(100)는 이미지 데이터의 각각의 픽셀들에 대응되도록 다수개 존재할 수 있다.
엑스선 검출기는 별도의 증폭기를 구비하지 않고도, 격벽의 상부에 전극을 형성하고 이를 이용하여 전기적인 신호를 증폭할 수 있다.
도 3은 엑스선을 검출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 엑스선 검출기(100)는 총 49개가 존재하며, 이미지 데이터의 각각의 픽셀에 대응되게 엑스선 검출기(100)가 위치한다. 여기서, 이미지 데이터는 7*7 픽셀로 표현될 수 있다. 또한, 검출하는 과정을 용이하게 설명하기 위해, 엑스선 검출기(100) 중 제 1 전극(120) 및 제 2 전극(140)만을 도시하였다. 제 2 전극(140)은 7개 단위로 연결될 수 있다.
도 3의 (a)를 참조하면, 전원 공급 제어부(200)는 첫번째 열에 대응되는 제 2 전극(140)에 리드 아웃 신호(300)를 인가한다. 그러면, 첫번째 열에 대응되는 제 2 전극(140)에 수집된 전하가 제 1 전극(120)으로 이동한다. 이미지 생성부(250)는 제 1 전극(120)에 존재하는 전하에 기초하여 첫번째 열에 대응되는 이미지 데이터를 생성한다.
도 3의 (b)를 참조하면, 전원 공급 제어부(200)는 두번째 열에 대응되는 제 2 전극(140)에 리드 아웃 신호(300)를 인가한다. 그러면, 두번째 열에 대응되는 제 2 전극(140)에 수집된 전하가 제 1 전극(120)으로 이동한다. 이미지 생성부(250)는 제 1 전극(120)에 존재하는 전하에 기초하여 두번째 열에 대응되는 이미지 데이터를 생성한다.
도 3의 (c)를 참조하면, 전원 공급 제어부(200)는 세번째 열에 대응되는 제 2 전극(140)에 리드 아웃 신호(300)를 인가한다. 그러면, 세번째 열에 대응되는 제 2 전극(140)에 수집된 전하가 제 1 전극(120)으로 이동한다. 이미지 생성부(250)는 제 1 전극(120)에 존재하는 전하에 기초하여 세번째 열에 대응되는 이미지 데이터를 생성한다.
도 3의 (d)를 참조하면, 전원 공급 제어부(200)는 네번째 열에 대응되는 제 2 전극(140)에 리드 아웃 신호(300)를 인가한다. 그러면, 네번째 열에 대응되는 제 2 전극(140)에 수집된 전하가 제 1 전극(120)으로 이동한다. 이미지 생성부(250)는 제 1 전극(120)에 존재하는 전하에 기초하여 네번째 열에 대응되는 이미지 데이터를 생성한다.
이와 같은 과정을 반복하여 실행함으로써, 엑스선 검출기는 이미지 데이터를 생성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 검출 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 전원 공급 제어부(200)가 제 2 전극(140) 및 제 3 전극(190)에 전압을 인가하여 제 1 전기장을 생성한다(400). 제 3 전극(190)에 인가되는 전압은 제 2 전극(140)에 인가되는 전압보다 클 수 있다. 생성된 제 1 전기장에 의해, 엑스선 신호가 조사되어 생성된 전하가 포토컨덕터층(180)의 상부 및 하부로 분리된다(410). 전원 공급 제어부(200)가 제 1 전극(120)에 전압을 인가하여 제 2 전기장을 생성한다(420). 생성된 제 2 전기장에 의해, 포토컨덕터층(180)의 하부에 존재하는 전하가 전하 수집층(170)에 수집된다(430). 제 1 전극(120)에 인가되는 전압은 제 3 전극(190)에 인가되는 전압보다는 작고, 제 2 전극(140)에 인가되는 전압보다는 클 수 있다. 전원 공급 제어부(200)가 제 2 전극(140)에 리드 아웃 전압을 인가하면, 전하 수집층(170)에 존재하는 전하가 제 1 전극(140)으로 이동된다(440). 리드 아웃 전압은 상기 분리되는 단계(410)에서 제 2 전극(140)에 인가된 전압보다 클 수 있다. 이미지 생성부(250)는 제 1 전극(120)에 수집된 전하에 기초하여 이미지 데이터를 생성한다.
도 2를 참조하여 또 다른 예를 들면, 전기적인 신호를 증폭하기 위한 신호가 입력되면, 전원 공급 제어부(200)는 제 4 전극(195)에 전압을 인가하여 전기적인 신호를 증폭할 수 있다. 증폭하기 위한 신호는 사용자가 사용자 입력부(미도시) 등을 이용하여 입력할 수 있다.
도 5a 내지 도 5d는 도 4의 엑스선 검출 방법을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 제 1 전극(120), 제 2 전극(140) 및 제 3 전극(190)에 양(+) 전압이 인가되는 경우를 기준으로 엑스선이 검출되는 방법을 설명하겠다.
도 1 및 도 5a를 참조하면, 엑스선이 조사되면, 정공(500) 및 전자(510)가 포토컨덕터층(180)에 생성된다.
도 1 및 도 5b를 참조하면, 전원 공급 제어부(200)가 제 2 전극(140) 및 제 3 전극(190)에 양(+) 전압을 인가하여 제 1 전기장을 생성한다. 제 3 전극(190)에 인가되는 양(+) 전압은 제 2 전극(140)에 인가되는 양(+) 전압보다 클 수 있다. 생성된 제 1 전기장에 의해, 전공(500)은 포토컨덕터층(180)의 하부로 이동되고, 전자(510)는 포토컨덕터층(180)의 상부로 이동된다.
도 1 및 도 5c를 참조하면, 전원 공급 제어부(200)가 제 1 전극(120)에 전압을 인가하여 제 2 전기장을 생성한다. 제 1 전극(120)에 인가되는 양(+) 전압은 제 3 전극(190)에 인가되는 양(+) 전압보다는 작고, 제 2 전극(140)에 인가되는 양(+) 전압보다는 클 수 있다. 생성된 제 2 전기장에 의해, 포토컨덕터층(180)의 하부에 존재하는 전공(500)이 전하 수집층(170)에 수집된다.
도 1 및 도 5d를 참조하면, 전원 공급 제어부(200)가 제 2 전극(140)에 리드 아웃 전압을 인가하면, 전하 수집층(170)에 존재하는 전공(500)이 제 1 전극(140)으로 이동된다. 이미지 생성부(250)는 제 1 전극(120)에 수집된 전공(500)에 기초하여 이미지 데이터를 생성한다.
만약 제 1 전극(120), 제 2 전극(140) 및 제 3 전극(190)에 음(-) 전압이 인가되는 경우를 기준으로 엑스선이 검출되는 방법을 한다면, 도 1 및 도 5a를 참조하면, 엑스선이 조사되면, 정공(500) 및 전자(510)가 포토컨덕터층(180)에 생성된다.
도 1 및 도 5b를 참조하면, 전원 공급 제어부(200)가 제 2 전극(140) 및 제 3 전극(190)에 전압을 인가하여 제 1 전기장을 생성한다. 제 3 전극(190)에 인가되는 음(-) 전압은 제 2 전극(140)에 인가되는 음(-) 전압보다 클 수 있다. 생성된 제 1 전기장에 의해, 전자(510)는 포토컨덕터층(180)의 하부로 이동되고, 전공(500)은 포토컨덕터층(180)의 상부로 이동된다.
도 1 및 도 5c를 참조하면, 전원 공급 제어부(200)가 제 1 전극(120)에 전압을 인가하여 제 2 전기장을 생성한다. 제 1 전극(120)에 인가되는 음(-) 전압은 제 3 전극(190)에 인가되는 음(-) 전압보다는 작고, 제 2 전극(140)에 인가되는 음(-) 전압보다는 클 수 있다. 생성된 제 2 전기장에 의해, 포토컨덕터층(180)의 하부에 존재하는 전자(510)가 전하 수집층(170)에 수집된다.
도 1 및 도 5d를 참조하면, 전원 공급 제어부(200)가 제 2 전극(140)에 리드 아웃 전압을 인가하면, 전하 수집층(170)에 존재하는 전자(510)가 제 1 전극(140)으로 이동된다. 이미지 생성부(250)는 제 1 전극(120)에 수집된 전자(510)에 기초하여 이미지 데이터를 생성한다.
설명된 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
또한, 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 전술한 방법은, 프로그램이 기록된 매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 매체의 예로는, ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.
Claims (14)
- 기판 상부에 형성된 제 1 전극;
상기 제 1 전극의 상부에 형성된 제 1 절연층;
상기 제 1 절연층의 상부에 형성되고, 구멍(hole)을 포함하는 제 2 전극;
상기 제 2 전극의 상부에 형성된 제 2 절연층;
상기 제 2 절연층의 상부 양단에 형성된 격벽;
상기 제 1 절연층, 상기 제 2 전극의 구멍 내부 및 상기 제 2 절연층을 통과하여 형성된 공간의 내부에 형성되는 제 1 영역과, 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 절연층의 상부에 형성되는 제 2 영역을 포함하고, 전하를 수집할 수 있는 전하 수집층;
상기 전하 수집층의 상부에 형성되고, 엑스선 신호가 조사되면 전하를 생성하는 포토 컨덕터층; 및
상기 포토 컨덕터층의 상부에 형성된 제 3 전극을 포함하는 엑스선 검출기.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 영역은 아래쪽으로 내려감에 따라 점점 좁아지는 엑스선 검출기.
- 제 1 항에 있어서,
상기 격벽의 상부에 형성되고, 전압이 인가되면 격벽의 내부에 전기장을 형성하는 제 4 전극을 더 포함하는 엑스선 검출기.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 전극은 상기 기판보다 작고, 상기 제 1 절연층은 상기 제 1 전극 및 상기 기판의 상부에 형성되는 엑스선 검출기.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 절연층은 상기 제 2 전극 및 상기 제 1 절연층의 상부에 형성되는 엑스선 검출기.
- 제 1 항에 있어서,
상기 구멍은
상기 제 2 전극의 중심부에 형성된 1개의 구멍인 엑스선 검출기.
- 제 1 항에 있어서,
상기 포토 컨덕터층은 상기 전하수집층 및 상기 격벽의 상부에 형성되는 엑스선 검출기.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 전극에 수집된 전하에 기초하여 이미지 데이터를 생성하는 이미지 생성부를 더 포함하는 엑스선 검출기.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 전극, 상기 제 2 전극 및 상기 제 3 전극에 인가되는 전원을 제어하는 전원 공급 제어부를 더 포함하는 엑스선 검출기.
- 기판 상부에 형성된 제 1 전극과, 상기 제 1 전극의 상부에 형성된 제 1 절연층과, 상기 제 1 절연층의 상부에 형성되고, 구멍(hole)을 포함하는 제 2 전극과, 상기 제 2 전극의 상부에 형성된 제 2 절연층과, 상기 제 2 절연층의 상부 양단에 형성된 격벽과, 상기 제 1 절연층, 상기 제 2 전극의 구멍 내부 및 상기 제 2 절연층을 통과하여 형성된 공간의 내부에 형성되는 제 1 영역과, 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 절연층의 상부에 형성되는 제 2 영역을 포함하고, 전하를 수집할 수 있는 전하 수집층과 상기 전하 수집층 및 상기 격벽 상부에 형성되고, 엑스선 신호가 조사되면 전하를 생성하는 포토 컨덕터층 및 상기 포토 컨덕터층의 상부에 형성된 제 3 전극을 포함하는 엑스선 검출기를 이용한 엑스선 검출 방법에 있어서,
상기 제 2 전극 및 상기 제 3 전극에 전압을 인가하여 제 1 전기장을 생성하는 단계;
상기 제 1 전기장에 의해, 엑스선 신호가 조사되어 생성된 전하가 상기 포토컨덕터층의 상부 및 하부로 분리되는 단계;
상기 제 1 전극에 전압을 인가하여 제 2 전기장을 생성하는 단계;
상기 제 2 전기장에 의해, 상기 포토컨덕터층의 하부에 존재하는 전하가 상기 전하 수집층에 수집되는 단계; 및
상기 제 2 전극에 리드 아웃 전압을 인가함으로써, 상기 전하 수집층에 존재하는 전하를 상기 제 1 전극으로 이동시키는 단계를 포함하는 엑스선 검출 방법.
- 제 10 항에 있어서,
상기 리드 아웃 전압은 상기 분리되는 단계에서 상기 제 2 전극에 인가된 전압보다 큰 엑스선 검출 방법.
- 제 10 항에 있어서,
상기 분리되는 단계에서, 상기 제 3 전극에 인가되는 전압은 상기 제 2 전극에 인가되는 전압보다 큰 엑스선 검출 방법.
- 제 10 항에 있어서,
상기 수집 단계에서, 상기 제 1 전극에 인가되는 전압은 상기 제 3 전극에 인가되는 전압보다는 작고, 상기 제 2 전극에 인가되는 전압보다는 큰 엑스선 검출 방법.
- 제 10 항에 있어서,
상기 제 1 전극에 수집된 전하에 기초하여 이미지 데이터를 생성하는 단계를 더 포함하는 엑스선 검출 방법.
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