KR101307421B1 - 전자빔용 이미지 센서 및 그의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전자빔용 이미지 센서 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 전자빔용 이미지 센서는 스위칭 전압을 공급하는 게이트 라인 및 박막트랜지스터에 저장된 전하를 외부로 출력하는 데이터 라인에 접속되는 박막트랜지스터와, 박막트랜지스터의 드레인에 접속되어, 가시광 입력에 따라 박막트랜지스터에 전달할 전하를 축적하는 포토다이오드와, 포토다이오드에 음 전위의 바이어스 전압을 공급하는 바이어스 라인과 접속되는 바이어스 전극을 포함하고, 바이어스 전극은, 박막트랜지스터 상부와 포토다이오드의 외곽을 덮도록 형성된다.
본 발명에 따른 전자빔용 이미지 센서는 스위칭 전압을 공급하는 게이트 라인 및 박막트랜지스터에 저장된 전하를 외부로 출력하는 데이터 라인에 접속되는 박막트랜지스터와, 박막트랜지스터의 드레인에 접속되어, 가시광 입력에 따라 박막트랜지스터에 전달할 전하를 축적하는 포토다이오드와, 포토다이오드에 음 전위의 바이어스 전압을 공급하는 바이어스 라인과 접속되는 바이어스 전극을 포함하고, 바이어스 전극은, 박막트랜지스터 상부와 포토다이오드의 외곽을 덮도록 형성된다.
Description
본 발명은 전자빔용 이미지 센서 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
현재 검사용으로 널리 사용되고 있는 전자현미경 검사 방법은 형광판을 사용하여 육안으로 확인하고, 그 결과를 디지털화하기 위해서는 디지털카메라로 촬영해야 하는 과정을 거쳐야 했다.
그러나, 근래에 들어서 반도체 기술의 발전에 힘입어 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)를 이용한 이미지 센서가 개발되었다. 그 중, 이미지 센서는 박막트랜지스터를 스위칭 소자로 사용하여, 전자빔 촬영 즉시 실시간으로 결과를 검사할 수 있는 장점이 있다.
이러한, 전자현미경에서 획득하는 영상을 선명하게 얻기 위해서는 형광판 위에 형성된 전자빔의 이미지를 외부의 디지털 카메라로 촬영하기보다는 형광판 아래쪽에 근거리에 접합되어 있는 접촉식 이미지를 센서를 사용하는 것이 바람직하다. 전자현미경 내의 형광판에 형성되는 영상은 수 센티미터 이상의 면적을 가지므로 일반적으로 생산되는 CCD나 CMOS 센서를 이용하기 어렵다.
또한, 대면적 CCD나 CMOS를 이용할 경우, 형광판 아래에 광섬유 번들(optical fiber bundle)을 설치하고, 형광판에서 출력되는 가시광이 광섬유 번들을 통해 CCD나 CMOS로 입력되도록 하는 방식을 이용하기도 한다. 이 경우, 5 센티미터 이상의 형광판 이미지를 광학계 없이 접촉식으로 획득할 수는 있으나 기구가 복잡해지고 기구 비용이 증가하는 문제점이 발생된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 전자빔용 평판 이미지 센서 및 그의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 전자빔용 이미지 센서는, 스위칭 전압을 공급하는 게이트 라인 및 박막트랜지스터에 저장된 전하를 외부로 출력하는 데이터 라인에 접속되는 박막트랜지스터와, 박막트랜지스터의 드레인에 접속되어, 가시광 입력에 따라 박막트랜지스터에 전달할 전하를 축적하는 포토다이오드와, 포토다이오드에 음 전위의 바이어스 전압을 공급하는 바이어스 라인과 접속되는 바이어스 전극을 포함하고, 바이어스 전극은, 박막트랜지스터 상부와 포토다이오드의 외곽을 덮도록 형성된다.
박막트랜지스터는, 게이트 라인과 접속되는 게이트 전극과, 게이트 전극을 덮는 게이트 절연막과, 데이터 라인이 접속된 소스 전극과, 소스 전극과 마주보도록 형성된 드레인 전극과, 소스 전극 및 드레인 전극과 오믹 접촉되도록 소스 전극 및 드레인 전극과 일부 중첩되며, 게이트 절연막을 사이에 두고 게이트 전극과 중첩되도록 게이트 절연막 상에 형성된 액티브층과, 액티브층 상에 드레인 전극이 노출되도록 화소 컨택홀이 형성된 제1 보호막을 포함할 수 있다.
액티브층은, 비정질실리콘, 다결정 실리콘, ZnO(Zinc Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITO(Indium Tin Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide) 중 어느 하나로 형성된 박막 형태의 반도체일 수 있다. 또한, 액티브층의 두께는 10~1000nm일 수 있다.
포토다이오드는 제1 보호막상에 형성되어, 드레인 전극과 접속될 수 있다.
포토다이오드는, 드레인 전극과 전기적으로 접속되는 제1 전극과, 제1 전극 상에 형성되며, N형 반도체층, 진성 반도체층, P형 반도체층이 순차적으로 적층된 형태인 반도체층을 포함할 수 있다.
일 측면에 따른 전자빔용 이미지 센서는, 포토다이오드 상부에 음극을 형성하는 제2 전극과, 제2 전극이 일부 노출되도록 공통 컨택홀이 형성된 제2 보호막과, 전자빔용 이미지 센서 전체를 보호하는 제3 보호막을 더 포함하고, 바이어스 전극은 제2 보호막 및 제3 보호막 사이에 형성될 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 측면에 따른 전자빔용 이미지 센서의 제조 방법은, 스위칭 전압을 공급하는 게이트 라인 및 박막트랜지스터에 저장된 전하를 외부로 출력하는 데이터 라인에 접속되는 박막트랜지스터를 형성하는 단계와, 박막트랜지스터의 드레인에 접속되어, 가시광 입력에 따라 박막트랜지스터에 전달할 전하를 축적하는 포토다이오드를 형성하는 단계와, 포토다이오드에 음 전위의 바이어스 전압을 공급하는 바이어스 라인과 접속되는 바이어스 전극을 형성하는 단계를 포함하고, 바이어스 전극은, 박막트랜지스터 상부와 포토다이오드의 외곽을 덮도록 형성된다.
본 발명에 따른 전자빔용 이미지 센서는, 박막 절연기판이나 절연막이 코팅된 금속 기판에 박막트랜지스터 및 포토다이오드를 형성함으로써 제조되어, CCD나 CMOS 이미지 센서에 비해 넓은 면적의 이미지 센서를 직접 형광판과 접촉하여 전자빔 영상을 획득할 수 있을 뿐만 아니라 광섬유 번들(optical fiber bundle)을 사용하는 것에 비해 부피와 비용을 절감할 수 있다. 이에 따라, 전자현미경에 부피가 얇고 저렴한 전자빔용 이미지 센서를 장착할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전자빔용 이미지센서의 바이어스 전극은 박막트랜지스터의 상부뿐만 아니라 포토다이오드의 외곽을 덮는 구조를 가짐으로써, 전자빔에 의하여 박막트랜지스터의 상부 및 포토다이오드의 외곽에 축적될 수 있는 전하로 인한 소자의 특성저하 및 노이즈 발생을 최소화할 수 있다.
또한, 박막트랜지스터를 이용한 이미지 센서는 얇고 가벼워서 탈부착이 용이하고 비용 및 시간을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전자빔용 이미지 센서가 전자 현미경에 적용되는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 전자빔용 이미지 센서의 화소의 일 예를 나타낸 회로도이다.
도 3은 도 1에 도시된 박막트랜지스터와, 이와 접속된 포토다이오드의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 4a 내지 도 4j는 본 발명에 따른 전자빔용 이미지 센서의 제조 방법을 나타내기 위한 단면도들이다.
도 2는 본 발명에 따른 전자빔용 이미지 센서의 화소의 일 예를 나타낸 회로도이다.
도 3은 도 1에 도시된 박막트랜지스터와, 이와 접속된 포토다이오드의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 4a 내지 도 4j는 본 발명에 따른 전자빔용 이미지 센서의 제조 방법을 나타내기 위한 단면도들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 전자빔용 이미지 센서가 전자 현미경에 적용되는 일 예를 나타내는 도면이다.
전자 현미경의 전자 총(도시되지 않음)에서 방출된 전자 빔은 시편(specimen)(도시되지 않음)에 도달되고, 시편으로부터 방출된 전자 빔은 인계열 형광 물질로 구성되는 형광판(10)에 도달된다. 형광판(10)은 도달된 전자 빔을 가시광 영상으로 변환한다. 변환된 가시광 영상은 전자빔용 이미지 센서(20)를 통해서 전압 신호로 변환된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 형광판(10) 및 전자빔용 이미지 센서(20)는 직접 접촉되도록 배치될 수 있다. 변환된 전압 신호는 디지털 신호로 변환되어 저장 매체(30)에 저장되거나 디스플레이(40)로 출력될 수 있다.
이와 같이, 전자빔용 이미지 센서(20)를 형광판과 접촉하여 전자빔 영상을 획득하면, CCD나 CMOS 이미지 센서에 비해 넓은 면적의 영상을 획득할 수 있다. 또한, 광섬유 번들(optical fiber bundle)을 사용하는 것에 비해 부피와 비용을 절감할 수 있다. 이에 따라, 전자현미경에 부피가 얇고 저렴한 전자빔용 이미지 센서를 장착할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 전자빔용 이미지 센서의 화소의 일 예를 나타낸 회로도이다.
전자빔용 이미지 센서(20)의 화소는 도 2에 도시된 바와 같이, 박막트랜지스터(TFT), 포토다이오드(PD), 게이트 라인(GL), 데이터 라인(DL) 및 바이어스(Bias) 전압공급라인(BL)을 포함한다.
박막트랜지스터(TFT)는 박막트랜지스터(TFT)의 스위칭을 위한 전압을 공급하는 게이트 라인(GL) 및 박막트랜지스터(TFT)에 축적되는 전하를 외부로 출력하는 데이터 라인(DL)과 접속된다. 포토다이오드(PD)는 게이트 라인(GL)과 교차하며 데이터 라인(DL)과 나란하게 형성되는 바이어스 전압공급라인(BL)과, 박막트랜지스터(TFT)와 접속된다. 바이어스 전압공급라인(BL)은 포토다이오드(PD)에 음 전위의 바이어스 전압을 공급한다.
전자빔에 의해서 도 1에 도시된 바와 같은 형광판(10)에서 가시광이 방출되면 하부에 위치한 전자빔용 이미지 센서(20)의 포토다이오드(PD)에 가시광이 도착하게 된다. 그러면, 도착된 가시광에 의해서 포토다이오드(PD) 내에서 전자-홀쌍이 형성하게 된다. 이때 형성된 전자와 홀은 포토다이오드(PD)의 기생용량에 저장되고, 박막트랜지스터(TFT)가 턴온(turn-on)되면 포토다이오드(PD)에 저장된 전자와 홀은 데이터 라인(DL)을 통해서 외부의 전하 증폭기(도시되지 않음)에 전달된다. 전하 증폭기는 전하의 양을 전압으로 변환하고 변환된 전압을 디지털신호로 변환한다. 이러한 과정이 게이트 라인(GL)을 따라서 순차적으로 진행되게 되고 데이터 라인 각각에 연결된 전하 증폭기로 신호 전하가 전달된다.
도 3은 도 2에 도시된 박막트랜지스터(TFT)와, 이와 접속된 포토다이오드(PD)를 나타낸 단면도이다.
박막트랜지스터(TFT)는 도 3에 도시된 바와 같이 게이트 전극(102)과, 게이트 절연막(106)과, 소스 전극(108)과, 드레인 전극(110)과, 액티브층(112)을 포함한다.
게이트 전극(102)은 게이트 라인(GL)과 접속되며, 기판(100) 상에 형성된다. 여기서, 기판(100)은 절연 기판 또는 절연막이 코팅된 금속 기판을 이용할 수 있다.
게이트 절연막(106)은 게이트 전극(102)을 덮도록 형성된다. 게이트 절연막(106)은 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 실리콘 산화질화막 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
소스 전극(108)은 데이터 라인(DL)과 접속된다. 드레인 전극(110)은 소스 전극(108)과 마주하며 제1 보호막(116)을 관통하는 화소 컨택홀(118)을 통해 포토다이오드(PD)의 제1 전극(120)과 접속된다.
액티브층(112)은 소스 전극(108) 및 드레인 전극(110) 사이에 전하 전달을 위한 채널을 형성한다. 액티브층(112)은 소스 전극(108) 및 드레인 전극(110)과 오믹 접촉(ohmic contact)되도록 소스 전극(108) 및 드레인 전극(110)과 일부 중첩되도록 형성된다. 이와 동시에 액티브층(112)은 게이트 절연막(106)을 사이에 두고 게이트 전극(102)과 중첩되도록 게이트 절연막(106) 상에 형성된다.
이러한, 액티브층(112)은 박막 형태의 반도체로 형성될 수 있다. 액티브층(112)은, 예를 들어 비정질 실리콘, 다결정 실리콘, ZnO(Zinc Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITO(Indium Tin Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide)와 같은 반도체로 형성될 수 있다. 또한, 액티브층(112)의 두께는 10nm~1000nm으로 형성될 수 있다.
액티브층(112)이 형성된 기판(100) 상에 제1 보호막(116)이 형성된다. 또한, 제1 보호막(116)을 관통하는 화소 컨택홀(118)이 형성된다.
포토다이오드(PD)는 제1 전극(120)과, 반도체층(122)을 포함할 수 있다. 제1 전극(120)은, 박막트랜지스터(TFT)를 덮는 제1 보호막(116) 위에 형성된다. 포토다이오드(PD)의 반도체층(122)은 제1 전극(120) 상에 형성된다.
제2 전극(124)은 포토다이오드(PD) 상부에 음극을 형성되도록 구성된다. 제2 전극(124)은 반도체층(122)을 사이에 두고 제1 전극(120)과 마주보도록 구성된다. 제2 전극(124)은 투명 도전층으로 형성되어 투명 전극이라고도 한다.
반도체층(122)은 N형 반도체층, 진성 반도체층, P형 반도체층이 순차적으로 적층된 형태로 형성될 수 있다. N형 반도체층, 진성 반도체층, P형 반도체층은 비정질 실리콘으로 형성될 수 있다.
제2 전극(124)위에는 제2 보호막(126)이 형성된다. 제2 보호막(126)에는 제2 보호막(126)을 관통하도록 공통 컨택홀(130)이 형성된다.
또한, 바이어스 전극(132)은 제2 보호막(126)을 관통하는 공통 컨택홀(130)을 통해 포토다이오드(PD)의 제2 전극(124)과 접속된다. 바이어스 전극(132)을 통해 포토다이오드(PD)의 제2 전극(124)에 음 전위의 바이어스 전압(Bias Voltage)이 공급되어 포토다이오드(PD)의 양단에 역바이어스가 가해진다. 바이어스 전극(132)은 박막트랜지스터(TFT)의 상부와 포토다이오드(PD)의 외곽을 덮도록 형성된다.
포토다이오드(PD)와 접속된 바이어스 전극(132) 상에 제3 보호막(134)이 형성될 수 있다.
도 4a 내지 도 4j는 본 발명에 따른 전자빔용 이미지 센서의 제조 방법을 나타내기 위한 단면도들이다.
도 4a를 참조하면, 기판(100) 상에 게이트 전극(102)이 형성된다.
구체적으로, 게이트 전극(102)은 기판(100) 상에 스퍼터링 방법 등의 증착 방법을 통해 게이트 금속층을 형성한 후, 그 게이트 금속층을 포토리소그래피 공정 및 식각 공정으로 패터닝함으로써 형성될 수 있다. 게이트 금속층은 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 티타늄(Ti) 등과 같은 금속 재질 또는 이들의 합금이나, WSi, MoSi와 같은 금속 실리사이드로 구성될 수 있다.
도 4b를 참조하면, 게이트 전극(102)이 형성된 기판(100) 상에 게이트 절연막(106), 및 액티브층(112)이 형성된다.
구체적으로, 게이트 절연막(106)은 게이트 전극(102)이 형성된 기판(100) 상에 실리콘 산화막과 같은 무기 절연 물질이 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 등의 증착 방법으로 전면 증착되어 형성될 수 있다.
이어서 반도체층과 고농도 불순물 층을 포함하는 액티브층(112)이 오믹접촉을 위해서 형성된다. 또한, 액티브층(112)의 두께는 10nm~1000nm으로 형성될 수 있다.
이어서, 도 4c를 참조하면, 소스 전극(108) 및 드레인 전극(110)은 액티브층(112)상에 소스 및 드레인 금속층을 형성한 후, 그 소스 및 드레인 금속층을 포토리소그래피 공정 및 식각 공정으로 패터닝함으로써 형성될 수 있다. 여기서, 소스 및 드레인 금속층으로는 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금, ITO(Indum Tin Oxide), IZO(Indum Zinc Oxide) 등을 이용하여 형성할 수 있다.
도 4d를 참조하면, 액티브층(112)이 형성된 기판(100) 상에 제1 보호막(116)이 형성되고, 제1 보호막(116)을 관통하는 화소 컨택홀(118)이 형성된다.
구체적으로, 제1 보호막(116)은 액티브층(112)이 형성된 기판(100) 상에 PECVD 등의 증착 방법으로 무기 절연 물질 또는 유기 절연 물질이 전면 증착되어 형성될 수 있다. 이어서, 포토리소그래피 공정 및 식각 공정으로 제1 보호막(116)을 관통하여 드레인 전극(110)이 노출되도록 화소 컨택홀(118)이 형성된다.
도 4e를 참조하면, 제1 보호막(116) 상에 박막트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(110)과 접속된 포토다이오드(PD)의 제1 전극(120)이 형성된다.
구체적으로, 제1 전극(120)은 제1 보호막(116) 상에 금속 도전층을 스퍼터링 등의 증착 방법으로 형성한 후, 그 금속 도전층을 포토리소그래피 공정 및 건식 식각 공정으로 패터닝하여 형성될 수 있다. 여기서, 금속 도전층으로는 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 티타늄(Ti) 등과 같은 금속 또는 이들의 합금이나, WSi, MoSi과 같은 금속 실리사이드 등이 이용될 수 있다.
이에 따라, 제1 전극(120)은 제1 보호막(116)의 화소 컨택홀(118)을 통해 박막트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(110)과 접속된다.
도 4f를 참조하면, 제1 전극(120)이 형성된 기판(100) 상에 포토다이오드(PD)의 반도체층(122) 및 제2 전극(124)이 순차적으로 형성된다.
구체적으로, 제1 전극(120)이 형성된 기판(100) 상에 화학기상증착방법을 통해 N형 반도체층, 진성 반도체층, P형 반도체층이 순차적으로 적층되어 반도체층(122)이 형성된다. 또한, 포토다이오드(PD)의 반도체층(122)은 P형 반도체층, 진성 반도체층, N형 반도체층으로 형성될 수도 있다.
그런 다음, 제2 전극(124)이 패터닝된 후, 도 4g에 도시된 바와 같이 반도체층(122)이 패터닝된다. 제2 전극(124)은 포토리소그래피 공정 및 식각 공정으로 패터닝될 수 있다.
제2 전극(124)은 반도체층(122) 상에 투명 도전층으로 형성될 수 있다. 여기서, 투명 도전층으로는 ITO(Indium Tin Oxide), TO(Tin oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide) 등이 이용될 수 있다. 제2 전극(124)은 투명 도전층으로 형성되어 투명 전극이라고도 한다.
도 4h를 참조하면, 제2 전극(124)이 형성된 기판(100) 상에 제2 보호막(126)이 형성되고, 제2 보호막(126)을 관통하는 공통 컨택홀(130)이 형성된다.
구체적으로, 제2 보호막(126)은 제2 전극(124)이 형성된 기판(100) 상에 무기 절연 물질 또는 포토 아크릴 등과 같은 유기 절연 물질이 전면 증착되어 형성될 수 있다.
이어서, 포토리소그래피 공정 및 식각 공정으로 제2 보호막(126)을 관통하는 공통 컨택홀(130)이 형성된다. 공통 컨택홀(130)은 제2 보호막(126)을 관통하여 포토다이오드(PD)의 제2 전극(124)을 노출시킨다.
도 4i를 참조하면, 제2 보호막(126) 상에 포토다이오드(PD)의 제2 전극(124)과 접속된 바이어스 전극(132)이 형성된다. 바이어스 전극(132)은 제2 보호막(126)의 공통 컨택홀(130)을 통해 포토다이오드(PD)의 제2 전극(124)과 접속된다. 여기서, 바이어스 전극(132)은 박막트랜지스터(TFT)의 상부 뿐만 아니라 포토다이오드(PD)의 외곽을 덮도록 형성된다.
구체적으로, 바이어스 전극(132)은 제2 보호막(126) 상에 불투명 도전층을 스퍼터링 등의 증착 방법으로 형성한 후, 그 불투명 도전층을 포토리소그래피 공정 및 식각 공정으로 패터닝함으로써 형성된다. 여기서, 불투명한 도전층은 금속 재질로 예로 들어 몰리브덴, 텅스텐, 알루미늄, 티타늄, 이들의 합금 등을 단일층 또는 다수층으로 이용될 수 있다.
이후, 도 4j에 도시된 바와 같이 바이어스 전극(132)이 형성된 기판(100) 상에 무기 절연 물질 또는 포토 아크릴 등과 같은 유기 절연 물질이 전면 증착되어 전자빔용 이미지 센서(20)의 화소를 전체적으로 보호하기 위하여 제3 보호막(134)이 형성된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 형광판(10)과 전자빔용 이미지 센서(20)의 면이 서로 접촉되어 있을 경우, 절연체인 형광판(10) 및 전자빔용 이미지 센서(20)를 구성하는 절연층 예를 들어, 제2 보호막(126) 및 제3 보호막(134)으로 인하여, 전자빔에 의하여 박막트랜지스터(TFT)의 상부 및 포토다이오드(PD)의 외곽에 전하가 축적될 수 있다. 이로 인해, 전자빔용 이미지 센서(20) 소자의 특성저하 및 노이즈가 발생될 수 있다. 본 발명에 따른 전자빔용 이미지 센서(20)의 바이어스 전극(132)은 박막트랜지스터(TFT)의 상부뿐만 아니라 포토다이오드(PD)의 외곽을 덮는 구조를 가짐으로써, 축적되는 전하를 외부로 효과적으로 배출할 수 있으므로, 소자의 특성저하 및 노이즈가 발생을 최소화할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술된 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 기판 102 : 게이트 전극
106 : 게이트 절연막 108 : 소스 전극
110 : 드레인 전극 112 : 액티브층
116 : 제1 보호막 118 : 화소 컨택홀
120 : 제1 전극 122 : 포토다이오드의 반도체층
124 : 제2 전극 126 : 제2 보호막
132: 바이어스 전극 134 : 제3 보호막
106 : 게이트 절연막 108 : 소스 전극
110 : 드레인 전극 112 : 액티브층
116 : 제1 보호막 118 : 화소 컨택홀
120 : 제1 전극 122 : 포토다이오드의 반도체층
124 : 제2 전극 126 : 제2 보호막
132: 바이어스 전극 134 : 제3 보호막
Claims (11)
- 스위칭 전압을 공급하는 게이트 라인 및 박막트랜지스터에 저장된 전하를 외부로 출력하는 데이터 라인에 접속되는 박막트랜지스터;
상기 박막트랜지스터의 드레인에 접속되어, 가시광 입력에 따라 상기 박막트랜지스터에 전달할 전하를 축적하는 포토다이오드; 및
상기 포토다이오드에 음 전위의 바이어스 전압을 공급하는 바이어스 라인과 접속되는 바이어스 전극을 포함하고,
상기 바이어스 전극은, 전자빔에 의하여 상기 박막트랜지스터 상부와 상기 포토다이오드의 외곽에 축적되는 전하가 상기 바이어스 전압에 의하여 외부로 배출되도록 상기 박막트랜지스터 상부와 상기 포토다이오드의 외곽을 덮도록 형성된 전자빔용 이미지 센서. - 제1항에 있어서,
상기 박막트랜지스터는,
상기 게이트 라인과 접속되는 게이트 전극;
상기 게이트 전극을 덮는 게이트 절연막;
상기 데이터 라인이 접속된 소스 전극;
상기 소스 전극과 마주보도록 형성된 드레인 전극;
상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극과 오믹 접촉되도록 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극과 일부 중첩되며, 상기 게이트 절연막을 사이에 두고 상기게이트 전극과 중첩되도록 상기 게이트 절연막 상에 형성된 액티브층; 및
상기 액티브층 상에 상기 드레인 전극이 노출되도록 화소 컨택홀이 형성된 제1 보호막을 포함하는 전자빔용 이미지 센서. - 제2항에 있어서,
상기 액티브층은, 비정질실리콘, 다결정 실리콘, ZnO(Zinc Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITO(Indium Tin Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide) 중 어느 하나로 형성된 박막 반도체인 것을 특징으로 하는 전자빔용 이미지 센서. - 제3항에 있어서,
상기 액티브층의 두께는 10~1000nm인 것을 특징으로 하는 전자빔용 이미지 센서. - 제2항에 있어서,
상기 포토다이오드는 상기 제1 보호막상에 형성되어, 상기 드레인 전극과 접속되는 전자빔용 이미지 센서. - 제5항에 있어서,
상기 포토다이오드는,
상기 드레인 전극과 전기적으로 접속되는 제1 전극; 및
상기 제1 전극 상에 형성되며, N형 반도체층, 진성 반도체층, P형 반도체층이 순차적으로 적층된 형태인 반도체층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔용 이미지 센서. - 제1항에 있어서,
상기 포토다이오드 상부에 음극을 형성하는 제2 전극;
상기 제2 전극이 일부 노출되도록 공통 컨택홀이 형성된 제2 보호막; 및
상기 전자빔용 이미지 센서 전체를 보호하는 제3 보호막을 더 포함하고,
상기 바이어스 전극은 상기 제2 보호막 및 상기 제3 보호막 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 전자빔용 이미지 센서. - 스위칭 전압을 공급하는 게이트 라인 및 박막트랜지스터에 저장된 전하를 외부로 출력하는 데이터 라인에 접속되는 박막트랜지스터를 형성하는 단계;
상기 박막트랜지스터의 드레인에 접속되어, 가시광 입력에 따라 상기 박막트랜지스터에 전달할 전하를 축적하는 포토다이오드를 형성하는 단계; 및
상기 포토다이오드에 음 전위의 바이어스 전압을 공급하는 바이어스 라인과 접속되는 바이어스 전극을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 바이어스 전극은, 전자빔에 의하여 상기 박막트랜지스터 상부와 상기 포토다이오드의 외곽에 축적되는 전하가 상기 바이어스 전압에 의하여 외부로 배출되도록 상기 박막트랜지스터 상부와 상기 포토다이오드의 외곽을 덮도록 형성된 전자빔용 이미지 센서 제조 방법. - 제8항에 있어서,
상기 박막트랜지스터를 형성하는 단계는,
상기 게이트 라인과 접속되는 게이트 전극을 형성하는 단계;
상기 게이트 전극을 덮는 게이트 절연막을 형성하는 단계;
소스 전극 및 드레인 전극과 오믹 접촉되도록 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극과 일부 중첩되며, 상기 게이트 절연막을 사이에 두고 상기 게이트 전극과 중첩되도록 상기 게이트 절연막 상에 형성된 액티브층을 형성하는 단계;
상기 데이터 라인이 접속된 상기 소스 전극을 형성하는 단계;
상기 소스 전극과 마주보도록 형성된 상기 드레인 전극을 형성하는 단계; 및
상기 액티브층 상에 상기 드레인 전극이 노출되도록 화소 컨택홀이 형성된 제1 보호막을 형성하는 단계를 포함하는 전자빔용 이미지 센서 제조 방법. - 제9항에 있어서,
상기 포토다이오드 상부에 음극을 형성하는 제2 전극을 형성하는 단계;
상기 제2 전극이 일부 노출되도록 공통 컨택홀이 형성된 제2 보호막을 형성하는 단계; 및
상기 전자빔용 이미지 센서 전체를 보호하는 제3 보호막을 형성하는 단계를 더 포함하는 전자빔용 이미지 센서 제조 방법. - 제10항에 있어서,
상기 바이어스 전극은 상기 제2 보호막 및 상기 제3 보호막 사이에 형성되고, 상기 포토다이오드는 상기 화소 컨택홀을 통해 상기 드레인 전극과 접속되도록 상기 제1 보호막 상에 형성되는 전자빔용 이미지 센서 제조 방법.
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| S901 | Examination by remand of revocation | ||
| GRNO | Decision to grant (after opposition) | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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