KR20040032603A - 디지털 엑스레이 디텍터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디지털 엑스레이 디텍터를 개시한다. 개시된 본 발명의 디지털 엑스레이 디텍터는 투명기판; 상기 투명기판 상에 교차하도록 형성된 수 개의 게이트 라인 및 데이터 라인; 상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에 형성된 TFT; 상기 게이트 라인과 데이터 라인에 의해 한정된 화소 영역 내에 형성된 스토리지 캐패시터 및 화소전극; 상기 TFT 및 스토리지 캐패시터를 덮도록 기판 전면 상에 형성된 광도전막; 및 상기 광도전막 상에 형성된 상부전극을 포함한다. 여기서, 상기 TFT는 게이트 라인으로 부터 돌출된 게이트 전극과, 상기 데이터 라인으로부터 인출되어 상기 게이트 전극의 일측과 오버랩하도록 형성된 드레인 전극 및 상기 드레인 전극과 이격하여 상기 게이트 전극의 타측과 오버랩하도록 형성된 소오스 전극을 포함하며, 상기 소오스 전극은 중심에 요홈을 가지는 형상이고, 상기 드레인 전극은 상기 소오스 전극의 요홈 내에 삽입 배치된 형상을 가진다. 본 발명에 따르면, 게이트 전극과 드레인 전극의 중첩 면적을 감소시켜 데이터 출력부를 포함하는 기판에서 발생하는 노이즈를 감소시킬 수 있다.

Description

디지털 엑스레이 디텍터{Digital X-ray detector}
본 발명은 디지털 엑스레이 디텍터(Digital X-ray detector) 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 박막트랜지스터를 이용한 디지털 엑스레이 디텍터에 관한 것이다.
현재, 의학용, 공학용 등으로 사용하고 있는 엑스레이 검사방법은 엑스레이 감지 필름을 사용하여 촬영하고, 그 결과를 알기 위하여 소정의 필름 인화단계를거치게 된다.
그러나, 최근들어 반도체 기술의 발전에 힘입어 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)를 이용한 디지털 엑스레이 디텍터가 연구/개발 되었다. 상기 디지털 엑스레이 디텍터는 박막트랜지스터를 스위칭 소자로 사용하고 엑스레이 촬영 즉시 실시간으로 결과를 진단할 수 있는 장점이 있다.
상기 디지털 엑스레이 디텍터의 구성은 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도시된 바와 같이, 게이트 전극(3)을 포함한 투명성 절연기판(1) 상에 상기 게이트 전극(3)을 덮도록 게이트 절연막(5)이 배치된다. 그리고, 상기 게이트 절연막(5) 상에 채널층(7), 에치스탑퍼(9), 오믹층(11), 소오스/드레인 전극(13a, 13b)이 배치되고, 이를 통해, TFT(15)가 구성된다. 또한, 상기 TFT(15)의 측부에는 공통전극(17)이 배치되고, 상기 공통전극(17)를 덮도록 제1화소전극(19a)이 배치된다. 그리고, 상기 결과물을 덮도록 보호막(21)이 배치되고, 이때, 상기 보호막(21)은 드레인 전극(13b) 일부를 노출시키는 비아홀(23)을 구비한다. 그리고, 상기 보호막(21) 상에 비아홀(23)이 매립되도록 제2화소전극(19b)이 배치되어 제1화소전극 (19a), 보호막(21) 및 제2화소전극(19b)로 이루어진 스토리지 캐패시터(22)를 구성한다. 또한, 상기 결과물의 전체 상부에 광도전막(25) 및 상부전극(27)이 차례로 배치된다.
이와 같은 디지털 엑스레이 디텍터는 다음과 같이 동작된다.
상부전극(27)을 통해 엑스레이가 조사되면 광도전막(25) 내에 전자-정공쌍이형성된다. 이때, 상기 전자-정공쌍은 상부전극(27)에 인가되는 수 KV의 전압에 의해 분리되어 정공은 TFT(15) 상부의 화소전극(Charge Collecting Electorde : CCE)에 전하 형태로 모인 후, 스토리지 캐패시터(22)에 저장된다. 이렇게 저장된 전하는 외부에서 제어하는 상기 TFT(15)에 의해 외부의 영상 처리소자(도시안됨)로 보내지고 엑스레이 영상을 만들어 낸다.
도 2는 전술한 디지털 엑스레이 디텍터에서 TFT의 구조를 설명하기 위한 평면도이다.
도시된 바와 같이, TFT(30)는 게이트 라인(21)과 데이터 라인(23)의 교차부에 형성된다. 상기 TFT는 게이트 라인(21)으로부터 돌출된 게이트 전극(21a)과 상기 게이트 라인(21)으로부터 인출되어 상기 게이트 전극(21a)의 일측과 오버랩하도록 형성된 드레인 전극(23a) 및 상기 드레인 전극(23a)과 이격하여 상기 게이트 전극(21a)의 타측과 오버랩하도록 형성된 소오스 전극(25)을 포함한다. 이러한 TFT (30)는 디지털 엑스레이 디텍터에서 스위칭부로서 기능한다.
한편, 상기 디지털 엑스레이 디텍터는 약한 엑스레이를 탐지하여 외부의 영상처리 회로로 보내기 위해서는 데이터 출력부를 포함한 기판에서 발생하는 노이즈와 신호 대비가 커야한다. 즉, 디지털 엑스레이 디텍터는 노이즈 값이 작고, 신호 값이 커야 약한 엑스레이를 탐지하여 외부의 영상처리 회로로 전송할 수 있다.
따라서, 상기 디지털 엑스레이 디텍터는 데이터 출력부를 포함하는 기판에서 발생하는 노이즈를 감소시켜야 하고, 이때, 상기 노이즈를 감소시키기 위해서는 데이터 라인의 캐패시턴스를 감소시키는것이 유리하다.
여기서, 상기 데이터 라인의 캐패시턴스를 형성하는 요소는 다음과 같이 크게 3가지로 구분할 수 있다.
첫째로는 스위칭부의 TFT를 온(On) 시키기 위한 게이트 라인과 데이터 라인이 교차하는 부분에서 형성되는 캐패시턴스(이하, Ccross)가 있다.
둘째로는 TFT의 게이트와 드레인 전극 사이에서 발생하는 기생 캐패시턴스(이하, Cgd)가 있다.
셋째로는 데이터 라인과 화소전극 사이에서 발생하는 캐패시턴스(이하, Cpd)가 있다.
여기서, 상기 Cpd는 그 용량의 절대값이 작아서 데이터 라인의 캐패시턴스에 미치는 영향이 적다. 따라서, 상기 데이터 라인의 캐패시턴스를 감소시키기 위해서는 Ccross와 Cgd를 감소시키는 것이 유리하다.
그리고, 상기 Ccross와 Cgd를 감소시키기 위한 방법으로는 게이트 라인과 데이터 라인의 교차되는 부분의 면적을 감소시키거나 절연막의 두께를 증가시키거나 또는 절연막을 유전상수가 작은 물질로 형성하는 등의 방법이 있다.
여기서, 상기 절연막의 두께를 증가시키거나, 상기 절연막을 유전상수가 작은 물질로 형성하는 방법은 TFT의 특성에 변화를 줄 뿐만 아니라, 마스크 설계를 포함하여 디지털 엑스레이 디텍터 제작에 필요한 전반적인 공정의 개발이 필요하게 된다.
하지만, 게이트 전극과 데이터 전극의 중첩부분을 감소시켜 Cgd를 감소시키는 것은 박막트랜지스터의 온(On) 전류의 감소가 없을 뿐만 아니라, 전반적인 공정의 변화없이 데이터 라인의 캐패시턴스를 감소시켜, 그 결과로서, 디지털 엑스레이 디텍터에서 발생하는 노이즈를 감소시킬 수 있다.
그러나, 종래의 디지털 엑스레이 디텍터는 도 2에 도시된 바와 같이, 소오스 (35) 전극과 드레인 전극(33a) 및 게이트 전극(31a)의 중첩면적이 동일한 구조를 가지고 있다. 즉, Cgd와 Cgs가 같은 크기를 가지게 된다.
이때, 상기 디지털 엑스레이 디텍터는 데이터 출력부를 포함한 기판에서 발생하는 노이즈(Noise) 대비 신호(Signal)의 비가 크지 않으므로, 약한 엑스레이를 탐지하여 외부의 영상처리 회로로 보내는데 어려움이 있었다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 노이즈 대비 신호의 비를 증가시킬 수 있는 디지털 엑스레이 디텍터 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
도 1는 디지털 엑스레이 디텍터의 구성을 설명하기 위한 단면도.
도 2는 종래의 디지털 엑스레이 디텍터의 TFT 구조를 설명하기 위한 평면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 엑스레이 디텍터의 TFT 구조를 설명하기 위한 평면도.
-도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명-
31 : 게이트 라인 31a : 게이트 전극
33 : 데이터 라인 33a : 드레인 전극
35 : 소오스 전극 40 : TFT
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 투명기판; 상기 투명기판 상에 교차하도록 형성된 수 개의 게이트 라인 및 데이터 라인; 상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에 형성된 TFT; 상기 게이트 라인과 데이터 라인에 의해 한정된 화소 영역 내에 형성된 스토리지 캐패시터 및 화소전극; 상기 TFT 및 스토리지 캐패시터를 덮도록 기판 전면 상에 형성된 광도전막; 및 상기 광도전막 상에 형성된 상부전극을 포함하는 디지털 엑스레이 디텍터에 있어서,
상기 TFT는 게이트 라인으로 부터 돌출된 게이트 전극과, 상기 데이터 라인으로부터 인출되어 상기 게이트 전극의 일측과 오버랩하도록 형성된 드레인 전극 및 상기 드레인 전극과 이격하여 상기 게이트 전극의 타측과 오버랩하도록 형성된 소오스 전극을 포함하며, 상기 소오스 전극은 중심에 요홈을 가지는 형상이고, 상기 드레인 전극은 상기 소오스 전극의 요홈 내에 삽입 배치된 형상인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 게이트 전극과 드레인 전극의 중첩되는 면적은 종래의 그것에 비해 1／5∼1／2 감소되는 바, 데이터 라인의 캐패시턴스를 감소시켜 디지털 엑스레이 디텍터에서 발생하는 노이즈를 감소시킬 수 있다.
(실시예)
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다.
먼저, 본 발명의 디지털 엑스레이 디텍터는 유리기판과 같은 투명성 절연기판의 적소에 형성된 TFT와, 화소 영역에 해당하는 기판 영역 상에 형성된 스토리지 캐패시터 및 화소전극과, 상기 TFT 및 스토리지 캐패시터를 덮도록 기판 전면 상에 형성된 광도전막과, 상기 광도전막 상에 형성된 상부전극을 포함한다.
여기서, 상기 TFT는 게이트 전극과 상기 게이트 전극을 덮도록 형성된 게이트 절연막과 상기 게이트 전극 상의 게이트 절연막 부분 상에 차례로 적층된 채널층, 오믹층 및 소오스/드레인 전극을 포함한다.
자세하게, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 엑스레이 디텍터에서의 TFT 구조를 도시한 평면도로서, 이를 설명하면 다음과 같다.
도시된 바와 같이, TFT(40)는 교차하도록 배열된 게이트 라인(31) 및 데이터 라인(33)에서의 상기 게이트 라인(31)으로부터 인출된 게이트 전극(31a)과, 상기 데이터 라인(33)으로부터 인출되어 상기 게이트 전극(31a)의 타측단 일부와 오버랩하도록 형성된 드레인 전극(33a)과, 상기 드레인 전극(33a)과 이격하여 상기 게이트 전극(31a)의 일측단 일부와 오버랩하도록 형성된 소오스 전극(35)을 포함한다.
이때, 종래와는 달리 상기 소오스 전극(35)은 표면에 요홈을 가지며, 이에 대응하는 상기 드레인 전극(33a)은 종래 보다 좁은 폭, 예컨데, 종래 보다 1／5∼ 1／2 정도 감소된 폭을 가지면서 그 끝단이 상기 소오스 전극(35)의 요홈 내에 배치되는 구조를 갖는다.
이와 같은 구조에 따르면, 상기 게이트 전극(31a)과 드레인 전극(33a)이 중첩되는 면적은 상기 드레인 전극(33a)의 폭이 종래의 그것 보다 감소된 것으로 인해 감소한다.
이 결과, 게이트 전극과 드레인 전극 사이에서의 Cgd는 종래의 그것과 비교해서 감소하게 되며, 그래서, 데이터 라인의 캐패시턴스를 감소시킬 수 있는 바, 디지털 엑스레이 디텍터에서 발생하는 노이즈를 줄일 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명은 게이트 전극과 드레인 전극간의 중첩 면적을 임의로 감소시킴으로써 데이터 출력부를 포함하는 기판에서 발생하는 노이즈를 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 디지털 엑스레이 디텍터는 노이즈 대비 신호의 비를 증가시킬 수 있는 바, 그 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
기타, 본 발명은 그 요지가 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시 할 수 있다.

Claims (1)

  1. 투명기판;
    상기 투명기판 상에 교차하도록 형성된 수 개의 게이트 라인 및 데이터 라인;
    상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에 형성된 TFT;
    상기 게이트 라인과 데이터 라인에 의해 한정된 화소 영역 내에 형성된 스토리지 캐패시터 및 화소전극;
    상기 TFT 및 스토리지 캐패시터를 덮도록 기판 전면 상에 형성된 광도전막; 및
    상기 광도전막 상에 형성된 상부전극을 포함하는 디지털 엑스레이 디텍터에 있어서,
    상기 TFT는 게이트 라인으로 부터 돌출된 게이트 전극과,
    상기 데이터 라인으로부터 인출되어 상기 게이트 전극의 일측과 오버랩하도록 형성된 드레인 전극 및 상기 드레인 전극과 이격하여 상기 게이트 전극의 타측과 오버랩하도록 형성된 소오스 전극을 포함하며,
    상기 소오스 전극은 중심에 요홈을 가지는 형상이고, 상기 드레인 전극은 상기 소오스 전극의 요홈 내에 삽입 배치된 형상인 것을 특징으로 하는 디지털 엑스레이 디텍터.
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