KR20060072067A - Ｘ선 촬영 시스템, 환형 박막 트랜지스터 및 구불구불한박막 트랜지스터 - Google Patents
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Abstract
환형 박막 트랜지스터(60)는 반도체 재료의 층(66) 위에 배치되는 환형 소스 전극(62)과, 반도체 재료의 층(66) 위에서 환형 소스 전극(62) 내에 배치되는 드레인 전극(64)과, 드레인 전극(64)과 환형 소스 전극(62) 사이에서, 표면이 노출된 반도체 재료를 포함하는 활성 채널(76)을 포함한다. 또한, 구불구불한(serpentine) 박막 트랜지스터(78)는 반도체 재료의 층(82) 위에 배치되는 구불구불한 소스 전극(80)과, 반도체 재료의 층(82) 위에서 구불구불한 소스 전극(80)에 의해 형성되는 리세스 내에 배치되며, 리세스와 거의 일치하도록 구성되는 드레인 전극(84)과, 드레인 전극(84)과 구불구불한 소스 전극(80) 사이에서 거의 일정한 길이를 가지며, 표면이 노출된 반도체 재료를 포함하는 활성 채널(98)을 포함한다.
Description
도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 예시적인 X선 촬영 시스템의 도면,
도 2는 본 발명의 일 측면에 따른 단면 사시도,
도 3은 본 발명의 일 측면에 따른 환형 박막 트랜지스터의 단면 사시도,
도 4는 본 발명의 일 측면에 따른 환형 박막 트랜지스터의 측면도,
도 5는 본 발명의 또 다른 측면에 따른 구불구불한(serpentine) 박막 트랜지스터의 단면 사시도,
도 6은 본 발명의 또 다른 측면에 따른 구불구불한 박막 트랜지스터의 단면 사시도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
12 : X선 소스 14 : 시준기
18 : 타겟 22 : 검출기
26 : 검출기 획득 회로 28 : 시스템 제어기
30 : 화상 처리 회로 32 : 조작자 워크스테이션
본 발명은 일반적으로 촬영 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 이러한 촬영 시스템의 검출기에서 사용하기 위한 박막 트랜지스터에 관한 것이다.
비침식형 촬영(non-invasive imaging)은 시각적 검사를 위해 접근을 할 수 없는 사람이나 객체의 내부 구조의 화상을 생성하는 기술을 광범위하게 포함한다. 예를 들어, 비침식형 촬영 기술은 내부 부분 구조를 검사하기 위한 산업 분야에서 그리고 패키지, 의복 등의 내부를 검사하기 위한 보안 분야에서 일반적으로 사용된다. 그러나, 가장 잘 알려져 있는 비침식형 촬영 사용의 일 예는 볼 수 없는 환자 내부의 뼈 및/또는 기관의 화상을 생성하기 위해 이러한 기술이 사용되는 의료 분야이다.
이러한 여러가지 필드에서 사용될 수 있는 일종의 비침식형 촬영 기술은 환자 또는 객체를 통과하는 X선의 차이를 기초로 한다. 의료 분야에서, 간단한 X선 촬영 기술은 X선 튜브 등의 소스를 이용하여 X선을 생성하는 단계와, 촬영 대상인 환자의 일부가 위치하는 촬영 볼륨 전체에 X선을 조사하는 단계를 포함할 수 있다. X선이 환자를 통과하기 때문에, X선은 X선이 지나는 조직의 조성을 기초로 하여 감쇠한다. 그 후, 감소된 X선은 검출기에 입사하여, X선을 프로세싱될 수 있는 신호로 변환하여 X선의 감쇠를 기초로 하여 X선이 통과한 환자의 부분의 화상을 생성한다. 전형적으로, X선 검출 프로세스는 X선으로 쏘면 광 광양자를 생성하는 신틸레 이터(scintillator)와, 검출되는 광 광양자의 개수를 기초로 하여 전기 신호를 생성하는 광 센서 소자의 어레이를 이용한다.
어떤 X선 기술은 환자 노출이 확장될 수 있도록 매우 낮은 에너지 X선을 이용한다. 예를 들어, 진행 중인 절차 또는 상태, 예를 들면 환자의 순환계에 카테터(catheter)나 탐침의 삽입을 감시하기 위해 형광 기술이 일반적으로 사용된다. 이러한 형광 기술은 통상 실시간이나 거의 실시간으로 촬영되는 영역에서의 움직임을 나타내기 위해 연속적으로 표시될 수 있는 다수의 저 에너지 화상을 획득한다.
그러나, 형광 기술뿐만 아니라 다른 저 에너지 촬영 기술은 검출기에 기여할 수 있는 전기적 잡음에 대해 비교적 약한 X선 신호로 인해 화상 품질이 나빠지를 문제를 가질 수 있다. 그 결과, 예를 들면, 동작시 검출기의 전자 잡음을 감소시킴으로써, 검출 프로세스의 효율성을 향상시키는 것이 바람직할 수 있다. 검출기에서 사용되는 각종 박막 트랜지스터(TFT)는 전체적인 전자 잡음에 기여할 수 있다. 예를 들어, TFT의 드레인 전극과 게이트 전극 사이의 캐패시턴스는 데이터 라인의 전체적인 캐패시턴스의 주 구성요소이다. 이로써, 데이터 라인과 연관되는 두 가지 주요 잡음 소스, 즉, 데이터 라인의 저항과 연관되는 존슨 잡음(Johnson noise) 및 판독 전자 장치와 연관되는 잡음이 생긴다.
따라서, 검출기의 전자 구성요소에 의해 생성되는 전자 잡음을 감소시킬 필요가 있다.
본 발명의 일 측면에서, X선 촬영 시스템이 제공되는데, X선 촬영 시스템은 X선을 방출하도록 구성되는 X선 소스 및 검출기를 포함한다. 검출기는 검출기 소자의 어레이를 포함하는데, 여기서, 각 검출기 소자는 스위치로서 사용되도록 구성되는 박막 트랜지스터를 포함한다. 박막 트랜지스터는 서로 대칭이 아닌 드레인 전극 및 소스 전극을 포함한다. 또한, X선 촬영 시스템에는 전기 신호를 획득하도록 구성되는 검출 획득 회로가 제공되며, 시스템 제어기는 X선 소스 또는 검출기 획득 회로 중 적어도 하나를 제어하도록 구성되고, 화상 처리 회로는 화상을 생성하는 전기 신호를 프로세싱하도록 구성된다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 환형 박막 트랜지스터가 제공되는데, 환형 박막 트랜지스터는 반도체 재료의 층과, 반도체 재료의 층 위에 배치되는 환형 소스 전극과, 반도체 재료의 층 위에서 환형 소스 전극 내에서 배치되는 드레인 전극과, 드레인 전극과 환형 소스 전극 사이에 표면이 노출된 반도체 재료를 포함하는 활성 채널을 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 구불구불한(serpentine) 박막 트랜지스터는 반도체 재료의 층과, 반도체 재료의 층 위에 배치되는 구불구불한 소스 전극과, 반도체 재료의 층 위에 배치되며 구불구불한 소스 전극에 의해 형성되는 리세스 내에 거의 배치되며, 리세스와 거의 일치하도록 구성되는 드레인 전극과, 드레인 전극과 구불구불한 소스 전극 사이에서 거의 일정한 길이를 가지며 표면이 노출된 반도체 재료를 포함하는 활성 채널을 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 촬영 시스템에서 사용하기 위한 검출기를 제조하는 방법이 제공된다. 본 방법은 검출기 소자의 어레이를 형성하는 단계를 포함하는데, 각 검출기 소자는 박막 트랜지스터를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 환형 박막 트랜지스터를 제조하는 방법이 제공된다. 본 방법은 반도체 재료의 층을 형성하는 단계와, 반도체 재료의 층 위에 배치되는 환형 소스 전극을 형성하는 단계와, 반도체 재료의 층 위에서 환형 소스 전극 내에 배치되는 드레인 전극을 형성하는 단계와, 드레인 전극과 환형 소스 전극 사이에 활성 채널을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 구불구불한 박막 트랜지스터를 제조하는 방법은 반도체 재료의 층을 형성하는 단계와, 반도체 재료의 층 위에 배치되는 구불구불한 소스 전극을 형성하는 단계와, 반도체 재료의 층 위이며 구불구불한 소스 전극에 의해 형성되는 리세스 내에 거의 배치되는 드레인 전극을 형성하는 단계와, 드레인 전극과 구불구불한 소스 전극 사이에 활성 채널을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 이러한 및 다른 특징, 측면 및 이점은 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호가 동일한 부분을 나타내는 첨부 도면을 참조하여 다음 상세한 설명을 판독하면 보다 잘 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 그 전체가 참조 번호(10)로 표시되어 있는 X선 촬영 시스템의 도면이 다. 도시하는 실시예에서, X선 촬영 시스템(10)은 본 발명에 따라 아래에 보다 상세히 설명하는 바와 같이 화상 데이터를 획득하고 처리하도록 설계된다. X선 촬영 시스템(10)은 시준기(14)와 인접하여 배치되는 X선 소스(12)를 포함한다. 일 실시예에서, X선 소스(12)는 저 에너지 소스이며 저 에너지 촬영 기술, 예컨대, 형광 기술 등에서 사용된다. 시준기(14)는 X선 방사(16)의 스트림이 타겟(18), 예컨대, 환자가 배치되어 있는 영역 내로 지나갈 수 있게 한다. 방사선의 일부는 타겟(18)에 의해 감쇠된다. 이러한 감쇠된 방사선(20)은 검출기(22), 예컨대, 형광 검출기에 영향을 미친다. 당업자라면 이해할 수 있는 바와 같이, 검출기(22)는 신틸레이션, 즉, 입사 방사선을 기초로 하여, 전기 신호의 생성에 사용되는 광학 변환, 직접 변환 등의 기술을 기초로 할 수 있다. 예를 들어, 신틸레이터 기반 검출기는 그 표면에 입사하는 X선 광양자를 광 광양자로 변환하는데, 이러한 광학적 광양자는 그 후에 광 다이오드를 사용하여 전기 신호로 변환될 수 있다. 이와 반대로, 직접 변환 검출기는 X선에 응답하여 전하를 직접 생성하며, 전기 신호는 저장 캐패시터에 저장되고 그로부터 판독된다. 아래에 상세히 설명하는 바와 같이, 사용하는 변환 기술과 관계없이, 이러한 전기 신호는 획득되고 처리되어 타겟(18) 내의 특징의 화상을 형성한다.
X선 소스(12)는 검사 시퀀스를 위한 전력 및 제어 신호 둘 다를 퍼니스(furnishes)하는 전원/제어 회로(24)에 의해 제어된다. 또한, 검출기(22)는, 검출기(22)에서 발생하는 신호를 획득하라고 명령하는 검출기 획득 회로(26)에 결합된다. 검출기 획득 회로(26)는 각종 신호 처리 및 필터 기능, 예컨대, 동적 범위의 초기 조정, 디지털의 인터리브 등을 실행할 수 있다.
도시한 실시예에서, 전원/제어 회로(24) 및 검출기 획득 회로(26) 중 하나 또는 둘 다가 시스템 제어기(28)로부터의 신호에 응답한다. 어떤 예시적인 시스템에서, 검출기(22) 또는 X선 소스(12) 중 하나 또는 둘 다를 이동시키는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 시스템에서, 모터 서브시스템은 이러한 움직임을 달성하기 위해서 시스템 제어기(28)의 구성요소로서도 존재할 수 있다. 본 예에서, 시스템 제어기(28)는 또한 보통, 범용 또는 애플리케이션 전용 디지털 컴퓨터를 기초로 하는 신호 처리 회로를 포함할 수 있다. 시스템 제어기(28)는 또한 구성 파라미터 및 화상 데이터뿐만 아니라 컴퓨터가 실행하는 프로그램 및 루틴을 저장하기 위한 메모리 회로와, 인터페이스 회로 등을 포함할 수 있다.
X선 촬영 시스템(10)의 도시한 실시예에는 화상 처리 회로(30)도 존재한다. 화상 처리 회로(30)는 검출기 획득 회로(26)로부터 획득한 투영 데이터를 수신하고, 획득한 투영 데이터를 처리하여 X선 감쇠를 기초로 하여 하나 이상의 화상을 생성한다.
X선 촬영 시스템(10)의 도시한 실시예에 하나 이상의 조작자 워크스테이션(32)도 존재한다. 조작자 워크스테이션(32)은 조작자가 X선 촬영 검사를 시작하여 구성하고, 검사의 일부로서 생성되는 화상을 볼 수 있게 한다. 예를 들어, 시스템 제어기(28)는 일반적으로 조작자 워크스테이션(32)에 연결되어서, 조작자가, 조작자 워크스테이션(32)과 연관되어 있는 하나 이상의 입력 장치를 통해 시스템 제어기(28)에게 지시 또는 명령을 제공할 수 있게 한다.
이와 유사하게, 화상 처리 회로(30)는, 조작자 워크스테이션(32)이 출력 장치(34), 예컨대 디스플레이 또는 프린터 상에서 화상 처리 회로(30)의 출력을 수신하여 표시할 수 있도록 조작자 워크스테이션(32)에 연결된다. 출력 장치(34)는 표준 또는 특수용 컴퓨터 모니터 및 연관된 처리 회로를 포함할 수 있다. 일반적으로, 이 시스템 내에 제공되는 디스플레이, 프린터, 조작자 워크스테이션 등의 장치들은 데이터 획득 구성요소에 지역적이거나, 이들 구성요소로부터 원거리, 예를 들면, 기관, 병원 밖의 장소 또는 완전히 다른 위치에 있을 수 있다. 데이터 획득 구성요소부터 원거리에 있는 출력 장치 및 조작자 워크스테이션은 하나 이상의 구성 가능한 네트워크, 예컨대, 인터넷, 가상의 사설망(virtual private networks) 등을 통해 화상 획득 시스템에 연결될 수 있다. 당업자라면 이해할 수 있는 바와 같이, 시스템 제어기(28)를 통해, 화상 처리 회로(30) 및 조작자 워크스테이션(32)이 도 1에서 서로 원격으로 도시되어 있으나, 이러한 구성요소는 실제로, 단일의 프로세서 기반 시스템, 예컨대, 범용 또는 애플리케이션 전용 디지털 컴퓨터에 내장될 수 있다. 이와 다르게, 이러한 구성요소들 중 일부 또는 전부는 별개이나 서로 통신하도록 구성되는 프로세서 기반 시스템, 예컨대, 범용 또는 애플리케이션 전용 디지털 컴퓨터에 존재할 수 있다. 예를 들어, 화상 처리 회로(30)는 별개의 재구성 및 보기 워크스테이션의 구성요소일 수 있다.
이제, 도 2를 참조하여, 도 1에서 도입한 신틸레이션 기반 검출기(35)에 대해 보다 상세히 논한다. 본 명세서에서는 도 2의 신틸레이션 기반 검출기(22)를 본 발명에 따른 사용을 위한 예로서 설명하지만, 이는 단지 예일 뿐임을 유념해야 한다. 다른 검출기(22), 예컨대, 직접 변환 검출기도 본 명세서에서 기술하는 방식으로 본 발명으로부터의 이익을 얻을 수 있다. 따라서, 신틸레이션 기반 검출기(35)에 대한 논의는, 본 발명으로부터 이익을 얻을 수 있는 검출기의 일 유형에 대한 동작의 원리를 설명하기 위한 것으로 단지 예로서 제공되었다.
이제, 도 2를 참조하면, 실틸레이션 기반 검출기(35)의 구성요소의 예시적인 물리적 장치가 본 발명의 일 실시예에 따라 제공된다. 검출기(22)는 아래에 도시하는 구성요소가 배치되는 글래스 기판(36)을 통상 포함한다. 도시하는 실시예에서, 신틸레이션 기반 검출기(22)는 광 센서 소자(38)의 어레이를 포함한다. 일 실시예에서, 광 센서 소자(38)는 실리콘으로부터 형성되는 광 다이오드이다. 도 2의 예시적인 실시예에서, 광 다이오드는 화소 또는 화상 소자를 정의하며, 검출기 획득 회로(26)에 의해 판독되는 행 및 열의 어레이로 배열된다. 각각의 광 다이오드는 데이터 라인(48) 및 스캔 라인(50)을 이용하여 선택적으로 활성화될 수 있는 광 민감 영역(40) 및 박막 트랜지스터(TFT)(42)를 포함한다.
또한, 신틸레이션 기반 검출기(35)는 나중에 X선에 노출되면, 광 민감 영역(40)에 의해 검출되는 광 광양자를 생성하는 신틸레이터(44)를 포함한다. 이러한 실시예에 도시하는 바와 같이, 유전층(56) 상에 배치되는 도전층(54)은 신틸레이터(44)와 광 센서 소자(38)의 어레이 사이에 배치된다. 비아(58)는 광 센서 소자(38)의 어레이의 각 소자의 상부 표면에 도전층(54)을 전기적으로 결합하여 각각의 광 센서 소자에 공통 바이어스가 인가될 수 있게 한다.
위에서 논의한 신틸레이션 기반 검출기(35)와 반대로, 직접 변환 검출기를 사용하는 실시예에서는, 신틸레이터 대신에 (셀레늄, 리드 산화물, 리드 이산화물, 수은 이산화물 등과 같은) 광 도전체가 사용된다. 이와 유사하게, 직접 변환 검출기와 같은 간단한 저장 캐패시터가 광 감지 다이오드를 대신하여 사용된다. 데이터 및 스캔 라인, 비아 및 브리지의 사용과, TFT(42)의 사용을 포함하는 이러한 직접 변환 검출기의 다른 측면은 위에서 기술한 신틸레이션 기반 검출기(35)와 유사할 수 있으므로, 본 명세서에서 기술하는 본 발명으로부터의 이익일 수 있다.
본 발명에 따라 그리고 아래에 보다 상세히 기술하는 바와 같이, TFT는 서로 대칭이 아닌 소스 전극 및 드레인 전극을 포함한다. 어떤 실시예에서, 드레인 전극은 그 소스 전극과 유사하다. 이러한 비대칭에 의해, 드레인 대 게이트 캐패시턴스가 감소되고, 특히, 소스 대 게이트 캐패시턴스에 비해 감소되어 이들 캐패시턴스가 각각의 드레인 및 소스 전극과 게이트 전극의 각각의 중첩부의 함수까지로 감소된다. 당업자라면 이해할 수 있는 바와 같이, 드레인 대 게이트 캐패시턴스를 감소시킴으로써, TFT와 연관된 잡음이 전체적으로 감소되고, 이에 따라, 신호 대 잡음 비(SNR)가 증가된다.
예를 들어, 일 실시예에서, TFT(42)는 소스 전극이 부분적으로 또는 완전히 드레인 전극을 에워싸는 구조이다. 간략하게 하기 위해서, 이러한 구조를 본 명세서에서는 환형 TFT(60)라 할 것이나, 당업자라면, 환형 소스 전극(62)이 원형이 아닌 에워싸는 임의의 형태, 예컨대, 타원형, 직사각형, 정사각형 등일 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 유사하게, 에워싸인 드레인 전극(64)도 원형이 아닌 다른 형태일 수 있다. 그러나, 간략하게 하기 위해, 본 명세서에서 기술하고 도 3 및 4에 도시되어 있는 환형 TFT(60)는 원형이다.
이제, 도 3을 참조하면, 환형 소스 전극(62)을 포함하는 환형 TFT(60)가 도시되어 있다. 디스크형 드레인 전극(64)이 환형 소스 전극(62) 내에 배치되어 있는 것으로 도시되어 있다. 양 경우에, 환형 소스 전극(62) 및 드레인 전극(64)은 실리콘과 같은 반도체 재료의 층(66) 위에 배치된다.
도 4에서 디스크형 드레인 전극(64)에 대해 도시하는 바와 같이 환형 TFT(60)는 전기적으로 도전성인 비아(58)에 의해 수직으로 오프셋되어 있는 데이터 라인(도시하지 않음)에 결합된다. 통상, 비아(58)는 광 센서 소자(38) 및 TFT(42)의 어레이 위에 배치되는 TFT 패시베이션 유전층(68) 및 유전층(56)(도 2에 도시)을 통과하여 지나 디스크 형태의 드레인 전극(64) 상의 랜딩 패드를 데이터 라인에 접촉시킨다. 층(66)의 반도체 표면을 패시베이션하고, 또한 소스 및 드레인 전극(62, 64)을 후속 증착과 절연시키도록, TFT 패시베이션 유전층(68)은 통상 TFT 상에 배치된다.
도 3에 도시한 실시예에서, 게이트 전극(70)은 반도체층(66) 아래에 배치된다. 일 실시예에서, 게이트 전극(70)은, 드레인 대 게이트 중첩부(71)(도 4)를 최소화하도록 환형이어서, 드레인 대 게이트 캐패시턴스를 감소시킨다. 일 실시예에서, 드레인 대 게이트 중첩부(71)는 최대 약 4 미크론이다. 또 다른 실시예에서는 드레인 대 게이트 중첩부가 거의 없다. 도시한 실시예에서, 유전층(72)은 게이트 전극(70)과 반도체층(66) 사이에 배치된다. 게이트 전극(70)은 브리지(74)를 통해 스캔 라인(50)에 결합되어 TFT가 적절하게 동작할 수 있게 한다.
또한, 도 4의 도시한 실시예에서, 환형 소스 전극(62) 및 드레인 전극(64)이 활성 채널(76)에 의해 분리된다. 활성 채널(76)의 하부 표면은 통상 반도체층(66)의 노출된 반도체 재료를 포함한다. 활성 채널(76)은 통상 반도체층(66)을 부분적으로 에칭함으로써 형성된다. 도시한 실시예에서, 소스 및 드레인 전극(62, 64)과 나란히 활성 채널(76)이 가로지르는 전체 거리는 활성 채널(76)의 폭을 나타낸다. 일 실시예에서, 활성 채널(76)의 폭은 약 15 미크론 내지 약 150 미크론의 범위이다. 도시한 실시예에서, 활성 채널은 거의 일정한 길이(77)를 갖는데, 이 길이(77)는 소스 및 드레인 전극(62, 64) 사이의 수평 거리이다. 일 실시예에서, 길이(77)는 1 미크론과 5 미크론 사이의 임의의 하나의 값일 수 있으나, 다른 실시예에서 길이(77)는 다른 값일 수 있다. 또한, 환형 TFT(60)에서 환형 소스 전극(62) 및 드레인 전극(64)의 형상으로 인해, 활성 채널은 어떤 입구나 출구를 포함하지 않는다. 그 결과, 층(66)의 모든 노출된 반도체 재료가 활성 채널(76)의 일부가 된다. 또한, 도시한 실시예에서, 전하 유지가 낮고, 또한 드레인 대 게이트 캐패시턴스가 낮고, 이어서, 채널의 온 저항과 연관된 잡음이 최소화된다. 또한, 도시한 실시예의 드레인 대 게이트 중첩부(71)에 의해, 게이트 전극(70)과 환형 소스 전극(62)과 드레인 전극(64) 간의 오정렬을 견딜 수 있게 된다.
또 다른 실시예에서, TFT(42)는 소스 전극 및 드레인 전극이 서로 다른 크기인 구조이다. 이러한 실시예에서, 소스 및 드레인 전극은 또한 인터리브(interleaved)될 수 있다. 간략하게 하기 위해서, 이러한 구조를 본 명세서에서는 구불구불한 TFT(78)라 한다. 예를 들어, 이제 도 5 및 6을 참조하면, 도 5는 본 발명의 일 측면에 따른 검출기(22)에서 사용하는 구불구불한 TFT(78)의 사시도를 도시한다. 도 6은 도 5에 도시하는 참조 번호(100)로 표시하는 방향에서 본 구불구불한 TFT(78)의 측면도를 도시한다. 도 6의 도시한 실시예에서, TFT 패시베이션 유전층(90)은 구불구불한 TFT(78) 위에 배치된다. 일 실시예에서, 구불구불한 TFT(78)는 실리콘과 같은 반도체 재료의 반도체층(82) 상에 배치되는 구불구불한 소스 전극(80)을 포함한다. 어떤 실시예에서, 구불구불한 소스 전극(80)은 U형 소스 전극을 포함한다. 도시한 실시예에서, 구불구불한 TFT(78)는 반도체층(82) 위에 배치되며, 전체적으로 소스 전극(80)에 맞추어 인터리브되는 형태인 드레인 전극(84)을 더 포함한다. 도시한 실시예에서, 드레인 전극(84)은, T 형상의 기부(86)가 소스 전극(80)과 인터리브되도록 전체적으로 T 형상이다. 드레인 전극(84)의 이러한 설계에 의해, 구불구불한 박막 트랜지스터(78)의 영역에 대해 감소된 표면 영역, 즉, 좁은 드레인 전극을 제공하고, 좁은 드레인 전극과 연관되는 프로세스 관련 결함인, 드레인 전극이 게이트 전극(92) 위를 지나는 것을 방지한다. 이러한 실시예에서, 드레인 대 게이트 캐패시턴스는 소스 대 게이트 캐패시턴스에 대해서 유사한 크기의 소스 및 드레인을 갖는 TFT에 비해 감소된다. 그 결과, 동작시, 구불구불한 TFT(78)는 유사한 크기를 갖는, 즉, 소스 및 드레인이 대칭인 TFF보다 적은 잡음을 생성한다. 일 실시예에서, 드레인 기부(86)의 길이는 약 1 미크론 내지 약 3 미크론의 범위이다. 도시한 실시예에서, 드레인 전극(84)은 예컨대 브리지 및 비아(도시하지 않음)에 의해 데이터 라인에 전기적으로 결합된다. 또한, 유전층(94)은 통상 게이트 전극(92)과 반도체층(82) 사이에 배치된다. 게이트 전극(92)은 (도 5에 도시하는 바와 같이) 스캔 라인(50) 및 게이트 전극(92)이 얼마나 오프셋되어 있느냐에 따라 브리지(96) 또는 비아에 의해 스캔 라인(50)에 전기적으로 결합된다.
또한, 당업자라면 이해할 수 있는 바와 같이, 소스 전극(80) 및 드레인 전극(84)은, 보통 반도체층(82)의 일부를 에칭함으로써 형성되는 활성 채널(98)에 의해 분리된다. 당업자라면 이해할 수 있는 바와 같이, 활성 채널(98)은 어떤 폭을 갖는데, 이 폭은 소스 및 드레인 전극(80, 84)과 나란하게 활성 채널(98)에 의해 가로질러지는 거리이다. 일 실시예에서, 활성 채널(98)의 폭은 약 15 마이크론 내지 약 150 마이크론의 범위이다. 도 6에 도시한 실시예에서, 활성 채널(98)은 거의 일정한 길이를 가지는데, 이 길이는 소스 및 드레인 전극(80, 84) 사이의 수평 거리이다. 도시하는 바와 같이, 활성 채널(98)은 참조 번호(102, 104)로 표시되는 길이를 가진다. 이러한 실시예에서, 활성 채널(98)은 1 미크론 내지 5 미크론 사이의 임의의 단일 값이다. 위에서 나타내는 바와 같이, 활성 채널의 거의 일정한 길이에 의해서, 활성 채널(98)의 일부인 노출된 반도체 재료의 반도체 층(82)이 생긴다.
본 명세서에서 본 발명의 어떤 특징들을 도시하고 설명하였으나, 당업자에게 다수의 수정 및 변형예를 구현할 수 있을 것이다. 따라서, 첨부하는 청구의 범위는 본 발명의 진정한 사상 내에 오는 이러한 수정예 및 변형예를 모두 포함한다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
TFT는 서로 대칭이 아닌 소스 전극 및 드레인 전극을 포함한다. 드레인 대 게이트 캐패시턴스를 감소시킴으로써, TFT와 연관된 잡음이 전체적으로 감소되고, 이에 따라, 신호 대 잡음 비(SNR)가 증가된다.
Claims (10)
- X선 촬영 시스템(10)으로서,X선을 방출하도록 구성되는 X선 소스(12)와,입사하는 X선에 응답하여 전기 신호를 생성하도록 구성되는 검출기(22)와,상기 전기 신호를 획득하도록 구성되는 검출기 획득 회로(26)와,상기 X선 소스(12) 또는 상기 검출기 획득 회로(26) 중 적어도 하나를 제어하도록 구성되는 시스템 제어기(28)와,화상을 생성하기 위해 상기 전기 신호를 프로세싱하도록 구성되는 화상 처리 회로(30)를 포함하며,상기 검출기(22)는 검출기 소자의 어레이를 포함하며, 각각의 검출기 소자는 스위치로서 사용되도록 구성되는 박막 트랜지스터를 포함하고, 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극 및 소스 전극은, 서로 대칭이 아닌X선 촬영 시스템.
- 제 1 항에 있어서,각각의 상기 검출기는X선에 응답하여 광 광양자(optical photons)를 방출하도록 구성된 신틸레이터(scintillator)(44)와,상기 광 광양자에 응답하여 전기 신호를 생성하도록 구성되는 광 센서 소자(38)를 포함하는 X선 촬영 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 검출기(22)는X선에 응답하여 전자를 생성하도록 구성되는 광 도전체 소자와,상기 광 도전체가 생성하는 전자에 응답하여 전기 신호를 생성하도록 구성되는 저장 캐패시터를 포함하는 X선 촬영 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 드레인 전극은 소스 전극보다 작은 X선 촬영 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 X선 소스(12)는 저 에너지 X선 소스를 포함하는 X선 촬영 시스템.
- 환형 박막 트랜지스터(60)로서,반도체 재료의 층(66)과,상기 반도체 재료의 층(66) 위에 배치되는 환형 소스 전극(62)과,상기 반도체 재료의 층(66) 위의, 상기 환형 소스 전극(62) 내에 배치되는 드레인 전극(64)과,상기 드레인 전극(64)과 상기 환형 소스 전극(62) 사이에서, 노출된 반도체 재료를 그 표면에 포함하는 활성 채널(76)을 포함하는환형 박막 트랜지스터.
- 제 6 항에 있어서,상기 활성 채널(76)은 거의 일정한 길이인 환형 박막 트랜지스터.
- 제 6 항에 있어서,상기 드레인 전극(64)은 원형인 환형 박막 트랜지스터.
- 제 6 항에 있어서,상기 활성 채널(76)은 상기 활성 채널(76)의 부분이 아닌 곳에는 노출된 반도체 재료가 거의 없는 환형 박막 트랜지스터.
- 구불구불한(serpentine) 박막 트랜지스터(78)로서,반도체 재료의 층(82)과,상기 반도체 재료의 층(82) 위에 배치되는 구불구불한 소스 전극(80)과,상기 반도체 재료의 층(82) 위에서 상기 구불구불한 소스 전극(80)에 의해 형성되는 리세스 내에 거의 배치되며, 상기 리세스와 거의 일치하도록 구성되는 드레인 전극(84)과,상기 드레인 전극(84)과 상기 구불구불한 소스 전극(80) 사이에서, 거의 일정한 길이를 가지며, 노출된 반도체 재료를 그 표면에 포함하는 활성 채널(98)을 포함하는구불구불한 박막 트랜지스터.
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