KR20110005939A - Method of manufacturing scintillator and x-ray detector - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 신틸레이터 및 엑스레이(X-ray) 디텍터의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 엑스레이로 피사체를 찍은 영상을 검출하기 위해 사용되는 신틸레이터 및 엑스레이 디텍터의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a scintillator and an X-ray detector, and more particularly, to a method of manufacturing a scintillator and an X-ray detector used to detect an image of a subject taken by X-rays.
종래 의학용으로 널리 사용되고 있는 진단용 엑스레이 검사 방법은 엑스레이 감지 필름을 사용하여 촬영하고, 그 결과를 알기 위해 소정의 필름 인화 과정을 거쳐야 했다. 그러나, 근래에 들어서 반도체 기술의 발전에 힘입어 박막 트랜지스터와 광전 변환소자를 이용한 디지털 엑스레이 디텍터가 개발되었다.Diagnostic x-ray examination methods widely used in the prior art had to take a film using an X-ray detection film, and the predetermined film printing process to know the result. In recent years, however, with the development of semiconductor technology, digital x-ray detectors using thin film transistors and photoelectric conversion devices have been developed.
이러한 디지털 엑스레이 디텍터는 광을 전기로 변환시키기 위한 광전변환기판과 엑스레이를 광전변환기판에서 흡수하는 광으로 변환시키는 신틸레이터(scintillator)를 포함한다. 광전변환기판에는 복수의 박막 트랜지스터들과 광전변환소자들이 매트릭스 형상으로 배열되어 있다. 이때, 광전변환소자는 예를 들어, p형 반도체층, 진성 반도체층 및 n형 반도체층을 포함하는 광 다이오드 또는 전하결합소자(Charge Coupled Device : CCD) 등으로 형성될 수 있다. The digital x-ray detector includes a photoelectric conversion substrate for converting light into electricity and a scintillator for converting x-rays into light absorbed by the photoelectric conversion substrate. In the photoelectric conversion substrate, a plurality of thin film transistors and photoelectric conversion elements are arranged in a matrix. In this case, the photoelectric conversion device may be formed of, for example, a photo diode or a charge coupled device (CCD) including a p-type semiconductor layer, an intrinsic semiconductor layer, and an n-type semiconductor layer.
이러한 엑스레이 디텍터는 외부로부터 조사되는 엑스레이를 신틸레이터에서 일단 가시광으로 변환하고, 가시광에 의해 광전변환소자에서 생성되는 전자를 바이어스 전압을 인가하여 외부로 전달함으로써 엑스레이를 아날로그 전기 신호로 변환하게 되며, 화소 별로 다르게 나타나는 아날로그 전기 신호를 AD 컨버터를 통해 디지털 전기 신호로 변환하여 최종적으로 표시장치에서 디지털 이미지를 표시하게 된다.The X-ray detector converts X-rays radiated from the outside into visible light by using a scintillator, and converts the electrons generated by the photoelectric conversion element by the visible light to the outside by applying a bias voltage to convert the X-ray into an analog electric signal. The analog electric signal, which appears very different, is converted into a digital electric signal through an AD converter, and finally the digital image is displayed on the display device.
한편, 신틸레이터를 광전변환기판 상에 형성하는 방법으로는, 평판 형태의 지지 기판에 신틸레이터층이 형성된 신틸레이터를 접착제를 이용하여 광전변환기판 상에 부착하는 방법과 신틸레이터층을 광전변환기판 상에 직접 형성하는 방법 등을 예로 들 수 있다. 이때, 신틸레이터층은 증착법, 일렉트로빔법 또는 스퍼터법 등의 방법으로 고휘도 형광 물질인 요드화 세슘(CsI) 등의 할로겐 화합물이나 가돌리늄 황산화물(GOS) 등의 산화물계 화합물 등의 형광체를 퇴적시켜 성막된 기둥 형상 단결정 구조로 형성된다. On the other hand, as a method of forming a scintillator on a photoelectric conversion substrate, a method of attaching a scintillator having a scintillator layer formed on a flat support substrate onto an photoelectric conversion substrate using an adhesive and a scintillator layer on the photoelectric conversion substrate The method of forming directly on a phase, etc. are mentioned, for example. In this case, the scintillator layer is formed by depositing phosphors such as halogen compounds such as cesium iodide (CsI), which is a high-brightness fluorescent material, and oxide compounds such as gadolinium sulfate (GOS), by deposition, electrobeam, or sputtering methods. Columnar single crystal structure.
그러나, 지지 기판 또는 광전변환기판 상에 기둥 형상 단결정 구조의 신틸레이터층을 형성하는데 많은 시간이 소요되고, 형성된 기둥 형상이 균일하지 않아 신틸레이터층으로부터의 가시광이 광전변환소자에 도달하기까지의 광학적인 확산 및 산란에 의해 해상도 특성의 열화가 발생되는 문제점이 있다.However, it takes a long time to form a scintillator layer having a columnar single crystal structure on a supporting substrate or a photoelectric conversion substrate, and since the formed column shape is not uniform, optical until the visible light from the scintillator layer reaches the photoelectric conversion element. There is a problem that degradation of resolution characteristics occurs due to phosphorus diffusion and scattering.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명은 신틸레이터층을 간단하면서 정밀하게 형성할 수 있는 신틸레이터 및 엑스레이 디텍터의 제조방법을 제공한다.Accordingly, the present invention has been made in view of such a problem, and the present invention provides a method of manufacturing a scintillator and an X-ray detector capable of simply and precisely forming a scintillator layer.
본 발명의 일 특징에 따른 신틸레이터의 제조방법에 따르면, 엑스레이가 투과되는 지지 기판을 준비한 후, 상기 지지 기판의 일면 상에 그리드 형상의 개구부가 형성된 쉐도우 마스크를 배치한다. 이후, 엑스레이의 파장을 변환시키기 위한 신틸레이터 물질을 상기 지지 기판의 일면 상에 성막하여 신틸레이터층을 형성한다. According to the method of manufacturing a scintillator according to an aspect of the present invention, after preparing a support substrate through which X-rays are transmitted, a shadow mask having a grid opening is formed on one surface of the support substrate. Thereafter, a scintillator material for converting the wavelength of the X-ray is formed on one surface of the support substrate to form a scintillator layer.
상기 개구부는 일 방향으로 연장되는 슬릿 형상으로 형성된다. 이와 달리, 상기 개구부는 사각 형상의 홀들이 바둑판 형태 또는 지그재그 형태로 배열된 형상으로 형성될 수 있다.The opening is formed in a slit shape extending in one direction. Alternatively, the opening may be formed in a shape in which rectangular holes are arranged in a checkerboard shape or a zigzag shape.
상기 신틸레이터층의 결정화를 위해 어닐링 공정을 추가로 진행할 수 있다. 또한, 상기 신틸레이터층을 보호하기 위한 보호막을 형성하는 공정을 추가로 진행할 수 있다.Annealing may be further performed to crystallize the scintillator layer. In addition, a process of forming a protective film for protecting the scintillator layer may be further performed.
본 발명의 일 특징에 따른 엑스레이 디텍터의 제조 방법에 따르면, 절연 기판 상에 광전 변환부를 포함하는 광전 변환층을 형성하여 광전변환기판을 형성한다. 이후, 상기 광전변환기판 상에 그리드 형상의 개구부가 형성된 쉐도우 마스크 를 배치한 후, 엑스레이의 파장을 변환시키기 위한 신틸레이터 물질을 상기 광전변환기판 상에 성막하여 신틸레이터층을 형성한다. 상기 개구부는 일 방향으로 연장되는 슬릿 형상으로 형성된다. 이와 달리, 상기 개구부는 사각 형상의 홀들이 바둑판 형태 또는 지그재그 형태로 배열된 형상으로 형성될 수 있다. 상기 신틸레이터층의 결정화를 위해 어닐링 공정을 추가로 진행할 수 있다. 또한, 상기 신틸레이터층을 보호하기 위한 보호막을 형성하는 공정을 추가로 진행할 수 있다.According to the method of manufacturing an X-ray detector according to an aspect of the present invention, a photoelectric conversion layer including a photoelectric conversion unit is formed on an insulating substrate to form a photoelectric conversion substrate. Subsequently, after a shadow mask having grid openings formed on the photoelectric conversion substrate, a scintillator material for converting the wavelength of the X-ray is formed on the photoelectric conversion substrate to form a scintillator layer. The opening is formed in a slit shape extending in one direction. Alternatively, the opening may be formed in a shape in which rectangular holes are arranged in a checkerboard shape or a zigzag shape. Annealing may be further performed to crystallize the scintillator layer. In addition, a process of forming a protective film for protecting the scintillator layer may be further performed.
이와 같은 신틸레이터 및 엑스레이 디텍터의 제조방법에 따르면, 쉐도우 마스크를 이용하여 전체 영역에 걸쳐 균일한 형태로 패터닝된 신틸레이터층을 형성함으로써, 광학적인 확산 및 산란에 의한 블러링(blurring) 등의 해상도 특성의 열화를 감소시키고 검지 능력을 향상시킬 수 있다. 또한, 신틸레이터층의 증착 속도를 향상시켜 생산성을 향상시킬 수 있다.According to the method of manufacturing the scintillator and the X-ray detector, by using a shadow mask to form a patterned scintillator layer in a uniform form over the entire area, resolution such as blurring due to optical diffusion and scattering It is possible to reduce the deterioration of characteristics and to improve the detection ability. In addition, productivity can be improved by increasing the deposition rate of the scintillator layer.
상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 하기의 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구현될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 보다 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 기술적 사상과 특징이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공된다. 도면들에 있어서, 각 장치 또는 막(층) 및 영역들의 두께는 본 발명의 명확성을 기 하기 위하여 과장되게 도시되었으며, 또한 각 장치는 본 명세서에서 설명되지 아니한 다양한 부가 장치들을 구비할 수 있으며, 막(층)이 다른 막(층) 또는 기판 상에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 다른 막(층) 또는 기판 상에 직접 형성되거나 그들 사이에 추가적인 막(층)이 개재될 수 있다. The above-described features and effects of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, and thus, those skilled in the art to which the present invention pertains may easily implement the technical idea of the present invention. Could be. The present invention is not limited to the following embodiments and may be implemented in other forms. The embodiments introduced herein are provided to make the disclosure more complete and to fully convey the spirit and features of the present invention to those skilled in the art. In the drawings, the thickness of each device or film (layer) and regions has been exaggerated for clarity of the invention, and each device may have a variety of additional devices not described herein. When (layer) is mentioned as being located on another film (layer) or substrate, an additional film (layer) may be formed directly on or between the other film (layer) or substrate.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 신틸레이터의 제조과정을 나타낸 공정도들이다.1 to 7 are process diagrams illustrating a manufacturing process of a scintillator according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 신틸레이터의 제조를 위해 우선, 엑스레이가 투과되는 지지 기판(110)을 준비한다. 지지 기판(110)은 엑스레이가 투과될 수 있는 물질로 형성된다. 예를 들어, 지지 기판(110)은 알루미늄(Al), 티탄(Ti) 등의 금속으로 형성될 수 있다. 이와 같이, 지지 기판(110)을 금속으로 형성하면, 이후 형성될 신틸레이터층에서 발생된 가시광을 반사시킬 수 있어 광의 이용 효율을 향상시킬 수 있다. 알루미늄(Al)으로 형성된 지지 기판(110)은 예를 들어, 약 0.3㎜ ~ 1.0㎜의 두께로 형성된다. 알루미늄(Al)으로 형성된 지지 기판(110)의 두께가 약 0.3㎜ 미만이면 지지 기판(110)이 휘어지는 것에 의해 신틸레이터층이 박리되기 쉬우며, 지지 기판(110)의 두께가 약 1.0㎜를 넘으면 엑스레이의 투과율이 저하될 수 있다. 한편, 지지 기판(110)은 유리, 탄소, 세라믹 등의 유기 재료로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 1, first, a
이후, 지지 기판(110)의 일면 상에 쉐도우 마스크(Shadow Mask)(120)를 배치한다. 쉐도우 마스크(120)에는 형성하고자 하는 신틸레이터층 모양에 대응되는 그리드 형상의 개구부(122)가 형성되어 있다. 쉐도우 마스크(120)는 예를 들어, 금속 또는 서스(Steel Use Stainless : SUS)로 이루어질 수 있다. 쉐도우 마스크(120)에 형성된 개구부(122)는 신틸레이터층을 증착하는 공정에서 신틸레이터 물질이 개구부(122)를 투과하여 지지 기판(110) 상에 증착되는 통로 역할을 수행한다. 이러한 개구부(122)는 지지 기판(110) 상에 형성될 신틸레이터층의 패턴에 대응하여 복수가 형성된다. 개구부들(122)은 예를 들어, 일 방향으로 길게 연장되는 슬릿 형상으로 형성되며, 각 개구부(122) 별로 서로 일정 간격 이격되게 형성된다. 이와 달리, 개구부들(122)은 사각 형상의 홀들이 바둑판 형태 또는 지그재그 형태로 배열된 형상으로 형성될 수 있다. 한편, 쉐도우 마스크(120)의 표면에는 쉐도우 마스크(120)의 표면을 평탄화하기 위하여 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 등으로 이루어진 보호막이 형성될 수 있다.Thereafter, a
도 2를 참조하면, 쉐도우 마스크(120)를 지지 기판(110) 상에 배치한 상태에서, 신틸레이터 물질을 지지 기판(110)의 일면 상에 성막하여 신틸레이터층(130)을 형성한다. 신틸레이터층(130)은 예를 들어, 증착법(evaporation)으로 형성될 수 있다. 상기 증착법은 진공챔버 안에서 신틸레이터 물질의 원료를 도가니에 넣고 열을 가해 증발시켜 지지 기판(110) 상에 형성하는 방법으로, 진공챔버 안에서 지지 기판(110)의 일면 상에 쉐도우 마스크(120)를 장착하고 신틸레이터 물질의 원료를 증발시켜 패터닝된 신틸레이터층(130)을 형성한다. 즉, 진공챔버 내에서 신틸 레이터 물질의 원료를 증발시키면 쉐도우 마스크(120)의 개구부(122) 내에만 신틸레이터 물질이 성막되어 패터닝된 신틸레이터층(130)이 형성된다.Referring to FIG. 2, in a state where the
이러한 공정을 통해 형성된 신틸레이터층(130)은 지지 기판(110) 측으로부터 입사되는 엑스레이를 광전변환기판(미도시)에서 흡수할 수 있는 파장대의 광, 예를 들어 녹색 파장대의 가시광으로 변환하는 형광물질을 포함한다. 예를 들어, 신틸레이터층(130)은 탈륨(Tl) 또는 나트륨(Na)이 도핑된 요드화 세슘(CsI) 등의 할로겐 화합물로 형성되거나, 가돌리늄(gadolinium) 황산화물(GOS) 등의 산화물계 화합물을 포함할 수 있다. 신틸레이터층(130)은 예를 들어, 약 100㎛ ~ 1000㎛의 두께로 형성될 수 있으며, 특히, 약 450㎛ ~ 550㎛의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.The
신틸레이터층(130)은 증착법(evaporation), 스퍼터링(sputtering) 등의 증착 공정을 통해 비정질(Amorphous) 또는 다결정(polycrystalline)의 결정 형태로 형성된다. 이와 같이, 신틸레이터층(130)을 쉐도우 마스크(120)를 이용하여 비정질 또는 다결절의 결정 형태로 형성함으로써, 기존의 단결정을 형성하는 것에 비해 간단하면서도 형성 속도를 큰 폭으로 향상시킬 수 있다. The
도 2 및 도 3을 참조하면, 신틸레이터층(130)의 형성 후, 쉐도우 마스크(120)를 제거하면 지지 기판(110) 상에는 신틸레이터층(130)만이 존재하게 된다. 이와 같이, 쉐도우 마스크(120)를 통해 패터닝된 신틸레이터층(130)을 형성함으로써, 빠른 시간 내에 규칙적이면서 정밀한 형태의 신틸레이터층(130)을 형성할 수 있다. 신틸레이터층(130)의 각 패턴은 예를 들어, 약 100㎛ ~ 600㎛의 깊이와 약 5㎛ ~ 10㎛의 폭으로 형성되며, 간격은 폭에 비하여 약 50% ~ 90%의 비율로 형성된다. 2 and 3, after the
한편, 신틸레이터층(130)의 광변환 효율을 향상시키기 위하여, 비정질 또는 다결정 상태의 신틸레이터층(130)을 단결정 상태로 변화시킬 필요가 있다. 이를 위해, 신틸레이터층(130)의 결정화를 위한 어닐링(annealing) 공정을 추가로 진행할 수 있다. 상기 어닐링 공정은 쉐도우 마스트(120)의 제거 전 또는 제거 후에 선택적으로 진행할 수 있다.On the other hand, in order to improve the light conversion efficiency of the
이와 같은 공정을 통해 형성된 신틸레이터층(130)은 도 4에 도시된 바와 같이, 쉐도우 마스크(120)의 개구부(122) 형상에 대응하여 일 방향으로 길게 연장되는 직선 형상으로 형성된다. 이와 달리, 신틸레이터층(130)은 도 5에 도시된 바와 같이, 사각 형상의 돌기들이 바둑판 형태로 배열된 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 신틸레이터층(130)은 도 6에 도시된 바와 같이, 사각 기둥 형상의 돌기들이 지그재그 형태로 배열된 형상으로 형성될 수도 있다.As shown in FIG. 4, the
이와 같이, 쉐도우 마스크(120)를 통해 신틸레이터층(120)을 형성하면, 신틸레이터층(130) 전체 영역에 걸쳐 균일한 형태의 패턴을 형성할 수 있으므로, 광학적인 확산 및 산란에 의한 블러링(blurring) 등의 해상도 특성의 열화를 감소시키고 검지 능력을 향상시킬 수 있다. 또한, 쉐도우 마스크(120)를 이용하여 신틸레이터층(130)을 형성함으로써, 포토리소그라피 등의 다른 방법에 비해 형성 속도를 향상시키고 제조 비용을 절감할 수 있다.As such, when the
도 7을 참조하면, 신틸레이터층(130)을 보호하기 위한 보호막(140)을 더 형 성할 수 있다. 보호막(140)은 신틸레이터층(130)을 덮도록 지지 기판(110)의 일면 상에 형성된다. 이와 달리, 보호막(140)은 지지 기판(110) 및 신틸레이터층(130)의 전체를 덮도록 형성될 수 있다. 보호막(140)은 유기물 또는 무기물로 형성될 수 있다. 예를 들어, 보호막(140)은 폴리 파라크실리렌(poly para-xylylene), 폴리모노클로로 파라크실리렌, 폴리디클로로 파라크실리렌, 폴리테트라클로로 파라크실리렌, 폴리플루오로 파라크실리렌, 폴리디메틸 파라크실리렌, 폴리디에틸 파라크실리렌 등의 크실리렌 계열의 유기물질로 형성될 수 있다. 또한, 보호막(140)은 폴리요소, 폴리이미드 등으로 형성되거나, SiO2, SiN, LiF, MgF2, Al2O3, TiO2, MgO 등의 무기물질로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 7, a
도 8, 도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스레이 디텍터의 제조 과정을 나타낸 공정도들이다.8, 9 and 10 are process diagrams illustrating a manufacturing process of an X-ray detector according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 엑스레이 디텍터의 제조를 위해 우선, 절연 기판(210) 상에 광전 변환층(220)을 형성한다. 절연 기판(210)은 유리 또는 플라스틱 등의 투명하고 절연성을 갖는 물질로 형성된다. 광전 변환층(220)은 절연 기판(210) 상에 매트릭스 형태로 형성된 다수의 화소 영역들에 각각 형성된 박막 트랜지스터 및 광전 변환부를 포함한다. 상기 광전 변환부는 외부로부터 입사된 엑스레이가 신틸레이터층에서 변환된 광을 흡수하여 전기 신호로 변환시키는 부분으로, 예를 들어 포토다이오드 또는 CCD 등으로 형성될 수 있다. 상기 박막 트랜지스터는 상기 광전 변환부에서 생성된 전기 신호를 순차적으로 외부 회로로 출력시키기 위한 스위칭 소자이다.Referring to FIG. 8, first, a
이후, 광전변환기판(210) 상에 그리드 형상의 개구부(122)가 형성된 쉐도우 마스크(Shadow Mask)(120)를 배치한다. 쉐도우 마스크(120)는 도 1을 참조하여 설명한 바 있으므로, 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다. Subsequently, a
이후, 엑스레이의 파장을 변환시키기 위한 신틸레이터 물질을 광전변환기판(210) 상에 성막하여 도 9에 도시된 바와 같이 패터닝된 신틸레이터층(130)을 형성한다. 쉐도우 마스크(120)를 이용한 신틸레이터층(130) 형성 방법은 도 2를 참조하여 설명한 바 있으므로, 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.Subsequently, a scintillator material for converting the wavelength of the X-rays is deposited on the
한편, 신틸레이터층(130)의 증착 후, 신틸레이터층(130)의 결정화를 위한 어닐링(annealing) 공정을 쉐도우 마스크(120)의 쉐도우 마스트(120)의 제거 전 또는 제거 후에 선택적으로 진행할 수 있다.Meanwhile, after deposition of the
이후, 도 10을 참조하면, 신틸레이터층(130)을 보호하기 위한 보호막(140)을 더 형성할 수 있다. 보호막(140)에 대해서는 도 7을 참조하여 설명한 바 있으므로, 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.Thereafter, referring to FIG. 10, a
이와 같이, 신틸레이터층(130)을 광전변환기판(210) 상에 직접 형성함으로써, 별도의 신틸레이터를 부착하는 공정 등을 제거할 수 있어 제조 비용을 절감하고 엑스레이 디텍터의 두께를 감소시킬 수 있다.As such, by directly forming the
도 11 본 발명의 일 실시예에 따른 광전 변환층의 화소 영역을 확대한 평면도이며, 도 12는 도 11의 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절단한 단면도이다.11 is an enlarged plan view of a pixel area of a photoelectric conversion layer according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a cross-sectional view taken along the line II-II ′ of FIG. 11.
도 11 및 도 12를 참조하면, 광전 변환층(220)을 형성하는 과정은 박막 트랜 지스터부(700)를 형성하는 과정과 광전 변환부(800)를 형성하는 과정으로 크게 구분될 수 있다. 우선, 박막 트랜지스터부(700)를 형성하기 위해, 절연 기판(210) 상에 게이트 라인(GL) 및 게이트 라인(GL)과 전기적으로 연결되어 있는 게이트 전극(710)을 포함하는 게이트 배선을 형성한다. 상기 게이트 배선은 스퍼터링 등의 방법을 통해 절연 기판(210) 상에 게이트 금속막을 증착한 후, 노광 마스크를 이용한 사진식각공정을 통해 상기 게이트 금속막을 패터닝하여 형성할 수 있다. 상기 게이트 배선은 예를 들어, 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 네오디뮴(Nd), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu), 은(Ag) 등의 단일 금속 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 게이트 배선은 상기한 단일 금속 또는 합금이 복수의 층으로 적층된 다층 구조로 형성될 수 있다.11 and 12, the process of forming the
이후, 상기 게이트 배선이 형성된 절연 기판(210) 상에 제1 절연막(720)을 형성한다. 제1 절연막(720)은 상기 게이트 배선을 절연시키고 보호하기 위한 절연막으로써, 예를 들어, 실리콘 나이트라이드(SiNx) 또는 실리콘 옥사이드(SiOx)로 형성될 수 있다. Thereafter, a first insulating
이후, 제1 절연막(720) 상에 게이트 전극(710)과 중첩되도록 액티브층(730)을 형성한다. 예를 들어, 제1 절연막(720) 상에 반도체층(732)을 형성하기 위한 반도체 박막 및 오믹 콘택층(734)을 형성하기 위한 오믹 콘택 박막을 형성한 후, 이를 패터닝하여 반도체층(732) 및 오믹 콘택층(734)을 포함하는 액티브층(730)을 형성한다. Thereafter, the
이후, 제1 절연막(720) 상에, 데이터 라인(DL), 데이터 라인(DL)과 연결되고 액티브층(730)의 상부까지 연장된 소오스 전극(740) 및 액티브층(730) 상부에서 소오스 전극(740)과 이격되고 하부 전극(810)과 전기적으로 연결되는 드레인 전극(750)을 포함하는 데이터 배선을 형성한다. 상기 데이터 배선은 스퍼터링 등의 방법을 통해 액티브층(730)이 형성된 절연 기판(210) 상에 데이터 금속막을 증착한 후, 노광 마스크를 이용한 사진식각공정을 통해 상기 데이터 금속막을 패터닝하여 형성할 수 있다. 상기 데이터 배선은 예를 들어, 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 네오디뮴(Nd), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu), 은(Ag) 등의 단일 금속 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 데이터 배선은 상기한 단일 금속 또는 합금이 복수의 층으로 적층된 다층 구조로 형성될 수 있다.Thereafter, the
한편, 상기 데이터 배선을 패터닝하기 위해 슬릿 마스크 또는 하프톤 마스크를 사용함으로써, 하나의 마스크를 이용하여 상기 데이터 배선과 함께 액티브층(730)도 동시에 패터닝할 수 있다.Meanwhile, by using a slit mask or a halftone mask to pattern the data line, the
이후, 소오스 전극(740)과 드레인 전극(750) 사이에 해당하는 채널 영역의 오믹 콘택층(734)을 제거하여 채널 영역의 반도체층(732)을 노출시킨다.Thereafter, the
한편, 박막 트랜지스터부(700)를 형성한 후, 박막 트랜지스터부(700)의 드레인 전극(750)과 전기적으로 연결되는 광전 변환부(800)를 형성한다. Meanwhile, after the thin
광전 변환부(800)를 형성하기 위하여, 드레인 전극(750)과 전기적으로 연결되는 하부 전극(810)을 형성한다. 광전 변환부(800)의 하부 전극(810)은 도 12에 도시된 바와 같이, 드레인 전극(750)과 동일한 금속층으로부터 형성될 수 있다. 즉, 상기 데이터 배선을 형성하기 위한 상기 데이터 금속막의 패터닝 시, 드레인 전극(750)과 연결된 하부 전극(810)을 동시에 형성할 수 있다. 이와 달리, 하부 전극(810)은 드레인 전극(750)의 형성 전 또는 후에 드레인 전극(750)과 전기적으로 연결되도록 ITO 등의 투명 도전막으로 형성될 수 있다.In order to form the
이후, 하부 전극(810) 상에 n형 실리콘층(820), 진성 실리콘층(830) 및 p형 실리콘층(840)을 순차적으로 형성한다. 진성 실리콘층(830)은 비정질 실리콘 또는 미세결정질 실리콘으로 형성될 수 있다. n형 실리콘층(820), 진성 실리콘층(830) 및 p형 실리콘층(840)은 플라즈마 화학기상증착(PE-CVD) 공정을 통해 형성될 수 있다.Thereafter, the n-
이후, p형 실리콘층(840) 상에 상부 전극(850)을 형성한다. 상부 전극(850)은 p형 실리콘층(840)이 형성된 절연 기판(210) 상에 투명한 도전 물질로 이루어진 투명 도전막을 형성한 후, 상기 투명 도전막을 패터닝하여 형성할 수 있다.Thereafter, the
이후, 광전 변환부(800)가 형성된 절연 기판(210) 상에 박막 트랜지스터부(700) 및 광전 변환부(800)를 커버하도록 제2 절연막(860)을 형성한다. 제2 절연막(860)은 박막 트랜지스터부(700) 및 광전 변환부(800)를 보호하고 절연시키기 위한 절연막으로써, 예를 들어, 실리콘 나이트라이드(SiNx) 또는 실리콘 옥사이드(SiOx) 등으로 형성될 수 있다. 제2 절연막(860)에는 상부 전극(850)의 일부를 노출시키는 컨택 홀(CNT)이 형성된다. 한편, 제2 절연막(860) 상부에 유기막(미도시)을 더 형성할 수 있다. 상기 유기막은 광전 변환층(220)의 평탄화와 기생 커패시터의 감소를 위하여 제2 절연막(860)보다 두꺼운 두께로 형성한다.Thereafter, the second insulating
이후, 제2 절연막(860) 상에 광전 변환부(800)와 전기적으로 연결되는 바이 어스 라인(870)을 형성한다. 바이어스 라인(870)은 광전 변환부(800)에 바이어스를 인가하기 위한 것으로써, 제2 절연막(860)에 형성된 컨택 홀(CNT)을 통해 광전 변환부(800)의 상부 전극(850)과 전기적으로 연결된다. Thereafter, a
바이어스 라인(870)은 광전 변환부(800)의 개구율을 높이기 위하여 데이터 라인(DL)과 적어도 일부가 중첩되게 형성될 수 있으며, 박막 트랜지스터부(700)로 광이 유입되는 것을 방지하기 위하여 박막 트랜지스터부(700)를 커버하도록 형성될 수 있다.The
이후, 바이어스 라인(870)이 형성된 광전 변환층(220)의 표면에 보호막(880)을 형성한다. 보호막(880)은 광전 변환층(220)의 표면을 보호하기 위한 막으로써, 폴리이미드(polyimide) 등의 유기물이나, 또는 실리콘 나이트라이드(SiNx), 실리콘 옥사이드(SiOx) 등의 무기물로 형성될 수 있다. 한편, 보호막(880) 상에 광전 변환층(220)의 평탄화를 위해 두꺼운 두께로 유기막을 형성할 수 있다.Thereafter, the
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범상부 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In the detailed description of the present invention described above with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art or those skilled in the art having ordinary skill in the art will be described later in the claims and the spirit of the present invention It will be appreciated that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope of the art.
도 1 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 신틸레이터의 제조과정을 나타낸 공정도들이다.1 to 7 are process diagrams illustrating a manufacturing process of a scintillator according to an embodiment of the present invention.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스레이 디텍터의 제조 과정을 나타낸 공정도들이다.8 to 10 are process diagrams illustrating a manufacturing process of an X-ray detector according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 광전 변환층의 화소 영역을 확대한 평면도이다.11 is an enlarged plan view of a pixel area of a photoelectric conversion layer according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 12는 도 11의 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절단한 단면도이다.12 is a cross-sectional view taken along the line II-II 'of FIG. 11.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
110 : 지지 기판 120 : 쉐도우 마스크110: support substrate 120: shadow mask
122 : 개구부 130 : 신틸레이터층122: opening 130: scintillator layer
140 : 보호막 220 : 광전 변환층140: protective film 220: photoelectric conversion layer
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090063317A KR20110005939A (en) | 2009-07-13 | 2009-07-13 | Method of manufacturing scintillator and x-ray detector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090063317A KR20110005939A (en) | 2009-07-13 | 2009-07-13 | Method of manufacturing scintillator and x-ray detector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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KR20110005939A true KR20110005939A (en) | 2011-01-20 |
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ID=43612830
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020090063317A KR20110005939A (en) | 2009-07-13 | 2009-07-13 | Method of manufacturing scintillator and x-ray detector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20110005939A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113725309A (en) * | 2020-05-22 | 2021-11-30 | 睿生光电股份有限公司 | X-ray device and method for manufacturing the same |
KR20220030889A (en) | 2020-09-02 | 2022-03-11 | 동국대학교 산학협력단 | Multilayer scintillator thin film for high-efficiency image measurement and preparation method thereof |
-
2009
- 2009-07-13 KR KR1020090063317A patent/KR20110005939A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113725309A (en) * | 2020-05-22 | 2021-11-30 | 睿生光电股份有限公司 | X-ray device and method for manufacturing the same |
KR20220030889A (en) | 2020-09-02 | 2022-03-11 | 동국대학교 산학협력단 | Multilayer scintillator thin film for high-efficiency image measurement and preparation method thereof |
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