KR20160017490A - 엑스선 검출기 - Google Patents

엑스선 검출기 Download PDF

Info

Publication number
KR20160017490A
KR20160017490A KR1020140101102A KR20140101102A KR20160017490A KR 20160017490 A KR20160017490 A KR 20160017490A KR 1020140101102 A KR1020140101102 A KR 1020140101102A KR 20140101102 A KR20140101102 A KR 20140101102A KR 20160017490 A KR20160017490 A KR 20160017490A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
storage
layer
common electrode
capacitor
Prior art date
Application number
KR1020140101102A
Other languages
English (en)
Inventor
박재철
김선일
이동욱
이창범
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020140101102A priority Critical patent/KR20160017490A/ko
Priority to US14/725,429 priority patent/US9470803B2/en
Publication of KR20160017490A publication Critical patent/KR20160017490A/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/24Measuring radiation intensity with semiconductor detectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/14609Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
    • H01L27/14612Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements involving a transistor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14665Imagers using a photoconductor layer
    • H01L27/14676X-ray, gamma-ray or corpuscular radiation imagers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14683Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14692Thin film technologies, e.g. amorphous, poly, micro- or nanocrystalline silicon
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0256Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
    • H01L31/0264Inorganic materials
    • H01L31/0272Selenium or tellurium
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0256Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
    • H01L31/0264Inorganic materials
    • H01L31/032Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only compounds not provided for in groups H01L31/0272 - H01L31/0312

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

엑스선 검출기가 개시된다. 개시된 엑스선 검출기는 박막 트랜지스터부 및 캐패시터부를 포함할 수 있으며, 캐패시터부는 다중 스토리지 캐패시터를 포함하는 구조로 형성될 수 있다. 상부 전극을 통하여 광전자 물질층에 조사된 엑스선에 의해 전자-홀쌍이 생성될 수 있으며, 생성된 전자를 다중 스토리지 캐패시터에 저장할 수 있다. 공통 전극과 스토리지 전극 및 공통 전극과 집전 전극 사이에 각각 스토리지 캐패시터를 형성할 수 있다.

Description

엑스선 검출기{X-ray detector}
본 개시는 엑스선 검출기에 관한 것이다.
엑스선(X-ray)은 다양한 분야에서 재료의 구조와 물성 검사, 영상 진단 또는 보안 검색을 위해 사용되고 있다. 일반적인 엑스선 영상 시스템은 엑스선을 방출시킬 수 있는 엑스선 발생 장치와 검사 대상체를 투과한 엑스선을 검출하는 엑스선 검출기를 포함할 수 있다.
엑스선 발생기는 음극에서 방출된 전자를 양극에 충돌시켜서 엑스선을 방출시키는 것이 일반적이다. 엑스선 발생기에 적용되는 전자 방출 소자는 크게 냉음극(cold cathode) 및 열음극(hot cathode)으로 나눌 수 있다. 그 중 전계 방출을 활용한 전자 방출 소자는 저전압에서도 구동이 용이한 장점이 있다. 그리하여, 전계 방사(field emission)을 활용한 전자 방출 소자의 상용화를 위해 많은 연구가 진행 중에 있다.
엑스선을 검출하는 방법으로는 엑스선 감지 필름을 이용하거나 전기적인 방법으로 검출하는 방법이 있다. 엑스선 감지 필름을 이용하는 방법은 대상체를 투과한 엑스선을 엑스선 감지 필름을 이용하여 촬영하며 촬영된 필름을 현상하는 방식이다. 그리고, 전기적인 방법으로 엑스선을 검출하는 방법은 대상체를 투과한 엑스선이 센싱 물질에 조사되어 발생하는 전하를 박막 트랜지스터에서 판독하는 방법이다.
본 발명의 일측면에서는 엑스선 검출기를 제공한다.
본 개시는 박막 트랜지스터부; 및
캐패시터부를 포함하며,
상기 캐패시터부는 2이상의 스토리지 캐패시터를 포함하는 다중 캐패시터로 형성된 엑스선 검출기를 제공한다.
상기 박막 트랜지스터부는 기판의 일영역 상에 형성된 게이트 전극;
상기 게이트 전극 상에 형성된 게이트 절연층;
상기 게이트 절연층 상에 형성된 활성층; 및
상기 활성층의 양측부 상에 형성된 소스 전극 및 드레인 전극;을 포함할 수 있다.
상기 캐패시터부는, 상기 기판 상의 게이트 전극과 이격되어 형성된 스토리지 전극;
상기 스토리지 전극 상에 형성된 절연층;
상기 절연층 상에 형성된 공통 전극 및 공통 전극 라인;
상기 공통 전극 및 상기 공통 전극 라인 상에 형성된 유전층; 및
상기 유전층 상에 형성된 집전 전극;을 포함할 수 있다.
상기 집전 전극 상에 형성된 광전도 물질층; 및 상기 광전도 물질층 상에 형성된 상부 전극;을 포함할 수 있다.
상기 광전도 물질층은 비결정질 셀레니움(Amorphous Selenium) 또는 HgI2로 형성될 수 있다.
상기 집전 전극은 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극 상으로 연장되어 형성되며,
상기 집전 전극과 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극 사이에 형성된 패시베이션층;을 포함할 수 있다.
상기 집전 전극 및 상기 공통 전극 사이에 형성된 제 1스토리지 캐패시터; 및
상기 공통 전극 및 상기 스토리지 전극 사이에 형성된 제 2스토리지 캐패시터;를 포함할 수 있다.
상기 집전 전극은 전도성 물질이 형성된 제 1비아홀 및 제 2비아홀를 통하여 상기 소스 전극 및 상기 스토리지 전극과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 캐패시터부는, 상기 게이트 절연층 상에 상기 게이트 전극과 이격되어 형성된 스토리지 전극;
상기 스토리지 전극 상에 형성된 절연층;
상기 절연층 상에 형성된 공통 전극 및 공통 전극 라인;
상기 공통 전극 및 공통 전극 라인 상에 형성된 유전층; 및
상기 유전층 상에 형성된 집전 전극;을 포함할 수 있다.
상기 집전 전극과 상기 소스 전극 및 스토리지 전극은 전도성 물질로 충진된 비아홀을 통하여 전기적으로 연결될 수 있다.
실시예에 따른 엑스선 검출기는 다중 스토리지 캐패시터를 포함할 수 있다. 집적도를 향상시키기 위하여 엑스선 검출기의 단위 픽셀의 크기를 감소시켜 공통 전극의 면적이 줄어들어도 스토리지 캐패시터를 다중 구조로 형성함으로써 캐패시터 용량을 증가시키거나 스토리지 캐패시터의 용량 감소를 줄일 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 엑스선 검출기의 단면을 나타낸 도면이다.
도 2는 다른 실시예에 따른 엑스선 검출기의 단면을 나타낸 도면이다.
도 3은 실시예에 따른 엑스선 검출기의 회로 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 실시예에 따른 엑스선 검출기의 배선 구조를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 5a 내지 도 5h는 실시예에 따른 엑스선 검출기의 제조 방법을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시에 따른 엑스선 검출기에 대해 보다 상세히 설명하고자 한다. 참고로 첨부된 도면에 도시된 층이나 영역들의 폭 및 두께는 명세서의 명확성을 위해 다소 과장되게 도시된 것이다. 상세한 설명 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 실시예에 따른 엑스선 검출기의 단면을 나타낸 도면이다.
본 개시에 따른 엑스선 검출기는 박막 트랜지스터부(thin film transistor: TFT) 및 캐패시터부를 포함할 수 있으며, 캐패시터부는 2 이상의 스토리지 캐패시터를 포함하는 다중 스토리지 캐패시터 구조로 형성될 수 있다. 도 1을 참조하면, 엑스선 검출기는 기판(10)의 일영역 상에 형성된 게이트 전극(11), 게이트 전극(11) 상에 형성된 게이트 절연층(12) 및 게이트 절연층(12) 상에 형성된 활성층(13)을 포함할 수 있다. 그리고 활성층(13)의 양측에는 소스 전극(14b) 및 드레인 전극(14a)에 형성될 수 있으며, 게이트 전극(11)과 함께 박막 트랜지스터부를 형성할 수 있다. 그리고, 기판(10) 상에 게이트 전극(11)과 이격되어 스토리지 전극(110)이 형성되며, 스토리지 전극(110) 상에 절연층(111)이 형성되며, 절연층(111) 상에 형성된 공통 전극(112) 및 공통 전극 라인(113)이 형성될 수 있다. 그리고, 공통 전극(112)과 공통 전극 라인(113) 상에는 유전층(114, 115)이 형성될 수 있다. 유전층(114, 115)은 제 1유전층(114) 및 제 2유전층(115)을 포함할 수 있으며, 유전층(114, 115) 상에는 집전 전극(116)(collection electrode)이 형성될 수 있다. 집전 전극(116)은 박막 트랜지스터 구조체 상으로 연장될 수 있다. 집전 전극(116)은 소스 전극(14b) 및 드레인 전극(14a) 상으로 연장되어 형성될 수 있다. 집전 전극(116)과 박막 트랜지스터 구조체의 활성층(13), 소스(14b) 및 드레인(14a) 사이에는 패시베이션층(15, 16)이 형성될 수 있다. 패시베이션층(15, 16)은 제 1패시베이션층(15)과 제 2패시베이션층(16)을 포함할 수 있다. 집전 전극(116) 상에는 광전도 물질층(17)이 형성되며, 광전도 물질층(17) 상에는 상부 전극(18)이 형성될 수 있다. 집전 전극(116)은 전도성 물질이 형성된 제 1비아홀(V11) 및 제 2비아홀(V12)를 통하여 소스 전극(14b) 및 스토리지 전극(110)과 전기적으로 연결될 수 있다. 집전 전극(116)과 공통 전극(112) 사이에는 제 1스토리지 캐패시터(C11)가 형성될 수 있으며, 공통 전극(112)과 스토리지 전극(110) 사이에는 제 2스토리지 캐패시터(C12)가 형성될 수 있다. 캐패시터부는 제 1스토리지 캐패시터(C11) 및 제 2스토리지 캐패시터(C12)를 포함하는 다중 캐패시터로 형성될 수 있다.
도 2는 다른 실시예에 따른 엑스선 검출기의 단면을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 실시예에 따른 엑스선 검출기는 박막 트랜지스터부 및 캐패시터부를 포함할 수 있다. 박막 트랜지스터부는 기판(20)의 일영역 상에 형성된 게이트 전극(21)과 게이트 전극(21) 상에 형성된 게이트 절연층(22) 및 게이트 절연층(22) 상에 형성된 활성층(23)을 포함할 수 있다. 활성층(23) 양측에는 각각 소스 전극(24b) 및 드레인 전극(24a)이 형성될 수 있다. 소스 전극(24b), 드레인 전극(24a)은 게이트 전극(11)과 함께 박막 트랜지스터부를 형성할 수 있다. 그리고, 기판(20) 및 게이트 절연층(22) 상에는 게이트 전극(21)과 이격되어 스토리지 전극(210)이 형성될 수 있다. 스토리지 전극(210) 상에는 절연층(211)이 형성될 수 있으며, 절연층(211) 상에는 공통 전극(212) 및 공통 전극 라인(213)이 형성될 수 있다. 그리고, 공통 전극(212) 및 공통 전극 라인(213) 상에는 유전층(214)이 형성될 수 있으며, 유전층(214) 상에는 집전 전극(215)이 형성될 수 있다. 그리고, 박막 트랜지스터부의 활성층(23), 소스 전극(24b) 및 드레인 전극(24a) 상에는 패시베이션층(25, 26)이 형성될 수 있으며, 패시베이션층(25, 26) 상으로 집전 전극(215)이 연장되어 형성될 수 있다. 패시베이션층(25, 26)은 제 1패시베이션층(25)과 제 2패시베이션층(26)을 포함할 수 있다. 집전 전극(215)은 박막 트랜지스터부의 소스 전극(24b)과 연결될 수 있으며, 또한 집전 전극(215)은 스토리지 전극(210)과 연결될 수 있다. 집전 전극(215)과 소스 전극(24b) 및 스토리지 전극(210)은 전도성 물질로 충진된 비아홀(V21)을 통하여 전기적으로 연결될 수 있다. 공통 전극(212)과 스토리지 전극(210) 사이 및 공통 전극(212)과 집전 전극(215) 사이에는 각각 제 1스토리지 캐패시터(C21) 및 제 2스토리지 캐패시터(C22)가 형성될 수 있다. 이처럼 본 개시에 따른 엑스선 검출기의 캐패시터부는 제 1스토리지 캐패시터(C21) 및 제 2스토리지 캐패시터(C22)를 포함하는 다중 캐패시터로 형성될 수 있다.
도 1 및 도 2에 나타낸 본 개시에 따른 엑스선 검출기는 박막 트랜지스터부의 소스(14b, 24b)와 연결된 캐패시터부를 포함할 수 있으며, 캐패시터부는 공통 전극(112, 212)과 스토리지 전극(110, 210) 사이에 형성된 캐패시터(C12, C21) 및 공통 전극(112, 212)과 집전 전극(116, 215) 사이에 형성된 캐패시터(C11, C22)를 포함하는 이중 스토리지 캐패시터 또는 다중 스토리지 캐패시터를 포함하는 구조로 형성될 수 있다.
도 3은 실시예에 따른 엑스선 검출기의 회로 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 본 개시에 따른 엑스선 검출기는 상부 전극(18)으로 조사된 엑스선에 대해 광전도 물질층(17)이 엑스선을 흡수하여 전자-홀쌍(electron-hole pair)을 만들어 낼 수 있다. 상부 전극(18)에 전압이 인가되면 광전도 물질층(17)에 전기장이 형성될 수 있으며, 전기장에 의하여 전자-홀쌍이 분리되며, 상부 전극(18)의 전압 특성, 예를 들어 상부 전극(18)에 음전압을 인가하는 경우 전자(electron)가 집전 전극(116) 방향으로 이동할 수 있다. 이동된 전자는 제 1스토리지 캐패시터(C11) 및 제 2스토리지 캐패시터(C12)에 저장될 수 있다. 이와같이 공통 전극(112) 상하부에 각각 제 1스토리지 캐패시터(C11) 및 제 2스토리지 캐패시터(C12)가 형성됨으로써 이중 스토리지 캐패시터를 형성한 경우를 하나의 스토리지 캐패시터가 형성된 경우와 비교하면 캐패시터 용량을 향상시킬 수 있다. 본 개시에 따른 엑스선 검출기의 박막 트랜스터 구조체의 게이트 전극(11)에 게이트 전압이 인가되어 박막 트랜지스터가 ON이 되면 스토리지 캐패시터(C11, C12)에 저장된 전자들은 박막 트랜지스터 구조체의 소스 전극(14b)으로부터 드레인 전극(14a) 방향으로 이동하여 본 개시에 따른 엑스선 검출기 외부의 데이타 처리부 등으로 이동할 수 있다. 제 1스토리지 캐패시터(C11) 및 제 2스토리지 캐패시터(C12)는 소스 전극(14b)과 병렬적으로 연결될 수 있다.
엑스선 검출기는 다양한 목적으로 이용할 수 있으며, 엑스선 검출기를 이용하여 고해상도 및 고화질의 진단 영상을 얻기 위해서 엑스선 검출기의 단위 픽셀의 크기가 점차 작아지는 경향이 있다.
도 4는 실시예에 따른 엑스선 검출기의 배선 구조를 개략적으로 나타낸 평면도이며, 도 1 및 도 4를 참조하면, 엑스선 검출기의 단위 픽셀(P)의 크기가 작아지면 공통 전극(112)의 면적도 작아질 수 있으며 이에 따라 스토리지 캐패시터의 용량도 함께 감소될 수 있다. 예를 들어 맘모그래피향 엑스선 디텍터의 경우 대상체의 병변 검출을 위해 고해상도 박막 트랜지스터 백플레인(TFT backplane)이 필요할 수 있다. 고화질의 엑스선 영상을 확보하기 위해서는 광전도 물질층(17)에서 만들어진 전하를 저장할 필요가 있을 수 있다. 본 개시에 따른 엑스선 검출기는 공통 전극(112)과 공통 전극(112)의 상부에 형성된 집전 전극(116) 사이에 제 1스토리지 캐패시터(C11)을 형성하고, 공통 전극(112)의 하부에 형성된 스토리지 전극(110) 사이에 제 2스토리지 캐패시터(C11)를 형성함으로써, 스토리지 캐패시터를 이중 구조를 형성할 수 있다. 따라서, 엑스선 검출기의 단위 픽셀(P)의 크기가 감소하더라도 스토리지 캐패시터의 용량을 증가시키거나 스토리지 캐패시터의 용량 감소를 줄일 수 있다.
도 5a 내지 도 5h는 실시예에 따른 엑스선 검출기의 제조 방법을 나타낸 도면이다. 여기서는 도 1에 나타낸 엑스선 검출기의 제조 방법을 나타낸 것이다.
도 5a를 참조하면, 기판(10) 상에 전도성 물질로 각각 게이트 전극(11) 및 스토리지 전극(110)을 형성한다. 게이트 전극(11) 및 스토리지 전극(110)은 각각 박막 트랜지스터 및 캐패시터부의 일부가 될 수 있으며, 게이트 전극(11) 및 스토리지 전극(110)은 서로 이격되게 형성할 수 있다. 기판(10)은 전자 소자의 기판으로 사용되는 물질이면 제한없이 이용될 수 있다. 예를 들어 실리콘(Si) 기판 또는 글래스 기판을 이용할 수 있다. 그리고, 게이트 전극(11) 및 스토리지 전극(110)은 전도성 물질로 형성시킬 수 있으며, 금속, 합금, 전도성 금속 산화물, 전도성 금속 질화물 또는 전도성 폴리머 등으로 단층 또는 다층 구조로 형성할 수 있다. 예를 들어 Ni, Cu, Ag, Au, Al, Pt, Ti, W, Ru, Ta 등의 금속 또는 ITO(indium-tin-oxisw) 등으로 형성될 수 있다.
도 5b를 참조하면, 기판(10) 및 스토리지 전극(110) 상에는 절연 물질을 형성하여 게이트 절연층(12) 및 절연층(111)을 형성할 수 있다. 게이트 절연층(12) 및 절연층(111) 사이에는 패터닝 공정에 의하여 홀(h1)을 형성할 수 있다. 절연 물질은 실리콘 산화물 등의 산화물 또는 질화물로 형성될 수 있다. 그리고, 실리콘 산화물보다 유전율이 높은 고유전율을 지닌 물질, 예를 들어 실리콘 질화물, 알루미늄 산화물, 하프늄 산화물 등으로 형성될 수 있다.
도 5c를 참조하면, 게이트 절연층(12) 상에 활성층(13)을 형성할 수 있다. 활성층(13)은 게이트 전극(11)에 대응되는 게이트 절연층(12) 상에 형성될 수 있다. 활성층(13)은 비정질 실리콘이나 산화물 반도체 등으로 형성될 수 있다.
도 5d를 참조하면, 전도성 물질을 이용하여 활성층(13) 상에 소스(14b), 드레인(14a)과 공통 전극(12) 및 공통 전극 라인(13)을 형성할 수 있다. 전도성 물질은 금속, 합금, 전도성 금속 산화물, 전도성 금속 질화물 또는 전도성 폴리머 등일 수 있다. 소스(14b) 형성 시 홀(h1) 내부에 전도성 물질을 충진시킬 수 있다.
도 5e를 참조하면, 절연 물질을 도포하여 패시베이션층(15) 및 유전층(114)을 형성할 수 있다. 절연 물질 도포 후 패터닝 공정에 의하여 홀(h2)을 형성할 수 있다. 패시베이션층(15) 및 유전층(114)을 형성하는 절연 물질은 실리콘 산화물이나 실리콘 질화물, 기타 유기 절연 물질 등일 수 있다.
도 5f를 참조하면, 추가적으로 절연 물질을 도포한다. 절연 물질은 실리콘 산화물이나 실리콘 질화물, 기타 유기 절연 물질 등일 수 있다. 그리고, 도 5g를 참조하면, 도 5f에서 도포한 절연 물질의 일부를 식각하여 페시베이션층(16) 및 유전층(115)을 형성한다. 여기서 식각되는 부분은 공통 전극(112) 및 공통 전극 라인(113)이 형성된 영역 상에 대응되는 영역일 수 있다. 그리고, 페시베이션층(16) 및 유전층(115) 상에 전도성 물질을 도포하여 집전 전극(116)을 형성할 수 있다. 집전 전극(116)은 금속, 합금, 전도성 금속 산화물, 전도성 금속 질화물 또는 전도성 폴리머 등으로 단층 또는 다층 구조로 형성할 수 있다.
도 5h를 참조하면, 집전 전극(116) 상에 광전도 물질을 도포하여 광전도 물질층(17)을 형성할 수 있다. 광전도 물질층(17)은 엑스선이 조사되면 전하를 생성시킬 수 있는 물질로 다양한 종류의 광전도(photoconductor) 물질을 사용할 수 있다. 예를 들어 광전도 물질층(17)은 비결정질 셀레니움(Amorphous Selenium) 또는 HgI2 등으로 형성될 수 있다. 그리고, 광전도 물질층(17) 상에 전도성 물질로 상부 전극(18)을 형성할 수 있다. 상부 전극(17)은 전원이 인가되어 광전도 물질층(17)에 전기장을 형성하도록 형성한 것이다. 상부 전극(17)은 예를 들어 ITO로 형성할 수 있다. 선택적으로 광전도 물질층(17) 및 상부 전극(18) 사이에는 추가적으로 실리콘 산화물과 같은 절연 물질로 형성된 절연막이 더 형성될 수 있다. 추가적으로 절연막이 광전도 물질층(17) 및 상부 전극(18) 사이에 형성됨으로써 광전도 물질층(17) 내의 전자 또는 정공의 누설을 방지할 수 있다.
지금까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
10, 20: 기판, 11, 21: 게이트 전극
12, 22: 게이트 절연층, 13, 23: 활성층
14a, 24a: 드레인 전극, 14b, 24b: 소스 전극
15, 16, 25, 26: 페시베이션층, 114, 115, 214: 유전층
17, 27: 광전도 물질층, 110, 210: 스토리지 전극
111, 211: 절연층, 112, 212: 공통 전극
113, 213: 공통 전극 라인, 116, 215: 집전 전극
C11, C12, C21, C22: 스토리지 캐패시터

Claims (13)

  1. 박막 트랜지스터부; 및
    캐패시터부를 포함하며,
    상기 캐패시터부는 2이상의 스토리지 캐패시터를 포함하는 다중 캐패시터로 형성된 엑스선 검출기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터부는 기판의 일영역 상에 형성된 게이트 전극;
    상기 게이트 전극 상에 형성된 게이트 절연층;
    상기 게이트 절연층 상에 형성된 활성층; 및
    상기 활성층의 양측부 상에 형성된 소스 전극 및 드레인 전극;을 포함하는 엑스선 검출기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 캐패시터부는,
    상기 기판 상의 게이트 전극과 이격되어 형성된 스토리지 전극;
    상기 스토리지 전극 상에 형성된 절연층;
    상기 절연층 상에 형성된 공통 전극 및 공통 전극 라인;
    상기 공통 전극 및 상기 공통 전극 라인 상에 형성된 유전층; 및
    상기 유전층 상에 형성된 집전 전극;을 포함하는 엑스선 검출기.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 집전 전극 상에 형성된 광전도 물질층; 및
    상기 광전도 물질층 상에 형성된 상부 전극;을 포함하는 엑스선 검출기.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 광전도 물질층은 비결정질 셀레니움(Amorphous Selenium) 또는 HgI2로 형성된 엑스선 검출기.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 집전 전극은 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극 상으로 연장되어 형성되며,
    상기 집전 전극과 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극 사이에 형성된 패시베이션층;을 포함하는 엑스선 검출기.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 집전 전극 및 상기 공통 전극 사이에 형성된 제 1스토리지 캐패시터; 및
    상기 공통 전극 및 상기 스토리지 전극 사이에 형성된 제 2스토리지 캐패시터;를 포함하는 엑스선 검출기.
  8. 제 3항에 있어서,
    상기 집전 전극은 전도성 물질이 형성된 제 1비아홀 및 제 2비아홀를 통하여 상기 소스 전극 및 상기 스토리지 전극과 전기적으로 연결된 엑스선 검출기.
  9. 제 2항에 있어서,
    상기 캐패시터부는,
    상기 게이트 절연층 상에 상기 게이트 전극과 이격되어 형성된 스토리지 전극;
    상기 스토리지 전극 상에 형성된 절연층;
    상기 절연층 상에 형성된 공통 전극 및 공통 전극 라인;
    상기 공통 전극 및 공통 전극 라인 상에 형성된 유전층; 및
    상기 유전층 상에 형성된 집전 전극;을 포함하는 엑스선 검출기.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 집전 전극 상에 형성된 광전도 물질층; 및
    상기 광전도 물질층 상에 형성된 상부 전극;을 포함하는 엑스선 검출기.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 활성층, 소스 전극 및 드레인 전극 상에 형성된 패시베이션층;을 포함하며,
    상기 집전 전극은 상기 패시베이션 상으로 연장되어 형성된 엑스선 검출기.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 스토리지 전극 및 상기 공통 전극 사이에 형성된 제 1스토리지 캐패시터; 및
    상기 공통 전극 및 상기 집전 전극 사이에 형성된 제 2스토리지 캐패시터;를 포함하는 엑스선 검출기.
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 집전 전극과 상기 소스 전극 및 스토리지 전극은 전도성 물질로 충진된 비아홀을 통하여 전기적으로 연결된 엑스선 검출기.
KR1020140101102A 2014-08-06 2014-08-06 엑스선 검출기 KR20160017490A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140101102A KR20160017490A (ko) 2014-08-06 2014-08-06 엑스선 검출기
US14/725,429 US9470803B2 (en) 2014-08-06 2015-05-29 X-ray detector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140101102A KR20160017490A (ko) 2014-08-06 2014-08-06 엑스선 검출기

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160017490A true KR20160017490A (ko) 2016-02-16

Family

ID=55267267

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140101102A KR20160017490A (ko) 2014-08-06 2014-08-06 엑스선 검출기

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9470803B2 (ko)
KR (1) KR20160017490A (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019174963A (ja) * 2018-03-27 2019-10-10 株式会社ジャパンディスプレイ 指紋検出装置及び表示装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4402197B2 (ja) 1999-05-24 2010-01-20 シャープ株式会社 アクティブマトリクス型表示装置
JP2001284562A (ja) 2000-03-30 2001-10-12 Toshiba Corp X線検出装置用アレイ基板およびその検査方法
US6791091B2 (en) * 2001-06-19 2004-09-14 Brian Rodricks Wide dynamic range digital imaging system and method
KR100732877B1 (ko) 2001-08-21 2007-06-27 엘지.필립스 엘시디 주식회사 엑스레이 영상 감지소자 및 그의 제조 방법
CN1316634C (zh) 2001-10-03 2007-05-16 株式会社东芝 X光平面检测器
US7773139B2 (en) * 2004-04-16 2010-08-10 Apple Inc. Image sensor with photosensitive thin film transistors
KR20080026277A (ko) 2006-09-20 2008-03-25 삼성전자주식회사 박막 트랜지스터 기판 및 그 리페어 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20160041274A1 (en) 2016-02-11
US9470803B2 (en) 2016-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8816294B2 (en) Photo diode for detecting X-ray and manufacturing method thereof
US20120201350A1 (en) Radiation detector and method for manufacturing the same
JP2013214758A (ja) 画像検出器
JP2010056397A (ja) X線検出素子
US20100072383A1 (en) Radiation detecting element
US7576327B2 (en) Radiation image detector and driving method for the same
US9705024B2 (en) Invisible light flat plate detector and manufacturing method thereof, imaging apparatus
JP2009038123A (ja) 画像検出装置
JP2008210906A (ja) 放射線画像検出器
US6878957B2 (en) Image detector and fabricating method of the same, image recording method and retrieving method, and image recording apparatus and retrieving apparatus
JP2011146541A (ja) X線センサおよびその製造方法
JP2008098391A (ja) 放射線画像検出器
JP2010003766A (ja) 電磁波検出素子
TW200413744A (en) Active-matrix substrate and electromagnetic wave detector
KR20160017490A (ko) 엑스선 검출기
US20150228838A1 (en) Photon counting semiconductor detectors
US6501089B1 (en) Image detector, fabrication method thereof, image recording method, image recorder, image reading method, and image reader
JP2010003820A (ja) 電磁波検出素子
JP2012114166A (ja) 検出装置及び放射線検出システム
JP2011176274A (ja) 放射線検出素子
JP4357844B2 (ja) 電磁波検出器
JP2010003849A (ja) 電磁波検出素子
JP2006189296A (ja) 放射線検出装置およびその製造方法
JP5726931B2 (ja) 電磁波検出素子
JP2009158510A (ja) 放射線画像検出装置

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination