KR20190073902A - 엑스레이 영상감지소자 - Google Patents

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KR20190073902A
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Abstract

본 발명은 엑스레이 영상감지소자에 관한 것이다. 상기 엑스레이 영상감지소자는, 기판 상에 서로 이격되어 배치되는 제1 및 제2 게이트 배선, 상기 제1 및 제2 게이트 배선과 교차하는 방향으로 서로 이격되도록 배치되어, 단위 화소영역을 정의하는 데이터 배선 및 바이어스 배선, 상기 단위 화소영역 내에 배치되어 일단이 접지에 연결되는 스토리지 커패시터, 상기 제1 게이트 배선에 인가되는 리셋 신호에 의해 턴온되어, 입사된 광원에 의해 생성된 전하를 상기 스토리지 커패시터에 제공하는 포토 트랜지스터, 및 상기 제2 게이트 배선에 인가되는 게이트 신호에 의해 턴온되어, 상기 스토리지 커패시터에 저장된 전하를 상기 데이터 배선에 제공하는 박막 트랜지스터를 포함한다.

Description

엑스레이 영상감지소자{X-RAY DETECTOR}
본 발명은 엑스레이 영상감지소자에 관한 것이다. 구체적으로, 포토 트랜지스터, 박막 트랜지스터 및 스토리지 커패시터로 구성되는 단위 화소영역을 포함하는 엑스레이 영상감지소자에 관한 것이다.
현재 의학용으로 널리 사용되고 있는 진단용 엑스레이(X-ray) 장치의 검사방법은 엑스레이 감지 필름을 사용하여 촬영하고, 그 결과를 알기 위해서는 소정의 필름 인화시간을 거쳐야 했다.
그러나, 근래에 들어서 반도체 기술의 발전에 힘입어 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor)를 이용한 디지털 엑스레이 디텍터(Digital X-ray detector; 이하 "엑스레이 영상감지소자"라 칭한다)가 연구/개발되었다.
상기 엑스레이 영상감지소자는 박막 트랜지스터를 스위칭소자로 사용하여, 엑스레이의 촬영 즉시 실시간으로 화면 상에 엑스레이 영상을 표시하여 결과를 진단할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 엑스레이 영상감지소자의 단위 화소영역을 나타낸 회로도이다.
도 1을 참조하면, 엑스레이 영상감지소자의 단위 화소영역은 포토다이오드(Photodiode)와 박막 트랜지스터(TFT)를 하나씩 포함한다. 포토다이오드(Photodiode)는 입사되는 광원을 광전류로 변환시키고, 광전류는 스위칭 소자로서 동작하는 박막 트랜지스터(TFT)를 통해 데이터 배선(미도시)에 전달된다.
이때, 포토다이오드(Photodiode)는 P-I-N 적층 구조에서의 두께와 공정법에 따라 광감지 및 노이즈 특성이 결정되고, 이는 양산 수율에도 큰 영향을 끼친다. 즉, 포토다이오드(Photodiode)는 공정 수율, 노이즈 특성, 광도전막(미도시)으로부터 전달받은 빛신호의 전달능력과 같은 엑스레이 영상감지소자 자체의 특성을 결정하기 때문에, 제조 공정에 있어 상당히 높은 난이도가 요구된다.
따라서, 종래의 엑스레이 영상감지소자는 포토다이오드(Photodiode)를 이용함 따라, 낮은 공정 수율과, 높은 제조비용이 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 포토다이오드를 대체하여, 포토 트랜지스터와 스토리지 커패시터를 구비하는 단위 화소영역을 포함함으로써, 공정 수율을 높이고 제조 비용을 낮출 수 있는 엑스레이 영상감지소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 엑스레이 영상감지소자에 따른 일 측면(apsect)은, 기판 상에 서로 이격되어 배치되는 제1 및 제2 게이트 배선, 상기 제1 및 제2 게이트 배선과 교차하는 방향으로 서로 이격되도록 배치되어, 단위 화소영역을 정의하는 데이터 배선 및 바이어스 배선, 상기 단위 화소영역 내에 배치되어 일단이 접지에 연결되는 스토리지 커패시터, 상기 제1 게이트 배선에 인가되는 리셋 신호에 의해 턴온되어, 입사된 광원에 의해 생성된 전하를 상기 스토리지 커패시터에 제공하는 포토 트랜지스터, 및 상기 제2 게이트 배선에 인가되는 게이트 신호에 의해 게이팅되어, 상기 스토리지 커패시터에 저장된 전하를 상기 데이터 배선에 제공하는 박막 트랜지스터를 포함한다.
또한, 상기 포토 트랜지스터는, 상기 바이어스 배선에 연결되는 드레인 전극과, 상기 스토리지 커패시터에 연결되는 소오스 전극과, 상기 제1 게이트 배선에 연결되는 게이트 전극을 포함하고, 상기 박막 트랜지스터는, 상기 스토리지 커패시터에 연결되는 소오스 전극과, 상기 데이터 배선에 연결되는 드레인 전극과, 상기 제2 게이트 배선에 연결되는 게이트 전극을 포함할 수 있다.
또한, 상기 단위 화소영역은, 상기 스토리지 커패시터, 상기 박막 트랜지스터, 및 상기 포토 트랜지스터를 각각 하나씩만 포함할 수 있다.
또한, 상기 게이트 신호는, 하나의 프레임 구간 내에서, 상기 리셋 신호에 의해 상기 포토 트랜지스터가 온오프된 이후에 상기 박막 트랜지스터가 온오프되도록 인가됨으로써, 상기 데이터 배선에 상기 스토리지 커패시터에 저장된 전하를 전달할 수 있다.
또한, 상기 리셋 신호는, 상기 하나의 프레임 구간과 다음 프레임 구간 사이에, 상기 포토 트랜지스터가 한번 이상 온오프되도록 신호 레벨을 변화시키는 리셋 구간을 포함할 수 있다.
또한, 상기 데이터 배선을 통해 전달되는 전류 신호를 수신하는 리드아웃 소자와, 상기 리드아웃 소자에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC를 더 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 엑스레이 영상감지소자에 따른 다른 측면은, 기판 상에 형성되는 접지 라인, 상기 기판의 상면을 덮고, 상기 접지 라인의 일부를 노출시키는 절연막, 상기 절연막 상에 서로 이격되어 형성되는 제1 및 제2 액티브 패턴, 상기 제1 액티브 패턴 상에 형성되는 제1 게이트 배선, 상기 제2 액티브 패턴 상에 형성되는 제2 게이트 배선, 상기 제1 및 제2 게이트 배선, 상기 제1 및 제2 액티브 패턴, 및 상기 절연막의 상면을 덮고, 상기 접지 라인의 일부를 노출시키는 컨택홀을 포함하는 제1 층간 절연막, 상기 제1 게이트 배선의 일측에 형성되고, 상기 제1 층간 절연막을 관통하여 상기 제1 액티브 패턴의 상면에 접하는 바이어스 배선, 상기 제1 게이트 배선의 타측에 형성되고, 상기 제1 층간 절연막을 관통하여 상기 제1 액티브 패턴의 상면에 접하는 제1 전극, 상기 제2 게이트 배선의 일측에 형성되고, 상기 제1 층간 절연막을 관통하여 상기 제2 액티브 패턴의 상면에 접하는 제2 전극, 상기 제2 게이트 배선의 타측에 형성되고, 상기 제1 층간 절연막을 관통하여 상기 제2 액티브 패턴의 상면에 접하는 데이터 배선, 상기 컨택홀의 내면을 따라 상기 제1 층간 절연막 상에 형성되고 상기 접지 라인에 접하도록 형성되는 접지 전극, 상기 제1 층간 절연막 상에서 상기 바이어스 배선, 상기 제1 및 제2 전극, 상기 데이터 배선, 및 상기 접지 전극을 덮도록 형성되는 제2 층간 절연막, 상기 제2 층간 절연막을 관통하여 상기 제1 전극과 접하고, 상기 접지 전극의 일측과 오버랩되도록 배치되는 제1 스토리지 전극 및 상기 제2 층간 절연막을 관통하여 상기 제2 전극과 접하고, 상기 접지 전극의 타측과 오버랩되며, 상기 제1 스토리지 전극과 이격되어 배치되는 제2 스토리지 전극을 포함한다.
또한, 상기 제1 게이트 배선과 상기 제2 게이트 배선은, 서로 이격되어 제1 방향으로 연장되고, 상기 바이어스 배선과 상기 데이터 배선은, 서로 이격되어 상기 제1 방향과 교차되는 제2 방향으로 연장되고, 상기 제1 게이트 배선, 제2 게이트 배선, 상기 바이어스 배선, 및 상기 데이터 배선은, 단위 화소영역을 정의한다.
또한, 상기 접지 라인은 상기 단위 화소영역을 양분하고, 상기 제1 스토리지 전극은, 상기 접지 라인의 일측에 배치되고, 상기 제2 스토리지 전극은, 상기 접지 라인의 타측에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2 스토리지 전극은, 상기 제2 층간 절연막 상에 상기 제2 액티브 패턴을 전부 오버랩하도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 스토리지 전극은, 상기 제2 스토리지 전극과 서로 다른 물질로 구성될 수 있다.
또한, 상기 제1 스토리지 전극은, 광원을 통과시키는 투명물질을 포함하고, 상기 제2 스토리지 전극은, 광원을 차단하는 금속물질을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 층간 절연막 상에 배치되고, 상기 제1 및 제2 스토리지 전극을 덮도록 형성되는 제3 층간 절연막과, 상기 제3 층간 절연막 상에 배치되고, 상기 제1 및 제2 액티브 패턴을 향하여 광원을 방출하는 신틸레이터층을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 접지 라인과 접하는 상기 기판의 일면에 대향되는 타면 상에 배치되어, 상기 제1 및 제2 액티브 패턴을 향하여 광원을 방출하는 신틸레이터층을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 전극, 상기 바이어스 배선, 및 상기 데이터 배선의 각각의 상면은, 동일 평면 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 엑스레이 영상감지소자는, 포토다이오드를 대체하여 포토 트랜지스터와 스토리지 커패시터를 구비하는 단위 화소영역을 포함함으로써, 대면적 공정의 적용이 용이해질 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 엑스레이 영상감지소자는 제조 공정의 수율이 개선될 수 있으며, 제조 공정이 감소됨에 따라 제조 비용도 절감될 수 있다.
또한, 본 발명의 엑스레이 영상감지소자는, 포토다이오드보다 신호 감지 민감도가 높은 포토 트랜지스터 및 스토리지 커패시터를 포함하는 구조를 이용함으로써, 화소영역의 광검출 특성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 엑스레이 영상감지소자의 다른 단위 화소영역을 나타낸 회로도이다.
도 2는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 엑스레이 영상감지소자의 단위 화소영역을 나타내는 회로도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 엑스레이 영상감지소자의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 엑스레이 영상감지소자의 단위 화소영역을 나타내는 정면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스레이 영상감지소자의 단위 화소영역을 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스레이 영상감지소자의 단위 화소영역을 나타내는 단면도이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스레이 영상감지소자의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
이하에서는, 도 2 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 엑스레이 영상감지소자에 관하여 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 엑스레이 영상감지소자의 단위 화소영역을 나타내는 회로도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 엑스레이 영상감지소자의 단위 화소영역(100)은, 포토 트랜지스터(T1), 스토리지 커패시터(Cst), 박막 트랜지스터(T2)를 포함한다.
엑스레이 영상감지소자는 복수의 단위 화소영역(100)을 포함한다. 이때, 하나의 단위 화소영역(100)은 제1 게이트 배선(GL1), 제2 게이트 배선(GL2), 데이터 배선(DL), 바이어스 배선(BL)에 의해 정의된다.
제1 게이트 배선(GL1)과 제2 게이트 배선(GL2)은 제1 방향(예를 들어, 행 방향)을 향해 연장되도록 형성될 수 있다. 이때, 제1 게이트 배선(GL1)과 제2 게이트 배선(GL2)은 서로 이격되도록 배치되며 서로 평행하게 배치될 수 있다.
제1 게이트 배선(GL1)에는 포토 트랜지스터(T1)를 게이팅 하는데 이용되는 리셋 신호(Vreset)가 인가될 수 있다. 제2 게이트 배선(GL2)에는 박막 트랜지스터(T2)를 게이팅 하는데 이용되는 게이트 신호(Vg)가 인가될 수 있다.
데이터 배선(DL)과 바이어스 배선(BL)은 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향(예를 들어, 열 방향)을 향해 연장되도록 형성될 수 있다. 이때, 데이터 배선(DL)과 바이어스 배선(BL)은 서로 이격되도록 배치되며, 서로 평행하게 배치될 수 있다.
이때, 데이터 배선(DL)은 박막 트랜지스터(T2)의 일단에 연결되어 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된 전하를 전달받아 외부 회로에 전달할 수 있다. 바이어스 배선(BL)에는 일정한 크기의 전원이 인가되며, 포토 트랜지스터(T1)의 일단에 연결될 수 있다.
포토 트랜지스터(T1)는 제1 게이트 배선(GL1)에 인가되는 리셋 신호(Vreset)에 의해 게이팅 되며, 소오스/드레인 단자는 각각 바이어스 배선(BL)과, 중앙 노드(N)에 연결된다. 예를 들어, 포토 트랜지스터(T1)의 드레인 단자는 바이어스 배선(BL)에 연결되고, 소오스 단자는 스토리지 커패시터(Cst)의 일측에 연결되며, 게이트 전극은 제1 게이트 배선(GL1)에 연결된다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 소오스/드레인 단자는 서로 변경될 수 있다.
포토 트랜지스터(T1)는 광도전막(미도시)에서 발생되는 광원에 의해 액티브층에서 생성되는 전하를 스토리지 커패시터(Cst)에 전달할 수 있다. 이때, 포토 트랜지스터(T1)의 액티브층에는 채널영역이 형성되며, 액티브층은 비정질 실리콘(a-Si), 폴리 실리콘 (polycrystalline silicon), 저온 폴리 실리콘(즉,　Low-temperature poly-Si; LTPS), 전이금속 칼코겐 화합물(Transition Metal Dichalcogenides), 실리콘(Si), 산화물 반도체, 유기반도체, III-V 화합물의 반도체 중 적어도 하나의 물질로 형성될 수 있다. 다만, 이는 하나의 예에 불과하며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
박막 트랜지스터(T2)는 제2 게이트 배선(GL2)에 인가되는 게이트 신호(Vg)에 의해 게이팅 되며, 소오스/드레인 단자는 각각 데이터 배선(DL)과, 중앙 노드(N)에 연결된다. 예를 들어, 박막 트랜지스터(T2)의 소오스 전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 일측에 연결되고, 드레인 전극은 데이터 배선(DL)에 연결되며, 게이트 전극은 제2 게이트 배선(GL2)에 연결될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 소오스/드레인 단자는 서로 변경될 수 있다.
박막 트랜지스터(T2)는 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된 전하를 데이터 배선(DL)에 제공할 수 있다. 이때, 박막 트랜지스터(T2)는 포토 트랜지스터(T1)와 동일한 공정을 통해 형성될 수 있다. 따라서, 박막 트랜지스터(T2)의 액티브층은 포토 트랜지스터(T1)의 액티브층과 동일한 물질로 형성될 수 있다.
여기에서, 액티브층을 구성하는 상기 물질은 AxByCzO(x, y, z ≥0)로 나타낼 수 있으며, A, B 및 C 각각은 Zn, Cd, Ga, In, Sn, Hf 및 Zr 중에서 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 물질은 ZnO, InGaZnO4, ZnInO, ZnSnO, InZnHfO, SnInO 및 SnO 중에서 선택될 수 있고, 투명한 재질과 공정의 용이성 측면에서 IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide, 특히 InGaZnO4)가 이용될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 박막 트랜지스터(T2)의 액티브층은 포토 트랜지스터(T1)의 액티브층과 서로 다른 물질로 구성될 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst)는 전하를 저장할 수 있다. 스토리지 커패시터(Cst)의 일단은 접지(GND)에 연결되고, 타단은 중앙 노드(N)에 연결될 수 있다. 스토리지 커패시터(Cst)는 포토 트랜지스터(T1)에서 제공되는 전하를 저장하고, 저장된 전하를 박막 트랜지스터(T2)를 통해 데이터 배선(DL)에 전달한다.
즉, 엑스레이 영상감지소자의 단위 화소영역(100)은 2개의 트랜지스터(포토 트랜지스터(T1) 및 박막 트랜지스터(T2))와 하나의 커패시터(스토리지 커패시터(Cst))로 구성되는 2T 1C 구조를 포함한다.
이러한 포토 트랜지스터(T1)와 스토리지 커패시터(Cst)를 포함하는 구조는 종래의 포토 다이오드를 이용한 구조보다 높은 신호 감지 민감도를 갖는다. 따라서, 본 발명의 엑스레이 영상감지소자의 광검출 특성은 포토다이오드를 이용하는 종래의 기술에 비해 향상될 수 있다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 엑스레이 영상감지소자의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 엑스레이 영상감지소자는 일정 시간동안 입사되는 광원(예를 들어, 엑스레이)에 의해 발생한 광량을 측정하여 하나의 프레임(1 frame)을 생성한다. 하나의 프레임에 해당하는 <A1> 구간에서, 우선 포토 트랜지스터(T1)의 게이트 단자에 리셋 신호(Vreset)가 인가된다. 이 경우, 게이트 단자에 리셋 신호(Vreset)가 인가되는 동안 포토 트랜지스터(T1)는 입사된 광원에 의해 생성된 전하가 채널 영역에 모여지고, 생성된 전하는 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된다.
이어서, 박막 트랜지스터(T2)의 게이트 단자에 게이트 신호(Vg)가 인가되는 경우, 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된 전하는 박막 트랜지스터(T2)를 통해 데이터 배선(DL)에 전달된다.
이어서, 하나의 프레임에 해당하는 <A1> 구간과 다음 프레임에 해당하는 <A3> 구간 사이에는 포토 트랜지스터(T1)에 저장된 전하를 리셋시키는 <A2> 구간이 삽입된다. <A2> 구간(예를 들어, 리셋 구간)에서, 포토 트랜지스터(T1)의 게이트 단자에는 포토 트랜지스터(T1)가 한번 이상 온오프되도록 신호 레벨을 변화시키는 리셋 신호가 인가된다. <A2> 구간에서, 포토 트랜지스터(T1)의 채널 영역에 생성된 전하는 외부로 방출될 수 있으며, 포토 트랜지스터(T1)는 초기화되어 다음 프레임에서 정확한 광량을 측정할 수 있게 된다.
도 4를 참조하면, 단위 화소영역(100)에서 데이터 배선(DL)에 전달된 전하에 의한 전류 신호는 리드아웃부(ReadOut)에 전달된다.
리드아웃부(ReadOut)는 수신한 전류 신호를 증폭기(charge AMP)를 통해 증폭시킨 뒤, 제1 스위치(S1)와 제2 스위치를 통해 어두운 영상과 밝은 영상을 각각 획득한다. 이때, 리드아웃부(ReadOut)는 영상 획득을 위해 DCS(Double Correlation Sampling) 방식을 이용하여 동작한다.
이어서, 리드아웃부(ReadOut)는 획득된 영상에 관한 아날로그 신호를 MUX를 통해 ADC로 전달한다. ADC는 수신된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 영상을 표시할 수 있다.
예를 들어, 신체의 일부를 엑스레이 촬영 할 경우, 엑스레이가 투과하는 신체 일부에서는 전하수집전극에 충전되는 전하량이 많고, 엑스레이의 투과율이 낮은　부위에서는 전하수집전극에 충전되는 전하량이 적게 되는데, 이와 같은 차이를 영상을 통해 표시할 수 있다.
도 5는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 엑스레이 영상감지소자의 단위 화소영역을 나타내는 정면도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스레이 영상감지소자의 단위 화소영역을 나타내는 단면도이다. 이때, 도 6은 도 5의 A-A' 영역을 자른 단면도를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 엑스레이 영상감지소자의 단위 화소영역은, 제1 게이트 배선(150), 제2 게이트 배선(155), 바이어스 배선(161), 및 데이터 배선(169)에 의해 정의된다. 이때, 제1 게이트 배선(150)과 제2 게이트 배선(155)은 제1 방향으로 연장되어 서로 이격되도록 배치될 수 있고, 바이어스 배선(161)과 데이터 배선(169)은 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되어 서로 이격되도록 배치될 수 있다.
여기에서, 제1 게이트 배선(150)에는 리셋 신호(Vreset)가 인가되고, 제2 게이트 배선(155)에는 게이트 신호(Vg)가 인가되며, 바이어스 배선(161)에는 바이어스 전압(Vbias)가 인가되고, 데이터 배선(169)에는 광원에 대한 전류 신호(Id)가 출력된다. 여기에서, 바이어스 전압(Vbias)은 일정한 크기의 직류 전원이 될 수 있다.
포토 트랜지스터(T1)는 제1 게이트 배선(150)과 바이어스 배선(161)이 교차하는 영역에 형성되고, 박막 트랜지스터(T2)는 제2 게이트 배선(155)과 데이터 배선(169)이 교차하는 영역에 형성된다. 예를 들어, 포토 트랜지스터(T1)는 단위 화소영역의 좌측 상단에 형성되고, 박막 트랜지스터(T2)는 우측 하단에 배치될 수 있다. 다만, 이는 하나의 예에 불과하며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
접지 라인(115)은 단위 화소영역을 양분하도록 배치될 수 있다. 단위 화소영역 내에는 접지 라인(115)과 전기적으로 연결되며 단위 화소영역 내에 넓게 배치되는 접지 전극(165), 접지 전극(165)의 일측과 오버랩되도록 배치되는 제1 스토리지 전극(172), 및 접지 전극(165)의 타측과 오버랩되도록 배치되는 제2 스토리지 전극(174)이 형성된다. 이때, 제1 스토리지 전극(172)과 제2 스토리지 전극(174)의 상면은 동일 평면상에 배치되나, 서로 이격되도록 형성된다. 또한, 접지 전극(165)은 제1 스토리지 전극(172)과 제2 스토리지 전극(174)과 이격되도록 배치된다.
스토리지 커패시터(Cst)는 접지 전극(165)과 제1 스토리지 전극(172) 사이의 제1 커패시턴스(C1)와, 접지 전극(165)과 제2 스토리지 전극(174) 사이의 제2 커패시턴스(C2)의 합으로 정의될 수 있다.
이때, 제1 스토리지 전극(172)과 제2 스토리지 전극(174)는 서로 다른 물질로 형성될 수 있다. 제1 스토리지 전극(172)은 광원을 통과시키는 투명물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 스토리지 전극(172)은 인듐주석산화물(Indium Tin Oxide; ITO), 주석산화물(Tin Oxide; TO), 인듐아연산화물(Indium Zinc Oxide; IZO) 또는 인듐주석아연산화물(Indium Tin Zinc Oxide; ITZO)과 같은 투명한 도전막을 포함할 수 있다.
제2 스토리지 전극(174)은 광원을 차단하는 금속물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2 스토리지 전극(174)은 니켈, 구리, 은, 칼륨, 마그네슘, 카드늄, 알루미늄 중 어느 하나를 포함할 수 있으며, 둘 이상 또는 그 이상의　메탈이 혼합하여 이용될 수도 있다. 다만, 이는 하나의 예에 불과하며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 화소영역의 최하부에는 기판(110)이 배치된다. 기판(110)은 광투과율이 높은 투명 유리기판으로 구성될 수 있다. 다만, 이는 하나의 예에 불과하며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
기판(110) 상에는 일 방향으로 연장되는 접지 라인(115)이 형성된다. 접지 라인(115)은 기판(110)의 상면에 접하도록 형성될 수 있다.
절연막(120)은 기판(110)의 상면을 덮고, 접지 라인(115)의 일부를 노출시키도록 형성된다. 절연막(120)은 기판(110)과 접지 라인(115)의 상면을 따라 균일하게 형성될 수 있으며(즉, 동일 두께로 형성될 수 있으며), 식각 공정을 통해 접지 라인(115)의 상면의 일부를 노출시킬 수 있다.
절연막(120) 상에는 서로 이격되어 제1 액티브 패턴(130)과 제2 액티브 패턴(135)이 형성된다. 제1 액티브 패턴(130)과 제2 액티브 패턴(135)은 동일 공정을 통해 형성될 수 있다. 따라서, 제1 액티브 패턴(130)과 제2 액티브 패턴(135)은 동일한 물질로 구성될 수 있다.
예를 들어, 제1 액티브 패턴(130)은 비정질 실리콘(a-Si), 폴리 실리콘 (polycrystalline silicon), 저온 폴리 실리콘(즉,　Low-temperature poly-Si; LTPS), 전이금속 칼코겐 화합물(Transition Metal Dichalcogenides), 실리콘(Si), 산화물 반도체, 유기반도체, III-V 화합물의 반도체 중 적어도 하나의 물질로 형성될 수 있다.
다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 액티브 패턴(130)과 제2 액티브 패턴(135)은 서로 다른 공정을 통해 서로 다른 물질로 구성될 수 있다.
제1 액티브 패턴(130) 상에는 제1 게이트 배선(150)이 형성된다. 제1 게이트 배선(150)은 포토 트랜지스터(T1)의 게이트 전극으로 동작하며, 리셋 신호(Vreset)가 인가될 수 있다. 제1 액티브 패턴(130)과 제1 게이트 배선(150) 사이에는 제1 게이트 절연막(140)이 형성될 수 있다.
마찬가지로, 제2 액티브 패턴(135) 상에는 제2 게이트 배선(155)이 형성된다. 제2 게이트 배선(155)은 박막 트랜지스터(T2)의 게이트 전극으로 동작하며, 게이트 신호(Vg)가 인가될 수 있다. 제2 액티브 패턴(135)과 제2 게이트 배선(155) 사이에는 제2 게이트 절연막(145)이 형성될 수 있다.
여기에서, 제1 게이트 배선(150)과 제2 게이트 배선(155)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 게이트 배선(150)과 제2 게이트 배선(155)은 폴리 실리콘과 같은 비-메탈(non-metal)로 이루어질 수도 있다.
또한, 제1 게이트 절연막(140)과 제2 게이트 절연막(145)은 고유전막(high-k)인 HfO2, ZrO2, Ta2O5, TiO2, SrTiO3 또는 (Ba, Sr)TiO3를 포함하는 그룹에서 선택된 물질을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 게이트 절연막(140, 145)은 포함하는 물질에 따라 적절한 두께로 형성될 수 있다.
기판(110) 상에는 제1 및 제2 게이트 배선(150, 155), 제1 및 제2 액티브 패턴(130, 135) 및 절연막(120)을 덮고, 접지 라인의 일부를 노출시키는 컨택홀을 포함하는 제1 층간 절연막(210)이 형성된다.
제1 층간 절연막(210)은 제1 층간 절연막(210)의 하부에 있는 반도체 소자들과 제1 층간 절연막(210)의 상부에 있는 반도체 소자의 전기적 절연을 담당할 수 있다. 제1 층간 절연막은 BSG(borosilicate Glass), PSG(phosphoSilicate Glass), BPSG(boroPhosphoSilicate Glass), USG(Undoped Silicate Glass), TEOS(TetraEthylOrthoSilicate Glass), 또는 HDP-CVD(High Density Plasma-CVD) 등과 같은 실리콘 산화물을 이용하여 형성될 수 있다.
제1 층간 절연막(210)에는 다수의 컨택홀이 형성될 수 있다. 제1 층간 절연막(210) 상에는 각각의 컨택홀을 충진시키는 바이어스 배선(161), 제1 전극(163), 접지 전극(165), 제2 전극(167), 데이터 배선(169)이 형성된다. 이때, 바이어스 배선(161), 제1 전극(163), 접지 전극(165), 제2 전극(167), 데이터 배선(169)의 각각의 상면은 모두 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
구체적으로, 바이어스 배선(161)은 제1 게이트 배선(150)의 일측에 형성되고, 제1 층간 절연막(210)을 관통하여 제1 액티브 패턴(130)의 상면에 접한다. 제1 전극(163)은 제1 게이트 배선(150)의 타측에 형성되고, 제1 층간 절연막(210)을 관통하여 제1 액티브 패턴(130)의 상면에 접한다. 바이어스 배선(161)와 제1 전극(163)은 각각 포토 트랜지스터(T1)의 소오스 또는 드레인 단자에 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 제2 전극(167)은 제2 게이트 배선(155)의 일측에 형성되고, 제1 층간 절연막(210)을 관통하여 제2 액티브 패턴(135)의 상면에 접한다. 데이터 배선(169)은 제2 게이트 배선(155)의 타측에 형성되고, 제1 층간 절연막(210)을 관통하여 제2 액티브 패턴(135)의 상면에 접한다. 제2 전극(167)과 데이터 배선(169)은 각각 박막 트랜지스터(T2)의 소오스 또는 드레인 단자에 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 접지 전극(165)은 컨택홀(CH1)에 의해 노출된 접지 라인(115)의 상면에 접하고, 컨택홀(CH1)의 내면과 제1 층간 절연막(210)의 상면을 따라 컨포멀하게 형성될 수 있다.
이어서, 제1 층간 절연막(210) 상에는 바이어스 배선(161), 제1 전극(163), 접지 전극(165), 제2 전극(167), 데이터 배선(169)의 상면을 덮는 제2 층간 절연막(220)이 형성된다. 제2 층간 절연막(220)은 제1 층간 절연막(210)과 실질적으로 동일한 물질로 형성될 수 있다.
제2 층간 절연막(220)에는 다수의 컨택홀이 형성될 수 있으며, 제2 층간 절연막(220) 상에는 컨택홀을 충진시키는 제1 스토리지 전극(172)과 제2 스토리지 전극(174)이 형성될 수 있다.
제1 스토리지 전극(172)은 제2 층간 절연막(220)을 관통하여 제1 전극(163)의 상면과 접하고, 접지 전극(165)의 일측과 오버랩되도록 형성된다. 이때, 제1 스토리지 전극(172)은 포토 트랜지스터(T1)가 형성된 제1 액티브 패턴(130)의 일부에만 오버랩되도록 형성될 수 있다.
제1 액티브 패턴(130)은 광원을 통과시키는 투명물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 액티브 패턴(130)은 인듐주석산화물(Indium Tin Oxide; ITO), 주석산화물(Tin Oxide; TO), 인듐아연산화물(Indium Zinc Oxide; IZO) 또는 인듐주석아연산화물(Indium Tin Zinc Oxide; ITZO)과 같은 투명한 도전막으로 이루어질 수 있다.
제2 스토리지 전극(174)은 제2 층간 절연막(220)을 관통하여 제2 전극(167)의 상면과 접하고, 접지 전극(165)의 타측과 오버랩되도록 형성된다. 이때, 제2 스토리지 전극(174)은 박막 트랜지스터(T2)가 형성된 제2 액티브 패턴(135)에 전부 오버랩되도록 형성될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제2 스토리지 전극(174)은 제2 액티브 패턴(135)의 일부에만 오버랩될 수 있다.
제2 스토리지 전극(174)은 금속물질을 포함할 수 있다. 금속물질에 의해 제2 스토리지 전극(174)은 박막 트랜지스터(T2)에 입사되는 광원의 일부 또는 전부를 차단할 수 있다. 따라서, 제2 스토리지 전극(174)은 제1 스토리지 전극(172)과 서로 다른 물질로 구성될 수 있다. 다만, 이는 하나의 예시에 불과하며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이때, 제1 스토리지 전극(172) 및 제2 스토리지 전극(174)과 접지 전극(165)은 스토리지 커패시터(Cst)를 구성한다. 구체적으로, 스토리지 커패시터(Cst)는 접지 전극(165)의 일측과 제1 스토리지 전극(172) 사이의 제1 커패시턴스(C1)와, 접지 전극(165)의 타측과 제2 스토리지 전극(174) 사이의 제2 커패시턴스(C2)의 합으로 정의될 수 있다.
이어서, 제2 층간 절연막(220) 상에는 제1 스토리지 전극(172)과 제2 스토리지 전극(174)의 상면을 덮는 제3 층간 절연막(230)이 형성된다. 제3 층간 절연막(230)은 제1 층간 절연막(210)과 실질적으로 동일한 물질로 형성될 수 있다.
이어서, 제3 층간 절연막(230) 상에는 신틸레이터층(300)(Scintillator　Layer)이 형성된다. 신틸레이터층(300)은 외부의 신호, 특히 엑스레이를 통해 입사되는 포톤(Photon)을 흡수하여 광원을 발산하는 역할을 한다. 신틸레이터층(300)에서 생성된 광원은 포토 트랜지스터(T1)에 전달되고, 포토 트랜지스터(T1)는 광원의 세기에 비례하는 전하를 스토리지 커패시터(Cst)에 전달하게 된다.
신틸레이터층(300)은 CsI, GdOxSy, HgI2, PbO, CdTe, CdSe, 탈륨브로마이드, 카드뮴설파이드로 구성된 집단에서 선택된 물질로 형성될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도면에 명확히 도시하지는 않았으나, 신틸레이터층(300)과 제3 층간 절연막(230) 사이에는 접착을 위한 접착층이 형성될 수 있다.
앞에서 서술한 바와 같이, 제1 스토리지 전극(172)은 신틸레이터층(300)에서 발산되는 광원을 투과시키는 투명물질을 포함하므로, 광원은 포토 트랜지스터(T1)에 전달될 수 있다. 반면, 제2 스토리지 전극(174)은 신틸레이터층(300)에서 발산되는 광원을 차단시키는 금속물질을 포함하고, 제2 액티브 패턴(135)을 모두 덮도록 배치므로, 박막 트랜지스터(T2)는 발산되는 광원에 영향을 받지 않을 수 있다. 다만, 이는 하나의 예에 불과하며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스레이 영상감지소자의 단위 화소영역을 나타내는 단면도이다. 이하에서는 앞에서 설명한 내용과 중복되는 내용은 생략하고, 차이점을 위주로 설명하도록 한다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스레이 영상감지소자영상감지소자의 단위 화소영역(101)은 도 6을 참조하여 설명한 단위 화소영역(100)과 실질적으로 유사한 구조를 갖고, 유사한 방식으로 동작한다.
다만, 신틸레이터층(300)은 접지 라인(115)과 접하는 기판(110)의 일면에 대향되는 타면 상에 배치된다. 즉, 신틸레이터층(300)은 기판(110)의 타면에 접할 수 있으며, 도면에 명확히 도시하지는 않았으나, 신틸레이터층(300)과 기판(110) 사이에는 접착을 위한 접착층이 형성될 수 있다.
이 경우, 신틸레이터층(300)에서 발생된 광원은 투명한 기판(110)을 투과하여 제1 액티브 패턴(130)에 전달되므로, 제1 스토리지 전극(172)과 제2 스토리지 전극(174)의 구성물질 및 구조에 영향을 받지 않는다.
따라서, 제2 스토리지 전극(174)은 제2 액티브 패턴(135)의 일부에만 오버랩되도록 배치될 수 있다.
또한, 제1 스토리지 전극(172)과 제2 스토리지 전극(174)은 서로 동일한 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 스토리지 전극(172)은 광원을 통과하는 투명물질 또는 광원을 차단하는 금속물질로 구성될 수 있다. 다만, 이는 하나의 예에 불과하며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스레이 영상감지소자의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스레이 영상감지소자의 동작은 우선, 외부의 신호(예를 들어, 엑스레이)가 신틸레이터층(300)에 입사되는 경우, 신틸레이터층(300)은 입사되는 포톤(Photon)을 흡수하여 광원을 발산한다.
이어서, 발산되는 광원은 투명물질을 포함하는 제1 스토리지 전극(172)을 투과하여 제1 액티브 패턴(130)에 전달된다. 반면, 제2 스토리지 전극(174)은 신틸레이터층(300)에서 발산되는 광원을 차단시키는 금속물질을 포함하고, 제2 액티브 패턴(135)을 모두 덮도록 배치므로, 박막 트랜지스터(T2)는 발산되는 광원에 영향을 받지 않을 수 있다.
예를 들어, 제1 스토리지 전극(172)은 인듐주석산화물(Indium Tin Oxide; ITO), 주석산화물(Tin Oxide; TO), 인듐아연산화물(Indium Zinc Oxide; IZO) 또는 인듐주석아연산화물(Indium Tin Zinc Oxide; ITZO)과 같은 투명한 도전막을 포함할 수 있다. 또한, 제2 스토리지 전극(174)은 니켈, 구리, 은, 칼륨, 마그네슘, 카드늄, 알루미늄 중 어느 하나를 포함할 수 있으며, 둘 이상 또는 그 이상의　메탈이 혼합하여 이용될 수 있다.
이어서, 발산되는 광원에 의해 제1 액티브 패턴(130) 내에는 채널 영역이 형성되고, 포토 트랜지스터(T1)가 제1 게이트 배선(150)를 통해 전달된 리셋 신호(Vreset)에 의해 턴온됨에 따라 바이어스 배선(161)에서 제공되는 전하들은 제1 전극(163)을 통해 제1 스토리지 전극(172)으로 이동하게 된다.
이때, 포토 트랜지스터(T1)의 채널 전류는 제1 전극(163)에서 바이어스 배선(161)을 향하도록 흐르고, 바이어스 배선(161)에서 인가되는 마이너스 직류 전원에 의해 전자들은 제1 스토리지 전극(172)으로 이동하게 된다.
이어서, 도 9를 참조하면, 포토 트랜지스터(T1)가 턴오프 되면, 제1 스토리지 전극(172)으로 이동한 전자에 의해 접지 전극에는 정공들이 모이게 된다.
스토리지 커패시터(Cst)는 접지 전극(165)과 제1 스토리지 전극(172) 사이의 제1 커패시턴스(C1)와, 접지 전극(165)과 제2 스토리지 전극(174) 사이의 제2 커패시턴스(C2)의 합으로 정의된다. 따라서, 제1 스토리지 전극(172)과 접지 전극(165) 사이의 전압차(ΔV)와 스토리지 커패시턴스(C1 + C2)의 곱에 해당하는 전하량(Q)이 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된다.
이어서, 도 10을 참조하면, 박막 트랜지스터(T2)가 제2 게이트 배선(155)을 통해 전달된 게이트 신호(Vg)에 의해 턴온됨에 따라, 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된 전하는 데이터 배선(169)으로 전달되고, 박막 트랜지스터(T2)는 다시 턴오프된다.
이어서, 도면에 명확히 도시하지는 않았으나, 데이터 배선(169)에 전달된 전하에 의한 전류 신호는 리드아웃부(ReadOut)에 전달된다.
이어서, 리드아웃부(ReadOut)는 획득된 영상에 관한 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 영상을 표시할 수 있다. 예를 들어, 신체의 일부를 엑스레이 촬영 할 경우, 엑스레이가 투과하는 신체 일부에서는 전하수집전극에 충전되는 전하량이 많고, 엑스레이의 투과율이 낮은　부위에서는 전하수집전극에 충전되는 전하량이 적게 되는데, 이와 같은 차이를 영상을 통해 표시할 수 있다.
이러한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 엑스레이 영상감지소자는, 포토다이오드를 대체하여 포토 트랜지스터와 스토리지 커패시터를 구비하는 단위 화소영역을 포함함으로써, 대면적 공정을 용이하게 할 수 있어 제조 공정의 수율이 개선될 수 있으며, 제조 공정이 감소됨에 따라 제조 비용도 절감될 수 있다.
또한, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 엑스레이 영상감지소자는, 포토다이오드보다 신호 감지 민감도가 높은 포토 트랜지스터 및 스토리지 커패시터를 포함하는 구조를 이용함으로써, 화소영역의 광검출 특성을 향상시킬 수 있다.
전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
110: 기판 115: 접지 라인
120: 절연막 130: 제1 액티브 패턴
135: 제2 액티브 패턴 140: 제1 게이트 절연막
145: 제2 게이트 절연막 150: 제1 게이트 배선
155: 제2 게이트 배선 161: 바이어스 배선
163: 제1 전극 165: 접지 전극
167: 제2 전극 169: 데이터 배선
172: 제1 스토리지 전극 174: 제2 스토리지 전극
210: 제1 층간 절연막 220: 제2 층간 절연막
230: 제3 층간 절연막 300: 신틸레이터층

Claims (15)

  1. 기판 상에 서로 이격되어 배치되는 제1 및 제2 게이트 배선;
    상기 제1 및 제2 게이트 배선과 교차하는 방향으로 서로 이격되도록 배치되어, 단위 화소영역을 정의하는 데이터 배선 및 바이어스 배선;
    상기 단위 화소영역 내에 배치되어 일단이 접지에 연결되는 스토리지 커패시터;
    상기 제1 게이트 배선에 인가되는 리셋 신호에 의해 턴온되어, 입사된 광원에 의해 생성된 전하를 상기 스토리지 커패시터에 제공하는 포토 트랜지스터; 및
    상기 제2 게이트 배선에 인가되는 게이트 신호에 의해 턴온되어, 상기 스토리지 커패시터에 저장된 전하를 상기 데이터 배선에 제공하는 박막 트랜지스터를 포함하는
    엑스레이 영상감지소자.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 포토 트랜지스터는, 상기 바이어스 배선에 연결되는 드레인 전극과, 상기 스토리지 커패시터에 연결되는 소오스 전극과, 상기 제1 게이트 배선에 연결되는 게이트 전극을 포함하고,
    상기 박막 트랜지스터는, 상기 스토리지 커패시터에 연결되는 소오스 전극과, 상기 데이터 배선에 연결되는 드레인 전극과, 상기 제2 게이트 배선에 연결되는 게이트 전극을 포함하는
    엑스레이 영상감지소자.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 단위 화소영역은, 상기 스토리지 커패시터, 상기 박막 트랜지스터, 및 상기 포토 트랜지스터를 각각 하나씩만 포함하는
    엑스레이 영상감지소자.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 게이트 신호는, 하나의 프레임 구간 내에서, 상기 리셋 신호에 의해 상기 포토 트랜지스터가 온오프된 이후에 상기 박막 트랜지스터가 온오프되도록 인가됨으로써, 상기 데이터 배선에 상기 스토리지 커패시터에 저장된 전하를 전달하는
    엑스레이 영상감지소자.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 리셋 신호는, 상기 하나의 프레임 구간과 다음 프레임 구간 사이에, 상기 포토 트랜지스터가 한번 이상 온오프되도록 신호 레벨을 변화시키는 리셋 구간을 포함하는
    엑스레이 영상감지소자.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 데이터 배선을 통해 전달되는 전류 신호를 수신하는 리드아웃 소자와,
    상기 리드아웃 소자에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC를 더 포함하는
    엑스레이 영상감지소자.
  7. 기판 상에 형성되는 접지 라인;
    상기 기판의 상면을 덮고, 상기 접지 라인의 일부를 노출시키는 절연막;
    상기 절연막 상에 서로 이격되어 형성되는 제1 및 제2 액티브 패턴;
    상기 제1 액티브 패턴 상에 형성되는 제1 게이트 배선;
    상기 제2 액티브 패턴 상에 형성되는 제2 게이트 배선;
    상기 제1 및 제2 게이트 배선, 상기 제1 및 제2 액티브 패턴, 및 상기 절연막의 상면을 덮고, 상기 접지 라인의 일부를 노출시키는 컨택홀을 포함하는 제1 층간 절연막;
    상기 제1 게이트 배선의 일측에 형성되고, 상기 제1 층간 절연막을 관통하여 상기 제1 액티브 패턴의 상면에 접하는 바이어스 배선;
    상기 제1 게이트 배선의 타측에 형성되고, 상기 제1 층간 절연막을 관통하여 상기 제1 액티브 패턴의 상면에 접하는 제1 전극;
    상기 제2 게이트 배선의 일측에 형성되고, 상기 제1 층간 절연막을 관통하여 상기 제2 액티브 패턴의 상면에 접하는 제2 전극;
    상기 제2 게이트 배선의 타측에 형성되고, 상기 제1 층간 절연막을 관통하여 상기 제2 액티브 패턴의 상면에 접하는 데이터 배선;
    상기 컨택홀의 내면을 따라 상기 제1 층간 절연막 상에 형성되고 상기 접지 라인에 접하도록 형성되는 접지 전극;
    상기 제1 층간 절연막 상에서 상기 바이어스 배선, 상기 제1 및 제2 전극, 상기 데이터 배선, 및 상기 접지 전극을 덮도록 형성되는 제2 층간 절연막;
    상기 제2 층간 절연막을 관통하여 상기 제1 전극과 접하고, 상기 접지 전극의 일측과 오버랩되도록 배치되는 제1 스토리지 전극; 및
    상기 제2 층간 절연막을 관통하여 상기 제2 전극과 접하고, 상기 접지 전극의 타측과 오버랩되며, 상기 제1 스토리지 전극과 이격되어 배치되는 제2 스토리지 전극을 포함하는
    엑스레이 영상감지소자.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 게이트 배선과 상기 제2 게이트 배선은, 서로 이격되어 제1 방향으로 연장되고,
    상기 바이어스 배선과 상기 데이터 배선은, 서로 이격되어 상기 제1 방향과 교차되는 제2 방향으로 연장되고,
    상기 제1 게이트 배선, 제2 게이트 배선, 상기 바이어스 배선, 및 상기 데이터 배선은, 단위 화소영역을 정의하는
    엑스레이 영상감지소자.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 접지 라인은 상기 단위 화소영역을 양분하고,
    상기 제1 스토리지 전극은, 상기 접지 라인의 일측에 배치되고,
    상기 제2 스토리지 전극은, 상기 접지 라인의 타측에 배치되는,
    엑스레이 영상감지소자.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 제2 스토리지 전극은, 상기 제2 층간 절연막 상에 상기 제2 액티브 패턴을 전부 오버랩하도록 배치되는
    엑스레이 영상감지소자.
  11. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 스토리지 전극은, 상기 제2 스토리지 전극과 서로 다른 물질로 구성되는
    엑스레이 영상감지소자.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 스토리지 전극은, 광원을 통과시키는 투명물질을 포함하고,
    상기 제2 스토리지 전극은, 광원을 차단하는 금속물질을 포함하는
    엑스레이 영상감지소자.
  13. 제7 항에 있어서,
    상기 제2 층간 절연막 상에 배치되고, 상기 제1 및 제2 스토리지 전극을 덮도록 형성되는 제3 층간 절연막과,
    상기 제3 층간 절연막 상에 배치되고, 상기 제1 및 제2 액티브 패턴을 향하여 광원을 방출하는 신틸레이터층을 더 포함하는
    엑스레이 영상감지소자.
  14. 제7 항에 있어서,
    상기 접지 라인과 접하는 상기 기판의 일면에 대향되는 타면 상에 배치되어, 상기 제1 및 제2 액티브 패턴을 향하여 광원을 방출하는 신틸레이터층을 더 포함하는
    엑스레이 영상감지소자.
  15. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전극, 상기 바이어스 배선, 및 상기 데이터 배선의 각각의 상면은, 동일 평면 상에 배치되는
    엑스레이 영상감지소자.
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