KR20200137307A - Thin film transistor array substrate for digital x-ray detector and the digital x-ray detector including the same and the manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판과 이를 포함하는 디지털 엑스레이 검출기 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector, a digital X-ray detector including the same, and a method of manufacturing the same.
보다 상세하게는 필 팩터를 최대한 증가시키면서도 기생 캐패시터의 발생을 최소화할 수 있는 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판과 이를 포함하는 디지털 엑스레이 검출기 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.More specifically, to provide a thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector capable of minimizing the occurrence of parasitic capacitors while increasing the fill factor as much as possible, a digital X-ray detector including the same, and a method of manufacturing the same.
엑스레이(X-ray)는 단파장이기 때문에 피사체를 쉽게 투과할 수 있다. 엑스레이의 투과량은 피사체 내부의 밀도에 따라 결정된다. 따라서 피사체를 투과한 엑스레이의 투과량을 검출함으로써 피사체의 내부 구조를 관측할 수 있다.Because X-rays have a short wavelength, they can easily penetrate the subject. The amount of X-ray transmission is determined according to the density inside the subject. Therefore, the internal structure of the subject can be observed by detecting the amount of X-rays transmitted through the subject.
의학용으로 사용되고 있는 엑스레이 검사방법 중 하나로 필름인화방식이 있다. 하지만 필름인화방식의 경우 필름 촬영 후 인화 과정을 거쳐야 결과물을 확인할 수 있기 때문에, 결과물을 확인하기까지 많은 시간이 소요된다. 특히 필름인화방식의 경우 인화된 필름의 보관 및 보존에 있어서 많은 어려움이 있다.One of the x-ray examination methods used for medical purposes is the film printing method. However, in the case of the film printing method, it takes a lot of time to check the result because the result can be confirmed only after the film is taken and the printing process is performed. In particular, in the case of the film printing method, there are many difficulties in storing and preserving the printed film.
이에 따라 최근에는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor)를 이용한 디지털 엑스레이 검출기(Digital X-ray Detector; DXD)가 개발되어 의학용으로 많이 사용되고 있다.Accordingly, recently, a digital X-ray detector (DXD) using a thin film transistor has been developed and is widely used for medical purposes.
디지털 엑스레이 검출기는 피사체를 투과한 엑스레이의 투과량을 검출하여, 물체의 내부 상태를 디스플레이를 통해 외부로 표시하는 장치를 말한다. A digital X-ray detector refers to a device that detects the amount of X-rays transmitted through an object and displays an internal state of an object to the outside through a display.
따라서 디지털 엑스레이 검출기는 별도의 필름과 인화지를 사용하지 않고도 피사체의 내부 구조를 표시할 수 있고, 엑스레이 촬영 즉시 실시간으로 결과를 확인할 수 있는 장점이 있다.Therefore, the digital X-ray detector has the advantage of being able to display the internal structure of a subject without using a separate film and photo paper, and that the result can be checked in real time immediately after taking an X-ray.
디지털 엑스레이 검출기의 필 팩터(Fill Factor)는 하나의 화소당 디지털 엑스레이 검출기의 수광 면적이 차지하는 비율을 의미하는 것으로, 구체적으로는 하나의 화소 면적 대비 PIN 다이오드의 면적 비율로 정의될 수 있다.The fill factor of the digital X-ray detector refers to a ratio occupied by the light-receiving area of the digital X-ray detector per pixel, and may be specifically defined as a ratio of the area of the PIN diode to the area of one pixel.
필 팩터가 감소하게 되면 동일한 양의 가시광이 PIN 다이오드에 조사된다고 하더라도 수광 면적의 감소로 인해 변환되는 전기 신호량도 감소하기 때문에 전체적인 디지털 엑스레이 검출기의 성능이 저하될 수 있다.If the fill factor is decreased, even if the same amount of visible light is irradiated to the PIN diode, the converted electric signal amount is also reduced due to the reduction in the light-receiving area, so that the performance of the overall digital X-ray detector may be degraded.
따라서 디지털 엑스레이 검출기의 성능 향상을 위해서는 디지털 엑스레이 검출기의 필 팩터를 증가시키는 것이 중요하다.Therefore, in order to improve the performance of the digital x-ray detector, it is important to increase the fill factor of the digital x-ray detector.
하지만 디지털 엑스레이 검출기의 필 팩터를 증가시키기 위하여 PIN 다이오드의 면적을 증가시키는 경우, PIN 다이오드와 데이터 라인과의 거리가 더욱 가까워지기 때문에 PIN 다이오드와 데이터 라인 간에 의도하지 않은 기생 캐패시터가 발생하여 디지털 엑스레이 검출기의 성능이 저하될 수도 있다.However, if the area of the PIN diode is increased in order to increase the fill factor of the digital X-ray detector, the distance between the PIN diode and the data line becomes closer, so an unintended parasitic capacitor occurs between the PIN diode and the data line. Performance may be degraded.
이에 본 발명의 발명자들은 필 팩터를 최대한 증가시키면서도 데이터 라인과 PIN 다이오드 간에 발생할 수 있는 기생 캐패시터도 최소화할 수 있는 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판과 이를 포함하는 디지털 엑스레이 검출기 및 이의 제조 방법을 발명하였다.Accordingly, the inventors of the present invention invented a thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector capable of minimizing parasitic capacitors that may occur between a data line and a PIN diode while increasing the fill factor as much as possible, a digital X-ray detector including the same, and a manufacturing method thereof. .
본 발명의 목적은 데이터 라인과 PIN 다이오드 간에 발생할 수 있는 기생 캐패시터를 최소화할 수 있는 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판과 이를 포함하는 디지털 엑스레이 검출기 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector capable of minimizing parasitic capacitors that may occur between a data line and a PIN diode, a digital X-ray detector including the same, and a method of manufacturing the same.
또한 본 발명의 목적은 PIN 다이오드의 면적을 증가시켜 필 팩터를 최대한 증가시킬 수 있는 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판과 이를 포함하는 디지털 엑스레이 검출기 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.It is also an object of the present invention to provide a thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector capable of increasing the fill factor as much as possible by increasing the area of the PIN diode, a digital X-ray detector including the same, and a method of manufacturing the same.
또한 본 발명의 목적은 별도의 공정을 추가하지 않고도 박막 트랜지스터의 액티브층의 하부면을 엑스레이로부터 보호할 수 있는 광차단층을 형성할 수 있는 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판과 이를 포함하는 디지털 엑스레이 검출기 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.In addition, an object of the present invention is a thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector capable of forming a light blocking layer capable of protecting the lower surface of the active layer of the thin film transistor from X-rays without adding a separate process, and a digital X-ray detector including the same And to provide a method of manufacturing the same.
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.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention that are not mentioned can be understood by the following description, and will be more clearly understood by examples of the present invention. In addition, it will be easily understood that the objects and advantages of the present invention can be realized by the means shown in the claims and combinations thereof.
본 발명의 일 실시예에 따른 필 팩터를 최대한 증가시키면서도 기생 캐패시터의 발생을 최소화할 수 있는 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판과 이를 포함하는 디지털 엑스레이 검출기가 제공된다.According to an embodiment of the present invention, a thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector capable of minimizing the occurrence of parasitic capacitors while increasing a fill factor as much as possible and a digital X-ray detector including the same are provided.
베이스 기판 상에 제1 전극, 제2 전극, 게이트 전극 및 액티브층을 포함하는 박막 트랜지스터와 박막 트랜지스터 상에 박막 트랜지스터와 연결되는 PIN 다이오드가 형성된다. 제1 전극과 제2 전극은 각각 서로 반대 방향으로 액티브층과 연결되며, 제2 전극은 PIN 다이오드와 연결되고, 제1 전극과 제2 전극은 서로 다른 층에 형성된다.A thin film transistor including a first electrode, a second electrode, a gate electrode, and an active layer is formed on a base substrate, and a PIN diode connected to the thin film transistor is formed on the thin film transistor. The first electrode and the second electrode are respectively connected to the active layer in opposite directions, the second electrode is connected to the PIN diode, and the first electrode and the second electrode are formed on different layers.
또한 서로 직교하도록 교차하는 복수의 게이트 라인과 복수의 데이터 라인에 의해서 복수의 화소 영역이 정의되는 베이스 기판 상에, 제1 전극, 제2 전극, 게이트 전극 및 액티브층을 포함하는 복수의 박막 트랜지스터 및 박막 트랜지스터 상에 각각의 박막 트랜지스터와 연결되는 복수의 PIN 다이오드가 형성된다. 제1 전극과 제2 전극은 각각 서로 반대 방향으로 액티브층과 연결되며, 제2 전극은 PIN 다이오드와 연결되고, 제1 전극은 데이터 라인 내에 있으며, 데이터 라인은 액티브층의 하부에 형성된다. 이 경우 제1 전극과 제2 전극은 서로 다른 층에 형성된다.In addition, a plurality of thin film transistors including a first electrode, a second electrode, a gate electrode, and an active layer on a base substrate in which a plurality of pixel regions are defined by a plurality of gate lines and a plurality of data lines crossing each other orthogonal to each other, and A plurality of PIN diodes connected to each of the thin film transistors are formed on the thin film transistor. The first electrode and the second electrode are respectively connected to the active layer in opposite directions, the second electrode is connected to the PIN diode, the first electrode is in the data line, and the data line is formed under the active layer. In this case, the first electrode and the second electrode are formed on different layers.
이 경우 제2 전극이 하부 전극, PIN 층 및 상부 전극을 포함하는 PIN 다이오드의 하부 전극과 연결되는 것을 일 실시예로 하고, 제2 전극이 PIN 층 및 상부 전극을 포함하는 PIN 다이오드의 PIN 층과 연결되는 것을 다른 일 실시예로 한다. 또한 액티브층은 채널 영역과 채널 영역을 사이에 둔 도체와 영역들을 포함하고, 제1 전극은 채널 영역까지 연장되는 것을 또 다른 일 실시예로 한다.In this case, as an embodiment, the second electrode is connected to the lower electrode of the PIN diode including the lower electrode, the PIN layer, and the upper electrode, and the second electrode is the PIN layer of the PIN diode including the PIN layer and the upper electrode. The connection is made in another embodiment. In another embodiment, the active layer includes a channel region and a conductor and regions interposed between the channel region, and the first electrode extends to the channel region.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 필 팩터를 최대한 증가시키면서도 기생 캐패시터의 발생을 최소화할 수 있는 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판과 이를 포함하는 디지털 엑스레이 검출기의 제조 방법이 제공된다.In addition, a thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector capable of minimizing the occurrence of parasitic capacitors while increasing the fill factor as much as possible according to an embodiment of the present invention and a method of manufacturing a digital X-ray detector including the same are provided.
베이스 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계, 제1 전극을 덮도록 버퍼층을 형성하는 단계, 버퍼층 상에 제1 전극과 연결되도록 액티브층을 형성하는 단계, 액티브층 상에 게이트 절연층과 게이트 전극을 형성하는 단계 및 액티브층의 타측에 연결되도록 제2 전극을 형성하는 단계를 포함한다.Forming a first electrode on a base substrate, forming a buffer layer to cover the first electrode, forming an active layer on the buffer layer to be connected to the first electrode, a gate insulating layer and a gate electrode on the active layer And forming a second electrode to be connected to the other side of the active layer.
이 경우 제2 전극과 연결되도록 하부 전극을 형성하는 단계 및 하부 전극 상에 PIN 층과 상부 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 일 실시예로 하고, 제2 전극과 연결되도록 제2 전극 상에 PIN 층과 상부 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 다른 일 실시예로 한다.In this case, as an embodiment, forming a lower electrode to be connected to the second electrode and forming a PIN layer and an upper electrode on the lower electrode are used as an embodiment, and the PIN on the second electrode is connected to the second electrode. Another embodiment includes the step of forming a layer and an upper electrode.
본 발명에 따르면 데이터 라인을 박막 트랜지스터의 액티브층 하부에 형성하고 박막 트랜지스터의 제1 전극과 제2 전극을 서로 반대 방향으로 형성하여, 데이터 라인과 PIN 다이오드가 최대한 수직 방향으로 이격되도록 함으로써 데이터 라인과 PIN 다이오드 간에 발생할 수 있는 기생 캐패시터를 최소화할 수 있다.According to the present invention, the data line is formed under the active layer of the thin film transistor and the first electrode and the second electrode of the thin film transistor are formed in opposite directions, so that the data line and the PIN diode are spaced apart in the vertical direction as much as possible. Parasitic capacitors that may occur between PIN diodes can be minimized.
또한 본 발명에 따르면 데이터 라인과 PIN 다이오드 간의 거리가 수직 방향으로 최대한 이격되기 때문에 데이터 라인과 PIN 다이오드 간의 수평 거리가 가까워져도 기생 캐패시터의 발생이 최소화될 수 있어, PIN 다이오드의 면적을 수평 방향으로 최대한 증가시킴으로써 디지털 엑스레이 검출기의 필 팩터도 최대한 증가시킬 수 있다.In addition, according to the present invention, since the distance between the data line and the PIN diode is maximally separated in the vertical direction, generation of parasitic capacitors can be minimized even when the horizontal distance between the data line and the PIN diode is close, so that the area of the PIN diode is maximized in the horizontal direction. By increasing it, the fill factor of the digital x-ray detector can also be increased as much as possible.
또한 본 발명에 따르면 박막 트랜지스터의 제1 전극을 액티브층의 채널 영역까지 연장되도록 형성함으로써 제1 전극이 광차단층으로써의 역할도 하게 할 수 있어, 광차단층의 형성을 위한 별도의 공정을 추가하지 않고도 박막 트랜지스터의 액티브층의 하부면을 엑스레이로부터 효과적으로 보호할 수 있다.In addition, according to the present invention, by forming the first electrode of the thin film transistor to extend to the channel region of the active layer, the first electrode can also serve as a light blocking layer, without adding a separate process for forming the light blocking layer. The lower surface of the active layer of the thin film transistor can be effectively protected from X-rays.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.In addition to the above-described effects, specific effects of the present invention will be described together while describing specific details for carrying out the present invention.
도 1은 디지털 엑스레이 검출기를 개략적으로 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 이를 포함하는 디지털 엑스레이 검출기의 일부 영역에 대한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 이를 포함하는 디지털 엑스레이 검출기의 일부 영역에 대한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 이를 포함하는 디지털 엑스레이 검출기의 일부 영역에 대한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 이를 포함하는 디지털 엑스레이 검출기의 일부 영역에 대한 단면도이다.
도 6a 내지 도 6l은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 이를 포함하는 디지털 엑스레이 검출기의 제조 방법에 대한 공정도이다.
도 7a 내지 도 7j는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 이를 포함하는 디지털 엑스레이 검출기의 제조 방법에 대한 공정도이다.1 is a block diagram schematically illustrating a digital X-ray detector.
2 is a plan view of a thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector and a partial area of a digital X-ray detector including the same according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector and a partial region of a digital X-ray detector including the same according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of a thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector and a partial region of a digital X-ray detector including the same according to another embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view of a thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector and a partial region of a digital X-ray detector including the same according to still another embodiment of the present invention.
6A to 6L are flowcharts illustrating a thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector and a method of manufacturing a digital X-ray detector including the same according to an embodiment of the present invention.
7A to 7J are flowcharts illustrating a thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector and a method of manufacturing a digital X-ray detector including the same according to another embodiment of the present invention.
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.The above-described objects, features, and advantages will be described later in detail with reference to the accompanying drawings, and accordingly, one of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to easily implement the technical idea of the present invention. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of known technologies related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description will be omitted. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to indicate the same or similar elements.
이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다.Hereinafter, it means that an arbitrary component is disposed on the "top (or lower)" of the component or the "top (or lower)" of the component, the arbitrary component is arranged in contact with the top (or bottom) of the component. In addition, it may mean that other components may be interposed between the component and any component disposed on (or under) the component.
또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.In addition, when a component is described as being "connected", "coupled" or "connected" to another component, the components may be directly connected or connected to each other, but other components are "interposed" between each component. It is to be understood that "or, each component may be "connected", "coupled" or "connected" through other components.
이하에서는, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판과 이를 포함하는 디지털 엑스레이 검출기 및 이의 제조 방법을 설명하도록 한다.Hereinafter, a thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector, a digital X-ray detector including the same, and a method of manufacturing the same according to some embodiments of the present invention will be described.
도 1은 디지털 엑스레이 검출기를 개략적으로 설명하기 위한 블록도이다. 디지털 엑스레이 검출기는 박막 트랜지스터 어레이(110), 게이트 구동부(120), 바이어스 공급부(130), 전원전압 공급부(140), 리드아웃 회로부(150) 및 타이밍 제어부(160)를 포함할 수 있다.1 is a block diagram schematically illustrating a digital X-ray detector. The digital X-ray detector may include a thin
박막 트랜지스터 어레이(110)는 일 방향으로 배열된 복수의 게이트 라인들(Gate Line, GL)과 게이트 라인들(GL)과 직교하도록 일 방향으로 배열된 복수의 데이터 라인들(Data Line, DL)에 의해 정의된 복수의 셀 영역을 포함할 수 있다. The thin
셀 영역들은 매트릭스 형태로 배열되고, 각각의 셀 영역은 광 감지 화소들(Pixel, P)이 형성된 화소 영역을 포함할 수 있다. 박막 트랜지스터 어레이(110)는 엑스레이 소스(X-ray Source)로부터 방출된 엑스레이를 감지하고, 감지된 엑스레이를 광전 변환하여 전기적인 검출 신호로 출력할 수 있다.The cell regions are arranged in a matrix form, and each cell region may include a pixel region in which the photo-sensing pixels Pixel and P are formed. The thin
각각의 광 감지 화소는 신틸레이터(Scintillator)에 의해 엑스레이로부터 변환된 가시광선 영역의 광을 전자 신호로 변환하여 출력하는 PIN 다이오드(PIN Diode)와, PIN 다이오드로부터 출력된 검출 신호를 리드아웃 회로부(150)에 전달하는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)를 각각 포함할 수 있다. PIN 다이오드의 일측은 박막 트랜지스터와 연결되고 타측은 바이어스 라인(Bias Line, BL)에 연결될 수 있다.Each photo-sensing pixel has a PIN diode that converts light in the visible light region converted from X-ray by a scintillator to an electronic signal and outputs it, and a readout circuit unit ( 150) may include a thin film transistor (TFT), respectively. One side of the PIN diode may be connected to the thin film transistor and the other side may be connected to a bias line (BL).
박막 트랜지스터의 게이트 전극은 스캔 신호를 전달하는 게이트 라인(GL)에 연결되고, 소스/드레인 전극은 각각 PIN 다이오드와 PIN 다이오드로부터 출력된 검출 신호를 전달하는 데이터 라인(DL)에 연결될 수 있다. 바이어스 라인(BL)은 데이터 라인(DL)과 서로 평행하게 배열될 수 있다.A gate electrode of the thin film transistor may be connected to a gate line GL transmitting a scan signal, and a source/drain electrode may be connected to a PIN diode and a data line DL transmitting a detection signal output from the PIN diode, respectively. The bias lines BL may be arranged parallel to the data lines DL.
게이트 구동부(120)는 게이트 라인(GL)들을 통해 광 감지 화소들의 박막 트랜지스터에 게이트 신호들을 순차적으로 인가할 수 있다. 광 감지 화소들의 박막 트랜지스터들은 게이트 온 전압 레벨을 갖는 게이트 신호에 응답하여 턴-온(Turn-On) 될 수 있다.The
바이어스 공급부(130)는 바이어스 라인들(BL)을 통해 광 감지 화소들에 구동 전압을 인가할 수 있다. 바이어스 공급부(130)는 PIN 다이오드에 리버스 바이어스(Reverse Bias) 또는 포워드 바이어스(Forward Bias)를 선택적으로 인가할 수 있다.The
리드아웃 회로부(150)는 게이트 구동부의 게이트 신호에 응답하여 턴-온된 박막 트랜지스터로부터 전달되는 검출 신호를 리드아웃할 수 있다. 즉 PIN 다이오드로부터 출력된 검출 신호는 박막 트랜지스터와 데이터 라인(DL)을 통해 리드아웃 회로부(150)로 입력될 수 있다. The
리드아웃 회로부(150)는 오프셋 이미지를 리드아웃하는 오프셋 리드아웃 구간과, 엑스레이 노광 후의 검출 신호를 리드아웃하는 엑스레이 리드아웃 구간에 광 감지 화소들로부터 출력되는 검출신호를 리드아웃할 수 있다.The
리드아웃 회로부(150)는 신호 검출부 및 멀티플렉서 등을 포함할 수 있다. 신호 검출부에는 데이터 라인들(DL)과 일대일 대응하는 복수의 증폭 회로부를 포함하고, 각 증폭 회로부는 증폭기, 커패시터 및 리셋 소자 등이 포함될 수 있다.The
타이밍 제어부(160)는 개시신호 및 클럭신호 등을 생성하여 게이트 구동부(120)에 공급함으로써, 게이트 구동부(120)의 동작을 제어할 수 있다. 또한 타이밍 제어부(160)는 리드아웃 제어신호 및 리드아웃 클럭신호 등을 생성하여 리드아웃 회로부(150)에 공급함으로써, 리드아웃 회로부(150)의 동작을 제어할 수 있다.The
도 2와 도 3은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 이를 포함하는 디지털 엑스레이 검출기의 일부 영역에 대한 평면도 및 단면도이다. 2 and 3 are plan and cross-sectional views, respectively, of a thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector and a portion of a digital X-ray detector including the same according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 도 2와 도 3을 참고하여 하나의 화소에 대응되는 PIN 다이오드 및 박막 트랜지스터를 중심으로 본 발명의 일 실시예에 대해서 자세히 설명하도록 하며, 특별한 설명이 없는 한 인접한 화소에도 동일하게 적용될 수 있다.Hereinafter, an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail centering on a PIN diode and a thin film transistor corresponding to one pixel with reference to FIGS. 2 and 3, and the same may be applied to adjacent pixels unless otherwise specified. .
먼저 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 이를 포함하는 디지털 엑스레이 검출기는 베이스 기판(210)을 포함한다.First, a thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector and a digital X-ray detector including the same according to an embodiment of the present invention include a
베이스 기판(210)은 유리 재질의 기판을 사용할 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니며, 플렉서블(Flexible) 디지털 엑스레이 검출기에 적용되는 경우 유연성 성질을 갖는 폴리이미드(Polyimide) 재질의 기판을 사용할 수도 있다.The
베이스 기판(210)에는 서로 직교하도록 교차하는 복수의 게이트 라인(223)과 복수의 데이터 라인(211)에 의해서 복수의 셀 영역이 정의된다. 각각의 셀 영역에는 화소(P)가 대응됨으로써 복수의 화소 영역이 정의된다. 게이트 라인(223)과 데이터 라인(211)에 대응되는 영역은 화소 영역들 간의 경계 영역으로 정의될 수 있다.A plurality of cell regions are defined on the
하나의 화소 당 각각의 박막 트랜지스터(220)와 PIN 다이오드(230)가 대응되도록 배치되어, 복수의 화소 영역을 갖는 어레이 기판에는 복수의 박막 트랜지스터(220)와 복수의 PIN 다이오드(230)가 형성될 수 있다.Each of the
베이스 기판(210) 상에는 제1 전극(211a), 제2 전극(225a), 게이트 전극(223a) 및 액티브층(221)을 포함하는 박막 트랜지스터(220)가 형성된다.A
이 경우 제1 전극(211a)과 제2 전극(225a)은 각각 서로 반대 방향으로 액티브층(221)과 연결된다. 구체적으로 제1 전극(211a)은 액티브층(221)의 일측 하부면과 연결되어 베이스 기판(210)이 있는 방향으로 형성되고, 제2 전극(225a)은 액티브층(221)의 타측 상부면과 연결되어 PIN 다이오드(230)가 있는 방향으로 형성될 수 있다. In this case, the
즉 액티브층(221)을 기준으로 제1 전극(211a)은 액티브층(221)의 하부에 형성되며, 제2 전극(225a)은 액티브층(221)의 상부에 형성될 수 있다.That is, based on the
제1 전극(211a)은 데이터 라인(211) 내에 포함되는 것으로 베이스 기판(210) 상에 데이터 라인(211)을 형성함으로써 제1 전극(211a)도 동시에 형성할 수 있다. 구체적으로 제1 전극(211a)은 데이터 라인(211)과 일치할 수 있으며, 액티브층(221)의 일측 하부면과 대응되는 데이터 라인(211)의 일정 영역을 제1 전극(211a)으로 정의할 수 있다.The
즉 제1 전극(211a)과 데이터 라인(211)은 물리적으로 구분되지 않고, 데이터 라인(211)의 일부 영역을 제1 전극(211a)으로 정의할 수 있다.That is, the
데이터 라인(211)과 제1 전극(211a)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.The
베이스 기판(210)으로 유리 기판이 사용되는 경우 데이터 라인(211)과 제1 전극(211a)은 유기 기판 위에 바로 접하도록 증착되어 형성될 수 있다.When a glass substrate is used as the
한편 베이스 기판(210)으로 폴리이미드와 같은 유연성 재질로 이루어진 플렉서블 기판이 사용되는 경우 베이스 기판(210) 상에 버퍼층(미도시)을 형성한 후에 데이터 라인(211)과 제1 전극(211a)을 형성할 수 있다.On the other hand, when a flexible substrate made of a flexible material such as polyimide is used as the
이 경우 버퍼층(미도시)은 실리콘 산화막(SiOx) 또는 실리콘 질화막(SiNx)의 무기물로 이루어질 수 있으며, 다층의 멀티 버퍼층으로 형성될 수도 있다.In this case, the buffer layer (not shown) may be formed of an inorganic material such as a silicon oxide layer (SiOx) or a silicon nitride layer (SiNx), or may be formed as a multi-layered multi-buffer layer.
제1 전극(211a)이 데이터 라인(211)과 일치하여 데이터 라인(211) 내에 있기 때문에, 데이터 라인과 제1 전극이 별도의 전극으로 형성되는 구조 대비 제1 전극(211a)과 PIN 다이오드(230)와의 거리를 최대한 이격시킬 수 있어 기생 캐패시터의 발생을 최소화할 수 있다.Since the
아울러 제1 전극(211a)은 화소 영역의 경계 영역에 대응되는 데이터 라인(211) 내에 있기 때문에, 제1 전극(211a)에 의해서 가려지는 화소 영역을 최소화할 수 있어 PIN 다이오드(230)의 필 팩터 확보에도 유리할 수 있다.In addition, since the
제1 전극(211a) 상에는 액티브층(221)이 있고, 제1 전극(211a)은 액티브층(221)의 일측 하부면과 연결된다. The
이 경우 제1 전극(211a)과 액티브층(221) 사이에는 버퍼층(212)이 있어, 제1 전극(211a)과 액티브층(221)은 버퍼층(212)의 컨택홀인 제1 컨택홀(212h)을 통해서 서로 연결될 수 있다. In this case, there is a
구체적으로 액티브층(221)은 버퍼층(212) 상에 형성되어 제1 컨택홀(212h)을 통해 제1 전극(211a)과 연결될 수 있다. 이에 따라 제1 컨택홀(212h)에 의해서 외부로 노출되는 데이터 라인(211)의 일부 영역이 제1 전극(211a)이 될 수 있다.Specifically, the
버퍼층(212)은 실리콘 산화막(SiOx) 또는 실리콘 질화막(SiNx)의 무기물로 이루어질 수 있으며, 다층의 멀티 버퍼층으로 형성될 수도 있다.The
액티브층(221)은 IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide)와 같은 산화물 반도체 물질로 형성될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니며, 저온 폴리 실리콘(Low Temperature Polycrystalline Silicon: LTPS)이나 비정질 실리콘(a-Si)으로 형성될 수도 있다.The
액티브층(221)은 채널 영역(221a)과 채널 영역(221a)을 사이에 둔 도체화 영역들을 포함할 수 있다. 구체적으로 도체화 영역들은 제1 전극(211a)과 직접 접촉하여 연결되는 제1 도체화 영역(221b)과 제2 전극(225a)과 직접 접촉하여 연결되는 제2 도체화 영역(221c)으로 나뉠 수 있다.The
액티브층(221)의 도체화 영역들은 액티브층(221)의 양 끝단 영역이 도체화됨으로써 형성될 수 있으며, 도체화 처리 방법은 건식 식각에 의한 방법, 수소 플라즈마 처리, 헬륨 플라즈마 처리 등과 같은 다양한 방법들을 사용할 수 있다.Conducting regions of the
액티브층(221) 상에는 게이트 전극(223a)이 형성되고, 액티브층(221)과 게이트 전극(223a) 사이에는 게이트 절연층(222)이 형성되어, 액티브층(221)과 게이트 전극(223a)을 서로 절연시켜 줄 수 있다. A
즉 게이트 절연층(222)상에는 액티브층(221)의 채널 영역(221a)에 대응되도록 게이트 전극(223a)이 형성될 수 있다. 게이트 전극(223a)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 이들의 합금일 수 있으며, 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다.That is, the
게이트 전극(223a)은 게이트 라인(223)으로부터 연장되어 형성될 수 있으며, 게이트 라인(223)과 게이트 전극(223a)이 일치되어 게이트 전극(223a)은 게이트 라인(223) 내에 형성될 수도 있다. 이에 따라 게이트 라인(223)과 게이트 전극(223a)은 동일층에 형성될 수 있다.The
무기물로 이루어진 게이트 절연층(222)은 게이트 전극(223a)에 대응되도록 형성되며, 효과적인 절연을 위하여 게이트 전극(223a)과 동일하거나 더 넓은 면적을 갖도록 형성될 수 있다.The
게이트 전극(223a)과 게이트 절연층(222)은 액티브층(221)의 중심부에 대응되도록 형성될 수 있다. 이에 따라 게이트 전극(223a)에 의해서 덮이지 않고 노출되는 액티브층(221)의 영역, 즉 채널 영역(221a) 이외의 액티브층(221)의 양 끝단은 제1 도체화 영역(221b)과 제2 도체화 영역(221c)이 될 수 있다.The
이 경우 제1 도체화 영역(221b)은 드레인(Drain) 전극인 제1 전극(211a)과 연결되는 드레인(Drain) 영역이 되고, 제2 도체화 영역(221c)은 소스(Source) 전극인 제2 전극(225a)과 연결되는 소스(Source) 영역이 될 수 있다.In this case, the first
앞서 설명한 바와 같이 액티브층(221)의 일측 하부면과 연결되는 제1 전극(211a)과 달리, 제2 전극(225a)은 액티브층(221)의 타측 상부면과 연결되도록 형성된다.As described above, unlike the
이 경우 게이트 전극(223a) 상에는 무기물로 이루어진 층간 절연층(224)이 형성될 수 있다. 층간 절연층(224) 상에는 제2 전극(225a)이 형성되어 층간 절연층(224)의 컨택홀인 제2 컨택홀(224h)을 통해서 제2 전극(225a)과 액티브층(221)은 서로 연결될 수 있다.In this case, an
제2 전극(225a)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The
이와 같이 박막 트랜지스터(220)의 제1 전극(211a)과 액티브층(221)은 버퍼층(212)을 사이에 두도록 형성되고 제2 전극(225a)과 액티브층(221)은 층간 절연층(224)을 사이에 두도록 형성됨으로써, 제1 전극(211a)과 제2 전극(225a)은 서로 다른 층에 형성될 수 있다.In this way, the
즉 제1 전극(211a)과 제2 전극(225a)은 서로 다른 층에 있고 또한 서로 반대 방향으로 형성됨으로써, 제1 전극(211a)과 제2 전극(225a)간의 거리가 최대한 멀리 떨어지도록 형성될 수 있다. 아울러 제1 전극(211a)은 데이터 라인(211)과 동일층에 형성되기 때문에 데이터 라인(211)과 제2 전극(225a)간의 거리도 최대한 멀리 떨어지도록 형성될 수 있다.That is, the
박막 트랜지스터(220) 상에는 제1 보호층(226)이 베이스 기판(210) 전면을 덮도록 형성될 수 있다. 제1 보호층(226)은 실리콘 산화막(SiOx) 또는 실리콘 질화막(SiNx)과 같은 무기물로 이루어질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.A first
제1 보호층(226)은 하부의 박막 트랜지스터(220), 특히 액티브층(221)을 보호하는 역할을 할 수 있다.The first
제1 보호층(226) 상에는 PIN 다이오드(230)가 형성되어 하부의 박막 트랜지스터(220)와 연결된다. PIN 다이오드(230)는 화소 영역에 배치될 수 있다.A
PIN 다이오드(230)는 박막 트랜지스터(220)와 연결되는 하부 전극(231), 하부 전극(231) 상에 있는 PIN 층(232) 및 PIN 층(232) 상에 있는 상부 전극(233)을 포함할 수 있다.The
하부 전극(231)은 PIN 다이오드(230)에 있어서 화소 전극의 역할을 할 수 있다. 하부 전극(231)은 PIN 다이오드(230)의 특성에 따라 몰리브덴(Mo)과 같은 불투명한 금속이나 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide)와 같은 투명한 산화물 중 하나 이상의 물질로 이루어질 수 있다.The
하부 전극(231)은 제1 보호층(226)의 컨택홀인 제3 컨택홀(226h)을 통해 박막 트랜지스터(220)의 제2 전극(225a)과 접촉하도록 연결되어, 박막 트랜지스터(220)는 PIN 다이오드(230)와 연결될 수 있다.The
하부 전극(231) 상에는 신틸레이터(Scintillator)를 통해 엑스레이에서 변환된 가시광을 전기적인 신호로 변환하는 PIN 층(232)이 형성될 수 있다. PIN 층(232)은 N형의 불순물이 포함된 N(Negative)형 반도체층(232c), 불순물이 포함되지 않은 I(Intrinsic)형 반도체층(232b), P형의 불순물이 포함된 P(Positive)형 반도체층(232a)이 차례대로 적층되어 형성될 수 있다.A
I형 반도체층(232b)은 N형 반도체층(232c) 및 P형 반도체층(232a)보다 상대적으로 두껍게 형성될 수 있다. PIN 층(232)은 엑스레이 소스로부터 방출된 엑스레이를 전기적인 신호로 변환할 수 있는 물질을 포함하도록 이루어지며, 예를 들어 a-Se, HgI2, CdTe, PbO, PbI2, BiI3, GaAs, Ge와 같은 물질들을 포함할 수 있다.The I-
PIN 층(232) 상에는 상부 전극(233)이 형성될 수 있다. 상부 전극(233)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide)와 같은 투명한 산화물 중 하나 이상의 물질로 이루어져 PIN 다이오드(230)의 필 팩터(Fill Factor)를 향상시킬 수 있다. An
PIN 다이오드(230) 상에는 제2 보호층(234)이 베이스 기판(210) 전면을 덮도록 형성될 수 있다. 제2 보호층(234)은 실리콘 산화막(SiOx) 또는 실리콘 질화막(SiNx)과 같은 무기물로 이루어질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.A second
PIN 다이오드(230) 상의 제2 보호층(234) 상에는 바이어스 전극(243)이 형성될 수 있다. 바이어스 전극(243)은 제2 보호층(234)의 컨택홀인 제4 컨택홀(234h)을 통해서 PIN 다이오드(230)의 상부 전극(233)과 연결되어, PIN 다이오드(230)에 바이어스 전압을 인가해줄 수 있다.A
바이어스 전극(243)은 데이터 라인(211)과 평행하게 배열된 바이어스 라인(241)으로부터 분기되어 형성될 수 있다.The
바이어스 전극(243) 상에는 제3 보호층(244)이 베이스 기판(210) 전면을 덮도록 형성될 수 있다. 제3 보호층(244)은 실리콘 산화막(SiOx) 또는 실리콘 질화막(SiNx)과 같은 무기물로 이루어질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.A third
제3 보호층(244) 상에는 PIN 다이오드(230)를 덮도록 신틸레이터층(Scintillator layer, 250)이 형성될 수 있다. A
신틸레이터층(250)이 박막 트랜지스터 어레이 기판 상에 직접 증착되어 형성되는 경우 어레이 기판 상부면의 평탄화가 필요할 수 있다. 이 경우 PAC(Photo Acryl)과 같은 유기물로 이루어진 평탄화층을 형성하여 상부면을 평탄화시킴으로써, 신틸레이터의 증착에 의한 신틸레이터층(250)의 형성이 용이하게 될 수 있도록 해줄 수 있다.When the
본 발명에 따른 디지털 엑스레이 검출기(200)는 다음과 같이 작동한다.The
디지털 엑스레이 검출기(200)에 조사된 엑스레이는 신틸레이터층(250)에서 가시광선 영역의 광으로 변환된다. 가시광선 영역의 광은 PIN 다이오드(230)의 PIN 층(232)에서 전자 신호로 변환이 된다. X-rays irradiated to the
구체적으로는 PIN 층(232)에 가시광선 영역의 광이 조사되면 I형 반도체층(232b)이 P형 반도체층(232a)과 N형 반도체층(232c)에 의해 공핍(Depletion)이 되어 내부에 전기장이 발생하게 된다. 그리고 광에 의해 생성되는 정공과 전자가 전기장에 의해 드리프트(Drift)되어 각각 P형 반도체층(232a)과 N형 반도체층(232c)에서 수집된다. Specifically, when the
PIN 다이오드(230)는 가시광선 영역의 광을 전자 신호로 변환하여 박막 트랜지스터(220)에 전달하게 된다. 이렇게 전달된 전자 신호는 박막 트랜지스터(220)와 연결된 데이터 라인(211)을 거쳐서 영상 신호로 표시되게 된다.The
본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 이를 포함하는 디지털 엑스레이 검출기는 종래 기술 대비 다음과 같은 유리한 효과가 있다.The thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector and a digital X-ray detector including the same according to an embodiment of the present invention have the following advantageous effects compared to the prior art.
박막 트랜지스터의 제1 전극과 제2 전극이 액티브층 상에 동일한 방향으로 형성되는 종래 구조의 경우 데이터 라인도 제1 전극 및 제2 전극과 동일한 층에 형성된다. In the case of a conventional structure in which the first electrode and the second electrode of the thin film transistor are formed in the same direction on the active layer, the data line is also formed on the same layer as the first electrode and the second electrode.
이러한 종래 구조의 경우 PIN 다이오드의 하부 전극과 데이터 라인과의 수직 거리가 가깝기 때문에 기생 캐패시터의 발생을 최소화하기 위해서는 PIN 다이오드의 면적을 일정 수준 이상으로 증가시키기가 어려워 필 팩터를 향상시키는데 한계가 있었다.In the case of such a conventional structure, since the vertical distance between the lower electrode of the PIN diode and the data line is close, in order to minimize the occurrence of parasitic capacitors, it is difficult to increase the area of the PIN diode to a certain level or more, so that there is a limitation in improving the fill factor.
이에 반해 본 발명의 경우 데이터 라인(211)을 박막 트랜지스터(220)의 액티브층(221) 하부에 형성하고 박막 트랜지스터(220)의 제1 전극(211a)과 제2 전극(225a)을 서로 반대 방향으로 형성함으로써, 데이터 라인(211) 및 제1 전극(211a)과 PIN 다이오드(230)의 하부 전극(231)이 최대한 수직 방향으로 이격되도록 할 수 있다.In contrast, in the case of the present invention, the
특히 데이터 라인(211)의 경우 데이터 라인(211) 자체가 차지하는 전체 면적이 크고, 데이터 라인(211)으로 인가되는 신호의 경우 PIN 다이오드(230)의 하부 전극(231)으로 인가되는 신호와의 간섭에 의한 노이즈가 더욱 크기 때문에 데이터 라인(211)과 PIN 다이오드(230)의 하부 전극(231)과의 기생 캐패시터 발생을 감소시키는 것이 더욱 중요하다.In particular, in the case of the
따라서 본 발명과 같이 수직 방향으로 더욱 이격된 데이터 라인(211) 및 제1 전극(211a)과 PIN 다이오드(230)의 하부 전극(231)의 배치 구조로 인하여 데이터 라인(211)과 PIN 다이오드(230)의 하부 전극(231) 간 형성될 수 있는 기생 캐패시터의 발생을 최소화할 수 있다.Accordingly, due to the arrangement structure of the
또한 본 발명의 경우 수직 방향으로 최대한 이격된 거리를 갖는 데이터 라인(211)과 PIN 다이오드(230)의 배치 구조로 인하여 데이터 라인(211)과 PIN 다이오드(230) 간의 수평 거리가 가까워져도 기생 캐패시터의 발생이 최소화되기 때문에, PIN 다이오드(230)의 면적을 수평 방향으로 최대한 증가시킴으로써 디지털 엑스레이 검출기의 필 팩터도 최대한 증가시킬 수 있다.In addition, in the case of the present invention, even if the horizontal distance between the
이에 따라 본 발명은 PIN 다이오드(230)가 화소 영역 내에 있는 박막 트랜지스터(220)의 게이트 전극(223a)과 제2 전극(225a), 그리고 액티브층(221)의 적어도 일부분을 덮을 수 있는 정도까지 PIN 다이오드(230)의 면적이 증가되어 필 팩터를 최대한 증가시킬 수 있다.Accordingly, according to the present invention, the
구체적으로 PIN 다이오드(230)는 액티브층(221)의 채널 영역(221a)까지도 덮도록 형성될 수 있어 필 팩터를 최대한 증가시킬 수 있다. Specifically, the
이 경우 액티브층(221)에 직접적으로 조사될 수도 있는 엑스레이를 액티브층(221)을 덮는 PIN 다이오드(230)가 흡수함으로써 디지털 엑스레이 검출기(200)의 신뢰성을 더욱 높일 수 있다.In this case, since the
본 발명의 실시예에 따른 구조를 갖는 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판과 이를 포함하는 디지털 엑스레이 검출기는 다음과 같은 실험 결과를 통해서 종래 구조 대비 효과를 더욱 명확히 알 수 있다.A thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector having a structure according to an exemplary embodiment of the present invention and a digital X-ray detector including the same can clearly see the effect compared to the conventional structure through the following experimental results.
비교예의 경우 데이터 라인을 박막 트랜지스터의 액티브층 상부에 형성하여, 제1 전극과 제2 전극이 액티브층의 상부면 방향으로 동일하게 형성되는 구조를 갖는다는 점에서 본 발명의 실시예와 차이점이 있고 나머지 구성들의 배치는 실시예와 동일하게 하였다.The comparative example differs from the embodiment of the present invention in that the data line is formed on the active layer of the thin film transistor so that the first electrode and the second electrode are formed identically in the direction of the top surface of the active layer. Arrangement of the remaining components was the same as in the embodiment.
실시예들의 경우 앞서 설명한 도 3에 따른 구조를 갖되, 도 2에 도시된 바와 같은 데이터 라인과 PIN 다이오드의 하부 전극 간 수평거리(d)는 서로 다르게 하였다. The embodiments have the structure according to FIG. 3 described above, but the horizontal distance d between the data line and the lower electrode of the PIN diode as shown in FIG. 2 is different from each other.
상기 표 1을 참고하는 바와 같이 비교예는 데이터 라인과 PIN 다이오드의 하부 전극 간의 수평 거리 d가 3.0㎛인 것을 기준으로 할 때, 데이터 라인과 PIN 다이오드의 하부 전극 간에 형성되는 캐패시터와 디지털 엑스레이 검출기의 필 팩터를 측정한 것이다.As shown in Table 1, in the comparative example, based on the horizontal distance d between the data line and the lower electrode of the PIN diode is 3.0 μm, the capacitor formed between the data line and the lower electrode of the PIN diode and the digital X-ray detector were It is a measure of the fill factor.
실시예 1의 경우 비교예와 동일하게 데이터 라인(211)과 PIN 다이오드(230)의 하부 전극(231) 간의 수평 거리 d가 3.0㎛인 것을 기준으로 캐패시터와 필 팩터를 측정한 것이다.In the case of Example 1, the capacitor and the fill factor were measured based on the fact that the horizontal distance d between the
실시예 1의 경우 PIN 다이오드(230)의 면적이 동일하기 때문에 동일한 필 팩터 값을 갖지만 데이터 라인(211)과 PIN 다이오드(230)의 하부 전극(231) 간에 형성되는 캐패시터의 경우 비교예 대비 현저하게 감소된 것을 확인할 수 있다.In the case of Example 1, since the area of the
실시예 2 내지 실시예 10의 경우 실시예 1의 구조에서 데이터 라인(211)과 PIN 다이오드(230)의 하부 전극(231) 간의 상하좌우 수평 거리 d가 각각 0.1㎛씩 감소되도록 하여 측정한 것으로, 실시예 1에서 실시예 10으로 갈수록 PIN 다이오드(230)의 면적은 점차적으로 증가하게 된다.In the case of Examples 2 to 10, the horizontal distance d between the
즉 실시예 1에서 실시예 10으로 갈수록 필 팩터는 계속 증가하는 것을 확인할 수 있으며, 데이터 라인(211)과 PIN 다이오드(230)의 하부 전극(231) 간의 캐패시터의 경우 실시예 4까지는 동일하게 유지되다가 실시예 5부터 조금씩 증가하는 것을 확인할 수 있다.That is, it can be seen that the fill factor continues to increase from Example 1 to Example 10, and in the case of the capacitor between the
특히 실시예 9와 같이 데이터 라인(211)과 PIN 다이오드(230)의 하부 전극(231) 간의 상하좌우 수평 거리 d가 2.2㎛로 비교예 대비 0.8㎛가 감소된 경우라 하더라도, 여전히 비교예 대비 높은 필 팩터를 가지면서도 더 낮은 캐패시터 값을 갖는 것을 확인할 수 있다.In particular, even if the horizontal distance d between the
실시예 10과 같이 데이터 라인(211)과 PIN 다이오드(230)의 하부 전극(231) 간의 상하좌우 수평 거리 d가 2.1㎛인 경우 비교예와 비교하였을 때 캐패시터의 값이 더 높아지기는 하였으나, 필 팩터의 경우 비교예 대비 크게 높아진 것을 확인할 수 있다.As in Example 10, when the horizontal distance d between the
또한 본 발명은 다른 실시예를 가질 수 있는데 다른 실시예를 설명함에 있어 이전 실시예와 동일 또는 대응되는 구성요소에 대한 설명은 생략하고 차이점을 중심으로 설명하도록 한다.In addition, the present invention may have other embodiments. In describing the other embodiments, descriptions of components that are the same as or corresponding to the previous embodiments will be omitted, and differences will be mainly described.
도 4를 참조로 설명하면 본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 이를 포함하는 디지털 엑스레이 검출기는 도 3에 따른 실시예와 비교했을 때 박막 트랜지스터(220)의 제2 전극(225a)과 PIN 다이오드(230)의 하부 전극(231)이 별도의 전극으로 형성되지 않고 일체형으로 형성된다는 점에서 차이점이 있다.Referring to FIG. 4, a thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector and a digital X-ray detector including the same according to another embodiment of the present invention are the second electrode of the
구체적으로 도 4를 참조하면 제2 전극(225a)은 박막 트랜지스터(220)의 소스 전극으로 작용을 할 수도 있고, PIN 다이오드(230)의 하부 전극으로 작용할 수도 있다.Specifically, referring to FIG. 4, the
즉 박막 트랜지스터(220)와 PIN 다이오드(230)는 각각 제2 전극(225a)을 소스 전극 및 하부 전극으로 공유하기 때문에 2개의 전극을 별도의 전극으로 형성할 필요가 없다.That is, since the
따라서 제2 전극(225a)은 박막 트랜지스터(220)의 타측 상부면과 직접 접촉하도록 연결됨과 동시에 PIN 다이오드(230)의 PIN 층(232)과 직접 접촉하도록 연결될 수 있다.Accordingly, the
본 실시예를 설명하는데 있어서 제2 전극(225a)을 기준으로 설명하였지만, 제2 전극(225a)과 하부 전극이 일체형으로 형성되기 때문에 하부 전극을 기준으로 설명하는 경우 하부 전극은 박막 트랜지스터(220)의 타측 상부면과 직접 접촉하도록 연결됨과 동시에 PIN 다이오드(230)의 PIN 층(232)과 직접 접촉하도록 연결될 수 있다.In describing the present embodiment, the
이에 따라 도 3에 따른 실시예와 같이 제2 전극(225a)과 하부 전극(을 별도로 형성하는 공정과, 제1 보호층과 제3 컨택홀에 대한 형성 공정도 필요하지 않기 때문에 공정상의 효율을 극대화할 수 있다.Accordingly, the process of forming the
또한 제2 전극(225a)과 하부 전극이 별도로 형성될 필요 없이 제2 전극(225a)과 하부 전극이 일체형으로 형성되고, 제1 보호층(226)도 형성될 필요가 없기 때문에 디지털 엑스레이 검출기의 전체 두께가 감소될 수 있어 휴대성이 좋고 플렉서블 장치를 구현하는 경우 더욱 유리할 수 있다.In addition, since the
또한 본 발명은 또 다른 실시예를 가질 수 있는데 또 다른 실시예를 설명함에 있어 이전 실시예와 동일 또는 대응되는 구성요소에 대한 설명은 생략하고 차이점을 중심으로 설명하도록 한다.In addition, the present invention may have another embodiment. In describing another embodiment, descriptions of components that are the same as or corresponding to the previous embodiment will be omitted, and differences will be mainly described.
도 5를 참조로 설명하면 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 이를 포함하는 디지털 엑스레이 검출기는 도 3에 따른 실시예와 비교했을 때 박막 트랜지스터(220)의 제1 전극(211a)이 액티브층(221)의 채널 영역(221a)까지 연장된다는 점에서 차이점이 있다.Referring to FIG. 5, a thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector and a digital X-ray detector including the same according to another embodiment of the present invention are compared with the first embodiment of the
구체적으로 제1 전극(211a)은 박막 트랜지스터(220)의 일측 하부면과 연결되되, 액티브층(221)의 채널 영역(221a)까지 대응되도록 데이터 라인(211)으로부터 분기되어 채널 영역(221a)까지 연장될 수 있다.Specifically, the
즉 제1 전극(211a)이 액티브층(221)의 채널 영역(221a)의 하부면에 대응되도록 형성됨에 따라, 제1 전극(211a)은 액비브층의 하부면으로 직접 조사되거나 베이스 기판(210)에서 반사되어 액티브층(221)의 하부면으로 조사되는 엑스레이를 최대한 막아줄 수 있는 광차단층으로써의 역할도 할 수 있다.That is, as the
특히 이러한 광차단층의 형성을 위하여 별도의 공정을 추가하지 않고도 데이터 라인(211)을 형성하는 패터닝 공정과 동시에 박막 트랜지스터(220)의 액티브층(221)을 엑스레이로부터 보호할 수 있는 광차단층을 형성할 수 있는 바 공정상의 효율성을 얻을 수 있다.In particular, to form such a light blocking layer, a light blocking layer capable of protecting the
또한 광차단층의 형성만을 위한 별도의 층이 존재하는 것이 아니기 때문에 전체 디지털 엑스레이 검출기의 두께도 증가시키지 않고 광차단층을 형성할 수 있는 장점이 있다.In addition, since there is not a separate layer only for forming the light blocking layer, there is an advantage in that the light blocking layer can be formed without increasing the thickness of the entire digital X-ray detector.
본 발명의 실시예에 따른 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법은, i) 베이스 기판(210) 상에 제1 전극(211a)을 형성하는 단계, ii) 제1 전극(211a)을 덮도록 버퍼층(212)을 형성하는 단계, iii) 버퍼층(212) 상에 제1 전극(211a)과 연결되도록 액티브층(221)을 형성하는 단계, iv) 액티브층(221) 상에 게이트 절연층(222)과 게이트 전극(223a)을 형성하는 단계, v) 액티브층(221)의 타측에 연결되도록 제2 전극(225a)을 형성하는 단계, vi) 제2 전극(225a)과 연결되도록 하부 전극(231)을 형성하는 단계 및 vii) 하부 전극(231) 상에 PIN 층(232)과 상부 전극(233)을 형성하는 단계를 포함한다.The method of manufacturing a thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector according to an embodiment of the present invention includes: i) forming a
본 발명의 실시예에 따른 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법은 마스크 공정을 기준으로 도 6a 내지 도 6l을 참조하여 자세히 설명하도록 한다.A method of manufacturing a thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 6A to 6L based on a mask process.
이하에서 설명하는 각 층에 대한 패턴 형성 방법은 당업계에서 통상의 기술자가 실시하는 기술인, 증착(Deposition), 포토레지스트 도포(Photoresist Coating), 노광(Exposure), 현상(Develop), 식각(Etch), 포토레지스트 박리(Photoresist Strip)를 포함하는 포토리소그래피(Photoliyhography) 공정을 이용하는 바 이에 대한 자세한 설명은 생략한다. The pattern formation method for each layer described below is a technique performed by a person skilled in the art, such as deposition (Deposition), photoresist coating (Photoresist Coating), exposure (Exposure), development (Develop), and etching (Etch). , Since a photolithography process including a photoresist strip is used, a detailed description thereof will be omitted.
예를 들어 증착의 경우 금속 재료일 경우에는 스퍼터링(Sputtering), 반도체나 절연막인 경우에는 플라즈마 화학증착(Plasma Enhanced Vapor Deposition; PECVD)과 같은 방법을 나누어서 사용할 수 있으며, 식각의 경우에도 재료에 따라 건식 식각 및 습식 식각을 선택하여 사용할 수 있는 것으로 당업계에서 통상의 기술자가 실시하는 기술을 적절히 적용한다.For example, in the case of deposition, sputtering in the case of a metallic material, and plasma enhanced vapor deposition (PECVD) in the case of a semiconductor or insulating film can be used separately.Even in the case of etching, dry type depending on the material can be used. Etching and wet etching can be selected and used, and a technique performed by a person skilled in the art is appropriately applied.
먼저 도 6a와 같이 베이스 기판(210)상에 박막 트랜지스터(220)의 제1 전극(211a)을 형성한다. 베이스 기판(210) 재질에 따라서 제1 전극(211a)을 형성하기 이전에 베이스 기판(210) 상에 버퍼층(미도시)을 형성할 수도 있다.First, a
예를 들어 베이스 기판(210)을 유리 재질의 기판으로 사용하는 경우 별도의 버퍼층(미도시)을 형성하지 않고 제1 전극(211a)을 형성할 수 있지만, 베이스 기판(210)을 폴리이미드 재질의 기판으로 사용하는 경우 별도의 버퍼층(미도시)을 형성한 후에 제1 전극(211a)을 형성할 수 있다. For example, when the
제1 전극(211a)은 데이터 라인(211) 내에 형성되는 것으로 제1 전극(211a)과 데이터 라인(211)은 동일한 층에 형성되기 때문에, 베이스 기판(210) 상에 데이터 라인(211)을 형성할 때 제1 전극(211a)도 동시에 형성할 수 있다.Since the
제1 전극(211a) 상에는 도 6b와 같이 베이스 기판(210) 전면을 덮도록 버퍼층(212)을 형성한다. 버퍼층(212)에서 제1 전극(211a)에 대응되는 영역에는 박막 트랜지스터(220)의 액티브층(221)과 연결되는 제1 전극(211a)을 외부로 노출시키는 제1 컨택홀(212h)을 형성할 수 있다. A
즉 데이터 라인(211)에서 버퍼층(212)의 제1 컨택홀(212h)에 대응되는 영역은 박막 트랜지스터(220)의 제1 전극(211a)이 될 수 있다.That is, a region of the
버퍼층(212) 상에는 도 6c와 같이 박막 트랜지스터(220)의 액티브층(221)을 형성한다. 구체적으로 액티브층(221)은 버퍼층(212)의 제1 컨택홀(212h)을 통해 제1 전극(211a)과 연결되도록 버퍼층(212) 상에 형성된다. 이에 따라 제1 전극(211a)은 액티브층(221)의 일측 하부면과 연결될 수 있다.On the
액티브층(221) 상에는 도 6d와 같이 게이트 절연층(222)과 게이트 전극(223a)을 형성한다. 게이트 절연층(222)과 게이트 전극(223a)은 액티브층(221)의 채널 영역(221a)에 대응되도록 패터닝하여 형성한다. 게이트 전극(223a)은 게이트 라인(223)으로부터 분기될 수 있는 바, 게이트 라인(223)을 형성할 때 게이트 전극(223a)도 동시에 형성할 수 있다.A
게이트 절연층(222)과 게이트 전극(223a)을 패터닝하는 경우 액티브층(221)의 채널 영역(221a) 이외의 영역은 외부로 노출되게 되는데, 식각과 같은 방법으로 패터닝을 하기 때문에 외부로 노출된 채널 영역(221a) 이외의 액티브층(221)은 식각 과정을 통해서 도체화가 될 수 있다. When patterning the
이에 따라 액티브층(221)은 채널 영역(221a)을 사이에 둔 제1 도체화 영역(221b)과 제2 도체화 영역(221c)이 형성될 수 있다. 제1 전극(211a)은 액티브층(221)의 제1 도체화 영역(221b)과 연결될 수 있다.Accordingly, in the
다만 액티브층(221)의 도체화 처리 방법은 이에 한정되지 않으며 건식 식각에 의한 방법 이외에 수소 플라즈마 처리, 헬륨 플라즈마 처리 등과 같은 다양한 방법들을 사용할 수 있다.However, the method of conducting the
다음으로 도 6e와 같이 베이스 기판(210) 전면을 덮도록 층간 절연층(224)을 형성할 수 있다. 층간 절연층(224)에는 액티브층(221)의 제2 도체화 영역(221c)에 대응되는 영역이 외부로 노출되도록 제2 컨택홀(224h)을 형성할 수 있다.Next, as shown in FIG. 6E, an
층간 절연층(224) 상에는 도 6f와 같이 제2 전극(225a)을 형성하여 액티브층(221)의 제2 도체화 영역(221c)과 연결시킨다. 구체적으로 층간 절연층(224)의 제2 컨택홀(224h)을 통해서 액티브층(221)의 타측 상부면과 연결되도록 제2 전극(225a)을 형성한다. A
이에 따라 베이스 기판(210) 상에는 제1 전극(211a), 제2 전극(225a), 게이트 전극(223a) 및 액티브층(221)을 포함하고, 제1 전극(211a)과 제2 전극(225a)은 각각 서로 반대 방향으로 액티브층(221)과 연결되는 박막 트랜지스터(220)를 형성할 수 있다.Accordingly, the
제2 전극(225a) 상에는 도 6g와 같이 베이스 기판(210) 전면을 덮도록 제1 보호층(226)을 형성할 수 있다. 제1 보호층(226)에는 제2 전극(225a)의 상부 일부 영역이 노출되도록 제3 컨택홀(226h)이 형성될 수 있다.A first
제1 보호층(226) 상에는 도 6h와 같이 제2 전극(225a)과 연결되도록 PIN 다이오드(230)의 하부 전극(231)을 형성한다. 구체적으로 하부 전극(231)은 제1 보호층(226)의 제3 컨택홀(226h)을 통해서 제2 전극(225a)과 연결되도록 형성될 수 있다.A
본 발명의 경우 데이터 라인(211)이 박막 트랜지스터(220)의 액티브층(221) 하부에 형성되어 데이터 라인(211)과 PIN 다이오드(230)의 하부 전극(231) 간 수직 거리가 멀리 이격되어 있기 때문에, 하부 전극(231)이 박막 트랜지스터(220)의 게이트 전극(223a)과 제2 전극(225a), 그리고 액티브층(221)의 적어도 일부분을 덮을 수 있는 정도까지 형성되더라도 기생 캐패시터의 영향을 최소화할 수 있다.In the present invention, the
이에 따라 하부 전극(231)은 필 팩터를 증가시키기 위하여 PIN 다이오드(230)의 면적을 최대한 확보할 수 있도록, 액티브층(221)의 채널 영역(221a)까지도 덮도록 형성될 수 있다.Accordingly, the
다음으로 도 6i와 같이 하부 전극(231) 상에 PIN 층(232)과 상부 전극(233)을 형성하여 PIN 다이오드(230)를 형성한다. PIN 층(232)은 N형의 불순물이 포함된 N형 반도체층(232c), 불순물이 포함되지 않은 I형 반도체층(232b), P형의 불순물이 포함된 P형 반도체층(232a)이 차례대로 적층되도록 형성할 수 있다.Next, a
그리고 도 6j와 같이 베이스 기판(210) 전면을 덮도록 제2 보호층(234)을 형성하고, PIN 다이오드(230)의 상부 전극(233)의 일부 영역이 노출되도록 제2 보호층(234)에 제4 컨택홀(234h)을 형성할 수 있다.Further, as shown in FIG. 6J, a second
제2 보호층(234) 상에는 도 6k와 같이 바이어스 전극(243)을 형성하여 제2 보호층(234)의 제4 컨택홀(234h)을 통해서 PIN 다이오드(230)의 상부 전극(233)과 연결할 수 있다.A
다음으로 도 6l과 같이 바이어스 전극(243)을 덮도록 베이스 기판(210) 전면에 제3 보호층(244)을 형성할 수 있다. 이 경우 제3 보호층 상에는 바이어스 전극과 대응되는 영역에 별도의 컨택홀을 형성할 수 있다. 또한 제3 보호층 상에는 신틸레이터층을 형성할 수 있다.Next, as shown in FIG. 6L, a third
본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법은, i) 베이스 기판(210) 상에 제1 전극(211a)을 형성하는 단계, ii) 제1 전극(211a)을 덮도록 버퍼층(212)을 형성하는 단계, iii) 버퍼층(212) 상에 제1 전극(211a)과 연결되도록 액티브층(221)을 형성하는 단계, iv) 액티브층(221) 상에 게이트 절연층(222)과 게이트 전극(223a)을 형성하는 단계, v) 액티브층(221)의 타측에 연결되도록 제2 전극(225a)을 형성하는 단계 및 vi) 제2 전극(225a)과 연결되도록 제2 전극(225a) 상에 PIN 층(232)과 상부 전극(233)을 형성하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector according to another embodiment of the present invention includes: i) forming a
본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법은 마스크 공정을 기준으로 도 7a 내지 도 7j를 참조하여 자세히 설명하도록 한다.A method of manufacturing a thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector according to another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 7A to 7J based on a mask process.
또한 본 발명의 다른 실시예에 대한 제조 방법을 설명함에 있어 이전 실시예와 동일 또는 대응되는 구성요소에 대한 설명은 생략하기로 한다.In addition, in describing a manufacturing method for another embodiment of the present invention, descriptions of the same or corresponding components as in the previous embodiment will be omitted.
본 발명의 다른 실시예에 대한 제조 방법에 있어서, 도 7a 내지 도 7e의 경우 앞서 설명한 도 6a 내지 도 6e에 따른 제조 방법과 동일한 바 자세한 설명은 생략하기로 한다.In the manufacturing method according to another embodiment of the present invention, in the case of FIGS. 7A to 7E, the detailed description thereof will be omitted since it is the same as the manufacturing method according to FIGS. 6A to 6E described above.
이에 따라 본 발명의 다른 실시예에 따른 제조 방법은 도 7a 내지 도 7e의 공정을 통해서 베이스 기판(210) 상에 제1 전극(211a), 버퍼층(212), 액티브층(221), 게이트 절연층(222), 게이트 전극(223a), 층간 절연층(224)을 형성할 수 있다.Accordingly, the manufacturing method according to another exemplary embodiment of the present invention includes a
층간 절연층(224) 상에는 도 7f와 같이 제2 전극(225a)을 형성한다. 제2 전극(225a)은 층간 절연층(224)의 제2 컨택홀(224h)을 통해서 액티브층(221)의 타측 상부면과 연결되도록 형성할 수 있다.A
이 경우 제2 전극(225a)은 박막 트랜지스터(220)의 소스 전극으로 작용을 하며, PIN 다이오드(230)의 하부 전극으로도 작용을 할 수 있도록 형성될 수 있다.In this case, the
본 발명의 경우 데이터 라인(211)이 박막 트랜지스터(220)의 액티브층(221) 하부에 형성되어 데이터 라인(211)과 제2 전극(225a) 간 수직 거리가 멀리 이격되어 있기 때문에, 제2 전극(225a)이 박막 트랜지스터(220)의 게이트 전극(223a)과 액티브층(221)의 적어도 일부분을 덮을 수 있는 정도까지 형성되더라도 기생 캐패시터의 영향을 최소화할 수 있다.In the case of the present invention, since the
이에 따라 PIN 다이오드(230)의 하부 전극으로도 작용을 하는 제2 전극(225a)은 필 팩터를 증가시키기 위하여 PIN 다이오드(230)의 면적을 최대한 확보할 수 있도록, 액티브층(221)의 채널 영역(221a)까지도 덮도록 형성될 수 있다.Accordingly, the
즉 본 발명의 다른 실시예의 경우 박막 트랜지스터(220)의 제2 전극(225a) 이외에 PIN 다이오드(230)의 하부 전극을 별도로 형성할 필요가 없이, 제2 전극(225a)과 하부 전극이 일체형으로 형성될 수 있다.That is, in the case of another embodiment of the present invention, there is no need to separately form the lower electrode of the
이에 따라 본 발명의 다른 실시예의 경우 이전 실시예에 따른 제조 방법과 비교하였을 때, 제2 전극(225a)과 하부 전극을 별도로 형성하는 공정과, 제1 보호층(226)과 제3 컨택홀(226h)에 대한 형성 공정도 필요하지 않기 때문에 공정상의 효율을 극대화할 수 있다.Accordingly, in the case of another embodiment of the present invention, as compared with the manufacturing method according to the previous embodiment, the process of separately forming the
제2 전극(225a) 상에는 도 7g와 같이 제2 전극(225a) 상에 PIN 층(232)과 상부 전극(233)을 형성하여 PIN 다이오드(230)를 형성한다. PIN 층(232)은 N형의 불순물이 포함된 N형 반도체층(232c), 불순물이 포함되지 않은 I형 반도체층(232b), P형의 불순물이 포함된 P형 반도체층(232a)이 차례대로 적층되도록 형성할 수 있다.A
나머지 도 7h 내지 도 7j에 따른 공정은 이전 실시예의 도 6j 내지 도 6l에 따른 공정과 동일한 바 추가 설명을 생략하도록 한다.The remaining processes according to FIGS. 7H to 7J are the same as those of FIGS. 6J to 6L of the previous embodiment, so a further description will be omitted.
이와 같이 본 발명에 따른 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판은 베이스 기판, 베이스 기판 상에 있고, 제1 전극, 제2 전극, 게이트 전극 및 액티브층을 포함하는 박막 트랜지스터 및 박막 트랜지스터 상에 있고, 박막 트랜지스터와 연결되는 PIN 다이오드를 포함하고, 제1 전극과 제2 전극은 각각 서로 반대 방향으로 액티브층과 연결되며, 제2 전극은 PIN 다이오드와 연결되고, 제1 전극과 제2 전극은 서로 다른 층에 있다.As described above, the thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector according to the present invention is on the base substrate and the base substrate, on the thin film transistor and the thin film transistor including the first electrode, the second electrode, the gate electrode and the active layer, and A PIN diode connected to the transistor is included, the first electrode and the second electrode are connected to the active layer in opposite directions, respectively, the second electrode is connected to the PIN diode, and the first electrode and the second electrode are different layers. Is in.
이 경우 PIN 다이오드는 하부 전극, PIN 층 및 상부 전극을 포함하고, 제2 전극은 하부 전극과 연결될 수 있다.In this case, the PIN diode may include a lower electrode, a PIN layer, and an upper electrode, and the second electrode may be connected to the lower electrode.
또한 PIN 다이오드는 PIN 층과 상부 전극을 포함하고, 제2 전극은 PIN 층과 연결될 수 있다.Further, the PIN diode includes a PIN layer and an upper electrode, and the second electrode may be connected to the PIN layer.
제1 전극은 액티브층의 일측 하부면과 연결되고, 제2 전극은 액티브층의 타측 상부면과 연결될 수 있다.The first electrode may be connected to one lower surface of the active layer, and the second electrode may be connected to the other upper surface of the active layer.
PIN 다이오드는 액티브층의 적어도 일부분을 덮되, 액티브층은 채널 영역과 채널 영역을 사이에 둔 도체화 영역들을 포함하고, PIN 다이오드는 채널 영역을 덮을 수 있다.The PIN diode may cover at least a portion of the active layer, the active layer may include a channel region and conductive regions interposed between the channel region, and the PIN diode may cover the channel region.
액티브층은 채널 영역과 채널 영역을 사이에 둔 도체화 영역들을 포함하고, 제1 전극은 채널 영역까지 연장될 수 있다.The active layer includes a channel region and conductive regions interposed between the channel region, and the first electrode may extend to the channel region.
제1 전극과 액티브층 사이에는 버퍼층이 있고, 제1 전극과 액티브층은 버퍼층의 컨택홀을 통해서 연결될 수 있다.A buffer layer is provided between the first electrode and the active layer, and the first electrode and the active layer may be connected through a contact hole of the buffer layer.
또한 본 발명에 따른 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판은 서로 직교하도록 교차하는 복수의 게이트 라인과 복수의 데이터 라인에 의해서 복수의 화소 영역이 정의되는 베이스 기판, 베이스 기판 상에 있고, 제1 전극, 제2 전극, 게이트 전극 및 액티브층을 포함하는 복수의 박막 트랜지스터 및 박막 트랜지스터 상에 있고, 각각의 박막 트랜지스터와 연결되는 복수의 PIN 다이오드를 포함하고, 제1 전극과 제2 전극은 각각 서로 반대 방향으로 액티브층과 연결되며, 제2 전극은 상기 PIN 다이오드와 연결되고, 제1 전극은 데이터 라인 내에 있으며, 데이터 라인은 액티브층의 하부에 있고, 제1 전극과 제2 전극은 서로 다른 층에 있을 수 있다.In addition, the thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector according to the present invention includes a base substrate on which a plurality of pixel regions are defined by a plurality of gate lines and a plurality of data lines crossing to be orthogonal to each other, a first electrode, A plurality of thin film transistors including a second electrode, a gate electrode, and an active layer, and a plurality of PIN diodes on the thin film transistor and connected to each of the thin film transistors, and the first electrode and the second electrode are in opposite directions to each other Is connected to the active layer, the second electrode is connected to the PIN diode, the first electrode is in the data line, the data line is under the active layer, and the first electrode and the second electrode are on different layers. I can.
이 경우 PIN 다이오드는 하부 전극, PIN 층 및 상부 전극을 포함하고, 제2 전극은 하부 전극과 연결될 수 있다.In this case, the PIN diode may include a lower electrode, a PIN layer, and an upper electrode, and the second electrode may be connected to the lower electrode.
또한 PIN 다이오드는 PIN 층과 상부 전극을 포함하고, 제2 전극은 PIN 층과 연결될 수 있다.Further, the PIN diode includes a PIN layer and an upper electrode, and the second electrode may be connected to the PIN layer.
데이터 라인과 제2 전극은 서로 다른 층에 있을 수 있다.The data line and the second electrode may be on different layers.
제1 전극은 액티브층의 일측 하부면과 연결되고, 제2 전극은 액티브층의 타측 상부면과 연결될 수 있다.The first electrode may be connected to one lower surface of the active layer, and the second electrode may be connected to the other upper surface of the active layer.
PIN 다이오드는 액티브층의 적어도 일부분을 덮되, 액티브층은 채널 영역과 채널 영역을 사이에 둔 도체화 영역들을 포함하고, PIN 다이오드는 채널 영역을 덮을 수 있다.The PIN diode may cover at least a portion of the active layer, the active layer may include a channel region and conductive regions interposed between the channel region, and the PIN diode may cover the channel region.
액티브층은 채널 영역과 채널 영역을 사이에 둔 도체화 영역들을 포함하고, 제1 전극은 채널 영역까지 연장될 수 있다.The active layer includes a channel region and conductive regions interposed between the channel region, and the first electrode may extend to the channel region.
제1 전극과 액티브층 사이에는 버퍼층이 있고, 제1 전극과 액티브층은 버퍼층의 컨택홀을 통해서 연결될 수 있다.A buffer layer is provided between the first electrode and the active layer, and the first electrode and the active layer may be connected through a contact hole of the buffer layer.
본 발명에 따른 디지털 엑스레이 검출기는 전술한 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판 상에 있는 신틸레이터(Scintillator)층을 포함한다.The digital X-ray detector according to the present invention includes a thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector and a scintillator layer on the thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector.
또한 본 발명에 따른 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법은 베이스 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계, 제1 전극을 덮도록 버퍼층을 형성하는 단계, 버퍼층 상에 제1 전극과 연결되도록 액티브층을 형성하는 단계, 액티브층 상에 게이트 절연층과 게이트 전극을 형성하는 단계, 액티브층의 타측에 연결되도록 제2 전극을 형성하는 단계, 제2 전극과 연결되도록 하부 전극을 형성하는 단계 및 하부 전극 상에 PIN 층과 상부 전극을 형성하는 단계를 포함한다.In addition, the method of manufacturing a thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector according to the present invention includes forming a first electrode on a base substrate, forming a buffer layer to cover the first electrode, and connecting the first electrode on the buffer layer. Forming an active layer, forming a gate insulating layer and a gate electrode on the active layer, forming a second electrode to be connected to the other side of the active layer, forming a lower electrode to be connected to the second electrode, and And forming a PIN layer and an upper electrode on the lower electrode.
또한 본 발명에 따른 디지털 엑스레이 검출기는 베이스 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계, 제1 전극을 덮도록 버퍼층을 형성하는 단계, 버퍼층 상에 상기 제1 전극과 연결되도록 액티브층을 형성하는 단계, 액티브층 상에 게이트 절연층과 게이트 전극을 형성하는 단계, 액티브층의 타측에 연결되도록 제2 전극을 형성하는 단계, 제2 전극과 연결되도록 제2 전극 상에 PIN 층과 상부 전극을 형성하는 단계를 포함한다.Further, in the digital X-ray detector according to the present invention, forming a first electrode on a base substrate, forming a buffer layer to cover the first electrode, forming an active layer on the buffer layer to be connected to the first electrode, Forming a gate insulating layer and a gate electrode on the active layer, forming a second electrode to be connected to the other side of the active layer, forming a PIN layer and an upper electrode on the second electrode to be connected to the second electrode Includes.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.As described above with reference to the drawings illustrated for the present invention, the present invention is not limited by the embodiments and drawings disclosed in the present specification, and various by a person skilled in the art within the scope of the technical idea It is obvious that transformation can be made. In addition, even if not explicitly described and described the effects of the configuration of the present invention while describing the embodiments of the present invention, it is natural that the predictable effects of the configuration should also be recognized.
110 : 박막 트랜지스터 어레이
120 : 게이트 구동부
130 : 바이어스 공급부
140 : 전원전압 공급부
150 : 리드아웃 회로부
160 : 타이밍 제어부
200 : 디지털 엑스레이 검출기
210 : 베이스 기판
211 : 데이터 라인
211a : 제1 전극
212 : 버퍼층
212h : 제1 컨택홀
220 : 박막 트랜지스터
221 : 액티브층
221a : 채널 영역
221b : 제1 도체화 영역
221c : 제2 도체화 영역
222 : 게이트 절연층
223 : 게이트 라인
223a : 게이트 전극
224 : 층간 절연층
224h : 제2 컨택홀
225a : 제2 전극
226 : 제1 보호층
226 h : 제3 컨택홀
230 : PIN 다이오드
231 : 하부 전극
232 : PIN 층
232a : P형 반도체층
232b : I형 반도체층
232c : N형 반도체층
233 : 상부 전극
234 : 제2 보호층
234h : 제4 컨택홀
241 : 바이어스 라인
243 : 바이어스 전극
244 : 제3 보호층
250 : 신틸레이터층
110: thin film transistor array 120: gate driver
130: bias supply unit 140: power supply voltage supply unit
150: readout circuit unit 160: timing control unit
200: digital x-ray detector 210: base substrate
211:
212:
220: thin film transistor 221: active layer
221a:
221c: second conductive region 222: gate insulating layer
223:
224:
225a: second electrode 226: first protective layer
226 h: third contact hole 230: PIN diode
231: lower electrode 232: PIN layer
232a: P-
232c: N-type semiconductor layer 233: upper electrode
234: second
241: bias line 243: bias electrode
244: third protective layer 250: scintillator layer
Claims (18)
상기 베이스 기판 상에 있고, 제1 전극, 제2 전극, 게이트 전극 및 액티브층을 포함하는 박막 트랜지스터; 및
상기 박막 트랜지스터 상에 있고, 상기 박막 트랜지스터와 연결되는 PIN 다이오드; 를 포함하고,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 각각 서로 반대 방향으로 상기 액티브층과 연결되며,
상기 제2 전극은 상기 PIN 다이오드와 연결되고,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 서로 다른 층에 있는 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판.A base substrate;
A thin film transistor on the base substrate and including a first electrode, a second electrode, a gate electrode, and an active layer; And
A PIN diode on the thin film transistor and connected to the thin film transistor; Including,
The first electrode and the second electrode are respectively connected to the active layer in opposite directions,
The second electrode is connected to the PIN diode,
A thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector in which the first electrode and the second electrode are on different layers.
상기 PIN 다이오드는 하부 전극, PIN 층 및 상부 전극을 포함하고,
상기 제2 전극은 상기 하부 전극과 연결되는 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판.The method of claim 1,
The PIN diode includes a lower electrode, a PIN layer, and an upper electrode,
The second electrode is a thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector connected to the lower electrode.
상기 PIN 다이오드는 PIN 층과 상부 전극을 포함하고,
상기 제2 전극은 상기 PIN 층과 연결되는 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판.The method of claim 1,
The PIN diode includes a PIN layer and an upper electrode,
The second electrode is a thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector connected to the PIN layer.
상기 제1 전극은 상기 액티브층의 일측 하부면과 연결되고,
상기 제2 전극은 상기 액티브층의 타측 상부면과 연결되는 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판.The method of claim 1,
The first electrode is connected to a lower surface of one side of the active layer,
The second electrode is a thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector connected to an upper surface of the other side of the active layer.
상기 PIN 다이오드는 상기 액티브층의 적어도 일부분을 덮되,
상기 액티브층은 채널 영역과 상기 채널 영역을 사이에 둔 도체화 영역들을 포함하고,
상기 PIN 다이오드는 상기 채널 영역을 덮는 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판.The method of claim 1,
The PIN diode covers at least a portion of the active layer,
The active layer includes a channel region and conductive regions interposed between the channel region,
The PIN diode is a thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector covering the channel region.
상기 액티브층은 채널 영역과 상기 채널 영역을 사이에 둔 도체화 영역들을 포함하고,
상기 제1 전극은 상기 채널 영역까지 연장된 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판.The method of claim 1,
The active layer includes a channel region and conductive regions interposed between the channel region,
The first electrode is a thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector extending to the channel region.
상기 제1 전극과 상기 액티브층 사이에는 버퍼층이 있고,
상기 제1 전극과 상기 액티브층은 상기 버퍼층의 컨택홀을 통해서 연결되는 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판.The method of claim 1,
There is a buffer layer between the first electrode and the active layer,
The first electrode and the active layer are connected to each other through a contact hole of the buffer layer.
상기 베이스 기판 상에 있고, 제1 전극, 제2 전극, 게이트 전극 및 액티브층을 포함하는 복수의 박막 트랜지스터; 및
상기 박막 트랜지스터 상에 있고, 각각의 상기 박막 트랜지스터와 연결되는 복수의 PIN 다이오드; 를 포함하고,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 각각 서로 반대 방향으로 상기 액티브층과 연결되며,
상기 제2 전극은 상기 PIN 다이오드와 연결되고,
상기 제1 전극은 상기 데이터 라인 내에 있으며,
상기 데이터 라인은 상기 액티브층의 하부에 있고,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 서로 다른 층에 있는 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판.A base substrate in which a plurality of pixel regions are defined by a plurality of gate lines and a plurality of data lines intersecting so as to be orthogonal to each other;
A plurality of thin film transistors on the base substrate and including a first electrode, a second electrode, a gate electrode, and an active layer; And
A plurality of PIN diodes on the thin film transistor and connected to each of the thin film transistors; Including,
The first electrode and the second electrode are respectively connected to the active layer in opposite directions,
The second electrode is connected to the PIN diode,
The first electrode is in the data line,
The data line is under the active layer,
A thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector in which the first electrode and the second electrode are on different layers.
상기 PIN 다이오드는 하부 전극, PIN 층 및 상부 전극을 포함하고,
상기 제2 전극은 상기 하부 전극과 연결되는 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판.The method of claim 8,
The PIN diode includes a lower electrode, a PIN layer, and an upper electrode,
The second electrode is a thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector connected to the lower electrode.
상기 PIN 다이오드는 PIN 층과 상부 전극을 포함하고,
상기 제2 전극은 상기 PIN 층과 연결되는 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판.The method of claim 8,
The PIN diode includes a PIN layer and an upper electrode,
The second electrode is a thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector connected to the PIN layer.
상기 데이터 라인과 상기 제2 전극은 서로 다른 층에 있는 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판.The method of claim 8,
A thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector in which the data line and the second electrode are on different layers.
상기 제1 전극은 상기 액티브층의 일측 하부면과 연결되고,
상기 제2 전극은 상기 액티브층의 타측 상부면과 연결되는 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판.The method of claim 8,
The first electrode is connected to a lower surface of one side of the active layer,
The second electrode is a thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector connected to an upper surface of the other side of the active layer.
상기 PIN 다이오드는 상기 액티브층의 적어도 일부분을 덮되,
상기 액티브층은 채널 영역과 상기 채널 영역을 사이에 둔 도체화 영역들을 포함하고,
상기 PIN 다이오드는 상기 채널 영역을 덮는 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판.The method of claim 8,
The PIN diode covers at least a portion of the active layer,
The active layer includes a channel region and conductive regions interposed between the channel region,
The PIN diode is a thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector covering the channel region.
상기 액티브층은 채널 영역과 상기 채널 영역을 사이에 둔 도체화 영역들을 포함하고,
상기 제1 전극은 상기 채널 영역까지 연장된 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판.The method of claim 8,
The active layer includes a channel region and conductive regions interposed between the channel region,
The first electrode is a thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector extending to the channel region.
상기 제1 전극과 상기 액티브층 사이에는 버퍼층이 있고,
상기 제1 전극과 상기 액티브층은 상기 버퍼층의 컨택홀을 통해서 연결되는 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판.The method of claim 8,
There is a buffer layer between the first electrode and the active layer,
The first electrode and the active layer are connected to each other through a contact hole of the buffer layer.
상기 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판 상에 있는 신틸레이터(Scintillator)층을 포함하는 디지털 엑스레이 검출기.The thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector according to any one of claims 1 to 15; And
A digital x-ray detector comprising a scintillator layer on the thin film transistor array substrate for the digital x-ray detector.
상기 제1 전극을 덮도록 버퍼층을 형성하는 단계;
상기 버퍼층 상에 상기 제1 전극과 연결되도록 액티브층을 형성하는 단계;
상기 액티브층 상에 게이트 절연층과 게이트 전극을 형성하는 단계;
상기 액티브층의 타측에 연결되도록 제2 전극을 형성하는 단계;
상기 제2 전극과 연결되도록 하부 전극을 형성하는 단계; 및
상기 하부 전극 상에 PIN 층과 상부 전극을 형성하는 단계; 를 포함하는 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법.Forming a first electrode on the base substrate;
Forming a buffer layer to cover the first electrode;
Forming an active layer on the buffer layer to be connected to the first electrode;
Forming a gate insulating layer and a gate electrode on the active layer;
Forming a second electrode to be connected to the other side of the active layer;
Forming a lower electrode to be connected to the second electrode; And
Forming a PIN layer and an upper electrode on the lower electrode; Method of manufacturing a thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector comprising a.
상기 제1 전극을 덮도록 버퍼층을 형성하는 단계;
상기 버퍼층 상에 상기 제1 전극과 연결되도록 액티브층을 형성하는 단계;
상기 액티브층 상에 게이트 절연층과 게이트 전극을 형성하는 단계;
상기 액티브층의 타측에 연결되도록 제2 전극을 형성하는 단계;
상기 제2 전극과 연결되도록 상기 제2 전극 상에 PIN 층과 상부 전극을 형성하는 단계; 를 포함하는 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법.Forming a first electrode on the base substrate;
Forming a buffer layer to cover the first electrode;
Forming an active layer on the buffer layer to be connected to the first electrode;
Forming a gate insulating layer and a gate electrode on the active layer;
Forming a second electrode to be connected to the other side of the active layer;
Forming a PIN layer and an upper electrode on the second electrode to be connected to the second electrode; Method of manufacturing a thin film transistor array substrate for a digital X-ray detector comprising a.
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