KR101318052B1 - 엑스레이 검출용 포토다이오드 및 이의 제조방법 - Google Patents
엑스레이 검출용 포토다이오드 및 이의 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101318052B1 KR101318052B1 KR1020090122766A KR20090122766A KR101318052B1 KR 101318052 B1 KR101318052 B1 KR 101318052B1 KR 1020090122766 A KR1020090122766 A KR 1020090122766A KR 20090122766 A KR20090122766 A KR 20090122766A KR 101318052 B1 KR101318052 B1 KR 101318052B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- electrode
- photodiode
- forming
- gate
- photoconductor layer
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 12
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 47
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims description 9
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 description 15
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor 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
- H01L31/08—Semiconductor 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 in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—Semiconductor 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 in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/24—Measuring radiation intensity with semiconductor detectors
- G01T1/241—Electrode arrangements, e.g. continuous or parallel strips or the like
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor 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
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor 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
- H01L31/08—Semiconductor 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 in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/085—Semiconductor 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 in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors the device being sensitive to very short wavelength, e.g. X-ray, Gamma-rays
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor 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
- H01L31/08—Semiconductor 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 in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/09—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
Landscapes
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
본 발명은 엑스레이 검출용 포토다이오드 및 이의 제조방법을 개시한다. 개시된 본 발명의 엑스레이 검출용 포토다이오드는, 기판; 상기 기판 상에 화소 영역을 정의하기 위해 교차 배치된 게이트 라인과 리드아웃 라인; 상기 게이트 라인과 리드아웃 라인이 교차하는 영역에 배치된 스위칭 소자; 및 상기 화소 영역에 배치된 포토다이오드를 포함하고, 상기 포토다이오드는 제 1 전극과 광도전체층 및 제 2 전극이 순차적으로 적층되어 있고, 상기 제 1 전극이 상기 광도전체층 및 제 2 전극들의 가장자리 둘레 외측으로 확장 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 엑스레이 검출용 포토다이오드는 전극 구조를 변경함으로써 가장자리 영역에서 발생되는 누설 전류를 최소화한 효과가 있다.
포토다이오드, X-ray, 검출, 광도전체
Description
본원 발명은 엑스레이 검출용 포토다이오드에 관한 것이다.
현재 의료용으로 사용되는 진단용 X-선 영상 획득 장치는 스크린/필름(Screen/Film)을 사용하여 촬용하고, 판독을 위해 그 필름을 인화해야하는 공정을 가진다. 근래에는 반도체 기술의 발전에 힘입어 박막 트랜지스터를 이용한 디지털 엑스레이 디텍터(digital X-ray detector)가 연구 및 개발되고 있다.
일반적으로 엑스레이 검출용 평판형 기판은 인체를 투과한 방사선을 검출하여 영상정보를 획득하는 방사선 검출장치에 있어서 방사선의 영상정보를 전기신호로 변환시키고 이를 검출하는 패널을 의미한다.
이러한, X-선 영상 장치는 피사체를 통과한 X-선을 검출하여 전기적인 신호로 변환하기 위한 검출소자를 구비해야 한다.
종래 기술 방식에 있어서, TFT(Thin Film Transistor)는 픽셀을 기본 단위로 하는 셀들의 집합으로 구성된 평면판으로서, 이러한 TFT 기판을 이용한 검출장치는 어레이(Array) 형태로 배열된 패널에서 행으로 배열된 각 픽셀의 게이트 전극을 컨트롤하고, 열로 배열된 각 픽셀의 데이터 라인을 통해 전기 신호를 검출하여 이를 모니터 등의 디스플레이 장치에 각 픽셀에 해당하는 전기적 영상 신호를 뿌려 줌으로써 디지털 영상을 형성하였다.
종래의 디지털 X-선 검출패널은 X-선의 조사 선량에 비례하는 전하를 발생하는 광도전체(Photoconductor)와, 광도전체에서 생성된 전하를 수집하는 수집전극과, 수집전극에서 수집된 전하가 충전되는 커패시터와, 커패시터에 충전된 전압신호를 리드아웃 라인쪽으로 선택적으로 전달하는 스위칭 소자로 이루어진다. 광도전체는 광전변환 특성을 갖는 셀레늄으로 형성되어 X-선을 전기적 신호로 변환하게 된다. 이때, 광도전체에는 X-선에 대응하는 전자 정공쌍(electron-hole pair)이 생성된다.
스위치 소자는 박막 트랜지스터(TFT)로 구현되며, 이때 TFT의 게이트 전극은 게이트 버스라인에 접속되고, TFT의 소스전극은 데이터 라인에 접속된다. X-선의 입사에 의해 생성된 정공이 커패시터에 충전되고, 커패시터에 충전된 전압신호가 데이터 라인을 경유하여 리드아웃되어 영상으로 재생된다.
도 1은 종래 엑스레이 검출용 기판 상에 형성된 화소 구조를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 기판(10) 상에 절연층(12)이 형성되어 있고, 상기 절연층(12) 상에는 TFT의 소스/드레인 전극 중 드레인 전극(13)이 배치되어 있다. 상기 드레인 전극(13) 상부에는 제 1 보호층(15)을 사이에 두고 포토다이오드의 음의 전 극(cathode electrode:20)이 배치되어있다. 상기 음의 전극(20) 상에는 광도전체층(25)이 형성되어 있고, 상기 광도전체층(25) 상에는 양(anode)의 전극(30)이 배치되어 있다. 상기 양의 전극(30) 상에는 제 2 보호층(32)이 형성되어 있고, 상기 양의 전극(30)은 전원 라인(40)과 전기적으로 연결되어 있다.
상기 음의 전극(20), 광도전체층(25) 및 양의 전극(30)으로 구성된 포토다이오드는 외부로부터 조사되는 X-선 또는 광을 전자신호로 변환하여 충전하고, 화소 영역에 배치된 TFT의 게이트 전극에 공급되는 구동 신호에 의해 충전된 전기신호는 리드아웃(미도시) 라인을 통하여 영상 신호로 디스플레이 된다.
상기와 같은 포토다이오드의 전기적 성능에 큰 영향을 미치는 것은 누설 전류이다. 상기 전원라인(40)에 의해 포토다이오드는 바이어스(bias)되고 있는데, 이때 누설 전류 발생이 큰 경우에는 전기적 성능이 저하된다.
특히, 종래 화소 영역에 형성되는 포토다이오드는 가장자리 둘레를 따라 발생되는 누설 전류가 문제가 되었다.
본 발명은 포토다이오드의 전극 구조를 변경함으로써 가장자리 영역에서 발생되는 누설 전류를 최소화한 엑스레이 검출용 포토다이오드 및 이의 제조방법을 제공한 목적이 있다.
또한, 본 발명은 포토다이오드의 전극과 광도전체층 간의 단차를 최소화하여 누설 전류를 줄이고 전기적 특성을 개선한 엑스레이 검출용 포토다이오드 및 이의 제조방법을 제공함에 다른 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 엑스레이 검출용 포토다이오드는, 기판; 상기 기판 상에 화소 영역을 정의하기 위해 교차 배치된 게이트 라인과 리드아웃 라인; 상기 게이트 라인과 리드아웃 라인이 교차하는 영역에 배치된 스위칭 소자; 및 상기 화소 영역에 배치된 포토다이오드를 포함하고, 상기 포토다이오드는 제 1 전극과 광도전체층 및 제 2 전극이 순차적으로 적층되어 있고, 상기 제 1 전극이 상기 광도전체층 및 제 2 전극들의 가장자리 둘레 외측으로 확장 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 엑스레이 검출용 포토다이오드 제조 방법은, 기판 상에 게이트 라인, 게이트 전극과 액티브층 및 소스/드레인 전극을 포함하는 스위칭 소자를 형성하는 단계; 및 상기 스위칭 소자와 전기적으로 연결되는 포토다이오드를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 포토다이오드를 형성하는 단계는, 상기 스위칭 소자의 드레인 전극과 전기적으로 연결되는 제 1 전극을 형성하는 단계; 상기 제 1 전극 상에 상기 제 1 전극보다 좁은 면적으로 광도전층을 형성하는 단계; 및 상기 광도전층 상에 상기 광도전층보다 좁은 면적으로 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 엑스레이 검출용 포토다이오드는 전극 구조를 변경함으로써 가장 자리 영역에서 발생되는 누설 전류를 최소화한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 엑스레이 검출용 포토다이오드는 전극과 광도전체층 간의 단차를 최소화하여 누설 전류를 줄이고 전기적 특성을 개선한 효과가 있다.
이하, 본 발명의 실시예들은 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되어지는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 엑스레이 검출용 포토다이오드의 화소 구조를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 엑스레이 검출용 포토다이오드는, 교차 배열되어 화소 영역을 정의하는 게이트 라인(101)과 리드아웃 라인(103)과, 상기 화소 영역에 배치되어 있는 포토다이오드(200)와, 상기 게이트 라인(101)과 리드아웃 라인(103)의 교차 영역에 배치되어 있는 스위칭 소자(TFT)와, 상기 게이트 라인(101)과 교차하면서 상기 리드아웃 라인(103)과 평행하게 배치되어 있는 전원 라인(160)을 포함한다.
상기 포토다이오드(200)는 음의 전극(120)과 광도전층(125) 및 양의 전극(130)을 포함하고, 본 발명의 포토다이오드(200)에서는 음의 전극(120)이 화소 영역에서 가장 넓게 형성되고, 이후 광도전층(125)과 양의 전극(130)이 순차적으로 작은 면적으로 적층되어 있다.
상기 전원 라인(160)은 화소 영역에서 리드아웃 라인(103)과 평행하면서 상기 TFT 상부와 오버랩되도록 배치되어 있다.
상기 게이트 라인(101)의 가장자리 영역에는 게이트 패드(111)가 형성되어 있고, 상기 게이트 패드(111) 상에는 게이트 콘택패드(121)가 형성되어 있어, 외부로부터 공급되는 게이트 구동 신호를 각 화소 영역에 공급하여 TFT를 턴온시킨다.
상기 리드아웃 라인(103)의 가장자리 영역에는 리드아웃 패드(103a)가 형성되어 있고, 상기 리드아웃 패드(103a) 상에는 리드아웃 콘택패드(123)가 형성되어 있어, 상기 포토다이오드(200)에서 빛을 전기적 신호로 변환한 후 충전된 신호를 외부 영상 디스플레이로 공급한다.
도 3은 상기 도 2의 X 영역을 확대한 도면으로서, 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 엑스레이 검출용 포토다이오드(200)는 화소 영역에서 음의 전극(120)의 면적이 가장 넓게 형성되어 있고, 순차적으로 광도전체층(125)과 양의 전극(130)이 적층되어 있다. 구조적으로 상기 양의 전극(130)의 면적이 가장 작아 상기 광도전체층(125)의 가장자리가 상기 양의 전극(130)의 외측으로 노출(Exposed)되어 있고, 상기 음의 전극(120)은 상기 광도전체층(125)의 가장자리로 노출되어 있다.
따라서, 본 발명의 엑스레이 검출용 포토다이오드(200)는 음의 전극(120), 광도전체층(125) 및 양의 전극(130)이 피라미드 형태로 적층되어 있어 측면 영역의 단차가 종래 보다 완만하다. 즉, 상기 음의 전극(120)과 광도전체층(125) 사이의 단차가 줄어들어 누설되는 전류양이 줄어든다.
도면에 도시된 Y 영역은 화소 영역의 상부에서 절연막층이 제거된 오픈 영역이며, 빛을 수광하는 영역이다.
도 4는 상기 도 2의 A-A' 선, B-B' 선 및 C-C' 선을 절단한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 엑스레이 검출용 포토다이오드는 기판(100) 상에 금속막을 증착하고, 마스크 공정에 따라 게이트 배선(101)과 게이트 전극(101a) 및 게이트 패드(111)를 형성한다.
상기와 같이 게이트 전극(101a) 등이 기판(100) 상에 형성되면, 기판(100)의 전영역 상에 게이트 절연막(112)을 형성하고, 비정질 실리콘막과 도핑된 비정질 실리콘막을 순차적으로 형성한 다음, 마스크 공정을 진행하여 상기 게이트 전극(101a) 상부의 게이트 절연막(112) 상에 액티브층(104)을 형성한다.
상기와 같이, 액티브층(104)이 형성되면 기판(100) 상에 소스/드레인 금속막을 형성하고, 마스크 공정을 진행하여 소스/드레인 전극(117a, 117b), 게이트 패드 연결부(122) 및 리드아웃 패드(103a)를 형성한다.
그런 다음, 제 1 층간절연막(115)을 기판(100) 상에 형성하고, 콘택홀 공정을 진행하여 상기 드레인 전극(117b) 영역을 오픈한다. 이후, 금속막을 기판(100) 상에 형성한 다음 마스크 공정에 따라 상기 화소 영역 상에 음의 전극(120)을 형성 한다. 상기 음의 전극(120)은 콘택홀을 통하여 상기 드레인 전극(117b)과 전기적으로 콘택된다.
그런 다음, 상기 음의 전극(120) 상에 광도전체층(125)과 양의 전극(130)을 순차적으로 형성한다. 상기 양의 전극(130)은 투명성 도전물질(ITO, IZO, ITZO)을 사용할 수 있다.
상기 광도전체층(125)은 상기 음의 전극(120) 보다 좁은 면적으로 형성하기 때문에 상기 음의 전극(120)의 가장자리 영역이 상기 광도전체층(125)의 외측 가장자리 둘레를 따라 노출되어 있다. 상기 음의 전극(120)은 몰리브덴(Mo)과 같은 금속 재질을 사용할 수 있다.
상기와 같이 화소 영역에 포토다이오드가 형성되면, 기판(100)의 전 영역에 제 2 층간절연막(116)을 형성한 다음, 마스크 공정에 따라 소스 전극(117a) 영역과, 포토다이오드의 양의 전극(130) 및 게이트 패드 영역과 데이터 패드 영역을 오픈한다.
그런 다음, 금속막을 기판(100) 상에 형성한 다음, 마스크 공정에 따라 리드아웃 라인(103)과 전원라인(160) 및 게이트 콘택패드(121) 및 리드아웃 콘택패드(123)를 형성한다. 그런 다음, 기판(100)의 전영역 상에 보호막(180)을 형성하고, 마스크 공정을 진행하여 상기 게이트 콘택패드(121) 및 리드아웃 콘택패드(123)를 오픈하고, 상기 게이트 콘택패드(121)와 리드아웃 콘택패드(123) 상에 각각 제 1 콘택부(190)와 제 2 콘택부(191)을 형성한다. 상기 제 1 콘택부(190)와 제 2 콘택부(191)는 투명성 도전물질(ITO, IZO)로 형성할 수 있다.
도 5는 본 발명의 엑스레이 검출용 포토다이오드의 단면도이다.
도 5를 참조하면, 기판(100) 상에 게이트 절연막(112)이 형성되어 있고, 상기 게이트 절연막(112) 상에 드레인 전극(170b)이 형성되어 있고, 상기 드레인 전극(170b) 상에는 제 1 층간절연막(115)이 형성되어 있다. 상기 제 1 층간절연막(115)의 일부에는 콘택홀이 형성되어 있어, 포토다이오드(200)의 음의 전극(120)이 상기 드레인 전극(170b)과 전기적으로 콘택되어 있다.
상기 음의 전극(120) 상에는 광도전체층(125)과 양의 전극(130)이 형성되어 있는데, 상기 광도전체층(125)과 양의 전극(130)의 넓이는 상기 음의 전극(120)보다 좁게 형성되어 있다. 즉, 상기 포토다이오드(200)는 음의 전극(120), 광도전체층(125) 및 양의 전극(130)이 순차적으로 좁은 넓이로 형성되어 있어, 상기 음의 전극(120)의 가장자리 둘레가 포토다이오드(200) 외측 둘레를 따라 노출되어 있는 구조로 되어 있다.
상기 양의 전극(130) 상에는 제 2 층간절연막(116)이 형성되어 있고, 상기 제 2 층간절연막(116)에 형성된 콘택홀을 통하여 전원라인이 상기 양의 전극(130)과 전기적으로 연결되어 있다.
이와 같이, 본 발명의 엑스레이 검출용 포토다이오드는 최하단에 형성되는 음의 전극부터 광도전체층 및 양의 전극 방향으로 갈 수 록 순차적으로 좁은 넓이로 형성되기 때문에 포토다이오드의 측면 단차를 최소화할 수 있다.
상기 포토다이오드의 측면 단차가 줄어들면 누설 전류량이 줄어드는데, 이것은 도 6의 실험 데이터를 토대로 설명한다.
도 6은 종래 포토다이오드의 구조와 본 발명에 따른 포토다이오드의 누설 전류량을 측정한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 종래 포토다이오드와 같이 하단 전극(음의 전극)이 광도전체층 보다 좁은 면적으로 형성되면 하단 전극이 광도전체층 내에 위치하게 된다(buried Cathode).
상기와 같이 하단 전극이 광도전체층 내측에 묻혀 있는 구조에서는 전원 전압이 증가함에 따라 누설 전류량이 급격하게 증가하는 것을 볼 수 있다(Exposed Cathode).
하지만, 본 발명의 포토다이오드와 같이 하단 전극(음의 전극)이 가장 넓게 형성되어 있고, 상기 하단 전극 상에 형성되는 광도전체층과 상단 전극(양의 전극)이 순차적으로 좁게 형성된 경우에는 전원 전압이 증가함에 따라 누설 전류량이 크지 않음을 볼 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 엑스레이 검출용 포토다이오드의 전극 구조는 종래 포토다이오드에 비해 누설 전류량을 줄일 수 있음을 알 수 있다.
따라서, 엑스레이 검출용 포토다이오드가 형성된 기판 상의 각각 화소 영역에서의 누설 전류량을 줄일 수 있어, 전기적 특성을 개선할 수 있다.
도 1은 종래 엑스레이 검출용 기판 상에 형성된 화소 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 엑스레이 검출용 포토다이오드의 화소 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 상기 도 2의 X 영역을 확대한 도면이다.
도 4는 상기 도 2의 A-A' 선, B-B' 선 및 C-C' 선을 절단한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 엑스레이 검출용 포토다이오드의 단면도이다.
도 6은 종래 포토다이오드의 구조와 본 발명에 따른 포토다이오드의 누설 전류량을 측정한 도면이다.
(도면의 주요 부분에 대한 참조 부호의 설명)
101: 게이트 라인 103: 리드아웃 라인
200: 포토다이오드 160: 전원 라인
120: 음의 전극 125: 광도전층
130: 양의 전극 111: 게이트 패드
121: 게이트 콘택패드
Claims (8)
- 기판;상기 기판 상에 화소 영역을 정의하기 위해 교차 배치된 게이트 라인과 리드아웃 라인;상기 게이트 라인과 리드아웃 라인이 교차하는 영역에 배치된 스위칭 소자;상기 화소 영역에 배치된 포토다이오드; 및상기 리드아웃 라인과 평행하게 배치되고, 상기 포토다이오드에 바이어스 전압을 인가할 수 있도록 배치된 전원 라인을 포함하고,상기 전원 라인은 상기 포토다이오드와 전기적으로 연결되면서, 상기 스위칭 소자의 게이트 전극과 중첩되며,상기 포토다이오드는 제 1 전극과 광도전체층 및 제 2 전극이 순차적으로 적층되어 있고, 상기 제 1 전극이 상기 광도전체층 및 제 2 전극들의 가장자리 둘레 외측으로 확장 형성된 것을 특징으로 하는 엑스레이 검출용 포토다이오드.
- 제1항에 있어서, 상기 포토다이오드는 제 1 전극, 광도전체층 및 제 2 전극들이 적층된 방향으로 갈 수 록 면적이 순차적으로 작아지는 것을 특징으로 하는 엑스레이 검출용 포토다이오드.
- 제1항에 있어서, 상기 제 1 전극은 음의 전극이고, 제 2 전극은 양의 전극인 것을 특징으로 하는 엑스레이 검출용 포토다이오드.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 제 2 전극은 투명성 도전물질로 형성된 것을 특징으로 하는 엑스레이 검출용 포토다이오드.
- 기판 상에 게이트 라인, 게이트 전극과 액티브층 및 소스/드레인 전극을 포함하는 스위칭 소자를 형성하는 단계;상기 스위칭 소자가 형성된 기판 상에 제1 층간 절연막을 형성하는 단계; 상기 스위칭 소자와 전기적으로 연결되는 포토다이오드를 형성하는 단계; 및상기 포토다이오드가 형성된 기판 상에 제2 층간 절연막을 형성하고, 상기 제2 층간 절연막 상에 상기 포토다이오드와 전기적으로 연결되면서, 상기 스위칭 소자의 게이트 전극과 중첩되는 전원 라인을 형성하는 단계를 포함하고,상기 포토다이오드를 형성하는 단계는,상기 스위칭 소자의 드레인 전극과 전기적으로 연결되는 제 1 전극을 형성하는 단계;상기 제 1 전극 상에 상기 제 1 전극보다 좁은 면적으로 광도전체층을 형성하는 단계; 및상기 광도전체층 상에 상기 광도전체층보다 좁은 면적으로 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함하는 엑스레이 검출용 포토다이오드 제조방법.
- 제6항에 있어서, 상기 전원 라인은 상기 포토다이오드의 제2 전극과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 엑스레이 검출용 포토다이오드 제조방법.
- 제6항에 있어서, 상기 포토다이오드의 제 1 전극은 상기 광도전체층 및 제 2 전극 가장자리 외측으로 일부가 노출된 것을 특징으로 하는 엑스레이 검출용 포토다이오드 제조방법.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020090122766A KR101318052B1 (ko) | 2009-12-10 | 2009-12-10 | 엑스레이 검출용 포토다이오드 및 이의 제조방법 |
| CN201010228225.4A CN102096089B (zh) | 2009-12-10 | 2010-07-08 | 检测x射线的光电二极管及其制造方法 |
| US12/845,226 US8816294B2 (en) | 2009-12-10 | 2010-07-28 | Photo diode for detecting X-ray and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020090122766A KR101318052B1 (ko) | 2009-12-10 | 2009-12-10 | 엑스레이 검출용 포토다이오드 및 이의 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20110066029A KR20110066029A (ko) | 2011-06-16 |
| KR101318052B1 true KR101318052B1 (ko) | 2013-10-14 |
Family
ID=44129258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020090122766A KR101318052B1 (ko) | 2009-12-10 | 2009-12-10 | 엑스레이 검출용 포토다이오드 및 이의 제조방법 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8816294B2 (ko) |
| KR (1) | KR101318052B1 (ko) |
| CN (1) | CN102096089B (ko) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102009801B1 (ko) * | 2012-11-27 | 2019-08-12 | 엘지디스플레이 주식회사 | 디지털 엑스레이 검출기용 박막트랜지스터 어레이 기판 |
| CN103021944A (zh) * | 2012-12-21 | 2013-04-03 | 北京京东方光电科技有限公司 | Tft阵列基板及制作方法、显示装置 |
| KR102129261B1 (ko) * | 2013-12-10 | 2020-07-03 | 엘지디스플레이 주식회사 | 엑스레이 검출기의 어레이 기판 및 그의 제조 방법 |
| KR20160038387A (ko) * | 2014-09-30 | 2016-04-07 | 주식회사 레이언스 | 엑스선 디텍터 및 그 구동방법 |
| KR102630710B1 (ko) * | 2015-12-31 | 2024-01-26 | 엘지디스플레이 주식회사 | 엑스레이 검출기용 어레이기판, 이를 포함하는 엑스레이 검출기, 엑스레이 검출기용 어레이기판의 제조방법 및 엑스레이 검출기의 제조방법 |
| KR102556234B1 (ko) * | 2015-12-31 | 2023-07-14 | 엘지디스플레이 주식회사 | 엑스레이 검출기용 어레이기판 및 이를 포함하는 엑스레이 검출기 |
| CN105742238A (zh) * | 2016-03-02 | 2016-07-06 | 京东方科技集团股份有限公司 | 孔结构和阵列基板及其制作方法、探测装置和显示装置 |
| CN105789324B (zh) * | 2016-04-15 | 2019-05-03 | 京东方科技集团股份有限公司 | 传感器及其制造方法、电子设备 |
| KR102522578B1 (ko) * | 2017-11-29 | 2023-04-14 | 엘지디스플레이 주식회사 | 디지털 엑스레이 검출기용 어레이 기판과 이를 포함하는 디지털 엑스레이 검출기 |
| KR102630173B1 (ko) * | 2017-12-27 | 2024-01-26 | 엘지디스플레이 주식회사 | 엑스레이검출장치 |
| KR102517730B1 (ko) * | 2017-12-27 | 2023-04-03 | 엘지디스플레이 주식회사 | 디지털 엑스레이 검출기 패널과 이를 포함하는 엑스레이 시스템 |
| CN110660816B (zh) * | 2018-06-29 | 2022-06-10 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种平板探测器 |
| CN109118956B (zh) * | 2018-08-24 | 2021-01-26 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种透明显示面板、显示装置和透明显示面板的制作方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009283896A (ja) | 2008-04-23 | 2009-12-03 | Epson Imaging Devices Corp | 固体撮像装置およびその製造方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5435608A (en) * | 1994-06-17 | 1995-07-25 | General Electric Company | Radiation imager with common passivation dielectric for gate electrode and photosensor |
| US6453008B1 (en) * | 1999-07-29 | 2002-09-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Radiation detector noise reduction method and radiation detector |
| KR100956338B1 (ko) | 2002-12-11 | 2010-05-06 | 삼성전자주식회사 | Ｘ-ｒａｙ 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판 |
| JP2010050417A (ja) * | 2008-08-25 | 2010-03-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 受光素子アレイ、その製造方法および検出装置 |
| WO2010026977A1 (ja) * | 2008-09-05 | 2010-03-11 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 画像入出力装置 |
-
2009
- 2009-12-10 KR KR1020090122766A patent/KR101318052B1/ko active IP Right Grant
-
2010
- 2010-07-08 CN CN201010228225.4A patent/CN102096089B/zh active Active
- 2010-07-28 US US12/845,226 patent/US8816294B2/en active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009283896A (ja) | 2008-04-23 | 2009-12-03 | Epson Imaging Devices Corp | 固体撮像装置およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20110066029A (ko) | 2011-06-16 |
| US20110139994A1 (en) | 2011-06-16 |
| CN102096089A (zh) | 2011-06-15 |
| CN102096089B (zh) | 2015-08-05 |
| US8816294B2 (en) | 2014-08-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101318052B1 (ko) | 엑스레이 검출용 포토다이오드 및 이의 제조방법 | |
| TWI497723B (zh) | 用於ｘ光偵測器之薄膜電晶體陣列基板及具有薄膜電晶體陣列基板之ｘ光偵測器 | |
| JP3469143B2 (ja) | アクティブマトリクス基板及びそれを備えた二次元画像検出器 | |
| JP3597392B2 (ja) | 二次元画像検出器 | |
| US20130264485A1 (en) | Method of manufacturing radiation detection apparatus, radiation detection apparatus, and radiation imaging system | |
| KR20130132860A (ko) | 고 전하 용량 픽셀 아키텍처, 광전 변환 장치, 방사선 촬상 시스템 및 그 방법 | |
| JP2009087960A (ja) | センサパネル及び画像検出装置 | |
| US7804071B2 (en) | Image detection device | |
| CN110034134B (zh) | 用于x射线探测器的阵列基板以及包括其的x射线探测器 | |
| JP2008098390A (ja) | 放射線画像検出器およびその駆動方法 | |
| US11209557B2 (en) | Array substrate for digital X-ray detector, digital X-ray detector including the same, and method for manufacturing the same | |
| JP2011077184A (ja) | 検出素子 | |
| KR20200043792A (ko) | 고해상도 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 이를 포함하는 고해상도 디지털 엑스레이 검출기 | |
| JP3588053B2 (ja) | 電磁波検出器 | |
| KR101686676B1 (ko) | 엑스레이 검출기의 어레이 기판 및 그 제조방법 | |
| CA2455319C (en) | Active-matrix substrate and electromagnetic wave detector | |
| KR100514108B1 (ko) | 2차원 화상검출기 | |
| JP2004296654A (ja) | 放射線撮像装置 | |
| US11199635B2 (en) | Digital X-ray detector, digital X-ray detection device, and manufacturing method thereof | |
| JP2010003766A (ja) | 電磁波検出素子 | |
| CN112992943A (zh) | 薄膜晶体管阵列基板及其制造方法和数字x射线探测器装置 | |
| US20050082492A1 (en) | Image detector with tandem-gate TFT | |
| KR102619971B1 (ko) | 디지털 엑스레이 검출장치 및 그 제조방법 | |
| KR102651991B1 (ko) | 디지털 엑스레이 검출기 및 이의 제조 방법 | |
| KR102631600B1 (ko) | 디지털 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판과 이를 포함하는 디지털 엑스레이 검출기 및 그 제조 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180917 Year of fee payment: 6 |