비정질 IGZO 박막트랜지스터와 직접 증착한 CsI:Tl scintillator를 적용한 dynamic digital X-ray detector panel의 성능 평가

Abstract

의료기기 시장에서는 환자의 상태를 언제 어디서든 실시간으로 확인 및 진단하기 위한 정보의 디지털화를 요구하고 있으며, 이를 구현하기 위해서는 정보의 신속한 전달 및 정보 저장의 용이성을 필수적으로 확보해야 한다. 하지만, 근래 X-ray detector panel 시장에서는 주로 아날로그 방식의 X-ray detector panel을 사용하고 있으며 이는 정보의 디지털화를 어렵게 한다.

아날로그 방식의 X-ray detector panel의 경우 구동 박막트랜지스터 물질로써 비정질 실리콘이 주로 사용되고 있다. 하지만, 비정질 실리콘의 낮은 전자이동도 특성(~0.1cm2/Vs)으로 인해 유발되는 charge gain(G) 특성 및 높은 noise level 특성으로 인해 실시간 X-ray 이미징 구현과 고 품질 X-ray 이미지 획득이 어렵다. 고 품질의 X-ray 이미지 획득을 위해서는 비정질 산화물 기반의 박막 트랜지스터를 X-ray detector panel에 적용하는 것이 한 가지 해결책이 될 수 있다. 하지만, 비정질 IGZO 기반의 구동 박막트랜지스터를 X-ray detector panel에 적용 시 포토다이오드 공정 시 발생하는 다량의 수소에 의해 그 전기적 특성이 저하가 되고, 이는 문제점으로 제기되어 왔다.

본 연구에서는, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 새로운 공정방법을 채택하였고, 수소에 의한 전기적 특성 저하를 최소화 하였다. 이와 더불어, 직접 제작한 dynamic digital X-ray detector panel의 전기적/광학적 특성 평가를 진행하였으며, 실시간 X-ray 이미징을 구현하였다. 이와 같은 결과로부터, 본 연구에서 제시한 dynamic digital X-ray detector panel의 새로운 공정 순서 및 이를 적용한 새로운 구조는 고 해상도의 실시간 X-ray 이미징을 구현하는데에 있어 확고한 구조라고 판단된다.