(57)【要約】【課題】カルコゲン薄膜トランジスタアレイを備えた電子医療映像装置を提供する。【解決手段】外部から照射される光エネルギーを吸収して電子−正孔対が形成される信号生成部と、電子−正孔対を分離し、その極性によって信号生成部内の互いに反対側に密集されるように、信号生成部の一面に接触して電気信号を印加する電源と、信号生成部に接触し、分離された電荷のうち一種を流入して保存する信号保存部と、信号保存部に接触し、信号保存部に制御信号を印加して信号保存部に保存された電荷による電気信号を伝達されて映像信号に変換する信号変換部とを備えている。信号生成部は、カルコゲン素材のうち一つである非晶質セレンを使用するか、又はカルコゲンを利用した化合物素材であるＣｄＴｅ又はＣｄＺｎＴｅを使用できる。また、信号保存部は、ＧＳＴを含む薄膜トランジスタアレイ、あるいはＣＩＳを利用した薄膜トランジスタアレイを備えて構成できる。【選択図】図１
2008252090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から照射される光エネルギーを吸収して電子−正孔対が形成される信号生成部と、
前記電子−正孔対を分離し、その極性によって前記信号生成部内の互いに反対側に密集されるように、前記信号生成部の一面に接触して電気信号を印加する電源と、
前記信号生成部に接触し、前記分離された電荷のうち一種を流入して保存する信号保存部と、
該信号保存部に接触し、該信号保存部に制御信号を印加して該信号保存部に保存された電荷による電気信号を伝達されて映像信号に変換する信号変換部と
を備えたことを特徴とする電子医療映像装置。
【請求項２】
前記信号生成部と、信号保存部と、信号変換部は、順次に形成された層状構造であることを特徴とする請求項１に記載の電子医療映像装置。
【請求項３】
前記信号生成部は、
前記電源の電気信号を前記信号生成部に印加されるように、前記電源と電気的に連結された第１電極と、
該第１電極の下面に形成されて、前記電源から流入される電荷を遮断する絶縁層と、
該絶縁層の下面に形成され、前記外部から照射される光エネルギーを吸収して電子−正孔対が生成され、前記電源から印加された電気信号により電子−正孔対が互いに分離されて互いに反対側に密集される吸収層と
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電子医療映像装置。
【請求項４】
前記吸収層は、カルコゲンを含むことを特徴とする請求項３に記載の電子医療映像装置。
【請求項５】
前記吸収層は、非晶質の純粋なセレンを含むことを特徴とする請求項４に記載の電子医療映像装置。
【請求項６】
前記吸収層は、ＣｄＴｅ又はＣｄＺｎＴｅを含むことを特徴とする請求項４に記載の電子医療映像装置。
【請求項７】
前記信号保存部は、
前記信号生成部内で分離された電荷のうち一種の電荷のみの流入を許容する遮蔽層と、
該遮蔽層と電気的に接触された第２電極と、
該第２電極と電気的に接触され、前記遮蔽層を通じて流入された一種の電荷を保存するキャパシタ及び前記キャパシタと連結されたトランジスタで構成された単位セルを複数個備える素子層と、
前記遮蔽層と、前記第２電極と、前記素子層が形成された基板と
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電子医療映像装置。
【請求項８】
前記基板は、ガラス又は石英を含むことを特徴とする請求項７に記載の電子医療映像装置。
【請求項９】
前記単位セルは、一つ又はそれ以上の電気的な単位素子をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の電子医療映像装置。
【請求項１０】
前記素子層は、前記単位セルを横及び縦方向にそれぞれ複数個配列された２次元アレイを備えたことを特徴とする請求項７に記載の電子医療映像装置。
【請求項１１】
前記素子層に備えられた前記トランジスタは、
前記基板上にカルコゲン物質を含んで形成されたアクティブ層と、
該アクティブ層の両側に形成されたソース電極及びドレイン電極と、
前記アクティブ層上に形成されたゲート絶縁膜と、
該ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極と
を備えたことを特徴とする請求項７に記載の電子医療映像装置。
【請求項１２】
前記アクティブ層に含まれたカルコゲン物質は、Ｇｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5（ＧＳＴ）又はＣｕＩｎＳｅ2（ＣＩＳ）を含むことを特徴とする請求項１０に記載の電子医療映像装置。
【請求項１３】
前記素子層に備えられた前記トランジスタは、
前記基板の一部領域上に形成されたゲート電極と、
前記基板と前記ゲート電極とを覆う絶縁膜と、
前記ゲート電極が形成された領域上を覆うように前記絶縁膜上に形成されたカルコゲン物質を含んで形成されたアクティブ層と、
該アクティブ層の両側に形成されたソース電極及びドレイン電極と
を備えたことを特徴とする請求項７に記載の電子医療映像装置。
【請求項１４】
前記アクティブ層に含まれたカルコゲン物質は、ＧＳＴ又はＣＩＳを含むことを特徴とする請求項１３に記載の電子医療映像装置。
【請求項１５】
前記アクティブ層は、それぞれＩｎ2Ｓｅ3とＣｕ2Ｓｅ3とを利用して形成したことを特徴とする請求項１４に記載の電子医療映像装置。
【請求項１６】
前記アクティブ層の導電型は、Ｉｎ2Ｓｅ3とＣｕ2Ｓｅ3との相対的なモル比によって決定されることを特徴とする請求項１５に記載の電子医療映像装置。
【請求項１７】
前記Ｉｎ2Ｓｅ3とＣｕ2Ｓｅ3との相対的なモル比が０．１乃至０．５の範囲である場合には、前記ＣＩＳ膜は、ｐ型の導電型を有することを特徴とする請求項１６に記載の電子医療映像装置。
【請求項１８】
前記Ｉｎ2Ｓｅ3とＣｕ2Ｓｅ3との相対的なモル比が０．６乃至０．９の範囲である場合には、前記ＣＩＳ膜は、ｎ型の導電型を有することを特徴とする請求項１６に記載の電子医療映像装置。
【請求項１９】
前記信号変換部は、
前記信号保存部のトランジスタに制御信号を印加する信号印加回路部と、
前記制御信号により前記トランジスタを通じて伝達される電気信号を増幅する信号増幅素子と、
該信号増幅素子で増幅された信号をマルチプレキシングするマルチプレクサと、
該マルチプレクサによりマルチプレキシングされた信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換部と
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電子医療映像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カルコゲン薄膜トランジスタアレイを備えた電子医療映像装置に関し、より詳細には、カルコゲン系の半導体元素を含む薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）を利用して光信号を電気的なデジタル信号に変換する電子医療映像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療業界において、Ｘ線撮影機は、多様な診断、例えば、骨の骨折如何又は臓器の損傷如何の診断のために使われている。通常的に、Ｘ線撮影は、媒体、例えば、人体にＸ線を照射し、人体の器官によってＸ線の透過、屈折又は反射などにより変わる強度によるイメージでＸ線用フィルムを感光する方法を使用する。かかるフィルムを利用した方法は、高価であり、使い捨てのＸ線フィルムを使用せねばならず、イメージの拡大又は複数枚のイメージの保存のためには、物理的な方法を使用せねばならないという限界があるので、空間的及び時間的にコスト高となるという短所がある。また、使い捨てのＸ線フィルムの使用又は廃棄において、資源の浪費及び環境汚染という付随的な問題も共に有している。
【０００３】
例えば、非特許文献１（従来例１）には、ＧＳＴの単一薄膜上にレーザーアニリングを通じて形成したｐ＋−ｐ−ｐ＋型のＭＯＳ−型ＴＦＴが開示されている。また、製作された素子の電流−電圧特性は、一般的なトランジスタと類似したスイッチング性能を有することを表す。本明細書で説明する本発明の一実施形態の構成部分で、特に信号保存部で、この非特許文献１に開示されているＴＦＴを備えている。
【０００４】
また、非特許文献２（従来例２）には、太陽電池に広く使われているＣＩＳとＩｎＳｅとを利用してｐ−ｎ接合を形成し、かかるｐ−ｎ接合を利用して光反応性に優れたＴＦＴ素子の設計及び製作に関して開示されている。本明細書で説明する本発明の一実施形態の構成部分で、特に信号保存部で、この非特許文献２で開示されたＴＦＴを備えている。
【０００５】
また、特許文献１（従来例３）である“カルコゲナイド系元素を含むカルコゲンＰｈｏｔｏ−ＴＦＴ”（ソン・キボン外）には、カルコゲン元素を利用したＭＯＳ構造のＴＦＴを構成する方法が開示されている。これによって製作されたＴＦＴ素子は、光の照射による電流−電圧特性の変化が明確に現れた。本発明での結果物の構成部のうち信号保存部は、この特許文献１で提案したＴＦＴを備えている。
【０００６】
【特許文献１】韓国特許出願第２００５−１２４１７４号公報（米国特許出願第１１／４８１５９９号）
【非特許文献１】“レーザーアニリングを利用したＧＳＴ薄膜基盤のスイッチング素子の開発”  リ・サンス、キム・ギョンアム、ソン・キボン、チョ・ドゥヒ、ソ・ジョンデ、  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，２００６．
【非特許文献２】“ＣｕＩｎＳｅ2を利用した光薄膜型トランジスタの製作及び特性”  キム・ギョンアム、チョ・ギュマン、ソン・キボン、  光情報処理技術ワークショップ、ｐ６３−６５，２００６．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、伝統的なフィルム方式のＸ線読み取り機を代替するように、Ｘ線信号から電気信号を生成して保存するカルコゲン系の半導体元素を含んだＴＦＴアレイを利用して製作されたＴＦＴアレイを利用した電子医療映像装置を提供ことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による電子医療映像装置は、外部から照射される光エネルギーを吸収して電子−正孔対が形成される信号生成部と、前記電子−正孔対を分離し、その極性によって前記信号生成部内の互いに反対側に密集されるように、前記信号生成部の一面に接触して電気信号を印加する電源と、前記信号生成部に接触し、前記分離された電荷のうち一種を流入して保存する信号保存部と、信号保存部に接触し、前記信号保存部に制御信号を印加して、前記信号保存部に保存された電荷による電気信号を伝達されて映像信号に変換する信号変換部とを備えている。
【０００９】
前記信号生成部、信号保存部及び信号変換部は、順次に形成された層状構造である。
【００１０】
前記信号生成部は、前記電源の電気信号を前記信号生成部に印加されるように、前記電源と電気的に連結された第１電極と、前記第１電極の下面に形成されて、前記電源から流入される電荷を遮断する絶縁層と、前記絶縁層の下面に形成されて、前記外部から照射される光エネルギーを吸収して電子−正孔対が生成され、前記電源から印加された電気信号により電子−正孔対が互いに分離されて互いに反対側に密集される吸収層とを備えている。
【００１１】
前記吸収層は、カルコゲンを含みうる。前記吸収層は、非晶質の純粋なセレン（Ｓｅ）を含みうる。また、前記吸収層は、ＣｄＴｅ又はＣｄＺｎＴｅを含みうる。
【００１２】
前記信号保存部は、前記信号生成部内で分離された電荷のうち一種の電荷のみの流入を許容する遮蔽層と、前記遮蔽層と電気的に接触された第２電極と、前記第２電極と電気的に接触され、前記遮蔽層を通じて流入された一種の電荷を保存するキャパシタ及び前記キャパシタを連結されたトランジスタで構成された単位セルを複数個備える素子層と、前記遮蔽層、前記第２電極及び前記素子層が形成された基板とを備えている。
【００１３】
前記基板は、ガラス又は石英を含みうる。
【００１４】
前記単位セルは、一つ又はそれ以上の電気的な単位素子をさらに備えうる。
【００１５】
前記素子層は、前記単位セルを横及び縦方向にそれぞれ複数個配列された２次元アレイを備えうる。
【００１６】
前記素子層に備えられた前記トランジスタは、前記基板上にカルコゲン物質を含んで形成されたアクティブ層と、前記アクティブ層の両側に形成されたソース電極及びドレイン電極と、前記アクティブ層上に形成されたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極とを備える。前記アクティブ層に含まれたカルコゲン物質は、Ｇｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5（ＧＳＴ）又はＣｕＩｎＳｅ2（ＣＩＳ）を含みうる。
【００１７】
前記素子層に備えられた前記トランジスタは、前記基板の一部領域上に形成されたゲート電極と、前記基板と前記ゲート電極とを覆う絶縁膜と、前記ゲート電極が形成された領域上を覆うように前記絶縁膜上に形成されたカルコゲン物質を含んで形成されたアクティブ層と、前記アクティブ層の両側に形成されたソース電極及びドレイン電極とを備えている。
【００１８】
前記アクティブ層に含まれたカルコゲン物質は、ＧＳＴ又はＣＩＳを含みうる。
【００１９】
前記アクティブ層は、それぞれＩｎ2Ｓｅ3とＣｕ2Ｓｅ3とを利用して形成する。前記アクティブ層の導電型は、Ｉｎ2Ｓｅ3とＣｕ2Ｓｅ3との相対的なモル比によって決定する。前記Ｉｎ2Ｓｅ3とＣｕ2Ｓｅ3との相対的なモル比が０．１ないし０．５の範囲である場合には、前記ＣＩＳ膜は、ｐ型の導電型を有する。一方、前記Ｉｎ2Ｓｅ3とＣｕ2Ｓｅ3との相対的なモル比が０．６ないし０．９の範囲である場合には、前記ＣＩＳ膜は、ｎ型の導電型を有する。
【００２０】
前記信号変換部は、前記信号保存部のトランジスタに制御信号を印加する信号印加回路部と、前記制御信号により前記トランジスタを通じて伝達される電気信号を増幅する信号増幅素子と、前記信号増幅素子で増幅された信号をマルチプレキシングするマルチプレクサと、マルチプレキシングされた信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換部とを備えている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の電子医療映像装置は、透視により内部を見ようとする媒体にＸ線を照射し、前記媒体により変化したＸ線のエネルギーをデジタル映像信号処理してデジタル化された映像信号としてディスプレイなどに表示できる。これにより、Ｘ線フィルムを使用する必要がないので、使用コストを大幅低減でき、Ｘ線に敏感に反応するカルコゲン素材を使用してさらに精密な透視を可能にする。
【００２２】
また、本発明の製造工程において、ＴＦＴを低温工程で形成でき、低価のガラス基板を使用でき、イオン注入工程が必須的でないので経済的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、添付された図面を参照して、本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。  
本発明の実施形態は、当業者に本発明をさらに完全に説明するために提供されるものであり、以下に説明する実施形態は、色々な他の形態に変形され、本発明の技術的範囲が以下に説明する実施形態に限定されるものではない。以下の説明で、ある層が他の層上に存在すると記述されるとき、これは、他の層の真上に存在してもよく、その間に第３層が介在されてもよい。また、図面において、各層の厚さや大きさは、説明の便宜及び明確性のために誇張されたものであり、図面上で同じ符号は同じ要素を指す。本明細書で使われたように、用語“及び／又は”は、該当列挙された項目のうちいずれか一つ及び一つ以上のあらゆる組み合わせを含んでいる。
【００２４】
本明細書において、第１、第２などの用語が多様な部材、部品、領域、層及び／又は部分を説明するために使われるが、それらの部材、部品、領域、層及び／又は部分は、それらの用語により限定されてはならないことは自明である。それらの用語は、一つの部材、部品、領域、層又は部分を他の領域、層又は部分と区別するためにのみ使われる。したがって、後述する第１部材、部品、領域、層又は部分は、本発明の思想から逸脱せずにも第２部材、部品、領域、層又は部分を示している。
【００２５】
本発明は、周期律表上の６族に該当するカルコゲン素材を利用した電子部品素子、例えば、ＴＦＴを使用して構成され、これと関連した従来例については上述してある。
【００２６】
図１は、本発明による電子医療映像装置の構成を概略的に示す断面図である。  
図１に示すように、電子医療映像装置１０は、信号生成部１００と、この信号生成部１００の一面に接触して電気信号を印加する電源１５０と、信号生成部１００と接触する信号保存部２００と、信号保存部２００と接触する信号変換部３００とを備えている。また、図１に示すように、信号生成部１００と、信号保存部２００と、信号変換部３００は、順次に形成された層状構造であり、信号生成部１００から信号保存部２００及び信号変換部３００の順序に積層されるように形成するか、又はその逆の順序に積層されるように形成する。信号生成部１００と、信号保存部２００と、信号変換部３００の構造及び作用に関する詳細な説明は、それぞれ分離して後述する。
【００２７】
図２は、図１の信号生成部の概略的な断面図である。  
図２に示すように、信号生成部１００は、第１電極１１０と、絶縁層１２０と、吸収層１３０とを備えている。第１電極１１０は、信号生成部１００に電気信号を印加する電源１５０と接触する。絶縁層１２０は、第１電極１１０の下側に形成されて、外部から信号生成部１００内に流入される電子−正孔を遮断する。例えば、電源１５０から印加された電気信号により第１電極１１０に流入された電子又は正孔が絶縁層１２０の下側に形成された吸収層１３０に流入されることを防止する。しかし、電源１５０から印加された電気信号による外部電場が吸収層１３０に影響を及ぼす。これは、通常的なキャパシタの原理と類似している。
【００２８】
吸収層１３０は、外部から照射された光、例えばＸ線を吸収する。したがって、上述した第１電極１１０及び絶縁層１２０は、照射された光、例えば、Ｘ線が透過可能に、それに適切な材料又は構造を有さねばならない。したがって、電子医療映像装置１０の信号生成部１００に光、例えば、Ｘ線が照射されれば、吸収層１３０は、光エネルギーを吸収して電子−正孔対を生成する。吸収層１３０は、非晶質の純粋なＳｅを含んでもよく、周期律表上のＶＩＢ族であるカルコゲンを含む化合物、例えば、ＣｄＴｅ又はＣｄＺｎＴｅを含んでもよい。
【００２９】
吸収層１３０で光照射により生成された電子−正孔対は、上述したように電源１５０から第１電極１１０に印加された電気信号により互いに分離されて、吸収層１３０の上側及び下側にそれぞれ移動する。例えば、電源１５０の＋極が第１電極１１０に連結された場合には、吸収層１３０の電子−正孔対のうち、電子は吸収層１３０の上方に移動し、正孔は吸収層１３０の下方に移動する。かかる電子−正孔の移動は、図２に概略的に示されている。
【００３０】
図３は、図１の信号保存部の概略的な断面図である。  
図３に示すように、信号保存部２００は、その内部に遮蔽層２１０と、第２電極２２０と、素子層２３０とを備えている。遮蔽層２１０、第２電極２２０及び素子層２３０は、基板２４０から通常的な積層方法により形成される。基板２４０は、透明な材質を使用でき、例えば、ガラス基板又は石英基板を使用できる。以下では、本発明の特徴を明確にするために、遮蔽層２１０と、第２電極２２０と、素子層２３０の役割を中心に説明する。
【００３１】
図１に示したように、信号保存部２００は、信号生成部１００の下側に位置する。すなわち、信号保存部２００の最上側に形成された遮蔽層２１０が信号生成部１００の最下側に形成された吸収層１３０の下側に位置する。遮蔽層２１０と吸収層１３０との間には、他の機能を提供する一つ又はそれ以上の第３層がさらに形成されることもある。遮蔽層２１０は、信号生成部１００の吸収層１３０で光エネルギー、例えば、Ｘ線エネルギーを吸収して形成され、電源１５０で印加された電気信号により分離された電子−正孔対のうち一種の電荷のみが信号保存部２００内に流入されるように他種の電荷を遮蔽する。例えば、遮蔽層２１０は、信号保存部２００内への電子の流入は遮蔽し、正孔の流入のみを許容する。または、その逆に、正孔の流入は遮蔽し、電子の流入のみを許容する。第２電極２２０は、遮蔽層２１０と素子層２３０との電気的接触のために形成され、遮蔽層２１０を通じて流入された電荷、例えば、正孔が第２電極２２０を通じて素子層２３０内のキャパシタ２３２に保存される。
【００３２】
図３では、遮蔽層２１０と第２電極２２０とを素子層２３０の表面から突出した形状に示され、素子層２３０の一部領域が露出された形状に信号保存部２００が示されているが、これは例示的であり、必ずしもこれに限定されるものではない。すなわち、図３の信号保存部２００は、本発明の特徴を明確に説明するために、後述する単位セル２３５に対応して機能する遮蔽層２１０と第２電極２２０とを分離して示した。すなわち、遮蔽層２１０と第２電極２２０とが形成されていない素子層２３０の露出された領域上には、例えば、通常的な素子分離膜のような構造が形成されて、遮蔽層２１０及び第２電極２２０と共に平坦な表面を形成することもできる。
【００３３】
素子層２３０は、基板２４０上に形成された複数の単位セル２３５を備える。図３において点線で示した単位セル２３５は、一つのキャパシタ２３２と一つのトランジスタ２３４とを備えている。しかし、これは例示的であり、必ずしもこれに限定されるものではない。すなわち、一つの単位セル２３５は、トランジスタ、キャパシタ又は抵抗などの電気的な単位素子をさらに備えることもある。また、トランジスタ２３４は、ＴＦＴでありうる。かかるトランジスタ２３４は、ＧＳＴ又はＣＩＳを含むＴＦＴであり、これについての形成方法は、詳細に後述する。また、上述した単位セル２３５は、基板２４０の平面上で横及び縦方向に複数個配列した２次元アレイを構成するように形成される。また、上述した２次元アレイは、必ずしもあらゆる単位セル２３５が同じ平面上に形成されるものと限定されるものではない。
【００３４】
上述したように、第２電極２２０を通じてキャパシタ２３２に保存された電荷、例えば、正孔は、制御信号によりスイッチングされるトランジスタ２３４を通じて信号保存部２００の下側に位置する信号変換部３００に伝達される。
【００３５】
図４は、図１の信号保存部と信号変換部との連結状態を示す回路図である。  
図４に示すように、信号変換部３００は、信号保存部２００内の単位セル、すなわち、トランジスタ２３４に制御信号を印加する信号印加回路部３１０と、制御信号によりトランジスタ２３４を通じて伝達される電気信号を十分な大きさに増幅する信号増幅素子３２０と、この信号増幅素子３２０から出力される信号をマルチプレキシングするマルチプレクサ３３０と、マルチプレキシングされた信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換部（Ａｎａｌｏｇ−Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ：ＡＤＣ）３４０とを備えている。
【００３６】
図４を参照して信号変換部３００の動作を説明すれば、次の通りである。信号印加回路部３１０は、信号保存部２００のトランジスタ２３４アレイ内のトランジスタ２３４に制御信号を、第１ライン３１２を通じてそれぞれ印加して、それぞれのトランジスタ２３４に対応するキャパシタ２３４に保存された電荷、例えば、正孔を第２ライン３２２を通じて信号増幅素子３２０に伝達する。第１ライン３１２は通常的なアドレスライン、第２ラインはビットラインと類似した機能を行える。信号増幅素子３２０は、伝達された前記電気信号を十分な大きさに増幅してマルチプレクサ３３０へ伝送し、マルチプレクサ３３０は、前記増幅された信号をＡＤＣ３４０へ伝送する。ＡＤＣ３４０は、伝送された電気信号、すなわち、アナログ信号をデジタル信号にエンコーディングすることによって映像信号に変更して、出力装置（図示せず）、例えばディスプレイ装置、印刷装置、保存装置などへ伝送する。
【００３７】
また、ＡＤＣ３４０は、デジタルシグナルプロセッサ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ：ＤＳＰ）を備え、上述したアナログ信号は、ＤＳＰにより処理されて出力装置へ伝送される。ＤＳＰは、名称の通りにデジタル信号を処理するために形成した中央処理装置（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ：ＣＰＵ）であって、速いアナログ信号をデジタル的に処理するために形成されたマイクロプロセッサである。一般的に通称されるマイクロプロセッサがデジタル信号のみを処理できるのに対し、ＤＳＰは、アナログ信号を高速で処理できるように色々な装置があり、例えば、内部に乗算器、浮動小数点演算器をハードウェア的設計により備えうる。また、アナログ信号も直接処理できるように、アナログ入出力ポートをチップ内に内蔵することもできる。したがって、高速のアナログ信号処理が可能であることを強調するために、たとえマイクロプロセッサの一種であるとしても、デジタル信号のみを処理できる通常的なマイクロプロセッサと区別してＤＳＰという。ＤＳＰの使用方法やプログラミング方法もマイクロプロセッサとほぼ同じであるが、プログラムにより一つ一つの命令がパッチされつつ解析されて移動する特徴がある。ＤＳＰの最も大きい特徴は、リアルタイムで非常に速い演算を行えるというものである。特に非常に多くの整数及び浮動小数点数値の演算が必要なデジタル信号処理の場合に多く使われる。一つのクロックに一つ以上の命令の実行が可能であり、命令を高速で処理するためにＲＩＳＣ（Ｒｅｄｕｃｅｄ  Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  Ｓｅｔ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）設計及びハーバード構造を使用している。また、命令処理効率を向上させるために内部にレジスタを多く有しており、ほとんどの演算が前記レジスタを中心に行われる構造の特徴を有する。また、内部に２段階メモリ構造を有して処理速度をさらに速めることができる。
【００３８】
以下では、信号保存部２００に備えられたトランジスタ２３４の製造方法について説明する。上述したように、トランジスタ２３４は、カルコゲン元素を含んで形成でき、例えば、ＧＳＴ又はＣＩＳを含むＴＦＴでありうる。また、トランジスタ２３４は、上述した従来例１乃至従来例３に開示されたＴＦＴ及びその製造方法を適用して形成したトランジスタでありうる。
【００３９】
以下では、トランジスタ２３４の適用可能な例として、ＧＳＴを含む正スタッガード型ＴＦＴ及びＣＩＳを含む逆スタッガード型ＴＦＴとその製造方法について説明する。また、これは例示的であり、必ずしもこれに限定されるものではなく、したがって、ＣＩＳを含む正スタッガード型ＴＦＴ及びＧＳＴを含む逆スタッガード型ＴＦＴも後述する形成方法により具現可能であり、また、本発明の技術思想的な範囲に含まれることは明白である。ここで、正スタッガード型は、基板に対して光伝導層上にゲート電極が形成されたものであり、逆スタッガード型は、基板に対してゲート電極上に光伝導層が形成されたものである。
【００４０】
図５は、図１の信号保存部に形成される正スタッガード型ＴＦＴを示す断面図である。
正スタッガード型ＴＦＴ２３４ａは、基板５００上にアクティブ層５１０が形成される。基板５００は、透明な材料で形成され、例えば、ガラス基板又は石英基板を使用できる。特に、ガラス基板は、後述する本発明の構成要素が高温工程の不要な素材から構成されているため、低温工程の基板に適しており、特に光に対して透明であるため、光を利用した素子の製作に適切である。
【００４１】
後述する基板５００上に形成される色々な層を一般的に前述した通常の蒸着方法及びパターニング方法を利用して形成できるのは、本発明の技術分野の当業者には自明である。したがって、本発明の特徴を明確かつ簡潔に開示するために省略する。
【００４２】
アクティブ層５１０は、ソースとドレインとの間のチャンネルが形成される層であって、カルコゲナイド元素を含むＧｅＴｅ−Ｓｂ2Ｔｅ3（ＧＳＴ）膜で構成し、ＧＳＴ膜は、光伝導効率が非常に優秀であるので、光伝導層ということもある。すなわち、光伝導層は、光に対して反応し、光を吸収して光電流を発生させる光伝導性薄膜である。ＧＳＴ膜は、レーザーあるいは熱エネルギーにより非晶質状態から結晶質状態、又はその逆への相変化が可能な薄膜で形成できる。
【００４３】
基板５００上には、アクティブ層５１０と連結されるようにソース／ドレイン電極５２０が形成されている。ソース／ドレイン電極５２０は、金属膜、例えば金（Ａｕ）又はアルミニウム（Ａｌ）を含む金属膜でありうる。アクティブ層５１０上には、ゲート絶縁膜５３０が形成される。ゲート絶縁膜５３０は、カルコゲナイド系絶縁膜、例えば、Ａｓ2Ｓ3膜又は有機物膜で構成され、例えば、透明なポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）膜でありうる。ゲート絶縁膜５３０は、アクティブ層５１０を構成するＧＳＴ膜との良好な接触を維持し、製造工程中にＧＳＴ膜の性質を変化させない役割を行う。
【００４４】
ゲート絶縁膜５３０上には、光伝導層５１０に流れる光電流のオン／オフを制御するゲート電極５４０が形成される。ゲート電極５４０は、金属膜、例えば、Ａｕ又はＡｌを含む金属膜でありうる。ゲート電極５４０やソース／ドレイン電極５２０を構成する金属膜は、一般的に不透明であるが、透明な金属膜を使用することもできる。
【００４５】
上述したように、光伝導層５１０を構成する材料としてＧＳＴの代わりにＣＩＳを使用することもでき、光伝導層５１０は、後述する方法により形成されたｎ型ＣＩＳ層とｐ型ＣＩＳ層との複合膜を備えることもできる。
【００４６】
図６は、図１の信号保存部に形成される逆スタッガード型ＴＦＴを示す断面図である。
後述する基板６００上に形成される色々な層を一般的に前述した通常の蒸着方法及びパターニング方法を利用して形成できるのは、本発明の技術分野の当業者には自明である。したがって、本発明の特徴を明確かつ簡潔に開示するために省略する。
【００４７】
図６に示すように、基板６００上にゲート電極６１０を形成する。基板６００は、透明な材料で形成でき、例えば、ガラス基板又は石英基板を使用できる。ゲート電極６１０は、導電性を有する物質、例えば、導電性ポリシリコン、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）又はＡｕやＡｌなどの金属を蒸着して形成できる。
【００４８】
ゲート電極６１０及び基板６００の露出された領域上に、絶縁層６２０が形成されている。絶縁層６２０は、例えば、シリコン酸化物（ＳｉＯ2）で形成され、又は有機物高分子であるＰＭＭＡで形成されることもある。絶縁層６２０は、ゲート電極６１０と以後に形成されるＣＩＳを含むアクティブ層６３０との良好な接触を維持することが望ましく、このためには、ＳｉＯ2で形成されることが望ましい。また、絶縁層６２０の厚さは、２０００ないし５０００Åの範囲でありうる。しかし、絶縁層６２０を形成する材料及びその厚さは例示的であり、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００４９】
絶縁層６２０上にパターニングされ、ＣＩＳを含むアクティブ層６３０が形成されている。図６には、異なる導電型を有する複数のアクティブ層６３０が示されているが、これは例示的であり、必ずしもこれに限定されるものではない。すなわち、アクティブ層６３０が導電型を有さないか、又は一つの導電型のみを、例えば、ｎ型又はｐ型を有しうる。また、第１導電型アクティブ層６３２がｎ型であり、第２導電型アクティブ層６３４がｐ型であるか、又はその逆でありうる。アクティブ層６３０を形成する方法、特に選択した導電型を有するアクティブ層６３０を形成する方法は、詳細に後述する。
【００５０】
また、アクティブ層６３０と露出された絶縁層６２０とを覆う導電層６５０が形成されている。導電層６５０は、導電性を有する物質、例えば、導電性ポリシリコン、ＩＴＯ又はＡｕやＡｌなどの金属を蒸着して形成できる。また、導電層６５０の厚さは、５００ないし４０００Åの範囲でありうる。しかし、導電層６５０を形成する材料及びその厚さは例示的であり、必ずしもこれに限定されるものではない。ゲート電極６１０に対応する位置に、アクティブ層６３０を露出するようにトレンチ６５５が形成される。トレンチ６５５により導電層６５０は分離されて、ソース／ドレイン電極６５０を形成する。
【００５１】
アクティブ層６３０は、電気的なチャンネルが形成される層であって、一般的なトランジスタのようにゲート電極に電圧を加えることによってチャンネルが形成される。また、ＣＩＳを利用したＴＦＴ２３４ｂは、アクティブ層６３０に光を照射することによってチャンネルが形成されることもある。これは、ＣＩＳが有する優秀な光反応性に起因するものであって、アクティブ層６３０で光エネルギーを吸収して電子−正孔対が生成されて移動して、ソース／ドレイン電極６５０間の電気的な抵抗を低下させるためである。また、上述したように、アクティブ層６３０を構成する材料としてＣＩＳの代わりにＧＳＴを使用することもできる。また、ソース及びドレイン電極６５０及びトレンチ６５５の内部を覆うパッシベーション層６６０をさらに備えている。
【００５２】
以下では、図６のＣＩＳを含むアクティブ層６３０を形成する一方法を例示的に詳細に説明する。  
図７は、本発明の一実施形態によるＣＩＳを含むアクティブ層の製造方法を説明するためのフローチャートを示す図である。
【００５３】
図７に示すように、まず、通常のタングステン（Ｗ）ボートを含む熱蒸着装置内にＩｎとＳｅとを含む第１合金及びＣｕとＳｅとを含む第２合金を準備する（ステップＳ１０）。第１合金は、例えば、Ｉｎ2Ｓｅ3であり、第２合金は、Ｃｕ2Ｓｅ3でありうる。しかし、これは例示的であり、必ずしもこれに限定されるものではない。また、熱蒸着装置内に基板を搭載する（ステップＳ２０）。
【００５４】
次いで、基板の温度を第１温度で加熱して維持する（ステップＳ３０）。第１温度で維持される基板上に第１薄膜を形成するために、第１合金を蒸発させる（ステップＳ４０）。第１温度は、１５０ないし３５０℃の範囲でありうる。これにより、基板上には、第１合金を含む薄膜、例えば、Ｉｎ2Ｓｅ3を含む薄膜が形成される。
【００５５】
次いで、基板の温度を第２温度で加熱して維持する（ステップＳ５０）。第２温度で維持される基板上にＣＩＳ薄膜を形成するために、第２合金を蒸発させる（ステップＳ６０）。第２温度は、第１温度と同じであるか、又は高い。例えば、第２温度は、４００乃至５５０℃の範囲でありうる。しかし、これは例示的であり、必ずしもこれに限定されるものではない。上述したように、第２合金はＣｕ2Ｓｅ3であり、これにより、第１合金を含む薄膜、例えば、Ｉｎ2Ｓｅ3薄膜が形成された基板上には、蒸発された第２合金が第１合金と反応してＣＩＳ薄膜、すなわち、アクティブ層６３０を形成する。
【００５６】
次いで、基板を冷却しつつ第１合金を再び蒸発させる（ステップＳ７０）。これは、基板の表面にＣｕ2-xＳｅの形成を防止するために行う選択的な工程である。この場合に再び蒸発させる第１合金の量は、以前の段階で蒸発する第１合金の量に比べて非常に少量である。上述した工程を行って、薄膜型トランジスタ及び光薄膜型トランジスタに適用するのに適した薄いｎ型ＣＩＳ及び／又はｐ型ＣＩＳ薄膜が形成される。しかし、上述したｎ型ＣＩＳ膜及びｐ型ＣＩＳ膜の形成方法は例示的であり、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００５７】
上述した製造方法により形成されるＣＩＳ薄膜は、第１合金と第２合金との相対的な比率によって異なる伝導度を有する。すなわち、第１合金と第２合金との相対的な比率、例えば、Ｉｎ2Ｓｅ3／Ｃｕ2Ｓｅ3比率が０．１乃至０．５の範囲（０．１≦Ｉｎ2Ｓｅ3／Ｃｕ2Ｓｅ3比率≦０．５）である場合には、ＣＩＳ薄膜は、ｐ型の伝導度を有する。一方、Ｉｎ2Ｓｅ3／Ｃｕ2Ｓｅ3比率が０．６乃至０．９の範囲（０．６≦Ｉｎ2Ｓｅ3／Ｃｕ2Ｓｅ3比率≦０．９）である場合には、ＣＩＳ薄膜は、ｎ型の伝導度を有する。すなわち、Ｉｎ2Ｓｅ3の相対的な量が多いほど、ｎ型の半導体となる傾向が増加し、Ｃｕ2Ｓｅ3の量が多いほど、ｐ型の半導体となる傾向が増加する。これにより、形成された薄膜のキャリア種類及び濃度が変わる。上述したように、Ｉｎ2Ｓｅ3／Ｃｕ2Ｓｅ3比率によって形成されるＣＩＳのキャリア種類及び濃度に対する実験値が表１に整理されている。
【００５８】
【表１】
2008252090.tif 000003
【００５９】
本発明の電子医療映像装置は、Ｘ線信号を吸収する信号吸収層をＳｅやＣｄＴｅ、ＣｄＺｎＴｅなどのカルコゲン素材を使用して形成し、また、Ｘ線情報を保存する信号保存部を構成するＴＦＴをＧＳＴ又はＣＩＳなどのカルコゲン物質を利用して形成する。
【００６０】
以上で説明した本発明が上述した実施形態及び添付された図面に限定されず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で色々な置換、変形及び変更が可能であるというのは、当業者にとって明白である。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、電子医療映像装置関連の技術分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明による電子医療映像装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図２】図１の信号生成部の概略的な断面図である。
【図３】図１の信号保存部の概略的な断面図である。
【図４】図１の信号保存部と信号変換部との連結状態を示す回路図である。
【図５】図１の信号保存部に形成される正スタッガード型ＴＦＴを示す断面図である。
【図６】図１の信号保存部に形成される逆スタッガード型ＴＦＴを示す断面図である。
【図７】本発明の一実施形態によるＣＩＳアクティブ層の製造方法を説明するためのフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０  電子医療映像装置
１００  信号生成部
１１０  第１電極
１２０  絶縁層
１３０  吸収層
１５０  電源
２００  信号保存部
２１０  遮蔽層
２２０  第２電極
２３０  基板
２４０  素子層
２５０  ＴＦＴ
３００  信号変換部
３１０  信号印加回路部
３２０  信号増幅素子
３３０  マルチプレクサ
３４０  ＡＤＣ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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