엑스선 검출기 및 그 제조 방법 document_id A220623047350

박막 트랜지스터를 이용한 X선 검출기가 진단용 X선 검출기로서 주목받고 있다. X선 검출기는 X선으로 촬영한 X선 화상 또는 X선 투시 화상을 디지털 신호로 출력하도록 되어 있다. 이러한 X선 검출기는 직접 방식과 간접 방식의 2가지 방식으로 크게 나눌 수 있다. 직접 방식은 아모포스 세륨(Se) 등의 광 도전막을 이용하여 X선을 전하로 직접 변환하는 방식이다. 이에 비해 간접 방식은 신틸레이터(scintillator)가 X선을 가시광으로 변환하고, 변환된 가시광을 광 다이오드 등의 광전 변환 소자에서 전하로 변환하는 방식이다. 직접 방식의 X선 검출기는 해상도가 우수하지만, 고전압을 이용하기 때문에 절연 파괴의 문제가 발생할 수 있고, 이에 따라 신뢰성이 저하된다. 또한, 낮은 암전류 특성, 고감도 특성 및 열적 안정성 등을 구비한 광도전 재료를 쉽게 이용할 수 없다는 문제가 있다. 한편, 간접 방식의 X선 검출기는 신호 전하를 발생시키기 위해 광 다이오드 등을 이용하기 때문에 직접 방식과 같은 고전압을 이용하지 않아 절연 파괴의 문제는 없으며, 신틸레이터 재료나 광 다이오드 등은 기본적인 기술이 확립되어 있기 때문에 제품화가 용이하다는 이점이 있다. 따라서, 간접 방식의 X선 검출기가 주로 이용되고 있다. 신틸레이터의 효율을 향상시키기 위해 신틸레이터는 세슘아이오다이드(cesium iodide; CsI)와 같은 형광체를 컬럼(column) 형태의 단결정으로 증착하여 형성한다. 그러나, 하부 기판에 신틸레이터는 직접 증착하여 형성하는 경우 200℃ 이상의 온도에서 공정이 진행되기 때문에 하부 기판의 불량을 유발할 수 있다. 따라서, 간접 방식의 X선 검출기는 박막 트랜지스터 및 광전 변환 소자 등이 형성된 하부 기판과 신틸레이터를 부착하는데, 이들의 부착 방법에 따라 검출기의 효율이 크게 차이나게 된다. 즉, 하부 기판과 신틸레이터를 부착할 때 이들 사이에 전체적으로 공기층이 생성되면 공기와 매질 사이의 굴절률 차이로 인하여 계면에서 반사가 발생하여 광전 변환 소자로 들어가는 광의 효율이 떨어지고, 국부적으로 공기층이 생성되면 검출기의 균일도가 떨어지게 된다. 이러한 공기층의 생성을 억제하기 위해 기존에는 유리 기판 상부에 반사막 및 신틸레이터가 적층 형성된 신틸레이터 패널을 제작하고, 신틸레이터 패널과 하부 기판을 접착제를 이용하여 접착하였다. 그러나, 신틸레이터 패널과 하부 기판을 접착제를 이용하여 접착하면 불량이 발생하였을 경우 신틸레이터 패널과 하부 기판을 분리하여 다시 사용할 수 없게 된다. 특히, 접착층으로 수지를 이용하는 경우, 즉 신틸레이터 패널과 하부 기판 사이에 액상 상태의 열경화 수지를 주입 및 가압한 후 열경화 수지를 경화시켜 신틸레이터 패널과 하부 기판을 접착하는 경우 이후 불량 발생시 이들을 분리할 수 없을 뿐만 아니라 생산성을 저하시키게 된다.