픽셀내 다수의 산화물 박막트랜지스터로 구성된 동영상 엑스레이 영상센서와 디텍터에 대한 평가

Evaluation of Dynamic X-ray Imaging Sensor and Detector Composing of Multiple In-Ga-Zn-O Thin Film Transistors in a Pixel

높은 초당 프레임 속도와 낮은 영상지연을 갖는 동영상 엑스레이 디텍터의 요구조건을 만족하기 위해서는 픽셀내 포토다이오드와 금속 배선간 중첩 영역의 기생정전용량을 최소화하여야 한다. 본 연구에서는 리드아웃 박막트랜지스터, 리셋 박막트랜지스터, 그리고 포토다이오드로 픽셀이 구성된 듀오픽스TM(duoPIXTM) 동영상 엑스레이 영상센서를 처음으로 제시하였다. 이후 150 × 150 mm2 영상영역, 73 μm 픽셀 크기, 2048 × 2048 해상도(4.2 M pixels), 최대 초당 50 프레임의 특성을 갖는 duoPIXTM 동영상 엑스레이 디텍터를 제작하여 초당 프레임 속도, 감도, 노이즈, MTF, 영상지연과 같은 엑스레이 영상 성능을 기존 엑스레이 영상센서를 적용한 동영상 엑스레이 디텍터와 비교 평가하였다. 평가 결과 이전 연구에서 기대했던 것과 같이 duoPIXTM 동영상 엑스레이 디텍터가 기존 동영상 엑스레이 디텍터 대비 모든 특성에서 우위의 성능을 보여 주었다.

In order to satisfy the requirements of dynamic X-ray imaging with high frame rate and low image lag, minimizing parasitic capacitance in photodiode and overlapped electrodes in pixels is critically required. This study presents duoPIXTM dynamic X-ray imaging sensor composing of readout thin film transistor, reset thin film transistor and photodiode in a pixel. Furthermore, dynamic X-ray detector using duoPIXTM imaging sensor was manufactured and evaluated its X-ray imaging performances such as frame rate, sensitivity, noise, MTF and image lag. duoPIXTM dynamic X-ray detector has 150 × 150 mm2 imaging area, 73 um pixel pitch, 2048 × 2048 matrix resolution(4.2M pixels) and maximum 50 frames per second. By means of comparison with conventional dynamic X-ray detector, duoPIXTM dynamic X-ray detector showed overall better performances than conventional dynamic X-ray detector as shown in the previous study.