Analysis of Signal Properties in accordance with electrode area of x-ray conversion material

In recent, a digital x-ray detector attracted worldwide attention and there are many studies to commercialize. There are two methods in digital x-ray detector. This method is an Indirect method and Direct method. This study is to see the differences between the digital x-ray detector based on a-Se used in the existing indirect conversion method and an x-ray conversion material that has better SNR(Signal-to-noise ratio) and property than the a-Se. To solve the problem that is difficult to make a large area film using Screen-Print method, we used a Screen-Print method. In this study, we used a polyclystal $HgI_2$ as x-ray conversion material and a sample thickness is $150{\mu}m$ and an area is $3cm{\times}3cm$. ITO(Indium-Tin-Oxide) electrode was used as top electrode using a Magnetron Sputtering System and each area is $3cm{\times}3cm$, $2cm{\times}2cm$ and $1cm{\times}1cm$ and then we evaluated darkcurrent, sensitivity and SNR of the $HgI_2$ film are measured, then we evaluated the electrical properties. And we used a current integration mode when I-V test. This experiment shows that the sensitivity increases in accordance with the area of the electrode but the SNR is decreased because of the high darkcurrent. Through fabricating of various thicknesses and optimal electrodes, we will optimize SNR in the future work.

X선 검출 물질의 전극 면적에 따른 신호특성 분석

최근 광도전체와 형광체 기반의 디지털 방사선 검출기가 많은 관심을 받고 있으며, 이를 상업화 하기위한 많은 연구들이 이뤄지고 있다. 디지털 방사선 검출기률 제작하는 방법에서 크게 직접변환방식과 간접변환방식이 있다. 본 연구는 기존에 직접변환방식에 널리 사용되어 지고 있는 비정질 셀레늄 (Amorphous seleinum) 기반의 디지털 방사선검출기 보다 좋은 SNR (Signal-to-noise ratio) 동작 특성을 가지는 X선 검출 물질을 제작하여 X선 조사시 두께와 전기장 형성에 따른 차이점올 알아보기 위한 것이다. 본 연구에서는 기존의 진공 증착법이 두꺼운 대면적 필름제조가 어렵다는 문제점을 해결하고자 Screen-Print Method를 이용하여 전도성을 가진 ITO (Indium-tin-oxide)가 코팅 된 유리판에 제작하였다. 본 연구에 사용된 X-선 검출물질로는 다결정 $HgI_2$를 사용하였으며, 시편의 두께를 $150{\mu}m$로 제작하였으며, $3cm{\times}3cm$ 크기로 제작하였다. 상부전극은 Magnetron sputtering system을 사용하여 $3cm{\times}3cm$, $2cm{\times}2cm$, $1cm{\times}1cm$의 크기로 각각 다르게 하여 ITO(Indium-tin-oxide)를 증착 시킨 후, X선 조사시 $HgI_2$ 의 민감도와 누설전류, SNR 등을 측정하여 필름의 전기적 검출 특성을 정량적으로 평가하였으며, I-V테스트는 전류 적분(integration) 모드를 사용하였다. 그 결과 전극의 크기에 따라 신호량 증가 특성을 확인할 수 있었지만 신호량의 증가와 동시에 누설전류 또한 증가함으로써 전극의 크기에 따라 오히려 SNR 특성이 감소됨을 확인하였다. 향후 다양한 두께와 최적의 전극물질을 통해 신호대 잡음비를 개선시키기 위한 연구를 통해 최적화해야 할 것이다.