DE2103626A1 - Strahlungsdetektor - Google Patents

Strahlungsdetektor

Info

Publication number
DE2103626A1
DE2103626A1 DE19712103626 DE2103626A DE2103626A1 DE 2103626 A1 DE2103626 A1 DE 2103626A1 DE 19712103626 DE19712103626 DE 19712103626 DE 2103626 A DE2103626 A DE 2103626A DE 2103626 A1 DE2103626 A1 DE 2103626A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
crystal
carrier
fastening
radiation detector
zones
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19712103626
Other languages
English (en)
Inventor
Johannes Aussant Michel Caen Calvados Meuleman (Frankreich)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from FR7002618A external-priority patent/FR2074754B1/fr
Priority claimed from FR7043724A external-priority patent/FR2116292B2/fr
Application filed by Philips Gloeilampenfabrieken NV filed Critical Philips Gloeilampenfabrieken NV
Publication of DE2103626A1 publication Critical patent/DE2103626A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/08Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/10Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
    • H01L31/115Devices sensitive to very short wavelength, e.g. X-rays, gamma-rays or corpuscular radiation
    • H01L31/117Devices sensitive to very short wavelength, e.g. X-rays, gamma-rays or corpuscular radiation of the bulk effect radiation detector type, e.g. Ge-Li compensated PIN gamma-ray detectors
    • H01L31/1175Li compensated PIN gamma-ray detectors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Description

Günther M. David
Patentassessor 2 Hamburg 1, 11.5.1971
Stelndamm 94 Dd/Thi
Postfach 992
9 1 Π Ί 6 2 S Telefon; (0411) 2811
C I u ο w *- w Fernschreiber: 2-162098 puhd
N.V.Philips1 Gloeilampenfabrieken Akte: PHN-5024
Abschrift
Strahlungsdetektor
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Befestigen eines Halbleiterkristalls eines Strahlungsdetektors an einem " Träger, welcher Kristall mit einem gleichrichtenden Übergang versehen ist, der zwischen zwei Zonen entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps gebildet ist, welche Zonen gegebenenfalls durch eine eigenleitende Zone getrennt sind, wobei das Material des Trägers derartig ist, daß sich die Abmessungen des Trägers mit der Temperatur ändern. Die Erfindung betrifft ebenfalls einen Strahlungsdetektor.
Der Fortschritt der Technik zum Herstellen von Halbleiter- | materialien hat es ermöglicht, monokristalline stäbe mit immer grösseren Abmessungen zu erhalten; dies ist vorteilhaft zur Erhaltung von Halbleiterdetektoren vom koaxialen Typ (d.h. vom Typ, bei dem die Zonen entgegengesetzten Typs mindestens teilweise koaxial sind) oder vom Planartyp (d.h., wobei der detektierende Übergang zwischen zwei ebenen Schichten entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps gebildet ist). Bei diesen Detektoren wurde immer nach einer Vergrösserung des NutzVolumens
109833/1364 "2 "
gesucht, um den Wirkungsgrad zunehmen zu lassen. Um die Güte der Responssignale dieser Detektoren zu verbessern, ist es ebenfalls vorteilhaft, eine eigenleitende Zone vorzusehen, die zwischen den zwei Zonen entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps liegen, wobei diese eigenleitende Zone beispielsweise auf bekannte Weise durch Diffusion von Kompensationsverunreinigungen, wie Lithium, erhalten wird.
Ein derartiger Detektor ist im allgemeinen in einer hermetischen Hülle eingeschlossen, von welcher HUllle der Träger einen Teil bildet, aber für bestimmte Anwendungen kann jedoch eine Hülle fortgelassen v/erden. So brauchen bestimmte Koaxialdetektoren, die als Sonde verwendet werden, keine Hülle, da ihre Seitenflächen zum Empfangen der Strahlen, wie die Lage des Detektors sein mag, völlig frei sein müssen.
Es ist außerdem notwendig, daß die Abmessungen des Trägers möglichst gering sind, um nur einen sehr geringfügigen Teil der Seitenfläche zu bedecken. Eine Vergrösserung des Nutzvolumens des Kristalls verursacht jedoch gleichzeitig eine Gewichtszunahme, wodurch die Befestigung des Kristalls erschwert wird, ebenso wie die Zentrierung im Träger. Der Kristall hat die Neigung,entweder gegenüber dem Träger zu drehen, insbesondere bei Verwendung eines zylinderförmigen Kristalls, oder im Träger zu gleiten, was im allgemeinen zur Folge hat, daß die Verbindungen gelöst werden, die Empfindlichkeit abnimmt und ein schlechter thermischer Kontakt erhalten wird.
- 3 -109833/1364
Man versucht in allgemeinen, zur Vermeidung dieser Nachteile einerseits die Dicke des Trägers zu vergrössern und andererseits die Befestigungsmittel des Trägers am Kristall zu verstärken. Eine Zunahm-- der Dicke des Trägers, der normalerweise aus Metall besteht, kann jedoch das Phänomen von Retrodiffusion und Reemission der Strahlen verursachen bzv:. vergrössern und die Verstärkung der Befestigungsmittel führt zum Durchführen zusätzlicher Bearbeitungen entweder am Kristall oder am Träger, was die Kocten des Detektors erhöht sowie eine Gefahr vor Be- ™ Schädigung bei diesen zusätzlichen Bearbeitungen mit sich bringt.
Weiter muß für bestimmte Anwendungen das Eintrittsfenster der Planardetektoren mit den Strahlen in direktem Kontakt stehen, ohne Zwischenfügung einer Schicht aus Metall oder Keramik, wie dünn diese auch sein mag, da die Schicht Retrodiffusion oder eine zu gi'oße Absorption der Strahlen verursachen könnte. In einem derartigen Fall ist es schwierig, eine Hülle zu erhalten, J die stark sowie hermetisch ist.
Die Erfindung ermöglicht es, ein Halbleiterkristall eines Detektors fest am Träger zu befestigen, wobei nur ein geringfügiger Teil der seitlichen Kristalloberfläche verwendet wird. Im Falle eines Kristalles mit koaxialen Zonen ermöglicht es die · Erfindung außerdem, den Kristall ohne Verwendung der äusseren seitlichen Kristalloberfläche am Träger zu befestigen, wenn wenigstens der Kristall einen Hohlraum enthält.
109833/1364 ~Λ ~
BAD ORIGINAL
Nach der Erfindung ist das eingangs genannte Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß der Träger mit einem Befestigungsteil ausgebildet wird, dessen Form an eine rundherum liegende Befestigungsoberfläche angepaßt ist, die sich auf einer Seitenfläche oder in einem Hohlraum des Kristalls befindet, daß der Befestigungsteil des Trägers auf eine Temperatur gebracht wird, die von der Verwendungstemperatür des Strahlungsdetektors abweicht, wonach der Träger und der Kristall ineinander geschoben werden,bis der Befestigungsteil des Trägers der Befestigungsoberfläche des Kristalls gegenüberliegt, wonach der Träger auf die Gebrauchstemperatur des Detektors gebracht wird, wobei der Kristall klemmend am Träger befestigt wird.
Eine derartige Befestigung läßt sich dadurch verwirklichen, daß der Befestigungsteil des Trägers einer Ausdehnung, bzw. einer Einschrumpfung ausgesetzt wird.
Bei einer sehr günstigen Ausführungsform des erfindungsgemäi?.en Verfahrens wird vor der Klemmbefestigung die Befestigungsoberfläche des Kristalls und der Befestigungsteil des Trägers gegenüber ihrer Mittellinie derart in einen Winkel gebracht, daß der eine Teil konvergiert und der andere divergiert. Dabei wird die Zentrierung des Kristalls gegenüber dem Träger auf einfache Weise ermöglicht. Beim Ineinanderschieben des Trägers und des Kristalls brauchen die Winkel der Befestigungsoberfläche und des Befestigungsteils nicht notwendigerweise gleich zu sein. Die Winkel können je nach dem Ausdehnungskoeffizienten
109833/1364 "5
des Befestigungsteils derart gewählt werden, daß die Befestigungsoberfläche und der Befestigungsteil bei normaler Verwendungstemperatur des Detektors gut aneinander anliegen. Die Winkel müssen groß genug sein, um eine Zentrierung des Kristalls gegenüber dem Träger zu ermöglichen, aber klein genug, um zu vermeiden, daß der Kristall beim Verklemmen aus dem Träger gedrückt wird. Die Winkel können vorzugsweise eine Größe von einigen Grad haben und sind jedenfalls kleiner als j50°.
Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf einen Strahlungsdetektor mit einem Halbleiterkristall mit einem gleichrichtenden Übergang, der zwischen zwei Zonen entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps gebildet ist, welche zwei Zonen jedoch durch eine eigenleitende Zone getrennt sind, und mit einem Träger, an dem der Kristall befestigt ist. Ein derartiger Detektor ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Träger mit einem Befestigungsteil versehen ist, der unmittelbar um eine in ihrer Form angepaßte Befestigungsoberfläche des Kristalls liegt J oder in einer derartigen Befestigungsoberfläche liegt, wobei die Befestigung aus einer Schrumpfverbindung bzw. einer Ausdehnung sverbindung besteht, wobei der Befestigungsteil des Trägers elektrisch leitend ist und mit einer der Haiblelterzonen des Kristalls in elektrischem Kontakt steht.
Dabei ist es möglich, eine günstige Befestigung des Kristalls am Träger zu erhalten, wozu nur ein geringer Teil der seitlichen Oberfläche des Kristalls notwendig ist. Auf diese Weise weist
Ϊ09833/Ϊ364 - 6 -
der Detektor eine große Brauchbarkeit auf, insbesondere weil die strahlungsempfindliche Oberfläche zu einem möglichst großen Teil vom Träger freigelassen wird. Außerdem ist der Träger billig und kann vielerlei Formen des Kristalls angepaßt werden.
Nach einer günstigen Ausführungsform besteht der Befestigungsteil des Trägers aus mindestens zwei Elementen, von denen eines die Form eines verhältnismäßig elastischen Kragens hat, der einen Teil des Kristalls umgibt, während das andere Element aus einem Schrumpfring besteht, der den Kragen gegen den Kristall klemmt. Dabei wird eine sehr gute und durchaus vakuumdichte Befestigung erhalten.
Die gute Befestigung wird noch erhöht, wenn nach der Erfindung der Befestigungsteil des Trägers und die damit zusammenarbeitende Befestigungsoberfläche des Kristalls gegenüber der Mittellinie des Detektors in einem Winkel zueinander stehen, der
ist
kleiner/als 30°, vorzugsweise in einem Winkel von einigen Grad.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 bis 9 einige schematische Darstellungen im Schnitt der unterschiedlichen Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Detektors.
109833/1364
In dem in Fig. "> dargestellten Strahlungsdetektor befindet sich ein Halbleiterkristall, der aus Germanium oder Silizium besteht, mit einer beispielsweise zylindrischen Form, welcher Kristall zwei koaxiale Zonen 1 und 2 entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps hat, die durch eine eigenleitende Zone J1 voneinander gelrennt sind, welche letztere Zone im allgemeinen lithiumkompensiert ist. Es sei darauf hingewiesen, daß die äuGsere Zone 1 den Kristall völlig umgibt mit Ausnahme der Fläche, wo die innere Zone 2 bis an den Umfang reicht. \
Der Kristall ist an einem Träger 4 in Form einer Schale befestigt, 'v'obei der Rand 4a des Trägers 4 den Kristall an der Seite, v.-w die Zone 2 bis an den Umfang reicht, umringt. In diesem Fall wird die Befestigung durch Ausdehnung des Metalls des Randes 4a des Trägers und danach, nachdem der Rand gegenüber dem Kristall ausgerichtet ist, durch Schrumpfung dieses Metalles erhalten, wobei die Ausdehnung durch Erwärmung und die Schrumpfung dadurch erhalten wird, daß man das Metall auf I die Verwendungstemperatur zurückbringt.
Wenn der Träger 4 aus Metall besteht, wird zur Erhaltung einer elektrischen Verbindung mit der Zone 2 im Boden 4b des Trägers eine isolierte Durchführung 5 angeordnet, durch die ein Befestigungsdraht β hindurchgeführt wird, der am Ende in einen elastischen Griff 7 gedrückt ist, welcher Griff zuvor mit der Schicht 2 verlötet ist. Der Befestigungsdraht 8 wird unmittelbar
109833/1364
BAD
mit dem Träger verschweißt, und zwar zur Erhaltung einer Verbindung mit der Zone 1, da der Rand 4a mit der Zone 1 in elektrischem Kontakt steht.
Damit nach der Anordnung des Trägers der Raum zwischen den Innenwänden des Trägers 4 und dem Ende des in den Träger geführten Kristalls evakuiert werden kann, ist ein Pumpstutzen 9 vorgesehen, den man hermetisch absperrt, wenn das Vakuum im genannten Raum hoch genug ist.
Eine derartige Ausbildung weist den Vorteil auf, daß sie auf einfache und schnelle ',/eise erhalten werden kann, billig ist und eine einwandfreie Abdichtung gewährleistet.
Der in Fig. 2 dargestellte Detektor entspricht in großen Zügen dem Detektor nach Fig. 3. Ein zylinderförmiger Kristall enthält zwei koaxiale Zonen 11 und 12 entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps, welche Zonen durch eine eigenleitende Zone 13 getrennt sind. Am Ende de.o Kristalls, wo die innere Zone 12 an die Oberfläche gelangt, wird ein metallener Kragen Ί4 auf dieselbe './eise befestigt wie der Rand ''Ia in Fig. "* , welcher Kragen sich ebenfalls an die Schicht 11 anlegt.
Wenn der Kristall solide am Kragen 3-1I befestigt ist, verschweißt man danach den Flansch ]4a des Kragens mit dem Flansch τ ?a eines Trägers 15, der die Form einer Schale hat, wobei die Befestigung des Flansches l4a am Träger ü 5 entweder durch Kaitschwcjßon oder
109833/1364
durch eine elektrische Schweißbearbeitung durchgeführt werden kann.
Ebenso wie bei der Ausbildung nach Fig. 1 ist im Boden 15b des Trägers 15 eine isolierende Durchführung 16 vorgesehen, durch die ein Verbindungsdraht 17 hindurchragt, der wieder in einem elastischen Griff 18 klemmt, welcher Griff vorher mit der Halbleiterzone 12 verlötet ist, während ein Leiter 19 unmittelbar mit dem Träger 15 zur Erhaltung einer elektrischen Verbindung mit der Zone 11 verschweißt ist.
Die Befestigung des Kristalls am Träger kann im Vakuum durchgeführt werden, wobei dann auf einen Pumpstutzen im Boden des Trägers verzichtet werden kann, so daß die Abmessungen des Detektors geringer werden.
Pig. -Jt bezieht sieh auf einen Detektor vom Planartyp, dessen Kristall zwei übereinander liegende Schichten 21 und 22 ent- \ gegengesetzten Leitfähigkeitstyps enthält, welche Schichten durch eine eigenleitende Schicht 23 getrennt sind. In einer an sich bekannten Weise ist ein Eintrittsfenster 2)\ vorgesehen in der Schicht, die den zu detektierenden Strahlen ausgesetzt wird. Am Umfang der Schicht 22, die bestimmt ist, die Strahlen zu empfangen, befestigt man auf die an Hand der Fig. 1 und 2 beschriebene Weise einen Kragen 25* der einen großen Plansch 25a enthält* Der Flansch 25a wird danach mit einem Flansch 26a eines Trägers 26 in Form einer Schale verschweißt,und zwar durch Kalt schweißen oder durch eine elektrische Schweißbearbeitung.
109833/1364
- ίο -
- ίο -
Die inneren Abmessungen des Trägers 26 sind etwas größer gewählt als die des Detektors, damit jede Gefahr vor Kurzschluß zwischen der Schicht 22 und den Schichten 23 und 21 vermieden wird.
Ebenso wie bei den Detektoren nach den Fig. 1 und 2 enthält der Boden des Trägers 26 eine isolierende Durchführung 27, durch die eine Verbindung 28 ragt, die in einen elastischen Griff aufgenommen ist, welcher Griff zuvor mit der Schicht 21 verlötet ist. Ein Leiter 30, der unmittelbar mit dem Boden 26b des Trägers verschweißt ist, gewährleistet eine elektrische Verbindung mit der Schicht 22 über die Flansche 2oa und 25a und den Kragen 25.
Der in Fig. 4 dargestellte Detektor ist vom Planartyp und sein Kristall enthält zwei Schichten 3I und 32 entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps, welche Schichten durch eine eigenleitende Schicht 33 getrennt sind, wobei zwei Eintrittsfenster 34 und vorgesehen sind. Am Umfang nur einer der zwei Schichten entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps, beispielsweise 31, schrumpft man einen ersten Kragen 36 niit seiner Fläche 36a, während man zuvor am Flansch 36b einen Ring 37 aus einem isolierenden Material, beispielsweise Aluminiumoxid oder Berylliumoxid, verlötet hat. Ander Fläche des Ringes 37 gegenüber dem Kragen lötet man einen zweiten Kragen 38 mit gleicher Form wie die des' Kragens 3& und man befestigt ebenfalls durch Ausdehnung bzw. Schrumpfung die Flache 38a am Itafang der Schicht 32. Man ver-
109833/1364 - n -
- 44 -
ft dann mit dca Kragen 36 und 33 die Leiter IP, bzw. zur Erhaltung einer elektrischen Verbindung des Kristalls mit der Außenwelt.
Der in Fig. lJ> dargestellte Detektor enthält einen Kristeil, der mit Knlbleiterzonen 4l und 4? verseilen ist, die koaxial liegen, vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp sind und durch eine eigenleitende Schicht 4l getrennt sind. Dieser Detektor hat ein Sackloci: 44, wobei die Schiclit 42 die Vfend dieses Loches bedeckt. Der auf diese Ueise gebildete Kristall wird mit seinem 3r:okloc!; -'ii! an einem metallenen, rohrförmigen .Gtab <'*5 befestigt, der vorl. er mit dem Träger 56 verschweigt bzw. verlötet ist. Der Tr".ger45 hat die Form einer Schale. Nachdem das lichr h1} au:1 niedrige Temperatur gebrannt ist, v/ird es in das Loch **4 gefüh-rt. In diesem Fall findet die Befestigung des Kristalls am Träger durch Abkühlung statt, wobei der rohrförmig e Stab 45, nachdem er wieder auf Gebrauchstemperatur des Detektors geraten ist, solide im Zentralloch 44 befestigt ist. f Die elektrische Befestigung zwischen der Schicht 42 und dem äusseren yerbindungsdrairo 47, der mit dem Träger 46 verschweißt ist, wird mittels des Rohres ^5 erhalten. Die Verbindung mit der Schicht 4l wird durch den 3efestigungsdraht 48 erhalten, der mit einem Ende mit der Schicht 4l verlötet ist und mit Hilfe einer Glas-Metalldurchf{ihrung 4Q durch den Träger 46 ragt. Der Deckel 50 wird, je nach der Verwendung, aus einem Metall oder aus einem isolierendem Material gewählt und wird, wenn der Deckel aus Metall besteht, durch Kaltschweißen am Träger 46 bc-
109833/1364
BAD
festigt oder, wenn er aus einem isolierenden Material besteht, beispielsweise aus Keramik, damit verlötet.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 enthält der Träger mindestens zwei Teile, von denen einer einen Kragen bildet, der verhältnismäßig elastisch ist und einen Teil des Kristalles umgibt. Der andere Teil besteht aus einem Schrumpfring, der den Kragen gegen den Kristall preßt. Diese Abänderung enthält den Planardetektor, der an Hand der Fig. 3 beschrieben wurde, aber es dürfte einleuchten, daß diese Abänderung auch bei Koaxialdetektoren und bei anderen Trägern, die bereits früher beschrieben worden sind, verwendbar ist. In den Fig. 3> und 6 tragen gleiche Teile gleiche Bezugszeichen.
Am !Anfang der Schicht 22 bringt man nacheinander einen metallenen Kragen 25> dessen Abmessungen etwas grosser sind als die des Kristalles, und einen Schrumpfring 51 an, der auch aus Metall besteht und durch eine vorhergehende Erhitzung einer Ausdehnung ausgesetzt wurde. Wenn die Gebrauchstemperatür wieder eintrifft, schrumpft der Schrumpfring 51 und preßt dabei die Fläche 25b des Kragens 25 gegen den Umfang der Schicht 22.
Der Flansch 25a des Kragens 25 wird danach mit dem Flansch 26a des Trägers 26 verschweißt, welcher Träger die Form einer Schale hat.
Einer der Vorteile der dargestellten Ausführungsform liegt in der Tatsache, daß man die Oberfläche des Detektors, die einer
109833/1364
- 13 -
Strahlung ausgesetzt wird, maximal ausnutzen kann und daß man außerdem einen sehr hohen Wirkungsgrad erhält.
Die in Fig. J dargestellte Ausführungsform entspricht im wesentlichen der nach Fig. 1. Der Kristall C enthält ein kegelförmiges konvergierendes Ende Ca, das auf die bei Fig. 1 beschriebene Weise an einem erweiterten Rand 4a des Trägers 4 befestigt ist. Diese Ausführungsform ermöglicht eine einfache Zentrierung des Kristalls gegenüber dem Träger, ist billig und ™ weist eine ausgezeichnete Vakuumdichtigkeit auf.
Die Ausführungsform nach Fig. 8 weicht nur dadurch von der nach Fig. 2 ab, daß an einem kegelförmigen konvergierenden Ende Ca des Kristalls C auf die obenstehend beschriebene Weise ein Kragen 14 befestigt wird, der einen auslaufenden Rand l4b hat. Auch hier wird wieder die Zentrierung des Kristalls vereinfacht, wobei außerdem die Dichtigkeit der Verbindung besonders gut ist.
Eine sehr günstige Ausführungsform des Detektors ist in Fig.9 dargestellt. Diese Ausführungsform entspricht im wesentlichen der nach Fig. 6. Sie enthält einen Halbleiterkristall C in der Form einer zylinderförmigen Scheibe und weist zwei Zonen 21 und 22 entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps auf, welche Zonen durch eine eigenleitende Zone 2J> getrennt sind.
Das Gebiet 22a der Seitenfläche des Kristalls C, das vorzugsweise auf der Schicht 22 liegt, ist derart geschliffen worden,
109833/1364 - i4 -
daß es eine leicht kegelförmige konvergierende Form hat. Am Gebiet 22a befestigt man nacheinander5 einen Metallkragen 25 und einen Schrumpfring 51, der ebenfalls aus Metall besteht. Der Schrumpfring ist vor der Befestigung durch eine Temperaturerhöhung ausgedehnt und preßt, indem er schrumpft, den Rand 25b des Kragens 25 gegen die Befestigungsoberfläche 22a des Kristalls. Der Plansch 25a des Kragens 25 wird danach mit dem Flansch 26a des Trägers 26 verschweißt, v/elcher Träger die Form einer Schale hat, die den Kristall umgibt. Demit die unterschiedlichen Teile gut ausgerichtet v/erden können, weisen der Rand 25b und der Schrumpfring 51 eine gleiche Kegelförmigkeit auf und sie konvergieren, von der Außenseite des Halbleiterbauelementes gesehen, derart, daß ihre Kegelform im wesentlichen der der Befestigungsoberfläche 22a des Kristalls C entspricht.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 besteht der Kristall aus Germanium, wobei die Zone 21 vom N-Typ und die Zonen 22 vom P-Typ ist, wobei die eigenleitendeSchicht mit Lithium kompensiert ist. Der Kragen 25 ist aus Aluminium gebildet und der Schrumpfring 26 besteht aus rostfreiem Stahl. Dabei hat es sich als Möglichkeit ergeben, unter Berücksichtigung des Ausdehnungskoeffizienten der unterschiedlichen Teile, eine gleiche Kegelförmigkeit für die Wand 25b, die Befestigungsoberfläche 22a und den Schrumpfring 51 zu wählen; der Winkel α ist im Ausführungsbeispiel gleich 2°3Of gewählt worden, er kann im allgemeinen zwischen O und J0o liegen. Zur Vereinfachung
109833/1364 ~15"
der Festschrumpfung kann die Wand 25b vorzugsweise geschmeidig und dünn ausgebildet sein. Zur Erhaltung einer zweckdienlichen Befestigung wurde der Schrumpfring auf eine Temperatur von etvra. 50O0C erhitzt, während die Schrumpfung des Ringes durch Kühlung bis zur Temperatur von flüssigem Stickstoff erholten wird.
Versuche, u.a. Heliumversuche, haben gezeigt, daß eine außerordentlich vakuumdichte Verbindung sogar bei Temperaturstößen bis 77°K erhalten werden kann. Es sei darauf zu achten, daß die Bearbeitung der Befestigungsoberfläche des Kristalls mit Sorgfalt geschieht und die /bmessungen der Befestigungsoberfläche an die des Befestigungsteils des Trägers abhängig vom Ausdehnungskoeffizienten der Teile angepaßt wird. Gewünsch tenf al Is kann die Befestigungsoberfläche des Kristalls noch mit einer sehr dünnen Metallschicht, beispielsweise Gold, versehen werden.
Patentansprüche
-ΙΟ
109833/1364

Claims (1)

  1. Pa ten tans pr iiche
    1. Verfahren zum Befestigen eines Halbleiterkristalls eines Strahlungsdetektors an einem Träger, welcher Kristall mit einem gleichrichtenden Übergang versehen ist, der zwischen zwei Zonen entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps gebildet ist, die gegebenenfalls durch eine eigenleitende Zone getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger mit einem Befestigungsteil ausgebildet wird, dessen Form an eine rundherum liegende Befestigungsoberfläohe angepaßt ist, die sich auf einer Seitenfläche oder in einem Hohlraum des Kristalls befindet, daß der Befestigungsteil des Trägers auf eine Temperatur gebracht wird, die von der Gebrauchstemperatür des Strahlungsdetektors abweicht, wonach der Träger und der Kristall ineinander geschoben werden, bis der Befestigungsteil des Trägers der Befestigungsoberfläche des Kristalls gegenüberliegt, wonach der Träger auf die Gebrauchstemperatür des Detektors gebracht wird, wobei der Kristall klemmend am Träger befestigt wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die klemmende Befestigung des Kristalls am Träger dadurch erhalten wird, daß der Befestigungsteil des Trägers vor dem Ineinanderschieben des Kristalls und des Trägers einer Ausdehnung ausgcr.etr.t wird.
    ι" 109833/1364
    j5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die klemmende Befestigung des Kristalls am Träger dadurch erhalten wird., daß der Befestigungsteil des Trägers bevor dieser in einen Hohlraum des Kristalls geführt wird, einer Schrumpfbearbeitung ausgesetzt wird.
    4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor der klemmenden Befestigung die Befestigungsoberfläche des Kristalls und der Befestigungsteil des Trägers gegenüber ihrer Mittellinie in einen Winkel gebracht werden, und zwar derart, daß der eine konvergiert und der andere divergiert.
    5. Strahlungsdetektor mit einem Halbleiterkristall mit einem gleichrichtenden Übergang, der zwischen zwei Zonen entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps gebildet ist, welche Zonen gegebenenfalls durch eine eigenleitende Zone getrennt sind, und mit einem Träger, an dem der Kristall be- I festigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger mit einem Befestigungsteil versehen ist, der unmittelbar um eine in ihrer Form angepaßte BefestLgungsoberfläche des Kristalls liegt oder in einer derartigen Oberfläche, wobei die Befestigung aus einer Schrumpfverbindung bzw. einer Ausdehnungsverbindung besteht, wobei der Befestigungsteil des Trägers elektrisch leitend ist und mit einer der Plalbleiterzonen des Kristall in elektrischem Kontakt steht.
    - 18 109833/1364
    6. Strahlungsdetektor nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsteil des Trägers aus mindestens zwei Elementen besteht, von denen eines die Form eines verhältnismäßig elastischen Kragens hat, der einen Teil des Kristalls umringt, während das andere Element aus einem Schrumpfring besteht, der den Kragen gegen den Kristall preßt.
    7· Strahlungsdetektor nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger aus einem schalenförmigen Teil und einem Kragen besteht, wobei der Kragen durch eine Schrumpfverbindung an einer Seitenfläche des Kristalls befestigt sind und der Kragen mit einem Plansch versehen ist, der mit einem Plansch des schalenförmigen Teils verbunden ist und zwar zur Erhaltung eines hermetisch geschlossenen Raumes zwischen dem schalenförmigen Teil und dem von ihm aufgenommenen Kristallende.
    8. Strahlungsdetektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger ein ringförmiges Element aus Isoliermaterial enthält und zwei Metallkragen, die je mit einem Flansch auf einer ebenen Oberfläche des Ringes gelötet sind, welche Kragen je mit der Außenoberfläche des Kristalls in klemmendem Kontakt stehen.
    - 19 -
    109833/1364
    21Ü3626
    9. Strahlungsdetektor nach Anspruch 5 mit einem Kristall mit zwei koaxialen Zonen entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps, dadurch gekennzeichnet, daß der Kristall einen Hohlraum enthält, dessen Wand durch eine der genannten Zonen gebildet wird, wobei ein stabförmiger Teil des Trägers durch eine Ausdehnungsverbindung in den Hohlraum geklemmt ist.
    10. Strahlungsdetektor nach einem der Ansprüche 5 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsteil des Trägers und die damit zusammenarbeitende Befestigungsoberfläche des Kristalls gegenüber der Mittellinie des Detektors in einem Winkel stehen, der kleiner ist als j50°, vorzugsweise in einem Winkel von einigen Grad.
    109833/1364
DE19712103626 1970-01-26 1971-01-26 Strahlungsdetektor Pending DE2103626A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR7002618A FR2074754B1 (de) 1970-01-26 1970-01-26
FR7043724A FR2116292B2 (de) 1970-12-04 1970-12-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2103626A1 true DE2103626A1 (de) 1971-08-12

Family

ID=26215517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19712103626 Pending DE2103626A1 (de) 1970-01-26 1971-01-26 Strahlungsdetektor

Country Status (4)

Country Link
US (1) US3697825A (de)
JP (1) JPS529117B1 (de)
DE (1) DE2103626A1 (de)
GB (1) GB1322465A (de)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4885827A (de) * 1972-02-22 1973-11-13
FR2192379B1 (de) * 1972-07-10 1977-07-22 Radiotechnique Compelec
US3962669A (en) * 1974-07-24 1976-06-08 Tyco Laboratories, Inc. Electrical contact structure for semiconductor body
US3990097A (en) * 1975-09-18 1976-11-02 Solarex Corporation Silicon solar energy cell having improved back contact and method forming same
CN102569487B (zh) * 2012-01-17 2014-05-28 北京大学 硅pin中子剂量探测器及其制作方法
CN102544186B (zh) * 2012-01-17 2014-04-16 北京大学 一种硅pin中子剂量探测器及其制备方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2986591A (en) * 1955-10-17 1961-05-30 Ibm Photovoltaic cell
US3008089A (en) * 1958-02-20 1961-11-07 Bell Telephone Labor Inc Semiconductive device comprising p-i-n conductivity layers
DE1248811B (de) * 1961-03-28
US3476986A (en) * 1966-09-17 1969-11-04 Nippon Electric Co Pressure contact semiconductor devices

Also Published As

Publication number Publication date
GB1322465A (en) 1973-07-04
JPS462774A (de) 1971-10-21
JPS529117B1 (de) 1977-03-14
US3697825A (en) 1972-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69724017T2 (de) Temperaturdetektor
DE1464622A1 (de) Halbleiterbauelement
DE1098102B (de) Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Halbleitervorrichtung
DE2215757B2 (de) Stecker- bzw. Buchsenteil einer Steckvorrichtung für Koaxialkabel
DE2103626A1 (de) Strahlungsdetektor
DE4028338C2 (de)
DE2012440C3 (de) Halbleiteranordnung für gasdicht abgeschlossene scheibenförmige Halbleiterelemente
DE2157695A1 (de) Verfahren zur Herstellung von vakuumdichten Leitungsdurchführungen in einer Dewar-Einrichtung
DE2104726A1 (de) Halbleiterbauelement
DE2154184A1 (de) Elektrode zur Verwendung für ein mit einer Öffnung versehenes Druckgefäß
DE1916399A1 (de) Halbleitergleichrichter
DE3308389C2 (de)
DE1907971C3 (de) Halbleiterdetektorelement und Halbleiterdetektor
DE2409395C3 (de) Halbleiterbauelement
DE2113976C3 (de) Impuls-Röntgenröhre
DE3340764A1 (de) Getteranordnung fuer eine kathodenstrahlroehre
DE2130796B2 (de) Kontaktverbindung
DE2940571A1 (de) Modul aus wenigstens zwei halbleiterbauelementen
DE2046364C3 (de) Strahlungsdetektor
DE4040751A1 (de) Gto-thyristor
DE1514254C (de) Halbleiterbauelement
DE2046364A1 (de) Strahlungsdetektor
DE1110323C2 (de) Verfahren zur Herstellung von Halbleiteranordnungen
DE1564662C (de) Strahlerzeuger für an eine Vakuumpumpe angeschlossene Korpuskularstrahlgeräte, insbesondere Elektronenmikroskope
DE2036638A1 (de) Kontaktanordnung