DE2806858C2 - - Google Patents

Info

Publication number
DE2806858C2
DE2806858C2 DE2806858A DE2806858A DE2806858C2 DE 2806858 C2 DE2806858 C2 DE 2806858C2 DE 2806858 A DE2806858 A DE 2806858A DE 2806858 A DE2806858 A DE 2806858A DE 2806858 C2 DE2806858 C2 DE 2806858C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
silicon substrate
radiation detector
measuring
detector according
semiconductor radiation
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.)
Expired
Application number
DE2806858A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2806858A1 (de
Inventor
Tetsuji Kobayashi
Tohru Yokohama Jp Sugita
Noboru Nagasaki Jp Matsuo
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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 JP52016375A external-priority patent/JPS5823911B2/ja
Priority claimed from JP52017951A external-priority patent/JPS5826674B2/ja
Priority claimed from JP52019526A external-priority patent/JPS5833717B2/ja
Priority claimed from JP1952877A external-priority patent/JPS53105182A/ja
Priority claimed from JP1952777A external-priority patent/JPS53105181A/ja
Priority claimed from JP52058074A external-priority patent/JPS5841666B2/ja
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Publication of DE2806858A1 publication Critical patent/DE2806858A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2806858C2 publication Critical patent/DE2806858C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/24—Measuring radiation intensity with semiconductor detectors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/29—Measurement performed on radiation beams, e.g. position or section of the beam; Measurement of spatial distribution of radiation
    • G01T1/2914—Measurement of spatial distribution of radiation
    • G01T1/2921—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions; Radio-isotope cameras
    • G01T1/2928—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions; Radio-isotope cameras using solid state detectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor 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
    • H01L31/08—Semiconductor 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
    • H01L31/10—Semiconductor 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
    • H01L31/115—Devices sensitive to very short wavelength, e.g. X-rays, gamma-rays or corpuscular radiation
    • H01L31/118—Devices sensitive to very short wavelength, e.g. X-rays, gamma-rays or corpuscular radiation of the surface barrier or shallow PN junction detector type, e.g. surface barrier alpha-particle detectors

Landscapes

  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Halbleiter-Strahlungsdetektor für Röntgen- und Gammastrahlung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Aus der US-PS 35 98 997 ist ein gattungsgemäßer Halbleiter-Strahlungsdetektor bekannt, welcher aus einer Detektoreinheit mit einem plattenförmigen Meßelement in Form eines Halbleitersubstrates besteht. Auf diesem Halbleitersubstrat ist eine Metallschicht aufgebracht, die eine parallel zu den Hauptflächen des plattenförmigen Meßelements verlaufende Oberflächensperrschicht zwischen der Metallschicht und dem Halbleitersubstrat bildet. Außerdem ist auf der anderen Fläche des Halbleitersubstrats eine Elektrode vorgesehen. Mit der Elektrode und der Metallschicht ist eine Ausgangsschaltung aus einer Batterie und einem Widerstand verbunden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Halbleiter- Strahlungsdetektor zu schaffen, der einen besonders hohen Wirkungsgrad besitzt und dennoch nur eine kleine Fläche benötigt.
Diese Aufgabe wird bei einem Halbleiter-Strahlungsdetektor nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß durch die in dessen kennzeichnendem Teil enthaltenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen 2 bis 9.
Beim erfindungsgemäßen Halbleiter-Strahlungsdetektor weist das Einkristall-Siliziumsubstrat eine Fremdatomkonzentration von weniger als 1014 Atome/ cm3 (spezifischer Widerstand von mehr als 300 Ω · cm auf. Es wird eine einfallende Strahlungsmenge gemessen, ohne eine Vorspannung zwischen Metallschicht und Substrat anlegen zu müssen.
Wenn dagegen die Fremdatomkonzentration des Einkristall-Siliziumsubstrats mehr als 1014 Atome/cm3 beträgt, ist es unmöglich, Strahlung mit geringer Energie oder in geringer Menge mit praktisch ausreichender Meßempfindlichkeit zu messen. Vorzugsweise beträgt die Ladungsträgerlebensdauer des Substrats mehr als 500 µs.
Die Oberflächensperrschicht kann entweder in unmittelbarer Berührung mit der Metallschicht und dem genannten Substrat oder unter Zwischenfügung einer dünnen Zwischenschicht (einer Dicke von unter 5 nm) zwischen beiden ausgebildet sein.
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Halbleiter- Strahlungsdetektors,
Fig. 2 und 3 graphische Darstellungen der Beziehung zwischen Meßausgangssignal und einfallender Strahlungsmenge,
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines ersten Halbleiter- Strahlungsdetektors mit Meßelement nach der Erfindung,
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines zweiten Halbleiter- Strahlungsdetektors nach der Erfindung,
Fig. 6 bis 9 auseinandergezogene perspektivische Darstellungen weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Halbleiter-Strahlungsdetektors.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Halbleiter-Strahlungsdetektor umfaßt ein Meßelement 30 ein rechteckiges Einkristall- Siliziumsubstrat 31 vom p-Leitfähigkeitstyp mit ebenen Flächen. Das Substrat 31 ist so ausgebildet, daß es einen spezifischen Widerstand von etwa 300 Ω · cm (Fremdatomkonzentration von 1 × 1014 Atome/cm3) und eine Ladungsträgerlebensdauer von 200, vorzugsweise 500 µs besitzt. Von der einen breiteren Fläche her ist Bor hohen Reinheitsgrads unter Bildung einer dünnen p⁺- Schicht 32 in das Substrat 31 eindiffundiert, während auf seine andere breitere Fläche Aluminium unter Bildung einer Metallschicht 33 aufgedampft ist. Hierdurch wird zwischen dem Substrat 31 und der Metallschicht 33 eine Oberflächensperrschicht gebildet. Vor der Ausbildung der Metallschicht auf der Substratoberfläche kann ein Oxidfilm, beispielsweise durch Ätzen, vollständig von dieser Oberfläche abgetragen werden. Es kann jedoch der Oxidfilm auch auf der Substratoberfläche belassen werden, wenn seine Dicke nur so groß ist, daß er die Oberflächensperrschicht nicht behindert. Auf die p⁺-Schicht 32 wird zur Bildung einer ohmschen Elektrodenschicht 34 Gold aufgedampft. Die Metalle für die Oberflächensperrschicht und für die ohmsche Elektrodenschicht 34 sind jedoch nicht auf Aluminium bzw. Gold beschränkt, vielmehr können auch andere Metalle, wie Titan und Nickel benutzt werden, wie sie auf diesem Fachgebiet üblicherweise für die Ausbildung einer solchen Oberflächensperrschicht bzw. einer solchen ohmschen Elektrode verwendet werden. Bei Verwendung eines n-Typ-Einkristall-Siliziumsubstrats kann Gold für die Ausbildung einer Oberflächensperrschicht und Aluminium für die Herstellung einer ohmschen Elektrode eingesetzt werden. Im Fall eines Metalls, wie Aluminium, das beim Aufdampfen auf ein solches Substrat einen ohmschen Kontakt herstellt, ist für diesen Zweck eine Schicht mit hoher Fremdatomkonzentration nicht unbedingt nötig. Bei dem dargestellten Meßelement 30 ist die ohmsche Elektrode 34 mit Masse 35 verbunden, während die Metallschicht 33 an einen Meßverstärker 36 angeschlossen ist. Wenn aus den durch die Pfeile A, B bzw. C in Fig. 1 angedeuteten Richtungen Strahlung auf das Meßelement 30 auftrifft, mißt das Meßelement 30 eine darin induzierte elektromotorische Kraft (EMK). Der Meßverstärker 36 besteht aus einem Operationsverstärker mit einem Rückkopplungswiderstand von 107 Ohm. Die nichtinvertierende Eingangsklemme des Meßverstärkers ist an Masse gelegt, und seine invertierende Eingangsklemme ist mit der Metallschicht 33 des Meßelements verbunden.
Fig. 2 veranschaulicht die Beziehung zwischen einem Meßausgangssignal und der einfallenden Strahlungsmenge für den Fall, daß ein Einkristall-Siliziumsubstrat 31 mit rechteckiger Form einer Größe von 17 × 15 × 2 mm3 und einer Ladungsträgerlebensdauer von etwa 500 µs als Meßelement verwendet wird. Gemäß Fig. 2 wird als Strahlung eine Röntgenstrahlung mit einer Energie von 70 KeV gemessen, welche in den Richtungen A, B und C gemäß Fig. 1 auf das Meßelement auftrifft. In der graphischen Darstellung von Fig. 2 ist das Ausgangssignal des Meßverstärkers auf der Ordinate aufgetragen, während die einfallende Strahlungsmenge auf der Abszisse aufgetragen ist. Die Linien A, B und C veranschaulichen die Ausgangskennlinie der in der betreffenden Richtung auf das Meßelement fallenden Röntgenstrahlung. Wenn die Strahlungsmenge im Bereich von 1 mR/min bis 10 R/min liegt, ändern sich die Ausgangsspannungen proportional zur Strahlungsmenge bzw. -dosis, auch wenn die Röntgenstrahlung auf die eine Seitenfläche des Meßelements 30, d. h. in Richtung A, auf die Metallschicht 33 des Meßelements, d. h. in Richtung B, bzw. auf die ohmsche Elektrodenschicht 34 des Meßelements 30, d. h. in Richtung C, auftrifft. Diese Tatsache geht aus Fig. 2 deutlich hervor. Auch bei einer hohen Strahlungsmenge in der Größenordnung von 1-100 R/min werden, obgleich in Fig. 2 nicht veranschaulicht, der Strahlungsmenge praktisch proportionale Ausgangsspannungen erhalten, ohne daß die Eigenschaften bzw. die Kennlinie des Meßelements beeinträchtigt werden. Fig. 3 veranschaulicht zum Vergleich die Beziehung zwischen einem Meßausgangssignal und der Strahlungsmenge für einen beim selben Verfahren wie in Fig. 2 durchgeführten Versuch, bei dem als Meßelement ein Siliziumeinkristall mit einem spezifischen Widerstand von 50 Ω · cm und einer Ladungsträgerlebensdauer von etwa 100 µs verwendet wird. Aus Fig. 3 geht hervor, daß bei größerer Strahlungsmenge dieselbe Ausgangskennlinie wie in Fig. 2 erhalten wird, daß bei einer Strahlungsmenge von unter 500 mR/min keine geradlinige Ausgangsänderung erzielt wird und daß bei einer Strahlungsmenge von unter 80 mR/min tatsächlich keine Ausgangsgröße gemessen werden kann, da diese Größe lediglich einem Dunkelstrom bzw. Dunkelstoß entspricht.
In Fig. 4 ist nunmehr als erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung ein rechteckiges Einkristall-Siliziumsubstrat 31 gezeigt, das einen spezifischen Widerstand von etwa 300 Ω · cm und eine Ladungsträgerlebensdauer von etwa 500 µs besitzt. Auf die eine breitere bzw. Hauptfläche des Substrats 31 sind vier streifenförmige Metallschichten 33 in vorbestimmten Querabständen aufgebracht. Die Metallschichten 33 können auf der einen Oberfläche des Substrats durch selektives Aufdampfen von Aluminium ausgebildet werden. Wahlweise kann auf die eine Gesamtfläche des Substrats Aluminium aufgedampft werden, worauf die mit Aluminium bedampfte Fläche des Substrats zur Ausbildung der streifenförmigen Metallschichten 33 selektiv geätzt wird. Eine gemeinsame ohmsche Elektrodenschicht 34 aus Gold ist auf der anderen Hauptfläche des Substrats vorgesehen. Diese ohmsche Elektrodenschicht 34 ist dabei mit Masse 35 verbunden. Die Metallschichten 33 sind über zugeordnete Schalter 37 mit einem gemeinsamen Meßverstärker 36 verbunden. Bei dieser Ausführungsform sind vier Meßelemente 30 vorgesehen, welche die einzeln auf der einen Oberfläche des Substrats 31 ausgebildeten vier Metallschichten 33 umfassen.
Der Strahlungsdetektor gemäß Fig. 4 wird, wie durch die Pfeile in Fig. 4 angedeutet, von oben her mit der Strahlung beaufschlagt. Dabei können von jedem der vier Meßelemente selektiv Ausgangssignale abgenommen werden, so daß eine Ausgangssignalgröße entsprechend dem Querschnitt der einfallenden Strahlung erhalten wird. Dies bedeutet, daß Lage und Größe eines wirksamen Abschnitts des Strahlungsdetektors durch selektives Öffnen und Schließen der vier Schalter 37 entsprechend gewählt werden können. Die vier Meßelemente sind dabei gegeneinander elektrisch isoliert, so daß selbst dann, wenn bestimmte Meßelemente angesteuert werden, ihre Meßausgänge keiner Beeinflussung durch einen Streustrom und elektrostatische Kapazität aufgrund der restlichen Meßelemente unterworfen sind.
Der Strahlungsdetektor gemäß Fig. 5 umfaßt einen Meßabschnitt mit acht Meßelementen 30, die in einer Matrixform angeordnet sind, bei welcher sich vier Meßelemente in einer Zeile und zwei Elemente in einer Spalte befinden. Das Meßelement 30 besteht aus einem rechteckigen, stabförmigen Einkristall- Siliziumsubstrat 31, auf dessen einer Seitenfläche eine Metallschicht 33 und auf dessen gegenüberliegender Seitenfläche eine ohmsche Elektrodenschicht 34 ausgebildet sind. Die jeweiligen Elemente jeder Zeile sind mit ihren ohmschen Elektroden 34 flächig miteinander verbunden, während die Substrate 31 der Meßelemente in der Spalte endweise miteinander verbunden sind. Die Rücken an Rücken liegenden Meßelemente 30 sind an ihren ohmschen Elektroden 34 elektrisch miteinander verbunden, und zwar mit Hilfe eines elektrisch leitenden Klebemittels, etwa eines elektrisch leitenden Epoxyharzes, eines Indium-Lötmetalls oder einer Au-Si-Legierung. Die einander endweise zugewandten Meßelemente 30 sind mit Hilfe eines an sich bekannten, isolierenden Klebemittels 39 gegeneinander elektrisch isoliert. Hierbei bilden zwei Rücken an Rücken aneinander liegende Meßelemente 30 jeweils einen Satz, so daß insgesamt vier Sätze von Meßelementen vorgesehen sind. Die ohmsche Elektrodenschicht 34 jedes Satzes liegt an Masse. Die Metallschichten 33 der einzelnen Meßelementsätze sind jeweils über Schalter 37 mit einem gemeinsamen Meßverstärker 36 verbunden.
Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Meßelement 30, das gemäß Fig. 1 ein rechteckiges plattenförmiges Einkristall-Siliziumsubstrat 31 aufweist, auf dessen breiteren bzw. Hauptflächen einmal eine Metallschicht 33 und zum anderen eine ohmsche Elektrodenschicht 34 ausgebildet sind. Dem Meßelement 30 wird eine Ausnehmung eines rechteckigen rahmenförmigen Halters 40 mit einer Dicke entsprechend derjenigen des Meßelements 30 eingesetzt, dessen Ausnehmung am oberen Ende offen ist. Der Halter 40 besteht aus einem isolierenden Werkstoff, wie Kunstharz, und das Meßelement 30 wird an drei Seiten mit der Innenfläche des Halters 40 derart verklebt, daß seine Oberseite unverklebt bleibt und nach oben hin freiliegt. Die obere Stirnfläche des Halters 40 ist so bemessen, daß sie bündig mit der Oberseite des Meßelements 30 abschließt. Die Strahlung trifft dabei auf die Oberseite des Meßelements 30 auf. Auf der Metallschicht 33 des Meßelements 30 ist eine Ausgangsanschlußelektrodenschicht 41 ausgebildet, die einen längs der Außenfläche des Halters 40 nach unten herabgezogenen Fortsatz aufweist. An der ohmschen Elektrodenschicht 34 des Meßelements 30 ist eine plattenförmige Masseanschlußelektrodenschicht 42 angebracht, welche die eine Außenfläche des Halters 40 vollständig bedeckt und sich weiter in Aufwärtsrichtung erstreckt. Auf diese Weise wird eine Detektoreinheit gebildet. Eine Anzahl solcher Detektoreinheiten wird auf die in Fig. 6 gezeigte Weise so angeordnet, daß ihre Oberseiten in die Einfallsrichtung der Strahlung weisen. Diese Detektoreinheiten werden zur Bildung eines Mehrkanal- Strahlungsdetektors in ein Metallgehäuse 43 eingesetzt. In den einander zugewandten Innenflächen des Gehäuses 43 sind paarweise angeordnete Leitnuten 44 vorgesehen, in die jeweils eine Detektoreinheit einschiebbar ist. Hierdurch wird zwangsläufig eine einwandfreie Ausrichtung jeder Detektoreinheit gewährleistet. An der Bodenwand des Gehäuses 43 sind diese durchsetzende Anschlüsse 45 befestigt, die jeweils gegenüber dem Gehäuse 43 elektrisch isoliert sind. Der nach unten gerichtete Fortsatz der Ausgangsanschlußelektrodenschicht 41 jeder Detektoreinheit wird zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit dem betreffenden Anschluß 45 kontaktiert. Der Anschluß 45 ist seinerseits mit einem entsprechenden Meßverstärker 36 verbunden. Die Masseanschlußelektrodenschicht 42 der Detektoreinheit ist über das Gehäuse 43 geerdet, wenn die Detektoreinheit in die zugeordneten, gegenüberstehenden Nuten des Gehäuses so eingesetzt ist, daß diese Schicht 42 mit dem Gehäuse in Berührung steht. Die Masseanschlußelektrodenschicht 42 besteht aus Al, Ti, W oder Mo, und beide Seiten des hochgezogenen Abschnitts dieser Elektrodenschicht sind durch Stützwände 46 gehaltert. Auf diese Weise wird ein Kollimator gebildet. Bei dem beschriebenen Strahlungsdetektor entfällt die Notwendigkeit für Elektrodenanschlußverfahren, wie Leitungsverbindung und Löten, so daß verbesserte Stabilität und Zuverlässigkeit gewährleistet werden. Außerdem läßt sich die Detektoreinheit ohne weiteres mit hoher Produktionsleistung und niedrigen Fertigungskosten herstellen und zusammensetzen. Da das Meßelement und der Halter jeweils dieselbe Dicke besitzen, kann die Dicke der Detektoreinheit insgesamt verkleinert sein. Die Detektoreinheiten sind dabei in die zugeordneten, einander gegenüberstehenden, paarweise vorgesehenen Nuten des Gehäuses eingesetzt und mit engem gegenseitigen Abstand genau ausgerichtet, wodurch eine hohe lagenmäßige Auflösung gewährleistet wird.
Bei dem in Fig. 7 dargestellten Strahlungsdetektor weist die Ausgangsanschlußelektrodenschicht 41 an der einen Seite einen Fortsatz auf, wobei ein mit einem entsprechenden Meßverstärker 36 verbundener Anschluß 45 in eine zugeordnete Leitnut 44 des Gehäuses 43 hineinragt. Wenn die Detektoreinheit in die beiden zugeordneten, gegenüberstehenden Leitnuten des Gehäuses eingesetzt wird, kommt der Fortsatz der Ausgangsanschlußelektrodenschicht 41 in Andruckberührung mit diesem Anschluß 45. Bei dieser Ausführungsform ragt die Masseanschlußelektrodenschicht 42 nicht nach oben über die Detektoreinheit hinaus, so daß kein Kollimator vorgesehen ist.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 8 besteht jede Detektoreinheit aus mehreren Detektorelementen 30 der Art gemäß Fig. 4. Die Ausgangsanschlußelektrodenschichten 41 sind dabei jeweils an den Metallschichten 33 der Meßelemente angebracht. Der Fortsatz jeder Elektrodenschicht 41 erstreckt sich längs der einen Seitenfläche eines Halters 40. Vier Anschlüsse bzw. Klemmen 45 durchsetzen den Boden des Gehäuses 43 in der Weise, daß sie in vorbestimmten Abständen zwischen zwei einander gegenüberliegenden Leitnuten des Gehäuses 43 angeordnet sind. An der Außenseite des Gehäuses 43 sind die vier Anschlüsse 45 jeweils über Schalter 37 mit einem gemeinsamen Meßverstärker 36 verbunden. Wenn die Detektoreinheit in das zugeordnete Paar von Leitnuten des Gehäuses 43 eingeschoben wird, kommen die Fortsätze der Ausgangsanschlußelektrodenschichten 41 Zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit den Anschlüssen 45 in Berührung.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 9 weist ein Halter 40 für eine Detektoreinheit, welcher dieselbe Dicke besitzt wie letztere, an jeder Seite einen lotrecht verlaufenden abgestuften Abschnitt 40 a auf. Diese Abschnitte werden in zwei gegenüberstehende Nuten 44 eines Gehäuses 43 eingesetzt, so daß die Detektoreinheit in diesem Gehäuse 43 festgelegt ist. Die Detektoreinheiten können unter Verwendung entsprechender Halter 40 in dichtgedrängter Anordnung in das Gehäuse 43 eingesetzt werden.
Die Zahl der Meßelemente kann entsprechend dem vorgesehenen Einsatzzweck des Strahlungsdetektors variiert werden. Darüber hinaus ist auch der Meßverstärker nicht unbedingt nötig, vielmehr können Bauteile, die eine geeignete Verstärkerfunktion besitzen, in Kombination miteinander verwendet werden.
Die Ausgangsschaltung ist durch eine vorspannungslose Schaltung gebildet, die keine Vorspannung über das Meßelement bzw. die Meßelemente anlegt.
Obgleich das Gehäuse bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen aus einem elektrisch leitenden Werkstoff besteht, kann es auch aus einem Isoliermaterial hergestellt sein. In diesem Fall werden die ohmsche Elektrodenschicht und die Metallschicht jeweils mit Hilfe von das Gehäuse durchsetzenden elektrischen Klemmen bzw. Anschlüssen angeschlossen.

Claims (9)

1. Halbleiter-Strahlungsdetektor für Röntgen- und Gamma- Strahlung, bestehend aus einer Detektoreinheit mit einem plattenförmigen Meßelement (30) in Form eines Einkristall-Siliziumsubstrats (31), mit einer Metallschicht (33) auf einer Fläche des Siliziumsubstrats (31) zur Bildung einer parallel zu den Hauptflächen des plattenförmigen Meßelements (30) verlaufenden Oberflächensperrschicht zwischen der Metallschicht (33) und dem Siliziumsubstrat (31) und mit einer auf der anderen Fläche des Siliziumsubstrats (31) ausgebildeten Elektrodenschicht (34), und aus einer Ausgangsschaltung (36), die an die Metallschicht (33) und die Elektrodenschicht (34) des Meßelements (30) zur Bildung einer Meßgröße angeschlossen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
  • - das Einkristall-Siliziumsubstrat (31) eines Meßelements eine Fremdatomkonzentration von weniger als 1 × 1014 Atome/cm3 aufweist und die Ladungsträgerlebensdauer mehr als 200 µs beträgt,
  • - mehrere Meßelemente (30) mit obigem Aufbau in Intervallen derart nebeneinander angeordnet sind, daß die Oberflächensperrschichten parallel zueinander verlaufen und die zu messende Strahlung parallel zu den Oberflächensperrschichten einfällt, und
  • - die Ausgangsschaltung (36) aus einer vorspannungslosen Schaltung besteht, die keine Vorspannung an das Meßelement (30) anlegt.
2. Halbleiter-Strahlungsdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht (33) in unmittelbarer Berührung mit dem Einkristall-Siliziumsubstrat (31) steht.
3. Halbleiter-Strahlungsdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht (33) unter Zwischenfügung eines Siliziumoxidfilms mit einer Dicke von unter 5 nm am Einkristall-Siliziumsubstrat (31) angebracht ist
4. Halbleiter-Strahlungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Einkristall- Siliziumsubstrat (31) eine zwischen Metallschicht (33) und Elektrodenschicht (34) gelegene Strahlungseinfallsfläche aufweist.
5. Halbleiter-Strahlungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsschaltung (36) einen Meßverstärker zum Verstärken eines Ausgangssignales des Meßelements (30) aufweist.
6. Halbleiter-Strahlungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Meßelemente (30) elektrisch voneinander isoliert sind und daß die Ausgangsschaltung (36, 37) Schalter (37) aufweist, mit denen die betreffenden Meßelemente (30) selektiv ein- und ausschaltbar sind.
7. Halbleiter-Strahlungsdetektor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßelemente (30) die jeweiligen Metallschichten (33) in vorbestimmten Abständen auf dem Siliziumsubstrat (31) aufweisen.
8. Halbleiter-Strahlungsdetektor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisch isolierendes Klebemittel zwischen die jeweiligen Meßelemente (30) eingebunden ist, um diese elektrisch voneinander zu isolieren.
9. Halbleiter-Strahlungsdetektor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens vier Meßelemente (30) vorgesehen sind.
DE19782806858 1977-02-17 1978-02-17 Halbleiter-strahlungsdetektor Granted DE2806858A1 (de)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP52016375A JPS5823911B2 (ja) 1977-02-17 1977-02-17 マルチチャネル型半導体放射線検出器
JP52017951A JPS5826674B2 (ja) 1977-02-21 1977-02-21 半導体放射線検出器
JP52019526A JPS5833717B2 (ja) 1977-02-24 1977-02-24 半導体放射線検出器
JP1952877A JPS53105182A (en) 1977-02-24 1977-02-24 Semiconductor radiant-ray detector
JP1952777A JPS53105181A (en) 1977-02-24 1977-02-24 Semiconductor radiant-ray detector
JP52058074A JPS5841666B2 (ja) 1977-05-19 1977-05-19 半導体放射線検出器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2806858A1 DE2806858A1 (de) 1978-08-24
DE2806858C2 true DE2806858C2 (de) 1989-02-02

Family

ID=27548651

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19782806858 Granted DE2806858A1 (de) 1977-02-17 1978-02-17 Halbleiter-strahlungsdetektor

Country Status (3)

Country Link
US (1) US4210805A (de)
DE (1) DE2806858A1 (de)
GB (1) GB1559664A (de)

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4233514A (en) * 1978-12-14 1980-11-11 General Electric Company Solid state radiation detector and arrays thereof
JPS56119876A (en) * 1980-02-27 1981-09-19 Toshiba Corp Semiconductor x-ray detector
US4461952A (en) * 1980-10-24 1984-07-24 Commissariat A L'energie Atomique Portable computing device for measuring radiations
FR2492989A1 (fr) * 1980-10-24 1982-04-30 Commissariat Energie Atomique Dispositif portatif de mesure de rayonnements ionisants utilisant un detecteur a semi-conducteur et a compensation electronique
US4377747A (en) * 1980-12-08 1983-03-22 Ford Aerospace And Communication Corporation Non-uniform thermal imaging detector
US4417144A (en) * 1981-02-23 1983-11-22 General Electric Company Modular solid-state detector cell
US4445036A (en) * 1981-04-21 1984-04-24 Irt Corporation Solid state fast-neutron spectrometer/dosimeter and detector therefor
US4472728A (en) * 1982-02-19 1984-09-18 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Imaging X-ray spectrometer
JPS58168980A (ja) * 1982-03-31 1983-10-05 Toshiba Corp 放射線検出器
NL8300419A (nl) * 1983-02-04 1984-09-03 Philips Nv Roentgen analyse apparaat.
DE3408681A1 (de) * 1984-03-09 1985-09-12 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Detektorsystem fuer die computer-tomographie sowie -radiographie und verfahren zum betrieb des systems
FR2595145B1 (fr) * 1986-02-28 1989-03-31 Thomson Csf Systeme de visualisation a memoire
US4926052A (en) * 1986-03-03 1990-05-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Radiation detecting device
EP0293094B1 (de) * 1987-05-26 1993-11-18 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Strahlungsdetektor
US5621238A (en) * 1994-02-25 1997-04-15 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Narrow band semiconductor detector
FR2739455A1 (fr) * 1995-09-28 1997-04-04 Fessler Pierre Dispositif de mesure de l'intensite de rayons x
US5707879A (en) * 1997-01-08 1998-01-13 Reinitz; Karl Neutron detector based on semiconductor materials
JPH10253762A (ja) * 1997-03-07 1998-09-25 Horiba Ltd エネルギー分散型半導体ｘ線検出器
EP1717603A1 (de) * 1998-09-24 2006-11-02 Elgems Ltd. Gepixelter Protonendetektor
US6621084B1 (en) * 1998-09-24 2003-09-16 Elgems Ltd. Pixelated photon detector
FR2792418B1 (fr) * 1999-04-15 2001-06-01 Commissariat Energie Atomique Detecteur bidimensionnel de rayonnements ionisants et procede de fabrication de ce detecteur
JP2004273670A (ja) * 2003-03-07 2004-09-30 Renesas Technology Corp 半導体装置
US7291841B2 (en) * 2003-06-16 2007-11-06 Robert Sigurd Nelson Device and system for enhanced SPECT, PET, and Compton scatter imaging in nuclear medicine
JP3852850B2 (ja) * 2004-10-25 2006-12-06 株式会社日立製作所 放射線撮像装置及び核医学診断装置
US7902517B1 (en) 2008-06-18 2011-03-08 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Semiconductor neutron detector
JP2012508375A (ja) * 2008-11-10 2012-04-05 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 放射線検出器用のコンバータ・エレメント
DE102009015563B4 (de) * 2009-03-30 2018-02-22 Siemens Healthcare Gmbh Röntgenstrahlungsdetektor zur Detektion von ionisierender Strahlung, insbesondere zur Verwendung in einem CT-System
US20100264506A1 (en) * 2009-04-17 2010-10-21 Olivier Evrard Light-Tight Silicon Radiation Detector
US7947959B2 (en) * 2009-04-21 2011-05-24 Honeywell International Inc. Enhanced sensitivity solid state radiation detector
CN105676264A (zh) * 2013-04-26 2016-06-15 清华大学 一种半导体探测器
WO2014172822A1 (zh) 2013-04-26 2014-10-30 清华大学 一种半导体探测器

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3598997A (en) * 1968-07-05 1971-08-10 Gen Electric Schottky barrier atomic particle and x-ray detector
US3569704A (en) * 1968-08-15 1971-03-09 Atomic Energy Commission Radiation dosimeter
US4058729A (en) * 1975-11-14 1977-11-15 Arden Sher Pyroelectric apparatus including effectively intrinsic semiconductor for converting radiant energy into electric energy
US4047037A (en) * 1976-02-09 1977-09-06 The Ohio State University Gamma ray camera for nuclear medicine
FR2344132A1 (fr) * 1976-03-09 1977-10-07 Thomson Csf Detecteur de rayonnement ionisant a semi-conducteur

Also Published As

Publication number Publication date
US4210805A (en) 1980-07-01
DE2806858A1 (de) 1978-08-24
GB1559664A (en) 1980-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2806858C2 (de)
DE3223986C2 (de)
DE2017067C3 (de) Pyroelektrischer Detektor
DE4433693C2 (de) Chipwiderstand und dessen Verwendung
DE2949862A1 (de) Festkoerperstrahlungsdetektor und anordnungen derselben
DE2453540C2 (de) Magnetoresistives Bauelement
DE3408724C2 (de)
EP0030056B1 (de) Influenzsondenanordnung und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE3425377A1 (de) Pyroelektrischer detektor
DE3733114A1 (de) Strahlungsdetektor
DE3311931C2 (de)
DE3035933C2 (de) Pyroelektrischer Detektor sowie Verfahren zur Herstellung eines solchen Detektors
DE1808406C3 (de) Strahlungsdetektor und Verfahren zu seiner Herstellung
EP0195467B1 (de) Influenzsondenanordnung mit mehreren Influenzsonden
DE3917772A1 (de) Verfahren und schaltung zur verminderung des einflusses verteilter kapazitaeten bei grossen duennfilm-widerstaenden
DE1073032B (de) Einrichtung zum Abfuhlen von Magnetfeldern
DE4438673C2 (de) Pyroelektrischer Infrarot-Array-Sensor
DE3336780C2 (de) Mikrokanalplatten-Detektor mit hoher Ortsauflösung
DE3245178C2 (de) Symmetrischer Temperatursensor
DE10021367C2 (de) Detektor für Computertomographen
DE68914507T2 (de) Vorrichtung zur Aufnahme thermischer Bilder.
EP0188771A2 (de) Magnetfeldsensor
CH655023A5 (de) Ultraschallwandler.
DE3885363T2 (de) Packungsstruktur für Halbleiteranordnung.
EP0188788A2 (de) Magnetfelddetektor

Legal Events

Date Code Title Description
OAP Request for examination filed
OD Request for examination
8128 New person/name/address of the agent

Representative=s name: HENKEL, G., DR.PHIL. FEILER, L., DR.RER.NAT. HAENZ

8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: KABUSHIKI KAISHA TOSHIBA, KAWASAKI, KANAGAWA, JP

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition