JP2000121738A - 半導体放射線検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電荷の収集効率が高く、エネルギー分解能の高
い半導体放射線検出器を提供する。特に２次元の検出器
配列においてエネルギー分解能をさらに改善する。 【解決手段】放射線の照射により電荷を生成する半導体
結晶100の第１の面に陰極403を設け、第１の面と平行な
第２の面に複数の電荷収集電極404の配列を作り込んだ
構造を有し、これら電極間にバイアス電圧を印加して、
各検出器単位1000内で放射線によって生じた電荷を電荷
収集電極毎に収集して位置情報を含む出力信号を得る半
導体放射線検出器であって、個々の電荷収集電極に対応
して、結晶の第２の面の近傍であって電荷収集電極104
と平行な領域に、少なくとも帯状電極を含むグリッド電
極400を設けている。このグリッド電極400は、第２の面
に格子状に設けた溝内に形成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、Ｘ線やγ線等の
放射線のエネルギースペクトル或いは放射線強度の２次
元情報を得るための半導体放射線検出器に関し、特に電
荷の収集を改善するために第３の電極を備えた半導体放
射線検出器に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体放射線検出器は、Ｘ線やγ線等の
エネルギーによって半導体結晶内に電荷が生成すること
を利用したもので、このような性質を持つ半導体結晶の
両面に電極を設け、これら電極間にバイアス電圧を印加
することにより、生成した電荷を収集し、これを一方の
電極（電荷収集電極）から信号として取り出す。この場
合、入射する放射線のエネルギーを結晶の体積の中で吸
収するに必要な厚さは、放射線のエネルギーに比例して
大きくなる。たとえば、CdZnTe結晶で入射するγ線の80
％を検出するのに必要な厚さは、γ線のエネルギー80ke
Vでは1.0mmであるが、140keVでは6.0mmの厚さになる。

【０００３】従って比較的に高いエネルギーのγ線を検
出するためには、厚さの厚い結晶を用いることが必要と
なるが、その場合、結晶の種類によりエネルギー分解能
が低下する場合がある。例えば、CdTeやCdZnTe結晶で
は、電荷キャリヤーが陰極と電荷収集電極との間の結晶
体積中をドリフトする過程で、その一部が結晶に固有の
欠陥に捕獲される特性を持っている。この電荷キャリヤ
ー捕獲現象は、それにより電荷の収集効率が低下すると
ともに、電子よりも正孔に対して強く現れるため、結晶
内で電荷キャリヤーが生成する場所によって信号量が減
少する度合いが異なることになる。

【０００４】このような特性を持つ検出器で放射線のエ
ネルギースペクトルを測定した場合、図１１（a）に示
すようにエネルギーピークpが矢印で示すように低エネ
ルギー側に尾を引く現象（以下、テイリングという）を
引起こし、これがピークの幅を広げ、エネルギー分解能
を低下させる。

【０００５】半導体検出器を放射線のスペクトル解析や
ＰＥＴ（陽電子画像診断装置）などの画像検出器に応用
するためにはエネルギー分解能の向上が重要な特性とな
る。

【０００６】従来の半導体検出器において、結晶内で生
成する電荷の収集効率を改善するために第３の電極を設
けた半導体検出器が提案されている（P.N.Lukeら「Unip
olarCharge Sensing with Coplanar Electrodes-Applic
ation to Semiconductor Detectors」IEEE transaction
s on Nuclear Science, Vol.42, No.4, pp207-213,199
5、米国特許5,677,539号）。

【０００７】これらの半導体検出器は、電荷収集電極を
設ける面と同一面に、電荷収集電極よりも電圧が低く陰
極よりも電圧が高く設定された第３の電極（参照電極）
を設ける。これにより、放射によって結晶内に生じた電
荷（電子）を電荷収集電極近傍に近づくまで電荷収集電
極と参照電極で引き寄せ、電荷が電荷収集電極に誘導さ
れる距離を短くしている。これにより、捕獲による電荷
収集効率の低下の影響を最小にし、スペクトルのテイリ
ングが抑制され、高いエネルギー分解能が得られる。

【０００８】上述した従来の半導体検出器は、電離箱に
おいて実用化されている「Frisch Grid（フリッケグリ
ッド）」の原理を応用したものであり、半導体内部に格
子状電極を形成することが技術的に困難である半導体放
射線検出器においてもフリッケグリッドに近い特性を得
るようにしている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしこのような半導
体検出器では、半導体結晶の一つの面に電荷収集電極と
参照電極とを形成し、これら一対の電極で面に略平行な
電場を形成しているため、多数の検出器単位を配列する
集積化に限界があり、電荷収集電極は参照電極に比べか
なり面積の小さい電極となる。このため放射線の強度分
布を２次元の放射線像として検出する半導体検出器に応
用する場合、十分な電荷収集効率を上げるに致っていな
い。また２次元検出器の画質を決定的にするエネルギー
分解能の観点からもまだ性能向上の課題を残している。

【００１０】尚、前述の米国特許5,677,539号では、複
数の面に電荷収集電極と参照電極の対を設けた例も開示
されているが、このような構成は単独の半導体検出器に
は応用できても、一つの半導体結晶に多数の検出単位を
配列した半導体検出器には応用することができない。

【００１１】そこで、本発明は、フリッケグリッドによ
り近い構造を実現し、エネルギー分解能および電荷収集
効率を改善した半導体放射線検出器を提供することを目
的とする。また本発明は放射線像の画質を向上すること
ができる半導体放射線検出器を提供することを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の半導体放射線検出器は、放射線の照射により電荷を
生成する半導体結晶と、その結晶の第１の面に設けられ
た陰極と、結晶の第２の面に設けられた電荷収集電極と
を備え、これら電極間にバイアス電圧を印加して放射線
による電荷を収集して出力信号とする半導体放射線検出
器において、結晶の、第２の面の近傍であって電荷収集
電極と平行な領域に、少なくとも１の帯状電極を含むグ
リッド電極を設けたものである。

【００１３】このような半導体放射線検出器は、単独の
検出器としても多数の検出器の配列（例えば、200行150
列）を有する半導体放射線検出器の検出器単位としても
適用でき、陰極に対し、グリッド電極、電荷収集電極の
順に配置されるので、よりフリッケグリッドに近い構造
を有し、高いエネルギー分解能を達成できる。また電荷
収集電極は、結晶の第２の面のほぼ全面にわたって設け
られており、高い電荷収集効率を得ることができる。さ
らに電荷収集電極と同一平面に参照電極を設ける場合に
は、これら電極間の差信号を可能にする電子回路系の具
備を必要とするのに対し、フリッケグリッドに近づける
ことによりこのような電子回路系を省略でき回路系装備
の負担を軽減できる。

【００１４】尚、グリッド電極は、その電位が陰極の電
位より高く、電荷収集電極の電位より低く設定される。

【００１５】また本発明の半導体放射線検出器は、放射
線の照射により電荷を生成する半導体結晶と、その結晶
の第１の面に設けられた陰極と、前記結晶の第２の面に
設けられた複数の電荷収集電極の配列とを備え、これら
電極間にバイアス電圧を印加して放射線による電荷を電
荷収集電極毎に収集して位置情報を含む出力信号を得る
半導体放射線検出器において、個々の電荷収集電極に対
応して、結晶の、第２の面の近傍であって電荷収集電極
と平行な領域に、少なくとも帯状電極を含むグリッド電
極を設けたものである。

【００１６】本発明においてグリッド電極は、半導体結
晶の電荷収集電極が形成される面に隣接する面或いはそ
の面自体に溝を設けることによって、その溝内に形成す
ることができる。溝は、半導体結晶の側面に第２の面と
平行な連続溝であってもよく、或いは第２の面に電荷収
集電極を分割する格子状の溝であってもよい。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の半導体放射線検出
器を図面に示す実施例を参照して説明する。

【００１８】図１は、本発明の半導体放射線検出器1000
の第１の実施例を示す図で、この検出器は直方体の半導
体結晶100と、この半導体結晶の第１の面に形成された
陰極103と、第１の面と平行な第２の面に形成された電
荷収集電極104と、電荷収集電極104の近傍に形成された
帯状電極（グリッド電極という）105とを備えている。

【００１９】半導体結晶100は、Ｘ線やγ線などの放射
によって電荷を生成する半導体結晶のスラブからなり、
図では直方体のものを示したが、形状は円筒形、多角柱
など任意に変更できる。半導体としては、CdZnTe、CdTe
が典型的でありまた好適であるが、その他HgI₂、PbIな
ど公知の半導体材料を使用できる。

【００２０】陰極103および電荷収集電極104は、このよ
うな半導体結晶100の対向する面にそれぞれAu、Al、Cu
など公知の導電性材料を蒸着法、メッキ法、ＣＶＤ法等
公知の方法で成膜することにより形成される。陰極103
には電位Ｖbが接続され、電荷収集電極104は接地され、
電極間にはバイアス電圧Ｖbが印加されている。これに
より半導体結晶内に電場が形成され、半導体検出器3000
の結晶100に入射する放射線200によって結晶100の体積
に生成する電荷を信号線110に放射線信号として引き出
すことができる。電荷収集電極104は図示しない検出回
路に接続されている。

【００２１】グリッド電極105は、半導体結晶の電荷収
集電極104の近傍であって電荷収集電極104に平行な領域
（同図（ｂ））150に形成される。グリッド電極が形成
される領域150は、陰極と電荷収集電極との間であっ
て、電荷収集電極の近傍であり、例えば結晶の厚さが５
〜８mmで検出単位の断面積が６〜１０mm²の場合、電荷
収集電極から１〜２mm程度が望ましい。図示する実施例
では電荷収集電極104の形成される面に隣接する面に電
荷収集電極104に平行な溝を形成し、その溝内に上述の
ような導電性材料を電気メッキ法、無電解メッキ法、蒸
着法などの方法により形成する。

【００２２】グリッド電極105には、グリッド電圧Ｖgが
印加される。電荷収集電極104の電位をＶaとすると、陰
極103に印加されるバイアス電圧Ｖbおよびグリッド電圧
Ｖgは、それぞれＶa＞Ｖg＞Ｖbとなるように設定され
る。例えば、CdZnTe結晶でその厚さが５〜８mmの場合、
ＶgおよびＶbの各電位はそれぞれ概略-300Ｖおよび-400
Ｖになる。尚、図示する実施例では電位Ｖaを接地して
いるが、上記関係を満たすのであれば、いずれが接地さ
れていてもよい。

【００２３】このような半導体放射線検出器1000では、
図２に示すようにＸ線やγ線などの放射200によって結
晶内で生成した電子は、陰極103およびグリッド電極10
5、電荷収集電極（陽極）104によって結晶内に形成され
た電場のためドリフトする。同図（b）はこの結晶内の
誘導電荷を示すもので、電子がグリッド電極105を越え
て、測定領域（図中斜線で示す領域）に移動すると同図
（b）に示すように電子が誘導電荷として電荷収集電極1
04に検出され、検出器1000の出力信号110として現れ
る。このグリッド電極105と電荷収集電極104との距離が
短いことにより、これら両電極の間での電子の移動を表
わす電荷収集電極104の信号はシャープな立ち上がりと
なる。しかも検出器は電子にのみ反応するので、正孔の
捕獲の影響を受けずテイリングが低減され、エネルギー
分解能が良好な出力を得ることができる。図１１（b）
に改善されたスペクトルの一例を示す。

【００２４】本発明の半導体放射線検出器のさらに改善
された実施例を図３に示す。図３において図１に対応す
る要素は同じ符号で示している。この半導体放射線検出
器3000は、図１の半導体放射線検出器と同様に半導体結
晶100の対向する両面に陰極103と電荷収集電極104が形
成され、この電荷収集電極104の近傍の領域に形成した
溝にグリッド電極105が形成されている。ここではさら
にフリッケグリッドに近い構造とするために電荷収集電
極104を分割するように互いに交差する２方向に沿って
複数の溝310が形成され、この溝内にグリッド電極305が
形成されている。図示する実施例では溝310は２行２列
としているが、加工の制約内でより緻密化することも可
能である。また行数と列数は同一であっても異なってい
てもよい。

【００２５】溝310内に形成されたグリッド電極305は、
溝310の端部すなわち結晶側面において、結晶周囲に形
成された帯状のグリッド電極105と電気的に接続し、同
電位に保たれている。また分割された電荷収集電極（サ
ブ電極）104、ここでは９個のサブ電極は１枚の電極板
によって電気的に接続され新たな電荷収集電極304が形
成されている。

【００２６】このような半導体放射線検出器3000は、グ
リッド電極305を緻密化したことにより、図１の検出器1
000よりさらにフリッケグリッドに近い構造を有してお
り、高い電荷収集効率とエネルギー分解能を得ることが
できる。

【００２７】以上、説明した半導体放射線検出器1000、
3000は、それぞれ単独で放射線検出器として適用でき、
例えば図２に示すような電荷有感前置増幅器201、波形
整形増幅器202および波高分析器203からなる検出回路が
電荷収集電極104に接続される。これにより電荷収集電
極104が収集した電荷を増幅し、波高分析器によりスペ
クトルとして出力することができる。このスペクトルは
半導体検出器が吸収した放射線エネルギーとその量を反
映し、本発明の構成により、低エネルギー領域へのテイ
リングを減弱してエネルギー分解能を改善した、波高の
高いスペクトルを得ることができる。

【００２８】また図１および図３に示す半導体放射線検
出器1000、3000の構造は、これを単位として複数配列し
た半導体放射線検出器に適用することができる。以下、
複数の検出器単位を配列した半導体放射線検出器につい
て説明する。

【００２９】図４は、本発明の第３の実施例による半導
体放射線検出器を示す図で、この半導体放射線検出器40
00は、図１に示す検出器1000の構造をマトリクス状に配
列した構造（以下、２次元配列型検出器という）を有
し、放射線像等の放射線強度の２次元情報の検出に用い
られる。マトリクスの大きさは特に限定されないが、例
えば放射線像等の２次元情報の検出用の場合、図１に示
す検出器1000を例えば10列10行に配列したものを単位と
し、このような単位をさらに例えば20行15列に配列し、
検出器4000全体として200行150列の規模にまとめる。

【００３０】この検出器4000は、各単位の全数を纏める
大きさを持つ平板状の半導体結晶100の一面ほぼ全面に
陰極403が形成され、その面と対向する面に電荷収集電
極404が形成され、この電荷収集電極404は溝410により
区分されてマトリクス状の配列が形成されている。この
溝410内には帯状の電極が形成され、さらに溝410の端部
を連結するように結晶100の周囲に帯状の電極が形成さ
れ、これら帯状の電極によりグリッド電極400が構成さ
れる。このようなグリッド電極400は、分割された個々
の電荷収集電極404を囲んでおり、この帯状の電極400で
囲まれる面積を陰極403に投影した幾何学的容積がそれ
ぞれ独立した検出領域となる。これは本検出器で撮像す
る放射線像の１画素に相当する。

【００３１】この半導体放射線検出器4000は２次元配列
型検出器においてフリッケグリッドに近似した検出器を
実現したものであり、個々の検出器が図１に示す検出器
と同様に高い電荷収集効率を有しエネルギー分解能が高
いので、解像度のよい良好な放射線像を得ることができ
る。

【００３２】図５は、２次元配列型検出器の単位として
図３に示す検出器3000を採用した半導体放射線検出器50
00を示す。この検出器5000も、各単位の全数を纏める大
きさを持つ平板状の半導体結晶100に、検出器単位3000
がマトリクス状に配列されていることは、図４の検出器
4000と同じであるが、ここでは個々の検出器単位3000に
は微細な溝によって緻密化されたグリッド電極500が形
成されており、電荷収集電極は検出器単位毎に複数のサ
ブ電極540を１枚の電極板504で接続している。

【００３３】この検出器5000は、１画素を構成する検出
器3000のグリッド電極が緻密化されフリッケグリッドに
近い構造であることによって、さらに画質の優れた放射
線像を得ることができる。

【００３４】次に以上説明した半導体放射線検出器の製
造方法について説明する。

【００３５】図６は、図４に示す２次元型検出器4000の
製造方法の一例を示す図で、まず図６(a)に示すよう
に、半導体結晶100に、グリッド電極400を設ける位置と
深さに合わせてプロセス溝600を加工する。溝600の幅お
よび間隔は、フリッケグリッドに近い構造とするため
に、ともに加工技術の許す範囲で小さいことが望まし
く、実用的には溝の幅は0.5mm以下、溝の間隔は0.5〜2.
0mm程度である。

【００３６】次の過程で同図(b)に示すようにプロセス
溝600に電気メッキ法、無電解メッキ法または蒸着法な
どによりプロセス電極440を形成する。さらに(a)で加工
したプロセス溝600よりも広い幅の溝601を機械的な方法
またはエッチング法により再加工し、目的とする格子状
のグリッド電極400の部分を形成する。次にこれら帯状
の溝の端部を繋ぐように半導体結晶100の図示しない最
外周（溝加工をした面と隣接する４つの面）でグリッド
電極400と同じ深さの位置に溝を加工し、その溝に電気
メッキ法、無電解メッキ法または蒸着法などにより帯状
の電極を形成する。この結晶周囲に設けられる帯状の電
極は、溝を形成せずに直接半導体結晶表面に電極を形成
してもよい。これにより電気的に一体の格子状のグリッ
ド電極400となる。

【００３７】その後、半導体結晶の両面に同図(d)に示
すように電荷収集電極404と陰極403を設ける。或いは予
め半導体結晶の両面に電荷収集電極404と陰極403を形成
したものに、（a）〜（c）の工程でグリッド電極400を
形成してもよい。これにより個々の電荷収集電極404の
近傍にそれを取囲むグリッド電極400が形成された２次
元型検出器4000を得る。この検出器の個々の電荷収集電
極404に検出回路を接続するとともに陰極403とグリッド
電極400に所定のバイアス電圧Ｖb、Ｖg（Ｖg＞Ｖb）を
印加することにより検出器が完成する。

【００３８】図７は、グリッド電極400を境界とする個
々の放射線検出領域の分離度を高めるために、グリッド
電極400よりも深い位置に第２の溝を設けた構造の検出
器の製造プロセスを示す。このプロセスでは、まず図７
(a)に示すように、半導体結晶100に加工した溝700の内
面全面に電極440を形成する。つぎに、図７(b)に示すよ
うに電極440を加工して所定の位置と高さを持つ帯状の
電極400の部分を完成する。さらにこの帯状の電極400よ
りも深い位置に第２の溝710を形成する。最後に結晶100
の溝700を形成した面に電荷収集電極404を設け、その反
対側の面に陰極403を設け半導体放射線検出器7000を得
る。この半導体放射線検出器7000は、放射線の検出単位
1000間に第２の溝710が形成されているために、個々の
検出単位の分離度が高く、高空間分解能の放射線像を得
ることができる。

【００３９】尚、以上図４に示す２次元配列型検出器の
製造方法について説明したが、図３或いは図５の検出器
も、全体のサイズや溝のサイズ、間隔が異なるものの、
類似の加工プロセスで製造することができる。

【００４０】即ち、図６（a）〜（d）に示すように、半
導体結晶100の表面にその加工技術が許容する範囲で形
成した微細な溝600にプロセス電極を形成し、最終的に
グリッド電極となる部分を残してさらに溝601を形成
し、所望の深さ、位置にグリッド電極を形成する。その
後、陰極403および電荷収集電極404をそれぞれ形成す
る。

【００４１】図３に示すような半導体放射線検出器3000
の場合には、最後に個々の電荷収集電極すなわちサブ電
極を導電性の蝋材で１枚の電極板に接続し、電荷収集電
極304とする。

【００４２】図５に示す半導体放射線検出器5000の場合
は、各検出器単位毎に複数のサブ電極540を接続して電
荷収集電極504とする。この接続方法として、図８
（ａ）に示すように各検出器単位毎に導電性の蝋材800
で電荷収集電極504に接続してもよいし、同図（ｂ）に
示すように半導体放射線検出器5000全体として１枚のプ
リント基板810を用いて接続することもできる。このプ
リント基板は、一方の面に、各検出器単位のサブ電極を
接続する電荷収集電極811が形成され、他方の面に各検
出器単位毎に出力端子812が形成され、これら電荷収集
電極811と出力端子812とはスルーホール813によって電
気的に接続されている。このようなプリント基板810
を、対応する電荷収集電極811と複数のサブ電極540とが
接続するように導電性の蝋材800で接続することによ
り、半導体放射線検出器5000を得る。この方法では多数
の検出器単位の配列であっても容易に出力端子を設ける
ことができる。

【００４３】また図５に示す半導体放射線検出器5000の
場合は、グリッド電極を形成する方法として、図７で示
すプロセスを採用することができる。この場合、同図
（a）、（b）でグリッド電極を形成した後、検出器単位
毎にそれを囲むように形成されたグリッド電極の部分に
ついて同図（c）に示す第２の溝710を形成する。これに
より検出器単位毎に分離度を高めることができる。

【００４４】以上、本発明の半導体放射線検出器の基本
的な単位と配列を説明したが、本発明はこれらに限定さ
れず種々の変更が可能であり、例えば２次元配列におけ
る検出回路構成を簡略化するために、電荷収集電極を行
或いは列状に配列し、陰極をこれと直交する方向の列或
いは行状の配列とすることもできる。このような実施例
を図９に示す。

【００４５】図９に示す半導体放射線検出器9000は、図
１に示した帯状のグリッド電極を持つ半導体検出器1000
の単位を長方形に形成して行状に配列した２次元配列型
の放射線検出器であり、長方形に区分された電荷収集電
極904の近傍にそれを取囲むように帯状のグリッド電極9
00が形成されている。これらの形成方法は上述の実施例
と同様である。一方、結晶100の電荷収集電極904が形成
された面と反対の面には陰極903が形成されるが、この
陰極903は電荷収集電極904の行と直交する方向、即ち列
方向に区分されている。この半導体放射線検出器9000で
は、一つの長方形の電荷収集電極904を陰極903に投影し
た幾何学的容積と、一つの長方形の陰極903を電荷収集
電極904側に投影した幾何学的容積とが重複する容積が
検出器単位950となる。

【００４６】このような構成の検出器9000は、各検出器
単位950がそれぞれ独立した有効な検出単位となるよう
に行列の同時計数回路または行列マトリクス回路に接続
され、γ線200の入射位置を求める。

【００４７】図１０に図９の検出器配列にバイアスを印
加し且つ電荷収集電極904から放射線の位置に関する行
・列信号111、112を引き出す回路の構成を示す。各陰極
903に対するバイアスは抵抗Ｒd113を介してバイアス電
源114による電圧Ｖbを印加する。また、電荷収集電極90
4に対するバイアスは抵抗Ｒa115を介した接地により印
加される。さらに、グリッド電極900には バイアス電源
116による電圧Ｖgが印加される。この場合、陰極903に
印加するバイアス電圧Ｖbとグリッド電極に印加するバ
イアス電圧Ｖgの関係はＶg＞Ｖbになるよう設定され
る。

【００４８】この検出器9000では、放射線の入射位置
が、ｋ行目の電荷収集電極904とｊ列目の陰極903のクロ
スするところであった場合、ｋ番目の行信号111とｊ番
目の列信号112で信号が最大となる。これら行信号と列
信号との信号計算から２次元の位置情報を得ることがで
きる。

【００４９】一般にnx×ny（nx、nyはそれぞれ行数およ
び列数を表す）の検出単位を持つ２次元配列型の半導体
検出器では、電極数がnx×nyであってこれと同数の電荷
有感形の増幅器を初段に持つ回路系が必要となるが、図
９の半導体検出器では電極数がnx+nyとなり、(nx+ny)/
（nx×ny)の減数効果(nx十ny)/（nx×ny)が得られる。
たとえば、有効視野50cm×40cmの面積を持ち１画素のサ
イズ0.2cm×0.2cmの検出器配列を計画すると250×200=5
0,000の画素数相当の電極数が必要になるが、図９の半
導体検出器のような行・列配列では電極数がnx+ny=250+
200=450となり、その減数効果は1/111になる。これによ
り半導体検出器のエレクトロニクスを含めた全体をコン
パクトにかつ経済的にまとめることができる。

【００５０】

【発明の効果】本発明によれば、半導体放射線検出器に
おいてフリッケグリッドの理想に近い構造を実現するこ
とができ、電荷収集効率のよくエネルギー分解能の高い
半導体放射線検出器を提供できる。特にＸ線、γ線など
の放射線強度分布を2次元で検出する半導体検出器の配
列において、電荷収集電極の近傍であってそれと平行な
領域内にグリッド電極を形成したことにより、解像度の
高い良質な画像を得ることができる。また本発明の半導
体放射線検出器は、高エネルギーのイオン・注入法によ
らずにグリッド電極を結晶表面近傍に形成できるので、
技術的な困難性なく優れた特性の半導体放射線検出器を
得ることができる。さらに本発明の半導体放射線検出器
は、電荷収集電極と陰極の配列を行・列配列とすること
により、これに接続される回路系を簡素なものとするこ
とができ、画素の高密度化に対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体放射線検出器或いは２次元配列
型検出器の単位構造の１実施例を示す図で、（a）は斜
視図、（b）は断面図である。

【図２】本発明の半導体放射線検出器の作用を説明する
図で、（a）は半導体結晶におけるγ線によるイオン化
を説明する図、（b）は結晶内の誘導電荷を示す図であ
る。

【図３】本発明の半導体放射線検出器或いは２次元配列
型検出器の単位構造の他の実施例を示す図で、（a）は
斜視図、（b）は断面図である。

【図４】本発明の２次元配列型の半導体放射線検出器の
１実施例を示す図。

【図５】本発明の２次元配列型の半導体放射線検出器の
他の実施例を示す図。

【図６】本発明の半導体放射線検出器の製造方法の１実
施例を示す図。

【図７】本発明の半導体放射線検出器の製造方法の他の
実施例を示す図。

【図８】本発明の半導体放射線検出器の製造方法の他の
実施例を示す図。

【図９】本発明の２次元配列型の半導体放射線検出器の
他の実施例を示す図。

【図１０】図９の半導体放射線検出器の回路系統の１例
を示す図。

【図１１】半導体放射線検出器の出力であるスペクトル
を示す図で、（a）は従来の半導体放射線検出器による
スペクトルを示す図、（b）は改善されたスペクトルを
示す図である。

【符号の説明】

100・・・・・・半導体結晶 103、403、503、903・・・・・・陰極 104、304、404、504、904・・・・・・電荷収集電極 105、305、400、500、900・・・・・・グリッド電極 310、410・・・・・・溝 540・・・・・・サブ電極

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】放射線の照射により電荷を生成する半導体
   結晶と、その結晶の第１の面に設けられた陰極と、前記
   結晶の第２の面に設けられた電荷収集電極とを備え、こ
   れら電極間にバイアス電圧を印加して放射線による電荷
   を収集して出力信号とする半導体放射線検出器におい
   て、 前記結晶の、前記第２の面の近傍であって前記電荷収集
   電極と平行な領域に、少なくとも帯状電極を含むグリッ
   ド電極を設けたことを特徴とする半導体放射線検出器。
2. 【請求項２】放射線の照射により電荷を生成する半導体
   結晶と、その結晶の第１の面に設けられた陰極と、前記
   結晶の第２の面に設けられた複数の電荷収集電極の配列
   とを備え、これら電極間にバイアス電圧を印加して放射
   線による電荷を電荷収集電極毎に収集して位置情報を含
   む出力信号を得る半導体放射線検出器において、 個々の電荷収集電極に対応して、前記結晶の、前記第２
   の面の近傍であって前記電荷収集電極と平行な領域に、
   少なくとも帯状電極を含むグリッド電極を設けたことを
   特徴とする半導体放射線検出器。