JP2000340835A - 高エネルギー線入射位置検出素子及び装置 - Google Patents
高エネルギー線入射位置検出素子及び装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 長寿命の高エネルギー線入射位置検出素子を
提供する。 【解決手段】 高エネルギー線入射位置検出素子におい
て、高エネルギー線の入射に応じてキャリアを発生する
半導体基板１の厚みの１．８％以上９３％以下に高濃度
半導体領域３の厚みを設定することにより、その寿命を
飛躍的に延ばすことが可能となる。
提供する。 【解決手段】 高エネルギー線入射位置検出素子におい
て、高エネルギー線の入射に応じてキャリアを発生する
半導体基板１の厚みの１．８％以上９３％以下に高濃度
半導体領域３の厚みを設定することにより、その寿命を
飛躍的に延ばすことが可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高エネルギー線の
入射位置を検出する高エネルギー線入射位置検出素子に
関する。
入射位置を検出する高エネルギー線入射位置検出素子に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の高エネルギー線入射位置検出素子
は、例えば特開平１−２２０８６７号公報に記載されて
おり、半導体を用いて製造される。
は、例えば特開平１−２２０８６７号公報に記載されて
おり、半導体を用いて製造される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな検出素子は、検出対象が高エネルギー線であるた
め、その入射に伴って特性が経時劣化する。すなわち、
高エネルギー線の照射によって、検出素子を構成する半
導体の導電型がｎ型からｐ型へと変化し、この検出素子
は最終的には使用不可となる。本発明はこのような課題
に鑑みてなされたものであり、その寿命を延ばすことが
可能な高エネルギー線入射位置検出素子を提供すること
を目的とする。
うな検出素子は、検出対象が高エネルギー線であるた
め、その入射に伴って特性が経時劣化する。すなわち、
高エネルギー線の照射によって、検出素子を構成する半
導体の導電型がｎ型からｐ型へと変化し、この検出素子
は最終的には使用不可となる。本発明はこのような課題
に鑑みてなされたものであり、その寿命を延ばすことが
可能な高エネルギー線入射位置検出素子を提供すること
を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は高エネルギー線の入射に応じてキャリアを
発生する半導体基板の表面側に半導体基板と接合を構成
し該キャリアの流入する表面層を位置検出方向に沿って
形成し、半導体基板の裏面側に半導体基板よりも高不純
物濃度の高濃度半導体領域を形成してなる高エネルギー
線入射位置検出素子において、前記高濃度半導体領域の
厚みは、半導体基板の厚みの１．８％以上９３％以下で
あることを特徴とする。この場合、その寿命を延ばすこ
とが可能となる。
め、本発明は高エネルギー線の入射に応じてキャリアを
発生する半導体基板の表面側に半導体基板と接合を構成
し該キャリアの流入する表面層を位置検出方向に沿って
形成し、半導体基板の裏面側に半導体基板よりも高不純
物濃度の高濃度半導体領域を形成してなる高エネルギー
線入射位置検出素子において、前記高濃度半導体領域の
厚みは、半導体基板の厚みの１．８％以上９３％以下で
あることを特徴とする。この場合、その寿命を延ばすこ
とが可能となる。
【０００５】表面層は半導体基板の表面内においてスト
ライプ形状又はドット状を構成することが好ましい。高
エネルギー線入射位置検出素子を２つ重ね合わせてな
る。また、高エネルギー線入射位置検出装置は、互いの
表面層の伸延方向が直交するように上記高エネルギー線
検出素子を２つ重ね合わせてなることとしてもよい。ま
た、高エネルギー線入射位置検出装置は、高エネルギー
線入射位置検出素子間に介在する接着剤を備えることと
してもよい。
ライプ形状又はドット状を構成することが好ましい。高
エネルギー線入射位置検出素子を２つ重ね合わせてな
る。また、高エネルギー線入射位置検出装置は、互いの
表面層の伸延方向が直交するように上記高エネルギー線
検出素子を２つ重ね合わせてなることとしてもよい。ま
た、高エネルギー線入射位置検出装置は、高エネルギー
線入射位置検出素子間に介在する接着剤を備えることと
してもよい。
【０００６】高エネルギー線入射位置検出素子の一方の
表面上に他方の裏面が位置し、互いの高エネルギー線入
射位置検出素子は該表面に沿ってずれていることを特徴
としてもよい。
表面上に他方の裏面が位置し、互いの高エネルギー線入
射位置検出素子は該表面に沿ってずれていることを特徴
としてもよい。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、実施の形態に係る高エネル
ギー線入射位置検出素子及び装置について説明する。な
お、同一要素には同一符号を用い、重複する説明は省略
する。
ギー線入射位置検出素子及び装置について説明する。な
お、同一要素には同一符号を用い、重複する説明は省略
する。
【０００８】図１は高エネルギー線入射位置検出素子の
平面図、図２は図１に示した検出素子のＩ−Ｉ矢印断面
図、図３は図１に示した検出素子のＩＩ−ＩＩ矢印断面
図である。
平面図、図２は図１に示した検出素子のＩ−Ｉ矢印断面
図、図３は図１に示した検出素子のＩＩ−ＩＩ矢印断面
図である。
【０００９】この高エネルギー線入射位置検出素子は、
高エネルギー線（例えば、加速器から出力された荷電粒
子）の入射に応じてキャリアを発生する半導体基板１の
表面側に、半導体基板１と接合を構成する複数の表面層
２を位置検出方向（Ｉ−Ｉ間）に沿って形成し、半導体
基板１の裏面側に半導体基板１よりも高不純物濃度の高
濃度半導体領域３を熱拡散法を用いて形成してなるＳＳ
Ｄ（シリコン ストリップ ディテクタ）である。複数
の表面層２は、当該表面内においてストライプ状に形成
されており、それぞれの表面層２は位置検出方向に対し
て直交するように延びている。
高エネルギー線（例えば、加速器から出力された荷電粒
子）の入射に応じてキャリアを発生する半導体基板１の
表面側に、半導体基板１と接合を構成する複数の表面層
２を位置検出方向（Ｉ−Ｉ間）に沿って形成し、半導体
基板１の裏面側に半導体基板１よりも高不純物濃度の高
濃度半導体領域３を熱拡散法を用いて形成してなるＳＳ
Ｄ（シリコン ストリップ ディテクタ）である。複数
の表面層２は、当該表面内においてストライプ状に形成
されており、それぞれの表面層２は位置検出方向に対し
て直交するように延びている。
【００１０】半導体基板１の表面上、すなわち、基板１
の高抵抗領域（以下、高エネルギー線感応領域とする）
１’及び表面層２の露出領域上には絶縁層４が設けられ
ている。なお、簡単のため、図１においては絶縁層４の
記載を省略している。本検出素子は、複数の表面層２に
それぞれオーミック接触する複数の電極（Ａｌ）５を備
えており、それぞれの電極５は絶縁層４に設けられた複
数の開口内にそれぞれ位置する。あるいは電極（Ａｌ）
５は、表面層２と同様なストライプパターンとなってい
てもよく、また、表面層２とはオーミック接触でなく、
絶縁層４を介してＡＣ結合していても良い。半導体基板
１の裏面、すなわち、高濃度半導体領域３の露出表面に
は電極（Ａｌ又はＡｕ）７がオーミック接触している。
表面層２には電極５を介してバイアス電位が与えられ
る。高濃度半導体領域３には電極７を介してバイアス電
位が与えられる。
の高抵抗領域（以下、高エネルギー線感応領域とする）
１’及び表面層２の露出領域上には絶縁層４が設けられ
ている。なお、簡単のため、図１においては絶縁層４の
記載を省略している。本検出素子は、複数の表面層２に
それぞれオーミック接触する複数の電極（Ａｌ）５を備
えており、それぞれの電極５は絶縁層４に設けられた複
数の開口内にそれぞれ位置する。あるいは電極（Ａｌ）
５は、表面層２と同様なストライプパターンとなってい
てもよく、また、表面層２とはオーミック接触でなく、
絶縁層４を介してＡＣ結合していても良い。半導体基板
１の裏面、すなわち、高濃度半導体領域３の露出表面に
は電極（Ａｌ又はＡｕ）７がオーミック接触している。
表面層２には電極５を介してバイアス電位が与えられ
る。高濃度半導体領域３には電極７を介してバイアス電
位が与えられる。
【００１１】本例では、高エネルギー線感応領域１’、
表面層２、高濃度半導体領域３は、ぞれぞれ、低濃度
（１０14ｃｍ-3以下）ｎ型Ｓｉ、高濃度（１０15ｃｍ-3
以上）ｐ型Ｓｉ、高濃度（１０15ｃｍ-3以上）ｎ型Ｓｉ
で構成され、表面層２と高エネルギー線感応領域１’と
はｐｎ接合を構成する。なお、半導体基板１は縦横６０
ｍｍ×６０ｍｍ程度の矩形形状を有しており、基板１の
外周部は必要に応じてメサエッチングされる。
表面層２、高濃度半導体領域３は、ぞれぞれ、低濃度
（１０14ｃｍ-3以下）ｎ型Ｓｉ、高濃度（１０15ｃｍ-3
以上）ｐ型Ｓｉ、高濃度（１０15ｃｍ-3以上）ｎ型Ｓｉ
で構成され、表面層２と高エネルギー線感応領域１’と
はｐｎ接合を構成する。なお、半導体基板１は縦横６０
ｍｍ×６０ｍｍ程度の矩形形状を有しており、基板１の
外周部は必要に応じてメサエッチングされる。
【００１２】表面層２と高濃度半導体領域３との間に逆
バイアスを印加した状態で、高エネルギー線が当該検出
素子に入射すると、高エネルギー線感応領域１’内にお
いて正孔電子対（キャリア）が発生し、発生したキャリ
アの一方（本例では正孔）はその発生位置に近接する表
面層２内に流れ込み、他方は（本例では電子）は高濃度
半導体領域３内に流れ込む。したがって、高エネルギー
線入射位置に応じた地点の表面層２から、キャリアが出
力されることとなる。
バイアスを印加した状態で、高エネルギー線が当該検出
素子に入射すると、高エネルギー線感応領域１’内にお
いて正孔電子対（キャリア）が発生し、発生したキャリ
アの一方（本例では正孔）はその発生位置に近接する表
面層２内に流れ込み、他方は（本例では電子）は高濃度
半導体領域３内に流れ込む。したがって、高エネルギー
線入射位置に応じた地点の表面層２から、キャリアが出
力されることとなる。
【００１３】本例においては、高エネルギー線のドーズ
量が多くなるにしたがい、高エネルギー線感応領域１’
の導電型はｐ型になる。この場合、ｐ型表面層２とｐ型
高エネルギー線感応領域１’とはｐｎ接合を構成するこ
とができなくなるが、ｐ型高エネルギー線感応領域１’
とｎ型高濃度半導体領域３とはｐｎ接合を構成すること
ができる。このｐｎ接合に上記逆バイアスを印加した状
態においては、空乏層は、ｐ型高エネルギー線感応領域
１’とｎ型高濃度半導体領域３との界面から表面層２側
へと広がる。この状態で高エネルギー線が検出素子に入
射すると、高エネルギー線感応領域１’内においてキャ
リアが発生し、発生したキャリアの一方（本例では正
孔）はその発生位置に近接する表面層２内に流れ込み、
他方は（本例では電子）は高濃度半導体領域３内に流れ
込む。したがって、高エネルギー線入射位置に応じた地
点の表面層２から、キャリアが出力される。
量が多くなるにしたがい、高エネルギー線感応領域１’
の導電型はｐ型になる。この場合、ｐ型表面層２とｐ型
高エネルギー線感応領域１’とはｐｎ接合を構成するこ
とができなくなるが、ｐ型高エネルギー線感応領域１’
とｎ型高濃度半導体領域３とはｐｎ接合を構成すること
ができる。このｐｎ接合に上記逆バイアスを印加した状
態においては、空乏層は、ｐ型高エネルギー線感応領域
１’とｎ型高濃度半導体領域３との界面から表面層２側
へと広がる。この状態で高エネルギー線が検出素子に入
射すると、高エネルギー線感応領域１’内においてキャ
リアが発生し、発生したキャリアの一方（本例では正
孔）はその発生位置に近接する表面層２内に流れ込み、
他方は（本例では電子）は高濃度半導体領域３内に流れ
込む。したがって、高エネルギー線入射位置に応じた地
点の表面層２から、キャリアが出力される。
【００１４】このように、高エネルギー線感応領域１’
の導電型が反転した場合においても高エネルギー線の入
射位置は検出することができる。しかしながら、高エネ
ルギー線感応領域での導電型の反転が進むと、高エネル
ギー線感応領域１’のｐ型濃度が高くなる。ｐ型濃度が
高くなると、空乏層を表面層２まで到達させるために必
要な逆バイアス電圧が増加し、最終的には空乏層を表面
層２まで到達させることができず、使用不可の状態とな
る。
の導電型が反転した場合においても高エネルギー線の入
射位置は検出することができる。しかしながら、高エネ
ルギー線感応領域での導電型の反転が進むと、高エネル
ギー線感応領域１’のｐ型濃度が高くなる。ｐ型濃度が
高くなると、空乏層を表面層２まで到達させるために必
要な逆バイアス電圧が増加し、最終的には空乏層を表面
層２まで到達させることができず、使用不可の状態とな
る。
【００１５】そこで、高エネルギー線感応領域１’の厚
みを薄くし、高エネルギー線感応領域１’の導電型が反
転した場合においても、低い逆バイアス電圧で空乏層を
表面層２にまで到達させるようにする方法が考えられ
る。これにより、検出素子の寿命を長くすることができ
る。高エネルギー線感応領域１’の厚みを薄くするため
には、基板１を薄くすればよい。ところが、これを薄く
するとプロセス工程でウエハ割れが生じ易くなる。ま
た、高濃度半導体領域３が薄いと基板の反転後において
基板の裏面に生じている傷等の影響でリーク電流が発生
する。
みを薄くし、高エネルギー線感応領域１’の導電型が反
転した場合においても、低い逆バイアス電圧で空乏層を
表面層２にまで到達させるようにする方法が考えられ
る。これにより、検出素子の寿命を長くすることができ
る。高エネルギー線感応領域１’の厚みを薄くするため
には、基板１を薄くすればよい。ところが、これを薄く
するとプロセス工程でウエハ割れが生じ易くなる。ま
た、高濃度半導体領域３が薄いと基板の反転後において
基板の裏面に生じている傷等の影響でリーク電流が発生
する。
【００１６】そこで、本例では高濃度半導体領域３を厚
くすることにより、実効的な高エネルギー線感応領域
１’の厚みを薄くし、ｐｎ接合界面が裏面側にある場合
において、これを基板面から遠ざけると共に必要な逆バ
イアス電圧を低下させて検出素子を長寿命化させる。な
お、高濃度半導体領域３が厚過ぎる場合においては逆に
検出素子の特性に悪影響を与える。このような観点から
高濃度半導体領域３の厚みｄ3は、半導体基板１の厚み
ｄ1の１．８％以上９３％以下に設定されており、これ
により、検出素子の性能を向上させつつその寿命を延ば
すことが可能となる。
くすることにより、実効的な高エネルギー線感応領域
１’の厚みを薄くし、ｐｎ接合界面が裏面側にある場合
において、これを基板面から遠ざけると共に必要な逆バ
イアス電圧を低下させて検出素子を長寿命化させる。な
お、高濃度半導体領域３が厚過ぎる場合においては逆に
検出素子の特性に悪影響を与える。このような観点から
高濃度半導体領域３の厚みｄ3は、半導体基板１の厚み
ｄ1の１．８％以上９３％以下に設定されており、これ
により、検出素子の性能を向上させつつその寿命を延ば
すことが可能となる。
【００１７】本例では、基板１の厚みｄ1は２７０μｍ
であるとする。高濃度半導体領域３の厚み（基板１の高
抵抗領域１’と不純物濃度が一致する厚み）ｄ3は、５
μｍ〜２５０μｍに設定される。
であるとする。高濃度半導体領域３の厚み（基板１の高
抵抗領域１’と不純物濃度が一致する厚み）ｄ3は、５
μｍ〜２５０μｍに設定される。
【００１８】なお、高濃度半導体領域３の厚みｄ3は、
半導体基板１の厚みｄ1の３．７％以上５０％以下であ
ることが更に好ましい。更に好ましくは、高濃度半導体
領域３の厚みｄ3は、半導体基板１の厚みｄ1の３．７％
以上５％以下である。
半導体基板１の厚みｄ1の３．７％以上５０％以下であ
ることが更に好ましい。更に好ましくは、高濃度半導体
領域３の厚みｄ3は、半導体基板１の厚みｄ1の３．７％
以上５％以下である。
【００１９】なお、基板１の厚みｄ1は、基板表面に形
成されたボンディングパッド等の付帯物の厚みを含まな
い。また、例えばエネルギー線検出に寄与する基板中央
部領域がエッチング等によって薄化されている場合に
は、この領域の厚みを基板１の厚みとする。
成されたボンディングパッド等の付帯物の厚みを含まな
い。また、例えばエネルギー線検出に寄与する基板中央
部領域がエッチング等によって薄化されている場合に
は、この領域の厚みを基板１の厚みとする。
【００２０】図４は、高エネルギー線入射位置検出素子
の使用時間（Ｔ）と必要な逆バイアス電圧（Ｖ）との関
係を示すグラフである。高エネルギー線感応領域１’
は、当初は低濃度のｎ型半導体であるが、高エネルギー
線の照射に伴ってこれはｐ型に反転する。ｐ型濃度が増
加すると、本検出素子において必要な逆バイアス電圧
（Ｖ）は増加し、例えばＶL以上では検出素子が使用で
きなくなるものとする。高濃度半導体領域３の厚みが薄
い場合、例えば基板厚み２７０μｍに対して高濃度半導
体領域３の厚みが１μｍの場合には、必要な逆バイアス
電圧（Ｖ）は急速に増加するため、その寿命はＴBとな
る（Ｂ）。一方、上記実施形態に係る検出素子において
は、必要な逆バイアス電圧（Ｖ）は緩やかに増加するた
め、その寿命はＴAとなり（Ａ）、ＴBに比較して顕著に
長くなる。また、本例の場合においては、ｐｎ接合界面
が裏面から十分に離隔しているのでリーク電流の発生も
抑制することができる。
の使用時間（Ｔ）と必要な逆バイアス電圧（Ｖ）との関
係を示すグラフである。高エネルギー線感応領域１’
は、当初は低濃度のｎ型半導体であるが、高エネルギー
線の照射に伴ってこれはｐ型に反転する。ｐ型濃度が増
加すると、本検出素子において必要な逆バイアス電圧
（Ｖ）は増加し、例えばＶL以上では検出素子が使用で
きなくなるものとする。高濃度半導体領域３の厚みが薄
い場合、例えば基板厚み２７０μｍに対して高濃度半導
体領域３の厚みが１μｍの場合には、必要な逆バイアス
電圧（Ｖ）は急速に増加するため、その寿命はＴBとな
る（Ｂ）。一方、上記実施形態に係る検出素子において
は、必要な逆バイアス電圧（Ｖ）は緩やかに増加するた
め、その寿命はＴAとなり（Ａ）、ＴBに比較して顕著に
長くなる。また、本例の場合においては、ｐｎ接合界面
が裏面から十分に離隔しているのでリーク電流の発生も
抑制することができる。
【００２１】更に、高エネルギー線感応領域１’の濃度
を増加させると、これの導電型が反転するまでの使用時
間を長くすることができる。
を増加させると、これの導電型が反転するまでの使用時
間を長くすることができる。
【００２２】図５は、別の実施の形態に係る高エネルギ
ー線入射位置検出装置の縦断面図である。この高エネル
ギー線入射位置検出装置は、上記高エネルギー線入射位
置検出素子を２つ重ね合わせてなる。すなわち、これら
の高エネルギー線入射位置検出装置は、互いの表面層２
の伸延方向が直交するように検出素子を重ね合わせる。
この高エネルギー線入射位置検出装置は、高エネルギー
線入射位置検出素子間に介在する接着剤６を備え、これ
らの相対位置を規制している。勿論、接着剤６の代わり
に双方を固定する固定ジグ等を用いてこれら検出素子間
の相対位置を規制してもよい。
ー線入射位置検出装置の縦断面図である。この高エネル
ギー線入射位置検出装置は、上記高エネルギー線入射位
置検出素子を２つ重ね合わせてなる。すなわち、これら
の高エネルギー線入射位置検出装置は、互いの表面層２
の伸延方向が直交するように検出素子を重ね合わせる。
この高エネルギー線入射位置検出装置は、高エネルギー
線入射位置検出素子間に介在する接着剤６を備え、これ
らの相対位置を規制している。勿論、接着剤６の代わり
に双方を固定する固定ジグ等を用いてこれら検出素子間
の相対位置を規制してもよい。
【００２３】また、高エネルギー線入射位置検出素子の
一方の表面上には、他方の裏面が位置し、互いの高エネ
ルギー線入射位置検出素子は該表面に沿ってずれてい
る。これにより、これらの界面に共通電位を与えること
ができると共に、ずれによって露出する基板表面領域上
に共通電位を与えるためのボンディングパッド（図示せ
ず）を設けることができる。
一方の表面上には、他方の裏面が位置し、互いの高エネ
ルギー線入射位置検出素子は該表面に沿ってずれてい
る。これにより、これらの界面に共通電位を与えること
ができると共に、ずれによって露出する基板表面領域上
に共通電位を与えるためのボンディングパッド（図示せ
ず）を設けることができる。
【００２４】上記高エネルギー線入射位置検出素子にお
いては、高エネルギー線感応領域１’、表面層２、高濃
度半導体領域３は、ぞれぞれ、低濃度ｎ型Ｓｉ、高濃度
ｐ型Ｓｉ、高濃度ｎ型Ｓｉとしたが、これらは以下の導
電型に置換することができる。
いては、高エネルギー線感応領域１’、表面層２、高濃
度半導体領域３は、ぞれぞれ、低濃度ｎ型Ｓｉ、高濃度
ｐ型Ｓｉ、高濃度ｎ型Ｓｉとしたが、これらは以下の導
電型に置換することができる。
【００２５】領域１’、２、３は、ぞれぞれ、低濃度
（１０14ｃｍ-3以下）ｎ型Ｓｉ、高濃度（１０15ｃｍ-3
以上）ｎ型Ｓｉ、高濃度（１０15ｃｍ-3以上）ｐ型Ｓｉ
で構成してもよい。この場合、領域１’及び表面層２は
使用開始時においてはｎｎ接合を形成し、裏面側ではｐ
ｎ接合が形成されている。高エネルギー線のドーズ量が
多くなると、領域１’が反転するため、表面側にｐｎ接
合が形成される。
（１０14ｃｍ-3以下）ｎ型Ｓｉ、高濃度（１０15ｃｍ-3
以上）ｎ型Ｓｉ、高濃度（１０15ｃｍ-3以上）ｐ型Ｓｉ
で構成してもよい。この場合、領域１’及び表面層２は
使用開始時においてはｎｎ接合を形成し、裏面側ではｐ
ｎ接合が形成されている。高エネルギー線のドーズ量が
多くなると、領域１’が反転するため、表面側にｐｎ接
合が形成される。
【００２６】また、領域１’、２、３は、ぞれぞれ、低
濃度（１０14ｃｍ-3以下）ｐ型Ｓｉ、高濃度（１０15ｃ
ｍ-3）ｎ型Ｓｉ、高濃度（１０15ｃｍ-3以上）ｐ型Ｓｉ
で構成してもよい。この場合、領域１’及び表面層２は
使用開始時においてｐｎ接合を形成し、高エネルギー線
感応領域１’の導電型は反転することはない。
濃度（１０14ｃｍ-3以下）ｐ型Ｓｉ、高濃度（１０15ｃ
ｍ-3）ｎ型Ｓｉ、高濃度（１０15ｃｍ-3以上）ｐ型Ｓｉ
で構成してもよい。この場合、領域１’及び表面層２は
使用開始時においてｐｎ接合を形成し、高エネルギー線
感応領域１’の導電型は反転することはない。
【００２７】図６は、別の実施の形態に係る高エネルギ
ー線入射位置検出素子の縦断面図である。上記のよう
に、ストライプ状の表面層２が高濃度ｎ型Ｓｉで構成さ
れる場合には、図示の如く、隣接する表面層２間にアイ
ソレーション用のｐ型領域８を設けることとしてもよ
い。
ー線入射位置検出素子の縦断面図である。上記のよう
に、ストライプ状の表面層２が高濃度ｎ型Ｓｉで構成さ
れる場合には、図示の如く、隣接する表面層２間にアイ
ソレーション用のｐ型領域８を設けることとしてもよ
い。
【００２８】図７は別の実施の形態に係る高エネルギー
線入射位置検出素子の平面図である。図８は図７に示し
た検出素子のＩＩＩ−ＩＩＩ矢印断面図、図９は図７に
示した検出素子のＩＶ−ＩＶ矢印断面図である。この高
エネルギー線入射位置検出素子は、ドット状に配列され
た表面層２を有しており、各表面層２には電極５が設け
られている。換言すれば、表面層２は半導体基板の表面
内においてドット状を構成する。したがって、本素子に
おいては単独で二次元の位置検出が可能となる。
線入射位置検出素子の平面図である。図８は図７に示し
た検出素子のＩＩＩ−ＩＩＩ矢印断面図、図９は図７に
示した検出素子のＩＶ−ＩＶ矢印断面図である。この高
エネルギー線入射位置検出素子は、ドット状に配列され
た表面層２を有しており、各表面層２には電極５が設け
られている。換言すれば、表面層２は半導体基板の表面
内においてドット状を構成する。したがって、本素子に
おいては単独で二次元の位置検出が可能となる。
【００２９】以上、説明したように、上記高エネルギー
線入射位置検出素子は、高エネルギー線の入射に応じて
キャリアを発生する半導体基板１の表面側に半導体基板
１と接合を構成する表面層２を位置検出方向に沿って形
成し、半導体基板１の裏面側に半導体基板１よりも高不
純物濃度の高濃度半導体領域３を形成してなる高エネル
ギー線入射位置検出素子において、高濃度半導体領域３
の厚みｄ3は、半導体基板１の厚みｄ1の１．８％以上９
３％以下であることを特徴とし、これにより検出素子の
寿命を飛躍的に延ばずことができる。
線入射位置検出素子は、高エネルギー線の入射に応じて
キャリアを発生する半導体基板１の表面側に半導体基板
１と接合を構成する表面層２を位置検出方向に沿って形
成し、半導体基板１の裏面側に半導体基板１よりも高不
純物濃度の高濃度半導体領域３を形成してなる高エネル
ギー線入射位置検出素子において、高濃度半導体領域３
の厚みｄ3は、半導体基板１の厚みｄ1の１．８％以上９
３％以下であることを特徴とし、これにより検出素子の
寿命を飛躍的に延ばずことができる。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、高濃度半導体領域の厚
みは半導体基板の厚みの１．８％以上９３％以下である
ので検出素子の寿命を飛躍的に延ばすことができる。
みは半導体基板の厚みの１．８％以上９３％以下である
ので検出素子の寿命を飛躍的に延ばすことができる。
【図１】高エネルギー線入射位置検出素子の平面図。
【図２】図１に示した検出素子のＩ−Ｉ矢印断面図。
【図３】図３は図１に示した検出素子のＩＩ−ＩＩ矢印
断面図。
断面図。
【図４】高エネルギー線入射位置検出素子の使用時間
（Ｔ）と必要なバイアス電圧（Ｖ）との関係を示すグラ
フ。
（Ｔ）と必要なバイアス電圧（Ｖ）との関係を示すグラ
フ。
【図５】別の実施の形態に係る高エネルギー線入射位置
検出装置の縦断面図。
検出装置の縦断面図。
【図６】別の実施の形態に係る高エネルギー線入射位置
検出素子の縦断面図。
検出素子の縦断面図。
【図７】別の実施の形態に係る高エネルギー線入射位置
検出装置の平面図。
検出装置の平面図。
【図８】図７に示した検出素子のＩＩＩ−ＩＩＩ矢印断
面図。
面図。
【図９】図７に示した検出素子のＩＶ−ＩＶ矢印断面
図。
図。
１…半導体基板、１’…高エネルギー線感応領域、２…
表面層、３…高濃度半導体領域。
表面層、３…高濃度半導体領域。
Claims (6)
- 【請求項１】 高エネルギー線の入射に応じてキャリア
を発生する半導体基板の表面側に、該半導体基板と接合
を構成し該キャリアの流入する表面層を位置検出方向に
沿って形成し、前記半導体基板の裏面側に該半導体基板
よりも高不純物濃度の高濃度半導体領域を形成してなる
高エネルギー線入射位置検出素子において、前記高濃度
半導体領域の厚みは、前記半導体基板の厚みの１．８％
以上９３％以下であることを特徴とする高エネルギー線
入射位置検出素子。 - 【請求項２】 前記表面層は前記半導体基板の表面内に
おいてストライプ形状又はドット状を構成することを特
徴とする請求項１に記載の高エネルギー線入射位置検出
素子。 - 【請求項３】 互いの表面層の伸延方向が直交するよう
に請求項２に記載の高エネルギー線検出素子を２つ重ね
合わせてなる高エネルギー線入射位置検出装置。 - 【請求項４】 請求項２に記載の高エネルギー線入射位
置検出素子を２つ重ね合わせてなる高エネルギー線入射
位置検出装置。 - 【請求項５】 前記高エネルギー線入射位置検出素子間
に介在する接着剤を備えることを特徴とする請求項４に
記載の高エネルギー線入射位置検出装置。 - 【請求項６】 前記高エネルギー線入射位置検出素子の
一方の表面上に他方の裏面が位置し、互いの高エネルギ
ー線入射位置検出素子は該表面に沿ってずれていること
を特徴とする請求項４に記載の高エネルギー線入射位置
検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15221199A JP2000340835A (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | 高エネルギー線入射位置検出素子及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15221199A JP2000340835A (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | 高エネルギー線入射位置検出素子及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000340835A true JP2000340835A (ja) | 2000-12-08 |
| JP2000340835A5 JP2000340835A5 (ja) | 2006-03-02 |
Family
ID=15535509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15221199A Pending JP2000340835A (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | 高エネルギー線入射位置検出素子及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000340835A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010064693A1 (ja) | 2008-12-03 | 2010-06-10 | 国立大学法人東北大学 | 放射線の位置を２次元で検出する半導体検出器及びそれを用いた放射線の２次元位置検出方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH08321631A (ja) * | 1995-03-22 | 1996-12-03 | Mitsubishi Electric Corp | 広域型放射線検出器 |
-
1999
- 1999-05-31 JP JP15221199A patent/JP2000340835A/ja active Pending
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| US8785865B2 (en) | 2008-12-03 | 2014-07-22 | Tohoku University | Semiconductor detector for two-dimensionally detecting radiation positions and method for two-dimensionally detecting radiation positions using the same |
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