JP2024515298A - ダイオード放射線センサ - Google Patents

Abstract

１つまたは複数の電荷増倍ダイオード（２）を有するダイオード放射線センサであって、前面（４）と後面（５）を有する基板（３；３０３）と、第１の型のドーピングでドープされ、上記前面（４）上に作製された、半導体材料の第１の層（８）と、半導体材料（９；１０９；２０９；３０９）の第２の層であって、第１の型とは電気的に反対の符号の第２の型のドーピングでドープされ、第１の層（８）と第２の層（９；１０９；２０９；３０９）との間に高電界領域（１０）を作製するように第１の深さに作製された、第２の層と、基板（３；３０３）の周囲に作製され、かつ前面（４）と後面（５）との間の中間エリアまで深さ方向に延在する、絶縁領域（１５；３１５）と、第１の層（８）を電気的に絶縁するために、かつ、第２の層（９；１０９；２０９；３０９）の側方に延在する基板（３；３０３）と前面（４）との間の電荷収集経路を妨げるために、基板（３；３０３）の深い位置に作製されたロック要素（１８；１１８；２１８；３１８；４１８）とを備える、放射線センサ。【選択図】図２

Description

本発明は、ダイオードセンサの分野、特に放射線センサの分野に適用することができる。

より詳細には、本発明は、線形増倍レジームで動作するように給電される電荷増倍構造を有する１つまたは複数のダイオードを有するダイオード放射線センサに関する。

放射線センサは、工業用から学術用まで、多種多様な用途で使用されている。多くの場合、検出器は、シリコンなどの半導体材料の単一の本体上に構築され、これはいくつかのマイクロセルまたはチャネル（ピクセルとも呼ばれる）に分割されており、それぞれが、典型的には個別にアクセス可能なダイオードからなる。

電離放射線検出器の典型的な例は、数百μｍの典型的な厚さを有するシリコンマイクロストリップからなる。そのようなデバイスは、科学実験および工業用途で、電離放射線（荷電粒子またはＸ線など）を検出するために使用される。

検出器の有効エリアは、通常２５μｍから数百マイクロメートルの幅を有するいくつかの平行なストリップに分割される。

一次近似として、上記のセンサは内部利得を有さず、したがって、電離放射線によって作られる電荷量が低すぎて正確に測定することができない場合には限界がある。

したがって、性能を向上させるために、ダイオードが適切に分極されたときに線形電荷増倍レジームで動作することを可能にする電荷増倍構造をダイオードの内部に導入することが決定された。これは、各チャネルの出力で収集される電荷が、センサと相互作用する放射線によって生成された電荷に比例することを意味する。

高エネルギー物理実験において最小電離で荷電粒子の相互作用時間を測定する場合のように、場合によっては、ダイオードによって提供される電荷増幅は、放射線の検出を可能にし、信号とノイズとの間の比を考慮して最適な作用点を得るのに十分でなければならないが、電荷増倍プロセスによって決定される過剰なノイズによる信号／ノイズ比の悪化による測定の精度の低下を回避するために過剰であってはならない。このため、使用されるダイオードは通常、利得が特に制限され、１０から２０の範囲の値を有するように給電される。このような場合、ＬＧＡＤ、すなわち低利得アバランシェダイオードが言及される。

ＬＧＡＤが有する機能の種類および測定しなければならない放射線の種類を考えると、ＬＧＡＤを実装するセンサの有効厚さは、典型的には数十から数百μｍの範囲である。

一般に、図１に示すように、ＬＧＡＤのマイクロセルＭは、数十から数百μｍの厚さの半導体材料の基板Ｓ内に作製される。そのような基板Ｓにおいて、ドープされた半導体材料の第１の層Ｐ１は、第１の型（これは、ｎ型、ｐ型のどちらでもよく、いずれの場合も基板Ｓのドーピングと符号が反対である）のドーピングで識別される。このような第１の層Ｐ１は、基板Ｓの前面に作製される。

次に、第１の層Ｐ１と反対符号のドープされた半導体材料の第２の層Ｐ２があり、基板Ｓ内深部に作製される。基板Ｓは、一般に、第２の層Ｐ２と同じ符号であるが、より少ない量でドープされる。次に、底部層ＰＦがあり、これは第２の層Ｐ２および基板Ｓと同じ符号にドープされるが、量は典型的には後者の方が多い。ダイオードの供給は、必ずしもそうである必要はないが、典型的には、第１の層Ｐ１と底部層ＰＦとの間にあり、供給に応じて、第１の層Ｐ１と第２の層Ｐ２との間または第１の層Ｐ１と底部層ＰＦとの間に空領域が作られる。いずれの場合も、第１の層Ｐ１と第２の層Ｐ２との間には、適切な分極の存在下で、ダイオードの電荷の増倍効果を生成するための高電界Ｅを有する領域が作られる。

各マイクロセルＭは、想定通りに適切に機能するために、その近傍から電気的に絶縁されていなければならない。この意味で、「ｐストップ」または「ｎストップ」と呼ばれる第３の層Ｐ３、すなわち、第１の層Ｐ１のドーピング符号とは反対のドーピング符号を有し、基板Ｓ内での深さが第１の層Ｐ１の深さに匹敵するが、典型的には上回るエリアが通常存在する。

設計上の設定により、第１の層Ｐ１と第２の層Ｐ２との間で電界の大きさは一定である。さらに、このような電界は、第１の層Ｐ１と第２の層Ｐ２との間に含まれる体積の外側に高電界ピークがなく、中央のピーク値から第３の層Ｐ３の下方の著しく低い値まで、縁部で均一に減少することが重要である。この要件の主な理由は、動作条件下での第１の層Ｐ１と第３の層Ｐ３との間の縁部の絶縁破壊（電気的破壊とも呼ばれる）を回避することである。このような現象は、デバイスの機能を構成することになる。

この目的を達成するために、とりわけ、第１の層Ｐ１の縁部を、典型的には接合終端拡張（Ｊｕｎｃｔｉｏｎ Ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ：ＪＴＥ）と呼ばれるもので終端させる技術が知られており、これは、第１の層Ｐ１と同じ型のドーピングを有し、第１の層Ｐ１に対して基板Ｓ内のより深い位置にある第４の層Ｐ４からなる。典型的には、第１の層Ｐ１と比べて、第４の層Ｐ４のドーピング量はより少ない。これにより、電位を縁部で整形し、制御された方法で電界を減少させることができる。さらに、高電界領域Ｅの幅は最適化され、典型的には、縁部の電界をさらに低減するように、第１の層Ｐ１に対して縮小される。このような構造は、通常、「仮想ガードリング（ｖｉｒｔｕａｌ ｇｕａｒｄ ｒｉｎｇ）」ＶＧＲと呼ばれる。

しかしながら、図から分かるように、第１の層Ｐ１または第４の層Ｐ４と、第３の層Ｐ３との間には、両者の間の高電界を回避するのに十分な距離があることが必要である。

上記の手段は効果的ではあるが、いくつかの欠点がある。

第１の欠点は、第２の層Ｐ２と第４の層Ｐ４との間の最小距離、ならびに後者と第３の層Ｐ３との間の最小距離が、実際にはデッドエッジ、すなわち、アバランシェダイオードの高電界領域を通過しない電荷収集経路に従って放射線によって生成された電荷が収集されるダイオードの全利得における公称有効エリア（第２の層Ｐ２によって画定される）に対する周辺エリアを形成することである。なぜなら、それらは実際には線形増倍を受けないからである。これにより、放射線センサの効率が低下する。

第２の欠点は、第２の層Ｐ２の下で生成された電荷の一部が、ダイオードの高電界領域を通過することなく、すなわち増倍することなく、基板Ｓの前面に通じる電荷収集経路に従って移動し、デッドエッジを実質的に増大させるという事実からなる。

言い換えれば、各マイクロセルの実際のデッドエッジの大きさは、設計規則（上記の最小距離）と、ダイオードの高電界領域を通過しない電荷収集経路の追加効果の両方によって決定される。これは、ＬＧＡＤ放射線センサの感度損失をもたらし（すなわち、放射線センサエリアの一部のみが実際に感度を持つ）、例えばＸ線入射の電荷の生成（実質的に点状のエリアに影響を与える）の場合、センサエリアの不均一な利得に起因して分光性能が損なわれる。

デッドエッジが大きいほど、上述の悪影響が大きくなることは明らかである。

本発明の目的は、上記の欠点を少なくとも部分的に克服し、デッドエッジ効果に関して、同等のセンサと比較して性能が向上した放射線センサを提供することである。

特に、本発明の目的は、マイクロセルがその有効エリアにおいて可能な限り均一な利得を有する放射線センサを提供することである。

本発明の別の目的は、放射線センサのマイクロセルが有する、電荷増倍が少ないか全くないエリアの大きさが、ゼロではないにしても、先行技術の同等の放射線センサに比べて小さい、放射線センサを提供することである。

したがって、特に、本発明の目的は、マイクロセルのデッドエッジが、ゼロではないにしても、同等の既知のセンサに比べてより小さい、放射線センサを提供することである。

このような目的、ならびに以下でより明確になる他の目的は、本開示の不可欠な部分と見なされるべき以下の特許請求の範囲によるダイオード放射線センサによって達成される。

具体的には、線形増倍エリア（ｌｉｎｅａｒ ｍｕｌｔｉｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｒｅａ）で動作するための１つまたは複数の典型的には分極された電荷増倍ダイオード（ｐｏｌａｒｉｚｅｄ ｃｈａｒｇｅ ｍｕｌｔｉｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｄｉｏｄｅｓ）を含む。そのような意味で、センサは、半導体材料（深さは典型的には少なくとも２０μｍ）で作製され、前面と、前面の反対側の後面とを有する基板を備える。

少なくとも基板の前面付近では、ドープされた半導体材料の少なくとも第１の層が、上記前面の少なくとも第１の中央エリアを覆うように、第１の型のドーピングで作製される。

次に、第１の型とは電気的に反対の符号の第２の型のドーピングでドープされ、基板内の第１の深さに作製された半導体材料の第２の層がある。第２の層は、第１の層と実質的に平行に延在し、それによって、２つの層の間の高電界領域を識別するなどのために第２のエリアに作用する。言い換えれば、２つの層は、このような種類のダイオードの電荷増倍構造を作り、その動作エリア、したがってその電荷増倍レベルは、同じダイオードの電力供給によって決定される。

本発明の一態様によれば、各電荷増倍ダイオードは、基板の周囲に作製され、かつ前面から、前面と後面との間の中間エリアまで深さ方向に延在する、少なくとも１つの絶縁領域（ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｒｅｇｉｏｎ）を備える。これにより、少なくとも第１および第２の層の側方に配置される。

したがって、有利には、センサを形成するダイオード間には、少なくとも部分的に電気的遮蔽が存在し、典型的には光学的遮蔽も存在する。この意味で、さらに有利には、既知の同等の放射線センサに存在するｐストップ（またはｎストップ）と呼ばれるドープされた半導体層および終端半導体層はもはや必要ではない。

結果として、有利には、第１の層および第２の層の延長を制限せざるを得なかった異なる層間の距離の問題がなくなる。

したがって、有利には、単一のマイクロセルのデッドエッジ（ｄｅａｄ ｅｄｇｅ）が大幅に減少し、センサ効率が向上する。さらに、これにより、第１の層と第２の層との間の電界を実質的に均一にすることができ、電荷増倍ダイオードによって提供される増幅の歪み要因係数を排除する。

本発明の別の態様によれば、基板はまた、絶縁領域の表面付近で基板内深部に作製された少なくとも１つのロック要素を備える。そのようなロック要素は、デバイスの通常動作中に空にならない、すなわち、動作条件下で基板の多数キャリアと同じ種類の多数キャリアを十分に高い濃度で含む絶縁領域と接触する領域である。必ずしもそうとは限らないが、典型的には、このロック要素は第２の型のドーピングでドープされた半導体材料で作製される。同様に、異なる実施形態の変形によれば、これは、絶縁領域に挿入される特別な構成要素および基板のドーピングの型に応じて、例えば、基板内に存在する多数キャリアの種類の自由電荷の蓄積を絶縁領域の表面上に誘導するような固定電荷を有する誘電体を絶縁エリア内に挿入することによって、当然得ることができる。いずれの場合でも、ロック要素は、第１の層を電気的に絶縁し、絶縁領域の表面に沿って作られ得る第１の型の層間の導電経路を遮断する機能を有する。さらに、適切に成形されている場合、ロック要素は、第２の層および高電界領域の側方に延在し、それを横切らないようにする、基板と前面との間の電荷収集経路を妨げる役割も果たす。

言い換えれば、第１の層を絶縁し、電荷収集経路を高電界領域の方向に集中させるロック要素も基板に挿入される。言い換えれば、ロック要素は、基板内で生成された電荷に対して実質的に漏斗の役割を果たし、したがって電荷が高電界領域に導かれる。

したがって、有利なことに、基板内で生成された電荷がこのような高電界領域を横切る確率が高くなり、所望の電荷増倍効果が得られる。

さらに有利には、利得がゼロであるかまたは低下する縁部エリアが大幅に減少するため、センサの放射線応答は、同等の既知のセンサに対してより均一になる。

本発明のさらなる特徴および利点は、添付の図面を用いて非限定的な例として図示される、本発明による放射線センサの好ましいが非排他的な実施形態の詳細な説明に照らしてより明らかになるであろう。
最新技術による放射線センサを示す概略図である。 本発明による放射線センサを示す概略図である。 図２のセンサの実施形態の変形例を示す図である。 図２のセンサの実施形態の変形例を示す図である。 図２のセンサの実施形態の変形例を示す図である。 図２のセンサの実施形態の変形例を示す図である。

上述の図、特に図２を参照すると、線形増倍エリアで動作するように分極された１つまたは複数の電荷増倍ダイオード２を有するダイオード放射線センサ１が記載されている。説明を容易にするために、図に示すセンサ１は単一のダイオード２を備えるが、このような態様が本発明を限定するものと見なされてはならないことは明らかである。

したがって、センサ１は、半導体材料で作製され、２つの表面、すなわち前面４と、前面４の反対側の後面５とを有する基板３を備える。このような基板は、上述のＬＧＡＤ内での使用を考慮すると、典型的には奥行きが深く、数百μｍ程度、または典型的には少なくとも２０μｍである。

前面４上には、第１の型のドーピングでドープされた半導体材料の第１の層８がある。図では、このようなドーピングはｎ型であるが、この態様も本発明を限定するものと見なされてはならない。実際、本明細書で引用されたドーピングの型を逆転しても、本特許の目的にとっていかなる違いも生じない。

第１の層８の厚さも、センサ１の設計パラメータに応じて任意とすることができる。一般に、図面から推定され得るものに関係なく、本特許に示されるすべての層の厚さは、本発明に対する制限なしに、放射線センサの設計パラメータに従うことが明記される。

基板３の前面上の第１の層８の位置もまた、本発明にとって非限定的であると考えられる特徴である。なぜなら、ここには示されていないが、同じ第１の層が基板の深い位置（ただし前面の近く）に作製され、電気接点によって前面と接続される、実施形態の変形が存在するからである。

第１の層８は、基板の前面４の第１の中央エリアを覆うように作製される。

第１の型とは電気的に反対の符号の第２の型のドーピングでドープされた半導体材料の第２の層９も存在する。そのような意味で、ドーピングはｐ型であるが、上述したように、この態様は本発明を限定するものと見なされるべきではなく、ドーピングの型の反転は本特許の目的に対していかなる差異も伴わない。

第２の層９は、基板３内の第１の深さに作製され、第２のエリアに影響を及ぼすように第１の層８と実質的に平行に延在する。さらに、第２の層９と第１の層８との間には、デバイスの適切な分極の存在下で、電荷増倍効果を生成するための高電界領域１０が識別される。

典型的には、基板２も第２の型のドーピングでドープされるが、第２の層９のドーピングレベルよりも低いドーピングレベルでドープされる。同様に、典型的には、基板の後面５上には、一般に基板のドーピングに対してより高いドーピングで、第２の型のドーピングを有するさらなるドープ層がある。図では、このようなさらなるドープ層が後面５全体を覆うことが観察されるが、このような態様は、さらなるドープ層が基板の後面の一部のみを覆う本発明の異なる実施形態を限定するものと見なされるべきではない。

本発明の一態様によれば、放射線センサ１は、ダイオード２の周囲に作製され、かつ前面４から、前面４と後面５との間の中間エリアまで、基板３の深さ方向に延在する、絶縁領域１５を備える。特に、この図は、上記第１の絶縁領域１５が少なくとも第１の層８および第２の層９の側方に配置されているように見えることを示している。しかしながら、このような態様は、例えば絶縁領域がより深い本発明の異なる実施形態を限定するものと見なされるべきではない。

典型的には、絶縁領域１５は、基板３をエッチングし、そのようにして得られた溝に１つまたは複数の材料を挿入することによって作製され、そのうちの少なくとも１つは絶縁性である（典型的には、基板３自体が形成されている半導体材料の酸化物）が、この態様もまた、本発明を限定するものと見なされるべきではない。必ずしもそうとは限らないが、典型的には、半導体材料はシリコンであり、したがって酸化物はシリコンである。

いずれの場合でも、有利には、絶縁領域１５の機能は、センサ１を形成する電荷増倍ダイオード２間を電気的に、かつ典型的には光学的にも遮蔽することである。この意味で、有利には、既知の同等の放射線センサに存在するｐストップ（またはドーピング反転の場合にはｎストップ）と呼ばれる層および終端層はもはや必要ではない。

したがって、有利には、第１の層８および第２の層９の延長を制限せざるを得なかった層とドープ部分との間の距離の問題はもはや存在しない。

したがって、有利には、単一のマイクロセルのデッドエッジが大幅に減少し、センサ１の効率が向上する。さらに、これによって、デッドエッジに起因する歪み要因が低減され、ＬＧＡＤデバイスの挙動の均一性が向上する。

さらに、有利なことに、実際にはトレンチを形成する絶縁領域１５は、両表面に影響を及ぼすのではなく、前面４のみに影響を及ぼす。これは、後面５が連続的で影響を受けず、したがって放射線の正確な入射に影響を及ぼし得る要素がないため、後面５に照射されるように意図された放射線センサ１の場合に特に有利である。

本発明の別の態様によれば、基板３は、ロック要素１８をさらに備える。図では、これは第２の型のドーピングでドープされた半導体材料で作製されていることが観察される。しかしながら、異なる実施形態の変形によれば、これは、絶縁領域に挿入される特別な構成要素および基板のドーピングの型に応じて、当然得ることができる。

いずれの場合でも、ロック要素は基板３の深くに配置されて第１の層８を電気的に絶縁し、絶縁領域の表面に沿って作られ得る第１の型のドープ層間の導電経路を遮断する。さらに、適切に成形されている場合、ロック要素は、第２の層８の側方に延在し、それを横切らないようにする（したがって高電界領域１０を横切らないようにする）、上記基板３と前面４との間の電荷収集経路を妨げる役割も果たす。

言い換えれば、第１の層８を絶縁し、導電経路を高電界領域１０の方向に集中させるロック要素１８も基板３に挿入される。したがって、有利なことに、基板３で生成された電荷が高電界領域１０を横切る可能性が高くなり、所望の電荷増倍効果が得られる。

さらに有利には、利得がゼロであるかまたは低下する縁部エリアが大幅に減少するため、センサ１の放射線応答は、同等の既知のセンサに対してより均一になる。

図では、ロック要素１８が２つの技術的に異なる詳細からなることが観察できる。第１に、ロック要素１８は、この目的のために、基板３自体の全周に沿って絶縁領域１５と接触するように、基板３の全幅にわたって延在する、第２の層９を備える。したがって、有利には、電荷の集中効果は不可避である。

しかしながら、高電界領域１０の中央部分への搬送を増加させるために、ロック要素１８はまた、第２の型のドーピングでドープされ、基板３の周囲にかつ絶縁領域１５の下方に絶縁領域１５と接触して作製された、半導体材料の第３の層２０を含む。

実質的に、有利には、第３の層２０は、電荷増倍ダイオード２のためのフレームを実質的に形成し、そのドーピングによって、電荷をダイオード２自体の電荷増倍エリアに集中させるためのデバイスが得られる。

しかしながら、本発明のこのような実施形態は、依然として本特許の保護範囲内にある異なる実施形態の変形を限定するものと見なされてはならないことは明らかである。

特に、図３に示す可能な実施形態の変形によれば、センサ１００において、ロック要素１１８は第２の層１０９のみからなる。

図４に示すさらなる実施形態の変形によれば、センサ２００内のロック要素２１８は、生成された電荷を第２の層２０９の中央エリアに向かって搬送する第３の層２２０のみからなる。

これまで説明したすべての実施形態において、絶縁領域１５は、基板３の前面４にある第１の端部２５と、基板３の奥深くに位置する、第１の端部２５の反対側の第２の端部２６とを有することが観察される。このような第２の端部２６は、特に縁部で分極を仮定することができる。

したがって、図５に示すセンサ３００の別の実施形態の変形によれば、ロック要素３１８は、
－第２の層３０９と、
－第３の層３２０と、
－第２の型のドーピングでドープされ、第２の端部３２６付近の伸張のために絶縁領域３１５と基板３０３との間に介在する、半導体材料の第４の層３２８と、を含む。

第４の層３２８は、有利には、ダイオード３０２の電荷増倍エリアへ電荷を集中させ、寄生電界の形成を回避することに寄与する、絶縁領域３１５の少なくとも端部の伸張部を不動態化することを可能にする。

このような構造は、図４の実施形態の変形でも使用することができ、センサ４００のロック要素４１８が第３の層４２０および第４の層４２８のみを含む、図６に示すさらなる実施形態の変形をもたらす。

これまで述べてきたことから、異なる方法でロック要素を作ることを目的とした、さらなる実施形態の変形を提供することが可能であることは明らかである。

いずれの場合も、上記で強調した実施形態の変形を観察すると、それらはさらなる共通の特徴を有することが観察される。実際、これまでに説明したすべての変形において、半導体材料の第１の層および半導体材料の第２の層のうちの少なくとも１つは、上述の構造を「仮想ガードリング」という名前で定義することができる特定の基板エリアを識別するために、絶縁領域から間隔を空けて配置される。

主な実施形態に戻ると、ダイオード２はまた、第１の型のドーピングでドープされ、第１の層８の上方の基板３の前面４上に作製された、半導体材料の第５の層３０を含むことが観察される。

特に、第５の層３０のドーピングは、第１の層８のドーピングよりも大きい。それにより、実質的に、第１の層８がパターニングされ、すなわち、第１の層８はドーピングの段階性を有し、これにより、有利には、特に縁部においてこれに関与する電界をモデル化することができ、さらに、仮想ガードリングの絶縁効果を高めることができる。したがって、そのような仮想ガードリングの拡張を低減できる可能性がある。

しかしながら、このような詳細は、本発明を限定する詳細と見なされるべきではない。実際、ダイオードの電力供給が高い値を有さないか、または絶縁領域が十分に広いすべての場合において、電気アークのリスクは実質的に相殺され、第１の層が、絶縁領域と接触するまで基板の前面全体を実質的に覆う第１のエリアにわたって延在する、実施形態の変形を得ることが可能になる。そのような実施形態の変形の２つの例が、図４および図６に示されている。明らかに、このような構成は、ロック要素の実施形態とは無関係である。

基板３の前面上の第５の層３０の位置もまた、本発明にとって非限定的であると考えられる特徴である。なぜなら、ここには示されていないが、同じ第５の層が基板の深い位置に作製され（ただし前面の近くで、いずれにしても前面と第１の層との間に少なくとも部分的に介在し）、電気接点によって前面と接続される、実施形態の変形例が存在するからである。しかしながら、他の実施形態の変形では、同じ第５の層が成形され、前述の電気接点を備える。

上記に照らして、本発明の放射線センサは、予め設定されたすべての目的を達成することが理解される。

特に、デッドエッジ効果に関して、同等のセンサと比較して改善された性能を有する。実際、マイクロセルは、その有効エリアにおいて均一な利得を有するだけでなく、実際には、非常に限定されないにしても、電荷増倍がほとんどまたは全くないエリアを含まない。

本発明は、多くの変更および変形を受ける可能性があり、それらはすべて添付の特許請求の範囲に含まれる。さらに、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の保護範囲から逸脱することなく、すべての詳細はさらに他の技術的に等価な要素によって置き換えられてもよく、材料は必要に応じて異なってもよい。

Claims (10)

1. １つまたは複数の電荷増倍ダイオード（２）を有するダイオード放射線センサであって、前記放射線センサ（１；１００；２００；３００；４００）が、
   －半導体材料で作製され、前面（４）と、前記前面（４）の反対側の後面（５）とを有する基板（３；３０３）と、
   －第１の型のドーピングでドープされ、前記基板（３；３０３）の前記前面（４）の少なくとも第１の中央エリアを覆うように、少なくとも前記基板（３；３０３）の前記前面（４）の近くに作製された半導体材料（８）の少なくとも１つの第１の層と、
   －前記第１の型とは電気的に反対の符号の第２の型のドーピングでドープされ、前記基板（３；３０３）内の第１の深さに作製された半導体材料（９；１０９；２０９；３０９）の少なくとも１つの第２の層であって、前記第２の層（９；１０９；２０９；３０９）が、第２のエリアに影響を及ぼすように、かつ前記センサ（１；１００；２００；３００；４００）の分極によって前記第１の層（８）と前記第２の層（９；１０９；２０９；３０９）との間に高電界領域（１０）を作製するように、前記第１の層（８）に実質的に平行である、少なくとも１つの第２の層と、
   －前記基板（３；３０３）の周囲に作製され、少なくとも前記第１の層（８）および前記第２の層（９；１０９；２０９；３０９）の側方に配置されるように、前記前面（４）から前記前面（４）と前記後面（５）との間の中間エリアまで、前記基板（３；３０３）の奥深くまで延在する、少なくとも１つの絶縁領域（１５；３１５）と、
   －前記第１の層（８）を電気的に絶縁するために、かつ、前記第２の層（９；１０９；２０９；３０９）の側方に延在し、前記高電界領域（１０）を横切らないようにする、前記基板（３；３０３）と前記前面（４）との間の電荷収集経路を妨げるために、前記基板（３；３０３）の深い位置に作製された少なくとも１つのロック要素（１８；１１８；２１８；３１８；４１８）と
   を備える、放射線センサ。
2. 前記基板（３；３０３）が少なくとも２０μｍの深さである、請求項１に記載の放射線センサ。
3. 前記ロック要素（１８；１１８；２１８；３１８；４１８）が、前記第２の型のドーピングでドープされた半導体材料で作製される、請求項１または２に記載の放射線センサ。
4. 前記ロック要素（１８；１１８；３１８）が、前記基板（３；３０３）の周囲全体に沿って、前記絶縁領域（１５；３１５）と接触するように前記基板の全幅に沿って延在する前記第２の層（９；１０９；２０９；３０９）を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の放射線センサ。
5. 前記ロック要素（１８；２１８；３１８；４１８）が、前記第２の型のドーピングでドープされ、前記基板（３；３０３）の周囲にかつ前記絶縁領域（１５）の下方に前記絶縁領域（１５）と接触して作製された、半導体材料（２０；２２０；３２０；４２０）の少なくとも１つの第３の層を含む、請求項１から４のいずれか一項または複数の項に記載の放射線センサ。
6. 前記絶縁領域が、前記基板（３０３）の前記前面にある第１の端部と、前記第１の端部の反対側にあり、前記基板（３０３）の奥深くに位置する第２の端部とを有し、前記ロック要素（３１８；４１８）が、前記第２の型のドーピングでドープされ少なくとも前記第２の端部付近の伸張のために前記絶縁領域と前記基板（３０３）との間に介在する、半導体材料（３２８；４２８）の少なくとも１つの第４の層を備える、請求項１から５のいずれか一項または複数の項に記載の放射線センサ。
7. 前記第１の型のドーピングでドープされ、前記第１の層（８）の上方の前記基板（３；３０３）の前記前面（４）の少なくとも近くに作製された半導体材料（３０）の少なくとも１つの第５の層を備え、前記第５の層（３０）の導電率が前記第１の層（８）の前記導電率よりも大きくなるように、前記第５の層（３０）の前記ドーピングが前記第１の層（８）の前記ドーピングよりも大きい、請求項１から６のいずれか一項または複数の項に記載の放射線センサ。
8. 前記第１のエリアが、前記絶縁領域と接触するまで前記基板の前記前面の実質的にすべてを覆う、請求項１から７のいずれか一項または複数の項に記載の放射線センサ。
9. 前記第１の型の前記ドーピングがｎ型ドーピングであり、前記第２の型の前記ドーピングがｐ型ドーピングである、請求項１から８のいずれか一項または複数の項に記載の放射線センサ。
10. 前記第１の型の前記ドーピングがｐ型ドーピングであり、前記第２の型の前記ドーピングがｎ型ドーピングである、請求項１から９のいずれか一項または複数の項に記載の放射線センサ。

Images