JP2574341B2 - 多チャンネル型半導体放射線検出器 - Google Patents
多チャンネル型半導体放射線検出器Info
- Publication number
- JP2574341B2 JP2574341B2 JP62296597A JP29659787A JP2574341B2 JP 2574341 B2 JP2574341 B2 JP 2574341B2 JP 62296597 A JP62296597 A JP 62296597A JP 29659787 A JP29659787 A JP 29659787A JP 2574341 B2 JP2574341 B2 JP 2574341B2
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- electrode
- radiation
- radiation detector
- electrodes
- channel semiconductor
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は放射線線量計、医用放射線診断装置工業用ｘ
線非破壊検査装置などに用いられる半導体放射線検出器
に関するものである。
線非破壊検査装置などに用いられる半導体放射線検出器
に関するものである。
従来の技術 一般に半導体放射線検出器にはSi、Geなどの元素半導
体より構成されるものと、CdTe、GaAs、CdSe、Hgl2など
の化合物半導体により構成されるものがある。これらの
うち、CdTeは禁制帯幅が室温で約1.5eVと広く室温動作
が可能であるとともに、放射線に対する吸収が大きいた
め高感度が得られる。
体より構成されるものと、CdTe、GaAs、CdSe、Hgl2など
の化合物半導体により構成されるものがある。これらの
うち、CdTeは禁制帯幅が室温で約1.5eVと広く室温動作
が可能であるとともに、放射線に対する吸収が大きいた
め高感度が得られる。
半導体放射線検出器には低キャリア濃度の高抵抗結晶
の対向面にオーミック接合電極を形成し、結晶全体を放
射線に対する有感層とした全空乏層検出器を始め、一方
の面に表面障壁型電極、他方にオーミック接合電極を形
成し障壁近傍に発生する空乏層において放射線を検出す
る表面障壁型検出器、また一方の面にpn接合、他方の面
にオーミック接合電極を形成しpn接合に逆バイアス電圧
を印加して発生させる空乏層で放射線を検出するpn接合
型検出器がある。更に、半導体結晶の一方の面に絶縁物
等からなるブロッキング層を形成し、その上に金属電極
を積層し、対向する面にオーミック電極を設けた構成の
ブロッキング型半導体放射線検出器がある。これらの構
造からなる半導体検出器のオーミック電極は半導体内の
有感層で発生した電荷を収集するものである。また、半
導体結晶の両面にブロッキング層と金属電極を積層した
ものもあるが、この場合は電荷のトンネリングにより一
方の電極が電荷収集電極となる。
の対向面にオーミック接合電極を形成し、結晶全体を放
射線に対する有感層とした全空乏層検出器を始め、一方
の面に表面障壁型電極、他方にオーミック接合電極を形
成し障壁近傍に発生する空乏層において放射線を検出す
る表面障壁型検出器、また一方の面にpn接合、他方の面
にオーミック接合電極を形成しpn接合に逆バイアス電圧
を印加して発生させる空乏層で放射線を検出するpn接合
型検出器がある。更に、半導体結晶の一方の面に絶縁物
等からなるブロッキング層を形成し、その上に金属電極
を積層し、対向する面にオーミック電極を設けた構成の
ブロッキング型半導体放射線検出器がある。これらの構
造からなる半導体検出器のオーミック電極は半導体内の
有感層で発生した電荷を収集するものである。また、半
導体結晶の両面にブロッキング層と金属電極を積層した
ものもあるが、この場合は電荷のトンネリングにより一
方の電極が電荷収集電極となる。
多チャンネル型半導体放射線検出器では、何れの方式
によるものも電荷を収集する側の電極が特定のピッチを
おいて複数個配列されている。
によるものも電荷を収集する側の電極が特定のピッチを
おいて複数個配列されている。
発明が解決しようとする問題点 多チャンネル型半導体放射線検出器を動作させるに
は、何れの方式の場合も対向する電極間に直流電圧を印
加する。これにより電極間に電極が発生する。この際、
第５図に示す様に多チャンネル型半導体放射線検出器18
内の電気力線12は一方の電極が複数個に分割されている
ために直線にならず、電極間の電気力線も総て電荷収集
電極に集束する。このため電極間の半導体結晶９に生じ
た電荷も収集される。この電荷は第６図の放射線特性図
に示す様に低い波高を持つパルスとして現れ、光電ピー
クの半値幅が大きくなり、検出器のエネルギー分解能に
も影響する。また、チャンネル間の分離が悪くなり、ラ
インセンサとして使用する際の空間分解能が低くなる。
は、何れの方式の場合も対向する電極間に直流電圧を印
加する。これにより電極間に電極が発生する。この際、
第５図に示す様に多チャンネル型半導体放射線検出器18
内の電気力線12は一方の電極が複数個に分割されている
ために直線にならず、電極間の電気力線も総て電荷収集
電極に集束する。このため電極間の半導体結晶９に生じ
た電荷も収集される。この電荷は第６図の放射線特性図
に示す様に低い波高を持つパルスとして現れ、光電ピー
クの半値幅が大きくなり、検出器のエネルギー分解能に
も影響する。また、チャンネル間の分離が悪くなり、ラ
インセンサとして使用する際の空間分解能が低くなる。
問題点を解決するための手段 本発明は、互いに対向する第１及び第２の主面を有す
る放射線検出用半導体と、前記第１の主面に形成された
第１の電極と、前記第２の主面に形成された第２の電極
と、前記第１の主面に形成された第３の電極からなり、
前記第１の電極が複数個に分割された電荷収集電極であ
り、前記第２の電極がバイアス電圧印加電極であり、前
記第３の電極が複数個に分割された接地電極であり、前
記第３の電極の間に前記第１の電極が配設された構成で
ある。
る放射線検出用半導体と、前記第１の主面に形成された
第１の電極と、前記第２の主面に形成された第２の電極
と、前記第１の主面に形成された第３の電極からなり、
前記第１の電極が複数個に分割された電荷収集電極であ
り、前記第２の電極がバイアス電圧印加電極であり、前
記第３の電極が複数個に分割された接地電極であり、前
記第３の電極の間に前記第１の電極が配設された構成で
ある。
作用 電荷収集電極間に接地電極を設けることにより、検出
器内の電気力線が直線になり、電極間の半導体結晶で発
生した電荷は接地電極に収集される。従って、各チャン
ネルに収集される電荷は電荷収集電極下に入射した放射
線により発生したものであり、小さな波高値を持つパル
スが減少し、各チャンネルのエネルギー分解能が上が
る。また、各チャンネル間の分離が良くなり、センサの
空間分解能が向上する。
器内の電気力線が直線になり、電極間の半導体結晶で発
生した電荷は接地電極に収集される。従って、各チャン
ネルに収集される電荷は電荷収集電極下に入射した放射
線により発生したものであり、小さな波高値を持つパル
スが減少し、各チャンネルのエネルギー分解能が上が
る。また、各チャンネル間の分離が良くなり、センサの
空間分解能が向上する。
実施例 以下に本発明の実施例を示す。
実施例１ 第１図は本発明の一実施例である。Si結晶１の一方の
面に電荷収集電極２と接地電極４をオーミック接合が得
られるAuをパターン蒸着した。他方の面にはAlを真空蒸
着により披着させ表面障壁電極３を構成した。電荷収集
電極２と接地電極４のギャップは５μｍとした。表面障
壁電極３をバイアス印加電極として直流高電圧を印加
し、電荷収集電極２と表面障壁電極３の間に高電界を発
生させ、241Amを照射して放射線特性を測定した。第２
図にパルス波高分析の測定結果を示す。
面に電荷収集電極２と接地電極４をオーミック接合が得
られるAuをパターン蒸着した。他方の面にはAlを真空蒸
着により披着させ表面障壁電極３を構成した。電荷収集
電極２と接地電極４のギャップは５μｍとした。表面障
壁電極３をバイアス印加電極として直流高電圧を印加
し、電荷収集電極２と表面障壁電極３の間に高電界を発
生させ、241Amを照射して放射線特性を測定した。第２
図にパルス波高分析の測定結果を示す。
各チャンネルとも241Amの60KeV光電ピークが、従来の
検出器の放射線特性を示す第６図よりシャープになり、
低い波高を持つパルスが減少した。即ち、電荷収集電極
間に生じた電荷が電荷収集電極２により収集されていな
いことを示す。
検出器の放射線特性を示す第６図よりシャープになり、
低い波高を持つパルスが減少した。即ち、電荷収集電極
間に生じた電荷が電荷収集電極２により収集されていな
いことを示す。
なお、ゲルマニウムを用いた場合も同様の結果が得ら
れた。
れた。
実施例２ 第３図は本発明の他の実施例である。第３図に示す多
チャンネル半導体放射線検出器は全空乏層型で、抵抗率
106から109ΩcmのCdTe結晶５の一方の面にバイアス印加
電極として直流高電圧を印加するためのオーミック電極
６をPtの無電解メッキ法により形成し、他方の面にAuの
パターン蒸着によりオーミック接合を形成し、電荷収集
電極７と接地電極８とした。この多チャンネル型半導体
放射線検出器の放射線特性を第４図に示す。各チャンネ
ルとも241Amの60KeV光電ピークが、従来の検出器よりシ
ャープになり、低い波高を持つパルスが減少し、空間分
解能とエネルギー分解能のが向上した。
チャンネル半導体放射線検出器は全空乏層型で、抵抗率
106から109ΩcmのCdTe結晶５の一方の面にバイアス印加
電極として直流高電圧を印加するためのオーミック電極
６をPtの無電解メッキ法により形成し、他方の面にAuの
パターン蒸着によりオーミック接合を形成し、電荷収集
電極７と接地電極８とした。この多チャンネル型半導体
放射線検出器の放射線特性を第４図に示す。各チャンネ
ルとも241Amの60KeV光電ピークが、従来の検出器よりシ
ャープになり、低い波高を持つパルスが減少し、空間分
解能とエネルギー分解能のが向上した。
放射線検出器として用いることのできる材料としては
他にGe、CdSe、GaAs、HgI2等があるが同様な結果が得ら
れた。
他にGe、CdSe、GaAs、HgI2等があるが同様な結果が得ら
れた。
発明の効果 本発明によれば、バイアス印加電極に印加した直流高
電圧により発生した高電界の電気力線が接地電極の配設
により電極面と垂直な直線となり、放射線により発生し
た電荷が電極面と垂直方向にドリフトするため、電荷収
集電極間に発生した電荷は接地電極に収集されることか
ら、チャンネル間分離が良く空間分解能の高い、かつ、
電極間に発生した電荷が長い距離をドリフトして電荷収
集電極に収集されることがないため、各チャンネルが優
れたエネルギー分解能を有する多チャンネル型半導体放
射線検出器が提供される。
電圧により発生した高電界の電気力線が接地電極の配設
により電極面と垂直な直線となり、放射線により発生し
た電荷が電極面と垂直方向にドリフトするため、電荷収
集電極間に発生した電荷は接地電極に収集されることか
ら、チャンネル間分離が良く空間分解能の高い、かつ、
電極間に発生した電荷が長い距離をドリフトして電荷収
集電極に収集されることがないため、各チャンネルが優
れたエネルギー分解能を有する多チャンネル型半導体放
射線検出器が提供される。
第１図（ａ）及び（ｂ）は、おのおの本発明の第一の実
施例における多チャンネル型半導体放射線検出器の構成
を示す平面図及び断面図、第２図は本発明の第一の実施
例における多チャンネル型半導体放射線検出器の放射線
特性図、第３図（ａ）及び（ｂ）は、おのおの本発明の
第二の実施例における多チャンネル型半導体放射線検出
器の構成を示す平面図及び断面図、第４図は本発明の第
二の実施例における多チャンネル型半導体放射線検出器
の放射線特性図、第５図は従来の多チャンネル型半導体
放射線検出器の電気力線を示す断面模式図、第６図は従
来の多チャンネル型半導体放射線検出器の放射線特性
図、第７図は本発明の多チャンネル型半導体放射線検出
器の電気力線を示す断面模式図である。 １……Si結晶、２……電荷収集電極、３……表面障壁電
極、４……接地電極。
施例における多チャンネル型半導体放射線検出器の構成
を示す平面図及び断面図、第２図は本発明の第一の実施
例における多チャンネル型半導体放射線検出器の放射線
特性図、第３図（ａ）及び（ｂ）は、おのおの本発明の
第二の実施例における多チャンネル型半導体放射線検出
器の構成を示す平面図及び断面図、第４図は本発明の第
二の実施例における多チャンネル型半導体放射線検出器
の放射線特性図、第５図は従来の多チャンネル型半導体
放射線検出器の電気力線を示す断面模式図、第６図は従
来の多チャンネル型半導体放射線検出器の放射線特性
図、第７図は本発明の多チャンネル型半導体放射線検出
器の電気力線を示す断面模式図である。 １……Si結晶、２……電荷収集電極、３……表面障壁電
極、４……接地電極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 馬場 末喜 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 渡辺 正則 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−162372（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】互いに対向する第１及び第２の主面を有す
る放射線検出用半導体と、 前記第１の主面に形成された第１の電極と、 前記第２の主面に形成された第２の電極と、 前記第１の主面に形成された第３の電極からなり、 前記第１の電極が複数個に分割された電荷収集電極であ
り、前記第２の電極がバイアス電圧印加電極であり、前
記第３の電極が複数個に分割された接地電極であり、前
記第３の電極の間に前記第１の電極が配設されているこ
とを特徴とする多チャンネル型半導体放射線検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62296597A JP2574341B2 (ja) | 1987-11-25 | 1987-11-25 | 多チャンネル型半導体放射線検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62296597A JP2574341B2 (ja) | 1987-11-25 | 1987-11-25 | 多チャンネル型半導体放射線検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01138486A JPH01138486A (ja) | 1989-05-31 |
| JP2574341B2 true JP2574341B2 (ja) | 1997-01-22 |
Family
ID=17835609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62296597A Expired - Fee Related JP2574341B2 (ja) | 1987-11-25 | 1987-11-25 | 多チャンネル型半導体放射線検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2574341B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6046454A (en) * | 1995-10-13 | 2000-04-04 | Digirad Corporation | Semiconductor radiation detector with enhanced charge collection |
| US6037595A (en) * | 1995-10-13 | 2000-03-14 | Digirad Corporation | Radiation detector with shielding electrode |
| US5677539A (en) * | 1995-10-13 | 1997-10-14 | Digirad | Semiconductor radiation detector with enhanced charge collection |
| GB2318448B (en) * | 1996-10-18 | 2002-01-16 | Simage Oy | Imaging detector and method of production |
| KR100622557B1 (ko) * | 2002-12-13 | 2006-09-13 | 요 아야트 리미티드 | 방사선 촬상 장치를 위한 스위칭/탈분극화 전원 |
| US7145986B2 (en) * | 2004-05-04 | 2006-12-05 | General Electric Company | Solid state X-ray detector with improved spatial resolution |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57162372A (en) * | 1981-03-30 | 1982-10-06 | Toshiba Corp | Semiconductor radiation detector |
-
1987
- 1987-11-25 JP JP62296597A patent/JP2574341B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01138486A (ja) | 1989-05-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |