JP2733930B2 - 半導体放射線検出素子 - Google Patents
半導体放射線検出素子Info
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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、医療用放射線受像装置、非破壊検査用放射
線検査装置等に用いられる、半導体放射線検出素子に関
する。 ＜従来の技術＞ 一般に、半導体放射線検出素子は、第５図に示すよう
に、例えばCdTe結晶等の半導体基板51の両面側に電極5
2,53を備えており、その電極52,53間に所定レベルの電
圧を印加するよう構成されている。 ここで、このような検出素子における例えばＸ線等の
光子の検出過程を第８図を参照しつつ説明する。 エネルギＥγを有する光子γが半導体放射線検出素子
D5に入射した際、そのエネルギＥγは、第８図に示す２
つの過程（ｉ）および（ii）のうちいずれかを経て各２
次電子の運動エネルギに変換され、その各運動エネルギ
に相当する数の電子・正孔対が発生する。そして、その
電子および正孔それぞれが各電極に移動することによ
り、電荷パルスが発生する。 ここで、（ｉ）の過程における２次電子のエネルギの
総和を次に示す。 ２次電子のエネルギの総和＝(Ｅγ−W1)＋(W1−W2)＋… …＋(Wn-1−Wn)＋Wn ＝Ｅγ また、（ii）の過程における２次電子のエネルギの総
和を次に示す。 ２次電子のエネルギの総和＝(Ec)＋(Ｅγ−Ec−W1)＋… …＋(Wn-1−Wn)＋(Wn) ＝Ｅγ なお、各２次電子および電子・正孔対それぞれの発生
における時間的なずれは、無視し得る程度に小さいの
で、エネルギＥγに比例した数の電子・正孔対すべてが
ほとんど同時に発生すると考えることができる。 次に、光子γが入射することにより移動する電気量全
てが、電子・正孔対の発生位置に関係なく光子γのエネ
ルギＥγに比例することを、発生した電子・正孔対の一
つに着目して説明する。 光子γの入射により発生した電子・正孔対は、第６図
に示すように各電極52,53それぞれに誘導電荷q1,q2を誘
起する。このq1,q2の電気量は、電子・正孔対が発生す
る位置に関係し、次に示すような値となる。 ただし、ｅは電気素量とする。 そして、電子および正孔は、両電極52,53間に印加さ
れた直流電圧Ｖの電界によって、第７図に示すように、
電子は陽極53に、正孔は陰極52にそれぞれ移動する。こ
れに伴って陰極52から陰極53に向って正電荷が移動する
とともに、陽極53から陰極52に向って負電荷が移動し、
両者が電極に達した際、＋q1および−q2が外部の回路を
介して移動したことになる。この−q2の移動方向は＋q1
の逆方向となるので、外部の回路を介して運ばれた電気
量は＋q1−（−q2）＝ｅとなる。すなわち、一つの電子
・正孔対はその発生位置に関係なく電気量ｅを運ぶこと
ができる。従って、移動する電気量全ては、発生した電
子・正孔対の数つまり入射した光子γのエネルギＥγに
比例することになる。ただし、電気量ｅを運ぶのに要す
る時間は、第９図（ａ）および（ｂ）に示すように、電
子・正孔対の発生位置が陽極53に近い程長くなる。これ
は、正孔の平均自由行程の長さが電子に比してその1/10
程度と短いため、電気量ｅを運ぶのに要する時間が正孔
の結晶中の移動時間に大きく作用されるので、正孔の移
動距離が長い程つまり電子・正孔の発生位置が陽極に近
い程多くの時間が必要となるためである。 ＜発明が解決しようとする問題点＞ ところで、光子γが入射することにより発生する電子
群および正孔群のうちいくつかは、CdTe結晶中に介在す
る不純物準位、格子欠陥準位等によりトラッピングされ
るものがある。特に正孔においては結晶中での移動速度
が遅いためトラッピングされる確率が高く、しかもその
確率は正孔の結晶中での移動距離が長い程高い。ここ
で、例えば正孔のトラッピングが生じると、上記した第
６図および第７図に示したような−q2の移動がなくな
り、最終的に移動する電気量は第９図（ｃ）に示すよう
に電子による＋q1だけとなり、しかも、その＋q1の値は
電子・正孔対の発生位置が陽極53に近い程小さくなる。
従って格子γの入射による全移動電気量は、正孔がトラ
ッピングされる確率が高くなればなる程小さくなり、し
かも、その割合は電子・正孔対の発生位置が陽極53に近
い程高くなる。このような全移動電気量の減少は、エネ
ルギ分解能の低下およびカウント洩れ等の問題を引き起
す原因となる。 一方、例えば放射線受像装置等、半導体放射線検出素
子を走査して放射線画像を得る装置においては、検出素
子に放射線が入射した時のパルス分解時間を可及的に短
くする必要がある。そこで従来、CdTe結晶の厚さを薄く
し、正孔の結晶中における走行時間を短くする方法が採
られているが、この方法によれば、CdTe結晶の厚さを薄
くすることにより、例えば第10図に示すように、100keV
以上のレベルを有する硬Ｘ線の検出に良好な感度を得る
ことができないという問題が生じていた。 以上の問題点を解決するには、電極間に印加する電圧
のレベルを高くして正孔のCdTe結晶中での移動速度を速
くすればよいが、電極間における耐圧等の関係から、現
状以上に印加電圧のレベルを高くすることは困難であ
る。 なお、例えば医療用放射線受像装置等においては、従
来、第11図に示すような放射線入射側の電極52が分割さ
れた２次元放射線検出素子アレイD5aを備えており、リ
アルタイムで放射線画像を得るよう構成されている。と
ころが、このような２次元放射線検出素子アレイD5aに
よれば、放射線入射側の電極52…52間の各隙間におい
て、放射線不感部51a…51aが介在するという欠点があ
り、この放射線不感部51a…51aの存在は医療用放射線受
像装置等において大きな問題とされていた。 本発明の目的は、エネルギ分解能の低下およびカウン
ト洩れを抑えることができ、かつ、パルス分解時間が可
及的短く、しかも、例えば硬Ｘ線等、高いエネルギレベ
ルを有する放射線に対しても高感度な検出を行うことの
できる、半導体放射線検出素子を提供することにある。 ＜問題点を解決するための手段＞ 上記目的を達成するための構成を、実施例に対応する
第１図を参照しつつ説明すると、本発明は、化合物半導
体基板１の一面に第１の平板電極（陰極側の電極）２を
形成するとともに、その反対側の面には、化合物半導体
基板１と導通する部分の面積が第１の平板電極より小さ
い第２の平板電極（陽極側の電極）３を形成し、第１の
平板電極２が陰極となるよう、この第１の平板電極２と
第２の平板電極３との間に所定レベルの電圧を印加し、
かつ、第１の平板電極２を放射線入射側として放射線を
検出するように構成したことによって特徴づけられる。 ＜作用＞ 陰極および陽極側の電極2,3間に印加する電圧のレベ
ルが従来と同程度のものであっても、陽極側の電極３の
面積を陰極側の電極２よりも小さくすることにより、陽
極側の電極３近傍における電界の強さを従来より強くす
ることができる。従って例えば電子・正孔対の発生位置
が陽極側の電極３に近い場合つまり正孔の半導体基板１
中での移動距離が長い場合でも、正孔の移動速度を従来
より速くすることができることになり、従来に比して正
孔のトラッピングの確率を減少させることができるとと
もに、正孔の収集時間thもきわめて短くなる。 ＜実施例＞ 本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説明する。 第１図は本発明実施例の構成図と、その作用説明図を
併記した図である。 CdTe結晶からなる化合物半導体基板１の一面側には、
Auを一様に蒸着してなる陰極側の電極２が形成されてお
り、その反対側の面には、化合物半導体基板１に導通す
る面積が陰極側の電極２より小さくなるよう、Auを一様
に蒸着してなる陰極側の電極３が形成されている。この
二つの電極2,3間には抵抗Ｒを介して電圧Ｖが印加さ
れ、全体として陰極側の電極２側を放射線入射側とする
半導体放射線検出素子D1を構成している。 次に作用を述べる。陽極側の電極３の面積を陰極側の
電極２よりも小さくすることにより、化合物半導体基板
１中における電気力線の密度は陽極側の電極３に近い位
置ほど高くなる。つまり、電界の強さは陽極側の電極３
に近い位置ほど強くなる。 ここで、陰極側およひ陽極側の電極2,3間に従来と同
じレベルの電圧を印加した場合について説明すると、放
射線入射により電子・正孔対が例えば化合物半導体基板
１中のＩの位置で発生した場合、電子は強い電界を通過
するので、その移動速度が速くなり収集時間teは従来に
比して短くなるが、正孔の収集時間thは変化しない。し
かしながら、電子・正孔の発生位置がIIおよびIIIの位
置と陽極側の電極３に近くなるにつれて、電子だけでな
く正孔も強い電界の影響を受け、その移動速度が速くな
り、収集時間thは従来に比してきわめて短くなる。従っ
て、パルス分解時間が従来に比してかなり短くなる。ま
た、電子および正孔の半導体基板１中での移動速度が従
来より速くなるので、電子および正孔が半導体基板１中
に介在する不純物準位、格子欠陥準位等によりトラッピ
ングされる確率を、従来よりも減少させることができ
る。 次いで、陰極側の電極２と陽極側の電極３との面積比
に基づく作用を第２図に示す実験データにより説明す
る。なお、このデータは、化合物半導体基板としてCdTe
結晶を用い、その電極間距離を0.8mmとしＸ線源として
241Amを使用し、測定時間を1000sとして実験を行った結
果である。 このデータによれば、陽極側の電極３の面積が陰極側
の電極２に比して小さくなる程、全カウント数が増大す
るとともにFWHMつまりパルス群のエネルギの半値幅が小
さくなることが明らかである。すなわち、陽極側の電極
３の面積が小さくなる程、カウント洩れが少なくなると
ともに、エネルギ分解能が高くなるということが言え
る。ところが、陽極側の電極３の面積をさらに小さくす
れば、半導体基板１中に電気力線が疎となる部分つまり
放射線不感領域が増大することになり、再び検出効率の
低下が生じる。従って陰極側の電極２と陰極側の電極３
との面積比は、エネルギ分解能およびパルス分解時間を
重視するか、または、検出効率を重視するかによって決
定すればよい。 なお、化合物半導体基板１としてCdTe結晶を用いた場
合、例えば60KeV〜100KeVのレベルを有するＸ線を吸収
するには、第10図に示すように、CdTe結晶の厚さが0.3m
m〜1.5mm程度が好ましい。 以上は、一つの半導体放射線検出素子に一つの画疎を
備えたものに本発明を適用した例について説明したが、
本発明は、複数の画素を備えた半導体放射線検出素子に
も適用できる。 その実施例を、第３図を参照しつつ説明すると、CdTe
結晶からなる化合物半導体基板31の両面全域に亘って、
Auを一様に蒸着して一対の電極32,33を形成し、その電
極32,33のうち陽極となるべき電極33を例えばマルチワ
イヤソー等により切り込んで電極33を行列状に分割し
て、２次元放射線検出素子アレイD3を構成している。 このように構成することにより、陽極側の電極33…33
の面積が陰極側の電極32よりも小さくなるので、先の実
施例と同様な作用が働くことになる。しかも、放射線不
感領域は、電気力線が疎となる部分だけとなり、従来の
ように放射線入射側の電極つまり陰極側の電極を分割す
るよりも小さくなる。 なお、この実施例では、陽極側の電極33をマルチワイ
ヤソーにより分割しているが、例えばメタルマスクやフ
ォトリソグラフィー等を利用して、蒸着時に陽極側の電
極を分割して、第４図に示すような２次元放射線検出素
子アレイD4を形成してもよい。 以上の実施例では、化合物半導体基板としてCdTe結晶
を適用しているが、本発明はこれに限られることなく、
例えばHgI2を結晶等、他の化合物半導体を適用してもよ
い。また、化合物半導体基板にAuを蒸着して、陰極側お
よび陽極側の電極を形成しているが、Pt,Ir,Al,Ni,また
はSe等の金属を蒸着して陰極側の電極を形成してもよい
し、さらに、Pt,Ir,Se,In,Cu,Al,Ni,またはAg等の金属
を蒸着して陽極側の電極を形成してもよい。 ＜発明の効果＞ 以上説明したように、本発明によれば、陽極側の電極
の面積を陰極側の電極より小さくして、両電極間に印加
する電圧のレベルが従来と同程度のものであっても、陽
極側の電極近傍における電界の強さが従来より強くなる
よう構成したから、正孔の移動速度が従来より速くなり
そのトラッピングの確率を減少させることができるの
で、エネルギ分解能の低下およびカウント洩れ等による
検出効率の低下を抑えることができる。しかも、正孔の
基板中での移動時間を短くすることができるので、従来
のように半導体基板の厚さを薄くすることなく、パルス
分解時間の短縮化を図ることができる。従って検出素子
を走査型で用いた場合でも、例えば100KeV以上のレベル
を有する硬Ｘ線を良好な感度で検出することができる。 なお、一つの検出素子の陽極側に複数の電極を設けて
２次元放射線検出素子アレイを形成した場合、上記した
効果に加えて、従来問題とされていた放射線不感領域を
小さくできるという効果もある。
線検査装置等に用いられる、半導体放射線検出素子に関
する。 ＜従来の技術＞ 一般に、半導体放射線検出素子は、第５図に示すよう
に、例えばCdTe結晶等の半導体基板51の両面側に電極5
2,53を備えており、その電極52,53間に所定レベルの電
圧を印加するよう構成されている。 ここで、このような検出素子における例えばＸ線等の
光子の検出過程を第８図を参照しつつ説明する。 エネルギＥγを有する光子γが半導体放射線検出素子
D5に入射した際、そのエネルギＥγは、第８図に示す２
つの過程（ｉ）および（ii）のうちいずれかを経て各２
次電子の運動エネルギに変換され、その各運動エネルギ
に相当する数の電子・正孔対が発生する。そして、その
電子および正孔それぞれが各電極に移動することによ
り、電荷パルスが発生する。 ここで、（ｉ）の過程における２次電子のエネルギの
総和を次に示す。 ２次電子のエネルギの総和＝(Ｅγ−W1)＋(W1−W2)＋… …＋(Wn-1−Wn)＋Wn ＝Ｅγ また、（ii）の過程における２次電子のエネルギの総
和を次に示す。 ２次電子のエネルギの総和＝(Ec)＋(Ｅγ−Ec−W1)＋… …＋(Wn-1−Wn)＋(Wn) ＝Ｅγ なお、各２次電子および電子・正孔対それぞれの発生
における時間的なずれは、無視し得る程度に小さいの
で、エネルギＥγに比例した数の電子・正孔対すべてが
ほとんど同時に発生すると考えることができる。 次に、光子γが入射することにより移動する電気量全
てが、電子・正孔対の発生位置に関係なく光子γのエネ
ルギＥγに比例することを、発生した電子・正孔対の一
つに着目して説明する。 光子γの入射により発生した電子・正孔対は、第６図
に示すように各電極52,53それぞれに誘導電荷q1,q2を誘
起する。このq1,q2の電気量は、電子・正孔対が発生す
る位置に関係し、次に示すような値となる。 ただし、ｅは電気素量とする。 そして、電子および正孔は、両電極52,53間に印加さ
れた直流電圧Ｖの電界によって、第７図に示すように、
電子は陽極53に、正孔は陰極52にそれぞれ移動する。こ
れに伴って陰極52から陰極53に向って正電荷が移動する
とともに、陽極53から陰極52に向って負電荷が移動し、
両者が電極に達した際、＋q1および−q2が外部の回路を
介して移動したことになる。この−q2の移動方向は＋q1
の逆方向となるので、外部の回路を介して運ばれた電気
量は＋q1−（−q2）＝ｅとなる。すなわち、一つの電子
・正孔対はその発生位置に関係なく電気量ｅを運ぶこと
ができる。従って、移動する電気量全ては、発生した電
子・正孔対の数つまり入射した光子γのエネルギＥγに
比例することになる。ただし、電気量ｅを運ぶのに要す
る時間は、第９図（ａ）および（ｂ）に示すように、電
子・正孔対の発生位置が陽極53に近い程長くなる。これ
は、正孔の平均自由行程の長さが電子に比してその1/10
程度と短いため、電気量ｅを運ぶのに要する時間が正孔
の結晶中の移動時間に大きく作用されるので、正孔の移
動距離が長い程つまり電子・正孔の発生位置が陽極に近
い程多くの時間が必要となるためである。 ＜発明が解決しようとする問題点＞ ところで、光子γが入射することにより発生する電子
群および正孔群のうちいくつかは、CdTe結晶中に介在す
る不純物準位、格子欠陥準位等によりトラッピングされ
るものがある。特に正孔においては結晶中での移動速度
が遅いためトラッピングされる確率が高く、しかもその
確率は正孔の結晶中での移動距離が長い程高い。ここ
で、例えば正孔のトラッピングが生じると、上記した第
６図および第７図に示したような−q2の移動がなくな
り、最終的に移動する電気量は第９図（ｃ）に示すよう
に電子による＋q1だけとなり、しかも、その＋q1の値は
電子・正孔対の発生位置が陽極53に近い程小さくなる。
従って格子γの入射による全移動電気量は、正孔がトラ
ッピングされる確率が高くなればなる程小さくなり、し
かも、その割合は電子・正孔対の発生位置が陽極53に近
い程高くなる。このような全移動電気量の減少は、エネ
ルギ分解能の低下およびカウント洩れ等の問題を引き起
す原因となる。 一方、例えば放射線受像装置等、半導体放射線検出素
子を走査して放射線画像を得る装置においては、検出素
子に放射線が入射した時のパルス分解時間を可及的に短
くする必要がある。そこで従来、CdTe結晶の厚さを薄く
し、正孔の結晶中における走行時間を短くする方法が採
られているが、この方法によれば、CdTe結晶の厚さを薄
くすることにより、例えば第10図に示すように、100keV
以上のレベルを有する硬Ｘ線の検出に良好な感度を得る
ことができないという問題が生じていた。 以上の問題点を解決するには、電極間に印加する電圧
のレベルを高くして正孔のCdTe結晶中での移動速度を速
くすればよいが、電極間における耐圧等の関係から、現
状以上に印加電圧のレベルを高くすることは困難であ
る。 なお、例えば医療用放射線受像装置等においては、従
来、第11図に示すような放射線入射側の電極52が分割さ
れた２次元放射線検出素子アレイD5aを備えており、リ
アルタイムで放射線画像を得るよう構成されている。と
ころが、このような２次元放射線検出素子アレイD5aに
よれば、放射線入射側の電極52…52間の各隙間におい
て、放射線不感部51a…51aが介在するという欠点があ
り、この放射線不感部51a…51aの存在は医療用放射線受
像装置等において大きな問題とされていた。 本発明の目的は、エネルギ分解能の低下およびカウン
ト洩れを抑えることができ、かつ、パルス分解時間が可
及的短く、しかも、例えば硬Ｘ線等、高いエネルギレベ
ルを有する放射線に対しても高感度な検出を行うことの
できる、半導体放射線検出素子を提供することにある。 ＜問題点を解決するための手段＞ 上記目的を達成するための構成を、実施例に対応する
第１図を参照しつつ説明すると、本発明は、化合物半導
体基板１の一面に第１の平板電極（陰極側の電極）２を
形成するとともに、その反対側の面には、化合物半導体
基板１と導通する部分の面積が第１の平板電極より小さ
い第２の平板電極（陽極側の電極）３を形成し、第１の
平板電極２が陰極となるよう、この第１の平板電極２と
第２の平板電極３との間に所定レベルの電圧を印加し、
かつ、第１の平板電極２を放射線入射側として放射線を
検出するように構成したことによって特徴づけられる。 ＜作用＞ 陰極および陽極側の電極2,3間に印加する電圧のレベ
ルが従来と同程度のものであっても、陽極側の電極３の
面積を陰極側の電極２よりも小さくすることにより、陽
極側の電極３近傍における電界の強さを従来より強くす
ることができる。従って例えば電子・正孔対の発生位置
が陽極側の電極３に近い場合つまり正孔の半導体基板１
中での移動距離が長い場合でも、正孔の移動速度を従来
より速くすることができることになり、従来に比して正
孔のトラッピングの確率を減少させることができるとと
もに、正孔の収集時間thもきわめて短くなる。 ＜実施例＞ 本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説明する。 第１図は本発明実施例の構成図と、その作用説明図を
併記した図である。 CdTe結晶からなる化合物半導体基板１の一面側には、
Auを一様に蒸着してなる陰極側の電極２が形成されてお
り、その反対側の面には、化合物半導体基板１に導通す
る面積が陰極側の電極２より小さくなるよう、Auを一様
に蒸着してなる陰極側の電極３が形成されている。この
二つの電極2,3間には抵抗Ｒを介して電圧Ｖが印加さ
れ、全体として陰極側の電極２側を放射線入射側とする
半導体放射線検出素子D1を構成している。 次に作用を述べる。陽極側の電極３の面積を陰極側の
電極２よりも小さくすることにより、化合物半導体基板
１中における電気力線の密度は陽極側の電極３に近い位
置ほど高くなる。つまり、電界の強さは陽極側の電極３
に近い位置ほど強くなる。 ここで、陰極側およひ陽極側の電極2,3間に従来と同
じレベルの電圧を印加した場合について説明すると、放
射線入射により電子・正孔対が例えば化合物半導体基板
１中のＩの位置で発生した場合、電子は強い電界を通過
するので、その移動速度が速くなり収集時間teは従来に
比して短くなるが、正孔の収集時間thは変化しない。し
かしながら、電子・正孔の発生位置がIIおよびIIIの位
置と陽極側の電極３に近くなるにつれて、電子だけでな
く正孔も強い電界の影響を受け、その移動速度が速くな
り、収集時間thは従来に比してきわめて短くなる。従っ
て、パルス分解時間が従来に比してかなり短くなる。ま
た、電子および正孔の半導体基板１中での移動速度が従
来より速くなるので、電子および正孔が半導体基板１中
に介在する不純物準位、格子欠陥準位等によりトラッピ
ングされる確率を、従来よりも減少させることができ
る。 次いで、陰極側の電極２と陽極側の電極３との面積比
に基づく作用を第２図に示す実験データにより説明す
る。なお、このデータは、化合物半導体基板としてCdTe
結晶を用い、その電極間距離を0.8mmとしＸ線源として
241Amを使用し、測定時間を1000sとして実験を行った結
果である。 このデータによれば、陽極側の電極３の面積が陰極側
の電極２に比して小さくなる程、全カウント数が増大す
るとともにFWHMつまりパルス群のエネルギの半値幅が小
さくなることが明らかである。すなわち、陽極側の電極
３の面積が小さくなる程、カウント洩れが少なくなると
ともに、エネルギ分解能が高くなるということが言え
る。ところが、陽極側の電極３の面積をさらに小さくす
れば、半導体基板１中に電気力線が疎となる部分つまり
放射線不感領域が増大することになり、再び検出効率の
低下が生じる。従って陰極側の電極２と陰極側の電極３
との面積比は、エネルギ分解能およびパルス分解時間を
重視するか、または、検出効率を重視するかによって決
定すればよい。 なお、化合物半導体基板１としてCdTe結晶を用いた場
合、例えば60KeV〜100KeVのレベルを有するＸ線を吸収
するには、第10図に示すように、CdTe結晶の厚さが0.3m
m〜1.5mm程度が好ましい。 以上は、一つの半導体放射線検出素子に一つの画疎を
備えたものに本発明を適用した例について説明したが、
本発明は、複数の画素を備えた半導体放射線検出素子に
も適用できる。 その実施例を、第３図を参照しつつ説明すると、CdTe
結晶からなる化合物半導体基板31の両面全域に亘って、
Auを一様に蒸着して一対の電極32,33を形成し、その電
極32,33のうち陽極となるべき電極33を例えばマルチワ
イヤソー等により切り込んで電極33を行列状に分割し
て、２次元放射線検出素子アレイD3を構成している。 このように構成することにより、陽極側の電極33…33
の面積が陰極側の電極32よりも小さくなるので、先の実
施例と同様な作用が働くことになる。しかも、放射線不
感領域は、電気力線が疎となる部分だけとなり、従来の
ように放射線入射側の電極つまり陰極側の電極を分割す
るよりも小さくなる。 なお、この実施例では、陽極側の電極33をマルチワイ
ヤソーにより分割しているが、例えばメタルマスクやフ
ォトリソグラフィー等を利用して、蒸着時に陽極側の電
極を分割して、第４図に示すような２次元放射線検出素
子アレイD4を形成してもよい。 以上の実施例では、化合物半導体基板としてCdTe結晶
を適用しているが、本発明はこれに限られることなく、
例えばHgI2を結晶等、他の化合物半導体を適用してもよ
い。また、化合物半導体基板にAuを蒸着して、陰極側お
よび陽極側の電極を形成しているが、Pt,Ir,Al,Ni,また
はSe等の金属を蒸着して陰極側の電極を形成してもよい
し、さらに、Pt,Ir,Se,In,Cu,Al,Ni,またはAg等の金属
を蒸着して陽極側の電極を形成してもよい。 ＜発明の効果＞ 以上説明したように、本発明によれば、陽極側の電極
の面積を陰極側の電極より小さくして、両電極間に印加
する電圧のレベルが従来と同程度のものであっても、陽
極側の電極近傍における電界の強さが従来より強くなる
よう構成したから、正孔の移動速度が従来より速くなり
そのトラッピングの確率を減少させることができるの
で、エネルギ分解能の低下およびカウント洩れ等による
検出効率の低下を抑えることができる。しかも、正孔の
基板中での移動時間を短くすることができるので、従来
のように半導体基板の厚さを薄くすることなく、パルス
分解時間の短縮化を図ることができる。従って検出素子
を走査型で用いた場合でも、例えば100KeV以上のレベル
を有する硬Ｘ線を良好な感度で検出することができる。 なお、一つの検出素子の陽極側に複数の電極を設けて
２次元放射線検出素子アレイを形成した場合、上記した
効果に加えて、従来問題とされていた放射線不感領域を
小さくできるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明実施例の構成図と、その作用説明図を併
記した図、 第２図はその実施例の実験データを示す図、 第３図および第４図は本発明の他の実施例の縦断面図、 第５図乃至第９図は原理を説明するための図、 第10図はCdTe結晶におけるＸ線の吸収率を示す図、 第11図は従来の２次元放射線検出素子アレイの縦断面図
である。 １……化合物半導体基板 2,32……陰極側の電極 3,33…33……陽極側の電極 D1……半導体放射線検出素子 D3,D4……２次元放射線検出素子アレイ
記した図、 第２図はその実施例の実験データを示す図、 第３図および第４図は本発明の他の実施例の縦断面図、 第５図乃至第９図は原理を説明するための図、 第10図はCdTe結晶におけるＸ線の吸収率を示す図、 第11図は従来の２次元放射線検出素子アレイの縦断面図
である。 １……化合物半導体基板 2,32……陰極側の電極 3,33…33……陽極側の電極 D1……半導体放射線検出素子 D3,D4……２次元放射線検出素子アレイ
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．化合物半導体基板の一面に第１の平板電極を形成す
るとともに、その反対側の面には、上記化合物半導体基
板と導通する部分の面積が上記第１の平板電極より小さ
い第２の平板電極を形成し、上記第１の平板電極が陰極
となるよう、当該第１および第２の平板電極間に所定レ
ベルの電圧を印加し、かつ、上記第１の平板電極を放射
線入射側として放射線を検出するように構成されてな
る、半導体放射線検出素子。 ２．上記化合物半導体基板の上記反対側の面に複数個の
平板電極を形成し、その複数個の平板電極の上記化合物
半導体基板と導通する部分の面積の総和が上記第１の平
板電極より小さくなるよう構成したことを特徴とする、
特許請求の範囲第１項記載の半導体放射線検出素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62235849A JP2733930B2 (ja) | 1987-09-18 | 1987-09-18 | 半導体放射線検出素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62235849A JP2733930B2 (ja) | 1987-09-18 | 1987-09-18 | 半導体放射線検出素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6477969A JPS6477969A (en) | 1989-03-23 |
| JP2733930B2 true JP2733930B2 (ja) | 1998-03-30 |
Family
ID=16992169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62235849A Expired - Lifetime JP2733930B2 (ja) | 1987-09-18 | 1987-09-18 | 半導体放射線検出素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2733930B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103261914A (zh) * | 2010-12-07 | 2013-08-21 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 直接转换x射线探测器 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8614423B2 (en) | 2009-02-02 | 2013-12-24 | Redlen Technologies, Inc. | Solid-state radiation detector with improved sensitivity |
| JP2011060953A (ja) * | 2009-09-09 | 2011-03-24 | Murata Mfg Co Ltd | 光センサ |
| CN103972323B (zh) * | 2013-01-31 | 2017-05-03 | 同方威视技术股份有限公司 | 辐射探测器 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5274290A (en) * | 1975-12-17 | 1977-06-22 | Hitachi Ltd | Semiconductor detector |
| JPS6328076A (ja) * | 1986-07-21 | 1988-02-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体放射線検出器 |
-
1987
- 1987-09-18 JP JP62235849A patent/JP2733930B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103261914A (zh) * | 2010-12-07 | 2013-08-21 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 直接转换x射线探测器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6477969A (en) | 1989-03-23 |
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