JPH01116480A - 放射線検出素子 - Google Patents
放射線検出素子Info
- Publication number
- JPH01116480A JPH01116480A JP27332387A JP27332387A JPH01116480A JP H01116480 A JPH01116480 A JP H01116480A JP 27332387 A JP27332387 A JP 27332387A JP 27332387 A JP27332387 A JP 27332387A JP H01116480 A JPH01116480 A JP H01116480A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- carbon film
- diamond
- radiation detector
- rays
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 16
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 abstract description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 abstract description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 abstract description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 abstract 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910000661 Mercury cadmium telluride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は放射線（および紫外〜赤外）領域の高帯域光子
センサーすなわちＸ線検出素子およびそれを装備したカ
ロリーメータ型放射線検出器に関する。
センサーすなわちＸ線検出素子およびそれを装備したカ
ロリーメータ型放射線検出器に関する。
〔従来技術］
カロリーメータ型放射線検出器は非分散型ではあるが、
エネルギー分解能を従来の半導体検出器より２桁も向上
できると期待が持たれている。カロリーメータ型放射線
検出器は、入射する光子を熱に変え、温度上昇をサーミ
スターなどで計測する原理による。
エネルギー分解能を従来の半導体検出器より２桁も向上
できると期待が持たれている。カロリーメータ型放射線
検出器は、入射する光子を熱に変え、温度上昇をサーミ
スターなどで計測する原理による。
０．１〜ｌＯにｅＶ程度のＸ線光子を素子の温度上昇と
して検出するには、温度上昇を受ける物質の熱容量は１
０−”Ｊ／ Ｋ程度以下にしなければならない。
して検出するには、温度上昇を受ける物質の熱容量は１
０−”Ｊ／ Ｋ程度以下にしなければならない。
結晶の低温での熱容量はデバイの比熱式〇＝１９４４（
Ｔ／Ｈ）３（Ｊ／■ｏＬ’Ｋ）により与えられＨはデバ
イ温度である。Ｈの小さい材料が低温比熱を小さくでき
る。
Ｔ／Ｈ）３（Ｊ／■ｏＬ’Ｋ）により与えられＨはデバ
イ温度である。Ｈの小さい材料が低温比熱を小さくでき
る。
図には従来用いられているイオン打込みのサーミスタを
付けたＳｉチップの表面にＸ線吸収層としての２μ−程
度のＢ１１１あるいはＨｇＣｄＴａ層を設けたＳＬカロ
リーメータを示す、１■３のＳｉ結晶の熱容量はＯ，１
にでＣ＝６Ｘ１０−”（Ｊ／に〕程度であるから１０Ｋ
ａＶの光子が入射するとΔＴ〜２．７■に程度の温度上
昇が起り、サーミスタを用いて電圧パルスとして検出す
ることができる。
付けたＳｉチップの表面にＸ線吸収層としての２μ−程
度のＢ１１１あるいはＨｇＣｄＴａ層を設けたＳＬカロ
リーメータを示す、１■３のＳｉ結晶の熱容量はＯ，１
にでＣ＝６Ｘ１０−”（Ｊ／に〕程度であるから１０Ｋ
ａＶの光子が入射するとΔＴ〜２．７■に程度の温度上
昇が起り、サーミスタを用いて電圧パルスとして検出す
ることができる。
用いるＳｉ結晶内の格子欠陥などは準安定状態を励起し
、雑音の原因となるので好ましくなｔｌ。
、雑音の原因となるので好ましくなｔｌ。
またＸ線入射面の２μｍ厚のＳｉ層はＸ線をこの層で吸
収し熱化するために設けられており、直接達結、晶−で
吸収させるより熱化による雑音が小さくできる。
収し熱化するために設けられており、直接達結、晶−で
吸収させるより熱化による雑音が小さくできる。
、−シかしながら、光子の吸収層に用いられているＱｉ
は仕事関係が４．２ｅＶであり、Ｘ線入射によりおこる
光電効果により光電子の放出が生じ。
は仕事関係が４．２ｅＶであり、Ｘ線入射によりおこる
光電効果により光電子の放出が生じ。
熱化損失がさけられない。
本発明は、前記の熱化損失のない高効率のカロリーメー
タ型放射線検出器を提供する点にある。
タ型放射線検出器を提供する点にある。
本発明は、前記の目的を達成するため、Ｘ線入射面のＢ
ｉ層上に５０〜２０００人好ましくは５０〜５００人の
ダイヤモンド状炭素膜を被覆することを特徴とするもの
である。
ｉ層上に５０〜２０００人好ましくは５０〜５００人の
ダイヤモンド状炭素膜を被覆することを特徴とするもの
である。
ダイヤモンド状炭素膜の仕事関数は４．８程度と大きく
光電子の放出が少い、また該炭素膜は非晶質で禁制帯内
に局在準位が存在するために、伝導帯での光電子の走行
も起りにくい、また。
光電子の放出が少い、また該炭素膜は非晶質で禁制帯内
に局在準位が存在するために、伝導帯での光電子の走行
も起りにくい、また。
下層のＢｉ層から放出される光電子は数十人の該炭素膜
で吸収されてしまうことになる。さらに該炭素膜のデバ
イ温度は１８〜９程度と推定され、Ｂｉでの１．１７に
対して非常に大きく、該炭素膜も５０〜５００人とＢｉ
の２μｍに対して薄いために、該炭素膜を設けたために
生ずる熱容量の増加は無視することができる。
で吸収されてしまうことになる。さらに該炭素膜のデバ
イ温度は１８〜９程度と推定され、Ｂｉでの１．１７に
対して非常に大きく、該炭素膜も５０〜５００人とＢｉ
の２μｍに対して薄いために、該炭素膜を設けたために
生ずる熱容量の増加は無視することができる。
これにより、従来のカロリーメータの高感度化が達成で
きる。
きる。
ダイヤモンド状炭素膜はプラズマＣＶＤ法によりＣＨ４
、Ｈ２混合ガスを分解し室温で素子上に形成できるため
製造上の問題点は存在しない（例えば、出願人の特願昭
６１−２９６６１２号のダイヤモンド状炭素膜の製膜法
などの技術も使用できる）。
、Ｈ２混合ガスを分解し室温で素子上に形成できるため
製造上の問題点は存在しない（例えば、出願人の特願昭
６１−２９６６１２号のダイヤモンド状炭素膜の製膜法
などの技術も使用できる）。
又、通常サーミスタ層の形成は、Ｂ、Ｐ、Ａｓ等をイオ
ン打込み方法などにより達成することができる。
ン打込み方法などにより達成することができる。
Ｘ線吸収層は、Ｂｉ、 ＨｇＣｄＴｅなどを蒸着法など
により２μｍ程度に形成したものである。
により２μｍ程度に形成したものである。
厚さ、２００μＩのＳｉ単結晶に、
加速電流１００ＫＶ
の条件下で市販のイオン打込み装置を使用して、ドース
量１０”Ｑｌ−”のＰをイオン打込みし、０．１μｍの
ｎ型層よりなるサーミスタ層３を形成する。
量１０”Ｑｌ−”のＰをイオン打込みし、０．１μｍの
ｎ型層よりなるサーミスタ層３を形成する。
一方、Ｘ線吸収層１は、Ｂｉを蒸着法などにより厚さ２
μｍの層とする。
μｍの層とする。
このようにして得られた板状物をＲＦ給電側にセットし
、 ＲＦ出力 ５０Ｗ 圧 力 ０，０４Ｔｏｒｒ 温 度：室 温 の条件下、原料ガスとしてＣＨ４と水素の混合物を流し
つつ、１３．５６ＭＨｚの高周波電界を印加することに
より厚さ２００人のダイヤモンド状炭素膜５を形成した
。 ゛ ダイヤモンド状炭素膜の物性は、 比抵抗 １−ＸＩＯ１０ΩＧ ビッカース硬度 ４７００ Ｈｖ 密度 ２．３ｇ／ｄ であった。
、 ＲＦ出力 ５０Ｗ 圧 力 ０，０４Ｔｏｒｒ 温 度：室 温 の条件下、原料ガスとしてＣＨ４と水素の混合物を流し
つつ、１３．５６ＭＨｚの高周波電界を印加することに
より厚さ２００人のダイヤモンド状炭素膜５を形成した
。 ゛ ダイヤモンド状炭素膜の物性は、 比抵抗 １−ＸＩＯ１０ΩＧ ビッカース硬度 ４７００ Ｈｖ 密度 ２．３ｇ／ｄ であった。
得られた素子をカロリーメータ型放射線検出器として使
用したところ、ダイヤモンド状炭素膜の有無によりＸ線
光子の吸収効率の１０％程度の改善がみられた。
用したところ、ダイヤモンド状炭素膜の有無によりＸ線
光子の吸収効率の１０％程度の改善がみられた。
本発明は、ダイヤモンド状炭素膜を設けたことにより、
それにより生じる熱容量の増大というデメリットは極め
て小さく無視できる程度であるが、放射線吸収層の光電
子放出を大巾に押えることができるため、熱化損失を大
巾に低減することができた。本発明の放射線検出素子は
Ｘ線り゛ソゲラフイー装置、Ｘ線回折装置、電波望遠鏡
等に広く使用できる。
それにより生じる熱容量の増大というデメリットは極め
て小さく無視できる程度であるが、放射線吸収層の光電
子放出を大巾に押えることができるため、熱化損失を大
巾に低減することができた。本発明の放射線検出素子は
Ｘ線り゛ソゲラフイー装置、Ｘ線回折装置、電波望遠鏡
等に広く使用できる。
４、図面の簡単な説明 −
第１図は、本発明の放射線検出素子の断面図である。
１・・・放射線吸収層 ２・・・Ｓ′ｉ単結晶４・・
・Ａｆｆ電極 ５・・・ダイヤモンド状炭素膜
・Ａｆｆ電極 ５・・・ダイヤモンド状炭素膜
Claims (1)
- １、入射光子を熱に変換する放射線吸収層の上に、５０
〜２０００Åのダイヤモンド状炭素膜を設けたことを特
徴とする放射線検出素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27332387A JPH01116480A (ja) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | 放射線検出素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27332387A JPH01116480A (ja) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | 放射線検出素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01116480A true JPH01116480A (ja) | 1989-05-09 |
Family
ID=17526280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27332387A Pending JPH01116480A (ja) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | 放射線検出素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01116480A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5066938A (en) * | 1989-10-16 | 1991-11-19 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Diamond film thermistor |
| US5081438A (en) * | 1989-04-11 | 1992-01-14 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Thermistor and its preparation |
| US7112801B2 (en) | 1998-06-18 | 2006-09-26 | Hamamatsu Photonics K.K. | Scintillator panel and radiation image sensor |
-
1987
- 1987-10-30 JP JP27332387A patent/JPH01116480A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5081438A (en) * | 1989-04-11 | 1992-01-14 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Thermistor and its preparation |
| US5066938A (en) * | 1989-10-16 | 1991-11-19 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Diamond film thermistor |
| US7112801B2 (en) | 1998-06-18 | 2006-09-26 | Hamamatsu Photonics K.K. | Scintillator panel and radiation image sensor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Séguinot et al. | Reflective UV photocathodes with gas-phase electron extraction: solid, liquid, and adsorbed thin films | |
| Klazes et al. | Determination of the optical bandgap of amorphous silicon | |
| Ruckh et al. | Photoemission studies of the ZnO/CdS interface | |
| De Napoli | SiC detectors: A review on the use of silicon carbide as radiation detection material | |
| Shah et al. | Lead iodide X-ray detection systems | |
| Foulon et al. | Neutron detectors made from chemically vapour deposited semiconductors | |
| Torrisi et al. | Single crystal silicon carbide detector of emitted ions and soft x rays from power laser-generated plasmas | |
| JPS59122988A (ja) | 放射線計測素子 | |
| US2259372A (en) | Light sensitive device | |
| Fornaro et al. | Bismuth tri-iodide polycrystalline films for digital X-ray radiography applications | |
| Iwanczyk et al. | HgI/sub 2/polycrystalline films for digital X-ray imagers | |
| JPH01116480A (ja) | 放射線検出素子 | |
| Ha et al. | A self-biased neutron detector based on an SiC semiconductor for a harsh environment | |
| Foulon et al. | CVD diamond films for radiation detection | |
| Jackson et al. | Implications of recent density-of-states measurements for optical and transport properties of a-Si: H | |
| Tremsin et al. | UV photoemission efficiency of polycrystalline CVD diamond films | |
| Lum et al. | Lead oxide glass tubing converters for gamma detection in MWPC | |
| Poirier et al. | Energy losses of hot electrons in a thin layer of SiO2 on Si | |
| Jean et al. | New cesium iodide-selenium x-ray detector structure for digital radiography and fluoroscopy | |
| JPH0447993B2 (ja) | ||
| Kashiwagi et al. | Investigation of basic characteristics of synthetic diamond radiation detectors | |
| US20040182993A1 (en) | Solid-state radiation detector using a single crystal of compound semiconductor inSb | |
| Fornaro et al. | Polycrystalline lead iodide films: optical, electrical and X-ray counting characterization | |
| Khodyuk et al. | Charge carrier mobility and nonproportionality of LaBr $ _3 $: Ce scintillators | |
| Bacci et al. | Synthesis of low leakage current chemical vapour deposited (CVD) diamond films for particle detection |