JPH02100378A - 半導体放射線検出器 - Google Patents

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。

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、医療用放射線診断装置、工業用
非破壊検査装置等に用いられろ半導体放射線検出器に関
するものである。

従来の技術 周知のように半導体放射線検出器にはＳｉ、Ｃｅ等の元
素半導体より構成されるものとＣｄＴｅ、ＧａＡｓ　、
　　Ｈｇ　１２、ＣｄＳ、ＣｄＳＳｅ等の化合物半導体
より構成されるものがある。これらのうち一般に、化合
物半導体は実効原子番号が大きいので放射線の吸収効率
が高く高感度な検出器を提供出来る。またエネルギーギ
ャップが大きいので室温動作型検出器でもある。

半導体放射線検出器の実用化に当たって重要な技術の一
つは半導体表面の保護である。半導体表面への保護膜形
成はＳｉ等の元素半導体では酸化膜、窒化膜等の膜形成
技術が完成しており、例えばＳｉでは熱酸化や化学気相
堆積法（ＣＶＤ）等が行われている。

一般に半導体基板に蒸着法やプラズマ化学気相堆積法な
どで良好な膜質を有ししかも密着性の優れた絶縁膜を形
成するには堆積中の基板加熱が必要である。特にＣｄＴ
ｅやＧａＡｓ等の化合物半導体ではイオン結合性がＳｉ
等の元素半導体に比べ強いので密着強度の向上には基板
加熱が必要不可欠である。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、化合物半導体は構成元素に蒸気圧差があ
るため高温下では一方の元素が優先的に蒸発し結晶内に
空孔が多数形成される。例えばＣｄＴｅでは常圧におい
て３００℃程度からＣｄ原子の蒸発が起こり空孔が生成
する。膜堆積時の真空下では更に低温度から上記現象が
起こる。これらはキャリアトラップとなるので移動度の
低下などが起こり検出器特性の劣化につながる。またＣ
ｄＴｅでは真空熱処理によりＴｅ原子のバルク内部から
表面への移動が起こり表面に低抵抗層が形成され暗電流
の増加が起こり検出器のＳＮが悪化する。

従って、以上のような化合物半導体独特の性質の為に従
来の方法による安定した密着力のよい良質な絶縁膜の形
成は困難であった。

本発明は、このような従来技術の課題を解決することを
目的とする。

課題を解決するための手段 本発明は、薄膜ガラス基板を、ポリイミド、ポリアミド
等の耐水性に優れる樹脂で半導体基板上に接着固定し、
絶縁膜とするものである。

作用 本発明によれば、真空加熱プロセスを介する事なく接着
という簡易な手段で半導体結晶の特性を損ねる事なく良
質な絶縁膜が形成される。

実施例 以下に、本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例の半導体放射線検出器である
。第１図においてｌは半導体結晶で本実施例ではｐ型Ｃ
ｄＴｅ結晶、２は入射放射線により半導体結晶に発生す
る電荷を収集するための電荷収集電極で本実施例ではｐ
ｔ、３は背面電極で本実施例ではｐｔ、４は薄膜ガラス
基板、５は樹脂系接着剤で本実施例ではポリイミド、６
は電荷収集電極と絶縁膜上を電気的に接続するリード電
極である。第２図は本発明の半導体放射線検出器の製造
工程を示す工程断面図である。第２図において７はパタ
ーン窓である。以下第２図（ａ）、（ｂ）、　（ｃ）、
　ぐ、ｄ　）、　（ｅ）を用いて本発明の一実施例を説
明する。

ｐ型ＣｄＴｅ結晶ｌの対向面に化学処理により加工変質
層を取り除いた後フォトリソグラフィーによりマスク形
成したのち、第２図（ａ）に示す用に無電界メツキでパ
ターン状のｐｔｉａ荷収集電極２と背面のｐｔ電極３を
形成する。

次に第２図（ｂ）に示すように電荷収集電極２側に薄膜
ガラス４を接着剤５で接着する。薄膜ガラス４は例えば
厚さ８μで鏡面加工を行ったものである。接着剤は例え
ば本実施例ではポリイミド系樹脂で１８０〜２００℃で
３時間硬化する。

次に、フォトリソグラフィーによりパターンマスクを形
成した後ＣＦ　ａによるプラズマドライエツチングで第
２図（Ｃ）に示す用に薄膜ガラス４の一部に所定のパタ
ーン窓７を形成する。

次いて、０２によるプラズマドライエツチングで第２図
（ｄ）に示す用にポリイミド膜５の一部に更にパターン
窓７を形成し、パターン窓部７のみ電荷収集電極２を露
出させる。

次に、第２図（ｅ）に示す用に電荷収集電極２と薄膜ガ
ラス４上にまたがるリード電極６を蒸着およびフォトエ
ツチングにより形成する。リード電極６は例えばＡＩで
あり、　　フォトリソグラフィーによりパターンマスク
を形成した後、燐酸系エツチング液で不要な部分のＡＩ
を取り除き第２図（ｅ）に示すように所定のパターンの
ＡＩ電極６を形成する。

以上の工程で本発明の一実施例の半導体放射線検出器が
製造される。

以上本実施例では、ｐ型ＣｄＴｅ１の対向面に無電界メ
ツキにより形成した電荷収集電極２及び背面電極３をｐ
ｔとしたがこれに限るものではなく、Ａｕ、Ｐｄ、Ｎｉ
などの同様な接合を形成する他の金属であってよい。

また薄膜ガラス４の膜厚を８μｍとしたがこれに限った
ものではない。

また薄膜ガラス４の半導体結晶への固定にポリイミドを
用いたが、これに限らず、ポリアミド等の耐水性に優れ
かつ接着力のよい樹脂であれば良い。

また薄膜ガラス４へのパターン窓７の形成法としてＣＦ
　ａのプラズマドライエツチングを用いたがＨＦ系のエ
ッチャントでのウェットエッチでも良い。また、リード
電極６のパターン形成をフォトエッチで行ったがこれに
限ったものではなく、マスク蒸着などでも良い。またリ
ード電極６はＡＩに限らず、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｕ、　　Ｐ
ｄ％Ｐｔ、　　Ａｇ。

等の導電性の良い金属であればよい。

また、本実施例ではｐ型ＣｄＴｅ　１の両対向面にオー
ミック接触するＰｔ電極２，３を形成したＭＳＭ型の半
導体放射線検出器について説明したが、これに限ったも
のではなく、表面障壁型でもｐｎ型でも少なくとも電荷
収集電極側で同様に実施すれば良い。

また本実施例ではＣｄＴｅ放射線検出器の場合について
せつめいしたがＧａＡｓ、Ｈｇｌ＋、ＣｄＳ、ＣｄＳＳ
ｅ等の化合物半導体を用いた放射線検出器やＳｉ、Ｇｅ
等の元素半導体より構成される放射線検出器であっても
適用される。

第３図に本発明の別の実施例である多チヤンネル型の半
導体放射線検出器の断面図を示す。本実施例は第１図の
実施例を変形応用したものであり、対応する部分には第
１図と同様な符号を記した。

以下第３図を用いて本発明の詳細な説明する。

本実施例は複数個の電気的に独立した単位検出素子を１
次元に配列した多チヤンネル型の半導体放射線検出器で
あり先の実施例における第２図（ａ）に於ける電荷収集
電極２を１次元に複数個独立に配列した。これにともな
い薄膜ガラス４及び樹脂５に形成するパターン窓も電荷
収集電極２のパターンに一致したものとなる。

また本実施例では電荷収集電極２をプレイ状に配列した
リニアタイプの多チヤンネル型半導体放射線検出器につ
いて説明したが電荷収集電極２をを面状に配列した２次
元タイプであっても良い。

発明の効果 本発明により、熱的、化学的に不安定で取扱の難しい化
合物半導体においても良質なパッシベーション層の形成
が可能となり、信頼性に優れた半導体放射線検出器を提
供出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の半導体放射線検出器の断面
図、第２図（ａ）、（ｂ）、　（Ｃ）、（ｄ）、　（ｅ
）は第１図の半導体放射線検出器の製造工程を示す断面
図、第３図は本発明の別の実施例の半導体放射線検出器
の断面図ある。 ｌ・・・半導体結晶、２・・・電荷収集電極、３・・・
背面電極、４・・・薄膜ガラス、５・・・樹脂、６・・
・リード電極、７・・・パターン窓 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名書　１　図 第２図 第３図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）放射線に有感な半導体結晶の少なくとも一方の面
   が電荷を収集する為の電極、一部分にパターン窓を形成
   した絶縁層、電荷収集電極と絶縁層にまたがり形成され
   たリード取り出し電極の積層構造を有する半導体放射線
   検出器であって、前記絶縁層が薄膜ガラス基板であるこ
   とを特徴とする半導体放射線検出器。
2. （２）薄膜ガラス基板が半導体結晶に樹脂により接着固
   定し絶縁層とされたこと特徴とする請求項１記載の半導
   体放射線検出器。
3. （３）半導体結晶がＣｄＴｅ、ＧａＡｓ、 ＨｇＩ＿２、ＣｄＳ、ＣｄＳＳｅ等の化合物半導体であ
   ることを特徴とする請求項１記載の半導体放射線検出器
   。
4. （４）樹脂がポリイミド、ポリアミド等の耐水性に優れ
   る樹脂であることを特徴とする請求項１、２又は３記載
   の半導体放射線検出器。