JPH02152228A - 半導体放射線検出器の製造方法 - Google Patents

半導体放射線検出器の製造方法

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JPH02152228A
JPH02152228A JP63306453A JP30645388A JPH02152228A JP H02152228 A JPH02152228 A JP H02152228A JP 63306453 A JP63306453 A JP 63306453A JP 30645388 A JP30645388 A JP 30645388A JP H02152228 A JPH02152228 A JP H02152228A
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JP
Japan
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film
electrode
pattern
insulating film
radiation detector
Prior art date
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Pending
Application number
JP63306453A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuichi Oomori
大森 康以知
Masatoshi Kitagawa
雅俊 北川
Takashi Hirao
孝 平尾
Tetsurou Ootsuchi
大土 哲朗
Hiroshi Tsutsui
博司 筒井
Masanori Watanabe
正則 渡辺
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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る半導体放射線検出
器の製造方法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、Ge等の元
素半導体より構成されるものとCd T e。
GaAs 、Hg12.Cd55  Cd55e1 等
の化合物半導体より構成されるものがある。中でもCd
Teは(テルル化カドミウム)実効原子番号が大きく、
かつ、室温でのエネルギーギャップが約1.5eVと広
く、小容積で高感度かつ室温動作可能な放射線検出器と
して重要である。このCdTe放射線検出器の性能を決
定する要因の一つは放射線のフォトンにより結晶中で発
生する電荷を収集するための電極である。この電極の形
成法としては、蒸着、合金化、無電界メッキなどがある
が、これらのうち無電界メッキが最も優れている。しか
し無電界メッキ法の欠点は均一な膜形成が困難な点であ
る。特にCdTeでは250 ’C以上の高温雰囲気下
ではCd原子が表面より抜は出し、特性が劣化するので
、一般に行われる高温加熱によるメッキ膜の均一化、密
着強度の向上は不可能である。
従ってCdTe放射線検出器における電極からのリード
出しは、ワイヤーボンディング等の応力の加わる接続法
では検出器の信頼性の低下につながるので好ましくなく
、従来は銀ペーストなどの導電性接着剤でフィルムリー
ド等を接着しおこなってきた。
発明が解決しようとする課題 近年検出器の容積が微小化すると共に、複数個の検出器
を高密度に配列した多チヤンネル型の放射線検出器への
応用が注目されてきたが、導電性接着剤では微小な面積
へのリード接続や高密度で複数のリード接続は作業性及
び信頼性に難点がある。信頼性向上にはワイヤーボンデ
ィングやフィルムボンディングでの接続を可能にする必
要がある。それにはリード接続のための別の電極をCd
Te基板上に絶縁膜を介して設け、接続時の応力がCd
Te基板及び電荷収集のための電極に直接加わらないよ
うにすればよい。このような絶縁膜の形成法としてはプ
ラズマCVD、?It子ビーム蒸着などがあるが、これ
らの絶縁膜形成法では良質な絶縁膜形成には真空チャン
バー内での基板加熱が必要である。CdTeの熱的不安
定性は真空中では更に高まり、例えば200°Cでも表
面の組成変化が生じる。またCdTeは化学的にも不安
定であり、酸やアルカリ下では浸食され易く絶縁膜を形
成した後、無電界メッキなどのウェットプロセスを導入
すると絶縁膜の密着度及び均一性に悪影響を及ぼすとい
う問題がある。
課題を解決するための手段 上記問題を解決するため本発明は、Cd  Te基板の
少なくとも一方の面が電荷を収集するための電極と、パ
ターン窓を形成した絶縁膜と、前記パターン窓と絶縁膜
にまたがり形成された金属膜との積層構造により構成さ
れる半導体放射線検出器の製造方法において、前記絶縁
膜の形成前に無電界メッキによりCd−Tea!’板面
に所定の電極を形成することを特徴とし、望ましくは絶
縁膜をマイクロ波電子サイクロトロン共鳴吸収を利用し
たプラズマCVDにより原料ガスとして、SiH4とN
20もしくは5iHnとN 20とN2の混合ガスを使
用して室温で形成することを特徴とする。
作用 本発明によれば、CdTe基板表面が無電界メッキによ
って電極が形成されているので、絶縁膜の形成時に前記
CdTe基板表面御組成が変化することなく絶縁膜が形
成される。また無電界メッキプロセスの絶縁膜への悪影
響が除かれプロセスの安定化が図れる。したがって、C
dTe基板を器が提供されることになる。
実施例 第1図は本発明の第1実施例により得られる半導体放射
線検出器の断面図である。
第1図において1はp型CdTe結晶、2はPt電極、
 3は5iON膜、 4はAl膜、 5はリードである
第2図は本発明の第1実施例にかかる半導体放射線検出
器の製造工程を示す断面図であって、6はパターン窓で
ある。
以下第2図(a)、  (b)、  (c)、  (a
)。
(e)に基づいて本発明の第1実施例を説明する。
p型CdTe基板1の対向面に化学処理により加工変質
層を取り除いた後、第2図(a)に示すように無電界メ
ッキでPt電極2を形成する。
次に第2図(b)に示すようにPt電極2を形成した片
方の面に絶縁膜として5iON膜3をマイクロ波電子サ
イクロトロン共鳴吸収を利用したプラズマCVDにより
原料ガスとして、5iHaとN20もしくは5iHaと
N 20とN2の混合ガスを使用して室温で形成せしめ
る。なお、5iON膜3の膜厚は例えば本実施例では5
000Aである。
ついで、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CF4によるプラズマドライエツチングで第
2図(C)に示すように5iON膜3の一部に所定のパ
ターン窓6を形成し、パターン窓部6のみPt電極2を
露出させる。ここでバターン窓6の大きさはpt電極2
以下である。
次に、第2図(d)に示す用に5iON膜3を形成した
面上にさらに蒸着でAI層4aを形成せしめる。最後に
、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、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A1膜4
bを形成する。
Al膜4bは5iON膜に形成したパターン窓6より大
きく、パターン窓6と5iON膜3の両方を被覆しなけ
ればならない。
以上の工程で第1実施例による半導体放射線検出器が製
造される。
上記の本実施例に於ける適用条件としてはp型CdTe
基板1の対向面に無電界メッキにより形成した電極をP
t電極2としたが、これに限るものではなく、Aus 
 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。5iON膜3の膜厚を5000 としたがこ
れに限ったものではない。5fON膜3へのパターン窓
6の形成法としてCF4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エットエッチング
テモ良い。A1層4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。金属層4はAIに限らずAu5Ni、  Cu
+  Pd+  Pt+  Ag+  等の導電性の良
い金属であればよい。
また、上記本実施例ではp型CdTe基板1の両対向而
にオーミック接触するpt電極2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。さらに、片側の
み絶縁膜、金属層を積層した場合を例示したが、両面で
実施しても良い。
第3図は本発明の第2の実施例により得られるの半導体
放射線検出器の断面図である。
この実施例は第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。ただ
し第3図において7はPtパターン電極である。第4図
は本発明の第2実施例にかかかる半導体放射線検出器の
製造工程を示す断面図であって、6はパターン窓である
以下第4図(’a )(b ) Cc )(”d )(
e )を用いて本発明の2実施例を説明する。
p型CdTe基板1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4図(a)に示すように無電界メッキで
ptパターン電極7と背面のpt電極2を形成する。
次に、Ptパターン電極7を形成した片方の面に絶縁膜
として5iON膜3をマイクロ波電子サイクロトロン共
鳴吸収を利用したプラズマCVDにより原料ガスとして
、SiH4とN a Oもしくは5iHaとN20とN
2の混合ガスを使用して室温でけいせいする(第4図r
b)参照)。5iON膜3の膜厚は例えば本実施例では
5000Aである。
ついで、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CF4によるプラズマドライエツチングで第
4図(C)に示すように5iON膜3の一部に所定のパ
ターン窓6を形成し、パターン窓部6のみPtパターン
電極7を露出させる。ここでパターン窓6の大きさはP
tパターン電極7以下でなければならない。
次に、第4図cd)に示すように5iON膜3を形成し
た面に蒸着でA1層4aを形成する。
更に、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、燐酸系エツチング液で不要な部分のAlを取
り除き第4図(e)に示すように所定のパターンのAI
膜4bを形成する。このAI膜4bは5iON膜3に形
成したパターン窓6より大きく、パターン窓6とSiO
2膜3の両方を被覆しなければならない。
以上の工程で本発明の第2実施例による半導体放射線検
出器が製造される。尚、第1実施例における適用条件は
この第2実施例に適用される。
第5図に本発明の第3の実施例により得られる多チヤン
ネル型の半導体放射線検出器の断面図を示す。この実施
例は第1図、第3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図第3図と同様な符号を記した。
第6図(a)〜(e )は本発明の第3実施例にかかる
半導体放射線検出器の製造工程を示す断面図である。以
下第6図(a)〜(e)を用いて第3実施例を説明する
。p型CdTe基板1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4図(a)に示すように無電界メッキ
で片方の而に複数個アレイ状に配列したPtパターン電
極7と背面のpt電極2を形成する。
ここでptパターン電極は検出器を複数の単位検出素子
に電気的に分割して多チヤンネル型にするものである。
次に第6図(b)に示すようにPtパターン電極7を形
成した片方の面に絶縁膜として5iON膜3をマイクロ
波電子サイクロトロン共鳴吸収を利用したプラズマCV
Dにより原料ガスとして、SiH4とN 20もしくは
5iHaとN 20とN2の混合ガスを使用して室温で
形成せしめる。
5iON膜の膜厚は例えば本実施例では5000Aであ
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CF4によるプラズマドライエツチングで
第6図(C)に示すようニ5iON膜3の一部に個々の
パターン電極7に対応する複数個のパターン窓6を形成
し、パターン窓部6のみPtパターン電極7の一部分を
露出させる。
ここでパターン窓6の大きさはPt電極2以下でなけれ
ばならない。
次に、第6図(d )に示すように5iON膜3を形成
した面に蒸普でAJ層4を形成する。
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、燐酸系エツチング液で不要な部分のAIを取
り除き第6図(e)に示すように複数個のAIIn2形
成する。ここで個々のA1膜4は各々Ptパターン電極
7と対応しており、SiO2膜3に形成したパターン窓
6上に積層されている。大きさはパターン窓θより大き
くかつ個々は電気的に独立している。
以上の工程で本発明の第3実施例による多チヤンネル型
の半導体放射線検出器が製造される。尚、第1実施例に
おける適用条件はこの第3実施例に適用され、また、こ
の第3実施例では、本実施例ではPtパターン電極7を
ア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ptパターンN極7
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 本発明によれば、CdTe基板を悪化させることなく絶
縁膜及びリード電極の形成が可能となる。
従ってワイヤーボンディングやフィルムボンディングで
のリード出しができ、信顆性の高いCdTe放射線検出
器が提−供される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の半導体放射線検出器の断面図、第2図
(a)〜(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図は本発明の半導体放射線検出器
の断面図、第4図(a)〜(e)は第3図の半導体放射
線検出器の製造工程を示す断面図、第5図は本発明の半
導体放射線検出器の断面図、第6図(a )〜(e )
は第5図の半導体放射線検出器の製造工程を示す断面図
である。 1−・・I)型CdTe基板、 2−  ・Pt?!!
極、 3・・・5iON膜、 4・・・AI膜、 5・
・・リード、 6・・・パターン窓、7・・・ptパタ
ーン電極。 代理人の氏名 弁理士 栗野重孝 はか1名1−・= 5−゛ P型CdTe纂抜 Ptt 優   1ON AJ’l!! リ  −  ド 第 2 図 ! −−− ?− 44,4b−゛ P堅Cd Te結轟 Ptt$!! S  j ON府 2WI ノでターン1 第5図 第6図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)CdTe結晶基板の少なくとも一方の面に電荷を
    収集するための電極と、パターン窓を形成した絶縁膜と
    、前記パターン窓と絶縁膜にまたがり形成された金属膜
    と積層構造より構成される半導体放射線検出器の製造方
    法において、前記絶縁膜の形成前に無電界メッキにより
    CdTe基板面に所定の電極を形成することを特徴とす
    る半導体放射線検出器の製造方法。
  2. (2)絶縁膜をマイクロ波電子サイクロトロン共鳴吸収
    を利用したプラズマCVDにより原料ガスとして、Si
    H_4とN_2OもしくはSiH_4とN_2OとN_
    2の混合ガスを使用して室温で形成する請求項1記載の
    半導体放射線検出器の製造方法。
JP63306453A 1988-12-02 1988-12-02 半導体放射線検出器の製造方法 Pending JPH02152228A (ja)

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JP63306453A JPH02152228A (ja) 1988-12-02 1988-12-02 半導体放射線検出器の製造方法

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8158507B2 (en) 2010-02-08 2012-04-17 Mitsubishi Electric Corporation Method for manufacturing semiconductor device
JP2012527759A (ja) * 2009-05-19 2012-11-08 クロメック リミテッド 半導体素子接点

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