JPH0342878A - 半導体位置検出素子 - Google Patents
半導体位置検出素子Info
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- JPH0342878A JPH0342878A JP1177756A JP17775689A JPH0342878A JP H0342878 A JPH0342878 A JP H0342878A JP 1177756 A JP1177756 A JP 1177756A JP 17775689 A JP17775689 A JP 17775689A JP H0342878 A JPH0342878 A JP H0342878A
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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。
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〕
本発明は半導体位置検出素子に関するもので、光、放射
線、電子線等のエネルギー線の入射位置検出に用いられ
る。
線、電子線等のエネルギー線の入射位置検出に用いられ
る。
このような分野の従来技術としては、特開昭６３−９０
１８１号公報に示されたものが知られている。この従来
素子では、半導体基板の入射面側に高抵抗層を介してメ
ツシュ電極が配設され、反対面側にはバイアス印加用の
導電層が形成されている。
１８１号公報に示されたものが知られている。この従来
素子では、半導体基板の入射面側に高抵抗層を介してメ
ツシュ電極が配設され、反対面側にはバイアス印加用の
導電層が形成されている。
しかしながら、上記の従来素子では入射面と反対の面（
裏面）に形成された導電層（裏面電極）は、全面を覆う
構成となっているため、次のような問題点が生じていた
。第１に、この半導体位置検出素子は裏面電極にバイア
ス電圧を印加した逆バイアス状態で使用されるため、半
導体基板中の空乏層による寄生容量が発生する。この寄
生容量のため、半導体位置検出素子を高速動作させるこ
とは困難であった。第２に、半導体基板中のエネルギー
線に対する感度領域が一様でなくなる。
裏面）に形成された導電層（裏面電極）は、全面を覆う
構成となっているため、次のような問題点が生じていた
。第１に、この半導体位置検出素子は裏面電極にバイア
ス電圧を印加した逆バイアス状態で使用されるため、半
導体基板中の空乏層による寄生容量が発生する。この寄
生容量のため、半導体位置検出素子を高速動作させるこ
とは困難であった。第２に、半導体基板中のエネルギー
線に対する感度領域が一様でなくなる。
この第２の問題点を第５図の従来素子の断面図により説
明する。半導体基板１の裏面側の全面に裏面電極２とし
て導電層が形成され、表面側（入射面側）にメツシュ状
の表面電極３が高抵抗層４を介して形成されているとき
は、半導体基板１における電気力線は第４図の矢印のよ
うになる。すると、入射エネルギー線に対して感度を有
する領域、すなわち半導体基板１で生成したキャリアが
表面電極３に到達して検出されうる領域は、第１図に点
線で示した範囲となる。同図から明らかな通り、半導体
基板１における感度領域はメツシュ状の表面電極３の存
在する直下で深い位置まで及ぶのに対し、表面電極３の
間で相当に浅くなっている。従って、従来の半導体位置
検出素子によればエネルギー線の入射位置に応じて感度
が異なる欠点があった。
明する。半導体基板１の裏面側の全面に裏面電極２とし
て導電層が形成され、表面側（入射面側）にメツシュ状
の表面電極３が高抵抗層４を介して形成されているとき
は、半導体基板１における電気力線は第４図の矢印のよ
うになる。すると、入射エネルギー線に対して感度を有
する領域、すなわち半導体基板１で生成したキャリアが
表面電極３に到達して検出されうる領域は、第１図に点
線で示した範囲となる。同図から明らかな通り、半導体
基板１における感度領域はメツシュ状の表面電極３の存
在する直下で深い位置まで及ぶのに対し、表面電極３の
間で相当に浅くなっている。従って、従来の半導体位置
検出素子によればエネルギー線の入射位置に応じて感度
が異なる欠点があった。
本発明はこのような従来技術の欠点を克服し、高速応答
動作と一様な感度特性を可能にした半導体位置検出素子
を提供することを目的とする。
動作と一様な感度特性を可能にした半導体位置検出素子
を提供することを目的とする。
本発明に係る半導体位置検出素子は、光、放射線および
電子線等のエネルギー線を入射する入射面を表面に有す
る検出基体と、この検出基体に配設されてエネルギー線
の入射位置に応じた信号を取り出す取出電極とを備える
ものにおいて、検出基体の入射面に配設されて取出電極
に接続されたメツシュ状の表面電極と、検出基体の入射
面と反対の面に表面電極と例えば半ピッチ分ずらして形
成されて所定バイアスが印加されるメツシュ状の裏面電
極とを備えることを特徴とする。
電子線等のエネルギー線を入射する入射面を表面に有す
る検出基体と、この検出基体に配設されてエネルギー線
の入射位置に応じた信号を取り出す取出電極とを備える
ものにおいて、検出基体の入射面に配設されて取出電極
に接続されたメツシュ状の表面電極と、検出基体の入射
面と反対の面に表面電極と例えば半ピッチ分ずらして形
成されて所定バイアスが印加されるメツシュ状の裏面電
極とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、バイアスが印加されるべき裏面電極が
メツシュ状とされ、しかもその位置が入射面上のメツシ
ュ状の表面電極とずれているので、寄生容量を低減させ
、かつ入射エネルギー線に対する感度領域を入射位置に
よらずほぼ一様にできる。
メツシュ状とされ、しかもその位置が入射面上のメツシ
ュ状の表面電極とずれているので、寄生容量を低減させ
、かつ入射エネルギー線に対する感度領域を入射位置に
よらずほぼ一様にできる。
以下、添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の丈施例に係る半導体位置検出素子を示
し、同図（ａ）は全体の平面図、同図（ｂ）は一部を拡
大した平面図、同図（ｃ）はそのＡ−Ａｌｌ断面図であ
る。図示の通り、Ｓｔ。
し、同図（ａ）は全体の平面図、同図（ｂ）は一部を拡
大した平面図、同図（ｃ）はそのＡ−Ａｌｌ断面図であ
る。図示の通り、Ｓｔ。
Ｃｄ Ｔｅ等の高抵抗半導体からなる半導体基板１の表
面には、数１０Ａ〜数１００Ａの厚さでＳＩＮ、ＳｉＣ
などからなる高抵抗層４が形成され、その上にＮＩ Ｃ
ｒ等の抵抗性材料からなるメツシュ状の表面電極３が形
成されている。この表面電極３は半導体基板１に設けら
れた２対の取出電極５１〜５４に接続されている。一方
、半導体基板１の裏面には半導体基板１とオーミック接
触する導電材料により、表面電極３と半ピツチずれたメ
ツシュ状の裏面電極２が形成されている。この裏面電極
２は半導体基板１の裏面に設けられたバイアス端子２１
に接続され、従って裏面電極２と表面電極３によって半
導体基板１に逆バイアスが印加される。
面には、数１０Ａ〜数１００Ａの厚さでＳＩＮ、ＳｉＣ
などからなる高抵抗層４が形成され、その上にＮＩ Ｃ
ｒ等の抵抗性材料からなるメツシュ状の表面電極３が形
成されている。この表面電極３は半導体基板１に設けら
れた２対の取出電極５１〜５４に接続されている。一方
、半導体基板１の裏面には半導体基板１とオーミック接
触する導電材料により、表面電極３と半ピツチずれたメ
ツシュ状の裏面電極２が形成されている。この裏面電極
２は半導体基板１の裏面に設けられたバイアス端子２１
に接続され、従って裏面電極２と表面電極３によって半
導体基板１に逆バイアスが印加される。
次に、上記実施例を第２図の断面図により説明する。
まず、光、放射線、電子線等のエネルギー線が入射され
ると、これは例えば比抵抗１０１８〜１０１１Ω−備の
高抵抗層４を透過して半導体基板１中に入り、電子／正
孔対を生成させる。このとき、裏面電極２と表面電極３
の間には逆バイアスが印加されているので、生成キャリ
アの一方は裏面電極２に集められ、他方の生成キャリア
は高抵抗層４を通って表面電極３に集められる。このと
き、高抵抗層４が十分に薄いときはキャリアはトンネル
現象により高抵抗層４を通過するが、比較的厚いときに
は高抵抗層４は抵抗として作用する。
ると、これは例えば比抵抗１０１８〜１０１１Ω−備の
高抵抗層４を透過して半導体基板１中に入り、電子／正
孔対を生成させる。このとき、裏面電極２と表面電極３
の間には逆バイアスが印加されているので、生成キャリ
アの一方は裏面電極２に集められ、他方の生成キャリア
は高抵抗層４を通って表面電極３に集められる。このと
き、高抵抗層４が十分に薄いときはキャリアはトンネル
現象により高抵抗層４を通過するが、比較的厚いときに
は高抵抗層４は抵抗として作用する。
ここで、半導体基板１中で生成したキャリアが表面電極
３に集められる範囲（領域）は、表面電極３の下の空乏
層の広がり範囲とキャリアの拡散長の範囲との和となる
が、この範囲を第２図で示すと図中の点線のようになる
。すなわち、裏面電極２および表面電極３が共にメツシ
ュ状であって半ピッチ分だけずれているため、半導体基
板１における電気力線は図中の矢印のようになり、従っ
て生成キャリアが検出出力に寄生できる範囲は図中の点
線の通りになる。
３に集められる範囲（領域）は、表面電極３の下の空乏
層の広がり範囲とキャリアの拡散長の範囲との和となる
が、この範囲を第２図で示すと図中の点線のようになる
。すなわち、裏面電極２および表面電極３が共にメツシ
ュ状であって半ピッチ分だけずれているため、半導体基
板１における電気力線は図中の矢印のようになり、従っ
て生成キャリアが検出出力に寄生できる範囲は図中の点
線の通りになる。
第２図と第５図を対比すれば明らかな如く、半導体基板
１における感度領域の広がりは、実施例によれば位置に
よらずほぼ一定になる。従って、従来例に比べてはるか
に−様でかつ高い検出感度が実現できる。また、半導体
基板１における寄生容量を低減させうるので、高速応答
、高速動作が可能になる。
１における感度領域の広がりは、実施例によれば位置に
よらずほぼ一定になる。従って、従来例に比べてはるか
に−様でかつ高い検出感度が実現できる。また、半導体
基板１における寄生容量を低減させうるので、高速応答
、高速動作が可能になる。
次に、第３図および第４図により、別の実施例を説明す
る。
る。
第３図は表面電極３を幾何学形状とした実施例に係る半
導体位置検出素子の平面図である。すなわち、表面電極
３のメツシュのピッチは、受光面での二次元的位置の直
線性を補正するような関数形となっている。このように
すれば、検出される二次元図形の歪みを補正できるだけ
でなく、実効的な受光面積の拡大も可能になる。なお、
図示していないが、裏面電極２についても同様に幾何学
形状とされる。
導体位置検出素子の平面図である。すなわち、表面電極
３のメツシュのピッチは、受光面での二次元的位置の直
線性を補正するような関数形となっている。このように
すれば、検出される二次元図形の歪みを補正できるだけ
でなく、実効的な受光面積の拡大も可能になる。なお、
図示していないが、裏面電極２についても同様に幾何学
形状とされる。
第４図は絶縁性の基台の上に半導体位置検出素子を形成
した実施例の断面図である。同図（ａ）は、高抵抗の半
導体層と薄い高抵抗層（トンネル層）を組み合せて検出
基体を構成したもので、基本構造は第１図のものと同等
である。すなわち、石英、サファイヤ等からなる基台９
の上面には、電子ビーム蒸着およびエッング工程等によ
りＭ。
した実施例の断面図である。同図（ａ）は、高抵抗の半
導体層と薄い高抵抗層（トンネル層）を組み合せて検出
基体を構成したもので、基本構造は第１図のものと同等
である。すなわち、石英、サファイヤ等からなる基台９
の上面には、電子ビーム蒸着およびエッング工程等によ
りＭ。
等からなるメツシュ状の裏面型ｈｉ＋２が形成され、こ
の上に高抵抗（ｉ型）の半導体結晶層８がエピタキシャ
ル成長させられている。そして、この半導体結晶層８の
上にキャリアのトンネルが可能な程度に薄い高抵抗層４
がＣＶＤ法等で形成され、その上にメツシュ状の表面電
極３がＭｏ等を用いて形成されている。ここで、高抵抗
層４をＳｊＣとしたときは、組成比Ｘは０．２〜１．０
とすればよい。また、厚さはｘ−０，２〜０．４のとき
は５００〜１０００Ａとし、ｘ−０，４〜１．０のとき
は５００Ａ以下とすればよい。
の上に高抵抗（ｉ型）の半導体結晶層８がエピタキシャ
ル成長させられている。そして、この半導体結晶層８の
上にキャリアのトンネルが可能な程度に薄い高抵抗層４
がＣＶＤ法等で形成され、その上にメツシュ状の表面電
極３がＭｏ等を用いて形成されている。ここで、高抵抗
層４をＳｊＣとしたときは、組成比Ｘは０．２〜１．０
とすればよい。また、厚さはｘ−０，２〜０．４のとき
は５００〜１０００Ａとし、ｘ−０，４〜１．０のとき
は５００Ａ以下とすればよい。
第４図（ｂ）の実施例は、半導体位置検出素子が基台９
の上に配設されている点では同図（ａ）と同一であるが
、検出基体の構成が異なる。すなわち、第４図（ｂ）で
は半導体結晶層８の上に別の半導体結晶層４０が設けら
れ、この上にメツシュ状の表面電極３が配設されている
。ここで、基台９側の半導体結晶層８がｐ型傾向のｉ型
であるときは入射面側の半導体結晶層４０はｎ型傾向の
もの、半導体結晶層８がｎ型傾向のｉ型であるときは半
導体結晶層４０はｐ型傾向のものとする。
の上に配設されている点では同図（ａ）と同一であるが
、検出基体の構成が異なる。すなわち、第４図（ｂ）で
は半導体結晶層８の上に別の半導体結晶層４０が設けら
れ、この上にメツシュ状の表面電極３が配設されている
。ここで、基台９側の半導体結晶層８がｐ型傾向のｉ型
であるときは入射面側の半導体結晶層４０はｎ型傾向の
もの、半導体結晶層８がｎ型傾向のｉ型であるときは半
導体結晶層４０はｐ型傾向のものとする。
このようにすれば、バイアス印加時に半導体結晶層８，
４０の異面近傍で空乏層が形成され、生成したキャリア
が集められることになる。
４０の異面近傍で空乏層が形成され、生成したキャリア
が集められることになる。
以上、詳細に説明した通り本発明によれば、！＜イアス
が印加されるべき裏面電極がメツシュ状とされ、しかも
その位置が入射面上の表面電極とずれているので、寄生
容量を低減させ、かつ入射エネルギー線に対する感度領
域を入射位置によらずほぼ−様にできる。このため、高
速応答動作と−様な感度特性を同時に可能とした半導体
位置検出素子を提供することができる。
が印加されるべき裏面電極がメツシュ状とされ、しかも
その位置が入射面上の表面電極とずれているので、寄生
容量を低減させ、かつ入射エネルギー線に対する感度領
域を入射位置によらずほぼ−様にできる。このため、高
速応答動作と−様な感度特性を同時に可能とした半導体
位置検出素子を提供することができる。
第１図は本発明の実施例に係る半導体位置検出素子の構
造を示す図、第２図はその作用を示す断面図、第３図お
よび第４図は本発明の別の実施例に係る半導体位置検出
素子の構成を示す図、第５図は従来例に係る半導体位置
検出素子の構成と作用を示す図である。 １・・・半導体基板、２・・・裏面電極、３・・・表面
電極、４・・・高抵抗層、５・・・取出電極、８，４０
・・・半導体結晶層、９・・・基台。
造を示す図、第２図はその作用を示す断面図、第３図お
よび第４図は本発明の別の実施例に係る半導体位置検出
素子の構成を示す図、第５図は従来例に係る半導体位置
検出素子の構成と作用を示す図である。 １・・・半導体基板、２・・・裏面電極、３・・・表面
電極、４・・・高抵抗層、５・・・取出電極、８，４０
・・・半導体結晶層、９・・・基台。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、光、放射線および電子線等のエネルギー線を入射す
る入射面を表面に有する検出基体と、この検出基体に配
設されて前記エネルギー線の入射位置に応じた信号を取
り出す取出電極とを備える半導体位置検出素子において
、 前記検出基体の入射面に配設されて前記取出電極に接続
された所定ピッチのメッシュ状の表面電極と、前記検出
基体の入射面と反対の面に前記表面電極とずらして形成
されて所定バイアスが印加される所定ピッチのメッシュ
状の裏面電極とを備えることを特徴とする半導体位置検
出素子。 ２、前記表面電極と前記裏面電極のメッシュが当該メッ
シュの半ピッチ分ずらして形成されている請求項１記載
の半導体位置検出素子。 ３、前記表面電極と前記裏面電極のメッシュのピッチが
、中心部と周辺部で異なっている請求項１記載の半導体
位置検出素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1177756A JP2505284B2 (ja) | 1989-07-10 | 1989-07-10 | 半導体位置検出素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1177756A JP2505284B2 (ja) | 1989-07-10 | 1989-07-10 | 半導体位置検出素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0342878A true JPH0342878A (ja) | 1991-02-25 |
| JP2505284B2 JP2505284B2 (ja) | 1996-06-05 |
Family
ID=16036578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1177756A Expired - Fee Related JP2505284B2 (ja) | 1989-07-10 | 1989-07-10 | 半導体位置検出素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2505284B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000147128A (ja) * | 1998-11-12 | 2000-05-26 | Toshiba Corp | ストリップ電極型放射線検出装置及びその検出装置を備えた原子炉炉心監視装置 |
| JP2013074176A (ja) * | 2011-09-28 | 2013-04-22 | Hamamatsu Photonics Kk | 放射線検出器 |
-
1989
- 1989-07-10 JP JP1177756A patent/JP2505284B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000147128A (ja) * | 1998-11-12 | 2000-05-26 | Toshiba Corp | ストリップ電極型放射線検出装置及びその検出装置を備えた原子炉炉心監視装置 |
| JP2013074176A (ja) * | 2011-09-28 | 2013-04-22 | Hamamatsu Photonics Kk | 放射線検出器 |
| US9508763B2 (en) | 2011-09-28 | 2016-11-29 | Hamamatsu Photonics K.K. | Radiation detector |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2505284B2 (ja) | 1996-06-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |