JPH04196180A - 半導体放射線検出器 - Google Patents
半導体放射線検出器Info
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- JPH04196180A JPH04196180A JP2321547A JP32154790A JPH04196180A JP H04196180 A JPH04196180 A JP H04196180A JP 2321547 A JP2321547 A JP 2321547A JP 32154790 A JP32154790 A JP 32154790A JP H04196180 A JPH04196180 A JP H04196180A
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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］
本発明は半導体放射線検出器、特にアレイ配置構造を必
要とする医療用又は産業用のカメラ、断層撮影装置等に
用いられる半導体放射線検出器に関する。
要とする医療用又は産業用のカメラ、断層撮影装置等に
用いられる半導体放射線検出器に関する。
［従来の技術］
化合物半導体であるＣｄＴｅを用いた半導体放射線検出
器は、■Ｘ線、γ線の吸収係数か大きい、■室温で使用
できる、■小形化アレイ化か可能である、という特徴を
有しているので、原子炉周辺のモニタ、小型のサーベイ
メータ、医療用の断層撮影装置等に応用され始めている
。
器は、■Ｘ線、γ線の吸収係数か大きい、■室温で使用
できる、■小形化アレイ化か可能である、という特徴を
有しているので、原子炉周辺のモニタ、小型のサーベイ
メータ、医療用の断層撮影装置等に応用され始めている
。
半導体放射線検出器の検出素子かひとつの場合には、検
出素子の信号取出用のワイヤにより検出素子を空中に固
定したり、エポキシ接着剤等の放−−Ｚ＋ −− 射線の減衰が少ない材料によって検出素子を固定するよ
うにしている。しかしながら、複数の検出素子をアレイ
状に並べた半導体放射線検出器においては、各検出素子
の空間的な位置精度が要求されるなめ、基板等の支持部
に各検出素子を固定することが提案されている。また、
ひとつの検出素子ても位置精度が要求される場合には支
持部に固定する必要がある。
出素子の信号取出用のワイヤにより検出素子を空中に固
定したり、エポキシ接着剤等の放−−Ｚ＋ −− 射線の減衰が少ない材料によって検出素子を固定するよ
うにしている。しかしながら、複数の検出素子をアレイ
状に並べた半導体放射線検出器においては、各検出素子
の空間的な位置精度が要求されるなめ、基板等の支持部
に各検出素子を固定することが提案されている。また、
ひとつの検出素子ても位置精度が要求される場合には支
持部に固定する必要がある。
［発明が解決しようとする課題］
しかしなから、従来は、基板等の支持部に検出素子を固
定する場合の固定方法や支持部の材料が検出特性に及ぼ
ず影響について検討されておらず、十分な信頼性が確保
されていなかった。
定する場合の固定方法や支持部の材料が検出特性に及ぼ
ず影響について検討されておらず、十分な信頼性が確保
されていなかった。
本発明の目的は、素子部を支持部に固定しても、放射線
の検出特性への影響が少なく、十分な信頼性を確保する
ことができる半導体放射線検出器を提供することにある
。
の検出特性への影響が少なく、十分な信頼性を確保する
ことができる半導体放射線検出器を提供することにある
。
［課題を解決するための手段］
上記目的は、放射線に有感な化合物半導体からなる素子
部と、前記素子部の相対する両面に形成された−・対の
電極部と、前記一対の電極部の一方を介して前記素子部
を固定する支持部とを有し、前記素子部と前記支持部の
熱膨脹率の差（Δα）が所定値以下であることを特徴と
する半導体放射線検出器によって達成される。
部と、前記素子部の相対する両面に形成された−・対の
電極部と、前記一対の電極部の一方を介して前記素子部
を固定する支持部とを有し、前記素子部と前記支持部の
熱膨脹率の差（Δα）が所定値以下であることを特徴と
する半導体放射線検出器によって達成される。
［作用Ｊ
本発明によれば、素子部と支持部の熱膨脹率の差（Δα
）が所定値以下であるので、支持部による素子部の放射
線検出特性への影響が少なく、十分な信頼性を確保する
ことができる。
）が所定値以下であるので、支持部による素子部の放射
線検出特性への影響が少なく、十分な信頼性を確保する
ことができる。
［実施例］
本発明の第１の実施例による半導体放射線検出器を第１
図及び第２図を用いて説明する。
図及び第２図を用いて説明する。
放射線を検出する素子部として約１．２ｍｍ厚のＣｄ
Ｔｅ結晶１０が約２ｍｍ角で成形されている。このＣｄ
Ｔ ｅ結晶１０の両面には約１． ＯＯｎｍ厚のＰｔ
電極１２．１４が形成されている。Ｃｄ Ｔ ｅ結晶１
０の一方のＰｔ電極１４は、約２０μｍ厚の導電性接着
剤であるＡｇエポキシ層１６により基板１８に接着固定
されている。Ａｇエポキシ層１６のキュアは約６０’Ｃ
で約４時間行っな。
Ｔｅ結晶１０が約２ｍｍ角で成形されている。このＣｄ
Ｔ ｅ結晶１０の両面には約１． ＯＯｎｍ厚のＰｔ
電極１２．１４が形成されている。Ｃｄ Ｔ ｅ結晶１
０の一方のＰｔ電極１４は、約２０μｍ厚の導電性接着
剤であるＡｇエポキシ層１６により基板１８に接着固定
されている。Ａｇエポキシ層１６のキュアは約６０’Ｃ
で約４時間行っな。
本実施例ではＡｇエポキシ層１６が約２０μＩｎと薄い
ので、素子部であるＣ ｄ Ｔ ｅ結晶１ｏは支持部と
しての基板１８により支持されることになる。したがっ
て、本実施例では支持部としての基板１８の熱膨脹率か
、素子部としてのＣｄ Ｔ ｅ結晶１０の熱膨脹率から
ある程度以上相違しないことが必要となる。但し、熱膨
脹率の差による歪みを基板１８がどの程度吸収できるか
も関係するので、基板１８の弾性係数Ｅ（ｋｇ／ｍｍ２
）、）も判断要素となる。
ので、素子部であるＣ ｄ Ｔ ｅ結晶１ｏは支持部と
しての基板１８により支持されることになる。したがっ
て、本実施例では支持部としての基板１８の熱膨脹率か
、素子部としてのＣｄ Ｔ ｅ結晶１０の熱膨脹率から
ある程度以上相違しないことが必要となる。但し、熱膨
脹率の差による歪みを基板１８がどの程度吸収できるか
も関係するので、基板１８の弾性係数Ｅ（ｋｇ／ｍｍ２
）、）も判断要素となる。
基板１８の熱膨脹率がＣｄ Ｔ ｅ結晶１０の熱膨脹率
と大きく異なると、加熱されることにより半導体放射線
検出器の放射線特性に劣化が生ずる。
と大きく異なると、加熱されることにより半導体放射線
検出器の放射線特性に劣化が生ずる。
この劣化は、エネルキスペク１〜ルにおけるピーク位置
の低下及びエネルギ分解能の悪化として現れ−，−５−
− る。これは、加熱した場合に基板１８とＣｄ Ｔｅ結晶
１０の熱膨脹率の差によってＣｄ、 Ｔ ｅ結晶１０と
Ｐｔ電極１４の界面にスｌ〜レスが加わって、この部分
が変質する。この変質した部分は結晶構造が乱れて高抵
抗層となり、ＣｄＴｅ結晶１０に印加された電圧のうち
キャリア収集に有効に働く電圧が低減し、これが特性悪
化の主要因となるがらである。尚、−度エネルギー分解
能の悪化した放射線検出器を基板１８から収りはずして
も分解能は回復しなかった。
の低下及びエネルギ分解能の悪化として現れ−，−５−
− る。これは、加熱した場合に基板１８とＣｄ Ｔｅ結晶
１０の熱膨脹率の差によってＣｄ、 Ｔ ｅ結晶１０と
Ｐｔ電極１４の界面にスｌ〜レスが加わって、この部分
が変質する。この変質した部分は結晶構造が乱れて高抵
抗層となり、ＣｄＴｅ結晶１０に印加された電圧のうち
キャリア収集に有効に働く電圧が低減し、これが特性悪
化の主要因となるがらである。尚、−度エネルギー分解
能の悪化した放射線検出器を基板１８から収りはずして
も分解能は回復しなかった。
使用可能な基板材料を決定するために、基板１８として
Ｃｄ Ｔ ｅ基板、硼硅酸カラスからなるガラス基板、
９２％アルミナ含有の緻密質アルミナ基板、テフロン（
ｄｕＰｏｎｔ社商標、物質名：ポリテトラフルオロエチ
レン）基板、カラスエポＡシ基板を用いた場合の特性劣
化について測定し２４ま た。放射線として Ａｍ（アメリシウム）より得ら
れる６０ｋｅＶのγ線を用い、ｐｔ電＆１２とＰｔ電極
１４に６０Ｖのバイアス電圧を印加して、エネルぎスペ
クトルを測定し、６０ｋｅＶのピークの半値幅ΔＥの変
化を検出しな。半導体放射線検出器には、１２５°Ｃで
１時間加熱した後に１時間自然冷却するというザイクル
を繰り返して負荷を与えるようにした。合計加熱時間か
２４時間になるまで測定しな。
Ｃｄ Ｔ ｅ基板、硼硅酸カラスからなるガラス基板、
９２％アルミナ含有の緻密質アルミナ基板、テフロン（
ｄｕＰｏｎｔ社商標、物質名：ポリテトラフルオロエチ
レン）基板、カラスエポＡシ基板を用いた場合の特性劣
化について測定し２４ま た。放射線として Ａｍ（アメリシウム）より得ら
れる６０ｋｅＶのγ線を用い、ｐｔ電＆１２とＰｔ電極
１４に６０Ｖのバイアス電圧を印加して、エネルぎスペ
クトルを測定し、６０ｋｅＶのピークの半値幅ΔＥの変
化を検出しな。半導体放射線検出器には、１２５°Ｃで
１時間加熱した後に１時間自然冷却するというザイクル
を繰り返して負荷を与えるようにした。合計加熱時間か
２４時間になるまで測定しな。
測定結果を第２図に示す。横軸は１２５°Ｃの合計加熱
時間（ｈｒ）を示し、縦軸はエネルギスペクトルの６０
ｋｅＶピークの半値幅ΔＥ（ｋｅＶ）を示している。
時間（ｈｒ）を示し、縦軸はエネルギスペクトルの６０
ｋｅＶピークの半値幅ΔＥ（ｋｅＶ）を示している。
第２図に示すように、ＣｄＴｅ基板、カラス基板、アル
ミナ基板では、合計加熱時間が２４時間になっても半値
幅ΔＥが５ｋｅＶから変化しなかった。
ミナ基板では、合計加熱時間が２４時間になっても半値
幅ΔＥが５ｋｅＶから変化しなかった。
テフロン基板では合計加熱時間が増大するにつれて半値
幅ΔＥも徐々に増大して合計加熱時間が２４時間で２０
ｋｅＶになった。
幅ΔＥも徐々に増大して合計加熱時間が２４時間で２０
ｋｅＶになった。
ガラスエポキシ基板では合計加熱時間か増大するにつれ
て半値幅ΔＥが急激に増大し、合計加熱時間か３時間で
３０ｋｅＶに達した。なお、カラスエポキシ基板ではＡ
ｇエボギシ接着剤をキュアするため６０℃で４時間の熱
処理をした段階で既に半値幅ΔＥの劣化が認められ、１
２５°Ｃの加熱試験では半値幅ΔＥが定義できない程に
Ａヤリアの収集特性か悪化しな。
て半値幅ΔＥが急激に増大し、合計加熱時間か３時間で
３０ｋｅＶに達した。なお、カラスエポキシ基板ではＡ
ｇエボギシ接着剤をキュアするため６０℃で４時間の熱
処理をした段階で既に半値幅ΔＥの劣化が認められ、１
２５°Ｃの加熱試験では半値幅ΔＥが定義できない程に
Ａヤリアの収集特性か悪化しな。
上記測定結毛から支持部の基板１８としては、Ｃｄ Ｔ
ｅ基板、カラス基板、アルミナ基板が最も望ましく、
テフロン基板についても許容範囲内であるが、カラスエ
ポキシ基板については許容できない特性劣化か生ずるこ
とがわかった。
ｅ基板、カラス基板、アルミナ基板が最も望ましく、
テフロン基板についても許容範囲内であるが、カラスエ
ポキシ基板については許容できない特性劣化か生ずるこ
とがわかった。
各基板におりる基板材料の線膨張率とＣｄ Ｔ ｅ結晶
の線膨張率との差Δαと弾性係数Ｅとの槓（ΔαＸＥ）
を下記の表に示す。この表から線膨張率の差Δαがｌ０
ＸＩＯ’／’Ｃ以下であるときに、半導体放射線検出器
の特性劣化が許容範囲内であることかわかった。また、
Δαが２×１０’／°Ｃ以下であることかより望ましい
ことがわかる。
の線膨張率との差Δαと弾性係数Ｅとの槓（ΔαＸＥ）
を下記の表に示す。この表から線膨張率の差Δαがｌ０
ＸＩＯ’／’Ｃ以下であるときに、半導体放射線検出器
の特性劣化が許容範囲内であることかわかった。また、
Δαが２×１０’／°Ｃ以下であることかより望ましい
ことがわかる。
本発明の第２の実施例による半導体放射線検出器を第３
図及び第４図を用いて説明する。
図及び第４図を用いて説明する。
本実施例ではＡｇエポキシ層１６を５００μｍと厚く形
成し、基板１８の熱膨脹率の差による歪みをＡｇエボ六
シ層１６で吸収するようにしている。したがって、本実
施例では基板１８でなくＡｇエポキシ層１６がＣｄＴｅ
結晶１０を支持する支持部として機能している。
成し、基板１８の熱膨脹率の差による歪みをＡｇエボ六
シ層１６で吸収するようにしている。したがって、本実
施例では基板１８でなくＡｇエポキシ層１６がＣｄＴｅ
結晶１０を支持する支持部として機能している。
第４図に、基板１８にテフロン基板を用いてＡｇエボＡ
シ層１−８か５００μｍ厚の場合の特性劣化を、Ａｇエ
ボＡシ層１８が２０μＩｎ厚の場合と比較して示す。
シ層１−８か５００μｍ厚の場合の特性劣化を、Ａｇエ
ボＡシ層１８が２０μＩｎ厚の場合と比較して示す。
Ａｇエポキシ層１８が２０μｍ厚の場合は合計加熱時間
が増大するにつれて半値幅ΔＥも徐々に増大して合計加
熱時間が２４時間で２０ｋｅＶになったが、Ａｇエポキ
シ層１８を５００μｍ厚にすると合計加熱時間が増大し
ても半値幅ΔＥはわずかじか増大せず、合計加熱時間か
２４時間でも１０ｋｅＶ程度であり、特性劣化が許容範
囲にあることが分かった。表からＡｇエポキシにおＧツ
る一ＩＱ −−− 線膨張率の差Δαは、ｌ０ＸＩＯ’／’Ｃ以上であるが
、弾性係数が小さく電極界面のストレスが緩和されてい
ると考えられる。
が増大するにつれて半値幅ΔＥも徐々に増大して合計加
熱時間が２４時間で２０ｋｅＶになったが、Ａｇエポキ
シ層１８を５００μｍ厚にすると合計加熱時間が増大し
ても半値幅ΔＥはわずかじか増大せず、合計加熱時間か
２４時間でも１０ｋｅＶ程度であり、特性劣化が許容範
囲にあることが分かった。表からＡｇエポキシにおＧツ
る一ＩＱ −−− 線膨張率の差Δαは、ｌ０ＸＩＯ’／’Ｃ以上であるが
、弾性係数が小さく電極界面のストレスが緩和されてい
ると考えられる。
この場合、支持部となるＡｇエポキシ層の弾性ｆ糸数（
Ｅ）は１０ 〜］−０［ｋｇ／ｍｍ２］であり、１［
ｋｇ／ｍｍ２］以下であれば、特性劣化が許容範囲であ
ることかわかった。
Ｅ）は１０ 〜］−０［ｋｇ／ｍｍ２］であり、１［
ｋｇ／ｍｍ２］以下であれば、特性劣化が許容範囲であ
ることかわかった。
本発明は上記実施例に限らず種々の変形が可能である。
例えば、基板としては上述のものに限らず、前述の選定
基準を満足するものであればいかなる材料の基板でもよ
い。
基準を満足するものであればいかなる材料の基板でもよ
い。
また、Ａｇエポキシの代わりに他の導電性エポキシ、非
導電性エポキシ、ハンダ等の合金系の金属を用いてもよ
く、これらが前述の条件を満足するものであれば厚く形
成して支持部として機能させてもよい。
導電性エポキシ、ハンダ等の合金系の金属を用いてもよ
く、これらが前述の条件を満足するものであれば厚く形
成して支持部として機能させてもよい。
［発明の効果］
以上の通り、本発明によれば、素子部を支持部に固定し
ても、放射線の検出特性への影響か少なく、十分な信頼
性を確保することができる。
ても、放射線の検出特性への影響か少なく、十分な信頼
性を確保することができる。
第１図は本発明の第１の実施例による半導体放射線検出
器の断面図、 第２図は本発明の第１の実施例による半導体放射線検出
器の加熱負荷試験の測定結果を示すグラフ、 第３図は本発明の第２の実施例による半導体放射線検出
器の断面図、 第２図は本発明の第２の実施例による半導体放射線検出
器の加熱負荷試験の測定結果を示すグラフである 図において、 １０・−ＣｄＴｅ結晶 １２．１４・・・ｐ を電極 １６・・・Ａｇエポキシ層 １８・・・基板 手続補正書（放） 平成Ｊ年り月／Ｉ７１日
器の断面図、 第２図は本発明の第１の実施例による半導体放射線検出
器の加熱負荷試験の測定結果を示すグラフ、 第３図は本発明の第２の実施例による半導体放射線検出
器の断面図、 第２図は本発明の第２の実施例による半導体放射線検出
器の加熱負荷試験の測定結果を示すグラフである 図において、 １０・−ＣｄＴｅ結晶 １２．１４・・・ｐ を電極 １６・・・Ａｇエポキシ層 １８・・・基板 手続補正書（放） 平成Ｊ年り月／Ｉ７１日
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、放射線に有感な化合物半導体からなる素子部と、 前記素子部の相対する両面に形成された一対の電極部と
、 前記一対の電極部の一方を介して前記素子部を固定する
支持部とを有し、 前記素子部と前記支持部の熱膨脹率の差（Δα）が所定
値以下であることを特徴とする半導体放射線検出器。 ２、請求項１記載の半導体放射線検出器において、 前記素子部はＣｄＴｅからなり、 前記熱膨脹率の差（Δα）が約１０×１０＾−＾６／℃
以下である ことを特徴とする半導体放射線検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2321547A JP3071817B2 (ja) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | 半導体放射線検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2321547A JP3071817B2 (ja) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | 半導体放射線検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04196180A true JPH04196180A (ja) | 1992-07-15 |
| JP3071817B2 JP3071817B2 (ja) | 2000-07-31 |
Family
ID=18133784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2321547A Expired - Fee Related JP3071817B2 (ja) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | 半導体放射線検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3071817B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001264442A (ja) * | 2000-03-22 | 2001-09-26 | Fuji Photo Film Co Ltd | 画像記録媒体 |
| JP2009041942A (ja) * | 2007-08-06 | 2009-02-26 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 半導体放射線検出器 |
-
1990
- 1990-11-26 JP JP2321547A patent/JP3071817B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001264442A (ja) * | 2000-03-22 | 2001-09-26 | Fuji Photo Film Co Ltd | 画像記録媒体 |
| JP2009041942A (ja) * | 2007-08-06 | 2009-02-26 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 半導体放射線検出器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3071817B2 (ja) | 2000-07-31 |
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