JPH0716025B2 - Semiconductor radiation detector - Google Patents

Semiconductor radiation detector

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JPH0716025B2
JPH0716025B2 JP1017132A JP1713289A JPH0716025B2 JP H0716025 B2 JPH0716025 B2 JP H0716025B2 JP 1017132 A JP1017132 A JP 1017132A JP 1713289 A JP1713289 A JP 1713289A JP H0716025 B2 JPH0716025 B2 JP H0716025B2
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radiation
semiconductor
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radiation detector
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哲郎 大土
末喜 馬場
裕正 船越
俊之 河原
嘉之 吉住
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、放射線エネルギースペクトル分析をするため
の微小放射線検出器及び診断用X線撮影装置、非破壊検
査装置に用いられる半導体放射線検出器に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a minute radiation detector for performing radiation energy spectrum analysis, a diagnostic X-ray imaging apparatus, and a semiconductor radiation detector used in a nondestructive inspection apparatus. is there.

従来の技術 第17図に従来の全空乏層型半導体放射線検出器の構造を
示す。すなわち、従来の放射線検出器は、半導体1の平
行する2平面上に分割電極12及び共通電極13を設け、放
射線4により半導体1中で生じた電荷を電極12、13間に
電圧を印加して取り出す。電荷の移動により生じる電流
は、Ramoの定理として知られるように、第1式のように
なる。
Prior Art FIG. 17 shows the structure of a conventional full depletion layer type semiconductor radiation detector. That is, in the conventional radiation detector, the divided electrodes 12 and the common electrode 13 are provided on the two parallel planes of the semiconductor 1, and the charge generated in the semiconductor 1 by the radiation 4 is applied between the electrodes 12 and 13. Take it out. The current generated by the charge transfer is as shown in the first equation, which is known as Ramo's theorem.

i=q×dx/dt ……(1) (q:発生した電荷量、dx/dt:電荷の移動速度) 放射線のエネルギー分析を行うためには、従来は(1)
式の電流iを積分し、発生した電荷量を測定する。この
関係を(2)に示す。
i = q × dx / dt (1) (q: generated charge amount, dx / dt: charge transfer speed) Conventionally, (1)
The current i in the equation is integrated and the generated charge amount is measured. This relationship is shown in (2).

Q=idt ……(2) 即ち、検出器が出力する電子及び正孔による電流を、外
部測定器の積分回路を用いて電荷量に変換して測定す
る。
Q = idt (2) That is, the current due to the electrons and holes output by the detector is converted into the amount of electric charge and measured by using the integrating circuit of the external measuring device.

発明が解決しようとする課題 積分回路を用いた外部測定器を使用した場合、検出器に
入射する放射線光子数が少ないときは、出力パルス波高
は入射放射線光子のエネルギーに比例するが、入射放射
線光子の数が増加し、積分回路の時定数より短い入射レ
ートでは数え落しを生じる。
When an external measuring instrument using an integrating circuit is used, when the number of radiation photons incident on the detector is small, the output pulse height is proportional to the energy of the incident radiation photon, but the incident radiation photon The number of is increased, and counting occurs at an incident rate shorter than the time constant of the integrating circuit.

この問題を除くために、積分回路を使用せず、高速電流
増幅器を使用した場合には、次のような問題を生じる。
Si,Geのように移動度即ち一定電界中での電荷の移動速
度が同程度の場合はよいが、GaAs,CdTe,Hg12のように化
合物半導体材料で、電子とホールの移動度が異なるよう
にな場合、いずれかの電荷による電流を測定しようとす
ると、電荷の収集電極近傍で発生した電荷は、電荷の移
動時間が非常に短くなり、電流パルスとして増幅器を通
過すると、ゲインが非常に小さくなってしまう。すなわ
ち、増幅器を通過した電流パルスのパルス波高値は電荷
の発生位置に依存する。
In order to eliminate this problem, if the high-speed current amplifier is used without using the integrating circuit, the following problems occur.
It is preferable that the mobility, that is, the charge transfer rate in a constant electric field, is the same as in Si and Ge.However, in the case of compound semiconductor materials such as GaAs, CdTe, and Hg12, the mobility of electrons and holes should be different. If one tries to measure the current due to any charge, the charge generated in the vicinity of the charge collection electrode will have a very short charge transit time, and the gain will be very small when passing through the amplifier as a current pulse. Will end up. That is, the pulse crest value of the current pulse that has passed through the amplifier depends on the charge generation position.

さらに、両電極を放射線の入射方向に対して平行に配置
した場合は、センサの実装が容易でなくなる。
Furthermore, if both electrodes are arranged parallel to the radiation incident direction, the mounting of the sensor becomes difficult.

課題を解決するための手段 上記問題点を解消するためには、検出器に入射する放射
線により発生する電荷の発生位置にかかわらず、電極に
到達するまでに適当な時間走行するように電極を配置す
ればよい。そこで本発明の放射線検出器は、半導体の平
行する2つの平面上の対角する位置に適当な距離はなし
て分割電極と共通電極を配置し、共通電極と分割電極間
を放射線に有感な領域として使用する。
Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the electrodes are arranged so that they travel for an appropriate time before reaching the electrodes, regardless of the position where the electric charges generated by the radiation incident on the detector are generated. do it. Therefore, in the radiation detector of the present invention, the divided electrode and the common electrode are arranged at diagonal positions on two parallel planes of the semiconductor, and the divided electrode and the common electrode are arranged in a region sensitive to the radiation between the common electrode and the divided electrode. To use as.

作用 上記構成により、半導体の平行する2つの平面上の対角
する位置に両電極を配置し、電極間を有感部分として使
用することにより、高計数レートの入射放射線に対して
も、放射線のエネルギー情報を損なうことなく測定が可
能となる。また、平行する平面上に両電極を有すること
から、多チャンネル検出器として、実装上非常に容易と
なる。
Action With the above configuration, by disposing both electrodes at diagonal positions on two parallel planes of the semiconductor and using the space between the electrodes as a sensitive portion, even if the incident radiation with a high count rate is used, It is possible to measure without damaging the energy information. In addition, since both electrodes are provided on parallel planes, it is very easy to mount as a multi-channel detector.

以下、本発明の放射線検出器の実施例について図面を参
照しながら説明する。
Embodiments of the radiation detector of the present invention will be described below with reference to the drawings.

実施例 (第1の実施例) 第1図〜第5図は本発明の第1の実施例における放射線
検出器を示す図である。
Embodiment (First Embodiment) FIGS. 1 to 5 are views showing a radiation detector in a first embodiment of the present invention.

第1図はその基本構成を示している。半導体結晶1の2
つの平面上に共通電極2と分割電極3をつける。半導体
1を全空乏層として使用するために、両電極2、3とし
てオーミック性電極を形成する。例えば半導体1として
CdTeを使用する場合は、PtまたはAu電極を形成すればよ
い。この電極2、3を形成した平面に垂直方向から放射
線4を入射する。
FIG. 1 shows the basic configuration. Semiconductor crystal 1 of 2
The common electrode 2 and the divided electrode 3 are attached on one plane. In order to use the semiconductor 1 as a total depletion layer, ohmic electrodes are formed as both electrodes 2 and 3. For example, as semiconductor 1
When using CdTe, a Pt or Au electrode may be formed. Radiation 4 is incident on the plane on which the electrodes 2 and 3 are formed in a direction perpendicular to the plane.

第1図に示した放射線検出器の断面図を第2図に示す。
第2図中破線は両電極2、3間に電圧を印加したときの
電気力線を示す。図に示すように、電気力線は放射線入
射面に平行に走る。両電極2、3間に入射した放射線4
により発生した電荷は、電気力線にしたがって両電極
2、3間を走行する。このような構造であれば、放射線
4の入射深さに依存しない信号を得ることができる。
A sectional view of the radiation detector shown in FIG. 1 is shown in FIG.
The broken line in FIG. 2 indicates the line of electric force when a voltage is applied between the electrodes 2 and 3. As shown in the figure, the lines of electric force run parallel to the radiation entrance plane. Radiation 4 incident between both electrodes 2 and 3
The electric charges generated by the electric field travel between the electrodes 2 and 3 according to the lines of electric force. With such a structure, a signal that does not depend on the incident depth of the radiation 4 can be obtained.

第3図に本実施例の放射線検出器を分割電極3側からみ
た平面図を示す。電気力線は共通電極2に直角方向に走
るので、チャンネル間の分離は図中破線で示すようにな
る。
FIG. 3 shows a plan view of the radiation detector of this embodiment as seen from the side of the split electrode 3. Since the lines of electric force run in the direction perpendicular to the common electrode 2, the separation between the channels is as shown by the broken line in the figure.

さらに、電極2、3間の電界の分布を対称にするには、
第4図に示すように共通電極2に切れ込みを入れること
により解消できる。
Furthermore, to make the distribution of the electric field between the electrodes 2 and 3 symmetrical,
This can be solved by making a notch in the common electrode 2 as shown in FIG.

また、本実施例の構造は、特に半導体1を全空乏層とし
て使用する場合は、電極2、3間の表面状態が重要とな
る。水分、コンタミネーションから半導体1表面を保護
するために、第5図に示すように、例えば電極2、3間
にSiO2等のパッシベーション膜5を形成する。ここで重
要なことは、電極2、3の形成されていない平面上にも
電界がかかるため、両平面には互いに対称なパッシベー
ション膜5の形成が重要である。
Further, in the structure of this embodiment, particularly when the semiconductor 1 is used as the total depletion layer, the surface condition between the electrodes 2 and 3 is important. In order to protect the surface of the semiconductor 1 from moisture and contamination, a passivation film 5 such as SiO 2 is formed between the electrodes 2 and 3 as shown in FIG. What is important here is that the electric field is applied to the planes on which the electrodes 2 and 3 are not formed, so that it is important to form the passivation film 5 symmetrical to each other on both planes.

(第2の実施例) 第6図〜第8図に本発明の第2の実施例を示す。第6図
(a)(b)は、半導体1の一平面の中央に共通電極2
を形成し、他平面の両側に分割電極3を形成したもので
ある。さらに、第7図(a)(b)に示すように、両側
に形成する分割電極を互いに2分の1ピッチずらして形
成することにより検出器の性能である感度を下げること
なく空間分解能を上げることができる。
(Second Embodiment) FIGS. 6 to 8 show a second embodiment of the present invention. FIGS. 6A and 6B show the common electrode 2 at the center of one plane of the semiconductor 1.
And the divided electrodes 3 are formed on both sides of the other plane. Further, as shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b), the split electrodes formed on both sides are formed so as to be offset from each other by a half pitch, thereby increasing the spatial resolution without lowering the sensitivity which is the performance of the detector. be able to.

また半導体1にτ(電荷の平均寿命)が小さい材料を使
用する場合、電荷の走行中に電荷の消滅が生じるため、
電荷の走行距離すなわち電極2、3間距離を多く取るこ
とができない。そこで第8図に示すように、半導体1の
一平面上中央に分割電極3を形成し、他平面上の両側に
共通電極2を形成する。この構成により、各チャンネル
の検出感度を落とすことなく電極2、3間距離を小さく
することができる。
Further, when a material having a small τ (average life of electric charge) is used for the semiconductor 1, the electric charge disappears during traveling of the electric charge,
It is not possible to increase the distance traveled by the charges, that is, the distance between the electrodes 2 and 3. Therefore, as shown in FIG. 8, the divided electrode 3 is formed in the center on one plane of the semiconductor 1 and the common electrodes 2 are formed on both sides of the other plane. With this configuration, the distance between the electrodes 2 and 3 can be reduced without lowering the detection sensitivity of each channel.

(第3の実施例) 第9図に本発明の第3の実施例を示す。半導体1の平行
する2平面の一平面に、共通電極21と分割電極31を形成
し、他平面上に対称に同じ形状の共通電極22と分割電極
32を形成する。共通電極21、22と分割電極31、32との間
に図に示すようにそれぞれ電圧を印加すると、図に破線
で示すように電気力線が走り、図中半導体1の中心線
(一点鎖線)を境にして上下対称な電界の分布となる。
(Third Embodiment) FIG. 9 shows a third embodiment of the present invention. The common electrode 21 and the split electrode 31 are formed on one plane of two parallel planes of the semiconductor 1, and the common electrode 22 and the split electrode of the same shape are symmetrically formed on the other plane.
Forming 32. When a voltage is applied between the common electrodes 21 and 22 and the divided electrodes 31 and 32, electric lines of force run as shown by the broken lines in the figure, and the center line of the semiconductor 1 (dotted line) in the figure. The electric field distribution is vertically symmetrical with respect to.

一方の面から放射線が入射すると、低いエネルギーの放
射線41は入射面の近傍で多く吸収される。すると発生し
た電荷は電気力線に沿って移動する。従って低いエネル
ギーの多くは分割電極31から電流パルスとして検出され
る。また高いエネルギーの放射線42は半導体1に全体に
わったって吸収されるため、分割電極31、分割電極32の
両方から電流パルスとして検出される。
When the radiation enters from one surface, a large amount of the low energy radiation 41 is absorbed in the vicinity of the entrance surface. Then, the generated charges move along the lines of electric force. Therefore, most of the low energy is detected as a current pulse from the split electrode 31. Further, since the high-energy radiation 42 is absorbed throughout the semiconductor 1, it is detected as a current pulse from both the divided electrodes 31 and 32.

このようにして、半導体材料の吸収係数と厚さを考慮す
ることにより、特定のエネルギーで分割した、エネルギ
ー弁別機能を有する検出器を得ることが可能となる。
In this way, by taking into consideration the absorption coefficient and the thickness of the semiconductor material, it is possible to obtain a detector having an energy discriminating function, which is divided by specific energy.

(第4実施例) 次に、本発明の第4の実施例として、第1〜第3の実施
例の放射線検出器において、さらにエネルギー分解能を
向上させる技術方法について、第10図〜第13図を参照し
ながら述べる。
(Fourth Embodiment) Next, as a fourth embodiment of the present invention, in the radiation detectors of the first to third embodiments, a technical method for further improving the energy resolution will be described with reference to FIGS. Will be described with reference to.

放射線の入射位置と発生した電荷の走行の模式図を第10
図に示す。共通電極2に負電圧を、分割電極3に正電圧
を印加し、電極2、3の間隔をW,共通電極2から放射線
の入射位置までの距離をXとすると、発生した電子とホ
ールは図のように走行する。半導体材料が化合物半導体
の場合は、電子とホールの移動度が異なる。その電流波
形は(1)式を変形すると次のようになる。
Figure 10 shows a schematic diagram of the incident position of radiation and the travel of generated charges.
Shown in the figure. When a negative voltage is applied to the common electrode 2 and a positive voltage is applied to the divided electrodes 3, the distance between the electrodes 2 and 3 is W, and the distance from the common electrode 2 to the radiation incident position is X, the generated electrons and holes are Run like. When the semiconductor material is a compound semiconductor, the mobilities of electrons and holes are different. The current waveform is as follows by modifying the equation (1).

i=q*dx/dt =q*μ*E ……(3) (μ:移動度E=電界強度) この電流波形を電荷の発生位置との関係で示した図が第
11図である。一般的に電子の移動度はホールに対して大
きいので、電子による電流値がホールによる電流値より
大きい。X−Wの時の波形を同図(a)、X=1/2Wの波
形ほ同図(b),X−Oの時の波形を同図(c)に示す。
第11図から分かるように、電流波形は電子による波形が
支配的である。電子の走行時間Teは(4)式のようにな
る。
i = q * dx / dt = q * μ * E (3) (μ: Mobility E = electric field strength) The figure showing this current waveform in relation to the charge generation position is
11 is a diagram. Since the mobility of electrons is generally higher than that of holes, the current value of electrons is larger than that of holes. The waveform at the time of X-W is shown in the same figure (a), the waveform at X = 1/2 W is shown in the same figure (b), and the waveform at the time of X-O is shown in the same figure (c).
As can be seen from FIG. 11, the current waveform is dominated by the electron waveform. The transit time Te of the electron is as shown in equation (4).

Te=(W−X)/μ*E ……(4) Teが小さい場合、電流パルス観測は、検出器の外部に接
続する電流増幅器の周波数特性により制限される。
Te = (W−X) / μ * E (4) When Te is small, the current pulse observation is limited by the frequency characteristic of the current amplifier connected to the outside of the detector.

第12図に電流増幅器の周波数特性と出力電流波形を示
す。第12図において(a)は電流増幅器の周波数特性を
示し、fcは電流増幅器のカットオフ周波数である。Teが
非常に小さく、Te<1/fcの場合は第12図中の(b)に示
すように、増幅器からの出力パルス波形は増幅器のゲイ
ンよりは小さくなる。しかし、Teがより大きく、Te≧1/
fcの場合は、増幅器からの出力波形は(c)、(d)に
示すように、パルス波高値が一定となる。この条件を
(4)式を使用して書き直すと、(5)式のようにな
る。
Figure 12 shows the frequency characteristics of the current amplifier and the output current waveform. In FIG. 12, (a) shows the frequency characteristic of the current amplifier, and fc is the cutoff frequency of the current amplifier. When Te is very small and Te <1 / fc, the output pulse waveform from the amplifier becomes smaller than the gain of the amplifier as shown in (b) of FIG. However, Te is larger and Te ≧ 1 /
In the case of fc, the output waveform from the amplifier has a constant pulse peak value as shown in (c) and (d). If this condition is rewritten using the equation (4), it becomes the equation (5).

W−X≧μ*E/fc ……(5) 具体的な数値を代入して計算すると、半導体材料として
CdTeを使用し、電子の移動度をμ=1000(Cm2/VSec),
電界強度をE=1000(V/Cm)、1/fc=10-7Secを(5)
式に代入すると、W−X=0.1Cmとなる。すなわち、放
射線により発生した電子が少なくともW−X=0.1Cm以
上走行するように放射線の入射を制限すればよい。
W−X ≧ μ * E / fc (5) When calculated by substituting specific numerical values, it is regarded as a semiconductor material.
Using CdTe, electron mobility μ = 1000 (Cm 2 / VSec),
The electric field strength is E = 1000 (V / Cm), 1 / fc = 10 -7 Sec (5)
Substituting into the equation, W−X = 0.1 Cm. That is, the incidence of the radiation may be limited so that the electrons generated by the radiation travel at least W−X = 0.1 Cm or more.

放射線の入射制限方法を第13図に示す。分割電極3側に
分割電極3からW−Xの距離にわたって放射線遮蔽物6
を設ければよい。さらに、共通電極2側の電気力線の歪
みのある部分上にも放射線遮蔽物を設けることにより、
より効果を大きくできる。
Figure 13 shows the method of limiting the incidence of radiation. The radiation shield 6 is provided on the divided electrode 3 side over the distance W-X from the divided electrode 3.
Should be provided. Furthermore, by providing a radiation shield also on the part of the common electrode 2 where the lines of electric force are distorted,
The effect can be increased.

(第5の実施例) 本発明の第5の実施例として、第1から第3の放射線検
出器の形状効果を利用して、出力パルスのエネルギー特
性を向上させる技術を、第14図〜第16図を参照しながら
説明する。
(Fifth Embodiment) As a fifth embodiment of the present invention, a technique for improving the energy characteristics of output pulses by utilizing the shape effects of the first to third radiation detectors will be described with reference to FIGS. It will be described with reference to FIG.

第14図(a)に示すように、電極31、32間の間隔が放射
線検出器の厚みに対して狭くなると、電界強度分布(当
電位分布)が歪み、電極31、32端面に電界が集中する。
この様な形状の検出器において、放射線により発生した
電荷の軌跡を示した図が第14図(b)である。放射線41
により、3つ発生深さ(1)、(2)、(3)において
発生した電荷の電子の軌跡を示したものである。この軌
跡にしたがって移動する電荷の速度が電極31に生じる電
流パルスとなる。第15図に電流波形を示す。(1)、
(2)、(3)は第14図(b)に示す電荷の発生場所に
対応する。第15図から分かるように、電極31近傍におけ
る電流波形が大きく異なっている。
As shown in FIG. 14 (a), when the distance between the electrodes 31 and 32 becomes narrower than the thickness of the radiation detector, the electric field strength distribution (potential distribution) is distorted and the electric field is concentrated on the end faces of the electrodes 31 and 32. To do.
FIG. 14B is a diagram showing a locus of charges generated by radiation in the detector having such a shape. Radiation 41
3 shows the trajectories of the electrons of the charges generated at the three generation depths (1), (2), and (3). The velocity of the electric charges moving according to this locus becomes a current pulse generated in the electrode 31. Figure 15 shows the current waveform. (1),
(2) and (3) correspond to the charge generation locations shown in FIG. 14 (b). As can be seen from FIG. 15, the current waveforms near the electrode 31 are greatly different.

この様なパルス電流波形を外部に接続した電流増幅器に
接続したときに観察される電流波形を第16図に示す。第
16図において、(a)は電流増幅器の周波数特性を示
す。fcはカットオフ周波数である。(b)、(c)、
(d)は、第15図の(1)、(2)、(3)に示す電流
波形と電流増幅器を通した電流波形とを対応させて示
す。増幅器の周波数特性すなわちカットオフ周波数と放
射線検出器からの出力電流のパルス幅、すなわちパルス
の周波数とをうまく組み合わせることにより出力される
パルスの高さを揃えることが出来る。すなわち、
(1)、(2)、(3)に対応する周波数に対してfcの
周波数を選び、(a)に示すように(1)をfcより高い
周波数に、(2)をfc近傍に、(3)をfcより低い周波
数にあるように選択すればよい。従ってfcを適切に選択
することにより、図に示すようにVeの高さを一定に揃え
ることが可能になる。すなわち、電荷の発生場所に依存
しないパルスの高さを得ることが出来る。
Fig. 16 shows the current waveform observed when such a pulse current waveform is connected to the externally connected current amplifier. First
In FIG. 16, (a) shows the frequency characteristic of the current amplifier. fc is the cutoff frequency. (B), (c),
(D) shows the current waveforms shown in (1), (2), and (3) of FIG. 15 in correspondence with the current waveforms through the current amplifier. By properly combining the frequency characteristic of the amplifier, that is, the cutoff frequency, and the pulse width of the output current from the radiation detector, that is, the frequency of the pulse, the height of the output pulse can be made uniform. That is,
The frequency of fc is selected for the frequencies corresponding to (1), (2), and (3). As shown in (a), (1) is set to a frequency higher than fc, (2) is set near fc, and 3) may be selected so that the frequency is lower than fc. Therefore, by properly selecting fc, the heights of Ve can be made uniform as shown in the figure. That is, it is possible to obtain the pulse height that does not depend on the charge generation location.

発明の効果 本発明によれば、化合物半導体のように電荷の移動度が
異なる材料を用いた放射線センサを使用し、電流増幅器
をもちいて高パルスレートの放射線光子の高速測定を行
う際に、電荷の移動距離を長くすることにより電荷の発
生位置に依存しない電流パルス波高を得ることができ
る。即ち、入射放射線のエネルギー情報を失うことな
く、高速パルス計測を行うことができる。さらに、電流
増幅器の周波数帯域を考慮して検出器上に放射線窓を配
置することによりより効果を高めることができる。さら
に、放射線検出器の形状効果を生じる場合にも形状に合
わせて電流増幅器の周波数帯域を選択することにより出
力パルスの高さを揃えることが可能である。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, when a radiation sensor using materials having different charge mobilities such as a compound semiconductor is used and a high-speed measurement of a high pulse rate radiation photon is performed by using a current amplifier, the charge It is possible to obtain a current pulse wave height that does not depend on the charge generation position by increasing the moving distance of. That is, high-speed pulse measurement can be performed without losing energy information of incident radiation. Further, the effect can be enhanced by disposing the radiation window on the detector in consideration of the frequency band of the current amplifier. Furthermore, even when the shape effect of the radiation detector is produced, the height of the output pulse can be made uniform by selecting the frequency band of the current amplifier according to the shape.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の第1の実施例における半導体放射線検
出器の斜視図、第2図は同半導体放射線検出器の断面
図、第3図は同半導体放射線検出器の平面図、第4図は
同半導体放射線検出器の共通電極の形状の一例を示す平
面図、第5図は電極間に設ける保護膜を示す半導体放射
線検出器の断面図、第6図、第7図及び第8図は本発明
の第2の実施例における半導体放射線検出器の構成を示
す図、第9図は半導体の両面に対称に電極を設けた本発
明の第3の実施例における半導体放射線検出器の断面
図、第10図及び第11図は放射線の入射位置と出力電流の
関係を説明するための断面図及び波形図、第12図は電流
増幅器の周波数特性と電流パルス波形を示す波形図、第
13図は本発明の第4の実施例における放射線遮蔽物を備
えた半導体放射線検出器の断面図、第14図は本発明の第
5の実施例における放射線検出器の断面図、第15図は放
射線の入射位置と出力電流を示す図、第16図は電流増幅
器の周波数特性と出力パルス波形を示す図、第17図は従
来の半導体放射線検出器を示す図である。 1…半導体、2、21、22…共通電極、3、31、32…分割
電極、4、41…放射線、5…パッシベーション膜。
1 is a perspective view of a semiconductor radiation detector according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of the semiconductor radiation detector, FIG. 3 is a plan view of the semiconductor radiation detector, and FIG. Is a plan view showing an example of the shape of a common electrode of the semiconductor radiation detector, FIG. 5 is a sectional view of the semiconductor radiation detector showing a protective film provided between the electrodes, FIG. 6, FIG. 7, and FIG. The figure which shows the structure of the semiconductor radiation detector in the 2nd Example of this invention, FIG. 9 is sectional drawing of the semiconductor radiation detector in the 3rd Example of this invention which provided the electrode symmetrically on both surfaces of the semiconductor, 10 and 11 are sectional views and waveform diagrams for explaining the relationship between the incident position of radiation and the output current, and FIG. 12 is a waveform diagram showing frequency characteristics and current pulse waveforms of the current amplifier,
FIG. 13 is a sectional view of a semiconductor radiation detector provided with a radiation shield in a fourth embodiment of the present invention, FIG. 14 is a sectional view of a radiation detector in a fifth embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 16 is a diagram showing an incident position of radiation and an output current, FIG. 16 is a diagram showing a frequency characteristic and an output pulse waveform of a current amplifier, and FIG. 17 is a diagram showing a conventional semiconductor radiation detector. 1 ... Semiconductor, 2, 21, 22 ... Common electrode, 3, 31, 32 ... Divided electrode, 4, 41 ... Radiation, 5 ... Passivation film.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 馬場 末喜 大阪府門真市門真1006番地 松下電器産業 株式会社内 (72)発明者 船越 裕正 大阪府門真市門真1006番地 松下電器産業 株式会社内 (72)発明者 河原 俊之 大阪府門真市門真1006番地 松下電器産業 株式会社内 (72)発明者 吉住 嘉之 大阪府門真市門真1006番地 松下電器産業 株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Sueki Baba 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor, Hiromasa Funakoshi 1006 Kadoma City, Kadoma City, Osaka Prefecture ) Inventor Toshiyuki Kawahara 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Yoshiyuki Yoshizumi, 1006 Kadoma, Kadoma City Osaka Prefecture

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】放射線光子のエネルギーに対応した電気パ
ルス信号を出力する半導体放射線検出器であって、入射
放射線光子に感応する半導体の平行する2平面上に、対
角する位置に共通電極と分割電極を設けたことを特徴と
する半導体放射線検出器。
1. A semiconductor radiation detector for outputting an electric pulse signal corresponding to the energy of a radiation photon, which is divided into a diagonal position and a common electrode on two parallel planes of a semiconductor sensitive to an incident radiation photon. A semiconductor radiation detector comprising electrodes.
【請求項2】全空乏層型であって、共通電極に電圧を印
加し、分割電極から電気信号を取り出すことを特徴とし
た請求項1記載の半導体放射線検出器。
2. The semiconductor radiation detector according to claim 1, wherein the semiconductor radiation detector is of a fully depleted layer type, and a voltage is applied to the common electrode to extract an electric signal from the divided electrodes.
【請求項3】共通電極と分割電極とを、電極間距離を一
定に保ち、且つ直線的に配置したことを特徴とする請求
項1記載の半導体放射線検出器。
3. The semiconductor radiation detector according to claim 1, wherein the common electrode and the divided electrodes are arranged linearly while keeping the distance between the electrodes constant.
【請求項4】半導体の一平面のほぼ中央に配設した共通
電極に対し、他平面上の両側に分割電極を配置し、両側
に配置した分割電極を平行または2分の1ピッチずらし
て配置したことを特徴とする請求項1、2もしくは3記
載の半導体放射線検出器。
4. A semiconductor device, wherein split electrodes are arranged on both sides of another plane with respect to a common electrode arranged substantially in the center of one plane of the semiconductor, and the split electrodes arranged on both sides are arranged in parallel or shifted by a half pitch. The semiconductor radiation detector according to claim 1, 2 or 3, wherein
【請求項5】半導体の一平面のほぼ中央に配設した共通
電極に対し、他平面上の両側に分割電極を配置し、共通
電極と一方の分割電極間の放射線有感部分に入射する放
射線の一部を制限するために、放射線入射側を原子番号
の高い材料で覆ったことを特徴とする請求項4記載の半
導体放射線検出器。
5. A radiation incident on a radiation-sensitive portion between a common electrode and one of the divided electrodes, wherein divided electrodes are arranged on both sides on the other plane with respect to a common electrode arranged substantially at the center of one plane of the semiconductor. 5. The semiconductor radiation detector according to claim 4, wherein the radiation incident side is covered with a material having a high atomic number in order to limit a part of the radiation.
【請求項6】放射線に感応する半導体の一平面に形成し
た共通電極と他平面に形成した分極電極間の半導体表面
をSiO2,SiON,有機薄膜等のパッシベーション膜で覆った
ことを特徴とする半導体放射線検出器。
6. A semiconductor surface between a common electrode formed on one plane of a semiconductor sensitive to radiation and a polarized electrode formed on the other plane is covered with a passivation film such as SiO 2 , SiON, or an organic thin film. Semiconductor radiation detector.
【請求項7】放射線に感応する半導体の平行する2平面
上の対角する位置に共通電極と分割電極を有する放射線
検出素子と、高速電流増幅器からなり、放射線により発
生した電荷の内電子またはホールの走行時間が高速電流
増幅器のカットオフ周波数の逆数時間以上長くなるよう
に、放射線入射側に窓を設けて放射線有感部分に制限を
設けたことを特徴とする半導体放射線検出器。
7. A radiation detection element having a common electrode and a divided electrode at diagonal positions on two parallel planes of a semiconductor sensitive to radiation, and a high-speed current amplifier, and electrons or holes in the charge generated by the radiation. The semiconductor radiation detector is characterized in that a window is provided on the radiation incident side to limit the radiation-sensitive portion so that the traveling time of the above becomes longer than the reciprocal time of the cutoff frequency of the high-speed current amplifier.
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