JPH09148615A - 半導体放射線検出器およびその製造方法 - Google Patents
半導体放射線検出器およびその製造方法Info
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- JPH09148615A JPH09148615A JP7327911A JP32791195A JPH09148615A JP H09148615 A JPH09148615 A JP H09148615A JP 7327911 A JP7327911 A JP 7327911A JP 32791195 A JP32791195 A JP 32791195A JP H09148615 A JPH09148615 A JP H09148615A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 暗電流値を低減し、かつそのばらつきを小さ
くできる。 【解決手段】 ＣｄＴｅ単結晶基板を硝酸水溶液でエッ
チングしてその表面をＴｅ過剰にした後、酸素雰囲気中
で熱酸化し、その後基板の表裏面それぞれにアノ−ド電
極およびカソ−ド電極を形成し、放射線検出器とする。
くできる。 【解決手段】 ＣｄＴｅ単結晶基板を硝酸水溶液でエッ
チングしてその表面をＴｅ過剰にした後、酸素雰囲気中
で熱酸化し、その後基板の表裏面それぞれにアノ−ド電
極およびカソ−ド電極を形成し、放射線検出器とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体の表面およ
び裏面に設けた電極間に流れる電流により放射線を検出
する半導体放射線検出器およびその製造方法に関するも
のである。
び裏面に設けた電極間に流れる電流により放射線を検出
する半導体放射線検出器およびその製造方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】半導体放射線検出器は、放射線に起因し
て半導体内に生じる電流を表面および裏面に設けた電極
により測定するものである。ＣｄＴｅ，ＣｄＺｎＴｅな
どのＣｄＴｅを主成分とする化合物半導体を用いた場
合、バンドギャップが広いため室温での動作が可能であ
り、また構成元素の原子番号が大きいためＸ線やガンマ
線の吸収係数が大きく、高い感度が得られる。このよう
な検出器は、放射線使用施設のモニタ−やサ−ベイメ−
タなどに用いられている。また、検出器の小型化、アレ
イ化が可能であり、医療用診断機器や産業用比破壊検査
装置などに応用され始めている。
て半導体内に生じる電流を表面および裏面に設けた電極
により測定するものである。ＣｄＴｅ，ＣｄＺｎＴｅな
どのＣｄＴｅを主成分とする化合物半導体を用いた場
合、バンドギャップが広いため室温での動作が可能であ
り、また構成元素の原子番号が大きいためＸ線やガンマ
線の吸収係数が大きく、高い感度が得られる。このよう
な検出器は、放射線使用施設のモニタ−やサ−ベイメ−
タなどに用いられている。また、検出器の小型化、アレ
イ化が可能であり、医療用診断機器や産業用比破壊検査
装置などに応用され始めている。
【０００３】ＣｄＴｅを用いた半導体放射線検出器のア
ノ−ド電極としてインジウムを用いることが提案されて
いる。（特開平３−２４８５７８，M.R.Squilantte et
al.;Nucl. Instr. and Method, A283, p.323(1989)）こ
の方法により、アノ−ド電極での正孔に対する電気的障
壁を高めることができるため、暗電流が低減され、検出
素子への印加電圧（バイアス電圧）を高くすることがで
き、高いキャリア収集効率、高速動作が可能となる。
ノ−ド電極としてインジウムを用いることが提案されて
いる。（特開平３−２４８５７８，M.R.Squilantte et
al.;Nucl. Instr. and Method, A283, p.323(1989)）こ
の方法により、アノ−ド電極での正孔に対する電気的障
壁を高めることができるため、暗電流が低減され、検出
素子への印加電圧（バイアス電圧）を高くすることがで
き、高いキャリア収集効率、高速動作が可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、インジ
ウム電極を用いても暗電流の値にばらつきが大きいとい
う問題があった。
ウム電極を用いても暗電流の値にばらつきが大きいとい
う問題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段および作用】本発明者は、
インジウム電極を形成するＣｄＴｅ基板の表面状態に着
目し、本発明に至った。
インジウム電極を形成するＣｄＴｅ基板の表面状態に着
目し、本発明に至った。
【０００６】即ち、本発明は、ＣｄＴｅを主成分とする
化合物半導体基板と、該基板の表面に設けられたＴｅＯ
2成分が９０％以上である絶縁膜と、該絶縁膜上に設け
れられ正孔に対して高い障壁となる金属から構成される
アノ−ド電極と、該基板の裏面に設けれられ電子に対し
て高い障壁となる金属から構成されるカソ−ド電極とを
有することを特徴とする半導体放射線検出器を提供する
ものであり、さらに、ＣｄＴｅを主成分とする化合物半
導体基板と、該基板の表面に設けられたＴｅＯ2成分が
９０％以上である絶縁膜と、該絶縁膜上に設けれられ正
孔に対して高い障壁となる金属から構成されるアノ−ド
電極と、該基板の裏面に設けられたＴｅＯ2成分が９０
％以上である絶縁膜と、該基板の裏面に設けれられ電子
に対して高い障壁となる金属から構成されるカソ−ド電
極とを有することを特徴とする半導体放射線検出器を提
供するものである。また、前記絶縁膜のＴｅＯ2成分は
好ましくは９５％以上とされ、より好ましくは９９％以
上とされる。
化合物半導体基板と、該基板の表面に設けられたＴｅＯ
2成分が９０％以上である絶縁膜と、該絶縁膜上に設け
れられ正孔に対して高い障壁となる金属から構成される
アノ−ド電極と、該基板の裏面に設けれられ電子に対し
て高い障壁となる金属から構成されるカソ−ド電極とを
有することを特徴とする半導体放射線検出器を提供する
ものであり、さらに、ＣｄＴｅを主成分とする化合物半
導体基板と、該基板の表面に設けられたＴｅＯ2成分が
９０％以上である絶縁膜と、該絶縁膜上に設けれられ正
孔に対して高い障壁となる金属から構成されるアノ−ド
電極と、該基板の裏面に設けられたＴｅＯ2成分が９０
％以上である絶縁膜と、該基板の裏面に設けれられ電子
に対して高い障壁となる金属から構成されるカソ−ド電
極とを有することを特徴とする半導体放射線検出器を提
供するものである。また、前記絶縁膜のＴｅＯ2成分は
好ましくは９５％以上とされ、より好ましくは９９％以
上とされる。
【０００７】さらに本発明は、ＣｄＴｅを主成分とする
化合物半導体基板の表面にＴｅＯ2成分が９０％以上で
ある絶縁膜を形成する工程と、該絶縁膜上に正孔に対し
て高い障壁となる金属から構成されるアノ−ド電極を形
成する工程と、該基板の裏面に電子に対して高い障壁と
なる金属から構成されるカソ−ド電極を形成する工程と
を有することを特徴とする半導体放射線検出器の製造方
法を提供するものであり、さらに、ＣｄＴｅを主成分と
する化合物半導体基板の表面および裏面にＴｅＯ2成分
が９０％以上である絶縁膜を形成する工程と、該表面の
絶縁膜上に正孔に対して高い障壁となる金属から構成さ
れるアノ−ド電極を形成する工程と、該基板の裏面の絶
縁膜上に電子に対して高い障壁となる金属から構成され
るカソ−ド電極を形成する工程とを有することを特徴と
する半導体放射線検出器の製造方法を提供するものであ
る。また、前記絶縁膜のＴｅＯ2成分は好ましくは９５
％以上とされ、より好ましくは９９％以上とされる。ま
た、前記絶縁膜を形成する工程が、酸性水溶液でエッチ
ングして表面または表面および裏面をＴｅの比率がＣｄ
より過剰となるようにした後、酸化性雰囲気で熱酸化す
る方法とされる。
化合物半導体基板の表面にＴｅＯ2成分が９０％以上で
ある絶縁膜を形成する工程と、該絶縁膜上に正孔に対し
て高い障壁となる金属から構成されるアノ−ド電極を形
成する工程と、該基板の裏面に電子に対して高い障壁と
なる金属から構成されるカソ−ド電極を形成する工程と
を有することを特徴とする半導体放射線検出器の製造方
法を提供するものであり、さらに、ＣｄＴｅを主成分と
する化合物半導体基板の表面および裏面にＴｅＯ2成分
が９０％以上である絶縁膜を形成する工程と、該表面の
絶縁膜上に正孔に対して高い障壁となる金属から構成さ
れるアノ−ド電極を形成する工程と、該基板の裏面の絶
縁膜上に電子に対して高い障壁となる金属から構成され
るカソ−ド電極を形成する工程とを有することを特徴と
する半導体放射線検出器の製造方法を提供するものであ
る。また、前記絶縁膜のＴｅＯ2成分は好ましくは９５
％以上とされ、より好ましくは９９％以上とされる。ま
た、前記絶縁膜を形成する工程が、酸性水溶液でエッチ
ングして表面または表面および裏面をＴｅの比率がＣｄ
より過剰となるようにした後、酸化性雰囲気で熱酸化す
る方法とされる。
【０００８】なお、本発明において、ＣｄＴｅを主成分
とする化合物半導体はＣｄＴｅまたはＣｄ1-yＺｎyＴｅ
（０＜y≦０.１）とされ、正孔に対して高い障壁となる
金属はインジウム，ガリウムまたはアルミニウムとさ
れ、電子に対して高い障壁となる金属は金または白金と
される。
とする化合物半導体はＣｄＴｅまたはＣｄ1-yＺｎyＴｅ
（０＜y≦０.１）とされ、正孔に対して高い障壁となる
金属はインジウム，ガリウムまたはアルミニウムとさ
れ、電子に対して高い障壁となる金属は金または白金と
される。
【０００９】本発明では、少なくともアノ−ド電極とＣ
ｄＴｅ基板との界面にＴｅの比率がＣｄより過剰である
酸化膜を設けたので、アノ−ド電極を形成する面が安定
して暗電流を低減できるとともにそのばらつきも低減で
きた。なお、Ｔｅが過剰な程度としてＴｅＯ2成分が９
０％以上、好ましくは９５％以上としたのはＣｄＯ等の
他の酸化物の割合が多くなると絶縁膜の性状が安定しな
いからである。以下に実施例と比較例を示し、詳細に本
発明を説明する。
ｄＴｅ基板との界面にＴｅの比率がＣｄより過剰である
酸化膜を設けたので、アノ−ド電極を形成する面が安定
して暗電流を低減できるとともにそのばらつきも低減で
きた。なお、Ｔｅが過剰な程度としてＴｅＯ2成分が９
０％以上、好ましくは９５％以上としたのはＣｄＯ等の
他の酸化物の割合が多くなると絶縁膜の性状が安定しな
いからである。以下に実施例と比較例を示し、詳細に本
発明を説明する。
【００１０】
（実施例）塩素ド−プの高抵抗ＣｄＴｅ半導体単結晶か
らなる面方位（１１１）の基板をアルミナ砥粒などを用
いて両面研磨し、厚さを１mmとする。研磨による加工変
質層を１％ブロム−メタノ−ル溶液にてエッチング除去
する。つぎに硝酸２０％水溶液にて６０℃で１分間エッ
チングしてＣｄＴｅ基板の表面および裏面にＴｅの比率
がＣｄより過剰であるほぼ金属Ｔｅ層を形成する。さら
にこの基板を酸素雰囲気中にて１５０℃で２時間熱酸化
してＴｅＯ2成分が９６％の酸化膜を形成した。
らなる面方位（１１１）の基板をアルミナ砥粒などを用
いて両面研磨し、厚さを１mmとする。研磨による加工変
質層を１％ブロム−メタノ−ル溶液にてエッチング除去
する。つぎに硝酸２０％水溶液にて６０℃で１分間エッ
チングしてＣｄＴｅ基板の表面および裏面にＴｅの比率
がＣｄより過剰であるほぼ金属Ｔｅ層を形成する。さら
にこの基板を酸素雰囲気中にて１５０℃で２時間熱酸化
してＴｅＯ2成分が９６％の酸化膜を形成した。
【００１１】つぎにこの基板を真空蒸着装置内に配置
し、５×１０-6ｔｏｒｒ以下まで排気した後、基板の
（１１１）Ｂ面側にインジウムを２００nm蒸着しアノ-
ド電極とした。さらに、この基板を真空蒸着装置から取
り出した後、インジウムの電極面をテ-プで保護し、イ
ンジウム電極面とは反対の（１１１）Ａ面側に金の無電
解めっきを施しカソ−ド電極とした。そして、この基板
をダイシング装置を用いて長さ２０mm，幅１.２mmの大
きさの素子形状に切り出した。
し、５×１０-6ｔｏｒｒ以下まで排気した後、基板の
（１１１）Ｂ面側にインジウムを２００nm蒸着しアノ-
ド電極とした。さらに、この基板を真空蒸着装置から取
り出した後、インジウムの電極面をテ-プで保護し、イ
ンジウム電極面とは反対の（１１１）Ａ面側に金の無電
解めっきを施しカソ−ド電極とした。そして、この基板
をダイシング装置を用いて長さ２０mm，幅１.２mmの大
きさの素子形状に切り出した。
【００１２】このようにして形成した素子のアノ−ド電
極側を正、カソ−ド電極側を負として、バイアス電圧５
００Ｖを印加し、７０秒経過後の暗電流値を測定した。
７素子について測定した結果を図１に示す。
極側を正、カソ−ド電極側を負として、バイアス電圧５
００Ｖを印加し、７０秒経過後の暗電流値を測定した。
７素子について測定した結果を図１に示す。
【００１３】（比較例）実施例での硝酸でのエッチング
と熱酸化の工程がない以外は同じ方法で素子を作成し、
その暗電流を測定した結果も同じく図１に示す。
と熱酸化の工程がない以外は同じ方法で素子を作成し、
その暗電流を測定した結果も同じく図１に示す。
【００１４】比較例では暗電流が１１〜２２ｎＡと数
値、ばらつきともに大きいのに対し、実施例では４〜７
ｎＡと数値、ばらつきともに小さくなった。
値、ばらつきともに大きいのに対し、実施例では４〜７
ｎＡと数値、ばらつきともに小さくなった。
【００１５】上記実施例では、ＣｄＴｅ基板の表面をＴ
ｅ過剰の層にするために硝酸水溶液を用いたが、これに
限定されず硝酸と過酸化水素水との混合液や王水等を用
いても良い。また、熱酸化の条件も実施例に限定される
ものでなく、空気雰囲気中でも良く、温度も１００〜２
５０℃，時間３０〜４８０分の範囲で適宜選択できる。
ｅ過剰の層にするために硝酸水溶液を用いたが、これに
限定されず硝酸と過酸化水素水との混合液や王水等を用
いても良い。また、熱酸化の条件も実施例に限定される
ものでなく、空気雰囲気中でも良く、温度も１００〜２
５０℃，時間３０〜４８０分の範囲で適宜選択できる。
【００１６】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、暗電流
を小さくできるとともに、そのばらつきを小さくできる
という効果がある。
を小さくできるとともに、そのばらつきを小さくできる
という効果がある。
【図１】 本発明の実施例と比較例の暗電流値の比較を
を示す図である。
を示す図である。
Claims (7)
- 【請求項１】 ＣｄＴｅを主成分とする化合物半導体基
板と、該基板の表面に設けられたＴｅＯ2成分が９０％
以上である絶縁膜と、該絶縁膜上に設けれられ正孔に対
して高い障壁となる金属から構成されるアノ−ド電極
と、該基板の裏面に設けれられ電子に対して高い障壁と
なる金属から構成されるカソ−ド電極とを有することを
特徴とする半導体放射線検出器。 - 【請求項２】 ＣｄＴｅを主成分とする化合物半導体基
板と、該基板の表面に設けられたＴｅＯ2成分が９０％
以上である絶縁膜と、該絶縁膜上に設けれられ正孔に対
して高い障壁となる金属から構成されるアノ−ド電極
と、該基板の裏面に設けられたＴｅＯ2成分が９０％以
上である絶縁膜と、該基板の裏面に設けれられ電子に対
して高い障壁となる金属から構成されるカソ−ド電極と
を有することを特徴とする半導体放射線検出器。 - 【請求項３】 前記絶縁膜のＴｅＯ2成分が９５％以上
であることを特徴とする請求項１または２記載の半導体
放射線検出器。 - 【請求項４】 ＣｄＴｅを主成分とする化合物半導体基
板の表面にＴｅＯ2成分が９０％以上である絶縁膜を形
成する工程と、該絶縁膜上に正孔に対して高い障壁とな
る金属から構成されるアノ−ド電極を形成する工程と、
該基板の裏面に電子に対して高い障壁となる金属から構
成されるカソ−ド電極を形成する工程とを有することを
特徴とする半導体放射線検出器の製造方法。 - 【請求項５】 ＣｄＴｅを主成分とする化合物半導体基
板の表面および裏面にＴｅＯ2成分が９０％以上である
絶縁膜を形成する工程と、該表面の絶縁膜上に正孔に対
して高い障壁となる金属から構成されるアノ−ド電極を
形成する工程と、該基板の裏面の絶縁膜上に電子に対し
て高い障壁となる金属から構成されるカソ−ド電極を形
成する工程とを有することを特徴とする半導体放射線検
出器の製造方法。 - 【請求項６】 前記絶縁膜のＴｅＯ2成分が９５％以上
であることを特徴とする請求項４または５記載の半導体
放射線検出器の製造方法。 - 【請求項７】 前記絶縁膜を形成する工程が、酸性水溶
液でエッチングして表面または表面および裏面をＴｅの
比率がＣｄより過剰となるようにした後、酸化性雰囲気
で熱酸化する方法であることを特徴とする請求項４，５
または６記載の半導体放射線検出器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7327911A JPH09148615A (ja) | 1995-11-24 | 1995-11-24 | 半導体放射線検出器およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7327911A JPH09148615A (ja) | 1995-11-24 | 1995-11-24 | 半導体放射線検出器およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09148615A true JPH09148615A (ja) | 1997-06-06 |
Family
ID=18204379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7327911A Pending JPH09148615A (ja) | 1995-11-24 | 1995-11-24 | 半導体放射線検出器およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09148615A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013503481A (ja) * | 2009-08-31 | 2013-01-31 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 半導体結晶による放射線検出器、及びこの検出器を製造する方法 |
-
1995
- 1995-11-24 JP JP7327911A patent/JPH09148615A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013503481A (ja) * | 2009-08-31 | 2013-01-31 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 半導体結晶による放射線検出器、及びこの検出器を製造する方法 |
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