JPH0983008A - 半導体放射線検出素子 - Google Patents
半導体放射線検出素子Info
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- JPH0983008A JPH0983008A JP7234143A JP23414395A JPH0983008A JP H0983008 A JPH0983008 A JP H0983008A JP 7234143 A JP7234143 A JP 7234143A JP 23414395 A JP23414395 A JP 23414395A JP H0983008 A JPH0983008 A JP H0983008A
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- metal
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Abstract
(57)【要約】
【課題】形成時に結晶にダメージが入らず、保護膜とも
密着性のよい電極を形成し、放射線検出特性の劣化や、
長期信頼性の低下を起こすことのない半導体放射線検出
素子を提供する。 【解決手段】化合物半導体結晶３の一つの面に形成され
た電極１を多層の金属膜とし、結晶３と接する最下層１
１は、結晶と密着性の良い金属を真空蒸着により形成
し、保護膜４と接する最上層１３は、保護膜４と密着性
の良い金属で形成する。また、最下層１１と最上層１３
の金属間の密着性が良くない場合は、最下層１１の金属
と最上層１３の金属の両方に密着性の良い金属で中間層
１２を形成してもよい。結晶と接する最下層１１の膜は
真空蒸着によって形成するために、結晶にダメージが入
らない。また、最上層１３の膜は保護膜４と密着性の良
い金属であるので、保護膜４の剥離等の問題は生じな
い。そして、最下層１１の金属膜と最上層１３の金属膜
とは、中間層１２として双方に密着性の良い金属膜が挟
まっているのでよく密着し、全体として丈夫で長期信頼
性の高い放射線検出素子となる。
密着性のよい電極を形成し、放射線検出特性の劣化や、
長期信頼性の低下を起こすことのない半導体放射線検出
素子を提供する。 【解決手段】化合物半導体結晶３の一つの面に形成され
た電極１を多層の金属膜とし、結晶３と接する最下層１
１は、結晶と密着性の良い金属を真空蒸着により形成
し、保護膜４と接する最上層１３は、保護膜４と密着性
の良い金属で形成する。また、最下層１１と最上層１３
の金属間の密着性が良くない場合は、最下層１１の金属
と最上層１３の金属の両方に密着性の良い金属で中間層
１２を形成してもよい。結晶と接する最下層１１の膜は
真空蒸着によって形成するために、結晶にダメージが入
らない。また、最上層１３の膜は保護膜４と密着性の良
い金属であるので、保護膜４の剥離等の問題は生じな
い。そして、最下層１１の金属膜と最上層１３の金属膜
とは、中間層１２として双方に密着性の良い金属膜が挟
まっているのでよく密着し、全体として丈夫で長期信頼
性の高い放射線検出素子となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、医療分野や非破壊
検査分野など、常温で放射線を計測することが必要な分
野で用いられる半導体放射線検出素子に関する。
検査分野など、常温で放射線を計測することが必要な分
野で用いられる半導体放射線検出素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＣｄＴｅ、ＧａＡｓ、ＨｇＩ2 等の化合
物半導体結晶を用いた放射線検出素子はバンドギャップ
が広いので常温動作が可能という特長がある。従来の化
合物半導体結晶を用いた放射線検出素子では、図４に示
すように、放射線入射によって生じた電荷を取り出すた
めに、化合物半導体結晶４３の相対する面にバイアスを
印加するための金属の電極４１と４２が形成され、電極
４１の面は信号を取り出すための一部分を除いて保護膜
４４で覆われた構造になっている。そして従来その電極
４１と４２は、単体金属もしくは合金金属の単層膜であ
り、無電解メッキあるいは真空蒸着によって形成されて
いた。
物半導体結晶を用いた放射線検出素子はバンドギャップ
が広いので常温動作が可能という特長がある。従来の化
合物半導体結晶を用いた放射線検出素子では、図４に示
すように、放射線入射によって生じた電荷を取り出すた
めに、化合物半導体結晶４３の相対する面にバイアスを
印加するための金属の電極４１と４２が形成され、電極
４１の面は信号を取り出すための一部分を除いて保護膜
４４で覆われた構造になっている。そして従来その電極
４１と４２は、単体金属もしくは合金金属の単層膜であ
り、無電解メッキあるいは真空蒸着によって形成されて
いた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ＣｄＴｅ、ＧａＡｓ、
ＨｇＩ2 等の化合物半導体は、Ｓｉ、Ｇｅ等の単体半導
体に比べて物理的、化学的に不安定で、強酸性・強アル
カリ性・強還元性の液にさらされ、かつ、緻密な膜形成
には高温熱処理が必要な無電解メッキによる電極形成法
は、結晶−電極界面に多くの結晶欠陥を生じさせ、放射
線検出特性の劣化や、長期信頼性の低下を招いていた。
ＨｇＩ2 等の化合物半導体は、Ｓｉ、Ｇｅ等の単体半導
体に比べて物理的、化学的に不安定で、強酸性・強アル
カリ性・強還元性の液にさらされ、かつ、緻密な膜形成
には高温熱処理が必要な無電解メッキによる電極形成法
は、結晶−電極界面に多くの結晶欠陥を生じさせ、放射
線検出特性の劣化や、長期信頼性の低下を招いていた。
【０００４】一方、真空蒸着法は、結晶に与えるダメー
ジが最も少ない電極形成法であるが、形成する金属膜に
内部応力が蓄積されやすいために結晶との密着性に劣
り、良好な密着性が得られる金属は、Ａｕ、Ｐｔ、Ａ
ｌ、Ａｇ等の比較的展性の高い金属の比較的薄い膜だけ
であった。しかしこれらの金属は、電極の上に形成する
シリコン窒化膜や、シリコン酸化膜、有機絶縁膜のよう
な検出素子の保護膜との密着性が悪く、保護膜の剥離等
により放射線検出特性の劣化や、長期信頼性の低下を招
いていた。
ジが最も少ない電極形成法であるが、形成する金属膜に
内部応力が蓄積されやすいために結晶との密着性に劣
り、良好な密着性が得られる金属は、Ａｕ、Ｐｔ、Ａ
ｌ、Ａｇ等の比較的展性の高い金属の比較的薄い膜だけ
であった。しかしこれらの金属は、電極の上に形成する
シリコン窒化膜や、シリコン酸化膜、有機絶縁膜のよう
な検出素子の保護膜との密着性が悪く、保護膜の剥離等
により放射線検出特性の劣化や、長期信頼性の低下を招
いていた。
【０００５】本発明の目的は、化合物半導体に特性の劣
化を引き起こすダメージを与えず、しかも電極と保護膜
との密着性をよくして、信頼性の高い放射線検出素子を
提供することである。
化を引き起こすダメージを与えず、しかも電極と保護膜
との密着性をよくして、信頼性の高い放射線検出素子を
提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、相対する２面に電極が形成された化合物
半導体結晶からなる半導体放射線検出素子において、少
なくとも一方の電極を２種以上の金属層からなる多層膜
をもって構成し、この多層金属膜のうち化合物半導体結
晶と接する金属膜を真空蒸着法によって形成した。
決するために、相対する２面に電極が形成された化合物
半導体結晶からなる半導体放射線検出素子において、少
なくとも一方の電極を２種以上の金属層からなる多層膜
をもって構成し、この多層金属膜のうち化合物半導体結
晶と接する金属膜を真空蒸着法によって形成した。
【０００７】基本構成を示す図１を用いて説明すると、
化合物半導体結晶３の一つの面に形成された電極１を多
層の金属膜とし、結晶３と接する最下層１１は、Ａｕ、
Ｐｔ、Ａｌ、Ａｇ等の化合物半導体結晶と密着性の良い
金属を用いて真空蒸着により形成し、保護膜４と接する
最上層１３は、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏ等の保護膜
４と密着性の良い金属で形成する。また、最下層１１と
最上層１３の金属間の密着性が良くない場合は、最下層
１１の金属と最上層１３の金属の両方に密着性の良い金
属で中間層１２を形成する。最下層１１以外の金属層の
形成方法は、真空蒸着、無電解メッキ等いかなる方法で
もよい。最下層１１の金属と最上層１３の金属とが互い
に密着性が良ければ中間層１２はなくてもよい。
化合物半導体結晶３の一つの面に形成された電極１を多
層の金属膜とし、結晶３と接する最下層１１は、Ａｕ、
Ｐｔ、Ａｌ、Ａｇ等の化合物半導体結晶と密着性の良い
金属を用いて真空蒸着により形成し、保護膜４と接する
最上層１３は、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏ等の保護膜
４と密着性の良い金属で形成する。また、最下層１１と
最上層１３の金属間の密着性が良くない場合は、最下層
１１の金属と最上層１３の金属の両方に密着性の良い金
属で中間層１２を形成する。最下層１１以外の金属層の
形成方法は、真空蒸着、無電解メッキ等いかなる方法で
もよい。最下層１１の金属と最上層１３の金属とが互い
に密着性が良ければ中間層１２はなくてもよい。
【０００８】結晶と接する最下層１１の膜は真空蒸着に
よって形成するために、結晶にダメージが入らない。ま
た、最上層１３の膜は保護膜４と密着性の良い金属であ
るので、保護膜４の剥離等の問題は生じない。そして、
最下層１１の金属膜と最上層１３の金属膜とは、中間層
１２として双方に密着性の良い金属膜が挟まっているの
で、密着性に問題はない。さらに、多層膜１全体の膜厚
を薄くすることで、膜応力によって剥離が生じることも
ない。
よって形成するために、結晶にダメージが入らない。ま
た、最上層１３の膜は保護膜４と密着性の良い金属であ
るので、保護膜４の剥離等の問題は生じない。そして、
最下層１１の金属膜と最上層１３の金属膜とは、中間層
１２として双方に密着性の良い金属膜が挟まっているの
で、密着性に問題はない。さらに、多層膜１全体の膜厚
を薄くすることで、膜応力によって剥離が生じることも
ない。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図面に基
づいて説明する。図２はＣｄＴｅ化合物半導体結晶を用
いたアレイ型放射線検出素子の例（断面図）である。Ｃ
ｄＴｅ結晶２３の一方の面には厚さが０．１μｍのＡｕ
電極２２が形成され、これと相対する面には結晶表面に
近い方から順に、厚さが０．１μｍのＡｕ膜２１１、
０．５μｍのＣｕ膜２１２、０．２μｍのＮｉ膜２１３
からなる、厚さ０．８μｍの複数個の多層金属膜電極２
１がそれぞれ真空蒸着によって形成されている。
づいて説明する。図２はＣｄＴｅ化合物半導体結晶を用
いたアレイ型放射線検出素子の例（断面図）である。Ｃ
ｄＴｅ結晶２３の一方の面には厚さが０．１μｍのＡｕ
電極２２が形成され、これと相対する面には結晶表面に
近い方から順に、厚さが０．１μｍのＡｕ膜２１１、
０．５μｍのＣｕ膜２１２、０．２μｍのＮｉ膜２１３
からなる、厚さ０．８μｍの複数個の多層金属膜電極２
１がそれぞれ真空蒸着によって形成されている。
【００１０】そしてそれぞれの多層金属膜電極２１の中
心部を除いた部分と、ＣｄＴｅ結晶むき出しの部分に
は、有機絶縁膜であるポリイミドの保護膜２４が形成さ
れ、電極２１の中央で保護膜２４の開口した部分には、
バリアメタル２５を介して、ハンダバンプ２６が形成さ
れている。
心部を除いた部分と、ＣｄＴｅ結晶むき出しの部分に
は、有機絶縁膜であるポリイミドの保護膜２４が形成さ
れ、電極２１の中央で保護膜２４の開口した部分には、
バリアメタル２５を介して、ハンダバンプ２６が形成さ
れている。
【００１１】ここで使用される化合物半導体結晶２３
は、ＣｄＴｅに限定されず、ＧａＡｓ、ＨｇＩ2 、Ｃｄ
ＺｎＴｅ等であってもよい。保護膜２４も、ポリイミド
に限定されず、ポリアミド、ＳｉＮｘ、ＳｉＯｘ等でも
よい。また、図２は化合物半導体検出素子を側面からみ
た断面図であるので、複数個の多層金属膜電極２１、バ
リアメタル２５、ハンダバンプ２６等が１次元状に配列
されているように見受けられるが、本発明はそれらが２
次元状に配列される場合も含んでいる。
は、ＣｄＴｅに限定されず、ＧａＡｓ、ＨｇＩ2 、Ｃｄ
ＺｎＴｅ等であってもよい。保護膜２４も、ポリイミド
に限定されず、ポリアミド、ＳｉＮｘ、ＳｉＯｘ等でも
よい。また、図２は化合物半導体検出素子を側面からみ
た断面図であるので、複数個の多層金属膜電極２１、バ
リアメタル２５、ハンダバンプ２６等が１次元状に配列
されているように見受けられるが、本発明はそれらが２
次元状に配列される場合も含んでいる。
【００１２】多層金属膜電極２１を形成する金属層のう
ち最下層２１１は化合物半導体結晶と密着性のよい金属
を真空蒸着法によって形成したものであるので、化合物
半導体結晶にダメージを与えずに、かつ強固に結晶に付
着する。また、最上層の２１３は保護膜と密着性のよい
金属であるので、その上に形成する保護膜が強固に付着
する。さらに最下層２１１と最上層２１３の間には双方
の金属に密着性のよい中間層２１２を挟んでいるので、
最下層、中間層、最上層からなる電極２１は互いに強固
に接着している。したがって、化合物半導体結晶２３と
電極２１および保護膜２４は互いによく密着しているの
で非常に強固なものとなる。
ち最下層２１１は化合物半導体結晶と密着性のよい金属
を真空蒸着法によって形成したものであるので、化合物
半導体結晶にダメージを与えずに、かつ強固に結晶に付
着する。また、最上層の２１３は保護膜と密着性のよい
金属であるので、その上に形成する保護膜が強固に付着
する。さらに最下層２１１と最上層２１３の間には双方
の金属に密着性のよい中間層２１２を挟んでいるので、
最下層、中間層、最上層からなる電極２１は互いに強固
に接着している。したがって、化合物半導体結晶２３と
電極２１および保護膜２４は互いによく密着しているの
で非常に強固なものとなる。
【００１３】多層金属膜電極２１を形成する金属の種
類、形成法と膜厚は上記した例に限られない。最下層２
１１に関しては、Ａｕ以外にも、Ｐｔ、Ａｌ、Ａｇ等の
化合物半導体結晶と密着性の良い金属であればよく、真
空蒸着により、０．３μｍ以下、好ましくは０．１μｍ
以下の厚さで形成する。保護膜２４と接する最上層２１
３は、Ｎｉ以外にも、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏ等の、保護
膜２４と密着性の良い金属であればよく、形成法は真空
蒸着に限られず無電解メッキなどでもよく、膜厚は０．
５μｍ以下、好ましくは０．２μｍ以下で形成する。ま
た、中間層２１２に関しては、最下層２１１の金属と最
上層２１３の金属間の密着性がよければ中間層２１２を
形成しなくてもよい。最下層と最上層との間の密着性が
よくない場合には中間層２１２を形成する必要がある
が、最下層２１１の金属と最上層２１３の金属の両方に
密着性の良い金属であれば、Ｃｕ以外にも、Ｐｔ、Ａ
ｇ、Ｐｄ等でもよく、さらに中間層２１２は多層であっ
てもよい。形成法は真空蒸着に限られず、膜厚は１μｍ
以下、好ましくは０．５μｍ以下で形成する。最終的に
多層金属膜電極２１の膜厚を、２μｍ以下、好ましくは
１μｍ以下になるように、各層の膜厚を配分して形成す
ればよい。多層膜１全体の膜厚を２μｍ以下にすること
で、膜応力によって剥離が生じることもなくなる。
類、形成法と膜厚は上記した例に限られない。最下層２
１１に関しては、Ａｕ以外にも、Ｐｔ、Ａｌ、Ａｇ等の
化合物半導体結晶と密着性の良い金属であればよく、真
空蒸着により、０．３μｍ以下、好ましくは０．１μｍ
以下の厚さで形成する。保護膜２４と接する最上層２１
３は、Ｎｉ以外にも、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏ等の、保護
膜２４と密着性の良い金属であればよく、形成法は真空
蒸着に限られず無電解メッキなどでもよく、膜厚は０．
５μｍ以下、好ましくは０．２μｍ以下で形成する。ま
た、中間層２１２に関しては、最下層２１１の金属と最
上層２１３の金属間の密着性がよければ中間層２１２を
形成しなくてもよい。最下層と最上層との間の密着性が
よくない場合には中間層２１２を形成する必要がある
が、最下層２１１の金属と最上層２１３の金属の両方に
密着性の良い金属であれば、Ｃｕ以外にも、Ｐｔ、Ａ
ｇ、Ｐｄ等でもよく、さらに中間層２１２は多層であっ
てもよい。形成法は真空蒸着に限られず、膜厚は１μｍ
以下、好ましくは０．５μｍ以下で形成する。最終的に
多層金属膜電極２１の膜厚を、２μｍ以下、好ましくは
１μｍ以下になるように、各層の膜厚を配分して形成す
ればよい。多層膜１全体の膜厚を２μｍ以下にすること
で、膜応力によって剥離が生じることもなくなる。
【００１４】本発明の他の実施の形態を図３（断面図）
に示す。図３は、共通電極３２も、これと対向する面に
形成されている複数個の画素電極２１と同様に多層金属
膜にした例である。そして、バイアス供給用のコンタク
ト部分７を除いた全面に保護膜３４を形成している。共
通電極３２を構成する多層膜の種類や厚さなどの条件は
図２で説明した画素電極２１の条件と同様であり、化合
物半導体結晶２３と接する最下層はＡｕなどの金属を蒸
着法により形成し、最上層はＮｉなどの金属とする。さ
らにその間の中間層はＣｕなどで形成する。共通電極３
２と保護膜３４以外の構成と条件は、図２で説明した実
施の形態と同様であるので説明を省略する。
に示す。図３は、共通電極３２も、これと対向する面に
形成されている複数個の画素電極２１と同様に多層金属
膜にした例である。そして、バイアス供給用のコンタク
ト部分７を除いた全面に保護膜３４を形成している。共
通電極３２を構成する多層膜の種類や厚さなどの条件は
図２で説明した画素電極２１の条件と同様であり、化合
物半導体結晶２３と接する最下層はＡｕなどの金属を蒸
着法により形成し、最上層はＮｉなどの金属とする。さ
らにその間の中間層はＣｕなどで形成する。共通電極３
２と保護膜３４以外の構成と条件は、図２で説明した実
施の形態と同様であるので説明を省略する。
【００１５】
【発明の効果】本発明の半導体放射線検出素子は、結晶
と接する最下層の膜を真空蒸着によって形成するため
に、結晶にダメージが入らない。また、最上層の膜は半
導体結晶の保護膜と密着性の良い金属であるので、保護
膜の剥離が生じにくい。そして、最下層の金属膜と最上
層の金属膜との間には、中間層１２として双方に密着性
の良い金属膜を挟んだので密着がよい。したがって、形
成時に結晶にダメージが入らず保護膜とも密着性のよい
電極を作成できるので、放射線検出特性の劣化や長期信
頼性の低下を起こすことのない半導体放射線検出素子を
提供できる。
と接する最下層の膜を真空蒸着によって形成するため
に、結晶にダメージが入らない。また、最上層の膜は半
導体結晶の保護膜と密着性の良い金属であるので、保護
膜の剥離が生じにくい。そして、最下層の金属膜と最上
層の金属膜との間には、中間層１２として双方に密着性
の良い金属膜を挟んだので密着がよい。したがって、形
成時に結晶にダメージが入らず保護膜とも密着性のよい
電極を作成できるので、放射線検出特性の劣化や長期信
頼性の低下を起こすことのない半導体放射線検出素子を
提供できる。
【図１】本発明の基本構成を示す図（断面図）である。
【図２】本発明の一実施の形態を示す図（断面図）であ
る。
る。
【図３】本発明の他の実施の形態を示す図（断面図）で
ある。
ある。
【図４】従来の放射線検出素子の構成を示す図（断面
図）である。
図）である。
１…多層金属膜電極 ２…共通電極 ３…化合物半導体結晶 ４…保護膜 ７…コンタクト部分 １１…最下層 １２…中間層 １３…最上層 ２１…画素電極 ２２…共通電極 ２３…化合物半導体結晶 ２４…保護膜 ２５…バリアメタル ２６…ハンダバンプ ３２…共通電極 ３４…保護膜 ４１…電極 ４２…電極 ４３…化合物半導体結晶 ２４…保護膜 ２１１…最下層 ２１２…中間層 ２１３…最上層
Claims (1)
- 【請求項１】 相対する２面に電極が形成された化合物
半導体結晶からなる半導体放射線検出素子において、少
なくとも一方の電極を２種以上の金属層からなる多層膜
をもって構成し、この多層金属膜のうち化合物半導体結
晶と接する金属膜を真空蒸着法によって形成したことを
特徴とする半導体放射線検出素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7234143A JPH0983008A (ja) | 1995-09-12 | 1995-09-12 | 半導体放射線検出素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7234143A JPH0983008A (ja) | 1995-09-12 | 1995-09-12 | 半導体放射線検出素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0983008A true JPH0983008A (ja) | 1997-03-28 |
Family
ID=16966324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7234143A Withdrawn JPH0983008A (ja) | 1995-09-12 | 1995-09-12 | 半導体放射線検出素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0983008A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006504257A (ja) * | 2002-10-23 | 2006-02-02 | ゴールドパワー リミテッド | 半導体基板上における接点の形成 |
| WO2017085842A1 (ja) * | 2015-11-19 | 2017-05-26 | 株式会社島津製作所 | 半導体検出器 |
| JPWO2016002455A1 (ja) * | 2014-07-03 | 2017-06-15 | Ｊｘ金属株式会社 | 放射線検出器用ｕｂｍ電極構造体、放射線検出器及びその製造方法 |
| CN110133707A (zh) * | 2016-07-11 | 2019-08-16 | 浜松光子学株式会社 | 放射线检测器 |
-
1995
- 1995-09-12 JP JP7234143A patent/JPH0983008A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006504257A (ja) * | 2002-10-23 | 2006-02-02 | ゴールドパワー リミテッド | 半導体基板上における接点の形成 |
| USRE43948E1 (en) | 2002-10-23 | 2013-01-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Formation of contacts on semiconductor substrates |
| EP1554759B1 (en) * | 2002-10-23 | 2015-10-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Formation of contacts on semiconductor substrates |
| JPWO2016002455A1 (ja) * | 2014-07-03 | 2017-06-15 | Ｊｘ金属株式会社 | 放射線検出器用ｕｂｍ電極構造体、放射線検出器及びその製造方法 |
| WO2017085842A1 (ja) * | 2015-11-19 | 2017-05-26 | 株式会社島津製作所 | 半導体検出器 |
| JPWO2017085842A1 (ja) * | 2015-11-19 | 2018-09-13 | 株式会社島津製作所 | 半導体検出器 |
| CN110133707A (zh) * | 2016-07-11 | 2019-08-16 | 浜松光子学株式会社 | 放射线检测器 |
| US11555934B2 (en) | 2016-07-11 | 2023-01-17 | Hamamatsu Photonics K.K. | Radiation detector |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20040203 |