JPH11183626A - 放射線検出素子アレイ - Google Patents

放射線検出素子アレイ

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JPH11183626A
JPH11183626A JP9357932A JP35793297A JPH11183626A JP H11183626 A JPH11183626 A JP H11183626A JP 9357932 A JP9357932 A JP 9357932A JP 35793297 A JP35793297 A JP 35793297A JP H11183626 A JPH11183626 A JP H11183626A
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JP
Japan
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radiation
element array
compound semiconductor
film
semi
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Pending
Application number
JP9357932A
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English (en)
Inventor
Kenji Sato
賢治 佐藤
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
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Publication of JPH11183626A publication Critical patent/JPH11183626A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 大面積で、かつ、最適な成膜条件で作製され
る放射線有感層を有する放射線検出素子アレイを、低コ
ストで提供する。 【構成】 表裏両面もしくは裏面のみに電極3を形成し
たSi等の硬質導電性平板1の表面上に、CdTe、C
dZnTe、GaAs、HgI2 等の半絶縁性化合物半
導体膜4を、CVD、もしくは、蒸着等の気相成膜法を
用いて形成する。次に、前記半絶縁性化合物半導体膜上
に、複数個の信号取り出し電極5を形成し、所定のサイ
ズに切り出して放射線検出素子アレイチップ6とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、医療分野、工業分
野、原子力分野等の放射線を計測する分野で使用する放
射線検出器に関する。
【0002】
【従来の技術】高効率で常温動作可能な、化合物半導体
を用いた放射線検出素子アレイは、従来図7に示すよう
に、結晶育成技術で育成された、CdTe、CdZnT
e、GaAs、HgI2 等の半絶縁性化合物半導体結晶
基板74の両面に、それぞれ、バイアス供給用の共通電
極73、複数個の信号取り出し電極75とを形成した構
造を有している。(特開昭64ー77969等)
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の結晶育成技術で
育成されるこれらの化合物半導体結晶、特に放射線検出
器に用いられるような半絶縁性の結晶は、大面積化が難
しく、かつ、製造コストが高いという問題点がある。そ
こで近年は、結晶化された半絶縁性化合物半導体を用い
ず、図8に示す特開平6ー342098のように、信号
処理回路アレイ88を形成した基板89に直接、CV
D、もしくは、蒸着等の気相成膜法を用いて放射線有感
膜84を形成する試みがなされている。しかし現状で
は、膜質と成膜温度とが競合関係にあり、膜質を良くし
ようとすると成膜時の熱で基板の信号処理回路アレイ8
8を劣化させてしまうという問題点があり、良質な放射
線検出素子が製造できなかった。
【0004】本発明は、上記課題を解決するために創案
されたもので、大面積で、かつ、最適な成膜条件で作製
される放射線有感層を有する放射線検出素子アレイを、
低コストで提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願請求項1記載の発明の放射線検出素子アレイ
は、単一の共通電極と複数個の信号取り出し電極との間
に設けられた放射線に有感な半導体層からなる放射線検
出素子アレイにおいて、表裏両面もしくは裏面のみに電
極を形成した硬質導電性平板を、その表面上に形成する
化合物半導体膜からなる放射線有感半導体層の基盤とす
るとともに、バイアス供給用の共通電極として使用する
ことを特徴としている。
【0006】また、本願請求項2記載の発明の放射線検
出素子アレイは、単一の共通電極と複数個の信号取り出
し電極との間に設けられた放射線に有感な半導体層から
なる放射線検出素子アレイにおいて、表裏両面に電極を
形成し、かつ、表裏の電極が導通した構造をもった硬質
絶縁性平板を、その表面上に形成する化合物半導体膜か
らなる放射線有感半導体層の基盤とするとともに、バイ
アス供給用の共通電極として使用することを特徴として
いる。
【0007】これらの発明において、表裏両面もしくは
裏面のみに電極を形成したSi等の硬質導電性平板や、
表裏両面に電極を形成し、かつ、表裏の電極が導通した
構造をもった、セラミック、ガラス、硬質耐熱樹脂等の
硬質絶縁性平板は、放射線有感な半絶縁性化合物半導体
の気相成長膜の基盤であるとともに、放射線検出素子ア
レイのバイアス供給用の共通電極としても作用する。た
だし、実効的な共通電極は、半絶縁性化合物半導体膜と
の実質的な接触物質であり、たとえば、裏面のみに電極
を形成したSi等の硬質導電性平板であれば、Si等の
硬質導電物質表面上に直接、半絶縁性化合物半導体の気
相成長膜が形成されるので、Si等の硬質導電物質その
ものが共通電極となる。また、これ以外では、形成した
電極膜の最表面の物質が共通電極となる。この時、バイ
アスは、Si等の硬質導電性平板、または、セラミッ
ク、ガラス、硬質耐熱樹脂等の硬質絶縁性平板を介して
その裏面から供給される。これらの平板の導通抵抗は、
半絶縁性化合物半導体膜の抵抗値が高いため無視でき
る。また、放射線は、これらの硬質導電性平板や硬質絶
縁性平板を透過したものだけしか放射線有感な半絶縁性
化合物半導体膜中に入射しない。よってこれらの平板の
材質は、薄くても強度が保てるものが好ましく、構成元
素の原子番号は小さい方が望ましい。Si、セラミッ
ク、ガラス、硬質耐熱樹脂等はこの制約を満たすことが
可能な物質に属する。また、Si、セラミック、ガラ
ス、硬質耐熱樹脂等は、かなりの高温に耐えうる物質で
あるため、半絶縁性化合物半導体膜の成膜温度を、最良
の膜質を得る温度に選択することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】請求項1記載の発明に対応する第
1の実施例を図1にもとづいて説明する。Si等の硬質
導電性平板1の裏面のみに、真空蒸着等により、バイア
ス供給用電極3を形成する。この電極3の材質は、Al
等の単層膜であっても、Au/Pt/Ti等の多層膜で
あってもよい。また、導電性があれば金属膜でなくても
よい。次に、この平板1の表面上に、CdTe、CdZ
nTe、GaAs、HgI2 等の半絶縁性化合物半導体
膜4を、CVD、もしくは、蒸着等の気相成膜法を用い
て、計測すべき放射線に応じた所定の膜厚で形成する。
これらの半絶縁性化合物半導体膜4の成膜温度は、Si
等の基板材料1が耐えうる温度範囲内で、最良の膜質を
得る温度を選択することができる。次に、形成した半絶
縁性化合物半導体膜4上に、所定のピッチで、複数個の
信号取り出し電極5を形成する。この信号取り出し電極
5の材質も、Pt等の単層膜であっても、 Au/Cu
/Ni/Pt等の多層膜であっても、有機導電膜であっ
てもよい。最後に、ダイシング等により、所定のサイズ
の放射線検出素子アレイチップ6の形に加工する。ここ
で、硬質導電性平板1の材質は、モース硬度4以上で、
比抵抗10Ω・cm以下の特性をもったものが望まし
い。また、放射線は、これらの硬質導電性平板1を透過
したものだけしか放射線有感な半絶縁性化合物半導体膜
4中に入射しないため、薄くても強度が保てるものが好
ましく、構成元素の原子番号は小さい方が望ましい。ま
たさらに、図2に示す第2の実施例のように、硬質導電
性平板1の表面上にも電極23を形成して、その上に、
CdTe、CdZnTe、GaAs、HgI2 等の半絶
縁性化合物半導体膜4を形成してもよい。この電極23
も、Al等の単層膜や、Pt/Ti等の多層膜であって
もよく、実効的な共通電極として、最適なものを選択す
ることができる。
【0009】次に請求項2記載の発明に対応する第3の
実施例を図3にもとづいて説明する。セラミック、ガラ
ス、硬質耐熱樹脂等の硬質絶縁性平板2の両面に、真空
蒸着等により、バイアス供給用電極33を形成する。こ
の時、表裏両面の電極同士は、スルーホール7等を用い
て、硬質絶縁性平板2を介して導通した構造を設ける。
また電極33の材質は、Al等の単層膜であっても、A
u/Pt/Ti等の多層膜であっても、導電性があれば
金属膜でなくてもよく、表裏両面で異なる材質であって
もよい。次に、この平板2の表面上に、CdTe、Cd
ZnTe、GaAs、HgI2 等の半絶縁性化合物半導
体膜4を、CVD、もしくは、蒸着等の気相成膜法を用
いて、計測すべき放射線に応じた所定の膜厚で形成す
る。これらの半絶縁性化合物半導体膜4の成膜温度は、
セラミック、ガラス、硬質耐熱樹脂等の基板材料2が耐
えうる温度範囲内で、最良の膜質を得る温度を選択する
ことができる。次に、形成した半絶縁性化合物半導体膜
4上に、所定のピッチで、複数個の信号取り出し電極5
を形成する。この信号取り出し電極5の材質も、Pt等
の単層膜であっても、 Au/Cu/Ni/Pt等の多
層膜であっても、有機導電膜であってもよい。最後に、
ダイシング等により、所定のサイズの放射線検出素子ア
レイチップ6の形に加工する。ここで、放射線は、硬質
絶縁性平板2を透過したものだけしか放射線有感な半絶
縁性化合物半導体膜4中に入射しないため、硬質絶縁性
平板2の材質は、薄くても強度が保てるものが好まし
く、構成元素の原子番号は小さい方が望ましい。
【0010】以上の実施例で得られた放射線検出素子ア
レイチップ6の応用例を、図4、図5に示す。図4は、
リニアアレイセンサーの例である。プリント配線基板9
上に、長方形状の放射線検出素子アレイチップ46を一
列に配置し、その横に配置したアンプ、コンパレータ、
カウンタ等からなる信号処理回路アレイIC48によ
り、所定の時間間隔で各チャンネルのパルス出力を計数
し、逐次計数値を出力する構成となっている。図5は、
2次元アレイセンサーの例である。薄膜トランジスタ等
の信号処理回路アレイ58を形成したガラス等の基板5
9上に、方形状の放射線検出素子アレイチップ56をマ
トリクス状に配置し、逐次計数値を出力する構成となっ
ている。ここで、放射線検出素子アレイチップ46、5
6と、プリント配線基板9や、信号処理回路アレイ58
を形成した基板59との接続は、図6に示すような、信
号取り出し電極5上に形成されたハンダバンプ10の溶
融によっておこなう方法や、異方導電性ペーストを用い
る方法等、種々の方法によって行われる。
【0011】
【発明の効果】高効率で常温動作可能な、大面積アレイ
型化合物半導体放射線検出器を、低コストで提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す図である。
【図2】本発明の第2の実施例を示す図である。
【図3】本発明の第3の実施例を示す図である。
【図4】本発明を用いたリニアアレイセンサーを示す図
である。
【図5】本発明を用いた2次元アレイセンサーを示す図
である。
【図6】本発明の放射線検出素子アレイと他の基板との
接続方法を示す図である。
【図7】従来の放射線検出素子アレイを示す図である。
【図8】従来の放射線検出素子アレイを示す図である。
【符号の説明】
1 硬質導電性基板 2 硬質絶縁性平板 23電極 3 バイアス供給用電極 33電極 4 半絶縁性化合物半導体膜 5 信号取り出し電極 6 放射線検出素子アレイチップ 7 スルーホール 9 プリント配線基板 10ハンダバンプ 46放射線検出素子アレイチップ 48信号処理回路アレイIC 56放射線検出素子アレイチップ 58信号処理回路アレイ 59基板 73共通電極 74半絶縁性化合物半導体結晶基板 75信号取り出し電極 84放射線有感膜 88信号処理回路アレイ 89基板

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 単一の共通電極と複数個の信号取り出し
    電極との間に設けられた放射線に有感な半導体層からな
    る放射線検出素子アレイにおいて、表裏両面もしくは裏
    面のみに電極を形成した硬質導電性平板を、その表面上
    に形成する化合物半導体膜からなる放射線有感半導体層
    の基盤とするとともに、バイアス供給用の共通電極とし
    て使用することを特徴とする放射線検出素子アレイ。
  2. 【請求項2】 単一の共通電極と複数個の信号取り出し
    電極との間に設けられた放射線に有感な半導体層からな
    る放射線検出素子アレイにおいて、表裏両面に電極を形
    成し、かつ、表裏の電極が導通した構造をもった硬質絶
    縁性平板を、その表面上に形成する化合物半導体膜から
    なる放射線有感半導体層の基盤とするとともに、バイア
    ス供給用の共通電極として使用することを特徴とする放
    射線検出素子アレイ。
JP9357932A 1997-12-25 1997-12-25 放射線検出素子アレイ Pending JPH11183626A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2003021682A1 (fr) * 2001-08-30 2003-03-13 Acrorad Co., Ltd. Detecteur d'images radiologiques
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