JPS5813034B2 - 半導体輻射線検出器 - Google Patents
半導体輻射線検出器Info
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- JPS5813034B2 JPS5813034B2 JP52004433A JP443377A JPS5813034B2 JP S5813034 B2 JPS5813034 B2 JP S5813034B2 JP 52004433 A JP52004433 A JP 52004433A JP 443377 A JP443377 A JP 443377A JP S5813034 B2 JPS5813034 B2 JP S5813034B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
- H01L31/115—Devices sensitive to very short wavelength, e.g. X-rays, gamma-rays or corpuscular radiation
- H01L31/118—Devices sensitive to very short wavelength, e.g. X-rays, gamma-rays or corpuscular radiation of the surface barrier or shallow PN junction detector type, e.g. surface barrier alpha-particle detectors
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は表面障壁形半導体輻射線検出器に関する。
今目、光通信などの用途に対する高感度、高速応答特性
を有する光検出器、コンピュータを利用した断層診断装
置に用いられるＸ線を高感度で検出出来るＸ線検出器な
ど、半導体輻射線検出器こ対する要求が強まっている。
を有する光検出器、コンピュータを利用した断層診断装
置に用いられるＸ線を高感度で検出出来るＸ線検出器な
ど、半導体輻射線検出器こ対する要求が強まっている。
輻射線検出器としでは、半導体に不純物をドープしでｐ
−ｎ接合を形成したダイオードや、清浄化された半導体
表面（例えばｎ型Ｓｉ）こＡＵなどの金属膜をスパツタ
法により約５００人の厚さに形成したいわゆる表面障壁
形検出器と呼ばれるものがよく利用される。
−ｎ接合を形成したダイオードや、清浄化された半導体
表面（例えばｎ型Ｓｉ）こＡＵなどの金属膜をスパツタ
法により約５００人の厚さに形成したいわゆる表面障壁
形検出器と呼ばれるものがよく利用される。
特こ表面障壁形検出器は、基板となる半導体素材を加熱
しないで検出器が作成出来るので、半導体材料特性をそ
のまま活した高性能の検出器が安く出来る利点があるた
め特こ注目されでいる。
しないで検出器が作成出来るので、半導体材料特性をそ
のまま活した高性能の検出器が安く出来る利点があるた
め特こ注目されでいる。
しかしながら、金属膜を用いるため、低波長（ＵＶ側）
側の光こ対する検出感度を上げるためこは、金属膜の厚
さを入射線を十分こ透過できる程度、すなわち１００λ
以下の極めで薄いものＱこ形成する必要がある。
側の光こ対する検出感度を上げるためこは、金属膜の厚
さを入射線を十分こ透過できる程度、すなわち１００λ
以下の極めで薄いものＱこ形成する必要がある。
又、長波長側例えばＹＡＧレーザ光の１．０４＃１尤に
対して検出感度を増すためには、前記ＹＡＧレーザ光の
Ｓｉ中での吸収係数が小さいため、検出効率を５０％程
度にするためをこは、検出器こ高逆バイアスを印加し、
空乏層を４００μｍもの厚さこ形成しなければならな）
。
対して検出感度を増すためには、前記ＹＡＧレーザ光の
Ｓｉ中での吸収係数が小さいため、検出効率を５０％程
度にするためをこは、検出器こ高逆バイアスを印加し、
空乏層を４００μｍもの厚さこ形成しなければならな）
。
前述の如く半導体としでＳｉ素材を用いる場合には比抵
抗３ＫΩ・ｃｍのｐ形Ｓｉの場合約３００ｖもの高逆バ
イアスを印加する必要がある。
抗３ＫΩ・ｃｍのｐ形Ｓｉの場合約３００ｖもの高逆バ
イアスを印加する必要がある。
更に光検出器の場合弱い入射光を検出出来ることが必要
で、この特性はＮＥＰ（雑音等価パワー）の小さな検出
器を作ることが大切で、ＮＥＰを規制する要因に逆電流
値がある。
で、この特性はＮＥＰ（雑音等価パワー）の小さな検出
器を作ることが大切で、ＮＥＰを規制する要因に逆電流
値がある。
この逆電流値は、良く知られでいるようこダイオードに
印目する逆バイアスが大きくなれば、それこ比例し、増
加するので、ＮＥＰを小さくおさえるためには、ダイオ
ード特性のよい表面障壁形素子を作る必要がある。
印目する逆バイアスが大きくなれば、それこ比例し、増
加するので、ＮＥＰを小さくおさえるためには、ダイオ
ード特性のよい表面障壁形素子を作る必要がある。
表面障壁形の試作実験で明らかこなった点は、金属薄膜
の種類こより整流特性の良否が決まること、又金属膜の
厚さども大きく依存しでいることである。
の種類こより整流特性の良否が決まること、又金属膜の
厚さども大きく依存しでいることである。
例えばｎ型Ｓｉ基板を用いる場合には、Ａｕ，Ｐｔ．な
どを用いるのがよく、ｐ型Ｓｉでは、Ａｌなどが整流特
性のよい表面障壁形検出器を提供する。
どを用いるのがよく、ｐ型Ｓｉでは、Ａｌなどが整流特
性のよい表面障壁形検出器を提供する。
金属膜の厚さについでいえば、ｎ−Ｓｉを用いた場合金
膜の厚さが５０人と極めで薄くなると良好な整流特性が
得られず５００λ程度の厚さこ形成する必要がある。
膜の厚さが５０人と極めで薄くなると良好な整流特性が
得られず５００λ程度の厚さこ形成する必要がある。
上述した如く、従来構造の表面障壁形検出器では、入射
窓となる金属膜を薄くしないと光検出感度（低波長側）
がとれず、逆に薄くすると逆バイアスを十分印加できな
いためにＹＡＧレーザ光などの波長の長い光の検出感度
がとれず、又ＮＥＰの小さな検出器が得られないという
欠点があった，本発明は上述した点こ対処しでなされた
もので，入射窓となる部分の金属膜を十分薄く（例えば
７０人）するとともに、前記の入射窓を取り囲むようこ
厚い金属膜（例えば１０００人）を形成することこより
、高い逆バイアス印加が可能な、即ち逆電流値が小さく
、ＮＥＰの小さな検出器を得るものである。
窓となる金属膜を薄くしないと光検出感度（低波長側）
がとれず、逆に薄くすると逆バイアスを十分印加できな
いためにＹＡＧレーザ光などの波長の長い光の検出感度
がとれず、又ＮＥＰの小さな検出器が得られないという
欠点があった，本発明は上述した点こ対処しでなされた
もので，入射窓となる部分の金属膜を十分薄く（例えば
７０人）するとともに、前記の入射窓を取り囲むようこ
厚い金属膜（例えば１０００人）を形成することこより
、高い逆バイアス印加が可能な、即ち逆電流値が小さく
、ＮＥＰの小さな検出器を得るものである。
なお周辺部に使用する金属は、基板となる半導体こ対し
、十分バリャポテンシャルを与えることが出来るもの、
例えばｎ−Ｓｉこ対しでは、Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄなど、ｐ
−Ｓｉに対しではＡ７などのメタルであれば、入射窓形
成用金属材と異なってもよいことが実験で確められでい
る。
、十分バリャポテンシャルを与えることが出来るもの、
例えばｎ−Ｓｉこ対しでは、Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄなど、ｐ
−Ｓｉに対しではＡ７などのメタルであれば、入射窓形
成用金属材と異なってもよいことが実験で確められでい
る。
以下図面を用い本発明を詳細こ説明する。
実施例 １
第１図は本発明の基本構造を有する検出器を断面をもつ
で示したもので、比抵抗１０００Ω・ｃｍ、厚さ４００
μｍ，５Ｘ５ｍｍ口のｎ型Ｓｉ基板１１こイオン注入法
を用いでｎ十層１５を形成後、前記ｎ十層１５の反対面
を弗・硝酸混液にてエッチングし鏡面に付上げ、茨いて
高真空中にて金をスパツタし、入射窓１２を作る。
で示したもので、比抵抗１０００Ω・ｃｍ、厚さ４００
μｍ，５Ｘ５ｍｍ口のｎ型Ｓｉ基板１１こイオン注入法
を用いでｎ十層１５を形成後、前記ｎ十層１５の反対面
を弗・硝酸混液にてエッチングし鏡面に付上げ、茨いて
高真空中にて金をスパツタし、入射窓１２を作る。
しかる後、入射窓部をマスクし、入射窓１２を取り囲む
如く、周辺部に厚さ２０００人の金層３を形成する。
如く、周辺部に厚さ２０００人の金層３を形成する。
このようにして形成した検出器ペレソトを支持台１８面
に接着後、信号リード線１４を、支持台に電気的に絶縁
された引出し電極１６こ結線する。
に接着後、信号リード線１４を、支持台に電気的に絶縁
された引出し電極１６こ結線する。
電極１７は支持台１８に電気的に一体となるよう接続さ
れている。
れている。
前記電極１１は、検出器ペレットを支持台と電気的に絶
縁した接続をする場合には前記の電極１６と同様、支持
台１８と電気的こ絶縁しで使うことも出来る。
縁した接続をする場合には前記の電極１６と同様、支持
台１８と電気的こ絶縁しで使うことも出来る。
上述の実施例の如く、周辺部のバリャ形成用金属を十分
厚くとることにより、パリヤ金属層が薄い時に生ずる逆
耐圧不良が改善され、十分高い逆バイアスをＮＥＰ特性
をそこなうことなく検出器に印加出来る。
厚くとることにより、パリヤ金属層が薄い時に生ずる逆
耐圧不良が改善され、十分高い逆バイアスをＮＥＰ特性
をそこなうことなく検出器に印加出来る。
しかも入射窓１２は入射光の吸収を無視出来る程度こ薄
いので、光検出感度を十分高く取れる利点がある。
いので、光検出感度を十分高く取れる利点がある。
第２図は、本実施例こより作られた表面障壁形検出器の
分光感度曲線を示した。
分光感度曲線を示した。
比較のため５０人厚のみで作った検出器の分光感度曲線
も同時こ示した。
も同時こ示した。
図からわかるように、低波長感度も長波長側感度も著し
く改善されでいる。
く改善されでいる。
これも十分逆バイアスを検出器に印加出来たことこ起因
している。
している。
なお実施例では、入射窓金属と、周辺部金属とが同一の
場合であったが、第３図こ第１図の主要部（ａで示した
部分）のみを拡大しで示す如く異種金属の組合せでも差
支えなく、また構成法も種々変更できる。
場合であったが、第３図こ第１図の主要部（ａで示した
部分）のみを拡大しで示す如く異種金属の組合せでも差
支えなく、また構成法も種々変更できる。
即ち、第３図イでは、入射窓１２が先こ形成され、次い
で入射窓用金属（ＡＵ）の上から同一金属層１３を重ね
、周辺部の金属層を十分厚く形成したものを示すが、こ
の場合金属層１３はＰｉの如く入射窓材のＡｕとは異な
ってもよい。
で入射窓用金属（ＡＵ）の上から同一金属層１３を重ね
、周辺部の金属層を十分厚く形成したものを示すが、こ
の場合金属層１３はＰｉの如く入射窓材のＡｕとは異な
ってもよい。
第３図口は、入射窓１２をＡｕスパッタすることこより
形成し其の後周辺部金属膜を形成する場合を示す。
形成し其の後周辺部金属膜を形成する場合を示す。
この場合も第３図イの場合と同様、入射窓材と同一金属
でも、異種金属（半導体基板に対し十分バリャポテンシ
ャルの高い金属）でもよい。
でも、異種金属（半導体基板に対し十分バリャポテンシ
ャルの高い金属）でもよい。
第３図ハは、先に周辺部擾こ厚くバリャ形成用の金属例
えばＡｕを形成し、其の後で入射窓１２を形成する方法
を示す。
えばＡｕを形成し、其の後で入射窓１２を形成する方法
を示す。
この場合も、入射窓１２は、Ａｕで形成しでもよく、Ｐ
ｔを用いでもよい。
ｔを用いでもよい。
ところで実施例１で示した検出器は耐環境特性を改善す
るためこ、気密用キャップをかぶせる方がよい。
るためこ、気密用キャップをかぶせる方がよい。
この場合光検出器では、光が透過出来る石英ガラス、サ
ファイヤなどの窓を有したキャップを、Ｘ線などの核放
射線を検出するための検出器では、ＡＡで作ったキャッ
プが使用出来る。
ファイヤなどの窓を有したキャップを、Ｘ線などの核放
射線を検出するための検出器では、ＡＡで作ったキャッ
プが使用出来る。
もちろん、α粒子などの如く透過能の小さいものの測定
こはキャップ無しで用いる必要がある。
こはキャップ無しで用いる必要がある。
実施例 ２
第４図は本発明を用いで作ったＸ線検出用の多チャネル
検出器を示す。
検出器を示す。
４１はｎ型Ｓｉ比抵抗１００ＫΩ・口ｍの基板で、厚さ
５ｍｍ、巾２Ｑｍｚ１長さ３０ｍｍである。
５ｍｍ、巾２Ｑｍｚ１長さ３０ｍｍである。
イオンインプランティション法で、ｎ＋層４７を形成後
、反対面こ５個の整流性障壁４２〜４６をＡｕをスパッ
タしで形成してある。
、反対面こ５個の整流性障壁４２〜４６をＡｕをスパッ
タしで形成してある。
信号電極は省略しである。この検出器を支持台４８に接
着した後、遮光を兼ねた気密用キャップ（Ａｌ製）４９
をとりつけたものである。
着した後、遮光を兼ねた気密用キャップ（Ａｌ製）４９
をとりつけたものである。
実施例の如き多チャネルＸ線検出器を複数個配置するこ
とによりコンピュータ化された断層スキャナの多重Ｘ線
検出器が組立られる０ 以上実施例はＳｉを用いた場合につき述べたが、本発明
は他の半導体材料、Ｇｅ，ＣｄＴｅ，ＨｇＩ２，ＩｎＳ
ｂ，などこも適応出来ることは云うまでもない。
とによりコンピュータ化された断層スキャナの多重Ｘ線
検出器が組立られる０ 以上実施例はＳｉを用いた場合につき述べたが、本発明
は他の半導体材料、Ｇｅ，ＣｄＴｅ，ＨｇＩ２，ＩｎＳ
ｂ，などこも適応出来ることは云うまでもない。
又本発明の主旨を逸脱しない限りの範囲こおいで、幾多
の変形が可能である。
の変形が可能である。
第１図は本発明の基本的実施例を示す検出器断面図、第
２図は検出器の従来素子と本発明素子を比較しで示した
分光感度曲線図、第３図は入射窓と、高耐圧化用金属層
の形成順序を示す図、第４図は多重チャネル素子の断面
図である。 １１・・・・・・ｎ型Ｓｉ基板、１２・・・・・・Ａｕ
薄膜、１３・・・・・・高耐圧化用周辺Ａｕ厚膜、１４
・・・・・・リード、１５・・・・・・オーム性ｎ十層
、１６・・・・・・信号電極、１１・・・・・・アース
電極、１８・・・・・・支持台、４１・・・・・・ｎ−
Ｓｉ基板、４２〜４６・・・・・・整流性Ａｕ薄膜（周
辺部は高耐圧化Ａｕ厚膜）、４γ・・・・・・オーム性
ｎ十層、４８・・・・・・支持台、４９・・・・・・気
密封止用キャップ（Ａ７製）。
２図は検出器の従来素子と本発明素子を比較しで示した
分光感度曲線図、第３図は入射窓と、高耐圧化用金属層
の形成順序を示す図、第４図は多重チャネル素子の断面
図である。 １１・・・・・・ｎ型Ｓｉ基板、１２・・・・・・Ａｕ
薄膜、１３・・・・・・高耐圧化用周辺Ａｕ厚膜、１４
・・・・・・リード、１５・・・・・・オーム性ｎ十層
、１６・・・・・・信号電極、１１・・・・・・アース
電極、１８・・・・・・支持台、４１・・・・・・ｎ−
Ｓｉ基板、４２〜４６・・・・・・整流性Ａｕ薄膜（周
辺部は高耐圧化Ａｕ厚膜）、４γ・・・・・・オーム性
ｎ十層、４８・・・・・・支持台、４９・・・・・・気
密封止用キャップ（Ａ７製）。
Claims (1)
- １ 半導体基板の一部表面と整流性接合を構成する金属
層を設けでなる表面障壁形輻射線検出器こおいで、輻射
線の入射窓となる部分の前記金属層の厚さを入射線が十
分透過する程度こ薄くすると共こ、該金属層を取り囲む
ように該金属よりも厚く形成された高耐圧用のガード金
属領域を設け、該領域上で電気的接続することを特徴と
する半導体輻射線検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52004433A JPS5813034B2 (ja) | 1977-01-20 | 1977-01-20 | 半導体輻射線検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52004433A JPS5813034B2 (ja) | 1977-01-20 | 1977-01-20 | 半導体輻射線検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5390781A JPS5390781A (en) | 1978-08-09 |
| JPS5813034B2 true JPS5813034B2 (ja) | 1983-03-11 |
Family
ID=11584100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52004433A Expired JPS5813034B2 (ja) | 1977-01-20 | 1977-01-20 | 半導体輻射線検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5813034B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0221774B2 (ja) * | 1983-06-11 | 1990-05-16 | Kubota Ltd | |
| JPH033149Y2 (ja) * | 1982-05-18 | 1991-01-28 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS594045A (ja) * | 1982-06-30 | 1984-01-10 | Fujitsu Ltd | 真空吸着固定手段 |
| SE539726C2 (en) | 2016-03-17 | 2017-11-14 | Scania Cv Ab | Shift control arrangement with interlock in a vehicle gearbox |
-
1977
- 1977-01-20 JP JP52004433A patent/JPS5813034B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH033149Y2 (ja) * | 1982-05-18 | 1991-01-28 | ||
| JPH0221774B2 (ja) * | 1983-06-11 | 1990-05-16 | Kubota Ltd |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5390781A (en) | 1978-08-09 |
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