JPS61259577A - 放射線検出装置 - Google Patents
放射線検出装置Info
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- JPS61259577A JPS61259577A JP60100422A JP10042285A JPS61259577A JP S61259577 A JPS61259577 A JP S61259577A JP 60100422 A JP60100422 A JP 60100422A JP 10042285 A JP10042285 A JP 10042285A JP S61259577 A JPS61259577 A JP S61259577A
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Classifications
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- 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. phototransistors
- H01L31/115—Devices sensitive to very short wavelength, e.g. X-rays, gamma-rays or corpuscular radiation
- H01L31/117—Devices sensitive to very short wavelength, e.g. X-rays, gamma-rays or corpuscular radiation of the bulk effect radiation detector type, e.g. Ge-Li compensated PIN gamma-ray detectors
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- 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
- H01L31/02—Details
- H01L31/0232—Optical elements or arrangements associated with the device
- H01L31/02322—Optical elements or arrangements associated with the device comprising luminescent members, e.g. fluorescent sheets upon the device
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、放射線検出装置ζこ関する。
本発明に関する従来の技術例を第2図に示す。
1はWコリメータ、2はAIJ電極、3はn −8t1
4はAu”!’ff1.5はNaI(Tffl)シンチ
レータ、6は電流増巾器をそれぞれ示している。これら
の放射線検出装置を、X線に対して直角方向に多段構成
としたものが、多チヤンネル放射線検出装置であるが、
主lCX線CT(コンピュータ、トモグラフィ)装置へ
適用されるものである。これは、半導体検出装置で直接
的tこX線全検出するだけでなく、半導体検出装置を通
過したX線をさらに利用してNaI(TA’)シンチレ
ータ5を発光させ、この光(図中、点線の矢印)全再度
半導体検出装置で受光して感度の増加金はかっている。
4はAu”!’ff1.5はNaI(Tffl)シンチ
レータ、6は電流増巾器をそれぞれ示している。これら
の放射線検出装置を、X線に対して直角方向に多段構成
としたものが、多チヤンネル放射線検出装置であるが、
主lCX線CT(コンピュータ、トモグラフィ)装置へ
適用されるものである。これは、半導体検出装置で直接
的tこX線全検出するだけでなく、半導体検出装置を通
過したX線をさらに利用してNaI(TA’)シンチレ
ータ5を発光させ、この光(図中、点線の矢印)全再度
半導体検出装置で受光して感度の増加金はかっている。
従って、この半導体検出装置はX線検出および光検出と
いう二つの役割を有している。
いう二つの役割を有している。
この半導体検出器の問題点は次の点である。即ち、光に
対する有感部分である空乏層はAu電極側のみに形成さ
れており、AJ電極側へ入射する光に対してはほとんど
感度がなく、光の利用効率が低い点である。
対する有感部分である空乏層はAu電極側のみに形成さ
れており、AJ電極側へ入射する光に対してはほとんど
感度がなく、光の利用効率が低い点である。
次に第3図は、上記した問題点を改善した半導体検出装
置の1例を示したものである(′Vj開昭58−118
163)。7はWコリメータ、8はAu電極、9はn−
8t110はAI電極、11は0+a−8t:H(n形
アモルファスシリコン層)12は12は1a−8i:H
(ノンドープアモルファスシリン鳴)、13はA u
Mf、他、14はNaI(’1”A)シンチレータ、1
5は醒流増巾器全それぞれ示している。こ(ト)構造に
おいて、X綴金n−8i9で検出し且つAug極8の下
側に形成される空乏層によりNaI(TA)シンチレー
タ14からの光(図中点線矢印)を受光する点は第2図
に示した従来例と同様である。しかしながら、Al電極
10上に堆積されているアモルファスシリコン層はショ
ットキ型アモルファス光検出素子として動作し、NaI
(Tl)シンチレータからの光をさらに検出することが
できるために、第2図に示した半導体検出装置をしのぐ
感度特性を有する。
置の1例を示したものである(′Vj開昭58−118
163)。7はWコリメータ、8はAu電極、9はn−
8t110はAI電極、11は0+a−8t:H(n形
アモルファスシリコン層)12は12は1a−8i:H
(ノンドープアモルファスシリン鳴)、13はA u
Mf、他、14はNaI(’1”A)シンチレータ、1
5は醒流増巾器全それぞれ示している。こ(ト)構造に
おいて、X綴金n−8i9で検出し且つAug極8の下
側に形成される空乏層によりNaI(TA)シンチレー
タ14からの光(図中点線矢印)を受光する点は第2図
に示した従来例と同様である。しかしながら、Al電極
10上に堆積されているアモルファスシリコン層はショ
ットキ型アモルファス光検出素子として動作し、NaI
(Tl)シンチレータからの光をさらに検出することが
できるために、第2図に示した半導体検出装置をしのぐ
感度特性を有する。
しかし、この半導体検出装置においても次のような問題
点がある。Na I (’rz )シンチレータはX@
全受けて発光するが1発光ピークは410nm付近lこ
あり、この波長での発光強度を100係とすると、波長
50Qnmにおける発光強度はその30〜40チ程度と
がる。上記のショットキ型アモルファス光検出素子の光
に対する感度は、500〜600nmの波長にピークを
持っている。従って、前記シンチレータ発光の500n
m以上の光を十分利用できる特性となっている。しかし
、これに対してn−8iに形成されているAu&極にょ
る空乏層での光に対する感度は、一般に700〜800
nm付近の波長にそのピークが存在し%700nm以下
の波長になると感度が大きく低下する傾向にあシ。
点がある。Na I (’rz )シンチレータはX@
全受けて発光するが1発光ピークは410nm付近lこ
あり、この波長での発光強度を100係とすると、波長
50Qnmにおける発光強度はその30〜40チ程度と
がる。上記のショットキ型アモルファス光検出素子の光
に対する感度は、500〜600nmの波長にピークを
持っている。従って、前記シンチレータ発光の500n
m以上の光を十分利用できる特性となっている。しかし
、これに対してn−8iに形成されているAu&極にょ
る空乏層での光に対する感度は、一般に700〜800
nm付近の波長にそのピークが存在し%700nm以下
の波長になると感度が大きく低下する傾向にあシ。
500nm付近での感度は非常に小さいことが判ってい
る。このために、前記シンチレータ発光による光の利用
度は非常に小さい。また、上記検出装置lご用いている
n−81は、高価であり且っ大口径の結晶全作製できな
いという問題があり、必然的に前記装置は小さくなって
しまう。
る。このために、前記シンチレータ発光による光の利用
度は非常に小さい。また、上記検出装置lご用いている
n−81は、高価であり且っ大口径の結晶全作製できな
いという問題があり、必然的に前記装置は小さくなって
しまう。
本発明の目的は、蛍光物質と組合せて使用した場合に非
常に高い感度を有し、また所望の大きさの半導体検出装
置全安価に提供することである。
常に高い感度を有し、また所望の大きさの半導体検出装
置全安価に提供することである。
本発明は、蛍光物質を両面に備えた放射線を透過する金
属性基板の蛍光物質上に透光性導電層金儲え、この透光
1生導電1曽の上にアモルファス半導体[Δを堆積せし
めた構成ζこより、放射線を検出する放射線検出装置全
得ることにある。
属性基板の蛍光物質上に透光性導電層金儲え、この透光
1生導電1曽の上にアモルファス半導体[Δを堆積せし
めた構成ζこより、放射線を検出する放射線検出装置全
得ることにある。
本発明によれば、即ち透光性導電層、アモルファス半導
体層および導電性金棟1層から成るアモルファス半導体
検出装置で、直接的に放射線を検出するだけでなく、放
射線を透過する金属性基板両面に備えられた蛍光物質を
放射線で発光させて。
体層および導電性金棟1層から成るアモルファス半導体
検出装置で、直接的に放射線を検出するだけでなく、放
射線を透過する金属性基板両面に備えられた蛍光物質を
放射線で発光させて。
この光(図中点心矢印)の大部分をアモルファス半導体
検出装置で受光し感度の増大をはかフ、さらにアモルフ
ァス半導体層を通過した光音導電性金属1司で反射させ
光を再利用できるため、蛍光物質発光による光を無駄な
く利用し得るため感度の増大をはかれる。従って、放射
線の直接検出ど光に変換した関接険出との相互功果によ
り、非常にすぐれた放射線検出感度全有する放射線検出
装置を提供できる。
検出装置で受光し感度の増大をはかフ、さらにアモルフ
ァス半導体層を通過した光音導電性金属1司で反射させ
光を再利用できるため、蛍光物質発光による光を無駄な
く利用し得るため感度の増大をはかれる。従って、放射
線の直接検出ど光に変換した関接険出との相互功果によ
り、非常にすぐれた放射線検出感度全有する放射線検出
装置を提供できる。
また、アモルファス半導体層は非常に薄くてすみ、はつ
プラズマ反応を利用して作製するために基板の大きさ、
形状の選択性に富んでいる。さらに基板として金属性基
板、例えばAl1専の安価な材料を用いることができる
ために、比較的容易に安価な放射線検出装置を提供でき
る。
プラズマ反応を利用して作製するために基板の大きさ、
形状の選択性に富んでいる。さらに基板として金属性基
板、例えばAl1専の安価な材料を用いることができる
ために、比較的容易に安価な放射線検出装置を提供でき
る。
本発明の実施例を第1図に示す。16.28はAIから
なる導電性金属層、17.27はPa−8I :H(P
形アモルファスシリコン層)、18゜26は1a−8i
:H(ノンドープアモルファスシリコン層)、19.2
5はna−8i:H(n形アモルファスシリコン層)、
20.24はITOからなる透光性導電層、21.23
はCsIからなる蛍光物質、22はAIからなる金属性
基板、29゜30はWから々るフリメータ、3)は電流
増巾器をそれぞれ示している。
なる導電性金属層、17.27はPa−8I :H(P
形アモルファスシリコン層)、18゜26は1a−8i
:H(ノンドープアモルファスシリコン層)、19.2
5はna−8i:H(n形アモルファスシリコン層)、
20.24はITOからなる透光性導電層、21.23
はCsIからなる蛍光物質、22はAIからなる金属性
基板、29゜30はWから々るフリメータ、3)は電流
増巾器をそれぞれ示している。
詳述すると、X線検出部はXB入射1[]Ilからみて
A l/ p−1−n (a−8i :H)/ITO/
CsI/Al基板/CsI/ITO/n−トp(a−8
I :H)/Al構造となっており、蛍光物質21.2
3上のITO20,24を介して並列接続の構成となっ
ている。
A l/ p−1−n (a−8i :H)/ITO/
CsI/Al基板/CsI/ITO/n−トp(a−8
I :H)/Al構造となっており、蛍光物質21.2
3上のITO20,24を介して並列接続の構成となっ
ている。
蛍光物質21.23およびITO20,24は真空蒸着
によって形成する。p −1−n(a−8i:H)はS
1’HLガス等のグロー放電分解を用いたプラズマC
VD法によって堆積する。A116゜28は真空蒸着で
形成する。
によって形成する。p −1−n(a−8i:H)はS
1’HLガス等のグロー放電分解を用いたプラズマC
VD法によって堆積する。A116゜28は真空蒸着で
形成する。
膜厚はG々100A以上、100OA以上、100八以
上としているが、1a−8i:Hに限ってはX線の検出
部と蛍光物質発光による光の検出部を考慮して膜厚を決
足す21.ば良い。同様に蛍光物質の厚さは%X線はX
線入射側のCsI21に発光させたのち透過し、さらに
hi基板も透過してCsI23を発光させる必要があり
、そのためlこはX線入射IHQ (/J Cs I
21は、X線がCsI23?:十分発光させることがで
きる厚さ表する必要がある。このことを考慮するとX線
入射間のCsIは薄くすれば良いが、1a−8i:H膜
厚と同様にX線による発光強度を考慮して膜厚を決定す
れば良い。
上としているが、1a−8i:Hに限ってはX線の検出
部と蛍光物質発光による光の検出部を考慮して膜厚を決
足す21.ば良い。同様に蛍光物質の厚さは%X線はX
線入射側のCsI21に発光させたのち透過し、さらに
hi基板も透過してCsI23を発光させる必要があり
、そのためlこはX線入射IHQ (/J Cs I
21は、X線がCsI23?:十分発光させることがで
きる厚さ表する必要がある。このことを考慮するとX線
入射間のCsIは薄くすれば良いが、1a−8i:H膜
厚と同様にX線による発光強度を考慮して膜厚を決定す
れば良い。
本実施例によれば、X線は最初アモルファス半導体検出
装置a’lこ入射しX、lが検出される。次いで前記検
出装置を通過したX線はCsI21に入射しC5Ii発
光させ、CsI発光による光は図中点線矢印のように進
みその大部分は前記検出装置に入射して光の検出が行な
われ、また一部の光はWコリメータで反射(図中点線矢
印)して前記検出装置に入射し光が検出され、さ□らに
これらの光はAl16で反射し再度光の検出が行なわれ
る、という光の増感作用を含んだ光検出プロセスをとる
。またC3I21に入射したX線、はAへ芦板22を通
過しCsI23に入射して発光させJ”Cs I発光に
:よる光は図中点線矢印のように11蕃?レファス半導
体。
装置a’lこ入射しX、lが検出される。次いで前記検
出装置を通過したX線はCsI21に入射しC5Ii発
光させ、CsI発光による光は図中点線矢印のように進
みその大部分は前記検出装置に入射して光の検出が行な
われ、また一部の光はWコリメータで反射(図中点線矢
印)して前記検出装置に入射し光が検出され、さ□らに
これらの光はAl16で反射し再度光の検出が行なわれ
る、という光の増感作用を含んだ光検出プロセスをとる
。またC3I21に入射したX線、はAへ芦板22を通
過しCsI23に入射して発光させJ”Cs I発光に
:よる光は図中点線矢印のように11蕃?レファス半導
体。
検出装置blこ入射し、前記と兜、帆な光検出プロゼ′
スをとり、さらにCsI23を、通’%したX線は前記
゛□検出装置で検出される。以上”′のよ:□′:うな
X@検出乞ロセスのために、従来例に比べて蛍光物質発
光1.こよる光の利用効率が大幅に向上するだけでなく
。
スをとり、さらにCsI23を、通’%したX線は前記
゛□検出装置で検出される。以上”′のよ:□′:うな
X@検出乞ロセスのために、従来例に比べて蛍光物質発
光1.こよる光の利用効率が大幅に向上するだけでなく
。
CsI発光ピークは500 nm付近に存在し、アモル
ファス半導体検出装置の感度ピークとうまく合致すると
いう特長も兼ね備えているため、より高い検出感度特性
を持つ、放射線検出装置を提供できる。また、プラズマ
CVD法を用いてアモルファス半導体を堆積するために
、基板の大きさ。
ファス半導体検出装置の感度ピークとうまく合致すると
いう特長も兼ね備えているため、より高い検出感度特性
を持つ、放射線検出装置を提供できる。また、プラズマ
CVD法を用いてアモルファス半導体を堆積するために
、基板の大きさ。
形状等の選択性に富むという利点も持っている。
以上、本実施例によれば従来の半導体放射線検出装置を
しのぐ感度特性を有する放射線検出装置を提供できる。
しのぐ感度特性を有する放射線検出装置を提供できる。
尚1本発明は本実施例に限定されるものではな、7.い
。本実施例においては、放射線検出装置構造とどiして
piO構造を用いているがIll”構造あるいは:、、
lj) p i 、 n i構造としても良く、ま″た
これら谷構造を、、、、、:、、多段に積層させたタン
デム型構造(例えばpi口霞→1n−nipnip )
あるいはこれら各構造の組合せ(例、” えばpin−
“i)とし1も良い・さらにX線入射−、、側からみて
、本実施例ではpin−nip としてい、るが、n
1p−pin、pin−pin、n1p−nipという
ような構造をとっても杏発明は有効であり、pn構造、
pi、ni溝構造鴨合においても同様である。また放射
線検出装置がアモルファス半導体と微結晶半導体の組合
せから構成されていても本発明を適用できる。さらに1
a−8i:Hはノンドープとしてぃるが、B、Zn、S
n等のドーピングを行なった1a−8i:Hとしても良
い。
。本実施例においては、放射線検出装置構造とどiして
piO構造を用いているがIll”構造あるいは:、、
lj) p i 、 n i構造としても良く、ま″た
これら谷構造を、、、、、:、、多段に積層させたタン
デム型構造(例えばpi口霞→1n−nipnip )
あるいはこれら各構造の組合せ(例、” えばpin−
“i)とし1も良い・さらにX線入射−、、側からみて
、本実施例ではpin−nip としてい、るが、n
1p−pin、pin−pin、n1p−nipという
ような構造をとっても杏発明は有効であり、pn構造、
pi、ni溝構造鴨合においても同様である。また放射
線検出装置がアモルファス半導体と微結晶半導体の組合
せから構成されていても本発明を適用できる。さらに1
a−8i:Hはノンドープとしてぃるが、B、Zn、S
n等のドーピングを行なった1a−8i:Hとしても良
い。
また、本実施例では透光性導電J―としてITOを用い
たが、In、03 、SnO,あるいはこれらの組合せ
でも良く、さらには透光性絶縁層と透光性導電層との組
脅せでも使用可能である。
たが、In、03 、SnO,あるいはこれらの組合せ
でも良く、さらには透光性絶縁層と透光性導電層との組
脅せでも使用可能である。
さらに1本実施例では導電性金属ノーにAJi用いたが
、Mo、’I”i、Ta、W、Au、Pd等等用用ても
良く%また基板にはA72用いているが、Be、C等安
定で且つX線を透過する金属であれば本発明は有効であ
る。
、Mo、’I”i、Ta、W、Au、Pd等等用用ても
良く%また基板にはA72用いているが、Be、C等安
定で且つX線を透過する金属であれば本発明は有効であ
る。
第1図は本発明の一実施例を示す図、第2図及第3図は
従来例を示す図である。 16.28・・・導電性金属層、17.27・・・P形
アモルファスシリコン層、18.26・・・ノンドープ
アモルファスシリコン層% 19.25・・・n形アモ
ルファスシリコン層、20.24・・・透光性導電層、
21.23・・・蛍光物質、22・・・金属性基板、2
9.30・・・コリメータ、3)・・・電流増巾器。 (1υ
従来例を示す図である。 16.28・・・導電性金属層、17.27・・・P形
アモルファスシリコン層、18.26・・・ノンドープ
アモルファスシリコン層% 19.25・・・n形アモ
ルファスシリコン層、20.24・・・透光性導電層、
21.23・・・蛍光物質、22・・・金属性基板、2
9.30・・・コリメータ、3)・・・電流増巾器。 (1υ
Claims (7)
- (1)金属性基板の両面に該金属性基板側から順に蛍光
物質、透光性導電層、アモルファス半導体層、導電性金
属層が積層して形成されており、前記透光性導電層、ア
モルファス半導体層、導電性金属層からなる層は放射線
及び光を検出し得ることを特徴とする放射線検出装置。 - (2)前記金属性基板は放射線を透過し得ることを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の放射線検出装置。 - (3)前記透光性導電層は1層若しくは2層以上の積層
構造であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の放射線検出装置。 - (4)前記アモルファス半導体層はpin構造、pn構
造又はni、pi構造のいずれかからなることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の放射線検出装置 - (5)前記アモルファス半導体層は、アモルファス相と
微結晶相の組合せからなることを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の放射線検出装置。 - (6)前記アモルファス半導体層は、pin構造、pn
構造又はni、pi構造のいずれかが多段に積層された
タンデム構造からなることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の放射線検出装置。 - (7)前記アモルファス半導体層は、pin構造、pn
構造又はni、pi構造のいずれかの組合せからなるタ
ンデム構造からなることを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の放射線検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60100422A JPS61259577A (ja) | 1985-05-14 | 1985-05-14 | 放射線検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60100422A JPS61259577A (ja) | 1985-05-14 | 1985-05-14 | 放射線検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61259577A true JPS61259577A (ja) | 1986-11-17 |
Family
ID=14273534
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60100422A Pending JPS61259577A (ja) | 1985-05-14 | 1985-05-14 | 放射線検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61259577A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01165984A (ja) * | 1987-11-10 | 1989-06-29 | Thomson Csf | 映像を電気信号に変換する装置 |
JP2002062359A (ja) * | 2000-08-21 | 2002-02-28 | Aloka Co Ltd | 放射線測定装置 |
WO2002054445A2 (en) * | 2000-12-28 | 2002-07-11 | Guy Andrew Vaz | Photon power cell |
US7615757B2 (en) | 2003-09-30 | 2009-11-10 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor radiological detector and semiconductor radiological imaging apparatus |
WO2012137425A1 (ja) * | 2011-04-04 | 2012-10-11 | 株式会社島津製作所 | X線検出器 |
-
1985
- 1985-05-14 JP JP60100422A patent/JPS61259577A/ja active Pending
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JPWO2012137425A1 (ja) * | 2011-04-04 | 2014-07-28 | 株式会社島津製作所 | X線検出器 |
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