JPS62120086A - 放射線検出装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 イ、「発明の目的」 （産業上の利用分野） 本発明は、半導体を利用した放ｆＪＪ線検出装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

従来の半導体を利用した放ｔＪ４線検出装置の構成例を
第５図と第６図に示す。第５，６図は、放射線検出装置
の要部の断面図であり、同図において、１は半導体基板
であり、例えばカドミウムテルルＣｄＴｅ等で構成され
る。３はこの半導体基板１と異なる伝導タイプの半導体
であり、例えば半導体基Ｍｉ１がｐ型であれば、３はｎ
型の半導体で構成される。従って、半導体基板１と半導
体３の境界は、ｐｎ接合部を成しており、内部電界が発
生している。その結果、このｐｎ接合部、及びこの接合
部の両側に存在している拡散層は、Ｘ線に対する有感層
８を構成する。５は信号電極であり、例えばアルミニウ
ム＜ＡＩ＞で構成され、各半導体３の上に形成されてい
る。７は共通′ｉ１８極であり、例えば金（Ａｕ）で構
成されたオーミック電極である。

第５図のような構成の放射線検出装置において、放射線
が照射されると、有感層８内に放ｔＡ線の強さに応じた
量のキャリア（７Ｒ子・正孔対）が生じる。これが空乏
Ｒ（ｐｎ接合部）の電界により流れて、各信号電極５と
共通電極７間に接続された検出器（図示せず）で検出さ
れる。この時に流れる電流の滑は、入射した放射線の強
さに比例するので放射線の勢を測定することができる。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、以上のような手段は次の問題点を有している。

第５図に示すように、放射線が異なるＡ、Ｂ。

Ｃの方向から入射したとする。有感１１８は、各Ａ。

Ｂ、Ｃの３方向について、はぼ同じ厚さとなっているの
で、Ａ、Ｂ、Ｃとも同じ検出電流となる。

即ち、第５図の放射線検出装置は、指向性が悪いという
問題点がある。

また、このような放射線検出装置においては、検出感度
を高くすることが重要な点である。そこで、放射線が入
射してから半導体中で減衰するまでの間、キャリアを効
率よ（生成するように、有感台８を半導体基板１の深く
まで形成する手段がとられている。

しかし、この手段によれば、各有感層８（半導体３）が
、深さ方向だけでなく、横方向にも広がるため、各素子
が有感層８で互いに接続してしまうため、各素子間の信
号の分離ができなくなる問題が生じる。

そのため、第６図のように各素子の間にスリット１０を
設け、各素子を完全に分離する必要があった。しかし、
この第６図によれば、電極形成プロセス、素子の分離加
工等で余計な工程が必要であり、安価に放射線検出装置
を生産する上において、好ましいことではなかった。

本発明は、以上の点に鑑みて成されたものであり、指向
性が良く、かつ検出感度の高い放射線検出＠置を提供し
ようとするものである。

口、「発明の構成」 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、上記問題点を解決するために放射線検出装置
を、 半導体基板と、この半導体基板の一方の面へアレイ状に
設けた複数の溝と、この８溝に沿って設けた半導体基板
と異なる伝導タイプの半導体層と、溝の表面部に設けた
信号電極と、半導体基板の他方の面に設けた共通電極と
で構成するようにしたものである。

〔実施例〕

以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明に係る放射線検出装置の要部外観例を
示した図、第２図は第１図の断面図、第３図はｘｌａが
半導体の深さ方向へ進行する場合の透過度を示す図、第
４図は半導体により放射線を検出する場合の動作原理図
である。

第１図、第２図において、１は従来装置と同じ半導体基
板であり、例えばカドミウムテルル等のようなものであ
る。７はこの半導体基板の一方の面に設けられた共通電
極であり、例えばＡｕで構成される。以上までの構成は
従来例の第５，６図と同じであるが、本発明においては
以下に説明する部分が異なっている。

前記共通電極７と相対する半導体基板１の他方の面へア
レイ状に複数の溝１１を設けている。この溝１１は第６
図のように、半導体基板１を完全に切断するものでなく
、第３図のように測定対象の放射線が半導体基板に入射
してからほぼ吸収されてしまう程度の深さで良い。１２
は半導体層であり、半導体基板１と異なる伝導タイプの
半導体である。

例えば、半導体基板１がｐ型であれば、この半導体層１
２はｎ型のものである。１３は信号電極であり、各＠１
１の表面部に沿って設けられている。この信号電極１３
は例えばＡＩで構成される。

以上の半導体層１２、信号電極１３は、次のようにして
形成することができる。例えば、半導体基板１がＣｄＴ
ｅ　（ｐ型半導体）である場合、まず、例えばワイヤー
ソウ等のマシンを使用して第１図の如く、アレイ状に溝
１１を設ける。そして、この溝１１の凹部表面に沿って
ＡＩ蒸着を行なう。その侵熱処理を施すと、ＡＩ蒸着の
ＡＩがＣｄＴｅ内部へ浸透・結合し、その部分は、ｎ型
の半導体層１２となる。即ち、ｐｎ接合部が形成される
。

以上のように形成された第１図装置の動作を次に説明す
る。第４図は半導体を利用した放射線検出装置の原理を
示した図である。同口に示すようにｐｎ接合部（空乏層
Ｍ）においては、内部電界が発生している。そこで、放
射線が例えば、同図のように入射すると、その強さに応
じて゛、放射線が通過したＣｄＴｅ半導体内では電子（
ｅ）・正孔（ｈ）対が生じる。この生じた電子・正孔対
のうち、空乏ＷＩＭの部分で生じたものは、空乏層の電
界により流れる。

また、空乏層Ｍの両側に隣接している拡散ｌｌ！ｆｆ１
６に生じた電子・正孔対は、電子・正孔のｍ度差により
流れ、やはり、放射線有感層を形成する。

一方、放射線有感８！（空乏層と拡散１ｉｔ）以外の部
分で生じた電子・正孔対は、伝導に寄与せず、近傍にあ
る電子・正孔と結合して、消滅する。

このような原理の下に、第１図の装置へ放射線が照射さ
れると、半導体内で電子・正孔対を生成しながら放射線
は減衰していく。そして、この生成した電子・正孔対が
、有感層内であれば空乏層Ｍ内の電界により、信号電極
１３まで取出され、応答信号となる。

もし第２図のＡで示す方向から放射線が入射した場合は
、実行的に有感層が厚くなっているので、放射線によっ
て生じる電子・正孔対のほとんどは信号電流として取出
すことができる。

一方、第２図の８方向の場合には、有感層に放射線が到
達する前に、半導体基板１のＳ部分で、大きく放射線が
減衰してしまうので、有感層に届いた放射線の聞は微弱
である。更に、放射線は斜めに有感層を横切るので、有
感層部分に生じる電子・正孔対は、僅かなものとなる。

このように、第１図の装置においては、）笥１１とほぼ
垂直な方向Ａの放射線に対してのみ感度を有する指向性
を持っている。

なお、以上の説明では、有感層の形成手段としてｐｎ接
合を設け、その空乏層と拡散層を利用すると説明したが
、これに限定するわけではなく、例えばショットキ接合
によって、有感層を得るようにしてもよい。

また、半導体基板１を構成する材料もＣｄＴｅに限定す
るものではない。

ハ、「本発明の効果」 以上述べたように、本発明によれば、次の効果が得られ
る。

■　指向性の優れた故ｒＡ線検出装置とすることができ
る。

■　各信号電極から大きなレベルの応答信号を得ること
ができる。

■　従来の装置（、第５図）では、各素子間の有感層が
接触しないように、各素子間の距離を充分にとらなけれ
ばならず、放射線の入射位置の分解能を充分に得ること
ができなかった。

しかし、本発明によれば、特定の方向に対しては、充分
の厚さの有感層とすることができるので、大きなレベル
の信号を得ることができる。そのため、各素子間（信号
電極）の距離も近接することができ、分解能の点につい
ても従来例より優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る放射線検出装置の要部外観例を示
した図、第２図は第１図の断面図、第３図はＸ線が半導
体の深さ方向へ進行する場合の透過度を示す図、第４図
は半導体により敢０１線を検出する場合の動作原理図、
第５図と１６図は従来の放射線検出装置の構成例を示す
図である。 １・・・半導体基板、７・・・共通電極、１１・・・溝
、１２・・・半導体層、１３・・・信号電極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体基板と、この半導体基板の一方の面へアレイ状に
   設けた複数の溝と、この各溝に沿って設けた半導体基板
   と異なる伝導タイプの半導体層と、溝の表面部に設けた
   信号電極と、半導体基板の他方の面に設けた共通電極と
   で構成するようにした放射線検出装置。