JPS6385487A - 放射線検出器 - Google Patents
放射線検出器Info
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- JPS6385487A JPS6385487A JP61233470A JP23347086A JPS6385487A JP S6385487 A JPS6385487 A JP S6385487A JP 61233470 A JP61233470 A JP 61233470A JP 23347086 A JP23347086 A JP 23347086A JP S6385487 A JPS6385487 A JP S6385487A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/24—Measuring radiation intensity with semiconductor detectors
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- 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
- H01L31/085—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 the device being sensitive to very short wavelength, e.g. X-ray, Gamma-rays
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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】
し発明の１］的コ
（産業上の利用分野）
本発明は、放射線のフ寸トンエネルギー、フＡ［〜ン分
イ［ｒ等を測定する直接変換型半導体放射線検出器に関
する。
イ［ｒ等を測定する直接変換型半導体放射線検出器に関
する。
（従来の技術）
最近、γ線等の放射線のスペクトロメーター・カウンタ
ー等に放則線フォトン丁ネルキーを直接電気信号に変換
する直接変換型の半導体放射線検出器か使用されるよう
になってぎている。第６図に承りように、バルク型半導
体検出器２にフォトン１か入射してくると、ＣＯｍｐｔ
Ｏｎ散乱あるい（５１゜光電吸収により）Ａトンエネル
−１゛−が電子−止孔（ホール）対’：ｇ、４に変換さ
れる。ここで牛しる電子−正孔対のエネルギーの総和は
入用フＡ１〜ンのエネルギー「ｉに等しい。」−記電子
一止孔ス１は半導体検出器の電極面５，６に印加された
電界により、電子３は高圧側電極５に向って移動し、ボ
ール４はアース側電極６に向って移動覆る。ぞして、上
記電子及びホールか半導体中を移動覆ることで電極面に
誘起される電荷か信号電荷（出力）となる。 、 この出力Ｑｏｕｔは、 Ｑｏｕｔ＝Ｑｅλｅ／Ｄ（１−Ｃ−ｘ／λ０）十Ｑｈλ
ｈ／Ｄ（１−（Ｃ−（＋）−Ｘ）／λ０）・・・（１） となる。ただし、 Ｑｅ、Ｑｈ・・・電子及びｉ１＼−ルの発生電子【？↑
？１４（Ｑｅ＝Ｑｈ） λｅ、λｈ・・・電子及びボールの平均移動距離ＩＤ
・・・電極間距離 Ｘ ・・・電子−ホール対か発生覆る位置の高圧電極
からの距離 である。
ー等に放則線フォトン丁ネルキーを直接電気信号に変換
する直接変換型の半導体放射線検出器か使用されるよう
になってぎている。第６図に承りように、バルク型半導
体検出器２にフォトン１か入射してくると、ＣＯｍｐｔ
Ｏｎ散乱あるい（５１゜光電吸収により）Ａトンエネル
−１゛−が電子−止孔（ホール）対’：ｇ、４に変換さ
れる。ここで牛しる電子−正孔対のエネルギーの総和は
入用フＡ１〜ンのエネルギー「ｉに等しい。」−記電子
一止孔ス１は半導体検出器の電極面５，６に印加された
電界により、電子３は高圧側電極５に向って移動し、ボ
ール４はアース側電極６に向って移動覆る。ぞして、上
記電子及びホールか半導体中を移動覆ることで電極面に
誘起される電荷か信号電荷（出力）となる。 、 この出力Ｑｏｕｔは、 Ｑｏｕｔ＝Ｑｅλｅ／Ｄ（１−Ｃ−ｘ／λ０）十Ｑｈλ
ｈ／Ｄ（１−（Ｃ−（＋）−Ｘ）／λ０）・・・（１） となる。ただし、 Ｑｅ、Ｑｈ・・・電子及びｉ１＼−ルの発生電子【？↑
？１４（Ｑｅ＝Ｑｈ） λｅ、λｈ・・・電子及びボールの平均移動距離ＩＤ
・・・電極間距離 Ｘ ・・・電子−ホール対か発生覆る位置の高圧電極
からの距離 である。
（発明か解決しようとする問題点）
上述した式（１）に示す半導体出力によれば、λｅ＞ｏ
、λｈ＞Ｄであれば電子−ホール対の発生位置りに依ら
ずにＱｅのみに依存覆る関数となるか、Ｃｄ Ｔ ｅ等
の効率の高い至温動作型の半導体検出器においてはキャ
リアの捕獲によりλｅ（し）となっている場合か多い。
、λｈ＞Ｄであれば電子−ホール対の発生位置りに依ら
ずにＱｅのみに依存覆る関数となるか、Ｃｄ Ｔ ｅ等
の効率の高い至温動作型の半導体検出器においてはキャ
リアの捕獲によりλｅ（し）となっている場合か多い。
このような場合、前記出ノＪＱＯｊｌｔは、Ｑ Ｏｌ、
Ｉｔ ＝ Ｑ ｅλｅ／Ｄ （１−ｅ−Ｘ／λ０）とな
り、λＣかある程度人きい場合には出力がＸに依存して
しまう。この場合の放射線検出器のエネルキースベク１
〜ルは第７図に示すように発生位置Ｘかばらつくために
種々の出力値を示し、エネルギ−高分解能型− ぞこで、本発明の目的とするところは電子−ホール対の
発生位置のばらつきを低減したエネルギー高分解能型の
放射線検出器を提供することにある。
Ｉｔ ＝ Ｑ ｅλｅ／Ｄ （１−ｅ−Ｘ／λ０）とな
り、λＣかある程度人きい場合には出力がＸに依存して
しまう。この場合の放射線検出器のエネルキースベク１
〜ルは第７図に示すように発生位置Ｘかばらつくために
種々の出力値を示し、エネルギ−高分解能型− ぞこで、本発明の目的とするところは電子−ホール対の
発生位置のばらつきを低減したエネルギー高分解能型の
放射線検出器を提供することにある。
［発明の構成］
（問題点を解決覆るための手段）
本発明は、アース電極板と高圧電極板どの間に半導体結
晶を介在配置し、゛人則フ７１１〜ンにより前記結晶中
に牛した電子−ホール対か前記電極板に向って移動でる
ことにより誘起される電荷に基づいて放射線を検出する
放射線検出器において、・前記大剣フＡトンか前記、ア
ース電極板を透過して前記結晶中に入射する構成どし、
かつ、前記両電極間距離りを、Ｄ）１／μｍ （μｉは
検出器の吸収係数）となるように構成している。
晶を介在配置し、゛人則フ７１１〜ンにより前記結晶中
に牛した電子−ホール対か前記電極板に向って移動でる
ことにより誘起される電荷に基づいて放射線を検出する
放射線検出器において、・前記大剣フＡトンか前記、ア
ース電極板を透過して前記結晶中に入射する構成どし、
かつ、前記両電極間距離りを、Ｄ）１／μｍ （μｉは
検出器の吸収係数）となるように構成している。
（作 用〉
入射）Ａトンは、アース電極板を透過して半導体結晶中
に入射し、放射線検出器の吸収係数及び厚みが入射フＡ
トンのエネルギーに対して充分大きい場合この放ｑ」線
検出器の表面近く叩ら）ｌ−スミ極板の近傍で電子−ホ
ール対を発生することになる。
に入射し、放射線検出器の吸収係数及び厚みが入射フＡ
トンのエネルギーに対して充分大きい場合この放ｑ」線
検出器の表面近く叩ら）ｌ−スミ極板の近傍で電子−ホ
ール対を発生することになる。
一方、λｅ＞Ｄ、λｈ＜Ｄの放射線検出器では、電子の
移動により誘起される電荷に基づいて放射線検出か１１
われるが、この電子の平均移動距離λＣは、 λｅ−μｅ◆τｅ−Ｅ として予め測定可能である。ただし、 μｅ・・・電子の移動度 τｅ・・・電子の寿命 である。
移動により誘起される電荷に基づいて放射線検出か１１
われるが、この電子の平均移動距離λＣは、 λｅ−μｅ◆τｅ−Ｅ として予め測定可能である。ただし、 μｅ・・・電子の移動度 τｅ・・・電子の寿命 である。
ここで、放射線エネルギーＦｉの半導体検出器の吸収係
数をμｉとすると、電子−ホール対の発生位１６から高
圧電極板に至る平均距離×は、Ｘ＝Ｄ−ｍ＝□ μＩ とイｆす、Ｄ）１／μｍとすればＸ＋Ｄとなる。
数をμｉとすると、電子−ホール対の発生位１６から高
圧電極板に至る平均距離×は、Ｘ＝Ｄ−ｍ＝□ μＩ とイｆす、Ｄ）１／μｍとすればＸ＋Ｄとなる。
従って、電子−ボール対の発生位置のバラツキか小さク
イ＞す、しかも電子は常に最大距離りだけ移動−づ−る
ことになるので（λｅ＞［）であるから）、Ｓ／Ｎがよ
くエネルギー分解能か優れた放射線検出器を提供できる
。
イ＞す、しかも電子は常に最大距離りだけ移動−づ−る
ことになるので（λｅ＞［）であるから）、Ｓ／Ｎがよ
くエネルギー分解能か優れた放射線検出器を提供できる
。
（実施例）
以下、本発明を図示の実施例に基づき具体的に説明する
。
。
第１図（Ａ＞、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明に係る放射線検
出器の正面図、側面図、平面図であり、第２図は電界シ
ールド材及びアース電極の引き出しを兼ねる三層基板の
概略斜視図である。
出器の正面図、側面図、平面図であり、第２図は電界シ
ールド材及びアース電極の引き出しを兼ねる三層基板の
概略斜視図である。
本実施例の放射線検出器で（３」１、ｔｉ′１．則線入
則方向Ａに沿っ−Ｃアース電極板１１と電圧電極板１２
とを離間配置し、その間に半ン９体結晶１３が介在配置
された構成となっている。尚、１４は高圧側の電線であ
る。そして、両市（へ板１１．１２間の距離りは、Ｄ）
１／μｍとなるように設定しである。
則方向Ａに沿っ−Ｃアース電極板１１と電圧電極板１２
とを離間配置し、その間に半ン９体結晶１３が介在配置
された構成となっている。尚、１４は高圧側の電線であ
る。そして、両市（へ板１１．１２間の距離りは、Ｄ）
１／μｍとなるように設定しである。
また、この放射線検出器の側面のうち、隣接する２側面
には三層基板２０か配置されている。この三層基板２０
は、第２図にも示すように絶縁↑１の基板２１と、この
基板２１の内側面に形成された金属層２２と、この金属
層の上方端を残して該金属層を被覆する絶縁フィルム２
３とから（ｆ６成されてる。ぞして、前記金属層２２と
前記）７−ス電（傘板１１とは、第１図’（Ｃ”）に示
すようにリード線２４によって電気的に接続されている
。
には三層基板２０か配置されている。この三層基板２０
は、第２図にも示すように絶縁↑１の基板２１と、この
基板２１の内側面に形成された金属層２２と、この金属
層の上方端を残して該金属層を被覆する絶縁フィルム２
３とから（ｆ６成されてる。ぞして、前記金属層２２と
前記）７−ス電（傘板１１とは、第１図’（Ｃ”）に示
すようにリード線２４によって電気的に接続されている
。
そして、このような放射線検出器は第３図に示覆ように
仝での半導体結晶１３の４側面が前記三層基板２０によ
って覆われるようにマトリックスアレイ状に配列され、
マトリックスアレイ型のガンマカメラを構成するように
なっている。
仝での半導体結晶１３の４側面が前記三層基板２０によ
って覆われるようにマトリックスアレイ状に配列され、
マトリックスアレイ型のガンマカメラを構成するように
なっている。
以上のＪ：うに構成された放射線検出器の作用について
説明づ−る。
説明づ−る。
第４図は入１４フォトン１（こよる電子３とホール４と
の発生を示す図であり、同図に示すように大川）Ａ１ヘ
ン１はアース電極板１１を透過して半導体結晶１３中に
入射し、前記アース電極１１の近傍で電子−ホール対を
発生させることになる。従って、電子−ホール対の発生
位置のバラツキは、第６図に示す従来構成と比較して充
分に小さくなる３、シかも、電子３はアース電極１１の
近傍で発生し、その最大距離でおる電極間距離りだけ移
動して高圧電極板１２に到達することになる。従って、
本実施例でのエネルギースペクトルは、第５図に示すよ
うになり、ΔＦ／「０で表されるＪ−ネルギー分解能か
良好な放射線検出器を提供できる。
の発生を示す図であり、同図に示すように大川）Ａ１ヘ
ン１はアース電極板１１を透過して半導体結晶１３中に
入射し、前記アース電極１１の近傍で電子−ホール対を
発生させることになる。従って、電子−ホール対の発生
位置のバラツキは、第６図に示す従来構成と比較して充
分に小さくなる３、シかも、電子３はアース電極１１の
近傍で発生し、その最大距離でおる電極間距離りだけ移
動して高圧電極板１２に到達することになる。従って、
本実施例でのエネルギースペクトルは、第５図に示すよ
うになり、ΔＦ／「０で表されるＪ−ネルギー分解能か
良好な放射線検出器を提供できる。
また、半導体結晶１３の側面には、三層基板２０か形成
され、このうちの金属層２２の存右によって電界シール
ド効果を秦することかできるため、ノイズ混入を効果的
に防止できる。
され、このうちの金属層２２の存右によって電界シール
ド効果を秦することかできるため、ノイズ混入を効果的
に防止できる。
ざらに、本実施例では前記金属層２２をアース電極１１
の引き出し用として兼用しているため、引き出しか容易
であると共に装置の小型化に寄与できる。
の引き出し用として兼用しているため、引き出しか容易
であると共に装置の小型化に寄与できる。
尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本
発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明にＪ、れば入ｑトノオトン
がアース電極板を透過して半う９体結晶中に入射するよ
うにし、かつ、電極間距離りをＤ＞１／μｉ （μｍは
検出器の吸収係数となるように設定しているので、電子
−ホール対の発生位置のバラツキを低減した高分解能な
放射線検出器を提供することができる。
がアース電極板を透過して半う９体結晶中に入射するよ
うにし、かつ、電極間距離りをＤ＞１／μｉ （μｍは
検出器の吸収係数となるように設定しているので、電子
−ホール対の発生位置のバラツキを低減した高分解能な
放射線検出器を提供することができる。
第１図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明に係る放射線検
出器の正面図、側面図、平面図、第２図は三層基板の概
略斜視図、第３図は同上検出器をマトリックスアレイ状
に配列したガンマカメラの概略斜視図、第４図は本実施
例の作用説明図、第５図は本実施例のエネルギースペク
トルを示す特性図、第６図は従来の放射線検出器の概略
説明図、第７図は従来例のエネルギースペクトルを示す
特性図である。 １１・・・アース電極板、１２・・・高圧電極板、１３
・・・半導体結晶。
出器の正面図、側面図、平面図、第２図は三層基板の概
略斜視図、第３図は同上検出器をマトリックスアレイ状
に配列したガンマカメラの概略斜視図、第４図は本実施
例の作用説明図、第５図は本実施例のエネルギースペク
トルを示す特性図、第６図は従来の放射線検出器の概略
説明図、第７図は従来例のエネルギースペクトルを示す
特性図である。 １１・・・アース電極板、１２・・・高圧電極板、１３
・・・半導体結晶。
Claims (5)
- （１）アース電極板と高圧電極板との間に半導体結晶を
介在配置し、入射フオトンにより前記結晶中に生じた電
子−ホール対が前記電極板に向って移動することにより
誘起される電荷に基づいて放射線を検出する放射線検出
器において、前記入射フォトンが前記アース電極板を透
過して前記結晶中に入射する構成とし、かつ、前記両電
極間距離Ｄを、Ｄ≫１／μｉ（μｉは検出器の吸収係数
）となるように構成したことを特徴とする放射線検出器
。 - （２）前記半導体結晶の側面を覆って電界シールド材を
配置した特許請求の範囲第１項記載の放射線検出器。 - （３）電界シールド材は、絶縁性基板と、この絶縁性基
板の一面に形成された金属層と、この金属層と前記半導
体結晶とを絶縁する絶縁層とで構成した特許請求の範囲
第２項記載の放射線検出器。 - （４）金属層と前記アース電極とを電気的に接続し、前
記金属層をアース電極の引き出し用として兼用した特許
請求の範囲第３項記載の放射線検出器。 - （５）フォトンの入射面上で複数のアース電極板をマト
リックスアレイ状に配列した特許請求の範囲第１項乃至
第４項のいずれか１項記載の放射線検出器。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61233470A JPS6385487A (ja) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | 放射線検出器 |
| US07/102,489 US4996432A (en) | 1986-09-30 | 1987-09-29 | Radiation detector |
| DE19873733114 DE3733114A1 (de) | 1986-09-30 | 1987-09-30 | Strahlungsdetektor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61233470A JPS6385487A (ja) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | 放射線検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6385487A true JPS6385487A (ja) | 1988-04-15 |
Family
ID=16955527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61233470A Pending JPS6385487A (ja) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | 放射線検出器 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4996432A (ja) |
| JP (1) | JPS6385487A (ja) |
| DE (1) | DE3733114A1 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9416149D0 (en) * | 1994-08-10 | 1994-09-28 | Univ Strathclyde | Vesicle formulation |
| IL110637A (en) * | 1994-08-11 | 2001-10-31 | Urigal Techn Ltd | Apparatus, system and method for gamma-ray and x-ray detection |
| US6011264A (en) * | 1994-08-11 | 2000-01-04 | Urigal Technologies, Ltd. | Apparatus, system and method for gamma ray and x-ray detection |
| US5886359A (en) * | 1996-06-13 | 1999-03-23 | Eastman Kodak Company | X-ray dectector, detection assembly, and method |
| IL119075A (en) * | 1996-08-14 | 1999-11-30 | Imarad Imaging Systems Ltd | Semiconductor detector |
| US6331705B1 (en) | 1997-05-08 | 2001-12-18 | State Of Israel, Atomic Energy Commission | Room temperature solid state gamma or X-ray detectors |
| IL120807A (en) * | 1997-05-08 | 2001-03-19 | Israel Atomic Energy Comm | Method for compensating for the effects of incomplete charge collection and for improving spectroscopic characteristics of room temperature solid state gamma or x-ray detectors |
| US6069360A (en) * | 1998-05-08 | 2000-05-30 | Lund; James C. | Method and apparatus for electron-only radiation detectors from semiconductor materials |
| US6492697B1 (en) * | 2000-04-04 | 2002-12-10 | Honeywell International Inc. | Hall-effect element with integrated offset control and method for operating hall-effect element to reduce null offset |
| CA2615827A1 (en) * | 2008-01-22 | 2009-07-22 | Karim S. Karim | Method and apparatus for single-polarity charge sensing for semiconductor radiation detectors deposited by physical vapor deposition techniques |
| US7947959B2 (en) * | 2009-04-21 | 2011-05-24 | Honeywell International Inc. | Enhanced sensitivity solid state radiation detector |
| FR2951580B1 (fr) * | 2009-10-15 | 2014-04-25 | Biospace Med | Dispositif d'imagerie radiographique et detecteur pour un dispositif d'imagerie radiographique |
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