JPH0154871B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0154871B2 JPH0154871B2 JP55162222A JP16222280A JPH0154871B2 JP H0154871 B2 JPH0154871 B2 JP H0154871B2 JP 55162222 A JP55162222 A JP 55162222A JP 16222280 A JP16222280 A JP 16222280A JP H0154871 B2 JPH0154871 B2 JP H0154871B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- detector
- electrode
- region
- fast neutron
- semiconductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F30/00—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors
- H10F30/20—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors
- H10F30/29—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to radiation having very short wavelengths, e.g. X-rays, gamma-rays or corpuscular radiation
- H10F30/295—Surface barrier or shallow PN junction radiation detectors, e.g. surface barrier alpha-particle detectors
- H10F30/2955—Shallow PN junction radiation detectors
Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高速中性子線の検出の可能な半導体放
射線検出器に関する。
射線検出器に関する。
半導体放射線検出器は、第１図に示すように、
Ｐ形超高比抵抗シリコン板１の一方の表面の一部
区域から、例えばりんを拡散して所定の深さまで
Ｎ領域２を形成し、他方の表面からは全面にわた
つてP+層３を形成し、Ｎ領域２の表面には、例
えばアルミニウムからなる電極４、P+層３の表
面には、例えば金からなる電極５をそれぞれ被着
することにより作られる。電極４および５を介し
て、シリコン板１の残されたＰ領域１１とＮ領域
２の間のPN接合に対して逆バイアスとなる電
圧、すなわち電極４の側を正とする電圧を印加す
ると、Ｐ領域１１の中に空乏層が広がる。この空
乏層に放射線が入射すると電子・正孔対が発生
し、印加電圧によつて正孔は電極５側へ、電子は
電極４側へ運ばれるパルス電流が流れる。このパ
ルス電流を図示しない検出計により計数し、入射
放射線の強さを測定する。しかし中性子線は電荷
を持つていないので、核反応以外には軌道電子や
原子核のクーロン場にはなんらの作用も行わず、
従つて電子正孔対が生じない。このため高速中性
子線の検出の場合には、水素原子を含むプラスチ
ツク板、例えばポリエチレン板６をシリコン板１
の上に装着していた。高速中性子線７が入射した
際弾性衝突によつて叩き出されたプロトン８が空
乏層が入射して電子・正孔対を生ずるので他の放
射線と同様に検出できる。
Ｐ形超高比抵抗シリコン板１の一方の表面の一部
区域から、例えばりんを拡散して所定の深さまで
Ｎ領域２を形成し、他方の表面からは全面にわた
つてP+層３を形成し、Ｎ領域２の表面には、例
えばアルミニウムからなる電極４、P+層３の表
面には、例えば金からなる電極５をそれぞれ被着
することにより作られる。電極４および５を介し
て、シリコン板１の残されたＰ領域１１とＮ領域
２の間のPN接合に対して逆バイアスとなる電
圧、すなわち電極４の側を正とする電圧を印加す
ると、Ｐ領域１１の中に空乏層が広がる。この空
乏層に放射線が入射すると電子・正孔対が発生
し、印加電圧によつて正孔は電極５側へ、電子は
電極４側へ運ばれるパルス電流が流れる。このパ
ルス電流を図示しない検出計により計数し、入射
放射線の強さを測定する。しかし中性子線は電荷
を持つていないので、核反応以外には軌道電子や
原子核のクーロン場にはなんらの作用も行わず、
従つて電子正孔対が生じない。このため高速中性
子線の検出の場合には、水素原子を含むプラスチ
ツク板、例えばポリエチレン板６をシリコン板１
の上に装着していた。高速中性子線７が入射した
際弾性衝突によつて叩き出されたプロトン８が空
乏層が入射して電子・正孔対を生ずるので他の放
射線と同様に検出できる。
本発明はこのように高速中性子線検出のために
前面に（ｎ・ｐ）反応、即ち高速中性子と水素原
子との弾性衝突によりプロトンが叩き出されるそ
れを起させる物質を装着する必要のない半導体放
射線検出器を提供することを目的とする。
前面に（ｎ・ｐ）反応、即ち高速中性子と水素原
子との弾性衝突によりプロトンが叩き出されるそ
れを起させる物質を装着する必要のない半導体放
射線検出器を提供することを目的とする。
この目的は検出器の半導体基板の表面またはそ
の表面に設けられた電極に水素イオンを注入する
ことによつて達成される。
の表面に設けられた電極に水素イオンを注入する
ことによつて達成される。
以下図を引用して本発明の実施例について説明
する。各図において、第１図を含めて共通の部分
には同一の符号を付している。第２図において、
第１図と同様超高比抵抗のＰ形シリコン板１にＮ
領域２が形成されているが、このＢ領域にはイオ
ン注入法により水素イオンが注入されている。こ
のイオン注入は、例えば加速電圧100keV、ドー
ズ量１×1015cm-2以上で行う。この検出器の両電
極４，５間にPN接合に対する逆電圧を印加した
状態で、高速中性子線７が入射すると弾性衝突に
よつてプロトン８が叩き出され、空乏層内で電
子・正孔対を形成し、電極４，５間にパルス電流
が流れるので高速中性子線の入射の検出ができ
る。第３図においては、水素原子はP+層３に注
入されている。この場合は、入射高速中性子線７
はＰ領域１１の中の空乏層を通過した後、P+層
３の中の水素原子に作用してプロトン８を発生す
るので第２図の場合と同様に高速中性子線の検出
ができる。第４図においては水素原子は電極４に
注入されている。従つて高速中性子線７は電極４
内の水素原子に作用してプロトン８を発生する。
する。各図において、第１図を含めて共通の部分
には同一の符号を付している。第２図において、
第１図と同様超高比抵抗のＰ形シリコン板１にＮ
領域２が形成されているが、このＢ領域にはイオ
ン注入法により水素イオンが注入されている。こ
のイオン注入は、例えば加速電圧100keV、ドー
ズ量１×1015cm-2以上で行う。この検出器の両電
極４，５間にPN接合に対する逆電圧を印加した
状態で、高速中性子線７が入射すると弾性衝突に
よつてプロトン８が叩き出され、空乏層内で電
子・正孔対を形成し、電極４，５間にパルス電流
が流れるので高速中性子線の入射の検出ができ
る。第３図においては、水素原子はP+層３に注
入されている。この場合は、入射高速中性子線７
はＰ領域１１の中の空乏層を通過した後、P+層
３の中の水素原子に作用してプロトン８を発生す
るので第２図の場合と同様に高速中性子線の検出
ができる。第４図においては水素原子は電極４に
注入されている。従つて高速中性子線７は電極４
内の水素原子に作用してプロトン８を発生する。
本発明による放射線検出器の構造自体は従来の
検出器と同様であるから、当然他の放射線の検出
器としても利用できる。γ線の場合には光電効
果、コンプトン効果による二次電子線を検出する
ため、第５図の曲線４１のように出力はパルス波
高に対し連続スペクトルを示すから、曲線４２を
示す高速中性子線の場合と明確に判別できる。
検出器と同様であるから、当然他の放射線の検出
器としても利用できる。γ線の場合には光電効
果、コンプトン効果による二次電子線を検出する
ため、第５図の曲線４１のように出力はパルス波
高に対し連続スペクトルを示すから、曲線４２を
示す高速中性子線の場合と明確に判別できる。
本発明は上に述べたようなPN接合を利用した
検出器ばかりでなく、例えばアルミニウムを高比
抵抗半導体板の表面に蒸着して表面障壁を形成
し、この表面障壁に逆バイアスを印加して空乏層
を形成する検出器に対しても適用できる。その場
合は第３図に示した例のようにオーミツク接触の
ため抵抗層、あるいは第４図に示した例のような
電極に水素原子を注入する。さらに本発明はこれ
までの実施例の半導体板の各領域の導電形が逆の
場合にも適用できる。
検出器ばかりでなく、例えばアルミニウムを高比
抵抗半導体板の表面に蒸着して表面障壁を形成
し、この表面障壁に逆バイアスを印加して空乏層
を形成する検出器に対しても適用できる。その場
合は第３図に示した例のようにオーミツク接触の
ため抵抗層、あるいは第４図に示した例のような
電極に水素原子を注入する。さらに本発明はこれ
までの実施例の半導体板の各領域の導電形が逆の
場合にも適用できる。
以上の説明のように本発明による半導体放射線
検出器は、水素原子を半導体板の低抵抗領域また
は電極に注入することによつてそれ自体で高速中
性子の検出が可能になるものであり、さらに従来
の検出器と同様に他の放射線の検出も可能である
ため極めて有効に使用できる。
検出器は、水素原子を半導体板の低抵抗領域また
は電極に注入することによつてそれ自体で高速中
性子の検出が可能になるものであり、さらに従来
の検出器と同様に他の放射線の検出も可能である
ため極めて有効に使用できる。
第１図は従来の半導体放射線検出器によつて高
速中性子線を検出する例を示す断面図、第２図は
本発明の一実施例を示す断面図、第３図、第４図
はそれぞれ異なる実施例を示す断面図、第５図は
本発明による検出器の出力パルス波高の模型図で
ある。 １……Ｐ形シリコン板、２……Ｎ領域、３……
P+層、４……電極。
速中性子線を検出する例を示す断面図、第２図は
本発明の一実施例を示す断面図、第３図、第４図
はそれぞれ異なる実施例を示す断面図、第５図は
本発明による検出器の出力パルス波高の模型図で
ある。 １……Ｐ形シリコン板、２……Ｎ領域、３……
P+層、４……電極。
Claims (1)
- １ 半導体基板の表面またはその表面に設けられ
た電極に水素イオンを注入したことを特徴とする
半導体放射線検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55162222A JPS5785269A (en) | 1980-11-18 | 1980-11-18 | Semiconductor radiation detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55162222A JPS5785269A (en) | 1980-11-18 | 1980-11-18 | Semiconductor radiation detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5785269A JPS5785269A (en) | 1982-05-27 |
| JPH0154871B2 true JPH0154871B2 (ja) | 1989-11-21 |
Family
ID=15750281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55162222A Granted JPS5785269A (en) | 1980-11-18 | 1980-11-18 | Semiconductor radiation detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5785269A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61174778A (ja) * | 1985-01-30 | 1986-08-06 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体中性子線検出器の製造方法 |
| JP2015087115A (ja) * | 2013-10-28 | 2015-05-07 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 中性子数分析装置および放射線計測装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5260085A (en) * | 1975-11-12 | 1977-05-18 | Tdk Corp | Neutron detector |
-
1980
- 1980-11-18 JP JP55162222A patent/JPS5785269A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5785269A (en) | 1982-05-27 |
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