JPH0287681A - 半導体放射線検出器 - Google Patents
半導体放射線検出器Info
- Publication number
- JPH0287681A JPH0287681A JP63240105A JP24010588A JPH0287681A JP H0287681 A JPH0287681 A JP H0287681A JP 63240105 A JP63240105 A JP 63240105A JP 24010588 A JP24010588 A JP 24010588A JP H0287681 A JPH0287681 A JP H0287681A
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- JP
- Japan
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- coating
- boron
- layer
- amorphous semiconductor
- single crystal
- Prior art date
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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】
産業上の利用分野
本発明は特に中性子線を含む放射線を検出する半導体放
射線検出器に関する。
射線検出器に関する。
従来の技術
従来、中性子線の半導体放射線検出器は特開昭６１−３
５３８４号公報に示されているように、第２図のような
構造になっている。
５３８４号公報に示されているように、第２図のような
構造になっている。
すなわちＮ形単結晶Ｓｔ基板１１上に水素化非晶質半導
体層１２を堆積してヘテロ接合を形成し、Ｓｉ基板１１
のもう一方の面にホウ素被膜１３を設けて、最後に電極
１４．１５を形成した構造になっている。
体層１２を堆積してヘテロ接合を形成し、Ｓｉ基板１１
のもう一方の面にホウ素被膜１３を設けて、最後に電極
１４．１５を形成した構造になっている。
その動作は中性子の吸収断面積の大きいホウ素の同位元
素＋ｅＢの”Ｂ（ｎｌ α）反応を利用してα線２１を
発生させる。そして、そのα線が前記のヘテロ接合に印
加した逆バイアス電圧によりできた空乏層内１６に入射
して電子−正孔対を発生させることににより中性子線２
２を検出している。
素＋ｅＢの”Ｂ（ｎｌ α）反応を利用してα線２１を
発生させる。そして、そのα線が前記のヘテロ接合に印
加した逆バイアス電圧によりできた空乏層内１６に入射
して電子−正孔対を発生させることににより中性子線２
２を検出している。
しかし、その信号強度は弱く、空乏層を広げるのに高い
逆バイアス電圧を印加するのでリーク電流の低減がＳＮ
比の向上のためには重要である。
逆バイアス電圧を印加するのでリーク電流の低減がＳＮ
比の向上のためには重要である。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、従来の構造ではホウ素被膜１３中で発生
したα線の飛程（例えば４．４ＭｅＶでＳｔ中で約２０
μｍ）が短いので空乏層にα線が到達する効率が低いの
が課題である。また、空乏層はヘテロ接合界面から逆バ
イアス電圧の印加によりＳｔ基板１１中に広がるのでペ
テロ接合界面と反対側のＳｔ基板１１のもう一方の面に
形成したホウ素被膜１３付近まで空乏層を広げるにはか
なり高い逆バイアス電圧を印加する必要がある。
したα線の飛程（例えば４．４ＭｅＶでＳｔ中で約２０
μｍ）が短いので空乏層にα線が到達する効率が低いの
が課題である。また、空乏層はヘテロ接合界面から逆バ
イアス電圧の印加によりＳｔ基板１１中に広がるのでペ
テロ接合界面と反対側のＳｔ基板１１のもう一方の面に
形成したホウ素被膜１３付近まで空乏層を広げるにはか
なり高い逆バイアス電圧を印加する必要がある。
そのため、リーク電流が増大しノイズが大きくなる。ま
た、高い逆バイアス電圧を得るには、その制御回路が複
雑で高価なものになる。また、ホウ素被膜１３は外囲気
との接触により経時変化等を生じ、剥離したりして安定
性に欠けると言う課題がある。
た、高い逆バイアス電圧を得るには、その制御回路が複
雑で高価なものになる。また、ホウ素被膜１３は外囲気
との接触により経時変化等を生じ、剥離したりして安定
性に欠けると言う課題がある。
本発明は、この様な課題を解決することを目的としてい
る。
る。
課題を解決するための手段
上記課題を解決するために、単結晶半導体基板とヘテロ
接合を形成する非晶質半導体層上の少なくとも一部の領
域に少なくともホウ素を含有する膜を設けた。また、前
記のホウ素を含有する膜の上にそれを覆う金属電極を設
けた。
接合を形成する非晶質半導体層上の少なくとも一部の領
域に少なくともホウ素を含有する膜を設けた。また、前
記のホウ素を含有する膜の上にそれを覆う金属電極を設
けた。
作用
上記した手段を用いることによって生ずる本発明の作用
は次のようなものである。非晶質半導体層の膜厚は２０
０ｎｍ以下にすることが可能なのでα線に対する不感層
としては十分に薄い。 それを隔ててホウ素被膜とヘ
テロ接合界面が形成された構造になるのでα線は空乏層
に効率良く到達する。また、この構造では低い逆バイア
ス電圧でも空乏層の近くに中性子によるα線の発生源で
あるホウ素被膜があるので感度が低下することは無い。
は次のようなものである。非晶質半導体層の膜厚は２０
０ｎｍ以下にすることが可能なのでα線に対する不感層
としては十分に薄い。 それを隔ててホウ素被膜とヘ
テロ接合界面が形成された構造になるのでα線は空乏層
に効率良く到達する。また、この構造では低い逆バイア
ス電圧でも空乏層の近くに中性子によるα線の発生源で
あるホウ素被膜があるので感度が低下することは無い。
さらに、ホウ素被膜を金属電極で覆うことによりそ
れを外囲気との接触から守る。
れを外囲気との接触から守る。
実施例
以下、本発明の第一の実施例について、その断面構成図
を第１図に示して説明する。実験には比抵抗１０にΩ・
Ｃｍ程度、面方位（１１１）、厚さ５００μｍで５ｍｍ
角のｐ形の単結晶Ｓｉ基板１を用いた。製造工程は以下
の通り出ある。洗浄した単結晶Ｓｉ基板１上に容量結合
形プラズマＣＶＤ装置で、ＳｉＨ４ガスとＣＨ４ガスと
を用い、そのガス混合比を７：３として基板温度２００
°Ｃで水素化非晶質半導体層としての非晶質ＳｉＣ膜２
を２００ｎｍ堆積した。 ガス圧力は０．５ＴＯＯｒ
＋ 高周波電力はＩＷ／ｃｆｆＩｔ以下（１３，５６
ＭＨｚ）で行った。その非晶質ＳｉＣ膜上に前記の容量
結合形プラズマＣＶＤ装置で基板温度は変えずに導入ガ
スをＢ２Ｈ６（Ｈ２ベースで５％）に切り換えてホウ素
被膜３を０． ３〜１μｍ堆積した。
を第１図に示して説明する。実験には比抵抗１０にΩ・
Ｃｍ程度、面方位（１１１）、厚さ５００μｍで５ｍｍ
角のｐ形の単結晶Ｓｉ基板１を用いた。製造工程は以下
の通り出ある。洗浄した単結晶Ｓｉ基板１上に容量結合
形プラズマＣＶＤ装置で、ＳｉＨ４ガスとＣＨ４ガスと
を用い、そのガス混合比を７：３として基板温度２００
°Ｃで水素化非晶質半導体層としての非晶質ＳｉＣ膜２
を２００ｎｍ堆積した。 ガス圧力は０．５ＴＯＯｒ
＋ 高周波電力はＩＷ／ｃｆｆＩｔ以下（１３，５６
ＭＨｚ）で行った。その非晶質ＳｉＣ膜上に前記の容量
結合形プラズマＣＶＤ装置で基板温度は変えずに導入ガ
スをＢ２Ｈ６（Ｈ２ベースで５％）に切り換えてホウ素
被膜３を０． ３〜１μｍ堆積した。
そのときのガス圧力は０．１〜１Ｔｏｏｒｓ 投入面
周波電力は前記の非晶質ＳｉＣ膜の形成と同等かそれよ
りも高くした。ホウ素被膜３の比抵抗は数十Ω・ｃｍ以
下で導電性で非晶質ＳｉＣ膜に電圧を印加するのに問題
はなく電気信号も取り出せた。そして前記ホウ素被膜３
をＡｒによるイオンビームエツチングでレジストをマス
クにして数ｍｒｒｌＪにパターンニングした。次に前記
ホウ素被膜３上と前記単結晶Ｓｉ基板１の裏面とに金属
電極４．５を膜厚４００ｎｍのＡＩを蒸着して形成した
。
周波電力は前記の非晶質ＳｉＣ膜の形成と同等かそれよ
りも高くした。ホウ素被膜３の比抵抗は数十Ω・ｃｍ以
下で導電性で非晶質ＳｉＣ膜に電圧を印加するのに問題
はなく電気信号も取り出せた。そして前記ホウ素被膜３
をＡｒによるイオンビームエツチングでレジストをマス
クにして数ｍｒｒｌＪにパターンニングした。次に前記
ホウ素被膜３上と前記単結晶Ｓｉ基板１の裏面とに金属
電極４．５を膜厚４００ｎｍのＡＩを蒸着して形成した
。
最後に、図に示さなかったが、金属電極４．５とリード
線とを銀ペイストで接続し、樹脂で検出器の全体を封じ
た。その結果、中性子線２２の検出感度が向上し、逆、
バイアス電圧が従来例では５０Ｖ程度必要であったのが
２０〜３０Ｖと低くできた。そのためリーク電流も数分
の１に減少した。
線とを銀ペイストで接続し、樹脂で検出器の全体を封じ
た。その結果、中性子線２２の検出感度が向上し、逆、
バイアス電圧が従来例では５０Ｖ程度必要であったのが
２０〜３０Ｖと低くできた。そのためリーク電流も数分
の１に減少した。
さらに、耐環境特性も向上し経時変化の少ない半導体放
射線検出器が得られた。
射線検出器が得られた。
発明の効果
本発明の効果は次のようなものである。
単結晶半導体基板とヘテロ接合を形成する非晶質半導体
層上の少なくとも一部の領域に少なくともホウ素を含有
する膜を設けたことにより、中性子線によりホウ素被膜
中で発生したα線が空乏層に容易で効率よく到達するよ
うになり、低い動作電圧で中性子線の検出感度の向上し
た半導体放射線検出器の製造が得られるようになった。
層上の少なくとも一部の領域に少なくともホウ素を含有
する膜を設けたことにより、中性子線によりホウ素被膜
中で発生したα線が空乏層に容易で効率よく到達するよ
うになり、低い動作電圧で中性子線の検出感度の向上し
た半導体放射線検出器の製造が得られるようになった。
また、ホウ素被膜を金属７Ｉ！極で覆ってホウ素被膜を
保護することによりの経時変化の少なく、耐環境特性の
良い半導体放射線検出器ができた。
保護することによりの経時変化の少なく、耐環境特性の
良い半導体放射線検出器ができた。
本発明の構造では単結晶半導体基板がｐ形またはＮ形で
あっても同じ構造ででき、基板がＧａＡＳＮ Ｉｎ、
Ｐｌ ＣｄＴｅ等であっても同様の効果がある。
あっても同じ構造ででき、基板がＧａＡＳＮ Ｉｎ、
Ｐｌ ＣｄＴｅ等であっても同様の効果がある。
第１図は本発明の半導体放射線検出器の第１の実施例の
断面構成図、第２図は従来の半導体放射線検出器の断面
構成図である。 １・・・単結晶Ｓｉ基板、２・・・非晶質ＳｉＣ膜、３
・・・ホウ素被膜、４・・・金属電極、５・・・金属電
極。
断面構成図、第２図は従来の半導体放射線検出器の断面
構成図である。 １・・・単結晶Ｓｉ基板、２・・・非晶質ＳｉＣ膜、３
・・・ホウ素被膜、４・・・金属電極、５・・・金属電
極。
Claims (2)
- （１）単結晶半導体基板と前記単結晶半導体基板上に形
成した非晶質半導体膜とのヘテロ接合を有し、前記非晶
質半導体膜上の少なくとも一部の領域に少なくともホウ
素を含有する膜を設けたことを特徴とする半導体放射線
検出器。 - （２）少なくともホウ素を含有する膜が導電性であり前
記非晶質半導体膜上の一部の領域だけに形成されていて
、前記のホウ素を含有する膜上にこの膜を覆う金属電極
を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
半導体放射線検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63240105A JPH0287681A (ja) | 1988-09-26 | 1988-09-26 | 半導体放射線検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63240105A JPH0287681A (ja) | 1988-09-26 | 1988-09-26 | 半導体放射線検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0287681A true JPH0287681A (ja) | 1990-03-28 |
Family
ID=17054566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63240105A Pending JPH0287681A (ja) | 1988-09-26 | 1988-09-26 | 半導体放射線検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0287681A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2763744A1 (fr) * | 1997-05-26 | 1998-11-27 | Fuji Electric Co Ltd | Element detecteur de neutrons du type a semi-conducteur |
| KR20020073241A (ko) * | 2001-03-13 | 2002-09-23 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 반도체 장치 및 그 제조 방법 |
-
1988
- 1988-09-26 JP JP63240105A patent/JPH0287681A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2763744A1 (fr) * | 1997-05-26 | 1998-11-27 | Fuji Electric Co Ltd | Element detecteur de neutrons du type a semi-conducteur |
| KR20020073241A (ko) * | 2001-03-13 | 2002-09-23 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 반도체 장치 및 그 제조 방법 |
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