JPH03190285A - 放射線検出器 - Google Patents
放射線検出器Info
- Publication number
- JPH03190285A JPH03190285A JP1331736A JP33173689A JPH03190285A JP H03190285 A JPH03190285 A JP H03190285A JP 1331736 A JP1331736 A JP 1331736A JP 33173689 A JP33173689 A JP 33173689A JP H03190285 A JPH03190285 A JP H03190285A
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- JP
- Japan
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- radiation
- semiconductor layer
- electrode
- layer
- substrate
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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
本発明は医用放射線検査装置、産業用非破壊検査装置に
用いられる放射線検出器に関するものである。
用いられる放射線検出器に関するものである。
従来の技術
放射線検出器の感度は使用する半導体材料がどの程度の
有感層を有し、放射線をどの程度吸収できるかによる。
有感層を有し、放射線をどの程度吸収できるかによる。
半導体による放射線の吸収効率ηは半導体材料の線吸収
係数をｋとすると、 ７７＝１−ｅｘｐ （−に−ｄ） となる。ただし、ｄは有感層の厚みである。したがって
、半導体材料が同じである場合には、有感層の厚みに大
きく依存することになる。半導体材料がテルル化カドミ
ウムである場合、６０ｋｅＶ 、１００ｋｅＶのγ線に
対する吸収係数にはそれぞれ、約３６ｃｍ−’、９ｃｍ
−’である。この値を用いて吸収効率ηが０．７になる
厚さｄを求めると、６０ｋｅＶでは０．０３３ｃｍ、１
００ｋｅＶでは０ 、１３４ｃｍが必要になる。エネル
ギーの高い放射線はど有感層の厚さが必要になる。
係数をｋとすると、 ７７＝１−ｅｘｐ （−に−ｄ） となる。ただし、ｄは有感層の厚みである。したがって
、半導体材料が同じである場合には、有感層の厚みに大
きく依存することになる。半導体材料がテルル化カドミ
ウムである場合、６０ｋｅＶ 、１００ｋｅＶのγ線に
対する吸収係数にはそれぞれ、約３６ｃｍ−’、９ｃｍ
−’である。この値を用いて吸収効率ηが０．７になる
厚さｄを求めると、６０ｋｅＶでは０．０３３ｃｍ、１
００ｋｅＶでは０ 、１３４ｃｍが必要になる。エネル
ギーの高い放射線はど有感層の厚さが必要になる。
放射線検出器は、第６図に示すように有感層となる半導
体層１０と、放射線と半導体の相互作用により発生した
電荷を取り出すための電極１１．１２により構成される
。半導体層１０には、太きな有感層となるようにバルク
材料が一般に用いられる。
体層１０と、放射線と半導体の相互作用により発生した
電荷を取り出すための電極１１．１２により構成される
。半導体層１０には、太きな有感層となるようにバルク
材料が一般に用いられる。
発明が解決しようとする課題
放射線検出器にバルク半導体を用いると、電極形成後の
切断や加工がむずかしく、製造上問題がある。また、放
射線検出器に用いられるバルク半導体は検出器に流れる
リーク電流を抑制するため、高抵抗なものが用いられる
が、高抵抗かつキャリア移動度の高い高品質のバルク半
導体は製造がむずかしく、また高価でもある。
切断や加工がむずかしく、製造上問題がある。また、放
射線検出器に用いられるバルク半導体は検出器に流れる
リーク電流を抑制するため、高抵抗なものが用いられる
が、高抵抗かつキャリア移動度の高い高品質のバルク半
導体は製造がむずかしく、また高価でもある。
このような問題から、半導体層に薄膜半導体を用いるこ
とが考えられるが、現在の薄膜製造技術では、高品質で
十分な検出効率が得られるほど厚い膜を堆積することが
できない。
とが考えられるが、現在の薄膜製造技術では、高品質で
十分な検出効率が得られるほど厚い膜を堆積することが
できない。
課題を解決するための手段
本発明の放射線検出器は次のように構成する。
第１発明の放射線検出器は、導電性を有する基板の表面
に、堆積膜よりなる放射線に有感な半導体層を形成し、
更に半導体層の表面に電極を形成してなり、半導体層の
表面が放射線の入射方向と略平行に配置される構成であ
る。
に、堆積膜よりなる放射線に有感な半導体層を形成し、
更に半導体層の表面に電極を形成してなり、半導体層の
表面が放射線の入射方向と略平行に配置される構成であ
る。
また第２発明の放射線検出器は、基板の表面に電極を形
成し、電極の表面に、堆積膜よりなる放射線に有感な半
導体層を形成し、更に半導体層の表面に電極を形成して
なり、半導体層の表面が放射線の入射方向と略平行に配
置される構成である。
成し、電極の表面に、堆積膜よりなる放射線に有感な半
導体層を形成し、更に半導体層の表面に電極を形成して
なり、半導体層の表面が放射線の入射方向と略平行に配
置される構成である。
更に第３発明の放射線検出器は、基板の表面に、堆積膜
よりなる放射線に有感な半導体層を形成し、更に半導体
層の表面に間隔を置いて電極対を形成してなり、半導体
層の表面が放射線の入射方向と略平行に配置される構成
である。
よりなる放射線に有感な半導体層を形成し、更に半導体
層の表面に間隔を置いて電極対を形成してなり、半導体
層の表面が放射線の入射方向と略平行に配置される構成
である。
作用
第１発明において、放射線検出器の半導体層の表面を放
射線の入射方向と略平行に配置して、半導体層の端面を
放射線入射面とし、導電性を有する基板と電極との間に
高電界を印加すると、半導体層と放射線との相互作用に
より電荷が発生する。この電荷が前記電界により移動し
て電極に収集される。半導体層の層厚が大きくなくでも
、放射線の入射方向の半導体層の長さ、すなわち放射線
の吸収長さを大きくすることができるので、高エネルギ
ーの放射線を十分に吸収することができる。この第１発
明は基板が電極の役目を果している。
射線の入射方向と略平行に配置して、半導体層の端面を
放射線入射面とし、導電性を有する基板と電極との間に
高電界を印加すると、半導体層と放射線との相互作用に
より電荷が発生する。この電荷が前記電界により移動し
て電極に収集される。半導体層の層厚が大きくなくでも
、放射線の入射方向の半導体層の長さ、すなわち放射線
の吸収長さを大きくすることができるので、高エネルギ
ーの放射線を十分に吸収することができる。この第１発
明は基板が電極の役目を果している。
第２発明は、基板の表面に電極を形成するという点で第
１発明とは異なっているが、前記電極と表面側に形成さ
れた電極との間に位置する半導体層は、放射線の入射方
向に対し第１発明と同様の位置関係に配置されているの
で、半導体層の肉厚が大きくなくても、高エネルギーの
放射線を十分に吸収することができる。
１発明とは異なっているが、前記電極と表面側に形成さ
れた電極との間に位置する半導体層は、放射線の入射方
向に対し第１発明と同様の位置関係に配置されているの
で、半導体層の肉厚が大きくなくても、高エネルギーの
放射線を十分に吸収することができる。
第３発明は、半導体層の表面に電極対を形成するという
点で第１発明、第２発明とは異なっているが、前記電極
対の間隔を適当に選択することができるので、放射線入
射位置による信号パルス波高のばらつきを少なくし、エ
ネルギ分解能を高くすることができるとともに、半導体
層の肉厚が大きくな（でも、放射線の入射方向の半導体
層の長さ、すなわち放射線の吸収長さを大きくすること
ができるので、高エネルギーの放射線を十分に吸収する
ことができる。
点で第１発明、第２発明とは異なっているが、前記電極
対の間隔を適当に選択することができるので、放射線入
射位置による信号パルス波高のばらつきを少なくし、エ
ネルギ分解能を高くすることができるとともに、半導体
層の肉厚が大きくな（でも、放射線の入射方向の半導体
層の長さ、すなわち放射線の吸収長さを大きくすること
ができるので、高エネルギーの放射線を十分に吸収する
ことができる。
実施例
実施例１
本発明の一実施例を第１図に示す。この検出器は、導電
性ガラス基板３表面にスパッタ法によりＣｄＴｅ層１を
堆積し、更に、ＣｄＴｅ層１表面にｐｔｌ膜を真空蒸着
して電極２を形成したものである。この検出器を基板面
が放射線７の入射方向と平行になるように設置し、Ｃｄ
Ｔｅ層１の端面を放射線入射面とした。導電性ガラス基
板３と電極２の間に高電界を印加すると、放射線とＣ（
ＪＴｅＴｅＯ２互作用により発生した電荷は、この電界
により移動し電極に収集されて信号となる。この信号を
図には示さない増幅器により増幅して放射線を検出した
。
性ガラス基板３表面にスパッタ法によりＣｄＴｅ層１を
堆積し、更に、ＣｄＴｅ層１表面にｐｔｌ膜を真空蒸着
して電極２を形成したものである。この検出器を基板面
が放射線７の入射方向と平行になるように設置し、Ｃｄ
Ｔｅ層１の端面を放射線入射面とした。導電性ガラス基
板３と電極２の間に高電界を印加すると、放射線とＣ（
ＪＴｅＴｅＯ２互作用により発生した電荷は、この電界
により移動し電極に収集されて信号となる。この信号を
図には示さない増幅器により増幅して放射線を検出した
。
放射線入射面の幅はＣｄＴｅ層の層厚に依存するため大
きくとることはできないが、高エネルギーの放射線が入
射しても十分に吸収することができた。
きくとることはできないが、高エネルギーの放射線が入
射しても十分に吸収することができた。
放射線に有感な半導体層は、前記ＣｄＴｅ層以外にＧａ
Ａｓ、 ＨｇＩ、、ＣｄＳｅを用いることができ、電極
としての金属膜には、ｐｔ基以外Ａｕ、 Ｉｎ、 Ｍｏ
、ＡＩ、Ｃｒ等があり、またこれら半導体層、電極の形
成方法としてはスパッタ法、真空蒸着法以外に、ホット
ウォールエピタキシー法、有機金属化学気相成長法（Ｍ
ＯＣＶＤ） 、分子線エピタキシー法（ＭＢＥ） 、液
相エピタキシー法（ＬＰＥ）等がある。
Ａｓ、 ＨｇＩ、、ＣｄＳｅを用いることができ、電極
としての金属膜には、ｐｔ基以外Ａｕ、 Ｉｎ、 Ｍｏ
、ＡＩ、Ｃｒ等があり、またこれら半導体層、電極の形
成方法としてはスパッタ法、真空蒸着法以外に、ホット
ウォールエピタキシー法、有機金属化学気相成長法（Ｍ
ＯＣＶＤ） 、分子線エピタキシー法（ＭＢＥ） 、液
相エピタキシー法（ＬＰＥ）等がある。
前記半導体層、電極およびこれらの形成方法のいずれの
組み合せによる検出器も、スパッタ法により導電性ガラ
ス基板３表面にＣｄＴｅ層１を堆積し、ＣｄＴｅ層１表
面にｐｔ薄膜を真空蒸着して電極２を形成したものと同
様に、高エネルギーの放射線を十分に吸収できた。
組み合せによる検出器も、スパッタ法により導電性ガラ
ス基板３表面にＣｄＴｅ層１を堆積し、ＣｄＴｅ層１表
面にｐｔ薄膜を真空蒸着して電極２を形成したものと同
様に、高エネルギーの放射線を十分に吸収できた。
実施例２
第２図、第３図に本発明の他の実施例を示す。本実施例
は多チヤンネル型放射線検出器アレイの例である。第２
図は本実施例の検出器に用いた基板３で、セラミックの
表面にＡｇ−Ｐｄの膜による電極４が複数個形成されて
いる。この電極４はそれぞれスルーホール５により基板
３の裏面と導通している。更に、この基板３表面にＣｄ
ＴｅＪｉｌ １と電極２を形成して、第３図に示す多チ
ヤンネル型放射線検出器を製作した。基板３を放射線の
入射方向と平行に設置して、基板３の裏面からスルーホ
ール５を通して各チャンネルに高電圧を印加し、電極４
から信号を取り出した。２０〜１２０ ＫｅＶの放射線
を検出することができた。
は多チヤンネル型放射線検出器アレイの例である。第２
図は本実施例の検出器に用いた基板３で、セラミックの
表面にＡｇ−Ｐｄの膜による電極４が複数個形成されて
いる。この電極４はそれぞれスルーホール５により基板
３の裏面と導通している。更に、この基板３表面にＣｄ
ＴｅＪｉｌ １と電極２を形成して、第３図に示す多チ
ヤンネル型放射線検出器を製作した。基板３を放射線の
入射方向と平行に設置して、基板３の裏面からスルーホ
ール５を通して各チャンネルに高電圧を印加し、電極４
から信号を取り出した。２０〜１２０ ＫｅＶの放射線
を検出することができた。
第４図は本発明の多チヤンネル型検出器の一実施例を示
す。第２図に示したのと同じ構成の基板３に、各チャン
ネルごとに分割したパターンでＣｄＴｅ層を形成し、さ
らに電極２をそれぞれ蒸着した。本実施例のように、各
チャンネルＣｄＴｅ層よりなる有感層部分までも分割し
て形成されているため、チャンネル間のクロストークが
なく、空間分解能を向上させることができた。
す。第２図に示したのと同じ構成の基板３に、各チャン
ネルごとに分割したパターンでＣｄＴｅ層を形成し、さ
らに電極２をそれぞれ蒸着した。本実施例のように、各
チャンネルＣｄＴｅ層よりなる有感層部分までも分割し
て形成されているため、チャンネル間のクロストークが
なく、空間分解能を向上させることができた。
またこのため、有感層部分の半導体を微小ピッチで分割
して形成することは、バルク材料では極めて困難である
が、薄膜製造技術によれば容易に行うことができる。第
４図のようにＣｄＴｅ層をパターン化するには、ＣｄＴ
ｅ層を金属マスクを用いて蒸着するか、または、実施例
１で述べたいずれかの方法により、基板全面にＣｄＴｅ
層を形成したのち、臭素−メタノール等のエツチングに
よりパターン形成して製作することもでき、いずれも同
様な結果を得た。
して形成することは、バルク材料では極めて困難である
が、薄膜製造技術によれば容易に行うことができる。第
４図のようにＣｄＴｅ層をパターン化するには、ＣｄＴ
ｅ層を金属マスクを用いて蒸着するか、または、実施例
１で述べたいずれかの方法により、基板全面にＣｄＴｅ
層を形成したのち、臭素−メタノール等のエツチングに
よりパターン形成して製作することもでき、いずれも同
様な結果を得た。
実施例３
第５図は本発明の多チヤンネル型放射線検出器の他の実
施例を示す図である。石英よりなる基板３表面にＣｄＴ
ｅ層１をパターン状に形成した。続いて、ＣｄＴｅ層１
表面に電極２．６を形成した。電極２には高電圧を印加
し、電極６は信号取り出し用とし増幅器系に接続した。
施例を示す図である。石英よりなる基板３表面にＣｄＴ
ｅ層１をパターン状に形成した。続いて、ＣｄＴｅ層１
表面に電極２．６を形成した。電極２には高電圧を印加
し、電極６は信号取り出し用とし増幅器系に接続した。
基板は石英以外にアルミナ等の絶縁製材料を用いること
ができた。この場合も、ＣｄＴｅ層ｌおよび電極２．６
の形成方法は前記のいずれの方法においても可能であっ
た。本実施例では電極２．６をＣｄＴｅ層１の同一表面
に形成するので、基板上に電極層を形成する必要がなく
、かつ容易に作成できる。また、放射線により発生した
電荷の走行距離がＣｄＴｅ層の層厚ではな（、本実施例
では電極間の距離を適当に選択することができる。電荷
の走行時間が短かくなると、増幅器系との関係により信
号パルス波高は走行時間、すなわち電荷の入射位置に依
存するが、本実施例によれば電極位置を適当に選択でき
るので、このような現象を緩和することができ、エネル
ギー分解能の高い検出器かえられる。更み、前記ＣｄＴ
ｅ層は第５図のように必ずしもチャンネル毎に分割され
なくてもよく、高電圧印加用の電極２は分割せず共通電
極とし、電極６のみ分割してもよい。
ができた。この場合も、ＣｄＴｅ層ｌおよび電極２．６
の形成方法は前記のいずれの方法においても可能であっ
た。本実施例では電極２．６をＣｄＴｅ層１の同一表面
に形成するので、基板上に電極層を形成する必要がなく
、かつ容易に作成できる。また、放射線により発生した
電荷の走行距離がＣｄＴｅ層の層厚ではな（、本実施例
では電極間の距離を適当に選択することができる。電荷
の走行時間が短かくなると、増幅器系との関係により信
号パルス波高は走行時間、すなわち電荷の入射位置に依
存するが、本実施例によれば電極位置を適当に選択でき
るので、このような現象を緩和することができ、エネル
ギー分解能の高い検出器かえられる。更み、前記ＣｄＴ
ｅ層は第５図のように必ずしもチャンネル毎に分割され
なくてもよく、高電圧印加用の電極２は分割せず共通電
極とし、電極６のみ分割してもよい。
発明の効果
以上により、高価かつ加工性に乏しいバルク半導体材料
を用いず、コスト及び加工性に有利で、堆積膜よりなる
比較的厚みが小の半導体層によって、高エネルギーの放
射線を充分に吸収することができ、検出効率のよい放射
線検出器を得た。また、放射線入射位置による信号パル
ス波高のばらつきの少ない、エネルギー分解能第１図は
本発明の一実施例の斜視図、第２図は本発明の他の実施
例において用いる基板の斜視図、第３図、第４図及び第
５図は夫々本発明の他の実施例の斜視図、第６図は従来
の放射線検出器の斜視図である。
を用いず、コスト及び加工性に有利で、堆積膜よりなる
比較的厚みが小の半導体層によって、高エネルギーの放
射線を充分に吸収することができ、検出効率のよい放射
線検出器を得た。また、放射線入射位置による信号パル
ス波高のばらつきの少ない、エネルギー分解能第１図は
本発明の一実施例の斜視図、第２図は本発明の他の実施
例において用いる基板の斜視図、第３図、第４図及び第
５図は夫々本発明の他の実施例の斜視図、第６図は従来
の放射線検出器の斜視図である。
Claims (7)
- （１）導電性を有する基板の表面に、堆積膜よりなる放
射線に有感な半導体層を形成し、更に半導体層の表面に
電極を形成してなり、半導体層の表面が放射線の入射方
向と略平行に配置されていることを特徴とする放射線検
出器。 - （２）基板の表面に電極を形成し、電極の表面に、堆積
膜よりなる放射線に有感な半導体層を形成し、更に半導
体層の表面に電極を形成してなり、半導体層の表面が放
射線の入射方向と略平行に配置されていることを特徴と
する放射線検出器。 - （３）半導体層の両面に形成される電極が複数対分割し
て形成されている請求項２記載の放射線検出器。 - （４）半導体層が複数のチャンネルに分割され、各チャ
ンエルの両面に一対の電極が形成されている請求項２記
載の放射線検出器。 - （５）基板の表面に、堆積膜よりなる放射線に有感な半
導体層を形成し、更に半導体層の表面に間隔を置いて電
極対を形成してなり、半導体層の表面が放射線の入射方
向と略平行に配置されていることを特徴とする放射線検
出器。 - （６）半導体層が複数のチャンネルに分割され、各チャ
ンエルの表面に間隔を置いて電極対が形成されている請
求項５記載の放射線検出器。 - （７）放射線に有感な半導体層がテルル化カドミウム、
ヨウ化水銀、ヒ化ガリウム、セレン化カドミウムのいず
れかよりなることを特徴とする請求項１から６のいずれ
かに記載の放射線検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1331736A JPH03190285A (ja) | 1989-12-20 | 1989-12-20 | 放射線検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1331736A JPH03190285A (ja) | 1989-12-20 | 1989-12-20 | 放射線検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03190285A true JPH03190285A (ja) | 1991-08-20 |
Family
ID=18247034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1331736A Pending JPH03190285A (ja) | 1989-12-20 | 1989-12-20 | 放射線検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03190285A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002303676A (ja) * | 2001-04-03 | 2002-10-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 放射線検出素子および放射線検出素子の製造方法 |
| JP2002311146A (ja) * | 2001-04-18 | 2002-10-23 | Hamamatsu Photonics Kk | 高エネルギー線検出器及び装置 |
| JP2011060953A (ja) * | 2009-09-09 | 2011-03-24 | Murata Mfg Co Ltd | 光センサ |
-
1989
- 1989-12-20 JP JP1331736A patent/JPH03190285A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002303676A (ja) * | 2001-04-03 | 2002-10-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 放射線検出素子および放射線検出素子の製造方法 |
| JP2002311146A (ja) * | 2001-04-18 | 2002-10-23 | Hamamatsu Photonics Kk | 高エネルギー線検出器及び装置 |
| JP2011060953A (ja) * | 2009-09-09 | 2011-03-24 | Murata Mfg Co Ltd | 光センサ |
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