JPH053337A - 半導体放射線検出装置及び半導体放射線検出器並びにその製造方法 - Google Patents
半導体放射線検出装置及び半導体放射線検出器並びにその製造方法Info
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- JPH053337A JPH053337A JP3314293A JP31429391A JPH053337A JP H053337 A JPH053337 A JP H053337A JP 3314293 A JP3314293 A JP 3314293A JP 31429391 A JP31429391 A JP 31429391A JP H053337 A JPH053337 A JP H053337A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】二種類の放射線を弁別し、高感度に検出できる
半導体放射線検出器及び半導体放射線検出装置を得る。 【構成】一枚の半導体基板の表裏にｐｎ接合を形成す
る。あるいは、半導体基板のサブストレートにｐｎ接合
の共通電極を設ける。又は、半導体基板の電極に印加す
る逆バイアス電圧を可変にし、放射線の最大エネルギー
に合うように調節する。 【効果】二種類の放射線の検出部の中間に不感帯を形成
することがないので、高感度で検出できる。
半導体放射線検出器及び半導体放射線検出装置を得る。 【構成】一枚の半導体基板の表裏にｐｎ接合を形成す
る。あるいは、半導体基板のサブストレートにｐｎ接合
の共通電極を設ける。又は、半導体基板の電極に印加す
る逆バイアス電圧を可変にし、放射線の最大エネルギー
に合うように調節する。 【効果】二種類の放射線の検出部の中間に不感帯を形成
することがないので、高感度で検出できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、原子力発電所や再処理
施設等の放射線取扱い施設における放射線モニタあるい
は同施設内等で使用する個人被曝線量計やサーベイメー
タなどの半導体放射線検出装置に関し、特にそれに使用
される半導体放射線検出器に関する。
施設等の放射線取扱い施設における放射線モニタあるい
は同施設内等で使用する個人被曝線量計やサーベイメー
タなどの半導体放射線検出装置に関し、特にそれに使用
される半導体放射線検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体放射線検出器としては、特
開昭59−129380号公報に記載されたものがある。この従
来技術は、半導体基板である高比抵抗体の上に、低比抵
抗層を更に高比抵抗体を積層（エピタキシャル結晶成
長）あるいは接着することで多層の半導体放射線検出素
子を実現している。そして、この半導体放射線検出素子
の両高比抵抗体基板に出力電極と低比抵抗層に共通電極
を設け、各電極からリード線を布設し半導体放射線検出
器を構成している。この半導体放射線検出器の共通電極
と２つの出力電極の間にそれぞれ逆バイアス電圧を印加
して両高比抵抗半導体基板にそれぞれ空乏層を形成す
る。これらの空乏層に放射線が入射すると出力電極から
パルスが出力され放射線が検出される。前述した半導体
放射線検出器にα線とβ線が入射すると、α線とβ線の
透過力の差からパルス発生する空乏層が異なり、このこ
とを利用してα線，β線成分を弁別して定量することに
なっている。
開昭59−129380号公報に記載されたものがある。この従
来技術は、半導体基板である高比抵抗体の上に、低比抵
抗層を更に高比抵抗体を積層（エピタキシャル結晶成
長）あるいは接着することで多層の半導体放射線検出素
子を実現している。そして、この半導体放射線検出素子
の両高比抵抗体基板に出力電極と低比抵抗層に共通電極
を設け、各電極からリード線を布設し半導体放射線検出
器を構成している。この半導体放射線検出器の共通電極
と２つの出力電極の間にそれぞれ逆バイアス電圧を印加
して両高比抵抗半導体基板にそれぞれ空乏層を形成す
る。これらの空乏層に放射線が入射すると出力電極から
パルスが出力され放射線が検出される。前述した半導体
放射線検出器にα線とβ線が入射すると、α線とβ線の
透過力の差からパルス発生する空乏層が異なり、このこ
とを利用してα線，β線成分を弁別して定量することに
なっている。
【０００３】以下の説明においては、半導体放射線検出
装置とは、半導体放射線検出器に逆バイアス印加手段や
出力電極から信号を処理する装置等を付加したものをい
う。
装置とは、半導体放射線検出器に逆バイアス印加手段や
出力電極から信号を処理する装置等を付加したものをい
う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、積
層あるいは接着することで多層の半導体放射線検出素子
を形成したり、中間に低比抵抗層を設けたりする等のた
め、次の理由により高感度化できないという問題点があ
った。
層あるいは接着することで多層の半導体放射線検出素子
を形成したり、中間に低比抵抗層を設けたりする等のた
め、次の理由により高感度化できないという問題点があ
った。
【０００５】第１に、接着部分や低比抵抗層が放射線の
不感帯となるため、透過率の大きいβ線のエネルギーが
不感帯に与えられてしまうので、β線の検出感度が低下
する。
不感帯となるため、透過率の大きいβ線のエネルギーが
不感帯に与えられてしまうので、β線の検出感度が低下
する。
【０００６】第２に、積層で作られる高比抵抗体の比抵
抗率は、シリコン半導体を例にとると、数１０Ω・cm限
界であり、逆バイアス電圧の印加可能電圧を１００Ｖと
すると形成される空乏層の厚さは、作用の項で示す数１
により高々１６μｍとなる。空乏層の必要な厚さは、放
射線のもつエネルギー依存し、α線のエネルギーを８Ｍ
ｅＶとすると６０μｍとなり、高々１６μｍでは十分な
検出感度を得ることができない。印加電圧を上げること
で空乏層を確保できるが、この場合４０００Ｖにもな
り、本来低電圧稼働が特徴になっている半導体検出器の
利用価値が失われてしまう。
抗率は、シリコン半導体を例にとると、数１０Ω・cm限
界であり、逆バイアス電圧の印加可能電圧を１００Ｖと
すると形成される空乏層の厚さは、作用の項で示す数１
により高々１６μｍとなる。空乏層の必要な厚さは、放
射線のもつエネルギー依存し、α線のエネルギーを８Ｍ
ｅＶとすると６０μｍとなり、高々１６μｍでは十分な
検出感度を得ることができない。印加電圧を上げること
で空乏層を確保できるが、この場合４０００Ｖにもな
り、本来低電圧稼働が特徴になっている半導体検出器の
利用価値が失われてしまう。
【０００７】第３に、積層法では前述したように数１０
Ω・cm以上の高比抵抗体を形成することが難しい。低比
抵抗体は、不純物や欠陥を多く含むため、半導体材料内
で生じる発生電流が多くなる。このため、検出素子の単
位面積あたりの漏洩電流を小さくできない。面積が大き
いほど高感度化が実現できるが、従来技術では、面積を
大きくすると漏洩電流の方が大きくなり、面積拡大によ
る高感度化が実現できない。従来の技術では高々直径５
cmが実現できる程度である。
Ω・cm以上の高比抵抗体を形成することが難しい。低比
抵抗体は、不純物や欠陥を多く含むため、半導体材料内
で生じる発生電流が多くなる。このため、検出素子の単
位面積あたりの漏洩電流を小さくできない。面積が大き
いほど高感度化が実現できるが、従来技術では、面積を
大きくすると漏洩電流の方が大きくなり、面積拡大によ
る高感度化が実現できない。従来の技術では高々直径５
cmが実現できる程度である。
【０００８】第４に、計測対象とする放射線、例えばα
線の任意のエネルギーに対応できる構造になっていない
ために高感度化が実現できない。これは、前述したよう
に空乏層の厚さは、放射線のエネルギーに依存し、エネ
ルギーが高いほど厚くする必要がある。しかし、必要以
上に厚くすると必要以上の厚さの部分が分析対象外の放
射線を検出しノイズ源となり、高感度化が実現できな
い。従って、計測対象のエネルギーに応じて厚さを設定
できることが必要である。従来技術では、空乏層の厚さ
は固定であり、この要求を満足させることはできない。
このことは、空乏層を２つ設け、少なくとも２種類の放
射線(例えば、前述したようにα線とβ線)を弁別する場
合でも同様である。
線の任意のエネルギーに対応できる構造になっていない
ために高感度化が実現できない。これは、前述したよう
に空乏層の厚さは、放射線のエネルギーに依存し、エネ
ルギーが高いほど厚くする必要がある。しかし、必要以
上に厚くすると必要以上の厚さの部分が分析対象外の放
射線を検出しノイズ源となり、高感度化が実現できな
い。従って、計測対象のエネルギーに応じて厚さを設定
できることが必要である。従来技術では、空乏層の厚さ
は固定であり、この要求を満足させることはできない。
このことは、空乏層を２つ設け、少なくとも２種類の放
射線(例えば、前述したようにα線とβ線)を弁別する場
合でも同様である。
【０００９】２番目の問題点は、接着して多層の半導体
放射線検出素子とする構造は、熱膨張係数の違いから耐
熱性が悪く、信頼性が劣るという点である。
放射線検出素子とする構造は、熱膨張係数の違いから耐
熱性が悪く、信頼性が劣るという点である。
【００１０】３番目の問題点は、積層させる方法では、
高比抵抗体の上に低比抵抗体を積層させるプロセス、更
に高比抵抗体を積層させることが必要であり、多くの製
作工程が必要になるという点である。
高比抵抗体の上に低比抵抗体を積層させるプロセス、更
に高比抵抗体を積層させることが必要であり、多くの製
作工程が必要になるという点である。
【００１１】本発明の第１の目的は、高感度が実現でき
る半導体放射線検出器並びに半導体放射線検出装置を提
供することにある。
る半導体放射線検出器並びに半導体放射線検出装置を提
供することにある。
【００１２】本発明の第２の目的は、信頼性の半導体放
射線検出器並びに半導体放射線検出装置を提供すること
にある。
射線検出器並びに半導体放射線検出装置を提供すること
にある。
【００１３】本発明の第３の目的は、製作しやすい半導
体放射線検出素子と製造方法を提供することにある。
体放射線検出素子と製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記の本発明の各目的
は、一枚の半導体、特に比抵抗率５０Ω・cm以上の高比
抵抗半導体の表裏にｐｎ接合を設けることで達成され
る。
は、一枚の半導体、特に比抵抗率５０Ω・cm以上の高比
抵抗半導体の表裏にｐｎ接合を設けることで達成され
る。
【００１５】本発明の第１の目的は、サブストレート領
域に二つのｐｎ接合の共通電極を設けることで達成され
る。
域に二つのｐｎ接合の共通電極を設けることで達成され
る。
【００１６】あるいは、本発明の第１の目的は、半導体
表裏のｐｎ接合の周囲にガードリングを設けることで達
成される。
表裏のｐｎ接合の周囲にガードリングを設けることで達
成される。
【００１７】あるいは、本発明の第１の目的は、半導体
の二つのｐｎ接合に設けられた電極の少なくとも１つに
可変逆バイアス電圧を印加できるようにすることで達成
される。
の二つのｐｎ接合に設けられた電極の少なくとも１つに
可変逆バイアス電圧を印加できるようにすることで達成
される。
【００１８】
【作用】本発明の作用を拡散層を形成するシリコン半導
体の例で説明する。
体の例で説明する。
【００１９】以下に述べる作用は、基本的に拡散層を形
成しないＣｄＴｅのような化学半導体にも同様である。
成しないＣｄＴｅのような化学半導体にも同様である。
【００２０】図１は、半導体放射線検出器の一例であ
る。図１では一枚の半導体基板１の表裏に拡散層２，３
を設け半導体基板に設けられたサブストレート領域１１
とｐｎ接合を形成し、半導体基板表面に信号取り出し電
極である出力電極５，６を設けて半導体放射線検出素子
としている。そして、この半導体放射線検出素子を保護
ケース（図示せず）に固定し、出力電極にリード線を設
けて半導体放射線検出器を構成する。この半導体放射線
検出器の出力電極に逆バイアス電圧Ｖを印加すると空乏
層９，１０とサブストレート領域１１が図１のようにそ
れぞれ形成される。このような半導体放射線検出器に放
射線、例えばα線とβ線が入射すると、透過力の小さい
α線が表面側の空乏層９で、透過力の大きいβ線が主に
空乏層１０でエネルギーを吸収され、それぞれ電気的に
パルス信号となって出力電極から取り出される。図１で
は、出力信号はフィルターを介して取り出される。この
ように、空乏層の位置，パルス信号数等によって、放射
線の弁別とその強度を測定する。
る。図１では一枚の半導体基板１の表裏に拡散層２，３
を設け半導体基板に設けられたサブストレート領域１１
とｐｎ接合を形成し、半導体基板表面に信号取り出し電
極である出力電極５，６を設けて半導体放射線検出素子
としている。そして、この半導体放射線検出素子を保護
ケース（図示せず）に固定し、出力電極にリード線を設
けて半導体放射線検出器を構成する。この半導体放射線
検出器の出力電極に逆バイアス電圧Ｖを印加すると空乏
層９，１０とサブストレート領域１１が図１のようにそ
れぞれ形成される。このような半導体放射線検出器に放
射線、例えばα線とβ線が入射すると、透過力の小さい
α線が表面側の空乏層９で、透過力の大きいβ線が主に
空乏層１０でエネルギーを吸収され、それぞれ電気的に
パルス信号となって出力電極から取り出される。図１で
は、出力信号はフィルターを介して取り出される。この
ように、空乏層の位置，パルス信号数等によって、放射
線の弁別とその強度を測定する。
【００２１】このように放射線を検出するのは空乏層で
ある。本発明では、従来技術のように２つの空乏層の間
に接着するための接着層や２つのサブストレート領域間
の抵抗を小さくするため低比抵抗層を設ける必要がない
ために２つの空乏層を接近させることができるので、β
線のエネルギーが不感帯に吸収されることなく空乏層１
０に到達させることができ、β線の検出感度を向上する
ことができる。
ある。本発明では、従来技術のように２つの空乏層の間
に接着するための接着層や２つのサブストレート領域間
の抵抗を小さくするため低比抵抗層を設ける必要がない
ために２つの空乏層を接近させることができるので、β
線のエネルギーが不感帯に吸収されることなく空乏層１
０に到達させることができ、β線の検出感度を向上する
ことができる。
【００２２】また、このような一枚の半導体基板で検出
素子を作成するので、温度変化を与ても従来技術よりに
剥がれるという問題も発生せず、信頼性の高い半導体放
射線検出器並びに半導体放射線検出装置を提供すること
ができる。
素子を作成するので、温度変化を与ても従来技術よりに
剥がれるという問題も発生せず、信頼性の高い半導体放
射線検出器並びに半導体放射線検出装置を提供すること
ができる。
【００２３】更に、本発明では一枚の半導体基板の表裏
に拡散層を形成すればよいので、積層方法に比して製造
しやすい半導体放射線検出素子を提供できる。
に拡散層を形成すればよいので、積層方法に比して製造
しやすい半導体放射線検出素子を提供できる。
【００２４】本発明では、一枚の半導体基板を高比抵抗
半導体とすることで、積層法に比して更に次の効果を発
生する。空乏層の必要な厚さは、検出対象とする放射線
のエネルギーに依存する。一方、逆バイアス電圧Ｖ
(ｖ）を印加したときに形成される空乏層の深さｗ（μ
ｍ）は、半導体の比抵抗率ρ(Ω・cm)とすると、Ｐ型シ
リコンの場合、数１で近似できる。
半導体とすることで、積層法に比して更に次の効果を発
生する。空乏層の必要な厚さは、検出対象とする放射線
のエネルギーに依存する。一方、逆バイアス電圧Ｖ
(ｖ）を印加したときに形成される空乏層の深さｗ（μ
ｍ）は、半導体の比抵抗率ρ(Ω・cm)とすると、Ｐ型シ
リコンの場合、数１で近似できる。
【００２５】
【数１】
【００２６】エネルギーが８ＭｅＶのα線を検出するた
めには、６０μｍの空乏層が必要である。この時の必要
な半導体の比抵抗率ρは、逆バイアス電圧の実用的な印
加電圧を１００Ｖとすると、４００Ω・cmとなる。この
値は、十分に実現できる。本発明では、高比抵抗半導体
とは、比抵抗率が積層法で得られる値である数十Ω・cm
以上、強いていえば５０Ω・cm以上をいう。この結果、
高エネルギーをもつα線にも十分対処できる。
めには、６０μｍの空乏層が必要である。この時の必要
な半導体の比抵抗率ρは、逆バイアス電圧の実用的な印
加電圧を１００Ｖとすると、４００Ω・cmとなる。この
値は、十分に実現できる。本発明では、高比抵抗半導体
とは、比抵抗率が積層法で得られる値である数十Ω・cm
以上、強いていえば５０Ω・cm以上をいう。この結果、
高エネルギーをもつα線にも十分対処できる。
【００２７】また、前述したように、高比抵抗半導体で
は、単位面積あたりの漏洩電流が小さくできるので、面
積の拡大ができる。一方、接着法でも剥離による大面積
比は実現できなかったが、本発明のように一枚の半導体
基板と半導体放射線検出素子を構成することで、大面積
化が計れる。空乏層の広がりは、面積Ａに依存するの
で、物理的な面積の拡大は、そのまま検出面積の拡大に
なり、高感度化が実現できる。本発明では少なくとも、
従来に比べて４倍の８０cm2の大面積化が可能である。
は、単位面積あたりの漏洩電流が小さくできるので、面
積の拡大ができる。一方、接着法でも剥離による大面積
比は実現できなかったが、本発明のように一枚の半導体
基板と半導体放射線検出素子を構成することで、大面積
化が計れる。空乏層の広がりは、面積Ａに依存するの
で、物理的な面積の拡大は、そのまま検出面積の拡大に
なり、高感度化が実現できる。本発明では少なくとも、
従来に比べて４倍の８０cm2の大面積化が可能である。
【００２８】次に、サブストレート領域（拡散層等を形
成していない半導体基板と同一の部分）に二つのｐｎ接
合の共通電極を設けることの作用について述べる。空乏
層は絶縁層であり、サブストレート領域は、半導体基板
として抵抗率が数ｋΩ・cm〜数十ｋΩ・cmの高比抵抗体
を用いても、空乏層から見れば相対的に導体部分とみな
すことができる。従って、従来技術のように中間に放射
線に対して不感帯である低比抵抗層を設けなくても、サ
ブストレート領域に共通電極を設けることができる。図
１では、半導体基板の周囲に共通電極８を設けている。
また、従来技術でも低比抵抗層を形成せず、例えば２つ
のサブストレート領域のそれぞれに共通電極を設け、２
つの共通電極を外部で電極的に結合すればよい。この結
果、放射線に対して不感帯である低比抵抗層をなくすこ
とができるので、それだけ高感度化が実現できる。
成していない半導体基板と同一の部分）に二つのｐｎ接
合の共通電極を設けることの作用について述べる。空乏
層は絶縁層であり、サブストレート領域は、半導体基板
として抵抗率が数ｋΩ・cm〜数十ｋΩ・cmの高比抵抗体
を用いても、空乏層から見れば相対的に導体部分とみな
すことができる。従って、従来技術のように中間に放射
線に対して不感帯である低比抵抗層を設けなくても、サ
ブストレート領域に共通電極を設けることができる。図
１では、半導体基板の周囲に共通電極８を設けている。
また、従来技術でも低比抵抗層を形成せず、例えば２つ
のサブストレート領域のそれぞれに共通電極を設け、２
つの共通電極を外部で電極的に結合すればよい。この結
果、放射線に対して不感帯である低比抵抗層をなくすこ
とができるので、それだけ高感度化が実現できる。
【００２９】次に、半導体基板表裏のｐｎ接合の周囲に
ガードリングを設けることの作用について述べる。半導
体基板に欠陥があると、その欠陥により漏洩電流が流れ
る。一般的に欠陥は、半導体基板を切断したり、表面処
理をしたりする都合上、半導体基板の表面や側面に多
い。そこで、欠陥が多い表面や側面にガードリングを設
けることで、欠陥の多い領域に空乏層を形成するのを防
ぎ、出力信号となる漏洩電流を抑えることができる。こ
の結果、漏洩電流による感度低下も押さえることができ
るので高感度化が実現できる。
ガードリングを設けることの作用について述べる。半導
体基板に欠陥があると、その欠陥により漏洩電流が流れ
る。一般的に欠陥は、半導体基板を切断したり、表面処
理をしたりする都合上、半導体基板の表面や側面に多
い。そこで、欠陥が多い表面や側面にガードリングを設
けることで、欠陥の多い領域に空乏層を形成するのを防
ぎ、出力信号となる漏洩電流を抑えることができる。こ
の結果、漏洩電流による感度低下も押さえることができ
るので高感度化が実現できる。
【００３０】最後に、半導体基板に形成された二つのｐ
ｎ接合に設けられた電極の少なくとも１つに可変逆バイ
アス電圧を印加できるようにする作用について述べる。
前述したように空乏層の厚さは、放射線の透過エネルギ
ーに依存する。特に、α線とβ線を弁別する場合、α線
のエネルギーに応じて空乏層の厚さを決める必要があ
る。α線のエネルギーの割には空乏層９が薄いと、α線
が空乏層１０に入射し、α線とβ線を弁別できない。一
方、α線のエネルギーの割には空乏層９が厚いと、必要
以上の厚さの部分が分析対象外の放射線を検出してノイ
ズ源となり、Ｓ／Ｎが低下し高感度化が実現できない。
従って、本発明のようにα線のエネルギーに応じて空乏
層９の厚さを変えることができれば、確実な測定がで
き、あるいはＳ／Ｎの向上が計れるので高感度化が実現
できる。しかし、従来技術では、一定電圧が印加される
ようになっており、測定場所のα線のエネルギーに応じ
て印加電圧を変えることができなかった。従来技術で
も、電極に可変電圧を印加できるようにすることで、本
発明と同じ効果を得ることができる。また、α線検出部
の空乏層の厚さに応じて、β線検出部の空乏層の厚さを
変えることで、空乏層間の不感帯を無くすことができ
る。これはβ線に対しても高感度化が実現できることに
なる。α線に比べβ線は、透過力が大きいので空乏層の
厚さが厚すぎるということない。
ｎ接合に設けられた電極の少なくとも１つに可変逆バイ
アス電圧を印加できるようにする作用について述べる。
前述したように空乏層の厚さは、放射線の透過エネルギ
ーに依存する。特に、α線とβ線を弁別する場合、α線
のエネルギーに応じて空乏層の厚さを決める必要があ
る。α線のエネルギーの割には空乏層９が薄いと、α線
が空乏層１０に入射し、α線とβ線を弁別できない。一
方、α線のエネルギーの割には空乏層９が厚いと、必要
以上の厚さの部分が分析対象外の放射線を検出してノイ
ズ源となり、Ｓ／Ｎが低下し高感度化が実現できない。
従って、本発明のようにα線のエネルギーに応じて空乏
層９の厚さを変えることができれば、確実な測定がで
き、あるいはＳ／Ｎの向上が計れるので高感度化が実現
できる。しかし、従来技術では、一定電圧が印加される
ようになっており、測定場所のα線のエネルギーに応じ
て印加電圧を変えることができなかった。従来技術で
も、電極に可変電圧を印加できるようにすることで、本
発明と同じ効果を得ることができる。また、α線検出部
の空乏層の厚さに応じて、β線検出部の空乏層の厚さを
変えることで、空乏層間の不感帯を無くすことができ
る。これはβ線に対しても高感度化が実現できることに
なる。α線に比べβ線は、透過力が大きいので空乏層の
厚さが厚すぎるということない。
【００３１】
【実施例】以下、本発明の詳細な説明を実施例を用いて
説明する。図１は、半導体基板としてシリコン半導体を
用いた時の本発明の半導体放射線検出装置（以下単に検
出装置と呼ぶ）の一実施例を示す。検出装置は、大別し
て一点鎖線で示す半導体放射線検出器（以下単に検出器
と呼ぶ）２０と、検出器の電極に逆バイアス電圧を印加
する電源２１，２２及び検出器２０から得られる信号を
処理する信号処理部４０から構成される。なお、図１の
Ｒは負荷抵抗を示す。図２は、図１において検出器２０
のＡ−Ａ断面図である。検出器２０は、一枚の半導体基
板１に電極や保護膜を施した半導体放射線検出素子（以
下単に検出素子と呼ぶ）に、電極からのリード線や検出
素子を固定し保護するケース（図示せず）から構成され
る。本実施例では、半導体基板１としてｐ型のシリコン
半導体の高比抵抗体を用いる例を述べる。一枚の半導体
基板１の表裏（上・下）にリン不純物を含むｎ+ 拡散層
を熱拡散処理あるいはアルミニウム金属等を真空蒸着し
て設ける。この結果、２つの拡散層２，３と半導体基板
１の他の部分との間にそれぞれｐｎ接合を形成される。
熱拡散処理によるものが拡散接合を、真空蒸着によるも
のが表面障壁型の接合を形成する。図１は拡散接合の形
成例を示す。半導体基板１の表裏面はシリコン酸化被膜
４で絶縁し、ｐｎ接合部の一部から信号取り出し用の出
力電極５，６をアルミニウム金属の蒸着等によって設け
る。漏洩電流特に表面漏洩電流の増大を防止するガード
リングの役目をするｐ+ 層のチャンネルストッパー７を
半導体基板１の表裏の外側に設ける。以下の説明では、
チャンネルストッパーをガードリングという。出力電極
５，６に正の逆バイアス電圧を印加し、ガードリングに
設けたガードリング電極８を接地（共通電極）する事に
よって表裏のｎ+ 拡散層２，３から空乏層９，１０が広
がる。この時、ガードリングは、空乏層が半導体基板１
の側面方向に発達するのを防ぎ、側面に達した場合のブ
レーク（絶縁破壊）を防止する。複数の放射線を弁別す
る場合は、透過力の小さな放射線を検出する空乏層のあ
る面が放射線の入射窓となる。従って、放射線は矢印３
５の方から検出器２０に入射する。当然入射窓は放射線
の入射阻止による損失を無視できる厚さ（〜０.５μｍ
以下）にする必要がある。α・β線の弁別計測を例にと
るとα線はエネルギーに依存し、数μｍ〜数１０μｍの
透過力（飛程）となる。一方、β線はエネルギーＯｅＶ
から最大エネルギーＥｅＶまでの連続エネルギースペク
トルを持ち、その飛程は、最大エネルギーＥｅＶで同一
条件のα線に比べて１桁程度大きくなる。
説明する。図１は、半導体基板としてシリコン半導体を
用いた時の本発明の半導体放射線検出装置（以下単に検
出装置と呼ぶ）の一実施例を示す。検出装置は、大別し
て一点鎖線で示す半導体放射線検出器（以下単に検出器
と呼ぶ）２０と、検出器の電極に逆バイアス電圧を印加
する電源２１，２２及び検出器２０から得られる信号を
処理する信号処理部４０から構成される。なお、図１の
Ｒは負荷抵抗を示す。図２は、図１において検出器２０
のＡ−Ａ断面図である。検出器２０は、一枚の半導体基
板１に電極や保護膜を施した半導体放射線検出素子（以
下単に検出素子と呼ぶ）に、電極からのリード線や検出
素子を固定し保護するケース（図示せず）から構成され
る。本実施例では、半導体基板１としてｐ型のシリコン
半導体の高比抵抗体を用いる例を述べる。一枚の半導体
基板１の表裏（上・下）にリン不純物を含むｎ+ 拡散層
を熱拡散処理あるいはアルミニウム金属等を真空蒸着し
て設ける。この結果、２つの拡散層２，３と半導体基板
１の他の部分との間にそれぞれｐｎ接合を形成される。
熱拡散処理によるものが拡散接合を、真空蒸着によるも
のが表面障壁型の接合を形成する。図１は拡散接合の形
成例を示す。半導体基板１の表裏面はシリコン酸化被膜
４で絶縁し、ｐｎ接合部の一部から信号取り出し用の出
力電極５，６をアルミニウム金属の蒸着等によって設け
る。漏洩電流特に表面漏洩電流の増大を防止するガード
リングの役目をするｐ+ 層のチャンネルストッパー７を
半導体基板１の表裏の外側に設ける。以下の説明では、
チャンネルストッパーをガードリングという。出力電極
５，６に正の逆バイアス電圧を印加し、ガードリングに
設けたガードリング電極８を接地（共通電極）する事に
よって表裏のｎ+ 拡散層２，３から空乏層９，１０が広
がる。この時、ガードリングは、空乏層が半導体基板１
の側面方向に発達するのを防ぎ、側面に達した場合のブ
レーク（絶縁破壊）を防止する。複数の放射線を弁別す
る場合は、透過力の小さな放射線を検出する空乏層のあ
る面が放射線の入射窓となる。従って、放射線は矢印３
５の方から検出器２０に入射する。当然入射窓は放射線
の入射阻止による損失を無視できる厚さ（〜０.５μｍ
以下）にする必要がある。α・β線の弁別計測を例にと
るとα線はエネルギーに依存し、数μｍ〜数１０μｍの
透過力（飛程）となる。一方、β線はエネルギーＯｅＶ
から最大エネルギーＥｅＶまでの連続エネルギースペク
トルを持ち、その飛程は、最大エネルギーＥｅＶで同一
条件のα線に比べて１桁程度大きくなる。
【００３２】従って、図１の拡散層２側を放射線の入射
窓とすれば、空乏層９側がα・β線の検出領域であり、
空乏層１０側にはα線が到達せずβ線の検出領域とな
る。あらかじめ、計測対象となるα線核種がわかってい
る場合（エネルギーがわかっている場合のことであり、
荷電粒子の計測では試料の前処理で測定対象の核種を化
学分離などを行なってから計測するケースが一般的であ
る）は、前述したように逆バイアス電圧の設定でα線の
透過力に合わせて空乏層９の深さを容易に設定すること
ができる。同様に空乏層９と空乏層１０の間は放射線検
出の不感層となる。この部分にβ線が入射してもβ線の
検出信号に寄与しない。従って、この不感層をできるだ
け小さくする事がβ線検出の重要なポイントとなる。本
発明の検出素子では、α線用に必要な空乏層９の深さを
設定した残りをすべてβ線検出用の空乏層１０に設定す
る事が可能となる。すなわち、β線検出側の出力電極６
に印加する逆バイアス電圧でβ線検出用の空乏層１０の
深さを容易に設定できる。これは本発明の検出素子構造
であるからして成し得るものである。従来技術の公知例
では、物理的に荷電粒子検出に不感となる共通電極を二
つの高比抵抗層の間に設けていたため、本発明のような
理想的な条件は設定できない。ただし、従来技術では、
α線の空乏層の深さの設定に合わせて不感帯がなくなる
様にβ線の空乏層の深さを設定することは出来ないが、
従来技術においても、本発明のようにβ線に対する逆バ
イアス電圧を可変にすれば、α線に対する空乏層の深さ
をα線の最大エネルギーになるように制御し、α線に対
する感度を向上することができる。
窓とすれば、空乏層９側がα・β線の検出領域であり、
空乏層１０側にはα線が到達せずβ線の検出領域とな
る。あらかじめ、計測対象となるα線核種がわかってい
る場合（エネルギーがわかっている場合のことであり、
荷電粒子の計測では試料の前処理で測定対象の核種を化
学分離などを行なってから計測するケースが一般的であ
る）は、前述したように逆バイアス電圧の設定でα線の
透過力に合わせて空乏層９の深さを容易に設定すること
ができる。同様に空乏層９と空乏層１０の間は放射線検
出の不感層となる。この部分にβ線が入射してもβ線の
検出信号に寄与しない。従って、この不感層をできるだ
け小さくする事がβ線検出の重要なポイントとなる。本
発明の検出素子では、α線用に必要な空乏層９の深さを
設定した残りをすべてβ線検出用の空乏層１０に設定す
る事が可能となる。すなわち、β線検出側の出力電極６
に印加する逆バイアス電圧でβ線検出用の空乏層１０の
深さを容易に設定できる。これは本発明の検出素子構造
であるからして成し得るものである。従来技術の公知例
では、物理的に荷電粒子検出に不感となる共通電極を二
つの高比抵抗層の間に設けていたため、本発明のような
理想的な条件は設定できない。ただし、従来技術では、
α線の空乏層の深さの設定に合わせて不感帯がなくなる
様にβ線の空乏層の深さを設定することは出来ないが、
従来技術においても、本発明のようにβ線に対する逆バ
イアス電圧を可変にすれば、α線に対する空乏層の深さ
をα線の最大エネルギーになるように制御し、α線に対
する感度を向上することができる。
【００３３】なお、空乏層の広がりはｐｎ接合の面積Ａ
に依存し、その深さＷは、数１に従う。この時の電気的
な容量ＣPFは、次式で近似できる。
に依存し、その深さＷは、数１に従う。この時の電気的
な容量ＣPFは、次式で近似できる。
【００３４】
【数２】
【００３５】Ａはｐｎ接合の形状で決まり、Ｗは逆バイ
アス電圧を変えることに変化する。逆バイアス電圧をパ
ラメータにした電気的容量Ｃを測定する事によって空乏
層の広がりと深さを確認する事ができる。
アス電圧を変えることに変化する。逆バイアス電圧をパ
ラメータにした電気的容量Ｃを測定する事によって空乏
層の広がりと深さを確認する事ができる。
【００３６】図３にはα・β線弁別計測の原理図を示
す。放射線の入射側のα線を検出する空乏層（ＳＳＤ
α）３０と、その後段に設けるβ線の検出する空乏層
(ＳＳＤβ)３１とする。それぞれの検出信号をＳα，Ｓ
βとする。Ｓα，Ｓβは１つの放射線の空乏層の入射に
対してパルス計流波形の形をとる。そこで、Ｓα，Ｓβ
のパルス電数の波高値に対する各々の計数値すなわち計
測スペクトルをとると、図４のようになる。波高値はエ
ネルギーに比例する。図４の横軸はエネルギーを示すこ
とになるから、図４はＳＳＤα３０，ＳＳＤβ３１の空
乏層の厚さとは関係なく、単にＳα，Ｓβのエネルギー
スペクトルを示したものである。図４において、Ｓα，
Ｓβは本発明の値を示し、Ｓβ′は従来技術の値を示
す。β線はＯｅＶから連続したエネルギーをとるＳＳＤ
α３０には、ある一定以下のエネルギーβ線と、すべて
のα線が検出される。一方、ＳＳＤβ３１には、ある一
定以上のエネルギーのβ線が検出される。
す。放射線の入射側のα線を検出する空乏層（ＳＳＤ
α）３０と、その後段に設けるβ線の検出する空乏層
(ＳＳＤβ)３１とする。それぞれの検出信号をＳα，Ｓ
βとする。Ｓα，Ｓβは１つの放射線の空乏層の入射に
対してパルス計流波形の形をとる。そこで、Ｓα，Ｓβ
のパルス電数の波高値に対する各々の計数値すなわち計
測スペクトルをとると、図４のようになる。波高値はエ
ネルギーに比例する。図４の横軸はエネルギーを示すこ
とになるから、図４はＳＳＤα３０，ＳＳＤβ３１の空
乏層の厚さとは関係なく、単にＳα，Ｓβのエネルギー
スペクトルを示したものである。図４において、Ｓα，
Ｓβは本発明の値を示し、Ｓβ′は従来技術の値を示
す。β線はＯｅＶから連続したエネルギーをとるＳＳＤ
α３０には、ある一定以下のエネルギーβ線と、すべて
のα線が検出される。一方、ＳＳＤβ３１には、ある一
定以上のエネルギーのβ線が検出される。
【００３７】ＳＳＤα３０で検出される信号のＳαのβ
線の寄与率ｆβはあらかじめ、β線の最大エネルギーが
既知のβ線源を用いて校正する事によって決定する事が
できる。また、本発明のβ線検出器側の測定スペクトル
からβ線の最大エネルギーＥmax を決定し、ｆβを算定
する事も可能である。これらの関係から正味のα線計測
値Ｃαとβ線計数値Ｃβは次式で表わせる。
線の寄与率ｆβはあらかじめ、β線の最大エネルギーが
既知のβ線源を用いて校正する事によって決定する事が
できる。また、本発明のβ線検出器側の測定スペクトル
からβ線の最大エネルギーＥmax を決定し、ｆβを算定
する事も可能である。これらの関係から正味のα線計測
値Ｃαとβ線計数値Ｃβは次式で表わせる。
【００３８】
【数３】
【００３９】
【数４】
【００４０】これらの計数値Ｓα，Ｓβにはγ線の寄与
が含まれるが、図４に示したとおり、γ線の波高値はα
・β線に比べて、さらに波高値が小さく、ディスクリ回
路で容易に弁別できる。
が含まれるが、図４に示したとおり、γ線の波高値はα
・β線に比べて、さらに波高値が小さく、ディスクリ回
路で容易に弁別できる。
【００４１】さて、従来技術で述べたように二つの高比
抵抗体の間に共通電極を設けβ線の検出感度が小さくな
る場合は図４に示したスペクトルＳβ′となる。これは
上数３，数４の関係からも明らかなように、α・β線の
正味計数値Ｃα，Ｃβに直接影響することになる。Ｃα
に対してはα・β線弁別機能が著しく低下することにな
る。Ｃβに対しては直接検出感度が低下することを示
す。従来技術との感度差は５〜１０倍となる。
抵抗体の間に共通電極を設けβ線の検出感度が小さくな
る場合は図４に示したスペクトルＳβ′となる。これは
上数３，数４の関係からも明らかなように、α・β線の
正味計数値Ｃα，Ｃβに直接影響することになる。Ｃα
に対してはα・β線弁別機能が著しく低下することにな
る。Ｃβに対しては直接検出感度が低下することを示
す。従来技術との感度差は５〜１０倍となる。
【００４２】また、本実施例においては、２つのｐｎ接
合の共通電極をサブストレート領域に設けている。作用
の項で説明したように空乏層に比べてサブストレート領
域は導体部分と見なすことができるので、サブストレー
ト領域を共通電極とすることができる。この結果、新た
に従来技術のように低比抵抗層を設ける必要がない。こ
の結果、２つの空乏層の間で余計な不感帯を形成するこ
とがないので高感度化が実現できる。従来技術において
も、後述するようにこのサブストレート領域に共通電極
を設け、その２つのサブストレート領域を前記電極を介
して同電位することで余分な低比抵抗層を設ける必要が
なくなり、高感度が実現できる。
合の共通電極をサブストレート領域に設けている。作用
の項で説明したように空乏層に比べてサブストレート領
域は導体部分と見なすことができるので、サブストレー
ト領域を共通電極とすることができる。この結果、新た
に従来技術のように低比抵抗層を設ける必要がない。こ
の結果、２つの空乏層の間で余計な不感帯を形成するこ
とがないので高感度化が実現できる。従来技術において
も、後述するようにこのサブストレート領域に共通電極
を設け、その２つのサブストレート領域を前記電極を介
して同電位することで余分な低比抵抗層を設ける必要が
なくなり、高感度が実現できる。
【００４３】さらに、本実施例においては、半導体基板
の表裏の周囲のサブストレート領域に漏洩電流を抑える
チャンネルストッパ（ガードリング）を設けている。本
実施例ではｎ+ 拡散層２，３とは反対のｐ+ からなるガ
ードリング７に共通電極８を設けている。このガードリ
ングがないと空乏層は、半導体基板１の深さ方向とは別
に横に広がり、時には基板の端面に達すると絶縁破壊す
る。ガードリングを設けると、漏洩電流の発生源となる
欠陥が多く存在する表面や端面に空乏層が広がるのを抑
えることができるので、漏洩電流が小さくできる。この
意味からも、本実施例は高感度化に寄与できる。本実施
例においては、ガードリング７に共通電極８を設けた
が、共通電極８を他のサブストレート領域に設けても同
様の効果を得ることができる。
の表裏の周囲のサブストレート領域に漏洩電流を抑える
チャンネルストッパ（ガードリング）を設けている。本
実施例ではｎ+ 拡散層２，３とは反対のｐ+ からなるガ
ードリング７に共通電極８を設けている。このガードリ
ングがないと空乏層は、半導体基板１の深さ方向とは別
に横に広がり、時には基板の端面に達すると絶縁破壊す
る。ガードリングを設けると、漏洩電流の発生源となる
欠陥が多く存在する表面や端面に空乏層が広がるのを抑
えることができるので、漏洩電流が小さくできる。この
意味からも、本実施例は高感度化に寄与できる。本実施
例においては、ガードリング７に共通電極８を設けた
が、共通電極８を他のサブストレート領域に設けても同
様の効果を得ることができる。
【００４４】本実施例の検出素子構造は一枚の高比抵抗
体で多層検出素子を実現できるので、他の検出素子を積
層・接着する必要が全く不要となる。例えば拡散接合を
設ける場合には表裏の熱拡散を同時に行なうことが可能
である。これは検出素子製造のプロセスを従来の１／３
以下に減少でき、製造コストを１／３以下にできる事に
なる。さらに、積層・接着等の構造を採用しないので熱
膨張係数の差による耐熱性の低下や機械的振動に強くな
るなどの信頼性を著しく向上できる。
体で多層検出素子を実現できるので、他の検出素子を積
層・接着する必要が全く不要となる。例えば拡散接合を
設ける場合には表裏の熱拡散を同時に行なうことが可能
である。これは検出素子製造のプロセスを従来の１／３
以下に減少でき、製造コストを１／３以下にできる事に
なる。さらに、積層・接着等の構造を採用しないので熱
膨張係数の差による耐熱性の低下や機械的振動に強くな
るなどの信頼性を著しく向上できる。
【００４５】また、従来技術のエピタキシャル成長法の
積層では高比抵抗体の抵抗率の限界が数１０Ω・cmであ
った。漏洩電流Ｉｄと抵抗率ρの関係は
積層では高比抵抗体の抵抗率の限界が数１０Ω・cmであ
った。漏洩電流Ｉｄと抵抗率ρの関係は
【００４６】
【数５】
【００４７】であり、高比抵抗体（数ＫΩ・cm）を直接
用いる素子の漏洩電流が極めて小さいことがわかる。こ
れは従来技術では高感度化を図る大面積化が難しいこと
を意味する。
用いる素子の漏洩電流が極めて小さいことがわかる。こ
れは従来技術では高感度化を図る大面積化が難しいこと
を意味する。
【００４８】本発明の検出素子は抵抗率５０Ω・cm以
上、特に数Ω・cm以上の高比抵抗体を直接用いて多層検
出素子構造を実現できるので、大面積化も４倍以上を容
易に達成できる。
上、特に数Ω・cm以上の高比抵抗体を直接用いて多層検
出素子構造を実現できるので、大面積化も４倍以上を容
易に達成できる。
【００４９】次にＳＳＤαとＳＳＤβ検出素子の最適な
設定法について述べる。図５に高比抵抗体の半導体基板
１の厚さをＬとした場合の最適な空乏層の設定状態を示
す。ｐｎ接合部は図示せず。α線のエネルギーに応じて
ＳＳＤαの空乏層深さをＬα，Ｌα′とし、ＳＳＤβの
空乏層深さＬβ，Ｌβ′とする。最適な条件は高比抵抗
体の厚さＬは一定なので、Ｌ＝Ｌα＋ＬβあるいはＬ＝
Ｌα′＋Ｌβ′となる。高比抵抗体１の抵抗率ρは同一
であり、ＳＳＤαとＳＳＤβに印加する逆バイアス電圧
によって、この最適条件は容易に設定可能である。数１
から、抵抗率ρを４Ｋｌ・cmとしたときの印加逆バイア
スと空乏層深さの関係を図６に示す。高比抵抗層の厚さ
Ｌを２００μｍとしたときの具体的な最適条件設定例を
以下に示す。
設定法について述べる。図５に高比抵抗体の半導体基板
１の厚さをＬとした場合の最適な空乏層の設定状態を示
す。ｐｎ接合部は図示せず。α線のエネルギーに応じて
ＳＳＤαの空乏層深さをＬα，Ｌα′とし、ＳＳＤβの
空乏層深さＬβ，Ｌβ′とする。最適な条件は高比抵抗
体の厚さＬは一定なので、Ｌ＝Ｌα＋ＬβあるいはＬ＝
Ｌα′＋Ｌβ′となる。高比抵抗体１の抵抗率ρは同一
であり、ＳＳＤαとＳＳＤβに印加する逆バイアス電圧
によって、この最適条件は容易に設定可能である。数１
から、抵抗率ρを４Ｋｌ・cmとしたときの印加逆バイア
スと空乏層深さの関係を図６に示す。高比抵抗層の厚さ
Ｌを２００μｍとしたときの具体的な最適条件設定例を
以下に示す。
【００５０】
【表１】
【００５１】
【表２】
【００５２】表１はα線のエネルギーが数ＭｅＶまでを
対象にした構成であり、表２はα線のエネルギーが１０
ＭｅＶ程度を対象にしたものである。
対象にした構成であり、表２はα線のエネルギーが１０
ＭｅＶ程度を対象にしたものである。
【００５３】α線のエネルギーとシリコン中のα線の飛
程（ＳＳＤαの必要な空乏層深さ）は一定の関係がある
ので、次のような、α・β線弁別計測装置を容易に実現
できる。図７に本発明を用いたα・β線弁別計測装置の
構成を示す。この装置は、半導体放射線検出器２０に逆
バイアス電圧印加回路２１，２２を独立に設け、逆バイ
アス電圧を制御する制御装置４３および検出信号計測回
路４４、α・β線成分演算部４５から成る。制御装置４
３は、検出素子の厚さＬに対して、測定対象となるα線
放出核種の透過力（Ｌα）あるいはα線のエネルギー
（ＭｅＶ）を入力すると、自動的にβ線計測用の空乏層
深さ（Ｌβ）を維持するように、両検出素子へ逆バイア
スを電圧制御する。その他、ｐｎ接合部には通常接合電
位（ビルトインポテンシャル〜１Ｖ以下）が発生してお
り、この電圧でも空乏層は広がっている。すなわち、極
めて空乏層の浅い検出素子が必要な場合はα線検出側を
無バイアスで検出器として作動させる事も可能である。
程（ＳＳＤαの必要な空乏層深さ）は一定の関係がある
ので、次のような、α・β線弁別計測装置を容易に実現
できる。図７に本発明を用いたα・β線弁別計測装置の
構成を示す。この装置は、半導体放射線検出器２０に逆
バイアス電圧印加回路２１，２２を独立に設け、逆バイ
アス電圧を制御する制御装置４３および検出信号計測回
路４４、α・β線成分演算部４５から成る。制御装置４
３は、検出素子の厚さＬに対して、測定対象となるα線
放出核種の透過力（Ｌα）あるいはα線のエネルギー
（ＭｅＶ）を入力すると、自動的にβ線計測用の空乏層
深さ（Ｌβ）を維持するように、両検出素子へ逆バイア
スを電圧制御する。その他、ｐｎ接合部には通常接合電
位（ビルトインポテンシャル〜１Ｖ以下）が発生してお
り、この電圧でも空乏層は広がっている。すなわち、極
めて空乏層の浅い検出素子が必要な場合はα線検出側を
無バイアスで検出器として作動させる事も可能である。
【００５４】また、以上の実施例ではα線とβ線の弁別
を主体に説明しているが、α線より飛程の小さい低エネ
ルギーＸ線とα線の弁別計測、あるいは、低エネルギー
Ｘ線とβ線の弁別計測にも容易に応用可能である。
を主体に説明しているが、α線より飛程の小さい低エネ
ルギーＸ線とα線の弁別計測、あるいは、低エネルギー
Ｘ線とβ線の弁別計測にも容易に応用可能である。
【００５５】図８には本発明の他の実施例を示す。一枚
の高比抵抗体１の表裏にドーナツ状の拡散層２，３を独
立に設け、表裏に中空状の空乏層９，１０を形成する。
中央に中間電極（共通電極）８を設け、この共通電極と
表裏の両ｐｎ接合部に逆バイアス電圧を印加する。この
変形例の如く、本発明の放射線有感面積は任意の形状に
設定できる。これは測定試料の形状に合わせる事、設置
する装置の必要な形状に合わせて設定可能である。
の高比抵抗体１の表裏にドーナツ状の拡散層２，３を独
立に設け、表裏に中空状の空乏層９，１０を形成する。
中央に中間電極（共通電極）８を設け、この共通電極と
表裏の両ｐｎ接合部に逆バイアス電圧を印加する。この
変形例の如く、本発明の放射線有感面積は任意の形状に
設定できる。これは測定試料の形状に合わせる事、設置
する装置の必要な形状に合わせて設定可能である。
【００５６】本発明を用いての放射線のエネルギースペ
クトルを測定する方法を示す。例えば、図１において逆
バイアス電圧を走査して、α線のエネルギースペクトル
を求める場合を説明する。図９（ａ）は各逆バイアス電
圧すなわち空乏層の深さに対する時の各々の合計値数Ｃ
を示す。Ｃi が空乏層の深さがもっとも深く（もっとも
エネルギーが高い放射線，荷電粒子が含まれる）、Ｃ
i-1からＣi-4になるに従って高エネルギー成分がカット
されることになる。図９（ｂ）は（ａ）の計数値Ｃの差
分（ΔＣi＝Ｃi−Ｃi-1，ΔＣi-1＝Ｃi-1−Ｃi-2)を取
ったものである。（ｂ）の結果は本検出器で測定される
エネルギースペクトルそのものである。このようにα線
のエネルギースペクトルが求まる。図１においてβ線も
同様にエネルギースペクトルを求めることができる。ま
た、α線の最大エネルギーが求まれば、それに必要な空
乏層の厚さを自動的に設定できる。α線の空乏層の厚さ
が自動的に求まれば、β線の空乏層の厚さを自動的に決
めることができる。
クトルを測定する方法を示す。例えば、図１において逆
バイアス電圧を走査して、α線のエネルギースペクトル
を求める場合を説明する。図９（ａ）は各逆バイアス電
圧すなわち空乏層の深さに対する時の各々の合計値数Ｃ
を示す。Ｃi が空乏層の深さがもっとも深く（もっとも
エネルギーが高い放射線，荷電粒子が含まれる）、Ｃ
i-1からＣi-4になるに従って高エネルギー成分がカット
されることになる。図９（ｂ）は（ａ）の計数値Ｃの差
分（ΔＣi＝Ｃi−Ｃi-1，ΔＣi-1＝Ｃi-1−Ｃi-2)を取
ったものである。（ｂ）の結果は本検出器で測定される
エネルギースペクトルそのものである。このようにα線
のエネルギースペクトルが求まる。図１においてβ線も
同様にエネルギースペクトルを求めることができる。ま
た、α線の最大エネルギーが求まれば、それに必要な空
乏層の厚さを自動的に設定できる。α線の空乏層の厚さ
が自動的に求まれば、β線の空乏層の厚さを自動的に決
めることができる。
【００５７】以上の素子構造はｐ型シリコン基板を用い
たｐｎ接合型の例である。同様にｎ型シリコン基板を用
いる場合は信号の取出し電極５，６に負の逆バイアスを
印加する事によって本発明は容易になし得る。
たｐｎ接合型の例である。同様にｎ型シリコン基板を用
いる場合は信号の取出し電極５，６に負の逆バイアスを
印加する事によって本発明は容易になし得る。
【００５８】以上の説明は放射線（荷電粒子）検出素子
として述べているが、本発明の検出素子を用いた空間線
量率モニタ（エリアモニタ），サーベイメータ，個人被
曝線量計等、あらゆる放射線測定器に採用する事が可能
であり、それぞれの分野でα・β線の同時弁別計測機能
を付加した実用的な新した測定機器を提供できる。
として述べているが、本発明の検出素子を用いた空間線
量率モニタ（エリアモニタ），サーベイメータ，個人被
曝線量計等、あらゆる放射線測定器に採用する事が可能
であり、それぞれの分野でα・β線の同時弁別計測機能
を付加した実用的な新した測定機器を提供できる。
【００５９】また、ここではα・β線の荷電粒子弁別を
主に説明しているが、陽子線や重水素，トリチウム等へ
の荷電粒子計測へも直接適用できる。すなわち、高エネ
ルギー加速器を利用する施設での荷電粒子弁別計測に適
用でき得る。
主に説明しているが、陽子線や重水素，トリチウム等へ
の荷電粒子計測へも直接適用できる。すなわち、高エネ
ルギー加速器を利用する施設での荷電粒子弁別計測に適
用でき得る。
【００６０】さらに、図１０，図１１を用いて共通電極
に関する本発明を従来技術に応用した実施例を説明す
る。図１０はタイプＡ，図１１はタイプＢを示す。図１
０，図１１において、図１と同じ機能のものは、図１と
同じ番号で示す。これら実施例において、２つのｐｎ接
合は、各々、２つの半導体基板１αβ，１βの表面に形
成されている。２つの半導体基板は、保護ケース（図示
せず）で固定するか従来技術のように接着する。各共通
電極８αβ，８βは、各々の半導体基板１αβ，１βの
サブストレート１１αβ，１１βに形成される。２つの
共通電極８αβ，８βは互いに接続されるか、各々独立
に接地する。上記において添字αβは、α線，β線の両
方を検出する役目を持ち添字βはβ線のみを検出する役
目を持つことを表わす。
に関する本発明を従来技術に応用した実施例を説明す
る。図１０はタイプＡ，図１１はタイプＢを示す。図１
０，図１１において、図１と同じ機能のものは、図１と
同じ番号で示す。これら実施例において、２つのｐｎ接
合は、各々、２つの半導体基板１αβ，１βの表面に形
成されている。２つの半導体基板は、保護ケース（図示
せず）で固定するか従来技術のように接着する。各共通
電極８αβ，８βは、各々の半導体基板１αβ，１βの
サブストレート１１αβ，１１βに形成される。２つの
共通電極８αβ，８βは互いに接続されるか、各々独立
に接地する。上記において添字αβは、α線，β線の両
方を検出する役目を持ち添字βはβ線のみを検出する役
目を持つことを表わす。
【００６１】図１０で示されたタイプＡ型は、２つのｐ
ｎ接合を検出器２０の両表面に形成している。電源２１
の出力電圧は可変であり、一方、電源２２の出力電圧は
一定電圧である。このタイプＡ型は、次の理由により高
感度化が実現できる。第一に、２つの空乏層の間に低比
抵抗層のような不感帯を除去できる。第二に、高比抵抗
半導体基板を使用できるので、１００Ｖという実用的な
電圧で高エネルギーα線を検出できる。第三に、α線検
出用の空乏層９の深さは、図１で説明したようにα線の
最大エネルギーに合わせることができる。
ｎ接合を検出器２０の両表面に形成している。電源２１
の出力電圧は可変であり、一方、電源２２の出力電圧は
一定電圧である。このタイプＡ型は、次の理由により高
感度化が実現できる。第一に、２つの空乏層の間に低比
抵抗層のような不感帯を除去できる。第二に、高比抵抗
半導体基板を使用できるので、１００Ｖという実用的な
電圧で高エネルギーα線を検出できる。第三に、α線検
出用の空乏層９の深さは、図１で説明したようにα線の
最大エネルギーに合わせることができる。
【００６２】一方、図１１で示されたタイプＢは、β線
検出用のｐｎ接合は検出器２０の内側に形成されてお
り、絶縁膜２５が２つの半導体基板１αβ，１βの間に
設けられている。タイプＡ型とは逆に電源２１の出力電
圧は一定であり、電源２２の出力電圧は可変である。共
通電極８βは絶縁膜２５の厚さを減少させるために検出
器の表面に形成されてこのタイプＢも次に示す理由に高
感度化も実現できる。第一に、タイプＡと同様に１００
Ｖという実用的な電圧で高エネルギーα線を検出でき
る。第二に、β線検出用の空乏層１０の深さを、β線の
最大エネルギーに合わせるように制御することができ
る。タイプＢ型においても、２つの空乏層９，１０の間
に不感帯が生じるけれども、タイプＡ型と同様に、電源
２１の出力電圧を可変にして、α線の最大エネルギーに
合わせて、空乏層９の深さを制御することも可能であ
る。
検出用のｐｎ接合は検出器２０の内側に形成されてお
り、絶縁膜２５が２つの半導体基板１αβ，１βの間に
設けられている。タイプＡ型とは逆に電源２１の出力電
圧は一定であり、電源２２の出力電圧は可変である。共
通電極８βは絶縁膜２５の厚さを減少させるために検出
器の表面に形成されてこのタイプＢも次に示す理由に高
感度化も実現できる。第一に、タイプＡと同様に１００
Ｖという実用的な電圧で高エネルギーα線を検出でき
る。第二に、β線検出用の空乏層１０の深さを、β線の
最大エネルギーに合わせるように制御することができ
る。タイプＢ型においても、２つの空乏層９，１０の間
に不感帯が生じるけれども、タイプＡ型と同様に、電源
２１の出力電圧を可変にして、α線の最大エネルギーに
合わせて、空乏層９の深さを制御することも可能であ
る。
【００６３】最後に、今まで本発明は高比抵抗半導体材
料としてシリコンの例で説明したが、ＣｄＴｅ，ＨｇＩ
2 等の化合物半導体を含む材料にも適用可能である。
料としてシリコンの例で説明したが、ＣｄＴｅ，ＨｇＩ
2 等の化合物半導体を含む材料にも適用可能である。
【００６４】図１２に、ＣｄＴｅ化合物半導体（以後、
ＣｄＴｅ半導体という）の実施例を示す。検出装置は、
図１と同様に大別して一点鎖線で示す検出器７０と、検
出器７０の電極に逆バイアス電圧を印加する電源５１，
５２及び検出器７０から得られる信号を処理する信号処
理部４０から構成される。ＣｄＴｅ半導体基板６１の表
裏にＡｌ蒸着電極５５，５６を蒸着する。蒸着すると、
ＣｄＴｅ半導体基板６１とＡｌ蒸発電極５５，５６の間
に金属と半導体基板の接触で発生するシットキーバリア
によってｐｎ接合６３，６４が形成される。共通電極５
８はメサ形６２に成形した一部にＡｕ（金）を蒸着して
オーミックコンタクトを作る。
ＣｄＴｅ半導体という）の実施例を示す。検出装置は、
図１と同様に大別して一点鎖線で示す検出器７０と、検
出器７０の電極に逆バイアス電圧を印加する電源５１，
５２及び検出器７０から得られる信号を処理する信号処
理部４０から構成される。ＣｄＴｅ半導体基板６１の表
裏にＡｌ蒸着電極５５，５６を蒸着する。蒸着すると、
ＣｄＴｅ半導体基板６１とＡｌ蒸発電極５５，５６の間
に金属と半導体基板の接触で発生するシットキーバリア
によってｐｎ接合６３，６４が形成される。共通電極５
８はメサ形６２に成形した一部にＡｕ（金）を蒸着して
オーミックコンタクトを作る。
【００６５】Ａｌ蒸着電極５５と共通電極５８間のＣｄ
Ｔｅ露出部は絶縁ペースト１００で表面保護を行なう。
同様にＡｌ蒸着電極５６側のメサ形部表面にも絶縁ペー
スト１０１を塗布する。
Ｔｅ露出部は絶縁ペースト１００で表面保護を行なう。
同様にＡｌ蒸着電極５６側のメサ形部表面にも絶縁ペー
スト１０１を塗布する。
【００６６】本発明のＳｉ素子と同一の動作をさせるた
め、両電極５５，５６に所定の逆バイアス−Ｖを印加
し、必要な厚さの空乏層５９，６０を形成させる。この
時サブストレート領域７１も形成される。荷電粒子の入
射面側の電極５５の出力がα線とβ線の出力となり、反
対側の電極５６の出力がβ線用となる。矢印３５は図１
と同様に荷電粒子の入射方向を示す。ＣｄＴｅ半導体で
は、Ｓｉ素子のようにチャンネルストッパを設けること
ができないので、漏洩電流を低減させるガードリングと
してメサ形構造を採用している。以下、荷電粒子弁別計
測の原理はＳｉ素子と同様である。
め、両電極５５，５６に所定の逆バイアス−Ｖを印加
し、必要な厚さの空乏層５９，６０を形成させる。この
時サブストレート領域７１も形成される。荷電粒子の入
射面側の電極５５の出力がα線とβ線の出力となり、反
対側の電極５６の出力がβ線用となる。矢印３５は図１
と同様に荷電粒子の入射方向を示す。ＣｄＴｅ半導体で
は、Ｓｉ素子のようにチャンネルストッパを設けること
ができないので、漏洩電流を低減させるガードリングと
してメサ形構造を採用している。以下、荷電粒子弁別計
測の原理はＳｉ素子と同様である。
【００６７】
【発明の効果】本発明によれば、一枚の半導体基板、特
に比抵抗率５０Ω・cm以上の高比抵抗半導体基板の表裏
にｐｎ接合を設けることで次の効果が達成される。
に比抵抗率５０Ω・cm以上の高比抵抗半導体基板の表裏
にｐｎ接合を設けることで次の効果が達成される。
【００６８】第１に高感度が実現できる半導体放射線検
出器並びに半導体放射線検出装置を提供することができ
る。第２に、接着する必要性がないことが信頼性の高い
半導体放射線検出器並びに半導体放射線検出装置を提供
することができる。第３に、製作しやすい半導体放射線
検出素子と製造方法を提供することができる。
出器並びに半導体放射線検出装置を提供することができ
る。第２に、接着する必要性がないことが信頼性の高い
半導体放射線検出器並びに半導体放射線検出装置を提供
することができる。第３に、製作しやすい半導体放射線
検出素子と製造方法を提供することができる。
【００６９】また、サブストレート領域に二つのｐｎ接
合の共通電極を設けることで、高感度が実現できる半導
体放射線検出器並びに半導体放射線検出装置を提供する
ことができる。
合の共通電極を設けることで、高感度が実現できる半導
体放射線検出器並びに半導体放射線検出装置を提供する
ことができる。
【００７０】更に、半導体表裏のｐｎ接合の周囲にガー
ドリングを設けることで漏洩電流を低く抑え、高感度が
実現できる半導体放射線検出器並びに半導体放射線検出
装置を提供することができる。
ドリングを設けることで漏洩電流を低く抑え、高感度が
実現できる半導体放射線検出器並びに半導体放射線検出
装置を提供することができる。
【００７１】また、半導体基板に形成された二つのｐｎ
接合に設けられた電極の少なくとも１つに可変逆バイア
ス電圧を印加できるようにすることで次の効果が達成さ
れる。
接合に設けられた電極の少なくとも１つに可変逆バイア
ス電圧を印加できるようにすることで次の効果が達成さ
れる。
【００７２】第１の高感度が実現できる半導体放射線検
出器並びに半導体放射線検出装置を提供することができ
る。第２に、計測対象の放射線のエネルギースペクトル
を求めることができる。
出器並びに半導体放射線検出装置を提供することができ
る。第２に、計測対象の放射線のエネルギースペクトル
を求めることができる。
【００７３】最後に、上記した手段を複合することで、
２０〜４０倍以上の高感度な半導体放射線検出器並びに
半導体放射線検出装置を提供することができる。
２０〜４０倍以上の高感度な半導体放射線検出器並びに
半導体放射線検出装置を提供することができる。
【図１】本発明の一実施例。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】α・β線弁別計測の原理図。
【図４】α・β線の計測スペクトル。
【図５】高比抵抗体内の最適な空乏層深さの設定状態。
【図６】印加逆バイアスと空乏層深さの関係。
【図７】本発明を用いたα・β線弁別計測装置の構成。
【図８】本発明の変形例を示す図。
【図９】本発明による放射線エネルギースペクトル測定
法。
法。
【図１０】共通電極に関する発明を従来技術に適用した
場合の実施例。
場合の実施例。
【図１１】共通電極に関する発明を従来技術に適用した
場合の他の実施例。
場合の他の実施例。
【図１２】ＣｄＴｅ化合物半導体に本発明を適用した場
合の実施例。
合の実施例。
１，１６…半導体基板、２，３…ｎ+ 拡散層、４…シリ
コン酸化膜、５，６，５５，５６…出力電極、７…チャ
ンネルストッパー（ガードリング）、８…共通電極（ガ
ードリング電極）、９，１０，５９，６０…空乏層、１
１，７１…サブストレート領域、２０，７０…半導体放
射線検出器、２１，２２，５９，６０…逆バイアス電圧
可変電源、３０…α線検出素子、３１…β線検出素子、
４０…信号処理部、４３…逆バイアス電圧制御装置、４
４…信号計測回路、４５…α・β線成分演算部、５４…
酸化膜、５８…共通電極、６２…メサ形、６３，６４…
ｐｎ接合。
コン酸化膜、５，６，５５，５６…出力電極、７…チャ
ンネルストッパー（ガードリング）、８…共通電極（ガ
ードリング電極）、９，１０，５９，６０…空乏層、１
１，７１…サブストレート領域、２０，７０…半導体放
射線検出器、２１，２２，５９，６０…逆バイアス電圧
可変電源、３０…α線検出素子、３１…β線検出素子、
４０…信号処理部、４３…逆バイアス電圧制御装置、４
４…信号計測回路、４５…α・β線成分演算部、５４…
酸化膜、５８…共通電極、６２…メサ形、６３，６４…
ｐｎ接合。
Claims (46)
- 【請求項１】第１の表面と第２の表面を有する一枚の半
導体基板と、前記第１の表面に形成される第１のｐｎ接
合と、前記第２の表面に形成される第２のｐｎ接合と、
前記２つのｐｎ接合のうち少なくとも１つに設けられた
出力電極と、前記出力電極から出力信号を取り出す信号
取り出し手段と、前記出力信号に基づいて放射線を分析
する分析手段とを有することを特徴とする半導体放射線
検出装置。 - 【請求項２】前記半導体基板は、シリコン半導体基板で
あることを特徴とする請求項１に記載の半導体放射線検
出装置。 - 【請求項３】前記第１のｐｎ接合は、前記半導体基板の
第１の表面に形成される拡散層によって与えられ、前記
第２のｐｎ接合は前記半導体基板の第２の表面に形成さ
れる拡散層によって与えられることを特徴とする請求項
２に記載の半導体放射線検出装置。 - 【請求項４】前記半導体基板は、化合物半導体基板であ
ることを特徴とする請求項１に記載の半導体放射線検出
装置。 - 【請求項５】前記化合物半導体基板は、ＣｄＴｅ化合物
半導体基板であることを特徴とする請求項４に記載の半
導体放射線検出装置。 - 【請求項６】前記半導体基板は、サブストレート領域と
前記サブストレート領域に設けられた共通電極を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体放射線検出装
置。 - 【請求項７】前記半導体基板は、前記第１と第２の表面
の少なくとも一方に形成されるガードリングを有し、前
記共通電極は前記ガードリングを介して前記サブストレ
ートに接続されることを特徴とする請求項６に記載の半
導体放射線検出装置。 - 【請求項８】前記信号取り出し手段は、前記出力電極に
逆バイアス電圧を印加するバイアス手段を有することを
特徴とする請求項１に記載の半導体放射線検出装置。 - 【請求項９】前記逆バイアス電圧は、可変であることを
特徴とする請求項８に記載の半導体放射線検出装置。 - 【請求項１０】前記バイアス手段は、前記可変逆バイア
ス電圧を制御するバイアス制御手段を有することを特徴
とする請求項９に記載の半導体放射線検出装置。 - 【請求項１１】前記分析手段は、前記可変逆バイアス電
圧の変化に対応した前記出力信号に基づいて前記放射線
のエネルギー強度を求める手段を有することを特徴とす
る請求項１０に記載の半導体放射線検出装置。 - 【請求項１２】前記分析手段は、前記可変逆バイアス電
圧の変化に対応した前記出力信号に基づいて前記放射線
のエネルギースペクトルを求める手段を有することを特
徴とする請求項１０に記載の半導体放射線検出装置。 - 【請求項１３】前記出力電極は、前記第１のｐｎ接合と
前記第２のｐｎ接合に各々設けられた２つの出力電極か
らなり、前記分析手段は前記２つの出力電極からの出力
信号に基づいて、２つ以上の異なる種類の放射線を弁別
することを特徴とする請求項１に記載の半導体放射線検
出装置。 - 【請求項１４】前記分析手段は、前記放射線の強度を求
めることを特徴とする請求項１３に記載の半導体放射線
検出装置。 - 【請求項１５】前記半導体基板は、前記第１の表面と前
記第２の表面に生じる表面漏洩電流を低減するために、
前記２つの表面の少なくとも一方の表面に設けられたガ
ードリングを有することを特徴とする請求項１に記載の
半導体放射線検出装置。 - 【請求項１６】前記ガードリングは、前記半導体基板の
周囲に設けられたことを特徴とする請求項１５に記載の
半導体放射線検出装置。 - 【請求項１７】前記一枚の半導体基板はシリコン半導体
基板であり、前記ガードリングはチャンネルストッパで
あることを特徴とする請求項１５に記載の半導体放射線
検出装置。 - 【請求項１８】前記一枚の半導体基板は化合物半導体で
あり、前記ガードリングはメサ形であることを特徴とす
る請求項１５に記載の半導体放射線検出装置。 - 【請求項１９】第１の表面と第２の表面を有する一枚の
半導体基板と、前記第１の表面に形成され、ｐｎ接合を
与える第１の拡散層と前記第２の表面に形成され、ｐｎ
接合を与える第２の拡散層と前記２つのｐｎ接合のうち
少なくとも１つに接合された少なくとも１つの出力電極
と、前記少なくとも１つの出力電極からの出力信号を取
り出し、逆バイアス電圧を印加する信号取り出し手段
と、前記出力信号に基づいて、前記放射線を分析する分
析手段とを有することを特徴とする半導体放射線検出装
置。 - 【請求項２０】少なくとも５０Ω・cmの抵抗を有する少
なくとも一枚の半導体基板と、前記半導体基板に設けら
れた少なくとも２つのｐｎ接合と、前記少なくとも２つ
のｐｎ接合の少なくとも１つに設けられた出力電極と、
前記電極からの出力信号を取り出す信号取り出し手段
と、前記出力信号に基づいて放射線を分析する分析手段
とを有することを特徴とする半導体放射線検出装置。 - 【請求項２１】各々のサブストレートを有する２つ以上
の半導体基板と、前記各々の半導体基板の表面に形成さ
れたｐｎ接合と、前記各サブストレート層へ設けられた
前記ｐｎ接合のための共通電極と、前記ｐｎ接合の少な
くとも１つ設けられた出力電極と、前記出力電極からの
出力信号を取り出す信号取り出し手段と、前記出力信号
に基づいて放射線を分析する分析手段とを有することを
特徴とする半導体放射線検出装置。 - 【請求項２２】前記半導体基板は、ｐｎ接合を形成した
表面にガードリングを有し、前記共通電極は前記ガード
リングを介してサブストレートに接続されることを特徴
とする請求項２１に記載の半導体放射線検出装置。 - 【請求項２３】前記共通電極は、前記半導体基板外部で
互いに接続されることを特徴とする請求項２２に記載の
半導体放射線検出装置。 - 【請求項２４】２つ以上の半導体基板と、各々の前記半
導体基板の表面に形成されるｐｎ接合と、前記ｐｎ接合
の少なくとも１つに形成された出力電極と、前記出力電
極に可変逆バイアス電圧を印加するバイアス手段と、前
記出力電極から出力信号を取り出す出力信号取り出し手
段と、前記出力信号に基づいて放射線を分析する分析手
段を有することを特徴とする半導体放射線検出装置。 - 【請求項２５】前記バイアス手段は、前記可変バイアス
手段を制御する手段を有することを特徴とする請求項２
４に記載の半導体放射線検出装置。 - 【請求項２６】前記出力電極は、前記各ｐｎ接合に形成
され前記分析手段は、前記各出力電極からの出力信号に
基づいて２つ以上の異なった種類の放射線を弁別する手
段を有することを特徴とする請求項２５に記載の半導体
放射線検出装置。 - 【請求項２７】前記分析手段は、前記放射線強度を求め
ることを特徴とする請求項２６に記載の半導体放射線検
出装置。 - 【請求項２８】第１の表面と第２の表面を有する一枚の
半導体基板と、前記第１の表面に形成される第１のｐｎ
接合と、前記第２の表面に形成される第２のｐｎ接合
と、前記２つのｐｎ接合のうち少なくとも１つに設けら
れた出力電極とを有することを特徴とする半導体放射線
検出器。 - 【請求項２９】前記電極には、リード線が結合されてい
ることを特徴とする請求項２８に記載の半導体放射線検
出器。 - 【請求項３０】前記半導体基板は、シリコン半導体基板
であることを特徴とする請求項２８に記載の半導体放射
線検出器。 - 【請求項３１】前記半導体基板は、化合物半導体基板で
あることを特徴とする請求項２８に記載の半導体放射線
検出器。 - 【請求項３２】前記化合物半導体基板は、ＣｄＴｅ化合
物半導体基板であることを特徴とする請求項３１に記載
の半導体放射線検出器。 - 【請求項３３】前記半導体基板は、サブストレート領域
と前記サブストレート領域に設けられた共通電極を有す
ることを特徴とする請求項３２に記載の半導体放射線検
出器。 - 【請求項３４】前記半導体基板は、前記第１の表面と前
記第２の表面に生じる表面漏洩電流を低減するために、
前記２つの表面の少なくとも一方の表面に設けられたガ
ードリングを有することを特徴とする請求項２８に記載
の半導体放射線検出器。 - 【請求項３５】前記ガードリングは、前記半導体基板の
周囲に設けられたことを特徴とする請求項３４に記載の
半導体放射線検出器。 - 【請求項３６】前記半導体基板はシリコン半導体基板で
あり、前記ガードリングはチャンネルストッパーである
ことを特徴とする請求項３４に記載の半導体放射線検出
器。 - 【請求項３７】前記半導体基板は化合物半導体であり、
前記ガードリングはメサ形であることを特徴とする請求
項３４に記載の半導体放射線検出器。 - 【請求項３８】少なくとも５０Ω・cmの抵抗を有する少
なくとも一枚の半導体基板と、前記半導体基板の表面に
形成された少なくとも２つのｐｎ接合と、前記ｐｎ接合
の少なくとも１つに設けられた出力電極とを有すること
を特徴とする半導体放射線検出器。 - 【請求項３９】少なくとも検出面積が２５cm2 以上を有
する少なくとも一枚の半導体基板と、前記半導体基板の
表面に形成された少なくとも２つのｐｎ接合と、前記ｐ
ｎ接合の少なくとも１つに設けられた出力電極とを有す
ることを特徴とする半導体放射線検出器。 - 【請求項４０】サブストレートを各々有する少なくとも
一枚の半導体基板と、前記半導体基板の表面に設けられ
た少なくとも２つのｐｎ接合と、前記ｐｎ接合のうち少
なくとも１つに設けられた出力電極と、前記各サブスト
レート領域に設けられた共通電極を有することを特徴と
する半導体放射線検出器。 - 【請求項４１】前記半導体基板は一枚であり、前記２つ
のｐｎ接合は、前記一枚の半導体基板の両面に形成され
たことを特徴とする請求項４０に記載の半導体放射線検
出器。 - 【請求項４２】前記半導体基板は二枚であり、前記２つ
のｐｎ接合は、前記の２つの半導体基板の表面に各々形
成されたことを特徴とする請求項４０に記載の半導体放
射線検出器。 - 【請求項４３】一枚の半導体基板の両面の各々にｐｎ接
合を形成するステップを有することを特徴とする半導体
放射線検出素子の製造方法。 - 【請求項４４】少なくとも一枚の半導体基板の表面にｐ
ｎ接合を形成するステップと、前記半導体基板のサブス
トレート領域に前記ｐｎ接合のため共通電極を設けるス
テップとを有することを特徴とする半導体放射線検出素
子の製造方法。 - 【請求項４５】前記ｐｎ接合を形成するステップは、一
枚の半導体基板の表面の各々にｐｎ接合を形成すること
を有することを特徴とする請求項４４に記載の半導体放
射線検出素子の製造方法。 - 【請求項４６】前記ｐｎ接合を形成するステップは、２
つの半導体基板の表面にｐｎ接合を各々形成することを
有し、前記共通電極を設けるステップは、２つの半導体
基板の各々のサブストレートの表面に共通電極を設ける
ことを特徴とする請求項４４に記載の半導体放射線検出
素子の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-322867 | 1990-11-28 | ||
| JP32286790 | 1990-11-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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