JPH0546110B2 - - Google Patents

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JPH0546110B2
JPH0546110B2 JP59008800A JP880084A JPH0546110B2 JP H0546110 B2 JPH0546110 B2 JP H0546110B2 JP 59008800 A JP59008800 A JP 59008800A JP 880084 A JP880084 A JP 880084A JP H0546110 B2 JPH0546110 B2 JP H0546110B2
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semiconductor
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Yasukazu Seki
Noritada Sato
Masaya Yabe
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Fuji Electric Co Ltd
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Fuji Electric Co Ltd
Fuji Electric Corporate Research and Development Ltd
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    • 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
    • H10F30/21—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 infrared, visible or ultraviolet radiation
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    • H10F77/1665—Amorphous semiconductors including only Group IV materials including Group IV-IV materials, e.g. SiGe or SiC
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells

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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は半導体放射線検出器に関する。
〔従来技術とその問題点〕
この種の半導体放射線検出器として、シリコン
単結晶基板上に水素添加アンドープほ非晶質シリ
コン膜を被着せしめ、その上下に金属電極を形成
したものが提案されている（特願昭58−102381号
明細書参照）。これは第１図に示す断面構造を有
し、１は単結晶シリコン、２はその表面に被着せ
しめた水素添加アンドープ非晶質シリコン膜であ
り、両面に金属電極３，４をそれぞれ備える。電
極３，４間に逆バイアス電圧を印加し、１，２間
のヘテロ接合部に大きなエネルギー隔壁を形成さ
せ空乏層を拡げて、そこへ飛来する放射線を捕獲
し、検出する。
しかし、水素添加アンドープ非晶質シリコンの
比抵抗は高いがそれでも1011〜1012Ωcm程度であ
ること、また水素添加非晶質シリコンにおいて
は、モビリテイ・バンドギヤツプが決つているた
め、単結晶シリコンと、前記水素添加非晶質シリ
コンとのヘテロ接合部分のエネルギー隔壁の大き
さが、一義的に決定されてしまうものであつた。
以上前記２点の主な原因により、逆方向漏れ電
流の減少にも限界があつた。このため十分に空乏
層が拡がらず、従つて放射線検出効率も十分では
なかつた。
〔発明の目的〕
本発明は、逆漏れ電流を減少させ、放射線検出
効率を向上させた半導体放射線検出器を提供する
ことを目的とする。
〔発明の要点〕
本発明は、非晶質半導体として従来の水素添加
アンドープ非晶質シリコンの代りに、非晶質シリ
コンカーバイトを用い、ヘテロ接合面のエネルギ
ー障壁を拡げ検出器の逆漏れ電流を減少させるよ
うにしたものである。
〔発明の実施例〕
実施例 １ Ｐ型高比抵抗シリコン単結晶を基板とし、直流
グロー放電によるプラズマCVD法により、モノ
シランガスとメタンガスを用いて非晶質シリコン
カーバイト（SixC1-x：Ｈ）を、該Ｐ型高比抵抗
シリコン単結晶表面に被着せしめる。
まず、その製造装置の概観を第２図に示す。
２１は反応槽、２２，２３は放電電極板、２４
は直流電源、２５は排気系、２６は真空計、２７
はシリコン単結晶、２８は電極加熱ヒータ、３０
は排気量調整バルブ、３１はモノシランガスボン
ベ、３２はメタンガスボンベ、３３はガス流量調
整バルブである。
第２図に示す装置を用いてシリコン単結晶の表
面にプラズマCVD法により以下の条件で、非晶
質シリコンカーバイト膜を作製した。
(1) シリコン単結晶；比抵抗10kΩcm、Ｐ型 (2) 基板温度；200℃ (3) 使用ガス；モノシラン（10％水素希釈） メタン（10％水素希釈） (4) ガス圧；10.0Torr (5) 印加電圧；D.C.400〜800V なお、モノシランとメタンの流入量比は、次式
に従つて混合した。
CH4／SiH4＋CH4＝0.7 このようにして作製した非晶質シリコンカーバ
イト膜は、モビリテイ・バンドギヤツプが
1.95eVとなる。また炭素含有率も24％となるこ
とがＸ線光電子分光法（ESCA）の測定により判
明した。
上記条件の許で作製した非晶質シリコンカーバ
イド膜は、従来型に使用したアンドープ非晶質シ
リコン膜と比べてモビリテイ・バンドギヤツプが
拡がり、より高比抵抗となるため、単結晶シリコ
ンとのヘテロ接合では、第１図に示す従来型の検
出器に比べて、逆漏れ電流が10％以上減少する。
その結果、放射線検出効率は従来型の検出器に比
べて15％以上の増加があつた。
なおこの実施例の半導体放射線検出器の断面構
造を第３図に示したが、電極は真空蒸着法により
３にアルミニウム３、４金を付着させた。第３図
において、１はＰ型シリコン単結晶、３，４は金
属電極、７０は非晶質シリコンカーバイト膜であ
る。
実施例 ２ Ｐ型シリコン単結晶を基板とし、直流グロー放
電によるプラズマCVD法によりモノシランガス
とアセチレンガスを用いて非晶質シリコンカーバ
イト膜（SixC1-x；Ｈ）を被着せしめる。
その製造装置は第２図に示したものと同様で、
メタンガスボンベ３２の代りにアセチレンガスボ
ンベを用いる。この装置を用いて単結晶シリコン
表面にプラズマCVD法により、以下に示す条件
で非晶質シリコンカーバイト膜を被着せしめた。
(1) シリコン単結晶；比抵抗10kΩcm、Ｐ型 (2) 基板温度；200℃ (3) 使用ガス；モノシラン（10％水素希釈） アセチレン（10％水素希釈） (4) ガス圧；10.0Torr (5) 印加電圧；Ｄ・Ｃ・400〜800V なお、モノシランとアセチレンの流入量比は次
式に従つて混合した。
C2H2／SiH4＋C2H2＝0.18 このようにして作製した非晶質シリコンカーバ
イト膜は、モビリテイ・バンドギヤツプが
1.95eVとなる。また炭素含有率も16％となるこ
とが、ESCAの測定により判明した。
上記条件の許で作製した非晶質シリコンカーバ
イト膜は従来型に使用したアンドープ非晶質シリ
コン膜と比べてモビリテイ・バンドギヤツプが拡
がり、より高比抵抗となるため、単結晶シリコン
とのヘテロ接合では第１図に示す従来のの検出器
に比べて、逆漏れ電流が10％以上減少する。その
結果、放射線検出効率は従来の検出器に比べて15
％以上の増加がみられた。
なお、この実施例の半導体放射線検出器の断面
構造を第４図に示した。第４図において、１はＰ
型シリコン単結晶、３，４は金属電極、７１は非
晶質シリコンカーバイト膜である。
実施例 ３ Ｐ型シリコン単結晶を基板とし、直流グロー放
電によるプラズマCVD法により、モノシランガ
スと四フツ化炭素ガス（CF4）との混合ガスを用
いて非晶質シリコン−炭素膜を被着せしめる。
その製造装置は第２図に示したものと同様で、
メタンガスボンベ３２の代りにCF4ガスボンベを
用いる。この装置を用いて、単結晶シリコン表面
にプラズマCVD法により、以下に示す条件で非
晶質シリコン−炭素膜を被着せしめた。
(1) シリコン単結晶；比抵抗10kΩcm、Ｐ型 (2) 基板温度；200℃ (3) 使用ガス；モノシラン（10％水素希釈） 四フツ化炭素（CF4） (4) ガス圧；10.0Torr (5) 印加電圧；DC400〜800V なお、モノシランと四フツ化炭素との流入量比
は、次式に従つて混合した。
CT4／SiH4＋CF4＝0.5 このようにして作製した非晶質シリコン−炭素
膜は、現在どのような成分比で炭素、シリコン、
フツ素等が含有されているのかまたその構造等は
明らかにはされていないが、上記条件で高比抵抗
の均一な非晶質膜が形成される。
上記方法で作製した検出器は、第１図に示す従
来型の検出器に比べて、逆漏れ電流が10％以上減
少し、その結果放射線検出効率は従来の検出器に
比べて15％以上の増加がみられた。
なお本実施例の半導体放射線検出器の断面構造
を第５図に示した。第５図において１はＰ型シリ
コン単結晶、３，４は金属電極、７２は本実施例
で作製した非晶質シリコン−炭素膜である。
〔発明の効果〕
以上説明したとおり本発明によれば、結晶半導
体基板表面に被着する非晶質半導体膜としてシリ
コンと炭素の化合物成は混合物の膜を用いたこと
により、上記膜の比抵抗を高めるとともに、これ
と基板との間のヘテロ接合面のエネルギー障壁を
拡げ、もつて逆漏れ電流が少なく、放射線検出効
率の高い半導体放射線検出器を提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来の半導体放射線検出器の断面図、
第２図は本発明の検出器を製造するにあたり使用
する装置の断面図、第３図、第４図及び第５図は
本発明のそれぞれ異なる実施例を示す断面図であ
る。 １；単結晶シリコン、２；アンドープ非晶質シ
リコン、３，４；金属電極、７０，７１，７２；
非晶質シリコン−炭素膜。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 結晶半導体基板表面に非晶質半導体膜を被着
    せしめ、前記基板および半導体膜にそれぞれ電極
    を設けた構造を有する半導体検出器において、前
    記非晶質半導体としてシリコンと炭素の化合物或
    は混合物の非晶質膜を用いることを特徴とする半
    導体放射線検出器。
JP59008800A 1984-01-20 1984-01-20 半導体放射線検出器 Granted JPS60152971A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59008800A JPS60152971A (ja) 1984-01-20 1984-01-20 半導体放射線検出器
US06/914,501 US4768072A (en) 1984-01-20 1986-10-02 Multilayer semiconductor device having an amorphous carbon and silicon layer

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JP59008800A JPS60152971A (ja) 1984-01-20 1984-01-20 半導体放射線検出器

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JPS60152971A JPS60152971A (ja) 1985-08-12
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JP59008800A Granted JPS60152971A (ja) 1984-01-20 1984-01-20 半導体放射線検出器

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