JPH06345598A - 放射線検出素子用ＣｄＴｅ結晶およびその製造方法 - Google Patents
放射線検出素子用ＣｄＴｅ結晶およびその製造方法Info
- Publication number
- JPH06345598A JPH06345598A JP5134657A JP13465793A JPH06345598A JP H06345598 A JPH06345598 A JP H06345598A JP 5134657 A JP5134657 A JP 5134657A JP 13465793 A JP13465793 A JP 13465793A JP H06345598 A JPH06345598 A JP H06345598A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hours
- heat treatment
- crystal
- cdte crystal
- cdte
- 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.)
- Pending
Links
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
- H10F71/00—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
- H10F71/125—The active layers comprising only Group II-VI materials, e.g. CdS, ZnS or CdTe
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/46—Sulfur-, selenium- or tellurium-containing compounds
- C30B29/48—AIIBVI compounds wherein A is Zn, Cd or Hg, and B is S, Se or Te
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B33/00—After-treatment of single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P95/00—Generic processes or apparatus for manufacture or treatments not covered by the other groups of this subclass
- H10P95/90—Thermal treatments, e.g. annealing or sintering
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 塩素が微量に添加されたＣｄＴｅ結晶インゴ
ットもしくはその結晶インゴットから切り出されたウェ
ーハを、２５０℃以上４５０℃以下の温度下に少なくも
２０時間保持される熱処理を行なうようにした。 【効果】 キャリア移動度μとキャリアの寿命τとの積
μτが２．０×１０-3cm2／Ｖ以上であるＣｄＴｅ結晶
が得られるとともに、そのようなＣｄＴｅ結晶を放射線
検出素子用として使用するため、Ｘ線照射開始後長時間
にわたって出力が安定な素子が得られる。
ットもしくはその結晶インゴットから切り出されたウェ
ーハを、２５０℃以上４５０℃以下の温度下に少なくも
２０時間保持される熱処理を行なうようにした。 【効果】 キャリア移動度μとキャリアの寿命τとの積
μτが２．０×１０-3cm2／Ｖ以上であるＣｄＴｅ結晶
が得られるとともに、そのようなＣｄＴｅ結晶を放射線
検出素子用として使用するため、Ｘ線照射開始後長時間
にわたって出力が安定な素子が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、放射線検出素子用の塩
素ドープＣｄＴｅ結晶およびその製造に利用して好適な
技術に関する。
素ドープＣｄＴｅ結晶およびその製造に利用して好適な
技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＣｄＴｅはＳｉやＧｅに比べて放射線の
吸収係数が高くしかも常温でのエネルギーギャップが大
きい半導体であるため、これを放射線検出素子として使
用すると特性の良い素子を得ることができる。従来、Ｃ
ｄＴｅ放射線検出素子の構造は、結晶の相対する２面に
バイアス電圧を印加するための電極を形成したものが一
般的である。この構造の素子は、ＣｄＴｅ結晶に放射線
が照射されたときに発生する正負のキャリア（正孔−電
子対）が電極に引き寄せられることによって生じる電流
を検出するものである。
吸収係数が高くしかも常温でのエネルギーギャップが大
きい半導体であるため、これを放射線検出素子として使
用すると特性の良い素子を得ることができる。従来、Ｃ
ｄＴｅ放射線検出素子の構造は、結晶の相対する２面に
バイアス電圧を印加するための電極を形成したものが一
般的である。この構造の素子は、ＣｄＴｅ結晶に放射線
が照射されたときに発生する正負のキャリア（正孔−電
子対）が電極に引き寄せられることによって生じる電流
を検出するものである。
【０００３】ところで放射線検出素子として使用される
ＣｄＴｅ結晶には、放射線が照射されていないときに電
流が流れないように電気的に高抵抗であることと、放射
線−電流変換率を高めるために放射線照射によって発生
する正負のキャリアの寿命が長いことが重要である。従
来から上記要求を満たす高抵抗のＣｄＴｅ結晶は、塩素
をドープすることで得られることが知られている。しか
し、キャリアの長寿命化を達成するには、塩素のドープ
量を低減する必要があり、その方法として、例えば特開
平４−９７９９０号や特開平４−９７９９１号、特開平
４−９７９９２号の発明が提案されている。これらの発
明は、塩素ドープＣｄＴｅ結晶を、結晶育成後に３５０
〜４５０℃の温度で熱処理するか、または４５０℃以下
の温度域で徐冷することによって、低塩素の結晶であっ
てもエネルギー分解能の高い素子を得る方法に関するも
のである。
ＣｄＴｅ結晶には、放射線が照射されていないときに電
流が流れないように電気的に高抵抗であることと、放射
線−電流変換率を高めるために放射線照射によって発生
する正負のキャリアの寿命が長いことが重要である。従
来から上記要求を満たす高抵抗のＣｄＴｅ結晶は、塩素
をドープすることで得られることが知られている。しか
し、キャリアの長寿命化を達成するには、塩素のドープ
量を低減する必要があり、その方法として、例えば特開
平４−９７９９０号や特開平４−９７９９１号、特開平
４−９７９９２号の発明が提案されている。これらの発
明は、塩素ドープＣｄＴｅ結晶を、結晶育成後に３５０
〜４５０℃の温度で熱処理するか、または４５０℃以下
の温度域で徐冷することによって、低塩素の結晶であっ
てもエネルギー分解能の高い素子を得る方法に関するも
のである。
【０００４】さらに、特開平３−３４９４００号のよう
に、ＴＨＭ（トラベリングヒータ）法で育成された塩素
ドープＣｄＴｅ結晶インゴットを５００〜９００℃での
熱処理に引き続いて４５０℃以下での熱処理を行なうこ
とによって、インゴット全体からエネルギー分解能の高
い素子を得る方法が提案されている。
に、ＴＨＭ（トラベリングヒータ）法で育成された塩素
ドープＣｄＴｅ結晶インゴットを５００〜９００℃での
熱処理に引き続いて４５０℃以下での熱処理を行なうこ
とによって、インゴット全体からエネルギー分解能の高
い素子を得る方法が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の方法により熱処理を行なった塩素ドープＣｄＴｅ結
晶を用いて放射線検出素子を作成し高い放射線量（１０
０ｋｃｐｓ以上）下で作動させ続けると、素子の出力す
なわち放射線検出能力が短時間のうちに低下してしまう
という問題点が有ることが分かった。本発明は上記問題
点に着目してなされたもので、その目的とするところ
は、微量の塩素を添加したＣｄＴｅ結晶を用いて放射線
検出素子を作成した場合、高放射線量下においても出力
が低下しないような放射線検出素子用ＣｄＴｅ結晶とそ
の製造方法を提供することにある。
来の方法により熱処理を行なった塩素ドープＣｄＴｅ結
晶を用いて放射線検出素子を作成し高い放射線量（１０
０ｋｃｐｓ以上）下で作動させ続けると、素子の出力す
なわち放射線検出能力が短時間のうちに低下してしまう
という問題点が有ることが分かった。本発明は上記問題
点に着目してなされたもので、その目的とするところ
は、微量の塩素を添加したＣｄＴｅ結晶を用いて放射線
検出素子を作成した場合、高放射線量下においても出力
が低下しないような放射線検出素子用ＣｄＴｅ結晶とそ
の製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、高放射線
量下でも出力が低下しないような放射線検出素子用に適
したＣｄＴｅ結晶を得るべく以下のような実験を行なっ
た。すなわち、まず、ＴＨＭ法により塩素を２重量ｐｐ
ｍ添加したＣｄＴｅ結晶インゴットを育成し、この結晶
インゴットから厚さ２．５ｍｍのウェーハを２枚切り出
し、それらのウェーハに前記特開平４−９７９９０号の
発明を適用し、そのうち１枚に不活性ガス雰囲気中３８
０℃で１５時間熱処理を施した。また、他の１枚には同
一雰囲気、同一温度で２４時間の熱処理を施した。そし
て、これらのウェーハの両面を研磨、エッチングしてか
ら、片方の面にインジウム電極層をまた他方の面に白金
電極層を無電解メッキ法で形成し、縦、横および厚さが
それぞれ２ｍｍの放射線検出素子を作成した。
量下でも出力が低下しないような放射線検出素子用に適
したＣｄＴｅ結晶を得るべく以下のような実験を行なっ
た。すなわち、まず、ＴＨＭ法により塩素を２重量ｐｐ
ｍ添加したＣｄＴｅ結晶インゴットを育成し、この結晶
インゴットから厚さ２．５ｍｍのウェーハを２枚切り出
し、それらのウェーハに前記特開平４−９７９９０号の
発明を適用し、そのうち１枚に不活性ガス雰囲気中３８
０℃で１５時間熱処理を施した。また、他の１枚には同
一雰囲気、同一温度で２４時間の熱処理を施した。そし
て、これらのウェーハの両面を研磨、エッチングしてか
ら、片方の面にインジウム電極層をまた他方の面に白金
電極層を無電解メッキ法で形成し、縦、横および厚さが
それぞれ２ｍｍの放射線検出素子を作成した。
【０００７】次に、これらの素子の電極間に５００Ｖの
電圧を印加した状態で、１０-2レントゲン／秒のＸ線を
照射し、照射開始からの出力の変化を測定した。その結
果、長時間熱処理された結晶を使って作成された素子の
方が、Ｘ線照射開始から長い時間安定した出力が得られ
ることを見出した。この結晶熱処理時間と素子の出力安
定性との関係をさらに定量化するために、上記と同様に
ＴＨＭ法により塩素を２重量ｐｐｍ添加したＣｄＴｅ結
晶を育成し、ウェーハを切り出してこれを４分割した。
各ウェーハ片に、図１に示すような加熱過程に従って熱
処理を行ない、それぞれ３８０℃における保持時間を、
０時間、１５時間、２４時間、３６時間と変えて熱処理
を行なった。
電圧を印加した状態で、１０-2レントゲン／秒のＸ線を
照射し、照射開始からの出力の変化を測定した。その結
果、長時間熱処理された結晶を使って作成された素子の
方が、Ｘ線照射開始から長い時間安定した出力が得られ
ることを見出した。この結晶熱処理時間と素子の出力安
定性との関係をさらに定量化するために、上記と同様に
ＴＨＭ法により塩素を２重量ｐｐｍ添加したＣｄＴｅ結
晶を育成し、ウェーハを切り出してこれを４分割した。
各ウェーハ片に、図１に示すような加熱過程に従って熱
処理を行ない、それぞれ３８０℃における保持時間を、
０時間、１５時間、２４時間、３６時間と変えて熱処理
を行なった。
【０００８】しかる後、これらのウェーハの両面を研
磨、エッチングしてから、一方の面にインジウム電極層
をまた他方の面に白金電極層を無電解メッキ法で形成
し、縦、横および厚さがそれぞれ２ｍｍの電流モード型
放射線検出素子を作成し、Ｘ線検出試験を行なった。そ
の結果、２４時間の熱処理を行なったウェーハ片から作
成した素子では約半数が、また３６時間の熱処理を行な
ったウェーハ片から作成した素子ではすべてが、それぞ
れＸ線照射開始後３０秒以上にわたって出力安定性を示
していた。これに対し、保持時間無し（０時間）および
１５時間の熱処理を行なったウェーハ片から作成した素
子はすべてが出力安定性に欠けていた。
磨、エッチングしてから、一方の面にインジウム電極層
をまた他方の面に白金電極層を無電解メッキ法で形成
し、縦、横および厚さがそれぞれ２ｍｍの電流モード型
放射線検出素子を作成し、Ｘ線検出試験を行なった。そ
の結果、２４時間の熱処理を行なったウェーハ片から作
成した素子では約半数が、また３６時間の熱処理を行な
ったウェーハ片から作成した素子ではすべてが、それぞ
れＸ線照射開始後３０秒以上にわたって出力安定性を示
していた。これに対し、保持時間無し（０時間）および
１５時間の熱処理を行なったウェーハ片から作成した素
子はすべてが出力安定性に欠けていた。
【０００９】上記の現象は、高放射線量下の場合には結
晶中に僅かに電荷が蓄積されるような場所（欠陥）があ
れば、時間とともに出力が急激に低下する現象が起こる
ためと考える。
晶中に僅かに電荷が蓄積されるような場所（欠陥）があ
れば、時間とともに出力が急激に低下する現象が起こる
ためと考える。
【００１０】このような特性の差異より、本発明者ら
は、高放射線量動作時の出力安定性は、ウェーハのキャ
リア移動度μとキャリアの寿命τとの積μτに関係する
のではないかと考え、上記各ウェーハ片についてキャリ
ア移動度μとキャリアの寿命τを測定した。その結果
を、図２に示す。同図において、□で示されている部分
はμτ値が０．５×１０-3cm2／Ｖ未満、■で示されて
いる部分はμτ値が２．０×１０-3cm2／Ｖ以上、また
他の部分はμτ値が０．５×１０-3cm2／Ｖ以上２．０
×１０-3cm2／Ｖ未満であることを表わしている。ま
た、図２において、符号Ａで示されているウェーハ片は
保持時間無し（０時間）のウェーハ片を、また符号Ｂ，
Ｃ，Ｄで示されているウェーハ片はそれぞれ１５時間、
２４時間、３６時間の熱処理を行なったウェーハ片を示
している。
は、高放射線量動作時の出力安定性は、ウェーハのキャ
リア移動度μとキャリアの寿命τとの積μτに関係する
のではないかと考え、上記各ウェーハ片についてキャリ
ア移動度μとキャリアの寿命τを測定した。その結果
を、図２に示す。同図において、□で示されている部分
はμτ値が０．５×１０-3cm2／Ｖ未満、■で示されて
いる部分はμτ値が２．０×１０-3cm2／Ｖ以上、また
他の部分はμτ値が０．５×１０-3cm2／Ｖ以上２．０
×１０-3cm2／Ｖ未満であることを表わしている。ま
た、図２において、符号Ａで示されているウェーハ片は
保持時間無し（０時間）のウェーハ片を、また符号Ｂ，
Ｃ，Ｄで示されているウェーハ片はそれぞれ１５時間、
２４時間、３６時間の熱処理を行なったウェーハ片を示
している。
【００１１】同図より、保持時間無し（０時間）および
１５時間の熱処理を行なったウェーハ片Ａ，Ｂでは、μ
τ値が２．０×１０-3cm2／Ｖ以上部分が皆無であるの
に対し、２４時間の熱処理を行なったウェーハ片Ｃでは
約半数が、また３６時間の熱処理を行なったウェーハ片
Ｄではすべてが、それぞれμτ値が２．０×１０-3cm2
／Ｖ以上であることが分かる。これは、上記Ｘ線測定に
おける素子の出力安定性の結果と一致している。これよ
り、本発明者らは、出力安定性は、μτ値に大きく関係
しているとの結論に達した。なお、μτ値が２．０×１
０-3cm2／Ｖ以上部分のμτ値は２．０×１０-3〜２．
５×１０-3cm2／Ｖの範囲の値であった。図２より、熱
処理時間が長くなるのに伴ってμτ値が少しずつ増加す
ることが明らかである。従って、３８０℃の熱処理の場
合には、２０時間以上保持することによりμτ値が２．
０×１０-3cm2／Ｖ以上のウェーハが得られることが分
かる。
１５時間の熱処理を行なったウェーハ片Ａ，Ｂでは、μ
τ値が２．０×１０-3cm2／Ｖ以上部分が皆無であるの
に対し、２４時間の熱処理を行なったウェーハ片Ｃでは
約半数が、また３６時間の熱処理を行なったウェーハ片
Ｄではすべてが、それぞれμτ値が２．０×１０-3cm2
／Ｖ以上であることが分かる。これは、上記Ｘ線測定に
おける素子の出力安定性の結果と一致している。これよ
り、本発明者らは、出力安定性は、μτ値に大きく関係
しているとの結論に達した。なお、μτ値が２．０×１
０-3cm2／Ｖ以上部分のμτ値は２．０×１０-3〜２．
５×１０-3cm2／Ｖの範囲の値であった。図２より、熱
処理時間が長くなるのに伴ってμτ値が少しずつ増加す
ることが明らかである。従って、３８０℃の熱処理の場
合には、２０時間以上保持することによりμτ値が２．
０×１０-3cm2／Ｖ以上のウェーハが得られることが分
かる。
【００１２】本発明は上記知見に基づいてなされたもの
で、キャリア移動度μとキャリアの寿命τとの積μτが
２．０×１０-3cm2／Ｖ以上であるＣｄＴｅ結晶を高放
射線量検出時の素子として使用することを提案するもの
である。また、塩素が微量に添加されたＣｄＴｅ結晶イ
ンゴットもしくはその結晶インゴットから切り出された
ウェーハを、２５０℃以上４５０℃以下の温度下に少な
くも２０時間保持される熱処理を施すことにより、キャ
リア移動度μとキャリアの寿命τとの積μτが２．０×
１０-3cm2／Ｖ以上であるＣｄＴｅ結晶を得るようにし
たものである。なお、添加する塩素量は０．８重量ｐｐ
ｍ以上５重量ｐｐｍ以下とされる。０．８重量ｐｐｍ未
満では抵抗率が低くなり、５重量ｐｐｍ超ではキャリア
ライフタイムが低くなるからである。
で、キャリア移動度μとキャリアの寿命τとの積μτが
２．０×１０-3cm2／Ｖ以上であるＣｄＴｅ結晶を高放
射線量検出時の素子として使用することを提案するもの
である。また、塩素が微量に添加されたＣｄＴｅ結晶イ
ンゴットもしくはその結晶インゴットから切り出された
ウェーハを、２５０℃以上４５０℃以下の温度下に少な
くも２０時間保持される熱処理を施すことにより、キャ
リア移動度μとキャリアの寿命τとの積μτが２．０×
１０-3cm2／Ｖ以上であるＣｄＴｅ結晶を得るようにし
たものである。なお、添加する塩素量は０．８重量ｐｐ
ｍ以上５重量ｐｐｍ以下とされる。０．８重量ｐｐｍ未
満では抵抗率が低くなり、５重量ｐｐｍ超ではキャリア
ライフタイムが低くなるからである。
【００１３】上記の場合、熱処理温度を２５０℃以上と
したのは２５０℃未満の温度では高抵抗化が充分に達成
されない上、長時間保持してもμτ値が２．０×１０-3
cm2／Ｖ以上に達しないからである。また、熱処理温度
を４５０℃以下としたのは、それを超える温度で熱処理
すると抵抗率が低下してしまい、放射線検出素子として
必要な１０8Ω・ｃｍ以上の抵抗率の結晶が得られない
ためである。さらに、熱処理時間を２０時間以上と規定
したのは、μτ値を２．０×１０-3cm2／Ｖ以上で均一
化させるには、４５０℃の熱処理では約２０時間、３５
０℃の熱処理では約３５時間要するという実験結果が得
られたためである。
したのは２５０℃未満の温度では高抵抗化が充分に達成
されない上、長時間保持してもμτ値が２．０×１０-3
cm2／Ｖ以上に達しないからである。また、熱処理温度
を４５０℃以下としたのは、それを超える温度で熱処理
すると抵抗率が低下してしまい、放射線検出素子として
必要な１０8Ω・ｃｍ以上の抵抗率の結晶が得られない
ためである。さらに、熱処理時間を２０時間以上と規定
したのは、μτ値を２．０×１０-3cm2／Ｖ以上で均一
化させるには、４５０℃の熱処理では約２０時間、３５
０℃の熱処理では約３５時間要するという実験結果が得
られたためである。
【００１４】
【作用】上記した手段によれば、キャリア移動度μとキ
ャリアの寿命τとの積μτが２．０×１０-3cm2／Ｖ以
上であるＣｄＴｅ結晶が得られるとともに、そのような
ＣｄＴｅ結晶を放射線検出素子として使用するため、Ｘ
線照射開始後長時間にわたって出力が安定な素子が得ら
れる。
ャリアの寿命τとの積μτが２．０×１０-3cm2／Ｖ以
上であるＣｄＴｅ結晶が得られるとともに、そのような
ＣｄＴｅ結晶を放射線検出素子として使用するため、Ｘ
線照射開始後長時間にわたって出力が安定な素子が得ら
れる。
【００１５】
（実施例１）ＴＨＭ法により塩素を２重量ｐｐｍ添加し
た長さ１００ｍｍのＣｄＴｅ結晶インゴットを８００℃
で育成した。この結晶インゴットを石英アンプル中に真
空封止して、まず８００℃に加熱して３５０℃まで２０
時間かけて降温した。その状態で３５時間保持した後、
３０時間かけて室温まで冷却した。次に、上記結晶イン
ゴットから厚さ２．５ｍｍのウェーハを切り出し、鏡面
研磨およびエッチングを行なって厚さ２．０ｍｍとした
後、一方の面にインジウム電極層をまた他方の面に白金
電極層を無電解メッキ法で形成した。このウェーハを切
断して縦、横および厚さがそれぞれ２ｍｍの放射線検出
素子を作成した。次に、これらの素子の電極間に５００
Ｖの電圧を印加した状態で、１０-2レントゲン／秒のＸ
線を照射し、照射開始からの出力電流の変化を測定し
た。その結果、すべての素子がそれぞれＸ線照射開始後
３０秒以上にわたって出力が±２％以内と安定してい
た。
た長さ１００ｍｍのＣｄＴｅ結晶インゴットを８００℃
で育成した。この結晶インゴットを石英アンプル中に真
空封止して、まず８００℃に加熱して３５０℃まで２０
時間かけて降温した。その状態で３５時間保持した後、
３０時間かけて室温まで冷却した。次に、上記結晶イン
ゴットから厚さ２．５ｍｍのウェーハを切り出し、鏡面
研磨およびエッチングを行なって厚さ２．０ｍｍとした
後、一方の面にインジウム電極層をまた他方の面に白金
電極層を無電解メッキ法で形成した。このウェーハを切
断して縦、横および厚さがそれぞれ２ｍｍの放射線検出
素子を作成した。次に、これらの素子の電極間に５００
Ｖの電圧を印加した状態で、１０-2レントゲン／秒のＸ
線を照射し、照射開始からの出力電流の変化を測定し
た。その結果、すべての素子がそれぞれＸ線照射開始後
３０秒以上にわたって出力が±２％以内と安定してい
た。
【００１６】（実施例２）実施例１と同一の条件下で育
成した塩素ドープＣｄＴｅ結晶インゴットを育成し、こ
の結晶インゴットの中央から厚さ２．５ｍｍのウェーハ
を切り出した。このウェーハをアルゴン雰囲気中で、８
００℃に加熱し１０時間保持した後、２０時間かけて室
温まで冷却した。さらに、上記ウェーハをアルゴン雰囲
気中で、３００℃に加熱し３０時間保持した後、１０時
間かけて室温まで冷却した。次に、上記ウェーハに実施
例１と同様にインジウム電極層および白金電極層を形成
し、縦、横および厚さがそれぞれ２ｍｍの放射線検出素
子を作成して、Ｘ線を照射開始からの出力電流の変化を
測定した。その結果、すべての素子がそれぞれＸ線照射
開始後３０秒以上にわたって出力が±２％以内と安定し
ていた。
成した塩素ドープＣｄＴｅ結晶インゴットを育成し、こ
の結晶インゴットの中央から厚さ２．５ｍｍのウェーハ
を切り出した。このウェーハをアルゴン雰囲気中で、８
００℃に加熱し１０時間保持した後、２０時間かけて室
温まで冷却した。さらに、上記ウェーハをアルゴン雰囲
気中で、３００℃に加熱し３０時間保持した後、１０時
間かけて室温まで冷却した。次に、上記ウェーハに実施
例１と同様にインジウム電極層および白金電極層を形成
し、縦、横および厚さがそれぞれ２ｍｍの放射線検出素
子を作成して、Ｘ線を照射開始からの出力電流の変化を
測定した。その結果、すべての素子がそれぞれＸ線照射
開始後３０秒以上にわたって出力が±２％以内と安定し
ていた。
【００１７】（比較例）実施例１と同一の条件下で育成
した塩素ドープＣｄＴｅ結晶インゴットを育成し、この
結晶インゴットを石英アンプル中に真空封止して、まず
８００℃に加熱して３５０℃まで２０時間かけて降温し
た。その状態で１８時間だけ保持した後、３０時間かけ
て室温まで冷却した。上記結晶インゴットから厚さ２．
５ｍｍのウェーハを切り出し、このウェーハに実施例１
と同様にインジウム電極層および白金電極層を形成し、
縦、横および厚さがそれぞれ２ｍｍの放射線検出素子を
作成して、Ｘ線を照射開始からの出力の変化を測定し
た。その結果、すべての素子がそれぞれＸ線照射開始後
３０秒以内に出力が初期値に比べて２０％以上低下し
た。
した塩素ドープＣｄＴｅ結晶インゴットを育成し、この
結晶インゴットを石英アンプル中に真空封止して、まず
８００℃に加熱して３５０℃まで２０時間かけて降温し
た。その状態で１８時間だけ保持した後、３０時間かけ
て室温まで冷却した。上記結晶インゴットから厚さ２．
５ｍｍのウェーハを切り出し、このウェーハに実施例１
と同様にインジウム電極層および白金電極層を形成し、
縦、横および厚さがそれぞれ２ｍｍの放射線検出素子を
作成して、Ｘ線を照射開始からの出力の変化を測定し
た。その結果、すべての素子がそれぞれＸ線照射開始後
３０秒以内に出力が初期値に比べて２０％以上低下し
た。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明は、塩素が
微量に添加されたＣｄＴｅ結晶インゴットもしくはその
結晶インゴットから切り出されたウェーハを、２５０℃
以上４５０℃以下の温度下に少なくも２０時間保持され
る熱処理を施すようにしたので、キャリア移動度μとキ
ャリアの寿命τとの積μτが２．０×１０-3cm2／Ｖ以
上であるＣｄＴｅ結晶が得られるとともに、そのような
ＣｄＴｅ結晶を放射線検出素子用として使用するため、
Ｘ線照射開始後長時間にわたって出力が安定な素子が得
られる。その結果、素子に高い電圧を印加した状態で強
い放射線を長時間照射し続けても出力の安定性が損なわ
れず、実用性の極めて高い放射線検出素子を実現できる
という効果がある。
微量に添加されたＣｄＴｅ結晶インゴットもしくはその
結晶インゴットから切り出されたウェーハを、２５０℃
以上４５０℃以下の温度下に少なくも２０時間保持され
る熱処理を施すようにしたので、キャリア移動度μとキ
ャリアの寿命τとの積μτが２．０×１０-3cm2／Ｖ以
上であるＣｄＴｅ結晶が得られるとともに、そのような
ＣｄＴｅ結晶を放射線検出素子用として使用するため、
Ｘ線照射開始後長時間にわたって出力が安定な素子が得
られる。その結果、素子に高い電圧を印加した状態で強
い放射線を長時間照射し続けても出力の安定性が損なわ
れず、実用性の極めて高い放射線検出素子を実現できる
という効果がある。
【００１９】なお、上記実施例では、ＴＨＭ法により育
成したＣｄＴｅ結晶を使用して放射線検出素子を作成し
た例について説明したが、この発明はそれに限定される
ものでなく、ブリッジマン法その他の方法によって育成
したＣｄＴｅ結晶を使用して放射線検出素子を作成する
場合にも適用することができる。また、上記実施例で
は、ＴＨＭ法により育成したＣｄＴｅ結晶を使用してい
るため、結晶析出後の熱履歴の影響を低減するために５
００℃以上９００℃以下の温度で第１の熱処理を行って
いるが、この第１の熱処理は本発明の必須要件ではな
く、ＴＨＭ法によるＣｄＴｅ結晶を使用する場合に結晶
の位置による電気特性のばらつきを低減することができ
る点で効果がある。
成したＣｄＴｅ結晶を使用して放射線検出素子を作成し
た例について説明したが、この発明はそれに限定される
ものでなく、ブリッジマン法その他の方法によって育成
したＣｄＴｅ結晶を使用して放射線検出素子を作成する
場合にも適用することができる。また、上記実施例で
は、ＴＨＭ法により育成したＣｄＴｅ結晶を使用してい
るため、結晶析出後の熱履歴の影響を低減するために５
００℃以上９００℃以下の温度で第１の熱処理を行って
いるが、この第１の熱処理は本発明の必須要件ではな
く、ＴＨＭ法によるＣｄＴｅ結晶を使用する場合に結晶
の位置による電気特性のばらつきを低減することができ
る点で効果がある。
【図１】従来例の熱処理方法における温度変化を示すタ
イムチャートである。
イムチャートである。
【図２】図１の加熱過程に従って３８０℃での保持時間
を種々変えて熱処理したウェーハのμτ値とそれらのウ
ェーハより作成した素子の評価結果を示す分布図であ
る。
を種々変えて熱処理したウェーハのμτ値とそれらのウ
ェーハより作成した素子の評価結果を示す分布図であ
る。
Ａ 保持時間無し（０時間）の熱処理を行なったウェー
ハ片 Ｂ １５時間の熱処理を行なったウェーハ片 Ｃ ２４時間の熱処理を行なったウェーハ片 Ｄ ３６時間の熱処理を行なったウェーハ片
ハ片 Ｂ １５時間の熱処理を行なったウェーハ片 Ｃ ２４時間の熱処理を行なったウェーハ片 Ｄ ３６時間の熱処理を行なったウェーハ片
Claims (2)
- 【請求項１】 キャリア移動度μとキャリアの寿命τと
の積μτが２．０×１０-3cm2／Ｖ以上であることを特
徴とする放射線検出素子用ＣｄＴｅ結晶。 - 【請求項２】 塩素が微量に添加されたＣｄＴｅ結晶イ
ンゴットもしくはその結晶インゴットから切り出された
ウェーハを、２５０℃以上４５０℃以下の温度下に少な
くも２０時間保持される熱処理を施すようにしたことを
特徴とする放射線検出素子用ＣｄＴｅ結晶の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5134657A JPH06345598A (ja) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | 放射線検出素子用ＣｄＴｅ結晶およびその製造方法 |
| EP94303984A EP0627506A1 (en) | 1993-06-04 | 1994-06-03 | CdTe crystal for use in radiation detector and method of manufacturing such CdTe crystal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5134657A JPH06345598A (ja) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | 放射線検出素子用ＣｄＴｅ結晶およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06345598A true JPH06345598A (ja) | 1994-12-20 |
Family
ID=15133510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5134657A Pending JPH06345598A (ja) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | 放射線検出素子用ＣｄＴｅ結晶およびその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0627506A1 (ja) |
| JP (1) | JPH06345598A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004238268A (ja) * | 2003-02-07 | 2004-08-26 | Nikko Materials Co Ltd | 電気光学素子用ＣｄＴｅ系化合物半導体単結晶 |
| WO2008023639A1 (en) * | 2006-08-25 | 2008-02-28 | Nippon Mining & Metals Co., Ltd. | Semiconductor substrate for epitaxial growth and process for producing the same |
| JP2014059155A (ja) * | 2012-09-14 | 2014-04-03 | Shimadzu Corp | 放射線検出器の製造方法 |
| JP2016207752A (ja) * | 2015-04-17 | 2016-12-08 | Ｊｘ金属株式会社 | ＣｄＴｅ系化合物半導体及びそれを用いた放射線検出素子 |
| JP2017197413A (ja) * | 2016-04-28 | 2017-11-02 | Ｊｘ金属株式会社 | 化合物半導体基板およびその製造方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4083449B2 (ja) * | 2002-03-19 | 2008-04-30 | 日鉱金属株式会社 | ＣｄＴｅ単結晶の製造方法 |
| KR20210093377A (ko) | 2018-02-09 | 2021-07-27 | 제이엑스금속주식회사 | 화합물 반도체 및 그 제조 방법 |
| CN119913603A (zh) * | 2025-03-07 | 2025-05-02 | 合肥天曜新材料科技有限公司 | 一种高阻碲化镉晶体掺杂方法及其应用 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL107886C (ja) * | 1958-05-13 | 1900-01-01 | ||
| JPH07108839B2 (ja) * | 1990-08-10 | 1995-11-22 | 株式会社ジャパンエナジー | ＣｄＴｅ単結晶の製造方法 |
| JPH0791155B2 (ja) * | 1990-08-10 | 1995-10-04 | 株式会社ジャパンエナジー | ＣｄＴｅ単結晶の製造方法 |
| JPH0818917B2 (ja) * | 1990-08-10 | 1996-02-28 | 株式会社ジャパンエナジー | ＣｄＴｅ単結晶の製造方法 |
| JPH0796478B2 (ja) * | 1991-12-09 | 1995-10-18 | 株式会社ジャパンエナジー | ＣｄＴｅ単結晶の製造方法 |
-
1993
- 1993-06-04 JP JP5134657A patent/JPH06345598A/ja active Pending
-
1994
- 1994-06-03 EP EP94303984A patent/EP0627506A1/en not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004238268A (ja) * | 2003-02-07 | 2004-08-26 | Nikko Materials Co Ltd | 電気光学素子用ＣｄＴｅ系化合物半導体単結晶 |
| WO2008023639A1 (en) * | 2006-08-25 | 2008-02-28 | Nippon Mining & Metals Co., Ltd. | Semiconductor substrate for epitaxial growth and process for producing the same |
| US7875957B2 (en) | 2006-08-25 | 2011-01-25 | Nippon Mining & Metals Co., Ltd. | Semiconductor substrate for epitaxial growth and manufacturing method thereof |
| JP5234963B2 (ja) * | 2006-08-25 | 2013-07-10 | Ｊｘ日鉱日石金属株式会社 | エピタキシャル成長用半導体基板の製造方法 |
| JP2014059155A (ja) * | 2012-09-14 | 2014-04-03 | Shimadzu Corp | 放射線検出器の製造方法 |
| JP2016207752A (ja) * | 2015-04-17 | 2016-12-08 | Ｊｘ金属株式会社 | ＣｄＴｅ系化合物半導体及びそれを用いた放射線検出素子 |
| JP2017197413A (ja) * | 2016-04-28 | 2017-11-02 | Ｊｘ金属株式会社 | 化合物半導体基板およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0627506A1 (en) | 1994-12-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5953116B2 (ja) | 放射線検出素子用化合物半導体結晶、放射線検出素子、および放射線検出器 | |
| JP6310794B2 (ja) | 放射線検出素子、放射線検出器および放射線検出素子の製造方法 | |
| JP7250919B2 (ja) | 半導体ウエハ、放射線検出素子、放射線検出器、及び化合物半導体単結晶基板の製造方法 | |
| JP6018532B2 (ja) | 半導体ウエハ、放射線検出素子、放射線検出器、および化合物半導体単結晶の製造方法 | |
| JP7265004B2 (ja) | 半導体ウエハ、放射線検出素子、放射線検出器、及び化合物半導体単結晶基板の製造方法 | |
| JPH05299635A (ja) | 耐熱性オーミック電極を備えたダイヤモンド薄膜及びその製造方法 | |
| EP0627506A1 (en) | CdTe crystal for use in radiation detector and method of manufacturing such CdTe crystal | |
| JP6097854B2 (ja) | 放射線検出素子用化合物半導体結晶の製造方法 | |
| Patrick et al. | The effect of SiO2 precipitation in Si on generation currents in MOS capacitors | |
| JPH09124310A (ja) | ＣｄＴｅ結晶の製造方法 | |
| JP6713341B2 (ja) | 化合物半導体基板およびその製造方法 | |
| JP4276764B2 (ja) | シリコン単結晶基板及びその製造方法 | |
| JP7217715B2 (ja) | 化合物半導体基板およびその製造方法 | |
| JPS6139731B2 (ja) | ||
| Bao et al. | Study of semitransparent palladium contacts on mercuric iodide by photoluminescence spectroscopy and thermally stimulated current measurements | |
| JPH0750692B2 (ja) | ▲ｉｉｉ▼―▲ｖ▼族化合物半導体の熱処理方法 | |
| JPH07108839B2 (ja) | ＣｄＴｅ単結晶の製造方法 | |
| JPH0796478B2 (ja) | ＣｄＴｅ単結晶の製造方法 | |
| Partanen et al. | Thin film backside gettering in n-type (100) Czochralski silicon during simulated CMOS process cycles | |
| JP2016207752A (ja) | ＣｄＴｅ系化合物半導体及びそれを用いた放射線検出素子 | |
| JPH11268997A (ja) | ＧａＡｓ単結晶の熱処理方法およびＧａＡｓ基板 | |
| JP2545477B2 (ja) | 化合物半導体単結晶およびその製造方法並びにそれを用いた半導体装置 | |
| JP2858598B2 (ja) | ＣｄＴｅ単結晶の製造方法 | |
| JPH0818917B2 (ja) | ＣｄＴｅ単結晶の製造方法 | |
| JP2002299662A (ja) | 半導体基体及びその製造方法並びに太陽電池及びその製造方法 |