JPH0791155B2 - ＣｄＴｅ単結晶の製造方法 - Google Patents

ＣｄＴｅ単結晶の製造方法

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JPH0791155B2
JPH0791155B2 JP2210276A JP21027690A JPH0791155B2 JP H0791155 B2 JPH0791155 B2 JP H0791155B2 JP 2210276 A JP2210276 A JP 2210276A JP 21027690 A JP21027690 A JP 21027690A JP H0791155 B2 JPH0791155 B2 JP H0791155B2
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稔 船木
聰明 朝日
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【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、放射線検出素子用等として有用な高抵抗CdTe
単結晶の製造方法に関する。
従来技術 CdTe単結晶は放射線検出素子等に有用であり、その特性
向上、特に高エネルギー分解能化をめざして従来からCd
Te単結晶の製造方法が検討されている。
高エネルギー分解能を達成するための結晶特性として
は、主に次の２点が重要である。
第１点は、抵抗率が高いことである。抵抗率が低いと放
射線検出器の信号ノイズが増大し好ましくなく、１×10
8Ωcm以上の値が必要である。第２点はキャリアライフ
タイムが大きいことである。キャリアライフタイムが小
さいと、キャリア収集効率が低下し、エネルギー分解能
が低下する。
以上のことから、放射線検出素子用の結晶の製造条件の
検討は、高抵抗率化、キャリアライフタイムの増大の２
点に注目して行なわれてきた。
第１点目の高抵抗率化に対しては、結晶成長時に塩素を
ドープして抵抗率を向上する事が報告されている。
第２点目のキャリアライフタイムの増大に関しては、結
晶の純度の向上によって達成される事が報告されてい
る。
本発明が解決する問題点 従来から、高抵抗率の結晶を得るためには、結晶中に添
加する塩素濃度を増加することが効果あることが知られ
ている。しかし、塩素濃度が高くなるほどキャリアライ
フタイムは低下する傾向があるために、放射線検出素子
に適した充分抵抗率が高く、しかもキャリアライフタイ
ムも大きい結晶を得ることが出来ないという問題点があ
った。すなわち、放射線検出素子として使用可能な抵抗
率を得るためには、塩素の添加量をある程度大きな量に
せざるを得ず、そのため、キャリアライフタイムが小さ
くなり、結果的に、この結晶を使用して作製した放射線
検出素子のエネルギー分解能は満足できる値が得られて
いないという問題があった。
発明の構成 本発明は、上記の問題点を解決したものであって、放射
線検出素子用のCdTe単結晶の製造方法において、塩素を
0.8重量ppm以上５重量ppm以下の濃度で添加したCdTe単
結晶を、真空中、あるいは不活性ガス中で350℃以上450
℃以下の温度で熱処理することを特徴とするCdTe単結晶
の製造方法に関するものである。
問題点を解決するための手段および作用 上記の問題点を解決するためには、低塩素濃度でも抵抗
率の高い結晶を得る方法が必要であり、本発明者等は、
結晶を熱処理することで抵抗率が増加することを新たに
見い出し、本発明に至ったものである。
本発明における熱処理は真空中あるいはAr、窒素などの
不活性ガス雰囲気下で行う。これは、酸化防止のために
行なわれる。
本発明における熱処理温度は350℃以上450℃以下である
必要がある。熱処理温度が350℃未満であっても、450℃
を越えても、抵抗率は１×108Ωcm以下となるため好ま
しくないからである。特に結晶中の塩素濃度が小さい場
合、この熱処理温度範囲はより一層狭く限定される。例
えば、第１図に示すように塩素濃度が１重量ppmの結晶
の場合、370℃以上400℃以下で熱処理する必要がある。
しかし、塩素濃度が５重量ppmの結晶の場合、熱処理温
度範囲は350℃以上450℃以下で熱処理することで抵抗率
は１×108Ωcm以上となる。
本発明の熱処理は、例えば第２図に示すごとく、塩素が
0.8重量ppm以上、５重量ppm以下の濃度で添加された結
晶に対して行われる。0.8重量ppm未満では本発明の熱処
理を行っても、結晶の抵抗率は１×108Ωcm以上に向上
しないため、放射線検出素子用の結晶として使用するこ
とが出来ない。５重量ppmを越える場合は、例えば第３
図に示すごとく、本発明の熱処理を行っても、キャリア
ライフタイムが低くなるため、高性能の放射線検出素子
が得られないため効果が少ない。
本発明の熱処理時間は、１時間以上、より好ましくは15
時間以上である。尚、該熱処理はインゴットの状態で
も、ウエハーの状態で行なっても良い。
［実施例］ 塩素濃度１重量ppmのCdTe結晶ウエハーを、真空中で385
℃で15時間熱処理した後、約50℃/hrで室温まで炉冷し
た結晶を用いて、放射線検出素子を作製した。
この結晶の抵抗率は、２×108Ωcm、キャリアライフタ
イムは電子が１μs,ホールが0.5μｓであった。このよ
うに本発明の処理品は、高抵抗、高キャリアライフタイ
ムを同時に満足するものであった。
さらに放射線検出素子としての特性は、241Amの放射線
（59.5keVのエネルギーをもっている）を測定したとき
のピーク強度半値幅が、印加電圧15Vにおいて5keVの良
好な分解能が得られた。
［比較例１］ 塩素濃度１重量ppmの結晶を、熱処理をせずに放射線検
出素子を作製した。この結晶の抵抗率は、１×104Ωcm
と低く、そのためキャリアライフタイムも測定出来なか
った。放射線検出素子としての特性は、抵抗率が低すぎ
たために、リーク電流が大きく、241Amの放射線を測定
したところ、なんらスペクトルが得られなかった。
発明の効果 本発明により、結晶中塩素濃度が0.8重量ppm以上５重量
ppm以下という低塩素濃度でも、放射線検出素子を作製
するのに充分な抵抗率の高い結晶を得ることが出来るよ
うになった。このため、この結晶を用いて、従来よりも
エネルギー分解能の良好な放射線検出素子を作製するこ
とができるようになる。
【図面の簡単な説明】
第１図は熱処理温度による抵抗率の変化を示したもので
ある。 第２図は結晶中の塩素濃度と熱処理によって得られた抵
抗率の関係を示したものである。 第３図は結晶中の塩素濃度とキャリアライフタイムの関
係を示したものである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】放射線検出素子用のCdTe単結晶の製造方法
    において、塩素を0.8重量ppm以上５重量ppm以下の濃度
    で添加したCdTe単結晶を、真空中、あるいは不活性ガス
    中で350℃以上450℃以下の温度で熱処理することを特徴
    とするCdTe単結晶の製造方法。
JP2210276A 1990-08-10 1990-08-10 ＣｄＴｅ単結晶の製造方法 Expired - Lifetime JPH0791155B2 (ja)

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JPH06345598A (ja) * 1993-06-04 1994-12-20 Japan Energy Corp 放射線検出素子用ＣｄＴｅ結晶およびその製造方法

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