JPH0796478B2 - ＣｄＴｅ単結晶の製造方法 - Google Patents

ＣｄＴｅ単結晶の製造方法

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JPH0796478B2
JPH0796478B2 JP34940091A JP34940091A JPH0796478B2 JP H0796478 B2 JPH0796478 B2 JP H0796478B2 JP 34940091 A JP34940091 A JP 34940091A JP 34940091 A JP34940091 A JP 34940091A JP H0796478 B2 JPH0796478 B2 JP H0796478B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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。
【０００２】
【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−分解能化をめ
ざして、従来からその製造方法が検討されている。
【０００３】高エネルギ−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。
【０００４】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、１×１０8Ωｃｍ以上の値が必要である。この抵
抗率を得るために、結晶中に１乃至１０ｐｐｍの微量の
塩素を添加し、３５０℃以上４５０℃以下の温度でこれ
を熱処理することが有効である。
【０００５】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−分解能が低下する。キャ
リアライフタイムを増大するには結晶の純度を向上させ
ることが重要であり、このため、結晶の育成温度が低く
坩堝からの汚染を最小限に抑えられ、しかも、高純度化
の効果があるトラベリングヒ−タ−法（ＴＨＭ法）で結
晶を育成することが効果的である。
【０００６】即ち、高エネルギ−分解能の素子を製造す
るには結晶中に１乃至１０ｐｐｍの微量の塩素を添加し
たＣｄＴｅ結晶をＴＨＭ法で製造し、それを３５０℃以
上４５０度以下の温度で熱処理した結晶を使用すること
が重要であった。
【０００７】
【本発明が解決する問題点】しかしながら、上記の方法
で製造した単結晶を使用して放射線検出素子を作成した
場合、育成したインゴットの成長方向長手の位置によっ
て、素子の性能が異なるという問題があった。即ち、長
さ１０ｃｍのインゴットでは、成長開始端から５ｃｍま
での成長開始部の結晶を使用して作製した０．２ｃｍ×
０．２ｃｍ×０．１２ｃｍの素子は241Ａｍの５９．５
ＫｅＶのエネルギ−を有する放射線に対するエネルギ−
分解能が５ＫｅＶを超えるものが多くなり、成長開始端
から５ｃｍ以降の成長終盤に育成された結晶を使用した
素子はエネルギ−分解能５ＫｅＶ以下の良好な素子が多
く得られる傾向があり、結果として、ＴＨＭ法で育成し
た１本の結晶インゴットから取れるエネルギ−分解能５
ＫｅＶ以下の優れた素子の歩留まりが３５％程度と低い
という問題点があった。
【０００８】本発明は、上記の問題点を解決したもので
あって、ＴＨＭ法で育成した１本の結晶インゴットから
歩留まり良くエネルギ−分解能５ＫｅＶ以下の優れた放
射線検出素子を得ることのできるＣｄＴｅ単結晶の製造
方法を提供するものである。
【０００９】
【問題点を解決する手段および作用】すなわち、本発明
は、放射線検出素子用のＣｄＴｅ単結晶の製造方法にお
いて、塩素を添加したＣｄＴｅ単結晶を、５００℃以上
９００℃以下の温度で第１の熱処理を行なった後、３５
０℃以上４５０℃以下の温度で第２の熱処理を行なうこ
とを特徴とするＣｄＴｅ単結晶の製造方法を提供するも
のである。本発明者等は、ＴＨＭ法で長さが４ｃｍ以下
の短い単結晶を育成した場合、素子の性能が成長開始部
の単結晶も良好であることから、エネルギ−分解能が成
長方向長手に分布する原因が、結晶析出後に引き続き受
ける熱履歴の影響であると考え本発明に至ったものであ
る。即ち、ＴＨＭ法で長い単結晶を育成した場合、育成
炉の温度分布により、成長開始部の単結晶は、結晶析出
後に育成炉の低温部へ徐々に移動するため、低温で長時
間の熱履歴を受けることになる。本発明者等の単結晶育
成では、この熱履歴を受ける時間は約７００時間を超え
る。それに対して、成長終盤の単結晶は成長開始部の単
結晶に比べ、成長後に受ける低温での熱履歴の時間も少
ない。
【００１０】そこで、エネルギ−分解能低下の原因が、
結晶析出後に引き続き、低温で極めて長時間熱履歴を受
けるためであると考え、育成した結晶を５００℃以上９
００℃以下の温度域で熱処理することによって、この結
晶析出後の低温の熱履歴を消し去ることができると推定
し実験したところ、良好な結果が得られ本発明に至った
ものである。
【００１１】本発明における第１の熱処理温度は５００
℃以上９００℃以下とされ、より好ましくは６００℃以
上８００℃以下とされる。熱処理温度が５００℃未満で
は結晶析出後の低温での熱履歴の影響を完全には消せ
ず、また、９００℃を超えると高蒸気圧成分であるＣｄ
が単結晶から抜けることにより放射線検出素子の性能の
低下が起こるからである。
【００１２】第２の熱処理温度は３５０℃以上４５０℃
以下とされ、より好ましくは３５０℃以上４００℃以下
とされる。３５０℃未満でも、４５０℃を超えても、抵
抗率は１×１０8Ωｃｍ以下となるからである。また、
塩素の添加量は１重量ｐｐｍ以上１０重量ｐｐｍ以下と
され、より好ましくは１．５重量ｐｐｍ以上３重量ｐｐ
ｍ以下とされる。
【００１３】
【実施例】ＴＨＭ法で育成した塩素濃度２重量ｐｐｍの
長さ１０ｃｍのＣｄＴｅ単結晶から結晶成長方向に等間
隔に４０枚のウエハ−を切り出し、石英アンプルに真空
封入し、７００℃で３時間、第１の熱処理をした後、１
０℃／時間で３８５℃まで降温し、さらにこの温度で１
８時間の第２の熱処理を行なった。第２の熱処理後、室
温まで４０℃／時間で降温した。
【００１４】この熱処理を行なった結晶を使用して各ウ
エハ−から約３０個ずつ放射線検出素子を作製した。
【００１５】次に、それぞれの素子について241Ａｍの
放射線（５９．５ｋｅＶのエネルギ−をもっている）に
対するエネルギ−分解能（ピ−ク強度半値幅）を測定し
た。その結果、成長開始部のウエハ−でも、エネルギ−
分解能が４ｋｅＶ以上５ｋｅＶ未満の素子が最も多く得
られ、全作製素子数に対する５ｋｅＶ未満の素子の割合
は８１％となり、高い歩留まりが得られた。
【００１６】上記実施例では熱処理の雰囲気を真空とし
たが、Ａｒや窒素などの不活性ガス雰囲気としても同様
の効果が得られる。
【００１７】また、上記実施例では第１の熱処理に引き
続いて第２の熱処理を行なったが、第１の熱処理後いっ
たん室温まで冷却した後、第２の熱処理を行なっても同
様の効果が得られる。
【００１８】さらに、上記実施例では第１の熱処理を単
結晶をウエハ−にしてから行なったが、インゴットのま
ま行なっても第２の熱処理をウエハ−にしてから行なえ
ば同様の効果が得られる。
【００１９】
【発明の効果】本発明により、ＴＨＭ法で作製したイン
ゴット全域からエネルギ−分解能５ＫｅＶ以下の良好な
放射線検出素子を歩留まり良く作製することができるよ
うになった。

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、塩素を添加したＣｄＴｅ単結晶を、５
    ００℃以上９００℃以下の温度で第１の熱処理を行なっ
    た後、３５０℃以上４５０℃以下の温度で第２の熱処理
    を行なうことを特徴とするＣｄＴｅ単結晶の製造方法。
JP34940091A 1991-12-09 1991-12-09 ＣｄＴｅ単結晶の製造方法 Expired - Fee Related JPH0796478B2 (ja)

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