JPS5825262A - 放射検出装置 - Google Patents
放射検出装置Info
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- JPS5825262A JPS5825262A JP57118738A JP11873882A JPS5825262A JP S5825262 A JPS5825262 A JP S5825262A JP 57118738 A JP57118738 A JP 57118738A JP 11873882 A JP11873882 A JP 11873882A JP S5825262 A JPS5825262 A JP S5825262A
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- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
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- H10F77/10—Semiconductor bodies
- H10F77/14—Shape of semiconductor bodies; Shapes, relative sizes or dispositions of semiconductor regions within semiconductor bodies
- H10F77/148—Shapes of potential barriers
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- 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
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/10—Integrated devices
- H10F39/12—Image sensors
- H10F39/18—Complementary metal-oxide-semiconductor [CMOS] image sensors; Photodiode array image sensors
-
- 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
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
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- H10F39/12—Image sensors
- H10F39/18—Complementary metal-oxide-semiconductor [CMOS] image sensors; Photodiode array image sensors
- H10F39/184—Infrared image sensors
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- 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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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
- 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S438/00—Semiconductor device manufacturing: process
- Y10S438/94—Laser ablative material removal
Landscapes
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体技術に関するもので、更に詳しく言えば
、放射検出用とシわけＸ線および赤外線検出用の半導体
装置に関する。
、放射検出用とシわけＸ線および赤外線検出用の半導体
装置に関する。
現在、拡散またはエピタキシャル成長技術によってシリ
コンウェーハの表面に形成された浅層（ｓｈａｌｌｏｗ
）ダイオード・アレイが可視域（０２〜０７ミクロン
）における撮像目的に使用されている。
コンウェーハの表面に形成された浅層（ｓｈａｌｌｏｗ
）ダイオード・アレイが可視域（０２〜０７ミクロン
）における撮像目的に使用されている。
この波長範囲においてはシリコンの吸収係数（μ）が太
き（、・（１０５０１−’）ので、入射面に隣接する厚
さθｑ乙オミクロン浅い層中に可視スペクトルの９９％
が吸収される。従って、浅層ダイオードがこの深さにま
で延在すると、アレイの表面に入射した可視光により生
成される電子−正孔対のほとんどが検出されることにな
る。
き（、・（１０５０１−’）ので、入射面に隣接する厚
さθｑ乙オミクロン浅い層中に可視スペクトルの９９％
が吸収される。従って、浅層ダイオードがこの深さにま
で延在すると、アレイの表面に入射した可視光により生
成される電子−正孔対のほとんどが検出されることにな
る。
しかしながら、この可視域におけるシリコン製ビジコン
ターゲットの高（・感度はＸ線や赤外線（ＩＲ）にまで
は及ばない。なぜなら、これらの種類の放射に対す′る
シリコンの吸収係数は小さし・からである。
ターゲットの高（・感度はＸ線や赤外線（ＩＲ）にまで
は及ばない。なぜなら、これらの種類の放射に対す′る
シリコンの吸収係数は小さし・からである。
Ｘ線や赤外線に対して高い感度を達成するためには、厚
いシリコンウェーハを使用することによってシリコンの
小さい吸収係数を補償してやればよい。しかしながら、
厚いターゲットに浅層ダイオード・アレイを設けた場合
には分解能が低下する。なぜなら、電子および正孔が、
ターゲット本体の深部で生成されてから表面の浅層ダイ
オードに到達するまでに、ターゲットの表面と平行に拡
散移動するからである。その上、シリコン中における正
孔および電子の拡散距離は限られているから（すなわち
、１０マイクロ秒の少数キャリヤ寿命を有するシリコン
中の拡散距離は７５０ミクロンに過ぎないから）、多く
の正孔および電子は表面の浅層ダイオードに到達する以
前に再結合してしまう。
いシリコンウェーハを使用することによってシリコンの
小さい吸収係数を補償してやればよい。しかしながら、
厚いターゲットに浅層ダイオード・アレイを設けた場合
には分解能が低下する。なぜなら、電子および正孔が、
ターゲット本体の深部で生成されてから表面の浅層ダイ
オードに到達するまでに、ターゲットの表面と平行に拡
散移動するからである。その上、シリコン中における正
孔および電子の拡散距離は限られているから（すなわち
、１０マイクロ秒の少数キャリヤ寿命を有するシリコン
中の拡散距離は７５０ミクロンに過ぎないから）、多く
の正孔および電子は表面の浅層ダイオードに到達する以
前に再結合してしまう。
さて本発明に従えば、放射（検出用）とりわけＸ線およ
び赤外線検出用の半導体装置が提供される。かかる放射
検出装置はその厚さ方向に沿って伸びる検出用接合面を
有し、吸収された放射によってターゲットの深部で生成
された正孔および電子が再結合する前に検出用接合面に
よって捕集されるので高い感度が得られる。更に、この
検出装置は、入射した放射によって生成された正孔およ
び電子が拡散によって生成部位から遠去かる前に生成部
位の近くで捕集されるので、分解能の点でも優れている
。
び赤外線検出用の半導体装置が提供される。かかる放射
検出装置はその厚さ方向に沿って伸びる検出用接合面を
有し、吸収された放射によってターゲットの深部で生成
された正孔および電子が再結合する前に検出用接合面に
よって捕集されるので高い感度が得られる。更に、この
検出装置は、入射した放射によって生成された正孔およ
び電子が拡散によって生成部位から遠去かる前に生成部
位の近くで捕集されるので、分解能の点でも優れている
。
本発明の放射検出装置は、単結晶半導体材料製のターゲ
ット、およびターゲットの厚さ方向に沿ってターゲット
を貫通する複数のダイオードのアレイで構成される。タ
ーゲットｆｄ、互いに反対側に位置する第１および第コ
の実質的に平行な主面４びにそれらの主面同士を連結す
る外周端面を有している。ターゲットの軸線は、ターゲ
ットの中心（ｃｅｎｔｒｏｉｄ ）を通って上記の主面
に対し実質的に垂直に伸びている。ターゲットの軸線に
沿って見た主面間の距離はターゲットの厚さであって、
該距離は後述の基準に従って決定される。
ット、およびターゲットの厚さ方向に沿ってターゲット
を貫通する複数のダイオードのアレイで構成される。タ
ーゲットｆｄ、互いに反対側に位置する第１および第コ
の実質的に平行な主面４びにそれらの主面同士を連結す
る外周端面を有している。ターゲットの軸線は、ターゲ
ットの中心（ｃｅｎｔｒｏｉｄ ）を通って上記の主面
に対し実質的に垂直に伸びている。ターゲットの軸線に
沿って見た主面間の距離はターゲットの厚さであって、
該距離は後述の基準に従って決定される。
各々のダイオードは、ターゲットの厚さ方向に沿ってそ
れを貫通する縦横比の大きい穴、およびかかる穴と実質
的に同心的に位置するほぼ一様な横断面を持った半導体
領域によって構成されている。各々の穴は、それぞれの
主面の平面内に位置する開口およびそ終らの開口同士を
連結する内面を有している。穴の軸線は実質的に各々の
開口の中心を通り、かつ穴の内面に対して実質的に平行
である。各穴の軸線はターゲットの軸線に対して実質的
に平行であってもよいが、別の実施態様に従えば、各人
の軸線は一方の主面から所定の距離だけ離れた位置にお
いてターゲットの軸線と所定の角度で交わるようにして
もよい。上記の半導体領域の導電形はターゲットの材料
の導電形と反対になるように選ばれる結果、ターゲット
の材料との間には穴と実質的に同心に、両生面間に伸び
る接合面が形成される。各々の半導体領域の境界を成す
のは上記のごとき穴の内面および接合面である。
れを貫通する縦横比の大きい穴、およびかかる穴と実質
的に同心的に位置するほぼ一様な横断面を持った半導体
領域によって構成されている。各々の穴は、それぞれの
主面の平面内に位置する開口およびそ終らの開口同士を
連結する内面を有している。穴の軸線は実質的に各々の
開口の中心を通り、かつ穴の内面に対して実質的に平行
である。各穴の軸線はターゲットの軸線に対して実質的
に平行であってもよいが、別の実施態様に従えば、各人
の軸線は一方の主面から所定の距離だけ離れた位置にお
いてターゲットの軸線と所定の角度で交わるようにして
もよい。上記の半導体領域の導電形はターゲットの材料
の導電形と反対になるように選ばれる結果、ターゲット
の材料との間には穴と実質的に同心に、両生面間に伸び
る接合面が形成される。各々の半導体領域の境界を成す
のは上記のごとき穴の内面および接合面である。
アレイ中のダイオードは走査電子ビームによって個別に
アドレス指定することができるが、その場合には穴が真
空維持用の絶縁性物質によって充填される。固体（ンリ
ツド・ステート）アドレス指定手段を使用すれば、アド
レス指定に伴う実効抵抗を低下させることができ、従っ
てより多数のダイオードの走査が可能となる。かかる固
体アドレス指定手段は、上方の主面上に設置された第１
群の互いに平行な導体および第１群の導体と直交するよ
うに下方の主面上に設置された第２群の互いに平行な導
体から成る。第１群の導体および第２群の導体は所定の
関係に従ってアレイ中のダイオードと接触している結果
、適当な固体スイッチを設けることによってアレイ中の
各ダイオードを個別にアドレス指定することが可能とな
る。
アドレス指定することができるが、その場合には穴が真
空維持用の絶縁性物質によって充填される。固体（ンリ
ツド・ステート）アドレス指定手段を使用すれば、アド
レス指定に伴う実効抵抗を低下させることができ、従っ
てより多数のダイオードの走査が可能となる。かかる固
体アドレス指定手段は、上方の主面上に設置された第１
群の互いに平行な導体および第１群の導体と直交するよ
うに下方の主面上に設置された第２群の互いに平行な導
体から成る。第１群の導体および第２群の導体は所定の
関係に従ってアレイ中のダイオードと接触している結果
、適当な固体スイッチを設けることによってアレイ中の
各ダイオードを個別にアドレス指定することが可能とな
る。
以下、添付の図面を参照しながら本発明を一層詳しく説
明しよう。
明しよう。
先ず第１図に関連して述べれば、本発明の実施は適当な
半導体材料から成りかつ適当な厚さくＺ）を持ったター
ゲット１０を選定することから始まる。
半導体材料から成りかつ適当な厚さくＺ）を持ったター
ゲット１０を選定することから始まる。
ターゲット１０の幾何学的形状はその最終用途並びに後
述の選定パラメータに従って決められるものであるが、
少なくとも、ターゲット１０は互いに反対側に位置する
第１の主面（または上面）２および第２の主面（または
下面）６並びにそれらの主面同士を連結する外周端面４
を有している。ターゲット１０を構成する半導体材料は
半導体装置また、は縮小形電子装置製造業界において公
知のものの中から選び得るのであって、その実例として
はシリコン、ゲルマニウム、ヒ化ガリウム、リン化ガリ
ウム、アンチモン化インジウム、テルル化カドミウムお
よび硫化亜鉛が挙げられる。ターゲット１０の材料は単
結晶であり、特に好適な結晶方位は存在せず、またドー
ピングを受けていない半導体材料とは異なる導電形およ
び（または）不純物濃度を有していてもよい。
述の選定パラメータに従って決められるものであるが、
少なくとも、ターゲット１０は互いに反対側に位置する
第１の主面（または上面）２および第２の主面（または
下面）６並びにそれらの主面同士を連結する外周端面４
を有している。ターゲット１０を構成する半導体材料は
半導体装置また、は縮小形電子装置製造業界において公
知のものの中から選び得るのであって、その実例として
はシリコン、ゲルマニウム、ヒ化ガリウム、リン化ガリ
ウム、アンチモン化インジウム、テルル化カドミウムお
よび硫化亜鉛が挙げられる。ターゲット１０の材料は単
結晶であり、特に好適な結晶方位は存在せず、またドー
ピングを受けていない半導体材料とは異なる導電形およ
び（または）不純物濃度を有していてもよい。
次に、レーザビーム穴あけ加工等によってターゲット１
０を貫通する穴２０が設けられる。かかる穴２０は、主
面２および６の平面内にそれぞれ位置する開口５および
６同士を連結する内面７を持った実質的に円柱状の空所
である。穴の軸線８は、開口５および６の中心を通って
いる。穴２０の縦横比すなわち長さくｉ＞と直径（Ｄ）
との比は約６より太き（・ことカミ好ましい。レーザ穴
あけ技術を使用すれば、レーザビーム手段によって厚さ
／２ミル（０３ＩＩＢ ）のシリコンウェーハ中に直径
が約、ル僧ミル（７９ミクロン）かつ軸線間の距離（Ｌ
）が約ｌＳＤの穴を形成することができる。しかも、そ
の際に穴２０に隣接するターゲット１００半導体材料が
破損、ひび割れ、または応力や歪みの導入（すなわち損
傷）をこうむることはない。
０を貫通する穴２０が設けられる。かかる穴２０は、主
面２および６の平面内にそれぞれ位置する開口５および
６同士を連結する内面７を持った実質的に円柱状の空所
である。穴の軸線８は、開口５および６の中心を通って
いる。穴２０の縦横比すなわち長さくｉ＞と直径（Ｄ）
との比は約６より太き（・ことカミ好ましい。レーザ穴
あけ技術を使用すれば、レーザビーム手段によって厚さ
／２ミル（０３ＩＩＢ ）のシリコンウェーハ中に直径
が約、ル僧ミル（７９ミクロン）かつ軸線間の距離（Ｌ
）が約ｌＳＤの穴を形成することができる。しかも、そ
の際に穴２０に隣接するターゲット１００半導体材料が
破損、ひび割れ、または応力や歪みの導入（すなわち損
傷）をこうむることはない。
ターゲット１０中に穴２０が形成された後、第２および
２Ａ図に示されるごとく各々の穴２０と実質的に同心に
位置するほぼ一様な横断面を持った少なくとも７つの半
導体領域２１が形成される。そのためには、たとえば、
各々の穴２０の内面７を通してターゲット１０中に第１
の不純物を導入すればよい。
２Ａ図に示されるごとく各々の穴２０と実質的に同心に
位置するほぼ一様な横断面を持った少なくとも７つの半
導体領域２１が形成される。そのためには、たとえば、
各々の穴２０の内面７を通してターゲット１０中に第１
の不純物を導入すればよい。
半導体領域２１は、ターゲット１００半導体材料とは異
なる導電形および（または）不純物濃度（通例は比抵抗
で測定される）を有するものであればよい。領域２１の
境界を成すのは、穴の内面７およびターゲット１０の材
料との（面積Ａを持つ）界面２２である。界面２２は穴
２０と実質的に同心であシ、しかも第コおよびす図中の
穴の軸線８から半径方向に沿って測った場合に不純物が
穴の内面７からターゲット１０中に拡散して到達した距
離Ｒの位置にある。半導体領域２１がターゲット１０と
反対の導電形を有する場合、界面２２ＵＰＮ接合になる
。かかる穴２０と半導体領域２．１との組合せは、穴あ
けおよび拡散処理によって形成されたダ、イオードを構
成する。
なる導電形および（または）不純物濃度（通例は比抵抗
で測定される）を有するものであればよい。領域２１の
境界を成すのは、穴の内面７およびターゲット１０の材
料との（面積Ａを持つ）界面２２である。界面２２は穴
２０と実質的に同心であシ、しかも第コおよびす図中の
穴の軸線８から半径方向に沿って測った場合に不純物が
穴の内面７からターゲット１０中に拡散して到達した距
離Ｒの位置にある。半導体領域２１がターゲット１０と
反対の導電形を有する場合、界面２２ＵＰＮ接合になる
。かかる穴２０と半導体領域２．１との組合せは、穴あ
けおよび拡散処理によって形成されたダ、イオードを構
成する。
領域２１を形成するためには幾つかの技術がある。
その−例は、［スピンオン（５ｐｉｎ−Ｏｎ ） Ｊと
呼ばれる比較的新しい固体拡散不純物源、たとえばアメ
リカ合衆国カリホルニア州すニベール所在のディフュー
ジョン・テクノロジー社（ＤｉｆｆｕｓｊθｎＴｅｃｈ
ｎｏｌｏｇｙ、 Ｉｎｃ、）から入手し得るスピンラ
イト（５ｐｉｎ−Ｒｉ ｔｅ ＋ 商標）を使用するも
のである。
呼ばれる比較的新しい固体拡散不純物源、たとえばアメ
リカ合衆国カリホルニア州すニベール所在のディフュー
ジョン・テクノロジー社（ＤｉｆｆｕｓｊθｎＴｅｃｈ
ｎｏｌｏｇｙ、 Ｉｎｃ、）から入手し得るスピンラ
イト（５ｐｉｎ−Ｒｉ ｔｅ ＋ 商標）を使用するも
のである。
別の技術としては、半導体業界において通例実施されて
いるごとく、ガス状の不純物を所定の温度下で所定の時
間だけ拡散させる方法がある。
いるごとく、ガス状の不純物を所定の温度下で所定の時
間だけ拡散させる方法がある。
半導体装置製造業界において認められている通り、特別
の処置を講じなければ、不純物はその他の露出面（たと
えば主面２および３）からもターゲット１０の内部に拡
散する。特定の表面からの拡散を防止する方法の１つは
、その表面上に酸化物層を成長させることである。ある
いはまた、半導体領域を含んだ不要表面（例えば主面２
．３）から十分な量のターゲット１０の材料を樽械、研
摩などによって除去してもよい。
の処置を講じなければ、不純物はその他の露出面（たと
えば主面２および３）からもターゲット１０の内部に拡
散する。特定の表面からの拡散を防止する方法の１つは
、その表面上に酸化物層を成長させることである。ある
いはまた、半導体領域を含んだ不要表面（例えば主面２
．３）から十分な量のターゲット１０の材料を樽械、研
摩などによって除去してもよい。
本発明の放射検出装置においては、複数の穴２０は一定
の配列（アレイ）を成して配置されている。
の配列（アレイ）を成して配置されている。
第２Ａ図の配列は典型的なもので、７つの方向に沿って
は距離りだけ離隔しかつそれと直交する方向に沿っては
距離Ｍだけ離隔した複数の互いに直交する線の交点に夫
々穴２０を形成して、マトリクス・アレイとしたもので
ある。第２Ａ図の正方マトリクス・アレイにおいてはＬ
とＭとが等しいが、次第に直径の大きくなる同心円のご
ときその他のパターンも可能であって、それらも完全に
本発明の範囲内にある。
は距離りだけ離隔しかつそれと直交する方向に沿っては
距離Ｍだけ離隔した複数の互いに直交する線の交点に夫
々穴２０を形成して、マトリクス・アレイとしたもので
ある。第２Ａ図の正方マトリクス・アレイにおいてはＬ
とＭとが等しいが、次第に直径の大きくなる同心円のご
ときその他のパターンも可能であって、それらも完全に
本発明の範囲内にある。
かかる撮偉用ターゲットがある種のビジコンの場合のよ
うに真空中において電子ビームで走査されるのであれば
、レーザ穴あけ加工によって形成された貫通穴は不純物
の拡散後に充填しなければならない（すなわち真空を維
持し得る状態にしなければならない）。このような穴の
充填および封止は、本体の表面上に絶縁性の物質（たと
えば液状シリコーン−ポリイミドまたは液状エポキシ樹
脂）を塗布して毛細管作用により穴の中に吸い込ませ、
次にその場で硬化させることによって容易に達成するこ
とができる。シリコーン−ポリイミドの利点は、高温に
耐えること（すなわち純粋な酸素中において５００℃の
温度に／／２時間にわたって耐えること）、かつまた硬
化後にはガス発生が見られないことにある。他方、エポ
キシ樹脂の利点は硬化時にほとんど収縮が見られないこ
とにある。
うに真空中において電子ビームで走査されるのであれば
、レーザ穴あけ加工によって形成された貫通穴は不純物
の拡散後に充填しなければならない（すなわち真空を維
持し得る状態にしなければならない）。このような穴の
充填および封止は、本体の表面上に絶縁性の物質（たと
えば液状シリコーン−ポリイミドまたは液状エポキシ樹
脂）を塗布して毛細管作用により穴の中に吸い込ませ、
次にその場で硬化させることによって容易に達成するこ
とができる。シリコーン−ポリイミドの利点は、高温に
耐えること（すなわち純粋な酸素中において５００℃の
温度に／／２時間にわたって耐えること）、かつまた硬
化後にはガス発生が見られないことにある。他方、エポ
キシ樹脂の利点は硬化時にほとんど収縮が見られないこ
とにある。
たとえばＸ線を検出するために必要なターゲットの厚さ
Ｚは、ターゲット１０を構成する半導体材−料の組成や
所要の吸収率をはじめとする幾つかの因子に依存する。
Ｚは、ターゲット１０を構成する半導体材−料の組成や
所要の吸収率をはじめとする幾つかの因子に依存する。
Ｘ線検出用のターゲット材料として使用するのに適した
市販の半導体材料の実例としては、シリコン、ゲルマニ
ウムおよびヒ化ガリウムの３種が挙げられる。
市販の半導体材料の実例としては、シリコン、ゲルマニ
ウムおよびヒ化ガリウムの３種が挙げられる。
ターゲット中における放射の吸収は、次式のごとく、タ
ーゲットの厚さＺ、ターゲットを構成する材料の質量吸
収係数μ／ρおよびターゲットの密度ρの関数である。
ーゲットの厚さＺ、ターゲットを構成する材料の質量吸
収係数μ／ρおよびターゲットの密度ρの関数である。
Ｉ （Ｚ） ＝ Ｉｏ ｅｘｐ （（１’／／’） ρ
Ｚ、） （ｔＪ式（１）を書直せば、Ｉ／
１．に等しい比率の入射放射を吸収するために必要なタ
ーゲットの厚さＺが求められる。
Ｚ、） （ｔＪ式（１）を書直せば、Ｉ／
１．に等しい比率の入射放射を吸収するために必要なタ
ーゲットの厚さＺが求められる。
Ｚ−−１ｎ （Ｉ９）
μ ■（２）
下記の第１表には、歯科Ｘ線用途において使用される３
０ｋＶ放射の場合を表わす波長θダμの入射Ｘ線の９０
％を吸収するために必要なターゲットの厚さが示される
。
０ｋＶ放射の場合を表わす波長θダμの入射Ｘ線の９０
％を吸収するために必要なターゲットの厚さが示される
。
なお、入射〆線の９０％ではなく９９％を吸収させるた
めには、第１表中のターゲット厚さをコ倍にする必要が
ある。
めには、第１表中のターゲット厚さをコ倍にする必要が
ある。
第１表中のデータに−よれば３０ｋＶ放射での撮像用と
してはシリコンよりもゲルマニウムやヒ化ガリウムの方
が好ましく思われるが、その他数多くの技術的および経
済的要因を考慮すれば王者のうちで最適なターゲット材
料はシリコンである。そのような要因としては、価格、
シリコン上に追加回路を形成し得る点、それ自体の酸化
物でシリコンを下活性化し得る点、およびそれの広汎な
用途である。
してはシリコンよりもゲルマニウムやヒ化ガリウムの方
が好ましく思われるが、その他数多くの技術的および経
済的要因を考慮すれば王者のうちで最適なターゲット材
料はシリコンである。そのような要因としては、価格、
シリコン上に追加回路を形成し得る点、それ自体の酸化
物でシリコンを下活性化し得る点、およびそれの広汎な
用途である。
ターゲット１０に入射した放射のうち、比率ｆ（第１表
中ではヲθ％）に相当する部分は光電作用によって吸収
される。スペクトルのＸ線域においては、その比率は光
子エネルギーの減少およびターゲット１０の厚さの増加
、に伴って増大する。光子数／ｃｄ・秒（単位）で表わ
される入射放射束をＩＯとすれば、ターゲット中におい
て１個のダイオードにつき７秒間に生成される電子−正
孔対の数Ｎは次式によって与えられる。
中ではヲθ％）に相当する部分は光電作用によって吸収
される。スペクトルのＸ線域においては、その比率は光
子エネルギーの減少およびターゲット１０の厚さの増加
、に伴って増大する。光子数／ｃｄ・秒（単位）で表わ
される入射放射束をＩＯとすれば、ターゲット中におい
て１個のダイオードにつき７秒間に生成される電子−正
孔対の数Ｎは次式によって与えられる。
Ｎ＝ （Ｅ／Ｅｉ ） ｆ Ｉｏ Ｌ２（３）式中、Ｅ
は入射光子のエネルギー、Ｅｉはただ１つの電子−正孔
対を生成するのに必要なエネルギー（Ｓｉについては３
．乙ｅＶ、Ｇｅについては２．９ｅＶ、またＧａＡＳ
については１Ａ９ｅＶ）、そしてＬは穴あけ加工および
拡散処理によってターゲット１０中に形成されたダイオ
ードの中心間距離である。
は入射光子のエネルギー、Ｅｉはただ１つの電子−正孔
対を生成するのに必要なエネルギー（Ｓｉについては３
．乙ｅＶ、Ｇｅについては２．９ｅＶ、またＧａＡＳ
については１Ａ９ｅＶ）、そしてＬは穴あけ加工および
拡散処理によってターゲット１０中に形成されたダイオ
ードの中心間距離である。
吸収された放射により生成された電子−正孔対は領域２
１および２内において無作為に拡散し、やがて再結合す
るか、あるいはダイオードの空乏領域（図示せず）に入
る。後者の場合、生成する電子−正孔対を捕集計数する
ために逆バイアスを加えられた接合面２２によってそれ
らは分離されて捕集される。空乏領域は接合面２２と同
心に形成されるもので、穴の軸線８から半径方向に沿っ
て測った場合に幅Ｗを有する。そのうち、約ｗ７２は領
域２１内に位置し、また残りの約Ｗ／２は接合面２２を
越えてターゲット１０の本体中に位置する。半導体材料
はダイオード同士の間隔りよりも大きい少数キャリヤ拡
散距離を有するように選定されるから、入射放射によっ
て生成された電子−正孔対の大部分は隣接するダイオー
ドによって検出されることになる。一部のキャリヤは最
も近い次のダイオードの所まで拡散するか、あるいは再
結合する。各ダイオードの周辺における放射強度は、そ
の逆ノ（イアスミ圧の経時変化を測定することによって
求めることができる。時刻ゼロにおいて、ダイオードは
電子ビームまたは固体アドレス線によって指定され、そ
して設定電圧レベルに逆）（イアスされる。逆バイアス
状態のダイオードによって蓄積される実効電荷Ｑは次の
通りである。
１および２内において無作為に拡散し、やがて再結合す
るか、あるいはダイオードの空乏領域（図示せず）に入
る。後者の場合、生成する電子−正孔対を捕集計数する
ために逆バイアスを加えられた接合面２２によってそれ
らは分離されて捕集される。空乏領域は接合面２２と同
心に形成されるもので、穴の軸線８から半径方向に沿っ
て測った場合に幅Ｗを有する。そのうち、約ｗ７２は領
域２１内に位置し、また残りの約Ｗ／２は接合面２２を
越えてターゲット１０の本体中に位置する。半導体材料
はダイオード同士の間隔りよりも大きい少数キャリヤ拡
散距離を有するように選定されるから、入射放射によっ
て生成された電子−正孔対の大部分は隣接するダイオー
ドによって検出されることになる。一部のキャリヤは最
も近い次のダイオードの所まで拡散するか、あるいは再
結合する。各ダイオードの周辺における放射強度は、そ
の逆ノ（イアスミ圧の経時変化を測定することによって
求めることができる。時刻ゼロにおいて、ダイオードは
電子ビームまたは固体アドレス線によって指定され、そ
して設定電圧レベルに逆）（イアスされる。逆バイアス
状態のダイオードによって蓄積される実効電荷Ｑは次の
通りである。
Ｑ＝ ＣＶ （４）式
中、Ｃはダイオード容量、そして■は逆、＜イアスミ圧
である。ダイオード周辺において放射により生成された
電子−正孔対が到達すると、「ダイオード・コンデンサ
」は放電する。その際の放電速度は、式（４）を微分し
てから式（３）と組合わせて得られた次式によって与え
られる。
中、Ｃはダイオード容量、そして■は逆、＜イアスミ圧
である。ダイオード周辺において放射により生成された
電子−正孔対が到達すると、「ダイオード・コンデンサ
」は放電する。その際の放電速度は、式（４）を微分し
てから式（３）と組合わせて得られた次式によって与え
られる。
式中、ｑは電子の電荷である。更に、式（５）を積分す
ると入射放射強度が求められる。
ると入射放射強度が求められる。
式中、■ｏは各回のターゲット走査に際してダイオード
に与えられる初期逆バイアス電圧、そして■ｆはダイオ
ードの放電によって到達した（新たな走査によってダイ
オードが電圧ＶＯに再充電される前の）最終電圧である
。ターゲット走査の時間間隔は全てのダイオードについ
て同じであるから、ターゲットに入射した放射強度Ｉｏ
（Ｘ）の空間分布は次のようになる。
に与えられる初期逆バイアス電圧、そして■ｆはダイオ
ードの放電によって到達した（新たな走査によってダイ
オードが電圧ＶＯに再充電される前の）最終電圧である
。ターゲット走査の時間間隔は全てのダイオードについ
て同じであるから、ターゲットに入射した放射強度Ｉｏ
（Ｘ）の空間分布は次のようになる。
式中、Ｔはターゲット走査の時間間隔である。
各回の走査に際してアレイ中のダイオードが多数の電子
−正孔対を検出すれば、かつまた式（７）から求められ
る信号電流Ｉ’（Ｚ）がダイオード接合部の逆方向電流
ＩＲよりｉかに大きければ、得られる偉のコントラスト
は大きくなる。逆方向電流ＩＲは、空乏領域内における
熱励起により生じる生成電流ｔｙと平衡状態の少数キャ
リヤが中性領域がら空乏領域中に拡散するために生じる
拡散電流１ｄｉｆｆとの和によって与えられる。室温下
では、ＳｉおよびＧａ Ａｓについて言えば拡散電流が
生成電流に比べて無視できるのに対し、Ｇｅについて言
えば生成電流が拡散電流に比べて無視できる。Ｓｉおよ
びＧａＡｓの場合、空乏領域から生じる生成電流は次式
のごとくに逆バイアス状態の空乏領域内におけるキャリ
ヤの実効寿命ｔおよび空乏領域の幅Ｗから求めることが
できる。
−正孔対を検出すれば、かつまた式（７）から求められ
る信号電流Ｉ’（Ｚ）がダイオード接合部の逆方向電流
ＩＲよりｉかに大きければ、得られる偉のコントラスト
は大きくなる。逆方向電流ＩＲは、空乏領域内における
熱励起により生じる生成電流ｔｙと平衡状態の少数キャ
リヤが中性領域がら空乏領域中に拡散するために生じる
拡散電流１ｄｉｆｆとの和によって与えられる。室温下
では、ＳｉおよびＧａ Ａｓについて言えば拡散電流が
生成電流に比べて無視できるのに対し、Ｇｅについて言
えば生成電流が拡散電流に比べて無視できる。Ｓｉおよ
びＧａＡｓの場合、空乏領域から生じる生成電流は次式
のごとくに逆バイアス状態の空乏領域内におけるキャリ
ヤの実効寿命ｔおよび空乏領域の幅Ｗから求めることが
できる。
式中、Ｎは真性キャリヤ濃度、ｑは電子の電荷、そして
ＡはＰＮ接合の面積である。
ＡはＰＮ接合の面積である。
ところで、大きい像コントラストを得るためには、放射
によって生じる電流Ｉｓと逆方向電流ＩＲとの比が大き
ければよい。
によって生じる電流Ｉｓと逆方向電流ＩＲとの比が大き
ければよい。
上式かられかる通り、ＳｉおよびＧａＡｓにおいて大き
い像コントラストを得るためには、材料のキャリヤ寿命
（１）が長いこと、空乏領域の幅Ｗが小さいこと（すな
わち逆バイアス電圧が低いこと）、かつまた接合２２の
面積が小さいこと（すなわち穴あけ加工および拡散処理
によって形成されるダイオードの直径をできるだけ小さ
くすること）が好ましい。
い像コントラストを得るためには、材料のキャリヤ寿命
（１）が長いこと、空乏領域の幅Ｗが小さいこと（すな
わち逆バイアス電圧が低いこと）、かつまた接合２２の
面積が小さいこと（すなわち穴あけ加工および拡散処理
によって形成されるダイオードの直径をできるだけ小さ
くすること）が好ましい。
式（９）は、大きい像コントラストと高い分解能との間
に根本的な矛盾があることを示している。空間分解能を
増大させるためにはダイオード同士の間隔りを減少させ
なければならないが、これは像コントラストを低下させ
てしまう。このような矛盾が生じる理由は、入射放射が
単位時間に一定数の電子−正孔対しか生成しないことに
ある。かかる一定数の電子−正孔対を（分解能向上のた
め）より多数のダイオードによって分は合わなければな
らない場合、各ダイオードに割当てられる電子−正孔対
は少なくなる（すなわちコントラストが低下する）ので
ある。
に根本的な矛盾があることを示している。空間分解能を
増大させるためにはダイオード同士の間隔りを減少させ
なければならないが、これは像コントラストを低下させ
てしまう。このような矛盾が生じる理由は、入射放射が
単位時間に一定数の電子−正孔対しか生成しないことに
ある。かかる一定数の電子−正孔対を（分解能向上のた
め）より多数のダイオードによって分は合わなければな
らない場合、各ダイオードに割当てられる電子−正孔対
は少なくなる（すなわちコントラストが低下する）ので
ある。
ターゲットの分解能を制限することのあるもう７つの要
因は、ダイオードの軸線８と入射放射の進路とが並行で
ないことである。たとえば、半径Ｐおよび厚さＺのター
ゲットから距離Ｑだけ離れた線源から放出されるＸ線は
、ターゲットの縁端にお（・て（Ｚ／Ｑ ） Ｐの最大
分解能損失を生じる。
因は、ダイオードの軸線８と入射放射の進路とが並行で
ないことである。たとえば、半径Ｐおよび厚さＺのター
ゲットから距離Ｑだけ離れた線源から放出されるＸ線は
、ターゲットの縁端にお（・て（Ｚ／Ｑ ） Ｐの最大
分解能損失を生じる。
直径３インチ（７，Ａ２Ｃｌ１ｋ）から厚さ００７３イ
ンチ（０，／ｇ！；俤）のターゲットについて言えば、
線源とターゲットとの距離Ｑが約ｌＩ９インチ（／２Ｑ
ＩＩ）Ｉ）である場合、ターゲットの縁端における最大
分解能損失は約／ミル（θ０２！；’Ｉ＠ｍ ）である
。ウェー７・の穴あけの際の角度を適当に変化させれば
、ターゲットと線源との幾何学的関係によって生じる分
解能の低下を排除することができる。
ンチ（０，／ｇ！；俤）のターゲットについて言えば、
線源とターゲットとの距離Ｑが約ｌＩ９インチ（／２Ｑ
ＩＩ）Ｉ）である場合、ターゲットの縁端における最大
分解能損失は約／ミル（θ０２！；’Ｉ＠ｍ ）である
。ウェー７・の穴あけの際の角度を適当に変化させれば
、ターゲットと線源との幾何学的関係によって生じる分
解能の低下を排除することができる。
そのような実施態様を第３図に略示するが、図示の簡略
化のために３す゛のダイオード（２３，２４および２５
）のみを示すことにする。軸４！！２６は実質的にター
ゲット１０の中心（ここに必ずダイオードが存在すると
は限らない）を通って主面２および３に対し実質的に垂
直に伸びるもので、ターゲットの中心軸を成している。
化のために３す゛のダイオード（２３，２４および２５
）のみを示すことにする。軸４！！２６は実質的にター
ゲット１０の中心（ここに必ずダイオードが存在すると
は限らない）を通って主面２および３に対し実質的に垂
直に伸びるもので、ターゲットの中心軸を成している。
ターゲットの軸線２６から離れて位置するダイオード（
たとえば２４および２５）の各々は、ターゲット２０の
厚さ方向に沿ってそれを貫通する縦横比の大きい穴２０
および穴２０と実質的に同心に位置するほぼ一様な横断
面を持った半導体領域２１から成っている。軸線２６と
合致しないダイオード（たとえば２４および２５）の傾
斜角は、それらのダイオードの中心を通る軸線（たとえ
ば２７および２８）とターゲットの軸線２６とが成す角
（たとえばαおよびβ）によって測られる。軸線２７お
よび２８は主面２および６内にそれぞれ位置する開口５
および６の中心を実質的に通り、かつ穴の内面７に対し
て実質的に平行である。このような実施態様の場合、穴
の軸線間の距離（ＬおよびＭ）は第３図に略示されるご
とく互いに隣接する軸線（たとえば２７および２８）が
上面２の平面と交わる点間の距離として測られる。
たとえば２４および２５）の各々は、ターゲット２０の
厚さ方向に沿ってそれを貫通する縦横比の大きい穴２０
および穴２０と実質的に同心に位置するほぼ一様な横断
面を持った半導体領域２１から成っている。軸線２６と
合致しないダイオード（たとえば２４および２５）の傾
斜角は、それらのダイオードの中心を通る軸線（たとえ
ば２７および２８）とターゲットの軸線２６とが成す角
（たとえばαおよびβ）によって測られる。軸線２７お
よび２８は主面２および６内にそれぞれ位置する開口５
および６の中心を実質的に通り、かつ穴の内面７に対し
て実質的に平行である。このような実施態様の場合、穴
の軸線間の距離（ＬおよびＭ）は第３図に略示されるご
とく互いに隣接する軸線（たとえば２７および２８）が
上面２の平面と交わる点間の距離として測られる。
高エネルギーＸ線の場合には、シリコンのごとき軽質の
物質によってＸ線の干渉性（コヒーレント）および非干
渉性（コンプトン）散乱が起こるために一層６重大な分
解能低下の問題が生じる。
物質によってＸ線の干渉性（コヒーレント）および非干
渉性（コンプトン）散乱が起こるために一層６重大な分
解能低下の問題が生じる。
（医療用の） ｌ、ＱＫＶのＸ線について言えばζ最初
から光電作用によってシリコン中に吸収されるＸ線は半
分に過ぎない。残りの半分は先ず散乱を受けるから、シ
リコンターゲットの分解能は低下する。入射放射を低エ
ネルギー（シリコンについては３Ｑ ＫＶ未満）のＸ線
に制限するか、あるいは原子番号の大きい半導体材料（
ＧｅまたはＧａＡｓ）を使用すれば、散乱の問題従って
分解能低下の問題は解消する。それ故、シリコンターゲ
ットはたとえば歯科用Ｘ線の検出装置として使用するの
に最も適するのであって、計算機処理断層撮影（ＣＴ）
診断装置に見られるような医療用Ｘ＠用途のためにはた
とえばＧａ Ａｓ ＋Ｇｅを使用すべきである。
から光電作用によってシリコン中に吸収されるＸ線は半
分に過ぎない。残りの半分は先ず散乱を受けるから、シ
リコンターゲットの分解能は低下する。入射放射を低エ
ネルギー（シリコンについては３Ｑ ＫＶ未満）のＸ線
に制限するか、あるいは原子番号の大きい半導体材料（
ＧｅまたはＧａＡｓ）を使用すれば、散乱の問題従って
分解能低下の問題は解消する。それ故、シリコンターゲ
ットはたとえば歯科用Ｘ線の検出装置として使用するの
に最も適するのであって、計算機処理断層撮影（ＣＴ）
診断装置に見られるような医療用Ｘ＠用途のためにはた
とえばＧａ Ａｓ ＋Ｇｅを使用すべきである。
穴あけ加工および拡散処理によって形成された各ダイオ
ードの容量Ｃ、アドレス指定に伴う実効抵抗Ｒｅ ｆ
ｆ並びにアレイ中のダイオードの数ＮＤを考慮すれば、
ダイオード・アレイの走査時間Ｔはアレイの固有緩和時
間より長くなければならず、さもないと像のゆがみが生
じることになる。
ードの容量Ｃ、アドレス指定に伴う実効抵抗Ｒｅ ｆ
ｆ並びにアレイ中のダイオードの数ＮＤを考慮すれば、
ダイオード・アレイの走査時間Ｔはアレイの固有緩和時
間より長くなければならず、さもないと像のゆがみが生
じることになる。
Ｔ ４ ＮＤ Ｒｅｆ ｆ Ｃ（１（１また、像のちら
つきが感じられないようにするため、ターゲットを少な
くとも７７１０秒（人間の目の緩和時間）に７回の割合
で走査しなければならない。
つきが感じられないようにするため、ターゲットを少な
くとも７７１０秒（人間の目の緩和時間）に７回の割合
で走査しなければならない。
Ｔ４−（秒）０１）
Ｏ
弐〇〇と式（１１）とを組合わせれば次式の条件が得ら
れる。
れる。
ＮＤ Ｒｅｆｆ Ｃ−４−０４
Ｏ
穴あけおよび拡散処理によって形成されたダイオードの
容量は次式によって与えられる。
容量は次式によって与えられる。
ＫＳ ＥＯｆｆＺＤ’
Ｃ−（を場
式中、Ｚは（式（２）によって与えられる）ターゲット
の厚さ、Ｄ′は（第コおよび２Ａ図中におけるＤ＋２１
に等しい）ダイオードの直径、Ｗは空乏領域の幅、Ｋｓ
は誘電率、そしてＥｏは穴２０の自由空間の誘電率であ
る。
の厚さ、Ｄ′は（第コおよび２Ａ図中におけるＤ＋２１
に等しい）ダイオードの直径、Ｗは空乏領域の幅、Ｋｓ
は誘電率、そしてＥｏは穴２０の自由空間の誘電率であ
る。
式（２）と式０１とを組合わせれば次式の関係が得られ
る。
る。
シリコンに関する代表的な値としてＺ＝ ７ｇ９×ｔ
ｏ−１の（第１表）、Ｄ’−，２ｊｘ ｔｏ−３ｃｍ、
Ｗ＝／ ｘ ｌｏ−３ｍ（１０Ω清のＳｉにおいて逆
バイアス電圧が１０Ｖである場合） 、 Ｅｏ＝ ｇ、
ｇ乙Ｘ １０−１４ Ｆｌｏｌ、およびＫｓ ＝ ／
１７を取れば、次のような結果が得られる。
ｏ−１の（第１表）、Ｄ’−，２ｊｘ ｔｏ−３ｃｍ、
Ｗ＝／ ｘ ｌｏ−３ｍ（１０Ω清のＳｉにおいて逆
バイアス電圧が１０Ｖである場合） 、 Ｅｏ＝ ｇ、
ｇ乙Ｘ １０−１４ Ｆｌｏｌ、およびＫｓ ＝ ／
１７を取れば、次のような結果が得られる。
ＮＤＲｅ ｆ ｆ≦ＡｊｘｔｏｌＯｎ（シリ：Ｍ／）
Ｈ電子ビームによるアドレス指定の場合、アドレ
ス指定に伴う実効抵抗Ｒｅｆｆは１０６Ωである。従っ
て、電子ビームによりアドレス指定の可能な単一のＸ線
ターゲット中の最大ダイオード数は０ＸＩＯ’であって
、これは２！；ＯＸ ２！；０のダイオード・アレイ（
通常のＴＶにほぼ等しい分解能）に相当する。
Ｈ電子ビームによるアドレス指定の場合、アドレ
ス指定に伴う実効抵抗Ｒｅｆｆは１０６Ωである。従っ
て、電子ビームによりアドレス指定の可能な単一のＸ線
ターゲット中の最大ダイオード数は０ＸＩＯ’であって
、これは２！；ＯＸ ２！；０のダイオード・アレイ（
通常のＴＶにほぼ等しい分解能）に相当する。
しかるに固体アドレス指定の場合には、アドレス指定に
伴う実効抵抗Ｒｅｆｆは約１０２Ωである。このように
実効抵抗が低い結果、シリコン・ターゲットは最高ｔ５
ｘｔｏ８のダイオードを有し得るのであって、これは２
ＳＯθＯｘ ２！；０００のダイオード・アレイに相当
する。従って、Ｓθインチ×ＳＯインチ（／２７ ｒｓ
ｘ ／２７ ｒｓ ）のターゲットはコミル（θθＳ
雪ｌ）の分解能を有することになる。固体アドレス指定
手段は第９図に略示されている。すなわち、通常の写真
食刻技術の使用により、上側の主面上゛には第１群の実
質的に平行な導体２９が設置され、また下側の主面上に
は第２群の実質的に平行な導体３０が第１群の導体と直
交するように設置される。
伴う実効抵抗Ｒｅｆｆは約１０２Ωである。このように
実効抵抗が低い結果、シリコン・ターゲットは最高ｔ５
ｘｔｏ８のダイオードを有し得るのであって、これは２
ＳＯθＯｘ ２！；０００のダイオード・アレイに相当
する。従って、Ｓθインチ×ＳＯインチ（／２７ ｒｓ
ｘ ／２７ ｒｓ ）のターゲットはコミル（θθＳ
雪ｌ）の分解能を有することになる。固体アドレス指定
手段は第９図に略示されている。すなわち、通常の写真
食刻技術の使用により、上側の主面上゛には第１群の実
質的に平行な導体２９が設置され、また下側の主面上に
は第２群の実質的に平行な導体３０が第１群の導体と直
交するように設置される。
第７群中の各導体２９および第２群中の各導体６０は、
所定の方式に従ってダイオード・アレイ中の少なくとも
７つのダイオードと接触するように配置される。実際に
は、各々のダイオードまたは特定の組合せのダイオード
を個別またはグループ別にアドレス指定できるようにす
るため、導体２９および６０の各接触点には通゛常の手
段によってたとえば固体スイッチが設置される。
所定の方式に従ってダイオード・アレイ中の少なくとも
７つのダイオードと接触するように配置される。実際に
は、各々のダイオードまたは特定の組合せのダイオード
を個別またはグループ別にアドレス指定できるようにす
るため、導体２９および６０の各接触点には通゛常の手
段によってたとえば固体スイッチが設置される。
従来の技術によれ１ば、第７群の導体２９および第２群
の導体３０は同じ表面上に設置されていた。しかし特異
かつ有利なことには、穴あけ加工および拡散処理によっ
て形成されたダイオードを使用すれば、７群のアドレス
指定線を一方の表面上に設置し、また別の７群のアドレ
ス指定線を他方の表面上に設置することができる。その
結果、アドレス指定線を一方の表面上のみに設置した従
来の素子において見られるような混信（または漏話）は
抑制あるいは排除されることになる。
の導体３０は同じ表面上に設置されていた。しかし特異
かつ有利なことには、穴あけ加工および拡散処理によっ
て形成されたダイオードを使用すれば、７群のアドレス
指定線を一方の表面上に設置し、また別の７群のアドレ
ス指定線を他方の表面上に設置することができる。その
結果、アドレス指定線を一方の表面上のみに設置した従
来の素子において見られるような混信（または漏話）は
抑制あるいは排除されることになる。
ターゲット走査時間を一定とした場合、本発明の放射検
出装置中のダイオードは現行の低容量の表面の浅層ダイ
オード・アレイに比べて動作強度のダイナミックレンジ
が広くなる（すなわち明度差が大きくなる）。
出装置中のダイオードは現行の低容量の表面の浅層ダイ
オード・アレイに比べて動作強度のダイナミックレンジ
が広くなる（すなわち明度差が大きくなる）。
以上、Ｘ線および紫外線の検出に関連して本発明の放射
検出装置が説明された。しかしながら当業者には自明の
通シ、本発明の検出装置は電磁スペクトルの放射の検出
ばかシでなく質量を持った荷電または非荷電粒子の形で
放出されるエネルギーの検出にまでわたる広い可能性を
有している。
検出装置が説明された。しかしながら当業者には自明の
通シ、本発明の検出装置は電磁スペクトルの放射の検出
ばかシでなく質量を持った荷電または非荷電粒子の形で
放出されるエネルギーの検出にまでわたる広い可能性を
有している。
また、歯科用Ｘ線、（計算機処理断層撮影゛装置におけ
るような）医療用Ｘ線および（軌道衛星からの地質調査
におけるような）紫外線による撮偉用途に関連して本発
明の検出装置使用目的が説明された。しかしながら当業
者には自明の通り、本発明の新規な検、小装置によれば
極めて広範囲の用途が可能となる。それ故、本発明の範
囲はもっばら前記特許請求の範囲によって定義されるべ
きであることは言うまでもない。
るような）医療用Ｘ線および（軌道衛星からの地質調査
におけるような）紫外線による撮偉用途に関連して本発
明の検出装置使用目的が説明された。しかしながら当業
者には自明の通り、本発明の新規な検、小装置によれば
極めて広範囲の用途が可能となる。それ故、本発明の範
囲はもっばら前記特許請求の範囲によって定義されるべ
きであることは言うまでもない。
′第１図はレーザ穴あけ加工によって半導体材料を貫通
して形成されかつ一定の配列を成して配置された複数の
穴を有するターゲットの部分断面斜視図、第２図は穴と
同心に形成された半導体領域を示す第７図のターゲット
の断面の正面図、第２Ａ図は第２図中の平面、２Ａ−，
２Ａに沿って切断した第２図の検出装置の路上面図、第
３図はターゲットの軸線に対して所定の角を成すように
ダイオードが設置された放射検出装置の一部の略正面図
、そして第９図は固体アドレス指定手段を略示する第３
図の検出装置の上面図である。 図中、２は第１の主面、６は第２の主面、４は外周端面
、５および６は開口、７は穴の内面、８は穴の軸線、１
０はターゲット、２０ｔｉ穴、２１は半導体領域、２２
は接合、２６〜２５はダイオード、２９は第１群の導体
、そして６０は第２群の導体を表わす。 特符出馳人ゼネラル・Ｔレフトリ、り・カンパニイ代塩
人 （１６３０）！ＩＩ 徳 二第１頁の続き ＠発明者シエームズ・アンソニイ・ロウグラン アメリカ合衆国ニューヨーク州 スコチア・ハーモン・ロード３３ 番
して形成されかつ一定の配列を成して配置された複数の
穴を有するターゲットの部分断面斜視図、第２図は穴と
同心に形成された半導体領域を示す第７図のターゲット
の断面の正面図、第２Ａ図は第２図中の平面、２Ａ−，
２Ａに沿って切断した第２図の検出装置の路上面図、第
３図はターゲットの軸線に対して所定の角を成すように
ダイオードが設置された放射検出装置の一部の略正面図
、そして第９図は固体アドレス指定手段を略示する第３
図の検出装置の上面図である。 図中、２は第１の主面、６は第２の主面、４は外周端面
、５および６は開口、７は穴の内面、８は穴の軸線、１
０はターゲット、２０ｔｉ穴、２１は半導体領域、２２
は接合、２６〜２５はダイオード、２９は第１群の導体
、そして６０は第２群の導体を表わす。 特符出馳人ゼネラル・Ｔレフトリ、り・カンパニイ代塩
人 （１６３０）！ＩＩ 徳 二第１頁の続き ＠発明者シエームズ・アンソニイ・ロウグラン アメリカ合衆国ニューヨーク州 スコチア・ハーモン・ロード３３ 番
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ／ 単結晶半導体材料製のターゲットおよびそれを貫通
して形成された複数のダイオードを含むダイオード・ア
レイから成っていて、前記ターゲットは互いに反対側に
位置する第１および第コの実質的に平行な主面並びに前
記主面同士を連結する外周端面を有し、前記ターゲット
の軸線は前記ターゲットの中心を通って前記主面に対し
実質的に垂直に伸び、かつ前記ターゲットの軸線に沿っ
て測った前記主面間の距離は前記ターゲットの所定の厚
さに等しく、各々の前記ダイオードは前記ターゲットの
厚さ方向に沿ってそれを貫通する縦横比の大きい穴およ
び前記穴と実質的に同心に位置するほぼ一様な横断面を
持った半導体領域によって構成され、各々の前記穴は前
記主面の平面内にそれぞれ位置する開口および前記開口
同士を連結する内面を有し、各々の前記穴の軸線線実質
的に各々の前記開口の中心を通りかつ前記ターゲットの
軸線に対して実質的に平行であり、各々の前記半導体領
域は前記ターゲ°ットの導電形と反対の導電形を有しか
つ対応する前記穴の前記内面および前記ターゲットの材
料との接合を境界とし、しかも前記接合は対応する前記
穴と実質的に同心に位置しながら前記主面間に伸びてい
ることを特徴とする放射検出装置。 λ、 各々の前記ダイオードを個別にアドレス指定する
だめの手段を備える特許請求の範囲第１項記載の放射検
出装置。 ３ 前記手段が前記第１の主面上に設置された第７群の
実質的に平行な導体および前記第２の主面上に設置され
た第２群の実質的に平行な導体から成り、前記第１群の
導体は前記第２群の導体と実質的に直交し、しかも前記
第１群の導体および前記第２群の導体は所定の関係で前
記ダイオードに接触していて、各々の前記ダイオードを
個別にアドレス指定することができるようになっている
特許請求の範囲第２項記載の放射線検出装置。 ９ 前記ターゲットを構成する前記半導体材料がシリコ
ン、ゲルマニウム、ヒ化カリウム、リン化ガリウム、ア
ンチモン化インジウム、テルル化カドミウムおよび硫化
亜鉛から成る群よシ選ばれだ／員である特許請求の範囲
第１項記載の放射検出装置。 Ｓ 各々の前記穴が真空維持用の絶縁性物質によって充
填されている特許請求の範囲第１項記載の放射検出装置
。 乙 単結晶半導体材料製のターゲットおよびそれを貫通
して形成された複数のダイオードを含むダイオード・ア
レイから成っていて、前記ターゲットは互いに反対側に
位置する第１および第コの実質的に平行な主面並びに前
記主面同士を連結する外周端面を有し、前記ターゲット
の軸線は前記ターゲットの中心を通って前記主面に対し
実質的に垂直に伸び、かつ前記ターゲットの軸線に沿っ
て測った前記主面間の距離は前記ターゲットの所定の厚
さに等しく、各々の前記ダイオードは前記ターゲットの
厚さ方向に沿ってそれを貫通する縦横比の大きい穴およ
び前記穴と実質的に同心に位置する、はぼ一様な横断面
を持った半導体領域によって構成され、各々の前記穴は
前記主面の平面内にそれぞれ位置する開口および前記開
口同士を連結する内面を有し、各々の前記穴の軸線は実
質的′に各々の前記開口の中心を通シかつ前記主面の一
方から所定の距離だけ離れた位置において前記ターゲッ
トの軸線と所定の角度で交わシ、各々の前記半導体領域
は前記ターゲットの導電形と反対の導電形を有しかつ対
応する前記穴の前記内面および前記ターゲットの材料と
の接合を境界とし、しかも前記接合は対応する前記穴と
実質的に同心に位置しながら前記主面間に伸びているこ
とを特徴とする放射検出装置。 ７ 各々の前記ダイオードを個別にアドレス指定するた
めの手段を備える特許請求の範囲第６項記載の放射検出
装置。 ＆ 前記手段が前記第１の主面上に設置された第１群の
実質的に平行な導体および前記第スの主面上に設置され
た第２群の実質的に平行な導体から成り、前記第１群の
導体は前記第２群の導体と実質的に直交し、しかも前記
第１群の導体および前記第２群の導体は所定の関係で前
記ダイオードに接触していて、各々の前記ダイオードを
個別にアドレス指定することができるようになっている
特許請求の範囲第７項記載の放射検出装置。 ９ 前記ターゲットを構成する前記半導体材料がシリコ
ン、ゲルマニウム、ヒ化ガリウム、リン化ガリウム、ア
ンチモン化インジウム、テルル化カドミウムおよび硫化
亜鉛から成る群よシ選ばれた／員である特許請求の範囲
第６項記載の放射検出装置。 ／θ 各々の前記穴が真空維持用の絶縁性物質によって
充填されている特許請求の範囲第６項記載の放射検出装
置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US282218 | 1981-07-10 | ||
| US06/282,218 US4527183A (en) | 1981-07-10 | 1981-07-10 | Drilled, diffused radiation detector |
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| JPH0224029B2 JPH0224029B2 (ja) | 1990-05-28 |
Family
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|---|---|---|---|
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Country Status (3)
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