JPS6026305B2 - 放射線検出器 - Google Patents
放射線検出器Info
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- JPS6026305B2 JPS6026305B2 JP54000789A JP78979A JPS6026305B2 JP S6026305 B2 JPS6026305 B2 JP S6026305B2 JP 54000789 A JP54000789 A JP 54000789A JP 78979 A JP78979 A JP 78979A JP S6026305 B2 JPS6026305 B2 JP S6026305B2
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- JP
- Japan
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- semiconductor
- contacts
- thin
- radiation detector
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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
- 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
- H10F30/29—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 radiation having very short wavelengths, e.g. X-rays, gamma-rays or corpuscular radiation
- H10F30/292—Bulk-effect radiation detectors, e.g. Ge-Li compensated PIN gamma-ray detectors
Landscapes
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は放射線検出器に関するものであり、とくに例え
ば高密度ゲルマニウラ半導体製であり、同軸構造を有す
る新規な高能率放射線検出器に関するものである。
ば高密度ゲルマニウラ半導体製であり、同軸構造を有す
る新規な高能率放射線検出器に関するものである。
半導体を用いて入射する放射線を検出することは既知で
ある。
ある。
半導体ダィオード‘こ逆方向バイアスが加わると、入射
放射線により生ずるイオン化によってパルス電流が流れ
る。この電流は検出することができ、かつこれによれば
入射放射線に関する主要な情報を分析することができる
。雑音を減少させ、感度を大とするためには漏洩電流を
できるだけ減少させる必要がある。
放射線により生ずるイオン化によってパルス電流が流れ
る。この電流は検出することができ、かつこれによれば
入射放射線に関する主要な情報を分析することができる
。雑音を減少させ、感度を大とするためには漏洩電流を
できるだけ減少させる必要がある。
これに関しては表面漏洩電流がもっとも大なる問題であ
り、プレーナ型リチウムドリフトシリコン検出器におい
てこのような漏洩電流を減少させることについては、ジ
ヨー・レーサー（Ｊ．Ｌｌａｃｅ【）がｍＥＥ Ｔｒａ
ｎｓ ｏｎ Ｎｕｃｌ．Ｓｃｉ．ＮＳ−１３、Ｎｏ．１
、９３（１９６６）に‘‘＆ｏｍｅｍｃ Ｃｏｎｔｒｏ
ｌ ｏｆ ＳｍｆａｃｅＬｅａｋａｇｅ Ｃｍｒｅｎｔ
ａｎｄ Ｎｏｉｓｅ ｌｎ ＬｉｔｈｉｍｍＤｒｉｆ
ｔｅｄＳｉｌｉｃｏｎＲａｄｉａｔｉｏｎＤｅｔｅｃの
ｒｓ’’として発表している。基本的に云ってレーサー
は、“反転Ｔ型”幾何学的構造を提案したものであり、
これはリチウムドリフトプレーナシリコン検出器の固有
領域とｐ領域の間に溝を設けたものであり、その発表中
第８，９，１２図にその構造と特性が示されている。し
かしながらこの型の検出器は多くの用途に対し同軸型検
出器ほど有利ではない。
り、プレーナ型リチウムドリフトシリコン検出器におい
てこのような漏洩電流を減少させることについては、ジ
ヨー・レーサー（Ｊ．Ｌｌａｃｅ【）がｍＥＥ Ｔｒａ
ｎｓ ｏｎ Ｎｕｃｌ．Ｓｃｉ．ＮＳ−１３、Ｎｏ．１
、９３（１９６６）に‘‘＆ｏｍｅｍｃ Ｃｏｎｔｒｏ
ｌ ｏｆ ＳｍｆａｃｅＬｅａｋａｇｅ Ｃｍｒｅｎｔ
ａｎｄ Ｎｏｉｓｅ ｌｎ ＬｉｔｈｉｍｍＤｒｉｆ
ｔｅｄＳｉｌｉｃｏｎＲａｄｉａｔｉｏｎＤｅｔｅｃの
ｒｓ’’として発表している。基本的に云ってレーサー
は、“反転Ｔ型”幾何学的構造を提案したものであり、
これはリチウムドリフトプレーナシリコン検出器の固有
領域とｐ領域の間に溝を設けたものであり、その発表中
第８，９，１２図にその構造と特性が示されている。し
かしながらこの型の検出器は多くの用途に対し同軸型検
出器ほど有利ではない。
同軸型の検出器は一般に中空円筒形であり、外側および
内側同軸表面を有している。この同軸表面の１つ、普通
は外側同軸表面はｎ＋接点とし、他方は円筒形のｐ＋接
点とする。これら接点により構成される同筒形は少くと
もその一方を開放し、場合によってはその両方を開放す
る。高エネルギー（例えばＩＭｅＶ）のガンマ放射線の
検出等の用途に対してはプレーナ型検出器よりも上述の
ような同軸型検出器が適している。
内側同軸表面を有している。この同軸表面の１つ、普通
は外側同軸表面はｎ＋接点とし、他方は円筒形のｐ＋接
点とする。これら接点により構成される同筒形は少くと
もその一方を開放し、場合によってはその両方を開放す
る。高エネルギー（例えばＩＭｅＶ）のガンマ放射線の
検出等の用途に対してはプレーナ型検出器よりも上述の
ような同軸型検出器が適している。
これはプレーナ型に比し同軸型の方が漣に大きくするこ
とができ、大寸法によって良好な特性が得られるからで
ある。これに対しプレーナ型検出器は簡単には大なる寸
法とすることができず、その寸法範囲の上限においては
非均一の電界特性を有し、これによってその機能が劣化
する。同軸型検出器の特に好ましい型はその外側表面に
薄肉接点を有するものである。これは薄肉接点は検出器
の有感体積内への放射線の浸透前に吸収される放射線エ
ネルギーを少くするからである。しかしながら従釆既知
のこの種同軸型検出器はディプレーション（個湯）を生
ぜしめるに必要なものよりも蓬に低い電圧においても過
大な表面漏洩電流があるため満足な結果が得られなかっ
た。少数キャリャの形の電流は薄肉のｐ＋接点の開放端
でピーク値に達していた。さらに半導体材料としてはそ
の電気特性が常温で安定なものを選定することが特に望
ましい。
とができ、大寸法によって良好な特性が得られるからで
ある。これに対しプレーナ型検出器は簡単には大なる寸
法とすることができず、その寸法範囲の上限においては
非均一の電界特性を有し、これによってその機能が劣化
する。同軸型検出器の特に好ましい型はその外側表面に
薄肉接点を有するものである。これは薄肉接点は検出器
の有感体積内への放射線の浸透前に吸収される放射線エ
ネルギーを少くするからである。しかしながら従釆既知
のこの種同軸型検出器はディプレーション（個湯）を生
ぜしめるに必要なものよりも蓬に低い電圧においても過
大な表面漏洩電流があるため満足な結果が得られなかっ
た。少数キャリャの形の電流は薄肉のｐ＋接点の開放端
でピーク値に達していた。さらに半導体材料としてはそ
の電気特性が常温で安定なものを選定することが特に望
ましい。
この種の材料の中には高純度ゲルマニウムがあり、すな
わちネットの活性不純物濃度が５×１びｏ伽‐３以下の
ものを用いる。放射線検出器は寒冷の温度条件下で動作
させることが多い。しかし高純度ゲルマニウム検出器は
極めて安定性が高く、寒冷温度下で貯蔵したり、出荷し
たりするを要さない。これに反しリチウムドリフトゲル
マニゥム検出器はその動作を寒冷温度でさせろを要する
のみならず貯蔵および出荷も寒冷温度でさせなければな
らない。冷媒として使用している液体窒素俗が蒸発等の
逸失事故が生ずると、リチウムドリフトゲルマニウム検
出器は僅か数時間で熱により劣化してしまう。リチウム
ドリフトシリコン検出器は同じ状態の下で僅か数カ月の
間しか使用することができない。本発明の目的は上述の
如き従来の放射線検出器の欠点を改良するにある。
わちネットの活性不純物濃度が５×１びｏ伽‐３以下の
ものを用いる。放射線検出器は寒冷の温度条件下で動作
させることが多い。しかし高純度ゲルマニウム検出器は
極めて安定性が高く、寒冷温度下で貯蔵したり、出荷し
たりするを要さない。これに反しリチウムドリフトゲル
マニゥム検出器はその動作を寒冷温度でさせろを要する
のみならず貯蔵および出荷も寒冷温度でさせなければな
らない。冷媒として使用している液体窒素俗が蒸発等の
逸失事故が生ずると、リチウムドリフトゲルマニウム検
出器は僅か数時間で熱により劣化してしまう。リチウム
ドリフトシリコン検出器は同じ状態の下で僅か数カ月の
間しか使用することができない。本発明の目的は上述の
如き従来の放射線検出器の欠点を改良するにある。
とくに本発明の目的は漏洩電流が少〈、これにより極め
て低い雑音レベルで動作し得る同軸型放射線検出器を得
るにある。本発明の他の目的は電気特性が常温でも安定
であり、貯蔵および出荷のコストを減少させることがで
き、また動作中冷嫌の事故による逸失によっても損耗し
ない同軸型放射線検出器を得るにある。上述の本発明の
目的は、ほぼ中空円筒形とし、ほぼ円筒形の外側表面と
ほぼ円筒形の内側表面とを有する半導体放射線検出器に
おいて達成することができる。
て低い雑音レベルで動作し得る同軸型放射線検出器を得
るにある。本発明の他の目的は電気特性が常温でも安定
であり、貯蔵および出荷のコストを減少させることがで
き、また動作中冷嫌の事故による逸失によっても損耗し
ない同軸型放射線検出器を得るにある。上述の本発明の
目的は、ほぼ中空円筒形とし、ほぼ円筒形の外側表面と
ほぼ円筒形の内側表面とを有する半導体放射線検出器に
おいて達成することができる。
ｐ＋接点を外側または内側円筒形表面の何れかに設け、
ｎ＋接点を他方の円筒形表面上に設ける。これらの接点
自体はほぼ円筒形としまた互に同軸配置とし、またこれ
らの接点により形成されるそれぞれの円筒形状は少くと
もその一端を開放し、開放端を互に隣接せしめて配置す
る。これら接点のうち一方は“薄肉接点”とする。現在
の技術で可能な範囲で考えると、これをｐ＋接点とする
。本発明においてはこれらの接点と同軸で環状の溝を形
成し、これを薄肉接点の開放機内側において、薄肉接点
に極めて接近せしめて配置する。これによりこれら接点
間の半導体に逆方向バイアスが加わった場合、このバイ
アスにより生ずる等電位線がその溝の位置に比較的に密
集する如くし、また電界が薄肉銭点の開放端に隣接する
部分でその強度を減じ、漏洩電流が生じないようにする
。さらに場合により同軸検出器の一方または双方の開放
端の端部を横切って存するｎ型表面チャネルの抵抗度（
比抵抗）はこのチャネルと構内のｐ＋接点との間に存す
る電界により極めて大となり、これによりさらに逆方向
漏洩電流は減少する。この効果はダブリュー・ェル・ブ
ラウン（Ｗ．Ｌ．Ｂｒｏｗｎ）によりＰｈ＄．Ｒｅｖ．
ｖｏｌ ９１、Ｎｏ．３（Ａｕｇ．１９５３）ｐ５１８
に原理的に発表されており、また上述のレーサーがプレ
ーナ構造の原子の放射について発表している。本発明に
おいていう“薄肉接点”とは一般に１ミクロン（１一肌
）または１ミクロン以下のものをいう。
ｎ＋接点を他方の円筒形表面上に設ける。これらの接点
自体はほぼ円筒形としまた互に同軸配置とし、またこれ
らの接点により形成されるそれぞれの円筒形状は少くと
もその一端を開放し、開放端を互に隣接せしめて配置す
る。これら接点のうち一方は“薄肉接点”とする。現在
の技術で可能な範囲で考えると、これをｐ＋接点とする
。本発明においてはこれらの接点と同軸で環状の溝を形
成し、これを薄肉接点の開放機内側において、薄肉接点
に極めて接近せしめて配置する。これによりこれら接点
間の半導体に逆方向バイアスが加わった場合、このバイ
アスにより生ずる等電位線がその溝の位置に比較的に密
集する如くし、また電界が薄肉銭点の開放端に隣接する
部分でその強度を減じ、漏洩電流が生じないようにする
。さらに場合により同軸検出器の一方または双方の開放
端の端部を横切って存するｎ型表面チャネルの抵抗度（
比抵抗）はこのチャネルと構内のｐ＋接点との間に存す
る電界により極めて大となり、これによりさらに逆方向
漏洩電流は減少する。この効果はダブリュー・ェル・ブ
ラウン（Ｗ．Ｌ．Ｂｒｏｗｎ）によりＰｈ＄．Ｒｅｖ．
ｖｏｌ ９１、Ｎｏ．３（Ａｕｇ．１９５３）ｐ５１８
に原理的に発表されており、また上述のレーサーがプレ
ーナ構造の原子の放射について発表している。本発明に
おいていう“薄肉接点”とは一般に１ミクロン（１一肌
）または１ミクロン以下のものをいう。
高純度ゲルマニウム内にほう素のィンプラテーション（
打込み導入）により極めて良好な薄肉接点を形成するこ
とができる。アクセレータ（加速器）によって約３０Ｋ
ｅＶ迄に加速したほう素イオンによりこのインプランテ
ーションを行う。ｎ＋接点はドリフトを加えず、既知の
リチウム拡散等の工程で容易に形成することができる。
この拡散工程は加熱工程を含み、充分な原子の移動度を
与え、高純度ゲルマニウム等の半導体結晶内にリチウム
を１００ムの以上もの深さに浸透せしめる。このような
比較的に厚肉の接点においては表面漏洩電流は特に問題
とはならない。しかし薄肉接点ではこれは重大な問題で
ある。本発明により環状の溝を設けた構造によれば極め
て有効にこの問題を解決することができる。本発明の好
適例はさらにいくつかの付加的特徴を有する。
打込み導入）により極めて良好な薄肉接点を形成するこ
とができる。アクセレータ（加速器）によって約３０Ｋ
ｅＶ迄に加速したほう素イオンによりこのインプランテ
ーションを行う。ｎ＋接点はドリフトを加えず、既知の
リチウム拡散等の工程で容易に形成することができる。
この拡散工程は加熱工程を含み、充分な原子の移動度を
与え、高純度ゲルマニウム等の半導体結晶内にリチウム
を１００ムの以上もの深さに浸透せしめる。このような
比較的に厚肉の接点においては表面漏洩電流は特に問題
とはならない。しかし薄肉接点ではこれは重大な問題で
ある。本発明により環状の溝を設けた構造によれば極め
て有効にこの問題を解決することができる。本発明の好
適例はさらにいくつかの付加的特徴を有する。
すなわち上述の理由により半導体を高純度ゲルマニウム
とするを可とする。すなわちネットの残留活性不純物が
５×１ぴｏ弧‐３以下のゲルマニウムを用いろを可とす
る。さらにｐ＋接点をほう素のインプランテーションで
形成し、ｎ十接点はリチウムの拡散によって形成したも
のを可とする。ｐ十接点またはｎ＋接点の何れをも半導
体装置の外側円筒形表面および内側円筒形表面とするこ
とができる。しかし本発明のより好適な例においてはｐ
＋接点を外側円筒形表面上とする。これはｐ＋接点は極
めて薄肉とし、入射放射線の検出器の感光体積内への浸
透前における吸収を最小となし得るからである。第１図
は本発明による放射線検出器１０を示す。
とするを可とする。すなわちネットの残留活性不純物が
５×１ぴｏ弧‐３以下のゲルマニウムを用いろを可とす
る。さらにｐ＋接点をほう素のインプランテーションで
形成し、ｎ十接点はリチウムの拡散によって形成したも
のを可とする。ｐ十接点またはｎ＋接点の何れをも半導
体装置の外側円筒形表面および内側円筒形表面とするこ
とができる。しかし本発明のより好適な例においてはｐ
＋接点を外側円筒形表面上とする。これはｐ＋接点は極
めて薄肉とし、入射放射線の検出器の感光体積内への浸
透前における吸収を最小となし得るからである。第１図
は本発明による放射線検出器１０を示す。
本放射線検出器１０はほぼ円筒形の外側表面１４とほぼ
円筒形の内側表面１６とを有する全体として中空円筒形
の半導体１２を有する。この検出器１０にはｐ＋接点１
８とｎ＋接点２０とを形成する。原理的には何れの接点
を何れの円筒形表面上に形成しても良い。第１図に示し
た例ではｎ＋接点２０を外側円筒形表面上に設け、ｐ＋
接点１８を内側円筒形表面上に設ける。これらの接点１
８および２０自体はほぼ円筒形であり、かつ互にほぼ同
軸であり、また検出器１０の内側および外側円筒形表面
１６および１４と同軸である。
円筒形の内側表面１６とを有する全体として中空円筒形
の半導体１２を有する。この検出器１０にはｐ＋接点１
８とｎ＋接点２０とを形成する。原理的には何れの接点
を何れの円筒形表面上に形成しても良い。第１図に示し
た例ではｎ＋接点２０を外側円筒形表面上に設け、ｐ＋
接点１８を内側円筒形表面上に設ける。これらの接点１
８および２０自体はほぼ円筒形であり、かつ互にほぼ同
軸であり、また検出器１０の内側および外側円筒形表面
１６および１４と同軸である。
なおここにいう“ほぼ円筒形”および“ほぼ同軸”とは
必ずしも厳格な幾何学的意味を有するものでなく、それ
よりある程度外れたものも含むものとする。接点１８お
よび２川こより形成されるこれらの円筒形状は少くとも
一端を開放する。第１図に示す例では端部１８′および
２０′を開放する。これらの端部は各円筒の同じ側に位
置し、互に接近している。これらの円筒の他の端部１８
′および２０′は閉塞してある。本発明はこれらが開放
しているものも含むものである。上述の接点の１つは薄
肉接点とする。第１図示の例では接点１８が薄肉援点で
ある。現在の技術によってはｐ＋接点を１ミクロン程度
の厚さに薄くすることは容易に可能であり、またこれに
より遂に薄くすることもできる。この薄肉接点は多くの
利点を有している。しかし第２図の如きｐ＋接点を外側
とする例において従来のものは電源電流の漏洩の原因と
なる欠点があった。これは本発明によらないものでは接
点の厚さを極度に薄くすると、少数キャリャーの形の電
荷が同軸形検出器の薄肉接点の開放端より脱出し易くな
り、検出器に逆バイアスが加えられたときｐ＋接点とｎ
十接点の間の円筒形の端面を通じて流れる。この電流は
入射放射線に応じて生ずるパルス状の電流をマスクする
ノイズとなる。これを換言すると薄肉鞍点を有している
従来の同軸検出器の信号対雑音比は可成り低く、その改
善が望まれていた。本発明においては半導体１２内に接
点１８および２０とほぼ同軸をなす環状の溝２２を設け
、これを薄肉接点１８の開放端１８′の内側に配置、薄
肉接点１８に極めて接近した位置（例えば１肋またはそ
れ以下）にまで延長せしめる。
必ずしも厳格な幾何学的意味を有するものでなく、それ
よりある程度外れたものも含むものとする。接点１８お
よび２川こより形成されるこれらの円筒形状は少くとも
一端を開放する。第１図に示す例では端部１８′および
２０′を開放する。これらの端部は各円筒の同じ側に位
置し、互に接近している。これらの円筒の他の端部１８
′および２０′は閉塞してある。本発明はこれらが開放
しているものも含むものである。上述の接点の１つは薄
肉接点とする。第１図示の例では接点１８が薄肉援点で
ある。現在の技術によってはｐ＋接点を１ミクロン程度
の厚さに薄くすることは容易に可能であり、またこれに
より遂に薄くすることもできる。この薄肉接点は多くの
利点を有している。しかし第２図の如きｐ＋接点を外側
とする例において従来のものは電源電流の漏洩の原因と
なる欠点があった。これは本発明によらないものでは接
点の厚さを極度に薄くすると、少数キャリャーの形の電
荷が同軸形検出器の薄肉接点の開放端より脱出し易くな
り、検出器に逆バイアスが加えられたときｐ＋接点とｎ
十接点の間の円筒形の端面を通じて流れる。この電流は
入射放射線に応じて生ずるパルス状の電流をマスクする
ノイズとなる。これを換言すると薄肉鞍点を有している
従来の同軸検出器の信号対雑音比は可成り低く、その改
善が望まれていた。本発明においては半導体１２内に接
点１８および２０とほぼ同軸をなす環状の溝２２を設け
、これを薄肉接点１８の開放端１８′の内側に配置、薄
肉接点１８に極めて接近した位置（例えば１肋またはそ
れ以下）にまで延長せしめる。
このようにしたとき正電圧をｎ＋接点２川こ印加し、負
電圧ｐ＋接点１８に印加して半導体１２に逆バイアスが
加わった場合に生ずる等電位線Ｖｏ，Ｖ，，Ｖ２，Ｖ３
，Ｖ４等は溝２２の位置で比較的に密となる。これによ
りその位置の電界強度を増加させ、また薄肉接点１８の
開放端１８′の近くの電界強度を減少させる。このため
逆漏洩電流の発生を防止する。既に述べた如く検出器１
０を良好に動作させるためにはさらに幾つかの追加的特
徴を与えろを可とする。
電圧ｐ＋接点１８に印加して半導体１２に逆バイアスが
加わった場合に生ずる等電位線Ｖｏ，Ｖ，，Ｖ２，Ｖ３
，Ｖ４等は溝２２の位置で比較的に密となる。これによ
りその位置の電界強度を増加させ、また薄肉接点１８の
開放端１８′の近くの電界強度を減少させる。このため
逆漏洩電流の発生を防止する。既に述べた如く検出器１
０を良好に動作させるためにはさらに幾つかの追加的特
徴を与えろを可とする。
すなわち半導体１２は極度に純粋なゲルマニウムで作る
を可とし、例えばネットの残留活性不純物濃度が５×１
びｏ肌‐３以下のゲルマニウム結晶を用いる。さらにｐ
十接点は主としてほう素（ボロン）のィンプランテーシ
ョン（イオン導入）により形成、ｎ＋接点は主としてリ
チウムの拡散により形成する。前述の如く加速装置を用
い、約３０ＫｅＶのカイネテイツクェネルギーのほう素
イオンに与えてほう素のィンプランテーションを行う。
これによると単に６００オングストローム（Ａ）程度ま
たは１ミクロンの１び分の１以下の深さにのみィンプラ
ンテーションが行われる。最後にｎ十接点は１００ミク
ロン（仏の）またはそれ以上にリチウムを拡散させて形
成する。すなわちｎ十接点はげ接点の厚さに対し、３桁
以上もの大きな厚さを有する。図面の接点の厚さは実際
の寸法に比例するものではない。現在の技術では約１山
肌より約１００Ａｍの間の範囲の厚さを有する検出器を
製造することは必ずしも極めて容易とは云えない。
を可とし、例えばネットの残留活性不純物濃度が５×１
びｏ肌‐３以下のゲルマニウム結晶を用いる。さらにｐ
十接点は主としてほう素（ボロン）のィンプランテーシ
ョン（イオン導入）により形成、ｎ＋接点は主としてリ
チウムの拡散により形成する。前述の如く加速装置を用
い、約３０ＫｅＶのカイネテイツクェネルギーのほう素
イオンに与えてほう素のィンプランテーションを行う。
これによると単に６００オングストローム（Ａ）程度ま
たは１ミクロンの１び分の１以下の深さにのみィンプラ
ンテーションが行われる。最後にｎ十接点は１００ミク
ロン（仏の）またはそれ以上にリチウムを拡散させて形
成する。すなわちｎ十接点はげ接点の厚さに対し、３桁
以上もの大きな厚さを有する。図面の接点の厚さは実際
の寸法に比例するものではない。現在の技術では約１山
肌より約１００Ａｍの間の範囲の厚さを有する検出器を
製造することは必ずしも極めて容易とは云えない。
しかし適当な技術が発達すれば、本発明は当然ｌｒのよ
りかなり大きな接点厚さをする半導体にも応用すること
ができる。従ってここに云う薄肉接点とは漏洩電流の問
題を生ずる厚さの接点と理解さる可きである。第１図の
実施例においてはｎ十接点２０は半導体装置１２の外側
円筒形表面１４上にあり、ｐ十接点１８は半導体装置１
２の内側円筒形表面１６上にあり、半導体１２の半径方
向より見て内側の部分はｎ十接点の開放端部２０′を超
え鞠方向に突出している釦状の円筒部２４により形成さ
れている。環状の溝２２はこの釦状の延長部２４に形成
する。本発明により、一層良好な特性を示す第２図の実
施例においては、薄いｐ＋接点２６は半導体３０の外側
円筒形表面２８上にあり、これより厚いｎ＋接点３２は
半導体３０の内側円筒形表面３４上に位置する。
りかなり大きな接点厚さをする半導体にも応用すること
ができる。従ってここに云う薄肉接点とは漏洩電流の問
題を生ずる厚さの接点と理解さる可きである。第１図の
実施例においてはｎ十接点２０は半導体装置１２の外側
円筒形表面１４上にあり、ｐ十接点１８は半導体装置１
２の内側円筒形表面１６上にあり、半導体１２の半径方
向より見て内側の部分はｎ十接点の開放端部２０′を超
え鞠方向に突出している釦状の円筒部２４により形成さ
れている。環状の溝２２はこの釦状の延長部２４に形成
する。本発明により、一層良好な特性を示す第２図の実
施例においては、薄いｐ＋接点２６は半導体３０の外側
円筒形表面２８上にあり、これより厚いｎ＋接点３２は
半導体３０の内側円筒形表面３４上に位置する。
この場合半導体３０の半径方向外側の部分はｎ＋接点３
２の開放端３２′を超れて軸方向に突出するリム状の延
長部３６内に形成され、環状の溝３８はリム状の延長部
に形成される。この環状の溝３８は接点２６′および３
２と同軸であり、薄肉接点２６の開放端２６′の内側で
この薄肉接点２６に極めて接近しているがこれより離隔
している位置迄延長される。（例えば１脚または１肋以
下）これに対し半導体３０の接点２６および３２間に逆
方向バイアスが加わると、これにより生ずる等電位線Ｖ
ｏ，Ｖ，，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４等は溝３８の近くで密集し
、これに対応する電界は溝３８の位置でその強度を増加
し、薄肉接点２６の開放端２６′の付近ではその強度を
減ずる。従ってこの開放端２６′よりの逆方向漏洩電流
はほぼ生じないように禁止措置がとられたことになる。
第２図示の実施例は放射線検出に特に有利である。
２の開放端３２′を超れて軸方向に突出するリム状の延
長部３６内に形成され、環状の溝３８はリム状の延長部
に形成される。この環状の溝３８は接点２６′および３
２と同軸であり、薄肉接点２６の開放端２６′の内側で
この薄肉接点２６に極めて接近しているがこれより離隔
している位置迄延長される。（例えば１脚または１肋以
下）これに対し半導体３０の接点２６および３２間に逆
方向バイアスが加わると、これにより生ずる等電位線Ｖ
ｏ，Ｖ，，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４等は溝３８の近くで密集し
、これに対応する電界は溝３８の位置でその強度を増加
し、薄肉接点２６の開放端２６′の付近ではその強度を
減ずる。従ってこの開放端２６′よりの逆方向漏洩電流
はほぼ生じないように禁止措置がとられたことになる。
第２図示の実施例は放射線検出に特に有利である。
これはほう素を導入（ィンプランテーション）したｐｆ
層が極めて薄く、例えば１／１０ミクロン（一肌）程度
の厚さに作り得るからである。半導体３０の外側表面上
に厚い接点を設けるのでなく、このような薄い接点を設
けることは半導体３０１こ入射する放射線に対し薄に透
明な窓を提供することが可能となり、この場合外側接点
は入射する放射線に対しほぼ無視し得る程度の吸収しか
行わない。従って実際上ほとんどすべての入射放射線が
半導体結晶３川こよって吸収され、接点２６と３２の間
に極めて大なる感度を得ることができる。以上述べたよ
うに本発明によれば新規であり、極めて感度の高い放射
線検出器が得られ、一とくに極めて良好な信号対雑音比
（Ｓ／Ｎ比）を有し、また常温で安定な電気特性を有し
、強度の放射線エネルギーの検出に対し要望される大な
る感応体・積を有する放射線検出器が得られる。
層が極めて薄く、例えば１／１０ミクロン（一肌）程度
の厚さに作り得るからである。半導体３０の外側表面上
に厚い接点を設けるのでなく、このような薄い接点を設
けることは半導体３０１こ入射する放射線に対し薄に透
明な窓を提供することが可能となり、この場合外側接点
は入射する放射線に対しほぼ無視し得る程度の吸収しか
行わない。従って実際上ほとんどすべての入射放射線が
半導体結晶３川こよって吸収され、接点２６と３２の間
に極めて大なる感度を得ることができる。以上述べたよ
うに本発明によれば新規であり、極めて感度の高い放射
線検出器が得られ、一とくに極めて良好な信号対雑音比
（Ｓ／Ｎ比）を有し、また常温で安定な電気特性を有し
、強度の放射線エネルギーの検出に対し要望される大な
る感応体・積を有する放射線検出器が得られる。
以上のうち第２図の実施例のものはその感度が大である
。本発明は当業者によりこの他多くの変更が可能であり
、図示の例は単に好適例を述べたに過ぎない。例えば高
純度ゲルマニウムにより半導体を構成する場合につき特
に適している幾何的寸法を例として示したが、かかる寸
法は他の種類の検出器にも適用できる。またこれと同様
に図面には単一の開放端を有する検出器を示したが、両
端を開放端とし、両端に本発明による環状溝を設けた二
重開放端検出器にも適用することができる。技術的に可
能である場合にはｐ＋接点とび接点の両者を本発明の意
味における薄肉接点とすることができる。この場合には
本発明による環状の溝は両接点に対応する。すなわち第
１図および第２図の特徴を１つの検出器に組合せること
ができる。例えば本発明の溝をそれぞれ有するリム状の
延長部および金ロ状の延長部をそれぞれ有するものとす
ることも可能である。さらに円筒形延長部の壁厚が１側
またはそれ以下である場合には環状の溝を省略すること
もできる。さらに本発明はこの他多くの変形が可能であ
る。
。本発明は当業者によりこの他多くの変更が可能であり
、図示の例は単に好適例を述べたに過ぎない。例えば高
純度ゲルマニウムにより半導体を構成する場合につき特
に適している幾何的寸法を例として示したが、かかる寸
法は他の種類の検出器にも適用できる。またこれと同様
に図面には単一の開放端を有する検出器を示したが、両
端を開放端とし、両端に本発明による環状溝を設けた二
重開放端検出器にも適用することができる。技術的に可
能である場合にはｐ＋接点とび接点の両者を本発明の意
味における薄肉接点とすることができる。この場合には
本発明による環状の溝は両接点に対応する。すなわち第
１図および第２図の特徴を１つの検出器に組合せること
ができる。例えば本発明の溝をそれぞれ有するリム状の
延長部および金ロ状の延長部をそれぞれ有するものとす
ることも可能である。さらに円筒形延長部の壁厚が１側
またはそれ以下である場合には環状の溝を省略すること
もできる。さらに本発明はこの他多くの変形が可能であ
る。
第１図は本発明による同軸半導体の軸方向断面図の一例
であり、本例では薄肉ｐ＋接点を半導体の内側表面上に
設け、厚肉のｎ＋接点を半導体の外側表面上に設けたも
のである、第２図は本発明の他の好適例を示す軸方向断
面図であり、本例では薄肉のｐ十接点を半導体外側円筒
形表面上に厚肉ｎ十接点を半導体内側円筒形表面上に設
けたものである。 １０…・・・検出器、１２，３０・・…・半導体、１４
・・・・・・外側表面、１６・・・・・・内側表面、２
０，３２・・・・・・ｎ十接点、１８，２６・・・・・
・ｐ十接点、２２，３８・・・・・・環状溝。 ‘ソＧ‐′ ‘′Ｇ．２
であり、本例では薄肉ｐ＋接点を半導体の内側表面上に
設け、厚肉のｎ＋接点を半導体の外側表面上に設けたも
のである、第２図は本発明の他の好適例を示す軸方向断
面図であり、本例では薄肉のｐ十接点を半導体外側円筒
形表面上に厚肉ｎ十接点を半導体内側円筒形表面上に設
けたものである。 １０…・・・検出器、１２，３０・・…・半導体、１４
・・・・・・外側表面、１６・・・・・・内側表面、２
０，３２・・・・・・ｎ十接点、１８，２６・・・・・
・ｐ十接点、２２，３８・・・・・・環状溝。 ‘ソＧ‐′ ‘′Ｇ．２
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ｐ＾＋接点とｎ＾＋接点で形成されるほぼ円筒形の
外側表面とほぼ円筒形の内側表面とを有するほぼ中空円
筒形の半導体で、上記接点の１つは外側円筒形表面上に
形成され、他の１つは内側円筒形表面上に形成され、こ
れら接点はほぼ円筒形でまた同軸であり、これら接点の
おのおので形成される対応の円筒形は少くもその一端が
開放しており、これらの開放端は互に近接しており、ま
た一方の接点は薄肉接点である半導体より成る放射線検
出器において、上記両接点と同軸であり、薄肉接点の開
放端より内側に位置し該薄肉接点に極めて接近する位置
に迄延長される環状溝を半導体に形成し、これにより上
記接点間の半導体に逆バイアスが加えられたときに生ず
る等電位線は該溝の位置に比較的に密となり、薄肉接点
の開放端の近くの電界強度は減少し、逆方向漏洩電流を
禁止する如くしたことを特徴とする放射線検出器。 ２ ネツトの残留活性不純物濃度が５×１０＾１＾０ｃ
ｍ＾−＾３以下のゲルマニウムで半導体を形成した特許
請求の範囲第１項記載の放射線検出器。 ３ ｐ＾＋接点はインプランテーシヨンによるほう素で
形成し、ｎ＾＋接点をリチウム拡散で形成した特許請求
の範囲第１項記載の放射線検出器。 ４ ｐ＾＋接点を半導体の外側円筒形表面上に設け、ｎ
＾＋接点を半導体の内側円筒形表面上に設け、半導体の
半径方向に見て外側の部分にリム状の軸方向突起をｎ＾
＋接点の開放端を超えて形成し、環状溝を前記リム状の
突起上に形成した特許請求の範囲第１項記載の放射線検
出器。 ５ ｎ＾＋接点を半導体の外側円筒形表面上に設け、ｐ
＾＋接点を半導体の内側円筒形表面上に設け、半導体の
半径方向に見て内側の部分にｎ＾＋接点の開放端より突
出する釦状の突起を設け、環状溝をこの釦状の突起上に
形成した特許請求の範囲第１項記載の放射線検出器。 ６ ｐ＾＋接点を薄肉接点とする特許請求の範囲第１項
記載の放射線検出器。 ７ 薄肉接点が１ミクロン以下の厚さを有する特許請求
の範囲第１項記載の放射線検出器。 ８ 環状溝と薄肉接点間の間隔を１ｍｍまたはそれ以下
とした特許請求の範囲第１項記載の放射線検出器。 ９ ｐ＾＋接点とｎ＾＋接点で形成されるほぼ円筒形の
外側表面とほぼ円筒形の内側表面とを有するほぼ中空円
筒形の半導体で、上記接点の１つは外側円筒形表面上に
形成され、他の１つは内側円筒形表面上に形成され、こ
れら接点はほぼ円筒形でまた同軸であり、これら接点の
おのおので形成される対応の円筒形は少くともその一端
が開放しており、これらの開放端は互いに近接しておき
、また一方の接点は薄肉接点である半導体より成る放射
線検出器において、前記半導体は薄肉接点よりごく僅か
だけ離隔しており、この薄肉接点の開放端の内側の少く
とも一部分において１ｍｍまたはこれ以下の壁厚を有し
、前記接点間の半導体に逆バイアスを印加したとき薄肉
接点の開放端の近くにおいて電界強度が減少し、逆方向
漏洩電流が禁止される如くしたことを特徴とする放射線
検出器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US888236 | 1978-03-20 | ||
| US05/888,236 US4237470A (en) | 1978-03-20 | 1978-03-20 | Hyperpure germanium coaxial radiation detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54128300A JPS54128300A (en) | 1979-10-04 |
| JPS6026305B2 true JPS6026305B2 (ja) | 1985-06-22 |
Family
ID=25392821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54000789A Expired JPS6026305B2 (ja) | 1978-03-20 | 1979-01-10 | 放射線検出器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4237470A (ja) |
| JP (1) | JPS6026305B2 (ja) |
| CA (1) | CA1108778A (ja) |
| DE (1) | DE2910901A1 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61220482A (ja) * | 1985-03-27 | 1986-09-30 | Mita Ind Co Ltd | 無指向性フオトダイオ−ド |
| US5373163A (en) * | 1993-05-25 | 1994-12-13 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Apparatus and method for detecting gamma radiation |
| US8212141B2 (en) * | 2006-02-07 | 2012-07-03 | Niigata University | Organic semiconductor radiation/light sensor and radiation/light detector |
| US8729656B2 (en) | 2010-06-08 | 2014-05-20 | Ethan Hull | Yttrium contacts for germanium semiconductor radiation detectors |
| US9269847B2 (en) | 2013-03-15 | 2016-02-23 | Canberra Industries, Inc. | Small anode germanium (SAGe) well radiation detector system and method |
| US10048389B1 (en) | 2017-04-19 | 2018-08-14 | Mirion Technologies (Canberra), Inc. | Centroid contact radiation detector system and method |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3781612A (en) * | 1972-03-28 | 1973-12-25 | Atomic Energy Commission | Method of improving high-purity germanium radiation detectors |
| US4056726A (en) * | 1975-10-01 | 1977-11-01 | Princeton Gamma-Tech, Inc. | Coaxial gamma ray detector and method therefor |
-
1978
- 1978-03-20 US US05/888,236 patent/US4237470A/en not_active Expired - Lifetime
- 1978-10-31 CA CA315,363A patent/CA1108778A/en not_active Expired
-
1979
- 1979-01-10 JP JP54000789A patent/JPS6026305B2/ja not_active Expired
- 1979-03-20 DE DE19792910901 patent/DE2910901A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4237470A (en) | 1980-12-02 |
| DE2910901A1 (de) | 1979-10-18 |
| CA1108778A (en) | 1981-09-08 |
| JPS54128300A (en) | 1979-10-04 |
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