JPS6328076A - 半導体放射線検出器 - Google Patents
半導体放射線検出器Info
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- JPS6328076A JPS6328076A JP61171217A JP17121786A JPS6328076A JP S6328076 A JPS6328076 A JP S6328076A JP 61171217 A JP61171217 A JP 61171217A JP 17121786 A JP17121786 A JP 17121786A JP S6328076 A JPS6328076 A JP S6328076A
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- semiconductor substrate
- radiation
- electrode
- semiconductor
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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】
産業上の利用分野
本発明は、診断用Ｘ線透過像撮影装置や非破壊検査装置
において透過放射線量検出に用いられる半導体放射線検
出器に関するものである。
において透過放射線量検出に用いられる半導体放射線検
出器に関するものである。
従来の技術
半導体放射線検出器に用いる半導体基板の有感層（放射
線が照射された時に出力信号を得ることのできる層）厚
さは、入射放射線を十分に吸収するに足りる厚さを必要
とし、このような有感層厚さを有する半導体基板を備え
た半導体放射線検出器においては、電荷補集電極間で生
ずるクロストークが問題となる。クロストークについて
第４図を参照しながら説明する。半導体基板１０１の共
通電極１０２と電荷補集電極１０３の間に電圧を印加す
る。ここではＰ形半導体基板において、共通電極１０２
に負電圧、電荷補集電極１０３に正電圧を印加した場合
について説明する。第４図中矢印ａで示す紙面表面から
裏面に向って、放射線が入射すると、前記半導体基板１
０１内の空乏領域の光電吸収により電子正孔対の電荷雲
すを生じるＯＰ形半導体基板の場合、少数キャリアであ
る電子を前記電荷補集電％１０３で補集する。１唯１０
２ 、１０３への電圧印加により、電界Ｅが発発生し電
荷雲すは電荷雲半径を拡げながら、前記共通電極１ｏ２
から前記電荷補集電極１０３方向に移動し、前記電荷補
集電極１０３に補集され、パルス電流として出力される
。しかしながら、前記電荷補集電極１０３間の下部で電
荷雲Ｃが発生した場合、電気力線は隣接する電荷補集電
極１０３ａ、１０３ｂ方向に分かれ、これにともなって
電荷雲Ｃも、隣接する電荷補集電極１０３ａ。
線が照射された時に出力信号を得ることのできる層）厚
さは、入射放射線を十分に吸収するに足りる厚さを必要
とし、このような有感層厚さを有する半導体基板を備え
た半導体放射線検出器においては、電荷補集電極間で生
ずるクロストークが問題となる。クロストークについて
第４図を参照しながら説明する。半導体基板１０１の共
通電極１０２と電荷補集電極１０３の間に電圧を印加す
る。ここではＰ形半導体基板において、共通電極１０２
に負電圧、電荷補集電極１０３に正電圧を印加した場合
について説明する。第４図中矢印ａで示す紙面表面から
裏面に向って、放射線が入射すると、前記半導体基板１
０１内の空乏領域の光電吸収により電子正孔対の電荷雲
すを生じるＯＰ形半導体基板の場合、少数キャリアであ
る電子を前記電荷補集電％１０３で補集する。１唯１０
２ 、１０３への電圧印加により、電界Ｅが発発生し電
荷雲すは電荷雲半径を拡げながら、前記共通電極１ｏ２
から前記電荷補集電極１０３方向に移動し、前記電荷補
集電極１０３に補集され、パルス電流として出力される
。しかしながら、前記電荷補集電極１０３間の下部で電
荷雲Ｃが発生した場合、電気力線は隣接する電荷補集電
極１０３ａ、１０３ｂ方向に分かれ、これにともなって
電荷雲Ｃも、隣接する電荷補集電極１０３ａ。
１０３ｂに分割補集される。その結果、この電荷補集電
極１０３から微小パルス電流として出力される。つまり
出力信号は、前記電荷補集電極１０３ａ下部で生じた電
荷雲すと、電荷補集電極１０３ａ、１０３ｔ）間で生じ
た電荷雲Ｃとから得られるパルス電流であり、このパル
ス電流のうち、電荷雲Ｃによって得られる微小パルス電
流が変動することにより、放射線のエネルギーに比例し
た出力を生ずることが不可能となる。この分割補集にと
もなう微小パルス信号の発生をクロストークという。
極１０３から微小パルス電流として出力される。つまり
出力信号は、前記電荷補集電極１０３ａ下部で生じた電
荷雲すと、電荷補集電極１０３ａ、１０３ｔ）間で生じ
た電荷雲Ｃとから得られるパルス電流であり、このパル
ス電流のうち、電荷雲Ｃによって得られる微小パルス電
流が変動することにより、放射線のエネルギーに比例し
た出力を生ずることが不可能となる。この分割補集にと
もなう微小パルス信号の発生をクロストークという。
つまり、クロストークが生じた場合、入射放射線エネル
ギーに比例したパルス出力信号が得られず、エネルギー
分解能が低下するといった問題があるわけである。
ギーに比例したパルス出力信号が得られず、エネルギー
分解能が低下するといった問題があるわけである。
このクロストークを防止する構成として、特開昭５８−
１４２２８３号公報が知られている。この構成を第５図
を参照しながら説明する。半導体基板１は、空間的に分
離された単位検出領域１ａを有し、この単位検出領域は
、放射線に対する阻止能力が高い物質、例えばＷ（タン
グステン）スペーサ５によって仕切られている。前記半
導体基板１には、前記半導体基板１内で光電吸収により
生じた電荷雲すを補集する電極２が設けられ、この電極
２に前記半導体基板１を介して電極３が対向して設けら
れ、この電極３の下部にマウント板４が取り付けられて
いる。入射した放射線ａは、前記Ｗスペーサ５によって
、単位検出領域１＆に導ひかれ、隣接する前記電極２に
電荷雲すが分割され補集されることをなくし、クロスト
ークを防止していた。
１４２２８３号公報が知られている。この構成を第５図
を参照しながら説明する。半導体基板１は、空間的に分
離された単位検出領域１ａを有し、この単位検出領域は
、放射線に対する阻止能力が高い物質、例えばＷ（タン
グステン）スペーサ５によって仕切られている。前記半
導体基板１には、前記半導体基板１内で光電吸収により
生じた電荷雲すを補集する電極２が設けられ、この電極
２に前記半導体基板１を介して電極３が対向して設けら
れ、この電極３の下部にマウント板４が取り付けられて
いる。入射した放射線ａは、前記Ｗスペーサ５によって
、単位検出領域１＆に導ひかれ、隣接する前記電極２に
電荷雲すが分割され補集されることをなくし、クロスト
ークを防止していた。
発明が解決しようとする問題点
しかし上記従来の構成では半導体基板を切断もしくは溝
入れ加工を行なわねばならぬことから以下のような問題
があった。
入れ加工を行なわねばならぬことから以下のような問題
があった。
（１）機械的なひずみにより、加工面から約５〜１ｏＯ
μｍの範囲において、多くのトラップレベルが生じ、放
射線により半導体基板内に生じた電荷が、このトラップ
レベルにトラップされ、加工面近傍“で生じた電荷雲は
十分に電荷補集用の電極２（第６図）に補集されない。
μｍの範囲において、多くのトラップレベルが生じ、放
射線により半導体基板内に生じた電荷が、このトラップ
レベルにトラップされ、加工面近傍“で生じた電荷雲は
十分に電荷補集用の電極２（第６図）に補集されない。
営）加工面近傍にトラップレベルが存在することにより
、加工面近傍の電界分布が変化して、電荷雲（電荷）に
電界が十分に加わらなくなり、前記電荷雲は十分に前記
電極２に補集されない。
、加工面近傍の電界分布が変化して、電荷雲（電荷）に
電界が十分に加わらなくなり、前記電荷雲は十分に前記
電極２に補集されない。
以上の点から、切断もしくは溝入れ加工を行なった半導
体放射線検出器は、各単位検出領域による分割は良好で
あるが、加工面近傍のトラップレベルによる電荷のトラ
ップが生じ、出力（電流）信号の電流値にばらつきを生
じ、エネルギー分解能の低下の原因となっていた。
体放射線検出器は、各単位検出領域による分割は良好で
あるが、加工面近傍のトラップレベルによる電荷のトラ
ップが生じ、出力（電流）信号の電流値にばらつきを生
じ、エネルギー分解能の低下の原因となっていた。
またエネルギー分解能を上げるために、半導体基板の有
感厚さを大きくとる必要があり、前記電極２．３に平行
に放射線ａを紙面表面から裏面に向って入射する構成と
しており、有効入射面（放射線を有効に入射可能な面）
が小さく、積層にするなどして、所要の有効入射面を構
成していた。
感厚さを大きくとる必要があり、前記電極２．３に平行
に放射線ａを紙面表面から裏面に向って入射する構成と
しており、有効入射面（放射線を有効に入射可能な面）
が小さく、積層にするなどして、所要の有効入射面を構
成していた。
本発明は上記の問題を解決するもので、電荷補集電極間
のクロストークを防止するとともに、有効入射面の大な
る、エネルギー分解能に優れた半導体放射線検出器を提
供することを目的とする。
のクロストークを防止するとともに、有効入射面の大な
る、エネルギー分解能に優れた半導体放射線検出器を提
供することを目的とする。
問題点を解決するための手段
この目的を達成するために、本発明の半導体放射線検出
器は、半導体基板の放射線入射面側に複数個の電荷補集
電極を配設し、前記電荷補集電極間に遮へいグリッドを
設け、前記半導体基板を介して前記電荷補集電極に対向
する共通電極を設けている。
器は、半導体基板の放射線入射面側に複数個の電荷補集
電極を配設し、前記電荷補集電極間に遮へいグリッドを
設け、前記半導体基板を介して前記電荷補集電極に対向
する共通電極を設けている。
作 用
上記の構成により、半導体基板の前記遮へいグリッド対
応部に擬似不感層が形成され、この擬似不感層内では、
放射線の入射及び放射線による電荷置の発生はなくなる
。その結果、電荷補集電極間のクロストークを無くする
ことができる。さらＫ、エネルギー分解能低下の原因で
あるクロストークを無くすることＫより、エネルギー分
解能に優れた半導体放射線検出器を実現できる。また電
荷補集電極に鉛直に放射線を受けることにより、その有
効入射面を大きくとることが可能となる。１実施例 以下本発明の実施例について第１図〜第３図を参照しな
がら説明する。
応部に擬似不感層が形成され、この擬似不感層内では、
放射線の入射及び放射線による電荷置の発生はなくなる
。その結果、電荷補集電極間のクロストークを無くする
ことができる。さらＫ、エネルギー分解能低下の原因で
あるクロストークを無くすることＫより、エネルギー分
解能に優れた半導体放射線検出器を実現できる。また電
荷補集電極に鉛直に放射線を受けることにより、その有
効入射面を大きくとることが可能となる。１実施例 以下本発明の実施例について第１図〜第３図を参照しな
がら説明する。
第１図〜第３図において、半導体基板６は、Ｓｉ、Ｇａ
Ａｓ、ＣｄＴｅ、ＨｇＩ等から形成され、入射した放射
線により電子正孔対の電装置ａを生ずる〇前記半導体基
板６の放射線入射面側には、前記電装置ａを補集する電
荷補集電極８と、この電荷補集電極８間に遮へいグリッ
ド９が設けられている。
Ａｓ、ＣｄＴｅ、ＨｇＩ等から形成され、入射した放射
線により電子正孔対の電装置ａを生ずる〇前記半導体基
板６の放射線入射面側には、前記電装置ａを補集する電
荷補集電極８と、この電荷補集電極８間に遮へいグリッ
ド９が設けられている。
前記遮へいグリッド９は、放射線に対する阻止能力の高
い物質（鉛Ｐｂ、タングステンＷ等）で形成されている
。前記遮へいグリッド９は遮へい層９ａと絶縁層９ｂか
らなり、遮へい層９ａと前記電荷補集電極８間を前記絶
縁層９ｂで絶縁する。
い物質（鉛Ｐｂ、タングステンＷ等）で形成されている
。前記遮へいグリッド９は遮へい層９ａと絶縁層９ｂか
らなり、遮へい層９ａと前記電荷補集電極８間を前記絶
縁層９ｂで絶縁する。
半導体基板６を介して、前記電荷補集電極８に対向して
共通電極７が設けられている。
共通電極７が設けられている。
上記の構成について以下にその動作を説明する。
なお説明は半導体基板らがＰ形半導体で形成されている
場合について行なう。
場合について行なう。
入射した放射線により、前記半導体基板６内に電装置ａ
が生ずる。この半導体基板６における少数キャリアは電
子であり、電装置ａの動きは電子として考える。前記電
荷補集電極間に正電圧、前記共通電極７に負電圧を印加
することにより、電界Ｅが前記電荷補集電極８から前記
共通電極７方向に加わり、電装置ａは前記電荷補集電極
８向きに拡散・移動し、前記電荷補集電極８に補集され
、パルス電流信号として出力される。
が生ずる。この半導体基板６における少数キャリアは電
子であり、電装置ａの動きは電子として考える。前記電
荷補集電極間に正電圧、前記共通電極７に負電圧を印加
することにより、電界Ｅが前記電荷補集電極８から前記
共通電極７方向に加わり、電装置ａは前記電荷補集電極
８向きに拡散・移動し、前記電荷補集電極８に補集され
、パルス電流信号として出力される。
前記遮へいグリッド９に照射された放射線は前記半導体
基板θ内への入射をさえぎられ、この遮へいグリッド９
の下部の半導体基板６には電装置の生じない擬似不感層
すが形成される。従って、前記電荷補集電極８間には電
装置が発生せず、電荷補集電極８間のクロストークはな
くなる。
基板θ内への入射をさえぎられ、この遮へいグリッド９
の下部の半導体基板６には電装置の生じない擬似不感層
すが形成される。従って、前記電荷補集電極８間には電
装置が発生せず、電荷補集電極８間のクロストークはな
くなる。
次に、電荷補集電極８下の有感層Ｃと擬似不感層すの境
界で生じた電装置ａの動きについて説明する。この電装
置とは半導体基板θ内を、前記電荷補集電極８方向に、
拡散・移動する。
界で生じた電装置ａの動きについて説明する。この電装
置とは半導体基板θ内を、前記電荷補集電極８方向に、
拡散・移動する。
前記電荷補集電極８近傍において、電装置ａの中心の電
荷密度に対し、電荷密度が１０％となる点を電装置ａの
端部として、中心から端部までを電荷雲量大半径Ｒ（第
２図）とすると、この電荷雲量大半径Ｒと前記遮へいグ
リッド９の幅Ｌ（第２図）が、 Ｌ＞２Ｒ の関係を満たすとき、前記有感層と模本不感層の境界で
生じた電装置ａは、隣接する電極の電界の影響を受けず
、分割され前記電荷補集電極８＝Ｌ。
荷密度に対し、電荷密度が１０％となる点を電装置ａの
端部として、中心から端部までを電荷雲量大半径Ｒ（第
２図）とすると、この電荷雲量大半径Ｒと前記遮へいグ
リッド９の幅Ｌ（第２図）が、 Ｌ＞２Ｒ の関係を満たすとき、前記有感層と模本不感層の境界で
生じた電装置ａは、隣接する電極の電界の影響を受けず
、分割され前記電荷補集電極８＝Ｌ。
８ｂに補集されることはなくなる。すなわち、クロスト
ークは発生しないわけである。
ークは発生しないわけである。
上記の本実施例によれば、遮へいグリッドを設隻
けたことにより、遮へいグリッド下部の擬壬不感層すで
は電装置が発生せず、さらに有感ｉｃと擬昏 千年感層すとの境界で生じた電装置は、分割され電荷補
集電極８に補集されることはない。従ってクロストーク
は防止されるものである。
は電装置が発生せず、さらに有感ｉｃと擬昏 千年感層すとの境界で生じた電装置は、分割され電荷補
集電極８に補集されることはない。従ってクロストーク
は防止されるものである。
なお前記遮へいグリッド９は、導電性の遮へい層９ａと
絶縁層９ｂからなり、その形状は立方体としているが、
遮へいグリッド９の形状は第３図に示すように、遮へい
層９＆の形状を円柱状（例えばワイヤ状）としてもよい
しく第３図Ａ）、！へいグリッド９の形状は立方体とし
て、遮へい層９ａの厚さｌを変えて、放射線の阻止能力
を調整するものでもよい（第３図Ｂ）。また、遮へいグ
リッド９は絶縁物のみで形成してもよい（第３図Ｃ）。
絶縁層９ｂからなり、その形状は立方体としているが、
遮へいグリッド９の形状は第３図に示すように、遮へい
層９＆の形状を円柱状（例えばワイヤ状）としてもよい
しく第３図Ａ）、！へいグリッド９の形状は立方体とし
て、遮へい層９ａの厚さｌを変えて、放射線の阻止能力
を調整するものでもよい（第３図Ｂ）。また、遮へいグ
リッド９は絶縁物のみで形成してもよい（第３図Ｃ）。
発明の効果
以上の実施例の説明より明らかなように本発明の半導体
放射線検出器によれば、放射線入射面側に遮へいグリッ
ドを設けたことにより、電荷補集電極間に放射線は入射
せず、亀装置の発生は妨げられ、クロストークが防止さ
れる。クロストークが防止されることにより、エネルギ
ー分解能の向上を図ることができる。
放射線検出器によれば、放射線入射面側に遮へいグリッ
ドを設けたことにより、電荷補集電極間に放射線は入射
せず、亀装置の発生は妨げられ、クロストークが防止さ
れる。クロストークが防止されることにより、エネルギ
ー分解能の向上を図ることができる。
また、電荷補集電極に鉛直に放射線は入射し、半導体基
板の有効入射面を大きくとることが可能となる。さらに
は、半導体基板になんらの機械的加工を必要とせず、ト
ラップレベルの発生といった問題もない、放射線検出能
力に優れた半導体放射線検出器を実現できるものである
。
板の有効入射面を大きくとることが可能となる。さらに
は、半導体基板になんらの機械的加工を必要とせず、ト
ラップレベルの発生といった問題もない、放射線検出能
力に優れた半導体放射線検出器を実現できるものである
。
第１図は本発明の半導体放射線検出器の一実施例を示す
断面図、第２図は同要部断面図、第３図Ａ、Ｂ、Ｃはそ
れぞれ同半導体放射線検出器の遮へいグリッドの種々の
構成を示す断面図、第４図はクロストークを説明する断
面図、第５図は従来の半導体放射線検出器の構成を示す
断面図である０６・・・・・・半導体基板、７・・・・
・・共通電極、８・・・・・・電荷補集電極、９・・・
・・・遮へいグリッド０代理人の氏名 弁理士 中 尾
敏 男 ほか１名６−＋導イ参幕仮 第１図 ８−電荷″’Ｎ乗を極ｑ−ｉへい７ワ
ツド 第３図 第 ４ 図 第５図 Φ旗Ｍ８永八肘方向
断面図、第２図は同要部断面図、第３図Ａ、Ｂ、Ｃはそ
れぞれ同半導体放射線検出器の遮へいグリッドの種々の
構成を示す断面図、第４図はクロストークを説明する断
面図、第５図は従来の半導体放射線検出器の構成を示す
断面図である０６・・・・・・半導体基板、７・・・・
・・共通電極、８・・・・・・電荷補集電極、９・・・
・・・遮へいグリッド０代理人の氏名 弁理士 中 尾
敏 男 ほか１名６−＋導イ参幕仮 第１図 ８−電荷″’Ｎ乗を極ｑ−ｉへい７ワ
ツド 第３図 第 ４ 図 第５図 Φ旗Ｍ８永八肘方向
Claims (2)
- （１）放射線が入射した場合に電離作用を生ずる半導体
基板と、前記半導体基板の放射線入射面側に配設した複
数個の電荷補集電極と、前記電荷補集電極間に設けた放
射線の透過を不能とする遮へいグリッドと、前記半導体
基板を介して、前記電荷補集電極と対向する共通電極を
備えたことを特徴とする半導体放射線検出器。 - （２）半導体基板は、炭素（Ｓｉ）、砒化ガリウム（Ｇ
ａＡｓ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、ヨウ化水
銀（ＨｇＩ）のいずれかを用いて構成されたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の半導体放射線検出器
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61171217A JPS6328076A (ja) | 1986-07-21 | 1986-07-21 | 半導体放射線検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61171217A JPS6328076A (ja) | 1986-07-21 | 1986-07-21 | 半導体放射線検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6328076A true JPS6328076A (ja) | 1988-02-05 |
Family
ID=15919209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61171217A Pending JPS6328076A (ja) | 1986-07-21 | 1986-07-21 | 半導体放射線検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6328076A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6477969A (en) * | 1987-09-18 | 1989-03-23 | Shimadzu Corp | Semiconductor radiation detecting element |
| JP2008180713A (ja) * | 2007-01-23 | 2008-08-07 | General Electric Co <Ge> | 画素型エネルギ識別検出器の電荷共有を低減する方法及び装置 |
| US8564084B2 (en) | 2008-06-16 | 2013-10-22 | Koninklijke Philips N.V. | Radiation detection and a method of manufacturing a radiation detector |
| EP3290958A1 (en) * | 2016-08-31 | 2018-03-07 | Nuctech Company Limited | Semiconductor detector |
-
1986
- 1986-07-21 JP JP61171217A patent/JPS6328076A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6477969A (en) * | 1987-09-18 | 1989-03-23 | Shimadzu Corp | Semiconductor radiation detecting element |
| JP2008180713A (ja) * | 2007-01-23 | 2008-08-07 | General Electric Co <Ge> | 画素型エネルギ識別検出器の電荷共有を低減する方法及び装置 |
| US8564084B2 (en) | 2008-06-16 | 2013-10-22 | Koninklijke Philips N.V. | Radiation detection and a method of manufacturing a radiation detector |
| EP3290958A1 (en) * | 2016-08-31 | 2018-03-07 | Nuctech Company Limited | Semiconductor detector |
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