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放射線検出器の製造方法 コモンズ

国内特許コード P04A005621
整理番号 ShIP‐Y904
掲載日 2005年1月18日
出願番号 特願平11-219860
公開番号 特開2001-042097
登録番号 特許第3239164号
出願日 平成11年8月3日(1999.8.3)
公開日 平成13年2月16日(2001.2.16)
登録日 平成13年10月12日(2001.10.12)
発明者
  • 畑中 義式
  • 青木 徹
出願人
  • 学校法人静岡大学
発明の名称 放射線検出器の製造方法 コモンズ
従来技術、競合技術の概要 従来高エネルギーの放射線を検出する場合、ガスの放電を利用したもの、固体の光電効果を利用したものがあり、前者は、ガスの密度が低いことから高感度なものが得られないことと、エネルギー分解能が悪いことが難点である。しかし、このガスの放電を利用したものは簡便なことからしばしば使われる。固体の光電効果を利用した放射線検出器は、放射線からの可視光の発光を光検知技術で検出するものと、半導体の内部光電効果により検知電流として取り出すものに分けられる。可視光発光によるものは光の散乱による空間的広がり、発光時間の寿命に係わる応答時間により、空間分解能、時間分解能が余り良くない。半導体の内部光電効果を利用した半導体検出器は、空間的にもエネルギー的にも高分解能の検出器である。半導体としてゲルマニウムを用いたものがあるが、放射線の検出に使用するためには液体窒素温度に冷却しなければならない。又、使用中に室温まで温度が上昇するとゲルマニウム中に包含しているリチュウム(Li)が結晶の広範囲に拡散して使用不能となるという問題点を有する。従って、ゲルマニウムを用いた半導体検出器を使用する際には、動作中のみならず、絶えず液体窒素温度を保って保存しなければならない。このことは、通常の放射線検出器として用いるには、大変に面倒であり、持ち運びに不便であることを意味する。これらのことから、半導体を用いた放射線検出器において、室温で動作可能な高分解能のものが求められている。高エネルギーの放射線を吸収させるためには、重い原子で構成された化合物半導体が必要である。そのため、これまで、PbO、PbI、HgI、CdTe、TlI等が研究されている。これらの中で、PbOは空気中で反応し使用不能となるので不適当である。PbIとHgIは結晶成長が極めて難しく、大型のものを製造することが困難であるし、また、加工も難しい。しかし、CdTe及びCdZnTeなどCdTeを中心とした化合物半導体はバンドギャップの大きさ、キャリヤーの移動度の大きさ等半導体としての取り扱いに最も適した材料である。CdTeはII-VI族半導体でn型及びp型の作製が可能な材料である。しかしながら、熱プロセスに弱く、摂氏300度以上ではドーパントが補償されて高抵抗になるか、又は、全体が低抵抗になるかが、結晶の性質で左右されてpn接合などデバイス構成が不能となる。放射線検出用CdTe結晶では高抵抗とするために塩素(Cl)のドーピングがされているが、この補償効果が不能となるために、特性が悪化する。これまでn-CdTeはインジウム(In)を熱拡散して作製していたが、次の理由により検出器の動作の安定性に問題があった。すなわち、Inは原子半径が大きいので、結晶格子に歪みが入り、結晶欠陥が多く発生するため、その欠陥準位にキャリアーが捕まってしまうことにより、素子内に電界分布の変化が生じ安定性に問題があった。p-CdTeは白金又は金の金属電極を付けショットキー接合電極としてp-CdTeの代わりとしていた。上記のように、これまで、このようなCdTe系のII-VI化合物半導体でpn接合を制御された形でデバイス化する技術は確立していない。
産業上の利用分野 本発明は、ガンマ線を含む電磁波などの放射線の検出に用いられる放射線検出器の製造方法に関する。
特許請求の範囲 【請求項1】 化合物半導体の表面に所定の導電型の不純物を含む化合物を付着し、窒素又は不活性ガスの高圧雰囲気中でレーザー光を前記化合物半導体に照射することによって、前記不純物ドーパントを前記化合物半導体にドーピングし、次に、化合物半導体の所望の箇所に真空雰囲気中でレーザー光を照射して、アブレーションによって前記レーザー光によって照射された部分を取り除いて前記化合物半導体の表面の清浄処理及び素子分離を同時に行うことにより、前記化合物半導体への前記不純物ドーパントのドーピングから前記化合物半導体の表面の清浄処理及び素子分離までの処理を一連のプロセスとして行うことを特徴とする放射線検出器の製造方法。
【請求項2】 請求項1に記載の半導体検出器の製造方法において、前記レーザー光は紫外線レーザー装置から放出されたものであることを特徴とする放射線検出器の製造方法。
【請求項3】 請求項1に記載の半導体検出器の製造方法において、前記化合物半導体は放射線検出用の結晶からなることを特徴とする放射線検出器の製造方法。
【請求項4】 請求項1に記載の半導体検出器の製造方法において、前記化合物半導体は、II-VI族化合物半導体であることを特徴とする放射線検出器の製造方法。
産業区分
  • 原子力
  • 固体素子
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 権利存続中
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