JPH0992868A - Semiconductor radiation detecting element and multi-element radiation detector - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radiation detecting element which has a high energy resolution, allows detecting elements to be mounted at a high density to raise the radiation detection efficiency and can be made at low cost. SOLUTION: A high-purity n-type Si crystal 102 is cut into a parallelopiped, its faces are polished to provide mirror surfaced faces and etched to remove defective layers, and ions are implanted into the mutually opposed upper and lower faces to form a p- and n-type layers 2 and 3. Au is deposited thereon to form electrodes 4 and 5. A polyimide protective film 7 is formed on the surfaces other than these electrodes. The corners of the layer 2 and electrodes 4 and 5 are chamfered round to relax the electric field.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体放射線検出装
置に係り、特に、試料から放射される特性Ｘ線や蛍光Ｘ
線を検出して試料の元素分析を行なう装置に最適な構成
の半導体放射線検出素子、およびこれを用いた多素子放
射線検出装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor radiation detector, and more particularly to a characteristic X-ray or fluorescent X-ray emitted from a sample.
The present invention relates to a semiconductor radiation detecting element having an optimal structure for an apparatus for detecting a line and performing elemental analysis of a sample, and a multi-element radiation detecting apparatus using the same.

【０００２】[0002]

【従来の技術】電子線、または、Ｘ線を試料に照射し
て、試料から出る特性Ｘ線、または、蛍光Ｘ線を検出し
て試料の元素分析を行なう手法がある。特性Ｘ線、また
は、蛍光Ｘ線は、試料を構成する元素に特有なエネルギ
ーを持つので、元素分析を行なうためには、これらＸ線
の単位時間あたりの発生個数を、Ｘ線のエネルギーごと
に計数する必要がある。この手段としては、Ｘ線分光器
と検出器を用いて試料からのＸ線を分光して検出する波
長分散方式と、入射Ｘ線のエネルギーに比例した高さを
持つ出力信号の得られる検出器を用い、波高分析回路と
組み合わせてＸ線のエネルギーを識別するエネルギー分
散方式とがある。エネルギー分散方式は、波長分散方式
と比較すると、エネルギー分解能は劣るが、分光結晶を
用いないので、Ｘ線検出部が小型にでき、また、試料に
近接させることができるので、検出感度が高い。エネル
ギー分散方式に用いるＸ線検出素子としては、シリコン
やゲルマニウム等の半導体結晶を用いた半導体検出素子
がある。2. Description of the Related Art There is a method of irradiating a sample with an electron beam or an X-ray and detecting characteristic X-rays or fluorescent X-rays emitted from the sample to perform elemental analysis of the sample. Characteristic X-rays or fluorescent X-rays have energies peculiar to the elements that compose the sample. Therefore, in order to perform elemental analysis, the number of these X-rays generated per unit time is calculated for each X-ray energy. Need to count. As this means, a wavelength dispersion method in which an X-ray spectroscope and a detector are used to disperse and detect X-rays from a sample, and a detector capable of obtaining an output signal having a height proportional to the energy of incident X-rays There is an energy dispersion method in which the energy of X-rays is discriminated by combining with a pulse height analyzing circuit. The energy dispersal method is inferior in energy resolution to the wavelength dispersive method, but since the dispersive crystal is not used, the X-ray detection unit can be downsized and can be brought close to the sample, so that the detection sensitivity is high. As an X-ray detecting element used in the energy dispersion method, there is a semiconductor detecting element using a semiconductor crystal such as silicon or germanium.

【０００３】半導体検出素子の構造としては、ｐ−ｉ−
ｎ型、ｐ−ｎ型、ショットキー障壁型、あるいは、表面
障壁型の３種類のものが知られている。ｐ−ｉ−ｎ型検
出素子の代表的な形状を図６（ａ）（ｂ）に示した。こ
の検出素子はｐ型のＳｉ結晶１０１を用い、その外形は
円筒形状で、同心状の深溝６を有している。ｐ−ｉ−ｎ
型というのは半導体１０１にリチウムを拡散させて形成
した真性半導体領域（ｉ層）１が、相対する面に形成さ
れたｐ型層２とｎ型層３とではさまれた構造で、ｐ型と
ｎ型の層の表面に金などの蒸着で電極４、５を形成した
ものである。ｐ型側の電極４にはバイアス電源５０から
負の電圧、ｎ型側の電極５には正の電圧を印加する。通
常、ｐ型側の電極４の面からＸ線を入射させる。Ｘ線１
０が真性半導体領域１に入射すると、２次電子を発生
し、この２次電子がエネルギーを失いながら、電子正孔
対２０、２１を作って行く。生成された電子２０は、電
極間の電界により、ｎ型側の電極５に移動する。生成さ
れる電子正孔対の個数は、入射したＸ線のエネルギーに
比例する。電極に達した電子を増幅回路５１でその個数
に比例した高さを有する信号電圧パルス波形５２に変換
し、波高分析装置５３でＸ線のエネルギーを識別するよ
うになっている。一般に、シリコン結晶にリチウムを拡
散させた検出器（シリコンリチウム検出素子）が、エネ
ルギー分散方式の検出素子として従来利用されてきた。
ここで、エネルギー分解能は、逆電圧を印加したきたと
きに検出素子に流れる漏洩電流と検出素子の静電容量と
に左右される。いずれも値が小さいほど高いエネルギー
分解能が得られる。液体窒素などで検出素子を冷却し、
熱的に発生する漏洩電流を低減し、さらに、同心状の深
い溝６により漏洩電流を低減している。検出素子の静電
容量は真性半導体領域１の厚さに反比例し、面積に比例
する。ここで面積は深溝６の内側の部分の断面積であ
り、Ｘ線に対して感度のある部分である。真性半導体領
域１の厚さは、３から５ｍｍ程度である。この厚さで、
シリコン検出素子の場合、２０ｋｅＶぐらいの大きさの
エネルギーを持つ特性Ｘ線を高効率で検出できる。面積
としては、一般に、１０から３０平方ミリメートルのも
のが用いられている。これ以上、面積が大きいと静電容
量が大きくなり、エネルギー分解能が悪くなる。面積が
２０平方ミリメートル、すなわち、深溝６の内側の直径
が約５ミリメートルの場合、検出素子の外直径は、１１
ミリメートル程度になる。The structure of the semiconductor detecting element is p-i-
Three types of n-type, pn-type, Schottky barrier type, and surface barrier type are known. A typical shape of the pin detection element is shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b). This detection element uses a p-type Si crystal 101, its outer shape is a cylindrical shape, and has concentric deep grooves 6. p-i-n
The type is a structure in which an intrinsic semiconductor region (i layer) 1 formed by diffusing lithium in a semiconductor 101 is sandwiched between a p-type layer 2 and an n-type layer 3 formed on opposite surfaces. The electrodes 4 and 5 are formed on the surface of the n-type layer by vapor deposition of gold or the like. A negative voltage is applied from the bias power supply 50 to the p-type electrode 4, and a positive voltage is applied to the n-type electrode 5. Normally, X-rays are incident from the surface of the electrode 4 on the p-type side. X-ray 1
When 0 enters the intrinsic semiconductor region 1, secondary electrons are generated, and the secondary electrons lose their energy and form electron-hole pairs 20 and 21. The generated electrons 20 move to the n-type side electrode 5 due to the electric field between the electrodes. The number of generated electron-hole pairs is proportional to the energy of incident X-rays. The amplifier circuit 51 converts the electrons reaching the electrodes into a signal voltage pulse waveform 52 having a height proportional to the number of the electrons, and a wave height analyzer 53 discriminates the X-ray energy. In general, a detector in which lithium is diffused in a silicon crystal (silicon lithium detection element) has been conventionally used as an energy dispersion type detection element.
Here, the energy resolution depends on the leakage current flowing through the detection element and the capacitance of the detection element when a reverse voltage is applied. In both cases, the smaller the value, the higher the energy resolution. Cool the detecting element with liquid nitrogen etc.,
The leakage current generated thermally is reduced, and further, the concentric deep groove 6 reduces the leakage current. The capacitance of the detection element is inversely proportional to the thickness of the intrinsic semiconductor region 1 and proportional to the area. Here, the area is a cross-sectional area of the inner portion of the deep groove 6 and is a portion sensitive to X-rays. The intrinsic semiconductor region 1 has a thickness of about 3 to 5 mm. With this thickness,
In the case of a silicon detection element, characteristic X-rays having energy of about 20 keV can be detected with high efficiency. Generally, the area is 10 to 30 mm 2. If the area is larger than this, the capacitance becomes large and the energy resolution becomes poor. If the area is 20 mm 2, that is, the inner diameter of the deep groove 6 is about 5 mm, the outer diameter of the detecting element is 11
It will be about a millimeter.

【０００４】ｐ−ｎ型は、上記真性半導体領域１のかわ
りに、ｐ型、またはｎ型の半導体結晶のある平面に、高
濃度のｎ型層、または、ｐ型層を形成してｐ−ｎ接合を
つくり、逆方向に電圧を印加してできる空乏層を利用し
たものである。相対する面には高濃度の同じ型の層を形
成し、さらに電極を形成する。空乏層内にＸ線が入射す
ると、ｐ−ｉ−ｎ型の真性半導体領域１と同様に、電子
正孔対２０、２１が生成され、空乏層内に形成される電
界により電極側に移動する。また、半導体表面に金など
の金属電極を形成してできるショットキー障壁に、電圧
を逆方向に印加してできる空乏層を利用したものが、シ
ョットキー障壁型、あるいは、表面障壁型と呼ばれるも
のである。空乏層の厚さは、印加電圧の平方根に比例
し、結晶の不純物濃度の平方根に反比例する。結晶製造
技術の進展に伴い、１０００ボルト程度の印加電圧で３
ｍｍの厚さの空乏層が得られる高純度の結晶が製造でき
るようになり、これらの型の検出素子が実用化されてき
ている。従来用いられてきたシリコンリチウム検出素子
では、長時間室温に放置すると、リチウムが熱拡散して
素子特性に悪影響を及ぼすため、常時低温に保っておく
必要があったが、高純度結晶を用いたこれらの型の検出
素子ではその必要がなくなった。In the p-n type, instead of the intrinsic semiconductor region 1, a high concentration n-type layer or a p-type layer is formed on a plane having a p-type or n-type semiconductor crystal to form a p-n type. The depletion layer is formed by forming an n-junction and applying a voltage in the opposite direction. On the opposite surface, a layer of the same type with a high concentration is formed, and further an electrode is formed. When X-rays enter the depletion layer, electron-hole pairs 20 and 21 are generated, and move to the electrode side due to the electric field formed in the depletion layer, as in the pin type intrinsic semiconductor region 1. . A Schottky barrier type, or a surface barrier type, uses a depletion layer formed by applying a voltage in the opposite direction to a Schottky barrier formed by forming a metal electrode such as gold on the semiconductor surface. Is. The thickness of the depletion layer is proportional to the square root of the applied voltage and inversely proportional to the square root of the impurity concentration of the crystal. With the progress of crystal manufacturing technology, the applied voltage of about 1000 V
It has become possible to manufacture high-purity crystals capable of obtaining a depletion layer having a thickness of mm, and these types of detection elements have been put into practical use. With the silicon lithium detection element that has been used in the past, if left at room temperature for a long time, lithium will thermally diffuse and adversely affect the element characteristics, so it was necessary to keep it at a low temperature all the time, but a high-purity crystal was used. These types of detectors no longer require it.

【０００５】検出素子の形状としては、上記の深溝６を
有した形状以外に、米国特許第５２６８５７８号の明細
書に述べられているように、深溝６の外側の周辺部の厚
さを薄くした形状の検出素子（図７）や、円筒形状につ
ばを付けた形状（図８）の検出素子が知られている。い
ずれの形状でも、漏洩電流を低減する効果がある。これ
らの溝、および、つばは、超音波を利用した加工機によ
り概略の寸法に削り、化学的にエッチングすることによ
り形成されている。As the shape of the detecting element, in addition to the shape having the deep groove 6 described above, as described in the specification of US Pat. No. 5,268,578, the thickness of the outer peripheral portion of the deep groove 6 is reduced. Shaped detection elements (FIG. 7) and cylindrical detection elements with a brim (FIG. 8) are known. Any shape has the effect of reducing the leakage current. These grooves and flanges are formed by shaving to a rough size by a processing machine using ultrasonic waves and chemically etching.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のいずれ
の構造においても、円筒形状に切り出し、深い溝を形成
したり、側面に段差をつける必要があることと、深溝の
寸法制御が困難で製造歩留まりが悪いことのため、高価
であるという問題があった。また、Ｘ線検出感度を良く
するために、複数の検出素子を配置することを考えた場
合、円形の断面形状であるために、実装密度を上げるこ
とが困難で、また、深溝やつばがあるために、検出素子
の全体の断面積に対して、Ｘ線を検出する部分の面積が
小さいという問題があった。さらに、断面形状が円でな
い検出素子も考えられるが、深溝やつばの加工がより複
雑になるという問題があった。また、従来の製法では、
深溝やつばがない構造では漏洩電流が大きく、高いエネ
ルギー分解能を有する放射線検出素子を得ることができ
なかった。However, in any of the above structures, it is necessary to cut out into a cylindrical shape to form a deep groove or to make a step on the side surface, and it is difficult to control the dimension of the deep groove. Since the yield is low, there is a problem that it is expensive. In addition, when considering the arrangement of a plurality of detection elements in order to improve the X-ray detection sensitivity, it is difficult to increase the mounting density because of the circular cross-sectional shape, and there are deep grooves and ribs. Therefore, there is a problem that the area of the portion that detects the X-ray is small with respect to the entire cross-sectional area of the detection element. Further, although a detection element whose cross-sectional shape is not circular is conceivable, there is a problem that processing of the deep groove and the collar becomes more complicated. Moreover, in the conventional manufacturing method,
With a structure without deep grooves or ribs, the leakage current is large and a radiation detection element having high energy resolution could not be obtained.

【０００７】本発明は、このような課題を解決するため
になされたもので、エネルギー分解能が高く、複数個の
検出素子を配置する場合にも好適であり、かつ、安価な
放射線検出素子を提供することを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and provides a low-cost radiation detecting element which has a high energy resolution and is suitable even when a plurality of detecting elements are arranged. The purpose is to do.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明では、形状が直方体、あるいは、多角柱体
に切り出した半導体結晶の全面を鏡面研磨し、鏡面研磨
した全面を、切り出しや研磨による損傷層がなくなるま
で、エッチングした半導体結晶を用い、相対する２つの
平面の間に、ｐ−ｉ−ｎ接合層、ｐ−ｎ接合層、あるい
は、ショットキー障壁層、および上記平面上に電極を形
成し、電極を形成していない部分には、表面を保護する
膜を、有機膜、あるいはシリコン酸化膜などで形成し
た。上記電極は、角のない開口を持つマスクを用いて、
蒸着により形成した。また、上記ｐ−ｎ接合層は、開口
が角を持っていないマスクを用いて、ボロン、リン、砒
素などの不純物原子のイオンを注入して形成し、さら
に、該マスクが制限している領域より、若干、大きい領
域を有するマスクにより上記イオン注入量より少ない量
の不純物原子のイオンを注入する。また、鏡面研磨した
全面を損傷層除去のためエッチングをした後、電極を形
成しない面に、マスクを用いてエッチングし、溝構造を
設けた。また、上記の半導体放射線検出素子を複数個、
高密度に配置して、高感度の多素子放射線検出装置を構
成する。In order to achieve the above object, in the present invention, the whole surface of a semiconductor crystal cut into a rectangular parallelepiped or a polygonal prism is mirror-polished, and the mirror-polished whole surface is cut out. Etched semiconductor crystal is used until the damaged layer due to polishing or polishing disappears, and a pin junction layer, a pn junction layer, or a Schottky barrier layer and the above-mentioned plane are provided between two opposing planes. An electrode was formed on the substrate, and a film for protecting the surface was formed by an organic film, a silicon oxide film, or the like on the portion where the electrode was not formed. The electrodes are masked with a non-angular opening,
It was formed by vapor deposition. In addition, the pn junction layer is formed by implanting ions of impurity atoms such as boron, phosphorus, and arsenic using a mask having an opening with no corners, and further, a region restricted by the mask. By using a mask having a slightly larger region, ions of impurity atoms are implanted in a smaller amount than the above ion implantation amount. Further, after etching the entire mirror-polished surface to remove the damaged layer, the surface on which the electrode is not formed was etched using a mask to form a groove structure. In addition, a plurality of the semiconductor radiation detection elements described above,
High-sensitivity multi-element radiation detectors are arranged by arranging them at high density.

【０００９】[0009]

【発明の実施の形態】本発明に係る実施の形態およびそ
の作用について、図３を用いて説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention and its operation will be described with reference to FIG.

【００１０】図３は、本発明に係るｎ型の高純度シリコ
ン結晶を用いたｐ−ｎ接合型の、正方形断面をもった直
方体形状の放射線検出素子の一部断面の立体図を示した
ものである。電極４、５に電圧をｐ−ｎ接合に対して逆
バイアスになるように印加すると、従来の技術の項で述
べたように、印加電圧と結晶の不純物濃度で決まる厚さ
の空乏層ができる。このとき、一般に、電極間に、エネ
ルギー分解能に悪影響を与える漏洩電流が流れる。漏洩
電流は生成再結合電流と呼ばれる成分と拡散電流と呼ば
れる結晶内部を流れる電流成分と、表面を流れる電流成
分とに分けられる。結晶内部を流れる電流は熱的に励起
されるもので、結晶を液体窒素で冷却してやることによ
り、無視できる程度に低減できる。但し、欠陥の多い結
晶や重金属などの不純物で汚染された結晶を用いると、
この成分が無視できなくなるので、本発明では、これら
の問題のない結晶を用いている。したがって、素子を冷
却した場合には、表面を流れる電流が漏洩電流の主成分
となる。表面を流れる電流の原因は結晶の表面状態に依
存するといわれているが、その定量的な理解は十分にな
されていなかった。本発明では、第一に、結晶のすべて
の面を鏡面研磨できるように、たとえば、立方体のよう
に平面で囲まれた形状の結晶１０２を採用し、鏡面研磨
し、さらに、切り出しや研磨による損傷層をなくすため
に、化学エッチングを施している。このため、結晶の全
面がエッチピットなどの欠陥が少ない平坦な表面となっ
ている。ここで、鏡面研磨面とは、面の凹凸が１００ナ
ノメートル以下であり、エッチングした後の面に現れる
エッチピットの数が、１平方センチメートル当り１０個
以下の面のことをいう。さらに、この形状の結晶では上
下の区別がつかないので、化学エッチングした後、側面
にすべき面にマスクをして、側面の上側を周状にエッチ
ングを行ない、溝８を形成する。これにより、上下の区
別が付けやすくなる。第二に、正方形の角を丸くした形
状の開口を有するマスクを用いて、ボロンの不純物原子
のイオン注入によりｐ型層２を形成し、さらに、同じ形
状の開口を有するマスクを用いて金電極４を蒸着により
形成している。第三に、電極のない表面にポリイミドを
塗布して保護膜７を形成している。第一の作用を図４に
示す。図４は、電極のない面、すなわち、４つの側面の
うち、研磨不十分でエッチピット状の欠陥がある場合
と、ない場合とを実験的に比較したものである。検出素
子は液体窒素で冷却している。このように、欠陥の少な
い表面にすることにより、漏洩電流が低減されている。
また、表面に欠陥があると、Ｘ線１０が結晶内に入射し
てできる電荷２０、２１が上記の表面欠陥にトラップさ
れ、電荷の収集が不完全となり、その結果、検出される
電荷量が入射したＸ線のエネルギーに相当する値より少
なくなってしまい、スペクトルの形が変形してしまうこ
とがある。本発明では、表面欠陥を少なくしているの
で、この現象はほとんど起こらない。第二の作用は、以
下のように働く。逆バイアス電圧を印加したｐ−ｎ接合
では、上記したように空乏層ができ、電界がかかってい
る。ｐ−ｎ接合、特に、その周辺部に角があると電界が
集中しやすく、漏洩電流の原因となる。イオン注入領域
と電極領域の角３１を丸くし、電界の集中を緩和する
と、漏洩電流を低減できる。さらに、手段の項で述べた
ように、ｐ型領域より少し大きい領域を有するマスクに
より、上記のイオン注入量より少ない量の同じ原子種の
不純物原子のイオン注入をすることにより、低濃度のｐ
型層９を形成すると、周辺部のｐ型領域からｎ型領域へ
の不純物量の変化が緩やかになり、該周辺部の電界の集
中が緩和される。その結果、さらに、漏洩電流を低減す
ることができる。また、イオン注入や電極をつける場合
に、結晶の面より小さい開口のマスクを用いているた
め、結晶の側面が打ち込むイオンや蒸着物質により汚染
されることが防止できる。第三の作用の一例を、図５に
示す。図５は、電極のない面にポリイミドを塗布して保
護膜７を形成したものと、しないものとの漏洩電流を比
較したものである。明らかに、保護膜７を形成すること
により漏洩電流が低減されている。また、この保護膜７
は、Ｘ線検出器に装填する際に、素子をつまんだりする
ことからくる損傷、汚染、さらに、実際に使用する雰囲
気からの汚染、荷電粒子の付着、などから検出素子を保
護するようにもなっている。このように、本発明では、
漏洩電流を低減し、さらに、電荷収集特性を改善できる
ので、エネルギー分解能を高くすることができる。本実
施例で述べた作用は、全面を鏡面研磨した場合にのみ、
最良の作用が得られた。FIG. 3 is a three-dimensional view of a partial cross section of a pn junction type rectangular parallelepiped radiation detection element using an n-type high-purity silicon crystal according to the present invention. Is. When a voltage is applied to the electrodes 4 and 5 so as to be reverse-biased with respect to the pn junction, a depletion layer having a thickness determined by the applied voltage and the impurity concentration of crystals is formed as described in the section of the related art. . At this time, generally, a leakage current that adversely affects the energy resolution flows between the electrodes. The leakage current is divided into a component called a generated recombination current, a current component flowing inside the crystal called a diffusion current, and a current component flowing on the surface. The current flowing inside the crystal is thermally excited, and can be reduced to a negligible level by cooling the crystal with liquid nitrogen. However, if a crystal with many defects or a crystal contaminated with impurities such as heavy metals is used,
Since this component cannot be ignored, the present invention uses crystals free from these problems. Therefore, when the element is cooled, the current flowing on the surface becomes the main component of the leakage current. The cause of the current flowing on the surface is said to depend on the surface state of the crystal, but its quantitative understanding has not been fully understood. In the present invention, first, a crystal 102 having a shape surrounded by a flat surface such as a cube is adopted so that all the surfaces of the crystal can be mirror-polished, and the crystal 102 is mirror-polished and further damaged by cutting or polishing. Chemical etching is applied to eliminate the layer. Therefore, the entire surface of the crystal has a flat surface with few defects such as etch pits. Here, the mirror-polished surface means a surface having irregularities of 100 nanometers or less and the number of etch pits appearing on the surface after etching is 10 or less per 1 cm 2. Furthermore, since the upper and lower sides cannot be distinguished in the crystal of this shape, after the chemical etching, the surface to be the side surface is masked and the upper side surface is circumferentially etched to form the groove 8. This makes it easier to distinguish between upper and lower parts. Secondly, a p-type layer 2 is formed by ion implantation of boron impurity atoms using a mask having square openings with rounded corners, and a gold electrode is further formed using a mask having openings of the same shape. 4 is formed by vapor deposition. Thirdly, the protective film 7 is formed by applying polyimide to the surface without electrodes. The first action is shown in FIG. FIG. 4 is an experimental comparison between a surface having no electrode, that is, a case where there is an etch pit-like defect due to insufficient polishing among the four side surfaces and a case where there is no defect. The detection element is cooled with liquid nitrogen. In this way, the leakage current is reduced by forming the surface with few defects.
Further, if there is a defect on the surface, the charges 20 and 21 formed when the X-ray 10 is incident on the crystal are trapped in the surface defect, and the charge collection becomes incomplete, and as a result, the detected amount of charge is reduced. The energy may be less than the value corresponding to the energy of the incident X-ray, and the shape of the spectrum may be deformed. In the present invention, since the surface defects are reduced, this phenomenon hardly occurs. The second action works as follows. In the pn junction to which the reverse bias voltage is applied, the depletion layer is formed and the electric field is applied as described above. If there is a corner at the pn junction, especially at the periphery thereof, the electric field tends to concentrate, which causes a leakage current. Leakage current can be reduced by rounding the corners 31 between the ion-implanted region and the electrode region to reduce the concentration of the electric field. Further, as described in the section of the means, a mask having a region slightly larger than the p-type region is used to ion-implant impurity atoms of the same atomic species in an amount smaller than the above-mentioned ion-implantation amount.
When the mold layer 9 is formed, the change in the amount of impurities from the p-type region to the n-type region in the peripheral portion is moderated, and the concentration of the electric field in the peripheral portion is relaxed. As a result, the leakage current can be further reduced. In addition, since a mask having an opening smaller than the surface of the crystal is used when ion implantation or electrodes are attached, it is possible to prevent the side surface of the crystal from being contaminated by the implanted ions or the vapor deposition material. An example of the third action is shown in FIG. FIG. 5 compares the leakage currents of the case where the protective film 7 is formed by applying polyimide on the surface without electrodes and the case where the protective film 7 is not formed. Clearly, the formation of the protective film 7 reduces the leakage current. In addition, this protective film 7
Protects the detection element from being damaged by picking up the element when it is loaded into the X-ray detector, contamination, contamination from the atmosphere in which it is actually used, and adhesion of charged particles. Has become. Thus, in the present invention,
Since the leakage current can be reduced and the charge collection characteristic can be improved, the energy resolution can be improved. The operation described in the present embodiment is performed only when the entire surface is mirror-polished.
The best effect was obtained.

【００１１】以上、正方形断面をもった直方体形状の結
晶を用いた素子について作用を述べてきたが、一般の直
方体、多角柱体など、平面で囲まれた形状であれば、全
面を鏡面研磨することが可能になり、上記した本発明の
作用が働くようにできることは明らかである。The operation of the device using the rectangular parallelepiped crystal having a square cross section has been described above. However, if the device is a general rectangular parallelepiped, a polygonal prism or the like surrounded by a plane, the entire surface is mirror-polished. Obviously, it is possible to make the above-mentioned operation of the present invention work.

【００１２】[0012]

【実施例】【Example】

〔実施例１〕以下、本発明に係る半導体放射線検出素子
の実施例を、図面を用いて説明する。図１（ａ）（ｂ）
は、本発明に係る放射線検出素子の立体図（ｂ）および
断面図（ａ）である。図２は、本実施例の検出素子の製
造工程を示した流れ図である。まず、素子の製造方法に
ついて述べる。[Embodiment 1] An embodiment of a semiconductor radiation detecting element according to the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 (a) (b)
FIG. 3A is a three-dimensional view (b) and a sectional view (a) of the radiation detecting element according to the present invention. FIG. 2 is a flow chart showing the manufacturing process of the detection element of this embodiment. First, a method for manufacturing an element will be described.

【００１３】まず、比抵抗が約５０キロオームセンチメ
ートルという高純度ｎ型シリコン結晶の塊から、厚さが
２．５ミリメートルで、面方位が（１１１）のウエハー
を切り出し、さらに、縦横にスライスして、６ミリメー
トル角に切り出した結晶１０２を用いた。次に、切り出
した結晶１０２の全面を、アルミナ研磨粉を用いたバフ
研磨により鏡面になるまで研磨した。そして、鏡面研磨
した結晶を有機溶剤による有機洗浄、硫酸と過酸化水素
水の混合液による洗浄、王水による洗浄を行ない、有機
物、重金属等の表面汚染物を除去した。さらに酢酸、ふ
っ酸、硝酸混合液で、全面をエッチングして、切り出
し、研磨に伴う表面損傷層を除去し、希釈ふっ酸で酸化
膜を除去した。エッチング量は５０から１００ミクロン
であった。これらの処理を施した結晶の表面を光学顕微
鏡で観察すると、エッチピットなどの欠陥は認められ
ず、通常の半導体素子の製造に用いられるウエハの鏡面
と同程度の仕上がりとなっていた。さらに、溝８は、そ
の部分以外にレジストを塗布してマスクとし、エッチン
グして形成した。First, a wafer having a thickness of 2.5 mm and a plane orientation of (111) was cut out from a mass of high-purity n-type silicon crystal having a specific resistance of about 50 kΩcm, and further sliced vertically and horizontally. As a result, a crystal 102 cut into a 6 mm square was used. Next, the entire surface of the cut crystal 102 was polished by buffing using alumina polishing powder until it became a mirror surface. Then, the mirror-polished crystals were subjected to organic cleaning with an organic solvent, cleaning with a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide, and cleaning with aqua regia to remove surface contaminants such as organic substances and heavy metals. Further, the entire surface was etched with a mixed solution of acetic acid, hydrofluoric acid and nitric acid to cut out and remove a surface damage layer due to polishing, and an oxide film was removed with diluted hydrofluoric acid. The etching amount was 50 to 100 microns. When the surface of the crystal subjected to these treatments was observed with an optical microscope, defects such as etch pits were not observed, and the finished product had a finish similar to that of a mirror surface of a wafer used in the manufacture of ordinary semiconductor devices. Further, the groove 8 was formed by applying a resist on a portion other than that portion and using it as a mask and etching.

【００１４】つぎに、６ミリメートル角の２つの平面に
５ミリメートル角で、４つの角を半径１ミリメートルの
円で角取りした開口を持つモリブデン製のマスクを用い
て、イオン注入を行なった。Ｘ線を入射させる側の面
に、エネルギー１０キロエレクトロンボルトのボロンイ
オンを１平方センチメートルあたり約２×１０¹⁵個注入
し、ｐ−ｎ接合を形成するためのｐ型層２を形成した。
注入は、イオンビームに垂直な面に対して結晶を７度傾
けて行なった。注入深さは０．０５ミクロン以下であ
る。さらに、５．５ミリメートル角の角取りした開口を
持つマスクにより同じエネルギーのボロンイオンを約１
０¹³個注入し、電界を緩和させる低濃度ｐ型層９を周辺
に形成した。反対側の面には２００ｋｅＶのエネルギー
の燐イオンを約５×１０¹⁵個注入し、高濃度のｎ型層３
を形成した。この高濃度のｎ型層３は、後述する電極５
とオーミック接触を取るためのものである。イオン注入
後、窒素雰囲気中、摂氏８５０度でアニールし、活性化
を行なった。Next, ion implantation was performed using a molybdenum mask having openings of 5 mm square and 4 corners of a circle having a radius of 1 mm on two 6 mm square planes. About 2 × 10 ¹⁵ boron ions with an energy of 10 kiloelectron volts were implanted per square centimeter on the surface on the side where X-rays are incident, to form a p-type layer 2 for forming a pn junction.
The implantation was performed with the crystal tilted by 7 degrees with respect to the plane perpendicular to the ion beam. The implantation depth is less than 0.05 micron. Furthermore, by using a mask with a 5.5 mm square chamfered opening, about 1 boron ion of the same energy is emitted.
A low-concentration p-type layer 9 for relaxing the electric field was formed in the periphery by injecting 0 ¹³ pieces. About 5 × 10 ¹⁵ phosphorus ions having an energy of 200 keV were implanted on the opposite surface to form a high concentration n-type layer 3
Was formed. The high-concentration n-type layer 3 is formed on the electrode 5 described later.
To make ohmic contact with. After the ion implantation, it was annealed at 850 ° C. in a nitrogen atmosphere for activation.

【００１５】イオン注入、アニールを行なった後、希釈
ふっ酸で処理して自然酸化膜を除去し、真空蒸着により
金電極４、５を形成した。この場合も、上記と同じ５ミ
リメートル角の開口を持つマスクを用いた。電極の厚さ
は、Ｘ線入射側の電極４で２００オングストローム、反
対側の電極５で１ミクロンであった。After ion implantation and annealing, the native oxide film was removed by treatment with diluted hydrofluoric acid, and gold electrodes 4 and 5 were formed by vacuum evaporation. Also in this case, the same mask having an opening of 5 mm square was used. The thickness of the electrode was 200 angstrom for the electrode 4 on the X-ray incidence side and 1 micron for the electrode 5 on the opposite side.

【００１６】最後に、希釈塩酸、希釈ふっ酸で表面を洗
浄し、ポリイミドを溶剤に溶かした液を塗布し、摂氏２
００度で１時間加熱して、ポリイミドの保護膜７を形成
した。保護膜７の厚さは１０から１００ミクロンであっ
た。Finally, the surface is washed with dilute hydrochloric acid or dilute hydrofluoric acid, and a solution of polyimide in a solvent is applied to the surface, and the temperature is adjusted to 2 degrees Celsius.
By heating at 00 degrees for 1 hour, a protective film 7 of polyimide was formed. The thickness of the protective film 7 was 10 to 100 μm.

【００１７】本実施例における放射線検出素子を液体窒
素で冷却し、電流電圧特性を調べた結果、空乏層が素子
内部いっぱいに広がる電圧３００ボルトから８００ボル
トの逆バイアス電圧を印加しても、漏洩電流は１００フ
ェムトアンペア以下であった。また、本発明の特徴であ
る鏡面研磨により、表面の状態をほぼ一定に制御できる
ため、特性のばらつきを小さくすることができた。The radiation detecting element in this embodiment was cooled with liquid nitrogen, and the current-voltage characteristics were examined. As a result, even if a reverse bias voltage of 300 to 800 volts was applied to the depletion layer to fill the inside of the element, leakage occurred. The current was below 100 femtoamps. In addition, since the surface state can be controlled to be substantially constant by the mirror polishing, which is a feature of the present invention, it is possible to reduce variations in characteristics.

【００１８】本実施例では、ボロンと燐のイオン注入を
行なったが、所望の型の層を作ることのできるイオンで
あれば、特に上記に限らない。また、オーミック接触を
取るための高濃度のｎ型層については、リチウムやリン
を熱拡散させて形成してもよい。さらに、電極の材質に
ついても、特に限るものではなく、パラジウムやアルミ
ニウムなどを用いてもよい。In this embodiment, boron and phosphorus are ion-implanted, but the ions are not limited to the above as long as the ions can form a layer of a desired type. Further, the high-concentration n-type layer for making ohmic contact may be formed by thermally diffusing lithium or phosphorus. Further, the material of the electrode is not particularly limited, and palladium or aluminum may be used.

【００１９】〔実施例２〕本発明に係る第二の実施例
を、図９を用いて説明する。本実施例は、本発明を、シ
ョットキー障壁型の素子構造に適用した例である。素子
作製は実施例１で述べた工程とほぼ同じであるが、イオ
ン注入の際に、ｐ型層を作る工程を省いた点が異なる。
高純度のｎ型の結晶１０２と金の電極４との間にできる
ショットキー障壁を利用している。本実施例において
も、全面を鏡面研磨することにより、漏洩電流を著しく
低減することができた。また、工程が簡単なため、容易
に作成することが可能である。[Second Embodiment] A second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is an example in which the present invention is applied to a Schottky barrier type device structure. The device fabrication is almost the same as the process described in Example 1, except that the step of forming the p-type layer is omitted during the ion implantation.
A Schottky barrier formed between the high-purity n-type crystal 102 and the gold electrode 4 is used. Also in this example, the leakage current could be remarkably reduced by mirror-polishing the entire surface. Also, since the process is simple, it can be easily created.

【００２０】〔実施例３〕本発明に係る第三の実施例
を、図１０を用いて説明する。本実施例は、保護膜とし
てシリコン酸化膜１７を用いた例である。実施例１で述
べたように、切り出した結晶１０２の全面を研磨し、洗
浄とエッチングを行なった後、イオン注入をする。イオ
ン注入量は実施例１と同じである。つぎに、硝酸煮沸に
よる洗浄をした後、酸素雰囲気中、摂氏８００度の温度
にした酸化炉にいれて、全表面の酸化と、イオン注入種
の活性化を同時に行なう。これにより、全面に酸化膜が
形成された。つぎに、全面にレジストを塗布し、電極を
形成する領域に紫外線を当てて、現像することにより、
電極４、５を形成する領域のレジストを除去する。ふっ
酸とふっ化アンモニウムの混合液により、レジストのな
い領域、すなわち、電極４、５を形成する部分の酸化膜
を除去し、酸化膜を除去した後、電極４、５を蒸着し
た。電極４、５の材質、厚さは実施例１と同じであっ
た。その後、有機溶剤により、レジストを除去し、純水
洗浄する。本実施例においても、表面電流の低減の効果
は大きく、検出素子の漏洩電流を大幅に低減することが
できた。[Embodiment 3] A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is an example in which the silicon oxide film 17 is used as the protective film. As described in Example 1, the entire surface of the cut crystal 102 is polished, washed and etched, and then ion-implanted. The ion implantation amount is the same as in the first embodiment. Next, after cleaning by boiling nitric acid, the whole surface is oxidized and the ion-implanted species are activated at the same time in an oxidizing furnace at a temperature of 800 ° C. in an oxygen atmosphere. As a result, an oxide film was formed on the entire surface. Next, by applying a resist on the entire surface, applying ultraviolet rays to the area where the electrode is to be formed, and developing,
The resist in the regions where the electrodes 4 and 5 are formed is removed. A mixed solution of hydrofluoric acid and ammonium fluoride was used to remove the oxide film in the areas where the resist was not formed, that is, the portions where the electrodes 4 and 5 were formed. After removing the oxide film, the electrodes 4 and 5 were vapor-deposited. The materials and thickness of the electrodes 4 and 5 were the same as in Example 1. Then, the resist is removed with an organic solvent, and the product is washed with pure water. Also in this example, the effect of reducing the surface current was great, and the leakage current of the detection element could be greatly reduced.

【００２１】〔実施例４〕本発明に係る第四の実施例
を、図１１を用いて説明する。上記の３種類の実施例で
は、検出素子の形状は、全て、正方形断面を持つ直方体
であった。本実施例では、六角柱に切り出したｎ型の高
純度結晶１０２を、実施例１で述べた工程で作成した。
鏡面研磨する面が多いので手間はかかるが、六角形の電
極４を有する形状の検出素子についても、漏洩電流の小
さい検出素子を作ることができた。[Fourth Embodiment] A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the above-mentioned three types of examples, the shape of each of the detection elements was a rectangular parallelepiped having a square cross section. In this example, an n-type high-purity crystal 102 cut into a hexagonal column was formed by the process described in Example 1.
Although many mirror-polished surfaces are troublesome, it was possible to manufacture a detection element having a small leakage current even for a detection element having a hexagonal electrode 4.

【００２２】そして、多素子放射線検出装置として、複
数個の検出素子を密に配置する場合に、従来の円筒形状
の素子を配置するよりも、本発明による矩形形状の素
子、または種々の形状の多角柱体の素子をすき間がない
ように組合わせて配置した方が密に配置することがで
き、検出感度を高めることができる。When a plurality of detecting elements are densely arranged as a multi-element radiation detecting apparatus, a rectangular element according to the present invention or a variety of shapes can be used rather than arranging a conventional cylindrical element. It is possible to arrange the elements of the polygonal columnar body in combination so that there is no gap, so that they can be arranged more densely, and the detection sensitivity can be improved.

【００２３】以上、４種類の実施例を示したが、これら
の実施例において示した数値は一例であり、これらの数
値に限ることはなく、用いられることは言うまでもな
い。また、面方位が（１１１）のシリコン結晶を用いた
例を示したが、面方位が（１００）の結晶でも、また、
ゲルマニウム等の半導体にも適用できることは言うまで
もない。さらに、鏡面研磨の方法についても、水酸化ナ
トリウムや水酸化カリウム、あるいは水酸化アンモニウ
ムのようなアルカリ性の溶液に二酸化硅素の微粉末を混
ぜた研磨剤を用いた研磨でもよい。Although four types of embodiments have been described above, it is needless to say that the numerical values shown in these embodiments are only examples and the invention is not limited to these numerical values. Also, an example using a silicon crystal having a plane orientation of (111) is shown, but a crystal having a plane orientation of (100) is also used.
It goes without saying that it can be applied to a semiconductor such as germanium. Further, as the mirror-polishing method, polishing may be carried out by using a polishing agent prepared by mixing fine powder of silicon dioxide with an alkaline solution such as sodium hydroxide, potassium hydroxide or ammonium hydroxide.

【００２４】また、上記実施例においては、最初に直方
体または六角柱に切り出し、全表面を鏡面研磨、ダメー
ジ層除去を行う方法による作製について述べたが、両面
または片面を鏡面研磨、損傷層除去したウェハーの形
で、不純物注入等を行った後、保護膜を形成して、直方
体または六角柱に切り出し、全側面の鏡面研磨、損傷層
の除去を行ったのち、保護膜を除去し、残りの処理を行
う方法によって作製してもかまわない。Further, in the above-mentioned embodiment, the production by the method of first cutting out into a rectangular parallelepiped or a hexagonal column and mirror-polishing the entire surface and removing the damaged layer was described. After implanting impurities in the form of a wafer, forming a protective film, cutting it into a rectangular parallelepiped or hexagonal column, mirror-polishing all sides, removing the damaged layer, and then removing the protective film It may be produced by a treatment method.

【００２５】[0025]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る半導
体放射線検出素子においては、半導体結晶を多角柱体に
切り出し、その各面を鏡面研磨した後、損傷層がなくな
るまでエッチングを行なっているので、放射線検出素子
としてエネルギー分解能が高く、また、複数個の検出素
子を高密度に配置することができるので、高感度の多素
子放射線検出装置を構成することができ、さらに、従来
素子のような深溝やつばがない構造なので、安価に製造
することができる。As described above, in the semiconductor radiation detecting element according to the present invention, a semiconductor crystal is cut into a polygonal prism, each surface thereof is mirror-polished, and then etching is carried out until the damaged layer disappears. Therefore, the radiation detecting element has a high energy resolution, and since a plurality of detecting elements can be arranged at high density, a highly sensitive multi-element radiation detecting device can be constructed. Since the structure has no deep groove or rib, it can be manufactured at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明に係る半導体放射線検出素子の一実施例
を示す構造図である。FIG. 1 is a structural diagram showing an embodiment of a semiconductor radiation detecting element according to the present invention.

【図２】本発明に係る放射線検出素子の製造工程を示す
流れ図である。FIG. 2 is a flowchart showing manufacturing steps of the radiation detecting element according to the present invention.

【図３】本発明に係る放射線検出素子の作用を説明する
立体断面図である。FIG. 3 is a three-dimensional cross-sectional view explaining the operation of the radiation detecting element according to the present invention.

【図４】本発明に係る鏡面研磨の作用を説明する電流電
圧特性図である。FIG. 4 is a current-voltage characteristic diagram for explaining the operation of mirror polishing according to the present invention.

【図５】本発明に係る保護膜の作用を説明する電流電圧
特性図である。FIG. 5 is a current-voltage characteristic diagram for explaining the action of the protective film according to the present invention.

【図６】従来の放射線検出素子を示す構造図である。FIG. 6 is a structural diagram showing a conventional radiation detecting element.

【図７】従来の別の放射線検出素子を示す構造図であ
る。FIG. 7 is a structural diagram showing another conventional radiation detecting element.

【図８】従来のさらに別の放射線検出素子を示す構造図
である。FIG. 8 is a structural diagram showing still another conventional radiation detecting element.

【図９】本発明に係る放射線検出素子の第二の実施例を
示す構造図である。FIG. 9 is a structural diagram showing a second embodiment of the radiation detecting element according to the present invention.

【図１０】本発明に係る放射線検出素子の第三の実施例
を示す構造図である。FIG. 10 is a structural diagram showing a third embodiment of the radiation detecting element according to the present invention.

【図１１】本発明に係る放射線検出素子の第四の実施例
を示す構造図である。FIG. 11 is a structural diagram showing a fourth embodiment of the radiation detecting element according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 真性半導体領域 ２ ｐ型層 ３ ｎ型層 ４、５ 電極 ６ 深溝 ７ ポリイミド保護膜 ８ 溝 ９ 低濃度ｐ型層 １０ Ｘ線 １７ シリコン酸化膜（保護膜） ２０ 電子 ２１ 正孔 ３１ 電極の角 ５０ バイアス電源 ５１ 増幅器 ５２ 信号電圧パルス波形 ５３ 波高分析装置 １０１ ｐ型シリコン結晶 １０２ 高純度ｎ型シリコン結晶 1 intrinsic semiconductor region 2 p-type layer 3 n-type layer 4, 5 electrode 6 deep groove 7 polyimide protective film 8 groove 9 low-concentration p-type layer 10 X-ray 17 silicon oxide film (protective film) 20 electron 21 hole 31 electrode corner 50 bias power supply 51 amplifier 52 signal voltage pulse waveform 53 wave height analyzer 101 p-type silicon crystal 102 high-purity n-type silicon crystal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高口 雅成 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 神田 公生 茨城県勝田市市毛882番地 株式会社日立 製作所計測器事業部内 (72)発明者 砂子沢 成人 茨城県勝田市市毛882番地 株式会社日立 製作所計測器事業部内 (72)発明者 吉田 功 東京都小平市上水本町五丁目20番１号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Masanari Takaguchi 1-280, Higashi Koigokubo, Kokubunji City, Tokyo Inside the Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Kimio Kanda, 882 Mochi, Katsuta, Ibaraki, Japan Hitachi Ltd. Measuring Instruments Division (72) Inventor Sunagozawa Adult 882 Imo, Katsuta City, Ibaraki Prefecture Hitachi Ltd. Measuring Instruments Division (72) Inventor Isao Yoshida 5-20-1 Kamimizumoto-cho, Kodaira-shi, Tokyo Ceremony Company Hitachi Semiconductor Division

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】半導体結晶の相対する２つの平面の間にｐ
−ｉ−ｎ接合層、ｐ−ｎ接合層、あるいはショットキー
障壁層を、さらに、上記両平面の上に電極を形成して構
成された半導体放射線検出素子において、上記半導体結
晶の形状を多角柱体となし、かつ、該半導体結晶の全表
面を鏡面研磨し、該全表面を損傷層がなくなるまでエッ
チングして形成したことを特徴とする半導体放射線検出
素子。1. A p between a pair of opposing semiconductor crystal planes.
-I-n junction layer, pn junction layer, or Schottky barrier layer, and a semiconductor radiation detecting element constituted by further forming electrodes on the both planes, wherein the semiconductor crystal has a polygonal prism shape. A semiconductor radiation detecting element, which is formed into a body and is formed by mirror-polishing the entire surface of the semiconductor crystal and etching the entire surface until the damaged layer is removed. 【請求項２】上記半導体結晶の形状が直方体であること
を特徴とする請求項１に記載の半導体放射線検出素子。2. The semiconductor radiation detecting element according to claim 1, wherein the semiconductor crystal has a rectangular parallelepiped shape. 【請求項３】上記半導体結晶の表面で電極を形成してい
ない部分に、該表面を保護する膜を形成したことを特徴
とする請求項１または２に記載の半導体放射線検出素
子。3. The semiconductor radiation detecting element according to claim 1, wherein a film for protecting the surface is formed on a portion of the surface of the semiconductor crystal where the electrode is not formed. 【請求項４】上記半導体結晶の表面を保護する膜が有機
膜、あるいはシリコン酸化膜であること、あるいはその
両方であることを特徴とする請求項３に記載の半導体放
射線検出素子。4. The semiconductor radiation detecting element according to claim 3, wherein the film for protecting the surface of the semiconductor crystal is an organic film, a silicon oxide film, or both. 【請求項５】上記半導体結晶にｐ−ｎ接合層を形成する
手段が、ボロン、リン、砒素などの不純物原子のイオン
注入によるものであり、かつ、該イオン注入の領域を制
限するマスクを用い、上記半導体結晶の表面に上記不純
物原子のイオンを打ち込んだことを特徴とする請求項１
に記載の半導体放射線検出素子。5. A means for forming a pn junction layer on the semiconductor crystal is by ion implantation of impurity atoms such as boron, phosphorus and arsenic, and a mask for limiting the region of the ion implantation is used. The ion of the impurity atom is implanted into the surface of the semiconductor crystal.
The semiconductor radiation detecting element according to. 【請求項６】上記イオン注入の領域を制限するマスクを
用いて上記半導体結晶にｐ−ｎ接合層を形成した後に、
さらに、上記マスクが制限している領域よりも若干大き
い領域を有するマスクにより、上記注入量よりも少ない
量の不純物原子のイオンを注入することを特徴とする請
求項５に記載の半導体放射線検出素子。6. A pn junction layer is formed on the semiconductor crystal using a mask that limits the region for ion implantation,
6. The semiconductor radiation detecting element according to claim 5, further comprising implanting ions of impurity atoms in an amount smaller than the implantation amount by using a mask having a region slightly larger than a region limited by the mask. . 【請求項７】上記イオン注入の領域の形状が、角を持た
ない形状であることを特徴とする請求項５または６に記
載の半導体放射線検出素子。7. The semiconductor radiation detecting element according to claim 5, wherein the shape of the region for ion implantation is a shape having no corners. 【請求項８】上記電極の形状が、角を持たない形状であ
ることを特徴とする請求項１に記載の半導体放射線検出
素子。8. The semiconductor radiation detecting element according to claim 1, wherein the electrode has a shape without corners. 【請求項９】上記半導体結晶の鏡面研磨してある全面を
エッチングを行なった後に、上記電極を形成しない面
に、マスクを用いてエッチングにより溝構造を形成した
ことを特徴とする請求項１から８までのいずれかの項に
記載の半導体放射線検出素子。9. The method according to claim 1, wherein after etching the entire surface of the semiconductor crystal that has been mirror-polished, a groove structure is formed on the surface where the electrode is not formed by etching using a mask. 8. The semiconductor radiation detecting element according to any one of items 8 to 8. 【請求項１０】上記半導体放射線検出素子を複数個、高
密度に配置して構成したことを特徴とする多素子放射線
検出装置。10. A multi-element radiation detecting apparatus comprising a plurality of the semiconductor radiation detecting elements arranged in high density.