JPS60152971A - 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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- JPS60152971A JPS60152971A JP59008800A JP880084A JPS60152971A JP S60152971 A JPS60152971 A JP S60152971A JP 59008800 A JP59008800 A JP 59008800A JP 880084 A JP880084 A JP 880084A JP S60152971 A JPS60152971 A JP S60152971A
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- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
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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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
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】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は半導体放射線検出器に関する。
この種の半導体放射線検出器として、シリコン単結晶基
板上に水素添加アンドープの非晶質シリコン膜を被着せ
しめ、その上下に金属電極を形成したものが提案されて
いる（ＩＰ！ｉ［ＩＮ昭５８−１０２３８１号明細書参
照）。これは第１図に示す断面構造を有し、１は単結晶
シリコン、２はその表面に被着せしめた水素添加アンド
ープ非晶質シリコン膜であり、両面に（属電極３．４を
それぞれ備える。電極３．４間に逆バイアス電圧を印加
し、１．２間のへテロ接合部に大きなエネルギー障壁を
形成させ空乏層を拡げて、そこへ飛来する放射線を捕獲
し、検出する。
板上に水素添加アンドープの非晶質シリコン膜を被着せ
しめ、その上下に金属電極を形成したものが提案されて
いる（ＩＰ！ｉ［ＩＮ昭５８−１０２３８１号明細書参
照）。これは第１図に示す断面構造を有し、１は単結晶
シリコン、２はその表面に被着せしめた水素添加アンド
ープ非晶質シリコン膜であり、両面に（属電極３．４を
それぞれ備える。電極３．４間に逆バイアス電圧を印加
し、１．２間のへテロ接合部に大きなエネルギー障壁を
形成させ空乏層を拡げて、そこへ飛来する放射線を捕獲
し、検出する。
しかし、水素６加アンドープ非晶質シリコンの比抵抗は
高いがそれでも１０１１〜１０１２Ωａπ程度であるこ
と、また水素添加非晶質シリコンにおいては、モビリテ
ィ・バンドギャップが決っているため、単結晶シリコン
と、前記水素添加非晶質シリコンとのへテロ接合部分の
エネルギー障壁の大きさが、一義的に決定されてしまう
ものであった。
高いがそれでも１０１１〜１０１２Ωａπ程度であるこ
と、また水素添加非晶質シリコンにおいては、モビリテ
ィ・バンドギャップが決っているため、単結晶シリコン
と、前記水素添加非晶質シリコンとのへテロ接合部分の
エネルギー障壁の大きさが、一義的に決定されてしまう
ものであった。
以上前記２点の主な原因により、逆方向漏れ電流の減少
にも限界があった。このため十分に空乏層が拡がらず、
従って放射線検出効率も十分ではなかった。
にも限界があった。このため十分に空乏層が拡がらず、
従って放射線検出効率も十分ではなかった。
本発明は、逆漏れ電流を減少させ、放射線検出効率を向
上させた半導体放射線検出器を提供することを目的とす
る。
上させた半導体放射線検出器を提供することを目的とす
る。
本発明は、非晶質半導体として従来の水素添加アンドー
プ非晶質シリコンの代りに、非晶質シリコンカーバイト
を用い、ヘテロ接合面のエネルギー障壁を拡げ検出器の
逆漏れ電流を減少させるようにしたものである。
プ非晶質シリコンの代りに、非晶質シリコンカーバイト
を用い、ヘテロ接合面のエネルギー障壁を拡げ検出器の
逆漏れ電流を減少させるようにしたものである。
実施例 Ｉ
Ｐ型高比抵抗シリコン単結晶を基板とし、直流グロー放
電によるプラズマＣＶＤ法により、モノシランガスとメ
タンガスを用いて非晶質シリコンカーバイト（ＳＩ Ｘ
Ｃ１−Ｘ ： Ｈ）を、ｆｉＰ型高比抵抗シリコン単
結晶表面に被着せしめる。
電によるプラズマＣＶＤ法により、モノシランガスとメ
タンガスを用いて非晶質シリコンカーバイト（ＳＩ Ｘ
Ｃ１−Ｘ ： Ｈ）を、ｆｉＰ型高比抵抗シリコン単
結晶表面に被着せしめる。
まず、その製造装置の概観を第２図に示す。
２１は反応槽、２２．２３は放電電極板、２４は直流電
源、２５は排気系、２６は真空計、２７はシリコン単結
晶、２８は電極加熱ヒータ、３０は排気ｘｍ整バルブ、
３１はモノシランガスボンベ、３２はメタンガスボンベ
、３３はガス流量調整バルブである。
源、２５は排気系、２６は真空計、２７はシリコン単結
晶、２８は電極加熱ヒータ、３０は排気ｘｍ整バルブ、
３１はモノシランガスボンベ、３２はメタンガスボンベ
、３３はガス流量調整バルブである。
第２図に示す装置を用いてシリコン単結晶の表面にプラ
ズマＣＶＤ法正こより以下の条件で、非晶質シリコンカ
ーバイト膜を作製した。
ズマＣＶＤ法正こより以下の条件で、非晶質シリコンカ
ーバイト膜を作製した。
ｌ）シリコン単結晶；比抵抗 １０にΩｍ、Ｐ型２）基
板温度 ；２００°Ｃ ３）使用ガス ：■モノシラン （１０９ｇ水素希水素 ■メタン （１０チ水素希釈） ４）ガス圧 ： １０．０ Ｔｏｒｒ ５ ） Ｅｌｌｌ！圧’ ； Ｄ、０．４００〜８００
Ｖなお、モノシランとメタンの流入量比は、次式に従っ
て混合した。
板温度 ；２００°Ｃ ３）使用ガス ：■モノシラン （１０９ｇ水素希水素 ■メタン （１０チ水素希釈） ４）ガス圧 ： １０．０ Ｔｏｒｒ ５ ） Ｅｌｌｌ！圧’ ； Ｄ、０．４００〜８００
Ｖなお、モノシランとメタンの流入量比は、次式に従っ
て混合した。
となる。また炭素含有率も２４チとなることがＸ線光電
子分光法（ＢＳＣＡ）の測定により判明した。
子分光法（ＢＳＣＡ）の測定により判明した。
上記条件の許で作製した非晶質シリコンカーバイト膜は
、従来型に使用したアンドープ非晶質シリコン膜と比べ
てモビリティ・バンドギャップが拡がり、より高比抵抗
きなるため、単結晶シリコンとのへテロ接合では、第１
図に示す従来型の検出器に比べて、逆漏れ電流力１１０
１以上減少する。
、従来型に使用したアンドープ非晶質シリコン膜と比べ
てモビリティ・バンドギャップが拡がり、より高比抵抗
きなるため、単結晶シリコンとのへテロ接合では、第１
図に示す従来型の検出器に比べて、逆漏れ電流力１１０
１以上減少する。
その結果、放射線検出効率は従来型の検出器に比べて１
５％以上辺増加があった。
５％以上辺増加があった。
なおこの実施例の半導体放射線検出器の断面構おいて、
１はＰ型シリコン単結晶、３．４は金属電極、７０は非
晶質シリコンカーバイト膜である。
１はＰ型シリコン単結晶、３．４は金属電極、７０は非
晶質シリコンカーバイト膜である。
実施例 ２
Ｐ型シリコン単結晶を基板とし、直流グロー放電による
プラズマＣＶＤ法によりモノシランガスとアセチレンガ
スを用いて非晶質シリコンカーパイ１膜（Ｓｒ ｘ Ｃ
１ｘ ；Ｈ）を被着せしめる。
プラズマＣＶＤ法によりモノシランガスとアセチレンガ
スを用いて非晶質シリコンカーパイ１膜（Ｓｒ ｘ Ｃ
１ｘ ；Ｈ）を被着せしめる。
その製造装置は第２図に示したものと同様で、メタンガ
スボンベ３２の代りにアセチレンカスボンベを用いる。
スボンベ３２の代りにアセチレンカスボンベを用いる。
この装置を用いて単結晶シリコン表面にプラズマＣＶＤ
法化より、以下に示す条件で非晶質シリコンカーバイト
膜を被着せしめた。
法化より、以下に示す条件で非晶質シリコンカーバイト
膜を被着せしめた。
１）シリコン単結晶；比抵抗１０にΩｑＰ型２）基板温
度 ；２００’Ｃ ４）ガス圧 ：１０．０Ｔｏｒｒ ５）印加電圧 ； Ｄ、 Ｃ−４００〜８００Ｖなお、
モノシランとアセチレンの流入量比は次式に従って混合
した。
度 ；２００’Ｃ ４）ガス圧 ：１０．０Ｔｏｒｒ ５）印加電圧 ； Ｄ、 Ｃ−４００〜８００Ｖなお、
モノシランとアセチレンの流入量比は次式に従って混合
した。
このようにして作製した非晶質シリコンカーバイト胸は
、モビリティ・バンドギヤラッカ１．９５ｅＶ々なる。
、モビリティ・バンドギヤラッカ１．９５ｅＶ々なる。
また炭素含有率も１６％となることが、Ｅ、Ｓ Ｃ，Ａ
の測定により＠明した。
の測定により＠明した。
上記条件の許で作製した非晶質シリコンカーバイト膜は
従来型に使用したアンドープ非晶質シリコン膜と比べて
モビリティ・バンドギャップが拡がり、より高比抵抗と
なるため、単結晶シリコンとのペテロ接合では第１図に
示す従来型の検出器ζこ比べて、逆漏れ電流が１０５Ｊ
以上減少する。その結果、放射線検出効率は従来の検出
器に比べて１５％以上の増加がみられた。
従来型に使用したアンドープ非晶質シリコン膜と比べて
モビリティ・バンドギャップが拡がり、より高比抵抗と
なるため、単結晶シリコンとのペテロ接合では第１図に
示す従来型の検出器ζこ比べて、逆漏れ電流が１０５Ｊ
以上減少する。その結果、放射線検出効率は従来の検出
器に比べて１５％以上の増加がみられた。
なお、この実施例の半導体放射線検出器の断面構造を第
４図に示した。第４図において、１はＰ型シリコン単結
晶、３，４は金属電極、７１は非晶質シリコンカーバイ
ト膜である。
４図に示した。第４図において、１はＰ型シリコン単結
晶、３，４は金属電極、７１は非晶質シリコンカーバイ
ト膜である。
実施例 ３
Ｐ型シリコン単結晶を基板とし、直流グロー放電による
プラズマＣＶＤ法により、モノシランガスと四フッ化炭
素ガス（ＣＦ４） との混合ガスを用いて非晶質シリコ
ン−炭素膜を被着せしめる。
プラズマＣＶＤ法により、モノシランガスと四フッ化炭
素ガス（ＣＦ４） との混合ガスを用いて非晶質シリコ
ン−炭素膜を被着せしめる。
その製造装置は第２図に示したものと同様で、メタンガ
スボンベ３２の代りにＣＦ４ガスボンベを用いる。この
装置を用いて、単結晶シリコン表面にプラズマＣＶＤ法
により、以下に示す条件で非晶質シリコン−炭素膜を被
着せしめた。
スボンベ３２の代りにＣＦ４ガスボンベを用いる。この
装置を用いて、単結晶シリコン表面にプラズマＣＶＤ法
により、以下に示す条件で非晶質シリコン−炭素膜を被
着せしめた。
１）シリコン単結晶：比抵抗１０にΩＪＰ型２）基板温
度 ：２００℃ ５）印加電圧 ； Ｄ Ｃ４００〜８００Ｖなお、モノ
シランと四フッ化炭素との流入量比は、次式に従って混
合した。
度 ：２００℃ ５）印加電圧 ； Ｄ Ｃ４００〜８００Ｖなお、モノ
シランと四フッ化炭素との流入量比は、次式に従って混
合した。
このようにして作製した非晶質シリコン−炭素膜は、現
在どのような成分比で炭素、シリコン。
在どのような成分比で炭素、シリコン。
フッ素等が含有されているの力）またその構造等は明ら
かにはされていないが、上記条件で高比抵抗の均一な非
晶質膜が形成される。
かにはされていないが、上記条件で高比抵抗の均一な非
晶質膜が形成される。
上記方法で作製した検出器は、第１図に示す従来型の検
出器に比べて、逆漏れ電流が１０％以上減少し、その結
果放射線検出効率は従来の検出器に比べて１５％以上の
増加がみられた。
出器に比べて、逆漏れ電流が１０％以上減少し、その結
果放射線検出効率は従来の検出器に比べて１５％以上の
増加がみられた。
なお本実施例の半導体放射線検出器の断面構造を第５図
に示した。第５図において１はＰ型シリコン単結晶、３
，４は金属電極、７２は本実施例で作製した非晶質シリ
コン−炭素膜である。
に示した。第５図において１はＰ型シリコン単結晶、３
，４は金属電極、７２は本実施例で作製した非晶質シリ
コン−炭素膜である。
以上説明したとおり本発明によれば、結晶半導体基板表
面に被着する非晶質半導体膜としてシリコンさ炭素の化
合物酸は混合物の膜を用いたことζこより、上記膜の比
抵抗を高めるとともに、これと基板との間のへテロ接合
面のエネルギー障壁を拡げ、もって逆漏れ電流が少なく
、放射線検出効率の高い半導体放射線検出器を提供する
ことができる。
面に被着する非晶質半導体膜としてシリコンさ炭素の化
合物酸は混合物の膜を用いたことζこより、上記膜の比
抵抗を高めるとともに、これと基板との間のへテロ接合
面のエネルギー障壁を拡げ、もって逆漏れ電流が少なく
、放射線検出効率の高い半導体放射線検出器を提供する
ことができる。
第１図は従来の半導体放射線検出器の断面図、第２図は
本発明の検出器を製造するにあたり使用する装置の断面
図、第３図、第４図及び第５図は本発明のそれぞれ異な
る実施例を示す断面図である。 １：単結晶シリコン、２；アンドープ非晶質シリコン、
３，４：金属電極、７０．７１．７２； ＩＦ、晶質シ
リコン−炭素膜。 ｆｌｏ ３ 矛２図 才３図 ？４図 才ｆ図
本発明の検出器を製造するにあたり使用する装置の断面
図、第３図、第４図及び第５図は本発明のそれぞれ異な
る実施例を示す断面図である。 １：単結晶シリコン、２；アンドープ非晶質シリコン、
３，４：金属電極、７０．７１．７２； ＩＦ、晶質シ
リコン−炭素膜。 ｆｌｏ ３ 矛２図 才３図 ？４図 才ｆ図
Claims (1)
- １）結晶半導体基板表面に非晶質半導体膜を被着せしめ
、前記基板および千尋体膜にそれぞれ電極を設けた構造
を有する半導体検出器において、前記非晶質半導体とし
てシリコンと炭素の化合物或は混合物の非晶質膜を用い
ることを特徴とする半導体放射線検出器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59008800A JPS60152971A (ja) | 1984-01-20 | 1984-01-20 | 半導体放射線検出器 |
| US06/914,501 US4768072A (en) | 1984-01-20 | 1986-10-02 | Multilayer semiconductor device having an amorphous carbon and silicon layer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59008800A JPS60152971A (ja) | 1984-01-20 | 1984-01-20 | 半導体放射線検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60152971A true JPS60152971A (ja) | 1985-08-12 |
| JPH0546110B2 JPH0546110B2 (ja) | 1993-07-13 |
Family
ID=11702928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59008800A Granted JPS60152971A (ja) | 1984-01-20 | 1984-01-20 | 半導体放射線検出器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
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