TWI546945B - Radiation detector - Google Patents

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TWI546945B
TWI546945B TW101129609A TW101129609A TWI546945B TW I546945 B TWI546945 B TW I546945B TW 101129609 A TW101129609 A TW 101129609A TW 101129609 A TW101129609 A TW 101129609A TW I546945 B TWI546945 B TW I546945B
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Kazuhisa Yamamura
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Hamamatsu Photonics Kk
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Description

放射線檢測器
本發明係關於一種放射線檢測器。
作為用於2維地檢測放射線之入射位置的放射線檢測器，眾所周知有如下者，其包括：第一導電型之半導體基板，其具有相互對向之第一及第二主面，且對應著放射線之入射，產生載子；複數個第二導電型之半導體區域，其等沿著位置檢測方向配置於半導體基板之第一主面側，且流入有所產生之載子；複數個第一導電型之半導體區域，其等沿著與上述位置檢測方向正交之方向，配置於半導體基板之第二主面側，且流入有所產生之載子(例如，參照專利文獻1)。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開平11-054782號公報
放射線若入射至專利文獻1中記載之放射線檢測器中，則於半導體基板內產生載子。產生之載子之一部分將流入接近於其產生位置的第二導電型之半導體區域，產生之載子之另一部分將流入接近於該產生位置的第一導電型之半導體區域。因此，自位於與放射線之入射位置對應之位置上的第二導電型之半導體區域與第一導電型之半導體區域 輸出載子。專利文獻1中記載之放射線檢測器係將用於位置檢測的載子所流入之半導體區域配置於半導體基板之兩主面。因此，必需於半導體基板之兩主面側形成用以自上述各半導體區域讀出載子的電極及配線等，從而存在產生放射線檢測器之構成複雜化，且製造性變差，成本上升之問題之虞。
本發明之目的在於提供一種放射線檢測器，其係將產生於半導體基板之載子所流入之半導體區域配置於半導體基板之一主面側後，從而可二維地檢測放射線之入射位置。
本發明係一種放射線檢測器，包括：第一導電型之半導體基板，其具有相互對向之第一及第二主面，且對應著放射線之入射產生載子；複數個第二導電型之半導體區域，其等二維地排列於半導體基板之第一主面側，與半導體基板構成接面，且流入產生半導體基板之載子；複數個電極，其等係於半導體基板之第一主面側，配置在複數個第二導電型之半導體區域中的每一區域，且與對應之第二導電型之半導體區域接合；且，複數個電極係自與第一主面正交之方向觀察，以外緣相較對應之第二導電型之半導體區域之外緣位於外側之方式，分別覆蓋該第二導電型之半導體區域，複數個第二導電型之半導體區域包括經二維排列之複數個第一半導體區域、及經二維排列之複數個第二半導體區域，複數個第一半導體區域中之排列於二維排列中之第一方向的第一半導體區域彼此相互電性連接，複數 個第二半導體區域中之排列於與第一方向交叉之第二方向的第二半導體區域彼此相互電性連接。
於本發明中，若放射線入射至放射線檢測器，則於半導體基板內產生載子。所產生之載子之一部分流入接近於其產生位置的第二導電型之半導體區域。複數個第二導電型之半導體區域包括經二維排列之複數個第一半導體區域、及經二維排列之複數個第二半導體區域。因此，所產生之載子之一部分流入接近於其產生位置的第一半導體區域及第二半導體區域。排列於二維排列中之第一方向的第一半導體區域彼此相互電性連接，因此，流入第一半導體區域之載子於第一方向上傳送輸出。藉此，可知放射線之第二方向上之入射位置。排列於第二方向上之第二半導體區域彼此相互電性連接，因此，流入第二半導體區域之載子於第二方向上傳送輸出。藉此，可知放射線之第一方向上之入射位置。如此般，本發明係將流入第一半導體區域之載子於第一方向上進行傳送，並且將流入第二半導體區域之載子於第二方向上進行傳送，藉此，可二維地檢測放射線之入射位置。
本發明係複數個電極自與第一主面正交之方向觀察，以該電極之外緣相較對應之第二導電型之半導體區域之外緣位於外側之方式，分別覆蓋該第二導電型之半導體區域。藉此，可緩和第一導電型之半導體基板與第二導電型之半導體區域之接合區域中的電場之集中，且可抑制該接合區域中之載子之界面漏電之產生。
本發明係更包含：複數個第一配線，其等於第一方向上延伸，且連接與第一半導體區域接合之電極彼此；複數個第二配線，其等於第二方向上延伸，且連接與第二半導體區域接合之電極彼此；且，排列於第一方向之第一半導體區域彼此可經由第一配線而相互電性連接，排列於第二方向之第二半導體區域彼此可經由第二配線而相互電性連接。於此情形時，排列於第一方向之第一半導體區域彼此以相對低電阻電性連接，且排列於第二方向之第二半導體區域彼此以相對低電阻電性連接。藉此，可提昇放射線檢測器之響應特性。
本發明係複數個第一配線於第二方向上之寬度可窄於第一半導體區域之第二方向上之寬度，複數個第二配線於第一方向上之寬度可窄於第二半導體區域之第一方向上之寬度。於此情形時，可容易地實現第一半導體區域之排列之窄間距化及第二半導體區域之排列之窄間距化。
本發明係第一半導體區域與電極所接合之區域之中心部可包含於使第一配線在第一方向上延長之區域，第二半導體區域與電極接合之區域之中心部可包含於使第二配線在第二方向上延長之區域。於此情形時，排列於第一方向之第一半導體區域彼此的電性連接路徑變短，且排列於第二方向之第二半導體區域彼此的電性連接路徑變短。藉此，可更進一步提昇放射線檢測器之響應特性。
本發明係與第一半導體區域接合之電極、與第二半導體區域接合之電極及第二配線可位於第一層，第一配線可位 於與第一層不同之第二層，第一配線與第二配線可立體地交叉。於此情形時，無需延長電性連接路徑，便可佈局在相互交叉之方向上延伸之第一配線及第二配線。
本發明係第一半導體區域及第二半導體區域自與第一主面正交之方向觀察可呈現圓形。於此情形時，可容易地實現第一半導體區域之排列的窄間距化及第二半導體區域之排列的窄間距化，並且可提昇耐電壓特性。
本發明係第一半導體區域與第二半導體區域可於與第一方向及第二方向交叉之第三方向上交替排列。於此情形時，可實現第一半導體區域及第二半導體區域之排列的更窄間距化。
本發明係複數個第一半導體區域可包括：第一及第二部分，其等自與第一主面正交之方向觀察呈現圓形；第三部分，其以連結第一部分與第二部分之方式，延伸於第一方向上；複數個第二半導體區域可包括：第一及第二部分，其等自與第一主面正交之方向觀察呈現圓形；第三部分，其以連結第一部分與第二部分之方式，延伸於第二方向。於此情形時，於第一及第二半導體區域中，不僅自呈現圓形之第一及第二部分，而且自第三部分起，空乏層朝向第二主面擴散。藉此，可穩定形成具有充分之厚度之空乏層。
本發明係第一半導體區域及第二半導體區域可分別交替地排列於第一方向及第二方向。於此情形時，可實現第一半導體區域與第二半導體區域之排列的更窄間距化。
根據本發明，可提供一種放射線檢測器，該放射線檢測器係將產生於半導體基板中之載子所流入之半導體區域配置於半導體基板之一主面側後，可二維地檢測放射線之入射位置。
以下，參照隨附圖式，對本發明之較佳實施形態進行詳細說明。再者，於說明中，對於具有相同要素或相同功能之要素，使用相同符號，且省略重複之說明。
首先，參照圖1~圖4，說明本實施形態之放射線檢測器RD1之構成。圖1及圖2係表示本實施形態之放射線檢測器的平面圖。圖3係用以說明沿著圖1中之III-III線之剖面構成的圖。圖4係用以說明沿著圖1中之IV-IV線之剖面構成的圖。
放射線檢測器RD1係包括具有相互對向之第一主面1a及第二主面1b的半導體基板1。半導體基板1係低雜質濃度之第一導電型(例如n-型)之半導體基板，且自與第一主面1a正交之方向觀察，呈現矩形形狀。半導體基板1係對應著放射線之入射，產生載子(電子-電洞對)，且作為放射線感應區域發揮作用。半導體基板1之大小例如為60×60 mm。半導體基板1之厚度例如為100~1000 μm。半導體基板1之雜質濃度例如為1×1015~1021 cm-3。半導體基板1之比電阻例如為1K~20 KΩ．cm。
於本實施形態中，所謂「高雜質濃度」係例如雜質濃度 為1×1015 cm-3左右以上，且對於導電型標註「+」進行表示。所謂「低雜質濃度」係雜質濃度為1×1015 cm-3左右以下，且對導電型標註「-」進行表示。
放射線檢測器RD1係包括配置於半導體基板1之第一主面1a側之複數個半導體區域(本實施形態為264個半導體區域)10。各半導體區域10係高雜質濃度之第二導電型(例如p+型)之半導體區域。各半導體區域10係藉由於半導體基板1內自第一主面1a側使p型雜質高濃度地擴散而形成。半導體區域10之厚度例如為0.1~10 μm。半導體區域10之雜質濃度例如為1×1015~1021 cm-3。
複數個半導體區域10係二維排列於半導體基板1之第一主面1a側，且與半導體基板1構成接面(pn接面)。於各半導體區域10中，流入產生於半導體基板1中之載子(本實施形態為電洞)。
複數個半導體區域10係如圖1所示，包括複數個第一半導體區域(本實施形態為132個第一半導體區域)11、及複數個第二半導體區域(本實施形態為132個第二半導體區域)13。於圖1中，為進行說明，而以虛線表示半導體區域10(第一及第二半導體區域11、13)。
複數個第一半導體區域11係二維地在y軸方向(第二方向)排列M列，在x軸方向(第一方向)排列N行(M、N為自然數)，而於本實施形態中，二維地在第二方向排列11列，在第一方向排列12行。複數個第二半導體區域13亦二維地在第二方向排列M列，在第一方向排列N行(M、N為自然 數)，而於本實施形態中，於第二方向排列12列，於第一方向排列11行。第一半導體區域11及第二半導體區域13係交替地排列於與第一方向及第二方向交叉之第三方向。如上所述，第一方向與第二方向為交叉(本實施形態中，第一方向與第二方向為正交)。
第一半導體區域11係以第一方向之間距例如為30~300 μm，且第二方向之間距例如為30~300 μm之方式配置。第二半導體區域13係以第一方向之間距例如為30~300 μm，且第二方向之間距例如為30~300 μm之方式配置。第一半導體區域11與第二半導體區域13之第三方向上之間距例如為30~300 μm。各第一及第二半導體區域11、13係自與第一主面1a正交之方向觀察呈現圓形。各第一及第二半導體區域11、13之半徑例如為10~145 μm。
放射線檢測器RD1係包括配置於半導體基板1之第二主面1b側之半導體區域3。半導體區域3係高雜質濃度之第一導電型(例如n+型)之半導體區域。半導體區域3係藉由於半導體基板1內自第二主面1b側使n型雜質高濃度地擴散而遍及第二主面1b之整面地形成。半導體區域3之厚度例如為0.1~10 μm。半導體區域3之雜質濃度例如為1×1015~1021 cm-3。
放射線檢測器RD1係包括配置於半導體基板1之第一主面1a側之複數個電極21、23。各電極21、23係介隔絕緣層5配置於半導體基板1之第一主面1a上。各電極21、23係包含金屬(例如鋁等)。絕緣層5係包含例如氧化矽膜等。
複數個電極21係配置於複數個第一半導體區域11中的每一區域，且與對應之第一半導體區域11接合。即，電極21係經由形成於絕緣層5中之通孔，歐姆接合於第一半導體區域11。電極21係自與第一主面1a正交之方向觀察，以其外緣相較對應之第一半導體區域11之外緣位於外側之方式，覆蓋第一半導體區域11。電極21係自與第一主面1a正交之方向觀察呈現圓形。
複數個電極23係配置於複數個第二半導體區域13中之每一區域，且與對應之第二半導體區域13接合。即，電極23係經由形成於絕緣層5中之通孔，歐姆接合於第二半導體區域13。電極23係自與第一主面1a正交之方向觀察，以其外緣相較對應之第二半導體區域13之外緣位於外側之方式，覆蓋第二半導體區域13。電極23係自與第一主面1a正交之方向觀察呈現圓形。
放射線檢測器RD1係包括複數個第一配線31、及複數個第二配線33。複數個第一配線31係介隔絕緣層7配置於電極21及絕緣層5之上。複數個第二配線33係配置於絕緣層5之上。即，電極21、23與第二配線33係位於相同之第一層，第一配線31係位於與電極21、23及第二配線33之上述第一層不同之第二層。各配線31、33係包含金屬(例如鋁等)。絕緣層7係包含例如氧化矽膜等。於本實施形態中，電極23與第二配線33係一體地形成。於絕緣層7及第一配線31之上，形成有未圖式之絕緣層(包含例如氧化矽膜等)。
第一配線31係沿著第一方向延伸於複數個第一半導體區域11中之排列於第一方向(x軸方向)之第一半導體區域11之上，且經由形成於絕緣層7中之通孔，接合於電極21。第一配線31係將與排列於第一方向之第一半導體區域11接合之電極21彼此連接。藉此，排列於第一方向之第一半導體區域11彼此經由電極21及第一配線31而相互電性連接。
各第一配線31係設定為第二方向上之寬度窄於第一半導體區域11之第二方向上之寬度(半徑)。第一配線31之第二方向上之寬度例如為5~20 μm。第一半導體區域11與電極21所接合之區域的中心部係包含於第一配線31沿第一方向延長之區域。即，第一半導體區域11與電極21所接合之區域的中心部係自與第一主面1a正交之方向觀察，由第一配線31所覆蓋。
於各第一配線31之端部，與第一配線31一體地設置有載子讀出用之焊墊電極32。各焊墊電極32係沿著第二方向配置成一行。焊墊電極32亦可設置於各第一配線31之兩端部。各焊墊電極32亦可沿著第二方向配置成鋸齒狀。
第二配線33係沿著第二方向(y軸方向)在相鄰之電極21之間延伸，且連接於電極23。第二配線33係將與排列於第二方向之第二半導體區域13接合之電極23彼此連接。藉此，複數個第二半導體區域13中之排列於第二方向之第二半導體區域13彼此經由電極23及第二配線33而相互電性連接。
各第二配線33係設定為第一方向上之寬度窄於第二半導 體區域13之第一方向上之寬度(直徑)。第二配線33之第一方向上之寬度例如為5~20 μm。第二半導體區域13與電極23接合之區域之中心部係包含於第二配線33沿第二方向延長之區域。第二配線33係位於與第一配線31不同之層，且第一配線31與第二配線33立體地交叉。
於絕緣層7上，設置有載子讀出用之焊墊電極34。即，焊墊電極34設置於排列於第二方向之第二半導體區域13彼此之電性連接路徑之一端。各焊墊電極34係沿著第一方向配置成一列。焊墊電極34係經由形成於絕緣層7中之通孔而與電極23接合。焊墊電極34亦可設置於排列於第二方向之第二半導體區域13彼此之電性連接路徑的兩端。各焊墊電極34亦可沿著第二方向配置成鋸齒狀。
放射線檢測器RD1係若對半導體區域10(第一及第二半導體區域11、13)與半導體區域3之間施加逆向偏電壓，則如圖5及圖6所示，於半導體基板1內形成與逆向偏電壓之大小對應之空乏層dl。放射線檢測器RD1係使半導體基板1成為空乏層dl到達半導體區域3之完全空乏化狀態。
若於半導體基板1成為完全空乏化狀態之狀態下，使放射線入射至放射線檢測器RD1，則於半導體基板1內產生載子(電子-電洞對)。產生之載子(電洞)流入接近於其產生位置的半導體區域10中。半導體區域10係包括經二維排列之複數個第一半導體區域11、及經二維排列之複數個第二半導體區域13。因此，產生之載子(電洞)流入接近於其產生位置的第一半導體區域11及第二半導體區域13中。
排列於第一方向之第一半導體區域11彼此係相互電性連接。流入第一半導體區域11中之載子係經由與所流入之第一半導體區域11接合之電極21、及與該電極接合之第一配線31沿第一方向傳送，且自對應之焊墊電極32中輸出。藉此，可知放射線之第二方向上之入射位置。
排列於第二方向之第二半導體區域13彼此係相互電性連接。流入第二半導體區域13中之載子係經由與所流入之第二半導體區域13接合之電極23、及與該電極23連接之第二配線33沿第二方向傳送，且自對應之焊墊電極34中輸出。藉此，可知放射線之第一方向上之入射位置。
如上所述，本實施形態係使流入接近於產生位置之第一半導體區域11中之載子沿第一方向傳送，並且使流入接近於產生位置之第二半導體區域13中之載子沿第二方向傳送。因此，放射線檢測器RD1可二維地檢測放射線之入射位置。
於放射線檢測器RD1中，複數個電極21、23自與第一主面1a正交之方向觀察，以該電極21、23之外緣相較半導體區域11、13之外緣位於外側之方式，分別覆蓋該半導體區域11、13。藉此，可緩和半導體基板1與各半導體區域11、13之接合區域中之電場之集中，抑制載子之接合界面中之漏電之產生。
於放射線檢測器RD1中，排列於第一方向之第一半導體區域11彼此經由第一配線31而相互電性連接，排列於第二方向之第二半導體區域13彼此經由第二配線33而相互電性 連接。藉此，排列於第一方向之第一半導體區域11彼此以相對低電阻電性連接，且排列於第二方向之第二半導體區域13彼此以相對低電阻電性連接。其結果，可提昇放射線檢測器RD1之響應特性。
各第一配線31係設定為第二方向上之寬度窄於第一半導體區域11之第二方向上之寬度，且各第二配線33設定為第一方向上之寬度窄於第二半導體區域13之第一方向上之寬度。藉此，可容易地實現第一半導體區域11之排列之窄間距化及第二半導體區域13之排列之窄間距化。
放射線檢測器RD1可藉由產生之載子流入第一半導體區域11及第二半導體區域13，而二維地檢測放射線之入射位置。若產生之載子之流向偏向第一半導體區域11，或者偏向第二半導體區域13，則難以合適地檢測放射線之入射位置。因此，較佳為，使第一半導體區域11及第二半導體區域13之排列窄間距化。
於放射線檢測器RD1中，第一半導體區域11與電極21接合之區域之中心部被包含於第一配線31沿第一方向延長之區域，第二半導體區域13與電極23接合之區域之中心部被包含於第二配線33沿第二方向延長之區域。藉此，排列於第一方向之第一半導體區域11彼此之電性連接路徑變短，並且排列於第二方向之第二半導體區域13彼此之電性連接路徑變短。藉此，可進一步提昇放射線檢測器RD1之響應特性。
電極21、23及第二配線33係位於第一層，第一配線31係 位於與第一層不同之第二層，第一配線31與第二配線33為立體地交叉。藉此，無需延長電性連接路徑，便可佈局沿相互正交之方向延伸之第一配線31及第二配線33。
第一半導體區域11及第二半導體區域13係自與第一主面1a正交之方向觀察呈現圓形。藉此，可容易地實現第一半導體區域11之排列的窄間距化及第二半導體區域13之排列的窄間距化，並且可提昇耐電壓特性。
第一半導體區域11及第二半導體區域13係交替地排列於與第一方向及第二方向交叉之第三方向。藉此，可實現第一半導體區域11及第二半導體區域13之排列之更窄間距化。
放射線檢測器RD1係將排列於第一方向之第一半導體區域11之數量(第一半導體區域11之行數)與排列於第二方向之第二半導體區域13之數量(第二半導體區域13之列數)設定為相同。將排列於第一方向之第一半導體區域11彼此之電性連接路徑之長度與排列於第二方向之第二半導體區域13彼此之電性連接路徑之長度設定為大致相同。藉此，第一半導體區域11之每行之響應特性與第二半導體區域13之每列之響應特性變得大致相同，從而可進一步確切地檢測放射線之入射位置。
繼而，參照圖7~9，對關於本實施形態之變化例的放射線檢測器RD2之構成進行說明。圖7係表示本實施形態之變化例之放射線檢測器的平面圖。圖8係用於說明沿著圖7中之VIII-VIII線之剖面構成的圖。圖9係用於說明沿著圖7 中之IX-IX線之剖面構成的圖。
放射線檢測器RD2係與放射線檢測器RD1同樣地包括半導體基板1、複數個半導體區域10(複數個第一半導體區域11及複數個第二半導體區域13)、複數個電極21、23、複數個第一配線31、及複數個第二配線33。
於放射線檢測器RD2中，沿第一方向上相鄰之第一半導體區域11彼此藉由半導體區域12而連結。各半導體區域12係與第一半導體區域11同為高雜質濃度之第二導電型(例如p+型)之半導體區域。各半導體區域12係於第一方向上延伸。各半導體區域12係藉由於半導體基板1內自第一主面1a側使p型雜質高濃度地擴散而形成。
各半導體區域12係設定為第二方向上之寬度窄於第一半導體區域11之第二方向上之寬度(直徑)。各半導體區域12之第二方向上之寬度係設定為窄於第一配線31之第二方向上之寬度。半導體區域12係自與第一主面1a正交之方向觀察，由第一配線31覆蓋。半導體區域12之第二方向上之寬度例如為3~15 μm。半導體區域12之厚度或雜質濃度可設定為與第一半導體區域11相同。
放射線檢測器RD2係將第一方向上相鄰之第一半導體區域11彼此藉由半導體區域12而連接，因此，第一方向上相鄰之第一半導體區域11及半導體區域12作為一個半導體區域發揮作用。即，該一個半導體區域包括自與第一主面1a正交之方向觀察呈現圓形之第一部分(第一半導體區域11)及第二部分(第一半導體區域11)、及以連結第一部分與第 二部分之方式沿第一方向延伸之第三部分(半導體區域12)。
放射線檢測器RD2係將第二方向上相鄰之第二半導體區域13彼此藉由半導體區域14而連結。各半導體區域14係與第二半導體區域13同為高雜質濃度之第二導電型(例如p+型)之半導體區域。各半導體區域14係於第二方向上延伸。各半導體區域14藉由於半導體基板1內自第一主面1a側使p型雜質高濃度地擴散而形成。
各半導體區域14係設定為第一方向上之寬度窄於第二半導體區域13之第一方向上之寬度(直徑)。各半導體區域14之第一方向上之寬度設定為窄於第二配線33之第一方向上之寬度。半導體區域14係自與第一主面1a正交之方向觀察，由第二配線33覆蓋。半導體區域14之第一方向上之寬度例如為3~15 μm。半導體區域14之厚度或雜質濃度可設定為與第二半導體區域13相同。
放射線檢測器RD2係將第二方向上相鄰之第二半導體區域13彼此藉由半導體區域14而連結，因此，第二方向上相鄰之第二半導體區域13及半導體區域14作為一個半導體區域發揮作用。即，該一個半導體區域包括自與第一主面1a正交之方向觀察呈現圓形之第一部分(第二半導體區域13)及第二部分(第二半導體區域13)、及以連結第一部分與第二部分之方式沿第二方向延伸之第三部分(半導體區域14)。
如上所述，亦於本變化例中，將流入接近於產生位置之 第一半導體區域11之載子沿第一方向進行傳送，並且將流入接近於產生位置之第二半導體區域13之載子沿第二方向進行傳送。因此，放射線檢測器RD2可二維地檢測放射線之入射位置。
亦於放射線檢測器RD2中，可與放射線檢測器RD1同樣地緩和半導體基板1與各半導體區域11、13之接合區域中的電場之集中，從而抑制載子之接合界面中之漏電之產生。又，亦於本變化例中，可提昇放射線檢測器RD2之響應特性。
放射線檢測器RD2係於施加逆向偏電壓時，不僅自第一及第二半導體區域11、13，而且自半導體區域12、14起，空乏層朝向第二主面1b擴散。藉此，可穩定地形成具有充分之厚度的空乏層。
於放射線檢測器RD2中，包含第一方向上相鄰之第一半導體區域11及半導體區域12的半導體區域、及包含第二方向上相鄰之第二半導體區域13及半導體區域14的半導體區域分別交替地排列於第一方向及第二方向。藉此，可實現包含第一方向上相鄰之第一半導體區域11及半導體區域12的半導體區域、及包含第二方向上相鄰之第二半導體區域13及半導體區域14的半導體區域之排列之更窄間距化。
繼而，參照圖10~12，對本實施形態之變化例的放射線檢測器RD3之構成進行說明。圖10係表示本實施形態之變化例之放射線檢測器的平面圖。圖11係用以說明沿著圖10中之XI-XI線之剖面構成的圖。圖12係用以說明沿著圖10 中之XII-XII線之剖面構成的圖。
放射線檢測器RD3係與放射線檢測器RD1同樣地包括半導體基板1、複數個半導體區域10(複數個第一半導體區域11及複數個第二半導體區域13)、及複數個電極21、23。
複數個第一半導體區域11中之排列於第一方向之第一半導體區域11彼此藉由交替形成經由配線41之電性連接及經由半導體區域42之電性連接而電性連接。即，排列於第一方向之第一半導體區域11彼此經由電極21、配線41、及半導體區域42而相互電性連接。
配線41係沿第一方向於相鄰之電極23之間延伸，且與電極21連接。配線41係將與排列於第一方向之第一半導體區域11接合之電極21彼此連接。各配線41係包含金屬(例如鋁等)。配線41係與電極21一體地形成。配線41係設定為第二方向上之寬度窄於第一半導體區域11之第二方向上之寬度(直徑)。
半導體區域42係沿第一方向於相鄰之第二半導體區域13之間延伸，且將第一半導體區域11彼此連結。半導體區域42係與第一半導體區域11同為高雜質濃度之第二導電型(例如p+型)之半導體區域。各半導體區域42係藉由於半導體基板1內自第一主面1a側使p型雜質高濃度地擴散而形成。各半導體區域42係設定為第二方向上之寬度窄於第一半導體區域11之第二方向上之寬度(直徑)。半導體區域42之厚度或雜質濃度可設定為與第一半導體區域11相同。
複數個第二半導體區域13中之排列於第二方向之第二半 導體區域13彼此藉由交替形成經由配線43之電性連接及經由半導體區域44之電性連接而電性連接。即，排列於第二方向之第二半導體區域13彼此經由電極23、配線43、及半導體區域44而相互電性連接。
配線43係沿第二方向於相鄰之電極21之間延伸，且與電極23連接。配線43係將與排列於第二方向之第二半導體區域13接合之電極23彼此連接。各配線43係包含金屬(例如鋁等)。配線43係與電極23一體地形成。配線43係設定為第一方向上之寬度窄於第二半導體區域13之第二方向上之寬度(直徑)。
半導體區域44係沿第二方向於相鄰之第一半導體區域11之間延伸，且將第二半導體區域13彼此連結。半導體區域44係與第二半導體區域13同為高雜質濃度之第二導電型(例如p+型)之半導體區域。各半導體區域44係藉由於半導體基板1內自第一主面1a側使p型雜質高濃度地擴散而形成。各半導體區域44係設定為第一方向上之寬度窄於第二半導體區域13之第一方向上之寬度(直徑)。半導體區域44之厚度或雜質濃度可設定為與第二半導體區域13相同。
配線41與半導體區域44係立體地交叉。配線43與半導體區域42係立體地交叉。亦於本變化例中，將排列於第一方向之第一半導體區域11彼此之電性連接路徑的長度、與排列於第二方向之第二半導體區域13彼此之電性連接路徑的長度設定為大致相同。
如上所述，亦於本變化例中，將流入接近於產生位置之 第一半導體區域11中的載子於第一方向上進行傳送，並且將流入接近於產生位置之第二半導體區域13中的載子於第二方向上進行傳送。因此，放射線檢測器RD3可二維地檢測放射線之入射位置。
亦於放射線檢測器RD3中，可與放射線檢測器RD1、RD2相同地緩和半導體基板1與各半導體區域11、13之接合區域中之電場之集中，從而抑制載子之接合界面中之漏電之產生。
以上，對本發明之較佳之實施形態進行了說明，但本發明並非僅限於上述之實施形態，可於不脫離其精神之範圍內進行各種之變更。
第一及第二半導體區域11、13之形狀並不限定於上述之圓形，亦可為其他形狀(例如多邊形等)。其中，就耐電壓性及窄間距化之觀點而言，較佳為，第一及第二半導體區域11、13之形狀為圓形。半導體區域10(第一及第二半導體區域11、13)之數量(列數及行數)並不限定於上述之數量。
亦可將本實施形態及變化例之放射線檢測器RD1、RD2、RD3中之p型及n型之各導電型替換為與上述情況相反。
[產業上之可利用性]
本發明可應用於用以二維地檢測放射線之入射位置的放射線檢測器。
1‧‧‧半導體基板
1a‧‧‧第一主面
1b‧‧‧第二主面
5、7‧‧‧絕緣層
10‧‧‧半導體區域
11‧‧‧第一半導體區域
12‧‧‧半導體區域
13‧‧‧第二半導體區域
14‧‧‧半導體區域
21、23‧‧‧電極
31‧‧‧第一配線
32、34‧‧‧焊墊電極
33‧‧‧第二配線
RD1、RD2、RD3‧‧‧放射線檢測器
圖1係表示本發明之實施形態之放射線檢測器的平面圖。
圖2係表示本實施形態之放射線檢測器的平面圖。
圖3係用以說明沿著圖1中之III-III線之剖面構成的圖。
圖4係用以說明沿著圖1中之IV-IV線之剖面構成的圖。
圖5係用以說明本實施形態之放射線檢測器之剖面構成的圖。
圖6係用以說明本實施形態之放射線檢測器之剖面構成的圖。
圖7係表示本實施形態之變化例之放射線檢測器的平面圖。
圖8係用以說明沿著圖7中之VIII-VIII線之剖面構成的圖。
圖9係用以說明沿著圖7中之IX-IX線之剖面構成的圖。
圖10係表示本實施形態之變化例之放射線檢測器的平面圖。
圖11係用以說明沿著圖10中之XI-XI線之剖面構成的圖。
圖12係用以說明沿著圖10中之XII-XII線之剖面構成的圖。
1‧‧‧半導體基板
7‧‧‧絕緣層
10‧‧‧半導體區域
11‧‧‧第一半導體區域
13‧‧‧第二半導體區域
21‧‧‧電極
23‧‧‧電極
31‧‧‧第一配線
32‧‧‧焊墊電極
33‧‧‧第二配線
34‧‧‧焊墊電極
RD1‧‧‧放射線檢測器

Claims (7)

  1. 一種放射線檢測器，其包括：第一導電型之半導體基板，其具有相互對向之第一及第二主面，且對應著放射線之入射，產生載子；複數個第二導電型之半導體區域，其等係二維地排列於上述半導體基板之上述第一主面側，與上述半導體基板構成接面，且流入產生於上述半導體基板之載子；以及複數個電極，其等係於上述半導體基板之上述第一主面側，配置在上述複數個第二導電型之半導體區域中之每一區域，且接合於對應之第二導電型之半導體區域；複數個第一配線，其等係於上述第一方向上延伸，且將接合於上述第一半導體區域之上述電極彼此連接；複數個第二配線，其等係於上述第二方向上延伸，且將接合於上述第二半導體區域之上述電極彼此連接；上述複數個電極係自與上述第一主面正交之方向觀察，以外緣相較對應之第二導電型之半導體區域之外緣位於外側之方式，分別覆蓋該第二導電型之半導體區域；上述複數個第二導電型之半導體區域係包括經二維排列之複數個第一半導體區域、及經二維排列之複數個第二半導體區域；上述複數個第一半導體區域中之排列於二維排列中之第一方向上的第一半導體區域彼此經由上述第一配線而相互電性連接； 上述複數個第二半導體區域中之排列於與上述第一方向交叉之第二方向上的第二半導體區域彼此經由上述第二配線而相互電性連接；上述第一半導體區域與上述電極接合之區域之中心部係包含於使上述第一配線於上述第一方向上延長之區域；上述第一配線中於第一方向上將相鄰之上述電極彼此連接之配線部分係直線狀延伸；上述第二半導體區域與上述電極接合之區域之中心部係包含於使上述第二配線於上述第二方向上延長之區域；上述第二配線中於第二方向上將相鄰之上述電極彼此連接之配線部分係直線狀延伸。
  2. 如請求項1之放射線檢測器，其中上述複數個第一配線係上述第二方向上之寬度窄於上述第一半導體區域之上述第二方向上之寬度；上述複數個第二配線係上述第一方向上之寬度窄於上述第二半導體區域之上述第一方向上之寬度。
  3. 如請求項1或2之放射線檢測器，其中接合於上述第一半導體區域之上述電極、接合於上述第二半導體區域之上述電極、及上述第二配線係位於第一層；上述第一配線係位於與上述第一層不同之第二層；上述第一配線與上述第二配線係立體地交叉。
  4. 如請求項1或2之放射線檢測器，其中上述第一半導體區域與上述第二半導體區域係自與上述第一主面正交之方向觀察，呈現圓形。
  5. 如請求項1或2之放射線檢測器，其中上述第一半導體區域與上述第二半導體區域係於與上述第一方向及上述第二方向交叉之第三方向上交替地排列。
  6. 如請求項1或2之放射線檢測器，其中上述複數個第一半導體區域係包括自與上述第一主面正交之方向觀察呈現圓形之第一及第二部分、及以連結上述第一部分與上述第二部分之方式在上述第一方向上延伸之第三部分；上述複數個第二半導體區域係包括自與上述第一主面正交之方向觀察呈現圓形之第一及第二部分、及以連結上述第一部分與上述第二部分之方式在上述第二方向上延伸之第三部分。
  7. 如請求項6之放射線檢測器，其中上述第一半導體區域與上述第二半導體區域係分別交替地排列於上述第一方向及上述第二方向上。
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