辐射检测器制造技术

根据本发明专利技术的辐射检测器具有用于偏置电压施加的公共电极，形成在对辐射敏感的无定形硒半导体膜（ａ－Ｓｅ半导体膜）的表面上。公共电极是具有１００到１，０００＊厚度的金薄膜。可以在相对较低的气相沉积温度，在较短的气相沉积时间内，在ａ－Ｓｅ半导体膜的表面上形成充当公共电极的金薄膜。该特征抑制了由于公共电极的形成而在ａ－Ｓｅ半导体膜中产生缺陷。用于公共电极的金薄膜没有现有技术中的厚，而是１，０００＊更薄。利用减小的厚度，公共电极具有对ａ－Ｓｅ半导体膜改进的粘结性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及包括对辐射敏感的无定形硒半导体膜(以下在适当的 情况下称为"a-Se半导体膜")的直接转换型的辐射检测器，用于医 疗、工业、原子能和其它领域。
技术介绍
间接转换型辐射检测器首先将辐射(例如X射线)转换为光，然 后通过光电转换，将光转换为电信号。与间接转换型截然不同，直接 转换型辐射检测器通过对辐射敏感的a-Se半导体膜，将入射辐射(例 如X射线)直接转换为电信号(电荷)。图1是示出了传统的直接转换 型辐射检测器的基本结构的示意截面图。图1所示的辐射检测器包括有源矩阵基板51、辐射敏感的a-Se 半导体膜52和用于偏置电压施加的公共电极53。在有源矩阵基板51 的表面上，按照设置在辐射检测有效区域SA中的二维矩阵排列，形成 多个收集电极(未示出)。在有源矩阵基板51的表面上设置电路(未 示出)，用于存储并读取在辐射入射时由各个收集电极所收集到的电 荷。辐射敏感的a-Se半导体膜52位于有源矩阵基板51的、形成了收 集电极的表面上，从而当辐射入射时，产生电荷。在a-Se半导体膜 52的前表面上二维地形成用于偏置电压施加的公共电极53。当以传统辐射检测器进行辐射检测时，从偏置电压源将偏置电压 施加到公共电极53上。利用所施加的偏置电压，当辐射入射时，在辐3射敏感的a-Se半导体膜52中产生电荷。由收集电极收集在a_Se半导 体膜52中产生的电荷。由包括电容器、开关元件和电导线的存储与读 取电路从各个收集电极取得由收集电极收集的电荷，作为辐射检测信 号。艮P，在如图l所示的直接转换型辐射检测器中，二维矩阵排列中 的每个收集电极充当与射线照相图像中的每个象素相对应的电极(象 素电极)。根据投影到辐射检测有效区域SA上的辐射的二维强度分布，能够将所获得的辐射检测信号用于创建射线照相图像。典型地，可以通过如真空沉积等PVD (物理气相沉积)来形成具 有较大面积的辐射敏感的a-Se半导体膜52。因此，辐射检测器能够 容易地保证较大的辐射检测有效区域SA。在传统辐射检测器的情况 下，如日本待审专利公开No. 2001-26443所示，形成在a-Se半导体 膜52上的、用于偏置电压施加的公共电极53包括大约100纳米(nm) (=1，000埃)的铝或MgAg膜。然而，具有以上结构的传统辐射检测器的缺点在于当用于在 a-Se半导体膜52上形成用于施加偏置电压的公共电极53的气相沉积 的热量损坏了 a-Se半导体膜52时，辐射敏感的a-Se半导体膜52会 出现缺陷。具有多个缺陷的a-Se半导体膜52缺乏长期的可靠性，并 且由缺陷导致的检测误差会导致低质量的射线照相图像。此外，传统的辐射检测器具有以下缺点辐射敏感的a-Se半导 体膜52和用于偏置电压施加的公共电极53之间具有较低的粘结强度。 在使用大约100纳米(nm) (=1，000埃)的铝或MgAg膜的情况下， 公共电极53具有较弱的粘结强度，因此导致较低的可靠性。
技术实现思路
本专利技术考虑到上述技术的状态，其目的是提供一种辐射检测器， 能够抑制由于在其上层压用于偏置电压施加的公共电极而导致的无定 形硒半导体膜中的缺陷的产生，并且能够提高公共电极的粘结性能。根据本专利技术，通过以下装置实现了以上目的 一种辐射检测器， 具有对辐射敏感的无定形硒半导体膜；以及二维地形成在辐射敏感的无定形硒半导体膜的前表面上的用于偏置电压施加的公共电极，当要 检测的辐射入射时，利用施加到公共电极上的偏置电压，在辐射敏感 的无定形硒半导体膜中产生电荷，其中公共电极包括具有100到l，OOO埃厚度的金薄膜(Ali薄膜)。 当根据本专利技术的辐射检测器检测辐射时，将偏置电压施加到形成 在辐射敏感的无定形硒半导体膜的前表面的公共电极上。利用所施加 的偏置电压，当要检测的辐射入射时，无定形硒半导体膜产生作为辐 射检测信号的源的电荷。所述无定形硒半导体膜对于增大的面积具有 优异的性能，因此能够容易地保证较大的辐射检测有效区域。在根据本专利技术的辐射检测器中，公共电极包括具有i，ooo埃(A)或更小厚度的金薄膜(Au薄膜)。可以在相对较低的气相沉积温度，在较短的气相沉积时间内，将形成公共电极的金薄膜层压到无定形硒 半导体膜的前表面上。这导致了在无定形硒半导体膜中引起缺陷的可 能性的减小。即，用作形成公共电极的材料的金具有较低的熔点，因 此不需要很高的气相沉积温度。金具有非常高的导电性，因此即使伴随着电极电阻的增大，在100A金薄膜的情况下，也可以保证公共电 极所需的导电性，因而只需要较短的气相沉积时间。由于无定形硒半 导体膜是高电阻膜，公共电极的电阻会有所增大。然而，考虑到金的 导电性，这在电学上不会出现问题。此外，形成公共电极的金薄膜没有现有技术中的厚，而是非常薄， 即，1,000 A或更薄。因此，公共电极具有对无定形硒半导体膜改进 的粘结性能。与金相同，铂(PO的优点在于只需要较低的气相沉积温度。但 是，铂具有较低的导电性，大约是金的五分之一。当用作公共电极的 材料时，必须较厚地沉积铂，以便保证公共电极所需的导电性。这导 致了气相沉积时间的延长，由此引起无定形硒半导体膜中的缺陷。此 外，膜会变厚，公共电极会具有不能令人满意的粘结性能。通过包括 金薄膜的公共电极来解决此问题。优选地，以上形成公共电极的金薄膜的厚度在450到550埃的范 围内。即使当较厚地形成时，形成公共电极的金薄膜也应当不会超过 550埃。然后，在减少的气相沉积时间内层压所述膜，由此可靠地抑 制了在无定形硒半导体膜出现的缺陷。相反，在其最薄处，公共电极的金薄膜应当不小于450埃。则公共电极具有足够的导电性来可靠地 执行所希望的功能。在本专利技术的一个实施例中，辐射检测器还包括形成在无定形硒半 导体膜和公共电极之间的载流子选择中间层。在此实施例中，由于通过形成在无定形硒半导体膜和公共电极之 间的载流子选择中间层，防止了形成暗电流的载流子渗透，因此能够 减小暗电流。在这种情况下，在载流子选择中间层上形成公共电极。 可以在相对较低的气相沉积温度，在较短的气相沉积时间内形成充当 公共电极的、厚度不超过1，000埃的金薄膜。这导致了在载流子选择 中间层中引起缺陷的可能性的减小。此外，公共电极具有对载流子选 择中间层优异的粘结性能。利用充当地的载流子选择中间层，进一步 提高了公共电极的粘结性能。在本专利技术的实施例中，辐射检测器还包括按照设置在辐射检测有 效区域中的一维或二维矩阵排列形成的多个收集电极，和形成在无定 形硒半导体膜和收集电极之间的载流子选择中间层。在具有形成在无定形硒半导体膜和公共电极之间的载流子选择 中间层的结构中，当将正偏置电压施加到公共电极上时，由具有对电 子的贡献大于对空穴的贡献的材料形成载流子选择中间层。这防止了 来自公共电极的空穴的渗透，由此减小了暗电流。此外，在具有形成在无定形硒半导体膜和公共电极之间的载流子 选择中间层的结构中，当将负偏置电压施加到公共电极上时，由具有 对空穴的贡献大于对电子的贡献的材料形成载流子选择中间层。这防 止了来自公共电极的电子的渗透，由此减小了暗电流。在具有形成在无定形硒半导体膜和收集电极之间的载流子选择 中间层的结构中，当将正偏置电压施加到公共电极上时，由具有对空 穴的贡献大于对电子的贡献本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造辐射检测器的方法，所述辐射检测器具有对辐射敏感的无定形硒半导体膜，以及二维地形成在所述辐射敏感的无定形硒半导体膜的前表面上的用于偏置电压施加的公共电极，当要检测的辐射入射时，利用施加到公共电极上的偏置电压，在辐射敏感的无定形硒半导体膜中产生电荷，该方法包括如下步骤：　通过气相沉积在无定形硒半导体膜上形成厚度为１００到１，０００埃的金薄膜（Ａｕ薄膜），由此形成所述公共电极。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：渡谷浩司，佐藤贤治，志村阳一郎，鹤田秀生，
申请(专利权)人：株式会社岛津制作所，新电元感应装置株式会社，新电元工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]