JP5533296B2 - Semiconductor X-ray detection element, manufacturing method thereof, and semiconductor X-ray detection sensor - Google Patents
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Description
本発明は、半導体X線検出素子、その製造方法および半導体X線検出用センサに関する。さらに詳しくは、ドリフト層を厚くしても半導体X線検出素子の信号取出し電極側の底面にまでドリフト層が広がることがない半導体X線検出素子およびその製造方法に関する。さらに、検出したX線スペクトルに不純線が出ることがない半導体X線検出用センサに関する。 The present invention relates to a semiconductor X-ray detection element, a manufacturing method thereof, and a semiconductor X-ray detection sensor. More specifically, the present invention relates to a semiconductor X-ray detection element in which the drift layer does not spread to the bottom surface on the signal extraction electrode side of the semiconductor X-ray detection element even if the drift layer is thickened, and a method for manufacturing the same. Furthermore, the present invention relates to a semiconductor X-ray detection sensor in which no impure line appears in the detected X-ray spectrum.
従来、円柱状のp型半導体結晶(以下、タブレットという)の一方の底面の中央部分にリチウムを拡散させたn+層およびn面電極を設け、n+層およびn面電極の周縁部を削るように溝を設けてn+層およびn面電極の面積を小さくし、逆バイアスを加えてリチウムをドリフトさせてほぼ円柱状(球から平行な2面を切り取った形状)のi層を形成し、i層の周面をほぼ覆うようにp層を残し、最後にp型半導体タブレットの他方の底面にp面電極を形成する半導体X線検出素子の製造方法が知られている(特許文献1参照。)。 Conventionally, an n + layer and an n-plane electrode in which lithium is diffused are provided in the central portion of one bottom surface of a cylindrical p-type semiconductor crystal (hereinafter referred to as a tablet), and the peripheral portions of the n + layer and the n-plane electrode are shaved. A groove is provided to reduce the area of the n + layer and the n-plane electrode, and reverse bias is applied to drift lithium to form a substantially cylindrical i layer (a shape obtained by cutting two parallel surfaces from a sphere). A method for manufacturing a semiconductor X-ray detection element is known in which a p-layer is left so as to substantially cover the peripheral surface of the p-type semiconductor tablet, and finally a p-plane electrode is formed on the other bottom surface of the p-type semiconductor tablet. .
上記従来の半導体X線検出素子の製造方法では、i層を厚くすると、p型半導体タブレットの半径方向へのリチウムのドリフトも広がるため、i層がp型半導体タブレットのn面電極側の底面にまで広がり、製造された半導体X線検出素子のn面電極側の底面の周縁部を素子固定具で押して半導体X線検出素子を保持することが出来なくなる問題点があった(そうするとリーク電流が増えるなどの不都合を生じる。)。
このため、従来の半導体X線検出素子を用いた半導体X線検出用センサでは、半導体X線検出素子のp面電極側の周縁部を素子ホルダに当接し、信号取出し線を兼ねた金属製ピンで半導体X線検出素子のn面電極を押して、挟むように半導体X線検出素子を保持していた。
しかし、半導体X線検出素子を透過したX線が金属製ピンに入射し、その部分で発生した金属ピンを構成する元素の特性X線が逆に半導体検出素子に入射することにより、検出したX線スペクトルに不純線が出てしまう問題点があった。
そこで、本発明の目的は、ドリフト層(i層)を厚くしても半導体タブレット(p型半導体タブレット)の信号取出し電極(n面電極)側の底面にまでドリフト層(i層)が広がることがない半導体X線検出素子およびその製造方法を提供することにある。さらに、検出したX線スペクトルに不純線が出ることがない半導体X線検出用センサを提供することにある。
In the above-described conventional method for manufacturing a semiconductor X-ray detection element, if the i layer is thickened, the drift of lithium in the radial direction of the p-type semiconductor tablet also increases, so that the i layer is formed on the bottom surface of the p-type semiconductor tablet on the n-plane electrode side. There is a problem that it becomes impossible to hold the semiconductor X-ray detection element by pushing the peripheral edge of the bottom surface on the n-plane electrode side of the manufactured semiconductor X-ray detection element with an element fixture (thereby increasing the leakage current) Etc.).
For this reason, in a conventional semiconductor X-ray detection sensor using a semiconductor X-ray detection element, a metal pin that also serves as a signal extraction line is brought into contact with the element holder on the p-side electrode side periphery of the semiconductor X-ray detection element The n-plane electrode of the semiconductor X-ray detection element is pressed and the semiconductor X-ray detection element is held so as to be sandwiched.
However, X-rays transmitted through the semiconductor X-ray detection element are incident on the metal pin, and the characteristic X-rays of the elements constituting the metal pin generated in that portion are incident on the semiconductor detection element, thereby detecting the detected X-ray. There was a problem that an impure line appeared in the line spectrum.
Accordingly, an object of the present invention is to spread the drift layer (i layer) to the bottom surface of the semiconductor tablet (p-type semiconductor tablet) on the signal extraction electrode (n-plane electrode) side even if the drift layer (i layer) is thickened. An object of the present invention is to provide a semiconductor X-ray detection element having no defect and a method for manufacturing the same. Another object of the present invention is to provide a semiconductor X-ray detection sensor in which no impure line appears in the detected X-ray spectrum.
第1の観点では、本発明は、円柱状の半導体タブレット(30)の一方の底面の中央部分に円柱状の凹部(9)が設けられ、前記凹部(9)の底面の中央部分にn面電極(3)が設けられていることを特徴とする半導体X線検出素子(10)を提供する。
上記第1の観点による半導体X線検出素子(10)では、凹部(9)を取り巻くように残っている半導体タブレット(30)の一方の底面(5a)は、半導体タブレット(30)の他方の底面からn面電極(3)よりも段差をもって離れている。このため、ドリフト層(1)を厚くしてドリフト層(1)が半導体タブレット(30)の半径方向へ広がっても、凹部(9)を取り巻くように残っている半導体タブレット(30)の一方の底面(5a)にまではドリフト層(1)が広がらない。よって、凹部(9)を取り巻くように残っている半導体タブレット(30)の一方の底面(5a)を素子固定具で押して半導体X線検出素子(10)を挟むように保持することが出来るようになる(そうしてもリーク電流が増えるなどの不都合を生じなくなる。)。従って、金属製ピンを用いずに、例えばワイヤをn面電極(3)に接続できるようになり、X線が金属製ピンに入射し、その部分で発生した金属ピンを構成する元素の特性X線が逆に半導体検出素子に入射することにより、検出したX線スペクトルに不純線が出てしまう問題点を解消できる。
なお、十分な段差を得るために、凹部(9)の深さは0.5mm以上とするのが好ましい。
In the first aspect, the present invention provides a cylindrical recess (9) provided in a central portion of one bottom surface of a cylindrical semiconductor tablet (30), and an n-plane in a central portion of the bottom surface of the recess (9). Provided is a semiconductor X-ray detection element (10) characterized in that an electrode (3) is provided.
In the semiconductor X-ray detection element (10) according to the first aspect, one bottom surface (5a) of the semiconductor tablet (30) remaining so as to surround the recess (9) is the other bottom surface of the semiconductor tablet (30). From the n-plane electrode (3). Therefore, even if the drift layer (1) is thickened and the drift layer (1) spreads in the radial direction of the semiconductor tablet (30), one of the semiconductor tablets (30) remaining so as to surround the recess (9) The drift layer (1) does not spread to the bottom surface (5a). Accordingly, the bottom surface (5a) of the semiconductor tablet (30) remaining so as to surround the recess (9) can be pushed by the element fixing tool so as to hold the semiconductor X-ray detection element (10). (This will not cause inconvenience such as an increase in leakage current.) Therefore, for example, a wire can be connected to the n-plane electrode (3) without using a metal pin, and X-rays are incident on the metal pin, and the characteristic X of the element constituting the metal pin generated in that portion The problem that the impure line appears in the detected X-ray spectrum can be solved by making the line incident on the semiconductor detection element.
In addition, in order to obtain a sufficient level | step difference, it is preferable that the depth of a recessed part (9) shall be 0.5 mm or more.
第2の観点では、本発明は、円柱状のp型半導体タブレット(30)の一方の底面の中央部分に円柱状の凹部(9)を設け、前記凹部(9)の底面にリチウムを拡散させたn+層(91)およびn面電極(92)を設け、逆バイアスを加えてi層(1)を形成し、さらに前記n+層(91)およびn面電極(92)の面積を小さくしてn+層(2)およびn面電極(3)を形成することを特徴とする半導体X線検出素子の製造方法を提供する。
上記第2の観点による半導体X線検出素子の製造方法では、凹部(9)の底面の中央部分にn+層(91)およびn面電極(92)が設けるので、凹部(9)を取り巻くように残っているp型半導体タブレット(30)の一方の底面(5a)は、n+層(91)およびn面電極(92)よりもp型半導体タブレット(30)の他方の底面から段差をもって離れている。このため、i層(1)を厚くしてi層(1)がp型半導体タブレット(30)の半径方向へ広がっても、凹部(9)を取り巻くように残っているp型半導体タブレット(30)の一方の底面(5a)にまではi層(1)が広がらない。よって、凹部(9)を取り巻くように残っている半導体タブレット(30)の一方の底面(5a)を素子固定具で押して半導体X線検出素子(10)を挟むように保持することが出来るようになる(そうしてもリーク電流が増えるなどの不都合を生じなくなる。)。従って、金属製ピンを用いずに、例えばワイヤをn面電極(3)に接続できるようになり、X線が金属製ピンに入射し、その部分で発生した金属ピンを構成する元素の特性X線が逆に半導体検出素子に入射することにより、検出したX線スペクトルに不純線が出てしまう問題点を解消できる。
さらに、面積を小さくする前のn+層(2)およびn面電極(3)で逆バイアスを加えるため速やかにi層(1)を形成できる上に、その後でn+層(2)およびn面電極(3)の面積を小さくするため、素子容量が小さくなり、高分解能を達成することが出来る。
In a second aspect, the present invention provides a cylindrical recess (9) in the central portion of one bottom surface of a cylindrical p-type semiconductor tablet (30), and diffuses lithium into the bottom surface of the recess (9). In addition, an n + layer (91) and an n-plane electrode (92) are provided, a reverse bias is applied to form an i-layer (1), and the areas of the n + layer (91) and the n-plane electrode (92) are reduced. Provided is a method for manufacturing a semiconductor X-ray detection element, wherein an n + layer (2) and an n-plane electrode (3) are formed.
In the method for manufacturing a semiconductor X-ray detection element according to the second aspect, since the n + layer (91) and the n-plane electrode (92) are provided in the central portion of the bottom surface of the recess (9), the recess (9) is surrounded. One bottom surface (5a) of the remaining p-type semiconductor tablet (30) is farther from the other bottom surface of the p-type semiconductor tablet (30) than the n + layer (91) and the n-plane electrode (92). . Therefore, even if the i layer (1) is thickened and the i layer (1) spreads in the radial direction of the p type semiconductor tablet (30), the p type semiconductor tablet (30) remaining so as to surround the recess (9). I layer (1) does not spread to one bottom surface (5a). Accordingly, the bottom surface (5a) of the semiconductor tablet (30) remaining so as to surround the recess (9) can be pushed by the element fixing tool so as to hold the semiconductor X-ray detection element (10). (This will not cause inconvenience such as an increase in leakage current.) Therefore, for example, a wire can be connected to the n-plane electrode (3) without using a metal pin, and X-rays are incident on the metal pin, and the characteristic X of the element constituting the metal pin generated in that portion The problem that the impure line appears in the detected X-ray spectrum can be solved by making the line incident on the semiconductor detection element.
Further, since the reverse bias is applied to the n + layer (2) and the n-plane electrode (3) before reducing the area, the i-layer (1) can be formed quickly, and then the n + layer (2) and the n-plane electrode are formed. Since the area of (3) is reduced, the element capacitance is reduced and high resolution can be achieved.
第3の観点では、本発明は、円柱状のp型半導体タブレット(30)の一方の底面の中央部分に円柱状の凹部(9)が設けられ、前記凹部(9)の底面の中央部分にn+層(2)およびn面電極(3)が設けられ、前記p型半導体タブレット(30)はi層(1)の周りをp層(5)が取り巻く構造であり、前記凹部(9)を取り巻く底面であるリング状肩部(5a)および該リング状肩部(5a)の反対面に相当するリング状底部(5b)の全部または一部はp層(5)であることを特徴とする半導体X線検出素子(10)を提供する。
上記第3の観点による半導体X線検出素子(10)では、凹部(9)を取り巻くように残っているp型半導体タブレット(30)の一方の底面(5a)は、半導体タブレット(30)の他方の底面からn面電極(3)よりも段差をもって離れている。このため、i層(1)を厚くしてi層(1)がp型半導体タブレット(30)の半径方向へ広がっても、凹部(9)を取り巻くように残っているp型半導体タブレット(30)の一方の底面(5a)にまではi層(1)が広がらない。よって、凹部(9)を取り巻くように残っているp型半導体タブレット(30)の一方の底面(5a)を素子固定具で押して半導体X線検出素子(10)を挟むように保持することが出来るようになる(そうしてもリーク電流が増えるなどの不都合を生じなくなる。)。従って、金属製ピンを用いずに、例えばワイヤをn面電極(3)に接続できるようになり、X線が金属製ピンに入射し、その部分で発生した金属ピンを構成する元素の特性X線が逆に半導体検出素子に入射することにより、検出したX線スペクトルに不純線が出てしまう問題点を解消できる。
In a third aspect, the present invention provides a cylindrical recess (9) in the central portion of one bottom surface of the cylindrical p-type semiconductor tablet (30), and the central portion of the bottom surface of the recess (9). An n + layer (2) and an n-plane electrode (3) are provided, and the p-type semiconductor tablet (30) has a structure in which a p layer (5) surrounds the i layer (1), and the recess (9) is formed. All or part of the ring-shaped shoulder (5a) which is the bottom surface surrounding the ring-shaped shoulder (5a) and the ring-shaped bottom (5b) corresponding to the opposite surface of the ring-shaped shoulder (5a) is a p-layer (5). A semiconductor X-ray detection element (10) is provided.
In the semiconductor X-ray detection element (10) according to the third aspect, one bottom surface (5a) of the p-type semiconductor tablet (30) remaining so as to surround the recess (9) is the other side of the semiconductor tablet (30). Is separated from the bottom surface by a step more than the n-plane electrode (3). Therefore, even if the i layer (1) is thickened and the i layer (1) spreads in the radial direction of the p type semiconductor tablet (30), the p type semiconductor tablet (30) remaining so as to surround the recess (9). I layer (1) does not spread to one bottom surface (5a). Therefore, one bottom surface (5a) of the p-type semiconductor tablet (30) remaining so as to surround the recess (9) can be held by pressing the element fixing tool so as to sandwich the semiconductor X-ray detection element (10). (In this case, there will be no inconvenience such as an increase in leakage current). Therefore, for example, a wire can be connected to the n-plane electrode (3) without using a metal pin, and X-rays are incident on the metal pin, and the characteristic X of the element constituting the metal pin generated in that portion The problem that the impure line appears in the detected X-ray spectrum can be solved by making the line incident on the semiconductor detection element.
第4の観点では、本発明は、前記第3の観点による半導体X線検出素子(10)の前記リング状肩部(5a)および前記リング状底部(5b)のp層(5)の部分で前記半導体X線検出素子(10)を挟むように保持したことを特徴とする半導体X線検出用センサ(100)を提供する。
上記第4の観点による半導体X線検出用センサ(100)では、凹部(9)を取り巻くように残っているp型半導体タブレット(30)の一方の底面(5a)を素子固定具で押して半導体X線検出素子(10)を挟むように保持するので、金属製ピンを用いる必要がなくなり、例えばワイヤをn面電極(3)に接続できるようになる。よって、X線が金属製ピンに入射し、その部分で発生した金属ピンを構成する元素の特性X線が逆に半導体検出素子に入射することにより、検出したX線スペクトルに不純線が出てしまう問題点を解消できる。
In a fourth aspect, the present invention relates to a portion of the p-layer (5) of the ring-shaped shoulder (5a) and the ring-shaped bottom (5b) of the semiconductor X-ray detection element (10) according to the third aspect. Provided is a semiconductor X-ray detection sensor (100) characterized by being held so as to sandwich the semiconductor X-ray detection element (10).
In the semiconductor X-ray detection sensor (100) according to the fourth aspect, the bottom surface (5a) of the p-type semiconductor tablet (30) remaining so as to surround the recess (9) is pushed by an element fixing tool. Since the line detection element (10) is held so as to be sandwiched, it is not necessary to use a metal pin, and for example, a wire can be connected to the n-plane electrode (3). Therefore, X-rays are incident on the metal pin, and the characteristic X-rays of the elements constituting the metal pin generated in that portion are incident on the semiconductor detection element, so that an impure line appears in the detected X-ray spectrum. Can be solved.
第5の観点では、本発明は、前記第4の観点による半導体X線検出用センサ(100)において、前記半導体X線検出素子(10)の前記n面電極(3)にワイヤ(21)を接続したことを特徴とする半導体X線検出用センサ(100)を提供する。
上記第5の観点による半導体X線検出用センサ(100)では、凹部(9)を取り巻くように残っているp型半導体タブレット(30)の一方の底面(5a)を素子固定具で押して半導体X線検出素子(10)を挟むように保持し、金属製ピンを用いずにワイヤをn面電極(3)に接続する。この結果、X線が金属製ピンに入射し、その部分で発生した金属ピンを構成する元素の特性X線が逆に半導体検出素子に入射することにより、検出したX線スペクトルに不純線が出てしまう問題点を解消できる。
In a fifth aspect, the present invention provides a semiconductor X-ray detection sensor (100) according to the fourth aspect, wherein a wire (21) is attached to the n-plane electrode (3) of the semiconductor X-ray detection element (10). A semiconductor X-ray detection sensor (100) characterized by being connected is provided.
In the semiconductor X-ray detection sensor (100) according to the fifth aspect, the bottom surface (5a) of the p-type semiconductor tablet (30) remaining so as to surround the recess (9) is pushed by the element fixing tool. The wire detection element (10) is held so as to sandwich the wire, and the wire is connected to the n-plane electrode (3) without using a metal pin. As a result, X-rays are incident on the metal pin, and the characteristic X-rays of the elements constituting the metal pin generated in that portion are incident on the semiconductor detection element, so that an impurity line appears in the detected X-ray spectrum. Can solve the problem.
本発明の半導体X線検出素子によれば、円柱状の半導体タブレットの一方の底面の中央部分に円柱状の凹部を設け、その凹部の底面の中央部分にn面電極を設けているので、ドリフト層を厚くしても半導体タブレットのn面電極側の底面にまでドリフト層が広がることがなくなる。
本発明の半導体X線検出用センサによれば、凹部を取り巻くように残っているp型半導体タブレットの一方の底面を素子固定具で押して半導体X線検出素子を挟むように保持するので、金属製ピンを用いる必要がなくなり、例えばワイヤをn面電極に接続できるようになる。よって、X線が金属製ピンに入射し、その部分で発生した金属ピンを構成する元素の特性X線が逆に半導体検出素子に入射することにより、検出したX線スペクトルに不純線が出てしまう問題点を解消できる。
According to the semiconductor X-ray detection element of the present invention, since the cylindrical recess is provided in the central portion of one bottom surface of the cylindrical semiconductor tablet, and the n-plane electrode is provided in the central portion of the bottom surface of the recess, drift is caused. Even if the layer is thickened, the drift layer does not spread to the bottom surface of the semiconductor tablet on the n-plane electrode side.
According to the semiconductor X-ray detection sensor of the present invention, the one bottom surface of the p-type semiconductor tablet remaining so as to surround the recess is pushed by the element fixture and held so as to sandwich the semiconductor X-ray detection element. There is no need to use a pin, and for example, a wire can be connected to an n-plane electrode. Therefore, X-rays are incident on the metal pin, and the characteristic X-rays of the elements constituting the metal pin generated in that portion are incident on the semiconductor detection element, so that an impure line appears in the detected X-ray spectrum. Can be solved.
以下、図に示す実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the embodiments shown in the drawings. Note that the present invention is not limited thereby.
−実施例1−
図1は、実施例1に係る半導体X線検出素子10を示す断面図である。
この半導体X線検出素子10は、円柱状のp型半導体タブレット30の一方の底面の中央部分に設けられた円柱状の凹部9と、凹部9の底面の中央部分に設けられたn+層2およびn面電極3と、p型半導体タブレット30の中心部に形成された略円柱状のi層1と、i層1の周りを取り巻くp層5と、p型半導体タブレット30の一方の底面の中央部分に設けられたX線入射窓6と、X線入射窓6を取り巻く底面に形成されたp面リング電極4と、p型半導体タブレット30の一方の底面に形成されたp面電極7と、n面電極3の部分を除く凹部9の表面を覆う保護膜8とを具備している。
なお、5aは、凹部9を取り巻く底面であるリング状肩部である。また、5bは、リング状肩部5aに対向するリング状底部である。
Example 1
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor X-ray detection element 10 according to the first embodiment.
This semiconductor X-ray detection element 10 includes a
In addition, 5a is a ring-shaped shoulder part which is the bottom face surrounding the recessed
数値例を示すと、p型半導体タブレット30の直径は約10mmであり、p型半導体タブレット30の厚さは約4mmであり、凹部9の直径は約7mmであり、凹部9の深さは約1.1mmであり、n+層2およびn面電極3の直径は約1mmであり、X線入射窓6の直径は約7mmであり、X線入射窓6の深さは約0.1mmである。
As a numerical example, the diameter of the p-
図2は、半導体X線検出素子10を製造する過程を示すフロー図である。
ステップS1では、図3に示すごとき円柱体のp型半導体タブレット30の上面に、図4に示すごとき円柱状の凹部90を超音波加工で作る。凹部90の直径は約5.8mmであり、凹部90の深さは約0.5mmである。次いで、図5に示すように、弗硝酢酸でエッチングして凹部90の表面の超音波によるダメージ層を除去し、凹部9を形成する。エッチングして除去する深さを例えば約0.3mmとすると、凹部9の直径は約6.4mmになり、凹部9の深さは約0.8mmになる。なお、エッチングしたくない部分にはワックスなどを用いてマスクをしておく。
p型半導体タブレット30は、例えばp型Siウエハを半導体X線検出素子10の外形(タブレット)にくり抜き、両底面を鏡面研磨したものである。
FIG. 2 is a flowchart showing a process of manufacturing the semiconductor X-ray detection element 10.
In step S1, a cylindrical recess 90 as shown in FIG. 4 is formed on the upper surface of the cylindrical p-
The p-
ステップS2では、凹部9の表面にLiを真空蒸着し、Liを熱拡散させて、図6に示すようにn+層91を形成する。Li拡散の深さは約0.1mmである。その後、凹部9の表面に残った余分なLiを、弗硝酢酸でエッチングして、除去する。
In step S2, Li is vacuum-deposited on the surface of the
ステップS3では、凹部9の表面に例えばNiとAuを連続した真空蒸着により、図7に示すようにn面電極92を形成する。
In step S3, an n-plane electrode 92 is formed on the surface of the
ステップS4では、図8に示すように、凹部9の側面のn+層91およびn面電極92を超音波加工により除去し、さらに弗硝酢酸でエッチングして超音波によるダメージ層を除去する。弗硝酢酸によるエッチングは例えば10分間程度行う。エッチングして除去する深さを例えば約0.3mmとすると、凹部9の直径は約7mmになり、凹部9の深さは約1.1mmになる。
In step S4, as shown in FIG. 8, the n + layer 91 and the n-plane electrode 92 on the side surface of the
ステップS5では、温度を上げながら逆バイアスを加えてLiをドリフトさせ、図9に示すようにほぼ円柱状(球から平行な2面を切り取った形状)のi層93を形成する。i層93の周りにはp層5をドーナツ状に残す。
In step S5, a reverse bias is applied while the temperature is raised to cause Li to drift, thereby forming an i-layer 93 having a substantially cylindrical shape (a shape obtained by cutting two parallel surfaces from a sphere) as shown in FIG. The
ステップS6では、i層の露出面積が所望の面積になるようにp型半導体タブレット30の底面を研磨し、図10に示すようにi層1を形成する。例えば、i層の露出面積が20平方mmになるようにp型半導体タブレット30の底面を0.5mm程度研磨する。
In step S6, the bottom surface of the p-
ステップS7では、n+層91およびn面電極92の周縁部分を超音波加工および弗硝酢酸エッチングにより除去し、図11に示すように面積を小さくしたn+層2およびn面電極3を形成する。n+層2およびn面電極3の小さくした面積は例えば3平方mmとする。
In step S7, the peripheral portions of the n + layer 91 and the n-plane electrode 92 are removed by ultrasonic machining and fluorinated acetic acid etching to form the n + layer 2 and the n-
ステップS8では、図12に示すように、p型半導体タブレット30の底面にAuを真空蒸着し、p面電極94を形成する。
In step S8, as shown in FIG. 12, Au is vacuum-deposited on the bottom surface of the p-
ステップS9では、図13に示すように、例えばエッチングによりX線入射窓6を形成する。これにより、p面電極94は、p面リング電極4になる。
In step S9, as shown in FIG. 13, the
ステップS10では、図14に示すように、p型半導体タブレット30の底面にNiを真空蒸着し、p面電極7を形成する。
In step S10, Ni is vacuum-deposited on the bottom surface of the p-
ステップS11では、図15示すように、例えばシリコン系樹脂を塗布し、保護膜8を形成する。
In step S11, as shown in FIG. 15, for example, a silicon-based resin is applied to form the
実施例1の半導体X線検出素子10によれば、リング状肩部5aは、半導体タブレット30の他方の底面からn面電極3よりも段差をもって離れている。このため、i層1を厚くしてi層1がp型半導体タブレット30の半径方向へ広がっても、リング状肩部5aにまではi層1が広がらなくなる。
According to the semiconductor X-ray detection element 10 of the first embodiment, the ring-shaped shoulder 5 a is separated from the other bottom surface of the
−実施例2−
図16は、実施例2に係る半導体X線検出用センサ100の要部断面図である。
この半導体X線検出用センサ100は、実施例1に係る半導体X線検出素子1のリング状底部5bをBN素子ホルダ11に当接し、リング状肩部5aをBN素子固定具12で押して、BN素子固定具12に内蔵されている金属リング13によって挟むように半導体X線検出素子10を保持すると共に、n面電極3にAuワイヤ21を接続してFETチップ22への信号取出しを行った構成である。
-Example 2-
FIG. 16 is a cross-sectional view of main parts of a semiconductor X-ray detection sensor 100 according to the second embodiment.
In this semiconductor X-ray detection sensor 100, the ring-shaped bottom 5b of the semiconductor
実施例2に係る半導体X線検出用センサ100によれば、Auワイヤ21をn面電極3に接続し、金属製ピンを用いないので、X線が金属製ピンに入射し、その部分で発生した金属ピンを構成する元素の特性X線が逆に半導体検出素子に入射することにより、検出したX線スペクトルに不純線が出てしまう問題点を生じなくなる。また、Auワイヤ21を接続しうる最小の面積にまでn面電極3の面積を小さくできるため、分解能を向上可能になる。
According to the semiconductor X-ray detection sensor 100 according to the second embodiment, since the
−実施例3−
高純度・高抵抗Si結晶の円柱状のタブレットを用い、例えばボロンをタブレットの周面から拡散させてドーナツ状のp層5を形成し、p層5で囲むように円柱状のi層1を残してもよい。
-Example 3-
Using a cylindrical tablet of high purity and high resistance Si crystal, for example, boron is diffused from the peripheral surface of the tablet to form a donut-shaped
本発明の半導体X線検出素子および半導体X線検出用センサは、エネルギー分散型X線分析装置の検出器として利用することが出来る。 The semiconductor X-ray detection element and the semiconductor X-ray detection sensor of the present invention can be used as a detector of an energy dispersive X-ray analyzer.
1 i層
2 n+層
3 n面電極
4 p面リング電極
5 p層
5a リング状肩部
5b リング状底部
6 X線入射窓
7 p面電極
8 保護膜
9 凹部
10 半導体X線検出素子
11 BN素子ホルダ
12 BN素子固定具
13 金属リング
21 Auワイヤ
100 半導体X線検出用センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 i layer 2 n + layer 3 n surface electrode 4 p surface ring electrode 5 p layer 5a ring-shaped shoulder part 5b ring-shaped
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