(57)【要約】【課題】リーク電流の発生が抑制された放射線検出器を提供する。【解決手段】ｐ側電極２０と、ｐ側電極２０の上面に配置されたｐ型半導体層１１と、ｐ型半導体層１１を介してｐ側電極２０の上方に配置されたｉ層１２と、ｉ層１２の上面に配置されたｎ+半導体層１３と、ｎ+半導体層１３の上面に配置されたｎ側電極３０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｐ側電極と、
前記ｐ側電極の上面に配置されたｐ型半導体層と、
前記ｐ型半導体層を介して前記ｐ側電極の上方に配置された放射線有感領域と、
前記放射線有感領域の上面に配置されたｎ+半導体層と、
前記ｎ+半導体層の上面に配置されたｎ側電極と
を備えることを特徴とする放射線検出器。
【請求項２】
前記放射線有感領域が、半導体基板にリチウムをドリフトさせた領域であることを特徴とする請求項１に記載の放射線検出器。
【請求項３】
前記ｐ側電極と前記放射線有感領域とに挟まれた領域における前記ｐ型半導体層の膜厚が、５０μｍ〜１５０μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線検出器。
【請求項４】
前記ｐ型半導体層の抵抗率が１〜２ｋΩｃｍであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放射線検出器。
【請求項５】
前記ｎ+半導体層及び前記ｎ側電極を中心領域と前記中心領域を囲む周辺領域とに分割するように環形状に配置され、前記ｎ側電極と前記ｎ+半導体層を貫通して前記放射線有感領域に達するガードリング溝を更に備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の放射線検出器。
【請求項６】
前記ｎ側電極と前記ｎ+半導体層を貫通して前記放射線有感領域に達し、前記ｎ側電極と前記ｎ+半導体層を平面視で複数の領域に分割する直線状のセグメント溝を更に備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の放射線検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体積層体を有する放射線検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線、ガンマ線などの放射線を分析するために、種々の放射線検出器が用いられている。例えばＸ線の検出には、シリコン基板にリチウム（Ｌｉ）をドリフトさせた、ｐ型半導体層、ドリフト層（ｉ層）、高濃度ｎ型半導体層（ｎ+半導体層）を有するＳｉ（Ｌｉ）型検出器が用いられている。この放射線検出器では、ｉ層を挟んで配置されたｐ側電極とｎ側電極との間に逆電圧を印加することにより、放射線有感領域であるｉ層で吸収された放射線が電荷の形で取り出される。シリコン基板でのリチウムドリフトによって、放射線有感領域の厚い放射線検出器が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４３５６４４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ｐ側電極とｎ側電極との間に逆電圧を印加することによってリチウムドリフト層を流れるドリフト電流により、リーク電流が増大する。リーク電流はノイズの原因となり、放射線検出器の分解能が劣化してしまう。分解能の低下は、検出された放射線のエネルギーの特定が困難になるという観点などから、許容できない。また、リーク電流は温度とともに上昇する傾向があるため、比較的高温（マイナス数十度程度）での放射線検出の場合にリーク電流が特に問題となる。
【０００５】
上記問題点に鑑み、本発明は、リーク電流の発生が抑制された放射線検出器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、ｐ側電極と、ｐ側電極の上面に配置されたｐ型半導体層と、ｐ型半導体層を介してｐ側電極の上方に配置された放射線有感領域と、放射線有感領域の上面に配置されたｎ+半導体層と、ｎ+半導体層の上面に配置されたｎ側電極とを備える放射線検出器が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、リーク電流の発生が抑制された放射線検出器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る放射線検出器の構成を示す模式図であり、図１（ａ）は平面図であり、図１（ｂ）はＩ−Ｉ方向に沿った断面図である。
【図２】比較例の放射線検出器の構成を示す模式的な断面図である。
【図３】放射線検出器の積層構造を示す模式図であり、図３（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る放射線検出器の積層構造を示す模式的な断面図であり、図３（ｂ）は比較例の放射線検出器の積層構造を示す模式的な断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る放射線検出器と比較例の放射線検出器のリーク電流を示すグラフである。
【図５】リーク電流の測定に使用した本発明の第１の実施形態に係る放射線検出器の構成を示す模式的な断面図である。
【図６】リーク電流の測定に使用した比較例の放射線検出器の構成を示す模式的な断面図である。
【図７】ダイオードの電流電圧特性を示すグラフである。
【図８】シリコン膜に入射したＸ線の透過率を示すグラフである。
【図９】本発明の実施形態に係る放射線検出器の製造方法を説明するための模式的な断面図である（その１）。
【図１０】本発明の実施形態に係る放射線検出器の製造方法を説明するための模式的な断面図である（その２）。
【図１１】本発明の実施形態に係る放射線検出器の製造方法を説明するための模式的な断面図である（その３）。
【図１２】本発明の実施形態に係る放射線検出器の製造方法を説明するための模式的な断面図である（その４）。
【図１３】リチウムドリフトによりｉ層を形成した構造を示す断面写真である（その１）。
【図１４】リチウムドリフトによりｉ層を形成した構造を示す断面写真である（その２）。
【図１５】リチウムドリフトによりｉ層を形成した構造を示す断面写真である（その３）。
【図１６】本発明の第２の実施形態に係る放射線検出器の構造を示す模式図であり、図１６（ａ）は平面図であり、図１６（ｂ）は図１６（ａ）のＸＶＩ−ＸＶＩ方向に沿った断面図である。
【図１７】本発明の第３の実施形態に係る放射線検出器の構造を示す模式図であり、図１７（ａ）は平面図であり、図１７（ｂ）は図１７（ａ）のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ方向に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、以下に示す実施形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置を例示するものである。この発明の実施形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１０】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る放射線検出器は、図１に示すように、ｐ側電極２０と、ｐ側電極２０の上面に配置されたｐ型半導体層１１と、ｐ型半導体層１１を介してｐ側電極２０の上方に配置された、放射線有感領域であるｉ層１２と、ｉ層１２の上面に配置されたｎ+半導体層１３と、ｎ+半導体層１３の上面に配置されたｎ側電極３０とを備える。ｐ型半導体層１１は、ｐ側電極２０とｉ層１２との間に薄く一様に配置されている。ｐ型半導体層１１の膜厚ｔは５０μｍ〜１５０μｍ程度であり、放射線検出器の全体の厚みは２．５ｍｍ程度である。
【００１１】
ｎ+半導体層１３は、シリコン基板にリチウムを拡散してリチウム拡散層を形成した高濃度ｎ+層である。また、ｉ層１２は、シリコン基板にリチウムをドリフトして形成されたリチウムドリフト層である。このように、図１に示す放射線検出器は、ｐ型半導体層１１、ｉ層１２及びｎ+半導体層１３が積層された半導体積層体１０を有する、ｐｉｎ構造のＳｉ（Ｌｉ）型検出器である。ｐ型半導体層１１とｐ側電極２０の境界で形成されるショットキー障壁をできるだけ低くするように、ｐ型半導体層１１の抵抗率は低く設定され、例えば１〜２ｋΩｃｍ程度である。例えば、ｐ型半導体層１１として、ｐ型のシリコン基板のリチウムがドリフトされた領域の残余の領域を使用する。
【００１２】
ｐ側電極２０側或いはｎ側電極３０側から入射した放射線がｉ層１２で吸収される。ここで、ｎ側電極３０とｐ側電極２０との間に高電圧を逆方向に印加することにより、ｉ層１２で吸収された放射線は、電子と正孔として電荷の形でｐ側電極２０とｎ側電極３０で取り出される。このように、放射線検出器に照射された放射線のエネルギーが、電気信号に変換される。
【００１３】
なお、図１に示した放射線検出器はトップハット型であり、ｎ側電極３０、ｎ+半導体層１３及びｎ+半導体層１３から連続的に構成されるｉ層１２の大部分の上部構造物の外縁部が、ｐ型半導体層１１やｐ側電極２０の外縁部よりも内側に位置する。
【００１４】
上記のように、図１に示した放射線検出器は、放射線有感領域がリチウムドリフト層である。これに対し、放射線有感領域として母材の高純度高抵抗のシリコン基板をそのまま使用する場合もある。しかし、放射線有感領域として空乏層が容易に広がるような均一性を持った高純度高抵抗で膜厚の厚いシリコン結晶を製造することは難しい。このため、一般的にはシリコン結晶をそのまま使用した放射線検出器の厚みは数百μｍである。
【００１５】
しかし、数ｋｅＶから数十ｋｅＶのエネルギー範囲のＸ線を検出する放射線検出器などでは、検出感度を上げるために放射線有感領域であるｉ層１２が厚いことが好ましい。
【００１６】
このため、高純度シリコン基板に予めボロン（Ｂ）などのｐ型不純物を添加したｐ型のシリコン基板を母材とし、シリコン基板にリチウムをドリフトさせるリチウムドリフトを使用して、厚い放射線有感領域を持った放射線検出器が製造される。例えば、リチウムドリフトにより、シリコン基板のボロンをリチウムで補償し、見かけ上の真性半導体となる高抵抗基板を作り出せる。このように、例えば数ｍｍの厚みのシリコン基板の内部でリチウムをドリフトさせることにより、膜厚の厚い高抵抗の真性半導体基板を作り出すことができる。
【００１７】
図１に示した放射線検出器は、ｐ側電極２０とｉ層１２が直接に接触する図２に示した比較例の放射線検出器に比べて、リーク電流を抑制することができる。これは、以下に説明するように、ｐ側電極２０とｉ層１２との間にｐ型半導体層１１が介在するためである。
【００１８】
図２に示した比較例は、半導体積層体１０の下面の中央領域にｉ層１２が露出し、ｉ層１２の下部の側面がｐ型半導体層１１に接続している。そして、半導体積層体１０の下面の周辺領域で、ｉ層１２を囲んでｐ型半導体層１１が半導体積層体１０の下面で露出している。ｐ側電極２０は、ｐ型半導体層１１の下面及びｉ層１２の下面に連続して配置されている。このように、比較例の放射線検出器では、ｐ側電極２０がｉ層１２と直接に接触している。そして、ｉ層１２の上面にｎ+半導体層１３が配置され、ｎ側電極３０がｎ+半導体層１３の上面に配置されている。
【００１９】
図１に示した放射線検出器は、図３（ａ）に示すように、ｎ+半導体層１３、ｉ層１２及びｐ型半導体層１１を積層した積層構造である。一方、比較例の放射線検出器は、図３（ｂ）に示すように、ｎ+半導体層１３とｉ層１２を積層した積層構造である。
【００２０】
図３（ａ）に示した第１の実施形態に係る放射線検出器の積層構造における逆電圧印加時のリーク電流Ｉ１と、図３（ｂ）に示した比較例の放射線検出器の積層構造における逆電圧印加時のリーク電流Ｉ２を、図４に示す。なお、測定温度は４０℃である。図４に示すように、リーク電流Ｉ２は、リーク電流Ｉ１の１００倍程度の大きさである。つまり、ｎ+半導体層１３とｉ層１２によって構成される積層構造よりも、ｎ+半導体層１３、ｉ層１２及びｐ型半導体層１１によって構成される積層構造の方が、リーク電流を減少させることができる。
【００２１】
なお、図４に示したリーク電流Ｉ１は図５に示す構造を用いて取得し、リーク電流Ｉ２は図６に示す構造を用いて取得した。即ち、図５及び図６に示すように、図４に示したデータは、ｐ側電極２０を形成していない構造を用いて取得されたものである。これは、以下の理由による。
【００２２】
リチウムドリフトでは、シリコン基板の一方の主面を拡散面としてリチウムを拡散し、拡散面の保護と拡散面の全面を同電位にするために、拡散面に金属電極が蒸着される。シリコン基板は、通常、抵抗率が１〜２ｋΩのものが使用される。このため、リチウムドリフトにおいて、シリコン基板に僅かながら電流が流れる。また、ｐ面表面がリチウムドリフトを行う装置の金属板全体と接触していることもあり、シリコン基板のｐ側に金属電極は必要とならないのである。したがって、図４に示したデータは、ｐ側電極２０の有無に関係なく、図１に示した放射線検出器と比較例の放射線検出器のリーク電流の大小を比較したものである。
【００２３】
図４から、ｐ型半導体層１１、ｉ層１２、ｎ+半導体層１３の積層構造では、ｉ層１２とｎ+半導体層１３の積層構造よりも、リーク電流が抑制されることが確認された。
【００２４】
リチウムドリフトでは、リチウムイオンがシリコンの格子内を移動することにより、シリコン基板の内部に欠陥が発生する。このため、欠陥の生じたシリコン基板に逆電圧をかけたときに、欠陥に起因する電流（以下において「発生電流」という。）が発生する。また、逆電圧を印加することにより、積層構造の内部に電界が生じ、この電界よるキャリアの移動によってドリフト電流が流れる。
【００２５】
比較例のようにｎ+半導体層１３とｉ層１２のみの積層構造では、発生電流とドリフト電流が、リーク電流の主体である。リーク電流はノイズの原因となり、放射線検出器の分解能の劣化を招く。
【００２６】
これに対し、ｐ型半導体層１１がｉ層１２とｐ側電極２０との間に配置された図１に示す放射線検出器では、逆電圧を印加したときに発生するドリフト電流がｐ側電極２０に流入することが、ｐ型半導体層１１によって抑制される。このため、図１に示した放射線検出器では、リーク電流が低減される。
【００２７】
また、リチウムドリフトによって形成されるｉ層１２は、抵抗率が数十ｋΩｃｍ以上の高抵抗領域である。このため、比較例のようにｉ層１２をｐ側電極２０と直接に接触させると、ｉ層１２とｐ側電極２０の境界に高いショットキー障壁が形成され、ｐ側電極２０はショットキー電極になる。ここで、図７に、通常の半導体接合された整流ダイオードの電流電圧特性Ｃ１と、ショットキーダイオードの電流電圧特性Ｃ２を示す。電流電圧特性Ｃ２では、順方向電圧ＶＦの立ち上がりが小さく、逆バイアス時の電流ＩＲのリーク電流が大きい。図２の比較例のｐ側電極２０はショットキー電極であり、それ自体のリーク電流が大きいことがわかる。
【００２８】
ところで、一般的に、Ｓｉ（Ｌｉ）型検出器は、０．２ｋｅＶ程度の低エネルギーから数十ｋｅＶの比較的高エネルギーのＸ線を検出するために使用される。
【００２９】
高エネルギーのＸ線に対する感度を上げるためには、放射線有感領域を厚くして収集効率を高くする必要がある。Ｓｉ（Ｌｉ）型検出器では、シリコン基板にリチウムをドリフトし、シリコン基板に添加されたｐ型不純物をリチウムで補償する。これにより、数ｍｍの厚みの放射線有感領域を形成し、高エネルギーＸ線に対する感度を上げることができる。
【００３０】
一方、低エネルギーのＸ線に対する収集効率を高くして感度を上げるためには、Ｘ線の入射面にＸ線を透過させにくい不感層を有さない構造とすることで対処している。例えば、ｐ側電極２０とｉ層１２とを直接に接触させる構造を採用する。
【００３１】
図８に、３種類のエネルギーのＸ線について、Ｘ線がシリコン膜に入射した場合の透過率を計算した結果を示す。５．９ｋｅＶの低エネルギーＸ線のＭｎ−Ｋα線は、２０μｍの厚みのシリコン膜によって吸収されることで、半分の強度になる。しかし、図８に示すように、２０ｋｅＶのＲｈ−Ｋα線や２３ｋｅＶのＣｄ−Ｋα線は、シリコン膜に対する透過率が高い。即ち、Ｘ線のエネルギーが２０ｋｅＶ以上になると、１００μｍ程度の厚みのシリコン膜を、９０％以上のＸ線が吸収されずに透過する。
【００３２】
加速器や宇宙線計測などで検出するＸ線は比較的高エネルギーであることから、１０％程度の吸収効率の悪化は重要ではなく、高温動作におけるリーク電流の大きさの方が重要である。このため、図１に示すようにｐ側電極２０とｉ層１２との間にｐ型半導体層１１が１００μｍ程度の膜厚で存在しても、感度の低下は重要な問題とならない。
【００３３】
しかしながら、ｐ型半導体層１１の膜厚ｔが厚すぎると、ｐ型半導体層１１を透過できない放射線の比率が増大して感度が低下する。一方、ｐ型半導体層１１の膜厚ｔが薄すぎると、ｐ側電極２０に流入するドリフト電流を抑制する効果が低下するおそれがある。例えば、ｐ型半導体層１１の膜厚ｔを薄くしすぎた場合に、ｐ型半導体層１１の膜厚に不均一な部分が生じて、ｉ層１２とｐ側電極２０とが接触するおそれがある。本発明者らが検討を重ねた結果、ｐ側電極２０とｉ層１２とに挟まれた領域におけるｐ型半導体層１１の膜厚ｔは、５０μｍ〜１５０μｍ程度であることが好ましい。
【００３４】
なお、リーク電流は温度とともに増大する傾向がある。このため、高エネルギーＸ線やガンマ線などの放射線を検出する場合などにマイナス数十度程度の比較的高温の環境で使用される放射線検出器のリーク電流は、液体窒素温度で使用する場合よりも大きい。したがって、図１に示す放射線検出器は、比較的高温の環境での放射線検出のために、特に好適に使用することができる。
【００３５】
以上に説明したように、本発明の第１の実施形態に係る放射線検出器では、ｐ側電極２０とｉ層１２との間に、ｐ型半導体層１１が介在している。このため、放射線を検出するためにｐ側電極２０とｎ側電極３０の間に逆電圧を印加した場合に流れるドリフト電流が、ｐ側電極２０に流入することが抑制される。その結果、リーク電流が減少する。したがって、図１に示した放射線検出器によれば、リーク電流の発生が抑制され、高い分解能が得られる。
【００３６】
以下に、図面を参照して、図１に示した放射線検出器の製造方法の例を説明する。なお、以下に述べる放射線検出器の製造方法は一例であり、この変形例を含めて、これ以外の種々の製造方法により実現可能であることはもちろんである。
【００３７】
まず、図９に示すように、ｐ型のシリコン基板１００の上面にリチウム膜２００を真空蒸着法などによって成膜する。このとき、基板温度を２００℃〜４００℃に設定することにより、リチウムがシリコン基板１００の表面から内部に拡散される。これにより、ｎ+半導体層１３が形成される。ｎ+半導体層１３の厚みは、例えば１００μｍ〜３００μｍである。
【００３８】
ｎ+半導体層１３が形成されたシリコン基板１００を室温まで冷却した後、シリコン基板１００の表面のダメージ層と、余分なリチウム膜２００を除去する。例えば、シリコン基板１００の表面を弗硝酢酸（例えば、弗酸１６．７％、硝酸６６．６％、酢酸１６．７％の混酸）でエッチングする。その後、水洗により混酸を洗い流す。
【００３９】
次いで、図１０に示すように、ｎ側電極３０をｎ+半導体層１３上に成膜する。例えば、真空蒸着法によって、Ａｕ膜をｎ+半導体層１３の上面に蒸着する。
【００４０】
次に、トップハット型にするための加工を行う。即ち、図１１に示すように、ｎ側電極３０、ｎ+半導体層１３及びシリコン基板１００の上部の一部について、外周領域を超音波研削加工などによって除去する。
【００４１】
その後、ｎ+半導体層１３とシリコン基板１００の底面との間に逆バイアスを印加してリチウムをドリフトさせ、ｉ層１２を形成する。このとき、図１２に示すように、シリコン基板１００の下面までリチウムがドリフトされないように、ｉ層１２を形成する。これにより、ｉ層１２の下方に、ｐ型半導体層１１としてシリコン基板１００の一部が残される。
【００４２】
次いで、ｐ型半導体層１１の下面に、ｐ側電極２０を形成する。ｐ側電極２０には、例えばニッケル（Ｎｉ）膜／金（Ａｕ）膜を使用する。これにより、図１に示した放射線検出器が完成する。
【００４３】
図１３〜図１５に、シリコン基板に、ｐ型半導体層１１を一様に薄く残すようにリチウムをドリフトしてｉ層１２を形成した構造の例を示す。図１３は図１に示した半導体積層体１０の右側の構造、図１４は中央の構造、図１５は左側の構造を、それぞれ示す。シリコン基板１００にリチウムを供給する高温状態のリチウム蒸着と拡散、リチウムドリフト時の温度と印加電圧の設定値の制御により、リチウムがドリフトされずに残されるｐ型半導体層１１の膜厚ｔを調整することができる。既に述べたように、ｐ型半導体層１１の膜厚ｔは、５０μｍ〜１５０μｍ程度が好ましい。
【００４４】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る放射線検出器は、図１６に示すように、ｎ側電極３０及びｎ+半導体層１３の外縁部にガードリング溝５０を形成したガードリング構造を有する点が、図１と異なる。その他の構成については、図１に示した放射線検出器と同様である。
【００４５】
図１６に示した放射線検出器では、環形状のガードリング溝５０によって、ｎ側電極３０及びｎ+半導体層１３が、平面視で、ガードリング溝５０の内側の円形状の中心領域と、ガードリング溝５０の外側の環形状の周辺領域とに分割されている。ガードリング溝５０の内側の中心領域において、放射線が検出される。
【００４６】
ガードリング溝５０は、ｎ側電極３０の表面から延伸して、ｎ側電極３０及びｎ+半導体層１３を貫通してｉ層１２の表面に達する。ガードリング構造を採用することにより、表面リーク電流を抑制できる。ガードリング溝５０の幅は、１ｍｍ程度である。また、ｎ+半導体層１３の厚みが１００μｍ〜３００μｍ程度の場合、ｎ+半導体層１３を貫通するのに十分な深さであるように、ガードリング溝５０のｎ側電極３０の表面からの深さは３００μｍ以上である。
【００４７】
ガードリング溝５０は、例えば、円環形状の雄型の研削刃をｎ側電極３０の上面に接触させた状態で超音波振動させる超音波研削加工によって形成される。例えば、図１２を参照して説明したｉ層１２を形成する工程の後、ガードリング溝５０を形成する。
【００４８】
本発明の第２の実施形態に係る放射線検出器によれば、ｐ側電極２０とｉ層１２との間にｐ型半導体層１１を配置することによってリーク電流の発生を抑制し、且つ表面リーク電流を抑制することができる。他は、第１の実施形態と実質的に同様であり、重複した記載を省略する。
【００４９】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る放射線検出器は、図１７に示すように、直線状のセグメント溝６０によって、検出領域を平面視で複数の領域に分割している。このようにｎ側電極３０及びｎ+半導体層１３を分割した構造を、「セグメント構造」という。セグメント溝６０は、ｎ側電極３０の表面から、ｎ側電極３０及びｎ+半導体層１３を貫通してｉ層１２の表面に達する。
【００５０】
なお、図１７は、ガードリング構造を有する放射線検出器をセグメント構造にした例である。図１７に示した例では、ガードリング溝５０で囲まれた検出領域が、セグメント溝６０によって、第１の分割検出領域４１、第２の分割検出領域４２、第３の分割検出領域４３及び第４の分割検出領域４４の４つの検出領域に分割される例を示した。しかし、検出領域の分割の仕方は上記に限られないことはもちろんである。
【００５１】
セグメント構造の放射線検出器では、同一の分割検出領域に配置されたｎ側電極３０及びｎ+半導体層１３は互いに電気的に接続されるが、異なる分割検出領域に配置されたｎ側電極３０及びｎ+半導体層１３は、セグメント溝６０によって分離されている。このため、放射線がどの分割検出領域で吸収されたかを特定することができる。これにより、図１７に示した放射線検出器は、位置センサとして機能する。
【００５２】
セグメント溝６０の幅は、１ｍｍ程度である。また、厚みが１００μｍ〜３００μｍ程度のｎ+半導体層１３を貫通するために、セグメント溝６０のｎ側電極３０の表面からの深さは、３００μｍ以上である。
【００５３】
セグメント溝６０は、例えば、ガードリング溝５０と同様に、超音波研削加工によって形成される。例えば、ガードリング溝５０を形成した後にセグメント溝６０を形成する。或いは、セグメント溝６０を形成した後にガードリング溝５０を形成してもよい。
【００５４】
本発明の第３の実施形態に係る放射線検出器によれば、ｐ側電極２０とｉ層１２との間にｐ型半導体層１１を配置することによってリーク電流の発生を抑制し、且つ放射線が吸収された検出領域の位置を特定できる。更に、セグメント構造にガードリング構造を組み合わせた場合には、表面リーク電流を抑制することもできる。
【００５５】
（その他の実施形態）
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００５６】
既に述べた実施形態の説明においては放射線検出器がトップハット型である場合を例示的に説明したが、放射線検出器の形状はトップハット型に限られない。ただし、ｐ側電極２０とｎ側電極３０との間に高電圧が印加されるので、耐圧を向上させるために、検出領域がメサ形状であることが好ましい。
【００５７】
また、上記ではシリコン基板にｐ型半導体層１１、ｉ層１２及びｎ+半導体層１３を形成した放射線検出器の例を示した。シリコン基板を用いた放射線検出器は、Ｘ線検出などに使用される。一方、ガンマ線の検出には、ガリウム基板を用いた放射線検出器が使用される。このように、検出対象の放射線の種類に応じて、放射線検出器の母材は適時選択される。
【００５８】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことはもちろんである。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００５９】
１０…半導体積層体
１１…ｐ型半導体層
１２…ｉ層
１３…ｎ+半導体層
２０…ｐ側電極
３０…ｎ側電極
５０…ガードリング溝
６０…セグメント溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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