(57)【要約】  ＳｉＣを用いた放射線検出器において、放射線有感層となるＳｉＣ結晶内全体に電界がかかる構造とし、放射線有感層で発生した電気信号の減少を抑えて放射線を検出する。  炭化珪素からなり、放射線の入射によって電子正孔対を生成する放射線有感層と、前記放射線有感層の第１主面で接し、少なくとも前記放射線有感層と接する領域において第１不純物濃度を有する第１半導体領域と、前記第１主面と反対側の第２主面で接し、少なくとも前記放射線有感層と接する領域において第２不純物濃度を有する第２半導体領域と、前記第１半導体領域と接続する第１電極と、前記第２半導体領域と接続する第２電極と、を備え、前記第１主面を境として、前記第１半導体領域と隣接する前記放射線有感層内の不純物濃度が前記第１不純物濃度と不連続であり、前記第２主面を境として、前記第２半導体領域と隣接する前記放射線有感層内の不純物濃度が前記第２不純物濃度と不連続であり、前記放射線有感層が動作時の電圧において深さ方向全体に電界がかかっている。
2016143156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化珪素からなり、放射線の入射によって電子正孔対を生成する放射線有感層と、
前記放射線有感層の第１主面で接し、少なくとも前記放射線有感層と接する領域において第１不純物濃度を有する第１半導体領域と、
前記第１主面と反対側の第２主面で接し、少なくとも前記放射線有感層と接する領域において第２不純物濃度を有する第２半導体領域と、
前記第１半導体領域と接続する第１電極と、
前記第２半導体領域と接続する第２電極と、を備え、
前記第１主面を境として、前記第１半導体領域と隣接する前記放射線有感層内の不純物濃度が前記第１不純物濃度と不連続であり、
前記第２主面を境として、前記第２半導体領域と隣接する前記放射線有感層内の不純物濃度が前記第２不純物濃度と不連続であり、
前記放射線有感層が動作時の電圧において深さ方向全体に電界がかかっていることを特徴とする放射線検出器。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線検出器において、
前記第１半導体領域が第１導電型を有し、前記第２半導体領域が前記第１導電型と反対の第２導電型を有することを特徴とする放射線検出器。
【請求項３】
請求項１に記載の放射線検出器において、
前記放射線有感層が第１導電型の第３不純物濃度を有する半導体であることを特徴とする放射線検出器。
【請求項４】
請求項３に記載の放射線検出器において、
前記第３不純物濃度は前記第１不純物濃度よりも低いことを特徴とする放射線検出器。
【請求項５】
請求項４に記載の放射線検出器において、
前記第１半導体領域が第１導電型の炭化珪素基板であり、
前記放射線有感層が第１導電型のエピタキシャル成長層であり、
前記第２半導体領域が第２導電型のエピタキシャル成長層であることを特徴とする放射線検出器。
【請求項６】
請求項２に記載の放射線検出器において、
前記放射線有感層が半絶縁性の炭化珪素基板であり、
前記第１半導体領域が第１導電型のエピタキシャル成長層であり、
前記第２半導体領域が第２導電型のエピタキシャル成長層であることを特徴とする放射線検出器。
【請求項７】
請求項６に記載の放射線検出器において、
前記半絶縁性の炭化珪素基板が１×１０５Ωｃｍ以上の抵抗率を有することを特徴とする放射線検出器。
【請求項８】
請求項１に記載の放射線検出器において、
前記第１半導体領域と前記第２半導体領域の少なくともどちらか一方に各導電型と同一極性となる不純物をイオン注入によって添加し、前記イオン注入によって添加する不純物の注入深さは前記第１半導体領域もしくは前記第２半導体領域の厚さよりも浅いことを特徴とする放射線検出器。
【請求項９】
請求項１に記載の放射線検出器において、
前記動作時の電圧が、１０００Ｖ以下であることを特徴とする放射線検出器。
【請求項１０】
請求項５に記載の放射線検出器において、
前記放射線有感層の不純物濃度Ｎと厚さＷとが、不純物濃度Ｎと厚さＷとの関係を示す図に於いて、次の数式１と、炭化珪素の形成可能不純物濃度の下限である２．８×１０１３ｃｍ−３と、放射線検出に必要な厚さの下限である３０μｍとで囲まれた範囲内にあることを特徴とする放射線検出器。
【数１】
2016143156.tif 000004
ここで、Ｖは動作電圧、ｑは素電荷、εは比誘電率、ε０は真空の誘電率を示す。
【請求項１１】
請求項１の放射線検出器と、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を加える高圧電源と、を備える放射線検出装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の放射線検出装置において、更に、
検出電流から波高の分布を測定する波高分析装置を備える放射線検出装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の放射線検出器において、
前記第１電極は不透明電極であり、
前記第２電極は不透明電極であり、
前記第１半導体領域は前記第１電極に覆われ、
前記第２半導体領域は前記第２電極に覆われていることを特徴とする放射線検出器。
【請求項１４】
炭化珪素の放射線有感層と、
前記放射線有感層の第１主面で接し、少なくとも前記放射線有感層と接する領域において第１不純物濃度を有する第１半導体領域と、
前記第１主面と反対側の第２主面で接し、少なくとも前記放射線有感層と接する領域において第２不純物濃度を有する第２半導体領域と、
前記第１半導体領域を覆う第１不透明電極と、
前記第２半導体領域を覆う第２不透明電極と、を備え、
前記第１主面を境として、前記第１半導体領域と隣接する前記放射線有感層内の不純物濃度が前記第１不純物濃度と不連続であり、
前記第２主面を境として、前記第２半導体領域と隣接する前記放射線有感層内の不純物濃度が前記第２不純物濃度と不連続であることを特徴とする放射線検出器。
【請求項１５】
請求項１４の放射線検出器と、前記第１不透明電極と前記第２不透明電極との間に電圧を加える高圧電源と、を備える放射線検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化珪素を用いた放射線検出器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
入射した放射線のエネルギー分析が可能な放射線検出器において、従来、主として使用されているのはシンチレータと光電子増倍管を組み合わせたものであるが、近年、γ線等の放射線を検出する放射線検出器として、ＣｄＴｅ（テルル化カドミウム）やＧａＡｓ（ガリウム砒素）等の半導体結晶によって放射線検出器を構成する半導体放射線検出技術が注目されている。半導体放射線検出器は、前記半導体結晶とその両面に形成された電極とを備えており、前記電極間に直流電圧を印加することで、Ｘ線やγ線などの放射線が半導体結晶内に入射したときに、放射線と半導体結晶との相互作用で発生する電荷を前記電極から電気信号として取り出す。半導体放射線検出器はシンチレータを使ったものよりもエネルギー分解能が高く、小型化が可能であるなどの特徴がある。【０００３】
半導体放射線検出器は、放射線有感層に入射した放射線によって発生する電荷を電気信号として検出するため、前記直流電圧の印加によって流れるリーク電流が大きいとノイズとなり、検出特性が劣化するという問題がある。特に、石油や天然ガスなどの地下資源探査の用途で使用する場合、周辺温度が１００℃を超えることから、高温環境下でもリーク電流の小さい半導体放射線検出器が求められている。また、検出信号は、放射線有感層の体積に依存するため、実用上０．１ｃｍ２程度かそれ以上の面積と３０〜５０μｍ程度かそれ以上の厚さが必要となる。このため、プロセス欠陥やゴミの影響を受けやすいショットキー接合よりも、基板内部に接合を形成するｐｎ接合の方が適している。【０００４】
炭化珪素半導体（ＳｉＣ）は、バンドギャップが３ｅＶ程度と大きいことから、ＳｉＣで形成したｐｎダイオードでは、例えば１７５℃のような高温環境下においてもリーク電流を小さく抑えることが可能である（非特許文献１）。また、厚いｎ−エピタキシャル層（１００μｍ、不純物濃度２×１０１４ｃｍ−３）を有するＰｉＮダイオードを放射線検出器として適用できることも知られている（非特許文献２）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ａｈｍｅｄ  Ｅｌａｓｓｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｓｔａｔｉｃ  ａｎｄ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ６．５−ｋＶ  １００−Ａ  ＳｉＣ  Ｂｉｐｏｌａｒ  ＰｉＮ  Ｄｉｏｄｅ  Ｍｏｄｕｌｅｓ”，  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｉｎｄｕｓｔｒｙ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，  Ｖｏｌ．５０，  ６０９−６１９，  ２０１４．
【非特許文献２】Ｂｅｒｎａｒｄ  Ｆ．  Ｐｈｌｉｐｓ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅ  ＰｉＮ  Ｄｉｏｄｅｓ  ａｓ  Ｒａｄｉａｔｉｏｎ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒｓ”，  ＩＥＥＥ  Ｎｕｃｌｅａｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  Ｒｅｃｏｒｄ，  ２００５，  １２３６−１２３９．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＳｉＣは絶縁破壊電界強度が高く、不純物濃度を高く設定できることから同一耐圧でもＳｉ（シリコン）半導体と比べて低抵抗素子が作製可能であるなど、パワー半導体として有利な特徴を持っている。一方で、放射線検出器の用途で用いる場合、例えば１０００Ｖ程度の印加電圧において、放射線有感層となる３０〜５０μｍ程度かそれ以上の厚さのｎ−エピタキシャル層全体に空乏層が広がることはなく、ｎ−エピタキシャル層全体に電界はかからないため、検出される電気信号が減少してしまうという課題があった。【０００７】
本発明は、ＳｉＣを用いた放射線検出器において、放射線有感層となるＳｉＣ結晶内全体に電界がかかる構造とし、放射線有感層で発生した電気信号の減少を抑えて放射線を検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、動作時の電圧において放射線有感層となるＳｉＣ結晶内全体に電界がかかる構造とする。【０００９】
本発明の代表的な放射線検出器の一例を挙げるならば、炭化珪素からなり、放射線の入射によって電子正孔対を生成する放射線有感層と、前記放射線有感層の第１主面で接し、少なくとも前記放射線有感層と接する領域において第１不純物濃度を有する第１半導体領域と、前記第１主面と反対側の第２主面で接し、少なくとも前記放射線有感層と接する領域において第２不純物濃度を有する第２半導体領域と、前記第１半導体領域と接続する第１電極と、前記第２半導体領域と接続する第２電極と、を備え、前記第１主面を境として、前記第１半導体領域と隣接する前記放射線有感層内の不純物濃度が前記第１不純物濃度と不連続であり、前記第２主面を境として、前記第２半導体領域と隣接する前記放射線有感層内の不純物濃度が前記第２不純物濃度と不連続であり、前記放射線有感層が動作時の電圧において深さ方向全体に電界がかかっていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の放射線検出器は、動作時の電圧において放射線有感層となるＳｉＣ結晶内全体に電界がかかる構造としているため、放射線有感層で発生した電気信号の減少を抑えて放射線を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１における放射線検出器の断面構造を示す説明図である。
【図２】本発明の実施の形態１における放射線検出器の製造工程の一例を示す、製造工程中の断面構造説明図である。
【図３】図２に続く放射線検出器の製造工程中の断面構造説明図である。
【図４】図３に続く放射線検出器の製造工程中の断面構造説明図である。
【図５】本発明の実施の形態１における放射線検出器の製造工程の他の一例を示す、製造工程中の断面構造説明図である。
【図６】図５に続く放射線検出器の製造工程中の断面構造説明図である。
【図７】本発明の実施の形態１における他の放射線検出器の断面構造を示す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態２における放射線検出器の断面構造を示す説明図である。
【図９】本発明の実施の形態１における、不純物濃度と厚さの関係を示す説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態１における放射線検出器を用いた放射線検出装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。特に異なる実施の形態間で機能が対応するものについては、形状、不純物濃度や結晶性等で違いがあっても同じ符号を付すこととする。又、断面図では放射線検出器の主要部分のみを示しており、通常検出器の周辺に形成されている電界集中緩和構造などの周辺部分は省略されている。又、説明の便宜上、ｎ型半導体基板を用いた例のみ説明するが、ｐ型半導体基板を用いた場合であっても、本発明に含まれる。この場合には、ｎ型をｐ型と、ｐ型をｎ型と読み替えればよい。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における放射線検出器の断面構造を示す説明図である。本実施の形態１による放射線検出器は、第１導電型（ｎ型）の高不純物濃度（ｎ＋）ＳｉＣ基板１上に形成される第１導電型の低不純物濃度（ｎ−）ＳｉＣ放射線有感層２と、第２導電型（ｐ型）の高不純物濃度（ｐ＋）半導体領域３と、ｐ＋半導体領域３表面に設けられた第１電極４と、ｎ＋ＳｉＣ基板１裏面に設けられた第２電極５とを備えているｐｎ接合を有する放射線検出器である。さらに、この放射線検出器には、第１電極４と比べて第２電極５に高い電圧が動作時にかかっており、ｎ−ＳｉＣ放射線有感層２の深さ方向全体に空乏層が広がって電界がかかっている。
【００１４】
図２から図４は、本実施の形態１の製造工程の一例を示す、製造工程中の断面構造説明図である。
【００１５】
まず、図２に示すようにｎ＋ＳｉＣ基板１上に低不純物濃度のｎ−ＳｉＣ放射線有感層２を、ｎ−ＳｉＣ放射線有感層２上にｐ＋半導体領域３をエピタキシャル成長で形成したＳｉＣ基板を準備する。
【００１６】
ｎ＋ＳｉＣ基板１の不純物濃度は、１×１０１８〜１×１０１９ｃｍ−３程度の範囲が用いられる。ＳｉＣ基板の主面は（０００１）面、（０００−１）面、（１１−２０）面などがよく用いられるが、本願発明は、ＳｉＣ基板のこれらの主面の選択によらず、その効果を奏することが出来る。
【００１７】
ｎ＋ＳｉＣ基板１上のｎ−ＳｉＣ放射線有感層２の仕様としては、動作時の電圧で深さ方向全体に空乏層が広がる濃度と膜厚に設定していれば良いが、動作電圧を実用上適している１０００Ｖ以下と設定すると、不純物濃度Ｎは基板と同一の導電型で３×１０１３〜１．２×１０１５ｃｍ−３程度の範囲で、厚さＷは３０〜２００μｍ程度の範囲で設定する。不純物濃度Ｎと厚さＷ、動作電圧Ｖの関係は、ｎ−ＳｉＣ放射線有感層２の不純物濃度と比べてｐ＋半導体領域３が十分に高不純物濃度である場合、下記の数式１で示される。
【００１８】
【数１】
2016143156.tif 000003
【００１９】
数式１において、ｑは素電荷、εは比誘電率、ε０は真空の誘電率を示す。
【００２０】
不純物濃度Ｎと厚さＷの関係を図９に示す。図９の曲線は、各不純物濃度に対して１０００Ｖでパンチスルーする厚さを示している。ｎ−ＳｉＣ放射線有感層２の濃度はｐ＋半導体領域３と比べて大幅に低いことから、空乏層はｎ−ＳｉＣ放射線有感層２のみに広がると仮定している。また、１０００Ｖは内蔵電位よりも十分に大きいため、空乏層は動作時にかける電圧（ここでは１０００Ｖ）のみで広がると仮定している。１０００Ｖで動作する場合、上述の曲線と、ｎ−ＳｉＣの形成可能濃度の下限（ここでは２．８×１０１３ｃｍ−３）と、放射線検出に必要な厚さの下限（ここでは３０μｍ）に囲まれた範囲の中で、不純物濃度Ｎと厚さＷを設定すれば良い。
【００２１】
次に、図３に示すように、ｐ＋半導体領域３表面にニッケル（Ｎｉ）やチタン（Ｔｉ）といった、ＳｉＣと反応してシリサイドを形成する金属４’をスパッタリング法で堆積した後、シリサイド化アニールを行い、ｐ＋半導体領域３表面に第１電極４を形成する。
【００２２】
次に、図４に示すように、ｎ＋ＳｉＣ基板１裏面にＮｉやＴｉなどのＳｉＣと反応してシリサイドを形成する金属５’をスパッタリング法で堆積した後、シリサイド化アニールを行い、ｎ＋ＳｉＣ基板１裏面に第２電極５を形成することで、図１に示した本願発明の放射線検出器の主要部分が完成する。ここで、第１電極４および第２電極５は、不透明電極である。また、図１に示すように、第１電極４はｐ＋半導体領域３を覆い、第２電極５はｎ＋ＳｉＣ基板１を覆っている。このように放射線検出器の両面を不透明電極で覆うことにより、放射線検出器の内部に迷光が入ることを抑制することができ、Ｘ線やγ線などの放射線の検出の際のノイズを抑制することができる。
【００２３】
図１０に、本実施の形態１における放射線検出器を用いた放射線検出装置を示すブロック図の一例を示す。高圧電源１１により放射線検出器９のｎ＋ＳｉＣ基板１裏面側に形成された第２電極５をｐ＋半導体領域３表面側に形成された第１電極４よりも高電位とすることで、ｎ−ＳｉＣ放射線有感層２内に電界がかかり空乏層が広がる。この時、ｎ−ＳｉＣ放射線有感層２全体に空乏層が広がるように動作電圧を設定する。ｎ−ＳｉＣ放射線有感層２内に放射線が入射されると、放射線と半導体の相互作用により多数の電子正孔対を生成し、電界によって電子と正孔はそれぞれの電極に収集されることから、パルス状の検出電流が流れる。検出電流はプリアンプ１２、メインアンプ１３で増幅された後、多重波高分析装置１４によって波高の分布として測定される。測定された波高分布をもとに、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）などの解析装置１５を用いてピークエネルギー解析を行い、放射線の核種やその量を評価することができる。
【００２４】
本実施の形態１では、ｐ＋半導体領域３表面やｎ＋ＳｉＣ基板１裏面に対して直接シリサイドを形成したが、半導体層と電極間の接触抵抗を低減するために、各半導体層と同じ極性となる不純物をイオン注入法で添加しても良い。ｐ＋半導体領域３に対しては、ｐ型ドーパントとして通常用いられるＡｌ（アルミ）やＢ（ホウ素）を添加する。例えば、ドーパントとしてＡｌを用い、加速エネルギーを変えた多段で注入を行い、表面付近の不純物濃度が１×１０２０ｃｍ−３程度、ｐ＋半導体領域３の不純物濃度と比べて高不純物濃度となる領域深さが０．３μｍ程度となるように添加する。ｐ＋半導体領域３と第１電極４間の接触抵抗が低減するのであれば特に添加の条件は限らないが、添加不純物の侵入深さがｐ＋半導体領域３の厚さよりも浅くなるように行う。これにより、添加不純物の浸入によりｎ−ＳｉＣ放射線有感層２へダメージが与えられることを防ぐことができ、キャリアの消失による感度低下を防ぐことができる。ｎ＋ＳｉＣ基板１に対しては、ｎ型ドーパントとして通常用いられるＮ（窒素）やＰ（リン）を添加する。例えば、ドーパントとしてＮを用い、加速エネルギーを変えた多段で注入を行い、表面付近の不純物濃度が１×１０２０ｃｍ−３程度、ｎ＋ＳｉＣ基板１の不純物濃度と比べて高不純物濃度となる領域深さが０．５μｍ程度となるように添加する。ｎ＋ＳｉＣ基板１と第２電極５間の接触抵抗が低減するのであれば特に添加の条件は限らないが、添加不純物の侵入深さがｎ＋ＳｉＣ基板１の厚さよりも浅くなるように行う。これにより、添加不純物の浸入によりｎ−ＳｉＣ放射線有感層２へダメージが与えられることを防ぐことができ、キャリアの消失による感度低下を防ぐことができる。
【００２５】
また、ｐ＋半導体領域３やｎ＋ＳｉＣ基板１に不純物を添加する際、一部の領域に限定して行っても良い。この場合、図５に示すように、通例のリソグラフィとマスク材６を用いて、所定の領域が開口したパターンを形成した後、ｐ＋半導体領域３に対してｐ＋不純物３’を添加する。マスク材６としては、ＳｉＯ２、窒化シリコン、多結晶シリコン膜やレジスト材料で、イオン注入時のマスクとなる材料であれば良い。ここではマスク材６としてＳｉＯ２を用いる。同様に、図６に示すように、通例のリソグラフィとマスク材６を用いて、所定の領域が開口したパターンを形成した後、ｎ＋ＳｉＣ基板１に対してｎ＋不純物１’を添加する。また、不純物を添加する工程は、ｎ＋ＳｉＣ基板１を先に行い、その後ｐ＋半導体領域３に行っても良い。こうして不純物を添加した後は、通常行われる添加不純物の活性化アニールを行い、その後図７に示すように、第１電極４と第２電極５を形成する工程を行えば良い。
【００２６】
また、本実施の形態１では、ＳｉＣと反応してシリサイドを形成する金属４’および５’をスパッタリング法で堆積した後、シリサイド化アニールを行い、第１電極４および第２電極５を形成したが、第１電極４および第２電極５の上にさらに、ＡｌやＡｕなどの電極材を堆積しても良い。
【００２７】
また、本実施の形態１では、すぐに裏面および表面の電極形成を行ったが、酸化処理と酸化膜除去処理を行い、ｐ＋半導体領域３やｎ＋ＳｉＣ基板１の表面に入っているダメージ層を除去する犠牲酸化工程を行ってもよい。
【００２８】
また、本実施の形態１では、すぐに裏面および表面の電極形成を行ったが、ｐ＋半導体領域３の表面にＣＶＤ法でＳｉＯ２などの表面保護膜を形成し、ｐ＋半導体領域３の表面を保護しても良い。この場合、表面保護膜を形成した後、第１電極４を形成する領域のみ開口するように加工する。
【００２９】
本実施の形態によれば、炭化珪素からなり、放射線の入射によって電子正孔対を生成する放射線有感層と、前記放射線有感層の第１主面で接し、少なくとも前記放射線有感層と接する領域において第１不純物濃度を有する第１導電型の第１半導体領域と、前記第１主面と反対側の第２主面で接し、少なくとも前記放射線有感層と接する領域において第２不純物濃度を有する第２導電型の第２半導体領域と、前記第１半導体領域と接続する第１電極と、前記第２半導体領域と接続する第２電極と、を備え、前記放射線検出層が第１導電型の半導体である放射線検出器であって、前記第１主面を境として、前記第１半導体領域と隣接する前記放射線有感層内の不純物濃度が前記第１不純物濃度と不連続であり、前記第２主面を境として、前記第２半導体領域と隣接する前記放射線有感層内の不純物濃度が前記第２不純物濃度と不連続であり、前記放射線有感層が動作時の電圧において深さ方向全体に電界がかかっているので、放射線有感層で発生した電気信号の減少を抑えて放射線を検出することができる。
【００３０】
（実施の形態２）
図８に、本発明の実施の形態２における放射線検出器の断面構造を示す。実施の形態２は、放射線有感層として半絶縁性ＳｉＣ基板を用いるものである。
【００３１】
実施の形態１で示した図１との違いは、放射線有感層が抵抗率１×１０５Ωｃｍ２以上の半絶縁性ＳｉＣ基板７であり、半絶縁性ＳｉＣ基板７上面にｐ＋半導体領域３を、半絶縁性ＳｉＣ基板７の裏面にｎ＋半導体領域８を有している点である。すなわち、１００〜５００μｍ程度の厚さの半絶縁性ＳｉＣ基板７上にｐ＋半導体領域３をエピタキシャル成長で形成し、半絶縁性ＳｉＣ基板７の裏面上にｎ＋半導体領域８をエピタキシャル成長で形成したＳｉＣ基板を準備する。そして、ｐ＋半導体領域３上に第１電極４を、ｎ＋半導体領域８上に第２電極５を形成する。放射線有感層が半絶縁性ＳｉＣ基板７であるため、１０００Ｖ以下の動作時の電圧で放射線有感層全体に電界がかかる。また、第１電極４と第２電極５はエピタキシャル成長層に対して形成するため、放射線有感層に不純物添加などのダメージが入ることはなく、その効果は、本質的に実施の形態１と同様である。
【００３２】
本実施の形態によれば、炭化珪素からなり、放射線の入射によって電子正孔対を生成する放射線有感層と、前記放射線有感層の第１主面で接し、少なくとも前記放射線有感層と接する領域において第１不純物濃度を有する第１導電型の第１半導体領域と、前記第１主面と反対側の第２主面で接し、少なくとも前記放射線有感層と接する領域において第２不純物濃度を有する第２導電型の第２半導体領域と、前記第１半導体領域と接続する第１電極と、前記第２半導体領域と接続する第２電極と、を備え、前記放射線有感層が半絶縁性の炭化珪素基板である放射線検出器であって、前記第１主面を境として、前記第１半導体領域と隣接する前記放射線有感層内の不純物濃度が前記第１不純物濃度と不連続であり、前記第２主面を境として、前記第２半導体領域と隣接する前記放射線有感層内の不純物濃度が前記第２不純物濃度と不連続であり、前記放射線有感層が動作時の電圧において深さ方向全体に電界がかかっているので、放射線有感層で発生した電気信号の減少を抑えて放射線を検出することができる。
【００３３】
以上、本発明について実施の形態１〜２を用いて説明した。実施の形態２では、実施の形態１を用いて説明した追加の不純物添加などの手法についても適用できる。
【符号の説明】
【００３４】
１  ｎ＋ＳｉＣ基板
１’  ｎ＋不純物
２  ｎ−ＳｉＣ放射線有感層
３  ｐ＋半導体領域
３’  ｐ＋不純物
４  第１電極
４’  金属
５  第２電極
５’  金属
６  マスク材
７  半絶縁性ＳｉＣ基板
８  ｎ＋半導体領域
９  放射線検出器
１１  高圧電源
１２  プリアンプ
１３  メインアンプ
１４  多重波高分析装置
１５  解析装置
【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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【国際調査報告】
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