(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＮ接合部分を有するドリフト型シリコン放射線検出器の製造方法であって、
第１導電型の半導体基板を洗浄する洗浄過程と、
前記半導体基板を酸素雰囲気内で加熱して、前記半導体基板の第１の主面と、前記第１の主面とは反対側の第２の主面とに酸化膜を形成する、酸化過程と、
前記酸化膜のうち拡散部分を除去する、第１のフォトプロセス過程と、
前記半導体基板の前記第１の主面のうち前記酸化膜の前記拡散部分が除去されたことにより露出された部分に、前記第１導電型の第１の不純物からなるとともに、円形の中央部分と、当該円形の中央部分と同中心に形成された環状部分とからなる第１の拡散層を形成する、第１拡散過程と、
前記第１の拡散層を覆う第２の酸化膜を形成する第２の酸化過程と、
前記半導体基板の前記第２の主面のうち前記酸化膜の前記拡散部分が除去されたことにより露出された部分に、前記第１導電型とは相異なる第２導電型の第２の不純物からなる第２の拡散層を形成する、第２拡散過程と、
前記第２の酸化膜のうち前記第１の拡散層に対応する部分を除去する、第２のフォトプロセス過程と、
前記第１の拡散層および前記第２の酸化膜を覆うドリフト用の電極を形成する過程と、
前記第２の拡散層を前記第１の主面に向けてドリフトさせて、前記第２の拡散層から前記第１の拡散層まで延在する前記第２導電型のドリフト領域を形成する、ドリフト過程であって、前記ドリフト領域と前記第１の拡散層との境界にはＰＮ接合が形成されるとともに、ガードリング構造が形成されている、前記ドリフト過程と
を有することを特徴とするドリフト型シリコン放射線検出器の製造方法。
【請求項２】
ＰＮ接合部分を有するドリフト型シリコン放射線検出器の製造方法であって、
第１導電型の半導体基板を洗浄する洗浄過程と、
前記半導体基板を酸素雰囲気内で加熱して、前記半導体基板の第１の主面と、前記第１の主面とは反対側の第２の主面とに酸化膜を形成する、酸化過程と、
前記酸化膜のうち拡散部分を除去する、第１のフォトプロセス過程と、
前記半導体基板の前記第１の主面のうち前記酸化膜の前記拡散部分が除去されたことにより露出された部分に、前記第１導電型の第１の不純物からなるとともに、複数のストライプ状の部分からなる第１の拡散層を形成する、第１拡散過程と、
前記第１の拡散層を覆う第２の酸化膜を形成する第２の酸化過程と、
前記半導体基板の前記第２の主面のうち前記酸化膜の前記拡散部分が除去されたことにより露出された部分に、前記第１導電型とは相異なる第２導電型の第２の不純物からなる第２の拡散層を形成する、第２拡散過程と、
前記第２の酸化膜のうち前記第１の拡散層に対応する部分を除去する、第２のフォトプロセス過程と、
前記第１の拡散層および前記第２の酸化膜を覆うドリフト用の電極を形成する過程と、
前記第２の拡散層を前記第１の主面に向けてドリフトさせて、前記第２の拡散層から前記第１の拡散層まで延在する前記第２導電型のドリフト領域を形成する、ドリフト過程であって、前記ドリフト領域と前記第１の拡散層との境界にはストライプ状のＰＮ接合が形成されている、前記ドリフト過程と
を有することを特徴とするドリフト型シリコン放射線検出器の製造方法。
【請求項３】
前記第１の不純物が、硼素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、タリウム（Ｔｉ）のいずれかからなり、
前記第２の不純物が、リチウム（Ｌｉ）、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の不純物が、硼素（Ｂ）からなり、
前記第２の不純物が、リチウム（Ｌｉ）からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記ドリフト過程が、以下の式により求められる時間ｔに亘って行われ、
Ｗ＝（２×μＶｔ）1/2
ここで、Ｗはドリフト領域の幅[ｃｍ]、μは前記第２の不純物の移動度[ｃｍ2 ]、Ｖは逆バイアス電圧[Ｖ]、ｔはドリフト時間[秒]を、各々、表している、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコン放射線検出器の製造方法に関し、より詳しくは、ＰＮ接合部分を有するドリフト型シリコン放射線検出器の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のシリコン放射線検出器の製造方法は、図１に描かれているように、以下の過程を有するものであった。
（１）シリコンウエハ１の洗浄（図２Ａ）
（２）不純物拡散（図２Ｂ）
（３）不純物ドリフト（図２Ｃ）
（４）研磨仕上げ（不純物拡散層とは反対の面の研磨仕上げ）（図２Ｄ）
（５）金属の蒸着（表面障壁を形成する）（図２Ｅ）
（６）接着（マウント）
（７）電極蒸着
上記過程（３）の不純物のドリフトにおいて、ウエハの中央部に比べウエハの周縁部でのドリフト速度が高いために、周縁部で不純物４（図２Ｃ）がウエハの反対側の面に達したときには、中央部では、依然として不純物がウエハの反対側の面に達していない。
【０００３】
ドリフトの妨げとなる不純物（リン、等）や欠陥は、ウエハの外周部に比べ中心部に多いために、ドリフト速度はウエハの外周部で比較的高くなる。ウエハの中心部に不純物や欠陥が多い理由は、結晶成長時、液体から固体になるとき、一般に不純物や欠陥が後で固まる部分に追いやられるので、切り出した１ウエハに着目すると、外周部よりも後で固まったと考えられる中心部分に不純物や欠陥が多くなるということである。
【０００４】
ドリフト法は、Ｓｉ中のＰ型不純物Ｂによる正孔を、Ｎ型不純物Ｌｉによる電子で補償し、中性領域を作ってゆくものである。そのため、Ｌｉの進む速度は、Ｂ濃度と関係する。Ｓｉ基板は、Ｂ不純物をドープされたＰ型だが、後で拡散されるＢ領域は、基板より３桁ほど多い高濃度層になっている。そのため、後に拡散されたＢ領域にドリフトされたＬｉが達すると、その部分では、Ｌｉ補償に相当の時間がかかり、停止しているように見える。
【０００５】
このため、上記過程（４）の研磨仕上げをして、中央部の不純物のドリフト層が現れるまでウエハの反対側の面を研磨（図２Ｄ）して、反対側の面全体にドリフトされた不純物４（図２Ｄ）が現れているようにしなければならない。
【０００６】
このような従来の方法には、以下の様な問題点があった。
（ア）不純物のドリフトが終了したのちに研磨仕上げを必要とする。
（イ）不純物のドリフトの後に、表面障壁を形成するための金属の蒸着する過程（５）を必要とする。この金属を蒸着する過程は、蒸着される金属を高温（５００℃以上）で処理する。これに対して、既に形成された不純物ドリフト層は、１５０℃程度の温度で、不純物拡散層をドリフトさせて形成されたものなので、このような高温度の蒸着過程により、破壊されるおそれがある。
（ウ）このような従来の方法で製造されたドリフト型シリコン検出器では、表面障壁型ダイオードが形成されることになるので、周囲環境（圧力変化、湿度、埃など）に影響され易く、特性の劣化を起こしやすい。表面障壁型では、電極金属とＳｉとの間でダイオード特性を決定しているので、周囲環境（圧力、湿度、埃、など）に弱い。例えば、電極金属に傷などついた場合、表面障壁型は、完全に劣化してしまう。
（エ）ウエハを形成するシリコン基材内の不純物分布の不均一性により、不純物のドリフト速度が、不均一となり、大口径（直径３インチ以上）で厚い（５ｍｍ以上）の検出器を製作するのは困難である。厚い検出器が必要とされる理由として、次の様なことがあげられる。即ち、検出器の厚みにより、ノイズの原因となる電気容量を小さくできるので、検出器としての性能が向上するということである。その理由は、電気容量Ｃと検出器の厚みｄとの間には、以下の式で与えられる関係がある。
【０００７】
Ｃ  ＝  εsε0Ｓ／ｄ
ここで、εsはシリコンの比誘電率、ε0は真空中の誘電率、Ｓは検出器の面積を、各々表している。特に、大面積検出器では、この厚みが重要な要素となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の従来の製造方法により製造された、シリコン放射線検出器の問題点、及び製造方法の難点を解決するために、ＰＮ接合型ダイオードを形成し、劣悪な環境にも強い厚みのあるシリコン放射線検出器を製造することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明では、ＰＮ接合部分を有するドリフト型シリコン放射線検出器の製造方法であって、第１導電型の半導体基板を洗浄する洗浄過程と、前記半導体基板を酸素雰囲気内で加熱して、前記半導体基板の第１の主面と、前記第１の主面とは反対側の第２の主面とに酸化膜を形成する、酸化過程と、前記酸化膜のうち拡散部分を除去する、第１のフォトプロセス過程と、前記半導体基板の前記第１の主面のうち前記酸化膜の前記拡散部分が除去されたことにより露出された部分に、前記第１導電型の第１の不純物からなるとともに、円形の中央部分と、当該円形の中央部分と同中心に形成された環状部分とからなる第１の拡散層を形成する、第１拡散過程と、前記第１の拡散層を覆う第２の酸化膜を形成する第２の酸化過程と、前記半導体基板の前記第２の主面のうち前記酸化膜の前記拡散部分が除去されたことにより露出された部分に、前記第１導電型とは相異なる第２導電型の第２の不純物からなる第２の拡散層を形成する、第２拡散過程と、前記第２の酸化膜のうち前記第１の拡散層に対応する部分を除去する、第２のフォトプロセス過程と、前記第１の拡散層および前記第２の酸化膜を覆うドリフト用の電極を形成する過程と、前記第２の拡散層を前記第１の主面に向けてドリフトさせて、前記第２の拡散層から前記第１の拡散層まで延在する前記第２導電型のドリフト領域を形成する、ドリフト過程であって、前記ドリフト領域と前記第１の拡散層との境界にはＰＮ接合が形成されるとともに、ガードリング構造が形成されている、前記ドリフト過程とを有することを特徴とするドリフト型シリコン放射線検出器の製造方法が提供される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図３に例示されているように、本件出願のシリコン放射線検出器の製造方法は、以下の過程を有するものである。
（１）シリコンウエハの洗浄
（２）酸化
（３）フォトプロセス
（４）第１の不純物の拡散（図４Ｂ）
（５）第２の不純物の拡散（図４Ｃ）
（６）第２の不純物のドリフト（図４Ｄ）
（７）研磨
（８）表面処理
（９）接着（マウント）
（１０）電極蒸着
以下に、本発明の製造方法について、具体例をあげながら説明する。
【００１１】
本発明の製造方法で使用された素材シリコンウエハの具体例の性能諸元は、以下のようなものである。
結晶製法    ＦＺ法
結晶方位    ＜１１１＞又は＜１００＞
ドープ剤    Ｂ（硼素）
抵抗率      １００Ω・ｃｍ（から３０００Ω・ｃｍ）
キャリアライフタイム    １ミリ秒以上
転位密度    １０００／ｃｍ2以下
Ｐ（隣）濃度    ５×１０12以下
Ｏ（酸素）濃度    １×１０16以下
表面仕上げ    ラッピング又は片面ミラー仕上げ
この具体例では、第１の不純物として硼素（Ｂ）、第２の不純物としてリチウム（Ｌｉ）を用いた。第１の不純物としては、Ｐ型不純物（アクセプタ）である、硼素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、タリウム（Ｔｉ）が、第２の不純物としては、Ｎ型不純物（ドナー）である、リチウム（Ｌｉ）、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）が、各々、用いられても良い。
（１）洗浄過程
最初に、ウエハを、アセトン及びメタノールで超音波洗浄又は煮沸洗浄する、有機溶剤洗浄が行われる。次にウエハを王水で煮沸洗浄する。次に、ウエハを、純水又は脱イオン水（１５ＭΩ・ｃｍ以上）で、流水洗浄する。最後に、エッチング液（例えば、１ＨＦ：２ＨＮＯ3：１ＣＨ3ＣＯＯＨ）により、ウエハの表面の破砕層を溶かして除去する。
（２）酸化過程
ウエハを純酸素中で８５０℃で（６００℃から９００℃までで）７時間に亘って加熱し、膜厚約５０００オングストロームのＳｉＯ2膜を形成する。
（３）フォトプロセス（ＰＥＰ）過程
後の拡散過程で用いられる拡散部分に形成されているＳｉＯ2膜を除去する。拡散過程ではウエハ全体を加熱するので、拡散させたくない場所を酸化膜で覆う必要がある。
（４）Ｂ（硼素）拡散過程
ＰＢＦ（Poly Boron Film）を拡散部分に塗布し、８５０℃で（６００℃から９００℃までで）２４時間に亘って加熱し、拡散の深さが０．４μｍ（０．２μｍ以上）のＢ拡散層２（図４Ｂ）を形成する。
（５）Ｌｉ（リチウム）拡散過程
Ｂ拡散層が形成された表面（以下、「ウエハの主面」という）とは反対のウエハの表面（以下、「ウエハの反対面」という）に、真空中（１×１０-4Ｔｏｒｒ以下）で、４５０℃（４００℃から５００℃まで）で、６分間（３分間から１５分間まで）に亘って加熱して、拡散の深さが０．３ｍｍから０．７ｍｍまでのリチウム拡散層３（図４Ｃ）を形成する。
（６）Ｌｉ（リチウム）ドリフト過程
まず、ウエハ内に形成されたＰＮ接合ダイオードの逆方向特性が良好になるように、即ち、リーク電流が減少するように、Ｌｉ拡散層３（図４Ｄ）の形成された表面（Ｌｉ側端面）をメサエッチング又は溝加工し、次に、電圧１０００Ｖ／ｃｍ（５００Ｖ／ｃｍから２０００Ｖ／ｃｍまで）で、温度１３０±２０℃で、以下の式で定められる時間ｔに亘って、ドリフト処理を行なう（図４Ｄ）。
【００１２】
Ｗ＝（２×μＶｔ）1/2  （式１）
ここで、Ｗはドリフト領域の幅[ｃｍ]、μはリチウムの移動度[ｃｍ2／Ｖ・秒]、Ｖは逆バイアス電圧[Ｖ]、ｔはドリフト時間[秒]を、各々、表している。
【００１３】
このように、式１から求められるドリフト時間ｔに亘るドリフト処理が終了すると、Ｌｉのドリフトされた部分（Ｌｉドリフト層）がウエハの半径方向に沿った断面全体で、既に形成されているＢ拡散層と接し、このＬｉドリフト層４（図４Ｄ）とＢ拡散層２（図４Ｄ）との間にＰＮ接合が形成される。
（７）研磨過程
透過型検出器を製作する場合には、Ｌｉドリフト過程の後に、研磨過程が行われて、Ｌｉ拡散層が完全に除去される。透過型のものを全空乏層検出器と称し、放射線のエネルギー損失と、その時に作る電荷量を検出するために使用される。また、透過型でないものは、部分空乏層検出器として使用される。
（８）表面処理過程
最初に、ウエハを純水又は脱イオン水（１５ＭΩ・ｃｍ）で流水洗浄する、純水洗浄が行われる。次に、ウエハをアセトン及びメタノールで超音波洗浄又は煮沸洗浄する、有機溶剤洗浄が行われる。次に、ウエハを王水で煮沸洗浄する、王水洗浄が行われる。次に、ウエハを純水又は脱イオン水１５ＭΩ・ｃｍ）で流水洗浄する、２度目の純水洗浄が行われる。最後に、エッチング液（例えば１ＨＦ：３ＨＮＯ3）を用いて、研磨面及び側面（Ｂ拡散層が形成された面以外の全ての面）をエッチングする。
（９）接着（マウント）過程
ウエハ１（図５Ａ、図５Ｂ）を、ガラスエポキシ、アクリル、セラミックなどの絶縁物６（図５Ａ、図５Ｂ）に、絶縁性接着剤で接着する。
（１０）蒸着過程
真空蒸着により、ウエハの主面と反対面の両方に、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ａｌなどの金属を蒸着して、金属電極を形成する。
【００１４】
上記の本発明の製造方法で製造されたシリコン放射線検出器の仕様及び特性評価の結果を、以下に示す。
【００１５】
仕様
形状    直径１４６ｍｍ  厚さ１０ｍｍ
有効直径  １１４ｍｍ以上
有効厚さ  ６０００μｍ±２００μｍ
有感領域内厚さ均一性  ±１０μｍ以内（全面積の９５％以上の部分）
全空乏化電圧  ６００Ｖ
耐電圧  ８００Ｖ
リーク電流  １５０μＡ以下（６００Ｖ，２５℃）
電極  側面取り出し
特性評価の結果
シリコン放射線検出器の電圧・電流特性は、図６に示すものとなった。特性評価試験での最小の電圧５０Ｖでの電流は、およそ２１μＡであり、最大の電圧３５０Ｖでの電流は、およそ３８μＡであった。
【００１６】
シリコン放射線検出器の電圧・容量特性は、図７に示すものとなった。バイアス電圧によらず、容量がほぼ一定となっている。これは、ドリフト層の抵抗率が非常に高いためバイアス電圧によって空乏層が大きく拡がることはないことを表している。
【００１７】
ドリフト層の抵抗率が高いということは、キャリア濃度が低いということで、低い電圧で空乏層がより拡がるということである。この空乏層の厚さが、検出器の有効厚さ（この部分に放射線が飛び込んだ時に信号として検出されることになる）になるので、キャリア濃度が低いほど、容易に厚い検出器が形成できる。ボロン層は、０．５μｍ程度、リチウムドリフト層は、数ｍｍ程度であり、ボロン層は不感層である放射線入射窓となるので、できるだけ薄いほうが好ましく、リチウムドリフト層は有感部分なので、できるだけ厚いほうが好ましい。また、ボロン側に空乏層が拡がると、ブレークダウンを起こしてしまうので、キャリア濃度を高くして、空乏層がボロン層内に拡がらない様にしている。
【００１８】
シリコン放射線検出器のα線分解能を求めるために行われた測定結果を表す測定スペクトルのグラフを図８に示す。グラフの横軸は、チャンネルを表し、このチャンネルはα線のエネルギーに対応し、縦軸は、カウント数を表し、このカウント数は各チャンネル（エネルギー）のα線が、検出器によって検出されたカウント数を表している。
【００１９】
分解能は、カウント数が最大となるチャンネルで、カウント数が最大値の１／２となるチャンネル幅を除算した値で与えられる。この分解能の値が小さいほど、性能の良い検出器であるとされている。
【００２０】
図８の測定結果から、カウント数は３７８．７チャンネル（５．５ＭｅＶ）で最大となり、カウント数が最大値の１／２の値となるチャンネル幅は７．４３チャンネル（１０８ｋｅＶ）となることが測定された。従って、この検出器の分解能は、１０８ｋｅＶ／５．５ＭｅＶ＝０．０１９６＝１．９６％となった。
【００２１】
この分解能の値を大きくする原因の１つとして、α線粒子の検出器内でのゆらぎがある。そして、この検出器内部のゆらぎの大きな要因として、検出器の表面の表面不感層の存在による、粒子の散乱がある。この表面不感層は、第２の不純物のドリフト層が、第１の不純物の拡散層に達していない場合に形成される。５．５ＭｅＶのα線は、シリコン中で３０μｍ程度までしか透過しないので、このような不感層が形成されていた場合、分解能の値が大きなものとなってしまう。本発明で製作された検出器では、分解能の値は、１．９６％と、十分に良好な値なので、上述した表面不感層は形成されていないことが分かる。
【００２２】
図８の測定スペクトルうち、パルサーは、測定系のノイズを表すもので、検出器から出力信号を増幅するプリアンプに直接疑似信号を入力した場合のスペクトルを表している。
【００２３】
シリコン放射線検出器のα線飽和特性を図９に示す。この特性評価試験は、α線のシリコン基材中での飛程が３０μｍ程度なので、入射部にどの程度の不感部分（ドリフト層が到達していない部分に相当する）が存在するを調べるために行われた。
【００２４】
次に、図１０、図１１、及び図１２を参照しながら、本発明の第２実施例について説明する。
【００２５】
図１０は、本発明の第２実施例の製造法の過程を表すフローチャートである。シリコンウエハの洗浄過程及び酸化過程は、図３に示された実施例と等しい。フォトプロセス１では、第一の不純物の拡散層が形成されるシリコン基材１の表面即ちウエハの主面のＳｉＯ2膜のうち形成されるＢ拡散層に対応する部分が除去される。次に第一の不純物の拡散過程が実行されて、図１１Ｂ及び図１２に示された円形の中央部分２ａのＢ拡散層と、中央部分と同中心の環状部分２ｂの拡散層とが形成される。
【００２６】
つぎに、ＳｉＯ2膜の形成過程では、ウエハの主面全体に亘ってＳｉＯ2膜７が形成される。それに続き第二の不純物の拡散過程では、ウエハの反対面にＬｉ拡散層３が形成される（図１１Ｃ）。
【００２７】
フォトプロセス２では、ＳｉＯ2膜７のうちＢ拡散層２ａ及び２ｂが形成されていない主面を覆う部分が残されて、ＳｉＯ2膜７の他の部分が除去される（図１１Ｄ）。
【００２８】
次の第二の不純物のドリフト過程では、ドリフト処理が行われて、図１１Ｅに示したＬｉドリフト層が形成される。この第二の不純物のドリフト過程では、図１１Ｅに示した金電極８がドリフト用の電極として用いられる。この金電極８は、フォトプロセス２の終了後、この第二の不純物のドリフト過程が開始される前に真空蒸着により形成される。
【００２９】
図１２は、本発明の第２実施例によって製造された検出器の平面図（図１２Ａ）と側断面図（図１２Ｂ）である。図１２Ａでは、図面を明瞭にするために、金電極８を省略しているが、実際には、中央部分２ａと環状部分２ｂとを覆うようにして円形の金電極８が形成されている。環状部分２ｂは、ガードリングとして働き、検出器が使用されているときのリーク電流を防止する機能を有する。
【００３０】
その後に実行される研磨過程、表面処理過程、接着（マウント）過程は、図３に示された実施例と等しい。電極蒸着過程では、金電極８が形成された主面とは反対の反対面にのみ電極が形成される。
【００３１】
次に、図１３、図１４、及び図１５を参照しながら、本発明の第３実施例について説明する。
【００３２】
図１３は、本発明の第３実施例の製造法の過程を表すフローチャートである。シリコンウエハの洗浄過程及び酸化過程は、図３に示された実施例と等しい。フォトプロセス１では、第一の不純物の拡散層が形成されるシリコン基材１の表面即ちウエハの主面のＳｉＯ2膜のうち形成されるＢ拡散層に対応する部分が除去される。次に第一の不純物の拡散過程が実行されて、図１４Ｂ及び図１５に示されたストライプ状のＢ拡散層２ｃが形成される。
【００３３】
つぎに、ＳｉＯ2膜の形成過程では、ウエハの主面全体に亘ってＳｉＯ2膜７が形成される。それに続き第二の不純物の拡散過程では、ウエハの反対面にＬｉ拡散層３が形成される（図１４Ｃ）。
【００３４】
フォトプロセス２では、ＳｉＯ2膜７のうちストライプ状のＢ拡散層２ｃが形成されていない主面を覆う部分が残されて、ＳｉＯ2膜７の他の部分が除去される（図１４Ｄ）。
【００３５】
次の第二の不純物のドリフト過程では、ドリフト処理が行われて、図１４Ｅに示したＬｉドリフト層が形成される。この第二の不純物のドリフト過程では、図１４Ｅに示した金電極８がドリフト用の電極として用いられる。この金電極８は、フォトプロセス２の終了後、この第二の不純物のドリフト過程が開始される前に形成される。
【００３６】
図１５は、本発明の第３実施例によって製造された検出器の平面図（図１５Ａ）と側断面図（図１５Ｂ）である。図１５Ａでは、図面を明瞭にするために、金電極８を省略してしるが、実際には、ストライプ状のＢ拡散層２ｃに対応する形状の金電極が形成されている。
【００３７】
その後に実行される研磨過程、表面処理過程、及び接着（マウント）過程は、図３に示された実施例と等しい。電極蒸着過程では、一次元の位置検出器を製造する場合は、主面に形成された金電極をストライプ状のＢ拡散層に対応する形状とする処理が行われ、反対面には全体に亘って電極が形成される。また、二次元の位置検出器を製造する場合には、反対面には、主面のストライプ状の電極と直交するストライプ状の電極が形成される。
【００３８】
本発明の第２実施例及び第３実施例の方法で、ＳｉＯ2膜の形成過程が実行される理由について説明する。
【００３９】
第３の実施例のように、ストライプ状のＢ拡散層を形成した場合、ストライプ状のＢ拡散層の間のシリコン基材の部分では、ドリフト領域の先端が金電極に達した時点でＰＮ接合がその達した位置で消滅して、Ｂ拡散層の間のシリコン基材の部分の全体がドリフト層によって中性領域化されないうちに、ドリフトが停止してしまう。一方、位置検出器では、ストライプ状の各拡散層の間は、高い抵抗値を有する領域でなければならない。Ｂ拡散層の間の領域が、ドリフト層によって中性領域化されずに拡散層と同じ導電形のままの領域である場合、各ストライプ状の拡散層は、電気的に絶縁されないことになり、位置検出器としての機能が得られなくなるからである。このように、ドリフト層による中性領域化が完了するまえにドリフトが停止することを防止するために、ドリフト過程の前に、ストライプ状の拡散層の間のシリコン基材の主面を覆うＳｉＯ2膜を形成し、ドリフト領域が金電極と接触しないようにして、ドリフトが継続されるようにした。
【００４０】
更に、位置検出器として用いられる場合も含めて、放射線検出器として用いられる場合、シリコン基材の側面に沿って流れるリーク電流を防止するために、主面の拡散層の形状を中央部分とこの中央部分を取り囲む環状部分として形成して、この環状部分をリーク電流を防止するためのガードリングとして用いている。
【００４１】
このようにガードリングを形成する場合も、上述した位置検出器の場合と同様に、中央部分と環状部分との間の領域を完全に中性領域化して、その領域を高い抵抗値とすることが必要である。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、従来の方法では必要とされていた、不純物のドリフトが終了したのちに研磨仕上げを必要とせずに、ＰＮ接合を形成することができ、このＰＮ接合がＳｉ基板内部に形成されているので、周囲環境（圧力変化、湿度、埃など）に影響されにくい特性の劣化を起こしにくい検出器を製作することができる。さらに、本発明によれば、大口径（直径３インチ以上）で厚い（５ｍｍ以上）の検出器を製作することができ、ノイズの原因となる電気容量の小さい検出器が提供される。
【００４３】
更に本発明によれば、製造される位置検出器の各ストライプ状の拡散層を電気的に絶縁するように、拡散層の間のシリコン基材の部分を完全にドリフト層により中性化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のシリコン放射線検出器の製造方法の過程を表すフローチャート。
【図２】Ａ乃至Ｅからなり、従来のシリコン放射線検出器の製造方法によって製造されるシリコン放射線検出器の各過程における断面を描いた模式図。
【図３】本発明のドリフト型シリコン放射線検出器の製造方法の過程を表すフローチャート。
【図４】Ａ乃至Ｄからなり、本発明のドリフト型シリコン放射線検出器の製造方法によって製造されるシリコン放射線検出器の各過程における断面を描いた模式図。
【図５】Ａ及びＢからなり、Ａは、本発明の方法によって製造されたシリコン放射線検出器の平面図、Ｂは、本発明の方法によって製造されたシリコン放射線検出器の側断面図。
【図６】本発明の方法によって製造されたシリコン放射線検出器の電圧電流特性のグラフ。
【図７】本発明の方法によって製造されたシリコン放射線検出器の電圧キャパシタンス特性のグラフ。
【図８】本発明の方法によって製造されたシリコン放射線検出器のα線分解能を求めるための測定スペクトルのグラフ。
【図９】本発明の方法によって製造されたシリコン放射線検出器のα線飽和特性のグラフ。
【図１０】本発明の第２実施例のドリフト型シリコン放射線検出器の製造方法の過程を表すフローチャート。
【図１１】Ａ乃至Ｅからなり、本発明の第２実施例のドリフト型シリコン放射線検出器の製造方法によって製造されるシリコン放射線検出器の各過程における断面を描いた模式図。
【図１２】Ａ及びＢからなり、Ａは、本発明の第２実施例の方法によって製造されたシリコン放射線検出器の平面図、Ｂは、本発明の第２実施例の方法によって製造されたシリコン放射線検出器の側断面図。
【図１３】本発明の第３実施例のドリフト型シリコン放射線検出器の製造方法の過程を表すフローチャート。
【図１４】Ａ乃至Ｅからなり、本発明の第３実施例のドリフト型シリコン放射線検出器の製造方法によって製造されるシリコン放射線検出器の各過程における断面を描いた模式図。
【図１５】Ａ及びＢからなり、Ａは、本発明の第３実施例の方法によって製造されたシリコン放射線検出器の平面図、Ｂは、本発明の第３実施例の方法によって製造されたシリコン放射線検出器の側断面図。
【符号の説明】
１  シリコン基材
２  ボロン（Ｂ）拡散層
２ａ  Ｂ拡散層の中央円形部分
２ｂ  Ｂ拡散層の環状部分
２ｃ  ストライプ状のＢ拡散層
３  リチウム（Ｌｉ）拡散層
４  リチウム（Ｌｉ）ドリフト層
５  金属層
６  絶縁物
７  ＳｉＯ2膜
８  金電極
【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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