(57)【要約】【課題】生産性および信頼性を向上させる。【解決手段】ｎ面電極（４）およびｐ面電極（６）で覆われていない素子表面を酸化膜（７）および窒化膜（８）の２層で覆う。【効果】酸化膜（７）および窒化膜（８）が保護膜として機能する。酸化膜（７）および窒化膜（８）は量産に適した方法で形成できるため、生産性を向上出来る。膜質のばらつきを小さく出来る。酸化膜（７）だけでは＋に帯電しやすく、窒化膜（８）だけでは−に帯電しやすいが、２層構造のため互いの電荷が打ち消しあって帯電しなくなり、保護膜の帯電による好ましくない現象の発生が起こらず、信頼性を向上できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ面電極、ｎ+層、ｉ層、ｐ層およびｐ面電極を有する半導体Ｘ線検出素子であって、前記ｎ面電極およびｐ面電極で覆われていない素子表面を覆う酸化膜と、その酸化膜の表面を覆う窒化膜を具備したことを特徴とする半導体Ｘ線検出素子。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体Ｘ線検出素子において、前記酸化膜がＳｉＯ2膜であり、前記窒化膜がＳｉ3Ｎ4膜であることを特徴とする半導体Ｘ線検出素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体Ｘ線検出素子に関し、さらに詳しくは、生産性および信頼性を向上させた半導体Ｘ線検出素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ｎ面電極、ｎ+層、ｉ層、ｐ層およびｐ面電極を有する半導体Ｘ線検出素子が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００５−１８３６０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来の半導体Ｘ線検出素子では、ｎ面電極で覆われていないｎ+層、ｐ面電極に接していないｉ層およびｐ層の一部の表面を保護膜で覆っている。
しかし、この保護膜（例えばシリコン系樹脂）は、１個ずつ素子に手塗りした後、焼き固める処置をしなければならないため、生産性が低く、膜質にばらつきを生じやすかった。
さらに、この保護膜は帯電しやすかったが、保護膜が帯電すると、ｉ層表面部分がｎ+層化し、ｎ面電極−ｐ面電極間に逆バイアスをかけたときの電界曲線（電気力線）が湾曲し、電界が一様にかからず、その結果、スペクトルのピークの低エネルギー側にテールを引いたり、バックグラウンドが大きくなるなどの好ましくない現象が発生することがあり、信頼性が低い問題点があった。
そこで、本発明の目的は、生産性および信頼性を向上させた半導体Ｘ線検出素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１の観点では、本発明は、ｎ面電極、ｎ+層、ｉ層、ｐ層およびｐ面電極を有する半導体Ｘ線検出素子であって、前記ｎ面電極およびｐ面電極で覆われていない全ての素子表面を覆う酸化膜と、その酸化膜の表面を覆う窒化膜を具備したことを特徴とする半導体Ｘ線検出素子を提供する。
上記第１の観点による半導体Ｘ線検出素子では、ｎ面電極で覆われていないｎ+層、ｐ面電極に接していないｉ層およびｐ層の表面を酸化膜および窒化膜の２層で覆い、保護膜とする。酸化膜および窒化膜は、量産に適した方法で形成できるため、生産性を向上できる。また、膜質のばらつきを小さく出来る。さらに、酸化膜だけでは＋に帯電しやすく、窒化膜だけでは−に帯電しやすいが、酸化膜および窒化膜の２層構造のため互いの電荷が打ち消しあって帯電しなくなる。よって、保護膜の帯電による好ましくない現象の発生が起こらず、信頼性を向上出来る。
【０００５】
なお、従来は、素子の側面をピンセットなどで挟んで素子を保持し手塗りしていたため、素子の側面に保護膜を形成出来ない部分（シリコン系樹脂を塗れない部分）を生じており、保護が不完全であったが、そのような部分を生じず、保護が完全になる。これは、リチウム（Ｌｉ）を使わない高抵抗Ｓｉ結晶を使用した半導体Ｘ線検出素子（高純度Ｓｉ検出素子）やＧｅ結晶を使用した半導体Ｘ線検出素子（高純度Ｇｅ検出素子）の場合、特に有効である。
【０００６】
第２の観点では、本発明は、前記第２の観点による半導体Ｘ線検出素子において、前記酸化膜がＳｉＯ2膜であり、前記窒化膜がＳｉ3Ｎ4膜であることを特徴とする半導体Ｘ線検出素子を提供する。
上記第２の観点による半導体Ｘ線検出素子では、例えば８０〜９０℃にしたアンモニア過酸化水素水溶液に浸漬してＳｉＯ2膜を形成出来、ＳiＨ4とＮ2ガスを流してのプラズマＣＶＤによりＳｉ3Ｎ4膜を形成出来るため、安定した製造プロセスを利用して製造出来る。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の半導体Ｘ線検出素子によれば、酸化膜および窒化膜は、量産に適した方法で形成出来るため、生産性を向上出来る。また、膜質のばらつきを小さく出来る。さらに、酸化膜および窒化膜の２層構造のため互いの電荷が打ち消しあって帯電しなくなり、帯電による好ましくない現象の発生が起こらず、信頼性を向上出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図に示す実施の形態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。
【実施例１】
【０００９】
図１は、実施例１にかかる半導体Ｘ線検出素子１００を示す断面図である。
この半導体Ｘ線検出素子１００は、逆バイアスをかけたとき電子を集極するｎ面電極４と、多数キャリアが電子であるｎ+層１と、真性領域であるｉ層２と、多数キャリアが正孔であるｐ層３と、正孔を集極するｐ面リング電極５およびｐ面電極６と、ｎ面電極４およびｐ面電極６で覆われていない素子表面を覆う酸化膜７と、酸化膜７の表面を覆う窒化膜８と、Ｘ線が入射する受光部ＥＷとを具備している。
【００１０】
酸化膜７はＳｉＯ2膜であり、窒化膜８はＳｉ3Ｎ4膜である。
【００１１】
受光部ＥＷにＸ線が入射すると、Ｘ線のエネルギーに比例した電子正孔対がｉ層２内で発生するため、ｎ面電極４およびｐ面電極６から電気信号が取り出される。
【００１２】
なお、ｎ+層１に連続するｉ層２の部分をｉ層本体部２１と呼び、このｉ層本体部２１の断面積を「受光面積」と呼ぶ。また、ｐ層３へ広がっているｉ層２の部分をｉ層拡縁部２２と呼ぶ。
【００１３】
実施例１の半導体Ｘ線検出素子１００によれば、酸化膜７および窒化膜８が保護膜として機能する。そして、酸化膜７および窒化膜８は量産に適した方法で形成出来るため、生産性を向上出来る。また、膜質のばらつきを小さく出来る。さらに、酸化膜７だけでは＋に帯電しやすく、窒化膜８だけでは−に帯電しやすいが、酸化膜７および窒化膜８の２層構造のため互いの電荷が打ち消しあって帯電しなくなる。よって、保護膜の帯電による好ましくない現象の発生が起こらず、信頼性を向上出来る。
【００１４】
図２は、実施例１に係る半導体Ｘ線検出素子１００を製造する工程を示すフロー図である。
ステップＳ１では、図３に示すように、ｐ型半導体結晶ＰＣの上面にＬｉを蒸着する。ｐ型半導体結晶ＰＣは、例えばＳｉの結晶にボロン（Ｂ）などの不純物をドープしたものである。
【００１５】
ステップＳ２では、図４に示すように、Ｌｉを熱拡散させ、ｎ+層１ａを形成する。
【００１６】
ステップＳ３では、図５に示すように、Ｎｉ／Ａｕを蒸着して、ｎ面電極４ａを形成する。
【００１７】
ステップＳ４では、トップハット形になるようにｎ面電極４ａ、ｎ+層１ａおよびｐ型半導体結晶ＰＣの一部を例えば超音波切削機により除去し、図６に示すように、ｎ面電極４およびｎ+層１を形成する。
【００１８】
ステップＳ５では、図７に示すように、温度を上げながら電圧を印加してＬｉを拡散させ、ｉ層本体部２１およびｉ層拡縁部２２からなるｉ層２を形成する。
【００１９】
ステップＳ６では、図８に示すように、ｐ側底面３１をｉ層拡縁部２２が受光面積と同じになるまで研磨する。
【００２０】
ステップＳ７では、図９に示すように、底面にｐ面Ａｕ電極５ａを蒸着する。
【００２１】
ステップＳ８では、例えば８０〜９０℃にしたアンモニア過酸化水素水溶液に浸漬し、図１０に示すように、ＳｉＯ2膜の酸化膜７を形成する。この工程では、バッチ処理により多数個の素子を一度に処理出来る。
なお、実施例１に係る半導体Ｘ線検出素子１００では、Ｌｉを使用している関係上、再熱拡散を防ぐために高温プロセスは適用できない。従って、酸化膜７は、薬液中で形成されるケミカル酸化膜を使用する。
【００２２】
ステップＳ９では、例えばＳiＨ4とＮ2ガスを流してのプラズマＣＶＤにより図１１に示すようにＳｉ3Ｎ4膜の窒化膜８を形成する。この工程では、バッチ処理により多数個の素子を一度に処理出来る。
【００２３】
ステップＳ１０では、図１２に示すように底面に、ｐ面Ａｕ電極５ａとｉ層２の一部分を例えばエッチングし、受光部ＥＷおよびｐ面リング電極５を形成する。
【００２４】
ステップＳ１１では、図１に示すように、底面にＮｉを蒸着し、ｐ面電極６を形成する。
【００２５】
以上の半導体Ｘ線検出素子の製造方法によれば、実施例１に係る半導体Ｘ線検出素子１００を好適に製造することが出来る。
【実施例２】
【００２６】
図１３は、実施例２にかかる半導体Ｘ線検出素子２００を示す断面図である。
この半導体Ｘ線検出素子２００は、実施例１の半導体Ｘ線検出素子１００と基本的に同じであるが、素子の容量低減のためにｎ面電極４およびｎ+層１の面積が受光面積よりも小さくなっている。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明の半導体Ｘ線検出素子は、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。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施例１に係る半導体Ｘ線検出素子を示す断面図である。
【図２】実施例１に係る半導体Ｘ線検出素子の製造方法を示すフロー図である。
【図３】Ｌｉの蒸着工程を示す説明図である。
【図４】Ｌｉの熱拡散工程を示す説明図である。
【図５】ｎ面電極の形成工程を示す説明図である。
【図６】トップハット形に整形する工程を示す説明図である。
【図７】Ｌｉのドリフト工程を示す説明図である。
【図８】ｐ側底面の研磨工程を説明図である。
【図９】ｐ面電極（Ａｕ）の形成工程を示す説明図である。
【図１０】酸化膜（ＳｉＯ2）の形成工程を示す説明図である。
【図１１】窒化膜（Ｓｉ3Ｎ4）の形成工程を示す説明図である。
【図１２】受光部の形成工程を示す説明図である。
【図１３】実施例２に係る半導体Ｘ線検出素子を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１                            ｎ+層
２                            ｉ層
３                            ｐ層
４                            ｎ面電極
５                            ｐ面リング電極
６                            ｐ面電極
７                            酸化膜
８                            窒化膜
１００，２００                半導体Ｘ線検出素子
【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】
2007221010.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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