專利名稱：輻射檢測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括對輻射敏感的無定形硒半導(dǎo)體膜(以下在適當(dāng)?shù)?情況下稱為"a-Se半導(dǎo)體膜")的直接轉(zhuǎn)換型的輻射檢測器，用于醫(yī) 療、工業(yè)、原子能和其它領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
間接轉(zhuǎn)換型輻射檢測器首先將輻射(例如X射線)轉(zhuǎn)換為光，然 后通過光電轉(zhuǎn)換，將光轉(zhuǎn)換為電信號。與間接轉(zhuǎn)換型截然不同，直接 轉(zhuǎn)換型輻射檢測器通過對輻射敏感的a-Se半導(dǎo)體膜，將入射輻射(例 如X射線)直接轉(zhuǎn)換為電信號(電荷)。圖1是示出了傳統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)換 型輻射檢測器的基本結(jié)構(gòu)的示意截面圖。
圖1所示的輻射檢測器包括有源矩陣基板51、輻射敏感的a-Se 半導(dǎo)體膜52和用于偏置電壓施加的公共電極53。在有源矩陣基板51 的表面上，按照設(shè)置在輻射檢測有效區(qū)域SA中的二維矩陣排列，形成 多個收集電極(未示出)。在有源矩陣基板51的表面上設(shè)置電路(未 示出)，用于存儲并讀取在輻射入射時由各個收集電極所收集到的電 荷。輻射敏感的a-Se半導(dǎo)體膜52位于有源矩陣基板51的、形成了收 集電極的表面上，從而當(dāng)輻射入射時，產(chǎn)生電荷。在a-Se半導(dǎo)體膜 52的前表面上二維地形成用于偏置電壓施加的公共電極53。
當(dāng)以傳統(tǒng)輻射檢測器進(jìn)行輻射檢測時，從偏置電壓源將偏置電壓 施加到公共電極53上。利用所施加的偏置電壓，當(dāng)輻射入射時，在輻
3射敏感的a-Se半導(dǎo)體膜52中產(chǎn)生電荷。由收集電極收集在a_Se半導(dǎo) 體膜52中產(chǎn)生的電荷。由包括電容器、開關(guān)元件和電導(dǎo)線的存儲與讀 取電路從各個收集電極取得由收集電極收集的電荷，作為輻射檢測信 號。
艮P，在如圖l所示的直接轉(zhuǎn)換型輻射檢測器中，二維矩陣排列中 的每個收集電極充當(dāng)與射線照相圖像中的每個象素相對應(yīng)的電極(象 素電極)。根據(jù)投影到輻射檢測有效區(qū)域SA上的輻射的二維強(qiáng)度分布，
能夠?qū)⑺@得的輻射檢測信號用于創(chuàng)建射線照相圖像。
典型地，可以通過如真空沉積等PVD (物理氣相沉積)來形成具 有較大面積的輻射敏感的a-Se半導(dǎo)體膜52。因此，輻射檢測器能夠 容易地保證較大的輻射檢測有效區(qū)域SA。在傳統(tǒng)輻射檢測器的情況 下，如日本待審專利公開No. 2001-26443所示，形成在a-Se半導(dǎo)體 膜52上的、用于偏置電壓施加的公共電極53包括大約100納米(nm) (=1，000埃)的鋁或MgAg膜。
然而，具有以上結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)輻射檢測器的缺點在于當(dāng)用于在 a-Se半導(dǎo)體膜52上形成用于施加偏置電壓的公共電極53的氣相沉積 的熱量損壞了 a-Se半導(dǎo)體膜52時，輻射敏感的a-Se半導(dǎo)體膜52會 出現(xiàn)缺陷。具有多個缺陷的a-Se半導(dǎo)體膜52缺乏長期的可靠性，并 且由缺陷導(dǎo)致的檢測誤差會導(dǎo)致低質(zhì)量的射線照相圖像。
此外，傳統(tǒng)的輻射檢測器具有以下缺點輻射敏感的a-Se半導(dǎo) 體膜52和用于偏置電壓施加的公共電極53之間具有較低的粘結(jié)強(qiáng)度。 在使用大約100納米(nm) (=1，000埃)的鋁或MgAg膜的情況下， 公共電極53具有較弱的粘結(jié)強(qiáng)度，因此導(dǎo)致較低的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明考慮到上述技術(shù)的狀態(tài)，其目的是提供一種輻射檢測器， 能夠抑制由于在其上層壓用于偏置電壓施加的公共電極而導(dǎo)致的無定 形硒半導(dǎo)體膜中的缺陷的產(chǎn)生，并且能夠提高公共電極的粘結(jié)性能。
根據(jù)本發(fā)明，通過以下裝置實現(xiàn)了以上目的 一種輻射檢測器， 具有對輻射敏感的無定形硒半導(dǎo)體膜；以及二維地形成在輻射敏感的無定形硒半導(dǎo)體膜的前表面上的用于偏置電壓施加的公共電極，當(dāng)要 檢測的輻射入射時，利用施加到公共電極上的偏置電壓，在輻射敏感 的無定形硒半導(dǎo)體膜中產(chǎn)生電荷，
其中公共電極包括具有100到l，OOO埃厚度的金薄膜(Ali薄膜)。 當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的輻射檢測器檢測輻射時，將偏置電壓施加到形成 在輻射敏感的無定形硒半導(dǎo)體膜的前表面的公共電極上。利用所施加 的偏置電壓，當(dāng)要檢測的輻射入射時，無定形硒半導(dǎo)體膜產(chǎn)生作為輻 射檢測信號的源的電荷。所述無定形硒半導(dǎo)體膜對于增大的面積具有 優(yōu)異的性能，因此能夠容易地保證較大的輻射檢測有效區(qū)域。
在根據(jù)本發(fā)明的輻射檢測器中，公共電極包括具有i，ooo埃(A)
或更小厚度的金薄膜(Au薄膜)?？梢栽谙鄬^低的氣相沉積溫度，
在較短的氣相沉積時間內(nèi)，將形成公共電極的金薄膜層壓到無定形硒 半導(dǎo)體膜的前表面上。這導(dǎo)致了在無定形硒半導(dǎo)體膜中引起缺陷的可 能性的減小。即，用作形成公共電極的材料的金具有較低的熔點，因 此不需要很高的氣相沉積溫度。金具有非常高的導(dǎo)電性，因此即使伴
隨著電極電阻的增大，在100A金薄膜的情況下，也可以保證公共電 極所需的導(dǎo)電性，因而只需要較短的氣相沉積時間。由于無定形硒半 導(dǎo)體膜是高電阻膜，公共電極的電阻會有所增大。然而，考慮到金的 導(dǎo)電性，這在電學(xué)上不會出現(xiàn)問題。
此外，形成公共電極的金薄膜沒有現(xiàn)有技術(shù)中的厚，而是非常薄， 即，1,000 A或更薄。因此，公共電極具有對無定形硒半導(dǎo)體膜改進(jìn) 的粘結(jié)性能。
與金相同，鉑(PO的優(yōu)點在于只需要較低的氣相沉積溫度。但 是，鉑具有較低的導(dǎo)電性，大約是金的五分之一。當(dāng)用作公共電極的 材料時，必須較厚地沉積鉑，以便保證公共電極所需的導(dǎo)電性。這導(dǎo) 致了氣相沉積時間的延長，由此引起無定形硒半導(dǎo)體膜中的缺陷。此 外，膜會變厚，公共電極會具有不能令人滿意的粘結(jié)性能。通過包括 金薄膜的公共電極來解決此問題。
優(yōu)選地，以上形成公共電極的金薄膜的厚度在450到550埃的范 圍內(nèi)。即使當(dāng)較厚地形成時，形成公共電極的金薄膜也應(yīng)當(dāng)不會超過 550埃。然后，在減少的氣相沉積時間內(nèi)層壓所述膜，由此可靠地抑 制了在無定形硒半導(dǎo)體膜出現(xiàn)的缺陷。相反，在其最薄處，公共電極
的金薄膜應(yīng)當(dāng)不小于450埃。則公共電極具有足夠的導(dǎo)電性來可靠地 執(zhí)行所希望的功能。
在本發(fā)明的一個實施例中，輻射檢測器還包括形成在無定形硒半 導(dǎo)體膜和公共電極之間的載流子選擇中間層。
在此實施例中，由于通過形成在無定形硒半導(dǎo)體膜和公共電極之 間的載流子選擇中間層，防止了形成暗電流的載流子滲透，因此能夠 減小暗電流。在這種情況下，在載流子選擇中間層上形成公共電極。 可以在相對較低的氣相沉積溫度，在較短的氣相沉積時間內(nèi)形成充當(dāng) 公共電極的、厚度不超過1，000埃的金薄膜。這導(dǎo)致了在載流子選擇 中間層中引起缺陷的可能性的減小。此外，公共電極具有對載流子選 擇中間層優(yōu)異的粘結(jié)性能。利用充當(dāng)?shù)氐妮d流子選擇中間層，進(jìn)一步 提高了公共電極的粘結(jié)性能。
在本發(fā)明的實施例中，輻射檢測器還包括按照設(shè)置在輻射檢測有 效區(qū)域中的一維或二維矩陣排列形成的多個收集電極，和形成在無定 形硒半導(dǎo)體膜和收集電極之間的載流子選擇中間層。
在具有形成在無定形硒半導(dǎo)體膜和公共電極之間的載流子選擇 中間層的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)將正偏置電壓施加到公共電極上時，由具有對電 子的貢獻(xiàn)大于對空穴的貢獻(xiàn)的材料形成載流子選擇中間層。這防止了 來自公共電極的空穴的滲透，由此減小了暗電流。
此外，在具有形成在無定形硒半導(dǎo)體膜和公共電極之間的載流子 選擇中間層的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)將負(fù)偏置電壓施加到公共電極上時，由具有 對空穴的貢獻(xiàn)大于對電子的貢獻(xiàn)的材料形成載流子選擇中間層。這防 止了來自公共電極的電子的滲透，由此減小了暗電流。
在具有形成在無定形硒半導(dǎo)體膜和收集電極之間的載流子選擇 中間層的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)將正偏置電壓施加到公共電極上時，由具有對空 穴的貢獻(xiàn)大于對電子的貢獻(xiàn)的材料形成載流子選擇中間層。這防止了 來自收集電極的電子的滲透，由此減小了暗電流。此外，在具有形成在無定形硒半導(dǎo)體膜和收集電極之間的載流子 選擇中間層的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)將負(fù)偏置電壓施加到公共電極上時，由具有 對電子的貢獻(xiàn)大于對空穴的貢獻(xiàn)的材料形成載流子選擇中間層。這防 止了來自收集電極的空穴的滲透，由此減小了暗電流。
本發(fā)明中的載流子選擇中間層應(yīng)當(dāng)具有范圍是0.1到10pm的厚 度，并且應(yīng)當(dāng)由以下材料構(gòu)成如Sb2S3、 ZnTe、 Ce02、 CdS、 ZnSe或 ZnS等多晶半導(dǎo)體，或摻雜了如Na等堿金屬、如Cl、 As或Te等鹵素 的硒或硒化合物的無定形半導(dǎo)體。由于其對于增大的面積的優(yōu)異性能， 這些材料是理想的。
具有0. 1到10jim的厚度的載流子選擇中間層能夠充分地抑制暗 電流，而不會妨礙輻射檢測。中間層小于O. liam的厚度趨向于不能夠 充分地抑制暗電流。相反，超過10,的厚度趨向于妨礙輻射檢測， 例如，趨向于降低靈敏度。
在根據(jù)本發(fā)明的一個特定實例中，輻射檢測器還包括有源矩陣基 板，所述有源矩陣基板包括
按照設(shè)置在輻射檢測有效區(qū)域中的一維或二維排列、形成在有源 矩陣基板的表面上的多個收集電極；以及
設(shè)置在有源矩陣基板上的電路，用于存儲和讀取由各個收集電極 所收集的電荷；
將無定形硒半導(dǎo)體膜堆疊在有源矩陣基板的、形成了收集電極的 表面上。
在這種情況下，由按照設(shè)置在輻射檢測有效區(qū)域中的一維或二維 排列、形成在有源矩陣基板的表面上的各個收集電極來收集當(dāng)輻射入 射時在輻射敏感半導(dǎo)體中產(chǎn)生的電荷。然后，通過有源矩陣基板上的 存儲與讀取電路輸出電荷，作為各個收集電極的輻射檢測信號。艮P， 在設(shè)置了有源矩陣基板的情況下，該檢測器是一維或二維陣列型輻射 檢測器，用于檢測投影到輻射檢測有效區(qū)域上的輻射的一維或二維強(qiáng) 度分布。
本發(fā)明并不局限于一維或二維陣列型輻射檢測器。檢測器可以是 只具有一個用于輸出輻射檢測信號的電極的非陣列型的，即，單一收
7集電極。
用于形成收集電極的特定材料包括銅、鋁、鎳和作為透明導(dǎo)體材 料的ITO(氧化銦錫)。
可以將柵極驅(qū)動器、電荷-電壓轉(zhuǎn)換放大器、復(fù)用器和模擬-數(shù)字 轉(zhuǎn)換器作為分立的外部設(shè)備與有源矩陣基板相連。可選地，可以將一 些或所有這些元件安裝在有源矩陣基板中。
優(yōu)選地，本發(fā)明中的無定形硒半導(dǎo)體膜是高純度的無定形硒
(a-Se)，或摻雜了如Na等堿金屬、如Cl、 As或Te等鹵素的硒或硒 化合物的無定形半導(dǎo)體。由于其對于增大的面積和增大的厚度的優(yōu)異 性能，這些材料是理想的。特別地，高純度無定形硒對于增大的面積 和增大的厚度具有突出的性能。
具體地，無定形硒半導(dǎo)體膜的厚度在0.5到1.5腿的范圍內(nèi)。


出于圖示本發(fā)明的目的，在附圖中示出了多個優(yōu)選給出的形式， 然而，本發(fā)明并不局限于所示出的明確結(jié)構(gòu)和手段。
圖1是示出了傳統(tǒng)輻射檢測器的基本結(jié)構(gòu)的截面圖； 圖2是以截面形式示出了本發(fā)明第一實施例中的輻射檢測器的主
要部分的方框圖3是示出了第一實施例中的輻射檢測器的有源矩陣基板上和周
圍的電路的方框圖；以及
圖4是以截面形式示出了本發(fā)明第二實施例中的輻射檢測器的主 要部分的方框圖。
具體實施例方式
下面將參考附圖，詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。 第一實施例
參考附圖，將描述具體實現(xiàn)了本發(fā)明的輻射檢測器。圖2是以截 面形式示出了本發(fā)明第一實施例中的直接轉(zhuǎn)換型輻射檢測器的主要部 分的方框圖。圖3是示出了第一實施例中的檢測器的有源矩陣基板上和周圍的電路的方框圖。
如圖2所示，第一實施例中的輻射檢測器包括對輻射敏感的無定
形硒半導(dǎo)體膜(a—Se半導(dǎo)體膜)l和用于偏置電壓施加的公共電極2。
在a-Se半導(dǎo)體膜1的前表面上，二維地形成用于偏置電壓施加的公共 電極2。第一實施例中的檢測器包括有源矩陣基板3。如圖3所示，按 照設(shè)置在輻射檢測有效區(qū)域SA中的二維矩陣排列，在有源矩陣基板3 上形成了多個收集電極4。將電路5設(shè)置在有源矩陣基板3上，用于 存儲和讀取由各個收集電極4所收集的電荷。a-Se半導(dǎo)體膜1位于有 源矩陣基板3的、形成了收集電極4的表面上。
設(shè)置在有源矩陣基板3上的存儲與讀取電路5包括電容器5A、充 當(dāng)開關(guān)元件的TFT (薄膜場效應(yīng)晶體管)5B、柵極線5a和數(shù)據(jù)線5b。 針對每個收集電極4，設(shè)置一個電容器5A和一個TFT5B。具體地，如 圖2所示，有源矩陣基板3具有形成在如玻璃基板等絕緣基板上的存 儲與讀取電路5的電容器5A和TFT 5B，以及交叉圖案的柵極線5a和 數(shù)據(jù)線5b。此外，按照二維矩陣排列，在表面上形成收集電極4。收 集電極4并不局限于特定的材料，而可以由銅、鋁、鎳或作為透明導(dǎo) 電材料的IT0 (氧化銦錫)構(gòu)成。
在有源矩陣基板3上的存儲與讀取電路5的周圍是作為外部設(shè)備 連接的柵極驅(qū)動器6、電荷-電壓轉(zhuǎn)換放大器7、復(fù)用器8和模擬-數(shù)字 轉(zhuǎn)換器9?？梢詫艠O驅(qū)動器6、電荷-電壓轉(zhuǎn)換放大器7、復(fù)用器8 和模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器9中的一些或全部構(gòu)建在有源矩陣基板3中，而不 是作為外部設(shè)備。
當(dāng)由第一實施例中的檢測器進(jìn)行輻射檢測時，將從偏置電壓源 (未示出)輸出的幾千伏到幾十千伏的偏置電壓施加到公共電極2上。 利用所施加的公共電壓，當(dāng)要檢測的輻射入射時，輻射敏感的a-Se 半導(dǎo)體膜1產(chǎn)生電荷。由收集電極4收集在a-Se半導(dǎo)體膜1中所產(chǎn)生 的電荷。更具體地，通過向各個收集電極4的移動，在收集電極4中 引入電荷。有源矩陣基板3上的存儲與讀取電路5獲得由每個收集電 極4所收集的電荷，作為每個收集電極4的輻射檢測信號。
具體地，當(dāng)柵極驅(qū)動器6相繼地將讀取信號通過柵極線5a施加到各個TFT 6B的柵極時，相繼地開關(guān)與接收到讀取信號的TFT 5B的 源極相連并通過電荷-電壓轉(zhuǎn)換放大器7與復(fù)用器8相連的數(shù)據(jù)線5b。 利用這種開關(guān)連接，通過數(shù)據(jù)線5b從TFT5B發(fā)送存儲在電容器5A中 的電荷，通過電荷-電壓轉(zhuǎn)換放大器7進(jìn)行放大，并作為各個收集電極 4的輻射檢測信號，由復(fù)用器8輸出到在其中進(jìn)行數(shù)字化的模擬-數(shù)字 轉(zhuǎn)換器9。
例如，在為熒光檢査設(shè)備提供了第一實施例中的檢測器的情況 下，將從檢測器的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器9輸出的輻射檢測信號發(fā)送到設(shè)置 在隨后級的圖像處理電路，以創(chuàng)建二維熒光檢查圖像等。
艮P，在第一實施例的直接轉(zhuǎn)換型輻射檢測器中，二維矩陣排列中 的每個收集電極5充當(dāng)與射線照相圖像中的每個象素相對應(yīng)的電極 (象素電極)。該檢測器是用于提供輻射檢測信號的二維陣列型射線照 相成像設(shè)備，所述輻射檢測信號用于根據(jù)投影到輻射檢測有效區(qū)域 SA上的輻射的二維強(qiáng)度分布來創(chuàng)建射線照相圖像。
下面將更詳細(xì)地描述本發(fā)明第一實施例中的檢測器的每個組件。 第一實施例中的檢測器具有用于偏置電壓施加的公共電極2，大 面積地二維形成在對輻射敏感的a-Se半導(dǎo)體膜1的前表面上。公共電 極2是具有100到1，000 A(埃)厚度的金薄膜(Au薄膜)。這是該結(jié) 構(gòu)的顯著特征。a-Se半導(dǎo)體膜1具有對于面積擴(kuò)大的優(yōu)異適應(yīng)性，因 此可以容易地保證較大的輻射檢測有效區(qū)域SA。但是，迄今已經(jīng)發(fā)現(xiàn) 由于在公共電極2的氣相沉積時產(chǎn)生的熱量，a-Se半導(dǎo)體膜1容易導(dǎo) 致缺陷。此外，已證明公共電極2不具有足夠的粘結(jié)強(qiáng)度。
在第一實施例的檢測器中，公共電極2是厚度不超過1， 000 A的 金薄膜。可以在相對較低的氣相沉積溫度，在較短的氣相沉積時間內(nèi)， 在a-Se半導(dǎo)體膜1的前表面上形成充當(dāng)公共電極2的金薄膜。這導(dǎo)致 了在a-Se半導(dǎo)體膜1中引起缺陷的可能性的減小。g卩，用作形成公共 電極2的材料的金具有較低的熔點，因此不需要很高的氣相沉積溫度。 金具有非常高的導(dǎo)電性，因此即使伴隨著電極電阻的增大，在100A 的金薄膜的情況下，也可以保證公共電極2所需的導(dǎo)電性。由于a-Se 半導(dǎo)體膜l是高電阻膜，公共電極2的電阻會有所增大。然而，考慮到金的導(dǎo)電性，這在電學(xué)上不會出現(xiàn)問題。
此外，形成公共電極2的金薄膜沒有現(xiàn)有技術(shù)中的厚，而是非常
薄，g卩，1，000 A或更薄。因此，公共電極2具有對a-Se半導(dǎo)體膜1
改進(jìn)的粘結(jié)性能。
與金相同，鉑(Pt)的優(yōu)點在于只需要較低的氣相沉積溫度。但 是，鉑具有較低的導(dǎo)電性，大約是金的五分之一。當(dāng)用作公共電極的 材料時，必須較厚地沉積鉑，以便保證公共電極2所需的導(dǎo)電性。這 導(dǎo)致了氣相沉積時間的延長，由此引起a-Se半導(dǎo)體膜l中的缺陷。此 外，膜會變厚，并且公共電極2會具有不能令人滿意的粘結(jié)性能。
優(yōu)選地，形成公共電極2的金薄膜的厚度在450到550 A的范圍 內(nèi)。即使當(dāng)較厚地形成時，金薄膜也應(yīng)當(dāng)不超過550 A。然后，在減 少的氣相沉積時間內(nèi)形成所述膜，由此可靠地抑制了在a-Se半導(dǎo)體膜 1出現(xiàn)的缺陷。相反，在其最薄處，公共電極2的金薄膜應(yīng)當(dāng)不小于 450 A。則公共電極具有足夠的導(dǎo)電性來可靠地執(zhí)行所希望的功能。通 過普通電阻加熱方法的真空沉積可以形成公共電極2的金薄膜，而不
會有特別的困難。
除了高純度的無定形硒以外，第一實施例中的檢測器的a-Se半 導(dǎo)體膜1可以是摻雜了如Na等堿金屬、如Cl、 As或Te等鹵素的硒或 硒化合物的無定形半導(dǎo)體。由于其對于增大的面積和增大的厚度的優(yōu) 異適應(yīng)性，這些材料是理想的。特別地，高純度硒對于增大的面積和 增大的厚度具有突出的適應(yīng)性。例如，通常a-Se半導(dǎo)體膜l具有0.5 到1. 5mm的厚度和20到40cm乘以20cm到40cm的面積。然而，這些 措施是非限制性的。
傳統(tǒng)的檢測器已經(jīng)注意到了如漏電流增大等現(xiàn)象。確信第一實施 例中的檢測器實現(xiàn)了漏電流的減小。
根據(jù)以上確信的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)由厚度不超過1，000 A的金薄膜構(gòu)成 的公共電極2能夠有效地充分抑制由于在其上層壓公共電極2而導(dǎo)致 的a-Se半導(dǎo)體膜l的缺陷。
第二實施例參考附圖，對第二實施例中的輻射檢測器進(jìn)行描述。圖4是以截 面形式示出了本發(fā)明第二實施例中直接轉(zhuǎn)換型輻射檢測器的主要部分 的方框圖。
如圖4所示，第二實施例中的輻射檢測器包括形成在a-Se半導(dǎo) 體膜1和公共電極2之間的載流子選擇中間層10，以及形成在a-Se 半導(dǎo)體膜1和收集電極4之間的載流子選擇中間層11。其它方面與第 一實施例中的檢測器相同。以下僅描述不同的特征，而不再描述共同 的特征。
具有載流子選擇中間層10和11的第二實施例中的檢測器能夠減 小暗電流。第二實施例中的檢測器具有形成在載流子選擇中間層10 上的公共電極2。可以在相對較低的氣相沉積溫度，在較短的氣相沉 積時間內(nèi)形成充當(dāng)公共電極2的、厚度不超過1，000 A的金薄膜。這 導(dǎo)致了在載流子選擇中間層10和其它元件中引起缺陷的可能性的減 小。此外，公共電極2具有對載流子選擇中間層IO優(yōu)異的粘結(jié)性能。 利用充當(dāng)"地"的載流子選擇中間層10，進(jìn)一步提高了公共電極2的 粘結(jié)性能。
這里，載流子選擇性指對于作為半導(dǎo)體中的電荷轉(zhuǎn)移介質(zhì)(載流 子)的電子和空穴之間的電荷轉(zhuǎn)移作用的貢獻(xiàn)顯著不同的屬性。
通常，在將正偏置電壓施加到公共電極2上的情況下，由具有對 電子的貢獻(xiàn)大于對空穴的貢獻(xiàn)的材料形成載流子選擇中間層10。這防 止了來自公共電極2的空穴的滲透，由此減小了暗電流。由具有對空
穴的貢獻(xiàn)大于對電子的貢獻(xiàn)的材料形成載流子選擇中間層11。這防止 了來自收集電極4的電子的滲透，由此減小了暗電流。
相反，在將負(fù)偏置電壓施加到公共電極2上的情況下，由具有對 空穴的貢獻(xiàn)大于對電子的貢獻(xiàn)的材料形成載流子選擇中間層10。這防 止了來自公共電極2的電子的滲透，由此減小了暗電流。由具有對電 子的貢獻(xiàn)大于對空穴的貢獻(xiàn)的材料形成載流子選擇中間層11。這防止 了來自收集電極4的空穴的滲透，由此減小了暗電流。
載流子選擇中間層10和11的適當(dāng)厚度應(yīng)該在范圍0. 1到10, 之內(nèi)。中間層10和11的厚度小于O. l,趨向于不能夠充分地抑制暗電流。相反，超過lO]Lim的厚度趨向于妨礙輻射檢測，例如，趨向于 降低靈敏度。
用于載流子選擇中間層10和11的半導(dǎo)體可以是如Sb2S:,、 ZnTe、 Ce02、 CdS、 ZnSe或ZnS等多晶半導(dǎo)體，或摻雜了如Na等堿金屬、如 Cl、 As或Te等鹵素的硒或硒化合物的無定形半導(dǎo)體。由于其對于增 大的面積的優(yōu)異適應(yīng)性，這些材料是理想的。
在可用于中間層10和11的半導(dǎo)體中，對電子具有較大貢獻(xiàn)的是 n型半導(dǎo)體，包括如Ce02、 CdS、 CdSe、 ZnSe和ZnS等多晶半導(dǎo)體， 以及如摻雜了堿金屬、As或Te以減小對空穴的貢獻(xiàn)的無定形硒等無 定形材料。
對空穴具有較大貢獻(xiàn)的是P型半導(dǎo)體，包括如ZnTe等多晶半導(dǎo) 體，以及如摻雜了鹵素以減小對電子的貢獻(xiàn)的無定形硒等無定形材料。
此外，Sb2S3、 CdTe、 CdZnTe、 Pbl2、 HgI2、 TlBr、非摻雜無定形 硒或硒化合物包括具有對電子貢獻(xiàn)較大的類型和具有對空穴貢獻(xiàn)較大 的類型?？梢赃x擇使用具有對電子貢獻(xiàn)較大或具有對空穴貢獻(xiàn)較大的 任一類型，只要調(diào)整膜形成條件。
本發(fā)明并不局限于上述實施例，而可以如下進(jìn)行修改
(1) 第一和第二實施例中的檢測器是二維陣列型的。根據(jù)本發(fā) 明的輻射檢測器可以是具有按照一維矩陣陣列形成的收集電極的一維 陣列型，或具有用于輸出輻射檢測信號的單一電極(收集電極)的非 陣列型。
(2) 除了柵極驅(qū)動器6、電荷-電壓轉(zhuǎn)換放大器7和復(fù)用器8以 外，第一和第二實施例中的檢測器還包括模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器9。本發(fā)明 可以提供除省略了柵極驅(qū)動器6、電荷-電壓轉(zhuǎn)換放大器7、復(fù)用器8 和模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器9中的一些或全部之外，具有與第一和第二實施例 相同結(jié)構(gòu)的修改后的檢測器。
(3) 第二實施例中的檢測器具有形成在a-Se半導(dǎo)體膜1和公共 電極2之間以及形成在a-Se半導(dǎo)體膜1和收集電極4之間的載流子選 擇中間層?？梢孕薷脑摍z測器，以使其只包括形成在a-Se半導(dǎo)體膜l 和公共電極2之間，或形成在a-Se半導(dǎo)體膜1和收集電極4之間的一個載流子選擇中間層。
在不脫離本發(fā)明的精神和實質(zhì)的前提下，可以按照其它特定形式 來具體實現(xiàn)本發(fā)明，因此，應(yīng)當(dāng)參考指示了本發(fā)明的范圍的所附權(quán)利 要求，而不是前述的說明書。
權(quán)利要求
1. 一種制造輻射檢測器的方法，所述輻射檢測器具有對輻射敏感的無定形硒半導(dǎo)體膜，以及二維地形成在所述輻射敏感的無定形硒半導(dǎo)體膜的前表面上的用于偏置電壓施加的公共電極，當(dāng)要檢測的輻射入射時，利用施加到公共電極上的偏置電壓，在輻射敏感的無定形硒半導(dǎo)體膜中產(chǎn)生電荷，該方法包括如下步驟通過氣相沉積在無定形硒半導(dǎo)體膜上形成厚度為100到1,000埃的金薄膜(Au薄膜)，由此形成所述公共電極。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的輻射檢測器具有用于偏置電壓施加的公共電極，形成在對輻射敏感的無定形硒半導(dǎo)體膜(a-Se半導(dǎo)體膜)的表面上。公共電極是具有100到1，000厚度的金薄膜。可以在相對較低的氣相沉積溫度，在較短的氣相沉積時間內(nèi)，在a-Se半導(dǎo)體膜的表面上形成充當(dāng)公共電極的金薄膜。該特征抑制了由于公共電極的形成而在a-Se半導(dǎo)體膜中產(chǎn)生缺陷。用于公共電極的金薄膜沒有現(xiàn)有技術(shù)中的厚，而是1，000或更薄。利用減小的厚度，公共電極具有對a-Se半導(dǎo)體膜改進(jìn)的粘結(jié)性能。
文檔編號H01L31/115GK101546780SQ20091013389
公開日2009年9月30日 申請日期2004年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月24日
發(fā)明者佐藤賢治, 志村陽一郎, 渡谷浩司, 鶴田秀生 申請人:株式會社島津制作所;新電元感應(yīng)裝置株式會社;新電元工業(yè)株式會社