[發明專利]半導體光電探測器和輻射檢測裝置

有效

• 申請號: 201110414432.3
• 申請日: 2007-12-04
• 公開（公告）號: CN102446945A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 山中辰己;佐原正哲;藤原秀紀
• 申請（專利權）人: 浜松光子學株式會社
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

本申請是申請日為2007年12月4日、申請號為200780047270.6、發明名稱為半導體光電探測器和輻射檢測裝置的專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及半導體光電探測器，并且涉及包括半導體光電探測器的輻射檢測裝置。

背景技術

已知其中多個光電二極管形成在半導體基板的一側表面上，而另一側表面用作光入射面的背面入射型光電二極管陣列為一種半導體光電探測器(見，例如，專利文獻1：日本專利申請特許公開號H11-74553，和專利文獻2：WO2005/038923)。

專利文獻1：日本專利申請特許公開號H11-74553

專利文獻2：WO2005/038923

發明內容

在背面入射型光電二極管陣列中，通常，在半導體基板中的耗盡層以外的區域中生成的載流子擴散遷移較長的距離(從其生成位置至耗盡層的距離)。因此，在光電二極管之間附近生成的載流子不依賴電場而通過擴散遷移流入鄰近的光電二極管的概率變大。結果，在光電二極管之間很容易發生串擾。

同時，在以上文獻1中所公開的背面入射型光電二極管陣列中，在鄰近的光電二極管之間形成用于吸收X射線的薄層。然而，文獻1中的薄層旨在消除散射X射線，而未考慮上述串擾。

鑒于前述內容，本發明的目的在于通過提供能夠有利地抑制串擾發生的半導體光電探測器和輻射檢測裝置來解決上述問題。

為了實現上述目的，根據本發明的半導體光電探測器包括：(1)半導體基板，其一面是被檢測光的入射面；(2)在與半導體基板的入射面相反的檢測面側上形成的多個pn結型光電二極管；(3)以及在半導體基板的檢測面側上，在多個光電二極管中的鄰近的光電二極管之間形成的載流子捕獲部；(4)其中載流子捕獲部具有間隔排列的、分別包括pn結的一個或多個載流子捕獲區域。

在具有其中與半導體基板的入射面相反的表面成為檢測面的背面入射型構造的上述半導體光電探測器中，在多個光電二極管中的鄰近的光電二極管之間形成包括pn結的載流子捕獲區域。在這樣的構造中，在鄰近的光電二極管附近生成且即將通過擴散遷移流入鄰近的光電二極管的載流子被從載流子捕獲區域中引出。這消除了將通過擴散遷移流入鄰近的光電二極管的載流子，因此能夠有利地抑制光電二極管之間串擾的發生。

在背面入射型光電二極管陣列中，當由于初始連接錯誤、溫度循環等而使一定的連接點損壞時，光電二極管可能陷入電浮動狀態。在這種情況下，溢出光電二極管的載流子可能流入周圍的光電二極管，由此阻礙周圍的光電二極管輸出正常信號。當在上述半導體光電探測器中，一定的光電二極管由于連接點的破損而陷入電浮動狀態時，相對照地，將要流入鄰近的光電二極管的載流子被從載流子捕獲區域中引出。這可有利地抑制載流子流入鄰近的光電二極管。

在鄰近的光電二極管之間設有包含pn結的載流子捕獲區域的上述構造中，在光電二極管之間或在其附近生成的載流子被從載流子捕獲區域中引出，由此串擾的生成被抑制，而每一通道的光敏度和所獲得的信號量變小。相對照地，在上述半導體光電探測器中，通過間隔地排列包括各自的pn結的一個或多個載流子捕獲區域形成載流子捕獲部。這允許有利地確保各光電二極管中所需的光敏度，而同時抑制光電二極管之間的串擾。

本發明提供了包括具有上述構造的半導體光電探測器的輻射檢測裝置；和置于半導體基板的入射面側、響應于入射在其上的輻射而發光的閃爍體。在這樣的輻射檢測裝置中，用作半導體光電探測器的具有上述構造的光電探測元件允許有利地抑制光電二極管之間串擾的發生，如上所述。并且，即使當一定的光電二極管由于連接點的破損而陷入電浮動狀態時，也可有利地抑制載流子流入鄰近的光電二極管。結果，可獲得高分辨率。

本發明可提供能夠有利地抑制串擾發生的半導體光電探測器和輻射檢測裝置。本發明還可提供一種半導體光電探測器和輻射檢測裝置，其中，即使當一定的光電二極管由于初始連接錯誤、溫度循環等引起的連接點的破損而陷入電浮動狀態時，也可有利地抑制載流子流入鄰近的光電二極管。

附圖說明

圖1是示意性地顯示出半導體光電探測器的一個實施例的構造的平面圖；

圖2是示意性地顯示出半導體光電探測器的一個實施例的構造的平面圖；

圖3是顯示出半導體光電探測器的剖面構造的側面剖視圖；

圖4是顯示出輻射檢測裝置的一個實施例的剖面構造的側面剖視圖；