[發(fā)明專利]用于制造直接轉(zhuǎn)換的X射線探測(cè)器的半導(dǎo)體元件的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310368334.X
• 申請(qǐng)日: 2013-08-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103633187A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: F.迪爾雷;P.哈肯施米德;M.斯特拉斯伯格
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西門子公司
• 主分類號(hào): H01L31/18
• 分類號(hào): H01L31/18;H01L31/0224
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 謝強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于制造直接轉(zhuǎn)換的X射線探測(cè)器的半導(dǎo)體元件的方法，其中基于II至VI族（包含根據(jù)CAS的IIA、IIB、IIIA、IIIB、IVA、IVB、VA、VB、VIA、VIB族或者根據(jù)IUPAC的2-6和12-16族）的元素產(chǎn)生半導(dǎo)體層，至少一個(gè)中間層通過(guò)從用以浸濕半導(dǎo)體層的溶液中無(wú)電流地化學(xué)沉積中間層的材料來(lái)施加，并且在最后一個(gè)中間層上通過(guò)從用以浸濕半導(dǎo)體基底的溶液中無(wú)電流地化學(xué)沉積接觸材料而沉積有接觸層。此外，本發(fā)明還涉及直接轉(zhuǎn)換的X射線探測(cè)器的通過(guò)這種方法制造的半導(dǎo)體元件，以及具有這種半導(dǎo)體元件的X射線探測(cè)器，具有這種X射線探測(cè)器的X射線系統(tǒng)和具有這種X射線探測(cè)器的CT系統(tǒng)。

背景技術(shù)

這種用于制造直接轉(zhuǎn)換的X射線探測(cè)器的半導(dǎo)體元件的方法通常是已知的。在這種直接轉(zhuǎn)換的X射線探測(cè)器的半導(dǎo)體元件中的問(wèn)題主要在于還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)探測(cè)器響應(yīng)關(guān)于時(shí)間的最優(yōu)均勻性和穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題的是找到一種用于制造直接轉(zhuǎn)換的X射線探測(cè)器的半導(dǎo)體元件的方法，通過(guò)該方法可以改善這種探測(cè)器的探測(cè)器響應(yīng)關(guān)于時(shí)間的均勻性和穩(wěn)定性。

為了可以充分利用如II-VI族化合物半導(dǎo)體（例如Cd_xZn_1-xTe_ySe_1-y其中0≤x，y≤1，或者Cd_xMn_1-xTe_ySe_1-y其中0≤x，y≤1）的直接轉(zhuǎn)換的探測(cè)器的電子優(yōu)點(diǎn)，必須在半導(dǎo)體上施加歐姆接觸部，該歐姆接觸部在在探測(cè)器中使用半導(dǎo)體的情況下產(chǎn)生較低的漏電流、擴(kuò)寬的電場(chǎng)分布和較高的探測(cè)器效率。基于II-VI族化合物半導(dǎo)體的直接轉(zhuǎn)換的探測(cè)器的功率一方面與半導(dǎo)體的電特性有關(guān)并且另一方面與半導(dǎo)體上的歐姆接觸部有關(guān)，以及尤其與接觸材料與半導(dǎo)體之間的邊界面有關(guān)。通過(guò)巧妙選擇有利的接觸材料可以這樣影響歐姆接觸部的特性，使得其注入載流子或者阻擋載流子。然而，所使用的施加接觸材料的方法同樣影響接觸材料與半導(dǎo)體之間的邊界層或中間層的成分。

與例如為濺射或熱蒸鍍的其它物理沉積方法相比，當(dāng)將無(wú)電流的化學(xué)沉積用于將接觸材料施加為歐姆接觸部時(shí)，可以在金屬的接觸材料與半導(dǎo)體之間建立較強(qiáng)的化學(xué)鍵。無(wú)電流的化學(xué)沉積至今相對(duì)于其它沉積方法具有確定的優(yōu)點(diǎn)，更確切而言為：該方法可以簡(jiǎn)單并且快速地實(shí)施，即可以在幾分鐘內(nèi)實(shí)施；可以避免雜質(zhì)，并且可以減少在接觸部的沉積之前構(gòu)建氧化層；可以產(chǎn)生注入的接觸部，接觸部可以解決極化的問(wèn)題；僅產(chǎn)生小的成本；并且改善探測(cè)器的功率。

無(wú)電流的化學(xué)沉積可以比物理沉積方法更簡(jiǎn)單地執(zhí)行，并且在無(wú)需硬化的情況下在接觸層和例如由CdTe構(gòu)成的半導(dǎo)體層之間產(chǎn)生較強(qiáng)的化學(xué)鍵。然而至今僅已知四種接觸材料Au、Pt、Pd和In，其中產(chǎn)生注入Au、Pt和Pd的p型接觸部或者阻擋Au、Pt和Pd的n型接觸部，并且產(chǎn)生阻擋In的p型接觸部或者注入In的n型接觸部。

發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，當(dāng)充分利用沉積的元素或材料的氧化還原電勢(shì)時(shí)，也可以借助無(wú)電流的化學(xué)沉積來(lái)沉積其它感興趣的單元素或材料，以便提供在半導(dǎo)體層與位于外部的層之間的相應(yīng)中間層，使得形成在中間擴(kuò)散的多層系統(tǒng)，即在半導(dǎo)體上施加至少兩個(gè)層。該多層系統(tǒng)具有的特點(diǎn)是：各個(gè)層相對(duì)于彼此具有與半導(dǎo)體和單元素本身不同的電化學(xué)勢(shì)（=電子的逸出功）。這導(dǎo)致接觸部的其它特性并且可能引起檢測(cè)器功率的改善。

目前，對(duì)例如Cd_xZn_1-xTe_ySe_1-y其中0≤x，y≤1，和Cd_xMn_1-xTe_ySe_1-y其中0≤x，y≤1的半導(dǎo)體進(jìn)行檢查，其中僅將Au、Pt、Pd和In用作接觸材料。此外，也使用如濺射或蒸鍍的其它沉積方法，以便制造堆疊或多層的接觸部。然而，以這些方法產(chǎn)生的接觸部并不具有與借助無(wú)電流的化學(xué)沉積產(chǎn)生的接觸部相同的特性。

發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，當(dāng)在選擇接觸材料和至少一個(gè)位于半導(dǎo)體與接觸層之間的中間層的情況下將接觸材料、該至少一個(gè)中間層和半導(dǎo)體的電化學(xué)勢(shì)考慮為使得改善探測(cè)器的功率時(shí)，可以借助無(wú)電流的化學(xué)沉積產(chǎn)生多層系統(tǒng)。