发明名称 单片式半导体检测器
摘要 本发明系关于一种半导体放射线检测器,其包含一半导体基板(30),于半导体基板(30)之一正面上系设有第一半导体井(31)与第二半导体井(36)。第一半导体井(31)系与半导体基板(30)而构成一二极体,且系作用为一集极以收集归因于入射之放射线的讯号。第二井(36)含有读出电路(37),其系连接至集极(31),其中一偏压接点(34)系提供用以偏压该二极体,且读出电路(37)系交流耦合至集极(31)。
申请公布号 TW493073 申请公布日期 2002.07.01
申请号 TW088115322 申请日期 1999.09.06
申请人 欧洲核子研究机构;伯恩大学(高物理能量实验室) 发明人 波田野辰雄;路卡卡萨葛兰德;维托里欧帕米里;瓦特史诺伊
分类号 G01R1/00 主分类号 G01R1/00
代理机构 代理人 林镒珠 台北市长安东路二段一一二号九楼
主权项 1.一种半导体放射线检测器,包含其正面上设有第一半导体井与第二半导体井之一半导体基板,第一半导体井系与半导体基板构成一个二极体并作用为供收集归因于入射放射线的讯号之一集极,第二半导体井含有连接至该集极之读出电路,其中系提供用以偏压该二极体之一偏压接点,且该读出电路系交流耦合至集极。2.如申请专利范围第1项之检测器,其中该交流耦合系运用一电容器将读出电路连接至集极所作成。3.如申请专利范围第2项之检测器,其中该电容器系由金属互连或者由一扩散层与一金属互连间而构成。4.如申请专利范围第1至3项之任何一项之检测器,其中该半导体基板系n型或p型。5.如申请专利范围第4项之检测器,其中当基板系n型时,则构成二极体之第一井系一p型井,且含有读出电路之井系n型或p型。6.如申请专利范围第4项之检测器,其中当基板系p型时,则构成二极体之第一井系一n型井,且含有读出电路之井系p型或n型。7.如申请专利范围第1项之检测器,其中第一与第三井系运用CMOS制程所界定。8.如申请专利范围第1项之检测器,其中第一与第二井包括双极性电晶体。9.如申请专利范围第1项之检测器,其中第一与第二井包括场效电晶体。10.如申请专利范围第1项之检测器,其中当第一井系n型时该偏压接点包含P+植入物。11.如申请专利范围第10项之检测器,其中偏压接点包含PMOS电晶体。12.如申请专利范围第1项之检测器,其中当第一井系p型井时该偏压接点包含N+植入物。13.如申请专利范围第12项之检测器,其中偏压接点包含NMOS电晶体。14.如申请专利范围第1项之检测器,其中偏压接点系一萧特基(Schottky)二极体。15.一种制造放射线检测器之方法,该放射线检测器系包含其正面上设有第一半导体井与第二半导体井之一半导体基板,第一半导体井系与半导体基板构成一个二极体并作用为供收集归因于入射放射线的讯号之一集极,第二半导体井含有连接至该集极之读出电路,其中系提供用以偏压该二极体之一偏压接点,且该读出电路系交流耦合至集极,该种方法包含使用CMOS制程技术。16.一种制造放射线检测器之方法,该放射线检测器系包含其正面上设有第一半导体井与第二半导体井之一半导体基板,第一半导体井系与半导体基板构成一个二极体并作用为供收集归因于入射放射线的讯号之一集极,第二半导体井含有连接至该集极之读出电路,其中系提供用以偏压该二极体之一偏压接点,且该读出电路系交流耦合至集极,该种方法包含使用FET制程技术。17.一种制造放射线检测器之方法,该放射线检测器系包含其正面上设有第一半导体井与第二半导体井之一半导体基板,第一半导体井系与半导体基板构成一个二极体并作用为供收集归因于入射放射线的讯号之一集极,第二半导体井含有连接至该集极之读出电路,其中系提供用以偏压该二极体之一偏压接点,且该读出电路系交流耦合至集极,该种方法包含使用双极性电晶体制程技术。18.一种包括半导体放射线检测器之放射线检测系统,该半导体放射线检测器系包含其正面上设有第一半导体井与第二半导体井之一半导体基板,第一半导体井系与半导体基板构成一个二极体并作用为供收集归因于入射放射线的讯号之一集极,第二半导体井含有连接至该集极之读出电路,其中系提供用以偏压该二极体之一偏压接点,且该读出电路系交流耦合至集极,该放射线检测系统更进一步包含一供冷该放射线检测器之冷系统。19.如申请专利范围第18项之放射线检测系统,其中冷系统系适以冷该检测器至低温。20.一种提高于半导体放射线检测器中之电荷收集深度的方法,包含冷该半导体放射线检测器。21.如申请专利范围第20项之方法,其中该检测器系冷至1.2K(绝对温度)至250K之温度范围中。22.如申请专利范围第21项之方法,其中该检测器系冷至50K至200K之温度范围中。图式简单说明:第一图系显示一种习知检测器;第二图系显示一种前技CMOS单片式检测器;第三图系显示另一种前技之检测器;第四图系一半导体装置之横截面;第五图系透过一测试装置之横截面;第六图显示对于第五图之装置而于室温下所取得之电荷谱;及第七图显示对于不同施加偏压电压而于77K下所取得之电荷谱。
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