[发明专利]放射线检测器的制造方法、放射线检测器以及放射线摄像装置

说明书

技术领域

本发明涉及工业用或医用的放射线检测器制造方法、放射线检测器以及放射线摄像装置，尤其涉及对放射线进行检测的半导体层的构造及制造方法。

背景技术

以往，作为放射线检测器，可以举出在对放射线起感应的转换层中使用了CdTe、CdZnTe的单晶的检测器。由于这些单晶是宽带隙且由重元素构成，所以可以获得能够在室温下动作、灵敏度高的特性。但是，使二维摄像用的大面积的单晶生长，在钢锭(ingot)的制作上极其困难。并且，由于除了单晶的材料费高昂至不现实之外，即便是在单晶的一部分存在结晶缺陷，也不能得到该部位的像素，所以无法制作二维图像检测器。

另一方面，在通过CVD法或PVD法等成膜的CdTe、CdZnTe的多晶半导体膜中，含有很多晶界，电气及放射线检测特性比单晶的情况差。而且，在作为X射线区域的放射线检测器被使用的情况下，作为检测层的厚度，为了吸收X射线，需要几百μm的厚度。即使想要对如此厚的多晶膜的检测层施加偏置电压，收集因X射线照射而产生的信号电荷，所产生的电荷被多晶膜中的晶界等捕捉等，由此使得灵敏度/响应性显著下降。

因此，通过对CdTe、CdZnTe多晶半导体膜掺杂Cl等卤素，来改善载流子行进性，实现多晶半导体膜针对光或放射线的检测特性的提高。

例如，如专利文献1所公开的那样，将含有CdTe、ZnTe、CdZnTe的至少一个的第1材料、与含有CdCl₂、或ZnCl₂的至少一个的第2材料的混合体作为原材料(source)，通过蒸镀或升华法形成多晶半导体膜或多晶的半导体层叠膜。由此，可以向由CdTe、ZnTe、CdZnTe的至少一个构成的多晶半导体膜中掺杂Cl，通过Cl来保护晶界的缺陷等级，从而提高放射线的检测特性。而且，在该方法中，还能够保护位于多晶半导体膜的内部的晶界的缺陷等级。

专利文献1：日本特开2004-172377号公报

但是，即便采用专利文献1公开的技术，与由单晶制作的半导体膜相比，针对光或放射线的检测特性也变差。仅利用现有技术通过Cl保护晶界的缺陷等级，无法获得必要的充分的放射线检测特性。

发明内容

本发明鉴于这样的情况而提出，其目的在于，提供一种对多晶半导体膜中的结晶的缺陷等级进行保护、放射线的灵敏度及响应性更高的放射线检测器制造方法、放射线检测器及放射线摄像装置。

发明人通过专心研究得出了下述的见解。即，除了多晶半导体膜中的晶界之外，如果在晶粒内也能够掺杂Cl原子，则晶粒内的点缺陷及线缺陷等缺陷等级都能够被保护。鉴于此，通过其他方法将Cl原子掺杂到多晶半导体膜中，能够实现由以往的多晶半导体膜无法获得的针对光或放射线的检测特性。

本发明为了达到这样的目的，采用了如下所述的构成。

即，本发明的放射线检测器的制造方法具备：将掺杂了Cl的CdTe结晶或掺杂了Cl的CdZnTe结晶粉碎，制作第1粉末的第1粉末制作步骤；和将所述第1粉末作为原材料，通过蒸镀或升华法形成由Cl掺杂CdTe或Cl掺杂CdZnTe中至少任意一个形成的多晶半导体膜，将所述多晶半导体膜作为放射线转换层的多晶半导体膜形成步骤。

根据本发明的放射线检测器，将在CdTe结晶或CdZnTe结晶内已经掺杂了Cl的结晶粉碎，形成粉末，将其作为形成多晶半导体膜的原料。这样，将已经掺杂了Cl的结晶粉碎，再次形成多晶半导体膜，由此能够有效地补偿晶粒内的缺陷等级，实现放射线的灵敏度/响应性出色的制品。

在如此形成多晶半导体膜的方法中，还可以在制作第1粉末的步骤中，以成为Cl掺杂的第1副原料的CdCl₂或ZnCl₂的任意一个作为第2粉末而进一步添加，使由此得到的混合体成为原材料，通过蒸镀或升华法形成由Cl掺杂CdTe或Cl掺杂CdZnTe的至少任意一个形成的多晶半导体膜。由此，由于除了放射线灵敏度/响应性出色之外，还有效地补偿了晶界的缺陷等级，所以能够使噪声低、S/N出色。

并且，可以使下述混合体成为原材料，通过蒸镀或升华法形成Cl掺杂CdZnTe多晶半导体膜，所述混合体有：第1粉末与第2粉末的混合体；或只对第1粉末进一步添加成为Zn掺杂的第2副原料的Zn、ZnTe、ZnCl₂中任意一个来作为第3粉末而得到的混合体。由此，不仅能够使S/N出色，而且可以进一步降低暗电流。