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公開番号2025099739
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2023216634
出願日2023-12-22
発明の名称検出装置
出願人浜松ホトニクス株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H10F 30/00 20250101AFI20250626BHJP()
要約【課題】入射する荷電粒子が増加した場合であっても、絶縁部の帯電に起因する暗電流の増加を抑制できる検出装置を提供する。
【解決手段】検出装置1は、p型半導体層14の一部が電子Eの入射領域Rとして露出するようにpn接合領域Kを被覆し、p電極層16とn電極層17とを電気的に絶縁する絶縁層15及びパッシベーション層21(絶縁部)と、入射領域Rを露出させる開口部18aを有し、開口部18aから絶縁部が露出しないように一方面13a側に配置された散乱電子遮蔽部18とを含み、入射領域Rの縁部Raには、入射領域Rと絶縁部とを仕切る反射電子遮蔽部19が縁部Raに沿って延在している。
【選択図】図2

特許請求の範囲【請求項１】
第１導電型の第１半導体層と、
前記第１半導体層の一方面に露出するように設けられ、前記第１半導体層との間にｐｎ接合領域を形成する第２導電型の第２半導体層と、
前記第１半導体層と電気的に接続された第１電極層と、
前記第２半導体層と電気的に接続された第２電極層と、
前記第２半導体層の一部が荷電粒子の入射領域として露出するように前記ｐｎ接合領域を被覆し、前記第１電極層と前記第２電極層とを電気的に絶縁する絶縁部と、
前記入射領域を露出させる開口部を有し、前記一方面の平面視において前記開口部から前記絶縁部が露出しないように前記一方面側に配置された第１遮蔽部と、を含み、
前記入射領域の縁部には、前記一方面の平面視において前記入射領域と前記絶縁部とを仕切る第２遮蔽部が前記縁部に沿って延在している、検出装置。
続きを表示（約 850 文字）【請求項２】
前記第２遮蔽部は、前記入射領域の前記縁部の全体にわたって延在している、請求項１記載の検出装置。
【請求項３】
前記第１遮蔽部は、前記第２半導体層に対応する第１導電層を有し、
前記第２遮蔽部は、導電性材料によって構成され、前記第２半導体層と前記第１導電層とを電気的に接続している、請求項１記載の検出装置。
【請求項４】
前記第２遮蔽部は、前記第２半導体層側の第１部分と、前記第２遮蔽部側の第２部分と、によって構成されている、請求項１記載の検出装置。
【請求項５】
前記第２遮蔽部は、多重に構成されており、
前記多重の第２遮蔽部において、前記第１部分の厚さ及び前記第２部分の厚さが互いに異なっている、請求項４記載の検出装置。
【請求項６】
前記第２遮蔽部は、少なくとも一部に非連続部分を有した状態で多重に構成されており、
前記多重の第２遮蔽部は、前記非連続部分同士が互いに対向しないように配置されている、請求項１記載の検出装置。
【請求項７】
前記第２遮蔽部は、前記第１遮蔽部の前記開口部の縁部が前記一方面側に突出することによって構成されている、請求項１記載の検出装置。
【請求項８】
前記一方面の平面視において、前記第２遮蔽部よりも外側の領域には、前記第２遮蔽部との間の前記絶縁部をそれよりも外側の領域とを仕切る第３遮蔽部が設けられている、請求項１記載の検出装置。
【請求項９】
前記第１遮蔽部は、前記第１半導体層に対応する第２導電層を有し、
前記第３遮蔽部は、導電性材料によって構成され、前記第１半導体層と前記第２導電層とを電気的に接続している、請求項８記載の検出装置。
【請求項１０】
前記第１遮蔽部は、セラミックによって構成されている、請求項１～９のいずれか一項記載の検出装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、荷電粒子を検出する検出装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来の検出装置として、例えば非特許文献１に記載のものがある。この従来の検出装置は、ｎ型半導体基板の一方面に荷電粒子の入射領域となるｐ型不純物領域を備えている。半導体基板とp型不純物領域との間にはｐｎ接合領域が形成されている。ｐｎ接合領域は、半導体基板の表面に露出すると共に、荷電粒子の入射領域を除いて絶縁部によって被覆されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００６－２９４５６３公報
【非特許文献】
【０００４】
G.A.Johansen, C.B. Johnson, Nuclear Instruments and Methods in Physics ResearchA326, pp.295-298(1993)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のような検出装置では、荷電粒子がｐｎ接合領域に入射した際の結晶欠陥の発生に起因して暗電流が増加してしまうという問題があった。このような問題に対し、ｐｎ接合領域に入射する荷電粒子の進路を制限する遮蔽板を設けることが考えられる。例えば特許文献１に記載の電子検出装置では、ｐ型不純物領域に荷電粒子を入射させるための開口部を有する遮蔽部材がｐｎ接合領域の露出面を覆うように設けられている。
【０００６】
ところで、検出装置に遮蔽部材を配置した構成においても、入射領域に入射する荷電粒子が増加すると、入射領域近傍の部材表面で反射する電子（以下「反射電子」）が増加することが考えられる。反射電子が増加し、ｐ型半導体層に電気的に接続されたｐ電極と、ｎ型半導体層に電気的に接続されたｎ電極とを電気的に絶縁する絶縁部に到達する電子が増加すると、絶縁部が帯電し、暗電流の増加の一因となるおそれがある。
【０００７】
本開示は、上記課題の解決のためになされたものであり、入射する荷電粒子が増加した場合であっても、絶縁部の帯電に起因する暗電流の増加を抑制できる検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の要旨は、以下に示すとおりである。
【０００９】
［１］第１導電型の第１半導体層と、前記第１半導体層の一方面に露出するように設けられ、前記第１半導体層との間にｐｎ接合領域を形成する第２導電型の第２半導体層と、前記第１半導体層と電気的に接続された第１電極層と、前記第２半導体層と電気的に接続された第２電極層と、前記第２半導体層の一部が荷電粒子の入射領域として露出するように前記ｐｎ接合領域を被覆し、前記第１電極層と前記第２電極層とを電気的に絶縁する絶縁部と、前記入射領域を露出させる開口部を有し、前記一方面の平面視において前記開口部から前記絶縁部が露出しないように前記一方面側に配置された第１遮蔽部と、を含み、前記入射領域の縁部には、前記一方面の平面視において前記入射領域と前記絶縁部とを仕切る第２遮蔽部が前記縁部に沿って延在している、検出装置。
【００１０】
この検出装置では、入射領域に向かう荷電粒子に対して絶縁部が見通せないように第１遮蔽部が配置されている。したがって、入射領域に向かう荷電粒子が散乱によって様々な角度で開口部を通過する場合であっても、荷電粒子が絶縁部に直接到達することを抑制できる。また、この検出装置では、入射領域と絶縁部とを仕切る第２遮蔽部が入射領域の縁部に沿って延在している。第２遮蔽部が入射領域の縁部に沿って延在することにより、入射領域近傍の部材表面で反射した反射電子が絶縁部に到達することを抑制できる。したがって、この検出装置では、入射領域に入射する荷電粒子が増加した場合であっても、絶縁部の帯電を抑制することが可能となり、絶縁部の帯電に起因する暗電流の増加を抑制できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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