JPH0497992A - ＣｄＴｅ単結晶の製造方法 - Google Patents
ＣｄＴｅ単結晶の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
叉ユニ孜工立互
本発明は、放射線検出素子用、特に極めてエネルギー分
解能の優れた放射線検出素子用として有用な高抵抗Ｃｄ
Ｔｅ単結晶の製造方法に関する。
解能の優れた放射線検出素子用として有用な高抵抗Ｃｄ
Ｔｅ単結晶の製造方法に関する。
且】ｕＬ屯
ＣｄＴｅ単結晶は放射線検出素子等に有用であり、その
特性向上、特に高エネルギー分解能化をめざして従来か
らＣｄＴｅ単結晶の製造方法が検討されている。
特性向上、特に高エネルギー分解能化をめざして従来か
らＣｄＴｅ単結晶の製造方法が検討されている。
高エネルギー分解能を達成するための結晶特性としては
、主に次の２点が重要である。
、主に次の２点が重要である。
第１点は、抵抗率が高いことである。抵抗率が管いと放
射線検出素子に高電圧を印加したとき、信号ノイズが増
大し好ましくなく、エネルギー分解能の極めて優れた素
子には５Ｘ１０”０ｃｍ以上の値が必要である。
射線検出素子に高電圧を印加したとき、信号ノイズが増
大し好ましくなく、エネルギー分解能の極めて優れた素
子には５Ｘ１０”０ｃｍ以上の値が必要である。
第２点はキャリアライフタイムが大きいことである。キ
ャリアライフタイムが小さいと、キャリア収集効率が低
下し、エネルギー分解能が低下する。
ャリアライフタイムが小さいと、キャリア収集効率が低
下し、エネルギー分解能が低下する。
以上のことから、放射線検出素子用の結晶の製造条件の
検討は、高抵抗率化、キャリアライフタイムの増大の２
点に注目して行なわれてきた。
検討は、高抵抗率化、キャリアライフタイムの増大の２
点に注目して行なわれてきた。
第１魚目の高抵抗率化に対しては、結晶成長時にＣ１を
ドープして抵抗率を向上する事が報告されている。
ドープして抵抗率を向上する事が報告されている。
第２魚目のキャリアライフタイムの増大に関しては、結
晶の純度の向上によって達成される事が報告されている
。
晶の純度の向上によって達成される事が報告されている
。
が る。点
従来から、高抵抗率の結晶を得るためには、結晶中に添
加する塩素濃度を増加することが効果あることが知られ
ている。しかし、塩素濃度が高くなるほどキャリアライ
フタイムは低下する傾向があるために、放射線検出素子
に適した、充分抵抗率が高く、しかもキャリアライフタ
イムも大きい結晶を得ることが出来ないという問題があ
った。
加する塩素濃度を増加することが効果あることが知られ
ている。しかし、塩素濃度が高くなるほどキャリアライ
フタイムは低下する傾向があるために、放射線検出素子
に適した、充分抵抗率が高く、しかもキャリアライフタ
イムも大きい結晶を得ることが出来ないという問題があ
った。
すなわち、放射線検出素子として使用可能な抵抗率を得
るためには、塩素の添加量をある程度大きな量にせざる
を得す、そのため、キャリアライフタイムが小さくなり
、結果的に、この結晶を使用して作製した放射線検出素
子のエネルギー分解能は満足できる値が得られていない
という間層があった。
るためには、塩素の添加量をある程度大きな量にせざる
を得す、そのため、キャリアライフタイムが小さくなり
、結果的に、この結晶を使用して作製した放射線検出素
子のエネルギー分解能は満足できる値が得られていない
という間層があった。
１ｊ廊１１或
本発明は、上記の問題点を解決したものであって、放射
線検出素子用のＣｄＴｅ単結晶の製造方法において、塩
素を０．８重量ｐｐｍ以上２重量１）ｐｍ以下の濃度で
添加したＣｄＴｅ単結晶を、真空中、あるいは不活性ガ
ス中で３５０℃以上４５０℃以下の第１の温度域で熱処
理した後、引き続き１５０℃以上３５０℃未満の第２の
温度域で熱処理し、更に引き続き５ｏ℃以上１５０℃未
満の第３の温度域で熱処理することを特徴とするＣｄＴ
ｅ単結晶の製造方法に関するものである。
線検出素子用のＣｄＴｅ単結晶の製造方法において、塩
素を０．８重量ｐｐｍ以上２重量１）ｐｍ以下の濃度で
添加したＣｄＴｅ単結晶を、真空中、あるいは不活性ガ
ス中で３５０℃以上４５０℃以下の第１の温度域で熱処
理した後、引き続き１５０℃以上３５０℃未満の第２の
温度域で熱処理し、更に引き続き５ｏ℃以上１５０℃未
満の第３の温度域で熱処理することを特徴とするＣｄＴ
ｅ単結晶の製造方法に関するものである。
点を る および
上記の問題点を解決するためには、低塩素濃度でも抵抗
率の高い結晶を得る方法が必要であり、本発明者等は、
結晶を熱処理することで抵抗率が増加することを新たに
見い出し、本発明に至ったものである。
率の高い結晶を得る方法が必要であり、本発明者等は、
結晶を熱処理することで抵抗率が増加することを新たに
見い出し、本発明に至ったものである。
本発明における熱処理は真空中あるいはＡｒ、窒素など
の不活性ガス雰囲気下で行う。これは、酸化防止のため
に行なわれる。
の不活性ガス雰囲気下で行う。これは、酸化防止のため
に行なわれる。
本発明の熱処理は、例えば第１図に示すごとく、３５０
℃以上４５０℃以下の第１の温度域で熱処理した後、引
き続き１５０℃以上３５０℃未満の第２の温度域で熱処
理し、更に引き続き５０℃以上１５０℃未満の第３の温
度域で熱処理することによって行なわれる。
℃以上４５０℃以下の第１の温度域で熱処理した後、引
き続き１５０℃以上３５０℃未満の第２の温度域で熱処
理し、更に引き続き５０℃以上１５０℃未満の第３の温
度域で熱処理することによって行なわれる。
本発明における第１の熱処理温度は３５０℃以上４５０
℃以下である必要がある。第１の熱処理温度が３５０℃
未満であっても、４５０℃を越えても、抵抗率は５Ｘ１
０”Ωｃｍ以下となるため好ましくない。さらに好まし
くは３７０℃以上４ｏＯ℃以下で熱処理することが好ま
しい。
℃以下である必要がある。第１の熱処理温度が３５０℃
未満であっても、４５０℃を越えても、抵抗率は５Ｘ１
０”Ωｃｍ以下となるため好ましくない。さらに好まし
くは３７０℃以上４ｏＯ℃以下で熱処理することが好ま
しい。
第１の熱処理時間は１時間以上、より好ましくは１５時
間以上とする。
間以上とする。
本発明における第２の熱処理は、第１の熱処理に引き続
いて１５０℃以上３５０℃未満の温度域で行なわれる。
いて１５０℃以上３５０℃未満の温度域で行なわれる。
第２の熱処理は、本発明の熱処理の総時間を減少するた
めに行なわれる。第２の熱処理が無いと、さらに引き続
き行なわれる第３の熱処理時間を極めて長くする必要が
有り、好ましくない。
めに行なわれる。第２の熱処理が無いと、さらに引き続
き行なわれる第３の熱処理時間を極めて長くする必要が
有り、好ましくない。
第２の熱処理は１５０℃以上３５０℃未満であれば、さ
らに何段階かの温度で行なっても良い。
らに何段階かの温度で行なっても良い。
但し、その温度は高温側から低温側に減少させて行なわ
なければならない。例えば、第２の熱処理を第１の熱処
理に引き続いて３００℃、さらに２００℃と行なうのは
良いが、第１の熱処理に引き続いて２００℃、さらに３
００℃と行なうのは好ましくない。第２の熱処理は必ず
しも一定の温度に保って行なう必要は無く、徐々に温度
を減少させて行なっても良い。この場合の温度の低下速
度は１０℃／ ｈ ｒ以下が好ましい。第２の熱処理を
一定の温度で、あるいはさらに数段階の温度で行なう場
合でも、その合計の熱処理時間は２０時間以上とするの
が好ましい。この熱処理時間が２０時間未満であると、
第３の熱処理時間を非常に長くとる必要がある。
なければならない。例えば、第２の熱処理を第１の熱処
理に引き続いて３００℃、さらに２００℃と行なうのは
良いが、第１の熱処理に引き続いて２００℃、さらに３
００℃と行なうのは好ましくない。第２の熱処理は必ず
しも一定の温度に保って行なう必要は無く、徐々に温度
を減少させて行なっても良い。この場合の温度の低下速
度は１０℃／ ｈ ｒ以下が好ましい。第２の熱処理を
一定の温度で、あるいはさらに数段階の温度で行なう場
合でも、その合計の熱処理時間は２０時間以上とするの
が好ましい。この熱処理時間が２０時間未満であると、
第３の熱処理時間を非常に長くとる必要がある。
本発明における第３の熱処理は、第２の熱処理に引き続
き５０℃以上１５０℃未満の温度域で行なわれる。
き５０℃以上１５０℃未満の温度域で行なわれる。
５０℃未満の温度での熱処理では、熱処理の効果が無い
。１５０℃以上の熱処理では第２の熱処理で終了するの
と同じだが、この場合、５×１０°Ωｃｍ以上の抵抗率
が得られないので好ましくない。５０℃以上１５０℃未
満の温度で熱処理した場合に限って５ｘｌＯ”Ωｃｍ以
上の抵抗率が得られる。熱処理時間は１０時間以上が好
ましい。
。１５０℃以上の熱処理では第２の熱処理で終了するの
と同じだが、この場合、５×１０°Ωｃｍ以上の抵抗率
が得られないので好ましくない。５０℃以上１５０℃未
満の温度で熱処理した場合に限って５ｘｌＯ”Ωｃｍ以
上の抵抗率が得られる。熱処理時間は１０時間以上が好
ましい。
さらに好ましくは２０時間以上である。
本発明の熱処理は、例えば第２図に示すごとく、塩素が
０．８重量ｐｐｍ以上、２重量ｐｐｍ以下の濃度で添加
された結晶に対して行われる。０゜８重量ｐｐｍ以下で
は本発明の熱処理を行っても、結晶の抵抗率は５Ｘ１０
”Ωｃｍ以上に向上しないため、極めてエネルギー分解
能の優れた放射線検出素子用の結晶として使用すること
が出来ない。
０．８重量ｐｐｍ以上、２重量ｐｐｍ以下の濃度で添加
された結晶に対して行われる。０゜８重量ｐｐｍ以下で
は本発明の熱処理を行っても、結晶の抵抗率は５Ｘ１０
”Ωｃｍ以上に向上しないため、極めてエネルギー分解
能の優れた放射線検出素子用の結晶として使用すること
が出来ない。
２重量ｐｐｍを越える場合は、第３図に示すごとく、本
発明の熱処理を行っても、キャリアライフタイムが低く
なるため、高性能の放射線検出素子が得られないため効
果が少ない。
発明の熱処理を行っても、キャリアライフタイムが低く
なるため、高性能の放射線検出素子が得られないため効
果が少ない。
尚、該熱処理はインゴットの状態でも、ウェハーの状態
で行なっても良い。
で行なっても良い。
［実施例］
塩素濃度１重量ｐｐｍのＣｄＴｅ結晶ウェハーを、真空
中で３８５℃で１５時間熱処理した後、引き続き、３０
０℃で４８時間、さらに２００℃で４８時間、さらに１
００℃で４８時間の熱処理を行なった。この結晶を用い
て、放射線検出素子を作製した。
中で３８５℃で１５時間熱処理した後、引き続き、３０
０℃で４８時間、さらに２００℃で４８時間、さらに１
００℃で４８時間の熱処理を行なった。この結晶を用い
て、放射線検出素子を作製した。
この結晶の抵抗率は、７Ｘ１０”Ωｃｍ、キャリアライ
フタイムは電子がｌμｓ、ホールが０゜５μｓと極めて
高抵抗、高キヤリアライフタイムを同時に満足するもの
であった。
フタイムは電子がｌμｓ、ホールが０゜５μｓと極めて
高抵抗、高キヤリアライフタイムを同時に満足するもの
であった。
放射線検出素子としての特性は、”’ Ａ ｍの放射線
（５９，５ｋｅＶのエネルギーをもっている）を測定し
たときのピーク強度半値幅が、第４図のＡに示すごとく
、印加電圧２５Ｖにおいて２． ５ｋｅＶの極めて良好
な分解能が得られた。
（５９，５ｋｅＶのエネルギーをもっている）を測定し
たときのピーク強度半値幅が、第４図のＡに示すごとく
、印加電圧２５Ｖにおいて２． ５ｋｅＶの極めて良好
な分解能が得られた。
［比較例１］
塩素濃度１重量ｐｐｍの結晶を、熱処理しないで放射線
検出素子を作製した。この結晶の抵抗率は、１×１０゛
Ωｃｍと低く、そのためキャリアライフタイムも測定出
来なかった。放射線検出素子としての特性は、抵抗率が
低すぎたために、リーク電流が大きく、パＡｍの放射線
を測定したが、なんらスペクトルが得られなかった。
検出素子を作製した。この結晶の抵抗率は、１×１０゛
Ωｃｍと低く、そのためキャリアライフタイムも測定出
来なかった。放射線検出素子としての特性は、抵抗率が
低すぎたために、リーク電流が大きく、パＡｍの放射線
を測定したが、なんらスペクトルが得られなかった。
［比較例２］
塩素濃度１重量ｐｐｍのＣｄＴｅ結晶ウェハーを、真空
中で３８５℃で１５時間熱処理した後、５０℃／ ｈ
ｒで冷却した、１段回のみの熱処理を行なった結晶を用
いて、放射線検出素子を作製した。
中で３８５℃で１５時間熱処理した後、５０℃／ ｈ
ｒで冷却した、１段回のみの熱処理を行なった結晶を用
いて、放射線検出素子を作製した。
この結晶の抵抗率は、２Ｘ１０°Ωｃｍ、キャリアライ
フタイムは電子が１μｓ、ホールが０゜５μｓであった
。
フタイムは電子が１μｓ、ホールが０゜５μｓであった
。
放射線検出素子としての特性は、”’Ａｍの放射線（５
９，５ｋｅＶのエネルギーをもっている）を測定したと
きのピーク強度半値幅が、第４図のＢに示すごとく印加
電圧１５Ｖにおいて５ｋｅＶの分解能が得られたが、こ
れ以上の電圧を印加してもリーク電流が増加したことに
よるノイズの増加のために、分解能は向上しなかった。
９，５ｋｅＶのエネルギーをもっている）を測定したと
きのピーク強度半値幅が、第４図のＢに示すごとく印加
電圧１５Ｖにおいて５ｋｅＶの分解能が得られたが、こ
れ以上の電圧を印加してもリーク電流が増加したことに
よるノイズの増加のために、分解能は向上しなかった。
月１μｍ１果
本発切により、結晶中塩素濃度が０．８重量ｐｐｍ以上
２重量ｐｐｍという低塩素濃度でも、放射線検出素子を
作製するのに充分な極めて抵抗率の高い結晶を得ること
が出来る。このためこの結晶を用いて、従来よりも格段
にエネルギー分解能の良好な放射線検出素子を作製する
ことができるようになる。
２重量ｐｐｍという低塩素濃度でも、放射線検出素子を
作製するのに充分な極めて抵抗率の高い結晶を得ること
が出来る。このためこの結晶を用いて、従来よりも格段
にエネルギー分解能の良好な放射線検出素子を作製する
ことができるようになる。
第１図は本発明の熱処理工程を示したものである。
第２図は結晶中の塩素濃度と本発明の熱処理によって得
られた抵抗率の関係を示したものである。 第３図は結晶中の塩素濃度とキャリアライフタイムの関
係を示したものである。 第４図は、実施例及び比較例２の放射線検出素子印加電
圧と分解能の関係を示したものである。
られた抵抗率の関係を示したものである。 第３図は結晶中の塩素濃度とキャリアライフタイムの関
係を示したものである。 第４図は、実施例及び比較例２の放射線検出素子印加電
圧と分解能の関係を示したものである。
Claims (1)
- （１）放射線検出素子用のＣｄＴｅ単結晶の製造方法に
おいて、塩素を０．８重量ｐｐｍ以上２重量ｐｐｍ以下
の濃度で添加したＣｄＴｅ単結晶を、真空中、あるいは
不活性ガス中で３５０℃以上４５０℃以下の第１の温度
域で熱処理した後、引き続き１５０℃以上３５０℃未満
の第２の温度域で熱処理し、更に引き続き５０℃以上１
５０℃未満の第３の温度域で熱処理することを特徴とす
るＣｄＴｅ単結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21027890A JPH07108839B2 (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | ＣｄＴｅ単結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21027890A JPH07108839B2 (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | ＣｄＴｅ単結晶の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0497992A true JPH0497992A (ja) | 1992-03-30 |
| JPH07108839B2 JPH07108839B2 (ja) | 1995-11-22 |
Family
ID=16586748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21027890A Expired - Lifetime JPH07108839B2 (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | ＣｄＴｅ単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07108839B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0627506A1 (en) * | 1993-06-04 | 1994-12-07 | Japan Energy Corporation | CdTe crystal for use in radiation detector and method of manufacturing such CdTe crystal |
| WO2003078703A1 (fr) * | 2002-03-19 | 2003-09-25 | Nikko Materials Co., Ltd. | Monocristal cdte et polycristal cdte et leur procede de fabrication |
| JP2004158731A (ja) * | 2002-11-08 | 2004-06-03 | Nikko Materials Co Ltd | Ｉｉ−ｖｉ族化合物半導体単結晶およびその製造方法 |
| JP2004238268A (ja) * | 2003-02-07 | 2004-08-26 | Nikko Materials Co Ltd | 電気光学素子用ＣｄＴｅ系化合物半導体単結晶 |
| JP2017197413A (ja) * | 2016-04-28 | 2017-11-02 | Ｊｘ金属株式会社 | 化合物半導体基板およびその製造方法 |
-
1990
- 1990-08-10 JP JP21027890A patent/JPH07108839B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP0627506A1 (en) * | 1993-06-04 | 1994-12-07 | Japan Energy Corporation | CdTe crystal for use in radiation detector and method of manufacturing such CdTe crystal |
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| US7211142B2 (en) | 2002-03-19 | 2007-05-01 | Nippon Mining & Metals Co., Ltd. | CdTe single crystal and CdTe polycrystal, and method for preparation thereof |
| CN1318662C (zh) * | 2002-03-19 | 2007-05-30 | 日矿金属株式会社 | CdTe单晶和CdTe多晶及其制备方法 |
| EP2336400A3 (en) * | 2002-03-19 | 2011-11-23 | Nippon Mining & Metals Co., Ltd. | CdTe single crystal and CdTe polycrystal, and method for producing the same |
| JP2004158731A (ja) * | 2002-11-08 | 2004-06-03 | Nikko Materials Co Ltd | Ｉｉ−ｖｉ族化合物半導体単結晶およびその製造方法 |
| JP4614616B2 (ja) * | 2002-11-08 | 2011-01-19 | Ｊｘ日鉱日石金属株式会社 | ＺｎＴｅ単結晶及びその製造方法 |
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| JP4624648B2 (ja) * | 2003-02-07 | 2011-02-02 | Ｊｘ日鉱日石金属株式会社 | 電気光学素子用ＣｄＴｅ系化合物半導体単結晶 |
| JP2017197413A (ja) * | 2016-04-28 | 2017-11-02 | Ｊｘ金属株式会社 | 化合物半導体基板およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07108839B2 (ja) | 1995-11-22 |
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