DE60319905T2

DE60319905T2 - Röntgenstrahlungsdetektor

Info

Publication number: DE60319905T2
Application number: DE60319905T
Authority: DE
Inventors: Kenji Nakagyo-ku Kyoto-shi Sato; Toshiyuki Nakagyo-ku Kyoto-shi Sato; Takayuki Kofu-shi Nakayama; Yoichiro Kofu-shi Shimura; Kazuhiko Kofu-shi Shima
Original assignee: Shimadzu Corp; Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd; Shindengen Sensor Device Co Ltd
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2002-04-23
Filing date: 2003-04-14
Publication date: 2009-08-13
Anticipated expiration: 2023-04-15
Also published as: CA2426204A1; EP1357608A3; US7554092B2; US20030223534A1; KR20030084610A; EP1357608A2; JP2003315464A; EP1357608B1; JP4188619B2; DE60319905D1; CN1256065C; CN1452938A; CA2426204C

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
(1) Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf einen Röntgenstrahlungsdetektor zur Messung von Röntgenstrahlung auf dem medizinischen, industriellen, nuklearen und anderen Gebieten.
(2) Beschreibung des Standes der Technik
Bei einem Röntgenstrahlungsdetektor mit Elektroden, die an entgegengesetzten Seiten eines Halbleiters ausgebildet sind, wird eine bestimmte Vorspannung zwischen den Elektroden angelegt und werden in dem Halbleiter durch einfallende Röntgenstrahlung erzeugte elektrische Ladungen als elektrische Signale nachgewiesen. Für einen solchen Röntgenstrahlungsdetektor werden verschiedene Halbleitermaterialien je nach Zweck ausgewählt verwendet. Diese Halbleitermaterialien werden auf verschiedene Weisen hergestellt. Gewöhnlich wird für einen Röntgenstrahlungsdetektor, der eine hohe Energieauflösung haben muss, ein hochreiner Halbleitereinkristall, wie etwa Silizium (Si), verwendet.
Ein Röntgenstrahlungsdetektor, der insbesondere amorphes Selen (a-Se) verwendet, kann ohne Schwierigkeiten eine Hochwiderstands-Dickschicht mit einer Größe von 1000 cm² oder größer unter Verwendung einer Filmbeschichtungstechnik, wie etwa einem Vakuumabscheidungsverfahren, realisieren. Dieser Röntgenstrahlungsdetektor ist ideal zur Verwendung auf einem Gebiet, das einen großen Bereich zur Röntgenstrahlungsmessung erfordert.
Ein nach einem solchen Verfahren ausgebildeter Film aus amorphen Selen (a-Se) enthält jedoch viele Strukturdefekte. Allgemein wird daher eine geeignete Menge an Fremdstoffen hinzugefügt (d. h. dotiert), um die Leistung zu verbessern.
Der wie oben beschrieben aufgebaute herkömmliche Detektor hat folgenden Nachteil.
Anders als ein Einkristallhalbleiter hat der herkömmliche Detektor viele potenzielle Strukturdefekte. Diese Defekte bilden Haftstellen für Ladungstransfermedien (Träger) aus Elektronen und Löchern, die in der Halbleiterschicht durch den Röntgenstrahlungseinfall erzeugt werden. Diese gefangenen Ladungsträger können nicht als elektrische Signale aufgenommen werden. Dies bewirkt die Erscheinung einer Verschlechterung der Empfindlichkeit des Röntgenstrahlungsdetektors.
Diese Erscheinung wird nachfolgend unter Bezug auf die 2A und 2B besonders beschrieben. 2A und 2B sind Erläuterungsdarstellungen für den inneren Aufbau des Röntgenstrahlungsdetektors. Die Strukturdefekte in amorphem Selen (a-Se) enthalten, wie in 2B gezeigt, Rekombinationszentren D⁰ und ionisierte Rekombinationszentren D⁺ (Elektronenhaftstellen) und D^– (Löcherhaftstellen), die in einem festen Verhältnis vorhanden sind. Die Dichte von D⁰ und D¹ bestimmt dabei einen Anfangswert für die Empfindlichkeit des Röntgenstrahlungsdetektors. Dieser Zustand wird durch folgende Formel ausgedrückt: 2D⁰ → D⁺ + D^–
Wenn Röntgenstrahlung in diesem Zustand auftrifft und Ladungstransfermedien (Träger) aus Elektronen (e–) oder Löchern (h+) in amorphem Selen (a-Se) erzeugt, werden diese Medien zunächst durch die Rekombinationszentren D⁰ eingefangen und verändern diese in D^– bzw. D⁺. Auf diese Weise nimmt die Dichte von D⁺ und von D^– zu und verschlechtert die Empfindlichkeit. Diese Beziehung wird durch die folgenden zwei Formeln ausgedrückt: D⁰ + e^– → D^– D⁰ + h⁺ → D⁺
Ein Röntgenstrahlungsdetektor gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus EP-A-0 826 983 bekannt.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Röntgenstrahlungsdetektor zu schaffen, welcher die Strukturdefekte in amorphem Selen (a-Se) kompensiert und damit von einer Empfindlichkeitsverschlechterung frei ist.
Obige Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch einen Röntgenstrahlungsdetektor gelöst, wie er in Anspruch 1 definiert ist.
Wie in 2A gezeigt, wird ein Alkalimetall M mit starker Ionisierungstendenz dem amorphen Selen (a-Se), welches eine auf Röntgenstrahlung empfindliche Halbleiterschicht ist, in einer solchen Menge hinzugefügt (dotiert), dass die Strukturdefekte D⁰ kompensiert werden. Die Strukturdefekte in amorphem Selen (a-Se) sind nur D⁰, welche Rekombinationszentren sind, und D^– (Löcherhaftstellen), welche negativ ionisierte D⁰ sind. Dieser Zustand wird durch die folgende Formel (1) ausgedrückt: 2D⁰ + M → M⁺ + D^– + D⁰ (1)
Wenn in diesem Zustand einfallende Röntgenstrahlung Ladungstransfermedien (Träger) aus Elektronen (e^–) und Löchern (h⁺) in amorphem Selen (a-Se) erzeugt, werden die Elektronen durch die Rekombinationszentren D⁰ gefangen und ändern diese in D^–, und die Löcher werden durch D^– gefangen und ändern diese in D⁰.
Diese Beziehung wird durch die folgenden zwei Formeln (2) und (3) ausgedrückt: D⁰ + e^– → D^– (2) D^– + h⁺ → D⁰ (3)
Wie aus diesen Formeln (2) und (3) ersichtlich ist, nimmt, wenn die Elektroneneinfangwahrscheinlichkeit und die Löchereinfangwahrscheinlichkeit exakt gleich sind, die Dichte von D^– niemals zu, so dass keine Empfindlichkeitsverschlechterung vorliegt. Selbst wenn die Elektroneneinfangwahrscheinlichkeit höher als die Löchereinfangwahrscheinlichkeit ist und damit die Dichte von D^– zunimmt, werden nur die Löcher in erhöhter Menge eingefangen. Da keine Zunahme in der Menge der eingefangenen Elektronen stattfindet, ist die Empfindlichkeitsverschlechterung auf die Hälfte unterdrückt.
Bei dem Röntgenstrahlungsdetektor mit obigem Aufbau gemäß der Erfindung ist vorzugsweise die eine der Elektroden, die auf der Röntgenstrahlungseinfallseite ausgebildet ist, eine positive Elektrode, an welche eine Vorspannung zur Potenzialerhöhung angelegt ist.
Da die Elektrode auf der Röntgenstrahlungseinfallseite eine positive Elektrode ist, an welche, wie in 3 gezeigt, eine Vorspannung zur Potenzialerhöhung angelegt ist, bewegen sich durch den Röntgenstrahlungseinfall erzeugte Elektronen zur Röntgenstrahlungseinfallseite hin, während sich Löcher zur entgegengesetzten Seite hin bewegen. Die Wechselwirkung zwischen Röntgenstrahlung und einem Material ist dadurch gekennzeichnet, dass die stärkere Reaktion tendenziell in den Bereichen auftritt, die näher zur Oberfläche des Materials liegen. Viele der Elektronen werden also durch den Röntgenstrahlungseinfall in der Nähe einer Ebene des Röntgenstrahlungseinfalls erzeugt. Diese Elektronen bewegen sich zu der Elektrode auf der Seite des Röntgenstrahlungseinfalls, bewegen sich also über reduzierte Distanz.
Die Wahrscheinlichkeit, dass die Elektronen die Elektrode erreichen, ohne durch die Rekombinationszentren D⁰ eingefangen zu werden, ist also erhöht, womit eine Zunahme von D^– minimiert wird. Auf diese Weise wird nicht nur eine Zunahme der Menge an eingefangenen Elektronen unterdrückt, sondern auch eine Zunahme der Menge an eingefangenen Löchern. Folglich tritt bei dem Röntgenstrahlungsdetektor kaum eine Empfindlichkeitsverschlechterung auf.
Bei dem Röntgenstrahlungsdetektor gemäß der Erfindung liegt die Menge an dotiertem Alkalimetall in einem Bereich von 0,01 bis 10 ppm und vorzugsweise in einem Bereich von 0,05 bis 2 ppm.
Wenn die Menge an hinzugefügtem (dotiertem) Alkalimetall in einem Bereich von 0,01 bis 10 ppm liegt, was im Wesentlichen einer Menge entspricht, die die Strukturdefekte D⁰ von amorphem Selen (a-Se) kompensiert, findet die Reaktion aus Formel (1) zuverlässig statt und die Empfindlichkeitsverschlechterung wird so unterdrückt.
Wäre die Menge an hinzugefügtem Alkalimetall weniger als 0,01 ppm, würde die Wirkung des Alkalimetalls verschwinden, was zu einer Empfindlichkeitsverschlechterung führen würde. Wäre die Menge an hinzugefügtem Alkalimetall größer als 0,01 ppm, würde das Alkalimetall allein abgeschieden werden, was zu einer Zunahme des Dunkelstroms und einem raschem Abfall der Empfindlichkeit führen würde.
Natürlich liegt auch in obigem Bereich ein optimaler Wert gemäß der Art von Alkalimetall und den Schichtausbildungsbedingungen, wie etwa Gasphasenabscheidungstemperatur und Substrattemperatur, vor. Im Falle von Na beispielsweise liegt eine optimale Menge im Bereich von 0,05 bis 2 ppm vor.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Zum Zwecke der Veranschaulichung der Erfindung sind in den Zeichnungen verschiedene Ausführungsformen gezeigt, die gegenwärtig bevorzugt sind, es versteht sich jedoch, dass die Erfindung nicht auf die exakte Anordnung und die exakten Einrichtungen, wie sie gezeigt sind, beschränkt ist.
1 ist eine schematische Schnittansicht, die den Aufbau eines Röntgenstrahlungsdetektors gemäß der Erfindung zeigt;
2A und 2B sind Erläuterungsdarstellungen, die einen inneren Aufbau des Röntgenstrahlungsdetektors gemäß der Erfindung zeigen;
3 ist eine Erläuterungsdarstellung, welche Funktionen des Röntgenstrahlungsdetektors gemäß der Erfindung zeigt;
4 ist eine schematische Schnittansicht, die den Aufbau eines abgewandelten Röntgenstrahlungsdetektors gemäß der Erfindung zeigt;
5 zeigt Merkmale von Proben und Messdaten;
6 ist ein Graph, der Änderungen der Signalströme von zwei Röntgenstrahlungsdetektoren zur Prüfung 3 und zum Vergleich 2 zeigt;
7 zeigt Merkmale einer Probe und von Messdaten; und
8 zeigt Merkmale einer Probe und von Messdaten.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Einzelnen beschrieben.
1 bis 4 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung. 1 ist eine schematische Schnittansicht, die den Aufbau eines Röntgenstrahlungsdetektors zeigt. 2A und 2B sind Erläuterungsdarstellungen, die einen inneren Aufbau des Röntgenstrahlungsdetektors zeigen. 3 ist eine Erläuterungsdarstellung, die Funktionen des Röntgenstrahlungsdetektors gemäß der Erfindung zeigt. 4 ist eine schematische Schnittansicht, die den Aufbau eines abgewandelten Röntgenstrahlungsdetektors zeigt.
Wie in 1 gezeigt, enthält der Röntgenstrahlungsdetektor bei dieser Ausführungsform eine Ladungsträgersammelelektrode 1 und eine untere Ladungsträgerauswahlschicht 2, die auf einem isolierenden Substrat 3, wie etwa einem Glassubstrat, ausgebildet ist. Eine Halbleiterdickschicht 4 aus amorphem Selen (a-Se) ist auf dem Substrat 3 ebenfalls ausgebildet. Ein Alkalimetall ist dem amorphen Selen in einem Bereich von 0,01 bis 10 ppm, vorzugsweise in einem Bereich von 0,05 bis 2 ppm, hinzugefügt (dotiert) worden. Eine Spannungsanlegeelektrode 6 ist auf der Halbleiterdickschicht 4 über eine obere Ladungsträgerauswahlschicht 5 ausgebildet.
Die untere und die obere Ladungsträgerauswahlschicht 2 und 5 sind zur Unterdrückung eines Dunkelstroms unter Ausnutzung des merklichen Beitragsunterschieds zum Ladungstransfervorgang zwischen Elektronen und Löchern, die als Ladungsträger im Halbleiter dienen, vorgesehen. Wenn eine positive Vorspannung an die Spannungsanlegeelektrode 6 angelegt wird, wird eine n-Halbleiterschicht, wie etwa CdSe, CdS oder CeO₂, eine Halbisolatorschicht, wie etwa Sb₂S₃ oder eine mit As oder Te dotierte amorphe Se-Schicht als die obere Ladungsträgerauswahlelektrode 5 verwendet, um eine Injektion von Löchern zu begrenzen. Als untere Ladungsträgerauswahlschicht 2 wird eine p-Halbleiterschicht, wie etwa ZnSe, ZnTe oder ZnS, eine Halbisolatorschicht, wie etwa Sb₂S₃ oder eine mit einem Halogen, wie etwa Cl, dotierte Se-Schicht verwendet, um die Injektion von Elektronen zu begrenzen. Eine Halbisolatorschicht, wie etwa Sb₂S₃, kann die Beiträge von Elektronen und Löchern beruhend aus den Schichtausbildungsbedingungen umkehren.
Der Röntgenstrahlungsdetektor in dieser Ausführungsform legt eine Vorspannung an die Spannungsanlegeelektrode 6 an, wobei ein Röntgenstrahlungseinfall elektrische Ladungen (Elektronen und Löcher) in der Halbleiterdickschicht 4 aus amorphem Selen (a-Se) erzeugt. Der Röntgenstrahlungsdetektor stellt durch die Bewegung der erzeugten Elektronen und Löcher zu den beiden Elektroden hin herbeigeführte elektrische Ladungen als elektrische Signale an der Ladungsträgersammelelektrode 1 fest.
Wie in 2B gezeigt, kann die Halbleiterdickschicht 4 aus amorphem Selen (a-Se) drei Arten von Strukturdefekten, d. h. Rekombinationszentren D⁰ und ionisierte Rekombinationszentren D⁺ (Elektronenhaften) und D^– (Löcherhaftstellen), aufweisen. Im Falle des Röntgenstrah lungsdetektors dieser Ausführungsform ist jedoch ein Alkalimetall M der Halbleiterdickschicht 4 aus amorphem Selen (a-Se) hinzugefügt (dotiert). Wie in 2A gezeigt, sind nur D⁰ und D^– vorhanden. Der Wert der Empfindlichkeit wird durch die Dichte von D⁺ und von D^– bestimmt. D^– nimmt durch Röntgeneinstrahlung gemäß der vorstehend dargelegten Formel (2) zu, eine Zunahme von D⁺ findet aber nicht statt. Die Verschlechterung der Empfindlichkeit des Röntgenstrahlungsdetektors ist also auf die Hälfte unterdrückt.
Wenn eine positive Vorspannung so angelegt wird, dass die Elektrode auf der Röntgenstrahlungseinfallseite, d. h., die Spannungsanlegeelektrode 6, ein höheres Potenzial als die Ladungsträgersammelelektrode 1, wie in 3 gezeigt, hat, bewegen sich ferner Elektronen, die durch den Röntgenstrahlungseinfall erzeugt werden, zur Röntgenstrahlungseinfallseite, während sich Löcher nach der entgegengesetzten Seite bewegen. Die Wechselwirkung zwischen Röntgenstrahlung und einem Material ist durch die Tendenz eines Auftretens einer stärkeren Reaktion in den Bereichen, die näher zur Oberfläche des Materials liegen, gekennzeichnet. Viele der Elektronen werden also durch den Röntgenstrahlungseinfall in der Nähe einer Ebene des Röntgenstrahlungseinfalls erzeugt. Diese Elektronen bewegen sich zur Elektrode auf der Seite des Röntgenstrahlungseinfalls. Folglich bewegen sich die Elektronen über verminderte Distanzen. Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass die Elektronen die Spannungsanlegeelektrode 6 erreichen, ohne durch die Rekombinationszentren D⁰ eingefangen zu werden, wodurch eine Zunahme von D^– minimiert wird. Dadurch tritt bei dem Röntgenstrahlungsdetektor kaum eine Empfindlichkeitsverschlechterung auf.
4 zeigt eine schematische Schnittansicht einer abgewandelten Ausführungsform, bei welcher der obige Röntgenstrahlungsdetektor so gestaltet ist, dass er mehrere Kanäle in einer zweidimensionalen Matrix ausbildet. Jede Ladungsträgersammelelektrode 11 ist mit einem Kon densator 12 zur Ladungsspeicherung und einer Schaltvorrichtung 13 (Dünnschichttransistor-(TFT-)Schalter) zum Lesen der Ladungen verbunden. Die Ladungsträgersammelelektroden 11 sind auf einem TFT-Substrat, das die Kondensatoren 12 und Schaltvorrichtungen 13 aufweist, so angeordnet, dass sie ein zweidimensionales Anordnungsfeld bilden. Gleiche Bezugszeichen werden zur Identifizierung gleicher Elemente des vorstehend beschriebenen Röntgenstrahlungsdetektors verwendet und nicht erneut beschrieben.
Wenn der Röntgenstrahlungsdetektor in dieser Abwandlung mit Röntgenstrahlung unter Anlegen einer Vorspannung an eine Spannungsanlegeelektrode 14, die über die gesamte Oberfläche hinweg als gemeinsame Elektrode ausgebildet ist, mit Röntgenstrahlung bestrahlt wird, bewegen sich erzeugte elektrische Ladungen (Elektronen und Löcher) zu entgegengesetzten Elektroden. Die eingeführten Ladungen werden in den Ladungsspeicherkondensatoren, die über die Ladungsträgersammelelektroden 11 angeschlossen sind, an Orten des Röntgenstrahlungseinfalls gespeichert. Beim Lesen wird ein EIN-Signal in Form einer Gate-Ansteuerung 15 über Gate-Leitungen 16 geschickt, um die Schaltvorrichtungen 13 einzuschalten (zu verbinden). Die gespeicherten Ladungen werden als Strahlungsnachweissignale über Abfühlleitungen 17 übertragen und durchlaufen Ladungs-Spannungs-Wandler 18 und einen Multiplexer 19 und werden als digitale Signale zur Lieferung eines zweidimensionalen Röntgenbildes ausgegeben.
Mit einem solchen Aufbau in Form eines zweidimensionalen Feldes wird die Charakteristik des Röntgenstrahlungsdetektors gemäß der Erfindung deutlich sichtbar.
Im Einzelnen findet bei einem herkömmlichen Röntgenstrahlungsdetektor eine Empfindlichkeitsverschlechterung gemäß der Einfallsintensität von Röntgenstrahlung statt und bewirkt lokale Empfindlichkeitsschwankungen. Ihr Einfluss ist an der Qualität von nachfolgend aufge nommenen Bildern deutlich erkennbar. Bei dem Röntgenstrahlungsdetektor gemäß dieser abgewandten Ausführungsform andererseits ist ein Alkalimetall einer Halbleiterdickschicht 20 aus amorphem Selen (a-Se) hinzugefügt (dotiert) und im Einsatz eine positive Vorspannung an die Spannungsanlegeelektrode 14 angelegt. Daher findet kaum eine Empfindlichkeitsverschlechterung statt und man ist von einer Bildqualitätsverschlechterung, wie etwa Empfindlichkeitsschwankungen, frei.
Bei dem vorstehenden Röntgenstrahlungsdetektor und seiner Abwandlung sind typische Beispiele für das Alkalimetall Li, Na und K. Wie in Bezug auf die Funktionen der Erfindung beschrieben, lassen sich ähnliche Effekte auch durch ein Dotieren mit einem Erdalkalimetall, wie etwa Ca, oder einem nichtmetallischen Element, wie etwa H hervorbringen, solange ein solches Element eine starke Ionisierungsneigung und einen vermindernden Effekt hat.
Messdaten der Erfindung und Vergleich zum Stand der Technik
Als nächstes erfolgt eine Verifikation, dass die Empfindlichkeitsverschlechterung mit dem Röntgenstrahlungsdetektor dieser Ausführungsform verbessert ist.
Wie in 5 gezeigt, schließen hier verwendete Proben acht Röntgenstrahlungsdetektoren, d. h. Prüf-Röntgenstrahlungsdetektoren 1 bis 6 und Vergleichs-Röntgenstrahlungsdetektoren 1 und 2 ein. Bei den Prüfdetektoren 1 bis 6 ist das Alkalimetall Na der Halbleiterdickschicht 25 aus amorphem Selen (a-Se) in einer Menge von 0,01 ppm, 0,1 ppm, 0,5 ppm, 1,0 ppm, 5,0 ppm bzw. 10,0 ppm hinzugefügt (dotiert). Bei dem Vergleichs-Röntgenstrahlungsdetektor 1 ist das Alkalimetall Na der Halbleiterdickschicht 20 aus amorphem Selen (a-Se) in einer Menge von 20,0 ppm hinzugefügt (dotiert). Der Vergleichs-Röntgenstrahlungsdetektor 2 weist eine Halbleiterdickschicht aus amorphem Selen (a-Se) ohne Dotierung auf. Die Dickschicht 4 aus amorphem Selen (a-Se) ist bei allen Röntgenstrahlungsdetektoren 1 mm dick.
Bei allen Prüf- und Vergleichs-Röntgenstrahlungsdetektoren wurden an die Spannungsanlegeelektrode 6 Vorspannungen von ±10 kV angelegt und an die Ladungsträgersammelektrode 1 wurde ein Amperemeter zum Messen von Stromsignalen angeschlossen. In diesem Zustand wurden die Röntgenstrahlungsdetektoren kontinuierlich fünfzehn Minuten lang mit Röntgenstrahlung, die ein 1 mm dickes Aluminiumfilter durchlaufen haben, unter Bedingungen von 80 kV Röhrenspannung und 2,2 mA Röhrenstrom bestrahlt, wobei Änderungen des Signalstroms aufgezeichnet wurden. 6 zeigt die Änderungen des gewonnenen Signalstroms.
Wie man sieht, hat der Vergleichs-Röntgenstrahlungsdetektor 2 Signalströme, die bei sowohl mit der positiven als auch der negativen Vorspannung exponentiell Abfallen. Der Prüf-Röntgenstrahlungsdetektor 3 hat einen Signalstrom, der sich kaum mit der positiven Vorspannung ändert, und einen Signalstrom, der mit der negativen Vorspannung geringfügig abfällt. Das Ausmaß der Signalstromverschlechterung ΔI in 5 stellt die Differenz zwischen einem Signalstrom unmittelbar nach der Röntgenbestrahlung und einem Signalstrom fünfzehn Minuten später, d. h. das Ausmaß der Empfindlichkeitsverschlechterung, dar.
Die obigen Ergebnisse zeigen, dass die Größe der Signalstromverschlechterung ΔI klein ist und eine kleine Empfindlichkeitsverschlechterung bei Dotierung mit dem Alkalimetall Na im Bereich von 0,01 bis 10,0 ppm auftritt. Es ergibt sich, dass die Empfindlichkeitsverschlechterung bei positiver Vorspannung geringer als bei negativer Vorspannung ist.
Ähnlich wurden ein Prüf-Röntgenstrahlungsdetektor 7 durch Dotieren mit Kalium (K) mit 0,5 ppm hergestellt und Änderungen des Signalstroms geprüft. Die Ergebnisse sind in 7 gezeigt. Man sieht, dass das Ausmaß der Signalstromverschlechterung ΔI deutlich kleiner als für den nicht mit Kalium (K) dotierten Vergleichs-Detektor 2 ist.
Ferner wurden ein Prüf-Röntgenstrahlungsdetektor 8 durch Dotieren mit Lithium (Li) mit 0,1 ppm hergestellt und Änderungen des Signalstroms geprüft. Die Ergebnisse sind in 8 gezeigt. Man sieht, dass das Ausmaß der Signalstromverschlechterung ΔI deutlich kleiner als dasjenige für den nicht mit Lithium (Li) dotierten Vergleichs-Detektor 2 ist.
Diese Ergebnisse beweisen, dass ähnliche Effekte durch Dotieren mit von Natrium (Na) verschiedenen Alkalimetallen zur Unterdrückung einer Empfindlichkeitsverschlechterung hervorgebracht werden.
Die Erfindung kann in anderen speziellen Formen verkörpert werden, ohne ihre wesentlichen Eigenschaften zu verlassen, und dementsprechend sollte, was die Reichweite der Erfindung anbelangt, auf die beigefügten Ansprüche und nicht auf die vorstehende Beschreibung Bezug genommen werden.

Claims

Röntgenstrahlungsdetektor zum Nachweis von Röntgenstrahlung, welcher aufweist: einen Halbleiter (4) zur Erzeugung elektrischer Ladungen darin mit Einfall von Röntgenstrahlung; Elektroden (1, 6), die an entgegengesetzten Seiten des Halbleiters zum Anlegen einer bestimmten Vorspannung ausgebildet sind; eine erste Ladungsträgerauswahlschicht (5), die auf dem Halbleiter (4) auf der Seite einer positiven der Elektroden, d. h. auf der Seite einer Elektrode mit einem erhöhten Potenzial, zur Begrenzung einer Injektion von Löchern ausgebildet ist; und eine zweite Ladungsträgerauswahlschicht (2), die auf dem Halbleiter auf der Seite einer negativen der Elektroden, d. h. auf der Seite einer Elektrode mit einem abgesenkten Potenzial, zur Beschränkung einer Injektion von Elektronen ausgebildet ist; wobei der Halbleiter (4) amorphes Selen (a-Se) ist, gekennzeichnet dadurch, dass es mit einem Alkalimetall oder Erdalkalimetall in einer Menge in einem Bereich von 0,01 bis 10 ppm dotiert ist.
Röntgenstrahlungsdetektor nach Anspruch 1, wobei eine der Elektroden, die an einer Röntgenstrahleinfallsseite ausgebildet ist, ein positive Elektrode ist, an welcher die Vorspannung zur Erhöhung des Potenzials angelegt ist.
Röntgenstrahlungsdetektor nach Anspruch 1, wobei die do tierte Menge an Alkalimetall oder Erdalkalimetall im Bereich von 0,05 bis 2 ppm liegt.
Röntgenstrahlungsdetektor nach Anspruch 2, wobei die dotierte Menge an Alkalimetall oder Erdalkalimetall im Bereich von 0,05 bis 2 ppm liegt.
Röntgenstrahlungsdetektor nach Anspruch 1, wobei das Alkalimetall oder Erdalkalimetall eines von Li, Na, K und Ca ist.
Röntgenstrahlungsdetektor nach Anspruch 2, wobei das Alkalimetall oder Erdalkalimetall eines von Li, Na, K und Ca ist.
Röntgenstrahlungsdetektor nach Anspruch 1, wobei der Halbleiter auf einem TFT-Substrat mit Dünnschichtransistorschaltern, Ladungsspeicherkondensatoren und Ladungsträgersammelelektroden ausgebildet ist.
Röntgenstrahlungsdetektor nach Anspruch 2, wobei der Halbleiter auf einem TFT-Substrat mit Dünnschichtransistorschaltern, Ladungsspeicherkondensatoren und Ladungsträgersammelelektroden ausgebildet ist.