横切该区域5山而是在周围被弯曲。在适当渗杂浓度的情况下，能够生成与由通常带电荷 的转向电极5a创建的电场相似的电场，即，场线被弯曲，使得所述场线实质上结束在阳极3 上。该一情况能够被认为是甚至在放射条件下的静态平衡，该是因为从块晶体接近的电子 被引导在区域5d的周围，同时所述电子不被在耗尽区域中的带负电荷的离子捕获。另一方 面，在阳极附近由福射感应的空穴的浓度能够被认为是可忽略的，此外能够假设存在由电 极注入的仅可忽略的数量的空穴。
[002引在第二种情况下，渗杂的区域被充分耗尽。在该一情况下，通过定义，电场线能够 横切区域5c，使得一些场线可W结束在转向电极上。为了避免电子被转向电极收集，负电压 被施加于转向电极，如同在没有渗杂的区域5c的"经典"方法中的情况。然而，由于渗杂的 区域辅助于使场线弯曲，在转向电极5a与阳极3之间的较低电势差异已经足W使全部场线 弯曲到阳极3。
[0029] 最后应当注意，即使转向电极设置在地电势上，带电荷的区域5c在所述转向电极 5a上电容性地感应出正电荷。所述情况能够被经典静电学认为是可与由平行极板电容器创 建的场相比的偶极子。"在外部，"电容器的电场被引导与外部施加的场相对。另一方面，而 "在内部，"电容器的电场被引导，W使得在耗尽区域5c和电极5a之间的区域中，场被加强。 因此建议在转向电极5a之上放置绝缘（隔离）层化，W避免将空穴注入到晶体块中。当 然，绝缘层化是任选的。否则，注入的空穴能够由电离的渗杂原子捕获，使其成为电中性。 该能够潜在地导致与时间相关的极化效应，该对于系统的稳定性是不利的。
[0030] 参考图5,提出了用于在光子计数半导体设备中的电荷云引导的流程图500。在步 骤510中，提供了彼此相对的集电极对。在步骤520中，半导体被放置在集电极对之间。在 步骤530中，转向电极被定位为邮邻集电极对中的一个。在步骤540中，创建空间调制的渗 杂形态，所述空间调制的渗杂形态包括在半导体之内的多个渗杂原子。然后，过程结束W完 成第一循环。
[0031] 应意识到上述实施例可W单独或组合使用。
[0032] 应用包括行李检查、非破坏性测试、医学数字透视、乳腺摄影、X射线W及其他工业 和医学应用。应用还包括被设计为高计数率的所有种类的光子计数探测器（针对在光学与 伽玛射线（从大约lev直到若干MeV)之间的范围中的能量），即，用在W下中的探测器：医 学成像应用，例如，光谱X射线或光谱CT ;工业成像应用，例如用于质量保证的应用；国±安 全，例如，用于行李扫描；或天文学；W及，用于科学目的的其他探测器。
[0033] 本发明的原理也可应用于其他类型的探测器，诸如，液体电离探测器和气体电离 探测器。上述类型的半导体福射探测器仅是被称为电离探测器的福射探测器的类别中的一 个成员。在该样的探测器中，福射在适当的福射交互材料中被吸收，W产生由电极收集的 移动电荷，从而产生电输出信号。除半导体材料外，福射交互材料可W是固体绝缘子（能够 被认为是具有非常宽的能带隙的半导体）、液体或气体。应当注意，在该样的液体和气体电 离探测器中，渗杂物原子应当优选地被固定W创建电场。
[0034] 液体和气体电离探测器（也被称为电离规）已经商品化多年并且广泛用于核技 术。该样的探测器实质上包括封闭的液体或气体物质w及两个电极，阴极和阳极。在气体 中吸收的伽马射线或X射线产生电子W及正离子，当施加偏置电压时，所述电子W及正离 子分别扫向阴极和阳极。因此，尽管在原理上类似于半导体福射探测器，但是中屯、差异是正 电荷由正离子承载而不是空穴承载。
[0035] 可W经由一个或多个处理器实施本文描述的方法，所述一个或多个处理器执行一 个或多个计算机可读指令，所述一个或多个计算机可读指令被编码或实现在诸如物理存储 器的计算机可读存储介质上，所述一个或多个计算机可读指令使所述一个或多个处理器执 行各种动作和/或其他功能。一个或多个处理器还能够执行由诸如信号或载波的暂态介质 承载的指令。
[0036] 尽管已经分别公开并示出了若干部件，W便容易理解本发明，但是应意识到，由于 能够对电气/电子部件进行集成，因此两个或多个部件也能够组合为包括该些两个或更多 部件的功能/特征的一个部件。
[0037] 互不相同的从属权利要求中记载了特定措施该一仅有事实并不指示不能有利地 组合该些措施。权利要求书中的任何附图标记不应被解释为对范围的限制。
[003引已经参考优选实施例描述了本发明。在阅读和理解W上【具体实施方式】的情况下对 于其他人可能想到修改或替代变型。本文意图将本发明解释为包括所有该种修改和替代变 型，只要它们落入所附权利要求及其等价方案的范围之内。
【主权项】
1?一种装置（10)，包括： 集电极对（2、3)，所述集电极对彼此相对； 半导体（1)，其被放置在所述集电极对之间； 转向电极（5a)，其被定位为峨邻所述集电极对中的一个；以及 空间调制的掺杂形态，其被定位于所述转向电极（5a)的至少部分之上，并且在所述半 导体⑴之内。
2. 根据权利要求1所述的装置，其中，所述集电极对的第一集电极是阴极（2)，并且所 述集电极对的第二集电极是阳极（3)。
3. 根据前述权利要求中的一项所述的装置，其中，所述转向电极（5a)是被定位为毗邻 所述第二集电极的多个电极（5)。
4. 根据前述权利要求中的一项所述的装置，其中，所述掺杂形态包括至少一种掺杂材 料的多个掺杂原子。
5. 根据前述权利要求中的一项所述的装置，其中，所述多个掺杂原子经由扫描离子束 而被植入；其中，所述多个掺杂原子经由通过预先被附着于所述半导体而使得仅转向电极 区被覆盖的掩膜的蒸发而生成；或者其中，所述多个掺杂原子经由以下方式被植入：蒸发 到被植入到预先被附着于所述半导体而使得仅转向电极区被覆盖的掩膜上，并且之后继而 加热所述半导体以允许所述多个掺杂原子的局部深入扩散。
6. 根据前述权利要求中的一项所述的装置，其中，所述空间调制的掺杂形态允许降低 被施加在所述第二集电极与所述转向电极之间的电压差，所述第二集电极与所述转向电极 被放置为毗邻于彼此。
7. 根据前述权利要求中的一项所述的装置，其中，向所述第二集电极以及向所述转向 电极的外部地施加的电势实质上相同。
8. 根据前述权利要求中的一项所述的装置，其中，所述空间调制的掺杂形态与所述转 向电极（5a)通过电绝缘区域（5b)而被分开。
9. 一种辐射探测器（10)，包括： 半导体元件（1)，其用于生成正空穴和电子； 阴极（2)，其被形成在所述半导体元件（1)的第一表面上； 多个分段式阳极（3)，其被形成在所述半导体元件（1)的第二表面上，所述第二表面与 所述第一表面相对； 至少一个转向电极（5a)，其被定位为毗邻所述多个分段式阳极（3);以及 多个掺杂原子，其被定位于所述转向电极（5a)的至少部分之上并且在所述半导体元 件⑴之内。
10. 根据权利要求9所述的辐射探测器，其中，所述多个掺杂原子经由扫描离子束而被 植入。
11. 根据权利要求9至10中的一项所述的辐射探测器，其中，所述多个掺杂原子经由通 过预先被附着于所述半导体以使得仅转向电极区被覆盖的掩膜的蒸发而生成；其中，所述 多个掺杂原子通过以下方式而被植入：经由蒸发到预先附着于所述半导体的掩膜上以使得 仅转向电极区被覆盖，并且之后继而加热所述半导体以允许所述多个掺杂原子的局部深入 扩散；或者其中，所述空间调制的掺杂形态允许降低被施加在所述第二集电极与所述转向 电极之间的电压差，所述第二集电极与所述转向电极被放置为毗邻于彼此。
12. 根据权利要求9至11中的一项所述的辐射探测器，其中，向所述多个分段式阳极以 及向所述转向电极外部地施加的电势实质上相同。
13. 根据权利要求9至12中的一项所述的辐射探测器，其中，所述空间调制的掺杂形态 与所述转向电极（5a)通过电绝缘区域（5b)而被分开。
14. 一种方法，包括： 提供彼此相对的集电极对（2、3); 将半导体（1)放置在所述集电极对（2、3)之间； 将转向电极（5a)定位为毗邻所述集电极对（2、3)中的一个；并且 创建空间调制的掺杂形态，所述空间调制的掺杂形态包括在所述半导体（1)之内的多 个掺杂原子。
15. 根据权利要求14所述的方法，还包括：经由扫描离子束植入所述掺杂原子；或者经 由通过预先被附着于所述半导体而使得仅转向电极区被覆盖的掩模的蒸发而植入所述掺 杂原子。
16. 根据权利要求14至15中的一项所述的方法，还包括经由隔离区域的所述多个掺杂 原子，允许降低被施加在所述第二集电极与所述转向电极之间的电压差，所述第二集电极 与所述转向电极被放置为毗邻于彼此。
【专利摘要】一种辐射探测器(10)，包括：半导体元件(1)，其用于生成正空穴和电子；阴极(2)，其被形成在所述半导体元件(1)的第一表面上；以及，多个分段式阳极(3)，其被形成在所述半导体元件(1)的第二表面上，所述第二表面与所述第一表面相对。此外，多个分段式转向电极(5a)被定位为毗邻所述多个分段式阳极(3)。此外，多个掺杂原子被定位在所述多个分段式阳极(3)的至少部分之上，以降低所述多个分段式阳极(3)与所述多个分段式转向电极(5a)之间的电压差。
【IPC分类】H01L27-146, G01T1-24
【公开号】CN104620387
【申请号】CN201380044197
【发明人】K·J·恩格尔, C·赫尔曼
【申请人】皇家飞利浦有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2013年8月12日
【公告号】EP2888764A1, US20150228838, WO2014030094A1