Полупроводниковый сцинтилляционный детектор ионизирующих излучений Советский патент 1977 года по МПК G01T3/00 

Изобретение относится к области регистрации ионизирующих излучений. Известный полупроводниковый сцинтилляционный детектор ионизирующих излучений представляет собой монокристалл арсенида галлия G а As, одна область которого исполь зуется как сцинтиллятор для преобразования ионизирующего излучения в фотоны, а другая область, снабженная внутренним р-п-переходом, работает как фотодетектор для фотонов, генерируемых в сцинтиапяционной области. При этом сцинтилляционная область пред ставляет собой Glo( As n -типа с концентра цией легирующей примеси (теллур, селен) порядка 3-10 см. , а внутренний р-ппереход образован диффузией кадмия или которых превыщает цинка, концентрация . Однако в таких детекторах генерируемы излучением фотоны поглощаются в сильной степени непосредственно в сиинтилляционной области (коэффициент поглощения сС Юсм J что ухудщает эффективность регистрации и энергетическое разращение детектора кроме того, в нем относительно высокий уровень шук;а, обусповпенный недостаточно большой ILUJриной запрещенной зоны Qa As ( Е§ i.t зё ; на детектор необходимо подавать ооратное смещение. Целью изобретения является повышеПх энергетического разрешения, уменьшение уровня шума и обеспечение работь.1 без обратного смещения на детекторе, Цель достигается применением Б предлагаемом детекторе в качестве сцинтилякционной области твердых растворов ДЕ, dа... А р-типа с переменной шириной запрешеннок зоны (эти твердые растворы эпитакснально выращиваются на подложке GaAsii-тнпа), а в качестве фотодетекторной области - резкого анизотропного гетероперехода р-АЕ.( Qa As-n-Qa As. На фиг. 1 схематически изобрая ен лмс,;лагаемый детектор, на фиг. 2 - струхтлр; детектора. Детектор состоит из сцинтилляционно ; области 1, которая эпитаксиально выращена на подложке 2, образуя с ней резкий анизотропный гетеропереход 3. Сигнал снимается с контактов 4. Ионизирующее излучение, попадая в сцин тилляционную область 1 детектора, создает электронно-дырочные пары, при реко бинации которых возникают фотоны, поглощаемые гетеропереходом. 3, с образованием фототока. Твердые растворы переменного состава обладают переменной шириной запрещенной зоны (фиг. 2), которая непрерывно увеличивается от значения Е 1,- 9 В для чистого арсенида галлия () до величины, определяемой предельной растворимсютью А в Qq Аи (прих 0,5,Eg гэв ) Эго способствеет снижению уровня щумо и значительно уменьшает поглощение генерируемых излучением фотонов в сцинтилляционной области (коэффициент поглощения С 10 CM ). так как ширина запрещенной зоны увеличивается с увеличением концентрации в глубь йЦинтилляционной области при приближении, к ;р- п -гетеропереходу. Кроме того, т йердые растворы переменкого состава -Ах Qo, As образуют с GaAs резкий анизотропный гетеропереход без поверхностных состояний на границе раздела, Это увеличивает эффективность фотопоглощения гетеропереходом фотонов, генери- руемых излучением в сцинтилпяционной обпасти детектора и позволяет использовать детектор бес подачи на него обратного смещения (в фотовольтаическом режиме.) Формула изобретения Проупроводниковый сцинтилляционный детектор ионизирующих излучений, состоящий из сцинтиппяционной и фотодетекторной областей, составляющих единое целое, о тличающийся тем, что, с целью повышения энергетического разрешения, уменьшения уровня щумов, а также возмож-... , ности работы без обратного смещения, в качестве сцинтилпяционной области использован твердый раствор Д-Е Go(;;; As р-типа с переменной шириной запрещенной зоны, а в качестве фотодетекторной облас- ти - резкого аниаогропного гетероперехода р- М AS-n- Qa AS ,

907ЛОНЬГ

К.