[发明专利]光电二极管阵列、其制造方法和放射线检测器

说明书

本申请是申请日为2003年8月7日、申请号为03819337.X、发明名称为光电二极管阵列、其制造方法和放射线检测器的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种光电二极管阵列、其制造方法和放射线检测器。

背景技术

当安装CT用光电二极管时，需要沿三维方向安装。为了三维安装，需要从光入射面的相反侧输出信号，因此，一般使用背面入射型光电二极管阵列。

就背面入射型光电二极管阵列而言，若pn结部与光入射面之间的距离大，则基板内产生的载流子在移动到pn结部之前的过程中再耦合，不能作为信号取出。因此，为了提高检测灵敏度，需要尽可能减小pn结部与光入射面的距离。

提出了减小该距离的背面入射型光电二极管阵列(特开平7-333348号公报)。

图15是该光电二极管阵列的侧截面图。

在该光电二极管阵列101中，从基板的一侧到n型层103，形成方柱状的p型扩散层105。

但是，由于通过注入杂质来形成p型扩散层105，所以难以在得到充分灵敏度的厚度之前，均匀形成杂质层。

这样，上述光电二极管阵列存在难以制造的缺陷。

另外，若薄板化光电二极管阵列整体，则无法维持机械强度，存在在此后的工序中易破损的问题。

因此，考虑局部薄膜化光电二极管阵列的方法。即，考虑仅变薄形成光电二极管的区域，在维持机械强度的同时，减小pn结部与光入射面的距离。

图16是该光电二极管阵列的侧截面图。

在该光电二极管阵列中，从被检测光入射面侧仅变薄n型层103的形成有p型扩散层105的区域，将未变薄的区域作为框部，保持原来的半导体基板的厚度不变，维持机械强度。该光电二极管阵列从与形成有pn结部的一侧(表面)相反的一侧(背面)开始，在对应于各个pn结部的位置上形成n型基板的凹部。即，对应于一个pn结部像素，形成一个凹部。在pn结部像素与相邻的pn结部像素之间形成凸部。

但是，若将上述光电二极管阵列用作放射线检测器，则边将光电二极管阵列的凸部吸附于筒夹上，倒装片(flip-chip)结合于安装基板上，边使闪烁器抵接于光电二极管阵列的凸部上。

此时，凸部的抵接面受到机械损害，泄漏电流和载流子的产生引起的暗电流增加。

由于该凸部形成于n型层，所以通过入射到凸部自身的光或放射线产生载流子，入射到任一pn结部像素上，由此构成串扰的原因。

另外，就该光电二极管阵列而言，由于以与背面侧大致成55度的斜面形成凹部，所以越接近pn结形成面侧，凹部的面积越窄，凹部底面的面积变小。

从而，为了得到机械强度，若要确保框部的宽度，则在pn结形成面侧无法取得充分的光检测部面积，无法提高数值孔径。

发明内容

本发明为了解决上述问题而作出，其目的在于提供一种在确保机械强度的同时、可使数值孔径提高并提高检测灵敏度的光电二极管阵列和放射线检测器。

为了解决上述问题，本发明的光电二极管阵列的特征在于：配备有半导体基板，该基板在光入射面侧具有多个入射面侧凹部，同时，在与上述光入射面相反的一侧，对应于各自上述入射面侧凹部，具有多个相反面侧凹部，在上述半导体基板的上述相反面侧凹部的底部，配备pn结。

在本发明的光电二极管阵列中，在半导体基板的两面形成凹部。

因为各个凹部的底部相对，所以形成于相反面侧凹部的底部的pn结与光放射面的距离减小。

另外，由于形成有pn结的区域以外可作为框部保留原来基板的厚度不变，所以可维持半导体基板的机械强度。

通过从两面变薄半导体基板来形成凹部。

在变薄时，随着沿基板的深度方向前进，凹部的底部面积减小。

因此，若pn结部与光入射面之间的距离相同，则与仅从任一单面侧形成凹部的情况相比，在两面形成有凹部时可拓宽凹部底面的面积，可增加光检测部的面积，即提高数值孔径。

另外，在入射面侧凹部的底面面积比上述相反面侧凹部的底部面积大的情况下，可使在位于入射面侧凹部周围的厚的框部衰减的能量线的量减少，可使数值孔径提高。

特征在于也可以是pn结从相反面侧凹部的底部延伸到包围该相反面侧凹部的相反面侧框部。

此时，可抑制在底部与框部之间产生的无用载流子的影响。