[发明专利]用于制造直接转换的X射线探测器的半导体元件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造直接转换的X射线探测器的半导体元件的方法，其中基于II至VI族（包含根据CAS的IIA、IIB、IIIA、IIIB、IVA、IVB、VA、VB、VIA、VIB族或者根据IUPAC的2-6和12-16族）的元素产生半导体层，至少一个中间层通过从用以浸湿半导体层的溶液中无电流地化学沉积中间层的材料来施加，并且在最后一个中间层上通过从用以浸湿半导体基底的溶液中无电流地化学沉积接触材料而沉积有接触层。此外，本发明还涉及直接转换的X射线探测器的通过这种方法制造的半导体元件，以及具有这种半导体元件的X射线探测器，具有这种X射线探测器的X射线系统和具有这种X射线探测器的CT系统。

背景技术

这种用于制造直接转换的X射线探测器的半导体元件的方法通常是已知的。在这种直接转换的X射线探测器的半导体元件中的问题主要在于还没有实现探测器响应关于时间的最优均匀性和稳定性。

发明内容

本发明要解决的技术问题的是找到一种用于制造直接转换的X射线探测器的半导体元件的方法，通过该方法可以改善这种探测器的探测器响应关于时间的均匀性和稳定性。

为了可以充分利用如II-VI族化合物半导体（例如Cd_xZn_1-xTe_ySe_1-y其中0≤x，y≤1，或者Cd_xMn_1-xTe_ySe_1-y其中0≤x，y≤1）的直接转换的探测器的电子优点，必须在半导体上施加欧姆接触部，该欧姆接触部在在探测器中使用半导体的情况下产生较低的漏电流、扩宽的电场分布和较高的探测器效率。基于II-VI族化合物半导体的直接转换的探测器的功率一方面与半导体的电特性有关并且另一方面与半导体上的欧姆接触部有关，以及尤其与接触材料与半导体之间的边界面有关。通过巧妙选择有利的接触材料可以这样影响欧姆接触部的特性，使得其注入载流子或者阻挡载流子。然而，所使用的施加接触材料的方法同样影响接触材料与半导体之间的边界层或中间层的成分。

与例如为溅射或热蒸镀的其它物理沉积方法相比，当将无电流的化学沉积用于将接触材料施加为欧姆接触部时，可以在金属的接触材料与半导体之间建立较强的化学键。无电流的化学沉积至今相对于其它沉积方法具有确定的优点，更确切而言为：该方法可以简单并且快速地实施，即可以在几分钟内实施；可以避免杂质，并且可以减少在接触部的沉积之前构建氧化层；可以产生注入的接触部，接触部可以解决极化的问题；仅产生小的成本；并且改善探测器的功率。

无电流的化学沉积可以比物理沉积方法更简单地执行，并且在无需硬化的情况下在接触层和例如由CdTe构成的半导体层之间产生较强的化学键。然而至今仅已知四种接触材料Au、Pt、Pd和In，其中产生注入Au、Pt和Pd的p型接触部或者阻挡Au、Pt和Pd的n型接触部，并且产生阻挡In的p型接触部或者注入In的n型接触部。

发明人已经认识到，当充分利用沉积的元素或材料的氧化还原电势时，也可以借助无电流的化学沉积来沉积其它感兴趣的单元素或材料，以便提供在半导体层与位于外部的层之间的相应中间层，使得形成在中间扩散的多层系统，即在半导体上施加至少两个层。该多层系统具有的特点是：各个层相对于彼此具有与半导体和单元素本身不同的电化学势（=电子的逸出功）。这导致接触部的其它特性并且可能引起检测器功率的改善。

目前，对例如Cd_xZn_1-xTe_ySe_1-y其中0≤x，y≤1，和Cd_xMn_1-xTe_ySe_1-y其中0≤x，y≤1的半导体进行检查，其中仅将Au、Pt、Pd和In用作接触材料。此外，也使用如溅射或蒸镀的其它沉积方法，以便制造堆叠或多层的接触部。然而，以这些方法产生的接触部并不具有与借助无电流的化学沉积产生的接触部相同的特性。

发明人已经认识到，当在选择接触材料和至少一个位于半导体与接触层之间的中间层的情况下将接触材料、该至少一个中间层和半导体的电化学势考虑为使得改善探测器的功率时，可以借助无电流的化学沉积产生多层系统。