TW318890B - - Google Patents

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經濟部中央標準局負工消費合作社印製 318890 A7 B7 五、發明説明（/ ) 〔發明領域〕 本發明係關於一離子化幅射探測器，特別是關於一適 用於探測高能幅射K及/或者帶電或者中性粒子° 〔發明背景〕 一個典型的先前技藝之探測器係顯示於第一圖中。該 探測器包含一平板10 (flat sheet)，係由 絕緣材料譬如像鑽石所構成，具有薄的金電極覆層（c 〇 at i n g ) 12、14於其上表面與下表面之上。該上 表面電極覆曆1 2包含多數個平行之讀出條（r e a d 〇 u t strip)，該等_出條係被排在一垂直於圖中 紙張所在之平面，該下表面電極覆層1 4包含另一組多數 個平行之謓出條*該等讀出條係被排在一平行於紙張所在 之平面。一個很大的電位差V係被維持在介於該等電極覆 層之間。 一個沿著一路徑1 6穿過該鑽石之帶電粒子產生電子 一電洞對1 8、20，係在電場之影響下分開，並且於該 等謓出條上感應（induce)出一電荷。該粒子之能 量可Μ藉由所收集到之電荷量而決定，同時，其位置係可 Κ藉由吸收到最大感應電荷之上表面感應條與下表面感應 條之交差點而決定。 此種探測器係具有許多缺點，特別是其相當差之電荷 收集效率。電荷收集效率典型地係被電荷在該鑌石內之固 有生命週期（intrinsic life time -3- 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4说格（210X29?公釐） I — 裝 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 318890 五、發明説明〇) )所限制，而此壽命之延 一大的重新組合長度（r ength)而達成。此 位之準確性係受限於在謓 無法避免之交越干擾（c 此探測器對於來自一很寬 之敏感，此意味著其並非 )之目的。如果須要成像 col 1 i m a t o r ) 探測器表面垂直方向具有 weed out)。此 同時也限制了其敏感度。 在為了改菩採測效率 努力中，已經提出了許多 係相當地深當與其寬度相 數個此等之個別的探測器 於 US-A-48915 A7 B7 n^i I 1^11 if n I— i^— —^ϋ ^^^1 mi ^^^1 ^^^1 ).J 0¾-* - - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 長 僅 能 藉 著 使 用 昂 貴 之 鑽 石 具 有 e C 〇 m b i η a t i 〇 η 1 外 > 該 粒 子 在 X — Y 平 面 上 被 定 出 通 道 ( C h a η η e 1 ) 間 之 Γ 0 S S — t a 1 k ) 0 最 後 > 的 角 度 範 圍 之 進 入 的 粒 子 係 非 常 特 別 地 適 用 於 成 像 ( i m a g e 的 話 ， 通 常 需 要 结 合 — 準 直 儀 ( 於 該 探 測 器 之 前 方 > Μ 確 保 與 該 一 角 度 之 飛 行 粒 子 將 會 被 剷 除 ( 等 準 直 儀 不 僅 增 加 探 測 之 成 本 » 同 時 避 免 使 用 該 等 準 直 儀 所 做 的 計 剷 K 提 供 探 測 器 t 該 等 探 测 器 較 之 時 〇 典 型 地 ， 一 束 或 是 一 堆 係 被 一 起 使 用 Ο 此 等 例 子 係 顯 示 21 與 GB-A-155966 經濟部中央揉準局員工消费合作社印製

用反極 〇> 算相有 < 打，具作 別中夠動 特明能之 係發上別 然本理個 顯在原一 置。在测 裝} 少探 之 g 至當 示nM， 顯 i 可度 中 k 其析 件 a , 解 文 t 置間 兩 {裝空 此取 一與。1 在謓供.度時述 。 料提析之簡 中資於解 } 明 件率翮間 t 發 文速係時nf 號高，之 e 4於地高V 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公釐） 五、發明説明（乃） A7 B7 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 本 發 明 的 百 的 之 —* 係 t e ) 先 前 技 藝 所 具 有 之 依 昭 本 發 明 * 係 提 供 含 一 單 一 晶 圓 ( S 1 η g 器 材 料 ( d e t e C t 〇 9 該 晶 圓 具 有 多 數 個 平 行 Γ 〇 〇 V e ) 於 其 之 一 表 數 個 平 行 之 朝 向 側 逢 之 探 e 1 e m e η t ) i 每 一 S S i d e S ) 上 載 有 t e 1 e C t Γ 〇 d 位 差 於 每 一 個 元 件 之 該 等 越 該 電 極 0 同 時 i 依 昭 八、、 本 發 明 9 探 測 器 i 包 含 一 基 質 K 及 平 行 之 邊 f 從 該 基 質 之 — 出 電 極 〇 本 發 明 之 此 等 探 測 器 光 電 導 性 原 理 ( P h 〇 t i η C i P 1 e ) 來 作 用 造 相 當 便 宜 » 它 們 可 以 提 i 同 時 它 們 可 提 供 非 常 道 ( C h a η η e 1 ) 間 為，至少減緩（a 1 1 evi a 問題。 有一離子化幅射探測器元件，包 1 e w a f e r )係由一探測 r material)所構成 之邊上之凹槽（s i ded g 面中，藉M在該等凹槽間界定多 測器元件（detector 元件之相反側（oppos in 相反之讓出電極（re ado u e );以及，構件用來施加一電 相反電極之間，Μ產生一電場跨 亦提供一離子化幅射（或是光） 多數個探測器元件*具有大致上 表面向外延伸，該等邊係載有讀 具有許多之優點，特別是對於以 oconduct ing p r 之類型之探測器構造。它們之製 供高度之敏感度、極快速之讀出 準確的定位資料，但卻在該等通 具有最小的交越干擾。可K期待 -5 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -——--I - - -1 1 I --Ϊ - ______ - -- 士 I ————— -- - - - 1 I - . 一OJ1^1 1^1^1 n^i ^^1 I (請先¾讀背面之注意事項再填寫本頁) 318890 A7 B7 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂 經濟部中央橾準局貝工消资合作社印製 五、發明説明（/0 的是，此種類型 括醫學成像（i 電漿物理、用於 探測器元件 該解析度僅受限 藉著，譬如像雷 或是較大之寬度 元件之寬度要小 長度（r e c 〇 以使得很大比例 該等探測器元件 材料而定，但是 之間。在一些特 等凸脊間具有之 使用到離子束， 貴0 該探測器可 生成的。該鑽石 n t r i n s i 生成技術包括化 vapour 蒸鍍法（p 1 a 此等裝置可以當 之 探 測 器 將 會 被 發 現 m a S i η g ) 高 天 文 學 之 紫 外 線 探 測 之 尺 寸 決 定 其 最 1·· V 解 於 在 製 造 過 程 中 之 限 射 蝕 刻 技 術 而 製 造 〇 為 了 最 佳 之 讀 出 速 於 製 造 該 等 探 測 器 元 m b ί η a t i 〇 η 之 被 離 子 化 之 電 子 / 之 正 確 之 較 佳 寬 度 9 典 型 地 該 寬 度 可 能 介 殊 之 情 形 下 9 可 以 將 間 隙 寬 度 小 至 1 微 米 其 所 得 到 之 装 置 無 可 Μ 由 鑽 石 來 製 成 > 或 » 如 果 係 為 人 工 生 成 C ) ( 亦 即 9 未 摻 入 學 蒸 鍍 法 ( C V D 9 d e Ρ 〇 S i t ί 〇 S m a e η h a η 作 為 用 於 帶 有 數 個 電 -6 一 具有多重之用途，包 能粒子物理、燃燒與 器等等。 析度，而在本發明中 制。探測器元件可κ ，具有一個1 0微米 度，最好該等探測器 件之材料之重新組合 length) ， 電洞到達該等電極。 當然，將視所使用之 於20至100微米 該等裝置建構成在該 ;然而，因為這必需 避免地將會非常地昂 是天然的，或是人工 的，最好是純的（ί 雜質）。適合之鑽石 c h e m i c a 1 n )與電漿加強化學 c e d C V D ) ° 子伏特（e V ) M上 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210><297公嫠） 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（0 之能量的粒子之探測器。此種類型之鑽石之一典型的特徵 係為，其載流子重新組合長度，相較於天然的I I A類型 之鑽石，係相當地小。在一傳統設計之探測器中，此很小 的重新組合長度通常會造成較差之電荷載流子之收集效果 ，其中該等電荷載流子之係由之一進入粒子所產生。然而 ，經過特別設計之探測器幾何形狀，可K使得其側向大小 (寬度）變得很小而足Μ配合該標準生成鑽石之微米尺寸 之重新组合長度，而無需昂貴之技術來改善鑽石之品質以 增加其重新组合長度。自然而然，本發明之探測器係可以 利用相當便宜的、低品質之較不適用於現有之探测器之生 成鑽石（例如6微米之重新組合長度）。本發明也可Μ使 用稍微較高品質之鑽石（但是仍然不是最高品質），具有 —介於8 0至1 0 0微米之間之重新組合長度。 另一種選擇係為，該探測器可Μ包含矽或是砷化鎵（ G a A s )，例如像是由此兩種物質中任一者所形成之單 一晶圓。 最好，每一探测器元件之高度，從平行於其邊之方向 量測時，與其寬度比較起來係相當的大，該等探測器元件 之寬度係界定為介於該等平行邊之間的距離。此高寬比（ aspect ratio)(高度/寬度之比值）最好 係大於1 0，但是也可Μ大至1 00，視其用途而定。此 大的寬比之使用使得實施本發明之探測器可以展現高度之 敏感度（因為一個被探测之粒子横越該探測器元件之整個 -7- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） „ ""裝 . ^ *訂 务 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 318890 B7 經濟部中央樣準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（ ί ;) 1 1 « 長 度 ) 與 快 速 之 速 度 ( 因 為 該 等 電 子 / 電 洞 載 流 子 僅 有 — 1 1 1 非 常 短 的 距 離 要 移 動 在 其 到 達 最 近 的 電 極 之 前 ) 〇 «V 1 | 此 高 寬 比 愈 大 裝 置 之 方 向 性 敏 感 度 就 愈 大 0 使 用 大 請 先 1 1 閲 I 的 高 寬 比 係 可 能 全 無 需 使 用 直 準 儀 9 而 這 在 先 前 技 術 讀 背 I 中 用 於 成 像 用 途 之 時 常 常 是 必 需 的 〇 本 發 明 之 裝 置 必 須 方 1 1 向 相 當 正 確 同 時 空 間 位 置 相 當 準 確 以 提 供 Μ 需 使 用 分 意 事 項 1 I 開 之 直 準 儀 之 成 像 其 係 在 給 定 . 適 當 之 探 测 器 元 件 之 擺 再 填 1 置 之 後 舉 例 而 如 下 所 述 之 上 面 與 下 面 之 正 交 凸 脊 〇 本 頁 1 凸 脊 之 長 度 最 好 與 凸 脊 之 高 度 與 寬 度 相 較 之 下 為 大 〇 1 1 當 y» 將 必 須 知 道 的 是 本 發 明 並 未 受 限 於 該 等 装 置 1 I 具 有 探 測 器 元 件 之 高 度 較 其 寬 度 為 大 0 同 樣 地 本 發 明 並 1 訂 未 受 限 於 任 何 介 於 間 探 測 器 元 件 之 隙 間 的 關 係 Μ 及 該 等 探 1 測 器 元 件 本 身 之 寬 度 兩 者 之 間 的 關 係 0 在 某 些 實 施 例 中 1 1 可 能 最 好 具 有 非 常 狹 窄 的 間 隙 介 於 該 等 探 測 器 元 件 之 間 ( 1 I 相 較 於 該 等 探 測 器 元 件 本 身 之 寬 度 ) .· 在 其 它 之 實 m 例 中 1 J t 可 能 最 好 具 有 較 該 等 探 測 器 元 件 本 身 之 寬 度 為 寬 之 間 隙 為· 1 介 於 其 間 0 1 1 該 探 測 器 最 好 包 含 一 大 體 上 係 為 平 的 晶 圓 帶 有 探 測 1 | 器 元 件 係 向 外 延 伸 朝 向 一 大 致 上 垂 直 於 該 晶 圓 所 在 之 平 1 面 之 方 向 〇 在 使 用 之 時 $ 該 探 测 器 係 被 設 計 為 定 位 成 要 被 1 1 探 測 之 進 入 之 粒 子 或 是 幅 射 係 垂 直 於 該 晶 圓 所 在 之 平 面 0 1 在 一 較 佳 實 施 例 中 f 該 等 探 測 器 元 件 包 含 多 數 個 平 行 之 凸 1 I 脊 > 該 等 凸 资 係 m irt-I. 過 蝕 刻 、 生 8- 成 於 或 是 Μ 其 它 之 方 法 形 成 1 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 A7 _B7____ 五、發明説明（) ' , 於該晶圓之前方表面。當需要二維之定位時，該晶圓可以 在兩側均帶有凸脊，在其中一側上帶有第一糸列之平行凸 脊，同時在另一側上帶有一正交之第二糸列之平行凸脊。 可以設置兩組讀出裝置，Μ使得在其上表面提供X位置資 訊，在其下表面提供Υ位置資訊。 當該等探測器元件包含多數個平行之凸脊*其側面電 極將會產生一相當大的電容效應。此電容效應可以大部分 被消除，藉由安排成將每一對該等電極之組抗（imp e dance)與在該等凸脊之端部處的讀出装置（線路、 故大器等等）之組抗匹配。實際上，所要做的僅係將該等 讀出電極當作傳輸線路來處理，並且與該等傳輸線路之組 抗匹配。其結果係為非常快速之信號處理，且大幅地降低 了信號損失。 視真正的構造之不同，特別是製造該等探测器之材料 與其高寬比之不同，各式各樣類型之粒子可Μ被探測出。 特別是，實施本發明之探测器可Κ被用於所有類型之帶電 粒子之探測Μ及光子之探測。為了當用來探測光子時要獲 得一較高之信號強度，一層高Ζ材料（h i sh_Z m a t e r i a丨）可M被置於該等探测器元件之頂部以造 成簇射效懕（shower ί ng)。因為該蔟射層（s hower i ng 1 ayer)係緊接在該等探測器元 件之前面，僅會帶來非常小的額外之交越干擾。具有大的 高寬比，加馬射線（g a m m a ray)之有效探測亦 -9- 本紙張尺度遑用中國國家揉率（CNS ) A4規格（210X297公釐〉 ^ 裝 訂 -.., ! 知 (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（^ ) 可以達成；在此，自動直準（self — col 1 ima t i ο η )係非常之重要，因為一般的直準儀通常會損失 太大部分之樣本。中性粒子諸如中子之探測可Μ增強，其 係藉著將介於該等探測器元件間之空間充滿一吸收劑材料 ，譬如像一塑膠材料。 依照本發明之更進一步之特性，係提供有一離子化幅 射（光）探測器•包含多數個探測器元件具有平行之邊， 該等逢上載有讀出電極，該探測器係被配置為與該等電極 一起操作，該等電極係平行於進入之要被探測之粒子或是 幅射束。 最好，該等探測器元件之高度，在一垂直於該等進入 粒子或是幅射束之方向上，係與其寬度比較起來係相當的 大，該等探測器元件之寬度係界定為介於該等平行邊之間 的距離。 Κ依照本發明之離子化幅射探測器之至少某些實施例 ，可以預期電荷讀出時間將一定會在50微微秒（ps) 之内，且可能少於3 5微微秒（p s )。 〔圖示簡要說明] 本發明可以用許多方式付諸實行，其中之數個特定之 實施例將藉著參考Μ下之圖式，Κ具舉例的方式，說明於 下，在圖式中： 第一圖顯示一個先前技藝之探測器； 第二圖係為穿過實施本發明之一探測器之斷面圖； -1 0- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） _ 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 318890 B7 五、發明説明（t) 第三圖係為第二圖中之探测器之一立體圖； 第四a圖顯示另一個實施例，其中該等探測器係被連 接成一雙極電壓構造。 第四b圖顯示第四a圖之實施例，其中該等探測器係 被連接成一電阻器鏈構造；以及 第五圖顯示又另一個實施例。 〔較佳實施例詳细說明〕 本發明之較佳探測器係顯示於第二圖與第三圖中。其 係為一鑽石探測器，且包含一鑽石基質3 0 >該鑽石基質 3 0具有，於其表面上，多數個平行之經過蝕刻之鑽石凸 脊。在每一個凸脊4 0之一邊上具有一正讀出電極5 0， 且在其另一邊上具有一負謓出雷極R0。這些電極最好是 導體，但是亦可為一具有高電導係數（conduct i v i t y)之摻入雜質之半導體材料。 在使用之時，探測器係被定位以使得該基質3 0大致 上係為垂直於一要被探測之粒子或是幅射束7 0。一個別 之粒子行進至該等凸脊4 0之一者内時會產生離子化載流 子，該等化載流子迅速地移動至該等電極50、60，此 係藉著維持於其間之巨大電位差的作用。電荷於是被感應 於該等電極之上，此電荷係藉著在該等凸脊4 0端部之讀 出装置（未顯示於圖中）被謓出。 該基質3 0與該等凸脊4 0最好係由鑽石所構成，其 可Μ或是天然的，或是人工生成的。該等凸脊40 ，或是 -1 1 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） . I^衣 r 訂 '-^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（〖〇 ) 1 1 | 可 Μ 被 與 該 基 質 3 0 —·. 起 生 成 或 是 可 Μ 蝕 刻 製 成 ( 譬 1 1 1 如 像 是 t e X i m e Γ 雷 射 ) 0 該 等 電 極 5 0 、 6 〇 可 -V 1 I 請 1 | 以 由 任 何 適 合 的 電 阻 材 料 所 構 成 » 例 如 像 是 金 N Λ 鈦 等 先 閱 1 I 等 〇 標 準 之 澱 積 技 術 可 K 用 來 敷 加 該 金 屬 為 . m 的 覆 層 至 讀 背 1 面 I 凸 脊 4 0 之 兩 邊 上 0 典 型 地 此 装 置 可 Μ 藉 由 蝕 刻 該 等 凸 之 1 I I 脊 4 0 、 將 材 料 澱 積 上 去 然 後 拋 光 其 頂 部 表 面 而 製 成 0 項 1 I 再 1 由 第 二 圖 中 將 可 知 道 此 装 置 所 顯 示 之 敏 感 度 可 Μ 藉 導 著 將 凸 % 本 D ( 或 是 脊 4 0 之 高 度 ) 之 值 加 大 而 增 加 0 該 等 凸 頁 1 1 脊 4 0 之 高 度 愈 大 則 一 個 粒 子 所 必 須 通 行 穿 過 之 材 料 的 1 1 量 愈 大 因 而 增 加 了 在 該 裝 置 内 之 離 子 化 情 形 0 該 凸 脊 4 1 1 0 之 高 度 通 常 將 配 合 該 等 將 要 被 探 測 之 粒 子 之 預 期 穿 透 深 訂 度 0 讀 出 速 度 與 效 率 係 由 凸 脊 4 〇 之 每 —. 個 之 寬 度 L 所 決 1 I 定 0 視 特 定 用 途 之 不 同 該 L 之 值 可 以 小 至 幾 微 米 或 者 1 1 是 一 較 大 之 值 至 大 約 2 〇 〇 微 米 同 時 D 之 值 為 1 0 微 米 1 I 或 是 更 多 〇 其 信 號 對 雜 訊 比 值 很 到 大 因 為 介 於 從 個 別 凸 1 脊 4 0 所 發 射 之 信 間 之 交 越 干 擾 係 可 勿 /U»> 略 〇 _· 典 型 的 1 基 質 深 度 係 為 1 0 0 微 米 左 右 t 已 有 足 夠 之 厚 度 以 之 撐 該 1 1 等 凸 脊 4 0 而 可 以 白 行 站 立 ( f Γ e e — S t a η d η 1 | S ) 、 Μ 八“ 須 一 額 外 之 支 撐 基 座 ( S U P Ρ 〇 Γ t η g 1 I b a S e ) 〇 1 最 好 此 装 置 係 利 用 質 地 相 當 差 的 鑽 石 > 具 有 一 重 新 1 1 組 合 長 度 譬 如 說 6 微 米 左 右 〇 1 I 在 該 等 凸 脊 4 〇 端 部 之 讀 出 裝 置 ( 未 顯 示 於 圖 中 ) 之 1 1 - 12 - 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 打8890 A7 B7 五、發明説明（f I ) 組抗（impedance)最好是與該等電極50、6 0匹配，藉此增加讀出速度與減低信號損失。 有許多方式可Μ用來將一電位差施加於第二圖中之該 等電極5 0、6 0之間。最簡單的方式係為，僅將一電壓 源連接在介於該兩電極之間。另一種選擇為，該等電極可 Κ被親接至一電阻器鐽（res i s t or chain )(未顯示於圖中）上，介於該等電極之間的電位差因而 可Μ由跨越相對應之電阻器之電位差所界定。 另一個實施例係顯示於第四圖中，其中該等電極係形 成於跨越其底部與介於該等鑽石凸脊4 0間之邊之間。這 意味著，在效果上，在一凸脊4 0之左邊上之每一個電極 5 0 ’係電氣耦接至依照順序之下一個凸脊4 0之右邊上 之相對應之電極6 0’ ，使得它們一起形成一單一 U型之 電極6 1 。在第四a圖之實施例中，該等第一組U型電極 6 1之交流電壓對係藉著一第一電壓源V 1被耦接，且該 等第二組交流電壓對係藉著一第二電壓源V 2被耦接。此 一雙極電壓構（b i po 1 ar vo 1 tage)造可 K確保該處一直為一定值電位差V2_V 1跨越該等凸脊 4 0之每一個。 另一種施加電壓至該等U型電極6 1上之方法係顯示 於第四b圖中。在此，一電阻器鏈係被用來使一輸入電壓 V在跨越多數個一糸列之電阻器R之時將其降低。跨越該 等凸脊4 0之每一個之電壓可K藉著選擇適當之V與R之 -1 3- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -^訂 *·%· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 五、發明説明（P 1 1 ί 值 而 被 選 出 0 1 1 1 田 然 ί 將 要 知 道 的 是 一 類 似 之 雙 極 電 壓 構 造 或 是 電 1 I 請 1 | 阻 器 鏈 電 壓 構 造 可 以 被 用 來 與 第 二 圖 之 實 施 例 . 起 使 用 〇 先 閱 1 I 跨 越 該 該 凸 脊 4 0 之 一 典 型 的 電 位 差 係 可 Μ 在 每 —. 微 讀 背 1 1 1& I 米 1 伏 特 之 範 圍 内 0 大 體 上 較 高 的 電 壓 亦 可 K 使 用 » 如 果 之 1 1 t- I 希 望 的 話 ( 因 為 鑽 石 具 有 一 非 常 高 之 斷 損 電 位 ( b Γ e a 事 項 1 1 再 1 k d 〇 W η Ρ 〇 t e π t a 1 ) ) 但 是 通 常 不 需 要 填 % 本 較 高 之 電 位 差 因 為 在 較 高 之 電 壓 下 該 等 載 流 子 之 速 度 會 頁 1 1 很 快 地 飽 和 0 1 1 在 一 更 進 一 步 之 實 施 例 中 ( 未 顯 示 於 圖 中 ) 另 一 組 1 1 平 行 之 凸 脊 正 交 於 該 第 __. 組 凸 脊 係 被 設 置 於 該 基 質 3 1 訂 0 之 下 表 面 上 0 者 兩 組 互 相 垂 直 之 凸 脊 每 一 個 探 測 出 之 粒 1 1 子 被 準 確 地 X 一 Υ 定 位 0 1 1 介 於 該 等 凸 脊 4 〇 之 間 之 空 間 可 以 被 充 滿 Η 一 塑 膠 材 1 I 料 或 是 其 它 之 吸 收 劑 藉 Μ 改 善 該 探 測 器 探 測 中 性 粒 子 L hi 之 能 力 0 1 然 而 尚 有 另 一 更 進 一 步 之 實 施 例 係 顯 示 於 第 五 圖 中 1 1 〇 在 此 介 於 該 等 凸 脊 4 0 之 間 之 空 間 已 經 變 得 非 常 地 窄 1 | 它 們 每 一 個 含 有 一 分 開 之 電 極 6 2 〇 在 許 多 情 形 下 $ 此 1 I 一 實 施 例 係 為 較 佳 因 為 介 於 該 等 凸 脊 4 〇 之 間 之 狹 窄 的 1 1 空 間 僅 產 生 一 很 小 之 接 收 損 失 ( a C C e P t a η C e 1 1 1 〇 S S ) » 相 較 於 第 二 、 二 與 四 圖 中 之 該 等 實 施 例 0 該 1 I 間 隙 之 寬 度 以 及 因 此 所 得 之 電 極 6 2 之 寬 度 ♦ 主 要 係 可 1 1 - 14 - 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X25·7公釐） A7 B7 五、發明説明（p) Μ視一個切入該鑽石基質之细縫可以被切得多狭窄而定。 該等電極6 2可Κ用任何方便之方式來耦接在一起，Μ產 生一適當之電位差跨越於該等凸脊4 0之間，譬如像是使 用第四a圖或者是第四b圖中之方法。 高能電磁幅射之探測，例如像加馬射線，可以藉著增 加一蔟射層（未顯示於圖中）於該等凸脊4 0之頂部而改 善。一個進入之光子（photon)首先撞擊該蔟射層 ，然後造成之簇射穿透進入在下方之某一凸脊40 *提供 了 一信號而被探測出。 上述之離子化幅射探測器可Μ提供極為快速之電荷讀 出，可能在35微微秒（ps)之内，且一定在50微微 秒（p s )之内。此等讀取速度是現有之任何具有與本發 明相當之敏感度與位置準確性之單一脈波探測器所無法達 成的。 ^訂.¾. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 脚 318890 A8 B8 C8 D8 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 1 1 | 1 * 一 種 離 子 化 辐 射 探 測 器 9 包 含 一 單 一 晶 圓 係 由 — 1 1 1 探 測 器 材 料 所 構 成 > 該 晶 圓 具 有 多 數 個 平 行 之 邊 上 之 凹 槽 1 I 請 1 於 其 之 —— 表 面 中 t 藉 以 在 該 等 凹 槽 間 界 定 多 數 個 平 行 之 朝 先 閱 1 I 向 側 邊 之 探 測 器 元 件 每 __ 元 件 之 相 反 側 上 載 有 相 反 之 讀 讀 背 1 1 面 I 出 電 極 ; 及 構 件 用 來 施 加 一 電 位 差 於 每 一 個 元 件 之 該 1 I / 意 I 等 相 反 電 極 之 間 » 以 產 生 — 電 場 跨 越 該 電 極 〇 举 項 1 I 再 1 2 如 Φ 請 專 利 範 圍 第 1 項 中 所 述 之 離 子 化 辐 射 探 測 填 器 寫 本 裝 其 中 每 —* 個 探 测 器 元 件 之 高 度 從 平 行 於 其 邊 之 方 向 頁 '—^ 1 I 量 測 時 與 其 寬 度 比 較 起 來 係 相 當 的 大 該 等 探 測 器 元 件 1 1 之 寬 度 係 界 定 為 介 於 該 等 平 ή 邊 之 間 的 距 離 0 1 1 3 如 甲 請 專 利 範 圍 第 2 項 中 所 述 之 離 子 化 輻 射 探 測 訂 器 其 中 之 高 度 / 寬 度 之 比 值 係 大 於 1 0 0 1 | 4 如 申 請 專 利 範 圍 第 1 至 3 項 中 任 一 項 所 述 之 離 子 1 1 1 化 輻 射 探 測 器 其 中 該 等 探 測 器 元 件 之 每 一 個 之 寬 度 係 1 1 界 為 介 於 該 等 平 行 邊 之 間 的 距 離 小 於 製 成 該 晶 圓 之 材 1 料 之 載 流 子 重 新 組 合 長 度 〇 1 I 5 如 甲 請 專 利 範 圍 第 4 項 中 所 述 之 離 子 化 輻 射 探 測 1 1 I 器 其 中 該 等 探 测 器 元 件 之 每 一 個 之 寬 度 係 界 定 為 介 於 1 1 該 等 平 行 邊 之 間 的 距 離 小 於 1 0 毫 米 0 I 1 1 6 如 申 專 利 範 圍 第 1 至 3 項 中 任 — 項 所 述 之 離 子 1 1 化 輻 射 探 測 器 * 其 中 該 晶 圓 係 由 鑽 石 所 構 成 0 1 I 7 * 如 申 請 專 利 範 圍 第 6 項 中 所 述 之 離 子 化 輻 射 深 測 1 1 器 其 中 該 晶 圓 係 由 天 然 鑽 石 1 - 所 構 成 0 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS ) Μ见格（210X297公釐） 六、申請專利範圍 8 ·如申請專利範圍第6項中所述之離子化輻射探測 器，其中該晶圓係由人工生成之鑽石所構成。 9 ·如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之離子 化辐射探測器，其中該晶圓係由純矽所構成。 1 0 ·如申請專利範圍第1至3項中任一項，所述之離 子化輻射探測器，其中該晶圓係由摻入雜質之矽所構成。 1 1 ·如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之離 子化輻射探測器，其中該晶ώ係由砷化鎵所構成。 1 2 ·如申請專利範ΐ第1至3項中任一項所述之離 子化輻射探測器，其中該晶面係由摻入雜質之半導體材料 所構成。 1 3 ·如申請專利範圍第1或2項中所述之離子化幅 射探測器，其中該晶圓大體上係為平面的，且該等凹槽之 邊大體上係垂直於該晶圓之整個平面。 1 4 ·如申請專利範園第1項中所述之離子化輻射探 測器，其中該等凹槽係被蝕刻進入該晶圓。 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 5 ·如申請專利範圍第1項中所述之離子化輻射探 測器，其中該等探測器元件係被生成為該晶圓整體之一部 分° 1 6 ·如申謫專利範圍第1項中所述之離子化輻射探 測器，包括吸收器材料被設置於該等凹槽内。 1 7 ·如申請專利範圍第1項中所述之離子化輻射探 測器•包括蔟射產生器於該等探測器元件之前方。 -2- 本紙張^度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（210X297公麓） ABCD 318890 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 1 1 | 1 8 * 如 Φ 請 專 利 範 圍 第 1 項 中 所 述 之 離 子 化 輻 射 探 1 1 1 測 器 f 其 中 該 等 探 測 器 元 件 包 含 多 數 個 平 行 之 凸 脊 0 1 | 1 9 如 申 請 專 利 範 圍 第 1 8 項 中 所 述 之 離 子 化 輻 射 請 先 1 閣 I 探 測 器 ， 包 括 讀 出 装 置 t 係 被 設 置 為 讀 出 來 自 該 等 電 極 之 讀 背 1 ιέ I 一 信 D占 5K t 於 該 等 平 行 之 凸 脊 之 一 端 部 上 0 1 1 意 1 I 2 〇 ♦ 如 电 請 專 利 範 圍 第 1 項 中 所 述 之 離 子 化 輻 射 探 事 1 I 1 測 器 * 包 括 讀 出 裝 置 1 係 被 設 置 為 讀 出 來 自 該 等 電 極 之 一 填 信 號 該 等 置 % 本 装 9 讀 出 装 之 阻 抗 與 該 等 電 極 匹 配 0 頁 1 2 1 如 i青 專 利 範 圍 第 1 8 項 中 所 述 之 離 子 化 輻 射 1 1 探 測 器 包 含 第 一 組 多 數 涸 凸 脊 於 該 晶 圓 之 一 逢 上 以 及 1 1 第 二 組 多 數 個 正 交 之 凸 脊 於 該 晶 圓 之 一 相 反 逷 上 0 1 訂 1 | 2 2 如 申 請 專 利 範 圍 第 1 項 中 所 述 之 離 子 化 輻 射 探 測 器 其 中 該 等 凹 槽 之 每 一 個 係 窄 於 1 〇 0 微 米 0 1 1 2 3 如 Φ 請 專 利 範 圍 第 1 項 中 所 述 之 離 子 化 輻 射 探 1 1 測 器 其 中 該 等 探 測 器 元 件 之 每 一 個 係 具 有 一 小 於 1 0 〇 I 微 米 之 寬 度 0 1 I 2 4 如 Φ 專 利 範 圍 第 1 項 中 所 述 之 離 子 化 輻 射 探 1 1 I 測 器 > 其 中 該 等 探 測 器 元 件 之 每 一 個 之 一 讀 出 電 極 係 被 電 1 1 氣 耦 接 至 一 鄰 接 之 探 測 器 元 件 之 一 讀 出 電 極 上 〇 1 1 2 5 * 如 电 請 專 利 範 圍 第 2 4 項 中 所 述 之 離 子 化 輻 射 1 I 探 測 器 t 其 中 該 等 電 極 包 含 一 塗 層 於 平 行 邊 上 與 該 等 凹 槽 1 1 1 之 一 基 部 上 〇 1 1 2 6 如 甲 請 專 利 範 圍 第 3- 1 項 中 所 述 之 離 子 化 輻 射 探 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A8 B18899 g8 六、申請專利範圍 測器，其中每一個凹槽大致上係整個均為一讀出電極所充 滿° 27 ·如申請專利範圍第24或25或26項中所述 之離子化輻射探測器，其中用來施加一電位差之構件係被 配置成，施加一第一電壓至該等耦接至交流電之電極對之 第一組上，並且施加一第二電壓至該等耦接至交流電之電 極對之第二組上。 28 ·如申請專利範圍Ml項中所述之離子化輻射探 測器，其中用來施加一電&差之構件係包含一電壓源與一 電阻器鐽。 ’ 1 裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4sm ( 210Χ297公釐）