184509. lajstromszámú szabadalom • Félvezető detektor besugárzási dózisteljesítmény mérésére
184 509 2 A találmány besugárzási dózisteljesítmény mérésére szolgáló félvezető detektor, amelynek megemelt detektálási hatásfoka lehetővé teszi az eddigieknél kevésbé energiafüggő mérőműszer szerkesztését. A félvezető detektoroknak a dozimetriában történő alkalmazásánál igen nagy hátrány a detektorok anyaga és a sugárzás közötti kölcsönhatás, így a detektálási hatásfok erős energiafüggése különösen az alacsony energiájú (200 KeV alatti) tartományban. A viszonyokat jól ismerteti a 155666. számú magyar szabadalom, és a kérdés egy megoldását is tartalmazza. Ennél a megoldásnál nagy rendszámú anyagból álló réteg veszi körül a detektorkristály felületének egy részét, vagy a ház belsejét, a detektorkristály pedig úgynevezett felületi záróréteges kivitelű, amely vékony „ablaka” révén alkalmas e nagy rendszámú rétegben keletkező szekunder elektronok észlelésére. Ennek a megoldásnak egyik hátránya éppen ebben a tényben rejlik, azaz hogy ilyen felületi záróréteges detektorkristályra épül, amely sokkal precízebb technológiát igényel, drágább és kényesebb eszköz, mint a közönséges n-i-p detektor. Másik hátránya, hogy a jelszáinnövelő hatás csak korlátozottan érvényesül, a nagy rendszámú réteg vastagságát ugyanis hiába növelik, önabszorpció miatt több elektron úgysem juthat a detektorba. Harmadik hátránya az irányfüggés, a detektorkristályt ugyanis csak egy oldaláról határolja a vékony ablak. A találmány célja az ismert megoldás hátrányainak kiküszöbölése és robusztus, erőteljes hatású jclszámnövekedést biztosító, így energiafüggetlenebb dozimetriai detektor létrehozása, A gammasugár-spektroszkópiában már sikerrel alkalmaztak olyan felületi záróréteges félvezető detektort, amelynek szilícium alapanyaga néhány százalék germániumot is tartalmazott (P. Alexander, H. Shulman, Nucl. Instrum and Methods 1972, 104, 597., és Bacsó J. és társai: Priborü i Technika Ekszperimenta 1981. No 2, 221.). A germániumtartalom növelésével a SiGe félvezető ötvözet tiltott sávszélessége kezdetben alig csökkent, így a belőle készített detektorok hőmérsékletérzékenysége nem nő, ugyanakkor a detektálási hatásfok 5 megnövekszik. A találmány szerinti detektor azon a felismerésen alapul, hogy a germániumtartalmú szilíciumból készített detektorkristályok nagyobb detektálási hatásfoka nemcsak a spektroszkópiában kihasznált fotokölcsönhatás 10 révén keletkező szekunder elektronok esetében áll fenn, hanem dozimetriai detektoroknál kihasznált Comptonköícsönhatás révén keletkező szekunder részecskékre is érvényes és ezek kiválóan kihasználhatók a dozimetriában mutatkozó alacsony energiájú jelszámhiány meg- 15 növelésére, anélkül, hogy külön nagy rendszámú réteget és vékony ablakot kellene biztosítani. A találmány szerinti detektor tehát tokból, kivezetőből és detektorlapkából áll, amelyben a detektorlapka p típusú germániumtartalmú szilícium egykristályból készül, ennek 20 n és p típusú félvezető rétegei között pedig lítium iondrifteléssel előállított, adott térfogatú intrinzik réteg van. Ez a detektor robusztus kivitelben készíthető, mivel nincs szükség arra, hogy a detektornak „ablaka” legyen, gyártásánál egyszerűbb technológia használható, és nem 25 irányfüggő. Az igen alacsony energiáknál a fotokölcsönhatás valószínűségének növekedése miatti nemkívánatos jc Iszámnövekedcs az ismert szűrőzéssel, a nagy energiáknál mutatkozó energiafüggés pedig a szintén ismert elektronikus kompenzálással csökkenthető. 30 Szabadalmi igénypont Félvezető dozimetriai detektor, amely házból, kiveze- 35 lésből és a házban elhelyezett, lítium iondrifteléssel készült n-i-p félvezető rétegeket tartalmazó detektorlapkából áll, azzal jellemezve, hogy a detektorlapka anyaga germániumtartalmú szilícium egykristály. Ábra nélkül Kiadja az Országos Találmányi Hivatal A kiadásért felel: Himcr Zoltán osztályvezető Megjelent: a Műszaki Könyvkiadó gondozásában COPYLUX Nyomdaipari és Sokszorosító Kisszövetkezet
