WO2020183567A1 - Ｘ線検出装置および蛍光ｘ線分析装置 - Google Patents

Ｘ線検出装置および蛍光ｘ線分析装置 Download PDF

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WO2020183567A1
WO2020183567A1 PCT/JP2019/009682 JP2019009682W WO2020183567A1 WO 2020183567 A1 WO2020183567 A1 WO 2020183567A1 JP 2019009682 W JP2019009682 W JP 2019009682W WO 2020183567 A1 WO2020183567 A1 WO 2020183567A1
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main surface
electrodes
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良章 竹本
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オリンパス株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/22—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material
    • G01N23/223—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material by irradiating the sample with X-rays or gamma-rays and by measuring X-ray fluorescence
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/24—Measuring radiation intensity with semiconductor detectors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T7/00—Details of radiation-measuring instruments

Definitions

  • the present invention relates to an X-ray detector and a fluorescent X-ray analyzer.
  • This phenomenon can be applied to estimate the type and amount of substances such as metals contained in the object.
  • the object is irradiated with X-rays, and fluorescent X-rays emitted from the object are observed.
  • the above estimation is performed based on the energy intensity of each wavelength of light contained in fluorescent X-rays, that is, based on the spectrum of fluorescent X-rays.
  • FIG. 9 shows the configuration of the detector 1010 which is an SDD.
  • the detector 1010 shown in FIG. 9 has a semiconductor substrate 1100, an insulating layer 1130, an anode electrode 1140, a cathode electrode 1150, and a plurality of gate electrodes 1160.
  • the reference numerals of two gate electrodes 1160 are shown as representatives of the plurality of gate electrodes 1160.
  • the semiconductor substrate 1100 and the insulating layer 1130 are laminated in the direction Dr10 perpendicular to the surface 1100a of the semiconductor substrate 1100.
  • the semiconductor substrate 1100 has a first semiconductor layer 1110, a second semiconductor layer 1120, a first impurity layer 1111, and a plurality of second impurity layers 1112.
  • the reference numeral of one second impurity layer 1112 is shown as a representative of the plurality of second impurity layers 1112.
  • the first semiconductor layer 1110 and the second semiconductor layer 1120 are laminated in the direction Dr10 perpendicular to the surface 1100a of the semiconductor substrate 1100.
  • the semiconductor substrate 1100 has a surface 1100a and a surface 1100b.
  • the surfaces 1100a and 1100b face in opposite directions.
  • the first semiconductor layer 1110 includes an N-type semiconductor.
  • the second semiconductor layer 1120 includes a P-type semiconductor.
  • the second semiconductor layer 1120 is configured as a layer from the surface 1100b to a predetermined depth.
  • the first impurity layer 1111 and the plurality of second impurity layers 1112 are arranged in the first semiconductor layer 1110.
  • the first impurity layer 1111 contains an N-type semiconductor.
  • the first impurity layer 1111 is made of a semiconductor material having an impurity concentration different from that of the semiconductor material constituting the first semiconductor layer 1110.
  • the second impurity layer 1112 contains a P-type semiconductor.
  • Each surface of the first impurity layer 1111 and the plurality of second impurity layers 1112 constitutes a surface 1100a.
  • Each of the first impurity layer 1111 and the plurality of second impurity layers 1112 is configured as a layer from the surface 1100a to a predetermined depth.
  • the insulating layer 1130 is laminated on the first semiconductor layer 1110.
  • the anode electrode 1140, the cathode electrode 1150, and the plurality of gate electrodes 1160 are arranged on the surface of the insulating layer 1130. These electrodes are arranged at different positions from each other.
  • the anode electrode 1140 is arranged at a position corresponding to the first impurity layer 1111.
  • the cathode electrode 1150 and the plurality of gate electrodes 1160 are arranged at positions corresponding to the second impurity layer 1112.
  • openings are formed at positions corresponding to each of the first impurity layer 1111 and the plurality of second impurity layers 1112.
  • the anode electrode 1140 is connected to the first impurity layer 1111 through an opening formed in the insulating layer 1130.
  • the cathode electrode 1150 is connected to the second impurity layer 1112 through an opening formed in the insulating layer 1130.
  • the gate electrode 1160 is connected to the second impurity layer 1112 through an opening formed in the insulating layer 1130. That is, the anode electrode 1140, the cathode electrode 1150, and the plurality of gate electrodes 1160 penetrate the insulating layer 1130.
  • the gate electrode 1160 and the second impurity layer 1112 form a FET (Field Effect Transistor).
  • FIG. 10 is a plan view of the detector 1010.
  • each element when the detector 1010 is viewed in a direction perpendicular to the surface 1100a of the semiconductor substrate 1100 is shown.
  • the reference numeral of one gate electrode 1160 is shown as a representative of the plurality of gate electrodes 1160.
  • a cross section passing through the line L10 shown in FIG. 10 is shown in FIG.
  • the anode electrode 1140 is arranged at the center of the surface 1100a of the semiconductor substrate 1100.
  • the anode electrode 1140 is a circular electrode.
  • the cathode electrode 1150 and the plurality of gate electrodes 1160 are annular electrodes.
  • the cathode electrode 1150 and the plurality of gate electrodes 1160 are arranged concentrically.
  • the cathode electrode 1150 and the plurality of gate electrodes 1160 are arranged so as to surround the anode electrode 1140.
  • the cathode electrode 1150 is arranged on the outermost side.
  • a plurality of gate electrodes 1160 are arranged between the anode electrode 1140 and the cathode electrode 1150.
  • a voltage is applied to the anode electrode 1140, the cathode electrode 1150, and the plurality of gate electrodes 1160.
  • the voltage applied to the anode electrode 1140 is higher than the voltage applied to the cathode electrode 1150.
  • the voltage applied to the anode electrode 1140 is higher than any voltage applied to the plurality of gate electrodes 1160.
  • a negative voltage is applied to the cathode electrode 1150 and the plurality of gate electrodes 1160.
  • the voltage applied to the plurality of gate electrodes 1160 is higher than the voltage applied to the cathode electrodes 1150.
  • the voltage applied to the inner gate electrode 1160 is higher than the voltage applied to the outer gate electrode 1160.
  • a voltage is applied to the anode electrode 1140, the cathode electrode 1150, and the plurality of gate electrodes 1160 so that the potential inside the semiconductor substrate 1100 increases from the outer periphery to the center of the semiconductor substrate 1100.
  • the electrodes are arranged on the surface 1100b of the semiconductor substrate 1100. That is, the electrodes are arranged on the second semiconductor layer 1120. A voltage lower than the voltage applied to the anode electrode 1140 is applied to the electrode. As a result, a voltage is applied to the second semiconductor layer 1120.
  • the second semiconductor layer 1120 functions as a cathode electrode. A voltage is applied to the second semiconductor layer 1120 so that the potential inside the semiconductor substrate 1100 increases from the surface 1100b toward the surface 1100a.
  • the voltage as described above is applied to the detector 1010.
  • the potential in the semiconductor substrate 1100 increases from the outer periphery of the semiconductor substrate 1100 toward the center, and increases from the surface 1100b toward the surface 1100a. That is, a potential gradient is generated on the semiconductor substrate 1100.
  • the potential acting on the electrons decreases from the outer periphery of the semiconductor substrate 1100 toward the center, and decreases from the surface 1100b toward the surface 1100a. That is, a potential gradient is generated on the semiconductor substrate 1100.
  • the electrons collect at the anode electrode 1140 according to the potential gradient.
  • a signal based on the electrons is output from the detector 1010.
  • the anode electrode 1140 is arranged at the center of the irradiation region where X-rays are irradiated. Therefore, X-rays may be directly applied to the anode electrode 1140.
  • X-rays When X-rays are directly applied to the anode electrode 1140, electrons are generated from the metal contained in the anode electrode 1140. The electrons become noise in the signal detected from the anode electrode 1140.
  • the amplification transistor In general, there is a demand to place the amplification transistor near the anode electrode.
  • the amplification transistor amplifies the signal output from the anode electrode. If the anode electrode is located in the center of the irradiation area and the amplification transistor is located near the anode electrode, X-rays may be directly applied to the amplification transistor, and the generated signal electrons will be directed to the transistor instead of the anode. There is a possibility of entering directly. When X-rays are directly applied to the amplification transistor, the electrons generated from the amplification transistor become noise in the signal.
  • the anode electrode is arranged outside the irradiation region where X-rays are irradiated. Therefore, the irradiation of the anode electrode with X-rays is suppressed, and the irradiation of the amplification transistor arranged in the vicinity of the anode electrode with X-rays is suppressed.
  • one anode electrode is arranged at a position close to the outer circumference of the substrate. Therefore, the distance between the position in the irradiation region and the anode electrode differs depending on the position.
  • the electrons generated in the irradiation region drift to the anode electrode according to the potential gradient in the irradiation region.
  • the electron drift distance varies depending on the position where the electron is generated. This is because the generated electrons spread while drifting.
  • the drift distance for the electron to reach the anode is long. The longer the distance between the irradiation region where electrons can be collected and the anode, the greater the variation in the time until the electrons arrive.
  • the voltage characteristics of the detected signal vary. This variation in voltage characteristics causes a decrease in energy resolution when performing fluorescent X-ray analysis. Further, since it is necessary to set a long waiting time for signal detection in the signal processing circuit in the subsequent stage, the detection rate tends to decrease.
  • An object of the present invention is to provide an X-ray detector and a fluorescent X-ray analyzer capable of suppressing irradiation of an electrode that collects electric charges with X-rays and shortening the moving distance of electric charges.
  • the X-ray detector has a semiconductor substrate, at least two first electrodes, a second electrode, at least two third electrodes, and a fourth electrode.
  • the semiconductor substrate has a first main surface and a second main surface facing in opposite directions.
  • the at least two first electrodes are arranged on the first main surface, do not overlap with the first region of the semiconductor substrate, and are arranged around the first region of the semiconductor substrate. It overlaps with the area of.
  • the at least two first electrodes collect the charges generated in the first region when the first region is irradiated with X-rays.
  • the second electrode is arranged on the first main surface, overlaps the first region, and electrically separates the at least two first electrodes from each other.
  • Each of the at least two third electrodes is arranged between the first electrode and the second electrode on the first main surface and overlaps with the first region.
  • the fourth electrode is arranged on the second main surface.
  • each of the at least two third electrodes overlaps the first region and the second region on the first main surface.
  • the first electrode may be surrounded.
  • the second electrode may overlap the first region and the second region on the first main surface and surround the first electrode and at least one of the third electrodes.
  • the third electrode does not have to overlap the virtual straight line in the second region on the first main surface.
  • the virtual straight line may pass through the center of the first region on the first main surface and a region that is a part of the first main surface and overlaps with the first electrode.
  • the second electrode may overlap the virtual straight line in the second region on the first main surface.
  • the X-ray detector sends a signal corresponding to the electric charge collected on the first electrode to the first. It may further have a correction device that corrects based on the coefficient given for each electrode of 1.
  • the X-ray detector may further include at least two amplifiers, each of which is electrically connected to the first electrode.
  • the X-ray detector is arranged on the second main surface side and on the second main surface.
  • a shielding layer that does not overlap with the first region when viewed in a vertical direction, overlaps with the second region when viewed in a direction perpendicular to the second main surface, and shields X-rays. You may also have more.
  • the fluorescent X-ray analyzer includes the X-ray detection device and the signal processing device.
  • the signal processing device processes a signal corresponding to the electric charge collected on the first electrode and analyzes the intensity of fluorescent X-rays.
  • the X-ray detector and the fluorescent X-ray analyzer can suppress the irradiation of the electrode that collects the charge with X-rays and shorten the movement distance of the charge.
  • FIG. 1 shows the configuration of the X-ray detector 10 according to the first embodiment of the present invention.
  • a cross section of the X-ray detector 10 is shown.
  • the X-ray detector 10 is configured as a silicon drift detector (SDD) that detects radiation, that is, fluorescent X-rays.
  • SDD silicon drift detector
  • the dimensions of the parts that make up the X-ray detector 10 do not always follow the dimensions shown in FIG.
  • the dimensions of the parts that make up the X-ray detector 10 may be arbitrary. The same applies to the dimensions in other cross-sectional views.
  • the X-ray detection device 10 includes a semiconductor substrate 100, an anode electrode 110 (first electrode), a second drive electrode 130 (second electrode), an auxiliary electrode 140 (third electrode), and a cathode electrode 170 (third electrode). It has 4 electrodes).
  • the semiconductor substrate 100 has a surface 100a (first main surface) and a surface 100b (second main surface) facing in opposite directions. At least two anode electrodes 110 are arranged on the surface 100a.
  • the anode electrode 110 does not overlap with the irradiation region R100 (first region) of the semiconductor substrate 100.
  • the anode electrode 110 overlaps with the peripheral region R110 (second region) arranged around the irradiation region R100 on the semiconductor substrate 100.
  • the anode electrode 110 collects the electric charges generated in the irradiation region R100 when the irradiation region R100 is irradiated with X-rays.
  • the second drive electrode 130 is arranged on the surface 100a.
  • the second drive electrode 130 overlaps the irradiation region R100.
  • the second drive electrode 130 electrically separates at least two anode electrodes 110 from each other.
  • At least two auxiliary electrodes 140 are arranged on the surface 100a.
  • the auxiliary electrode 140 is arranged between the anode electrode 110 and the second drive electrode 130 on the surface 100a.
  • the auxiliary electrode 140 overlaps with the irradiation region R100.
  • the cathode electrode 170 is arranged on the surface 100b.
  • the X-ray detection device 10 shown in FIG. 1 includes a semiconductor substrate 100, an anode electrode 110, a first drive electrode 120, a second drive electrode 130, an auxiliary electrode 140, a first peripheral electrode 150, and a first insulating layer 160. , A cathode electrode 170, a second peripheral electrode 180, a second insulating layer 190, a resin layer 200, and a shielding layer 210.
  • the semiconductor substrate 100, the first insulating layer 160, the second insulating layer 190, the resin layer 200, and the shielding layer 210 are laminated in the direction Dr1 perpendicular to the surface 100a of the semiconductor substrate 100.
  • the semiconductor substrate 100 is made of a semiconductor material.
  • the semiconductor material constituting the semiconductor substrate 100 is silicon (Si).
  • the semiconductor substrate 100 includes an N-type semiconductor.
  • Each of the surfaces 100a and 100b constitutes the main surface of the semiconductor substrate 100.
  • the main surface of the semiconductor substrate 100 is a relatively wide surface among a plurality of surfaces constituting the surface of the semiconductor substrate 100.
  • the semiconductor substrate 100 is a thin plate.
  • the semiconductor substrate 100 includes an irradiation region R100 and a peripheral region R110.
  • Each of the irradiation region R100 and the peripheral region R110 is a region within the semiconductor substrate 100.
  • Each of the irradiation region R100 and the peripheral region R110 includes a region from the surface 100a to the surface 100b.
  • the irradiation region R100 includes the center C100 of the semiconductor substrate 100.
  • the peripheral region R110 is arranged around the irradiation region R100.
  • the peripheral region R110 includes the outer circumference of the semiconductor substrate 100.
  • the peripheral region R110 surrounds the irradiation region R100.
  • Each of the anode electrode 110, the first drive electrode 120, the second drive electrode 130, the auxiliary electrode 140, and the first peripheral electrode 150 is made of a conductive material.
  • the conductive material constituting each electrode is a metal such as copper (Cu), aluminum (Al), or gold (Au).
  • the conductive material constituting each electrode may include a semiconductor such as polysilicon having a high impurity concentration.
  • the anode electrode 110 is arranged on the surface 100a of the peripheral region R110.
  • Each of the first drive electrode 120, the second drive electrode 130, and the auxiliary electrode 140 is arranged on the surface 100a of the irradiation region R100 and the surface 100a of the peripheral region R110.
  • the second drive electrode 130 arranged on the surface 100a of the peripheral region R110 is not shown in FIG.
  • the auxiliary electrode 140 arranged on the surface 100a of the peripheral region R110 is not shown in FIG.
  • the first peripheral electrode 150 is arranged on the surface 100a of the peripheral region R110.
  • Each of the anode electrode 110, the first drive electrode 120, the second drive electrode 130, the auxiliary electrode 140, and the first peripheral electrode 150 is in contact with the surface 100a.
  • Each of the anode electrode 110, the first drive electrode 120, the second drive electrode 130, the auxiliary electrode 140, and the first peripheral electrode 150 is electrically connected to the semiconductor substrate 100.
  • the first insulating layer 160 is made of an insulating material.
  • the insulating material constituting the first insulating layer 160 is silicon dioxide (SiO2).
  • the first insulating layer 160 is laminated on the semiconductor substrate 100.
  • the first insulating layer 160 is in contact with the surface 100a.
  • the first insulating layer 160 covers at least a part of the surface 100a.
  • Each of the anode electrode 110, the first drive electrode 120, the second drive electrode 130, the auxiliary electrode 140, and the first peripheral electrode 150 penetrates the first insulating layer 160.
  • the first insulating layer 160 may be made of a plurality of insulating materials.
  • the first insulating layer 160 may be composed of silicon dioxide and silicon nitride.
  • Each of the cathode electrode 170 and the second peripheral electrode 180 is made of a conductive material.
  • the conductive material constituting each electrode is the same as the conductive material constituting the anode electrode 110 and the like.
  • Each of the cathode electrode 170 and the second peripheral electrode 180 is arranged on the surface 100b of the peripheral region R110. Each of the cathode electrode 170 and the second peripheral electrode 180 is in contact with the surface 100b. Each of the cathode electrode 170 and the second peripheral electrode 180 is electrically connected to the semiconductor substrate 100.
  • the second insulating layer 190 is made of an insulating material.
  • the insulating material constituting the second insulating layer 190 is the same as the insulating material constituting the first insulating layer 160.
  • the second insulating layer 190 is laminated on the semiconductor substrate 100.
  • the second insulating layer 190 is in contact with the surface 100b.
  • the second insulating layer 190 covers at least a part of the surface 100b.
  • Each of the cathode electrode 170 and the second peripheral electrode 180 penetrates the second insulating layer 190.
  • the resin layer 200 is laminated on the second insulating layer 190.
  • the resin layer 200 is in contact with the second insulating layer 190.
  • the resin layer 200 covers at least a part of the second insulating layer 190.
  • the resin layer 200 is made of a resin material.
  • the resin material of the resin layer 200 may contain particles of an inorganic material.
  • the inorganic material contained in the resin material of the resin layer 200 is aluminum nitride (AlN), aluminum oxide (Al2O3), silver (Ag), or the like.
  • Most of the resin layer 200 is arranged in the second insulating layer 190 on the peripheral region R110.
  • the shielding layer 210 is laminated on the resin layer 200.
  • the shielding layer 210 is in contact with the resin layer 200.
  • the shielding layer 210 covers at least a part of the resin layer 200.
  • the shielding layer 210 has a structure in which a plurality of metal materials are laminated.
  • the shielding layer 210 contains a metal material having a low X-ray transmittance.
  • the shielding layer 210 is a metal such as tantalum (Ta), chromium (Cr), titanium (Ti), aluminum (Al), lead (Pb), silver (Ag), gold (Au), or tungsten (W). It is a laminated structure made of materials or a combination thereof.
  • the shielding layer 210 is arranged on the surface 100b side.
  • the shielding layer 210 is arranged on the structure (resin layer 200) on the peripheral region R110 on the surface 100b.
  • the shielding layer 210 does not overlap with the irradiation region R100 when viewed in the direction Dr1 perpendicular to the surface 100b.
  • the shielding layer 210 overlaps the irradiation region R100 when viewed in the direction Dr1 perpendicular to the surface 100b.
  • X-rays are applied to the X-ray detector 10 from the outside of the surface 100b. A part of the X-ray is applied to the shielding layer 210.
  • the shielding layer 210 shields X-rays.
  • the shielding layer 210 is less likely to generate fluorescent X-rays.
  • the shielding layer 210 may come into contact with the surface 100b.
  • An opening 211 is formed on the irradiation region R100.
  • the position of the side surface of the shielding layer 210 coincides with the boundary between the irradiation region R100 and the peripheral region R110.
  • the opening 211 causes X-rays to enter the irradiation region R100.
  • FIG. 2 is a plan view of the X-ray detector 10.
  • each element when the X-ray detector 10 is viewed in a direction perpendicular to the surface 100a of the semiconductor substrate 100 is shown.
  • the first insulating layer 160 is omitted.
  • a cross section passing through lines A1-A1 shown in FIG. 2 is shown in FIG.
  • the outer shape of the X-ray detector 10 is rectangular. In the example shown in FIG. 2, the outer shape of the X-ray detector 10 is square. The outer shape of the X-ray detector 10 is not limited to a rectangle. For example, the outer shape of the X-ray detector 10 may be a circle.
  • the virtual circle L100 indicates the boundary between the irradiation region R100 shown in FIG. 1 and the peripheral region R110 shown in FIG.
  • the irradiation region R100 is arranged inside the virtual circle L100, and the peripheral region R110 is arranged outside the virtual circle L100.
  • the peripheral region R110 surrounds the irradiation region R100.
  • the center C110 of the surface 100a of the semiconductor substrate 100 is the same as the center of the irradiation region R100.
  • the surface 100a of the semiconductor substrate 100 is divided into four regions.
  • the virtual straight line L110 and the virtual straight line L120 indicate the boundaries of the four regions.
  • Each of the virtual straight line L110 and the virtual straight line L120 is a straight line and passes through the center C110 of the surface 100a of the semiconductor substrate 100.
  • At least two anode electrodes 110 are arranged.
  • four anode electrodes 110 are arranged.
  • the four anode electrodes 110 are symmetrically arranged around the center C110 of the surface 100a of the semiconductor substrate 100.
  • the distance between the center C110 of the surface 100a of the semiconductor substrate 100 and each anode electrode 110 is equal to each other.
  • One anode electrode 110 is arranged in each of the four regions of the surface 100a of the semiconductor substrate 100.
  • the anode electrode 110 is arranged in the peripheral region R110.
  • the anode electrode 110 does not overlap with the irradiation region R100 and overlaps with the peripheral region R110.
  • the anode electrode 110 is arranged in the vicinity of the outer circumference (virtual circle L100) of the irradiation region R100.
  • the area of the semiconductor substrate 100 in which the irradiation region R100 and the anode electrode 110 are arranged can be made compact. X-rays are unlikely to enter the anode electrode 110.
  • At least two first drive electrodes 120 are arranged.
  • four first drive electrodes 120 are arranged.
  • the four first drive electrodes 120 are symmetrically arranged around the center C110 of the surface 100a of the semiconductor substrate 100.
  • One first drive electrode 120 is arranged in each of the four regions of the surface 100a of the semiconductor substrate 100.
  • the first drive electrode 120 surrounds the anode electrode 110.
  • the first drive electrode 120 faces the anode electrode 110.
  • the first drive electrode 120 is arranged in the irradiation region R100 and the peripheral region R110.
  • the first drive electrode 120 overlaps the irradiation region R100 and the peripheral region R110.
  • At least two second drive electrodes 130 are arranged.
  • four second drive electrodes 130 are arranged.
  • the four second drive electrodes 130 are symmetrically arranged around the center C110 of the surface 100a of the semiconductor substrate 100.
  • One second drive electrode 130 is arranged in each of the four regions of the surface 100a of the semiconductor substrate 100.
  • the second drive electrode 130 is arranged in at least a part of the region around the anode electrode 110.
  • the second drive electrode 130 surrounds the anode electrode 110, the first drive electrode 120, and the auxiliary electrode 140.
  • the second drive electrode 130 faces the auxiliary electrode 140.
  • the second drive electrode 130 is arranged in the irradiation region R100 and the peripheral region R110.
  • the second drive electrode 130 overlaps the irradiation region R100 and the peripheral region R110.
  • the second drive electrode 130 has a first portion extending from the center C110 of the surface 100a of the semiconductor substrate 100 toward the outer circumference of the semiconductor substrate 100, and a second portion close to the outer circumference of the semiconductor substrate 100. ..
  • the four second drive electrodes 130 are connected to each other.
  • the second drive electrode 130 is arranged between any two anode electrodes 110.
  • the surface 100a of the semiconductor substrate 100 is divided into four regions by four second drive electrodes 130.
  • the first portion of the second drive electrode 130 is arranged at the boundary of four regions of the surface 100a of the semiconductor substrate 100.
  • the first portion of the second drive electrode 130 overlaps the virtual straight line L110 or the virtual straight line L120.
  • the four anode electrodes 110 are electrically separated from each other by four second drive electrodes 130.
  • the four first drive electrodes 120 are electrically separated from each other by the four second drive electrodes 130.
  • At least two auxiliary electrodes 140 are arranged.
  • 16 auxiliary electrodes 140 are arranged. Of the 16 auxiliary electrodes 140, the symbols of the four auxiliary electrodes 140 are shown as representatives.
  • the 16 auxiliary electrodes 140 are symmetrically arranged around the center C110 of the surface 100a of the semiconductor substrate 100.
  • At least one auxiliary electrode 140 is arranged in each of the four regions of the surface 100a of the semiconductor substrate 100.
  • four auxiliary electrodes 140 are arranged in each of the four regions of the surface 100a of the semiconductor substrate 100.
  • the auxiliary electrode 140 is arranged between the first drive electrode 120 and the second drive electrode 130.
  • the 16 auxiliary electrodes 140 are electrically separated by regions by four second drive electrodes 130.
  • the auxiliary electrode 140 is arranged in at least a part of the region around the anode electrode 110.
  • the auxiliary electrode 140 surrounds the anode electrode 110 and the first drive electrode 120.
  • the innermost auxiliary electrode 140 faces the first drive electrode 120.
  • the outermost auxiliary electrode 140 faces the second drive electrode 130.
  • the auxiliary electrodes 140 are arranged in the irradiation region R100 and the peripheral region R110.
  • the auxiliary electrode 140 overlaps the irradiation region R100 and the peripheral region R110.
  • the first peripheral electrode 150 is arranged outside the second drive electrode 130.
  • the first peripheral electrode 150 surrounds the anode electrode 110, the first drive electrode 120, the second drive electrode 130, and the auxiliary electrode 140.
  • the first peripheral electrode 150 is arranged in the peripheral region R110.
  • the first peripheral electrode 150 overlaps the peripheral region R110.
  • FIG. 3 is a plan view of the X-ray detector 10.
  • each element when the X-ray detector 10 is viewed in a direction perpendicular to the surface 100b of the semiconductor substrate 100 is shown.
  • the second insulating layer 190, the resin layer 200, and the shielding layer 210 are omitted.
  • a cross section passing through lines A2-A2 shown in FIG. 3 is shown in FIG.
  • the virtual circle L130 indicates the boundary between the irradiation region R100 shown in FIG. 1 and the peripheral region R110 shown in FIG.
  • the irradiation region R100 is arranged inside the virtual circle L130, and the peripheral region R110 is arranged outside the virtual circle L130.
  • One cathode electrode 170 is arranged. On the surface 100b of the semiconductor substrate 100, the cathode electrodes 170 are arranged in an annular shape. In the example shown in FIG. 3, the outer shape of the cathode electrode 170 is a circle. The outer shape of the cathode electrode 170 is not limited to a circle. For example, the outer shape of the cathode electrode 170 may be rectangular. At least two cathode electrodes 170 may be arranged.
  • the cathode electrode 170 is arranged in the peripheral region R110.
  • the cathode electrode 170 overlaps the peripheral region R110.
  • the cathode electrode 170 is arranged in the vicinity of the outer circumference (virtual circle L130) of the irradiation region R100. X-rays are unlikely to enter the cathode electrode 170.
  • the cathode electrode 170 on the second insulating layer 190 is covered with a resin layer 200 and a shielding layer 210 (not shown in FIG. 3).
  • the second peripheral electrode 180 is arranged outside the cathode electrode 170.
  • the second peripheral electrode 180 surrounds the cathode electrode 170.
  • the second peripheral electrode 180 is arranged in the peripheral region R110.
  • the second peripheral electrode 180 overlaps the peripheral region R110.
  • At least one auxiliary electrode may be arranged between the cathode electrode 170 and the second peripheral electrode 180.
  • Each of the anode electrode 110, the first drive electrode 120, the second drive electrode 130, and the first peripheral electrode 150 is connected to an external power source.
  • the voltage output from the external power source is applied to each of the anode electrode 110, the first drive electrode 120, the second drive electrode 130, and the first peripheral electrode 150.
  • the second portion of the second drive electrode 130 is close to the outer circumference of the semiconductor substrate 100.
  • the second portion of the second drive electrode 130 is connected to a pad connected to an external power source. In FIG. 2, the pads are omitted.
  • the voltage applied to the anode electrode 110 is higher than the voltage applied to the second drive electrode 130.
  • a voltage of about 0 V (ground voltage) is applied to the anode electrode 110.
  • a voltage of ⁇ 100 V or less is applied to the second drive electrode 130.
  • a voltage of ⁇ several V to ⁇ 20 V is applied to the first drive electrode 120.
  • a voltage of about 0 V (ground voltage) is applied to the first peripheral electrode 150.
  • the electric potential inside the semiconductor substrate 100 increases from the second drive electrode 130 toward the first drive electrode 120.
  • the auxiliary electrode 140 is not connected to an external power source.
  • the voltage applied to each of the first drive electrode 120 and the second drive electrode 130 forms a potential gradient inside the semiconductor substrate 100.
  • a voltage is generated according to the potential gradient and is applied to the auxiliary electrode 140.
  • a plurality of auxiliary electrodes 140 are arranged to form a desired potential gradient. The pattern of the potential gradient depends on the number of auxiliary electrodes 140 and the pitch of the auxiliary electrodes 140.
  • Each of the cathode electrode 170 and the second peripheral electrode 180 is connected to an external power source.
  • the voltage output from the external power source is applied to each of the cathode electrode 170 and the second peripheral electrode 180.
  • the voltage applied to the cathode electrode 170 is lower than the voltage applied to the anode electrode 110.
  • the voltage applied to the cathode electrode 170 is higher than the voltage applied to the second drive electrode 130 and lower than the voltage applied to the first drive electrode 120.
  • a voltage of ⁇ 60 V to ⁇ 70 V is applied to the cathode electrode 170.
  • a voltage of about 0 V (ground voltage) is applied to the second peripheral electrode 180.
  • the potential inside the semiconductor substrate 100 increases from the surface 100b of the semiconductor substrate 100 toward the surface 100a of the semiconductor substrate 100.
  • the above voltage is applied to the X-ray detector 10.
  • the potential acting on the electrons decreases from the second drive electrode 130 toward the first drive electrode 120, and decreases from the surface 100b of the semiconductor substrate 100 toward the surface 100a of the semiconductor substrate 100. That is, a potential gradient is generated on the semiconductor substrate 100.
  • X-rays are incident on the X-ray detector 10
  • electrons are generated in the irradiation region R100 of the semiconductor substrate 100.
  • the electrons collect at the anode electrode 110 according to the potential gradient.
  • the anode electrode 110 collects the electrons generated in the irradiation region R100.
  • the anode electrode 110 outputs a signal based on the electrons collected in the anode electrode 110.
  • the voltage applied to each of the first peripheral electrode 150 and the second peripheral electrode 180 forms a potential gradient so as not to collect unnecessary electrons generated in the peripheral region R110 on the anode electrode 110.
  • the voltage applied to the first peripheral electrode 150 is higher than the voltage applied to the second drive electrode 130.
  • the voltage applied to the second peripheral electrode 180 is higher than the voltage applied to the cathode electrode 170. Unwanted electrons collect on the first peripheral electrode 150 and the second peripheral electrode 180.
  • the semiconductor substrate 100 may be composed of a P-type semiconductor. The voltage applied to each electrode in that case will be described.
  • the anode electrode 110 serves as a cathode electrode
  • the cathode electrode 170 serves as an anode electrode, but the names of the respective electrodes are not changed in the following description.
  • the voltage applied to the anode electrode 110 is lower than the voltage applied to the second drive electrode 130.
  • the electric potential inside the semiconductor substrate 100 decreases from the second drive electrode 130 toward the first drive electrode 120.
  • the voltage applied to the cathode electrode 170 is higher than the voltage applied to the anode electrode 110.
  • the voltage applied to the cathode electrode 170 is lower than the voltage applied to the second drive electrode 130 and higher than the voltage applied to the first drive electrode 120.
  • the internal potential of the semiconductor substrate 100 decreases from the surface 100b of the semiconductor substrate 100 toward the surface 100a of the semiconductor substrate 100.
  • the anode electrode 110 collects holes generated in the irradiation region R100.
  • the first drive electrode 120, the first peripheral electrode 150, the first insulating layer 160, the second peripheral electrode 180, the second insulating layer 190, the resin layer 200, and the shielding layer 210 are embodiments of the present invention. It is not essential for the X-ray detector.
  • the four anode electrodes 110 are arranged in the peripheral region R110 outside the irradiation region R100. Therefore, the irradiation of the four anode electrodes 110 with X-rays is suppressed.
  • the irradiation region R100 is irradiated with X-rays, an electric charge is generated in the irradiation region R100. The charge is transferred to the nearest anode electrode 110. Since the four anode electrodes 110 are arranged, the charge transfer distance is short.
  • FIG. 4 shows the configuration of the X-ray detector 11 according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 shows a cross section of the X-ray detector 11. The description of the same part as that of the X-ray detector 10 shown in FIG. 1 will be omitted.
  • the X-ray detector 11 has a resin layer 220 and an amplifier 230 in addition to the configuration shown in FIG.
  • the resin layer 220 is laminated on the first insulating layer 160.
  • the resin layer 220 is in contact with the first insulating layer 160.
  • the resin layer 220 covers at least a part of the first insulating layer 160.
  • the resin layer 220 is made of a resin material.
  • the resin layer 220 may be made of the same material as the resin material constituting the resin layer 200.
  • the resin layer 220 is arranged in the peripheral region R110.
  • the amplifier 230 is a chip including an amplification transistor. At least two amplifiers 230 are arranged. Two amplifiers 230 are shown in FIG.
  • the amplifier 230 is arranged in the peripheral region R110 on the surface 100a. In the example shown in FIG. 4, the amplifier 230 is arranged on the structure (resin layer 220) on the peripheral region R110.
  • the amplifier 230 is arranged in the vicinity of the anode electrode 110.
  • the amplifier 230 is electrically connected to the anode electrode 110 by a wire 240.
  • the amplifier 230 has a source follower type transistor.
  • the amplifier 230 may be composed of a Junction FET or the like.
  • a signal based on the electrons collected at the anode electrode 110 is output from the anode electrode 110.
  • the amplifier 230 amplifies the signal output from the anode electrode 110.
  • At least two amplifiers 230 are arranged in the peripheral region R110, and each amplifier 230 is arranged in the vicinity of the anode electrode 110. Therefore, the irradiation of the amplifier 230 with X-rays is suppressed.
  • FIG. 5 is a plan view of the X-ray detector 12 of the modified example of the second embodiment of the present invention. The description of the same part as that of the X-ray detector 10 shown in FIG. 2 will be omitted.
  • At least two amplifiers 231 are arranged. In the example shown in FIG. 5, four amplifiers 231 are arranged. One amplifier 231 is arranged in each of the four regions of the surface 100a of the semiconductor substrate 100. Each of the four amplifiers 231 is electrically connected to the anode electrode 110.
  • the amplifier 230 shown in FIG. 4 is arranged on a substrate different from the semiconductor substrate 100.
  • the amplifier 231 shown in FIG. 5 is arranged in or on the semiconductor substrate 100.
  • each of the source and drain of the transistor of the amplifier 231 may be a diffusion region in the semiconductor substrate 100.
  • FIG. 6 is a plan view of the X-ray detector 13 according to the third embodiment of the present invention. The description of the same part as that of the X-ray detector 10 shown in FIG. 2 will be omitted.
  • the second drive electrode 130 shown in FIG. 2 is changed to the second drive electrode 131.
  • the auxiliary electrode 140 shown in FIG. 2 is changed to the auxiliary electrode 141.
  • the second drive electrode 131 and the auxiliary electrode 141 do not surround the anode electrode 110 and the first drive electrode 120.
  • the second drive electrode 131 and the auxiliary electrode 141 are not arranged in a region close to the outer peripheral portion of the semiconductor substrate 100.
  • the virtual circle L100 indicates the boundary between the irradiation region R100 shown in FIG. 1 and the peripheral region R110 shown in FIG.
  • the irradiation region R100 is inside the virtual circle L100, and the peripheral region R110 is outside the virtual circle L100.
  • the second drive electrode 131 and the auxiliary electrode 141 do not overlap with the virtual straight line L140 in the peripheral region R110 outside the irradiation region R100 on the surface 100a of the semiconductor substrate 100.
  • the virtual straight line L140 passes through the center C110 of the irradiation region R100 on the surface 100a of the semiconductor substrate 100 and the region that is a part of the surface 100a of the semiconductor substrate 100 and overlaps with the anode electrode 110.
  • the virtual straight line L140 passes through the center C120 of the region of the surface 100a overlapping the anode electrode 110.
  • the center C120 is the center of the region in contact with the anode electrode 110 on the surface 100a of the semiconductor substrate 100.
  • the virtual straight line L140 may pass through a point different from the center C120 in the region of the surface 100a overlapping the anode electrode 110.
  • the first drive electrode 120 surrounds the anode electrode 110.
  • the first drive electrode 120 overlaps the virtual straight line L140 in the irradiation region R100 and the peripheral region R110.
  • the second drive electrode 131 and the auxiliary electrode 141 are mainly arranged on the center side of the surface 100a of the semiconductor substrate 100 with respect to the anode electrode 110.
  • the second drive electrode 131 and the auxiliary electrode 141 overlap the virtual straight line L140 only in the irradiation region R100.
  • the second drive electrode 131 and the auxiliary electrode 141 may be arranged only in the irradiation region R100.
  • the second drive electrode 131 and the auxiliary electrode 141 may overlap only the irradiation region R100.
  • X-rays are not applied to the peripheral area R110. It is unlikely that the X-rays irradiated to the irradiation region R100 will generate electrons in the peripheral region R110. The potential gradient need not be formed in the peripheral region R110. Therefore, the peripheral region R110 for arranging the second drive electrode 131 and the auxiliary electrode 141 is reduced. The distance between the anode electrode 110 and the outer circumference of the semiconductor substrate 100 is shorter than the distance shown in FIG.
  • the chip area of the X-ray detection device 13 is the X-ray detection device. It can be smaller than the chip area of 10.
  • the area of the irradiation region R100 of the X-ray detector 13 is larger than the area of the irradiation region R100 of the X-ray detector 10. can do.
  • FIG. 7 is a plan view of the X-ray detector 14 as a modification of the third embodiment of the present invention. The description of the same part as that of the X-ray detector 13 shown in FIG. 6 will be omitted.
  • the second drive electrode 131 shown in FIG. 6 is changed to the second drive electrode 130.
  • the second drive electrode 130 shown in FIG. 7 is the same as the second drive electrode 130 shown in FIG.
  • the second drive electrode 130 surrounds the anode electrode 110, the first drive electrode 120, and the auxiliary electrode 141.
  • the second drive electrode 130 faces the auxiliary electrode 140 in the irradiation region R100.
  • a part of the second drive electrode 130 faces the first drive electrode 120 in the peripheral region R110.
  • the second drive electrode 130 is arranged in the irradiation region R100 and the peripheral region R110.
  • the second drive electrode 130 overlaps the irradiation region R100 and the peripheral region R110.
  • the second drive electrode 130 overlaps the virtual straight line L140 in the peripheral region R110 on the surface 100a of the semiconductor substrate 100.
  • the peripheral region R110 for arranging the auxiliary electrode 141 is reduced. Therefore, the chip area of the X-ray detection device 14 can be made smaller than the chip area of the X-ray detection device 10. Alternatively, the area of the irradiation region R100 of the X-ray detection device 14 can be made larger than the area of the irradiation region R100 of the X-ray detection device 10.
  • a part of the second drive electrode 130 is arranged near the outer peripheral portion of the semiconductor substrate 100. Since unnecessary electrons generated in the peripheral region R110 are collected at the second drive electrode 130, the electrons are unlikely to be collected at the anode electrode 110.
  • FIG. 8 shows the configuration of the fluorescent X-ray analyzer 30 according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the fluorescent X-ray analyzer 30 shown in FIG. 8 includes an X-ray irradiation source 300, an X-ray detection device 310, a signal processing device 320, a recording device 330, a control circuit 340, and a power supply circuit 350.
  • the X-ray irradiation source 300 generates X-rays and irradiates the object with X-rays.
  • the fluorescent X-rays emitted from the object are applied to the X-ray detector 310.
  • the X-ray detection device 310 includes the X-ray detection device 10 shown in FIG. 1, the X-ray detection device 11 shown in FIG. 4, the X-ray detection device 12 shown in FIG. 5, the X-ray detection device 13 shown in FIG. 6, and FIG. 7. It is a detection device including any one of the X-ray detection devices 14 shown in 1.
  • the X-ray detection device 310 appropriately includes a plurality of amplification devices that convert a charge signal output from the X-ray detection device into a voltage, an AD converter that converts an analog signal into a digital signal, and the like.
  • the signal processing device 320 processes the signal corresponding to the electric charge collected on the anode electrode 110 and analyzes the intensity of the fluorescent X-ray.
  • the signal processing device 320 has a function of a correction device.
  • the correction device corrects the signal value input from the X-ray detection device 310 according to a preset setting value or a setting value written by the calibration operation.
  • the recording device 330 records the signal processed by the signal processing device 320 on the recording medium.
  • the control circuit 340 controls the X-ray irradiation source 300, the X-ray detection device 310, the signal processing device 320, and the recording device 330.
  • the power supply circuit 350 supplies electric power to the X-ray irradiation source 300, the X-ray detection device 310, the signal processing device 320, the recording device 330, and the control circuit 340.
  • the signal processing device 320 may include at least one of a processor and a logic circuit.
  • the processor is at least one of a CPU (Central Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), and a GPU (Graphics Processing Unit).
  • the logic circuit is at least one of ASIC (Application Specific Integrated Circuit) and FPGA (Field-Programmable Gate Array).
  • the signal processor 320 may include one or more processors.
  • the signal processing device 320 may include one or more logic circuits.
  • the fluorescent X-ray analyzer 30 may read the program and execute the read program.
  • the program includes instructions that specify the operation of the signal processing device 320. That is, the function of the signal processing device 320 may be realized by software.
  • the program may be provided by a "computer-readable recording medium” such as flash memory.
  • the program may be transmitted from the computer holding the program to the fluorescent X-ray analyzer 30 via the transmission medium or by the transmission wave in the transmission medium.
  • a "transmission medium" for transmitting a program is a medium having a function of transmitting information.
  • the medium having a function of transmitting information includes a network (communication network) such as the Internet and a communication line (communication line) such as a telephone line.
  • the above-mentioned program may realize a part of the above-mentioned function. Further, the above-mentioned program may be a difference file (difference program). The combination of the program already recorded in the computer and the difference program may realize the above-mentioned function.
  • the details of the processing executed by the signal processing device 320 will be described. Weak fluorescent X-rays are emitted from the object. The timing of the detection peak of the signal output from the X-ray detection device 310 is random. One detection peak corresponds to one photon of fluorescent X-rays. The signal processing device 320 measures the intensity of each detection peak during a predetermined detection period. It is known that the intensity of the detected peak corresponds to the energy of the photon.
  • the signal processing device 320 generates an energy histogram.
  • the horizontal axis of the histogram is the energy corresponding to the intensity of the detected peak.
  • the vertical axis of the histogram is the number of observed peaks. The number of observed peaks can be statistically regarded as the intensity of fluorescent X-rays. Therefore, the histogram corresponds to the spectrum of fluorescent X-rays.
  • the signal processing device 320 executes signal processing for suppressing the variation. Specifically, the signal processing device 320 corrects the signal corresponding to the electric charge collected in the anode electrode 110 based on the coefficient given for each anode electrode 110.
  • the signal processing device 320 measures the voltage V0 of the signal output from each anode electrode 110.
  • the voltage V0 is the voltage of one detection peak corresponding to one electron.
  • the signal processing device 320 measures the voltage V1 of the signal output from each anode electrode 110.
  • the signal processing device 320 calculates the energy E1 for each anode electrode 110 by using the following equation (1).
  • the term (E0 / V0) in the equation (1) is a correction coefficient.
  • the signal processing device 320 multiplies the voltage V1 of the signal output from each anode electrode 110 by the correction coefficient calculated for each anode electrode 110. As a result, the signal processing device 320 calculates the energy E1 for each anode electrode 110.
  • the signal processing device 320 can suppress the influence of the characteristic variation of the anode electrode 110.
  • the signal processing device 320 can suppress the influence of the characteristic variation of the amplifier 230 or the amplifier 231.
  • the X-ray detector and the fluorescent X-ray analyzer can suppress the irradiation of the electrode that collects the charge with X-rays and shorten the movement distance of the charge.

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Abstract

Ｘ線検出装置において、少なくとも２つの第１の電極は、半導体基板の第１の主面に配置され、前記半導体基板の第１の領域と重ならない。前記第１の電極は、Ｘ線により前記第１の領域で発生する電荷を集める。第２の電極は、前記第１の主面に配置され、前記第１の領域と重なり、かつ前記少なくとも２つの第１の電極を互いに電気的に分離する。少なくとも２つの第３の電極の各々は、前記第１の主面において前記第１の電極および前記第２の電極の間に配置され、かつ前記第１の領域と重なる。第４の電極は、前記半導体基板の第２の主面に配置されている。

Description

Ｘ線検出装置および蛍光Ｘ線分析装置
　本発明は、Ｘ線検出装置および蛍光Ｘ線分析装置に関する。
　Ｘ線が金属等の物質に照射されたとき、その物質がその物質の原子に固有のエネルギー（波長）の蛍光を発することが知られている。蛍光の波長帯域はＸ線の波長帯域とほぼ等しい。蛍光の強度は非常に微弱である。
　この現象は、対象物に含まれる金属等の物質の種類および量の推定に応用できる。この推定のために対象物にＸ線が照射され、かつ対象物から発せられた蛍光Ｘ線が観察される。蛍光Ｘ線に含まれる光の波長毎のエネルギー強度に基づいて、すなわち蛍光Ｘ線のスペクトルに基づいて上記の推定が実行される。
　微弱な蛍光Ｘ線を効率的に検出するシリコンドリフト検出器（ＳＤＤ）が開示されている。図９は、ＳＤＤである検出器１０１０の構成を示す。図９において、検出器１０１０の断面が示されている。図９に示す検出器１０１０は、半導体基板１１００、絶縁層１１３０、アノード電極１１４０、カソード電極１１５０、および複数のゲート電極１１６０を有する。図９において、複数のゲート電極１１６０のうち代表として２つのゲート電極１１６０の符号が示されている。半導体基板１１００および絶縁層１１３０は、半導体基板１１００の面１１００ａに垂直な方向Ｄｒ１０に積層されている。
　半導体基板１１００は、第１の半導体層１１１０、第２の半導体層１１２０、第１の不純物層１１１１、および複数の第２の不純物層１１１２を有する。図９において、複数の第２の不純物層１１１２のうち代表として１つの第２の不純物層１１１２の符号が示されている。
　第１の半導体層１１１０および第２の半導体層１１２０は、半導体基板１１００の面１１００ａに垂直な方向Ｄｒ１０に積層されている。半導体基板１１００は、面１１００ａおよび面１１００ｂを有する。面１１００ａおよび面１１００ｂは、互いに反対方向を向く。
　第１の半導体層１１１０は、Ｎ型半導体を含む。第２の半導体層１１２０は、Ｐ型半導体を含む。第２の半導体層１１２０は、面１１００ｂから所定の深さまでの層として構成されている。
　第１の不純物層１１１１および複数の第２の不純物層１１１２は、第１の半導体層１１１０に配置されている。第１の不純物層１１１１は、Ｎ型半導体を含む。例えば、第１の不純物層１１１１は、第１の半導体層１１１０を構成する半導体材料とは不純物濃度が異なる半導体材料で構成されている。第２の不純物層１１１２は、Ｐ型半導体を含む。第１の不純物層１１１１および複数の第２の不純物層１１１２の各々の表面は、面１１００ａを構成する。第１の不純物層１１１１および複数の第２の不純物層１１１２の各々は、面１１００ａから所定の深さまでの層として構成されている。
　絶縁層１１３０は、第１の半導体層１１１０に積層されている。アノード電極１１４０、カソード電極１１５０、および複数のゲート電極１１６０は、絶縁層１１３０の表面に配置されている。これらの電極は、互いに異なる位置に配置されている。アノード電極１１４０は、第１の不純物層１１１１と対応する位置に配置されている。カソード電極１１５０および複数のゲート電極１１６０は、第２の不純物層１１１２と対応する位置に配置されている。
　絶縁層１１３０において、第１の不純物層１１１１および複数の第２の不純物層１１１２の各々に対応する位置に開口部が形成されている。アノード電極１１４０は、絶縁層１１３０に形成された開口部を通って第１の不純物層１１１１に接続されている。カソード電極１１５０は、絶縁層１１３０に形成された開口部を通って第２の不純物層１１１２に接続されている。ゲート電極１１６０は、絶縁層１１３０に形成された開口部を通って第２の不純物層１１１２に接続されている。つまり、アノード電極１１４０、カソード電極１１５０、および複数のゲート電極１１６０は、絶縁層１１３０を貫通する。ゲート電極１１６０および第２の不純物層１１１２は、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ　Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を構成する。
　図１０は、検出器１０１０の平面図である。図１０において、半導体基板１１００の面１１００ａに垂直な方向に検出器１０１０を見たときの各要素が示されている。図１０において、複数のゲート電極１１６０のうち代表として１つのゲート電極１１６０の符号が示されている。図１０に示す線Ｌ１０を通る断面が図９に示されている。
　アノード電極１１４０は、半導体基板１１００の面１１００ａの中心に配置されている。アノード電極１１４０は、円形の電極である。カソード電極１１５０および複数のゲート電極１１６０は、環状の電極である。カソード電極１１５０および複数のゲート電極１１６０は、同心円状に配置されている。カソード電極１１５０および複数のゲート電極１１６０は、アノード電極１１４０を囲むように配置されている。カソード電極１１５０は、最も外側に配置されている。複数のゲート電極１１６０は、アノード電極１１４０およびカソード電極１１５０の間に配置されている。
　電圧がアノード電極１１４０、カソード電極１１５０、および複数のゲート電極１１６０に印加される。アノード電極１１４０に印加される電圧は、カソード電極１１５０に印加される電圧よりも高い。アノード電極１１４０に印加される電圧は、複数のゲート電極１１６０に印加されるどの電圧よりも高い。負電圧がカソード電極１１５０および複数のゲート電極１１６０に印加される。複数のゲート電極１１６０に印加される電圧は、カソード電極１１５０に印加される電圧よりも高い。より内側のゲート電極１１６０に印加される電圧は、より外側のゲート電極１１６０に印加される電圧よりも高い。半導体基板１１００の内部の電位が半導体基板１１００の外周から中心に向かって高くなるように、電圧がアノード電極１１４０、カソード電極１１５０、および複数のゲート電極１１６０に印加される。
　電極が半導体基板１１００の面１１００ｂに配置されている。つまり、電極が第２の半導体層１１２０上に配置されている。アノード電極１１４０に印加される電圧よりも低い電圧がその電極に印加される。これにより、電圧が第２の半導体層１１２０に印加される。第２の半導体層１１２０は、カソード電極として機能する。半導体基板１１００の内部の電位が面１１００ｂから面１１００ａに向かって高くなるように、電圧が第２の半導体層１１２０に印加される。
　上記のような電圧が検出器１０１０に印加される。半導体基板１１００内の電位は、半導体基板１１００の外周から中心に向かって高くなり、かつ面１１００ｂから面１１００ａに向かって高くなる。つまり、電位勾配が半導体基板１１００に発生する。電子に作用するポテンシャルは、半導体基板１１００の外周から中心に向かって低くなり、かつ面１１００ｂから面１１００ａに向かって低くなる。つまり、ポテンシャル勾配が半導体基板１１００に発生する。Ｘ線が検出器１０１０に入射した場合、半導体基板１１００において電子が発生する。その電子は、ポテンシャル勾配に従ってアノード電極１１４０に集まる。その電子に基づく信号が検出器１０１０から出力される。
　検出器１０１０においてアノード電極１１４０は、Ｘ線が照射される照射領域の中心に配置されている。そのため、Ｘ線がアノード電極１１４０に直接照射される可能性がある。Ｘ線がアノード電極１１４０に直接照射されたとき、アノード電極１１４０に含まれる金属から電子が発生する。その電子は、アノード電極１１４０から検出される信号のノイズとなる。
　一般的に、増幅トランジスタをアノード電極の近傍に配置したいという要求がある。増幅トランジスタは、アノード電極から出力された信号を増幅する。アノード電極が照射領域の中心に配置され、かつ増幅トランジスタがアノード電極の近傍に配置された場合、Ｘ線が増幅トランジスタに直接照射される可能性、および発生した信号電子がアノードではなく、トランジスタに直接入り込む可能性がある。Ｘ線が増幅トランジスタに直接照射されたとき、増幅トランジスタから発生した電子が信号のノイズとなる。
　特許文献１に開示された検出器において、アノード電極は、Ｘ線が照射される照射領域外に配置されている。そのため、アノード電極へのＸ線の照射が抑制され、かつアノード電極の近傍に配置された増幅トランジスタへのＸ線の照射が抑制される。
国際公開第２０１６／０９１９９３号
　特許文献１に開示された検出器において、１つのアノード電極が、基板の外周に近い位置に配置されている。そのため、照射領域内の位置とアノード電極との距離は、その位置に応じて異なる。照射領域内で発生した電子は、照射領域内のポテンシャル勾配に従ってアノード電極までドリフトする。電子のドリフト距離は、電子が発生した位置に応じて異なる。これは発生した電子がドリフトを行いながら拡がるためである。電子がアノード電極から遠い領域で発生した場合、その電子がアノードに到達するためのドリフト距離は長い。電子を収集可能な照射領域とアノードとの距離が長いほど、電子が到達するまでの時間のばらつきは大きい。その場合、検出される信号の電圧特性にばらつきが発生する。この電圧特性のバラつきが、蛍光Ｘ線分析を行う際のエネルギー分解能の低下を招く。また、後段の信号処理回路における信号検出の待ち時間を長く設定する必要があるため、検出レートが低下しやすい。
　本発明は、電荷を集める電極へのＸ線の照射を抑制し、かつ電荷の移動距離を短くすることができるＸ線検出装置および蛍光Ｘ線分析装置を提供することを目的とする。
　本発明の第１の態様によれば、Ｘ線検出装置は、半導体基板、少なくとも２つの第１の電極、第２の電極、少なくとも２つの第３の電極、および第４の電極を有する。前記半導体基板は、互いに反対方向を向く第１の主面および第２の主面を有する。前記少なくとも２つの第１の電極は、前記第１の主面に配置され、前記半導体基板の第１の領域と重ならず、前記半導体基板において前記第１の領域の周辺に配置された第２の領域と重なる。Ｘ線が前記第１の領域に照射されたときに前記少なくとも２つの第１の電極は、前記第１の領域で発生する電荷を集める。前記第２の電極は、前記第１の主面に配置され、前記第１の領域と重なり、かつ前記少なくとも２つの第１の電極を互いに電気的に分離する。前記少なくとも２つの第３の電極の各々は、前記第１の主面において前記第１の電極および前記第２の電極の間に配置され、かつ前記第１の領域と重なる。前記第４の電極は、前記第２の主面に配置されている。
　本発明の第２の態様によれば、第１の態様において、前記少なくとも２つの第３の電極の各々は、前記第１の主面において前記第１の領域および前記第２の領域と重なり、かつ前記第１の電極を囲んでもよい。前記第２の電極は、前記第１の主面において前記第１の領域および前記第２の領域と重なり、かつ前記第１の電極および少なくとも１つの前記第３の電極を囲んでもよい。
　本発明の第３の態様によれば、第１の態様において、前記第３の電極は、前記第１の主面において前記第２の領域では仮想直線と重ならなくてもよい。前記仮想直線は、前記第１の主面における前記第１の領域の中心と、前記第１の主面の一部であり前記第１の電極と重なる領域とを通ってもよい。
　本発明の第４の態様によれば、第３の態様において、前記第２の電極は、前記第１の主面において前記第２の領域では前記仮想直線と重なってもよい。
　本発明の第５の態様によれば、第１から第４の態様のいずれか１つにおいて、前記Ｘ線検出装置は、前記第１の電極に集まった前記電荷に対応する信号を、前記第１の電極毎に与えられた係数に基づいて補正する補正装置をさらに有してもよい。
　本発明の第６の態様によれば、第５の態様において、前記Ｘ線検出装置は、各々が前記第１の電極と電気的に接続された少なくとも２つの増幅器をさらに有してもよい。
　本発明の第７の態様によれば、第１から第６の態様のいずれか１つにおいて、前記Ｘ線検出装置は、前記第２の主面側に配置され、前記第２の主面に垂直な方向に見たときに前記第１の領域と重ならず、前記第２の主面に垂直な方向に見たときに前記第２の領域と重なり、かつＸ線を遮蔽する遮蔽層をさらに有してもよい。
　本発明の第８の態様によれば、蛍光Ｘ線分析装置は、前記Ｘ線検出装置および信号処理装置を有する。前記信号処理装置は、前記第１の電極に集まった前記電荷に対応する信号を処理し、かつ蛍光Ｘ線の強度を分析する。
　上記の各態様によれば、Ｘ線検出装置および蛍光Ｘ線分析装置は、電荷を集める電極へのＸ線の照射を抑制し、かつ電荷の移動距離を短くすることができる。
本発明の第１の実施形態のＸ線検出装置の断面図である。 本発明の第１の実施形態のＸ線検出装置の平面図である。 本発明の第１の実施形態のＸ線検出装置の平面図である。 本発明の第２の実施形態のＸ線検出装置の断面図である。 本発明の第２の実施形態の変形例のＸ線検出装置の平面図である。 本発明の第３の実施形態のＸ線検出装置の平面図である。 本発明の第３の実施形態の変形例のＸ線検出装置の平面図である。 本発明の第４の実施形態のＸ線検出装置の構成を示すブロック図である。 従来技術の検出器の断面図である。 従来技術の検出器の平面図である。
　図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。
　（第１の実施形態）
　図１は、本発明の第１の実施形態のＸ線検出装置１０の構成を示す。図１において、Ｘ線検出装置１０の断面が示されている。Ｘ線検出装置１０は、放射線すなわち蛍光Ｘ線を検出するシリコンドリフト検出器（ＳＤＤ）として構成されている。
　Ｘ線検出装置１０を構成する部分の寸法は、図１に示される寸法に従うとは限らない。Ｘ線検出装置１０を構成する部分の寸法は任意であってよい。他の断面図における寸法についても同様である。
　Ｘ線検出装置１０の概略構成について説明する。Ｘ線検出装置１０は、半導体基板１００、アノード電極１１０（第１の電極）、第２のドライブ電極１３０（第２の電極）、補助電極１４０（第３の電極）、およびカソード電極１７０（第４の電極）を有する。半導体基板１００は、互いに反対方向を向く面１００ａ（第１の主面）および面１００ｂ（第２の主面）を有する。少なくとも２つのアノード電極１１０が、面１００ａに配置されている。アノード電極１１０は、半導体基板１００の照射領域Ｒ１００（第１の領域）と重ならない。アノード電極１１０は、半導体基板１００において照射領域Ｒ１００の周辺に配置された周辺領域Ｒ１１０（第２の領域）と重なる。アノード電極１１０は、Ｘ線が照射領域Ｒ１００に照射されたときに照射領域Ｒ１００で発生する電荷を集める。第２のドライブ電極１３０は、面１００ａに配置されている。第２のドライブ電極１３０は、照射領域Ｒ１００と重なる。第２のドライブ電極１３０は、少なくとも２つのアノード電極１１０を互いに電気的に分離する。少なくとも２つの補助電極１４０が面１００ａに配置されている。補助電極１４０は、面１００ａにおいて、アノード電極１１０および第２のドライブ電極１３０の間に配置されている。補助電極１４０は照射領域Ｒ１００と重なる。カソード電極１７０は、面１００ｂに配置されている。
　Ｘ線検出装置１０の詳細な構成について説明する。図１に示すＸ線検出装置１０は、半導体基板１００、アノード電極１１０、第１のドライブ電極１２０、第２のドライブ電極１３０、補助電極１４０、第１の周辺電極１５０、第１の絶縁層１６０、カソード電極１７０、第２の周辺電極１８０、第２の絶縁層１９０、樹脂層２００、および遮蔽層２１０を有する。半導体基板１００、第１の絶縁層１６０、第２の絶縁層１９０、樹脂層２００、および遮蔽層２１０は、半導体基板１００の面１００ａに垂直な方向Ｄｒ１に積層されている。
　半導体基板１００は、半導体材料で形成されている。例えば、半導体基板１００を構成する半導体材料は、シリコン（Ｓｉ）である。半導体基板１００は、Ｎ型半導体を含む。面１００ａおよび面１００ｂの各々は、半導体基板１００の主面を構成する。半導体基板１００の主面は、半導体基板１００の表面を構成する複数の面のうち相対的に広い面である。半導体基板１００は、薄板である。
　半導体基板１００は、照射領域Ｒ１００および周辺領域Ｒ１１０を含む。照射領域Ｒ１００および周辺領域Ｒ１１０の各々は、半導体基板１００内の領域である。照射領域Ｒ１００および周辺領域Ｒ１１０の各々は、面１００ａから面１００ｂまでの領域を含む。照射領域Ｒ１００は、半導体基板１００の中心Ｃ１００を含む。周辺領域Ｒ１１０は、照射領域Ｒ１００の周辺に配置されている。周辺領域Ｒ１１０は、半導体基板１００の外周を含む。周辺領域Ｒ１１０は、照射領域Ｒ１００を囲む。
　アノード電極１１０、第１のドライブ電極１２０、第２のドライブ電極１３０、補助電極１４０、および第１の周辺電極１５０の各々は、導電材料で構成されている。例えば、各電極を構成する導電材料は、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、または金（Ａｕ）などの金属である。各電極を構成する導電材料は、不純物濃度が高いポリシリコンなどの半導体を含んでもよい。
　アノード電極１１０は、周辺領域Ｒ１１０の面１００ａに配置されている。第１のドライブ電極１２０、第２のドライブ電極１３０、および補助電極１４０の各々は、照射領域Ｒ１００の面１００ａおよび周辺領域Ｒ１１０の面１００ａに配置されている。周辺領域Ｒ１１０の面１００ａに配置された第２のドライブ電極１３０は図１に示されていない。周辺領域Ｒ１１０の面１００ａに配置された補助電極１４０は図１に示されていない。第１の周辺電極１５０は、周辺領域Ｒ１１０の面１００ａに配置されている。アノード電極１１０、第１のドライブ電極１２０、第２のドライブ電極１３０、補助電極１４０、および第１の周辺電極１５０の各々は、面１００ａと接触している。アノード電極１１０、第１のドライブ電極１２０、第２のドライブ電極１３０、補助電極１４０、および第１の周辺電極１５０の各々は、半導体基板１００と電気的に接続されている。
　第１の絶縁層１６０は、絶縁材料で構成されている。例えば、第１の絶縁層１６０を構成する絶縁材料は、二酸化珪素（ＳｉＯ２）である。第１の絶縁層１６０は、半導体基板１００に積層されている。第１の絶縁層１６０は、面１００ａと接触している。第１の絶縁層１６０は、面１００ａの少なくとも一部を覆っている。アノード電極１１０、第１のドライブ電極１２０、第２のドライブ電極１３０、補助電極１４０、および第１の周辺電極１５０の各々は、第１の絶縁層１６０を貫通する。なお、第１の絶縁層１６０は複数の絶縁材料で構成されてもよい。例えば、第１の絶縁層１６０は二酸化珪素および窒化珪素で構成されてもよい。また、第１の絶縁層１６０として樹脂材料を用いることも可能であり、ポリミド樹脂等を用いることが可能である。
　カソード電極１７０および第２の周辺電極１８０の各々は、導電材料で構成されている。例えば、各電極を構成する導電材料は、アノード電極１１０等を構成する導電材料と同じである。
　カソード電極１７０および第２の周辺電極１８０の各々は、周辺領域Ｒ１１０の面１００ｂに配置されている。カソード電極１７０および第２の周辺電極１８０の各々は、面１００ｂと接触している。カソード電極１７０および第２の周辺電極１８０の各々は、半導体基板１００と電気的に接続されている。
　第２の絶縁層１９０は、絶縁材料で構成されている。例えば、第２の絶縁層１９０を構成する絶縁材料は、第１の絶縁層１６０を構成する絶縁材料と同じである。第２の絶縁層１９０は、半導体基板１００に積層されている。第２の絶縁層１９０は、面１００ｂと接触している。第２の絶縁層１９０は、面１００ｂの少なくとも一部を覆っている。カソード電極１７０および第２の周辺電極１８０の各々は、第２の絶縁層１９０を貫通する。
　樹脂層２００は、第２の絶縁層１９０に積層されている。樹脂層２００は、第２の絶縁層１９０と接触している。樹脂層２００は、第２の絶縁層１９０の少なくとも一部を覆っている。樹脂層２００は、樹脂材料で構成されている。樹脂層２００の樹脂材料は、無機材料の粒子を含んでもよい。例えば、樹脂層２００の樹脂材料に含まれる無機材料は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、または銀（Ａｇ）などである。樹脂層２００の大部分は、周辺領域Ｒ１１０上の第２の絶縁層１９０に配置されている。
　遮蔽層２１０は、樹脂層２００に積層されている。遮蔽層２１０は、樹脂層２００と接触している。遮蔽層２１０は、樹脂層２００の少なくとも一部を覆っている。遮蔽層２１０は、複数の金属材料が積層された構造を有する。遮蔽層２１０は、Ｘ線の透過率が小さい金属材料を含む。例えば、遮蔽層２１０は、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、アルミ（Ａｌ）、鉛（Ｐｂ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、またはタングステン（Ｗ）などの金属材料またはそれらを組み合わせた積層構造体である。遮蔽層２１０は、面１００ｂ側に配置されている。図１に示す例では、遮蔽層２１０は、面１００ｂにおいて周辺領域Ｒ１１０上の構造（樹脂層２００）上に配置されている。面１００ｂに垂直な方向Ｄｒ１に見たときに遮蔽層２１０は照射領域Ｒ１００と重ならない。面１００ｂに垂直な方向Ｄｒ１に見たときに遮蔽層２１０は照射領域Ｒ１００と重なる。Ｘ線は面１００ｂの外側からＸ線検出装置１０に照射される。Ｘ線の一部は遮蔽層２１０に照射される。遮蔽層２１０は、Ｘ線を遮蔽する。遮蔽層２１０は、蛍光Ｘ線を発生しにくい。遮蔽層２１０は、面１００ｂと接触してもよい。
　照射領域Ｒ１００上に開口部２１１が形成されている。遮蔽層２１０の側面の位置は、照射領域Ｒ１００と周辺領域Ｒ１１０との境界と一致する。開口部２１１は、Ｘ線を照射領域Ｒ１００に入射させる。
　図２は、Ｘ線検出装置１０の平面図である。図２において、半導体基板１００の面１００ａに垂直な方向にＸ線検出装置１０を見たときの各要素が示されている。図２において、第１の絶縁層１６０は省略されている。図２に示す線Ａ１－Ａ１を通る断面が図１に示されている。
　Ｘ線検出装置１０の外形は矩形である。図２に示す例では、Ｘ線検出装置１０の外形は正方形である。Ｘ線検出装置１０の外形は、矩形に限らない。例えば、Ｘ線検出装置１０の外形は円であってもよい。
　仮想円Ｌ１００は、図１に示す照射領域Ｒ１００と、図１に示す周辺領域Ｒ１１０との境界を示す。照射領域Ｒ１００は仮想円Ｌ１００の内側に配置され、かつ周辺領域Ｒ１１０は仮想円Ｌ１００の外側に配置されている。周辺領域Ｒ１１０は照射領域Ｒ１００を囲む。半導体基板１００の面１００ａの中心Ｃ１１０は、照射領域Ｒ１００の中心と同じである。
　半導体基板１００の面１００ａは、４つの領域に分割されている。仮想直線Ｌ１１０および仮想直線Ｌ１２０は、４つの領域の境界を示す。仮想直線Ｌ１１０および仮想直線Ｌ１２０の各々は直線であり、かつ半導体基板１００の面１００ａの中心Ｃ１１０を通る。
　少なくとも２つのアノード電極１１０が配置されている。図２に示す例では、４つのアノード電極１１０が配置されている。４つのアノード電極１１０は、半導体基板１００の面１００ａの中心Ｃ１１０の周辺において対称に配置されている。例えば、半導体基板１００の面１００ａの中心Ｃ１１０と各アノード電極１１０との距離は、互いに等しい。半導体基板１００の面１００ａの４つの領域の各々に１つのアノード電極１１０が配置されている。アノード電極１１０は、周辺領域Ｒ１１０に配置されている。アノード電極１１０は、照射領域Ｒ１００と重ならず、かつ周辺領域Ｒ１１０と重なる。アノード電極１１０は、照射領域Ｒ１００の外周（仮想円Ｌ１００）の近傍に配置されている。アノード電極１１０を照射領域Ｒ１００の外周（仮想円Ｌ１００）の近傍に配置することで、照射領域Ｒ１００およびアノード電極１１０が配置された半導体基板１００の面積をコンパクトにできる。Ｘ線は、アノード電極１１０に入射しにくい。
　少なくとも２つの第１のドライブ電極１２０が配置されている。図２に示す例では、４つの第１のドライブ電極１２０が配置されている。４つの第１のドライブ電極１２０は、半導体基板１００の面１００ａの中心Ｃ１１０の周辺において対称に配置されている。半導体基板１００の面１００ａの４つの領域の各々に１つの第１のドライブ電極１２０が配置されている。第１のドライブ電極１２０は、アノード電極１１０を囲む。第１のドライブ電極１２０は、アノード電極１１０と対向する。第１のドライブ電極１２０は、照射領域Ｒ１００および周辺領域Ｒ１１０に配置されている。第１のドライブ電極１２０は、照射領域Ｒ１００および周辺領域Ｒ１１０と重なる。
　少なくとも２つの第２のドライブ電極１３０が配置されている。図２に示す例では、４つの第２のドライブ電極１３０が配置されている。４つの第２のドライブ電極１３０は、半導体基板１００の面１００ａの中心Ｃ１１０の周辺において対称に配置されている。半導体基板１００の面１００ａの４つの領域の各々に１つの第２のドライブ電極１３０が配置されている。第２のドライブ電極１３０は、アノード電極１１０の周辺の領域の少なくとも一部に配置されている。図２に示す例では、第２のドライブ電極１３０は、アノード電極１１０、第１のドライブ電極１２０、および補助電極１４０を囲む。第２のドライブ電極１３０は、補助電極１４０と対向する。第２のドライブ電極１３０は、照射領域Ｒ１００および周辺領域Ｒ１１０に配置されている。第２のドライブ電極１３０は、照射領域Ｒ１００および周辺領域Ｒ１１０と重なる。
　第２のドライブ電極１３０は、半導体基板１００の面１００ａの中心Ｃ１１０から半導体基板１００の外周へ向かって延伸している第１の部分と、半導体基板１００の外周に近い第２の部分とを有する。４つの第２のドライブ電極１３０は、互いに接続されている。
　第２のドライブ電極１３０は、任意の２つのアノード電極１１０の間に配置されている。半導体基板１００の面１００ａは、４つの第２のドライブ電極１３０によって４つの領域に分割されている。第２のドライブ電極１３０の第１の部分は、半導体基板１００の面１００ａの４つの領域の境界に配置されている。第２のドライブ電極１３０の第１の部分は、仮想直線Ｌ１１０または仮想直線Ｌ１２０と重なる。４つのアノード電極１１０は、４つの第２のドライブ電極１３０によって互いに電気的に分離されている。４つの第１のドライブ電極１２０は、４つの第２のドライブ電極１３０によって互いに電気的に分離されている。
　少なくとも２つの補助電極１４０が配置されている。図２に示す例では、１６個の補助電極１４０が配置されている。１６個の補助電極１４０のうち代表として４つの補助電極１４０の符号が示されている。１６個の補助電極１４０は、半導体基板１００の面１００ａの中心Ｃ１１０の周辺において対称に配置されている。半導体基板１００の面１００ａの４つの領域の各々に少なくとも１つの補助電極１４０が配置されている。図２に示す例では、半導体基板１００の面１００ａの４つの領域の各々に４つの補助電極１４０が配置されている。補助電極１４０は、第１のドライブ電極１２０と第２のドライブ電極１３０との間に配置されている。１６個の補助電極１４０は、４つの第２のドライブ電極１３０によって領域毎に電気的に分離されている。
　補助電極１４０は、アノード電極１１０の周辺の領域の少なくとも一部に配置されている。図２に示す例では、補助電極１４０は、アノード電極１１０および第１のドライブ電極１２０を囲む。半導体基板１００の面１００ａの４つの領域の各々において、最も内側の補助電極１４０は、第１のドライブ電極１２０と対向する。半導体基板１００の面１００ａの４つの領域の各々において、最も外側の補助電極１４０は、第２のドライブ電極１３０と対向する。補助電極１４０は、照射領域Ｒ１００および周辺領域Ｒ１１０に配置されている。補助電極１４０は、照射領域Ｒ１００および周辺領域Ｒ１１０と重なる。
　第１の周辺電極１５０は、第２のドライブ電極１３０の外側に配置されている。第１の周辺電極１５０は、アノード電極１１０、第１のドライブ電極１２０、第２のドライブ電極１３０、および補助電極１４０を囲む。第１の周辺電極１５０は、周辺領域Ｒ１１０に配置されている。第１の周辺電極１５０は、周辺領域Ｒ１１０と重なる。
　図３は、Ｘ線検出装置１０の平面図である。図３において、半導体基板１００の面１００ｂに垂直な方向にＸ線検出装置１０を見たときの各要素が示されている。図３において、第２の絶縁層１９０、樹脂層２００、および遮蔽層２１０は省略されている。図３に示す線Ａ２－Ａ２を通る断面が図１に示されている。
　仮想円Ｌ１３０は、図１に示す照射領域Ｒ１００と、図１に示す周辺領域Ｒ１１０との境界を示す。照射領域Ｒ１００は仮想円Ｌ１３０の内側に配置され、かつ周辺領域Ｒ１１０は仮想円Ｌ１３０の外側に配置されている。
　１つのカソード電極１７０が配置されている。半導体基板１００の面１００ｂにおいて、カソード電極１７０は環状に配置されている。図３に示す例では、カソード電極１７０の外形は円である。カソード電極１７０の外形は、円に限らない。例えば、カソード電極１７０の外形は矩形であってもよい。少なくとも２つのカソード電極１７０が配置されてもよい。
　カソード電極１７０は、周辺領域Ｒ１１０に配置されている。カソード電極１７０は、周辺領域Ｒ１１０と重なる。カソード電極１７０は、照射領域Ｒ１００の外周（仮想円Ｌ１３０）の近傍に配置されている。Ｘ線は、カソード電極１７０に入射しにくい。第２の絶縁層１９０上のカソード電極１７０は、図３に示されていない樹脂層２００および遮蔽層２１０によって覆われている。
　第２の周辺電極１８０は、カソード電極１７０の外側に配置されている。第２の周辺電極１８０は、カソード電極１７０を囲む。第２の周辺電極１８０は、周辺領域Ｒ１１０に配置されている。第２の周辺電極１８０は、周辺領域Ｒ１１０と重なる。
　カソード電極１７０と第２の周辺電極１８０との間に少なくとも１つの補助電極が配置されてもよい。
　アノード電極１１０、第１のドライブ電極１２０、第２のドライブ電極１３０、および第１の周辺電極１５０の各々は、外部電源に接続される。外部電源から出力された電圧がアノード電極１１０、第１のドライブ電極１２０、第２のドライブ電極１３０、および第１の周辺電極１５０の各々に印加される。第２のドライブ電極１３０の第２の部分は半導体基板１００の外周に近い。第２のドライブ電極１３０の第２の部分は、外部電源に接続されたパッドに接続される。図２において、パッドは省略されている。
　アノード電極１１０に印加される電圧は、第２のドライブ電極１３０に印加される電圧よりも高い。例えば、約０Ｖの電圧（グランド電圧）がアノード電極１１０に印加される。例えば、－１００Ｖ以下の電圧が第２のドライブ電極１３０に印加される。例えば、－数Ｖから－２０Ｖの電圧が第１のドライブ電極１２０に印加される。例えば、約０Ｖの電圧（グランド電圧）が第１の周辺電極１５０に印加される。半導体基板１００の内部の電位は、第２のドライブ電極１３０から第１のドライブ電極１２０に向かって高くなる。
　補助電極１４０は、外部電源に接続されていない。第１のドライブ電極１２０および第２のドライブ電極１３０の各々に印加された電圧が半導体基板１００の内部に電位勾配を形成する。電圧がその電位勾配に従って発生し、かつ補助電極１４０に印加される。所望の電位勾配を形成するために複数の補助電極１４０が配置されている。電位勾配のパターンは、補助電極１４０の数および補助電極１４０のピッチに依存する。
　カソード電極１７０および第２の周辺電極１８０の各々は、外部電源に接続される。外部電源から出力された電圧がカソード電極１７０および第２の周辺電極１８０の各々に印加される。カソード電極１７０に印加される電圧は、アノード電極１１０に印加される電圧よりも低い。カソード電極１７０に印加される電圧は、第２のドライブ電極１３０に印加される電圧よりも高く、かつ第１のドライブ電極１２０に印加される電圧よりも低い。例えば、－６０Ｖから－７０Ｖの電圧がカソード電極１７０に印加される。例えば、約０Ｖの電圧（グランド電圧）が第２の周辺電極１８０に印加される。半導体基板１００の内部の電位は、半導体基板１００の面１００ｂから半導体基板１００の面１００ａに向かって高くなる。
　上記のような電圧がＸ線検出装置１０に印加される。電子に作用するポテンシャルは、第２のドライブ電極１３０から第１のドライブ電極１２０に向かって低くなり、かつ半導体基板１００の面１００ｂから半導体基板１００の面１００ａに向かって低くなる。つまり、ポテンシャル勾配が半導体基板１００に発生する。Ｘ線がＸ線検出装置１０に入射した場合、半導体基板１００の照射領域Ｒ１００において電子が発生する。その電子は、ポテンシャル勾配に従ってアノード電極１１０に集まる。アノード電極１１０は、照射領域Ｒ１００で発生した電子を集める。アノード電極１１０は、アノード電極１１０に集まった電子に基づく信号を出力する。
　第１の周辺電極１５０および第２の周辺電極１８０の各々に印加された電圧は、周辺領域Ｒ１１０で発生した不要な電子をアノード電極１１０に集まらせないための電位勾配を形成する。第１の周辺電極１５０に印加される電圧は、第２のドライブ電極１３０に印加される電圧よりも高い。第２の周辺電極１８０に印加される電圧は、カソード電極１７０に印加される電圧よりも高い。不要な電子は、第１の周辺電極１５０および第２の周辺電極１８０に集まる。
　半導体基板１００がＰ型半導体で構成されてもよい。その場合に各電極に印加される電圧について説明する。アノード電極１１０はカソード電極になり、かつカソード電極１７０はアノード電極になるが、以下の説明では各電極の名称を変更しない。
　アノード電極１１０に印加される電圧は、第２のドライブ電極１３０に印加される電圧よりも低い。半導体基板１００の内部の電位は、第２のドライブ電極１３０から第１のドライブ電極１２０に向かって低くなる。
　カソード電極１７０に印加される電圧は、アノード電極１１０に印加される電圧よりも高い。カソード電極１７０に印加される電圧は、第２のドライブ電極１３０に印加される電圧よりも低く、かつ第１のドライブ電極１２０に印加される電圧よりも高い。半導体基板１００の内部の電位は、半導体基板１００の面１００ｂから半導体基板１００の面１００ａに向かって低くなる。アノード電極１１０は、照射領域Ｒ１００で発生した正孔を集める。
　第１のドライブ電極１２０、第１の周辺電極１５０、第１の絶縁層１６０、第２の周辺電極１８０、第２の絶縁層１９０、樹脂層２００、および遮蔽層２１０は、本発明の各態様のＸ線検出装置において必須ではない。
　第１の実施形態において、４つのアノード電極１１０は照射領域Ｒ１００外の周辺領域Ｒ１１０に配置されている。そのため、４つのアノード電極１１０へのＸ線の照射が抑制される。Ｘ線が照射領域Ｒ１００に照射されたとき、電荷が照射領域Ｒ１００で発生する。その電荷は、最も近いアノード電極１１０に移動する。４つのアノード電極１１０が配置されているため、電荷の移動距離は短い。
　（第２の実施形態）
　図４は、本発明の第２の実施形態のＸ線検出装置１１の構成を示す。図４において、Ｘ線検出装置１１の断面が示されている。図１に示すＸ線検出装置１０と同じ部分の説明を省略する。
　Ｘ線検出装置１１は、図１に示す構成に加えて、樹脂層２２０および増幅器２３０を有する。樹脂層２２０は、第１の絶縁層１６０に積層されている。樹脂層２２０は、第１の絶縁層１６０と接触している。樹脂層２２０は、第１の絶縁層１６０の少なくとも一部を覆っている。樹脂層２２０は、樹脂材料で構成されている。樹脂層２２０は、樹脂層２００を構成する樹脂材料と同じ材料で構成されてもよい。樹脂層２２０は、周辺領域Ｒ１１０に配置されている。
　増幅器２３０は、増幅トランジスタを含むチップである。少なくとも２つの増幅器２３０が配置されている。２つの増幅器２３０が図４に示されている。増幅器２３０は、面１００ａにおいて周辺領域Ｒ１１０に配置されている。図４に示す例では、増幅器２３０は、周辺領域Ｒ１１０上の構造（樹脂層２２０）上に配置されている。増幅器２３０は、アノード電極１１０の近傍に配置されている。増幅器２３０は、ワイヤー２４０によってアノード電極１１０と電気的に接続されている。例えば、増幅器２３０は、ソースフォロア型のトランジスタを有する。増幅器２３０は、Ｊｕｎｃｔｉｏｎ　ＦＥＴ等で構成されてもよい。アノード電極１１０に集まった電子に基づく信号がアノード電極１１０から出力される。増幅器２３０は、アノード電極１１０から出力された信号を増幅する。
　第２の実施形態において、少なくとも２つの増幅器２３０が周辺領域Ｒ１１０に配置され、各増幅器２３０はアノード電極１１０の近傍に配置されている。そのため、増幅器２３０へのＸ線の照射が抑制される。
　（第２の実施形態の変形例）
　図５は、本発明の第２の実施形態の変形例のＸ線検出装置１２の平面図である。図２に示すＸ線検出装置１０と同じ部分の説明を省略する。
　少なくとも２つの増幅器２３１が配置されている。図５に示す例では、４つの増幅器２３１が配置されている。半導体基板１００の面１００ａの４つの領域の各々に１つの増幅器２３１が配置されている。４つの増幅器２３１の各々は、アノード電極１１０と電気的に接続されている。
　図４に示す増幅器２３０は、半導体基板１００とは異なる基板上に配置されている。図５に示す増幅器２３１は、半導体基板１００内あるいは半導体基板１００上に配置されている。例えば、増幅器２３１のトランジスタのソースおよびドレインの各々は、半導体基板１００内の拡散領域であってもよい。
　（第３の実施形態）
　図６は、本発明の第３の実施形態のＸ線検出装置１３の平面図である。図２に示すＸ線検出装置１０と同じ部分の説明を省略する。
　図２に示す第２のドライブ電極１３０は、第２のドライブ電極１３１に変更される。図２に示す補助電極１４０は、補助電極１４１に変更される。
　第２のドライブ電極１３１および補助電極１４１は、アノード電極１１０および第１のドライブ電極１２０を囲まない。第２のドライブ電極１３１および補助電極１４１は、半導体基板１００の外周部に近い領域に配置されていない。
　仮想円Ｌ１００は、図１に示す照射領域Ｒ１００と、図１に示す周辺領域Ｒ１１０との境界を示す。照射領域Ｒ１００は仮想円Ｌ１００の内側にあり、かつ周辺領域Ｒ１１０は仮想円Ｌ１００の外側にある。第２のドライブ電極１３１および補助電極１４１は、半導体基板１００の面１００ａにおいて照射領域Ｒ１００外の周辺領域Ｒ１１０では仮想直線Ｌ１４０と重ならない。仮想直線Ｌ１４０は、半導体基板１００の面１００ａにおける照射領域Ｒ１００の中心Ｃ１１０と、半導体基板１００の面１００ａの一部でありアノード電極１１０と重なる領域とを通る。
　図２に示す例では、仮想直線Ｌ１４０は、アノード電極１１０と重なる面１００ａの領域の中心Ｃ１２０を通る。中心Ｃ１２０は、半導体基板１００の面１００ａにおいてアノード電極１１０と接触する領域の中心である。仮想直線Ｌ１４０は、アノード電極１１０と重なる面１００ａの領域において中心Ｃ１２０と異なる点を通ってもよい。
　第１のドライブ電極１２０は、アノード電極１１０を囲む。第１のドライブ電極１２０は、照射領域Ｒ１００および周辺領域Ｒ１１０において仮想直線Ｌ１４０と重なる。第２のドライブ電極１３１および補助電極１４１は、主にアノード電極１１０よりも半導体基板１００の面１００ａの中心側に配置されている。第２のドライブ電極１３１および補助電極１４１は、照射領域Ｒ１００のみにおいて仮想直線Ｌ１４０と重なる。
　第２のドライブ電極１３１および補助電極１４１は、照射領域Ｒ１００のみに配置されてもよい。第２のドライブ電極１３１および補助電極１４１は、照射領域Ｒ１００のみと重なってもよい。
　Ｘ線は周辺領域Ｒ１１０に照射されない。照射領域Ｒ１００に照射されたＸ線が周辺領域Ｒ１１０において電子を発生させる可能性は低い。ポテンシャル勾配が周辺領域Ｒ１１０に形成される必要はない。そのため、第２のドライブ電極１３１および補助電極１４１を配置するための周辺領域Ｒ１１０が削減される。アノード電極１１０と半導体基板１００の外周との距離は、図２に示すその距離よりも短い。
　第３の実施形態において、Ｘ線検出装置１０の照射領域Ｒ１００の面積とＸ線検出装置１３の照射領域Ｒ１００の面積とが同じである場合、Ｘ線検出装置１３のチップ面積をＸ線検出装置１０のチップ面積よりも小さくすることができる。Ｘ線検出装置１０のチップ面積とＸ線検出装置１３のチップ面積とが同じである場合、Ｘ線検出装置１３の照射領域Ｒ１００の面積をＸ線検出装置１０の照射領域Ｒ１００の面積よりも大きくすることができる。
　（第３の実施形態の変形例）
　図７は、本発明の第３の実施形態の変形例のＸ線検出装置１４の平面図である。図６に示すＸ線検出装置１３と同じ部分の説明を省略する。
　図６に示す第２のドライブ電極１３１は、第２のドライブ電極１３０に変更される。図７に示す第２のドライブ電極１３０は、図２に示す第２のドライブ電極１３０と同じである。
　第２のドライブ電極１３０は、アノード電極１１０、第１のドライブ電極１２０、および補助電極１４１を囲む。第２のドライブ電極１３０は、照射領域Ｒ１００において補助電極１４０と対向する。第２のドライブ電極１３０の一部は、周辺領域Ｒ１１０において第１のドライブ電極１２０と対向する。第２のドライブ電極１３０は、照射領域Ｒ１００および周辺領域Ｒ１１０に配置されている。第２のドライブ電極１３０は、照射領域Ｒ１００および周辺領域Ｒ１１０と重なる。第２のドライブ電極１３０は、半導体基板１００の面１００ａにおいて周辺領域Ｒ１１０では仮想直線Ｌ１４０と重なる。
　第３の実施形態の変形例において、補助電極１４１を配置するための周辺領域Ｒ１１０が削減される。そのため、Ｘ線検出装置１４のチップ面積をＸ線検出装置１０のチップ面積よりも小さくすることができる。あるいは、Ｘ線検出装置１４の照射領域Ｒ１００の面積をＸ線検出装置１０の照射領域Ｒ１００の面積よりも大きくすることができる。
　第２のドライブ電極１３０の一部は、半導体基板１００の外周部の近傍に配置されている。周辺領域Ｒ１１０で発生した不要な電子は第２のドライブ電極１３０に集まるため、その電子はアノード電極１１０に集まりにくい。
　（第４の実施形態）
　図８は、本発明の第４の実施形態の蛍光Ｘ線分析装置３０の構成を示す。図８に示す蛍光Ｘ線分析装置３０は、Ｘ線照射源３００、Ｘ線検出装置３１０、信号処理装置３２０、記録装置３３０、制御回路３４０、および電源回路３５０を有する。
　Ｘ線照射源３００は、Ｘ線を発生し、かつＸ線を対象物に照射する。対象物から発せられた蛍光Ｘ線は、Ｘ線検出装置３１０に照射される。Ｘ線検出装置３１０は、図１に示すＸ線検出装置１０、図４に示すＸ線検出装置１１、図５に示すＸ線検出装置１２、図６に示すＸ線検出装置１３、および図７に示すＸ線検出装置１４のいずれか１つを含む検出装置である。Ｘ線検出装置３１０は、Ｘ線検出装置から出力された電荷信号を電圧に変換する複数の増幅装置、およびアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器などを適宜含む。
　信号処理装置３２０は、アノード電極１１０に集まった電荷に対応する信号を処理し、かつ蛍光Ｘ線の強度を分析する。信号処理装置３２０は、補正装置の機能を有する。補正装置は、事前に設定された設定値、または校正作業によって書き込まれた設定値に従い、Ｘ線検出装置３１０から入力された信号値を補正する。記録装置３３０は、信号処理装置３２０によって処理された信号を記録媒体に記録する。制御回路３４０は、Ｘ線照射源３００、Ｘ線検出装置３１０、信号処理装置３２０、および記録装置３３０を制御する。電源回路３５０は、Ｘ線照射源３００、Ｘ線検出装置３１０、信号処理装置３２０、記録装置３３０、および制御回路３４０に電力を供給する。
　信号処理装置３２０は、プロセッサおよび論理回路の少なくとも１つを含んでもよい。例えば、プロセッサは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、およびＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）の少なくとも１つである。例えば、論理回路は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）およびＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）の少なくとも１つである。信号処理装置３２０は、１つまたは複数のプロセッサを含むことができる。信号処理装置３２０は、１つまたは複数の論理回路を含むことができる。
　蛍光Ｘ線分析装置３０が、プログラムを読み込み、かつ読み込まれたプログラムを実行してもよい。プログラムは、信号処理装置３２０の動作を規定する命令を含む。つまり、信号処理装置３２０の機能はソフトウェアにより実現されてもよい。そのプログラムは、例えばフラッシュメモリのような「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」により提供されてもよい。そのプログラムは、そのプログラムを保持するコンピュータから、伝送媒体を経由して、あるいは伝送媒体中の伝送波により蛍光Ｘ線分析装置３０に伝送されてもよい。プログラムを伝送する「伝送媒体」は、情報を伝送する機能を有する媒体である。情報を伝送する機能を有する媒体は、インターネット等のネットワーク（通信網）および電話回線等の通信回線（通信線）を含む。上述したプログラムは、前述した機能の一部を実現してもよい。さらに、上述したプログラムは、差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。コンピュータに既に記録されているプログラムと差分プログラムとの組合せが、前述した機能を実現してもよい。
　信号処理装置３２０が実行する処理の詳細を説明する。微弱な蛍光Ｘ線が対象物から発せられる。Ｘ線検出装置３１０から出力された信号の検出ピークのタイミングは、ランダムである。１つの検出ピークは、蛍光Ｘ線の１つの光子に対応する。信号処理装置３２０は、所定の検出期間において、各検出ピークの強度を測定する。検出ピークの強度は光子のエネルギーに対応することが知られている。
　信号処理装置３２０は、エネルギーのヒストグラムを生成する。ヒストグラムの横軸は、検出ピークの強度に対応するエネルギーである。ヒストグラムの縦軸は、検出ピークの観測数である。検出ピークの観測数は、統計的には蛍光Ｘ線の強度とみなすことができる。したがって、ヒストグラムは、蛍光Ｘ線のスペクトルに対応する。
　アノード電極１１０を形成するための製造プロセスの条件のばらつき等に起因して、アノード電極１１０の電気的な特性にばらつきが発生する可能性がある。信号処理装置３２０は、そのばらつきを抑えるための信号処理を実行する。具体的には、信号処理装置３２０は、アノード電極１１０に集まった電荷に対応する信号を、アノード電極１１０毎に与えられた係数に基づいて補正する。
　例えば、既知のエネルギーＥ０を持つＸ線がＸ線検出装置３１０に照射されたとき、信号処理装置３２０は、各アノード電極１１０から出力された信号の電圧Ｖ０を計測する。電圧Ｖ０は、１個の電子に対応する１つの検出ピークの電圧である。未知のエネルギーＥ１を持つＸ線がＸ線検出装置３１０に照射されたとき、信号処理装置３２０は、各アノード電極１１０から出力された信号の電圧Ｖ１を計測する。信号処理装置３２０は、以下の式（１）を使用することにより、エネルギーＥ１をアノード電極１１０毎に算出する。
　　Ｅ１＝Ｅ０×（Ｖ１／Ｖ０）＝Ｖ１×（Ｅ０／Ｖ０）　　（１）
　式（１）における項（Ｅ０／Ｖ０）は、補正係数である。信号処理装置３２０は、各アノード電極１１０から出力された信号の電圧Ｖ１に、各アノード電極１１０に対して算出された補正係数を乗算する。これにより、信号処理装置３２０は、各アノード電極１１０に対するエネルギーＥ１を算出する。
　複数のアノード電極１１０の特性が互いに異なる場合、電圧Ｖ０はアノード電極１１０毎に異なり、かつ補正係数はアノード電極１１０毎に異なる。信号処理装置３２０は、上記の信号処理を実行することにより、アノード電極１１０の特性ばらつきの影響を抑えることができる。
　Ｘ線検出装置３１０が図４に示す増幅器２３０または図５に示す増幅器２３１を有する場合、増幅器２３０または増幅器２３１の電気的な特性にばらつきが発生する可能性がある。信号処理装置３２０は、上記の信号処理を実行することにより、増幅器２３０または増幅器２３１の特性ばらつきの影響を抑えることができる。
　以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態およびその変形例に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付のクレームの範囲によってのみ限定される。
　本発明の各実施形態によれば、Ｘ線検出装置および蛍光Ｘ線分析装置は、電荷を集める電極へのＸ線の照射を抑制し、かつ電荷の移動距離を短くすることができる。
　１０，１１，１２，１３，１４，３１０　Ｘ線検出装置
　３０　蛍光Ｘ線分析装置
　１００，１１００　半導体基板
　１１０，１１４０　アノード電極
　１２０　第１のドライブ電極
　１３０，１３１　第２のドライブ電極
　１４０，１４１　補助電極
　１５０　第１の周辺電極
　１６０　第１の絶縁層
　１７０，１１５０　カソード電極
　１８０　第２の周辺電極
　１９０　第２の絶縁層
　２００，２２０　樹脂層
　２１０　遮蔽層
　２１１　開口部
　２３０，２３１　増幅器
　２４０　ワイヤー
　３００　Ｘ線照射源
　３２０　信号処理装置
　３３０　記録装置
　３４０　制御回路
　３５０　電源回路
　１０１０　検出器
　１１１０　第１の半導体層
　１１１１　第１の不純物層
　１１１２　第２の不純物層
　１１２０　第２の半導体層
　１１３０　絶縁層
　１１４０　アノード電極
　１１５０　カソード電極
　１１６０　ゲート電極

Claims (8)

  1. 　互いに反対方向を向く第１の主面および第２の主面を有する半導体基板と、
    　前記第１の主面に配置され、前記半導体基板の第１の領域と重ならず、前記半導体基板において前記第１の領域の周辺に配置された第２の領域と重なり、Ｘ線が前記第１の領域に照射されたときに前記第１の領域で発生する電荷を集める少なくとも２つの第１の電極と、
    　前記第１の主面に配置され、前記第１の領域と重なり、かつ前記少なくとも２つの第１の電極を互いに電気的に分離する第２の電極と、
    　前記第１の主面において各々が、前記第１の電極および前記第２の電極の間に配置され、かつ前記第１の領域と重なる少なくとも２つの第３の電極と、
    　前記第２の主面に配置された第４の電極と、
    　を有するＸ線検出装置。
  2. 　前記少なくとも２つの第３の電極の各々は、前記第１の主面において前記第１の領域および前記第２の領域と重なり、かつ前記第１の電極を囲み、
    　前記第２の電極は、前記第１の主面において前記第１の領域および前記第２の領域と重なり、かつ前記第１の電極および少なくとも１つの前記第３の電極を囲む
    　請求項１に記載のＸ線検出装置。
  3. 　前記第３の電極は、前記第１の主面において前記第２の領域では仮想直線と重ならず、
    　前記仮想直線は、前記第１の主面における前記第１の領域の中心と、前記第１の主面の一部であり前記第１の電極と重なる領域とを通る
    　請求項１に記載のＸ線検出装置。
  4. 　前記第２の電極は、前記第１の主面において前記第２の領域では前記仮想直線と重なる
    　請求項３に記載のＸ線検出装置。
  5. 　前記第１の電極に集まった前記電荷に対応する信号を、前記第１の電極毎に与えられた係数に基づいて補正する補正装置
    　をさらに有する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のＸ線検出装置。
  6. 　各々が前記第１の電極と電気的に接続された少なくとも２つの増幅器
    　をさらに有する請求項５に記載のＸ線検出装置。
  7. 　前記第２の主面側に配置され、前記第２の主面に垂直な方向に見たときに前記第１の領域と重ならず、前記第２の主面に垂直な方向に見たときに前記第２の領域と重なり、かつＸ線を遮蔽する遮蔽層
    　をさらに有する請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のＸ線検出装置。
  8. 　請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のＸ線検出装置と、
    　前記第１の電極に集まった前記電荷に対応する信号を処理し、かつ蛍光Ｘ線の強度を分析する信号処理装置と、
    　を有する蛍光Ｘ線分析装置。
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