(57)【要約】【課題】  ＳＤＤにおいて有効に暗電流を捕獲しつつ、シグナル電流の減少を防止する。【解決手段】  本願発明の好ましい一側面は、半導体基板と、半導体基板の第１の面に形成された、検出電極と、半導体基板の第１の面に検出電極を囲むように形成され、キャリアを検出電極の方向に移動させるための、複数のドリフト電極と、半導体基板の第１の面に形成され、ドリフト電極の少なくとも一部に挟まれた位置に配置された、暗電流制御電極と、を備え、ドリフト電極と暗電流制御電極は電気的に独立しており、ドリフト電極と暗電流制御電極の電圧を独立に制御できることを特徴とする、放射線検出器である。【選択図】  図７
2020148608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、
前記半導体基板の第１の面に形成された、検出電極と、
前記半導体基板の第１の面に前記検出電極を囲むように形成され、キャリアを前記検出電極の方向に移動させるための、複数のドリフト電極と、
前記半導体基板の第１の面に形成され、前記ドリフト電極の少なくとも一部に挟まれた位置に配置された、暗電流制御電極と、
を備え、
前記ドリフト電極と前記暗電流制御電極は電気的に独立しており、ドリフト電極と暗電流制御電極の電圧を独立に制御できることを特徴とする、
放射線検出器。
【請求項２】
前記暗電流制御電極に印加される電圧は、隣接するドリフト電極に印加される電圧に比べて、プラス側の電圧である、
請求項１記載の放射線検出器。
【請求項３】
前記暗電流制御電極に接触する前記半導体基板の少なくとも一部に、不純物をドーピングした暗電流制御不純物層が形成されている、
請求項１記載の放射線検出器。
【請求項４】
前記暗電流制御電極は複数あり、
複数の前記ドリフト電極は、円対称の形状であり、
複数の前記暗電流制御電極は、円対称の形状であり、
前記暗電流制御不純物層は、前記暗電流制御電極に沿って円対称に形成されている、
請求項３記載の放射線検出器。
【請求項５】
複数の前記暗電流制御電極は、暗電流制御電極接続用電極で電気的に接続されて同電位となる、
請求項４記載の放射線検出器。
【請求項６】
前記暗電流制御電極は複数あり、
複数の前記ドリフト電極は、円対称の形状であり、
複数の前記暗電流制御電極は、切片形状であり、
前記暗電流制御不純物層は、一部のみが前記暗電流制御電極に電気的に接触して円対称に形成されている、
請求項３記載の放射線検出器。
【請求項７】
複数の前記暗電流制御電極は、暗電流制御電極接続用電極で電気的に接続されて同電位となる、
請求項６記載の放射線検出器。
【請求項８】
前記半導体基板と前記暗電流制御不純物層が同じ導電型である、
請求項３記載の放射線検出器。
【請求項９】
前記半導体基板と前記暗電流制御不純物層が異なる導電型である、
請求項３記載の放射線検出器。
【請求項１０】
前記半導体基板と前記暗電流制御不純物層の間にｐｎ接合が形成されている、
請求項９記載の放射線検出器。
【請求項１１】
前記ドリフト電極に印加される電圧は負電圧、
前記暗電流制御電極に印加される電圧は０Ｖ以上の電圧である、
請求項２記載の放射線検出器。
【請求項１２】
前記ドリフト電極に印加される電圧は０Ｖ〜−２００Ｖの範囲内である、
請求項１１記載の放射線検出器。
【請求項１３】
前記暗電流制御電極に印加される電圧は共通の接地電位である、
請求項１１記載の放射線検出器。
【請求項１４】
前記半導体基板の第２の面に形成された、バックコンタクト電極を備え、前記バックコンタクト電極には前記ドリフト電極の０．９〜１０倍の電圧が印加される、請求項１記載の放射線検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線検出器であるＳＤＤ（Silicon Drift Detector）に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、ＳＤＤは、ハンドヘルド型蛍光ｘ線分析装置、卓上型蛍光ｘ線分析装置の元素分析装置として実用化されている。ＳＤＤは、液体窒素での冷却は必要なく、ペルチェ素子での冷却で使用できるため、コンパクトで可搬できる特徴を持つ。
【０００３】
ＳＤＤは、放射線を吸収してシグナル電流を発生させるＳｉ基板と、そのシグナル電流を電界ドリフトさせるための複数のドリフト電極と、それらドリフト電極によってドリフトされたシグナル電流を検出する検出電極を備えたものである。
【０００４】
このような放射線検出器に係る技術については、例えば特許文献１（特開２０１４−２１５５号公報）に記載があり、ドリフト電極間に挟まれた位置のＳｉＯ２絶縁層上のフィールドプレートと、ドリフト電極からフィールドプレートに電位を伝えるホップオーバー電極構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−２１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＳＤＤの性能を向上させるためには、検出電極に流れる電流のうち、放射線照射が無い場合に流れる暗電流の割合を下げ、放射線照射で発生したシグナル電流の割合を上昇させることが有効である。特許文献１には、暗電流を下げるための技術が開示されている。
【０００７】
図１Ａ，図１Ｂ，図１Ｃは、説明のため特許文献１の図を転載したものであり、ＳＤＤの構造が示されている。ＳＤＤは図１Ｂの上面図に示すように、例えば円盤状をしている。図１ＡはＳＤＤの部分断面図であり、左端が円盤の中心に、右端が円盤の端部に相当する。半導体部材の表面上に、多数の連続した電極ストリップ（ドリフト電極）３０３、３０４、３０５、３０６および３０７が存在する。また、中心にはアノード（検出電極）３０２が存在する。
【０００８】
ＳＤＤでは、半導体部材であるバルク層は放射線を吸収し、それによって電子が発生する。電子はドリフト電極によって検出電極に集められ、電気的に検出される。一方、半導体部材表面で放射線と無関係に形成される電子も、ドリフト電極によって検出電極に集められ暗電流の原因となることが指摘されている（例えば特許文献１の０００６項参照）。
【０００９】
図１ＡのＳＤＤ断面図に示すように、特許文献１では、不純物層３０３の電位をホップオーバー電極５０３で、フィールドプレート電極５０２直下のＳｉ層５０１に与えることを開示する。Ｓｉ層５０１の電位は、不純物層３０５と不純物層３０６より相対的に高く（負電圧の絶対値が小さく）なるため、ここに電子が捕獲される。
【００１０】
図１Ｂと図１Ｃは、特許文献１の図７と図１３を転載したものであり、ＳＤＤの上面図と、ドリフト電極の結合部を示す。図１Ｂに示されるように、フィールドプレート７０２，７０３，７０４，７０５は、それらより内側にある円環状のドリフト電極と接続される。また、それら円環状のドリフト電極は、図１Ｃの導電性ブリッジ８０６で接続される。このように、特許文献１の技術では、フィールドプレートと円環状のドリフト電極は、電気的に全て接続されている。
【００１１】
フィールドプレートが捕獲した暗電流は、所定の領域からＳｉ基板外に排出される必要がある。暗電流の排出量は、その領域の大きさと電位に依存するが、その領域からシグナル電流が排出されたり、その領域から暗電流が検出電極に流れることを防止する必要がある。図１Ｂと図１Ｃで説明したように全てのフィールドプレートとドリフト電極が接続されていると、フィールドプレートとドリフト電極の電位を任意で独立に定義できない。その結果、フィールドプレートと周囲のドリフト電極の電位差が小さすぎると暗電流を捕獲できなくなり、また電位差が大きすぎると、シグナル電流がフィールドプレートに捕獲されてＳｉ基板外に排出される問題が生じる。
【００１２】
そこで本発明の課題は、ＳＤＤにおいて有効に暗電流を捕獲しつつ、シグナル電流の減少を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本願発明の好ましい一側面は、半導体基板と、半導体基板の第１の面に形成された、検出電極と、半導体基板の第１の面に検出電極を囲むように形成され、キャリアを検出電極の方向に移動させるための、複数のドリフト電極と、半導体基板の第１の面に形成され、ドリフト電極の少なくとも一部に挟まれた位置に配置された、暗電流制御電極と、を備え、ドリフト電極と暗電流制御電極は電気的に独立しており、ドリフト電極と暗電流制御電極の電圧を独立に制御できることを特徴とする、放射線検出器である。
上記した以外の課題、構成、及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【発明の効果】
【００１４】
ＳＤＤにおいて有効に暗電流を捕獲しつつ、シグナル電流の減少を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】ＳＤＤの部分断面図。
【図１Ｂ】ＳＤＤの上面図。
【図１Ｃ】ＳＤＤのフィールドプレートの部分断面図。
【図２Ａ】実施例のＳＤＤの電極構造を示す上面図。
【図２Ｂ】実施例のＳＤＤの不純物パターンを示す上面図。
【図２Ｃ】実施例のＳＤＤの断面図。
【図３】実施例と比較例の検出信号を対比して示す説明図。
【図４】実施例と比較例の電極の電圧を対比して示す表図。
【図５】実施例２の検出信号を示す説明図。
【図６Ａ】実施例２のＳＤＤの電極構造を示す上面図。
【図６Ｂ】実施例２のＳＤＤの断面図。
【図６Ｃ】実施例２のＳＤＤの断面図。
【図７】実施例５のＳＤＤの電極に与えられる電圧を説明する断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。本発明の思想ないし趣旨から逸脱しない範囲で、その具体的構成を変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。
【００１７】
以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、重複する説明は省略することがある。
【００１８】
同一あるいは同様な機能を有する要素が複数ある場合には、同一の符号に異なる添字を付して説明する場合がある。ただし、複数の要素を区別する必要がない場合には、添字を省略して説明する場合がある。
【００１９】
本明細書等における「第１」、「第２」、「第３」などの表記は、構成要素を識別するために付するものであり、必ずしも、数、順序、もしくはその内容を限定するものではない。また、構成要素の識別のための番号は文脈毎に用いられ、一つの文脈で用いた番号が、他の文脈で必ずしも同一の構成を示すとは限らない。また、ある番号で識別された構成要素が、他の番号で識別された構成要素の機能を兼ねることを妨げるものではない。
【００２０】
図面等において示す各構成の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない場合がある。このため、本発明は、必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、形状、範囲などに限定されない。
【００２１】
本実施例では、暗電流を減少させ、かつシグナル電流を増大するために、ドリフト電極とフィールドプレート、および点に個別に任意の電位を与えられるような機構、構造を提案している。一つの例では、互いに接続されない独立した二つの円対称構造群からなる電極を持つＳＤＤが示される。このような構成により、理想的には暗電流が最低値、かつシグナル電流が最大値になるように、二つの円対称構造群からなる電極に任意の電位を与えることができる。結果として、放射線の検出性能が向上する。
【実施例１】
【００２２】
図２Ａは、実施例のＳＤＤの電極構造を示す上面図である。検出電極１０１、暗電流制御電極接続用電極１０２、ＳｉＯ２絶縁層１０４、外周電極１０５、最内ドリフト電極１１２、中間ドリフト電極１１３、最外ドリフト電極１１４、暗電流制御電極１１５を備えている。電極は半導体製造技術等により、一般的な金属等で形成してよい。
【００２３】
略円盤状をなすＳＤＤの中心には検出電極１０１があり、図示しない検出回路によって、電極に流れる電流が検出される。最内ドリフト電極１１２、中間ドリフト電極１１３、最外ドリフト電極１１４は、検出電極１０１を中心とした略円環状の電極である。中間ドリフト電極１１３の数は任意である。各ドリフト電極１１２，１１３，１１４は、検出電極１０１を中心とした円対称の構成である。暗電流制御電極１１５も検出電極１０１を中心とした略円環状の電極であり、半径方向に伸びる暗電流制御電極接続用電極１０２で相互に接続されている。
【００２４】
図２Ｂは、実施例のＳＤＤの不純物パターンを示す上面図である。Ｓｉ基板１０３には、不純物がドーピングされ、不純物層が形成されている。図２Ｂは、ＳｉＯ２絶縁層１０４、検出不純物層１０６、ドリフト不純物層１０７、ラダー不純物層１０８、外周不純物層１０９、暗電流制御不純物層１１６を示している。ドリフト不純物層１０７は、検出電極１０１を中心とした円対称の構成である。
【００２５】
本実施例では、Ｓｉ基板１０３はｎ型であり、検出不純物層１０６、外周不純物層１０９、暗電流制御不純物層１１６はｎ型の不純物層、ドリフト不純物層１０７とラダー不純物層１０８はｐ型の不純物層である。
【００２６】
図２Ａの電極構造との対応としては、検出不純物層１０６は検出電極１０１の下に、ドリフト不純物層１０７は最内ドリフト電極１１２、中間ドリフト電極１１３、最外ドリフト電極１１４の下に、ラダー不純物層１０８は暗電流制御電極接続用電極１０２の下に、外周不純物層１０９は外周電極１０５の下に、暗電流制御不純物層１１６は暗電流制御電極１１５の下に配置される。ＳｉＯ２絶縁層１０４は、これらの電極や不純物層を電気的に分離する。
【００２７】
図２Ｃは、実施例のＳＤＤの断面図である。図２Ａ、図２Ｂのａ−ａ’間の断面を示している。検出電極１０１、暗電流制御電極接続用電極１０２、Ｓｉ基板１０３、ＳｉＯ２絶縁層１０４、外周電極１０５、検出不純物層１０６、ドリフト不純物層１０７、ラダー不純物層１０８、外周不純物層１０９、受光面ドリフト電極１１０、繰り返し部１１１、最内ドリフト電極１１２、中間ドリフト電極１１３、最外ドリフト電極１１４、暗電流制御電極１１５、暗電流制御不純物層１１６を備えている。
【００２８】
放射線が図２Ｃの下側から入射すると、ＳｉＯ２絶縁層１０４で挟まれたＳｉ基板１０３に電荷（電子）が発生する。発生した電子は、最内ドリフト電極１１２、中間ドリフト電極１１３、最外ドリフト電極１１４に印加される電圧により、ドリフト不純物層１０７に形成される傾斜する電位に従って、検出不純物層１０６に移動し、検出電極１０１から電気的に検出される。中間ドリフト電極１１３の数は任意であり、図２Ｃで繰り返し部１１１において図示されていないドリフト電極を備えていても良い。
【００２９】
例えば、最内ドリフト電極１１２に−１０Ｖ、最外ドリフト電極１１４に−２６Ｖを与え、中間ドリフト電極１１３には、−１０Ｖから−２６Ｖの間の電圧を印加する。また、Ｓｉ基板１０３の反対側にも、ドリフト不純物層１０７があり、受光面ドリフト電極（バックコンタクト電極）１１０から例えば−１００〜−１５０Ｖ程度の電圧が印加される。バックコンタクト電極にはドリフト電極の０．９倍〜１０倍程度の電圧を印加すればよい。
【００３０】
暗電流制御電極１１５には、Ｓｉ基板１０３の表面近傍で発生した暗電流の電荷を捕獲するために、所望の電位が与えられる。電位は例えば、隣接するドリフト電極より相対的に高く（負電圧の絶対値を小さく）し、これにより暗電流制御不純物層１１６に与えられる電位が暗電流の電荷（電子）を捕獲する。本実施例では、暗電流制御電極１１５は暗電流制御電極接続用電極１０２で接続され、暗電流制御不純物層１１６はラダー不純物層１０８で接続され、暗電流制御電極１１５には接地電位（０Ｖ）が与えられている。
【００３１】
この結果、暗電流制御不純物層１１６は約０Ｖの電位に接続されるため、周辺のドリフト不純物層１０７より高電位であり、暗電流を効果的に収集できる。また、暗電流制御電極１１５と中間ドリフト電極１１３は独立に電位を制御することができるので、暗電流制御電極１１５に任意の電圧を与えて、最良の条件を探すこともできる。外周電極１０５は外周不純物層１０９と接続され、接地電位（０Ｖ）に保たれる。なお、本実施例では、複数の暗電流制御電極１１５を共通電位としているが、其々に異なる電圧を与えるように構成してもよい。また、暗電流制御電極１１５の電圧を動的に変更するように構成してもよい。
【００３２】
図３に、同様のデバイス構造において、暗電流制御電極１１５の電圧をドリフト電極から与えた場合と、暗電流制御電極１１５の電圧を独立に制御した場合との、暗電流のシミュレーション比較結果を示す。
図４は、その際の電圧条件を示す表である。
【００３３】
図３（ａ）は暗電流制御電極１１５の電圧をドリフト電極ＤＲから与えた場合である。この例では、各暗電流制御電極１１５は、隣接する内側のドリフト電極ＤＲと電気的に接続されている。なお、ドリフト電極ＤＲは、最内ドリフト電極１１２、中間ドリフト電極１１３、最外ドリフト電極１１４を総称するものである。
【００３４】
この例では、シグナル電流Ｓが９.７×１０−３Ａ、暗電流Ｎが４.３×１０−６Ａであり、（シグナル電流／暗電流）は２２４９である。
【００３５】
図４（ａ）は暗電流制御電極１１５の電圧をドリフト電極から与えた場合の各電極の電圧である。検出電極１０１と外周電極１０５の電圧は０Ｖである。最内ドリフト電極１１２の電圧は−４０Ｖ、最外ドリフト電極１１４の電圧は−３００Ｖである。図３（ａ）の上面図に示すように、各暗電流制御電極１１５は、隣接する内側のドリフト電極ＤＲと電気的に接続されているので、中間ドリフト電極の電圧は接続される暗電流制御電極の電圧と同じである。一番内側の最内暗電流制御電極は最内ドリフト電極に接続されている。
【００３６】
図３（ｂ）暗電流制御電極１１５の電圧を独立に制御した場合である。各暗電流制御電極１１５はドリフト電極ＤＲとは独立している。
【００３７】
この例では、シグナル電流Ｓが９.３×１０−３Ａ、暗電流Ｎが２.３×１０−６Ａであり、（シグナル電流／暗電流）は４１１２である。
【００３８】
図４（ｂ）は暗電流制御電極１１５の電圧を独立に制御した場合の各電極の電圧である。検出電極１０１、外周電極１０５、最内ドリフト電極１１２、最外ドリフト電極１１４の電圧は図４（ａ）と同様である。本例では暗電流制御電極（最内暗電流制御電極を含む）の電圧は共通の０Ｖに制御され、ドリフト電極ＤＲの電圧とは独立である。
【００３９】
以上のシミュレーションから、暗電流制御電極１１５の電圧を独立に制御することにより、（シグナル電流／暗電流）を改善することが可能であることが分かった。
【実施例２】
【００４０】
実施例１では、暗電流制御不純物層１１６はＳｉ基板１０３と同じｎ型であり、同じ導電型になっている。電子はｎ型半導体の中を、比較的電位の高い方に移動するので、電子を捕獲しやすい。
【００４１】
一方、Ｓｉ基板１０３と暗電流制御不純物層１１６が異なる導電型であってもよい。すなわち、暗電流制御不純物層１１６をｐ型で形成することも可能である。この場合にはｐｎ接合が形成され、ｐｎ接合には順方向電圧がかかることになり、ｐ型からｎ型に電子は流れないので、暗電流制御電極１１５からＳｉ基板１０３に電子が逆流することを防止できる。すなわち、暗電流制御電極１１５とＳｉ基板１０３の間の電流リークが抑制可能である。
【００４２】
図５は、図３（ｂ）と同様の構成で、暗電流制御不純物層１１６をｐ型に変更した実施例のシミュレーション結果である。
【００４３】
図３（ｂ）と図５のシミュレーション結果の比較によると、暗電流制御不純物層１１６をｐ型で形成した場合は、暗電流Ｎは２.６×１０−７Ａ、シグナル電流Ｓは１.６×１０−３Ａ、（シグナル電流／暗電流）は、６１６６となる。暗電流制御不純物層１１６をｎ型で形成した場合は、暗電流Ｎは２.３×１０−７Ａ、シグナル電流Ｓは９.３×１０−３Ａ、（シグナル電流／暗電流）は、４１１２であった。
【００４４】
このシミュレーションの結果では、暗電流制御不純物層１１６がｎ型の場合には、暗電流もシグナル信号も小さくなる傾向にある。一方、暗電流制御不純物層１１６をｐ型で形成すると、ｎ型の場合よりも暗電流もシグナル信号も大きくなる。性能を表す（シグナル電流／暗電流）の値は、暗電流制御不純物層１１６をｐ型で形成した場合のほうが優れていた。
【実施例３】
【００４５】
図６Ａは、他のデバイス構造を持つ実施例のＳＤＤの電極構造を示す上面図である。図２Ａと同様の構成は同じ符号を付し、説明を省略する。実施例１の図２Ａの構成では暗電流制御電極１１５と暗電流制御不純物層１１６は、ともに略円環状に形成されていた。図６Ａの構成では、暗電流制御電極１１５は、暗電流制御電極接続用電極１０２に交差する円環の切片のみから構成されている。このため、暗電流制御電極接続用電極１０２と暗電流制御電極１１５は、魚の骨状の形となっている。
【００４６】
不純物パターンについては、図２Ｂのパターンと同じでよい。暗電流制御電極１１５は、実施例１のように暗電流制御不純物層１１６全面と重なって形成されていない。本実施例では、暗電流制御電極１１５は、暗電流制御不純物層１１６の端部に電気的に接続され、暗電流制御不純物層１１６に所望の電圧を与える。
【００４７】
図６Ｂは、図６Ａのａ−ａ’に沿った断面を示す断面図である。図２Ｃと同様の構成は説明を省略するが、図２Ｃと異なり、ＳＤＤの左半分には暗電流制御電極１１５が形成されない。ＳＤＤの右半分では暗電流制御電極接続用電極１０２とラダー不純物層１０８が、暗電流制御不純物層１１６に所望の電圧を与える。
【００４８】
図６Ｃは、図６Ａのｂ−ｂ’に沿った断面を示す断面図である。ＳＤＤの右半分では、暗電流制御電極１１５は、暗電流制御不純物層１１６と一部接触している。
【００４９】
実施例１の形態では、暗電流制御電極１１５、および暗電流制御不純物層１１６近傍の電位を制御しやすい。一方、暗電流制御電極１１５とドリフト電極１１２，１１３，１１４間の電位勾配で生じる電界が強くなりやすく、また、暗電流制御不純物層１１６とドリフト不純物層１０７間の電位勾配で生じる電界が強くなりやすい。このため、電界によって素子が破壊されないよう、設計に注意が必要である。
【００５０】
実施例３のように主に暗電流制御不純物層１１６によって暗電流を制御する形態では、暗電流制御不純物層１１６近傍（ドリフト不純物層１０７の間）の電位を、実施例１よりも制御しにくい。一方、暗電流制御電極１１５とドリフト電極１１２，１１３，１１４間の電位勾配で生じる電界がなくなり、素子の破壊の心配が少ない。
【実施例４】
【００５１】
実施例３では、暗電流制御不純物層１１６は円環状であり、暗電流制御電極１１５はその一部に接続されていた。他の例として、暗電流制御不純物層１１６の全部または一部を省略し、暗電流制御電極１１５を図２Ａのように円環状に形成し、主に暗電流制御電極１１５により暗電流制御のための電圧をドリフト電極間に印加することも可能である。
【００５２】
実施例４では、暗電流制御不純物層１１６とドリフト不純物層１０７間の電位勾配で生じる電界がなくなり、実施例１よりも素子が破壊されにくくなる。一方、ドリフト不純物層１０７間の電位を、実施例１よりも制御しにくい。
【実施例５】
【００５３】
図７は、実施例１と同様のＳＤＤ構造において、各電極に印加する電圧の例を示すものである。デバイス形状は図２Ｃと同様であり、電圧値を示すために電極部分を白抜きにしている。一般に、ドリフト電極に印加される電圧は例えば０Ｖ〜−２００Ｖの範囲内で調整することが可能である。
【００５４】
最外ドリフト電極１１４、中間ドリフト電極１１３、最内ドリフト電極１１２には、外側から順に高い（マイナスの絶対値が小さい）電位が与えられており、検出電極１０１に向かってシグナル電流(電子）がドリフトする。暗電流制御電極１１５には、共通の０Ｖが与えられている。すなわち、暗電流制御電極１１５に印加される電圧は、隣接するドリフト電極１１４，１１３，１１２に印加される電圧に比べて、プラス側の電圧であり、効果的に電子を捕獲することができる。暗電流制御電極１１５の電圧は、其々異なるものにしてもよいし、負の電圧でもよい。
【００５５】
また、暗電流制御電極１１５と周囲のドリフト電極の電位差を適切に調整できるので、暗電流を効率的に捕獲でき、また、シグナル電流が暗電流制御電極１１５に捕獲されてＳｉ基板外に排出されることを防ぐことができる。
【符号の説明】
【００５６】
１０１：検出電極
１０２：暗電流制御電極接続用電極
１０３：Ｓｉ基板
１０４：ＳｉＯ２絶縁層
１０５：外周電極
１０６：検出不純物層
１０７：ドリフト不純物層
１０８：ラダー不純物層
１０９：外周不純物層
１１０：受光面ドリフト電極
１１１：繰り返し部
１１２：最内ドリフト電極
１１３：中間ドリフト電極
１１４：最外ドリフト電極
１１５：暗電流制御電極
１１６：暗電流制御不純物層
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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