(57)【要約】【課題】ノイズの発生を抑制して、ＳＮ比を向上させることができる放射線検出装置を提供する。【解決手段】  放射線検出装置１００は、放射線を透過させる透過膜１３が設けられている窓部１２を有する筐体１０と、入射した放射線により信号を発生させる発生部２２、発生部２２で発生した信号を収集する収集部２４、および収集部２４で収集された信号を増幅する増幅部２６を有し、筐体１０内に収容されている検出器２０と、検出器２０に入射する放射線の入射方向Ａからみて、収集部２４および増幅部２６の少なくとも一方と重なるように設けられ、透過膜１３よりも放射線の透過率が低い遮蔽部３０と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を透過させる透過膜が設けられている窓部を有する筐体と、
入射した前記放射線により信号を発生させる発生部、前記発生部で発生した信号を収集する収集部、および前記収集部で収集された信号を増幅する増幅部を有し、前記筐体内に収容されている検出器と、
前記検出器に入射する前記放射線の入射方向からみて、前記収集部および前記増幅部の少なくとも一方と重なるように設けられ、前記透過膜よりも前記放射線の透過率が低い遮蔽部と、
を含む、放射線検出装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記遮蔽部は、前記入射方向からみて、前記発生部の少なくとも一部と重ならないように設けられている、放射線検出装置。
【請求項３】
請求項１または２のいずれか１項において、
前記透過膜を支持する支持部を含み、
前記遮蔽部は、前記支持部と一体に設けられている、放射線検出装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記遮蔽部の厚さは、前記支持部の厚さよりも大きい、放射線検出装置。
【請求項５】
請求項１または２において、
前記遮蔽部は、前記検出器に接している、放射線検出装置。
【請求項６】
請求項１または２において、
前記遮蔽部は、前記透過膜に接している、放射線検出装置。
【請求項７】
請求項５または６において、
前記遮蔽部は、金属膜である、放射線検出装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項において、
前記遮蔽部は、前記透過膜と前記検出器との間に設けられている、放射線検出装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項において、
前記検出器は、シリコンドリフト検出器である、放射線検出装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項において、
前記収集部は、アノードであり、
前記増幅部は、電界効果トランジスターである、放射線検出装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の放射線検出装置を含む、放射線分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線検出装置および放射線分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）、走査透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）、蛍光Ｘ線分析装置（ＸＲＦ）等に搭載される放射線検出装置は、一般的に、放射線を検出する検出器、電界効果トランジスター（ＦＥＴ）、チャンバー、放射線を透過させる透過窓等を含んで構成されている。
【０００３】
検出器としては、シリコンドリフト検出器（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｄｒｉｆｔ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ、ＳＤＤ）が知られている。シリコンドリフト検出器は、例えば入射Ｘ線によって逆バイアスにより空乏化した（Ｎ型）Ｓｉ中から発生した電子を、同心円状の電位勾配を持った電極構造により効率よくアノードに導くようにしたものである。
【０００４】
このようなシリコンドリフト検出器として、例えば特許文献１には、発生した信号（電子）を増幅するためのＦＥＴ（電界効果トランジスター）が組み込まれたものが開示されている。ＦＥＴが組み込まれたシリコンドリフト検出器は、発生した信号をノイズが少ない状態で増幅するためには有効である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１６９６５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このようなシリコンドリフト検出器において、ＦＥＴやアノードに放射線が入射するとノイズの原因となる。このようなノイズは、放射線検出装置の出力信号のＳＮ比を悪化させてしまう。
【０００７】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、ノイズの発生を抑制して、ＳＮ比を向上させることができる放射線検出装置および放射線分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明に係る放射線検出装置は、
放射線を透過させる透過膜が設けられている窓部を有する筐体と、
入射した前記放射線により信号を発生させる発生部、前記発生部で発生した信号を収集する収集部、および前記収集部で収集された信号を増幅する増幅部を有し、前記筐体内に収容されている検出器と、
前記検出器に入射する前記放射線の入射方向からみて、前記収集部および前記増幅部の少なくとも一方と重なるように設けられ、前記透過膜よりも前記放射線の透過率が低い遮蔽部と、
を含む。
【０００９】
このような放射線検出装置によれば、遮蔽部によって収集部および増幅部への放射線の入射を妨げることができる。これにより、ノイズの発生を抑制して、出力信号のＳＮ比を向上させることができる。
【００１０】
（２）本発明に係る放射線検出装置において、
前記遮蔽部は、前記入射方向からみて、前記発生部の少なくとも一部と重ならないように設けられていてもよい。
【００１１】
（３）本発明に係る放射線検出装置において、
前記透過膜を支持する支持部を含み、
前記遮蔽部は、前記支持部と一体に設けられていてもよい。
【００１２】
このような放射線検出装置によれば、遮蔽部および支持部を同一工程で製造することができ、製造工程を簡略化することができる。
【００１３】
（４）本発明に係る放射線検出装置において、
前記遮蔽部の厚さは、前記支持部の厚さよりも大きくてもよい。
【００１４】
このような放射線検出装置によれば、放射線に対する遮蔽部の遮蔽率を高めつつ、放射線に対する支持部の透過率を高めることができる。
【００１５】
（５）本発明に係る放射線検出装置において、
前記遮蔽部は、前記検出器に接していてもよい。
【００１６】
このような放射線検出装置によれば、検出器の感度の低下を抑制しつつ、出力信号のＳＮ比を向上させることができる。
【００１７】
（６）本発明に係る放射線検出装置において、
前記遮蔽部は、前記透過膜に接していてもよい。
【００１８】
（７）本発明に係る放射線検出装置において、
前記遮蔽部は、金属膜であってもよい。
【００１９】
（８）本発明に係る放射線検出装置において、
前記遮蔽部は、前記透過膜と前記検出器との間に設けられていてもよい。
【００２０】
このような放射線検出装置によれば、検出器の感度の低下を抑制しつつ、出力信号のＳＮ比を向上させることができる。
【００２１】
（９）本発明に係る放射線検出装置において、
前記検出器は、シリコンドリフト検出器であってもよい。
【００２２】
（１０）本発明に係る放射線検出装置において、
前記収集部は、アノードであり、
前記増幅部は、電界効果トランジスターであってもよい。
【００２３】
（１１）本発明に係る放射線分析装置は、
本発明に係る放射線検出装置を含む。
【００２４】
このような放射線分析装置によれば、本発明に係る放射線検出装置を含むため、出力信号のＳＮ比を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１実施形態に係る放射線検出装置を模式的に示す断面図。
【図２】第１実施形態に係る放射線検出装置を模式的に示す平面図。
【図３】第１実施形態に係る放射線検出装置の検出器を模式的に示す平面図。
【図４】参考例に係る検出器を模式的に示す平面図。
【図５】Ｘ線の検出確率とＸ線のエネルギーとの関係を示すグラフ。
【図６】第１変形例に係る放射線検出装置を模式的に示す断面図。
【図７】第２変形例に係る放射線検出装置を模式的に示す断面図。
【図８】第２変形例に係る放射線検出装置を模式的に示す平面図。
【図９】第３変形例に係る放射線検出装置を模式的に示す断面図。
【図１０】第３変形例に係る放射線検出装置を模式的に示す平面図。
【図１１】第４変形例に係る放射線検出装置を模式的に示す断面図。
【図１２】第４変形例に係る放射線検出装置を模式的に示す平面図。
【図１３】第４変形例に係る放射線検出装置の検出器を模式的に示す平面図。
【図１４】第５変形例に係る放射線検出装置を模式的に示す断面図。
【図１５】第５変形例に係る放射線検出装置を模式的に示す平面図。
【図１６】第６変形例に係る放射線検出装置を模式的に示す断面図。
【図１７】第２実施形態に係る放射線分析装置を模式的に示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００２７】
１．  第１実施形態
１．１．  放射線検出装置の構成
まず、第１実施形態に係る放射線検出装置について図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る放射線検出装置１００を模式的に示す断面図である。図２は、放射線検出装置１００を模式的に示す平面図である。なお、図１は、図２のＩ−Ｉ線断面図である。
【００２８】
放射線検出装置１００は、図１に示すように、筐体（チャンバー）１０と、検出器２０と、遮蔽部３０と、支持部（グリット部）４０と、冷却素子５０と、ヒートパイプ６０と、電極端子基板７０と、を含んで構成されている。
【００２９】
放射線検出装置１００は、放射線を検出する装置である。放射線検出装置１００が検出する放射線は、例えば、Ｘ線やγ線である。ここでは、放射線検出装置１００がＸ線を検出する場合について説明する。
【００３０】
筐体１０は、Ｘ線を透過させる透過膜１３が設けられた窓部１２を有している。透過膜１３は、例えば、高分子や無機材料の薄膜である。なお、透過膜１３の材質は特に限定されない。また、透過膜１３は、単層であってもよいし、多層であってもよい。透過膜１３は、支持部４０上および遮蔽部３０上に設けられている。透過膜１３は、支持部４０によって支持されている。透過膜１３は、図示の例では支持部４０上に設けられているが、支持部４０の梁部４０ａ，４０ｂ間に設けられていてもよい。透過膜１３は、Ｘ線を透過させ、かつ、筐体１０内の環境と外部の環境とを隔離することができる。
【００３１】
筐体１０は、さらに、支持部（グリッド部）４０を支持する土台１４と、筒体１６と、を有している。透過膜１３、土台１４、筒体１６で囲まれる空間に、検出器２０、冷却素子５０、ヒートパイプ６０、および電極端子基板７０が収容されている。土台１４および筒体１６の材質は、例えば、ＳＵＳ、真鍮、アルミニウム、銅、鉛、またはこれらの合金
等である。
【００３２】
検出器２０は、筐体１０に収容されている。検出器２０は、発生部２２、収集部２４、および増幅部２６を有する。検出器２０は、半導体検出器であり、例えばシリコンドリフト検出器（ＳＤＤ）である。
【００３３】
発生部２２は、入射したＸ線により信号（電子）を発生させる。発生部２２は、例えば逆バイアスにより空乏化した（Ｎ型）Ｓｉ単結晶と、同心円上の電位勾配（ドリフト電場）をつくる多段のリング状電極（図示せず）と、を有する。リング状電極は、例えば、検出器２０の中心の位置を中心とするリング状に設けられている。
【００３４】
発生部２２は、第１部分２２ａと、第２部分２２ｂと、を有している。第１部分２２ａは、平面視において収集部２４、増幅部２６、および収集部２４と増幅部２６との間の領域２５と重なる部分である。第１部分２２ａは、図２に示すように平面視において、リング状に設けられた収集部２４の内側（収集部２４上の領域を含む）の領域である。発生部２２の領域２５には、例えば、増幅部（ＦＥＴ）２６を電気的に分離するための分離部（図示せず）が設けられている。
【００３５】
第２部分２２ｂは、平面視において収集部２４、増幅部２６、および収集部２４と増幅部２６との間の領域２５と重ならない部分である。第２部分２２ｂは、図２に示すように平面視において、リング状に設けられた収集部２４の外側の領域である。すなわち、第２部分２２ｂは、発生部２２の第１部分２２ａ以外の領域である。第２部分２２ｂで発生した信号（電子）は、ドリフト電場によって収集部２４に導かれる。
【００３６】
第１部分２２ａは、検出器２０に入射するＸ線の入射方向Ａからみて、遮蔽部３０と重なっている。また、第２部分２２ｂは、Ｘ線の入射方向Ａからみて、遮蔽部３０と重なっていない。なお、Ｘ線の入射方向Ａからみて、第２部分２２ｂの一部が、遮蔽部３０と重なっていてもよい。Ｘ線の入射方向Ａは、例えば、検出器２０の入射面２０ａの垂線に沿う方向である。
【００３７】
収集部２４は、発生部２２で発生した信号（電子）を収集するための電極である。収集部２４は、アノードである。収集部（アノード）２４は、例えば配線（図示せず）によって、増幅部（ＦＥＴ）２６のゲート電極に電気的に接続されている。収集部２４は、図２に示すように、リング状であり、増幅部２６を囲むように設けられている。収集部２４は、検出器２０の裏面２０ｂ（Ｘ線が入射する入射面２０ａとは反対側の面）側に設けられている。
【００３８】
増幅部２６は、収集部２４で収集された信号（電子）を増幅する。増幅部２６は、電界効果トランジスター（ＦＥＴ）である。増幅部２６は、検出器２０の中央部に配置されている。増幅部２６は、検出器２０の裏面２０ｂ側に設けられている。
【００３９】
遮蔽部３０は、図２に示すように、検出器２０に入射するＸ線の入射方向Ａからみて、収集部２４および増幅部２６と重なるように設けられている。図示の例では、遮蔽部３０は、収集部２４および増幅部２６の全部と重なるように設けられている。すなわち、入射方向Ａからみて、遮蔽部３０の外縁の内側に収集部２４および増幅部２６が位置している。
【００４０】
また、遮蔽部３０は、入射方向Ａからみて、発生部２２と重ならないように設けられている。すなわち、入射方向Ａからみて、遮蔽部３０の外縁の外側に、発生部２２が位置している。なお、遮蔽部３０は、入射方向Ａからみて、発生部２２の一部と重なっていても
よい。遮蔽部３０は、入射方向Ａからみて、収集部２４および増幅部２６と重なり、かつ発生部２２の少なくとも一部と重ならないように設けられていれば、その形状は特に限定されない。遮蔽部３０は、図２に示す例では、入射方向Ａからみて、円形である。
【００４１】
遮蔽部３０は、透過膜１３と検出器２０との間に設けられている。遮蔽部３０は、筐体１０内に設けられている。図示の例では、遮蔽部３０は透過膜１３に接している。
【００４２】
遮蔽部３０は、透過膜１３を支持するための支持部４０と一体に設けられている。例えば、シリコン基板を、ウェットエッチング（異方性または等方性）、ドライエッチング、またはマイクロ放電加工等を用いてパターニングすることにより、遮蔽部３０と支持部４０とを一体に形成することができる。
【００４３】
Ｘ線に対する遮蔽部３０の透過率は、Ｘ線に対する透過膜１３の透過率よりも低い。ここで、透過率とは、Ｘ線が対象物（ここでは遮蔽部３０または透過膜１３）を通過する割合をいう。すなわち、透過率とは、対象物に入射したときの透過強度と入射強度との比をいう。なお、遮蔽率とは、１００−透過率をいう。Ｘ線に対する遮蔽部３０の透過率は、０％であることが望ましい。すなわち、Ｘ線に対する遮蔽部３０の遮蔽率は、１００％であることが望ましい。
【００４４】
遮蔽部３０の材質は、透過膜１３の透過率よりも低い物質であれば特に限定されず、例えばシリコン等の半導体、Ｓｎ、Ｍｏ等の金属、高分子材料等と、これらを組み合わせた物である。また、遮蔽部３０の厚さ（入射方向Ａの大きさ）は、例えば、数ｎｍ〜１ｍｍ程度である。
【００４５】
支持部４０は、透過膜１３を支持している。支持部４０の材質は、例えば、シリコン等の半導体、Ｓｎ、Ｍｏ等の金属、高分子材料等である。支持部４０の厚さは、図示の例では、遮蔽部３０の厚さと同じである。支持部４０は、図２に示す例では、入射方向Ａからみて、遮蔽部３０から半径方向に延びる複数（図示の例では８個）の梁部４０ａと、円周方向に延びて遮蔽部３０を囲む複数（図示の例では２個）の梁部４０ｂと、で構成されている。支持部４０の形状は、特に限定されない。
【００４６】
遮蔽部３０および支持部４０は、導電材料（Ａｌ、グラファイトカーボン等）で覆われていてもよい。これにより、遮蔽部３０および支持部４０が帯電することを防ぐことができる。
【００４７】
冷却素子５０は、検出器２０を冷却するための素子である。冷却素子５０は、例えば、ペルチェ素子である。冷却素子５０は、検出器２０の裏面２０ｂ側に配置されている。冷却素子５０から放出された熱は、ヒートパイプ６０によって放熱板（図示せず）に伝達され、放出される。
【００４８】
電極端子基板７０は、検出器２０と冷却素子５０との間に配置されている。電極端子基板７０は、検出器２０と外部回路（図示せず）とを電気的に接続するための接続端子を備えている。
【００４９】
放射線検出装置１００の動作について説明する。
【００５０】
例えば試料に電子線やＸ線が照射されることにより発生したＸ線（特性Ｘ線や蛍光Ｘ線）は、窓部１２の透過膜１３を透過して、検出器２０の発生部２２に入射する。このとき、遮蔽部３０によって、発生部２２の第１部分２２ａへのＸ線の入射が妨げられる。透過膜１３を透過して発生部２２の第２部分２２ｂにＸ線が入射すると、第２部分２２ｂにお
いて電子が発生する。該電子は発生部２２のリング状電極がつくるドリフト電場によって移動し、収集部２４で収集される。収集部２４で収集された電子の量は、入射したＸ線のエネルギーに比例している。収集部２４で収集された電子は、増幅部（ＦＥＴ）２６によって、増幅される。これにより、放射線検出装置１００は、入射したＸ線のエネルギーに応じた出力信号を出力する。検出器２０の出力信号は、電極端子基板７０から配線（図示せず）を介して、外部の信号処理部（図示せず）に送られる。
【００５１】
放射線検出装置１００は、例えば、以下の特徴を有する。
【００５２】
放射線検出装置１００では、遮蔽部３０が、入射方向Ａからみて、収集部（アノード）２４および増幅部（ＦＥＴ）２６と重なるように設けられている。これにより、収集部（アノード）２４および増幅部（ＦＥＴ）２６へのＸ線の入射を妨げることができる。例えば、収集部（アノード）２４および増幅部（ＦＥＴ）２６にＸ線が入射した場合、ノイズの原因となり、出力信号のＳＮ比を悪化させてしまう場合がある。放射線検出装置１００によれば、遮蔽部３０によって収集部（アノード）２４および増幅部（ＦＥＴ）２６へのＸ線の入射を妨げることができるため、出力信号のＳＮ比を向上させることができる。
【００５３】
放射線検出装置１００では、さらに、遮蔽部３０が、入射方向Ａからみて、発生部２２の第１部分２２ａと重なるように設けられている。これにより、第１部分２２ａへのＸ線の入射を妨げることができる。例えば、第１部分２２ａにＸ線が入射した場合、発生した電子は収集部（アノード）２４で正確に収集することができずにノイズの原因となり、出力信号のＳＮ比を悪化させてしまう場合がある。放射線検出装置１００によれば、遮蔽部３０によって第１部分２２ａへのＸ線の入射を妨げることができるため、出力信号のＳＮ比を向上させることができる。
【００５４】
放射線検出装置１００では、遮蔽部３０が、入射方向Ａからみて、発生部２２の少なくとも一部と重ならないように設けられている。そのため、例えば遮蔽部３０が発生部２２の全部と重なっている場合と比べて、発生部２２に入射するＸ線の量を増やすことができる。
【００５５】
放射線検出装置１００では、遮蔽部３０が、支持部４０と一体に設けられているため、遮蔽部３０および支持部４０を同一工程で製造することができ、製造工程を簡略化することができる。
【００５６】
放射線検出装置１００では、上記のように、遮蔽部３０によって収集部（アノード）２４、増幅部（ＦＥＴ）２６、および第１部分２２ａへのＸ線の入射を妨げることができるため、収集部（アノード）２４および増幅部（ＦＥＴ）２６を検出器２０の中央部に配置することができる。これにより、出力信号のＳＮ比を向上させつつ、測定時間の短縮を図ることができる。以下、その理由について説明する。
【００５７】
図３は、検出器２０を模式的に示す平面図である。図４は、参考例に係る検出器２０ｄを模式的に示す平面図である。図４に示す検出器２０ｄでは、増幅部（ＦＥＴ）２６を検出器２０ｄの端部に配置している。なお、図３および図４は、入射方向Ａから見た図である。
【００５８】
図４に示す参考例の検出器２０ｄでは、収集部（アノード）２４および増幅部（ＦＥＴ）２６を検出器２０ｄの端部に設けて、収集部（アノード）２４および増幅部（ＦＥＴ）２６にＸ線が入射することを防いでいる。
【００５９】
しかしながら、検出器２０ｄの端部に収集部（アノード）２４および増幅部（ＦＥＴ）
２６を設けた場合、発生部２２のなかに増幅部（ＦＥＴ）２６との間の距離が大きく離れてしまう領域ができてしまう。このような距離が離れた領域で受光した場合、電子ｅが増幅部（ＦＥＴ）２６に到達するまでの時間が長くなる。その結果、単位時間あたりの信号処理数が減少し、測定時間の長時間化につながる。このような問題は、特に検出器２０が大面積化するに従って顕著になる。検出器２０の大面積化は、検出感度を向上させ、測定時間の短縮にメリットがあるが、上記の問題によりこの効果が打ち消される場合がある。
【００６０】
これに対して、図３に示す放射線検出装置１００の検出器２０では、遮蔽部３０によって収集部（アノード）２４および増幅部（ＦＥＴ）２６へのＸ線の入射を妨げることができるため、検出器２０の中央部に収集部（アノード）２４および増幅部（ＦＥＴ）２６を配置することができる。そのため、上記のような問題が生じない。したがって、放射線検出装置１００によれば、ＳＮ比を向上させつつ、測定時間の短縮を図ることができる。
【００６１】
放射線検出装置１００では、遮蔽部３０は、透過膜１３と検出器２０との間に設けられている。これにより、検出器２０の感度の低下を抑制しつつ、ＳＮ比を向上させることができる。例えば遮蔽部３０が筐体１０の外に設けられている場合、遮蔽部３０と検出器２０との間の距離が離れてしまう。そのため、収集部（アノード）２４および増幅部（ＦＥＴ）２６を確実に遮蔽するためには、遮蔽部３０の面積を大きくしなければならない。しかしながら、遮蔽部３０の面積を大きくしてしまうと、発生部２２の第２部分２２ｂが遮蔽される割合も大きくなってしまうため、感度が低下してしまう。これに対して、放射線検出装置１００では、遮蔽部３０は、透過膜１３と検出器２０との間に設けられているため、遮蔽部３０が筐体１０の外に設けられている場合と比べて、遮蔽部３０と検出器２０との間の距離を近づけることができる。したがって、検出器２０の感度の低下を抑制しつつ、ＳＮ比を向上させることができる。
【００６２】
１．２．  実験例
次に、遮蔽部３０の効果について具体的に説明する。
【００６３】
図５は、遮蔽部３０の材質をシリコンとし、遮蔽部３０の厚さを４００μｍ、検出器（シリコンドリフト検出器）２０の厚さを４００μｍとした場合に、第１部分２２ａでのＸ線の検出確率および第２部分２２ｂでのＸ線の検出確率と、Ｘ線のエネルギーとの関係をシミュレーションで求めた結果を示すグラフである。なお、図５のグラフは、透過膜による減衰を考慮していない。第１部分２２ａでの検出確率は、以下のように表される。
【００６４】
（第１部分２２ａでの検出確率）≒｛１−（遮蔽部３０での遮蔽率）｝×（第１部分２２ａでの遮蔽率）
図５からわかるように、Ｘ線のエネルギーが１０ｋｅＶ以下の場合、第１部分２２ａでのＸ線の検出確率は０であり、第２部分２２ｂのＸ線の検出確率は１である。すなわち、遮蔽部３０は、１０ｋｅＶ以下のＸ線を、ほとんどすべて遮蔽している（遮蔽部３０の透過率≒０％）。
【００６５】
また、Ｘ線のエネルギーが１０ｋｅＶより大きい場合でも、第１部分２２ａでのＸ線の検出確率は、第２部分２２ｂでの検出確率よりも小さい。すなわち、遮蔽部３０によって、第１部分２２ａへのＸ線の入射が妨げられていることがわかる。
【００６６】
このように、遮蔽部３０によってＸ線の入射を妨げることができることがわかった。
【００６７】
１．３．  変形例
次に、本実施形態に係る放射線検出装置の変形例について説明する。以下、各変形例において、上述した放射線検出装置１００の構成部材と同様の機能を有する部材については
同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００６８】
（１）第１変形例
まず、第１変形例について説明する。図６は、第１変形例に係る放射線検出装置２００を模式的に示す断面図である。
【００６９】
上述した放射線検出装置１００では、図１に示すように、遮蔽部３０の厚さと支持部４０の厚さは、同じであった。
【００７０】
これに対して、放射線検出装置２００では、図６に示すように、遮蔽部３０の厚さは、支持部４０の厚さよりも大きい。これにより、Ｘ線に対する遮蔽部３０の遮蔽率を高めつつ、Ｘ線に対する支持部４０の透過率を高めることができる。したがって、放射線検出装置２００によれば、支持部４０および遮蔽部３０を一体に設けた場合でも、支持部４０によって第２部分２２ｂへのＸ線の入射を妨げることなく、遮蔽部３０によって第１部分２２ａへのＸ線の入射を妨げることができる。
【００７１】
厚さの異なる遮蔽部３０および支持部４０を一体に形成する場合、例えば、まず、シリコン基板を遮蔽部３０の厚さとなるようにエッチングする。次に、遮蔽部３０となる領域にマスクを形成してエッチングを行い、該マスクが形成された領域を除いてシリコン基板を薄くする。次に、シリコン基板の薄くなった領域をパターニングして支持部４０を形成する。これにより、厚さの異なる遮蔽部３０および支持部４０を一体に形成することができる。
【００７２】
なお、遮蔽部３０と支持部４０とを別体としてもよい。
【００７３】
（２）第２変形例
次に、第２変形例について説明する。図７は、第２変形例に係る放射線検出装置３００を模式的に示す断面図である。図８は、放射線検出装置３００を模式的に示す平面図である。なお、図７は、図８のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【００７４】
上述した放射線検出装置１００では、図１および図２に示すように、遮蔽部３０は、支持部４０と一体に設けられていた。
【００７５】
これに対して、放射線検出装置３００では、図７および図８に示すように、遮蔽部３０は、透過膜１３上に設けられている。遮蔽部３０は、透過膜１３に接している。
【００７６】
遮蔽部３０は、例えば、透過膜１３上に金属膜を成膜することで形成される。遮蔽部３０として用いる金属膜の材質は、例えば、Ａｌ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｓｎ、Ｍｏ等の重金属である。このような重金属はＸ線に対して高い遮蔽率を有するため、遮蔽部３０を薄膜化することができる。
【００７７】
なお、放射線検出装置３００は、図示の例では、支持部４０を有していないが、支持部４０を有していてもよい。
【００７８】
（３）第３変形例
次に、第３変形例について説明する。図９は、第３変形例に係る放射線検出装置４００を模式的に示す断面図である。図１０は、放射線検出装置４００を模式的に示す平面図である。なお、図９は、図１０のＩＸ−ＩＸ線断面図である。
【００７９】
上述した放射線検出装置１００では、図１および図２に示すように、遮蔽部３０は、支
持部４０と一体に設けられていた。
【００８０】
これに対して、放射線検出装置４００では、図９および図１０に示すように、遮蔽部３０は、検出器２０上に設けられている。より具体的には、遮蔽部３０は、発生部２２の第１部分２２ａ上に設けられている。遮蔽部３０は、検出器２０に接している。
【００８１】
遮蔽部３０は、例えば、検出器２０上に金属膜を成膜することで形成される。遮蔽部３０として用いる金属膜の材質は、例えば、Ａｌ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｓｎ、Ｍｏ等の重金属である。これにより、遮蔽部３０を薄膜化することができる。
【００８２】
放射線検出装置４００では、遮蔽部３０が検出器２０上に設けられているため、遮蔽部３０と収集部２４および増幅部２６との間の距離を近づけることができる。したがって、検出器２０の感度の低下を抑制しつつ、ＳＮ比を向上させることができる。
【００８３】
（４）第４変形例
次に、第４変形例について説明する。図１１は、第４変形例に係る放射線検出装置５００を模式的に示す断面図である。図１２は、放射線検出装置５００を模式的に示す平面図である。なお、図１１は、図１２のＸＩ−ＸＩ線断面図である。また、図１３は、放射線検出装置５００の検出器２０を模式的に示す平面図である。
【００８４】
上述した放射線検出装置１００では、図１および図２に示すように、収集部２４は、増幅部２６を囲むように設けられていた。
【００８５】
これに対して、放射線検出装置５００では、図１１〜図１３に示すように、収集部２４は検出器２０の発生部２２に設けられ、増幅部２６は発生部２２の外（非収集部２３）に設けられている。また、遮蔽部３０は、Ｘ線の入射方向Ａからみて、収集部２４と重なるように設けられている。なお、図示の例では、遮蔽部３０は、Ｘ線の入射方向Ａからみて、増幅部２６と重なっていない。
【００８６】
放射線検出装置５００では、検出器２０は、図１２および図１３に示すように、非収集部２３を有している。非収集部２３は、Ｘ線が入射しても発生した電子がアノードに収集されない領域である。非収集部２３は、例えば、Ｓｉ単結晶の電位勾配（ドリフト電場）が印加されない領域である。検出器２０において、非収集部２３は、発生部２２の外側の領域である。図示の例では、発生部２２は、検出器２０の中央部に設けられ、非収集部２３は、検出器２０の端部に設けられている。
【００８７】
収集部２４と増幅部２６とは、例えば、ボンディングワイヤー等の配線２８によって電気的に接続されている。
【００８８】
放射線検出装置５００では、遮蔽部３０が、Ｘ線の入射方向Ａからみて、収集部２４と重なるように設けられているため、ノイズの発生を抑制して、ＳＮ比を向上させることができる。
【００８９】
また、放射線検出装置５００では、増幅部２６が、Ｘ線が入射しても発生した電子がアノードに収集されない領域（非収集部２３）に設けられている。そのため、そもそも、増幅部２６と重なる発生部２２の第１部分２２ａで発生した電子が収集部２４で正確に収集することができずにノイズの原因となるという問題が生じない。したがって、放射線検出装置５００では、遮蔽部３０が増幅部２６と重なるように設けられていなくても、ノイズの発生を抑制することができる。
【００９０】
なお、図示はしないが、例えば、土台１４、または支持部４０の梁部４０ａ，４０ｂが、Ｘ線の入射方向Ａからみて、増幅部２６と重なっていてもよい。すなわち、土台１４または支持部４０の梁部４０ａ，４０ｂが遮蔽部３０と同様の機能を有していてもよい。これにより、ノイズの発生を抑制して、ＳＮ比を向上させることができる。
【００９１】
（５）第５変形例
次に、第５変形例について説明する。図１４は、第５変形例に係る放射線検出装置６００を模式的に示す断面図である。図１５は、放射線検出装置６００を模式的に示す平面図である。なお、図１４は、図１５のＸＩＶ−ＸＩＶ線断面図である。
【００９２】
上述した放射線検出装置１００では、図１および図２に示すように、収集部２４および増幅部２６は、検出器２０の中央部に配置されていた。
【００９３】
これに対して、放射線検出装置６００では、図１４および図１５に示すように、収集部２４および増幅部２６は、検出器２０の端部に配置されている。なお、収集部２４および増幅部２６の位置は特に限定されない。
【００９４】
（６）第６変形例
次に、第６変形例について説明する。図１６は、第６変形例に係る放射線検出装置７００を模式的に示す断面図である。
【００９５】
上述した放射線検出装置１００では、図１および図２に示すように、遮蔽部３０は、透過膜１３と検出器２０との間に設けられていた。
【００９６】
これに対して、放射線検出装置２００では、図１６に示すように、遮蔽部３０は、筐体１０の外に設けられている。
【００９７】
遮蔽部３０は、Ｘ線の入射方向を揃えるためのコリメーター部７１０によって支持されている。なお、遮蔽部３０を支持するための部材は、特に限定されない。
【００９８】
２．  第２実施形態
次に、第２実施形態に係る放射線分析装置について図面を参照しながら説明する。図１７は、第２実施形態に係る放射線分析装置１の構成を示す図である。
【００９９】
放射線分析装置１は、本発明に係る放射線検出装置を含んで構成されている。ここでは、放射線分析装置１が、放射線検出装置１００を含んで構成されている場合について説明する。
【０１００】
放射線分析装置１は、さらに、図１７に示すように、電子線源２と、集束レンズ３と、走査偏向器４と、対物レンズ５と、試料ステージ６と、電子検出器７と、を含んで構成されている。
【０１０１】
放射線分析装置１は、試料Ｓ上で電子線Ｅ１を走査し、電子線Ｅ１が試料Ｓ内で散乱されることによって試料Ｓから放出される電子Ｅ２を検出して、画像（走査電子像）を取得する。すなわち、放射線分析装置１は、放射線検出装置１００を搭載した走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）である。
【０１０２】
電子線源２は、電子線（一次電子線）Ｅ１を発生させる。電子線源２は、例えば、公知の電子銃であり、陰極から放出された電子を陽極で加速して電子線Ｅ１を放出する。電子線源２として用いられる電子銃は、特に限定されず、例えば、熱電子放出型や、熱電界放
出型、冷陰極電界放出型などの電子銃を用いることができる。電子線源２から放出された電子線Ｅ１は、放射線分析装置１の光学系の光軸Ｚに沿って進行する。
【０１０３】
集束レンズ３は、電子線源２の後段（電子線Ｅ１の下流側）に配置されている。集束レンズ３は、電子線Ｅ１を集束させるためのレンズである。
【０１０４】
走査偏向器（走査コイル）４は、集束レンズ３の後段に配置されている。走査偏向器４は、集束レンズ３および対物レンズ５で集束された電子線Ｅ１を試料Ｓ上で走査するための電磁コイルである。走査偏向器４は、走査信号生成部（図示せず）で生成された走査信号に基づいて電子線Ｅ１を偏向させ、電子線Ｅ１を試料Ｓ上で走査する。
【０１０５】
対物レンズ５は、走査偏向器４の後段に配置されている。対物レンズ５は、電子線Ｅ１を集束して、試料Ｓに照射するためのレンズである。
【０１０６】
試料ステージ６は、試料Ｓを保持し、試料Ｓを移動させることができる。試料ステージ６は、例えば、試料Ｓの水平移動、上下移動、回転、傾斜などの動作を行うことができる。
【０１０７】
電子検出器７は、集束された電子線Ｅ１の走査に基づいて試料Ｓの表面から放出される二次電子や反射電子を検出する。電子検出器７によって検出された二次電子や反射電子の強度信号は、走査信号と同期された画像データとして、フレームメモリー（図示せず）に記憶される。このフレームメモリーに記憶された画像データに基づいて、走査像が生成される。
【０１０８】
放射線検出装置１００は、集束された電子線Ｅ１で試料Ｓを照射することにより発生する特性Ｘ線を検出する。放射線検出装置１００は、例えば、エネルギー分散型検出器として機能する。
【０１０９】
放射線分析装置１では、放射線検出装置１００を含むため、ＳＮ比を向上させることができる。
【０１１０】
なお、ここでは、放射線分析装置１が本発明に係る放射線検出装置を搭載した走査電子顕微鏡である場合について説明したが、放射線分析装置１は、例えば、本発明に係る放射線検出装置を搭載した透過電子顕微鏡、走査透過電子顕微鏡、蛍光Ｘ線分析装置、電子プローブマイクロアナライザー等であってもよい。
【０１１１】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０１１２】
１…放射線分析装置、２…電子線源、３…集束レンズ、４…走査偏向器、５…対物レンズ、６…試料ステージ、７…電子検出器、１０…筐体、１２…窓部、１３…透過膜、１４…土台、１６…筒体、２０…検出器、２０ａ…入射面、２０ｂ…裏面、２０ｄ…検出器、２２…発生部、２２ａ…第１部分、２２ｂ…第２部分、２３…非収集部、２４…収集部、２５…領域、２６…増幅部、２８…配線、３０…遮蔽部、４０…支持部、４０ａ…梁部、４０ｂ…梁部、５０…冷却素子、６０…ヒートパイプ、７０…電極端子基板、１００，２０
０，３００，４００，５００，６００，７００…放射線検出装置、７１０…コリメーター部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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