(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射された放射線によって常伝導体に付与された熱量から、その熱量による前記常伝導体の温度変化を検出し、絶縁体を介して超伝導体に与えられた前記温度変化に伴う電気的特性の変化を測定することで入射された前記放射線を検出する、前記常伝導体，絶縁体，および超伝導体の順に接合された放射線検出装置であって、入射された放射線を熱量としてそれぞれ吸収する、熱的に互いに区画された複数の吸収体について、前記常伝導体と各々の前記吸収体との間を、放射線の入射に応じて熱量の伝導のＯＮ／ＯＦＦを切り換えるヒートスイッチでそれぞれ接合し、各吸収体を、常伝導体でそれぞれ構成するとともに、各々の前記ヒートスイッチを、超伝導体でそれぞれ構成することを特徴とする放射線検出装置。
【請求項２】
入射された放射線によって常伝導体に付与された熱量から、その熱量による前記常伝導体の温度変化を検出し、絶縁体を介して超伝導体に与えられた前記温度変化に伴う電気的特性の変化を測定することで入射された前記放射線を検出する、前記常伝導体，絶縁体，および超伝導体の順に接合された放射線検出装置であって、入射された放射線を熱量としてそれぞれ吸収する、熱的に互いに区画された複数の吸収体について、前記常伝導体と各々の前記吸収体とを直接的にそれぞれ接合し、各吸収体を、超伝導体，半導体，または絶縁体のいずれかでそれぞれ構成することを特徴とする放射線検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体基板の不純物検査，微量元素分析，Ｘ線蛍光分析，物理学実験用機器などに用いられる試料から放射された放射線を検出する放射線検出装置に係り、特に、常伝導体（Ｎ），絶縁体（Ｉ），および超伝導体（Ｓ）の順に接合されたＮＩＳトンネル接合放射線検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の装置は、図７に示すように、常伝導体１０１，絶縁体１０２，および超伝導体１０３の順に接合された状態で、基板１０４上に形成されることで構成されている。常伝導体１０１は、入射された放射線を熱量として吸収する吸収体として機能するとともに、その熱量による電子温度を検出するセンサとしても機能し、放射線が入射されたときのみ、絶縁体１０２を介して、常伝導体１０１は吸収されたその熱量を超伝導体１０３に付与する。超伝導体１０３は、図示を省略するリード線に接続されており、上記熱量による常伝導体１０１の温度変化に伴う電気的特性（例えば電流−電圧特性）の変化を、このリード線によって測定する。
【０００３】
このような常伝導体１０１，絶縁体１０２，および超伝導体１０３の順に接合されたＮＩＳトンネル接合放射線検出装置では、測定の際に磁場を印加する必要がなく、応答も数十μｓ程度と速いという利点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成を有するＮＩＳトンネル接合放射線検出装置の場合には、次のような問題がある。
すなわち、吸収体でもある常伝導体１０１が放射線を吸収する面積（以下、この面積を『有感面積』とする）は、吸収体の熱容量に比例し、エネルギー（熱量）分解能の大きさは、その吸収体の熱容量の平方根に比例するので、同じ吸収体材料を用いた場合には、有感面積が小さくなるほど放射線検出装置から測定された熱量のエネルギー分解能の大きさが小さくなる、すなわちエネルギー分解能が向上する。従って、エネルギー分解能を向上させるためには、吸収体の有感面積を小さくする、すなわち吸収体の熱容量を小さくする必要がある。
【０００５】
その一方で、半導体基板の不純物検査，微量元素分析，Ｘ線蛍光分析，物理学実験用機器など一般産業に放射線検出装置を適用するためには、熱量を短時間で測定することが望ましい。そして、熱量を短時間で測定するには、有感面積を大きくするのが望ましい。
【０００６】
このことから、エネルギー分解能を向上させるためには、有感面積を小さくする必要があり、有感面積が小さくなると熱量の測定時間が増大する。そして、熱量を短時間で測定するためには、有感面積を大きくする必要があり、有感面積が大きくなるとエネルギー分解能が低下する。
【０００７】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、エネルギー分解能を変えずに有感面積を大きくする放射線検出装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、入射された放射線によって常伝導体に付与された熱量から、その熱量による前記常伝導体の温度変化を検出し、絶縁体を介して超伝導体に与えられた前記温度変化に伴う電気的特性の変化を測定することで入射された前記放射線を検出する、前記常伝導体，絶縁体，および超伝導体の順に接合された放射線検出装置であって、入射された放射線を熱量としてそれぞれ吸収する、熱的に互いに区画された複数の吸収体について、前記常伝導体と各々の前記吸収体との間を、放射線の入射に応じて熱量の伝導のＯＮ／ＯＦＦを切り換えるヒートスイッチでそれぞれ接合し、各吸収体を、常伝導体でそれぞれ構成するとともに、各々の前記ヒートスイッチを、超伝導体でそれぞれ構成することを特徴とするものである。
また、請求項２に記載の発明は、入射された放射線によって常伝導体に付与された熱量から、その熱量による前記常伝導体の温度変化を検出し、絶縁体を介して超伝導体に与えられた前記温度変化に伴う電気的特性の変化を測定することで入射された前記放射線を検出する、前記常伝導体，絶縁体，および超伝導体の順に接合された放射線検出装置であって、入射された放射線を熱量としてそれぞれ吸収する、熱的に互いに区画された複数の吸収体について、前記常伝導体と各々の前記吸収体とを直接的にそれぞれ接合し、各吸収体を、超伝導体，半導体，または絶縁体のいずれかでそれぞれ構成することを特徴とするものである。
【０００９】
〔作用・効果〕請求項１、２に記載の発明によれば、常伝導体（Ｎ），絶縁体（Ｉ），および超伝導体（Ｓ）の順に接合されたＮＩＳトンネル接合放射線検出装置において、熱的に互いに区画された複数の吸収体を、ＮＩＳトンネル接合放射線検出装置を構成する常伝導体側に備えているので、吸収体の数を増大させれば放射線を吸収する面積である有感面積を大きくすることができる。また、吸収体の数が増大しても、各々の吸収体は熱的に互いに区画されており、後述する理由により、放射線が入射された吸収体のみから熱量が常伝導体に伝導し、常伝導体に伝導されたその熱量が、放射線が入射された吸収体以外の吸収体に伝導しないように吸収体をそれぞれ構成しているので、エネルギー（熱量）分解能の大きさの２乗に比例する吸収体の熱容量は、放射線が入射された吸収体のみの熱容量となって、放射線が入射された吸収体以外の吸収体の熱容量が加わらない。従って、吸収体の数が増大しても、吸収体の熱容量、さらにはエネルギー分解能が変わらず、その結果、エネルギー分解能を変えずに有感面積を大きくすることができる。
【００１０】
また、放射線が入射された吸収体のみから熱量が常伝導体に伝導し、常伝導体に伝導されたその熱量が、放射線が入射された吸収体以外の吸収体に伝導しないように吸収体をそれぞれ構成するには、以下のような手法がある。すなわち、ＮＩＳトンネル接合放射線検出装置を構成する常伝導体と、吸収体との間を、放射線の入射に応じて熱量の伝導のＯＮ／ＯＦＦを切り換えるヒートスイッチでそれぞれ接合し、各吸収体を、常伝導体でそれぞれ構成するとともに、各々のヒートスイッチを、超伝導体でそれぞれ構成する手法（請求項１に記載の発明）、あるいはＮＩＳトンネル接合放射線検出装置を構成する常伝導体と、吸収体とを直接的にそれぞれ接合し、各吸収体を、超伝導体，半導体，または絶縁体のいずれかでそれぞれ構成する手法（請求項２に記載の発明）がある。
【００１１】
前者の手法（請求項１に記載の発明）の場合には、ＮＩＳトンネル接合放射線検出装置を構成する常伝導体と、各々の吸収体との間を、放射線の入射に応じて熱量の伝導のＯＮ／ＯＦＦを切り換えるヒートスイッチでそれぞれ接合し、各吸収体を、常伝導体でそれぞれ構成しているので、放射線が入射された吸収体に接合しているヒートスイッチのみがＯＮ状態に切り換えられ、放射線が入射された吸収体以外の吸収体に接合しているヒートスイッチはＯＦＦ状態のままになる。放射線が入射された吸収体のみから熱量が、ＯＮ状態のヒートスイッチを介して、ＮＩＳトンネル接合放射線検出装置を構成する常伝導体に伝導し、放射線が入射された吸収体以外の吸収体に接合しているヒートスイッチはＯＦＦ状態のままであることから、常伝導体に伝導されたその熱量が、放射線が入射された吸収体以外の吸収体に伝導しないようにすることができる。
【００１２】
ヒートスイッチは超伝導体で構成されており、超伝導体は電子による熱量を伝搬しないことから、吸収体に放射線が入射しないときには、ヒートスイッチ（超伝導体）はＯＦＦ状態のままで、吸収体に放射線が入射すると、放射線のエネルギー付与によって形成されるホットスポット（局所的な温度上昇部位）により超伝導体であるヒートスイッチが常伝導状態に転移しＯＮ状態に切り換わる。従って、放射線が入射された吸収体に接合しているヒートスイッチ（超伝導体）のみがＯＮ状態に切り換えられ、放射線が入射された吸収体以外の吸収体に接合しているヒートスイッチ（超伝導体）はＯＦＦ状態のままになる。また各吸収体を、常伝導体でそれぞれ構成するならば、吸収体を構成する材料については特に限定されない。なお、ホットスポットとは、放射線が入射した直後に、その入射箇所の近傍にできる温度が高い領域のことを示し、時間とともに拡散する。また、このホットスポットは、後述する温度上昇領域とは相違する。
【００１３】
後者の手法（請求項２に記載の発明）の場合には、ＮＩＳトンネル接合放射線検出装置を構成する常伝導体と、各々の吸収体とを直接的にそれぞれ接合し、各吸収体を、超伝導体，半導体，または絶縁体のいずれかでそれぞれ構成しているので、下記のような作用・効果を奏する。
【００１４】
すなわち、吸収体が超伝導体で構成されている場合には、吸収体に放射線が入射したときのみ、超伝導体である吸収体がホットスポットにより常伝導状態に転移し、吸収体に直接的に接合された常伝導体に、吸収された熱量が伝導する。超伝導体は電子による熱量を伝搬しないことから、常伝導体に伝導されたその熱量は、他の吸収体（超伝導体）に伝導しない。従って、放射線が入射された吸収体のみから熱量が常伝導体に伝導し、常伝導体に伝導されたその熱量が、放射線が入射された吸収体以外の吸収体に伝導しないようにすることができる。
【００１５】
また、吸収体が半導体または絶縁体で構成されている場合には、半導体または絶縁体である吸収体に放射線が入射するとその熱量は、吸収体に直接的に接合された常伝導体に伝導するが、半導体および絶縁体は常伝導体よりも熱伝導性が低いことから、常伝導体に伝導されたその熱量は、他の吸収体（半導体または絶縁体）には伝導しない。従って、放射線が入射された吸収体のみから熱量が常伝導体に伝導し、常伝導体に伝導されたその熱量が、放射線が入射された吸収体以外の吸収体に伝導しないようにすることができる。
【００１６】
なお、本明細書は、本発明に係る放射線検出装置を製造する放射線検出装置の製造方法も開示している。
【００１７】
（１）入射された放射線によって常伝導体に付与された熱量から、その熱量による前記常伝導体の温度変化を検出し、絶縁体を介して超伝導体に与えられた前記温度変化に伴う電気的特性の変化を測定することで入射された前記放射線を検出する、前記常伝導体，絶縁体，および超伝導体の順に接合された放射線検出装置を製造する放射線検出装置の製造方法において、基板上に超伝導体を積層形成し、積層形成された前記超伝導体に接合するように絶縁体を積層形成し、積層形成された前記絶縁体に接合するように常伝導体を積層形成し、積層形成された前記常伝導体の上に、放射線の入射に応じて熱量の伝導のＯＮ／ＯＦＦをそれぞれ切り換える複数のヒートスイッチを積層形成し、積層形成された各々の前記ヒートスイッチの上に、入射された放射線を熱量として吸収する吸収体をそれぞれ積層形成することを特徴とする放射線検出装置の製造方法。
【００１８】
〔作用・効果〕上記の発明によれば、基板上に超伝導体を積層形成し、その超伝導体に接合するように絶縁体を積層形成し、その絶縁体に接合するように常伝導体を積層形成することで、常伝導体（Ｎ），絶縁体（Ｉ），および超伝導体（Ｓ）の順に接合されたＮＩＳトンネル接合放射線検出装置が製造される。そして、そのＮＩＳトンネル接合放射線検出装置の常伝導体の上に、複数のヒートスイッチを積層形成し、積層形成された各々のヒートスイッチの上に吸収体をそれぞれ積層形成することで、熱的に互いに区画された複数の吸収体を有し、常伝導体と各々の吸収体との間をヒートスイッチでそれぞれ接合したＮＩＳトンネル接合放射線検出装置を製造することができる。
【００１９】
（２）前記（１）に記載の放射線検出装置の製造方法において、前記吸収体は、常伝導体であって、前記ヒートスイッチは、超伝導体であることを特徴とする放射線検出装置の製造方法。
【００２０】
〔作用・効果〕上記の発明によれば、請求項１に記載の発明に係る放射線検出装置を好適に製造することができる。
【００２１】
（３）入射された放射線によって常伝導体に付与された熱量から、その熱量による前記常伝導体の温度変化を検出し、絶縁体を介して超伝導体に与えられた前記温度変化に伴う電気的特性の変化を測定することで入射された前記放射線を検出する、前記常伝導体，絶縁体，および超伝導体の順に接合された放射線検出装置を製造する放射線検出装置の製造方法において、基板上に超伝導体を積層形成し、積層形成された前記超伝導体に接合するように絶縁体を積層形成し、積層形成された前記絶縁体に接合するように常伝導体を積層形成し、積層形成された前記常伝導体の上に、入射された放射線を熱量としてそれぞれ吸収する複数の吸収体を積層形成することを特徴とする放射線検出装置の製造方法。
【００２２】
〔作用・効果〕上記の発明によれば、基板上に超伝導体を積層形成し、その超伝導体に接合するように絶縁体を積層形成し、その絶縁体に接合するように常伝導体を積層形成することで、ＮＩＳトンネル接合放射線検出装置が製造される。そして、そのＮＩＳトンネル接合放射線検出装置の常伝導体の上に、複数の吸収体を積層形成することで、熱的に互いに区画された複数の吸収体を有し、常伝導体と各々の吸収体とを直接的にそれぞれ接合したＮＩＳトンネル接合放射線検出装置を製造することができる。
【００２３】
（４）前記（３）に記載の放射線検出装置の製造方法において、前記吸収体は、超伝導体，半導体，または絶縁体のいずれかであることを特徴とする放射線検出装置の製造方法。
【００２４】
〔作用・効果〕上記の発明によれば、請求項２に記載の発明に係る放射線検出装置を好適に製造することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
〔第１実施例〕
以下、図面を参照してこの発明の第１実施例を説明する。
図１は、第１実施例に係る放射線検出装置の概略構成を示した側断面図、図２，図３は第１実施例装置を製造する製造工程の側断面図である。第１実施例装置は、図１に示すように、基板１と、ＮＩＳトンネル接合部２と、放射線の入射に応じて熱量の伝導のＯＮ／ＯＦＦを切り換えるヒートスイッチ３と、入射された放射線を熱量として吸収する吸収体４とから構成される。
【００２６】
基板１の上にはＮＩＳトンネル接合部２が形成されており、このＮＩＳトンネル接合部２は、常伝導体Ｎ，絶縁体Ｉ，および超伝導体Ｓの順に接合されたもので形成されている。この常伝導体Ｎは、放射線の入射に付与された熱量による電子温度を検出するセンサとしての機能を果たす。
【００２７】
この常伝導体Ｎの上には、複数（図１〜図３中では２個）のヒートスイッチ３が形成されており、各々のヒートスイッチ３の上には、吸収体４がそれぞれ形成されている。これらのヒートスイッチ３は、超伝導体でそれぞれ構成されており、これらの吸収体４は、常伝導体でそれぞれ構成されている。
【００２８】
超伝導体Ｓは、図示を省略するリード線に接続されており、センサでもある常伝導体Ｎの温度変化に伴う電気的特性（例えば電流−電圧特性）の変化を、このリード線によって測定する。つまり、放射線の入射に付与された熱量によって常伝導体Ｎの電子温度が上昇し、この常伝導体Ｎの電子温度に関する温度変化に伴う電気的特性の変化を測定することで入射された放射線が検出される。
【００２９】
次に、第１実施例装置を製造する製造工程について、図２および図３を参照して説明する。
【００３０】
例えば窒化シリコンなどの基板１から所定間隔だけ離して、図２（ａ）に示すように、貫通孔５ａが設けられたシャドーマスク５を被せ、その状態で超伝導体として、ニオブ（Ｎｂ）薄膜をスパッタリング成膜する。すると、図２（ｂ）に示すように、シャドーマスク５の貫通孔５ａの下部において基板１上にＮｂ薄膜が積層形成される。このＮｂ薄膜が、超導電体Ｓとなる。
【００３１】
次に、図２（ｃ）に示すように、基板１から所定間隔だけ離して貫通孔５ａ付きのシャドーマスク５を被せ、その状態で、アルミニウム（Ａｌ）薄膜をスパッタリング成膜し、このＡｌ薄膜を酸化させて酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）薄膜を形成する。すると、図３（ａ）に示すように、シャドーマスク５の貫通孔５ａの下部において基板１上に超導電体Ｓ（Ｎｂ薄膜）に接合するようにＡｌ2Ｏ3薄膜が積層形成される。このＡｌ2Ｏ3薄膜が、絶縁体Ｉとなる。
【００３２】
次に、図３（ｂ）に示すように、基板１から所定間隔だけ離して貫通孔５ａ付きのシャドーマスク５を被せ、その状態で常伝導体として、銀（Ａｇ）薄膜をスパッタリング成膜する。すると、図３（ｃ）に示すように、シャドーマスク５の貫通孔５ａの下部において基板１上に絶縁体Ｉ（Ａｌ2Ｏ3薄膜）に接合するようにＡｇ薄膜が積層形成される。このＡｇ薄膜が、常伝導体Ｎとなる。このＡｇ薄膜が積層形成された時点で、常伝導体Ｎ，絶縁体Ｉ，および超伝導体Ｓの順に接合されたＮＩＳトンネル接合部２が形成されることになる。
【００３３】
続いて、図３（ｄ）に示すように、常伝導体Ｎの上に、複数の超伝導体膜を積層配置し、積層配置された各々の超伝導体膜の上に、常伝導金属膜をそれぞれ積層配置する。この各々の超伝導体膜が、ヒートスイッチ３とそれぞれなり、この各々の常伝導金属膜が、吸収体４とそれぞれなる。この超伝導体膜および常伝導金属膜の材料については、特に限定されない。
【００３４】
最後に、図示を省略するリード線として、超伝導体Ｓと同様に、Ｎｂ薄膜をスパッタリング成膜し、リード線としてスパッタリング成膜された、このＮｂ薄膜を超伝導体Ｓに接続する。
【００３５】
このようにして、熱的に互いに区画された複数の吸収体４を有し、常伝導体Ｎと各々の吸収体４との間をヒートスイッチ３でそれぞれ接合した第１実施例装置が製造される。なお、シャドーマスク５を、これらの層が積層形成される部分以外の箇所に基板１上に直接的に被せることで、これらの層を積層形成してもよい。
【００３６】
このように製造された第１実施例装置は、以下の作用・効果を奏する。すなわち、ヒートスイッチ３は超伝導体で構成されており、超伝導体は電子による熱量を伝搬しないことから、吸収体４に放射線が入射しないときには、ヒートスイッチ４（超伝導体）はＯＦＦ状態のままで、吸収体４に放射線が入射すると、放射線のエネルギー付与によって形成されるホットスポット、すなわち局所的な温度上昇部位により超伝導体であるヒートスイッチ３が常伝導状態に転移しＯＮ状態に切り換わる。従って、放射線が入射された吸収体４のみに接合しているヒートスイッチ３（超伝導体）のみがＯＮ状態に切り換えられ、放射線が入射された吸収体４以外の吸収体４に接合しているヒートスイッチ３（超伝導体）はＯＦＦ状態のままになる。
【００３７】
従って、放射線が入射された吸収体４のみから熱量が、ＯＮ状態のヒートスイッチ３を介して、ＮＩＳトンネル接合部２を構成する常伝導体Ｎに伝導し、放射線が入射された吸収体４以外の吸収体４に接合しているヒートスイッチ３はＯＦＦ状態のままであることから、常伝導体Ｎに伝導されたその熱量が、放射線が入射された吸収体４以外の吸収体４に伝導しないようにすることができる。
【００３８】
このように、第１実施例装置において、放射線が入射された吸収体４のみから熱量が常伝導体Ｎに伝導し、常伝導体Ｎに伝導されたその熱量が、放射線が入射された吸収体４以外の吸収体４に伝導しないように、ヒートスイッチ３および吸収体４がそれぞれ構成されているので、吸収体４の数を従来の１つから第１実施例装置のように２つに増やしても、エネルギー（熱量）分解能の大きさの２乗に比例する吸収体４の熱容量は、放射線が入射された吸収体４のみの熱容量となって、放射線が入射された吸収体４以外の吸収体４の熱容量が加わらない。
【００３９】
すなわち、各々の吸収体４の熱容量をＣとそれぞれし、センサでもある常伝導体Ｎの熱容量をＣSとする。吸収体４の個数をＮ（第１実施例では２）とした場合、放射線を吸収する面積である有感面積は従来のＮ倍となって増大する。その一方で、放射線の入射による熱量が拡がって熱平衡に達する領域である温度上昇領域は、放射線が入射される吸収体４とセンサ（常伝導体Ｎ）に限られ、その部分の熱容量は（Ｃ＋ＣS）となる。常伝導体Ｎの熱容量ＣSが、吸収体の熱容量Ｃと比べて無視できるとすると、すなわちＣ≫ＣSが成立すると、第１実施例装置の熱容量（Ｃ＋ＣS）は、従来の吸収体の熱容量Ｃと同じとみなすことができる。従って、吸収体４の数が増大しても、吸収体４の熱容量、さらにはエネルギー分解能が変わらず、その結果、エネルギー分解能を変えずに有感面積を大きくすることができる。また、有感面積がＮ倍に増大することから、従来の１／Ｎ倍の時間に短縮して熱量を測定することができる。
【００４０】
〔第２実施例〕
次に、この発明の第２実施例を説明する。なお、第１実施例装置と共通する箇所については同符号を付して、その説明を省略する。図４は、第２実施例に係る放射線検出装置の概略構成を示した側断面図である。第２実施例装置は、図４に示すように、第１実施例と同様の基板１とＮＩＳトンネル接合部２とから構成されるとともに、吸収体４から構成されている。
【００４１】
第１実施例に係る各吸収体４は、常伝導体でそれぞれ構成されていたが、第２実施例に係る各吸収体４は、超伝導体，半導体，または絶縁体のいずれかでそれぞれ構成されている。つまり、これらの吸収体４は、超伝導体，半導体，または絶縁体でそれぞれ構成されていてもよいし、超伝導体，半導体，または絶縁体を同時に組み合わせてそれぞれ構成されていてもよい。また、各吸収体４が、超伝導体同士，半導体同士，または絶縁体同士のいずれかでそれぞれ構成されていてもよい。各吸収体４が、超伝導体同士でそれぞれ構成されている場合には、例えば、超伝導体のスズ（Ｓｎ）および同じく超伝導体のアルミニウム（Ａｌ）のみで各吸収体４をそれぞれ構成する。
【００４２】
また、第２実施例装置は、第１実施例のようなヒートスイッチ３を具備せず、ＮＩＳトンネル接合部２の常伝導体Ｎの上に、複数（図４中では２個）の吸収体４が直接的に接合されて形成されている。
【００４３】
第２実施例装置を製造する製造工程については、第１実施例に係る図２および図３（ａ）〜（ｃ）の製造工程の側断面図と同じ、すなわちＮＩＳトンネル接合部２の形成までは同じであるので、ＮＩＳトンネル接合部２の形成より後について説明する。
【００４４】
ＮＩＳトンネル接合部２が形成された常伝導体Ｎの上に、複数の超伝導体膜（半導体膜または絶縁体膜でもよい）を積層配置する。この各々の超伝導体膜が、吸収体４とそれぞれなる。吸収体４（超伝導体膜，半導体膜，または絶縁体膜）の材料については、特に限定されない。
【００４５】
最後に、図示を省略するリード線として、超伝導体Ｓと同様に、Ｎｂ薄膜をスパッタリング成膜し、リード線としてスパッタリング成膜された、このＮｂ薄膜を超伝導体Ｓに接続する。
【００４６】
このようにして、熱的に互いに区画された複数の吸収体４を有し、常伝導体Ｎと各々の吸収体４とを直接的にそれぞれ接合した第２実施例装置が製造される。
【００４７】
このように製造された第２実施例装置は、以下の作用・効果を奏する。すなわち、吸収体４が超伝導体で構成されている場合には、吸収体４に放射線が入射したときのみ、超伝導体である吸収体４がホットスポットにより常伝導状態に転移し、吸収体４に直接的に接合された常伝導体Ｎに、吸収された熱量が伝導する。超伝導体Ｎは電子による熱量を伝搬しないことから、常伝導体に伝導されたその熱量は、他の吸収体４（超伝導体）に伝導しない。従って、放射線が入射された吸収体４のみから熱量が常伝導体Ｎに伝導し、常伝導体Ｎに伝導されたその熱量が、放射線が入射された吸収体４以外の吸収体４に伝導しないようにすることができる。
【００４８】
また、吸収体４が半導体または絶縁体で構成されている場合には、半導体または絶縁体である吸収体４に放射線が入射するとその熱量は、吸収体４に直接的に接合された常伝導体Ｉに伝導するが、半導体および絶縁体は常伝導体Ｉよりも熱伝導性が低いことから、常伝導体Ｉに伝導されたその熱量は、他の吸収体４（半導体または絶縁体）には伝導しない。従って、放射線が入射された吸収体４のみから熱量が常伝導体Ｉに伝導し、常伝導体Ｉに伝導されたその熱量が、放射線が入射された吸収体４以外の吸収体４に伝導しないようにすることができる。
【００４９】
このように、第２実施例装置において、放射線が入射された吸収体４のみから熱量が常伝導体Ｎに伝導し、常伝導体Ｎに伝導されたその熱量が、放射線が入射された吸収体４以外の吸収体４に伝導しないように、吸収体４が構成されているので、吸収体４の数を増やしても、エネルギー分解能の大きさの２乗に比例する吸収体４の熱容量は、放射線が入射された吸収体４のみの熱容量となって、放射線が入射された吸収体４以外の吸収体４の熱容量が加わらない。その結果、第１実施例と同様に、エネルギー分解能を変えずに有感面積を大きくすることができる。
【００５０】
この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００５１】
（１）上述した第１，第２実施例を組み合わせて、本発明における放射線検出装置を適用することができる。すなわち、図５に示すように、常伝導体Ｎのある箇所の上には、ヒートスイッチ３を挟んで常伝導体の吸収体４が形成されている（第１実施例）とともに（図５では、左端，左から３番目，右から２番目の吸収体４）、常伝導体Ｎのある箇所の上には、吸収体が直接的に形成されている（第２実施例）（左から２番目,右から３番目,右端の吸収体４）。また例えば、第２実施例に係る吸収体４において、左から２番目の吸収体４を絶縁体で、右から３番目の吸収体４を超伝導体で、右端の吸収体４を半導体でそれぞれ構成してもよい。
【００５２】
また、上述のように吸収体４を形成する物質を互いにそれぞれ変えて構成することで、どの吸収体４に放射線が入射されたかを特定することができるという別異の効果をも奏する。
【００５３】
（２）上述した第１，第２実施例では、常伝導体Ｎの上に複数のヒートスイッチ３を積層配置し、積層配置された各々のヒートスイッチ３の上に、吸収体４をそれぞれ積層配置（第１実施例）、あるいは常伝導体Ｎの上に複数の吸収体４を積層配置（第２実施例）することで、各々の吸収体４が互いに分割され、その結果、複数の吸収体４が熱的に互いに区画されるように構成されていたが、複数の吸収体４を熱的に互いに区画するような構成は、第１，第２実施例のような構成に限定されない。
【００５４】
例えば、図６に示すように、複数の吸収体４の上に、各吸収体４間を埋めるように半導体層または絶縁体層６を積層してもよい。この場合、半導体層／絶縁体層６を、断熱効果を奏する物質で形成する方が、複数の吸収体４を熱的に互いに区画する点において好ましい。また、第１，第２実施例では各吸収体４間に物質が介在されていないので、図６に係る変形例よりも、図１，図４に係る第１，第２実施例の方が、複数の吸収体４を熱的に互いに区画する点においてより好ましい。
【００５５】
（３）上述した第１，第２実施例では、ＮＩＳトンネル接合部２の常伝導体Ｎ，絶縁体Ｉ，および超伝導体Ｓを積層形成するのに、各々の層をスパッタリング成膜し、ヒートスイッチ３あるいは吸収体４を積層形成するのに、各々の層を積層配置したが、積層形成する方法については、第１，第２実施例に限定されない。例えば、蒸着やメッキやＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法によって、これらの層を積層形成してもよいし、第１，第２実施例のようにスパッタリングのようなＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）法によって、これらの層を積層形成してもよい。
【００５６】
ただし、ＮＩＳトンネル接合放射線検出装置（第１，第２実施例に係るＮＩＳトンネル接合部２）の製造工程では、ＮＩＳトンネル接合部２の層の厚みは１００ｎｍ〜２００ｎｍ程度であって、層の膜厚の均一性を図るためにスパッタリングや蒸着などによって、これらの層を積層形成するのが好ましい。逆に、ヒートスイッチ３あるいは吸収体４を形成する場合には、特に吸収体４の厚みは数μｍ程度であって、ＮＩＳトンネル接合放射線検出装置と比べて膜の均一性を図らなくてもよいので、ヒートスイッチ３あるいは吸収体４を単に積層配置するだけでよい。
【００５７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、この発明によれば、常伝導体（Ｎ），絶縁体（Ｉ），および超伝導体（Ｓ）の順に接合されたＮＩＳトンネル接合放射線検出装置において、熱的に互いに区画された複数の吸収体について、（１）常伝導体と各々の吸収体との間を、放射線の入射に応じて熱量の伝導のＯＮ／ＯＦＦを切り換えるヒートスイッチでそれぞれ接合し、各吸収体を、常伝導体でそれぞれ構成するとともに、各々の前記ヒートスイッチを、超伝導体でそれぞれ構成する、あるいは（２）常伝導体と各々の吸収体とを直接的にそれぞれ接合し、各吸収体を、超伝導体，半導体，または絶縁体のいずれかでそれぞれ構成しているので、吸収体の数が増大しても、エネルギー分解能を変えずに有感面積を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例に係る放射線検出装置の概略構成を示した側断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、第１実施例装置を製造する製造工程の側断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、第１実施例装置を製造する製造工程の側断面図である。
【図４】第２実施例に係る放射線検出装置の概略構成を示した側断面図である。
【図５】変形例に係る放射線検出装置の概略構成を示した側断面図である。
【図６】さらなる変形例に係る放射線検出装置の概略構成を示した側断面図である。
【図７】従来例に係る放射線検出装置の概略構成を示した側断面図である。
【符号の説明】
Ｎ  …  常伝導体
Ｉ  …  絶縁体
Ｓ  …  超伝導体
２  …  ＮＩＳトンネル接合部
３  …  ヒートスイッチ
４  …  吸収体
【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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