JPH06186344A - 半導体検出器 - Google Patents
半導体検出器Info
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- JPH06186344A JPH06186344A JP33917592A JP33917592A JPH06186344A JP H06186344 A JPH06186344 A JP H06186344A JP 33917592 A JP33917592 A JP 33917592A JP 33917592 A JP33917592 A JP 33917592A JP H06186344 A JPH06186344 A JP H06186344A
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Landscapes
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 装置全体の大型化や部品点数の増加、保守作
業の繁雑化を招くことなく、試料から放出される蛍光Ｘ
線の検出立体角を大きく形成することが可能な半導体検
出器を提供する。 【構成】 Ｘ線を検出する４個の半導体素子２０ａ〜２
０ｄと、各半導体素子２０ａ〜２０ｄを保持し、かつ熱
的に一体化した環状の保持部材１１と、保持部材１１を
冷却するための冷却媒体１５を保持する内容器１３およ
び伝熱部材１２と、これらを外界から断熱するための真
空層を形成する外容器１４と、励起Ｘ線または励起粒子
線が通過するための励起窓１６と、試料から放たれる蛍
光Ｘ線が各半導体素子２０ａ〜２０ｄに到達するための
４個のＸ線透過窓１０ａ〜１０ｄなどから構成されてい
る。
業の繁雑化を招くことなく、試料から放出される蛍光Ｘ
線の検出立体角を大きく形成することが可能な半導体検
出器を提供する。 【構成】 Ｘ線を検出する４個の半導体素子２０ａ〜２
０ｄと、各半導体素子２０ａ〜２０ｄを保持し、かつ熱
的に一体化した環状の保持部材１１と、保持部材１１を
冷却するための冷却媒体１５を保持する内容器１３およ
び伝熱部材１２と、これらを外界から断熱するための真
空層を形成する外容器１４と、励起Ｘ線または励起粒子
線が通過するための励起窓１６と、試料から放たれる蛍
光Ｘ線が各半導体素子２０ａ〜２０ｄに到達するための
４個のＸ線透過窓１０ａ〜１０ｄなどから構成されてい
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、試料をＸ線や電子、イ
オンなどの粒子線で励起することによって放出される蛍
光Ｘ線をエネルギー分散方式で分析するための半導体検
出器に関し、特に、通常の検出器では検出できるＸ線強
度が不足する蛍光ＥＸＡＦＳ（ExtendX-ray Absorbtion
Fine Structure）や微小領域の蛍光Ｘ線分析などに好
適に用いられる半導体検出器に関する。
オンなどの粒子線で励起することによって放出される蛍
光Ｘ線をエネルギー分散方式で分析するための半導体検
出器に関し、特に、通常の検出器では検出できるＸ線強
度が不足する蛍光ＥＸＡＦＳ（ExtendX-ray Absorbtion
Fine Structure）や微小領域の蛍光Ｘ線分析などに好
適に用いられる半導体検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】試料から放出される蛍光Ｘ線をｐｉｎ接
合型の半導体素子で検出して、入射Ｘ線のエネルギーに
比例したパルス信号をマルチチャネル波高分析器で弁別
することによって、エネルギースペクトルを得るエネル
ギー分散型のＸ線分析装置において、信号のＳ／Ｎ比な
どの測定精度を向上させるためには、半導体素子がより
多くのＸ線光子を検出して、統計的な信号変動を抑制で
きる構成が望ましい。
合型の半導体素子で検出して、入射Ｘ線のエネルギーに
比例したパルス信号をマルチチャネル波高分析器で弁別
することによって、エネルギースペクトルを得るエネル
ギー分散型のＸ線分析装置において、信号のＳ／Ｎ比な
どの測定精度を向上させるためには、半導体素子がより
多くのＸ線光子を検出して、統計的な信号変動を抑制で
きる構成が望ましい。
【０００３】検出するＸ線光子の数を増加させる手段と
して、（ａ）１回当たりの測定時間を長くする、（ｂ）
励起強度を上げる、（ｃ）蛍光Ｘ線の発生源を中心とす
る検出立体角を増やす、などが考えられる。そのうち、
（ａ）１回当たりの測定時間を長くすると、迅速な測定
が困難になるという問題があり、（ｂ）励起強度を上げ
るには、Ｘ線源の大型化や試料へのダメージの増加を招
くという問題がある。
して、（ａ）１回当たりの測定時間を長くする、（ｂ）
励起強度を上げる、（ｃ）蛍光Ｘ線の発生源を中心とす
る検出立体角を増やす、などが考えられる。そのうち、
（ａ）１回当たりの測定時間を長くすると、迅速な測定
が困難になるという問題があり、（ｂ）励起強度を上げ
るには、Ｘ線源の大型化や試料へのダメージの増加を招
くという問題がある。
【０００４】一方、（ｃ）蛍光Ｘ線の発生源を中心とす
る検出立体角を増やすには、（ｃ１）より大きな検出面
積を有する半導体素子を用いる、（ｃ２）試料に半導体
素子を近づける、などが考えられる。このうち（ｃ１）
半導体素子の雑音発生源等価回路を考えると、信号源に
対して並列に入る全入力容量が、検出面積が大きくなる
につれて増加し、さらに検出系における直列白色雑音お
よび直列１／ｆ雑音が増加して、その結果エネルギース
ペクトル分解能が低下することになる（文献、「エネル
ギー分散型Ｘ線分析−半導体検出器の使い方」、合志陽
一・佐藤公隆著、株式会社学会出版センター発行、第２
３頁〜第２５頁）。
る検出立体角を増やすには、（ｃ１）より大きな検出面
積を有する半導体素子を用いる、（ｃ２）試料に半導体
素子を近づける、などが考えられる。このうち（ｃ１）
半導体素子の雑音発生源等価回路を考えると、信号源に
対して並列に入る全入力容量が、検出面積が大きくなる
につれて増加し、さらに検出系における直列白色雑音お
よび直列１／ｆ雑音が増加して、その結果エネルギース
ペクトル分解能が低下することになる（文献、「エネル
ギー分散型Ｘ線分析−半導体検出器の使い方」、合志陽
一・佐藤公隆著、株式会社学会出版センター発行、第２
３頁〜第２５頁）。
【０００５】一方、（ｃ２）試料に半導体素子を近づけ
ると、試料を励起する励起Ｘ線や励起粒子線（以下、励
起線という）の入射を妨げることになり、特に励起線を
試料表面の法線方向から入射させる場合には、半導体素
子の検出立体角をあまり大きくできないという問題があ
る。
ると、試料を励起する励起Ｘ線や励起粒子線（以下、励
起線という）の入射を妨げることになり、特に励起線を
試料表面の法線方向から入射させる場合には、半導体素
子の検出立体角をあまり大きくできないという問題があ
る。
【０００６】図８は、従来の半導体検出器の一例を示す
概略部分断面図である。この半導体検出器は、Ｘ線を検
出して電気信号に変換する複数の半導体素子５３ａ，５
３ｂ，５３ｃと、各半導体素子５３ａ〜５３ｃからの出
力を増幅する前置増幅器５４ａ，５４ｂ，５４ｃと、こ
れらを収納する内容器５２と、内容器５２を外界から断
熱するために内容器５２との間で真空層を形成する外容
器５１などから構成されている。各半導体素子５３ａ〜
５３ｃは、試料５０を覆うように、内容器５２の底面内
に同一平面上に並べられる。
概略部分断面図である。この半導体検出器は、Ｘ線を検
出して電気信号に変換する複数の半導体素子５３ａ，５
３ｂ，５３ｃと、各半導体素子５３ａ〜５３ｃからの出
力を増幅する前置増幅器５４ａ，５４ｂ，５４ｃと、こ
れらを収納する内容器５２と、内容器５２を外界から断
熱するために内容器５２との間で真空層を形成する外容
器５１などから構成されている。各半導体素子５３ａ〜
５３ｃは、試料５０を覆うように、内容器５２の底面内
に同一平面上に並べられる。
【０００７】試料５０を励起するための励起線５５は、
半導体検出器の検出面全体の中心線延長上に位置する領
域Ｐを照射するために、試料５０の表面に対して極めて
小さい角度で入射する。励起線５５で励起された領域Ｐ
からは、蛍光Ｘ線５６が全方位方向に放出され、その一
部が各半導体素子５３ａ〜５３ｃで検出される。こうし
て複数の半導体素子５３ａ〜５３ｃを用いることによっ
て、各半導体素子５３ａ〜５３ｃの全入力容量を増大さ
せることなく、全体としての検出立体角が大きくなるよ
うに構成されている。
半導体検出器の検出面全体の中心線延長上に位置する領
域Ｐを照射するために、試料５０の表面に対して極めて
小さい角度で入射する。励起線５５で励起された領域Ｐ
からは、蛍光Ｘ線５６が全方位方向に放出され、その一
部が各半導体素子５３ａ〜５３ｃで検出される。こうし
て複数の半導体素子５３ａ〜５３ｃを用いることによっ
て、各半導体素子５３ａ〜５３ｃの全入力容量を増大さ
せることなく、全体としての検出立体角が大きくなるよ
うに構成されている。
【０００８】図９は、従来の半導体検出器の他の例を示
す概略構成図である。この半導体検出器は、単一の半導
体素子５３ａを内蔵し、かつ半導体素子５３ａを冷却す
るための液体窒素などの冷却媒体を保持する真空容器６
０ａなどで構成されており、検出立体角を増やすため
に、同様な構成で半導体素子５３ｂおよび真空容器６０
ｂなどを備える複数の半導体検出器が設けられている。
す概略構成図である。この半導体検出器は、単一の半導
体素子５３ａを内蔵し、かつ半導体素子５３ａを冷却す
るための液体窒素などの冷却媒体を保持する真空容器６
０ａなどで構成されており、検出立体角を増やすため
に、同様な構成で半導体素子５３ｂおよび真空容器６０
ｂなどを備える複数の半導体検出器が設けられている。
【０００９】試料５０を励起するための励起線５５は、
試料５０の法線方向から入射して、励起された領域Ｐか
ら蛍光Ｘ線５６が全方位方向に放出される。各半導体素
子５３ａ，５３ｂは、その検出面の中心線延長上に蛍光
Ｘ線の発生源が位置するように、励起線５５の回りに配
置される。こうして、複数の半導体素子５３ａ，５３ｂ
を用いることによって、全体としての検出立体角が大き
くなるように構成されている。
試料５０の法線方向から入射して、励起された領域Ｐか
ら蛍光Ｘ線５６が全方位方向に放出される。各半導体素
子５３ａ，５３ｂは、その検出面の中心線延長上に蛍光
Ｘ線の発生源が位置するように、励起線５５の回りに配
置される。こうして、複数の半導体素子５３ａ，５３ｂ
を用いることによって、全体としての検出立体角が大き
くなるように構成されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図８に
示す従来の半導体検出器では、励起線５５の入射方向が
試料５０に対して極めて低い角度にならざるを得ず、そ
のため、試料５０上の励起領域Ｐを小さく形成すること
が困難になるとともに、試料５０の高さ変動が生ずると
励起領域Ｐが試料面内で大きく変動してしまうという課
題がある。
示す従来の半導体検出器では、励起線５５の入射方向が
試料５０に対して極めて低い角度にならざるを得ず、そ
のため、試料５０上の励起領域Ｐを小さく形成すること
が困難になるとともに、試料５０の高さ変動が生ずると
励起領域Ｐが試料面内で大きく変動してしまうという課
題がある。
【００１１】また、図９に示す従来の半導体検出器で
は、各半導体素子５３ａ，５３ｂ毎に冷却用の真空容器
６０ａ，６０ｂを設置する必要があるため、励起線の幾
何学的配置に制限を与えたり、蛍光Ｘ線分析装置全体の
大型化や部品点数の増加を招いたり、液体窒素補充など
の保守作業が繁雑になるという課題がある。
は、各半導体素子５３ａ，５３ｂ毎に冷却用の真空容器
６０ａ，６０ｂを設置する必要があるため、励起線の幾
何学的配置に制限を与えたり、蛍光Ｘ線分析装置全体の
大型化や部品点数の増加を招いたり、液体窒素補充など
の保守作業が繁雑になるという課題がある。
【００１２】本発明の目的は、前述した課題を解決する
ため、装置全体の大型化や部品点数の増加、保守作業の
繁雑化を招くことなく、試料から放出される蛍光Ｘ線の
検出立体角を大きく形成することが可能な半導体検出器
を提供することである。
ため、装置全体の大型化や部品点数の増加、保守作業の
繁雑化を招くことなく、試料から放出される蛍光Ｘ線の
検出立体角を大きく形成することが可能な半導体検出器
を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、Ｘ線を検出し
て電気信号に変換する複数の半導体素子と、各半導体素
子を保持し、かつ熱的に一体化した保持部材と、前記保
持部材を冷却するための単一の冷却手段と、前記半導体
素子、前記保持部材および前記冷却手段を外界から断熱
するための真空容器と、試料を励起する励起Ｘ線または
励起粒子線が通過するための励起窓と、試料から放出さ
れた蛍光Ｘ線が各半導体素子に到達するため、前記真空
容器に設けられるＸ線透過窓とを備え、各半導体素子の
検出面の中心線延長上に、蛍光Ｘ線の発生源が位置する
ように各半導体素子が配設されることを特徴とする半導
体検出器である。
て電気信号に変換する複数の半導体素子と、各半導体素
子を保持し、かつ熱的に一体化した保持部材と、前記保
持部材を冷却するための単一の冷却手段と、前記半導体
素子、前記保持部材および前記冷却手段を外界から断熱
するための真空容器と、試料を励起する励起Ｘ線または
励起粒子線が通過するための励起窓と、試料から放出さ
れた蛍光Ｘ線が各半導体素子に到達するため、前記真空
容器に設けられるＸ線透過窓とを備え、各半導体素子の
検出面の中心線延長上に、蛍光Ｘ線の発生源が位置する
ように各半導体素子が配設されることを特徴とする半導
体検出器である。
【００１４】
【作用】本発明に従えば、Ｘ線を検出するための複数の
半導体素子を保持し、かつ熱的に一体化した保持部材
と、当該保持部材を冷却するための単一の冷却手段を備
えることによって、各半導体素子の全入力容量の増加を
防ぎつつ、検出できるＸ線光子の数を増加させ、しかも
各半導体素子を単一の冷却手段で冷却することが可能に
なる。また、試料を励起するための励起Ｘ線または励起
粒子線が通過するための励起窓を備えることによって、
励起Ｘ線または励起粒子線が他の部材に妨げられること
なく、所望の方向から試料に入射することが可能とな
る。また、試料からの蛍光Ｘ線が各半導体素子に到達す
るためのＸ線透過窓が真空容器に設けられることによっ
て、各半導体素子が検出する蛍光Ｘ線の損失を防ぐこと
ができる。また、各半導体素子の検出面の中心線延長上
に蛍光Ｘ線の発生源が位置するように各半導体素子が配
設されることによって、蛍光Ｘ線源から見た各半導体素
子の検出立体角が大きくなり、試料からの蛍光Ｘ線光子
の検出数を増加させることができる。
半導体素子を保持し、かつ熱的に一体化した保持部材
と、当該保持部材を冷却するための単一の冷却手段を備
えることによって、各半導体素子の全入力容量の増加を
防ぎつつ、検出できるＸ線光子の数を増加させ、しかも
各半導体素子を単一の冷却手段で冷却することが可能に
なる。また、試料を励起するための励起Ｘ線または励起
粒子線が通過するための励起窓を備えることによって、
励起Ｘ線または励起粒子線が他の部材に妨げられること
なく、所望の方向から試料に入射することが可能とな
る。また、試料からの蛍光Ｘ線が各半導体素子に到達す
るためのＸ線透過窓が真空容器に設けられることによっ
て、各半導体素子が検出する蛍光Ｘ線の損失を防ぐこと
ができる。また、各半導体素子の検出面の中心線延長上
に蛍光Ｘ線の発生源が位置するように各半導体素子が配
設されることによって、蛍光Ｘ線源から見た各半導体素
子の検出立体角が大きくなり、試料からの蛍光Ｘ線光子
の検出数を増加させることができる。
【００１５】
【実施例】図１は本発明の一実施例である半導体検出器
を示す断面図であり、図２は図１の半導体検出器の部分
底面図である。この半導体検出器は、Ｘ線を検出して電
気信号に変換する４個の半導体素子２０ａ，２０ｂ，２
０ｃ，２０ｄと、各半導体素子２０ａ〜２０ｄを保持
し、かつ熱的に一体化した環状の保持部材１１と、保持
部材１１を冷却するために、液体窒素などの冷却媒体１
５を保持する内容器１３および冷却媒体１５の冷熱を保
持部材１１へ伝導する伝熱部材１２と、各半導体素子２
０ａ〜２０ｄ、保持部材１１、伝熱部材１２および内容
器１３を外界から断熱するための真空層を形成する外容
器１４と、試料１を励起する励起Ｘ線または励起粒子線
（たとえば電子ビームやイオンビーム等）などの励起線
２が通過するための励起窓１６と、試料１から放出され
た蛍光Ｘ線が各半導体素子２０ａ〜２０ｄに到達するた
め、外容器１４に設けられる４個のＸ線透過窓１０ａ，
１０ｂ，１０ｃ，１０ｄなどから構成されており、各半
導体素子２０ａ〜２０ｄの検出面の中心線（図中、半導
体素子２０ｃについて符号Ａで示す）延長上に、蛍光Ｘ
線の発生源Ｐが位置するように各半導体素子２０ａ〜２
０ｄが配設されている。
を示す断面図であり、図２は図１の半導体検出器の部分
底面図である。この半導体検出器は、Ｘ線を検出して電
気信号に変換する４個の半導体素子２０ａ，２０ｂ，２
０ｃ，２０ｄと、各半導体素子２０ａ〜２０ｄを保持
し、かつ熱的に一体化した環状の保持部材１１と、保持
部材１１を冷却するために、液体窒素などの冷却媒体１
５を保持する内容器１３および冷却媒体１５の冷熱を保
持部材１１へ伝導する伝熱部材１２と、各半導体素子２
０ａ〜２０ｄ、保持部材１１、伝熱部材１２および内容
器１３を外界から断熱するための真空層を形成する外容
器１４と、試料１を励起する励起Ｘ線または励起粒子線
（たとえば電子ビームやイオンビーム等）などの励起線
２が通過するための励起窓１６と、試料１から放出され
た蛍光Ｘ線が各半導体素子２０ａ〜２０ｄに到達するた
め、外容器１４に設けられる４個のＸ線透過窓１０ａ，
１０ｂ，１０ｃ，１０ｄなどから構成されており、各半
導体素子２０ａ〜２０ｄの検出面の中心線（図中、半導
体素子２０ｃについて符号Ａで示す）延長上に、蛍光Ｘ
線の発生源Ｐが位置するように各半導体素子２０ａ〜２
０ｄが配設されている。
【００１６】保持部材１１、伝熱部材１２および内容器
１３は、冷却媒体１５の冷熱を効率よく伝達させるため
に、ＣｕやＡｌなどの熱伝導率の良好な材料で形成され
ており、保持部材１１に設けられる各半導体素子２０ａ
〜２０ｄは冷却媒体１５の温度近くまで冷却される。な
お、各半導体素子２０ａ〜２０ｄからの出力を増幅する
前置増幅器（図示せず）も同様に、保持部材１１の一部
に設けられて冷却されることにより、熱雑音等の影響を
回避している。
１３は、冷却媒体１５の冷熱を効率よく伝達させるため
に、ＣｕやＡｌなどの熱伝導率の良好な材料で形成され
ており、保持部材１１に設けられる各半導体素子２０ａ
〜２０ｄは冷却媒体１５の温度近くまで冷却される。な
お、各半導体素子２０ａ〜２０ｄからの出力を増幅する
前置増幅器（図示せず）も同様に、保持部材１１の一部
に設けられて冷却されることにより、熱雑音等の影響を
回避している。
【００１７】試料１の定性分析または定量分析を行う場
合、励起線２が励起窓１６を通過して試料１の表面に対
して垂直に入射すると、励起線２が照射された領域は、
蛍光Ｘ線の発生源Ｐとなって、そこから全方位方向に蛍
光Ｘ線が放出される。なお、蛍光Ｘ線のスペクトルや強
度は、励起線２および試料１の組成に依存する。そし
て、試料１から放出される蛍光Ｘ線は、Ｂｅなどの低原
子量材料から成るＸ線透過窓１０ａ〜１０ｄを通って各
半導体素子２０ａ〜２０ｄによって検出される。各半導
体素子２０ａ〜２０ｄは、その検出面の中心線（たとえ
ばＡ）と励起線２との成す角度θが２０°〜４５°の範
囲になるよう設けられ、さらに、Ｘ線光子の検出数をで
きる限り多くするように、発生源Ｐから各半導体素子２
０ａ〜２０ｄの検出面に張る検出立体角（たとえばψ）
を決定している。なお、励起線２を試料１に対して垂直
入射することによって、試料１上での励起スポットの形
状を小径化することが可能になり、また試料１の高さ変
動が生じても励起領域の位置があまり変動しなくなる。
また、図１および図２では、半導体素子２０ａ〜２０ｄ
およびＸ線透過窓１０ａ〜１０ｄが４個である例を示し
たが、蛍光Ｘ線の検出立体角を大きく形成できる構成で
あれば、５個以上であっても構わない。また、半導体素
子２０ａ〜２０ｄの冷却手段として、液体窒素などの冷
却媒体を用いる例を示したが、ペルチェ素子などの熱電
素子を用いても構わない。
合、励起線２が励起窓１６を通過して試料１の表面に対
して垂直に入射すると、励起線２が照射された領域は、
蛍光Ｘ線の発生源Ｐとなって、そこから全方位方向に蛍
光Ｘ線が放出される。なお、蛍光Ｘ線のスペクトルや強
度は、励起線２および試料１の組成に依存する。そし
て、試料１から放出される蛍光Ｘ線は、Ｂｅなどの低原
子量材料から成るＸ線透過窓１０ａ〜１０ｄを通って各
半導体素子２０ａ〜２０ｄによって検出される。各半導
体素子２０ａ〜２０ｄは、その検出面の中心線（たとえ
ばＡ）と励起線２との成す角度θが２０°〜４５°の範
囲になるよう設けられ、さらに、Ｘ線光子の検出数をで
きる限り多くするように、発生源Ｐから各半導体素子２
０ａ〜２０ｄの検出面に張る検出立体角（たとえばψ）
を決定している。なお、励起線２を試料１に対して垂直
入射することによって、試料１上での励起スポットの形
状を小径化することが可能になり、また試料１の高さ変
動が生じても励起領域の位置があまり変動しなくなる。
また、図１および図２では、半導体素子２０ａ〜２０ｄ
およびＸ線透過窓１０ａ〜１０ｄが４個である例を示し
たが、蛍光Ｘ線の検出立体角を大きく形成できる構成で
あれば、５個以上であっても構わない。また、半導体素
子２０ａ〜２０ｄの冷却手段として、液体窒素などの冷
却媒体を用いる例を示したが、ペルチェ素子などの熱電
素子を用いても構わない。
【００１８】図３は、図１に示した半導体検出器の電気
的構成を示す回路図である。各半導体素子２０ａ〜２０
ｄは、ＬｉドリフトＳｉや高純度Ｇｅなどからなるｐ−
ｉ−ｎ接合型ダイオードであって、両面にＡｕなどから
成る電極Ｍ１，Ｍ２が形成されている。なお、各半導体
素子２０ａ〜２０ｄに用いられる半導体結晶として、Ｈ
ｇＩ2やＣｄＴｅなどの複合半導体結晶でも構わない。
的構成を示す回路図である。各半導体素子２０ａ〜２０
ｄは、ＬｉドリフトＳｉや高純度Ｇｅなどからなるｐ−
ｉ−ｎ接合型ダイオードであって、両面にＡｕなどから
成る電極Ｍ１，Ｍ２が形成されている。なお、各半導体
素子２０ａ〜２０ｄに用いられる半導体結晶として、Ｈ
ｇＩ2やＣｄＴｅなどの複合半導体結晶でも構わない。
【００１９】この半導体素子２０ａのｐ層側電極Ｍ１に
負のバイアス電圧Ｂが印加されるとともに、他方のｎ層
側電極Ｍ２は、増幅器２１ａ、帰還用のコンデンサ２２
ａ、増幅器２１ａの出力に応じて光帰還用の発光ダイオ
ード２４ａを駆動するレベルセンサ２３ａなどから成る
前置増幅器に接続される。他の半導体素子２０ｂ〜２０
ｄについても同様な構成となる。この動作について説明
すると、たとえば半導体素子２０ａにＸ線光子が入射す
ると、電子、正孔対が形成され、電荷パルスが前置増幅
器に入力される。前置増幅器では、電荷パルスの時間積
分値を波高に持つ階段状の電圧パルスに変換される。こ
うして得られた電圧パルスが比例増幅器２５ａに入力す
ると、電圧パルスの立上がり幅に比例した波高を有する
パルスに波形整形され、さらに波高分析器２６ａによっ
て、各波高値の計数率を測定することによって、蛍光Ｘ
線のエネルギー分散スペクトルを得ることができる。こ
うして得られた各半導体素子２０ａ〜２０ｄ毎の蛍光Ｘ
線スペクトルをデータ処理器２７で合成することによっ
て、Ｓ／Ｎ比の良好なスペクトルを得ることができる。
負のバイアス電圧Ｂが印加されるとともに、他方のｎ層
側電極Ｍ２は、増幅器２１ａ、帰還用のコンデンサ２２
ａ、増幅器２１ａの出力に応じて光帰還用の発光ダイオ
ード２４ａを駆動するレベルセンサ２３ａなどから成る
前置増幅器に接続される。他の半導体素子２０ｂ〜２０
ｄについても同様な構成となる。この動作について説明
すると、たとえば半導体素子２０ａにＸ線光子が入射す
ると、電子、正孔対が形成され、電荷パルスが前置増幅
器に入力される。前置増幅器では、電荷パルスの時間積
分値を波高に持つ階段状の電圧パルスに変換される。こ
うして得られた電圧パルスが比例増幅器２５ａに入力す
ると、電圧パルスの立上がり幅に比例した波高を有する
パルスに波形整形され、さらに波高分析器２６ａによっ
て、各波高値の計数率を測定することによって、蛍光Ｘ
線のエネルギー分散スペクトルを得ることができる。こ
うして得られた各半導体素子２０ａ〜２０ｄ毎の蛍光Ｘ
線スペクトルをデータ処理器２７で合成することによっ
て、Ｓ／Ｎ比の良好なスペクトルを得ることができる。
【００２０】図４は本発明の他の実施例である半導体検
出器を示す断面図であり、図５は図４の半導体検出器の
部分底面図である。本実施例における半導体検出器は、
図１および図２に示したものと同様な構成であるが、中
空構造の励起窓１６の代わりに、Ｂｅなどの低原子量材
料から成る励起窓１７，１８が外容器１４に設けられ、
励起線２が励起窓１７，１８を通って試料１に入射する
点が相違する。このような構成により、励起窓１７，１
８によるＸ線の吸収、散乱が影響して、励起線２の低エ
ネルギー側が幾分遮断されるが、外容器１４の気密構造
が簡単になるとともに、外容器１４の厚さ分が不要にな
って、励起線用の窓を小さく形成することができるた
め、各半導体素子２０ａ〜２０ｄをより試料１側に近づ
けることが可能になる。なお、本実施例においては励起
線２が低原子量材料から成る励起窓１７，１８を通過す
る必要があるため、試料１を励起する励起線２としてＸ
線が用いられる。
出器を示す断面図であり、図５は図４の半導体検出器の
部分底面図である。本実施例における半導体検出器は、
図１および図２に示したものと同様な構成であるが、中
空構造の励起窓１６の代わりに、Ｂｅなどの低原子量材
料から成る励起窓１７，１８が外容器１４に設けられ、
励起線２が励起窓１７，１８を通って試料１に入射する
点が相違する。このような構成により、励起窓１７，１
８によるＸ線の吸収、散乱が影響して、励起線２の低エ
ネルギー側が幾分遮断されるが、外容器１４の気密構造
が簡単になるとともに、外容器１４の厚さ分が不要にな
って、励起線用の窓を小さく形成することができるた
め、各半導体素子２０ａ〜２０ｄをより試料１側に近づ
けることが可能になる。なお、本実施例においては励起
線２が低原子量材料から成る励起窓１７，１８を通過す
る必要があるため、試料１を励起する励起線２としてＸ
線が用いられる。
【００２１】図６は本発明の他の実施例である半導体検
出器を示す断面図であり、図７は図６の半導体検出器の
部分底面図である。本実施例における半導体検出器は、
図１および図２に示したものと同様な構成であるが、各
半導体素子２０ａ〜２０ｄを保持する保持部材１４が個
別に設けられ、各保持部材１１を熱的に一体化するため
の伝熱部材１１ａが相互に連結して設けられている点が
相違する。なお、各保持部材１１および伝熱部材１１ａ
の形状に合わせて、外界から断熱するための真空層を形
成する外容器１４，１４ａが設けられている。このよう
な構成により、励起窓１６前後の空間が大きく形成され
るため、励起線２の入射方向の自由度が高くなる。
出器を示す断面図であり、図７は図６の半導体検出器の
部分底面図である。本実施例における半導体検出器は、
図１および図２に示したものと同様な構成であるが、各
半導体素子２０ａ〜２０ｄを保持する保持部材１４が個
別に設けられ、各保持部材１１を熱的に一体化するため
の伝熱部材１１ａが相互に連結して設けられている点が
相違する。なお、各保持部材１１および伝熱部材１１ａ
の形状に合わせて、外界から断熱するための真空層を形
成する外容器１４，１４ａが設けられている。このよう
な構成により、励起窓１６前後の空間が大きく形成され
るため、励起線２の入射方向の自由度が高くなる。
【００２２】
【発明の効果】以上詳説したように本発明によれば、装
置全体の大型化、部品点数の増加、保守作業の繁雑化を
招くことなく、試料からの検出立体角を大きく形成する
ことが可能となるため、Ｘ線光子の検出数が増加して、
信号のＳ／Ｎ比などの測定精度を向上させることができ
る。
置全体の大型化、部品点数の増加、保守作業の繁雑化を
招くことなく、試料からの検出立体角を大きく形成する
ことが可能となるため、Ｘ線光子の検出数が増加して、
信号のＳ／Ｎ比などの測定精度を向上させることができ
る。
【図１】本発明の一実施例である半導体検出器を示す断
面図である。
面図である。
【図２】図１の半導体検出器の部分底面図である。
【図３】図１に示した半導体検出器の電気的構成を示す
回路図である。
回路図である。
【図４】本発明の他の実施例である半導体検出器を示す
断面図である。
断面図である。
【図５】図４の半導体検出器の部分底面図である。
【図６】本発明の他の実施例である半導体検出器を示す
断面図である。
断面図である。
【図７】図６の半導体検出器の部分底面図である。
【図８】従来の半導体検出器の一例を示す概略部分断面
図である。
図である。
【図９】従来の半導体検出器の他の例を示す概略構成図
である。
である。
１ 試料 ２ 励起線 １０ａ〜１０ｄ Ｘ線透過窓 １１ 保持部材 １１ａ １２ 伝熱部材 １３ 内容器 １４ 外容器 １５ 冷却媒体 １６，１７，１８ 励起窓 ２０ａ〜２０ｄ 半導体素子 ２１ａ〜２１ｄ 増幅器 ２２ａ〜２２ｄ コンデンサ ２３ａ〜２３ｄ レベルセンサ ２４ａ〜２４ｄ 発光ダイオード ２５ａ〜２５ｄ 比例増幅器 ２６ａ〜２６ｄ 波高分析器 ２７ データ処理器
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｘ線を検出して電気信号に変換する複数
の半導体素子と、 各半導体素子を保持し、かつ熱的に一体化した保持部材
と、 前記保持部材を冷却するための単一の冷却手段と、 前記半導体素子、前記保持部材および前記冷却手段を外
界から断熱するための真空容器と、 試料を励起する励起Ｘ線または励起粒子線が通過するた
めの励起窓と、 試料から放出された蛍光Ｘ線が各半導体素子に到達する
ため、前記真空容器に設けられるＸ線透過窓とを備え、 各半導体素子の検出面の中心線延長上に、蛍光Ｘ線の発
生源が位置するように各半導体素子が配設されることを
特徴とする半導体検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33917592A JPH06186344A (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | 半導体検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33917592A JPH06186344A (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | 半導体検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06186344A true JPH06186344A (ja) | 1994-07-08 |
Family
ID=18324951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33917592A Pending JPH06186344A (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | 半導体検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06186344A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11108861A (ja) * | 1997-10-02 | 1999-04-23 | Technos Kenkyusho:Kk | 蛍光ｘ線分析装置および蛍光ｘ線検出器 |
| JP2002148222A (ja) * | 2000-10-25 | 2002-05-22 | Jordan Valley Applied Radiation Ltd | Ｘ線螢光分析器 |
| US6437337B1 (en) | 1997-07-31 | 2002-08-20 | Edax, Inc. | X-ray detector shape |
| JP2016206031A (ja) * | 2015-04-23 | 2016-12-08 | 株式会社堀場製作所 | 放射線検出器及び放射線検出装置 |
| US9632043B2 (en) | 2014-05-13 | 2017-04-25 | Bruker Jv Israel Ltd. | Method for accurately determining the thickness and/or elemental composition of small features on thin-substrates using micro-XRF |
| US9829448B2 (en) | 2014-10-30 | 2017-11-28 | Bruker Jv Israel Ltd. | Measurement of small features using XRF |
| US20230343809A1 (en) * | 2019-01-10 | 2023-10-26 | Shenzhen Xpectvision Technology Co., Ltd. | X-ray detectors based on an epitaxial layer and methods of making |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6136955B2 (ja) * | 1978-02-28 | 1986-08-21 | Yaskawa Denki Seisakusho Kk | |
| JPH01316683A (ja) * | 1988-06-17 | 1989-12-21 | Natl Inst For Res In Inorg Mater | Ｘ線検出装置 |
-
1992
- 1992-12-18 JP JP33917592A patent/JPH06186344A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6136955B2 (ja) * | 1978-02-28 | 1986-08-21 | Yaskawa Denki Seisakusho Kk | |
| JPH01316683A (ja) * | 1988-06-17 | 1989-12-21 | Natl Inst For Res In Inorg Mater | Ｘ線検出装置 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6437337B1 (en) | 1997-07-31 | 2002-08-20 | Edax, Inc. | X-ray detector shape |
| JPH11108861A (ja) * | 1997-10-02 | 1999-04-23 | Technos Kenkyusho:Kk | 蛍光ｘ線分析装置および蛍光ｘ線検出器 |
| JP2002148222A (ja) * | 2000-10-25 | 2002-05-22 | Jordan Valley Applied Radiation Ltd | Ｘ線螢光分析器 |
| US9632043B2 (en) | 2014-05-13 | 2017-04-25 | Bruker Jv Israel Ltd. | Method for accurately determining the thickness and/or elemental composition of small features on thin-substrates using micro-XRF |
| US9829448B2 (en) | 2014-10-30 | 2017-11-28 | Bruker Jv Israel Ltd. | Measurement of small features using XRF |
| JP2016206031A (ja) * | 2015-04-23 | 2016-12-08 | 株式会社堀場製作所 | 放射線検出器及び放射線検出装置 |
| US20230343809A1 (en) * | 2019-01-10 | 2023-10-26 | Shenzhen Xpectvision Technology Co., Ltd. | X-ray detectors based on an epitaxial layer and methods of making |
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