JP4317280B2

JP4317280B2 - 半導体エネルギー検出器

Info

Publication number: JP4317280B2
Application number: JP31225598A
Authority: JP
Inventors: 寛赤堀; 雅治村松; 晃永山本
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 1998-11-02
Filing date: 1998-11-02
Publication date: 2009-08-19
Anticipated expiration: 2018-11-02
Also published as: EP1146563B1; US6541753B2; WO2000026967A1; EP1146563A4; DE69934436D1; AU6368099A; US20010025915A1; EP1146563A1; JP2000138365A; DE69934436T2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電荷結合素子（ＣＣＤ、Charge Coupled Device）やアクティブピクセルセンサ（ＡＰＳ、Active Pixel Sensor）などを用いた半導体エネルギー検出器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
撮像素子として利用される電荷結合素子（ＣＣＤ）は、アナログ電荷群をクロックパルスに同期して一方向に転送するもので、空間情報を時系列信号に変換することができる。ただし、ＣＣＤに光を照射したまま電荷を転送すると、それぞれの部位で光励起された電荷と転送された電荷とが混じり合って、いわゆるスミアを起こし、画像信号が劣化する。そのため通常は、画像の撮像（エネルギー線像の検出）を行う電荷蓄積期間と、画像の転送を行う電荷転送期間とに時分割して動作させて使用される。実用的な撮像デバイスとしては、例えばフレーム転送型（ＦＴ型）、フル・フレーム転送型（ＦＦＴ型）、インターライン転送型（ＩＴ型）などがある。このうち、計測用としては主にＦＦＴ型ＣＣＤが用いられる。ＦＦＴ型ＣＣＤは、蓄積部が無く受光部を大きくできるので、光の利用率が高く、微弱光の計測に適している。
【０００３】
半導体製造分野におけるウエハ検査やフォトマスク（レチクル）検査等に用いられるＣＣＤなどの半導体エネルギー検出器としては、パターンの焼き付け露光に使用される光源を用いて検査が行われるために、紫外光（例えば、高圧水銀灯ｇ線：波長４３６nm、高圧水銀灯ｉ線：３６５nm、ＸｅＣｌエキシマレーザ：３０８nm、ＫｒＦエキシマレーザ：２４８nm、ＡｒＦエキシマレーザ：１９３nm、など）に高い感度を有するものが必要とされる場合がある。
【０００４】
そのような撮像素子の１つとして、裏面照射型ＣＣＤがある（例えば特開平６−２９５０６号）。表面照射型ＣＣＤにおいては、受光部を覆っている転送電極を例えば多結晶シリコンによる電極として、表面を受光面として撮像を行うが、多結晶シリコンは波長４００ｎｍ以下の光を吸収してしまうため、紫外光に対する感度が低くなってしまう。これに対して裏面照射型ＣＣＤとは、基板を例えば厚さ１０〜３０μｍ程度まで薄くしてＣＣＤを形成し、裏面からエネルギー線を入射して撮像を行うものであり、したがって、表面側に配設される転送電極に影響されずに光の入射・受光を行うことができ、紫外光などの短波長光に対しても高い感度を有するＣＣＤが実現される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したような裏面照射型ＣＣＤにおいては、その薄形部の薄さによって機械的強度が低く、取り扱いが難しいという問題がある。また、ＣＣＤを含めてＭＯＳ型デバイスでは基板電位の確保、すなわち基板抵抗を小さくすることが重要であるが、大きい薄形部を有する裏面照射型ＣＣＤにおいては小さい基板抵抗の実現は構造上困難である。
【０００６】
このような裏面照射型ＣＣＤにおいては、例えば上記の特開平６−２９５０６号に示されたもののように、基板枠を有する構成として強度を補強する方法が用いられることがある。図１２は、そのような裏面照射型ＣＣＤの一例を裏面側からみた底面図、また、図１３は、そのＶI−ＶI矢印断面図である。ここでは、基板１において受光部領域に対応する基板部分を薄形化して薄形部２とし、その周辺部分に基板を薄形化せずに枠状に残した基板枠１ａが形成されている。しかし、受光部の面積が大きくなると、このような構造のみでは薄形部２について充分な機械的強度が確保できず、また、薄形部２の各部位に生じる歪みによって焦点が合わなくなる（焦点ぼけ）、という問題がある。
【０００７】
また、ＣＣＤの各画素は、ＭＯＳ−ＦＥＴと等価であり、ゲートに印加されたクロックパルスにより基板の電荷を充電・放電することによって、ＣＣＤの電荷転送のためのポテンシャル井戸を形成・変化させている。しかし、厚い基板が残存している基板枠１ａの部分では、その基板抵抗は０．７Ω／□程度と低いのに対して、薄形部２においてはその薄さのために基板抵抗は１００〜１０００Ω／□程度と非常に高くなってしまい、そのため基板電荷の充電・放電を速やかに行うことができない。特に、基板枠１ａは強度を補強すると同時に基板電荷の充電・放電を補助する機能をも有しているが、受光部に対応している薄形部２の中心付近などでは、基板枠１ａまでの距離が長く、基板抵抗によって電荷転送の速度が抑えられて高速動作ができない。
【０００８】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、充分な基板強度と、小さい基板抵抗とを有する裏面照射型の半導体エネルギー検出器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明による半導体エネルギー検出器は、半導体基板の表面に電荷読み出し部が形成されている半導体エネルギー検出器において、半導体基板の裏面には、半導体基板が薄形化されて、エネルギー線の検出が行われる複数の薄形部と、半導体基板の周縁部に形成されて、複数の薄形部をその内側領域に含む基板枠と、基板枠の内側領域において、複数の薄形部についてのそれぞれの境界部分に形成されている単一または複数の基板梁と、が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
また、電荷読み出し部は、電荷結合素子からなることを特徴としても良い。
【００１１】
半導体基板の表面側に形成されたＣＣＤなどの電荷読み出し部の受光部領域に対応する裏面側の領域を含んで形成された薄形部と、その周辺部分に基板を残存させた基板枠と、を有して構成された裏面照射型半導体エネルギー検出器において、その薄形部の領域を複数の領域に分割し、それらの領域の境界部分に基板を全部または一部残存させて形成される基板梁を設けた構成とすることによって、紫外光などに対して高い感度を有すると同時に、受光部の面積が大きい場合などにおいても、半導体基板の充分な機械的強度を確保して、薄形部の各部位に生じる歪みによる焦点ぼけを抑制した半導体エネルギー検出器とすることができる。
【００１２】
また、このような基板梁によって、基板抵抗が高い薄形部の各部位から、基板抵抗が低い基板枠または基板梁までの距離を充分に短縮するように基板梁を構成することによって基板抵抗を低減して、電荷転送等の高速動作を可能にすることができる。
【００１３】
なお、このような裏面照射形の半導体エネルギー検出器は、紫外光を含む光の他に、電子線やＸ線などのエネルギー線の検出にも有効に用いることができる。
【００１４】
また、電荷読み出し部は、水平方向を分割し垂直方向を長手方向として配設される複数の垂直配列を有して構成され、基板梁は、少なくとも２つの垂直配列に対応する裏面上の領域を通るように設置されたことを特徴とする。
【００１５】
特に、電荷読み出し部を複数の垂直配列を有して構成した場合、基板梁を少なくとも２つの垂直配列に対応する部位を含んで設置する、すなわち、垂直配列の配列方向と平行でないように基板梁を設置することによって、例えば全領域が不感領域となる垂直配列が生じないように構成することができる。
【００１６】
さらに、複数の垂直配列のそれぞれに対応する裏面上の領域において、複数の薄形部が設けられている領域の面積がそれぞれ等しいことを特徴としても良い。
【００１７】
例えばベルトコンベア上にある物体など、一定速度で移動している物体を撮像する方法として、物体の移動速度に対応した速度で受光部に蓄積される電荷を転送しつつ電荷の蓄積を行うＴＤＩ（Time Delay and Integration）駆動法が用いられるが、各垂直配列での薄形部が設けられている領域の面積を同一とした上記の構成の半導体エネルギー検出器にこのＴＤＩ駆動法を適用して撮像を行った場合、物体の各位置に対応する電荷蓄積・検出の感度が検出・撮像される像全体で均一な検出器とすることができる。
【００１８】
上記したＴＤＩ駆動法は、例えば検出対象の移動速度に対応した速度で電荷転送を行いつつ、検出対象のエネルギー線像のぶれのない検出を行うＴＤＩ駆動法によって電荷読み出し部を制御する電荷転送制御部をさらに備える構成とすることによって実現される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明による半導体エネルギー検出器の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。
【００２０】
図１は、本発明に係る半導体エネルギー検出器の第１の実施形態を裏面側からみた底面図である。また、図２は、図１に示した半導体エネルギー検出器のＩ−Ｉ矢印断面図である。なお、表面側に形成されているＣＣＤの垂直及び水平の電荷転送方向は、図１においては図面上の垂直及び水平方向と一致している。また、図２においては図面上の上方が図１に示されている裏面側、下方がＣＣＤが形成されている表面側である。
【００２１】
本実施形態における半導体エネルギー検出器は、厚さ約３００μｍ、抵抗率１０〜１００Ω・ｃｍ程度で、面方位（１００）のＰ型シリコン基板１上に構成されている。裏面照射型の半導体エネルギー検出器においては、基板の薄形化、及び裏面入射面のポテンシャルスロープ（アキュムレーション層）の形成が必要である。基板の薄形化によって、入射面近傍で光電変換されて生じた電子が、電荷転送のポテンシャル井戸に拡散するまでに再結合によって消滅しないようにし、また、光電変換する基板裏面と電荷転送する基板表面との距離を短くして、隣接画素への拡散を抑制させて解像度の低下を防ぐことができる。一方、裏面入射面のポテンシャルスロープ（アキュムレーション層）の形成によって、入射面近傍で光電変換されて生じた電子が電荷転送のためのポテンシャル井戸へ容易に拡散するようにすることができる。このようなポテンシャルスロープ（アキュムレーション層）の形成は、例えばボロンイオンの注入と、その活性化熱処理によってなされる。
【００２２】
基板１の、受光部に対応する領域を含む裏面側の領域には、厚さ１０〜３０μｍ程度に薄くされた（したがって２７０〜２９０μｍ程度の深さでエッチングされた）薄形部２が形成されている。この薄形部２は、本実施形態においては図１に示すように等しい面積で４分割（垂直・水平方向にそれぞれ２分割）されて形成されている。すなわち、薄形部２の周辺部分に基板を薄形化せずに枠状に残存させた基板枠１ａに加えて、薄形部２の領域内に基板を梁状に残存させた基板梁１ｂが形成されている。
【００２３】
このように薄形部２及び基板枠１ａに加えてさらに基板梁１ｂを有して基板１を構成することによって、薄形部２によって裏面からの受光・撮像を可能にして、紫外光等への高い感度を実現しつつ、かつ、基板梁１ｂによって基板１の薄形部２について充分な機械的強度を確保し、薄形部２の歪みを抑制して、それによる撮像時の焦点ぼけを防ぐことができる。また、この基板梁１ｂを形成することによって、従来、薄形部２から基板枠１ａまでの距離が長かったことに起因して生じていた高い基板抵抗の問題を解決して、薄形部２の各部位から、基板抵抗が低い基板枠１ａまたは基板梁１ｂまでの距離を充分に短縮して、電荷転送等の高速動作を可能にすることができる。
【００２４】
また、このとき、受光部領域内の基板梁１ｂが設置されている部位は不感領域もしくは低感度領域となるが、例えばＣＣＤの受光面積を大きくしたい要望があるＸ線撮像や天文観測などにおいては、従来から、複数のＣＣＤを隙間無く並べることによって大面積化を実施している場合がある。このように、不感領域となるそれぞれのＣＣＤの隙間の存在が実用上障害となっていないような用途に対しては、本発明によるＣＣＤなどの半導体エネルギー検出器における、基板梁１ｂによる不感または低感度領域についても実用上は問題とならない。
【００２５】
基板１の裏面側には、図２に示すように保護膜であるシリコン酸化膜３が例えば厚さ０．１μｍ程度に形成され、また、薄形部２に対応した基板部分には、Ｐ⁺高濃度層４が形成されている。Ｐ⁺高濃度層４は例えば厚さ０．２μｍ程度で濃度５×１０¹⁸／ｃｍ³程度に形成され、光入射面に近い部位で光電変換された電荷を表面側へ拡散させる機能を有している。
【００２６】
一方、表面側にはＣＣＤ５が形成されており、これによって、裏面入射型の半導体エネルギー検出器が構成されている。すなわち、裏面側から入射された光は、Ｐ⁺高濃度層４からＣＣＤ５までの領域において光電変換され、光電変換によって生じた電荷はＣＣＤ５に向けて拡散して、ＣＣＤのポテンシャル井戸に到達し蓄積されて、検出・撮像が行われる。
【００２７】
このような薄形部２を有する構造は、ＣＣＤのウエハプロセスの途中工程において形成される。まず、シリコン基板１にシリコン窒化膜を堆積し、ホトリソグラフィ工程により所望の形状にパターニングし、それをマスクとしてシリコン基板１をＫＯＨからなるエッチング液で、シリコン窒化膜に覆われたチップ周辺部を厚く残したままエッチングすることにより形成される。
【００２８】
図３は、図１に示した半導体エネルギー検出器を表面側からみた上面図であり、本実施形態においては、ＦＦＴ型ＣＣＤ（例えば約２０μｍ×２０μｍの画素が２次元的に、水平方向に５１２または１０２４列、垂直方向に１２８または２５６行配置されてなる）が形成されている。なお、このような表面側のＣＣＤの構成については従来と同様のものを用いている。また、以下に示す他の実施形態に関しても表面側の構成は基板及び受光面の形状・面積等を除いてこれと同様のものであるが、いずれも表面側はこのようなＦＦＴ型ＣＣＤに限られるものではなく、他の形態のＣＣＤまたはＣＣＤ以外の素子等を用いた半導体エネルギー検出器とすることも可能である。
【００２９】
基板１の表面上には、垂直方向を電荷の転送方向とした垂直転送チャネル６が複数列（例えば幅約２０μｍで、５１２または１０２４列）配列されており、これに直交する方向を長手方向として複数の垂直転送電極からなる垂直転送電極群７が配設されて、垂直シフトレジスタが形成されている。配列されたそれぞれの垂直転送チャネル６は水平転送チャネル８（例えば幅約２５〜１００μｍ）に接続され、これに直交して複数の水平転送電極からなる水平転送電極群９が配設されて、水平シフトレジスタが形成されている。なお、垂直転送電極群７については、ＦＴ型ＣＣＤの場合には上下２つの領域に分割されて、それぞれ受光部（上の領域）及び蓄積部（下の領域）が形成される。
【００３０】
電荷蓄積期間に受光・撮像によってポテンシャル井戸に蓄積された電荷は、垂直転送チャネル６及び垂直転送電極群７を有する垂直シフトレジスタと、水平転送チャネル８及び水平転送電極群９を有する水平シフトレジスタとによって、電荷転送期間に順次転送され、時系列信号となる。転送された電荷は、一定電位のアウトプットゲート１０の下を通過し、リセットゲート１１によって一定の電位に保たれたフローティングダイオード１２のポテンシャル井戸に送り込まれて、フローティングダイオード１２の電位を変化させる。この電位の変化をオンチップのＦＥＴ１３と、外付けの負荷抵抗１４からなるソースフォロワ回路を通して読み出し、出力端子１５より画像出力を得る。その後、フローティングダイオード１２に送り込まれた電荷は、リセットゲート１１の下を通過してリセットドレイン１６より放出される。
【００３１】
図４は、本発明に係る半導体エネルギー検出器の第２の実施形態を裏面側からみた底面図である。また、図５は、図４に示した半導体エネルギー検出器のII−II矢印断面図である。なお、図面上の垂直・水平方向等に関しては図１及び図２と同様である。また、基板の厚さ、薄形部の厚さ（エッチング深さ）、及びその断面構造等については第１の実施形態と同様である。
【００３２】
本実施形態における薄形部２は、水平方向、すなわち垂直シフトレジスタの電荷転送方向と直交する方向、を長手方向として等しい面積で基板梁１ｂによって４分割（垂直方向に４分割）されて形成されている。このような構成においては、薄形部２が設けられている部位の面積が、表面側に形成されている垂直配列であるそれぞれの垂直転送チャネル６に対応する裏面側の領域に対してそれぞれ等しくなるように基板梁１ｂが設置されており、これによって、第１の実施形態と同様の機械的強度の確保等の効果に加えて、さらにＴＤＩ（Time Delay and Integration）駆動法を用いた場合において、基板梁１ｂによる不感または低感度領域の問題を生じない撮像を行うことが可能となる。
【００３３】
ＴＤＩ駆動法とは、例えばベルトコンベア上にある物体など、一定速度で移動している撮像対象である物体を撮像するのに用いられる撮像法であって、撮像対象の進行方向を垂直シフトレジスタの電荷転送方向と一致させて設置し、受光部の各ポテンシャル井戸に蓄積された電荷を撮像対象の移動速度に対応した速度で転送しつつ、電荷の蓄積・撮像を行う方法である。このような方法によれば、特定の蓄積電荷は、撮像対象の移動にかかわらず常に撮像対象の特定の位置に対応して、スミア・ぶれの生じない撮像を行うことができる。
【００３４】
上記のように、薄形部２が設けられている部位の面積が、それぞれの垂直転送チャネル６に対して等しくなるように基板梁１ｂを設置することによって、ＴＤＩ駆動法において垂直転送チャネル６を転送されるそれぞれの蓄積電荷が、基板梁１ｂによる不感・低感度領域を通過する時間・割合を等しくすることができ、したがって、撮像感度が撮像される像全体に対して均一になるようにすることが可能となる。なお、このようなＴＤＩ駆動法は、実際には例えば図３に示したＣＣＤにおいて垂直転送電極群７及び水平転送電極群９の転送電極にそれぞれ印加される電圧等を制御することによって、ＴＤＩ駆動法にしたがって電荷転送を制御する電荷転送制御部（図示していない）を設置することによって実現される。
【００３５】
図６は、本発明に係る半導体エネルギー検出器の第３の実施形態を裏面側からみた底面図である。また、図７は、図６に示した半導体エネルギー検出器のIII−III矢印断面図である。なお、図面上の垂直・水平方向等に関しては図１及び図２と同様である。また、基板の厚さ、薄形部の厚さ（エッチング深さ）、及びその断面構造等については第１または第２の実施形態と同様である。
【００３６】
本実施形態は、第２の実施形態と類似のものであるが、その薄形部２及び基板梁１ｂは、垂直転送チャネル６に対して４５°の角度で右上がり斜めに形成されている。このような形状とすることによって、第２の実施形態に比べてさらにその機械的強度を高めて、薄形部２の歪みによる焦点ぼけをさらに低減した半導体エネルギー検出器とすることができる。
【００３７】
また、本実施形態においても、基板梁１ｂの上端（基板枠１ａの上部との境界端）及び下端（基板枠１ａの下部との境界端）の水平方向の位置をそれぞれ図６に示すように対応させることによって、薄形部２が設けられている部位の面積が、それぞれの垂直転送チャネル６に対して等しくなるように基板梁１ｂが設置・構成されており、したがって、第２の実施形態と同様に、ＴＤＩ駆動法を用いた場合において、基板梁１ｂによる不感または低感度領域の問題を生じない撮像を行うことができる。
【００３８】
本発明による半導体エネルギー検出器は、上記した実施形態に限られるものではなく、様々な形態のものを用いることができる。
【００３９】
図８は、本発明に係る半導体エネルギー検出器の第４の実施形態を裏面側からみた底面図である。また、図９は、図８に示した半導体エネルギー検出器のIＶ−IＶ矢印断面図である。第１〜第３の実施形態においては、基板枠１ａ及び基板梁１ｂの高さ（厚さ）はすべて等しく設定されていたが、本実施形態においては、基板梁１ｂの高さ（厚さ）が基板枠１ａよりも低く（薄く）されている。このような構成は、シリコンエッチングを２段階に分けて行うことによって実現することが可能であり、これによって、撮像対象からの画像の影を生じにくくすることができる。
【００４０】
図１０は、本発明に係る半導体エネルギー検出器の第５の実施形態を裏面側からみた底面図である。また、図１１は、図１０に示した半導体エネルギー検出器のＶ−Ｖ矢印断面図である。本実施形態においては、基板枠１ａ及び基板梁１ｂの裏面入射面側の領域にマスク蒸着によってメタライゼーションを施して、金属層１ｃが形成されている。これによって、さらに基板抵抗を低減することができる。例えば、図８及び図９に示したように基板梁１ｂをやや低く形成した場合、この部分の基板抵抗がやや高くなってしまうが、そのような場合に、このメタライゼーションによる金属層１ｃの形成は特に有効である。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によるＣＣＤなどの半導体エネルギー検出器は、以上詳細に説明したように、次のような効果を得る。すなわち、表面側に電荷読み出し部が形成されている半導体エネルギー検出器において、裏面側に基板を薄形化した薄形部を設けて電子線、Ｘ線、及び紫外光等に対して高い感度を有する裏面照射型半導体エネルギー検出器とすると同時に、薄形部の周辺の基板枠に加えて薄形部を分割するように基板梁をさらに設置することによって、基板の機械的強度を強くし、薄形部の歪みによる焦点ぼけを低減することができる。また、薄形部の各部位における基板抵抗を、基板枠または基板梁までの距離を充分に短くすることによって低減させ、それによって電荷転送の高速動作による読み出し時間の短縮を実現することができる。
【００４２】
さらに、特にそのような基板梁を、それぞれの垂直転送チャネルに対してその覆う面積が等しくなるように構成することによって、ＴＤＩ駆動法による紫外光などのエネルギー線の検出を行った場合に、各蓄積電荷が基板梁による不感・低感度領域を通過する時間を等しくして、各検出点について検出感度が均一である検出・撮像等を行うことができる半導体エネルギー検出器とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る半導体エネルギー検出器の第１の実施形態の裏面側構成を示す底面図である。
【図２】図１に示した半導体エネルギー検出器のＩ−Ｉ矢印断面図である。
【図３】図１に示した半導体エネルギー検出器の表面側構成を示す上面図である。
【図４】本発明に係る半導体エネルギー検出器の第２の実施形態の裏面側構成を示す底面図である。
【図５】図４に示した半導体エネルギー検出器のII−II矢印断面図である。
【図６】本発明に係る半導体エネルギー検出器の第３の実施形態の裏面側構成を示す底面図である。
【図７】図６に示した半導体エネルギー検出器のIII−III矢印断面図である。
【図８】本発明に係る半導体エネルギー検出器の第４の実施形態の裏面側構成を示す底面図である。
【図９】図８に示した半導体エネルギー検出器のIＶ−IＶ矢印断面図である。
【図１０】本発明に係る半導体エネルギー検出器の第５の実施形態の裏面側構成を示す底面図である。
【図１１】図１０に示した半導体エネルギー検出器のＶ−Ｖ矢印断面図である。
【図１２】従来の裏面照射型ＣＣＤの一例の裏面側構成を示す底面図である。
【図１３】図１２に示した裏面照射型ＣＣＤのＶI−ＶI矢印断面図である。
【符号の説明】
１…Ｐ型シリコン基板、１ａ…基板枠、１ｂ…基板梁、１ｃ…金属層、２…薄形部、３…シリコン酸化膜、４…Ｐ⁺高濃度層、５…ＣＣＤ、６…垂直転送チャネル、７…垂直転送電極群、８…水平転送チャネル、９…水平転送電極群、１０…アウトプットゲート、１１…リセットゲート、１２…フローティングダイオード、１３…ＦＥＴ、１４…負荷抵抗、１５…出力端子、１６…リセットドレイン。

Claims

半導体基板の表面に電荷読み出し部が形成されている半導体エネルギー検出器において、
前記半導体基板の裏面には、
前記半導体基板が薄形化されて、エネルギー線の検出が行われる複数の薄形部と、
前記半導体基板の周縁部に形成されて、前記複数の薄形部をその内側領域に含む基板枠と、
前記基板枠の内側領域において、前記複数の薄形部についてのそれぞれの境界部分に形成されている単一または複数の基板梁と、が形成されていることを特徴とする半導体エネルギー検出器。
前記電荷読み出し部は、電荷結合素子からなることを特徴とする請求項１記載の半導体エネルギー検出器。
前記電荷読み出し部は、水平方向を分割し垂直方向を長手方向として設置される複数の垂直配列を有して構成され、
前記基板梁は、少なくとも２つの前記垂直配列に対応する裏面上の領域を通るように形成されたことを特徴とする請求項１または２記載の半導体エネルギー検出器。
前記複数の垂直配列のそれぞれに対応する裏面上の領域において、前記複数の薄形部が設けられている領域の面積がそれぞれ等しいことを特徴とする請求項３記載の半導体エネルギー検出器。
検出対象の移動速度に対応した速度で電荷転送を行いつつ、前記検出対象のエネルギー線像のぶれのない検出を行うＴＤＩ駆動法によって前記電荷読み出し部を制御する電荷転送制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の半導体エネルギー検出器。