[發(fā)明專利]低能量背散射電子探測器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710935508.4
• 申請日: 2017-10-10
• 公開（公告）號: CN107917924B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李國慶;韓華;馬宏圖;陳曦
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院自動化研究所
• 主分類號: G01N23/203
• 分類號: G01N23/203
• 代理公司: 11482 北京瀚仁知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 宋寶庫;王世超

本發(fā)明涉及一種低能量背散射電子探測器，該探測器包括半導(dǎo)體探測基底和設(shè)置在所述基底表面的覆膜，所述覆膜的材料為：鈹、碳或石墨烯，或者這三種材料的任意組合。所述覆膜的厚度≤10nm。所述低能量背散射電子探測器包括第一內(nèi)圈部分和第二外圈部分，所述第一內(nèi)圈部分為環(huán)形，所述第二外圈部分包括繞所述第一內(nèi)圈部分均勻地周向設(shè)置的多個(gè)子部分，操作時(shí)對各個(gè)部分探測的信號進(jìn)行加和處理可得到樣品的成分信息，作差處理可得到樣品在連接各部分探測器方向上的形貌信息；多個(gè)部分可以獨(dú)立工作或協(xié)同工作，可以分別得到樣品的成分像或形貌像。本發(fā)明不但具有較強(qiáng)的電子穿透能力，且具有較好的探測效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子探測器領(lǐng)域，尤其涉及一種低能量背散射電子探測器。

背景技術(shù)

掃描電子顯微鏡通過一束聚焦后的電子束照射樣品，然后對樣品發(fā)出的信號電子進(jìn)行收集從而進(jìn)行成像。信號電子主要分為二次電子和背散射電子，現(xiàn)有技術(shù)中，習(xí)慣將能量高于50電子伏的稱為背散射的一次電子(即背散射電子)，而能量低于50電子伏的稱為真正的二次電子(即二次電子)。相對應(yīng)的電子探測器分為二次電子探測器和背散射電子探測器；二次電子的能量通常小于50eV，背散射電子通常為幾千eV至幾十千eV。

為了觀察非導(dǎo)電樣品或生物樣品，掃描電子顯微鏡通常采用低落點(diǎn)能量(小于3KeV)，此時(shí)的背散射電子能量也較低，因此需要相應(yīng)的能探測較低能量的背散射電子探測器。其中半導(dǎo)體背散射電子探測器(solid-state backscattered-electron detector)是較為常用的一種，通常情況下探測器表面有一層幾百納米厚的鋁膜，其用來避免電荷在探測器表面積累。然而，當(dāng)背散射電子能量較低時(shí)，此鋁膜對電子造成的散射阻礙作用增加，減小了電子的接收效率。

因此，需要對這種半導(dǎo)體背散射電子探測器中的表面膜進(jìn)行改進(jìn)，從而適合對低能量的背散射電子進(jìn)行高效的探測。

此外，能接收背散射一次電子的探測器有羅賓遜探測器和半導(dǎo)體探測器等。半導(dǎo)體探測器接收背散射電子從位置上講，包容角大、距離近，接收能量信息最多。半導(dǎo)體探測器(半導(dǎo)體背散射電子探測器簡稱)是掃描電子顯微鏡中接受樣品電子信息的第一單位器件，是第一個(gè)位于參加形貌成像關(guān)鍵元件。半導(dǎo)體探測器從形態(tài)分為二分割和四分割。如圖2所示，現(xiàn)有的半導(dǎo)體背散射電子探測器為傳統(tǒng)的四象限結(jié)構(gòu)探測器示意圖，大多采用四分割環(huán)形結(jié)構(gòu)，這種四象限環(huán)形結(jié)構(gòu)都是由一個(gè)完整的圓形硅片加工而成，將一整塊圓形硅片分為四個(gè)單元，并在所述圓形硅片中間加工一個(gè)圓形的中心孔用于通過電子束。如圖2所示，現(xiàn)有的背散射電子探測器包括B1,B2,B3,B4四個(gè)部分；四個(gè)部分可以對探測器進(jìn)行獨(dú)立探測及信號處理，也可以對四個(gè)部分探測信號進(jìn)行加和、作差處理，得到樣品的成分像或形貌像。但是，因?yàn)榈湍芰康谋成⑸潆娮拥慕嵌炔煌瑢⒄麄€(gè)圓形硅片分為四個(gè)單元，不利于對不同角度的電子進(jìn)行探測，對樣品的測試精度不高。

相應(yīng)地，本領(lǐng)域還需要一種新的半導(dǎo)體背散射電子探測器來解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種低能量背散射電子探測器，其電子穿透性強(qiáng)、探測精度提高，增加了探測器的探測功能。

具體地，本發(fā)明的低能量背散射電子探測器包括半導(dǎo)體探測基底和設(shè)置在所述半導(dǎo)體探測基底表面的覆膜，其特征在于，所述覆膜的材料為：鈹、碳或石墨烯，或者這三種材料的任意組合。

在上述低能量背散射電子探測器的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述覆膜的厚度≤10nm。

在上述低能量背散射電子探測器的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述覆膜的厚度為5-10nm。

在上述低能量背散射電子探測器的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述覆膜的厚度<5nm。

在上述低能量背散射電子探測器的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述低能量背散射電子探測器包括第一內(nèi)圈部分和第二外圈部分。