CN100558849C - 发光体，及使用其的电子射线检测器、扫描型电子显微镜和质量分析装置 - Google Patents

发光体，及使用其的电子射线检测器、扫描型电子显微镜和质量分析装置 Download PDF

Info

Publication number
CN100558849C
CN100558849C CNB2005800121452A CN200580012145A CN100558849C CN 100558849 C CN100558849 C CN 100558849C CN B2005800121452 A CNB2005800121452 A CN B2005800121452A CN 200580012145 A CN200580012145 A CN 200580012145A CN 100558849 C CN100558849 C CN 100558849C
Authority
CN
China
Prior art keywords
twinkler
beam detector
electron beam
fluorescence
electron
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CNB2005800121452A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1946827A (zh
Inventor
内山昌一
高木康文
新垣实
近藤稔
水野到
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hamamatsu Photonics KK filed Critical Hamamatsu Photonics KK
Publication of CN1946827A publication Critical patent/CN1946827A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100558849C publication Critical patent/CN100558849C/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/244—Detectors; Associated components or circuits therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02—Details
    • H01J49/025—Detectors specially adapted to particle spectrometers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/244—Detection characterized by the detecting means
    • H01J2237/2443—Scintillation detectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502—Wavelength conversion materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Common Detailed Techniques For Electron Tubes Or Discharge Tubes (AREA)

Abstract

本发明提供一种应答速度快并且发光强度高的发光体，使用该发光体的电子射线检测器，扫描型电子显微镜以及质量分析装置。在本发明的发光体(10)中，形成在基板(12)的一个面(12a)上的氮化物半导体层(14)因电子入射发出荧光，至少该荧光的一部分透过基板(12)，从基板的另一个面(12b)射出荧光。该荧光的应答速度在μsec量级以下。另外，该荧光的发光强度，具有与已有的P47荧光体相同程度的强度。即，该发光体(10)，具有适应扫描型电子显微镜和质量分析装置的充分的应答速度以及发光强度。而且，由于覆盖层(16)有利于提高氮化物半导体层(14)中的发光残存率，所以，该发光体(10)不仅实现高速应答以及高发光强度，还具有优异的残存率。

Description

发光体，及使用其的电子射线检测器、扫描型电子显微镜和质量分析装置
技术领域
本发明涉及一种利用电子入射而发光的发光体，和使用该发光体的电子射线检测器，扫描型电子显微镜以及质量分析装置。
背景技术
现有的电子射线检测器，在检测高强度的电子射线时，测量由电子射线产生的电流值进行电子射线的检测，但在检测强度比较低的电子射线时，由于电子射线所产生的电荷数较少而无法准确检测电子射线。因此，例如，在扫描型电子显微镜(SEM)中使用电子射线检测器的情况下，向试料表面照射电子射线，将收集到的该试料表面发生的二次电子只是到荧光体上，用光电子倍增器(光检测器)测量该荧光体发生的荧光。作为这样的荧光体，公知的有图9所示的各种荧光体，同表记载了荧光体，应答速度，荧光强度，寿命特性，发光波长，荧光检测器的材料(光电面)。并在表内以双重圈，圈，三角，叉的顺序表示优劣。
近年来，在扫描型电子显微镜以及质量分析装置领域中，要求发光强度高并且应答速度快的荧光体。究其原因，例如，在扫描型电子显微镜中，如果荧光体的应答速度快，可以使扫描速度加快，从而显著地提高装置的性能。
日本专利文献1：国际公开第02/061458号册
但是，如图9所示的已有的荧光体，存在着难以得到适应扫描型电子显微镜以及质量分析装置的充分的应答速度(μsec量级)的问题。另外，在为数不多的可以达到良好的应答速度的荧光体中，GaAsP发光体由于发光强度低，并不适用于扫描型电子显微镜等。
发明内容
本发明就是为了解决上述课题而完成，目的是提供一种应答速度快并且发光强度高的发光体，及使用该发光体的电子射线检测器，扫描型电子显微镜以及质量分析装置。
本发明的发光体，在有电子入射时发生荧光的发光体中，包括基板，在基板的一面形成具有量子阱结构的氮化物半导体层，形成在氮化物半导体层上具有电子入射面的覆盖层。即，该发光体为将入射电子变换为荧光的发光体，包括对该荧光透明的基板，在基板的一面形成，具有利用电子入射而发生荧光的量子阱结构的氮化物半导体层，叠层在氮化物半导体层上，由比氮化物半导体层的构成材料能带间隙更大的材料构成的覆盖层。
在该发光体中，形成在基板的一面的氮化物半导体层因电子入射发生荧光，该荧光的至少一部分透过基板，从基板的另一面射出荧光。该荧光为向氮化物半导体层的量子阱结构入射的电子，与由此产生的电子空穴对再结合的起因，其应答速度为μsec量级。另外，该荧光的发光强度可以得到与已有的P47荧光体相同程度的强度。
即，该发光体，具有适应扫描型电子显微镜以及质量分析装置的充分的应答速度以及发光强度。而且，由于覆盖层对提高氮化物半导体层中的发光残存率有用，还可以实现优异的残存率。另外，所谓的残存率，是表示经过规定时间后的发光强度的残存程度的值，例如，用原来的发光强度除经过规定时间后的发光强度得到的百分率来表示。
另外，量子阱结构的阱宽优选在4nm以下。此时，可以得到发出所希望的发光量以上的荧光的发光体。
另外，优选覆盖层的厚度在10nm以下。此时，覆盖层发光的发光成分减少，作为发光体整体的应答速度提高。
另外，优选氮化物半导体层由InGaN以及GaN构成，覆盖层由AlGaN构成。此时，覆盖层由比氮化物半导体层构成材料的能带间隙大的材料构成。
另外，优选还包括在覆盖层上叠层的反射膜。此时，通过该反射膜可实现进一步提高残存率。
另外，优选反射膜的厚度在800nm以上。此时，可以得到更加优异的残存率。
本发明的电子射线检测器，其特征是，包括上述发光体，对该发光体发出的荧光具有灵敏度的光检测器。
在该电子射线检测器中，通过由上述发光体发出的荧光入射到光检测器的光入射面，进行电子射线的测量。即，通过充分必要的应答速度以及发光强度的荧光进行电子射线的测量。另外，由于发光体具有优异的残存率，可有效提高该电子检测器的寿命特性。另外，通过在扫描型电子显微镜以及质量分析装置使用该电子射线检测器，可提高这些显微镜等的性能。
本发明的扫描型电子显微镜，其特征在于，包括：上述发光体，含对该发光体发出的荧光有灵敏度的光检测器的电子射线检测器，至少在内部设置有发光体的真空室，提高用电子射线扫描配置在真空室内的试料表面，将试料发生的二次电子导向电子射线检测器，通过使试料的扫描位置与电子射线检测器的输出对应对试料的像进行摄影。
本发明的质量分析装置，其特征在于，包括：上述发光体，含对该发光体发出的荧光有灵敏度的光检测器的电子射线检测器，至少在内部配置有发光体的真空室，对真空室内试料发生的离子，根据其质量进行空间或时间分离的分离部，照射所述分离部分离的离子的倍增极，对应向倍增极入射的离子从倍增极发生的二次电子被导向电子射线检测器，由电子射线检测器的输出进行试料的质量分析。
发明效果
本发明提供了一种应答速度快，并且发光强度高的发光体，和使用该发光体的电子射线检测器，扫描型电子显微镜以及质量分析装置。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的发光体的截面图。
图2是表示具有InGaN/GaN量子阱结构的发光体应答特性的图像。
图3是比较具有InGaN/GaN量子阱结构的发光体与已有发光体的发光量的图像。
图4是表示各种覆盖层厚中，金属敷层与残存率的关系的图像。
图5是表示具有InGaN/GaN量子阱结构的发光体的阱宽与发光量的关系的图像。
图6是表示本发明的实施方式的电子射线检测器的纵向截面图。
图7是表示使用了图5的电子射线检测器的扫描型电子显微镜的概略构成图。
图8是使用了图5的电子射线检测器的质量分析装置的概略构成图。
图9是表示已有荧光体的诸特性的表。
符号说明
10    发光体
12    基板
14    氮化物半导体层
16    覆盖层
18    金属敷层
20    电子射线检测器
22    光学部件
30    光检测器
AZ    分离部
DY1，DY2    倍增器
e1，e2，e3  电子射线
I     光入射面
SM    试料
具体实施方式
下面，参照附图对实施本发明的发光体，使用该发光体的电子射线检测器，扫描型电子显微镜以及质量分析装置的最佳方式进行详细说明。另外，对同一或同等的元素使用同一符号标记，以省略重复说明。
如图1所示，发光体10由基板12，形成在基板表面12a上的氮化物半导体层14，在氮化物半导体层14上依次形成的覆盖层16以及金属敷层(反射膜)18构成。被外加在金属敷层18的正电位吸引，电子入射金属敷层18。金属敷层18，由于具有电子能够透过的厚度，所以电子入射金属敷层18与覆盖层16的界面(电子入射面)，向内部进行。
基板12的材料，为能力间隙非常大的绝缘体，由170nm以上波长的光吸收率低透明的蓝宝石(氧化铝Al2O3)构成。即，绝缘基板12具有可透过大约170nm以上波长的光的性质。氮化物半导体层14具有3层结构，从基板12侧，按InxGa1-xN(0≤x≤1)缓冲层14A，掺杂了Si的GaN层14B、InGaN/GaN量子阱的顺序叠层。该InGaN/GaN量子阱结构层14C，具有由InGaN和GaN构成的量子阱结构，照射电子射线发出415nm左右波长的荧光。即，如果电子射线入射到量子阱结构的14C可形成电子与空穴对，它们在量子阱内再结合的过程中发出荧光。
于是，长于170nm的波长的该荧光的至少一部分，透过基板12，从基板表面12a的里面(基板里面)12b射出。另外，在本说明书中，“量子阱结构”指的是除了一般的量子阱结构外，也包括量子细线结构，量子点结构。另外，在本说明书中，“氮化物半导体”为含III族元素中的Ga，In，Al的至少1种，含主要V族元素的N的化合物。
下面，对氮化物半导体层14的量子阱结构层14C进行说明。这里图2是表示具有InGaN/GaN量子阱结构的发光体应答特性的图像。为了进行比较，在同一图像中也表示出已有的块材结构的GaN发光体的应答特性。另外，图2的图像中的横轴表示时间(μsec)，纵轴表示在时间0附近入射脉冲状的电子射线时的应答输出的大小(任意常数)。
InGaN/GaN量子阱结构层14C的应答特性，由该图像可知，具有InGaN/GaN量子阱结构的发光体的应答速度S1(图像的倾向宽度)为nsec量级，块材结构的GaN发光体的应答速度S2为10μsec量级。这样，可以认为具有InGaN/GaN量子阱结构的发光体，之所以比块材结构的GaN发光体的应答速度快，是因为在具有InGaN/GaN量子阱结构的发光体中，以带间发光为主，在块材结构的GaN发光体中，是以深层(deep level)发光为主。
另外，对从具有InGaN/GaN量子阱结构发光体射出的荧光的发光量的测定，与已有的发光体的发光量(任意单位)进行了比较(参照图3)。其结果表明，具有InGaN/GaN量子阱结构的发光体的发光量(平均约7.20×1012)，比块材结构的GaN发光体的(平均约4.81×1012)大很多，与发光量大的P47发光体的发光量程度相同。另外，与具有良好应答特性的GaAsP发光体的发光量(9.8×1010)相比，将近100倍的发光强度。
回到图1，发光体10的覆盖层16，厚度为10nm，由AlxGa1-xN(0＜X＜1)构成。构成覆盖层16的该AlGaN，比构成InGaN/GaN量子阱结构层14C的InGaN以及GaN具有更大的能带间隙。所以，可以有效地将量子阱结构层14C生成的电子与空穴的对，导向量子阱。即，通过采用该覆盖层16，量子阱结构层14C中的电子与空穴容易再结合。所以，与没有覆盖层16的已有的发光体相比，可以显著提高亮度(发光量)。
另外，量子阱结构层14C所生成的电子与空穴的对被有效地导向量子阱的同时，还延长电子与空穴的再结合的持续时间。因此，发光体10，与没有覆盖层16的已有的发光体相比，发光强度持续。即，发光体10提高表示经过规定时间后的发光强度的残存程度的值的残存率。而且，发明人经过深入研究，结果发现，通过使该覆盖层16薄，可以显著减少覆盖层发光的发光成分(550nm附近的发光成分)，提高发光体整体的应答速度。所以，优选覆盖层16的厚度在10nm以下。
金属敷层18，厚度为800nm，由Al构成。通过该金属敷层18可以进一步实现发光体10的残存率的提高。
这里，对覆盖层与金属敷层的关系，参照图4进行说明。图4是表示各种覆盖层厚中，金属敷层(nm)与残存率(用原来的发光强度除经过8小时后的发光强度得到的百分率)的关系的图像。由该图像可知，具有金属敷层的厚度越厚，残存率越高的倾向。所以，金属敷层的厚度在800nm以上时，残存率显著上升。即，金属敷层18的厚度优选为800nm以上。特别在覆盖层16为10nm，金属敷层18为800nm时，可以兼顾高速应答和高残存率(约90％)。
如上面所说明的，发明人发现，具有InGaN/GaN量子阱结构的发光体，比已有的块材结构GaN基板的应答速度快。另外，还发现具有InGaN/GaN量子阱结构的发光体的发光量(发光速度)，与已有的块材结构GaN发光体和P47荧光体的发光量相比，大(或相同)。具有InGaN/GaN量子阱结构的发光体的应答速度以及发光强度，都具有用于扫描型电子显微镜以及质量分析装置的充分的价值。也就是说，具有含InGaN/GaN量子阱结构层14C的氮化物半导体层14的发光体10，作为用于扫描型电子显微镜以及质量分析装置的发光体，是比已有的荧光体合适的发光体。另外，通过采用覆盖层16以及金属敷层18，发光体10可以实现优异的残存率。
另外，氮化物半导体层14的InGaN/GaN量子阱结构中，优选量子阱的阱宽在4nm以下。这里，氮化物半导体层14的InGaN/GaN量子阱结构的阱宽与发光强度的关系由图5中的图像表示。图5中图像的横轴为阱宽(nm)，纵轴为照射规定量的电子射线时的发光量(任意单位)。由该图可知，阱宽为6nm时发光量小于1×1012，而与此相对，在阱宽为4nm以下时发光量都在1×1012以上。即，通过使量子阱结构的阱宽在4nm以下发光量为1×1012以上，从发光体10可以得到更加实用适合的荧光。
另外，基板12与量子阱结构层14C的材料的组合，除了蓝宝石和InGaN/GaN量子阱结构以外还可以有各种组合，以下是对其组合的说明。表1表示适于基板12的材料的基板。
表1
  基板材料   透过波长[nm]   [eV]
  GaN   366   3.39
  AlN   200   6.2
  LiAlO<sub>2</sub>(LAO)   191   6.5
  LiGaO<sub>2</sub>(LGO)   221   5.6
  ZnO   368   3.37
  6H-SiC   409   3.03
  4H-SiC   380   3.26
  α-Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>(蓝宝石)   170   -
  MgO   200   -
  MgAl<sub>2</sub>O<sub>4</sub>   200   -
表1所表示的材料，有透过波长比较短的材料，也有通过全部可视光区域的光的材料(例如，AIN)。
另外，量子阱结构层14C的材料，可以由InxAlyGa1-x-yN(x≤1，y≤1，x+y≤1)和InaAlbGa1-a-bN(a≤1，b≤1，a+b≤1)构成，可从具有量子阱结构的氮化物半导体中适当选择。因此，除了上述量子阱结构层14C(InGaN/GaN的组合)以外，也可以是，例如InGaN/AlGaN、InGaN/InGaN、GaN/AlGaN等组合。
在以上说明的基板材料与量子阱结构层材料的组合中，量子阱结构层14C发出的荧光的波长，必须比基板12的透过波长长。即，通过选择比量子阱结构层14C发出的荧光的波长短的透过波长的基板材料，或选择发出比基板12的透过波长长的波长的荧光的量子阱结构层14C的材料，从基板里面12b射出荧光。
接着，对上述发光体10的制作方法进行说明。
在制作发光体10时，首先，将具有蓝宝石基板12导入有机金属气相成长(MOCVD)装置的成长室，在氢气氛围中，进行1050℃下5分钟的热处理，清洁净化蓝宝石基板表面12a。然后，将基板温度降至475℃，将InGaN缓冲层14A堆积25nm后，将基板温度升至1075℃，使GaN层14B成长2.5μm。然后，将基板温度降至800℃，形成InxGa1 -xN(x＝0.13)/GaN量子阱结构层14C。该In GaN/GaN量子阱结构层14C的厚度(阱宽)为2nm，势垒层10nm阱数为11，在阱层以及势垒层掺杂1.8×1018cm-3的Si。另外，阱数并不限于11，也可以根据入射的电子射线的加速电压进行适当调整。另外，势垒层的厚度也不限于10nm，只要是能将电子充分关进阱层的厚度即可。
在有机金属气相成长装置内，在量子阱结构层14C上叠层覆盖层16。然后，移入蒸镀装置，通过在覆盖层16上叠层金属敷层18，完成发光体10的制作。
另外，在上述例子中，Ga源使用三甲基镓(Ga(CH3)3:TMGa)，In源使用三甲基铟(In(CH3)3:TMIn)，Si源使用甲硅烷(SiH4)，但也可以使用其他的有机金属原料(例如：三乙基镓(Ga(C2H5)3:TEGa)，三乙基铟(In(C2H5)3:TEIn等))以及其他氢化物(例如，乙硅烷(Si2H4)等)。
另外，在上述例子中，例示使用的是有机金属气相成长装置，但也可以使用氢化物气相成长(HVPE)装置和分子束外延生长(MBE)装置。另外，各成长温度，由于取决于试验所使用的装置，所以不是由上述温度所限定的。另外，例示了作为缓冲层14A所使用的InGaN，但缓冲层14A也可以从含III族元素的In，Al，Ga中的至少一种，含主要V族元素N的氮化物半导体材料中适当选择。
另外，各层的膜厚和Si掺杂量，并不限于上述例示的量，但优选上述的量。另外，上述例中是在缓冲层14A上叠层GaN层14B，但除了GaN层以外，也可以从含III族元素的In，Al，Ga中的至少一种，含主要V族元素N的氮化物半导体材料，具有对量子阱结构14C的发光波长透明的带间隙的氮化物半导体中适当选择。在上述例子中，例示了在GaN层14B，InGaN/GaN的量子阱结构层14C中渗杂了Si，但并不限于此，也可以掺杂其他的杂质(例如Mg)，还可以根据需要，不掺杂。
下面，对使用上述发光体10的电子射线检测器20进行说明。
图6是电子射线检测器20的纵向截面图。在该电子射线检测器20中，入射的电子变换为荧光的荧光体10和光检测器30的光入射面I，通过光学部件(光引导部件)22光结合。另外，电子射线检测器20的发光体10和光检测器30通过光学部件22物理连接，成为一体。更为具体的是，在光入射面I，贴由荧光透过性材料构成的光学部件22，，在该光学部件22上安装发光体10。光引导部件22是光纤渗压计(FOP)等光导管，但也可以是其他的将发光体10发生的荧光会聚到光入射面I上的透镜。
在光学部件22和光检测器30之间，有荧光透过性的粘结层(粘结剂：树脂)AD2，由粘结层AD2固定光学部件22和光检测器30之间的相对位置。
光学部件22是玻璃板，在发光体10的基板里面12b上形成SiN层ADa以及SiO2层ADb，SiO2层ADb与光学部件22的玻璃板热粘结。SiO2层ADb与玻璃板都是硅氧化物，所以通过加热将它们融着。另外，SiO2层ADb，可以使用喷溅法等在SiN层ADa上形成，它们的结合力也高。
SiN层ADa同样用喷射法等形成在发光体10的面上，由于它们的结合力也高，结果是粘结层AD1将发光体10粘结在光学部件22上。另外，SiN层ADa还起着反射防止膜的功能，SiN层ADa抑制因电子射线的入射发光体10内发生的荧光被反射到发光体10方向。另外，粘结层AD1，AD2作为整体的各折射率为1.5。
在具有这样结构的电子射线检测器20中，因电子射线的入射发光体10内产生的荧光，通过荧光透过性材料构成的粘结层AD1，入射光学部件2，按光学部件2以及粘结层AD2的顺序透过到达光检测器30的光入射面I。
另外，本例所例示的光检测器30是光电子倍增器。该光检测器30，包括金属制的侧管30a，闭塞侧管30a顶部开口的光入射窗(面板)30b，闭塞侧管30a底部开口的底板30C构成的真空容器。在该真空容器内，配置有形成在光入射窗30b的内面的光电阴极30d，电子倍增部30e，阳极A。
光入射面I为光入射窗30b的外面，入射到光入射面I的荧光，透过光入射窗30b入射光电阴极30d，光电阴极30d，对应荧光的入射进行光电变换在上述真空容器内部方向放出光电子。该电子被微通导板或网型倍增极构成的电子倍增部30e倍增并被阳极A收集。
阳极A所收集的电子，通过贯通底板30c的针30p取出光检测器30的外部。另外，针30p的个数为多个，通过各针30p给出在电子倍增部30e的规定电位。另外，金属制的侧管30a的电位为0V，光电阴极30d电连接在侧管30a上。
以上说明的电子射线检测器20，具有适应扫描型电子显微镜和质量分析装置的充分的应答速度以及发光强度，并且由于有残存率优异的发光体10，可以实现高速应答和优异的寿命特性。
上述电子射线检测器20，可以用于扫描型电子显微镜(SEM)和质量分析装置。
图7是扫描型电子显微镜的主要部分的概略说明图。该扫描型电子显微镜具有上述电子射线检测器20。电子射线e1照射试料SM上，当该电子射线e1扫描试料SM的表面时，从试料SM的表面放出二次电子，该二次电子作为电子射线e2被导向电子射线检测器20。随着电子射线e2的入射从针30p输出电信号。
即，该扫描电子射线显微镜，是在真空室(未图示)内至少有电子射线检测器20的发光体10，因电子射线e1扫描该真空室内配置的试料SM的表面而从试料SM产生的二次电子，被导向电子检测器20，通过使电子射线e1的扫描位置和电子射线检测器20的输出同期对应，拍摄试料SM的象的装置。于是，采用了电子射线显微镜20的该扫描型电子显微镜，由于若电子射线检测器20的发光体10的应答速度nse量级高速，所以可以显著提高扫描速度。另外，发光体10具有优异的残存率，所以可以显著提高该扫描型电子显微镜所具有的寿命特性等性能。
图8是说明质量分析装置的主要部分的概略说明图。
该质量分析装置，具有上述电子射线检测器20。位于分离部AZ内的正离子，在孔隙AP给适当的电位，同时，给相对孔隙AP位于与分离部AZ相反侧的第1倍增器DY1负电位，通过孔隙AP冲突第1倍增器DY1，伴随着冲突从第1倍增器DY1放出二次电子，二次电子作为电子射线e3被导向电子射线检测器20。
另外，第2倍增器DY2给予正电位，在由分离部AZ引出负离子时，该负离子冲突第2倍增器DY2，伴随着冲突从第2倍增器DY2表面放出二次电子，该二次电子作为电子射线e3导向电子射线检测器20。相应电子射线e3的入射从针30p输出电信号。
虽然质量分析装置有各种类型，但都是相应质量时间或空间分离离子。
若分离部AZ为飞行管，离子根据质量不同通过飞行管内部的时间不同，所以结果是到达倍增器DY1或DY2的时间不同，因此，若监测由针30p输出的电流值的时间变化，可判明各离子的质量。即，该电流值表示各时间各质量离子的量。
若分离部AZ为在磁场的作用下各离子的飞行轨道按质量变化，通过改变分离部AZ的磁通密度，通过孔隙AP的离子每质量不同，因此，若监测从针30p输出的电流值的时间变化可判明各离子的质量。即，若扫描磁通密度或扫描空隙AP的位置，该电流值表示各时间的各质量的离子量。
如以上说明的，上述质量分析装置，包括：至少配置有电子射线检测器20的化合物半导体基板1的真空室(未图示)，对该真空室内的试料(未图示)产生的离子，根据其质量进行空间或时间分离的分离部AZ，照射有由分离部AZ分离的离子的倍增器DY1，DY2，相应倍增器DY1，DY2的离子的入射从倍增器DY1，DY2发生的二次电子e3导向电子射线检测器20，由电子射线显微镜20的输出进行上述试料的质量分析。这样，采用了电子射线显微镜20的质量分析装置，由于电子射线检测器20的发光体10的应答速度nsec量级高速，所以可显著提高质量分解能。另外，由于发光体10具有优异的残存率，所以可显著提高该质量分析装置的寿命特性等性能。
本发明并不限定于上述实施发生，可以有各种变形。例如，氮化物半导体层14，可以是其一部分为量子阱结构，也可以全部是量子阱结构。另外，光检测器30，除了光电子倍增器以外，也可以是例如雪崩光电二极管(APD)。还有，光学部件22不限于直线形状，也可以是曲线形状，另外尺寸也可以适当变更。
产业上利用的可能性
本发明可用于因电子入射发光的发光体，使用该发光体的电子射线检测器，扫描型电子显微镜以及质量分析装置。

Claims (7)

1.一种发光体，该发光体与电子的入射相对应发生荧光，其特征在于，包括：
基板，
形成在所述基板一个面上的具有量子阱结构的氮化物半导体层，和
形成在所述氮化物半导体层上的具有电子入射面的覆盖层，
所述量子阱结构的阱宽为4nm以下，
所述覆盖层的厚度为10nm以下。
2.如权利要求1所述的发光体，其特征在于，
所述氮化物半导体层由InGaN以及GaN构成，所述覆盖层由AlGaN构成。
3.如权利要求1所述的发光体，其特征在于，
还包括叠层在所述覆盖层上的反射膜。
4.如权利要求3所述的发光体，其特征在于，
所述反射膜的厚度为800nm以上。
5.一种电子射线检测器，其特征在于，包括：
权利要求1所述的发光体，和
对该发光体发出的所述荧光有灵敏度的光检测器。
6.一种扫描型电子显微镜，其特征在于，
包括：电子射线检测器，其具有权利要求1所述的发光体，和对该发光体发出的所述荧光有灵敏度的光检测器，和
至少在内部设置有所述发光体的真空室，
通过以电子射线扫描所述真空室内配置的试料表面，将由所述试料产生的二次电子导向所述电子射线检测器，通过将所述试料的扫描位置和所述电子射线检测器的输出相对应，对所述试料的像进行拍照。
7.一种质量分析装置，其特征在于，
包括：电子射线检测器，其具有权利要求1所述的发光体，和对该发光体发出的所述荧光有灵敏度的光检测器，
至少在内部设置有所述发光体的真空室，
对由所述真空室内的试料产生的离子根据其质量在空间或时间上进行分离的分离部，和
照射由所述分离部分离的离子的倍增极，
将相应于所述倍增极的离子的入射而由所述倍增极发生的二次电子导向所述电子射线检测器，由所述电子射线检测器的输出进行所述试料的质量分析。
CNB2005800121452A 2004-04-08 2005-04-07 发光体，及使用其的电子射线检测器、扫描型电子显微镜和质量分析装置 Active CN100558849C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP114596/2004 2004-04-08
JP2004114596A JP4365255B2 (ja) 2004-04-08 2004-04-08 発光体と、これを用いた電子線検出器、走査型電子顕微鏡及び質量分析装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1946827A CN1946827A (zh) 2007-04-11
CN100558849C true CN100558849C (zh) 2009-11-11

Family

ID=35125055

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2005800121452A Active CN100558849C (zh) 2004-04-08 2005-04-07 发光体，及使用其的电子射线检测器、扫描型电子显微镜和质量分析装置

Country Status (5)

Country Link
US (2) US7910895B2 (zh)
EP (1) EP1736524B1 (zh)
JP (1) JP4365255B2 (zh)
CN (1) CN100558849C (zh)
WO (1) WO2005097945A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107209277A (zh) * 2015-02-09 2017-09-26 克莱托斯波尔公司 用于探测电离辐射的闪烁探测器

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009289628A (ja) 2008-05-30 2009-12-10 Hitachi High-Technologies Corp 飛行時間型質量分析装置
JP5492409B2 (ja) * 2008-12-26 2014-05-14 株式会社堀場製作所 電子顕微鏡装置
JP5462719B2 (ja) * 2010-06-11 2014-04-02 株式会社日立ハイテクノロジーズ 電子ビーム検出器，電子ビーム応用装置およびそれを用いた観察方法
EP2487703A1 (en) * 2011-02-14 2012-08-15 Fei Company Detector for use in charged-particle microscopy
US8873596B2 (en) 2011-07-22 2014-10-28 Kla-Tencor Corporation Laser with high quality, stable output beam, and long life high conversion efficiency non-linear crystal
US10197501B2 (en) 2011-12-12 2019-02-05 Kla-Tencor Corporation Electron-bombarded charge-coupled device and inspection systems using EBCCD detectors
US9496425B2 (en) 2012-04-10 2016-11-15 Kla-Tencor Corporation Back-illuminated sensor with boron layer
US9601299B2 (en) 2012-08-03 2017-03-21 Kla-Tencor Corporation Photocathode including silicon substrate with boron layer
US9151940B2 (en) 2012-12-05 2015-10-06 Kla-Tencor Corporation Semiconductor inspection and metrology system using laser pulse multiplier
US9426400B2 (en) 2012-12-10 2016-08-23 Kla-Tencor Corporation Method and apparatus for high speed acquisition of moving images using pulsed illumination
US9529182B2 (en) 2013-02-13 2016-12-27 KLA—Tencor Corporation 193nm laser and inspection system
US9608399B2 (en) 2013-03-18 2017-03-28 Kla-Tencor Corporation 193 nm laser and an inspection system using a 193 nm laser
US9478402B2 (en) 2013-04-01 2016-10-25 Kla-Tencor Corporation Photomultiplier tube, image sensor, and an inspection system using a PMT or image sensor
ITUD20130118A1 (it) * 2013-09-11 2015-03-12 Elettra Sincrotrone Trieste S C P A Dispositivo di rilevazione di particelle e relativo metodo di rilevazione
US9347890B2 (en) 2013-12-19 2016-05-24 Kla-Tencor Corporation Low-noise sensor and an inspection system using a low-noise sensor
US9748294B2 (en) 2014-01-10 2017-08-29 Hamamatsu Photonics K.K. Anti-reflection layer for back-illuminated sensor
US9410901B2 (en) 2014-03-17 2016-08-09 Kla-Tencor Corporation Image sensor, an inspection system and a method of inspecting an article
US9804101B2 (en) 2014-03-20 2017-10-31 Kla-Tencor Corporation System and method for reducing the bandwidth of a laser and an inspection system and method using a laser
JP2015230195A (ja) * 2014-06-04 2015-12-21 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置
US9767986B2 (en) 2014-08-29 2017-09-19 Kla-Tencor Corporation Scanning electron microscope and methods of inspecting and reviewing samples
US9419407B2 (en) 2014-09-25 2016-08-16 Kla-Tencor Corporation Laser assembly and inspection system using monolithic bandwidth narrowing apparatus
US9748729B2 (en) 2014-10-03 2017-08-29 Kla-Tencor Corporation 183NM laser and inspection system
US9613781B2 (en) * 2015-01-23 2017-04-04 Hamamatsu Photonics K.K. Scanning electron microscope
US9860466B2 (en) 2015-05-14 2018-01-02 Kla-Tencor Corporation Sensor with electrically controllable aperture for inspection and metrology systems
US10748730B2 (en) 2015-05-21 2020-08-18 Kla-Tencor Corporation Photocathode including field emitter array on a silicon substrate with boron layer
US10462391B2 (en) 2015-08-14 2019-10-29 Kla-Tencor Corporation Dark-field inspection using a low-noise sensor
JP6948675B2 (ja) * 2015-12-28 2021-10-13 株式会社Ｓ−Ｎａｎｏｔｅｃｈ Ｃｏ−Ｃｒｅａｔｉｏｎ シンチレータの形成方法
JP6676372B2 (ja) * 2015-12-28 2020-04-08 株式会社Ｓ−Ｎａｎｏｔｅｃｈ Ｃｏ−Ｃｒｅａｔｉｏｎ シンチレータ及び電子検出器
JP6576257B2 (ja) 2016-01-29 2019-09-18 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子検出器、及び荷電粒子線装置
US10778925B2 (en) 2016-04-06 2020-09-15 Kla-Tencor Corporation Multiple column per channel CCD sensor architecture for inspection and metrology
US10313622B2 (en) 2016-04-06 2019-06-04 Kla-Tencor Corporation Dual-column-parallel CCD sensor and inspection systems using a sensor
US10175555B2 (en) 2017-01-03 2019-01-08 KLA—Tencor Corporation 183 nm CW laser and inspection system
JP6666626B2 (ja) 2017-01-31 2020-03-18 株式会社日立ハイテク 荷電粒子検出器及び荷電粒子線装置
JP6911541B2 (ja) * 2017-05-31 2021-07-28 セイコーエプソン株式会社 発光装置およびプロジェクター
CZ307721B6 (cs) * 2017-09-19 2019-03-20 Crytur, Spol. S R.O. Scintilační detektor pro detekci ionizujícího záření
US10535493B2 (en) 2017-10-10 2020-01-14 Kla-Tencor Corporation Photocathode designs and methods of generating an electron beam using a photocathode
US11114489B2 (en) 2018-06-18 2021-09-07 Kla-Tencor Corporation Back-illuminated sensor and a method of manufacturing a sensor
IL260956B (en) * 2018-08-02 2022-01-01 Applied Materials Israel Ltd Electron detection sensor
US10943760B2 (en) 2018-10-12 2021-03-09 Kla Corporation Electron gun and electron microscope
US11114491B2 (en) 2018-12-12 2021-09-07 Kla Corporation Back-illuminated sensor and a method of manufacturing a sensor
JP7373391B2 (ja) 2019-12-24 2023-11-02 株式会社日立ハイテク シンチレータ、計測装置、質量分析装置および電子顕微鏡
JP6857263B1 (ja) * 2020-01-17 2021-04-14 浜松ホトニクス株式会社 発光体、電子線検出器、及び走査型電子顕微鏡
US11848350B2 (en) 2020-04-08 2023-12-19 Kla Corporation Back-illuminated sensor and a method of manufacturing a sensor using a silicon on insulator wafer
TWI804837B (zh) * 2020-04-10 2023-06-11 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司 信號電子偵測之系統及方法
JP2022115300A (ja) * 2021-01-28 2022-08-09 浜松ホトニクス株式会社 発光素子、光検出モジュール、発光素子の製造方法、及び走査型電子顕微鏡

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4802181A (en) * 1986-11-27 1989-01-31 Nec Corporation Semiconductor superlattice light emitting sevice
JPH0261458A (ja) 1988-08-25 1990-03-01 Daikin Ind Ltd スポットクーラにおける吹出ダクトの回動制御装置
JPH03233977A (ja) 1990-02-09 1991-10-17 Tokin Corp 電子線センサ
FR2687480B1 (fr) * 1992-02-18 1997-08-14 France Telecom Detecteur photoelectrique a puits quantiques a detectivite amelioree.
US5510627A (en) * 1994-06-29 1996-04-23 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Infrared-to-visible converter
US5703373A (en) * 1995-11-03 1997-12-30 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Alignment fiducial for improving patterning placement accuracy in e-beam masks for x-ray lithography
US6054718A (en) * 1998-03-31 2000-04-25 Lockheed Martin Corporation Quantum well infrared photocathode having negative electron affinity surface
JP3505643B2 (ja) 2000-04-19 2004-03-08 星和電機株式会社 窒化ガリウム系半導体発光素子
JP4416297B2 (ja) * 2000-09-08 2010-02-17 シャープ株式会社 窒化物半導体発光素子、ならびにそれを使用した発光装置および光ピックアップ装置
JP2002146516A (ja) * 2000-11-07 2002-05-22 Sony Corp 有機薄膜の蒸着方法
KR100917387B1 (ko) 2001-01-31 2009-09-17 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 전자선 검출기, 주사형 전자 현미경, 질량 분석 장치, 및,이온 검출기
JP3625776B2 (ja) * 2001-03-16 2005-03-02 古河電気工業株式会社 格子定数測定方法およびその測定装置
JP2004063537A (ja) 2002-07-25 2004-02-26 Sony Corp 半導体発光素子およびその製造方法ならびに半導体装置およびその製造方法
JP2004131567A (ja) * 2002-10-09 2004-04-30 Hamamatsu Photonics Kk 発光体と、これを用いた電子線検出器、走査型電子顕微鏡及び質量分析装置
JP2003179263A (ja) 2002-11-11 2003-06-27 Seiwa Electric Mfg Co Ltd 窒化ガリウム系半導体発光素子
JP4254373B2 (ja) 2003-06-24 2009-04-15 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体素子

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107209277A (zh) * 2015-02-09 2017-09-26 克莱托斯波尔公司 用于探测电离辐射的闪烁探测器
CN107209277B (zh) * 2015-02-09 2019-10-22 克莱托斯波尔公司 用于探测电离辐射的闪烁探测器

Also Published As

Publication number Publication date
EP1736524A4 (en) 2010-09-29
CN1946827A (zh) 2007-04-11
US7910895B2 (en) 2011-03-22
JP2005298603A (ja) 2005-10-27
US8164069B2 (en) 2012-04-24
US20080116368A1 (en) 2008-05-22
JP4365255B2 (ja) 2009-11-18
WO2005097945A1 (ja) 2005-10-20
EP1736524A1 (en) 2006-12-27
EP1736524B1 (en) 2017-10-04
US20110101219A1 (en) 2011-05-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100558849C (zh) 发光体，及使用其的电子射线检测器、扫描型电子显微镜和质量分析装置
US11081310B2 (en) Photocathode including silicon substrate with boron layer
CN100481531C (zh) 发光体和包含它的电子束检测器、扫描型电子显微镜、质量分析装置
CN105210189B (zh) 光倍增管、图像传感器及使用pmt或图像传感器的检验系统
CN1307432C (zh) 电子束检测器、扫描型电子显微镜、质量分析装置及离子检测器
US11062892B2 (en) Charged particle detector including a light-emitting section having lamination structure, charged particle beam device, and mass spectrometer
WO2021145078A1 (ja) 発光体、電子線検出器、及び走査型電子顕微鏡
IL260271A (en) scintillator and electron beam
JP2015230195A (ja) 荷電粒子線装置
JPH09213206A (ja) 透過型光電面、その製造方法、及びそれを用いた光電変換管
JPH11135003A (ja) 光電面及びそれを用いた電子管
JP2019114772A (ja) 赤外線発光素子
CN1090335C (zh) 无分立像元光学读出的量子阱红外焦平面芯片
JP3615857B2 (ja) 光電面及びそれを用いた電子管
US20240063328A1 (en) Light-emitting element, optical detection module, manufacturing method for light-emitting element, and scanning electron microscope
Michel-Murillo Development of the BigMIC image photon counting detector
CS269916B1 (cs) Monokrystalioký eointilátor pro detekci sekundárních elektronů

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant