JP2002168959A - Energy dispersion type x-ray detection device, scanning electron microscope using the same and electron beam micro analyzer - Google Patents

Energy dispersion type x-ray detection device, scanning electron microscope using the same and electron beam micro analyzer

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JP2002168959A
JP2002168959A JP2000367871A JP2000367871A JP2002168959A JP 2002168959 A JP2002168959 A JP 2002168959A JP 2000367871 A JP2000367871 A JP 2000367871A JP 2000367871 A JP2000367871 A JP 2000367871A JP 2002168959 A JP2002168959 A JP 2002168959A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an energy dispersion type X-ray detection device having excellent vibration proofness and provided with a detecting part with a high low-noise decomposition function in a low cost. SOLUTION: An electrode 2, to which a semiconductor X-ray detection element 1 and a high-voltage wire 8 are connected via a slit opening 10, is included in an insulator 3, which is stored in an element holder 4. A finger body 6 with high thermal conductivity coupled with a cold finger 7 contains a first stage FET 11, a gate electrode 13 connected to the gate and provided on the end face, and a substrate 5 provided with a heater resistance 12 mounted thereon and a FET wiring 9 for sending and receiving signals to and from outside. By fastening a female screw of the element holder 4 and a male screw 14 of the finger body to each other, the semiconductor X-ray detection element 1 is fixed with the electrode 2 and the gate electrode 13 sandwiching it.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、試料表面から発生
する特性X線を検出することで、試料の元素分析を行う
エネルギー分散型X線検出装置に係わり、特に、蛍光X
線装置や電子線マイクロアナライザーなどに用いられる
半導体X線検出素子を保持する先端部の構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an energy dispersive X-ray detector for performing elemental analysis of a sample by detecting characteristic X-rays generated from the surface of the sample.
The present invention relates to a structure of a tip for holding a semiconductor X-ray detection element used in a beam apparatus, an electron beam microanalyzer, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子線を試料の表面に照射すると電子と
物質との相互作用の結果、特性X線、反射電子、あるい
は二次電子などの量子を発生する。これらの量子は試料
の性質を示す情報の媒体である。その中で主に特性X線
を検出して試料の微小領域を非破壊で元素分析する装置
に電子線マイクロアナライザー(EPMA)がある。E
PMAは、電子照射系、試料ステージ、X線分光器、電
子走査装置、コンピュータ制御装置とデータ処理系から
構成されている。電子線を扱う部分は照射系あるいは鏡
筒と呼ばれ、約10−3〜10−4Pa程度の真空に保
たれ、電子線は、フィラメント、ウェネルト円筒、陽極
からなる電子銃から放射され、通常1〜50kVの電圧
で加速される。この電子線は集束レンズ及び対物レンズ
の電磁レンズ作用で細く絞られ(電子プローブ)、試料
室内の試料に照射される。試料上での電子線は、直径4
0Å〜1μm程度になるが、分析目的に応じ径100μ
m以上に電磁レンズの励磁を変えて調整できる。試料上
の目的とする任意の分析場所に電子プローブを照射する
ため、試料は、水平動、上下動、回転などの移動機構を
備えた試料ステージに装着される。分析位置は、通常、
照射系内(又は試料室内)に組み込まれた電子走査装置
でブラウン管上の走査像を観察して決められる。電子プ
ローブで照射された試料表面から発生するX線には、試
料を構成する元素に固有の波長をもつ特性X線が含まれ
ている。特性X線の波長λは、原子番号と次式Mose
leyの法則で結びつけられている。 λ=C/(Z−σ)、Z:原子番号、C、σ:定数 λをX線分光器で測定すれば、Zを知ることができ、従
って試料を構成する元素が分かる。また、X線のエネル
ギーEはλ(Å)とE(KeV)≒12.4/λの関係
があるので、エネルギーの値より元素を知ることができ
る。X線分光器には、波長分散形分光器(WDS)と半
導体検出器で直接X線エネルギーを検出するエネルギー
分散形分光器(EDS)がある。ここでは後者のEDS
について説明する。EDSでは半導体検出器に入ったX
線は、そのエネルギーに比例した数の電子―正孔対を半
導体中につくり、電気信号を発生させる。この電気信号
の大きさを多重波高分析器で識別することにより、X線
のエネルギー値Eを知り試料構成元素を検出することが
できる。
2. Description of the Related Art When an electron beam is irradiated on the surface of a sample, a quantum such as a characteristic X-ray, a reflected electron, or a secondary electron is generated as a result of the interaction between the electron and the substance. These quanta are mediums of information that indicate the properties of the sample. Among them, an electron beam microanalyzer (EPMA) is a device mainly for detecting characteristic X-rays and performing nondestructive elemental analysis of a minute region of a sample. E
The PMA includes an electron irradiation system, a sample stage, an X-ray spectrometer, an electronic scanning device, a computer control device, and a data processing system. The part handling the electron beam is called an irradiation system or a lens barrel, and is kept in a vacuum of about 10 −3 to 10 −4 Pa. It is accelerated at a voltage of 1 to 50 kV. This electron beam is narrowed down (electron probe) by the action of the electromagnetic lens of the focusing lens and the objective lens, and is irradiated on the sample in the sample chamber. The electron beam on the sample has a diameter of 4
It becomes about 0Å-1μm, but the diameter is 100μ depending on the purpose of analysis.
m or more can be adjusted by changing the excitation of the electromagnetic lens. In order to irradiate an electron probe to a desired analysis place on a sample, the sample is mounted on a sample stage provided with a moving mechanism such as horizontal movement, vertical movement, and rotation. The analysis location is usually
It is determined by observing a scanned image on a CRT with an electronic scanning device incorporated in the irradiation system (or the sample chamber). X-rays generated from the surface of the sample irradiated by the electron probe include characteristic X-rays having wavelengths specific to the elements constituting the sample. The characteristic wavelength of the X-ray is represented by the atomic number and the following equation:
They are linked by Ray's law. λ = C / (Z−σ) 2 , Z: atomic number, C, σ: constant If λ is measured with an X-ray spectrometer, Z can be known, and thus the elements constituting the sample can be known. Further, since the energy E of the X-ray has a relationship of λ (Å) and E (KeV) ≒ 12.4 / λ, the element can be known from the value of the energy. X-ray spectrometers include a wavelength dispersive spectrometer (WDS) and an energy dispersive spectrometer (EDS) that directly detects X-ray energy with a semiconductor detector. Here is the latter EDS
Will be described. In EDS, X in the semiconductor detector
The wire creates a number of electron-hole pairs in the semiconductor that is proportional to its energy, generating an electrical signal. By identifying the magnitude of the electric signal with the multi-wave height analyzer, the energy value E of the X-ray can be known and the constituent elements of the sample can be detected.

【0003】図4にエネルギー分散型X線検出装置の構
造を示す。電子銃20からの電子ビームが試料21に照
射され、試料21から特性X線が発せられる。通常半導
体X線検出素子1は、エンドキャップ24と呼ばれる円
筒形の肉厚の薄い部材に収められ、エンドキャップ24
とコールドフィンガ7との間は真空状態に保たれる。そ
して、半導体X線検出素子1は、測定性能を向上させる
ために、コールドフィンガ7の先端に取り付けられて、
デュア35に貯められた液体窒素でその温度近くまで冷
却される。そして、試料21から発せられた特性X線
は、コリメータ22の穴を通り、極めて薄い部材で作ら
れたX線入射窓23を透過して素子ホルダ4内に備えら
れた半導体X線検出素子1で検出される。コリメータ2
2は穴径の異なる穴が複数個設けられ、特性X線の強度
に応じて選択設定される。コリメータ22は支持シャフ
ト26により保持されている。そして、支持シャフト2
6はOリング28によって筐体29内部の真空と外気の
大気圧とを遮断している。そしてベースブロック30に
設けられたOリング28と支持ブロック25に支えら
れ、先端に取り付けられているコリメータ22を駆動レ
バー32で回転し、コリメータ穴を選択設定している。
一方、半導体X線検出素子1を内蔵する円筒形のエンド
キャップ24は、X線感度を調整できるようにするた
め、試料21と半導体X線検出素子1との距離を調整で
きるように、エンドキャップ24の他端に取り付けられ
た検出器本体ブロック34がレール31に固定され、ハ
ンドル33を回すことにより前後に駆動される。そし
て、エンドキャップ24は、Oリング27によって筐体
29内部の真空と外気の大気圧とを遮断している。
FIG. 4 shows the structure of an energy dispersive X-ray detector. The sample 21 is irradiated with an electron beam from the electron gun 20, and the sample 21 emits characteristic X-rays. Normally, the semiconductor X-ray detection element 1 is housed in a cylindrical thin member called an end cap 24.
And the cold finger 7 is kept in a vacuum state. The semiconductor X-ray detection element 1 is attached to the tip of the cold finger 7 in order to improve the measurement performance,
The liquid nitrogen stored in the Dewar 35 is cooled to near the temperature. The characteristic X-rays emitted from the sample 21 pass through the holes of the collimator 22 and pass through the X-ray entrance window 23 made of an extremely thin member, and the semiconductor X-ray detection element 1 provided in the element holder 4 is provided. Is detected by Collimator 2
2 is provided with a plurality of holes having different hole diameters, and is selectively set according to the intensity of the characteristic X-ray. The collimator 22 is held by a support shaft 26. And the support shaft 2
6 is an O-ring 28 that shuts off the vacuum inside the housing 29 and the atmospheric pressure of the outside air. The collimator 22 supported on the O-ring 28 and the support block 25 provided on the base block 30 and attached to the tip is rotated by the drive lever 32 to select and set a collimator hole.
On the other hand, the cylindrical end cap 24 containing the semiconductor X-ray detecting element 1 has an end cap so that the distance between the sample 21 and the semiconductor X-ray detecting element 1 can be adjusted in order to adjust the X-ray sensitivity. A detector main body block 34 attached to the other end of 24 is fixed to the rail 31, and is driven back and forth by turning a handle 33. The end cap 24 blocks the vacuum inside the housing 29 from the atmospheric pressure of the outside air by the O-ring 27.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来のエネルギー分散
型X線検出装置は、以上のように構成されているが、半
導体X線検出素子1の性能を維持するため、液体窒素を
貯めたデュア35からの液体窒素冷却を必要とし、この
液体窒素をデュア35からコールドフィンガ7と呼ばれ
る部材に送って、先端部の素子ホルダ4内に備えられた
半導体X線検出素子1を冷却し、コールドフィンガ7が
先端部を支持している。このとき、検出効率を高めるた
めに、半導体X線検出素子1を試料21にできるだけ近
づける必要があるため、このコールドフィンガ7とそれ
を内蔵したエンドギャップ24はその長さを長くとる必
要がある。一方、その電気的雑音を少なくするため、半
導体X線検出素子1にできるだけ近い位置のフィンガ本
体6内に、初段信号増幅のためのFET11が設けられ
ている。従って、半導体X線検出素子1および初段のF
ET11は、長いコールドフィンガ7の先端に備えられ
ることになり、その半導体X線検出素子1やFET11
の保持方法によっては、それらが極めて振動に対して弱
くなる構造になる。そのため、これらの部材の固定方法
が複雑化し、部品点数が多くなり、加工条件も厳しくな
るため、コストがかさんでしまうという問題がある。一
方、一般的に、初段のFET11が最も低雑音の特性を
示す温度は、液体窒素温度で冷却されているコールドフ
ィンガ7の温度よりも数十度程度高いことが知られてい
る。従って、この初段のFET11に備えられたヒータ
の温度を最適化することでFET11の雑音特性を向上
させ、高分解能のエネルギー分散型X線検出装置が可能
となる。
The conventional energy dispersive X-ray detector is constructed as described above. However, in order to maintain the performance of the semiconductor X-ray detector 1, a dual 35 containing liquid nitrogen is used. The liquid nitrogen is sent from the dewar 35 to a member called a cold finger 7 to cool the semiconductor X-ray detecting element 1 provided in the element holder 4 at the tip, and to cool the cold finger 7. Supports the tip. At this time, in order to increase the detection efficiency, the semiconductor X-ray detection element 1 needs to be as close to the sample 21 as possible, so that the cold finger 7 and the end gap 24 containing the same must have a long length. On the other hand, in order to reduce the electric noise, an FET 11 for amplifying the first-stage signal is provided in the finger main body 6 as close as possible to the semiconductor X-ray detecting element 1. Therefore, the semiconductor X-ray detecting element 1 and the first stage F
The ET 11 is provided at the tip of the long cold finger 7, and the semiconductor X-ray detection element 1 and the FET 11
Depending on the holding method, the structure becomes extremely weak against vibration. Therefore, there is a problem that the method of fixing these members becomes complicated, the number of parts increases, and the processing conditions become strict, resulting in an increase in cost. On the other hand, it is generally known that the temperature at which the first stage FET 11 exhibits the lowest noise characteristic is several tens degrees higher than the temperature of the cold finger 7 cooled at the liquid nitrogen temperature. Therefore, by optimizing the temperature of the heater provided in the first-stage FET 11, the noise characteristics of the FET 11 are improved, and a high-resolution energy-dispersive X-ray detector can be realized.

【0005】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、従来の構造より耐振動性にすぐれ、か
つ低コストを実現し、さらにFETのヒータ温度を最適
化することにより低雑音高分解能の検出器先端部の構造
を有するエネルギー分散型X線検出装置を提供すること
を目的とする。
[0005] The present invention has been made in view of such circumstances, and is more excellent in vibration resistance and lower cost than the conventional structure. In addition, the present invention realizes low cost by optimizing the heater temperature of the FET. An object of the present invention is to provide an energy dispersive X-ray detector having a structure of a detector tip with high noise resolution.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のエネルギー分散型X線検出装置は、電子ビ
ームやX線などを試料に照射して、試料表面から発生す
る特性X線を検出して元素分析を行うエネルギー分散型
X線検出装置において、半導体X線検出素子を収納し円
筒状のめねじを設けた素子ホルダと、前記半導体X線検
出素子からの信号を増幅するための初段FETを有する
基板を収納し冷却機構を有しておねじを設けたフィンガ
本体とを備え、前記めねじと前記おねじによって素子ホ
ルダとフィンガ本体を締結し前記半導体X線検出素子を
固定するように構成したものである。
In order to achieve the above object, an energy dispersive X-ray detector according to the present invention irradiates a sample with an electron beam, X-rays, or the like, and emits a characteristic X-ray generated from the sample surface. In an energy dispersive X-ray detection apparatus for detecting an element and performing elemental analysis, an element holder containing a semiconductor X-ray detection element and provided with a cylindrical female screw, and amplifying a signal from the semiconductor X-ray detection element A finger body containing a substrate having the first-stage FET and having a cooling mechanism and provided with a screw, and fastening the element holder and the finger body with the female screw and the male screw to fix the semiconductor X-ray detection element It is configured so that

【0007】さらに、本発明のエネルギー分散型X線検
出装置は、請求項1記載のエネルギー分散型X線検出装
置において、半導体X線検出素子を収める前記素子ホル
ダを熱膨張係数の大きい金属素材によって製作し、一
方、初段FETを有する基板を収めた前記フィンガ本体
を前記素子ホルダに比べて熱膨張係数の小さい金属素材
によって製作したものである。
Further, according to the energy dispersive X-ray detecting device of the present invention, in the energy dispersive X-ray detecting device according to the first aspect, the element holder accommodating the semiconductor X-ray detecting element is made of a metal material having a large thermal expansion coefficient. On the other hand, the finger body accommodating the substrate having the first-stage FET is made of a metal material having a smaller thermal expansion coefficient than the element holder.

【0008】そして、本発明のエネルギー分散型X線検
出装置は、請求項1記載のエネルギー分散型X線検出装
置において、半導体X線検出素子の電極に電圧を供給す
るための高電圧配線を前記素子ホルダに通すことができ
るように前記素子ホルダにスリット状開口部を設けたも
のである。
The energy dispersive X-ray detector according to the present invention is the energy dispersive X-ray detector according to the first aspect, wherein the high voltage wiring for supplying a voltage to the electrode of the semiconductor X-ray detecting element is provided. A slit-shaped opening is provided in the element holder so that it can pass through the element holder.

【0009】さらに、本発明のエネルギー分散型X線検
出装置は、請求項1記載のエネルギー分散型X線検出装
置において、半導体X線検出素子からの信号を増幅する
初段FETを有する基板にFETの温度を制御するヒー
タ抵抗を具備し、その抵抗の定格値を1/4W以上とし
て装置の分解能を144eVより小さくしたものであ
る。
Further, according to the energy dispersive X-ray detecting device of the present invention, in the energy dispersive X-ray detecting device according to the first aspect of the present invention, the FET having a first stage FET for amplifying a signal from the semiconductor X-ray detecting element is provided on the substrate. A heater resistor for controlling the temperature is provided, the rated value of the resistor is set to 1/4 W or more, and the resolution of the device is made smaller than 144 eV.

【0010】さらに、請求項5に記載された発明は、請
求項1ないし請求項4に記載されたエネルギー分散型X
線検出装置を備えた走査型電子顕微鏡または電子線マイ
クロアナライザーである。
Further, the invention described in claim 5 is an energy dispersing type X according to claims 1 to 4.
A scanning electron microscope or an electron beam microanalyzer equipped with a line detector.

【0011】本発明のエネルギー分散型X線検出装置
は、上記のように構成されており、半導体X線検出素子
を収納し円筒状のめねじを設けた素子ホルダと、前記半
導体X線検出素子からの信号を増幅するための初段FE
Tを有する基板を収納し冷却機構を有しておねじを設け
たフィンガ本体とをねじによって締結し、半導体X線検
出素子を固定するように構成し、さらに、半導体X線検
出素子を収める素子ホルダを熱膨張係数の大きい金属素
材によって製作し、一方、初段FETを有する基板を収
めた前記フィンガ本体を前記素子ホルダに比べて熱膨張
係数の小さい金属素材によって製作し、そして、半導体
X線検出素子の電極に電圧を供給するための高電圧配線
を前記素子ホルダに通すことができるようにスリット状
開口部を備えて、さらに、半導体X線検出素子からの信
号を増幅する初段FETを有する基板にFETの温度を
制御するヒータ抵抗を具備し、その抵抗の定格値を1/
4W以上として装置の分解能を144eVより小さくし
ている。そのため、半導体X線検出素子を備えた素子ホ
ルダとよばれる部材と、FETを設けた基板を接着した
主要構成材であるフィンガ本体とよばれる部材とを締結
する構造にし、これら2つの熱膨張係数の異なる部材で
製作することにより、FETを設けた基板に直接半導体
X線検出素子を押し当て接触固定することで、従来から
のばねによる半導体X線検出素子を固定する方法に特有
の耐振動特性を改善し、ばね成分を無くし、耐振動特性
を向上させることができる。さらに、主要構成材である
フィンガ本体に、半導体X線検出素子を収めた素子ホル
ダを直接ねじによって締結することにより、固定方法を
簡素化し、部品点数を減らし、低コストなフィンガ本体
の構造を実現することができる。さらに、このシンプル
な構造は素子への熱伝導を良くし、素子の冷却を促し、
より高分解能を得ることができるようになる。この際、
素子ホルダを締結するにあたり、高電圧印加用の高電圧
配線が、締結によりねじれることがあったが、スリット
状開口部を素子ホルダに開けることにより、高電圧配線
のねじれのない構造とすることができる。そのことによ
り、配線がひろう雑音を極力少なくすることが可能とな
る。また、この構造においてFETの温度を制御するヒ
ータ抵抗の定格値を、1/4W以上として最適化し、F
ETの雑音特性を改善し、高分解能型のエネルギー分散
型X線検出装置を実現することができる。
An energy dispersive X-ray detecting apparatus according to the present invention is configured as described above, and includes an element holder accommodating a semiconductor X-ray detecting element and provided with a cylindrical female screw; First stage FE for amplifying the signal from
An element for accommodating a substrate having T and having a cooling mechanism, which is fastened with a screw to a finger body provided with a screw to fix the semiconductor X-ray detection element, and further to accommodate the semiconductor X-ray detection element The holder is made of a metal material having a large thermal expansion coefficient, while the finger body containing the substrate having the first-stage FET is made of a metal material having a small thermal expansion coefficient as compared with the element holder, and a semiconductor X-ray detector is provided. A substrate having a slit-shaped opening so that a high-voltage wiring for supplying a voltage to an electrode of the element can be passed through the element holder, and further including a first-stage FET for amplifying a signal from the semiconductor X-ray detection element Is provided with a heater resistor for controlling the temperature of the FET, and the rated value of the resistor is reduced to 1 /
The resolution of the device is set to be smaller than 144 eV by setting it to 4 W or more. Therefore, a member called a device holder provided with a semiconductor X-ray detection element and a member called a finger body which is a main constituent material to which a substrate provided with an FET is bonded are fastened, and these two coefficients of thermal expansion are used. Vibration resistance peculiar to the conventional method of fixing a semiconductor X-ray detecting element by a spring by pressing the semiconductor X-ray detecting element directly on the substrate on which the FET is provided and fixing it by contact , The spring component can be eliminated, and the vibration resistance can be improved. Furthermore, by directly fastening the element holder containing the semiconductor X-ray detection element to the main body of the finger using screws, the fixing method is simplified, the number of parts is reduced, and a low-cost finger body structure is realized. can do. Furthermore, this simple structure improves the heat conduction to the element, promotes the cooling of the element,
Higher resolution can be obtained. On this occasion,
When fastening the element holder, the high-voltage wiring for applying a high voltage was sometimes twisted by fastening.However, by opening a slit-shaped opening in the element holder, it is possible to make the structure without twisting of the high-voltage wiring. it can. This makes it possible to minimize the noise caused by the wiring. Further, in this structure, the rated value of the heater resistance for controlling the temperature of the FET is optimized to be 1/4 W or more,
The noise characteristics of the ET can be improved, and a high-resolution energy dispersive X-ray detector can be realized.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明のエネルギー分散型X線検
出装置の一実施例を図1、図2を参照しながら説明す
る。図1は本発明のエネルギー分散型X線検出装置の半
導体X線検出素子1を収納した素子ホルダ4とフィンガ
本体6の先端内部の検出部の構造展開図を示し、図2は
その断面図を示す。本エネルギー分散型X線検出装置
は、従来の装置と比べて、コールドフィンガ7の先端に
装着されたフィンガ本体6と素子ホルダ4で締結された
検出部の内部構造が異なり、図1及び図2に示す構造を
している。他の各部の構成は図4に示すものと同じであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the energy dispersive X-ray detector according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an exploded view of the structure of an element holder 4 accommodating a semiconductor X-ray detecting element 1 of the energy dispersive X-ray detecting apparatus of the present invention and a detecting portion inside a tip end of a finger body 6, and FIG. Show. The present energy dispersive X-ray detection apparatus differs from the conventional apparatus in the internal structure of the finger body 6 attached to the tip of the cold finger 7 and the detection unit fastened by the element holder 4. It has the structure shown in The other components are the same as those shown in FIG.

【0013】本装置は、コールドフィンガ7の先端に装
着されデュア35に貯められた液体窒素でその温度近く
まで冷却され、肉厚の薄い円筒状の真空にされたエンド
キャップ24に内蔵されて、素子ホルダ4とフィンガ本
体6が締結され内部に半導体X線検出素子1と基板5上
にFET11とヒータ抵抗12を設けた検出部と、その
検出部を前後させるレール31、ハンドル33と、支持
シャフト26の先端に装着されたコリメータ22と、そ
のコリメータ22の穴を選択するための駆動レバー32
と、エンドキャップ24と支持シャフト26を渡設する
支持ブロック25とから構成されている。
The apparatus is cooled to a temperature close to the temperature by liquid nitrogen stored at the tip of the cold finger 7 and stored in the dewar 35, and is built in a thin-walled cylindrical end cap 24 which is evacuated. An element holder 4 and a finger body 6 are fastened to each other, and a semiconductor X-ray detection element 1 and a detection section having an FET 11 and a heater resistor 12 provided on a substrate 5 therein, a rail 31 for moving the detection section back and forth, a handle 33, and a support shaft And a drive lever 32 for selecting a hole of the collimator 22.
And a support block 25 for passing the support shaft 26 and the end cap 24.

【0014】本装置の検出部は、前面に特性X線を入射
させる検出口15の穴を有し、円筒状の円周部に高電圧
配線8を通すスリット状開口部10が設けられ、反対側
の開口部にめねじが加工された素子ホルダ4と、内部に
電極2と半導体X線検出素子1を収める円筒状の絶縁体
3と、特性X線を検知する半導体X線検出素子1と、そ
れに高電圧を印加するための高電圧配線8及び電極2
と、先端部とデュア35を熱的に接続することで半導体
X線検出素子1を冷却し保持するコールドフィンガ7
と、内部に基板5を装着し円筒状の一端の外周におねじ
14を加工し素子ホルダ4とおねじ14によって締結す
る銅などの熱伝導性の良い素材で作られたフィンガ本体
6と、半導体X線検出素子1からの信号を初段増幅する
ためのFET11とそのFET11のゲートに接続され
たゲート電極13とそのFET11の動作温度をコント
ロールするヒータ抵抗12とを搭載し外部との信号の送
受をするFET配線9とを備えた基板5とから構成され
ている。
The detection section of the present apparatus has a hole of a detection port 15 through which a characteristic X-ray is incident on the front surface, and a slit-like opening 10 through which a high-voltage wiring 8 is passed is provided in a cylindrical circumference. An element holder 4 having a female screw in the opening on the side, a cylindrical insulator 3 in which the electrode 2 and the semiconductor X-ray detection element 1 are accommodated, and a semiconductor X-ray detection element 1 for detecting characteristic X-rays. , High voltage wiring 8 for applying a high voltage thereto, and electrode 2
And a cold finger 7 that cools and holds the semiconductor X-ray detection element 1 by thermally connecting the tip and the dewar 35.
A finger body 6 made of a material having good heat conductivity, such as copper, which has a substrate 5 mounted therein, is processed with a screw 14 on the outer periphery of one end of the cylindrical shape, and is fastened to the element holder 4 by a male screw 14; An FET 11 for amplifying the signal from the X-ray detecting element 1 in the first stage, a gate electrode 13 connected to the gate of the FET 11 and a heater resistor 12 for controlling the operating temperature of the FET 11 are mounted to transmit and receive signals to and from the outside. And a substrate 5 provided with an FET wiring 9.

【0015】エンドキャップ24は、試料21が筐体2
9の試料室にセットされており、筐体29に取り付ける
取付フランジから試料21までの距離が長いため、挿入
するエンドキャップ24の長さも長くなる。軽量にする
ためにも、その肉厚は薄く円筒状に作られ、内部を真空
にして、冷却された半導体X線検出素子1とコールドフ
ィンガ7が内蔵されている。そして、筐体29内側で
は、先端に特性X線を透過する薄いX線入射窓23を有
し、筐体29外部の他端は検出器本体ブロック34に装
着されている。そして、真空の筐体29内側と筐体29
外側をOリング27でシールしている。検出器本体ブロ
ック34はレール31に固定され、ハンドル33を回す
ことによりエンドキャップ24が前後する。それにより
半導体X線検出素子1が試料21に近づいたり遠ざかっ
たりする。
The end cap 24 is provided for the sample 21
Since the sample 21 is set in the sample chamber 9 and the distance from the mounting flange to be attached to the housing 29 to the sample 21 is long, the length of the end cap 24 to be inserted is also long. In order to reduce the weight, the thickness is made thin and cylindrical, the inside is evacuated, and the cooled semiconductor X-ray detecting element 1 and cold finger 7 are built in. Further, inside the housing 29, a thin X-ray incident window 23 for transmitting characteristic X-rays is provided at the end, and the other end outside the housing 29 is attached to the detector main body block 34. Then, the inside of the vacuum housing 29 and the housing 29
The outside is sealed with an O-ring 27. The detector main body block 34 is fixed to the rail 31, and the end cap 24 moves forward and backward by turning the handle 33. As a result, the semiconductor X-ray detection element 1 approaches or moves away from the sample 21.

【0016】半導体X線検出素子1は、入射した特性X
線がそのエネルギーに比例した数の電子―正孔対を半導
体中につくり、電気信号を発生させるもので、Si(L
i)結晶が使われ、X線測定時は、性能を上げる(熱雑
音を下げる)ために液体窒素を用いて冷却される。本装
置では液体窒素をデュア35に貯め、真空にされたエン
ドキャップ24内に、コールドフィンガ7の部材で先端
に装着された半導体X線検出素子1を液体窒素温度近く
に冷却している。先端部の半導体X線検出素子1が収め
られている素子ホルダ4とフィンガ本体6は、コールド
フィンガ7によって支持され、液体窒素のデュア35に
つながっており、X線検出時は、FETの熱雑音をおさ
えるため、液体窒素温度近くにまで冷却されて使用され
る。そして、高電圧配線8が素子ホルダ4に設けられた
スリット状開口部10を通り、さらに、絶縁体3を通っ
て電極2に接続され、半導体X線検出素子1に高電圧が
印加される構造であり、その半導体X線検出素子1は、
外部と絶縁するために、例えばBN(窒化ボロン)など
で作られる絶縁体3に電極2と共に入れられ素子ホルダ
4に収められる。そして、めねじが加工された素子ホル
ダ4とおねじ14が加工されたフィンガ本体6とを締結
する時に、半導体X線検出素子1は、電極2とゲート電
極13の間に挟まれて、半導体X線検出素子1の出力端
と基板5に設けられたゲート電極13が電気的に接触固
定される。それによって、半導体X線検出素子1の出力
信号は、基板5に設けられたゲート電極13によってF
ET11からその信号が取り出される。
The semiconductor X-ray detecting element 1 has an incident characteristic X
A line creates a number of electron-hole pairs in a semiconductor in proportion to its energy in a semiconductor to generate an electrical signal.
i) Crystals are used and are cooled with liquid nitrogen during X-ray measurements to improve performance (reduce thermal noise). In this apparatus, the liquid nitrogen is stored in the dewar 35, and the semiconductor X-ray detecting element 1 mounted at the tip by the member of the cold finger 7 is cooled to a temperature close to the liquid nitrogen temperature in the evacuated end cap 24. The element holder 4 containing the semiconductor X-ray detecting element 1 at the tip and the finger body 6 are supported by a cold finger 7 and are connected to a liquid nitrogen dur 35. In order to reduce the temperature, it is cooled to near the temperature of liquid nitrogen and used. Then, the high-voltage wiring 8 is connected to the electrode 2 through the slit-shaped opening 10 provided in the element holder 4, further through the insulator 3, and a high voltage is applied to the semiconductor X-ray detection element 1. And the semiconductor X-ray detecting element 1 is
In order to insulate it from the outside, it is put together with the electrode 2 in an insulator 3 made of, for example, BN (boron nitride) or the like, and housed in an element holder 4. Then, when fastening the element holder 4 on which the female screw is processed and the finger body 6 on which the male screw 14 is processed, the semiconductor X-ray detecting element 1 is sandwiched between the electrode 2 and the gate electrode 13 and The output end of the line detection element 1 and the gate electrode 13 provided on the substrate 5 are electrically fixed. As a result, the output signal of the semiconductor X-ray detection element 1 is output by the gate electrode 13 provided on the substrate 5
The signal is extracted from ET11.

【0017】基板5は、半導体X線検出素子1からの信
号を初段増幅するためのFET11のチップと、それを
加熱するヒータ抵抗12が備えられ、FET11のゲー
ト端子が基板5の端面に設けられたゲート電極13に電
気的に接続され、FET配線9によって後段のプリアン
プ(図示せず)に接続される。FET11のチップは基
板5に設けられたヒータ抵抗12によって動作時の温度
が制御され、暖められる構造をしている。そして、基板
5は、フィンガ本体6に加工された取付け位置に接着剤
によって固定される。
The substrate 5 is provided with an FET 11 chip for amplifying a signal from the semiconductor X-ray detecting element 1 in the first stage and a heater resistor 12 for heating the chip. A gate terminal of the FET 11 is provided on an end face of the substrate 5. The gate electrode 13 is electrically connected to a preamplifier (not shown) at the subsequent stage by the FET wiring 9. The temperature of the FET 11 chip during operation is controlled by the heater resistor 12 provided on the substrate 5 and the chip is heated. Then, the substrate 5 is fixed to the mounting position processed on the finger body 6 by an adhesive.

【0018】次に、本装置の特徴を請求項にそって説明
する。請求項1では、基板5と素子ホルダ4の間に半導
体X線検出素子1を配し、基板5に設けられたゲート電
極13に直接半導体X線検出素子1をあて、めねじを備
えた素子ホルダ4を、おねじを備えたフィンガ本体6に
直接締結する構造によって、半導体X線検出素子1を固
定することを特徴としており、このような簡単な構造を
とることで、部品点数を少なくし、製作コストを小さく
したことを特徴とする。また、このことで、フィンガ本
体6と半導体X線検出素子1の熱伝導を良くし、半導体
X線検出素子1の冷却をより促すことができるようにな
るため、高分解能の測定を行うには有利となる。本装置
では、基板5とフィンガ本体6の接着、及び素子ホルダ
4とフィンガ本体6の締結によって、ばね成分のない構
造をとっている。このばね成分を持たない構造をとるこ
とにより、耐振動特性は格段に向上することができる。
Next, the features of the present apparatus will be described according to the claims. In claim 1, the semiconductor X-ray detecting element 1 is arranged between the substrate 5 and the element holder 4, and the semiconductor X-ray detecting element 1 is directly applied to the gate electrode 13 provided on the substrate 5, and the female screw is provided. The semiconductor X-ray detecting element 1 is fixed by a structure in which the holder 4 is directly fastened to the finger body 6 having a male screw. By adopting such a simple structure, the number of parts can be reduced. The manufacturing cost is reduced. In addition, since the heat conduction between the finger main body 6 and the semiconductor X-ray detecting element 1 is improved, and the cooling of the semiconductor X-ray detecting element 1 can be further promoted, high-resolution measurement is performed. This is advantageous. In this apparatus, a structure without a spring component is obtained by bonding the substrate 5 and the finger body 6 and fastening the element holder 4 to the finger body 6. By adopting a structure having no spring component, the vibration resistance can be remarkably improved.

【0019】各部材は、液体窒素温度にまで冷却される
ために熱収縮を起こす。このため、従来の構造は、半導
体X線検出素子1とゲート電極13の間にばねを入れた
り、あるいは、基板5を接着せずに基板5とフィンガ本
体6との間にばねを入れるなどして、各部材が熱収縮を
起こしても、半導体X線検出素子1とゲート電極13の
電気的接触を保てるようにする構造をとることが一般的
であった。しかしながら、ばね成分を持つ構造において
は、耐振動特性が劣り、振動に弱い検出部となってしま
う。
Each member undergoes thermal contraction because it is cooled to the temperature of liquid nitrogen. For this reason, in the conventional structure, a spring is inserted between the semiconductor X-ray detecting element 1 and the gate electrode 13, or a spring is inserted between the substrate 5 and the finger body 6 without bonding the substrate 5. Thus, a structure is generally adopted in which the semiconductor X-ray detecting element 1 and the gate electrode 13 can be kept in electrical contact even when each member undergoes thermal contraction. However, a structure having a spring component is inferior in anti-vibration characteristics, and becomes a detection unit that is vulnerable to vibration.

【0020】請求項2では、素子ホルダ4は、例えば、
アルミニウムなどの熱膨張係数が大きい部材を用い、一
方、フィンガ本体6は素子ホルダ4に比較して熱膨張係
数が小さい、例えば、銅、真鍮などの部材を用いる。こ
れにより液体窒素に冷却された場合、熱収縮率が大きい
素子ホルダ4の方がフィンガ本体6より縮むことで、半
導体X線検出素子1を固定する方向に働き、液体窒素温
度でも半導体X線検出素子1及び絶縁材3は、金属にく
らべて熱収縮率は無視できるほど小さいので、ゲート電
極13と半導体X線検出素子1との電気的コンタクトを
損なうことがない。
According to the second aspect, the element holder 4 is, for example,
A member having a large coefficient of thermal expansion, such as aluminum, is used. On the other hand, the finger body 6 uses a member, such as copper or brass, having a smaller coefficient of thermal expansion than the element holder 4. As a result, when cooled to liquid nitrogen, the element holder 4 having a higher thermal shrinkage shrinks from the finger body 6 and acts in a direction to fix the semiconductor X-ray detecting element 1. Since the thermal contraction rate of the element 1 and the insulating material 3 is so small as to be negligible as compared with metal, the electrical contact between the gate electrode 13 and the semiconductor X-ray detecting element 1 is not impaired.

【0021】請求項3では、素子ホルダ4をフィンガ本
体6に締結する場合、電極2に高電圧を供給する高電圧
配線8がねじれてしまったり、不用意に長い配線となる
ことは、雑音を拾う一つの原因になる。そこで、本装置
においては高電圧配線8を通すために設けられた素子ホ
ルダ4の配線導入口を、スリット状にしたスリット状開
口部10を備えたことを特徴とする。この配線導入口が
従来のような単に穴だけであると、締結後の素子ホルダ
4の向きと、配線先のコネクタ(図示せず)などの向き
とが、最大180°違うことが発生する。この時、コー
ルドフィンガ7の半周分のねじれが高電圧配線8に生じ
ることになる。本装置では、この開口をスリット状とし
たことで、締結後の向きが何れの方向であっても、高電
圧配線8が通る向きを配線先のコネクタの向きにあわせ
ることができるため、常に、真っ直ぐな最短での配線路
をとることができる。従って、高電圧配線8のねじれな
どによる雑音を極力押さえることができる。請求項4で
は、基板5に搭載されたFET11を暖めるヒータ抵抗
の容量とヒータ電圧を最適化することで、装置の分解能
を向上させることを特徴とする。上記したフィンガ本体
6の構造において、基板5に備えられているヒータ抵抗
12は、FET11のチップを暖めることを目的とした
ヒータの役割を果たす。一般に、FET11のチップ
は、液体窒素温度よりも数十度温度の高いところが、雑
音特性が最も良い。この温度よりも低すぎても高すぎて
も雑音は増える。従って、液体窒素温度に冷やされたフ
ィンガ本体6に冷やされる基板5は、温度が冷却されす
ぎることがある。そこで、ヒータ抵抗12に電流を流し
て温度を上昇させ、雑音特性が最もよいところまで、F
ET11のチップを暖めることが必要である。図3に、
上記したフィンガ本体6の構造を有する検出部におい
て、ヒータ抵抗12に印加するヒータ電圧を変えて得ら
れた実験データを示す。用いたヒータ抵抗は400Ωで
ある。ここで、ヒータ電圧が9.6Vで検出部の分解能
(MnKαにおけるエネルギー半値幅)が131.1e
Vとなり最適化されていることが分かる。即ち、ヒータ
定格1/4W以上において、図3に示されるデータによ
って検出部の分解能が最適化されることが分かる。本装
置では、ヒータ定格1/4W以上において、検出部の分
解能が最も良くなる点に最適化することを特徴としてい
る。
According to the third aspect, when the element holder 4 is fastened to the finger body 6, the high-voltage wiring 8 for supplying a high voltage to the electrode 2 is twisted or inadvertently long, which causes noise. One cause to pick up. In view of this, the present apparatus is characterized in that a slit-like opening 10 is provided in which the wiring inlet of the element holder 4 provided for passing the high-voltage wiring 8 is formed in a slit shape. If the wiring inlet is merely a hole as in the prior art, the direction of the element holder 4 after fastening and the direction of a wiring destination connector (not shown) or the like may be different from each other by up to 180 °. At this time, a twist of a half circumference of the cold finger 7 occurs in the high-voltage wiring 8. In this device, since the opening has a slit shape, the direction through which the high-voltage wiring 8 passes can be matched with the direction of the connector at the wiring destination, regardless of the direction after fastening, so that A straight and short wiring path can be taken. Therefore, noise due to twisting of the high voltage wiring 8 can be suppressed as much as possible. The fourth aspect is characterized in that the resolution of the device is improved by optimizing the capacity of the heater resistor for heating the FET 11 mounted on the substrate 5 and the heater voltage. In the structure of the finger body 6 described above, the heater resistor 12 provided on the substrate 5 functions as a heater for heating the chip of the FET 11. In general, the noise characteristics of the FET 11 chip are best when the temperature is several tens degrees higher than the liquid nitrogen temperature. Noise will increase if the temperature is too low or too high. Therefore, the temperature of the substrate 5 cooled to the finger body 6 cooled to the liquid nitrogen temperature may be too low. Therefore, a current is supplied to the heater resistor 12 to increase the temperature, and the noise characteristic is adjusted to the best value.
It is necessary to heat the tip of ET11. In FIG.
Experimental data obtained by changing the heater voltage applied to the heater resistor 12 in the detection unit having the structure of the finger body 6 described above is shown. The heater resistance used was 400Ω. Here, the heater voltage is 9.6 V, and the resolution of the detection unit (the half-value energy width at MnKα) is 131.1 e.
V, which indicates that optimization has been achieved. That is, it is understood that the resolution of the detection unit is optimized by the data shown in FIG. 3 when the heater rating is 1/4 W or more. The present apparatus is characterized in that, when the heater rating is 1/4 W or more, the resolution of the detection unit is optimized to be the best.

【0022】次に、本装置の操作の一例を説明する。ま
ず、試料21を試料ステージに載せ、試料室の所定の場
所にセットし、筐体29内部を真空にする。電子銃20
からの走査電子で試料表面の状態をモニタで観察し、分
析する位置を決める。決めた位置を試料ステージを動か
して、分析ターゲット位置にセットする。先端に備えら
れた半導体X線検出素子1が正常に冷却されているかを
確認し、さらに、フィンガ本体6内に設けられた基板5
上に搭載されたFET11を暖めるヒータ抵抗12に最
適な電圧が印加されていることを確認し(自動設定の場
合不要)、そして、電子銃20から電子ビームを試料2
1にあて、そこから特性X線を発生させる。まず、ハン
ドル33を回して、半導体X線検出素子1を内蔵したエ
ンドキャップ24を試料21に近づける。そして、駆動
レバー32を回して、コリメータ22のコリメータ穴を
選択する。試料21から発生する特性X線の強度によっ
て測定可能なレベルに設定して測定する。その電気信号
を多重波高分析器にかけてエネルギースペクトルを得
る。
Next, an example of the operation of the present apparatus will be described. First, the sample 21 is placed on the sample stage, set in a predetermined place in the sample chamber, and the inside of the housing 29 is evacuated. Electron gun 20
The state of the sample surface is observed on the monitor with the scanning electrons from the monitor, and the analysis position is determined. The determined position is set by moving the sample stage to the analysis target position. It is checked whether the semiconductor X-ray detecting element 1 provided at the tip is cooled normally, and the substrate 5 provided in the finger body 6 is further cooled.
It is confirmed that the optimum voltage is applied to the heater resistor 12 for heating the FET 11 mounted thereon (this is unnecessary in the case of automatic setting).
1 to generate characteristic X-rays therefrom. First, the handle 33 is turned to bring the end cap 24 containing the semiconductor X-ray detection element 1 close to the sample 21. Then, the drive lever 32 is turned to select a collimator hole of the collimator 22. The measurement is performed by setting to a level that can be measured by the intensity of the characteristic X-ray generated from the sample 21. The electric signal is applied to a multiple wave height analyzer to obtain an energy spectrum.

【0023】[0023]

【発明の効果】本発明のエネルギー分散型X線検出装置
は上記のように構成されており、半導体X線検出素子を
収納した素子ホルダと、初段FETを有する基板を収納
したフィンガ本体とをねじによって締結して、半導体X
線検出素子を固定し、さらに、素子ホルダを熱膨張係数
の大きい金属素材とし、フィンガ本体を素子ホルダに比
べて熱膨張係数の小さい金属素材とし、そして、高電圧
配線を素子ホルダに通すことができるようにスリット状
開口部を備え、さらに、基板にFETの温度を制御する
ヒータ抵抗を具備し、その抵抗の定格値を1/4W以上
として装置の分解能を144eVより小さくしている。
そのため、フィンガ本体に、素子ホルダを直接ねじによ
って締結することにより、簡単な構造で半導体X線検出
素子への熱伝導を良くして冷却を促し、より高分解能を
得ることができるようになる。そして、固定方法を簡素
化して部品点数を減らし、低コストなフィンガ本体の構
造を実現することができる。そして、FETを設けた基
板に直接半導体X線検出素子を押し当て接触固定するこ
とで、ばね成分を無くし、熱膨張係数の違いによる固定
法で耐振動特性を向上させることができる。さらに、高
電圧配線が素子ホルダ締結時に、ねじれることが無いよ
うに、スリット状開口部を設けているので、配線がひろ
う雑音を極力少なくすることができる。また、FETの
温度を制御するヒータ抵抗の定格値を、1/4W以上と
して最適化し、FETの雑音特性を改善して、高分解能
型のエネルギー分散型X線検出装置を実現することがで
きる。
The energy dispersive X-ray detecting apparatus of the present invention is constructed as described above, and comprises an element holder accommodating a semiconductor X-ray detecting element and a finger body accommodating a substrate having a first stage FET. Concluded by the semiconductor X
The line detection element is fixed, the element holder is made of a metal material with a large coefficient of thermal expansion, the finger body is made of a metal material with a small coefficient of thermal expansion compared to the element holder, and high-voltage wiring is passed through the element holder. A slit-shaped opening is provided so as to be able to be provided, and a heater resistor for controlling the temperature of the FET is provided on the substrate. The rated value of the resistor is set to 1/4 W or more, and the resolution of the device is made smaller than 144 eV.
Therefore, by directly fastening the element holder to the finger body by screws, heat conduction to the semiconductor X-ray detection element can be improved with a simple structure, cooling can be promoted, and higher resolution can be obtained. In addition, the fixing method can be simplified, the number of components can be reduced, and a low-cost finger body structure can be realized. Then, by directly pressing the semiconductor X-ray detecting element against the substrate on which the FET is provided and fixing the semiconductor X-ray detecting element, the spring component can be eliminated, and the vibration resistance can be improved by a fixing method based on a difference in thermal expansion coefficient. Furthermore, since the slit-shaped opening is provided so that the high-voltage wiring is not twisted when the element holder is fastened, the wiring can reduce flicker noise as much as possible. Further, the rated value of the heater resistance for controlling the temperature of the FET is optimized to be 1/4 W or more, the noise characteristic of the FET is improved, and a high-resolution energy dispersive X-ray detector can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明のエネルギー分散型X線検出装置の一
実施例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of an energy dispersive X-ray detection device of the present invention.

【図2】 本発明のエネルギー分散型X線検出装置のフ
ィンガ先端部の断面をを示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a cross section of a finger tip portion of the energy dispersive X-ray detection device of the present invention.

【図3】 本発明のエネルギー分散型X線検出装置のF
ET加熱用のヒータ電圧に対する分解能の実験データを
示す図である。
FIG. 3 shows F of the energy dispersive X-ray detector of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing experimental data of resolution with respect to a heater voltage for ET heating.

【図4】 従来のエネルギー分散型X線検出装置を示す
図である。
FIG. 4 is a diagram showing a conventional energy dispersive X-ray detector.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半導体X線検出素子 2…電極 3…絶縁体 4、4a…素子ホルダ 5…基板 6、6a…フィンガ本体 7…コールドフィンガ 8…高電圧配線 9…FET配線 10…スリット状開口部 11…FET 12…ヒータ抵抗 13…ゲート電極 14…おねじ 15…検出口 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor X-ray detection element 2 ... Electrode 3 ... Insulator 4, 4a ... Element holder 5 ... Substrate 6, 6a ... Finger main body 7 ... Cold finger 8 ... High voltage wiring 9 ... FET wiring 10 ... Slit-shaped opening 11 ... FET 12 Heater resistance 13 Gate electrode 14 Male screw 15 Detection port

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G21K 7/00 G21K 7/00 H01L 31/09 H01L 31/00 A 31/02 31/02 E Fターム(参考) 2G001 AA01 AA03 BA04 BA05 CA01 DA01 DA10 KA01 RA03 SA02 2G088 EE29 FF03 FF15 GG21 JJ09 5F088 BA03 BA07 BA16 BB10 EA07 JA20 LA07 LA08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G21K 7/00 G21K 7/00 H01L 31/09 H01L 31/00 A 31/02 31/02 EF term ( Reference) 2G001 AA01 AA03 BA04 BA05 CA01 DA01 DA10 KA01 RA03 SA02 2G088 EE29 FF03 FF15 GG21 JJ09 5F088 BA03 BA07 BA16 BB10 EA07 JA20 LA07 LA08

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電子ビームやX線などを試料に照射して、
試料表面から発生する特性X線を検出して元素分析を行
うエネルギー分散型X線検出装置において、半導体X線
検出素子を収納し円筒状のめねじを設けた素子ホルダ
と、前記半導体X線検出素子からの信号を増幅するため
の初段FETを有する基板を収納し冷却機構を有してお
ねじを設けたフィンガ本体とを備え、前記めねじと前記
おねじによって素子ホルダとフィンガ本体を締結し前記
半導体X線検出素子を固定するように構成したことを特
徴とするエネルギー分散型X線検出装置。
1. A sample is irradiated with an electron beam, X-rays, or the like,
An energy dispersive X-ray detector for detecting characteristic X-rays generated from a sample surface and performing elemental analysis, comprising: an element holder containing a semiconductor X-ray detection element and provided with a cylindrical female screw; A finger body containing a substrate having a first-stage FET for amplifying a signal from the element and having a cooling mechanism and provided with a screw, and fastening the element holder and the finger body with the female screw and the male screw. An energy dispersive X-ray detector, wherein the semiconductor X-ray detector is configured to be fixed.
【請求項2】請求項1記載のエネルギー分散型X線検出
装置において、半導体X線検出素子を収める前記素子ホ
ルダを熱膨張係数の大きい金属素材によって製作し、一
方、初段FETを有する基板を収めた前記フィンガ本体
を前記素子ホルダに比べて熱膨張係数の小さい金属素材
によって製作したことを特徴とするエネルギー分散型X
線検出装置。
2. An energy dispersive X-ray detecting apparatus according to claim 1, wherein said element holder for accommodating a semiconductor X-ray detecting element is made of a metal material having a large thermal expansion coefficient, while accommodating a substrate having a first-stage FET. Wherein the finger body is made of a metal material having a smaller coefficient of thermal expansion than the element holder.
Line detector.
【請求項3】請求項1記載のエネルギー分散型X線検出
装置において、半導体X線検出素子の電極に電圧を供給
するための高電圧配線を前記素子ホルダに通すことがで
きるように前記素子ホルダにスリット状開口部を設けた
ことを特徴とするエネルギー分散型X線検出装置。
3. An energy dispersive X-ray detecting apparatus according to claim 1, wherein said element holder is provided so that a high voltage wiring for supplying a voltage to an electrode of the semiconductor X-ray detecting element can be passed through said element holder. An energy-dispersive X-ray detection apparatus, characterized in that a slit-shaped opening is provided in the X-ray detector.
【請求項4】請求項1記載のエネルギー分散型X線検出
装置において、半導体X線検出素子からの信号を増幅す
る初段FETを有する基板にFETの温度を制御するヒ
ータ抵抗を具備し、その抵抗の定格値を1/4W以上と
して装置の分解能を144eVより小さくしたことを特
徴とするエネルギー分散型X線検出装置。
4. The energy dispersive X-ray detecting apparatus according to claim 1, further comprising a heater resistor for controlling the temperature of the FET on a substrate having a first stage FET for amplifying a signal from the semiconductor X-ray detecting element. An energy dispersive X-ray detection apparatus characterized in that the rated value of is 1/4 W or more and the resolution of the apparatus is made smaller than 144 eV.
【請求項5】請求項1、請求項2、請求項3あるいは請
求項4に記載されたエネルギー分散型X線検出装置を備
えたことを特徴とする走査型電子顕微鏡または電子線マ
イクロアナライザー。
5. A scanning electron microscope or an electron beam micro-analyzer comprising the energy dispersive X-ray detector according to claim 1, 2, 3, or 4.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010169659A (en) * 2008-12-25 2010-08-05 Jeol Ltd Silicon drift type x-ray detector
WO2013168220A1 (en) * 2012-05-08 2013-11-14 株式会社島津製作所 Mass spectrometer

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