JPH03233977A - 電子線センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、走査型電子顕微鏡等に用いられる電子線セン
サ、特に、その酸化物単結晶素子を有する電子線センサ
に関する。

［従来の技術］ 従来、この種の電子線センサには、蛍光体粉末（例えば
、Ｐ−４６等）が用いられたものが知られている。例え
ば、第３図に示すように、この電子線センサ１は、ライ
トガイドパイプ１０の表面にガラス基板１０ｇを接着し
、そのガラス基板１０ａの表面に蛍光体粉末２ｏを沈降
させて、更に、その蛍光体粉末２０の表面にメタルバッ
クコートとして、ＡＩ被膜３０形成している。従って、
メタルバックコート３０を透過した電子線３は、蛍光体
粉末２０に入射し、蛍光４を発生させる。発生した蛍光
４は、蛍光体粉末２ｏの内部で乱反射しながらガラス基
板１０ａ入射し、更に、ライトガイドパイプ１ｏに入射
し、フォトマル２に導入される。

この時、ガラス基板１０ａと真空部分との間では、屈折
率が各々ｎ２と０１と異なるため、次の式で表されるよ
うな反射ロスが発生する。

Ｒ−（ｎ２−ｎ＋　／ｒ＋２　＋ｒｚ　）　２−　（１
）また、臨界角度Ｑ−以上の角度で進む蛍光４は、すべ
てガラス基板１０ａの側面から４′の方向に出射する。

この出射する蛍光４″の式は、Ｑ　−−ｓ　ｉ　ｎ−’
　（ｎ、／ｎ２）　　　−（２）で表される。

従って、蛍光体粉末２０の内部で発生した蛍光４の大部
分は蛍光体粉末２ｏの内部での散乱、拡散、或いは、メ
タルバックコート３０での反射によって、ガラス基板１
０ａの内部に入射するが、上記した式（１）、（２）に
よって表されるように、ガラス基板１０ａから出射され
る蛍光４は５０％程度に過ぎない。

また、単結晶の蛍光体を用いたものは、第４図に示すよ
うに、電子線３による蛍光４は、単結晶の蛍光体２０の
内部で５０％の損失が発生し、更に、前記のようにガラ
ス基板１０ａの内部で５０％程度の損失かあり、結果的
にフォトマル２で検出される蛍光４は当初の１／４に過
ぎない。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述した蛍光体粉末を用いた電子線セン
サでは、真空中に接するガラス基板の表面で反射した蛍
光が再度、蛍光体粉末に入射し、散乱を次々繰返し、見
掛けより、蛍光寿命がながくなり、解像力が低下したり
、蛍光体粉末の劣化によって、蛍光体粉末の交換が必要
となり、コスト的に不利であった。

また、単結晶の蛍光体の場合には、フォトマルでの検出
効率が不十分であるという問題点があった。

そこで、本発明の技術的課題は、蒸気欠点に鑑み、検出
効率に優れ、耐久性を有する電子線センサを提供するこ
とである。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、円柱状の酸化物単結晶の先端部に、蛍
光イオンをドープした酸化物単結晶を円型状に成長させ
てなることを特徴とする電子線センサが得られる。

［作　用］ 円柱状の酸化物単結晶のＹＡＰロッドの先端部に蛍光イ
オンをドープした酸化物単結晶を円型状に成長させた蛍
光体を形成することによって、電子線を同−材質内に少
ない屈折率で透過させ、しかも、円型状の蛍光体によっ
て、屈折が平行光に近くならように反射修正させてフォ
トマルに導入する ［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。な
お、従来の技術と類似する構成には、同符号を付して説
明する。

第１図は、本発明の電子線センサを用いた電子線シンチ
レータを示した断面図である。

この電子線シンチレータは、電子線センサ１とフォトマ
ル２とを備え、電子線発生装置（図示しない）から発生
した電子線３を導入する。

電子線センサ１は、円柱状の酸化物単結晶で形成された
ＹＡＰロッド１０と、その先端部に蛍光イオンをドープ
した酸化物単結晶を円型状に成長させて形成した蛍光体
２０を備えている。この、ＹＡＰロッド１０の外周囲に
はメタルバックコート１１が施されている。

ＹＡＰロッド１０は、純度９９．９９％のＹ２Ｏ、とＡ
ρ２０３粉末をＹｌの組成（以下、ＹＡＰと略す。）に
成るように秤量し、その原料を■、ルツボ中で溶融させ
、スヨクラルスキー法を用いて、ＹＡＰ単結晶体に育成
して、直径６　ｍｍ　Ｘ５０帥の円柱状に形成したもの
である。更に、このＹＡＰロッド１０にＣｅｏ、５　ｙ
、　Ａ、Ｑ　０３である蛍光イオンを溶融原料として種
付して、Ｃｅ。

ｏ＋Ｙ　０．９９Ａ　Ｄ　０３の単結晶を１ｍ角円垂状
に成長させた蛍光体２０が形成されている。

この蛍光体２０は、蛍光イオンとして、Ｃｅ３プラスを
含有する酸化物単結晶である（：　ｅ　ｚ　Ｙ　（１−
８）ＡρＯ５単結晶（Ｃｅ３ＹＡＰ）を用いた。

ＹＡＰロッド１０にＣｅｏ５Ｙ、Ａｌ　Ｏ，である蛍光
イオンを溶融原料として種付して、Ｃｅｏ、。

Ｙ　０．９９Ａ　ＩＩ　Ｏ３の単結晶を１關円垂状に成
長させて蛍光体２０を形成するのは、つぎのようにして
行われる。

ＹＡＰロッド１０を溶融原料に漬けた場合、結晶と溶融
液が接触する部分、いわゆる界面の形状は、ＹＡＰロッ
ド１０の回転数によって任意に設定できが、通常は、下
に凸の円型状になるが回転数を増加させると平面から凹
面に変化させることが可能である。

そして、ＹＡＰロッドｌＯを育成速度の数十倍の速さで
溶融面から切離すことで、この育成時の界面形状を保っ
た状態でとりだせる。従って、ＹＡＰロッド１０を種付
して回転数を変えて素早く切離して結晶界面を観察しな
がら初期の凸形状になる条件を探した後にＣｅ３ＹＡＰ
を１．　＋ｎ＋ａ育成して切離せば容易に先端部が凸形
状の蛍光体２０を備えた電子線センサ１を得ることがで
きる。

この円柱状のＹＡＰロッド１０の外周側面には、外周側
面を鏡面加工した後に、Ａ１被膜によるメタルバックコ
ート３０が施されている。また、フォトマル２に接する
部分には、蛍光３の波長に対して無反射に成るような蒸
着膜４０が形成されている。

従って、円柱状の酸化物単結晶のＹＡＰロッドの先端部
に蛍光イオンをドープした酸化物単結晶を円型状に成長
させた蛍光体を形成した電子線センサに、電子線３を照
射させると、電子線３は、同一材質で形成それた電子線
センサ１内に少ない屈折率で透過され、しかも、円型状
の蛍光体２０によって、発生された蛍光４は、蛍光体２
０の円型状部分で反射され、その屈折された蛍光４は平
行光に近くなるようにフォトマル２に導入される。

第２図は、加速電圧１０Ｋｖの男子線をした場合におけ
る蛍光強度の変化を測定したグラフであって、縦軸にカ
ソードルミネッセンス強度、横軸に時間をとり、比較対
象として、第３図、第４図の従来のものを用いている。

グラフ中、■は、本発明の電子線センサの蛍光強度で、
第４図に示した両面を鏡面に研磨した単結晶の蛍光体ウ
ェハー２０を用いた蛍光強度、グラフ中■を１とすると
１０倍の発光強度が得られた。グラフ中■は、第３図の
蛍光体粉末２０を用いたもので、グラフ中■を１とする
と５倍の発光強度が得られた。尚、電子線照射による変
化は蛍光体粉末にのみ見られた。

［発明の効果］ 本発明は、円柱状の酸化物単結晶のＹＡＰロッドの先端
部に蛍光イオンをドープした酸化物単結晶を円型状に成
長させた蛍光体を形成することによって、照射された電
子線は、同一材質の電子線センサ内を少ない屈折率で透
過され、しかも、円型状の蛍光体によって、発生された
蛍光は、蛍光体の円型状部分で反射され、屈折された蛍
光は平行光に近くなるようにフォトマル２に導入するこ
とが可能であり、かつ、ＹＡＰロッドを使用することに
よって、耐久性にもすぐれた電子線センサを得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係わる電子線センサを用いた
電子線シンチレータを示した断面図、第２図は加速電圧
１０Ｋｖの電子線をした場合における蛍光強度の変化を
測定したグラフ、第３図は従来の電子線センサを断面図
、第４図は他の従来の電子線センサを断面図である。 １・・・電子線センサ、２・・・フォトマル、３・・・
電子線、４・・・蛍光、１０・・・ＹＡＰロッド、２０
・・・蛍光体、３０・・・メタルバックコート。 −３ ０） 脈 派

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）円柱状の酸化物単結晶の先端部に、蛍光イオンをド
   ープした酸化物単結晶を円垂状に成長させてなることを
   特徴とする電子線センサ。