JPH09230055A - エネルギー分散型x線検出装置 - Google Patents

エネルギー分散型x線検出装置

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JPH09230055A
JPH09230055A JP8034976A JP3497696A JPH09230055A JP H09230055 A JPH09230055 A JP H09230055A JP 8034976 A JP8034976 A JP 8034976A JP 3497696 A JP3497696 A JP 3497696A JP H09230055 A JPH09230055 A JP H09230055A
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JP
Japan
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semiconductor element
vacuum chamber
dewar
shaped
plate
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Pending
Application number
JP8034976A
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English (en)
Inventor
Shinji Inoue
信治 井上
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 デュア内に液体窒素が導入されず、枠体内
が常温となる場合であっても、半導体素子が劣化せず、
精度の高いX線検出が可能となるエネルギー分散型X線
検出装置を提供する。 【解決手段】 X線の検出時には、液体窒素デュア5
cに液体窒素が導入され、コールドフィンガ10及びデ
ュア部配管5bが共に冷却され、弁体20は開いた状態
となり、検出部2の真空室6が、デュア部3の真空室7
とが連通されることで、真空室6は高真空に保持され
る。液体窒素デュア5cに液体窒素が導入されていない
状態では、検出部2及びデュア部3の真空室6が常温と
なるため、弁体20は閉じた状態となり、検出部2の真
空室6とデュア部3の真空室7とは完全に隔離され、常
温となることによりガス吸着剤9から脱着したガスは、
真空室6に到達せず、半導体素子1を劣化させることが
ない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】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
エネルギー分散型の蛍光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エネルギー分散型X線検出装
置に関する。
【0002】
【従来技術】電子ビームやX線等の照射により試料表面
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
ギー分散型の蛍光X線装置や電子線マイクロアナライザ
ーなどの表面分析機器が広く用いられており、特性X線
の検出にエネルギー分散型X線検出装置が用いられてい
る。
【0003】かかるエネルギー分散型X線検出装置は、
X線を検知する半導体素子と、この半導体素子を支持す
るいわゆるコールドフィンガと呼ばれる支持部材と、こ
の支持部材を介して半導体素子を冷却する液体窒素など
が入れられたデュアと、半導体素子及び支持部材を真空
に保持する枠体と、ガスを吸着することで枠体内を高真
空に保持するためのガス吸着剤と、を基本的構成として
備えている。
【0004】そして、かかる半導体素子にX線が入射す
るとX線の入射エネルギーに応じた信号が得られ、特性
X線等の検出が可能となる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、デュア
内の液体窒素は蒸発により通常数日でなくなるため、デ
ュア内に液体窒素が導入されず、長時間装置を使用しな
い場合などにおいては、枠体内が常温となり、ガス吸着
剤に吸着されていたガスが脱着し、圧力上昇が生じる。
かかる場合、その脱ガス分子が半導体素子の表面に付着
して表面汚染が起こり、半導体素子が劣化する結果、再
度冷却して枠体内を真空に保持してX線を検出しても、
その検出精度に多大な悪影響を及ぼす事態となる。
【0006】そこで、本発明はこれらの問題点を解消す
るために創案されたものであって、デュア内に液体窒素
が導入されず、枠体内が常温となる場合であっても、半
導体素子が劣化せず、精度の高いX線検出が可能となる
エネルギー分散型X線検出装置の提供を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、X線を検知す
る半導体素子と、この半導体素子を支持する支持部材
と、この支持部材を介して前記半導体素子を冷却する冷
媒部と、前記半導体素子及び前記支持部材を真空に保持
する枠体と、この枠体内のガスを吸着するガス吸着剤
と、を備えたエネルギー分散型X線検出装置であって、
前記枠体内の前記半導体素子と前記ガス吸着剤との間に
配設され、前記半導体素子の冷却時に開き、前記半導体
素子の非冷却時に閉じることで、非冷却時に前記ガス吸
着剤から前記半導体素子を隔離する弁を備えたことを特
徴とする。
【0008】前記弁は、前記支持部材または前記枠体に
配設され、熱膨張率が互いに異なる金属材料で形成した
板状部材を常温で接合したバイメタル板状部材と、前記
枠体又は支持部材に配設され、常温時に前記バイメタル
板状部材に接触して前記半導体素子と前記ガス吸着剤と
を隔離する板状支持部材と、から構成されることを特徴
とする。
【0009】前記板状部材及び板状支持部材をリング形
状に形成したことを特徴とする。
【0010】前記バイメタル板状部材の少なくとも一方
において、両者の接触部にシール材を用いてシール部形
成したことを特徴とする。
【0011】前記シール部は、ポリイミドなどによる樹
脂系のシール材を塗布することで形成されていることを
特徴とする。
【0012】前記弁は、一端を前記冷媒部に接続され他
端に板状部材を配設し、前記支持部材及び前記枠体に比
べて熱膨張率が十分大きい弾性体と、常温時において、
前記板状部材と接触することで前記半導体素子と前記ガ
ス吸着剤とを隔離するよう、前記支持部材又は枠体に配
設された板状支持部材と、から構成されることを特徴と
する。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図1〜
図5に基づいて説明する。
【0014】図1は、本発明にかかるエネルギー分散型
X線検出装置の全体図を示したもので、X線を検知する
ための検出部2と、検出部2を冷却するためのデュア部
3からなり、これらは、検出部枠体4a、検出部配管4
b、デュア部配管5b、及びデュア部枠体5aによっ
て、一空間内で真空状態に保持されている。
【0015】検出部2には、検出部枠体4aにX線を入
射させるためのX線入射窓11が設けられており、それ
に対向した位置にX線を検知する半導体素子1が配設さ
れている。半導体素子1は、入射したX線のエネルギー
及び強度に応じた電気信号を出力し、出力された電気信
号は、不図示の信号処理回路で処理され、入射X線のエ
ネルギー及び強度が算出される。
【0016】また、半導体素子1は、液体窒素デュア5
cに接続された銅等の金属材料で形成されたコールドフ
ィンガ10に配設されており、このコールドフィンガ1
0を介して冷却された状態で使用され、そのX線検出性
能の向上が図られている。
【0017】デュア部3には、液体窒素8を保持する液
体窒素デュア5cがデュア部枠体5aに形成されてお
り、これに接続されたコールドフィンガ10を介して半
導体素子1を冷却する。また、液体窒素デュア5cに
は、デュア部枠体5aと検出部枠体4a内の真空室6、
7をより高真空に保持するためのガス吸着剤9が配設さ
れており、液体窒素デュア5cを介して冷却されること
で、そのガス吸着能力が高められている。
【0018】デュア部配管5b部には、温度に応じて開
閉することで、真空室6と真空室7とを連通させ、或い
は隔離する弁体20が配設されている。図2は、弁体2
0が閉じた状態を示す詳細図であり、デュア部配管5b
に熱膨張係数が小さい金属材料で形成されたリング状支
持部12が溶接部14aを介して固設されており、さら
に、熱膨張率が大きい金属材料で形成されたリング状板
13aとこのリング状板13aより熱膨張係数が小さい
金属材料で形成されたリング状板13bとを張り合わせ
たバイメタルリング状板13が、リング状支持部12に
固設されている。
【0019】一方、コールドフィンガ10には、同じ
く、熱膨張係数が小さい金属材料で形成されたリング状
支持部16が溶接部14bを介して固設されており、さ
らに、熱膨張率が大きい金属材料で形成されたリング状
板17aとこのリング状板17aより熱膨張係数が小さ
い金属材料で形成されたリング状板17bとを常温で張
り合わせたバイメタルリング状板17が、リング状支持
部16に固設されている。
【0020】バイメタルリング状板13とバイメタルリ
ング状板17には、両者の接触部にそれぞれリング状に
ポリイミドなどによる樹脂系のシール材を塗布すること
でシール部15a,15bが形成されており、両者の接
触時にシール性を高め真空室6と真空室7との完全な隔
離を可能としている。
【0021】なお、リング状板13a、17aを形成す
る熱膨張率が大きい金属材料と、リング状板13b、1
7bを形成する熱膨張率が小さい金属材料の組合せとし
て、青銅、インバー等、両者の熱膨張率(線膨張率)の
差が1.8×10-5/K 程度のものを用いることがで
きる。
【0022】以上の構成において、X線の検出時には、
液体窒素デュア5cに液体窒素が導入され、コールドフ
ィンガ10を介してリング状板17a、17bが冷却さ
れ、さらにリング状板13b、17bが冷却されること
で、図3に示されるように、リング状板13a、17a
とリング状板13b、17bとの熱収縮率の相違によ
り、バイメタルリング状板13は検出部2側に反れ、バ
イメタルリング状板17はデュア部3側に反れるため、
弁体20は開いた状態となり、検出部2の真空室6が、
デュア部3の真空室7とが連通されることで、真空室6
は高真空に保持される。
【0023】一方、液体窒素デュア5cに液体窒素が導
入されいない状態では、検出部2及びデュア部3の真空
室6が常温となる。かかる場合、リング状板13a、1
7aとリング状板13b、17bとがそれぞれ接合され
時の温度となるため、両者の熱収縮率に相違が生ぜず、
図2に示されるように、バイメタルリング状板13とバ
イメタルリング状板17とはシール部15a,15bに
て接触した状態となり弁体20は閉じた状態となる。こ
のため、検出部2の真空室6とデュア部3の真空室7と
は完全に隔離され、常温となることによりガス吸着剤9
から脱着したガスは、真空室6に到達せず、半導体素子
1を劣化させることがない。
【0024】図2及び図3に示した実施例では、バイメ
タルリング状板をデュア部配管5b及びコールドフィン
ガ10の両方に設けたが、図4に示されるように、バイ
メタルリング状板17をコールドフィンガ10のみに設
け、リング状支持部12に対して接触及び非接触により
弁の開閉を行わしめるよう構成してもよい。また、同様
に、デュア部配管5b側にのみバイメタルリング状板を
形成してもよいことはいうまでもない。
【0025】図5は、本発明の他の実施例を示してお
り、液体窒素8を保持する液体窒素デュア5cに形状記
憶合金や熱膨張係数が大きい金属材料により形成された
バネ26が接続されており、バネ26の他端にはOリン
グ27がシール材として取り付けられたリング状板28
が固設されている。また、デュア部配管5b及びコール
ドフィンガ10には、それぞれリング状の支持体22及
び23が常温時にリング状板28と接触する位置に固設
されている。
【0026】なお、本実施例では、バネ26を用いた
が、熱膨張率の大きな弾性体であれば棒状部材をバネ2
6の換わりに用いることも可能である。
【0027】かかる構成において、液体窒素デュア5c
に液体窒素が導入されている状態では、常温時よりも冷
却されたバネ26は収縮し、リング状の支持体22及び
23とリング状板28とが非接触となって、弁体20は
開いた状態となり、検出部2の真空室6が、デュア部3
の真空室7と連通されることで、真空室6は高真空に保
持される。
【0028】一方、液体窒素デュア5cに液体窒素が導
入されいない状態では、検出部2及びデュア部3の真空
室6が常温となるため、リング状の支持体22及び23
とリング状板28とが接触し、弁体20は閉じた状態と
なる。このため、検出部2の真空室6とデュア部3の真
空室7とは完全に隔離され、ガス吸着剤9から脱着した
ガスが、真空室6に到達せず、半導体素子1を劣化させ
ることがなくなる。
【0029】なお、上述した一連の実施例では、リング
状板により弁体を構成したが、リング状に限らず、弁機
能を奏するものであれば他の形状を用いてもよいことは
いうまでもない。
【0030】また、弁体20をデュア部配管5bに設け
たが、半導体素子1とガス吸着剤9との間であれば、ど
こに設けてもよい。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、半導体素子の冷却時以
外では、弁が閉じるよう構成したため、ガス吸着剤と半
導体素子が完全に隔離されるため、脱ガス分子による半
導体素子の劣化を阻止できる。
【0032】また、冷却時には、枠体と半導体素子を冷
却するための支持体とが完全に分離されるため、大気中
の熱が枠体を介してかかる支持体に伝導し、半導体素子
の冷却に悪影響を及ぼすといった弊害も生じない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示した全体図である。
【図2】本発明にかかる弁体が閉じた状態を示す図であ
る。
【図3】本発明にかかる弁体が開いた状態を示す図であ
る。
【図4】本発明にかかる弁体の他の実施例を示す図であ
る。
【図5】本発明にかかる弁体の他の実施例を示す図であ
る。
【符号の説明】
1・・・・半導体素子 2・・・・検出部 3・・・・デュア部 4・・・・検出部配管 5・・・・デュア部配管 6・・・・真空室 7・・・・真空室 8・・・・液体窒素 9・・・・ガス吸着剤 10・・・コールドフィンガ 11・・・X線検出窓

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 X線を検知する半導体素子と、この半導
    体素子を支持する支持部材と、この支持部材を介して前
    記半導体素子を冷却する冷媒部と、前記半導体素子及び
    前記支持部材を真空に保持する枠体と、この枠体内のガ
    スを吸着するガス吸着剤と、を備えたエネルギー分散型
    X線検出装置において、 前記枠体内の前記半導体素子と前記ガス吸着剤との間に
    配設され、前記半導体素子の冷却時に開き、前記半導体
    素子の非冷却時に閉じることで、非冷却時に前記ガス吸
    着剤から前記半導体素子を隔離する弁を備えたことを特
    徴とするエネルギー分散型X線検出装置。
  2. 【請求項2】 前記弁は、前記支持部材または前記枠体
    に配設され、熱膨張率が互いに異なる金属材料で形成し
    た板状部材を常温で接合したバイメタル板状部材と、 前記枠体又は前記支持部材に配設され、常温時に前記バ
    イメタル板状部材に接触して前記半導体素子と前記ガス
    吸着剤とを隔離する板状支持部材と、 から構成されることを特徴とする請求項1記載のエネル
    ギー分散型X線検出装置。
  3. 【請求項3】 前記弁は、一端を前記冷媒部に接続され
    他端に板状部材を配設し、前記支持部材及び前記枠体に
    比べて熱膨張率が十分大きい弾性体と、 常温時において、前記板状部材と接触することで前記半
    導体素子と前記ガス吸着剤とを隔離するよう、前記支持
    部材又は枠体に配設された板状支持部材と、から構成さ
    れることを特徴とする請求項1記載のエネルギー分散型
    X線検出装置。
JP8034976A 1996-02-22 1996-02-22 エネルギー分散型x線検出装置 Pending JPH09230055A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006242663A (ja) * 2005-03-02 2006-09-14 Jeol Ltd エネルギー分散型x線検出器および試料分析装置
JP2009085630A (ja) * 2007-09-27 2009-04-23 Fujifilm Corp 画像検出器及び画像撮影システム

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