TW201701501A - 包括在具有硼層之矽基板上之場發射極陣列之光電陰極 - Google Patents
包括在具有硼層之矽基板上之場發射極陣列之光電陰極 Download PDFInfo
- Publication number
- TW201701501A TW201701501A TW105116011A TW105116011A TW201701501A TW 201701501 A TW201701501 A TW 201701501A TW 105116011 A TW105116011 A TW 105116011A TW 105116011 A TW105116011 A TW 105116011A TW 201701501 A TW201701501 A TW 201701501A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- photocathode
- sensor
- field emitter
- boron layer
- layer
- Prior art date
Links
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 133
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 132
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 106
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title abstract description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title abstract description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract 3
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims abstract description 40
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 34
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 claims abstract description 16
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 73
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 73
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims description 23
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 15
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 14
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 9
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 7
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 7
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 139
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 27
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 22
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 20
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 description 17
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 13
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 13
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 13
- 239000002585 base Substances 0.000 description 12
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 11
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 11
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N ruthenium(iv) oxide Chemical compound O=[Ru]=O WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 8
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 8
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 8
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 6
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 6
- MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N tantalum nitride Chemical compound [Ta]#N MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 4
- 239000006117 anti-reflective coating Substances 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- 230000013742 energy transducer activity Effects 0.000 description 4
- YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N germanium dioxide Chemical compound O=[Ge]=O YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 238000001444 catalytic combustion detection Methods 0.000 description 3
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 2
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 2
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VTYDSHHBXXPBBQ-UHFFFAOYSA-N boron germanium Chemical compound [B].[Ge] VTYDSHHBXXPBBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 2
- 229940119177 germanium dioxide Drugs 0.000 description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 description 2
- ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L magnesium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Mg+2] ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910001635 magnesium fluoride Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 2
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 2
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 229910001925 ruthenium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005689 Fowler Nordheim tunneling Effects 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010036790 Productive cough Diseases 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BEJRNLMOMBGWFU-UHFFFAOYSA-N bismuth boron Chemical compound [B].[Bi] BEJRNLMOMBGWFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005264 electron capture Effects 0.000 description 1
- 239000012776 electronic material Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000003574 free electron Substances 0.000 description 1
- SCCCLDWUZODEKG-UHFFFAOYSA-N germanide Chemical compound [GeH3-] SCCCLDWUZODEKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 230000005527 interface trap Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 210000003802 sputum Anatomy 0.000 description 1
- 208000024794 sputum Diseases 0.000 description 1
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- XSOKHXFFCGXDJZ-UHFFFAOYSA-N telluride(2-) Chemical compound [Te-2] XSOKHXFFCGXDJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 description 1
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 description 1
- 238000001429 visible spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J1/02—Main electrodes
- H01J1/30—Cold cathodes, e.g. field-emissive cathode
- H01J1/304—Field-emissive cathodes
- H01J1/3042—Field-emissive cathodes microengineered, e.g. Spindt-type
- H01J1/3044—Point emitters
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J1/02—Main electrodes
- H01J1/30—Cold cathodes, e.g. field-emissive cathode
- H01J1/308—Semiconductor cathodes, e.g. cathodes with PN junction layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J31/00—Cathode ray tubes; Electron beam tubes
- H01J31/08—Cathode ray tubes; Electron beam tubes having a screen on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted, or stored
- H01J31/50—Image-conversion or image-amplification tubes, i.e. having optical, X-ray, or analogous input, and optical output
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B21/00—Microscopes
- G02B21/06—Means for illuminating specimens
- G02B21/08—Condensers
- G02B21/12—Condensers affording bright-field illumination
- G02B21/125—Condensers affording bright-field illumination affording both dark- and bright-field illumination
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J1/02—Main electrodes
- H01J1/34—Photo-emissive cathodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J29/00—Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
- H01J29/02—Electrodes; Screens; Mounting, supporting, spacing or insulating thereof
- H01J29/10—Screens on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted or stored
- H01J29/36—Photoelectric screens; Charge-storage screens
- H01J29/38—Photoelectric screens; Charge-storage screens not using charge storage, e.g. photo-emissive screen, extended cathode
- H01J29/385—Photocathodes comprising a layer which modified the wave length of impinging radiation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J31/00—Cathode ray tubes; Electron beam tubes
- H01J31/08—Cathode ray tubes; Electron beam tubes having a screen on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted, or stored
- H01J31/26—Image pick-up tubes having an input of visible light and electric output
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/148—Charge coupled imagers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/148—Charge coupled imagers
- H01L27/14831—Area CCD imagers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
- H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H01L31/102—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
- H01L31/105—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier being of the PIN type
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
- H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H01L31/102—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
- H01L31/107—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier working in avalanche mode, e.g. avalanche photodiodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2201/00—Electrodes common to discharge tubes
- H01J2201/34—Photoemissive electrodes
- H01J2201/342—Cathodes
- H01J2201/3421—Composition of the emitting surface
- H01J2201/3423—Semiconductors, e.g. GaAs, NEA emitters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Image-Pickup Tubes, Image-Amplification Tubes, And Storage Tubes (AREA)
- Common Detailed Techniques For Electron Tubes Or Discharge Tubes (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
一種光電陰極利用一體地形成於一矽基板上之一場發射極陣列(FEA)來增強光電子發射，且利用直接安置於該FEA之輸出表面上之一薄硼層來阻止氧化。該等場發射極係藉由具有安置成一個二維週期性圖案之各種形狀(例如，角錐體或經修圓晶鬚)之突出部形成，且可經組態以在一反向偏壓模式中操作。一選用閘極層經提供以控制發射電流。一選用第二硼層形成於經照射(頂部)表面上，且一選用抗反射材料層形成於該第二硼層上。在相對之該經照射表面與該輸出表面之間產生一選用外部電位。藉由一特殊摻雜方案且藉由施加一外部電位而形成n型矽場發射極與p-i-n光電二極體膜之一選用組合。該光電陰極形成感測器及檢驗系統之一部分。
Description
本申請案主張2015年5月21日提出申請之標題為「PHOTOCATHODE INCLUDING FIELD EMITTER ARRAY ON A SILICON SUBSTRATE WITH BORON LAYER」之美國臨時專利申請案62/164,975之優先權，且該美國臨時專利申請案以引用方式併入本文中。
本申請案與標題為「Photomultiplier Tube,Image Sensor,and an Inspection System Using a PMT or Image Sensor」且由Chuang等人在2014年3月5日提出申請之美國專利申請案14/198,175(公開為2014/0291493)有關，且與標題為「Photocathode Including Silicon Substrate with Boron Layer」且由Chuang等人在2013年7月22日提出申請之美國專利申請案13/947,975(公開為2014/0034816)有關。此等申請案兩者以引用方式包括於本文中。
本發明大體而言係關於結合半導體晶圓、倍縮光罩或光罩檢驗系統一起使用之低光感測偵測器(感測器)，且更特定而言係關於在用於此等檢驗系統之該等感測器中利用之光電陰極。
光電陰極係通常用於光偵測裝置(諸如光電倍增管、影像增強器及電子轟擊CCD(EBCCD))中之帶負電荷電極。光電陰極包含一光敏化合物，當被一光量子(光子)撞擊時，由於光電效應該光敏化合物回應於每一所吸收光子而產生一個(或多個)電子。現代光電陰極中所使用之光敏化合物通常包含鹼金屬，此乃因其低功函數允許電子自光電陰極容易地逸出以供由主機影像感測器裝置之其他結構偵測。諸如GaAs及InGaAs之化合物半導體亦用於製造光電陰極，尤其用於製造紅外線敏感裝置。過去已製造矽光電陰極，但矽光電陰極未發現有顯著商業用途，此乃因儘管矽在捕獲光時係高效的，但所產生電子中之極少電子能夠自係逸出，從而導致低總體效率。
光電陰極大體而言經劃分為兩個廣泛群組：透射光電陰極及反射光電陰極。一透射光電陰極通常形成於面對待量測之光源之一窗之表面(例如，玻璃)上，且離開光電陰極之電子通過光電陰極之輸出表面以供偵測(亦即，電子移動遠離光源)。一反射性光電陰極通常形成於一不透明金屬電極基極上，其中光進入且電子自同一「經照射」表面離開。儘管反射光電陰極簡化下文所論述之光電陰極厚度與敏感性之間的某些取捨，但其不適合於用於諸如影像增強器及EBCCD裝置之成像裝置中(儘管其可適合於用於某些光電倍增管組態中)。因此，在下文論述中，術語「光電陰極」僅係指透射光電陰極，除非另有規定。
光電陰極通常形成或安裝於一適合主機感測器之外殼上(例如，一真空管)，且該感測器外殼經定位使得經照射表面面對一目標光源(亦即，使得光電陰極定位於光源與主機感測器之電子-量測結構之間)。當光子被一光電陰極吸收時，平均約50%之所產生電子將朝向光電陰極之經照射側行進(亦即，面對光源、光子穿過其進入光電陰極之側)。另外50%之光電子將行進至光電陰極之輸出表面，且若該
等光電子具有充足能量，其將被朝向感測器之電子-量測結構發射。當自光電陰極之輸出表面發射一電子時，其通常將藉由主機感測器內之電場朝向一陽極加速，從而產生指示一或多個光子之捕獲之對應可量測電壓或電流。
光電倍增管係包括一光電陰極、一陽極及一系列二次發射極(電極)之真空光電管，其中每一二次發射極皆比其前一者處於一相繼更正電位，使得陽極處於高於上一二次發射極之電位之一正電位。自光電陰極發射之一光電子藉由光電陰極-二次發射極電場加速且通常將撞擊一個二次發射極，此致使發射多個二次電子，該等二次電子藉由後續二次發射極-二次發射極電場加速。幾乎所有此等二次電子皆將撞擊另一二次發射極且產生更多電子。最終，電子將通常在藉由多個二次發射極之多個放大級之後到達陽極。因此，每當一光子被吸收且沿正確方向發射一光電子時，一光電倍增管皆產生一電流脈衝(亦即，一電荷)。由於所產生電荷等於諸多電子上之電荷，因此當增益足夠高時可產生高於電子器件之雜訊位準之一電荷。光電倍增管可因此係對電磁光譜之紫外線、可見及近紅外線範圍內之光之極其敏感偵測器。此等偵測器將由入射光產生之電流在多個二次發射極級中倍增多達一億倍，從而使得(舉例而言)當光之入射通量係極低時能夠偵測個別光子。
一影像增強器係另一類型之真空管感測器裝置，其利用一磷光體來增加一光學系統中之所偵測光之強度以便促進(舉例而言)低光程序之視覺成像或用於將諸如近紅外線或短波紅外線之非可見光源轉換成可見光源。在典型影像增強器中，自一光電陰極發射之光電子朝向塗佈有磷光體之一透明陽極加速，使得光電子以高能量(通常約1keV至約20keV)撞擊該磷光體，從而致使該磷光體產生諸多光子。在某些影像增強器中，一微通道板放置於光電陰極與磷光體之間以便自每
一光電子產生多個二次電子。甚至在不具有一微通道板之情況下，亦可針對每一所吸收光子而在一影像增強器之輸出處產生多個光子。經發射光子藉由光學器件(諸如一光纖束或透鏡)經引導至一影像感測器。由於每一所吸收光子可產生諸多輸出光子，因此可偵測並量測極低光位準，在某些情況下甚至可能係單光子。
一EBCCD係以類似於一影像增強器之一方式操作之另一感測器。替代作為輸出之一磷光體螢幕，使用諸如一CCD之一影像感測器來偵測自一光電陰極發射且藉由一電場加速之電子。在一EBCCD中，通常使用約2kV或更多之一電位差在光電陰極與CCD之間產生電場，藉此由光電陰極發射之光電子被加速且以高能量撞擊CCD，從而在CCD內側產生多個電子，該多個電子然後被捕獲。由於針對經偵測之每一光子產生多個電子，因此CCD之讀出及暗雜訊不如原本對光子之直接偵測重要。如與一影像增強器相比，EBCCD避免用以將光自磷光體轉移至影像感測器所需之光學器件之成本，且亦避免由彼等光學器件導致之影像解析度之降級。
圖12展示一習用EBCCD 50，EBCCD 50包含：一外殼52，其包括一窗53；一光電陰極54，其安置於窗53之一內側表面上；及一電荷耦合裝置(CCD)55，其安置於外殼52之一下部端處，使得光電陰極54藉由一真空間隙56與CCD 55分離。藉由將相對於CCD 55之電壓係負之一電壓施加至光電陰極54而在該光電陰極與該CCD之間產生一電場。一傳入光子61穿過窗53進入且被光電陰極54吸收，從而致使產生一光電子。當一光電子62具有充足能量以穿過光電陰極54之輸出側逸出時(亦即，在圖中向下)，其進入間隙區域56。由於CCD 55相對於光電陰極54處於通常2kV或更多之一正電位，因此光電子62被朝向CCD 55加速，使得其達成大於約2keV之一能量，藉此光電子通常將在CCD 55內側產生多個電子。在CCD 55內側產生之電子然後經傳輸(例
如，藉由接腳57)至一處理系統(未展示)，該處理系統經組態以產生一相關聯影像或與所偵測光電子相關聯之其他資料。
先前技術光電陰極需要在與吸收光子及發射光電子相關聯之衝突要求之間作出艱難取捨。一良好光電陰極需要具有在所關注波長處吸收光子之一高概率，及自彼所吸收光子產生一個(或多個)光電子之一高概率。一良好光電陰極亦需要具有由一所吸收光子產生之任何光電子自光電陰極逸出之一高概率。一較厚光電陰極增加一入射光子將被吸收之概率，但亦增加所得經發射光電子在其逸出之前將重新組合(亦即，損失)之概率。更具體而言，重新組合通常發生在形成一光電陰極之材料中之缺陷或雜質處，因此光電子必須穿過光電陰極材料行進之距離愈長，其將遇到一缺陷或雜質且經重新組合之概率愈大。材料必須具有一低功函數，此乃因僅具有接近於或大於該功函數之能量之光電子具有一合理逸出概率。
通常針對一相對窄範圍之波長而使光電陰極最佳化。舉例而言，UV波長在半導體工業中對於偵測半導體晶圓上之小粒子及缺陷尤其有用，此乃因大體而言自一小粒子散射之光之量在其他因素當中取決於粒子或缺陷大小對波長之比率。大部分光電陰極材料強烈吸收UV光。針對UV波長最佳化之一先前技術光電陰極通常需要係薄的，此乃因將接近於經照射表面而吸收UV光子。若光電陰極並非薄的，則光電子可具有自光電陰極之輸出表面逸出之一低概率。通常僅在面對磷光體或影像偵測器之光電陰極之側上逸出之光電子將產生一輸出信號。針對UV波長最佳化之此一薄光電陰極通常將在可見及紅外線波長處具有不佳敏感性，此乃因在較長波長處之一顯著部分入射光子將在不吸收之情況下通過光電陰極。
先前技術光電陰極之另一限制係經發射光電子之能量隨所吸收光之波長變化且當一UV光子被吸收時可係數eV。由於光電子經發射
之方向係隨機的，因此此電子能量導致沿一水平方向之信號之一散佈。此外，該散佈將隨所吸收光子之波長而變化，對於較短波長該散佈係較大的。在一厚光電陰極中，一光電子通常將在被發射之前經歷多次碰撞且將更可能具有接近於藉由光電陰極之溫度判定之能量之一能量(亦即，電子更可能經熱化)。然而，當一電子在一光電陰極內經歷多次碰撞時，其可能由於先前技術光電陰極材料之表面內及/或上之高缺陷位準而重新組合且損失。因此，將以實質上減少之敏感性為代價而達到一減少之能量散佈(大部分入射光子將不再產生一信號)。
單晶體(單晶)矽將出現以克服剛剛闡述之諸多缺點。矽吸收比約1.1μm短之所有波長。矽晶體可以極高純度及極少晶體缺陷生長。高品質單晶矽中之電子之重新組合壽命可係諸多微秒，在最佳品質材料中甚至係數百微秒。此等長的重新組合壽命允許在遠離表面諸多微米產生之電子能夠以一低重新組合概率遷移至一表面。
然而，儘管其有諸多優點，但用於商業用途之矽基光電陰極之開發由兩個主要缺點阻止。
矽之一個缺點係矽具有一相對大功函數(大約4.8eV，Allan及Gobelli，「Work Function,Photoelectric Threshold,and Surface States of Atomically Clean Silicon」，物理學評論(Physical Review)，第127卷第1期，1962年，第150頁至158頁)，該相對大功函數對藉由光子之吸收產生之光電子之發射不利。一材料之功函數係處於費米(Fermi)能階之一電子與處於真空能階之一電子(亦即已自材料逸出之電子)之間的能量差。矽之相對大能帶間隙意指經熱化電子無法自矽逸出。甚至接近於矽之表面吸收之UV光子亦不形成較多光電流，此乃因光電子不具有用以逸出之足夠能量。舉例而言，6.5eV之一光子能量形成具有約3eV之一能量之一光電子(此乃因在此一波長處直接吸收比間接吸收係更可能的)。具有約3eV之一能量之一光電子由於矽功函數而
不能夠自矽逸出。
關於矽用作一光電陰極材料之一第二更嚴重問題係矽極易於在其表面上形成一自然氧化物。甚至在一真空中，當存在於真空中之少量氧與水將與矽之表面反應時，一自然氧化物亦將最終形成。矽與二氧化矽之間的界面具有缺陷(由於懸鍵)，其中一電子重新組合之概率係極高的。此外，二氧化矽之能帶間隙係大的(約8eV)，從而形成高於一電子為逸出必須克服之功函數之一額外障壁，即使氧化物係極薄亦如此(一極平滑矽表面上之自然氧化物係通常約2nm厚)。可藉由移除自然氧化物且在高溫下(諸如大約900℃至1000℃)生長一熱氧化物來減小矽與氧化物界面處之缺陷密度。當生長至約1.5nm至2nm之一厚度時，此一層可係穩定的。然而，甚至一良好品質熱氧化物亦在其與矽之界面處具有一顯著缺陷密度(通常每cm2 109至1011缺陷)，且即使可克服功函數，氧化物之高能帶間隙與接近於2nm之一最小厚度組合仍對電子逸出提供一顯著障壁。一薄氮化矽層可用於阻止在矽上生長一自然氧化物層，但缺陷之密度在矽與氮化矽界面處比在矽與二氧化矽界面處高，且氮化矽之能帶間隙(約5eV)係足夠大以阻止大部分電子自表面逸出。出於此等原因，從未發現矽作為一光電陰極之顯著商業用途。
因此需要克服先前技術之限制中之某些或所有限制之一光電陰極。
本發明針對於一光電陰極結構，該光電陰極結構包括：多個場發射極突出部，其一體地形成(經圖案化)於一單晶或多晶矽基板之一輸出表面上；及一實質上純硼(第一)層，其氣密地形成於至少該等場發射極突出部之尖端(自由端)部分上。將一體式場發射極突出部引入至該輸出表面上可藉由利用當該等突出部充當場發射極時產生之場增
強而規避矽基板之相對高功函數，此在該基板經受一所施加電場時發生，該所施加電場係足夠高(強)以減小矽-真空界面上之電位障壁，使得光電子可在該等尖端部分處穿隧穿過此障壁(量子-機械穿隧)。可藉由考慮到由於場發射極所致之場增強因子之Fowler-Nordheim理論之一經修改版本來估計所得發射電流密度(R.Fowler及L.Nordheim，「Electron emission in intense electric fields」，倫敦皇家協會會刊A(Proceedings of the Royal Society of London A)，第119卷，第781期，1928年5月，第173頁至181頁)。此外，藉由形成該實質上純硼層使得其氣密密封該等場發射極突出部之至少該等尖端部分，該場發射極輸出表面之氧化被實質上完全阻止，藉此避免在習用方法中遇到之對電子逸出之顯著障壁。因此，藉由產生包括一體地形成於一單晶體矽基板上且由一實質上純硼層氣密地保護之場發射極突出部之一光電陰極，本發明提供具有有益品質之矽(亦即，亞1μm波長吸收、高純度/低缺陷材料及長電子重新組合時間)，同時避免先前阻止矽基光電陰極之廣泛商業用途之不利態樣之一光電陰極。
視情況利用各種習用半導體處理技術來使根據本發明產生之光電陰極之效能最佳化。舉例而言，矽基板較佳地係具有介於約10nm至約100μm之範圍內之一厚度之實質上無缺陷單晶(單晶體)矽，其中該厚度部分地取決於待捕獲之光之波長。在一較佳實施例中，該矽基板包括(例如，經植入n型)具有經最佳化之摻雜位準之摻雜劑，使得當該光電陰極經受一適當外部電場時，每一場發射極突出部作為一場發射極在一反向偏壓模式中起作用。該等場發射極突出部係藉由蝕刻或以其他方式使該矽基板圖案化而形成，使得部分矽材料形成具有一體地連接至輸出表面之相對寬基極部分之一體式結構，且在該輸出表面上面延伸至少100nm之一高度距離至相對窄尖端(自由端)部分。在一項實施例中，為促進最佳場發射極操作，每一場發射極突出部之基
極部分具有約100nm之一最小直徑/寬度尺寸及具有約200nm(且更佳地大約100nm或更小)之最大直徑/寬度尺寸之一尖端部分。在例示性實施例中，使用標準CMOS製作技術製作場發射極突出部(例如，藉由PECVD將二氧化矽或氮化矽遮罩材料沈積於一平坦基板表面上，使用已知光微影技術使該遮罩圖案化，且然後透過該遮罩中之開口蝕刻該矽基板以形成該等場發射極突出部)，使得該等場發射極突出部在該矽基板之該輸出表面上配置成一個二維陣列圖案。較佳地使用一高溫沈積程序(例如，介於約600℃與800℃之間)，以產生具有處於1nm至5nm(較佳地約2nm至3nm)之範圍內之一厚度之一無針孔硼層的一方式而在清潔、平滑矽上形成硼層，藉此該硼層藉由可靠地氣密密封該矽基板之整個輸出表面免受氧化而規避矽之氧化問題。在替代實施例中，該等場發射極突出部係使用各種突出結構形狀形成，諸如經修圓晶鬚(具有圓形尖端之圓柱形柱)、經修圓椎體或角錐體。上文所提及之各種技術及特徵可單獨地或組合地使用以增強光電陰極效能。
根據本發明之各種替代特定實施例，額外層及結構用於進一步增強發明性光電陰極結構之有益品質。在某些實施例中，一個或數個閘極結構(控制電極)安置於輸出表面上且放置於場發射極尖端部分之高度處或稍微低於該高度，以便達成對發射電流之快速及準確控制。在某些實施例中，一第二硼層(第三層)形成於矽基板之經照射(第一)表面上以進一步阻止可減少光子吸收之氧化物及缺陷。在另一實施例中，一抗反射材料層(第四層)安置於第二硼層(第三層)上以進一步增強光子吸收。在某些實施例中，一金屬或導電框架或柵格及一電壓源用於在矽基板之經照射表面與輸出表面之間產生一外部電位差以便致使電子優先地朝向該輸出表面移動。在某些實施例中，光電陰極包括n型矽場發射極與p-i-n光電二極體結構之一組合，當在該基板之該經照射表面與該輸出表面之間施加一高電壓(例如，大約數十或幾百伏
特)時，該組合在一崩潰倍增條件中操作。此崩潰增益增強有效量子效率且因此改良光電陰極之效能。在其他實施例中，硼(或另一p型摻雜劑)穿過該經照射表面擴散至該矽基板中以形成一p型摻雜區域以形成驅動電子遠離該經照射表面(電子可在其處重新組合且損失)之一電位梯度。
根據替代特定實施例，本發明之發明性光電陰極結構經併入至各種感測器結構中以提供呈現優越低光感測能力之感測器。除光電陰極(其毗鄰於感測器之一接收表面而定位)之外，此等感測器結構亦包括具有一偵測表面之一偵測裝置(例如，一CCD或CMOS影像感測器)，該偵測表面面對光電二極體之輸出表面且藉由一介入間隙與該基板之輸出表面上之硼層間隔，其中該偵測裝置用於偵測穿過該光電陰極之該輸出表面發射之光電子，且用於產生指示光電子之捕獲之電信號。在某些感測器實施例中，該感測器結構係在該光電陰極之頂部上可(或可不)具有一窗之一電子轟擊電荷耦合裝置(EBCCD)。在本發明之其他實施例中，該感測器係在該光電陰極之頂部上可(或可不)具有一窗之一影像增強器。在本發明之其他實施例中，該感測器係在該光電陰極之頂部上可(或可不)具有一窗之一光電倍增管。
在某些感測器實施例中，一第二硼層形成於光電陰極之經照射表面上以阻止該經照射表面上之氧化物形成，且一抗反射材料層經提供與該第二硼層上方以改良光子捕獲效率。在此等實施例中之某些實施例中，該抗反射材料層安置於一窗與該光電陰極之間，但在其他實施例中，該抗反射材料層亦用作感測器之接收表面(亦即，該感測器在該光電陰極之該經照射表面上方不具有一窗)，此進一步增加藉由該感測器之光子捕獲效率。在於該光電陰極之該經照射表面上方包括一窗之其他感測器實施例中，一抗反射材料層經提供於該窗上以改良光子捕獲效率。
在本發明之某些實施例中，包括本發明之光電陰極之一感測器亦包括在其接收表面(亦即，面對該光電陰極之該偵測裝置之表面)上具有一額外硼層之一矽基偵測裝置。舉例而言，在其中該感測器係一電子轟擊CCD(EBCCD)且該偵測裝置係一CCD(其通常形成於矽基板上)之情形中，在製作期間一硼層直接形成於CCD之接收表面上以藉由阻止在該CCD之接收表面上形成一個二氧化矽層來改良該感測器之電子捕獲效率。在其他實施例中，該感測器包括一CMOS偵測器(亦即，替代一CCD)，且額外硼層形成於該CMOS偵測器之接收表面上。
在本發明之其他實施例中，包括發明性光電陰極之感測器用於晶圓、倍縮光罩或光罩檢驗系統中。特定而言，發明性系統包括：一照射源(例如，一雷射系統)，其用於將光傳輸至一樣本/晶圓上；一或多個感測器(例如，一光電倍增管、一影像增強器或一EBCCD)，其利用本文中所闡述之發明性光電陰極中之任一者來偵測通過樣本/晶圓或由樣本/晶圓反射之光子；及一相關聯光學系統，其用於將光/光子自該照射源導引至該樣本(晶圓、倍縮光罩或光罩)且自該樣本導引至該感測器。
11‧‧‧光學器件
12‧‧‧透鏡/鏡
14‧‧‧光
18‧‧‧線
20‧‧‧表面
21‧‧‧收集光學器件
22a‧‧‧透鏡/鏡
22b‧‧‧透鏡/鏡
28‧‧‧光學軸/軸
50‧‧‧習用電子轟擊電荷耦合裝置/電子轟擊電荷耦合裝置
52‧‧‧外殼
53‧‧‧窗
54‧‧‧光電陰極
55‧‧‧電荷耦合裝置
56‧‧‧真空間隙/間隙區域
57‧‧‧接腳
61‧‧‧傳入光子
62‧‧‧光電子
100‧‧‧光電陰極/矽光電陰極
100A‧‧‧光電陰極
100B‧‧‧光電陰極
100C‧‧‧光電陰極
100D‧‧‧光電陰極
100E‧‧‧光電陰極
100F‧‧‧光電陰極
100G‧‧‧光電陰極/光電二極體
100H‧‧‧光電陰極
101‧‧‧矽基板/基板
101A‧‧‧基板
101B‧‧‧基板
101C‧‧‧矽基板/基板
101D‧‧‧矽基板/基板
101E‧‧‧矽基板
101F‧‧‧矽基板/基板
101G‧‧‧矽基板/基板
101G-N‧‧‧n摻雜區域
101G-P‧‧‧p摻雜區域
101H‧‧‧矽基板/基板
101H-1‧‧‧梯度摻雜區段/p型梯度擴散區域
101H-2‧‧‧梯度摻雜區段/梯度擴散區域
102‧‧‧面向上經照射(頂部/第一)表面/經照射(上部)表面/照射表面/經照射(第一)表面
102A‧‧‧平坦輸入(上部)表面
102B‧‧‧平坦輸入(上部)表面
102C‧‧‧平坦輸入表面
102D‧‧‧平坦輸入表面/面向上輸入(經照射)表面/經照射表面/表面
102E‧‧‧平坦輸入(經照射)表面/經照射表面
102F‧‧‧平坦輸入(經照射)表面/經照射表面
102G‧‧‧平坦輸入(經照射)表面/經照射表面
102H‧‧‧平坦輸入(經照射)表面/經照射表面
103‧‧‧面向下輸出(底部/第二)表面/輸出表面/相對平坦輸出(下部)表面/輸出(第二)表面
103A‧‧‧輸出表面
103B‧‧‧輸出表面
103C‧‧‧輸出表面
103D‧‧‧輸出表面
103E‧‧‧輸出表面
103F‧‧‧輸出表面
103G‧‧‧輸出表面
103H‧‧‧輸出表面
104‧‧‧場發射極突出部/發射極突出部
104A‧‧‧角錐體形場發射極突出部/場發射極突出部/毗鄰角錐體形場發射極突出部
104B‧‧‧經間隔開場發射極突出部/場發射極突出部/突出部/經修圓晶鬚場發射極突出部
104C‧‧‧場發射極突出部
104D‧‧‧場發射極突出部
104E‧‧‧場發射極突出部
104F‧‧‧場發射極突出部
104G‧‧‧場發射極突出部
104H‧‧‧場發射極突出部/突出部
105‧‧‧相對寬基極部分/基極部分
105A‧‧‧相對寬固定(基極)部分
105B‧‧‧大致圓形基極部分
106‧‧‧相對窄尖端(自由端)部分/尖端部分
106A‧‧‧相對窄尖端(自由端)部分
106B‧‧‧經修圓尖端部分
106C‧‧‧尖端部分
106H‧‧‧尖端/尖端部分
108‧‧‧p型摻雜劑
110‧‧‧純硼層/硼層/下部硼層/硼(第一)層
110A‧‧‧純硼層
110E‧‧‧照射子系統
110-1D‧‧‧(第一)硼層/硼層
110-1E‧‧‧下部(第一)硼層
110-1F‧‧‧下部(第一)硼層/下部硼層
110-1G‧‧‧下部(第一)硼層
110-1H‧‧‧下部硼層
110-2‧‧‧第二硼層(第三層)/第二硼層
110-2D‧‧‧第二硼層/硼層
110-2E‧‧‧上部(第二)硼層/上部硼層
110-2F‧‧‧上部(第二)硼層/上部硼層
110-2G‧‧‧上部(第二)硼層
110-2H‧‧‧上部硼層
112‧‧‧電子/抗反射材料(第四)層
112E‧‧‧抗反射塗層
115-1F‧‧‧導電結構
115-1G‧‧‧導電結構
115-2F‧‧‧導電結構
115-2G‧‧‧導電結構
120C‧‧‧連續閘極/控制電極/閘極
121C‧‧‧介電質結構
127H‧‧‧薄矽化硼層/矽化硼層
128‧‧‧高數值孔徑大視場物鏡
128H‧‧‧極薄矽化硼層
130F‧‧‧適當外部電壓源
130G‧‧‧外部電壓源/源
139‧‧‧鏡筒透鏡
200‧‧‧感測器/偵測器
200-1‧‧‧偵測器/影像感測器/感測器
200-2‧‧‧偵測器/影像感測器/感測器
200-3‧‧‧感測器
200-4‧‧‧感測器
200-5‧‧‧感測器
200A‧‧‧感測器
200B‧‧‧感測器
200C‧‧‧感測器
202A‧‧‧外殼
202B‧‧‧外殼
202C‧‧‧外殼
203A‧‧‧接收表面
203B‧‧‧接收表面
204A‧‧‧玻璃或陶瓷窗/窗
204C‧‧‧上部窗部分/窗
206‧‧‧介入間隙區域/間隙區域
207C‧‧‧抗反射材料層
210‧‧‧偵測裝置
210C‧‧‧矽基偵測裝置/影像感測器
211C‧‧‧(第二)矽基板
212‧‧‧偵測表面/偵測(上部)表面
214C‧‧‧(第三)硼塗層/硼塗層
217‧‧‧輸出接腳
220‧‧‧電壓供應器/電壓源
300A‧‧‧檢驗系統/系統
300B-1‧‧‧檢驗系統
300B-2‧‧‧暗場收集系統
300B-3‧‧‧暗場收集系統
300B-4‧‧‧暗場收集系統
300C‧‧‧未經圖案化晶圓檢驗系統
300D‧‧‧泛光照射晶圓檢驗系統
300E‧‧‧晶圓檢驗系統/檢驗系統
402‧‧‧虛線/費米能階
403‧‧‧線/價能帶
404‧‧‧線/傳導能帶
405‧‧‧點虛線
406‧‧‧小虛線
412‧‧‧標記/光電陰極表面/表面
420‧‧‧箭頭
422‧‧‧標記
1012‧‧‧晶圓
1014‧‧‧雷射
1016‧‧‧偏振光學器件
1020‧‧‧光束成形光學器件
1022‧‧‧轉向鏡
1024‧‧‧轉向鏡
1032‧‧‧鏡/透鏡
1038‧‧‧鏡/透鏡
D1‧‧‧最小直徑/寬度尺寸
D2‧‧‧最大直徑/寬度尺寸
EF‧‧‧適當電場/電場
H1‧‧‧高度距離/標稱高度/總突出部高度
H2‧‧‧距離
P‧‧‧光子/間隔(間距)/間隔
PE‧‧‧光電子
S‧‧‧電信號
T1‧‧‧厚度
T2‧‧‧厚度
T3‧‧‧厚度
α‧‧‧傾斜角
在附圖之各圖中以實例方式而非以限制方式圖解說明本發明。
圖1係圖解說明根據本發明之一經簡化一般化實施例之包括形成於一矽基板上之一場發射極陣列之一光電陰極的一剖面側視圖；圖2(A)及圖2(B)係展示根據本發明之一第一特定實施例之一矽光電陰極之經放大部分剖面側視圖及部分透視圖；圖3係圖解說明根據本發明之另一例示性特定實施例之一光電陰極之一經放大部分剖面側視圖；圖4(A)、圖4(B)、圖4(C)、圖4(D)、圖4(E)及圖4(F)係展示根據本發明之額外例示性特定實施例之光電陰極之剖面圖；
圖5係圖解說明在根據本發明形成之一光電陰極之矽基板內側之例示性電子能量位準之一能量圖式；圖6(A)、圖6(B)及圖6(C)係圖解說明根據本發明之替代特定實施例之包括光電陰極之例示性感測器之剖面側視圖；圖7係展示根據本發明之另一實施例之一檢驗系統之一簡化圖式。
圖8(A)、圖8(B)、圖8(C)及圖8(D)係展示根據本發明之額外實施例之檢驗系統之簡化圖式；圖9係展示根據本發明之另一實施例之另一檢驗系統之一簡化圖式；圖10係展示根據本發明之另一實施例之另一檢驗系統之一簡化圖式；圖11係展示根據本發明之另一實施例之另一檢驗系統之一簡化圖式；且圖12係圖解說明一習用感測器之一剖面側視圖。
本發明係關於用於半導體檢驗系統之低光感測器之一改良。呈現以下闡述以使熟習此項技術者能夠製造並使用本發明，如在一特定申請案及其要求之內容脈絡中提供。如本文中所使用，諸如「頂部」、「底部」、「上方」、「下方」、「上部」、「向上」、「下部」、「在下面」及「向下」等方向術語意欲出於闡述目的提供相對位置，且並不意欲指定一絕對參考框架。熟習此項技術者將容易明瞭對較佳實施例之各種修改，且本文中所定義之一般原理可適用於其他實施例。因此，本發明並不意欲限於所展示及所闡述之特定實施例，而欲賦予與本文中所揭示之原理及新穎特徵一致之最寬廣範疇。
圖1在剖面圖中圖解說明根據本發明之一一般化實施例之一光電
陰極100。光電陰極100大體而言包括：一矽基板101，其具有一面向上經照射(頂部/第一)表面102及一相對面向下輸出(底部/第二)表面103；一場發射極突出部104陣列，其一體地形成於輸出表面103上(亦即，圖案化成部分矽材料且由部分矽材料形成)且自輸出表面103延伸；及一實質上純硼層110，其氣密地安置於輸出表面103上，在場發射極突出部104上方。在此配置之情況下，光電陰極100類似於習用光電陰極而操作，此乃因當經恰當定位時，該光電陰極經受一適當電場EF，穿過經照射(上部)表面102進入矽基板101之光子P被吸收且形成光電子PE，該等光電子PE然後穿過輸出表面103而發射。根據本發明之一態樣，輸出表面103可操作地經組態，使得當電場EF存在時，場發射極突出部104充當一場發射極陣列(FEA)，此大大增加在基板101中產生之一給定光電子PE將自輸出表面103發射之概率。根據另一態樣，硼層110用於保護場發射極突出部104免受氧化，此促進光電陰極100之可靠長期操作。此外，本發明發明者已判定，硼實質上對低能量電子係透明的，從而使硼成為用於矽基光電陰極之一理想氣密密封材料。
根據一實際實施例，較佳地使用單晶矽(亦即，矽之一單晶體)來實施矽基板101，該單晶矽在小於約1019cm-3之一摻雜位準處係經p型摻雜的(亦即，含有一p型摻雜劑108)，亦即約0.005Ω cm或更高之一電阻率。由於少數載子壽命及擴散長度隨增加之摻雜劑濃度而降低，因此當矽係極薄時(諸如薄於約1μm)，可使用高於約1019cm-3之摻雜劑濃度，然而當矽厚於約1μm時，低於約1019cm-3之摻雜劑濃度可係較佳的。在其他實施例中，矽基板101包含多晶矽(polycrystalline silicon或multi-crystalline silicon)。取決於光電陰極之既定波長操作範圍，矽之厚度可介於約10nm與約100μm之間。矽基板101呈現大約1.1eV之一能帶間隙，因此具有短於大約1.1μm之一真空波長之光被
吸收。矽基板101之1.1eV能帶間隙係間接的，因此光譜之紅色及紅外線部分中之波長之吸收係弱的。矽基板101亦具有大約3.5eV之一直接能帶間隙，因此其強烈吸收深UV波長。取決於對光電陰極100之既定用途，矽基板101具有處於大約20nm至大約100μm之範圍內之一厚度T1。舉例而言，為促進吸收光譜之紅外線部分中之一光子之一高概率，矽基板101形成有約10μm或數十μm之一厚度T1。另一選擇係，為吸收UV波長，矽基板101形成有處於幾十nm至約100nm之一範圍內之一厚度T1。在一實際實施例中，矽基板101具有約1μm之一厚度T1以便吸收在自真空UV至接近可見光譜之紅端之大約670nm之一波長範圍內的至少85%未經反射入射光子。當矽基板101包含使用已知技術以極低密度之晶體缺陷及高純度生長之一單晶(單晶體)結構時，在矽基板101內側產生之一光電子具有數十或數百微秒(μs)之一潛在壽命。另外，單晶體結構致使光電子損失其過量能量中之諸多能量且部分地或實質上以一低重新組合概率而熱化。
根據較佳實際實施例，使用標準CMOS製作技術在矽基板101上製作場發射極突出部104。每一場發射極突出部104具有一體地連接至輸出表面103之一相對寬基極部分105，且該場發射極突出部在輸出表面103上面延伸至少100nm之一高度距離H1至一相對窄尖端(自由端)部分106。在一項實施例中，為促進最佳場發射極操作，每一場發射極突出部104之基極部分105具有約100nm之一最小直徑/寬度尺寸D1，且尖端部分106具有200nm(且更佳地大約100nm或更小)之一最大直徑/寬度尺寸D2。在製作期間，二氧化矽或氮化矽可用作一遮罩材料且藉由(舉例而言)PECVD沈積，且光微影可用於圖案化。乾式蝕刻(諸如RIE、ICP及ECR)及濕式蝕刻兩者可用於形成配置成一個二維週期性圖案(例如，如在圖2(B)中所繪示，下文所論述)之場發射極突出部陣列。影響場發射極性質之一重要參數係發射極突出部104之
間的間隔(間距)P。已知，緊密間隔之發射極由於導致個別發射極之間的不充分電場穿透之屏蔽效應而減小場增強因子。因此，為使場遮蔽效應最小化且為使場發射電流密度最佳化，經垂直對準發射極之間的距離應介於其高度之大約兩倍與大約20倍之間(舉例而言，參見R.Serbun、B.Bornmann、A.Navitski、C.Prommesberger、C.Langer、F.Dams、G.Müller及R.Scheiner，「Stable field emission of single B-doped Si tips and linear current scaling of uniform tip arrays for integrated vacuum microelectronic devices」，真空科學與技術學報B(Journal of Vacuum Science and Technology B)，第31卷，第2期，2013年，第02B101頁)。舉例而言，當場發射極突出部具有等於500nm之一標稱高度H1時，間隔P應介於大約1μm與大約10μm之間。
根據本發明之另一態樣，場發射極經組態以在反向偏壓模式中操作(如在一p-n二極體中)，其中由於發射極表面處之高電場而產生一空乏層。在此實施例中，接近場發射極突出部104之尖端之區域可在該等突出部之形成之前或之後摻雜有一n型摻雜劑(諸如磷或砷)。場發射在所施加電場係足夠高以減小矽-真空界面上之電位障壁，使得電子可穿隧穿過此障壁(量子-機械穿隧)時發生。在其中電子濃度係藉由局部摻雜位準及電位判定之一半導體中，可將場發射極設定於反向偏壓模式中。可藉由考慮到由於場發射極所致之場增強因子之Fowler-Nordheim理論之一經修改版本來估計發射電流密度。
根據本發明之另一態樣，硼層110包含實質上純硼，該硼層直接安置於輸出表面103上使得場發射極突出部104之至少尖端部分106被氣密密封。如本文中所使用，片語「實質上純硼」意指具有95%或更高之一純度之硼，且片語「直接在...上」結合硼與矽界面意欲意指除可在Si/B界面處形成之一可能SiBx薄層(亦即，幾個單層)之外，不存在將場發射極突出部104之輸出表面與硼層110分離之連續介入層(例
如，氧化物或SiNx層)。亦注意，片語「直接在...上」不排除在硼及矽之某些部分之間存在可在硼層110之形成之前或期間不經意地形成之不連續氧化物分子或斑點。在一項實施例中，使用由F.Sarubbi等人在「Chemical Vapor Deposition of a-Boron Layers on Silicon for Controlled Nanometer-Deep p+n Junction Formation」(電子材料雜質(Journal of Electronic Materials)，第39卷，第2期，(2010年2月)第162頁至173頁，ISSN 0361-5235)中教示之技術在一高溫下(亦即，在高於大約500℃，較佳地介於約600℃與800℃之間的一溫度下)於清潔平滑矽上生長實質上純硼層110，使得硼形成具有處於大約1nm至5nm(較佳地大約2nm至3nm)之範圍內之一厚度T2之一無針孔塗層。如Sarubbi等人在所引用參考文獻之163頁上所闡釋，藉由(舉例而言)在沈積硼之前進行一濕式清潔後續接著一原位熱氫清潔而自矽移除所有自然氧化物係重要的。硼之較低溫度沈積亦係可能的，但塗層可係較不均勻的，且可需要厚於2nm之一塗層以確保其係無針孔的。以此方式形成實質上純硼層110之一優點係當經施加至一清潔矽表面時，所得無針孔硼塗層用作阻止在下伏矽表面上形成自然氧化物之一密封。如本文中所使用，片語「氣密地安置」意指以上文所陳述之方式形成硼層110，且片語「至少在尖端部分上」意指氣密地安置之硼塗層沿著每一場發射極突出部104自尖端部分106延伸至少距離H2，其中距離H2係總突出部高度H1之至少10%。在一較佳實施例中，硼層110氣密地安置於整個輸出表面103上方。如先前所闡述，一個二氧化矽層具有一高能帶間隙且甚至薄層亦可阻擋一顯著部分電子離開矽。因此，硼層110允許甚至具有低能量之電子在操作期間離開尖端部分106。先前技術裝置不可避免如銫或氧化銫之低功函數鹼金屬或鹼金屬氧化物材料之使用。儘管此項技術中已知一鹼金屬層可藉由在輸出表面處形成一負電子親和性裝置而降低一光電陰極輸出表面之功函
數，在一特定使用時間之後，此層隨著鹼金屬離開輸出表面而變得較薄。藉由將實質上純硼層110氣密地安置於輸出表面103上，光電陰極100之所得場發射極陣列規避此限制且尖銳尖端之場發射極突出部104提供場增強及較多發射電流。另外，先前技術裝置不可避免在矽與低功函數材料之間形成一個二氧化矽界面層，即使當經塗佈時矽層不含氧化物亦如此。亦即，在於矽上不具有一防滲無針孔保護層之情況下，氧將最終遷移至矽表面且形成一氧化物層。在輸出表面103上提供氣密地安置之實質上純硼層110之一優點係甚至一極薄(例如，1nm)無針孔硼層亦係防滲氧的且保護矽免受氧化。在輸出表面103上提供具有處於1nm至5nm範圍內之一厚度之氣密地安置之實質上純硼層110之另一優點係矽-與-硼界面處之缺陷之密度及界面陷阱通常低於矽-與-二氧化矽界面處，因此實質上純硼層110亦用於減少在電子可被發射之前用以在表面處進行重新組合所損失之電子之部分。
根據替代特定實施例，場發射極突出部104係使用在輸出表面103上配置成一個二維週期性圖案之各種幾何形式(諸如經修圓晶鬚、經修圓椎體或角錐體)實施。
圖2A及圖2B繪示一光電陰極100A，該光電陰極包括具有一平坦輸入(上部)表面102A之一基板101A，一體地形成於一相對輸出表面103A上之一角錐體形場發射極突出部104A陣列，及以上文所闡述之方式氣密地安置於輸出表面103A上之一實質上純硼層110A。每一場發射極突出部104A包含一角錐體形結構，該角錐體形結構包括自一相對寬固定(基極)部分105A延伸至一相對窄尖端(自由端)部分106A之四個成角度壁。在一項實施例中，場發射極突出部104A之角錐體形狀係藉由各向異性蝕刻之矽基板101而達成，較佳地使得蝕刻程序產生具有接近於54.7°之傾斜角α之場發射極突出部104A(亦即，此乃因該傾斜角對應於單晶矽中之(100)與(111)平面之相交點)。儘管毗鄰角
錐體形場發射極突出部104A經繪示為藉由相對平坦輸出(下部)表面103之窄區段分離，但在其他實施例中可藉由進一步蝕刻矽直至毗鄰角錐體形結構之周邊邊緣彼此鄰接而消除此等窄平坦區段(亦即，輸出表面103A實質上完全包含場發射極突出部104A)。儘管圖2B將場發射極突出部陣列繪示為定位於一方形柵格上，但該等突出部可位於一不同柵格圖案上，諸如位於一六邊形柵格上。
圖3繪示一光電陰極100B，該光電陰極包括具有一平坦輸入(上部)表面102B之一基板101B，一體地形成於相對輸出表面103B上之一經間隔開場發射極突出部104B陣列，及氣密地安置於輸出表面103B上之一實質上純硼層110B。在此實施例中，場發射極突出部104B形成為具有大致圓形基極部分105B及實質上圓柱形中心部分之經修圓晶鬚，該等圓柱形中心部分遠離輸出表面103B延伸至經修圓尖端部分106B。在一替代實施例中，突出部104B之實質上圓柱形中心部分可成角度以形成較佳地具有一零度或近零度半角之經修圓椎體形結構。已知，與具有大於零度之一半角之經修圓椎體或角錐體相比，圓形晶鬚或具有一近零度半角之經修圓椎體提供一更高場增強(舉例而言，參見T.Utsumi，「Vacuum microelectronics：What’s new and exciting」，電氣及電子工程師學會電子裝置會刊(IEEE Transactions on Electron Devices)，第38卷，第10期，1991年，第2276頁至2283頁)。可利用熟習此項技術者已知之乾式蝕刻技術(諸如RIE、ECR及ICP)來製作經修圓晶鬚場發射極突出部104B。
圖4(A)至圖4(F)圖解說明根據本發明之各種替代實施例之發明性光電陰極，在該等替代實施例中利用額外層及結構以進一步增強上文所闡述之發明性光電陰極結構之有益品質。所圖解說明例示性實施例並不意欲係窮盡性的，且包括下文所闡述之額外層與結構之組合之光電陰極經理解為可能的。
圖4(A)在剖面圖中圖解說明一光電陰極100C，該光電陰極包括具有一平坦輸入表面102C之一矽基板101C，安置於一相對輸出表面103C上之一場發射極突出部104C陣列，及安置於輸出表面103C上、在場發射極突出部104C上方之一硼層110C。光電陰極100C不同於先前所闡述實施例之處在於一連續閘極或控制電極120C經放置為與場發射極突出部104C之尖端部分106C大致齊平且藉由介電質結構121C附接至輸出表面103。在操作期間，使用相對於基板的介於約10V與100V之間的控制電壓來操作閘極120C以達成對來自場發射極突出部104C之發射電流之快速及準確控制。相對於基板101C之一正萃取電壓可施加至閘極120C以增強發射，且相對於基板之負電壓可經施加以抑制發射，若需要。可藉由標準CMOS製作技術製作閘極120C及介電質結構121C閘極層。在所繪示實施例中，閘極120C形成於一個三極管組態中(亦即，所有閘極120C皆安置於僅一個閘極層中)。在其他實施例(未展示)中，可利用兩個或兩個以上閘極層。
圖4(B)繪示一光電陰極100D，該光電陰極包括具有一平坦輸入表面102D之一矽基板101D，安置於一相對輸出表面103D上之一場發射極突出部104D陣列，及以上文所闡述之方式安置於輸出表面103D上、在場發射極突出部104D上方之一(第一)硼層110-1D。另外，光電陰極100D包括形成於矽基板101D之面向上輸入(經照射)表面102D上之一第二硼層110-2D。硼層110-1D及110-2D兩者參考硼層110之形成(參見圖1)而使用上文所闡述之技術形成於基板101D上。儘管硼藉由形成具有大約5nm或更小之一厚度T3之第二硼層110-2D而確實在UV波長處吸收，但僅一小部分入射光子被吸收。此外，由於硼係矽中之一p型摻雜劑，因此第二硼層110-2D之存在將趨向於驅動光電子遠離經照射表面102D，此用於藉由減小電子在經照射表面102D處重新組合之可能性而改良光電陰極100D之效率。可藉由在表面102D處之一
極淺層中植入一p型摻雜劑而達成一類似結果。因此，在一替代實施例(未展示)中，經照射表面102D不含殘留硼，且硼(或另一p型摻雜劑)經植入或擴散至經照射表面102D下面之矽基板101D中。亦即，儘管硼層110-2D可用於阻止在經照射表面102D上形成氧化物，但經照射表面102D上之一個氧化物塗層之存在未必使光電陰極100D之量子效率顯著地降級，且在適當選擇氧化物厚度之情況下，通常可減小在一所關注波長處之經照射表面102D之反射性。
圖4(C)繪示一光電陰極100E，該光電陰極包括具有一平坦輸入(經照射)表面102E之一矽基板101E，安置於一相對輸出表面103E上之一場發射極突出部104E陣列，安置於輸出表面103E上、在場發射極突出部104E上方之一下部(第一)硼層110-1E，及安置於經照射表面102E上之一上部(第二)硼層110-2E，此全部皆以上文所闡述之方式形成。光電陰極100E不同於先前所論述實施例之處在於其進一步包括安置於上部硼層110-2E上之一或多個抗反射塗層112E。在例示性特定實施例中，抗反射塗層112E係使用對UV及深UV抗反射層有用之材料(包括(但不限於)二氧化矽、氮化矽、氟化鎂及二氧化鉿)形成。對於在UV波長處需要高量子效率之光電陰極而言，在經照射表面處及接近經照射表面之缺陷之密度及經陷獲電荷必須保持為低，此乃因UV光子係接近經照射表面而吸收。如上文所提及，直接塗佈於一矽基板之經照射表面上之任何介電質材料將在該表面處及在該介電質之塊體內形成缺陷及經陷獲電荷，且將使光電陰極之量子效率降級(尤其對於接近於該表面吸收之深UV波長而言)。藉由首先形成上部硼層110-2E作為一薄無針孔層(例如，大約2nm至5nm)，經照射表面102E保持實質上不含缺陷及經陷獲電荷，且光電陰極100D包括由抗反射塗層112E提供之經增強高量子效率。上部硼層110-2E亦可至少部分地遮蔽矽基板101E免受安置於抗反射塗層112E上方之任何額外層中之經陷
獲電荷。
圖4(D)繪示一光電陰極100F，該光電陰極包括具有一平坦輸入(經照射)表面102F之一矽基板101F，安置於一相對輸出表面103F上之一場發射極突出部104F陣列，安置於輸出表面103F上、在場發射極突出部104F上方之一下部(第一)硼層110-1F，及安置於經照射表面102F上之一上部(第二)硼層110-2F，此全部皆以上文所闡述之方式形成。光電陰極100F不同於先前實施例之處在於光電陰極100F包括分別安置於基板101F之相對側上之導電結構115-1F及115-2F，當連接至一適當外部電壓源130F時，導電結構115-1F及115-2F促進跨越矽基板101F施加一外部電位差以便致使在光電陰極100F之操作期間在矽基板101F中產生之光電子優先地朝向輸出表面103F移動。在替代特定實施例中，導電結構115-1F及115-2F包含圍繞基板101F之周邊邊緣安置之金屬邊界，或分別安置於下部硼層110-1F及上部硼層110-2F上以確保至基板101F之相對表面之一良好電連接的經稀疏安置金屬柵格。由於形成基板101F之經高度摻雜矽係一弱導體，因此在經照射表面102F與輸出表面103F之間產生一適合電位差(例如，小於大約5V)用於產生穿過輸出表面103F之一較高光電子流。
圖4(E)繪示一光電陰極100G，該光電陰極包括具有一平坦輸入(經照射)表面102G之一矽基板101G，安置於一相對輸出表面103G上之一場發射極突出部104G陣列，安置於輸出表面103G上、在場發射極突出部104G上方之一下部(第一)硼層110-1G，及安置於經照射表面102G上之一上部(第二)硼層110-2G，此全部皆以上文所闡述之方式形成。光電陰極100G不同於先前實施例之處在於使用已知技術處理矽基板101G以使其包括一p摻雜區域101G-P及一n摻雜區域101G-N，該p摻雜區域及該n摻雜區域經組態使得經照射表面102G完全安置於p摻雜區域101G-P上且輸出表面103G(包括場發射極突出部104G)完全安
置於n摻雜區域101G-N上。注意，p摻雜區域101G-P在基板101G內部鄰接n摻雜區域101G-N以形成一p-i-n光電二極體結構，且注意，n摻雜區域101G-N致使場發射極突出部104G在光電二極體100G之操作期間實施一n型矽場發射極。另外，利用類似於上文參考圖4(D)所闡述之導電結構之導電結構115-1G及115-2G來確保跨越基板101G之相對表面之一外部電壓源130G之良好電連接。在此配置之情況下，當源130G在經照射表面102G與輸出表面103G之間施加一高電壓電位(例如，大約幾十至數百伏特)時，n型矽場發射極及p-i-n光電二極體結構在一崩潰倍增條件中操作。此崩潰增益增強有效量子效率且因此改良光電陰極100G之效能。
圖4(F)繪示一光電陰極100H，該光電陰極包括具有一平坦輸入(經照射)表面102H之一矽基板101H，安置於一相對輸出表面103H上之一場發射極突出部104H陣列，安置於輸出表面103H上、在場發射極突出部104H上方之一下部(第一)硼層110-1H，及安置於經照射表面102H上方之一上部(第二)硼層110-2H，此全部皆以上文所闡述之方式形成。光電陰極100H不同於先前實施例之處在於p型摻雜劑及n型摻雜劑自經照射表面102H及輸出表面103H中之一者或兩者以產生梯度摻雜區段101H-1及101H-2之一方式擴散至基板101H中，該等梯度摻雜區段毗鄰矽表面具有相對高摻雜濃度且遠離該表面具有相對輕摻雜濃度。梯度摻雜區段101H-1及101H-2經組態以朝向突出部104H之尖端106H引導(偏壓)在矽基板101H內產生之光電子。在所圖解說明實施例中，藉由在經照射表面102H與上部硼層110-2H之間形成一薄矽化硼層127H而產生梯度摻雜區段101H-1。此配置致使來自矽化硼層127H之某些硼穿過經照射表面102H擴散至矽基板101H中以形成p型梯度擴散區域101H-1，該p型梯度擴散區域在接近經照射表面102H之部分中比在安置於基板101H中、距經照射表面102H更遠之部分中具有
一更高p型摻雜劑濃度(如藉由陰影區所指示)，藉此形成將趨向於驅動電子遠離經照射表面102H而至基板101H中之一電位梯度。在省略經照射表面上之一硼層之本發明之實施例中，一p型摻雜劑(諸如硼)自經照射表面植入或擴散至矽中以便形成梯度擴散區域101H-1。類似地，一極薄(一個或若干單層)矽化硼層128H形成於場發射極突出部104H之尖端部分106H與下部硼層110H-1之間，藉此某些硼擴散一短距離至矽中以形成梯度擴散區域101H-2(藉由陰影所指示)。在某些實施例中，梯度擴散區域101H-2可包含其他p型或n型摻雜劑，該等摻雜劑經植入至矽中以便修改接近突出部104H之尖端部分106H之電場梯度。
圖5係圖解說明根據上文所闡述之實施例形成之一例示性發明性光電陰極之電子場發射之一例示性能量圖式。垂直方向表示能量。注意，此圖並非按比例的，該圖經變形且某些態樣經誇大以便更清楚地圖解說明光電陰極之關鍵態樣。虛線402表示光電陰極內之費米能階。線403表示半導體內之價能帶之頂部。線404表示傳導能帶之底部。傳導能帶之底部與價能帶之頂部之間的差被稱為能帶間隙。對於矽而言，能帶間隙係大約1.1eV，但能帶間隙在摻雜劑濃度係高處減小。點虛線405表示真空能量位準。真空區域中之小虛線406表示具有位於一大距離(諸如大於數微米之一距離)處之陽極(未展示)之場發射極之電位分佈。藉由標記412指示一場發射極突出部之尖端之位置。
光電陰極之經照射表面(未展示)係自明確摻雜或自來自一表面硼塗層(未展示，此乃因若存在，則該表面硼塗層係僅幾nm厚)之硼之擴散，或自該兩者之一組合而經重p摻雜的。由於接近表面之重p型摻雜，因此費米能階剛剛超過價能帶之頂部。舉例而言，對於高的硼摻雜位準而言，費米能階與價能帶之頂部之間的間隙可小至大約0.05eV。隨著摻雜劑濃度遠離表面而降低，費米能階與價能帶之頂部之
間的間隙增加，從而致使傳導能帶及價能帶遠離表面而向下彎曲，如藉由箭頭420所指示。
當藉由吸收一光子而形成一自由電子時，彼電子將處於傳導能帶中。該電子最初以大約等於光子能量與能帶間隙之間的差之一能量而形成。在矽中，過量能量通常迅速損失，使得電子迅速達到接近於傳導能帶之底部之一能量。由於傳導能帶中之向下斜率接近於經照射表面，因此接近彼表面形成之任何電子皆將迅速移動遠離彼表面且不可能在存在於經照射矽表面上或接近經照射矽表面之任何缺陷處重新組合。由於深UV光子極可能在幾nm經照射矽表面內被吸收，因此深UV波長處之光電陰極之高量子效率藉由接近表面之此摻雜劑輪廓而變得可能。
可藉由眾所周知之Fowler-Nordheim穿隧來闡述自矽場發射極之場發射。與所施加電場相比，發射極尖端處之局部場係藉由一場增強因子而增強。當外部電場穿透至半導體中時，近表面區域中之載子濃度改變，且傳導能帶404及價能帶403兩者在發射極表面處彎曲，如藉由標記422所指示。
若藉由足以使傳導能帶404之底部低於費米能階402之一能量彎曲傳導能帶，則在如423處所繪示之下沉中收集電子。收集之最高填充能階與費米能階402一致，此貫穿半導體之塊體保持恆定。當電子朝向光電陰極表面412移動時，外部場使電子加速且允許電子以足以具有一高逸出概率之能量到達表面412。
對於諸如107V/cm之一高靜電偏壓場而言，p型場發射極之傳導能帶將在表面處退化，且在p型內部與n型表面之間形成其中費米能階402位於能隙之中間的一空乏區域。此導致此區域中之電子及電洞之一最小濃度，此類似於一經反向偏壓p-n接面之情形。
在基於矽之先前技術光電陰極中，將在矽表面上存在一薄氧化
物層。即使僅約2nm厚，此氧化物亦表示對試圖逸出之任何電子之一巨大障壁。二氧化矽之能帶間隙係大約8eV。此一大能帶間隙導致傳導能帶中之一局部峰值，該局部峰值比矽內之傳導能帶高數eV。光電陰極表面上之硼層阻擋氧或水到達矽表面且阻止生長一個氧化物層，因此達成一高效光電陰極。
圖6(A)至圖6(C)係展示根據替代特定實施例之各種感測器結構之簡化剖面圖，其中感測器實施例中之每一者包括根據上文所陳述之實施例中之至少一者之一發明性光電陰極結構，藉此提供可(舉例而言)用於半導體檢驗系統中之具有優越低光感測能力之感測器。儘管圖6(A)至圖6(C)中所展示之經簡化感測器結構與EBCCD型感測器一致，但應理解，所繪示感測器結構亦可適用於其他感測器結構(例如，影像增強器及光電倍增管感測器)。
圖6(A)在剖面中圖解說明根據本發明之一第一感測器實施例之一感測器200A。感測器200A大體而言包括上文所闡述之矽光電陰極100，一偵測裝置210(例如，一CCD或CMOS影像感測器)，及一外殼202A，該外殼可操作地連接於光電陰極100與偵測裝置210之間，使得偵測裝置210之一偵測表面212藉由一介入間隙區域206與光電陰極100之下部硼層110分離。光電陰極100毗鄰於感測器200A之一接收表面203A安置且經配置使得一經照射表面102背對偵測裝置210，藉此將光電陰極100定向以接收輻射(例如，光子P)且跨越介入間隙區域206將光電子PE發射至偵測裝置210。如上文參考圖1所陳述，光電陰極100係藉由具有一體地形成於一(例如，單晶)矽基板101之輸出(第二)表面103上之發射極突出部104及安置於輸出表面103上之一硼(第一)層110而表徵。類似於大部分CCD及CMOS影像感測器裝置，偵測裝置210包括用於偵測光電子PE之感測結構及用於回應於所偵測光電子而產生一電信號S(例如，藉由一或多個輸出接腳217)之電路。
根據所圖解說明實施例之一態樣，光電陰極100接合至或以其他方式氣密密封至一不導電或高度電阻性玻璃或陶瓷窗204A，該窗結合外殼202A之側壁及其他部分形成其內部被抽空(亦即，間隙區域206實質上填充有一真空)之一包絡層。在一項特定實施例中，藉由圍繞光電陰極100之邊緣安置之一個二氧化矽層而形成窗204A與光電陰極100之間的接合。在某些實施例中，光電陰極100之矽基板101可係幾十微米至幾百微米厚。此等厚度係足夠強以在光電陰極之頂部上不具有任何窗之情況下耐受來自外部之大氣壓力。適合於在形成窗204A時使用之材料包括熔融矽石、石英、氧化鋁(藍寶石)、氟化鎂及氟化鈣。
根據第一感測器實施例之另一態樣，感測器200包括導電結構(例如，類似於上文參考圖2(E)及圖2(F)所闡述之柵格結構)，該等導電結構可操作地安置於光電陰極100及偵測裝置210上或毗鄰於光電陰極100及偵測裝置210而安置，使得當一適合電壓供應器220可操作地耦合至感測器200A時，一電場在光電陰極100與偵測裝置210之間產生，該電場用於將自光電陰極發射之電子112朝向偵測裝置210加速至間隙區域206中。在某些實施例中，如上文參考圖2(E)及圖2(F)所闡釋，光電陰極100之輸出表面103藉由一第二電壓源(未展示)而相對於照射表面102保持於一正電位處。當輻射(光子)被吸收時，光電陰極100發射電子，且發射至間隙區域206中之光電子朝向偵測裝置210加速，此乃因光電陰極100藉由電壓源220而相對於偵測裝置210保持於一負電位處。在較佳實施例中，由電壓源220產生之電位差處於大約100V至大約1500V之一範圍內。
圖6(B)展示根據一第二感測器實施例之一感測器200B，該感測器包括光電陰極100D，形成於一(第二)矽基板211C上之一偵測裝置210B(例如，一CCD或一CMOS影像感測器)，及將光電陰極100B維持
於距偵測裝置210B之一固定距離處之一外殼202。如上文參考圖4(D)所闡述，光電陰極100D係藉由包括直接安置於矽基板101之經照射(第一)表面102上之第二硼層(第三層)110-2，及安置於第二硼層110-2上之一抗反射材料(第四)層112而表徵。在此實施例中，外殼202B不包括安置於光電陰極100上面之一窗，因此藉由抗反射材料(第四)層112之一外(上部)表面而形成感測器200B之接收表面203B。因此，歸因於無由於藉由一窗之反射或吸收所致之損失，感測器200B具有比有窗之感測器更敏感(亦即，能夠偵測較低量之光)之優點。如此，感測器200B呈現自近紅外線波長至X射線波長之一相對高敏感性。
圖6(C)展示根據一第三感測器實施例之一感測器200C，該感測器包括光電陰極100及形成於一(第二)矽基板211C上之一矽基偵測裝置210C(例如，一CCD或一CMOS影像感測器)，該矽基板以類似於上文參考圖6(A)所闡述之一方式緊固至一外殼202C。
根據第三感測器實施例之一態樣，外殼202C包括安置於光電陰極100上方之一上部窗部分204C，及形成於窗204C上以便改良藉由感測器200C進行之光子捕獲之一抗反射材料層207C。在一替代實施例中，一額外抗反射材料層(未展示)安置於光電陰極100與窗204C之間(亦即，使用(舉例而言)上文參考圖4(D)所闡述之光電陰極100D來實施光電陰極100)。
根據第三感測器實施例之另一態樣，使用上文參考光電陰極100所闡述之技術在影像感測器210C之一偵測(上部)表面212上直接形成一(第三)硼塗層214C以達成藉由影像感測器210C之電子(其自光電陰極100發射)之高效吸收。在較佳實施例中，光電陰極100與影像感測器210C之間的一間隙距離G介於大約100μm與大約1mm之間。由於硼塗層214C改良針對低能量電子之影像感測器210C之效率，因此可使用比先前技術裝置中典型的低之一加速電壓及比其小之一間隙。更
低加速電壓及更小間隙之優點係感測器之空間解析度得以改良且回應時間得以減少(亦即，最大操作頻率得以增加)。矽光電陰極內之光電子之熱化亦改良影像感測器之空間解析度。
在本發明之其他實施例中，一晶圓、倍縮光罩或光罩檢驗系統包括：一照射源(例如，一雷射系統)，其用於將光(光子)傳輸至一樣本/晶圓上；一感測器(例如，一光電倍增管、一影像增強器或一EBCCD)，其利用上文所闡述之發明性光電陰極中之任一者來偵測通過樣本/晶圓或由樣本/晶圓反射之光子；及一相關聯光學系統，其用於將光/光子自該照射源導引至該樣本(晶圓、倍縮光罩或光罩)且自該樣本導引至該感測器。此等實施例之實例在圖6至圖10中展示。
圖7展示具有暗場及明場檢驗模式之一檢驗系統300A之關鍵組件。由系統300A利用之光學器件包含一高數值孔徑大視場物鏡128、用於設定或調整放大率之鏡筒透鏡139，及一偵測器200，該偵測器併入有根據上文所闡述之實施例中之任一者構造之一光電陰極。當在暗場模式中操作時，偵測器200在類似於圖6(A)至圖6(C)中之任一者中所展示之配置之一EBCCD或影像增強器配置中併入有發明性光電陰極。關於此檢驗系統之其他態樣之更多細節可存在於美國專利7,345,825中，該美國專利以其全文引用方式併入本文中。
圖8(A)至圖8(D)圖解說明根據本發明之其他例示性實施例之併入有發明性光電陰極之暗場檢驗系統之態樣。在圖8(A)中，檢驗系統300B-1藉由光14照射線18，光14通過包含透鏡或鏡12之光學器件11至正被檢驗之晶圓或光罩(樣本)之表面20上。收集光學器件21使用諸如22a及22b之透鏡及/或鏡將經散射光自彼線引導至感測器200。收集光學器件之光學軸28並不在線18之照射平面中。在某些實施例中，軸28大致垂直於線18。感測器200係併入有(舉例而言)根據圖6(A)、圖6(B)及圖6(C)中之任一者中所圖解說明之實施例之發明性光電陰極的一陣
列感測器，諸如一線性陣列感測器。圖8(B)、圖8(C)及圖8(D)圖解說明多個暗場收集系統(分別係300B-2、300B-3及300B-4)之替代配置，該等暗場收集系統併入有結合諸如圖8(A)中所展示之線照射之線照射的具有發明性光電陰極之偵測器200。此等檢驗系統之更多細節可存在於美國專利7,525,649中，該美國專利以其全文引用方式併入本文中。美國專利6,608,676(其亦以其全文引用方式併入本文中)亦闡述適合於未經圖案化或經圖案化晶圓之檢驗之線照射系統。
圖9展示根據本發明之另一例示性實施例之併入有發明性光電陰極之一未經圖案化晶圓檢驗系統300C。來自雷射1014之光藉助於偏振光學器件1016、光束成形光學器件1020以及諸如1022及1024之轉向鏡而引導至晶圓1012。藉由諸如1038及1032之鏡及透鏡收集自晶圓散射之光且將該光發送至併入有根據上文所闡述之實施例中之任一者構造之一光電陰極之偵測器200-1及200-2。在某些實施例中，偵測器200-1及200-2包含併入有發明性光電陰極之光電倍增管。關於未經圖案化晶圓檢驗系統之更多細節可存在於美國專利6,271,916中，該美國專利以其全文引用方式併入本文中。
圖10展示根據本發明之另一替代實施例之一泛光照射晶圓檢驗系統300D。藉由一離軸光源照射一晶圓(樣本)之一區。自晶圓散射之光藉由收集物鏡收集，通過一或多個孔隙、分離器及偏振器且然後經引導至一或多個影像感測器200-1及200-2，該一或多個影像感測器併入有根據上文所闡述之實施例中之任一者構造之一光電陰極。在某些實施例中，影像感測器200-1及200-2包含併入有發明性光電陰極之一EBCCD或一影像增強器。此檢驗系統之更多細節可存在於Romanovsky等人之標題為「Wafer Inspection」之共同擁有且同在申請中之美國專利申請案第13/544,954號(公開為2013/0016346)中，該美國專利申請案以其全文引用方式併入本文中。在此等檢驗系統實施例
中，晶圓較佳地在檢驗期間連續移動。本發明之此實施例中所使用之影像感測器可有利地併入有以下各項中所闡述之技術中之任一者：標題為「Electron-Bombarded Charge-Coupled Device And Inspection Systems Using EBCCD Detectors」之共同擁有且同在申請中之美國專利申請案第13/710,315號(公開為2013/0148112)，及標題為「Method and apparatus for high-speed acquisition of moving images using pulsed illumination」之共同擁有且同在申請中之美國專利申請案第14/096,911號(公開為2014/0158864)，該等美國專利申請案兩者皆以其全文引用方式併入本文中。
圖11展示根據本發明之另一替代實施例之一晶圓檢驗系統300E。檢驗系統300E包括藉由所圖解說明光學系統提供不透明照射及實質上法向照射之一照射子系統110E，檢驗系統300E收集經散射光且穿過各種孔隙及偏振分束器將彼光引導至多個感測器200-1至200-5，該等感測器併入有根據上文所闡述之實施例中之任一者之發明性光電陰極。晶圓檢驗系統300E及可有利地使用併入有本文中所揭示之光電陰極之偵測器之晶圓檢驗系統之其他態樣之更多細節可存在於由Zhao等人在2011年12月7日提出申請之標題為「Wafer Inspection」的且以引用方式併入本文中之美國專利申請案13/822,281中。
先前技術影像增強器及電子轟擊CCD必須在敏感性與光譜頻帶寬度之間進行折衷。在最好的情況下，良好敏感性僅針對一窄波長範圍係可能的。藉由使得能夠使用矽作為一光電陰極，本發明允許在一較寬波長範圍內之高敏感性。此外，由於發明性光電陰極之高效率及高電流發射，因此影像增強器、光電倍增管及電子轟擊CCD在某些實施例中可以較低加速電壓操作，此繼而改良裝置壽命且增加最大操作頻率及/或空間解析度。
先前技術矽光電陰極在每一表面上具有一個氧化物層，此阻礙光電子之逸出且導致低效率。藉由在矽之輸出表面上形成一硼層允許電子更容易地逸出，從而導致更高效率。表面上之場發射極陣列進一步增強效率。
組合發明性光電陰極與一經硼塗佈CCD或CMOS影像感測器之一影像感測器呈現光電陰極中之較高量子效率與經硼塗佈CCD之增加之敏感性組合。
併入有具有發明性光電陰極之偵測器之暗場檢驗系統具有不可運用習用影像及光感測器達成之高效率、極低雜訊位準與高速操作之一組合。
儘管已關於某些特定實施例闡述本發明，但熟習此項技術者將清楚本發明之發明性特徵亦可適用於其他實施例，所有該等實施例皆意欲歸屬於本發明之範疇內。
100‧‧‧光電陰極/矽光電陰極
101‧‧‧矽基板/基板
102‧‧‧面向上經照射(頂部/第一)表面/經照射(上部)表面/照射表面/經照射(第一)表面
103‧‧‧面向下輸出(底部/第二)表面/輸出表面/相對平坦輸出(下部)表面/輸出(第二)表面
104‧‧‧場發射極突出部/發射極突出部
105‧‧‧相對寬基極部分/基極部分
106‧‧‧相對窄尖端(自由端)部分/尖端部分
108‧‧‧p型摻雜劑
110‧‧‧純硼層/硼層/下部硼層/硼(第一)層
D1‧‧‧最小直徑/寬度尺寸
D2‧‧‧最大直徑/寬度尺寸
EF‧‧‧適當電場/電場
H1‧‧‧高度距離/標稱高度/總突出部高度
H2‧‧‧距離
P‧‧‧光子/間隔(間距)/間隔
PE‧‧‧光電子
T1‧‧‧厚度
T2‧‧‧厚度
Claims (27)
- 一種光電陰極，其包含：一矽基板，其具有相對之第一表面及第二表面且包括複數個一體式場發射極突出部，每一該場發射極突出部具有一體地連接至該矽基板之固定部分且自該第二表面延伸至一尖端部分，及一實質上純硼層，其氣密地安置於至少每一該場發射極突出部之該尖端部分上。
- 如請求項1之光電陰極，其中該矽基板進一步包含摻雜劑，該等摻雜劑經組態使得在該光電陰極之操作期間，每一該場發射極突出部作為一場發射極在一反向偏壓模式中操作。
- 如請求項1之光電陰極，其中該複數個場發射極突出部在該第二表面上配置成一個二維週期性圖案。
- 如請求項1之光電陰極，其中該實質上純硼層具有處於大約1nm至5nm之範圍內之一厚度。
- 如請求項1之光電陰極，其中每一該場發射極突出部包含一角錐體形結構。
- 如請求項1之光電陰極，其中每一該場發射極突出部包含一經修圓椎體形結構及一經修圓晶鬚形結構中之一者。
- 如請求項1之光電陰極，其進一步包含至少一個閘極結構，該至少一個閘極結構安置於該輸出表面上方且毗鄰於該複數個場發射極突出部中之至少一者之該尖端部分定位並且與該尖端部分間隔開。
- 如請求項1之光電陰極，其進一步包含直接安置於該矽基板之該第一表面上之一第二實質上純硼層。
- 如請求項8之光電陰極，其進一步包含安置於該第二實質上純硼層上之一抗反射層。
- 如請求項1之光電陰極，其進一步包含經組態以跨越該矽基板施加一外部電位差之導電結構。
- 如請求項4之光電陰極，其中該第一表面完全安置於該矽基板之一p摻雜區域上，且該第二表面及該複數個場發射極突出部完全安置於該矽基板之一n摻雜區域上，且其中該p摻雜區域及該n摻雜區域經組態以形成一p-i-n光電二極體，當跨越該矽基板施加至少100伏特之一外部電位差時，該p-i-n光電二極體在一崩潰倍增條件中操作。
- 如請求項1之光電陰極，其中該矽基板包括一p型梯度擴散區域，該p型梯度擴散區域自該第一表面朝向該第二表面延伸，使得該p型梯度擴散區域在接近該第一表面定位的該矽基板之部分中比在遠離該第一表面安置的該矽基板之部分中具有一更高p型摻雜劑濃度。
- 一種感測器，其用於回應於被引導至該感測器之一接收表面上之光子而產生一電信號，該感測器包含：一光電陰極，其毗鄰於該接收表面而安置且經組態以回應於通過該接收表面且進入該光電陰極中之該等光子而發射光電子，該光電陰極包括：一矽基板，其具有相對之第一表面及第二表面且包括複數個一體式場發射極突出部，每一該場發射極突出部具有一體地連接至該矽基板之固定部分且自該第二表面延伸至一尖端部分，及一實質上純硼層，其氣密地安置於至少每一該場發射極突 出部之該尖端部分上；一偵測裝置，其具有面對該光電陰極之該第二表面之一偵測表面，該偵測裝置經組態以偵測由該光電陰極發射之該等光電子，且經組態以回應於該等所偵測光電子而產生該電信號；及一外殼，其可操作地連接於該光電陰極與該偵測裝置之間，使得該偵測裝置之該偵測表面藉由一介入間隙區域與該光電陰極之第二層110分離。
- 如請求項13之感測器，其中該矽基板進一步包含經植入摻雜劑，該等經植入摻雜劑經組態使得在該光電陰極之操作期間，每一該場發射極突出部作為一場發射極在一反向偏壓模式中操作。
- 如請求項14之感測器，其中該複數個場發射極突出部在該第二表面上配置成一個二維週期性圖案。
- 如請求項13之感測器，其中該實質上純硼層具有處於大約1nm至5nm之範圍內之一厚度。
- 如請求項13之感測器，其中該感測器包含一影像增強器、一電子轟擊電荷耦合裝置(EBCCD)及一光電倍增管中之一者。
- 如請求項13之感測器，其中每一該場發射極突出部包含一經修圓椎體形結構及一經修圓晶鬚形結構中之一者。
- 如請求項13之感測器，其中每一該場發射極突出部包含一角錐體形結構。
- 如請求項13之感測器，其進一步包含放置於與該等場發射極尖端大致相同高度處之至少一個閘極層。
- 如請求項13之感測器，其進一步包含直接安置於該矽基板之該第一表面上之一第二實質上純硼層。
- 如請求項21之感測器，其進一步包含直接安置於該第二實質上 純硼層上之一抗反射層。
- 如請求項22之感測器，其中該感測器之該接收表面包含抗反射材料之一外表面。
- 如請求項13之感測器，其中該接收表面包含安置於一窗之一第一表面上之一抗反射材料層，且該矽基板安置於該窗之一相對第二表面上。
- 如請求項13之感測器，其中該偵測裝置包含一第二矽基板且包括直接安置於該第二矽基板之該偵測表面上之一硼層。
- 一種檢驗系統，其包含：一照射源，其經組態以傳輸經引導光子；一感測器，其經組態以偵測經重新引導光子；及一光學系統，其經組態以將該等經引導光子自該照射源導引至一樣本，且將經重新引導光子自該樣本導引至該感測器，其中該感測器包含：一光電陰極，其經組態以回應於該等經重新引導光子而發射光電子，該光電陰極包括：一矽基板，其具有相對之第一表面及第二表面且包括複數個一體式場發射極突出部，每一該場發射極突出部具有一體地連接至該矽基板之固定部分且自該第二表面延伸至一尖端部分，及一實質上純硼層，其氣密地安置於至少每一該場發射極突出部之該尖端部分上；及一偵測裝置，其具有藉由一間隙與該光電陰極之該第二表面分離之一偵測表面，該偵測裝置經組態以偵測由該光電陰極發射之該等光電子，且經組態以回應於該等所偵測光電子而產生一電信號。
- 如請求項26之檢驗系統，其中該感測器包含一影像增強器、一電子轟擊電荷耦合裝置(EBCCD)及一光電倍增管中之一者。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201562164975P | 2015-05-21 | 2015-05-21 | |
| US62/164,975 | 2015-05-21 | ||
| US15/160,505 | 2016-05-20 | ||
| US15/160,505 US10748730B2 (en) | 2015-05-21 | 2016-05-20 | Photocathode including field emitter array on a silicon substrate with boron layer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201701501A true TW201701501A (zh) | 2017-01-01 |
| TWI733671B TWI733671B (zh) | 2021-07-21 |
Family
ID=57320959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW105116011A TWI733671B (zh) | 2015-05-21 | 2016-05-23 | 包括在具有硼層之矽基板上之場發射極陣列之光電陰極 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10748730B2 (zh) |
| JP (1) | JP6827427B2 (zh) |
| KR (1) | KR102402975B1 (zh) |
| CN (1) | CN107667410B (zh) |
| DE (1) | DE112016002299T5 (zh) |
| IL (1) | IL255308B (zh) |
| TW (1) | TWI733671B (zh) |
| WO (1) | WO2016187603A1 (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107818900A (zh) * | 2017-10-19 | 2018-03-20 | 南京理工大学 | 一种NEA‑GaAs纳米锥阵列光电阴极及制备方法 |
| TWI800681B (zh) * | 2018-09-18 | 2023-05-01 | 美商科磊股份有限公司 | 電子發射器、用於形成其之方法、用於操作其之方法及電子束工具 |
| TWI829864B (zh) * | 2019-02-17 | 2024-01-21 | 美商科磊股份有限公司 | 光電陰極發射器及其操作方法 |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9601299B2 (en) * | 2012-08-03 | 2017-03-21 | Kla-Tencor Corporation | Photocathode including silicon substrate with boron layer |
| US10133181B2 (en) | 2015-08-14 | 2018-11-20 | Kla-Tencor Corporation | Electron source |
| EP3400616B1 (en) | 2016-01-07 | 2020-12-30 | The Research Foundation for The State University of New York | Selenium photomultiplier |
| US9966230B1 (en) | 2016-10-13 | 2018-05-08 | Kla-Tencor Corporation | Multi-column electron beam lithography including field emitters on a silicon substrate with boron layer |
| US10453832B2 (en) | 2016-12-15 | 2019-10-22 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Seal ring structures and methods of forming same |
| DE102017118899B4 (de) | 2016-12-15 | 2020-06-18 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. Ltd. | Dichtungsringstrukturen und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| US10163974B2 (en) | 2017-05-17 | 2018-12-25 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Method of forming absorption enhancement structure for image sensor |
| US10438980B2 (en) | 2017-05-31 | 2019-10-08 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Image sensor with a high absorption layer |
| US10559563B2 (en) | 2017-06-26 | 2020-02-11 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Method for manufacturing monolithic three-dimensional (3D) integrated circuits |
| US10607806B2 (en) * | 2017-10-10 | 2020-03-31 | Kla-Tencor Corporation | Silicon electron emitter designs |
| US11075242B2 (en) * | 2017-11-27 | 2021-07-27 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Semiconductor devices for image sensing |
| CN108333131A (zh) * | 2018-02-14 | 2018-07-27 | 天津同阳科技发展有限公司 | 尾气检测装置及其方法 |
| US11114491B2 (en) * | 2018-12-12 | 2021-09-07 | Kla Corporation | Back-illuminated sensor and a method of manufacturing a sensor |
| EP3758040A1 (en) * | 2019-06-26 | 2020-12-30 | Technical University of Denmark | Photo-cathode for a vacuum system |
| US11417492B2 (en) | 2019-09-26 | 2022-08-16 | Kla Corporation | Light modulated electron source |
| CN110836800B (zh) * | 2019-11-26 | 2021-08-17 | 天津大学 | 对植物根际有效性硅分布进行二维可视化的方法 |
| US20210164917A1 (en) * | 2019-12-03 | 2021-06-03 | Kla Corporation | Low-reflectivity back-illuminated image sensor |
| US11615938B2 (en) * | 2019-12-20 | 2023-03-28 | Nuflare Technology, Inc. | High-resolution multiple beam source |
| US11408032B2 (en) * | 2020-01-17 | 2022-08-09 | Element Biosciences, Inc. | Tube lens design for improved depth-of-field |
| US11719652B2 (en) | 2020-02-04 | 2023-08-08 | Kla Corporation | Semiconductor metrology and inspection based on an x-ray source with an electron emitter array |
| 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 |
| RU2734075C1 (ru) * | 2020-05-21 | 2020-10-12 | Общество с ограниченной ответственностью «КАТОД» | Способ и устройство для изготовления электродного узла для фотоэлектронного прибора |
| US11621289B2 (en) * | 2020-05-22 | 2023-04-04 | Eotech, Llc | Compact proximity focused image sensor |
| CN112366212B (zh) * | 2020-10-28 | 2024-02-09 | 中国兵器工业集团第二一四研究所苏州研发中心 | 一种光收集效率高的emccd及其制作方法 |
| US20220254829A1 (en) * | 2021-02-05 | 2022-08-11 | Kla Corporation | Back-illuminated sensor with boron layer deposited using plasma atomic layer deposition |
| CN113053937A (zh) * | 2021-03-17 | 2021-06-29 | 联合微电子中心有限责任公司 | 一种图像传感器及照相机 |
| USD993221S1 (en) | 2021-12-24 | 2023-07-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Remote control |
| CN117147441B (zh) * | 2023-07-18 | 2024-04-12 | 镭友芯科技(苏州)有限公司 | 一种气体探测器及制备方法 |
Family Cites Families (183)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3755704A (en) | 1970-02-06 | 1973-08-28 | Stanford Research Inst | Field emission cathode structures and devices utilizing such structures |
| US3870917A (en) | 1971-05-10 | 1975-03-11 | Itt | Discharge device including channel type electron multiplier having ion adsorptive layer |
| GB1444951A (en) | 1973-06-18 | 1976-08-04 | Mullard Ltd | Electronic solid state devices |
| GB1536412A (en) | 1975-05-14 | 1978-12-20 | English Electric Valve Co Ltd | Photocathodes |
| US4210922A (en) | 1975-11-28 | 1980-07-01 | U.S. Philips Corporation | Charge coupled imaging device having selective wavelength sensitivity |
| NL7611593A (nl) | 1976-10-20 | 1978-04-24 | Optische Ind De Oude Delft Nv | Werkwijze voor het in een beeldversterkerbuis aanbrengen van een lichtabsorberende, voor elek- tronen doorlaatbare laag. |
| JPS58146B2 (ja) | 1980-10-14 | 1983-01-05 | 浜松テレビ株式会社 | フレ−ミング管 |
| US4348690A (en) | 1981-04-30 | 1982-09-07 | Rca Corporation | Semiconductor imagers |
| US4555731A (en) | 1984-04-30 | 1985-11-26 | Polaroid Corporation | Electronic imaging camera with microchannel plate |
| US4760031A (en) | 1986-03-03 | 1988-07-26 | California Institute Of Technology | Producing CCD imaging sensor with flashed backside metal film |
| NL8902271A (nl) | 1989-09-12 | 1991-04-02 | Philips Nv | Werkwijze voor het verbinden van twee lichamen. |
| US5120949A (en) | 1991-01-17 | 1992-06-09 | Burle Technologies, Inc. | Semiconductor anode photomultiplier tube |
| JP2828221B2 (ja) | 1991-06-04 | 1998-11-25 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション | レーザー光波長変換装置 |
| US5144630A (en) | 1991-07-29 | 1992-09-01 | Jtt International, Inc. | Multiwavelength solid state laser using frequency conversion techniques |
| US5563702A (en) | 1991-08-22 | 1996-10-08 | Kla Instruments Corporation | Automated photomask inspection apparatus and method |
| US5376810A (en) | 1992-06-26 | 1994-12-27 | California Institute Of Technology | Growth of delta-doped layers on silicon CCD/S for enhanced ultraviolet response |
| US5227313A (en) | 1992-07-24 | 1993-07-13 | Eastman Kodak Company | Process for making backside illuminated image sensors |
| US5315126A (en) | 1992-10-13 | 1994-05-24 | Itt Corporation | Highly doped surface layer for negative electron affinity devices |
| US5326978A (en) | 1992-12-17 | 1994-07-05 | Intevac, Inc. | Focused electron-bombarded detector |
| US5475227A (en) | 1992-12-17 | 1995-12-12 | Intevac, Inc. | Hybrid photomultiplier tube with ion deflector |
| US5363021A (en) * | 1993-07-12 | 1994-11-08 | Cornell Research Foundation, Inc. | Massively parallel array cathode |
| FI940740A0 (fi) | 1994-02-17 | 1994-02-17 | Arto Salokatve | Detektor foer paovisning av fotoner eller partiklar, foerfarande foer framstaellning av detektorn och maetningsfoerfarande |
| JP3249288B2 (ja) * | 1994-03-15 | 2002-01-21 | 株式会社東芝 | 微小真空管およびその製造方法 |
| US6271916B1 (en) | 1994-03-24 | 2001-08-07 | Kla-Tencor Corporation | Process and assembly for non-destructive surface inspections |
| US5493176A (en) | 1994-05-23 | 1996-02-20 | Siemens Medical Systems, Inc. | Photomultiplier tube with an avalanche photodiode, a flat input end and conductors which simulate the potential distribution in a photomultiplier tube having a spherical-type input end |
| US20080315092A1 (en) | 1994-07-28 | 2008-12-25 | General Nanotechnology Llc | Scanning probe microscopy inspection and modification system |
| EP0702221A3 (en) | 1994-09-14 | 1997-05-21 | Delco Electronics Corp | Sensor integrated on a chip |
| JPH08241977A (ja) | 1995-03-03 | 1996-09-17 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体装置の製造方法 |
| US5852322A (en) | 1995-05-19 | 1998-12-22 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Radiation-sensitive detector element and method for producing it |
| US6362484B1 (en) | 1995-07-14 | 2002-03-26 | Imec Vzw | Imager or particle or radiation detector and method of manufacturing the same |
| US5731584A (en) | 1995-07-14 | 1998-03-24 | Imec Vzw | Position sensitive particle sensor and manufacturing method therefor |
| US5999310A (en) | 1996-07-22 | 1999-12-07 | Shafer; David Ross | Ultra-broadband UV microscope imaging system with wide range zoom capability |
| US5717518A (en) | 1996-07-22 | 1998-02-10 | Kla Instruments Corporation | Broad spectrum ultraviolet catadioptric imaging system |
| US5742626A (en) | 1996-08-14 | 1998-04-21 | Aculight Corporation | Ultraviolet solid state laser, method of using same and laser surgery apparatus |
| US5760899A (en) | 1996-09-04 | 1998-06-02 | Erim International, Inc. | High-sensitivity multispectral sensor |
| US6201257B1 (en) * | 1996-10-10 | 2001-03-13 | Advanced Scientific Concepts, Inc. | Semiconductor X-ray photocathodes devices |
| US5940685A (en) | 1996-10-28 | 1999-08-17 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Fabrication of UV-sensitive back illuminated CCD image sensors |
| JPH10171965A (ja) | 1996-12-05 | 1998-06-26 | Toshiba Corp | 積算型エリアセンサの画像入力方法及びその装置 |
| US6107619A (en) | 1997-07-14 | 2000-08-22 | California Institute Of Technology | Delta-doped hybrid advanced detector for low energy particle detection |
| US6608676B1 (en) | 1997-08-01 | 2003-08-19 | Kla-Tencor Corporation | System for detecting anomalies and/or features of a surface |
| US6201601B1 (en) | 1997-09-19 | 2001-03-13 | Kla-Tencor Corporation | Sample inspection system |
| US6403963B1 (en) | 1997-09-29 | 2002-06-11 | California Institute Of Technology | Delta-doped CCD's as low-energy particle detectors and imagers |
| US6278119B1 (en) | 1997-10-21 | 2001-08-21 | California Institute Of Technology | Using a delta-doped CCD to determine the energy of a low-energy particle |
| US6297879B1 (en) | 1998-02-27 | 2001-10-02 | Micron Technology, Inc. | Inspection method and apparatus for detecting defects on photomasks |
| US6376985B2 (en) | 1998-03-31 | 2002-04-23 | Applied Materials, Inc. | Gated photocathode for controlled single and multiple electron beam emission |
| US6162707A (en) | 1998-05-18 | 2000-12-19 | The Regents Of The University Of California | Low work function, stable thin films |
| US6373869B1 (en) | 1998-07-30 | 2002-04-16 | Actinix | System and method for generating coherent radiation at ultraviolet wavelengths |
| JP4229500B2 (ja) | 1998-11-09 | 2009-02-25 | 株式会社神戸製鋼所 | 反射型光電陰極 |
| US6013399A (en) | 1998-12-04 | 2000-01-11 | Advanced Micro Devices, Inc. | Reworkable EUV mask materials |
| US6535531B1 (en) | 2001-11-29 | 2003-03-18 | Cymer, Inc. | Gas discharge laser with pulse multiplier |
| US6657178B2 (en) | 1999-07-20 | 2003-12-02 | Intevac, Inc. | Electron bombarded passive pixel sensor imaging |
| US6307586B1 (en) | 1999-07-20 | 2001-10-23 | Intevac, Inc. | Electron bombarded active pixel sensor camera incorporating gain control |
| US6285018B1 (en) | 1999-07-20 | 2001-09-04 | Intevac, Inc. | Electron bombarded active pixel sensor |
| US6549647B1 (en) | 2000-01-07 | 2003-04-15 | Cyberoptics Corporation | Inspection system with vibration resistant video capture |
| US6711283B1 (en) | 2000-05-03 | 2004-03-23 | Aperio Technologies, Inc. | Fully automatic rapid microscope slide scanner |
| JP2002033473A (ja) | 2000-07-17 | 2002-01-31 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体装置 |
| US6879390B1 (en) | 2000-08-10 | 2005-04-12 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Multiple beam inspection apparatus and method |
| US6507147B1 (en) | 2000-08-31 | 2003-01-14 | Intevac, Inc. | Unitary vacuum tube incorporating high voltage isolation |
| JP2002184302A (ja) | 2000-12-18 | 2002-06-28 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体光電陰極 |
| US6545281B1 (en) | 2001-07-06 | 2003-04-08 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Pocked surface neutron detector |
| JP3573725B2 (ja) | 2001-08-03 | 2004-10-06 | 川崎重工業株式会社 | Ｘ線顕微鏡装置 |
| JP2003043533A (ja) | 2001-08-03 | 2003-02-13 | Kitakyushu Foundation For The Advancement Of Industry Science & Technology | レーザーの第二高調波の方向を一定に保つための自動追尾装置 |
| US7015452B2 (en) | 2001-10-09 | 2006-03-21 | Itt Manufacturing Enterprises, Inc. | Intensified hybrid solid-state sensor |
| US6747258B2 (en) | 2001-10-09 | 2004-06-08 | Itt Manufacturing Enterprises, Inc. | Intensified hybrid solid-state sensor with an insulating layer |
| AU2002356951A1 (en) | 2001-11-13 | 2003-05-26 | Nanosciences Corporation | Photocathode |
| US7130039B2 (en) | 2002-04-18 | 2006-10-31 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Simultaneous multi-spot inspection and imaging |
| JP4165129B2 (ja) | 2002-06-21 | 2008-10-15 | 三菱電機株式会社 | 裏面入射型固体撮像素子 |
| US20040021061A1 (en) | 2002-07-30 | 2004-02-05 | Frederik Bijkerk | Photodiode, charged-coupled device and method for the production |
| US7446474B2 (en) | 2002-10-10 | 2008-11-04 | Applied Materials, Inc. | Hetero-junction electron emitter with Group III nitride and activated alkali halide |
| US7283166B1 (en) | 2002-10-15 | 2007-10-16 | Lockheed Martin Corporation | Automatic control method and system for electron bombarded charge coupled device (“EBCCD”) sensor |
| US7126699B1 (en) | 2002-10-18 | 2006-10-24 | Kla-Tencor Technologies Corp. | Systems and methods for multi-dimensional metrology and/or inspection of a specimen |
| US7005637B2 (en) | 2003-01-31 | 2006-02-28 | Intevac, Inc. | Backside thinning of image array devices |
| US6990385B1 (en) | 2003-02-03 | 2006-01-24 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Defect detection using multiple sensors and parallel processing |
| GB2398118B (en) | 2003-02-07 | 2006-03-15 | Imp College Innovations Ltd | Photon arrival time detection |
| US7141785B2 (en) | 2003-02-13 | 2006-11-28 | Micromass Uk Limited | Ion detector |
| US7957066B2 (en) | 2003-02-21 | 2011-06-07 | Kla-Tencor Corporation | Split field inspection system using small catadioptric objectives |
| US7813406B1 (en) | 2003-10-15 | 2010-10-12 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Temporal laser pulse manipulation using multiple optical ring-cavities |
| US7321468B2 (en) | 2003-12-15 | 2008-01-22 | Carl Zeiss Laser Optics Gmbh | Method and optical arrangement for beam guiding of a light beam with beam delay |
| US7313155B1 (en) | 2004-02-12 | 2007-12-25 | Liyue Mu | High power Q-switched laser for soft tissue ablation |
| JP4365255B2 (ja) | 2004-04-08 | 2009-11-18 | 浜松ホトニクス株式会社 | 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 |
| US7301263B2 (en) | 2004-05-28 | 2007-11-27 | Applied Materials, Inc. | Multiple electron beam system with electron transmission gates |
| KR100688497B1 (ko) | 2004-06-28 | 2007-03-02 | 삼성전자주식회사 | 이미지 센서 및 그 제조방법 |
| US7455565B2 (en) | 2004-10-13 | 2008-11-25 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Fabrication of group III-nitride photocathode having Cs activation layer |
| US7609309B2 (en) | 2004-11-18 | 2009-10-27 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Continuous clocking of TDI sensors |
| US7952633B2 (en) | 2004-11-18 | 2011-05-31 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Apparatus for continuous clocking of TDI sensors |
| US7432517B2 (en) | 2004-11-19 | 2008-10-07 | Asml Netherlands B.V. | Pulse modifier, lithographic apparatus, and device manufacturing method |
| JP4751617B2 (ja) | 2005-01-21 | 2011-08-17 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 欠陥検査方法及びその装置 |
| DE602006004913D1 (de) | 2005-04-28 | 2009-03-12 | Semiconductor Energy Lab | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Halbleitern mittels Laserstrahlung |
| US7531826B2 (en) | 2005-06-01 | 2009-05-12 | Intevac, Inc. | Photocathode structure and operation |
| US7345825B2 (en) | 2005-06-30 | 2008-03-18 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Beam delivery system for laser dark-field illumination in a catadioptric optical system |
| JP4491391B2 (ja) | 2005-08-05 | 2010-06-30 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 欠陥検査装置及び欠陥検査方法 |
| JP5403852B2 (ja) | 2005-08-12 | 2014-01-29 | 株式会社荏原製作所 | 検出装置及び検査装置 |
| US7864425B2 (en) | 2005-09-16 | 2011-01-04 | Panasonic Corporation | Composite material and optical component using the same |
| JP4925085B2 (ja) | 2005-09-20 | 2012-04-25 | 株式会社メガオプト | 深紫外レーザー光の発生方法および深紫外レーザー装置 |
| WO2007044191A2 (en) | 2005-09-21 | 2007-04-19 | Rjs Technology, Inc. | High resolution and wide dynamic range integrator |
| US7715459B2 (en) | 2005-11-01 | 2010-05-11 | Cymer, Inc. | Laser system |
| JP2007133102A (ja) | 2005-11-09 | 2007-05-31 | Canon Inc | 反射防止膜を有する光学素子及びそれを有する露光装置 |
| US7528943B2 (en) | 2005-12-27 | 2009-05-05 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Method and apparatus for simultaneous high-speed acquisition of multiple images |
| JP4911494B2 (ja) | 2006-03-18 | 2012-04-04 | 国立大学法人大阪大学 | 波長変換光学素子、波長変換光学素子の製造方法、波長変換装置、紫外線レーザ照射装置およびレーザ加工装置 |
| WO2007112058A2 (en) | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Applied Materials, Inc. | Carbon precursors for use during silicon epitaxial firm formation |
| US7113325B1 (en) | 2006-05-03 | 2006-09-26 | Mitsubishi Materials Corporation | Wavelength conversion method with improved conversion efficiency |
| EP2033036A4 (en) | 2006-06-13 | 2009-07-15 | Invent Technologies Llc | DEVICE AND METHOD FOR OPTICAL UV DEEP MICROSCOPY |
| US7457330B2 (en) | 2006-06-15 | 2008-11-25 | Pavilion Integration Corporation | Low speckle noise monolithic microchip RGB lasers |
| US8482197B2 (en) | 2006-07-05 | 2013-07-09 | Hamamatsu Photonics K.K. | Photocathode, electron tube, field assist type photocathode, field assist type photocathode array, and field assist type electron tube |
| US7791170B2 (en) | 2006-07-10 | 2010-09-07 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Method of making a deep junction for electrical crosstalk reduction of an image sensor |
| US7800040B2 (en) | 2006-09-21 | 2010-09-21 | California Institute Of Technology | Method for growing a back surface contact on an imaging detector used in conjunction with back illumination |
| KR100826407B1 (ko) | 2006-10-12 | 2008-05-02 | 삼성전기주식회사 | 자외선 수광용 포토 다이오드 및 이를 포함하는 이미지센서 |
| KR100874954B1 (ko) | 2006-12-04 | 2008-12-19 | 삼성전자주식회사 | 후면 수광 이미지 센서 |
| JP5342769B2 (ja) | 2006-12-28 | 2013-11-13 | 浜松ホトニクス株式会社 | 光電陰極、電子管及び光電子増倍管 |
| US20080173903A1 (en) | 2006-12-28 | 2008-07-24 | Fujifilm Corporation | Solid-state image pickup element |
| CN107059116B (zh) | 2007-01-17 | 2019-12-31 | 晶体公司 | 引晶的氮化铝晶体生长中的缺陷减少 |
| US9771666B2 (en) | 2007-01-17 | 2017-09-26 | Crystal Is, Inc. | Defect reduction in seeded aluminum nitride crystal growth |
| US20080239105A1 (en) | 2007-03-30 | 2008-10-02 | Weize Xu | Sample and hold circuits for cmos imagers |
| US8755417B1 (en) | 2007-04-16 | 2014-06-17 | Kla-Tencor Corporation | Coherent light generation below about two-hundred nanometers |
| US20110073982A1 (en) | 2007-05-25 | 2011-03-31 | Armstrong J Joseph | Inspection system using back side illuminated linear sensor |
| US8665536B2 (en) | 2007-06-19 | 2014-03-04 | Kla-Tencor Corporation | External beam delivery system for laser dark-field illumination in a catadioptric optical system |
| US7586108B2 (en) | 2007-06-25 | 2009-09-08 | Asml Netherlands B.V. | Radiation detector, method of manufacturing a radiation detector and lithographic apparatus comprising a radiation detector |
| US8138485B2 (en) | 2007-06-25 | 2012-03-20 | Asml Netherlands B.V. | Radiation detector, method of manufacturing a radiation detector, and lithographic apparatus comprising a radiation detector |
| WO2009009081A2 (en) | 2007-07-10 | 2009-01-15 | Massachusetts Institute Of Technology | Tomographic phase microscopy |
| WO2009012222A1 (en) | 2007-07-13 | 2009-01-22 | Purdue Research Foundation | Time-resolved raman spectroscopy |
| US7999342B2 (en) | 2007-09-24 | 2011-08-16 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd | Image sensor element for backside-illuminated sensor |
| JP5039495B2 (ja) | 2007-10-04 | 2012-10-03 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | マスクブランク検査方法、反射型露光マスクの製造方法、反射型露光方法および半導体集積回路の製造方法 |
| US7525649B1 (en) | 2007-10-19 | 2009-04-28 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Surface inspection system using laser line illumination with two dimensional imaging |
| JP5132262B2 (ja) | 2007-11-02 | 2013-01-30 | 三菱電機株式会社 | 裏面入射型リニアイメージセンサ、その駆動方法、及びその製造方法 |
| US7741666B2 (en) | 2008-02-08 | 2010-06-22 | Omnivision Technologies, Inc. | Backside illuminated imaging sensor with backside P+ doped layer |
| EP2294471A4 (en) | 2008-06-17 | 2014-01-22 | Kla Tencor Corp | EXTERNAL BEAM DELIVERY SYSTEM USING A CATADIOPTRIC OBJECTIVE WITH ASPHEREIC SURFACES |
| US20120170021A1 (en) | 2008-09-02 | 2012-07-05 | Phillip Walsh | Method and apparatus for providing multiple wavelength reflectance magnitude and phase for a sample |
| US7880127B2 (en) | 2008-10-27 | 2011-02-01 | Itt Manufacturing Enterprises, Inc. | Apparatus and method for aligning an image sensor including a header alignment means |
| JP5732707B2 (ja) | 2008-12-16 | 2015-06-10 | ナム タイ，ヒョク | ノイズキャンセリングの撮像素子およびその方法 |
| US8017427B2 (en) | 2008-12-31 | 2011-09-13 | Omnivision Technologies, Inc. | Backside-illuminated (BSI) image sensor with backside diffusion doping |
| WO2010085478A1 (en) | 2009-01-22 | 2010-07-29 | Bae Systems Information And Electronic Systems Inc. | Corner cube enhanced photocathode |
| US8624971B2 (en) | 2009-01-23 | 2014-01-07 | Kla-Tencor Corporation | TDI sensor modules with localized driving and signal processing circuitry for high speed inspection |
| US8625012B2 (en) | 2009-02-05 | 2014-01-07 | The Hong Kong University Of Science And Technology | Apparatus and method for improving dynamic range and linearity of CMOS image sensor |
| US20100301437A1 (en) | 2009-06-01 | 2010-12-02 | Kla-Tencor Corporation | Anti-Reflective Coating For Sensors Suitable For High Throughput Inspection Systems |
| US7985658B2 (en) | 2009-06-08 | 2011-07-26 | Aptina Imaging Corporation | Method of forming substrate for use in imager devices |
| US8553217B2 (en) | 2009-06-19 | 2013-10-08 | Kla-Tencor Corporation | EUV high throughput inspection system for defect detection on patterned EUV masks, mask blanks, and wafers |
| NL2004539A (en) | 2009-06-22 | 2010-12-23 | Asml Netherlands Bv | Object inspection systems and methods. |
| US9023152B2 (en) | 2009-09-17 | 2015-05-05 | Kla-Tencor Corporation | CLBO crystal growth |
| US8629384B1 (en) | 2009-10-26 | 2014-01-14 | Kla-Tencor Corporation | Photomultiplier tube optimized for surface inspection in the ultraviolet |
| WO2011081892A2 (en) | 2009-12-15 | 2011-07-07 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Radiation detection system and method of analyzing an electrical pulse output by a radiation detector |
| EP2346094A1 (en) | 2010-01-13 | 2011-07-20 | FEI Company | Method of manufacturing a radiation detector |
| EP2526566B1 (en) | 2010-01-21 | 2018-03-07 | Roper Scientific, Inc. | Solid state back-illuminated photon sensor and its method of fabrication |
| AU2011207381B2 (en) | 2010-01-22 | 2016-06-09 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Inhibition of AXL signaling in anti-metastatic therapy |
| US8558234B2 (en) | 2010-02-11 | 2013-10-15 | California Institute Of Technology | Low voltage low light imager and photodetector |
| EP2553407A4 (en) | 2010-03-29 | 2017-05-03 | Intevac, Inc. | Time resolved photoluminescence imaging systems and methods for photovoltaic cell inspection |
| US8269223B2 (en) | 2010-05-27 | 2012-09-18 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Polarization enhanced avalanche photodetector and method thereof |
| US8310021B2 (en) | 2010-07-13 | 2012-11-13 | Honeywell International Inc. | Neutron detector with wafer-to-wafer bonding |
| US8137129B2 (en) | 2010-08-05 | 2012-03-20 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Vehicular retractable cable systems |
| US8605173B2 (en) | 2010-08-16 | 2013-12-10 | SK Hynix Inc. | Differential column ADC architectures for CMOS image sensor applications |
| EP2652776B1 (en) | 2010-12-16 | 2019-08-07 | KLA-Tencor Corporation | Wafer inspection |
| US8669512B2 (en) | 2010-12-28 | 2014-03-11 | Technion Research & Development Foundation Limited | System and method for analyzing light by three-photon counting |
| US8513587B2 (en) | 2011-01-24 | 2013-08-20 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Image sensor with anti-reflection layer and method of manufacturing the same |
| JP5553042B2 (ja) | 2011-02-08 | 2014-07-16 | ウシオ電機株式会社 | 放電ランプ装置 |
| US8455971B2 (en) | 2011-02-14 | 2013-06-04 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Apparatus and method for improving charge transfer in backside illuminated image sensor |
| JP2012189385A (ja) | 2011-03-09 | 2012-10-04 | Fujifilm Corp | 放射線画像検出装置の保守方法 |
| US9318870B2 (en) | 2011-05-06 | 2016-04-19 | Kla-Tencor Corporation | Deep ultra-violet light sources for wafer and reticle inspection systems |
| WO2013006867A1 (en) | 2011-07-07 | 2013-01-10 | Massachussetts Institute Of Technology | Methods and apparatus for ultrathin catalyst layer for photoelectrode |
| US9279774B2 (en) | 2011-07-12 | 2016-03-08 | Kla-Tencor Corp. | Wafer inspection |
| KR101900273B1 (ko) | 2011-07-15 | 2018-09-21 | 삼성전자 주식회사 | 시모스 이미지 센서 |
| 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 |
| US8871557B2 (en) | 2011-09-02 | 2014-10-28 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Photomultiplier and manufacturing method thereof |
| US8748828B2 (en) | 2011-09-21 | 2014-06-10 | Kla-Tencor Corporation | Interposer based imaging sensor for high-speed image acquisition and inspection systems |
| US8872159B2 (en) | 2011-09-29 | 2014-10-28 | The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | Graphene on semiconductor detector |
| US9250178B2 (en) | 2011-10-07 | 2016-02-02 | Kla-Tencor Corporation | Passivation of nonlinear optical crystals |
| US10197501B2 (en) | 2011-12-12 | 2019-02-05 | Kla-Tencor Corporation | Electron-bombarded charge-coupled device and inspection systems using EBCCD detectors |
| US8754972B2 (en) | 2012-02-01 | 2014-06-17 | Kla-Tencor Corporation | Integrated multi-channel analog front end and digitizer for high speed imaging applications |
| US9496425B2 (en) | 2012-04-10 | 2016-11-15 | Kla-Tencor Corporation | Back-illuminated sensor with boron layer |
| US10079257B2 (en) | 2012-04-13 | 2018-09-18 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Anti-reflective layer for backside illuminated CMOS image sensors |
| US20130313440A1 (en) | 2012-05-22 | 2013-11-28 | Kla-Tencor Corporation | Solid-State Laser And Inspection System Using 193nm Laser |
| KR101914231B1 (ko) | 2012-05-30 | 2018-11-02 | 삼성디스플레이 주식회사 | 주사 전자 현미경을 이용한 검사 시스템 |
| US8976343B2 (en) | 2012-06-21 | 2015-03-10 | Kla-Tencor Corporation | Laser crystal degradation compensation |
| US9601299B2 (en) * | 2012-08-03 | 2017-03-21 | Kla-Tencor Corporation | Photocathode including silicon substrate with boron layer |
| NL2011568A (en) | 2012-10-31 | 2014-05-06 | Asml Netherlands Bv | Sensor and lithographic apparatus. |
| US9426400B2 (en) | 2012-12-10 | 2016-08-23 | Kla-Tencor Corporation | Method and apparatus for high speed acquisition of moving images using pulsed illumination |
| US8912615B2 (en) | 2013-01-24 | 2014-12-16 | Osi Optoelectronics, Inc. | Shallow junction photodiode for detecting short wavelength light |
| US8929406B2 (en) | 2013-01-24 | 2015-01-06 | Kla-Tencor Corporation | 193NM laser and inspection system |
| 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 |
| US11180866B2 (en) | 2013-04-10 | 2021-11-23 | Kla Corporation | Passivation of nonlinear optical crystals |
| US9350921B2 (en) | 2013-06-06 | 2016-05-24 | Mitutoyo Corporation | Structured illumination projection with enhanced exposure control |
| US9347890B2 (en) | 2013-12-19 | 2016-05-24 | Kla-Tencor Corporation | Low-noise sensor and an inspection system using a low-noise sensor |
| 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 |
-
2016
- 2016-05-20 US US15/160,505 patent/US10748730B2/en active Active
- 2016-05-21 JP JP2017560551A patent/JP6827427B2/ja active Active
- 2016-05-21 KR KR1020177036600A patent/KR102402975B1/ko active IP Right Grant
- 2016-05-21 WO PCT/US2016/033669 patent/WO2016187603A1/en active Application Filing
- 2016-05-21 DE DE112016002299.9T patent/DE112016002299T5/de active Pending
- 2016-05-21 CN CN201680028700.9A patent/CN107667410B/zh active Active
- 2016-05-23 TW TW105116011A patent/TWI733671B/zh active
-
2017
- 2017-10-29 IL IL255308A patent/IL255308B/en unknown
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107818900A (zh) * | 2017-10-19 | 2018-03-20 | 南京理工大学 | 一种NEA‑GaAs纳米锥阵列光电阴极及制备方法 |
| TWI800681B (zh) * | 2018-09-18 | 2023-05-01 | 美商科磊股份有限公司 | 電子發射器、用於形成其之方法、用於操作其之方法及電子束工具 |
| TWI829864B (zh) * | 2019-02-17 | 2024-01-21 | 美商科磊股份有限公司 | 光電陰極發射器及其操作方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE112016002299T5 (de) | 2018-03-15 |
| KR20180000735A (ko) | 2018-01-03 |
| IL255308A0 (en) | 2017-12-31 |
| JP6827427B2 (ja) | 2021-02-10 |
| US20160343532A1 (en) | 2016-11-24 |
| JP2018521457A (ja) | 2018-08-02 |
| KR102402975B1 (ko) | 2022-05-27 |
| CN107667410B (zh) | 2019-12-10 |
| IL255308B (en) | 2021-10-31 |
| US10748730B2 (en) | 2020-08-18 |
| WO2016187603A1 (en) | 2016-11-24 |
| TWI733671B (zh) | 2021-07-21 |
| CN107667410A (zh) | 2018-02-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI733671B (zh) | 包括在具有硼層之矽基板上之場發射極陣列之光電陰極 | |
| US11081310B2 (en) | Photocathode including silicon substrate with boron layer | |
| TWI631722B (zh) | 光倍增管、影像感測器及使用光倍增管（ｐｍｔ）或影像感測器之檢測系統 | |
| US10580630B2 (en) | Photomultiplier tube and method of making it |