[发明专利]低能量背散射电子探测器

说明书

本发明涉及一种低能量背散射电子探测器，该探测器包括半导体探测基底和设置在所述基底表面的覆膜，所述覆膜的材料为：铍、碳或石墨烯，或者这三种材料的任意组合。所述覆膜的厚度≤10nm。所述低能量背散射电子探测器包括第一内圈部分和第二外圈部分，所述第一内圈部分为环形，所述第二外圈部分包括绕所述第一内圈部分均匀地周向设置的多个子部分，操作时对各个部分探测的信号进行加和处理可得到样品的成分信息，作差处理可得到样品在连接各部分探测器方向上的形貌信息；多个部分可以独立工作或协同工作，可以分别得到样品的成分像或形貌像。本发明不但具有较强的电子穿透能力，且具有较好的探测效率。

技术领域

本发明涉及电子探测器领域，尤其涉及一种低能量背散射电子探测器。

背景技术

扫描电子显微镜通过一束聚焦后的电子束照射样品，然后对样品发出的信号电子进行收集从而进行成像。信号电子主要分为二次电子和背散射电子，现有技术中，习惯将能量高于50电子伏的称为背散射的一次电子(即背散射电子)，而能量低于50电子伏的称为真正的二次电子(即二次电子)。相对应的电子探测器分为二次电子探测器和背散射电子探测器；二次电子的能量通常小于50eV，背散射电子通常为几千eV至几十千eV。

为了观察非导电样品或生物样品，扫描电子显微镜通常采用低落点能量(小于3KeV)，此时的背散射电子能量也较低，因此需要相应的能探测较低能量的背散射电子探测器。其中半导体背散射电子探测器(solid-state backscattered-electron detector)是较为常用的一种，通常情况下探测器表面有一层几百纳米厚的铝膜，其用来避免电荷在探测器表面积累。然而，当背散射电子能量较低时，此铝膜对电子造成的散射阻碍作用增加，减小了电子的接收效率。

因此，需要对这种半导体背散射电子探测器中的表面膜进行改进，从而适合对低能量的背散射电子进行高效的探测。

此外，能接收背散射一次电子的探测器有罗宾逊探测器和半导体探测器等。半导体探测器接收背散射电子从位置上讲，包容角大、距离近，接收能量信息最多。半导体探测器(半导体背散射电子探测器简称)是扫描电子显微镜中接受样品电子信息的第一单位器件，是第一个位于参加形貌成像关键元件。半导体探测器从形态分为二分割和四分割。如图2所示，现有的半导体背散射电子探测器为传统的四象限结构探测器示意图，大多采用四分割环形结构，这种四象限环形结构都是由一个完整的圆形硅片加工而成，将一整块圆形硅片分为四个单元，并在所述圆形硅片中间加工一个圆形的中心孔用于通过电子束。如图2所示，现有的背散射电子探测器包括B1,B2,B3,B4四个部分；四个部分可以对探测器进行独立探测及信号处理，也可以对四个部分探测信号进行加和、作差处理，得到样品的成分像或形貌像。但是，因为低能量的背散射电子的角度不同，将整个圆形硅片分为四个单元，不利于对不同角度的电子进行探测，对样品的测试精度不高。

相应地，本领域还需要一种新的半导体背散射电子探测器来解决上述问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种低能量背散射电子探测器，其电子穿透性强、探测精度提高，增加了探测器的探测功能。

具体地，本发明的低能量背散射电子探测器包括半导体探测基底和设置在所述半导体探测基底表面的覆膜，其特征在于，所述覆膜的材料为：铍、碳或石墨烯，或者这三种材料的任意组合。

在上述低能量背散射电子探测器的优选实施方式中，所述覆膜的厚度≤10nm。

在上述低能量背散射电子探测器的优选实施方式中，所述覆膜的厚度为5-10nm。

在上述低能量背散射电子探测器的优选实施方式中，所述覆膜的厚度<5nm。

在上述低能量背散射电子探测器的优选实施方式中，所述低能量背散射电子探测器包括第一内圈部分和第二外圈部分。