[发明专利]大型活动区高速检测器的架构

说明书

公开了检测器和检测系统。衬底包括：多个感测元件(311‑313)，包括多个第一感测元件和多个第二感测元件；以及被配置为将多个第一感测元件连接到输出并且将多个第二感测元件连接到输出的多个部段(321‑324)。可以在感测元件之间提供被配置为连接两个或更多个感测元件的开关区域。可以基于响应于感测元件接收到具有预定量的能量和/或束强度的电子而生成的信号来控制开关区域。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年4月2日提交的美国申请62/651,650的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本文中的描述涉及检测器，并且更具体地涉及可以适用于带电粒子检测的检测器。

背景技术

检测器可以用于感测物理上可观察到的现象。例如，电子显微镜可以包括检测器，该检测器收集从样品投射的带电粒子，并且输出检测信号。检测信号可以用于重构受检样品结构的图像，并且可以用于例如揭示样品中的缺陷。

在一些应用中，区域检测器可以包括可以检测投射其上的一个或多个电子束的电子感测元件的像素化阵列。检测器可以设置有邻近感测元件的阵列而布置的信号路由电路，例如作为与传感器管芯堆叠在一起的电路管芯。

随着检测器阵列变大，与信号处理和信号读出相关联的布线可能变长。例如，由于检测器阵列活动区的尺寸或感测元件的位置，检测器阵列中的感测元件与相关联的信号处理电路之间的物理距离可能较大。因此，个体感测元件与信号处理电路之间的互连可能变得很长，这可能会引入更高的串联电阻、寄生电容和串联电感。此外，可以将很多互连的部件添加到电路管芯。随着布线长度变长，以及向电路中增加部件，通信速度可能会受到影响。例如，当试图将模拟信号路由到传感器之外时，寄生参数可能会引起信号保真度损失，并且可能会在电路的不同的部分产生。

一些应用可能需要高速、高吞吐量、高带宽等。上面讨论的这些复杂情况可能会导致带宽减少，尤其是在互连的规划和设计不充分时。这可能会阻止检测系统获取期望带宽，诸如设计规范所要求的带宽。另外，模拟信号路径内的长互连可能会给信号路径引入更高的噪声和干扰。结果，检测系统的信噪比可能变差。

发明内容

本公开的实施例提供了用于提供检测器的系统和方法。在一些实施例中，提供了带电粒子束检测系统。带电粒子束检测系统可以包括检测器。

在一些实施例中，提供了一种检测器，该检测器包括：衬底，该衬底包括多个感测元件；以及多个部段，该多个部段包括将多个感测元件中的第一组连接到输出的第一部段和将多个感测元件中的第二组连接到输出的第二部段。

根据一些实施例，可以实现一种用于在不牺牲检测系统的性能或灵活性的情况下解决由长布线长度引起的问题的布置。将构成检测器的多个感测元件分成较小部段的阵列可以减小诸如电阻、电容和电感等寄生参数的影响。可以在感测元件及其相关联的模拟信号处理电路之间进行互连，这可以减少对检测系统的带宽的有害影响。此外，在模拟信号处理电路和信号路径之后使用数字多路复用器可以实现改善的信号路由。可以保持检测系统的灵活性而不会引起信号保真度的下降。

所公开的实施例的其他目的和优点将在下面的描述中部分地阐述，并且部分地从该描述中将变得很清楚，或者可以通过实施例的实施而获知。所公开的实施例的目的和优点可以通过本公开中阐述的要素和组合来实现和获取。然而，实现这样的示例性目的和优点不一定需要本公开的示例性实施例，并且一些实施例可以不实现任何陈述的目的和优点。

应当理解，前面的一般描述和下面的详细描述都仅仅是示例性和说明性的，而没有限制所要求保护的所公开的实施例。

附图说明

通过结合附图对示例性实施例的描述，本公开的上述和其他方面将变得更加清楚，在附图中：