構(gòu)中，：
[0096] http://www. cse. vorku. ca/visor/resources/Tsai twostep readout, pdf
[0097]連施倆I3
[0098] 圖3示出在暴露到給定的高能量電子劑量之后，依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)（方形；無(wú)棚薄膜） 和本發(fā)明（Ξ角形；棚薄膜）的測(cè)試福射傳感器的漏電流-施加電壓的圖表（參見(jiàn)下面）。 所用的福射傳感器具有與圖1中描繪的體系結(jié)構(gòu)類(lèi)似的體系結(jié)構(gòu)，除了額外的連接墊/通 孔被提供下至η滲雜區(qū)域（圖1，項(xiàng)目7)，W允許調(diào)節(jié)偏置電壓（正常地，諸如圖1中示出 的結(jié)構(gòu)之類(lèi)的結(jié)構(gòu)是自偏置的，具有典型地在-1至-1. 5伏的范圍內(nèi)的偏置電壓）。圖表的 縱軸是對(duì)數(shù)的，并且W安培（的指數(shù)）表示測(cè)量的電流，而橫軸是線性的，并且W伏特表示 施加的電壓。針對(duì)14X14μπι2的像素面積和IGPE(十億初級(jí)電子）的每個(gè)像素劑量來(lái)描 繪該數(shù)據(jù)，相當(dāng)于每個(gè)像素福照具有十億個(gè)電子（例如，沿諸如圖4中所示的裝置之類(lèi)的裝 置中的軸8)。測(cè)試在室溫（20°C)下進(jìn)行，并且對(duì)于與本發(fā)明（Ξ角形）相對(duì)應(yīng)的測(cè)試結(jié) 構(gòu)而言，所用的棚薄膜（圖1，項(xiàng)目13)具有一納米的厚度。
[0099] 參見(jiàn)圖表到零伏特左側(cè)的部分，顯然的是，在現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)（方形；無(wú)棚薄膜）和 發(fā)明的結(jié)構(gòu)（Ξ角形；有棚薄膜）之間的漏電流中存在大的差異。在本情況下，該差異相當(dāng) 于約18的因子，即發(fā)明的結(jié)構(gòu)中的漏電流僅為現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)中的漏電流的約5. 5%。運(yùn)是 本發(fā)明效果的顯著說(shuō)明。 WOO]連施倆I4
[0101] 圖4是適用于與本發(fā)明結(jié)合使用的CPMΜ的實(shí)施例的高度示意描繪；所描繪的顯 微鏡為STEM(即具有掃描功能的ΤΕΜ)，但是在本發(fā)明的上下文中，例如它能夠同樣有效地 為基于離子的顯微鏡。在圖中，在真空罩2內(nèi)，電子源4 (諸如例如肖特基槍?zhuān)┊a(chǎn)生穿過(guò)電 子光學(xué)照明裝置6的電子束，該電子光學(xué)照明裝置6用來(lái)將電子引導(dǎo)/聚焦至（基本上是 平面的）樣品S的選定區(qū)域。該照明裝置6具有電子光學(xué)軸8,并且將通常包括各種靜電 /磁透鏡、（掃描）偏轉(zhuǎn)器、校正器（諸如象散校正器）等；典型地，它也能夠包括聚光器系 統(tǒng)。
[0102] 樣品S被夾持樣品夾具10上，樣品夾具10能移通過(guò)定位器件（臺(tái)）12在多個(gè)自 由度上被定位；例如，樣品夾具10可W包括能夠（尤其）在XY平面（參見(jiàn)所描繪的笛卡爾 坐標(biāo)系）內(nèi)移動(dòng)的指針。運(yùn)樣的移動(dòng)允許樣品S的不同區(qū)域被沿軸8行進(jìn)（在Z方向上） 的電子束福照/成像/檢查（和/或允許執(zhí)行掃描運(yùn)動(dòng)，作為束掃描的一種替代方案）?？?選的制冷器件14與樣品夾具10處于緊密熱接觸，并且能夠使后者保持低溫，例如使用循環(huán) 低溫冷卻劑來(lái)實(shí)現(xiàn)并且保持所需要的低溫。
[0103] 沿軸8行進(jìn)的（聚焦）電子束將W運(yùn)樣的方式與樣品S相互作用，W使得各種類(lèi) 型的"受激"福射從樣品S發(fā)出，包括（例如）二次電子、背散射電子、X射線和光福射（陰 極射線致發(fā)光）。如果需要的話，運(yùn)些福射類(lèi)型中的一種或者多種能夠在探測(cè)器22的幫助 下被探測(cè)，該探測(cè)器22可能例如是組合的閃爍器/光電倍增管或者邸X狂射線能量色散 譜）探測(cè)器；在運(yùn)種情況下，圖像可W使用與SEM中的基本相同的原理來(lái)構(gòu)建。然而，備選 地或者補(bǔ)充地，可W對(duì)穿過(guò)（通過(guò)）樣品S、從樣品S發(fā)出并繼續(xù)沿軸8傳播（基本上，盡管 通常具有某種偏轉(zhuǎn)/散射）的電子進(jìn)行研究。運(yùn)樣的透射電子進(jìn)入成像系統(tǒng)（組合的物鏡 /投影透鏡）24,其通常將包括各種靜電/磁透鏡、偏轉(zhuǎn)器、校正器（例如象散校正器）等。 在正常的（非掃描）TEM模式下，該成像系統(tǒng)24能夠?qū)⑼干潆娮泳劢沟角晒馄?6上，該巧 光屏26如果需要的話能夠被縮回/收回（如箭頭28示意性指示）W便使其離開(kāi)軸8的路 徑。（部分）樣品S的圖像將由成像系統(tǒng)24形成在屏26上，并且運(yùn)能夠通過(guò)位于壁2的合 適部分的觀察口 30來(lái)觀察。屏26的收回機(jī)制例如可W實(shí)際上是機(jī)械的和/或電氣的，并 且在此并未描繪。
[0104] 作為在屏26上觀察圖像的替代方案，可W替代地使用電子探測(cè)器D，尤其在STEM 模式下。為此，調(diào)整器透鏡24'能移被制定W使從成像系統(tǒng)24出現(xiàn)的電子的焦點(diǎn)移動(dòng)，并 且將它們重新引導(dǎo)/聚焦到探測(cè)器D上（而不是收回的屏26的平面：參見(jiàn)上述內(nèi)容）。在 探測(cè)器D處，電子能夠形成能夠被控制器50處理并且被顯示在顯示裝置（未描繪）（諸如 例如平板顯示器）上的圖像（或者衍射圖）。在STEM模式下，來(lái)自探測(cè)器D(和/或探測(cè) 器22)的輸出能移作為對(duì)樣品S的狂，Y)掃描束位置的函數(shù)而被記錄，并且圖像能夠被構(gòu) 建，該圖像是探測(cè)器輸出作為Χ，Υ的函數(shù)的"圖（map)"。本領(lǐng)域技術(shù)人員將非常熟悉運(yùn)些 各種可能性，其在此無(wú)需進(jìn)一步闡釋。
[0105] 注意的是，控制器（計(jì)算機(jī)處理器）50經(jīng)由控制線（總線）50'連接到各種圖示的 部件。該控制器50能夠提供各種功能，諸如同步動(dòng)作、提供設(shè)定點(diǎn)、處理信號(hào)、執(zhí)行計(jì)算W 及在顯示裝置（未描繪）上顯示消息/信息。無(wú)需言明，（示意性描繪的）控制器50可W 是（部分）位于罩2的內(nèi)部或者外部，并且可W根據(jù)需要具有單一的或者復(fù)合的結(jié)構(gòu)。本 領(lǐng)域技術(shù)人員將理解罩2的內(nèi)部不必保持嚴(yán)格真空；例如，在所謂的"環(huán)境STEM"中，給定 氣體的背景氣氛被有意地引入/保持在罩2內(nèi)。
[0106] 本發(fā)明的上下文中，探測(cè)器D(W及也可能地為顯微鏡Μ中的其他探測(cè)器，諸如 探測(cè)器22)被體現(xiàn)W包括如W上闡述的像素化CMOS福射傳感器，包括本發(fā)明的特性"福 射-硬化"棚薄膜。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種包括層狀結(jié)構(gòu)的像素化CMOS輻射傳感器，所述層狀結(jié)構(gòu)包含： -P型Si基底； -所述基底內(nèi)的η摻雜區(qū)域； _Ρ+摻雜釘扎層，覆蓋所述η摻雜區(qū)域； -SiOjl，覆蓋所述ρ+摻雜釘扎層并且用作金屬前介質(zhì)層或者金屬間介質(zhì)層； 其特征在于硼薄膜沉積在所述P+摻雜釘扎層和所述SiOJ1之間。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中所述硼薄膜具有至少lnm的厚度。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的傳感器，其中所述硼薄膜使用化學(xué)氣相沉積來(lái)沉積。4. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的傳感器，其中所述硼薄膜用于屏蔽所述p+摻雜釘扎 層使其免于所述SiOjl中的空間電荷效應(yīng)。5. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的傳感器，其中所述p+摻雜釘扎層具有至少50nm的 厚度。6. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的傳感器，其中所述p+摻雜釘扎層具有在10 17_1019個(gè) 原子/cm3的范圍內(nèi)的摻雜濃度。7. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的傳感器，其中所述SiOjl具有至少1μπι的厚度。8. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的傳感器，其中每個(gè)像素包括三個(gè)或更多個(gè)晶體管。9. 一種帶電粒子顯微鏡，包括： -樣品夾具，用于夾持樣品； -源，用于產(chǎn)生帶電粒子束； -粒子光學(xué)鏡筒，用于引導(dǎo)所述束以輻照樣品； -探測(cè)器，用于探測(cè)響應(yīng)于所述輻照從樣品發(fā)出的輻射， 其中所述探測(cè)器包括根據(jù)權(quán)利要求1-8的任一項(xiàng)的傳感器。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及改進(jìn)的輻射傳感器及其在帶電粒子顯微鏡中的應(yīng)用。一種包括層狀結(jié)構(gòu)的像素化CMOS輻射傳感器(例如在4T釘扎光電二極管器件中)，該層狀結(jié)構(gòu)包含：-p型Si基底；-所述基底內(nèi)的n摻雜區(qū)域；-p+摻雜釘扎層，覆蓋所述n摻雜區(qū)域；-SiOx層，覆蓋所述p+摻雜釘扎層并且用作金屬前介質(zhì)層或者金屬間介質(zhì)層；其中硼薄膜沉積在所述p+摻雜釘扎層和所述SiOx層之間。這樣的(純)硼薄膜的應(yīng)用用于將漏電流降低一個(gè)或者多個(gè)數(shù)量級(jí)。甚至相對(duì)薄的硼薄膜(例如，厚度為1-2nm)能夠產(chǎn)生這種效果。
【IPC分類(lèi)】B81B7/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105384142
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510644710
【發(fā)明人】G·N·A·范維恩, C·S·庫(kù)伊曼, L·R·S·哈斯佩斯拉格
【申請(qǐng)人】Fei公司
【公開(kāi)日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2015年8月25日
【公告號(hào)】EP2991112A1, EP2991114A1, US20160056015