JP2584865B2 - 分析電子顕微鏡用半導体x線検出器 - Google Patents
分析電子顕微鏡用半導体x線検出器Info
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、電子顕微鏡像の観察とX線分析とを同時に
行える分析電子顕微鏡に係り、特に、X線を検出する半
導体X線検出器の構造に関するものである。
行える分析電子顕微鏡に係り、特に、X線を検出する半
導体X線検出器の構造に関するものである。
[従来の技術] 従来、試料の電子顕微鏡像の観察と、試料の元素分析
等を行うためのX線分析とを同時に行うものとして分析
電子顕微鏡が知られている。その構成の概略を第5図に
示す。
等を行うためのX線分析とを同時に行うものとして分析
電子顕微鏡が知られている。その構成の概略を第5図に
示す。
第5図において、電子銃1から放射された電子ビーム
は電子レンズ群3で収束および/または偏向されて試料
4に照射される。試料4を透過した電子ビームは電子レ
ンズ群5により観察室7内に配置された蛍光面6に拡大
投影される。また、試料4からは、電子ビーム2が照射
されることによって特性X線が発生するが、当該特性X
線は、通常シリコンにリチウムを拡散した半導体検出器
からなるX線検出器8で検出され、X線分析装置9にお
いて所望の分析が行われる。
は電子レンズ群3で収束および/または偏向されて試料
4に照射される。試料4を透過した電子ビームは電子レ
ンズ群5により観察室7内に配置された蛍光面6に拡大
投影される。また、試料4からは、電子ビーム2が照射
されることによって特性X線が発生するが、当該特性X
線は、通常シリコンにリチウムを拡散した半導体検出器
からなるX線検出器8で検出され、X線分析装置9にお
いて所望の分析が行われる。
以上の構成により、電子顕微鏡像を観察しながら、同
時に試料の電子分析等を行うことができる。
時に試料の電子分析等を行うことができる。
[発明が解決しようとする課題] ところで、第5図に示すような透過電子顕微鏡型の分
析電子顕微鏡においては、試料4は、第6図に示すよう
に、対物レンズを構成する、断面形状が略台形状のポー
ルピース上極と、ポールピース下極11の間に配置されて
おり、その近傍にX線検出器8が配置されている。そし
て、従来のX線検出器8の有感領域面は円形になされて
いる。このような構成において、X線検出器8をどのよ
うな位置に配置するのが最も望ましいかを考えてみると
次のようである。
析電子顕微鏡においては、試料4は、第6図に示すよう
に、対物レンズを構成する、断面形状が略台形状のポー
ルピース上極と、ポールピース下極11の間に配置されて
おり、その近傍にX線検出器8が配置されている。そし
て、従来のX線検出器8の有感領域面は円形になされて
いる。このような構成において、X線検出器8をどのよ
うな位置に配置するのが最も望ましいかを考えてみると
次のようである。
まず、高感度でX線を検出するためにはX線検出器8
は試料4に可能な限り近付ける必要がある。即ち、第6
図においては試料4の測定点Pと、X線検出器8の有感
領域面13の中心点Qとの距離を短くすることで感度を向
上させることができる。また、試料4の面と線分PQとの
なす角度θ0は取出角と呼ばれ、一般に、取出角は大き
い程望ましいとされている。なぜなら、取出角が大きい
程試料の凹凸に影響されず、また試料によるX線吸収の
影響も少ないからである。
は試料4に可能な限り近付ける必要がある。即ち、第6
図においては試料4の測定点Pと、X線検出器8の有感
領域面13の中心点Qとの距離を短くすることで感度を向
上させることができる。また、試料4の面と線分PQとの
なす角度θ0は取出角と呼ばれ、一般に、取出角は大き
い程望ましいとされている。なぜなら、取出角が大きい
程試料の凹凸に影響されず、また試料によるX線吸収の
影響も少ないからである。
更に、第6図では、測定点Pから発生されたX線は、
測定点Pから有感領域面13を見込む角度、即ちθ1〜θ
2の範囲で検出されることになるが、当該角度範囲が大
きいと、測定点PにおけるX線吸収量が異なるため、定
量精度が落ちることになるので、測定点Pから有感領域
面13を見込む角度は小さい方が望ましい。
測定点Pから有感領域面13を見込む角度、即ちθ1〜θ
2の範囲で検出されることになるが、当該角度範囲が大
きいと、測定点PにおけるX線吸収量が異なるため、定
量精度が落ちることになるので、測定点Pから有感領域
面13を見込む角度は小さい方が望ましい。
しかしながら、従来の構成によれば、ポールピース上
極10の断面形状が略台形状となっているために、X線検
出器8の配置は空間的な制限を受け、感度も取出角も満
足できる位置に配置することはできないものであった。
つまり、第6図において、検出感度を向上させようとし
てX線検出器8を試料4の近傍に配置すると、取出角が
小さくなって取出角の精度が低下するばかりでなく、測
定点Pから有感領域面13を見込む角度が広くなるので定
量精度が悪くなり、また、取出角を大きくすると測定点
PをX線検出器8の距離が大きくなるので、検出感度が
悪くなるものである。
極10の断面形状が略台形状となっているために、X線検
出器8の配置は空間的な制限を受け、感度も取出角も満
足できる位置に配置することはできないものであった。
つまり、第6図において、検出感度を向上させようとし
てX線検出器8を試料4の近傍に配置すると、取出角が
小さくなって取出角の精度が低下するばかりでなく、測
定点Pから有感領域面13を見込む角度が広くなるので定
量精度が悪くなり、また、取出角を大きくすると測定点
PをX線検出器8の距離が大きくなるので、検出感度が
悪くなるものである。
本発明は、上記の課題を解決するものであって、X線
取出角の精度、およびX線検出感度を向上できる分析電
子顕微鏡用半導体X線検出器を提供することを目的とす
るものである。
取出角の精度、およびX線検出感度を向上できる分析電
子顕微鏡用半導体X線検出器を提供することを目的とす
るものである。
[課題を解決するための手段] 上記の目的を達成するために、本発明の分析電子顕微
鏡用半導体X線検出器は、有感領域面の形状が、長円、
楕円、面取りされた菱形形または面取りされた矩形等の
ように長軸と短軸を有し、且つ面取りされた形状となさ
れていることを特徴とする。
鏡用半導体X線検出器は、有感領域面の形状が、長円、
楕円、面取りされた菱形形または面取りされた矩形等の
ように長軸と短軸を有し、且つ面取りされた形状となさ
れていることを特徴とする。
[作用および発明の効果] 本発明はX線検出器の有感領域面の形状を、長円、楕
円、面取りされた菱形形または面取りされた矩形等のよ
うに長軸と短軸を有し、且つ面取りされた形状としたの
で、X線取出角の精度を向上させることができ、しか
も、試料とX線検出器との距離を短くできるのでX線検
出感度を向上させることができる。
円、面取りされた菱形形または面取りされた矩形等のよ
うに長軸と短軸を有し、且つ面取りされた形状としたの
で、X線取出角の精度を向上させることができ、しか
も、試料とX線検出器との距離を短くできるのでX線検
出感度を向上させることができる。
また、対物レンズのポールピースの上極と下極との距
離が小さくなされている場合でも取出角を大きく取るこ
とができるので、対物レンズの空間を有効に活用するこ
とができる。
離が小さくなされている場合でも取出角を大きく取るこ
とができるので、対物レンズの空間を有効に活用するこ
とができる。
[実施例] 以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。
本発明においては、X線検出器の有感領域面の形状
を、長円、楕円、面取りされた菱形形または面取りされ
た矩形等のように長軸と短軸を有し、且つ面取りされた
形状とする。第1図(a)、(b)に示すものはその実
施例であり、第1図(a)では有感領域面は楕円となさ
れ、第1図(b)では長円となされている。これ以外に
も菱形、矩形等とすることも有効であるが、電場が集中
し、その結果分解能が低下することがないように、角の
部分は面取りを行う必要がある。
を、長円、楕円、面取りされた菱形形または面取りされ
た矩形等のように長軸と短軸を有し、且つ面取りされた
形状とする。第1図(a)、(b)に示すものはその実
施例であり、第1図(a)では有感領域面は楕円となさ
れ、第1図(b)では長円となされている。これ以外に
も菱形、矩形等とすることも有効であるが、電場が集中
し、その結果分解能が低下することがないように、角の
部分は面取りを行う必要がある。
有感領域面の形状を、長円、楕円、面取りされた菱形
形または面取りされた矩形等のように長軸と短軸を有
し、且つ面取りされた形状とすることによる効果が次の
ようである。
形または面取りされた矩形等のように長軸と短軸を有
し、且つ面取りされた形状とすることによる効果が次の
ようである。
いま、有感領域面の面積が30mm2必要であるとする
と、有感領域面が円形である場合には、その直径が約6.
1mmであるのに対して、第1図(a)のように楕円とし
た場合には、短軸d1は約4.4mm、長軸d2は約8.4mmとな
り、短軸の長さを短くすることができる。第1図(b)
に示すものにおいても同様である。そして、透過型電子
顕微鏡等では、対物レンズの性能を向上させるために、
ポールピースの上極と下極との間隔が小さくなされるこ
とがあり、その場合にはX線検出器を配置する空間的な
制限が厳しくなるが、本発明では有感領域面の形状は、
長円、楕円、面取りされた菱形形または面取りされた矩
形等のように長軸と短軸を有し、且面取りされた形状と
なされ、従来のものに比して短軸が短くなっているの
で、短軸をポールピース上極に沿わせることによって、
ポールピースの上極と下極との間隔が小さい場合にもX
線検出器を試料に近接して配置することが可能となる。
なお、この点に付いては後述する。
と、有感領域面が円形である場合には、その直径が約6.
1mmであるのに対して、第1図(a)のように楕円とし
た場合には、短軸d1は約4.4mm、長軸d2は約8.4mmとな
り、短軸の長さを短くすることができる。第1図(b)
に示すものにおいても同様である。そして、透過型電子
顕微鏡等では、対物レンズの性能を向上させるために、
ポールピースの上極と下極との間隔が小さくなされるこ
とがあり、その場合にはX線検出器を配置する空間的な
制限が厳しくなるが、本発明では有感領域面の形状は、
長円、楕円、面取りされた菱形形または面取りされた矩
形等のように長軸と短軸を有し、且面取りされた形状と
なされ、従来のものに比して短軸が短くなっているの
で、短軸をポールピース上極に沿わせることによって、
ポールピースの上極と下極との間隔が小さい場合にもX
線検出器を試料に近接して配置することが可能となる。
なお、この点に付いては後述する。
また、第2図は有感領域面が円形である従来のX線検
出器20と本発明に係るX線検出器21との定量感度の相違
を示す図であるが、X線検出器の有感領域面の面積およ
び取出角が同じ場合であっても、測定点PからX線検出
器20を見込む角度は∠Q1PQ4であるのに対して、測定点
PからX線検出器21を見込む角度は∠Q2PQ3となり、従
来のものより小さくなる。従って、本発明に係るX線検
出器21は従来のX線検出器20に比較して定量感度を向上
させることができる。
出器20と本発明に係るX線検出器21との定量感度の相違
を示す図であるが、X線検出器の有感領域面の面積およ
び取出角が同じ場合であっても、測定点PからX線検出
器20を見込む角度は∠Q1PQ4であるのに対して、測定点
PからX線検出器21を見込む角度は∠Q2PQ3となり、従
来のものより小さくなる。従って、本発明に係るX線検
出器21は従来のX線検出器20に比較して定量感度を向上
させることができる。
また、本発明に係るX線検出器は従来のX線検出器に
比較して取出角を高くすることができる。即ち、いま、
第3図に示すように、X線検出器を取出角に沿って配置
するものとすると、本発明に係る有感領域面の形状が、
長円、楕円、面取りされた菱形形または面取りされた矩
形等のように長軸と短軸を有し、且つ面取りされた形状
となされたX線検出器26は、その短軸側をポールピース
上極10に沿わせることによって、取出角φ1を、有感領
域面の形状が円形である従来のX線検出器25の取出角φ
2より大きくすることができる。また、従来のX線検出
器25の位置を、第3図の25′で示す位置、即ち、試料4
とX線検出器25′の有感領域面の中心の距離を、試料4
とX線検出器26を有感領域面の中心の距離に等しくなる
位置に移動させ、X線検出感度を等しくした場合には、
取出角φ3はより小さくなってしまう。このように、本
発明のX線検出器は、取出角を大きくした状態で試料に
近付けることができるのである。
比較して取出角を高くすることができる。即ち、いま、
第3図に示すように、X線検出器を取出角に沿って配置
するものとすると、本発明に係る有感領域面の形状が、
長円、楕円、面取りされた菱形形または面取りされた矩
形等のように長軸と短軸を有し、且つ面取りされた形状
となされたX線検出器26は、その短軸側をポールピース
上極10に沿わせることによって、取出角φ1を、有感領
域面の形状が円形である従来のX線検出器25の取出角φ
2より大きくすることができる。また、従来のX線検出
器25の位置を、第3図の25′で示す位置、即ち、試料4
とX線検出器25′の有感領域面の中心の距離を、試料4
とX線検出器26を有感領域面の中心の距離に等しくなる
位置に移動させ、X線検出感度を等しくした場合には、
取出角φ3はより小さくなってしまう。このように、本
発明のX線検出器は、取出角を大きくした状態で試料に
近付けることができるのである。
X線検出器を、第4図に示すように光軸と直交する方
向から挿入する場合も同様であり、本発明によるX線検
出器28の取出角α2は、従来のX線検出器27の取出角α
1より大きくすることができることが分かる。
向から挿入する場合も同様であり、本発明によるX線検
出器28の取出角α2は、従来のX線検出器27の取出角α
1より大きくすることができることが分かる。
なお、以上の説明ではポールピース上極の断面形状は
略台形としたが、他の形状であってもよいことは明らか
であろう。
略台形としたが、他の形状であってもよいことは明らか
であろう。
第1図は本発明に係る分析電子顕微鏡用半導体X線検出
器の実施例を示す図、第2図、第3図および第4図は従
来のX線検出器と本発明に係るX線検出器との比較を説
明する図、第5図は分析電子顕微鏡の構成例を示す図、
第6図は従来のX線検出器の形状、配置を説明する図で
ある。 1……電子銃、2は電子ビーム、3……電子レンズ群、
4……試料、5……電子レンズ群、6……蛍光面、7…
…観察室、8……X線検出器、9……X線分析装置、10
……ポールピース上極、11……ポールピース下極、12…
…光軸。
器の実施例を示す図、第2図、第3図および第4図は従
来のX線検出器と本発明に係るX線検出器との比較を説
明する図、第5図は分析電子顕微鏡の構成例を示す図、
第6図は従来のX線検出器の形状、配置を説明する図で
ある。 1……電子銃、2は電子ビーム、3……電子レンズ群、
4……試料、5……電子レンズ群、6……蛍光面、7…
…観察室、8……X線検出器、9……X線分析装置、10
……ポールピース上極、11……ポールピース下極、12…
…光軸。
Claims (1)
- 【請求項1】有感領域面の形状が、長円、楕円、面取り
された菱形形または面取りされた矩形等のように長軸と
短軸を有し、且つ面取りされた形状となされていること
を特徴とする分析電子顕微鏡用半導体X線検出器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1157512A JP2584865B2 (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | 分析電子顕微鏡用半導体x線検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1157512A JP2584865B2 (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | 分析電子顕微鏡用半導体x線検出器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0322338A JPH0322338A (ja) | 1991-01-30 |
JP2584865B2 true JP2584865B2 (ja) | 1997-02-26 |
Family
ID=15651298
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1157512A Expired - Fee Related JP2584865B2 (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | 分析電子顕微鏡用半導体x線検出器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2584865B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW200639901A (en) * | 2005-05-09 | 2006-11-16 | Li Bing Huan | Device for operating gas in vacuum or low-pressure environment and for observation of the operation |
-
1989
- 1989-06-20 JP JP1157512A patent/JP2584865B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0322338A (ja) | 1991-01-30 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |