JP5065516B2 - 薄い電子検出器における後方散乱の減少 - Google Patents

Description

本発明は、透過型電子顕微鏡用の電子検出器の解像度の改善に関する。

90年代初頭、CMOSを用いたモノリシックアクティブピクセルセンサ(MAPS)は、可視光の検出用に発明された。CMOS技術の不断の改善により、CMOSセンサは、市販のデジタルカメラ及び科学用途において、主要な像検知デバイスとなった。

CMOS MAPSはまた、最初は素粒子物理学用で、続いて透過型電子顕微鏡のような他の用途向けの荷電粒子検出器として提案され、示されてきた。透過型電子顕微鏡(“TEM”)の電子エネルギーは一般的に、約100keV〜最大約500keVの範囲である。TEMは一般的に、電荷結合デバイス(“CCD”)検出器を用いる。CCD検出器は高エネルギーの電子によって損傷する。CCD検出への損傷を防止するため、TEM用検出器は、電子を光に変換するシンチレータを有する。シンチレータによって変換された光はその後、CCDによって検出される。介在するシンチレータは、検出器の分解能を減少させる。CMOS MAPSは、荷電粒子の直接検出器としても用いることができる。つまりCMOS MAPSは、より頑丈で、かつ電子を直接検出することができる。

CMOS MAPSは、良好な信号対雑音比、高分解能、及び高感度を供し、かつ、シンチレータを用いた現在のCCD技術を上回る顕著な改善を供することができる。CMOS MAPSは、厚い基板全体にわたって設けられた薄いエピタキシャル層を有する。実質的に全ての検出は、検出器体積を供するエピタキシャル層内で行われる。電子検出器に係る一の問題は、検出器体積下方の基板から後方散乱される電子が、その検出器体積へ戻って入り込むことで、無作為的に信号を増大させ、かつ多数の画素にわたって信号を拡散させてしまう恐れがあることである。電子の後方散乱を防止することができる場合、CMOS MAPSの性能を改善することができる。後方散乱を減少させる既知の方法は、検出器体積下方の基板を薄くすることである。これは「背面薄削法(backthinning)」と呼ばれる。よって高エネルギー電子は、後方散乱を起こすことなく、薄くなった基板を完全に通り抜けるものが多くなる。CMOS APSのシリコン基板のうちの90%は検出器の性能に寄与しないが、その基板は信号対雑音比を減少させて像をちらつかせる後方散乱に寄与する。

図1は、厚さ300μmのシリコンセンサ104内での300keVの一次電子102の散乱のモンテカルロシミュレーションを図示している。軌跡106は、そのシミュレーションによって決定される様々なとりうる電子の軌跡を表す。個々の電子が追随する軌跡は偶然に決定される。電子が従いうる多くのとりうる軌跡のうちのほんの一部だけが図示されている。線108が、上側表面より約35μm下方に引かれている。これは、典型的なセンサが背面薄削されうる深さである。センサの感受性を有する体積は上部層110で、約5μm〜20μmの厚さである。

軌跡106は、センサが背面薄削されないときの電子の軌跡を表している。軌跡116は、センサ104の内部で散乱された電子の一部が、感受性を有する上部層110へ戻る様子を表している。そのような後方散乱電子は、無関係の信号−これらの多くは一次電子102の衝突点から離れている−を生成することによってセンサの分解能を劣化させる。センサが線108まで背面薄削されることで、相対的に、薄くなった基板内部で後方散乱されて感受性を有する上部層110へ向かう電子はほとんどなくなる。よってセンサの分解能が改善される。厚いセンサでは、かなりの信号が、一次電子102の衝突点からかなり離れた場所で生成されると考えられる。従って厚いセンサは、検出器の性能を顕著に改善することができる。

本発明の目的は、電子の検出が改善されたカメラを供することである。

本発明の実施例は、後方散乱電子の効果を減少させることによって性能が改善されたカメラを供する。薄いセンサを通り抜ける電子は、依然として前記センサ下方の材料から散乱されて前記センサへ戻るのに十分なエネルギーを有し、かつ検出器信号を劣化させる恐れがある。一部の実施例は、薄い検出器基板下方の材料の一部又は全部を除去することで、電子が散乱して前記検出器の体積へ戻るのを防止する。一部の実施例は、電子が後方散乱して前記検出器の体積へ入り込むのを防止する構造を前記センサ下方に供する。前記構造は、前記センサへ電子が到達するのを防止する方向に前記電子を散乱させる構造を有することにより、低後方散乱係数を有することにより、又は、構造と材料特性の併用により、前記検出器の体積へ入り込む後方散乱を防止して良い。

前述の記載は、以降の本発明の詳細な説明をよりよく理解できることを目的として、本発明の特徴及び技術的利点をかなり広範囲に概略したものである。本発明の他の特徴及び利点は、以降で説明する。開示された基本的な考え方及び具体的実施例は、本発明と同一の目的を実行するために他の構造を修正又は設計するための基礎として、当業者によってすぐに利用することができることに留意して欲しい。また上記の均等な構成は、「特許請求の範囲」に記載された本発明の技術的思想及び範囲から逸脱することなく当業者によって実現されうることにも留意して欲しい。

シリコン電子検出器における300keVの電子の軌跡のモンテカルロシミュレーションを図示している。 センサを通り抜けて相対的に前記センサの底部付近に位置する材料から後方散乱される電子のとりうる軌跡のいくつかを図示している。 センサを通り抜けて相対的に前記センサのはるか下方に位置する材料から後方散乱される電子のとりうる軌跡のいくつかを図示している。 当該カメラの構造が前記検出器の体積へ向かう後方散乱を防止する本発明の実施例を図示している。 当該カメラ底部の構造が前記検出器の体積へ向かう後方散乱を防止する本発明の他の実施例を図示している。 当該センサの背面の構造が前記検出器の体積へ向かう後方散乱を防止する本発明の他の実施例を図示している。 当該センサの背面の材料が前記検出器の体積へ向かう後方散乱を防止する本発明の他の実施例を図示している。 当該カメラ底部の構造が前記検出器の体積へ向かう後方散乱を防止する、図5に図示された構造と図6に図示された構造との結合に相似した、本発明の他の実施例を図示している。 A及びBは、当該カメラ底部の構造が前記検出器の体積へ向かう後方散乱を防止する本発明の他の実施例を図示している。 本発明の実施例を組み込む透過型電子顕微鏡を図示している。

本発明及び本発明の利点をより完全に理解するため、ここで添付図面と共に以降の説明を参照する。

電子は、検出器基板によってのみならず、前記検出器基板下方の材料によっても後方散乱される。本明細書において「センサ下方」という語は、電子がカメラ内を垂直方向又は水平方向のいずれに沿って運動するのかにかかわらず、当該センサからの電子の運動方向の「下流」又はさらにその方向に沿って進むことを意味するのに用いられる。高エネルギー電子の一次ビームは、薄いセンサを通り抜けて、前記センサ下方の材料で散乱されて、前記センサへ戻されることで、検出器の分解能を劣化させる恐れがある。センサが、センサ基板内での散乱を減少させるように薄くされることで、より多くの電子が高いエネルギーでセンサを通り抜けて、基板下方からの後方散乱問題が悪化する。本発明の様々な実施例は、センサ下方の構造による電子の後方散乱を防止する。「後方散乱を防止する」とは、後方散乱を排除又は顕著に減少させることを意味するのに用いられ、後方散乱の可能性がないことまでは要求されない。「薄い」センサは、かなりの割合−つまり10%よりも大きな割合−の入射電子が、試料を通り抜けて背面を飛び出すようなセンサを意味する。特定の用途においてセンサが「薄い」か否かは、入射電子のエネルギーとセンサを構成する材料に部分的に依存する。TEM用の典型的なシリコンセンサは、約5μm〜50μmの画素サイズを有する。センサの厚さは、電子に対する感受性を有する検出器体積の厚さ、及び、前記検出器体積を機械的に支持する基板体積の厚さを含む。約100μmよりも薄いセンサは、大抵の用途において「薄い」センサである。ただし好適センサの厚さは、約50μm未満、約35μm未満、又は約25μm未満である。理論上、センサ基板の体積を完全に除去することで、検出器体積を5μm〜20μmの厚さだけ残すことができる。

図2は、基板206と感受性を有する検出器体積208を有する背面薄削された検出器204の下方に位置するカメラ202底部の材料の効果を図示している。図2は、背面薄削されたセンサ204の通過後にとりうるいくつかの軌跡220を図示している。複数の軌跡220のうちの1つに追随する電子は、カメラ底部202によって後方散乱され、複数の軌跡222のうちの1つをとり、検出器204へ戻されて、検出器204と衝突する。戻り電子が、検出器体積208に到達するのに十分なエネルギーを有する場合には、その電子は誤った信号を生じさせる恐れがある。任意の電子の経路は予測不可能であり、かつ図示された軌跡220と222はわずか数例のとりうる経路を表しているに過ぎないことに留意して欲しい。本発明の好適実施例によると、検出器下方の容積には材料が存在しないか、又は、存在する材料は、構造若しくは組成により後方散乱を減少させるように備えられている。

図3は、カメラ300が、センサ204下方であってセンサ204の十分近くに材料を有していない場合、センサ204を通過する大抵の電子は後方散乱されてセンサ204へは入り込まないことを示している。図3は、センサ204を通過して、続いてセンサ204底部の下方から比較的大きな距離305に位置する材料304から散乱される電子210に係る3つの典型的な軌跡302を図示している。軌跡306は、散乱後にとりうるいくつかの軌跡を図示している。電子は、0°〜90°の角度で散乱される。カメラ床部304とセンサ204との間のギャップが大きくなることで、図3の構造は、後方散乱電子が検出器204へ戻って、検出器204と衝突しにくくする。たとえば、図2の軌跡222に従っていた後方散乱電子は、軌跡306に追随することで、検出器204へ戻って検出器204と衝突しない。一部の好適実施例では、センサ下方の材料が、前記センサの表面の一次元最大寸法−たとえば長さ、幅、又は直径−の4倍よりも離れた位置に設けられることで、後方散乱してセンサ204へ入り込む電子がかなり減少する。たとえば長方形センサでは、センサ底部と最近接材料との間の距離は、センサの長さ又は幅のうちの長い方の4倍よりも長いことが好ましい。他の実施例では、最大寸法の2倍、3倍、又は5倍よりも長い距離が用いられる。

一部の好適実施例では、検出器底部又は検出器下方の材料は、後方散乱を減少させる材料−たとえば低原子数を有する材料−で覆われて良い。たとえば、原子番号が4であるベリリウム、原子番号が6である炭素、又はシリコン（原子番号14）よりも原子番号の小さな任意の材料は、電子の後方散乱を減少させる。相対的に高い水素含有量を有する化合物−たとえば炭化水素−は、小さな原子番号Zを有し、かつ後方散乱を減少させる。

本発明の一部の実施例では、検出器下方のカメラ底部は、電子が後方散乱して前記検出器へ入り込むのを防止する形状をとる構造上の部位を供する。たとえば図4は、センサ402と、一連の傾斜面406−たとえばリッジ又はピラミッド−で構成されるカメラ底部404を有するカメラ400を図示している。図4は、センサ402を通過する電子のとりうるいくつかの軌跡220を図示している。図4の図示された軌跡のうちの2つでは、電子210は、傾斜面406に衝突して、センサ402から遠ざかるようにして傾斜面406によって画定された溝410のうちの一へ入り込む軌跡408に追随する。多重衝突後、電子は、エネルギーを失い、カメラ底部404に吸収され、かつカメラ400内部から排除される。他のとりうる軌跡412では、電子は、検出器402から遠ざかるように傾斜面406から後方散乱される。特定のカメラ構造について、溝410の好適深さと傾斜面406の角度を最適化することで、そのカメラの物理的制約の範囲内で後方散乱の減衰を最大化することができる。

図4はまた、カメラ400の右側で、カメラ400の端部付近に衝突する一次電子420が、カメラ側壁414によって散乱されることで、センサ402へ入り込む様子をも図示している。この後方散乱は、たとえばカメラ400の左側で図示されているように、フィン432又は他のバリアを有する壁構造430によって防止することができる。フィン432は、散乱電子をセンサ402から遠ざかるように案内するため、水平であって良いし、又はある角度−好適には下向き角−をなして延在しても良い。一次電子434が、センサ402を通過して、傾斜面406で散乱されることで、軌跡436に沿ってカメラの側面へ向かうとき、後方散乱電子は、フィン432のうちの一に衝突して、検出器402には到達しない。

図5は、センサ502と、多数の垂直フィン506を有するカメラ底部504を含む他のカメラ500を図示している。垂直フィン506は、高アスペクト比のチャネル508を形成する。本実施例及び他の実施例において高アスペクト比とは、1よりも大きなアスペクト比で、より好適には2よりも大きなアスペクト比で、最も好適には5よりも大きなアスペクト比を意味する。図5の実施例は、ほとんどの電子が、180°でまっすぐに戻されるのではなく、ある角度で後方散乱されることを利用している。図5は、一次電子510が、検出器502を通過して、軌跡512のうちの一に追随する様子を図示している。カメラ底部504の平坦部514に衝突する電子の一部は、カメラ底部504から後方散乱される。ある角度で散乱されるとき、電子は、フィン506のうちの一の表面に衝突する。フィンの多重衝突後、電子は、エネルギーを失い、吸収される。ある角度でセンサ502を飛び出す電子の一部は、フィン506の側壁に衝突して、エネルギーを失うまで、チャネル508の内部で跳飛する。つまりセンサ502を通過する電子は、チャネル508のうちの一内に捕獲される。チャネル508は、宇宙の構造物において広く用いられている材料−たとえば蜂の巣状アルミニウムシート−を用いて、又は、たとえばチャネルプレート検出器において用いられているようなチャネルプレートによって作製されて良い。チャネル508はセンサ502の画素と位置合わせされて良い。それにより垂直フィン506の上部から後方散乱されたわずかな電子が、検出器信号に及ぼす影響は最小限に抑制される。垂直フィン506の先端部は、センサ502に到達する後方散乱電子をさらに減少させるように、ある地点へ向かった先細り構造であっても良い。一部の実施例では、複数のフィン506は、約1mm〜20mmの高さで、50μm〜2000μmの間隔が設けられている。フィン506の上部は、センサ502の下方約0mm〜50mmに位置することが好ましい。フィン又は後方散乱を減少させる他の後方散乱を減少させる構造上の部位の好適サイズは、センサのサイズ及びカメラの幾何学形状と共に変化する。チャネル構造が後方散乱を減少させることができる。最適寸法は、実験的に、又は、任意の特定のセンサ形状についてのシミュレーションを用いて決定されて良い。

図6は、カメラ600がフィン606を有するセンサ604を含み、フィン606はセンサ604の背面内に高アスペクト比のチャネル608を形成する、本発明の他の実施例を図示している。センサ604の背面を均一に薄くするのではなく、チャネル608は、たとえばフォトリソグラフィによって背面内にエッチングされる。あるいはその代わりにフィン又はチャネル構造は、薄いセンサ構造に結合又は取り付けられて良い。図6は、センサ604を通過して、軌跡614のうちの一に追随する一次電子610が、カメラ底部616から、ある角度で散乱されて、フィン606に複数回衝突する様子を図示している。図5のフィン506によって電子が吸収されるのと同様に、電子は十分なエネルギーを失い、それにより電子は、センサ604内の感受性を有する検出器体積624に到達しにくくなる。一部の電子は、センサ604内部で非常に大きな角度で散乱され、カメラ床部616に衝突する前にフィン606に衝突する軌跡626に追随する。後方散乱電子数を減少させる前に、フィン606はまた機械的強度をも供する。一部の実施例では、チャネル608が、さらなる機械強度を供するようにエッチングされるとき、固体シリコン又は他の材料の厚いすなわち深い支持端部630がセンサ604の周りに残される。一部の実施例では、複数のチャネル608は、約10μm〜2000μmの深さで、かつ約10μm〜2000μmの間隔が設けられている。フィン606の底部は、カメラ底部616上方約0mm〜50mmの位置に設けられることが好ましい。

フィン606によってさらなる支持が供されるので、センサ604はたとえば30μm未満の薄さで作ることができる。その理由は、薄くなった部分は、遙かに短い間隔−実施例によっては数十mmではなく数十μm−を架橋しなければならないからである。薄いセンサはさらに、基板内部での後方散乱を減少させる。チャネル608は、画素のウエルに対して位置合わせされることで、フィン606での検出器基板の厚い部分からの後方散乱からの検出器信号への影響を最小限に抑制されることが好ましい。

図7は、センサ基板下方からの電子の後方散乱を減少させることによって分解能が改善される他のカメラ700を図示している。センサ702の背面は、後方散乱を減少させる材料の層704でコーティングされる。たとえば材料の層704は低い後方散乱係数を有して良い。この材料は典型的には、低い平均原子番号を有する材料で、たとえばビーズワックス、網状ガラスカーボン(“RVC”)のような低密度材料シートのような炭化水素が含まれる。この実施例はまた、薄い検出器702に構造上の支持を与えるという利点をも有する。さらなる支持により、その支持がない場合に可能な薄さの検出器よりも薄い検出器を作製することが可能となる。一の実施例では、1mmのRVC層は、検出器702の検出器体積に到達する後方散乱電子数を減少させる。材料704は真空との相性が良くなければならない。つまり材料704は低蒸気圧を有していなければならない。高原子番号Zの材料からなる薄い層は、高蒸気圧材料−たとえば炭化水素−を被覆して真空から保護するのに用いられて良い。高原子番号Zの層が薄い−たとえば50μm未満−限り、多くの用途で、許容レベル範囲内での後方散乱が増大する。一次電子720はセンサ702を通過して、軌跡722のうちの一に追随する。たとえば炭化水素のような一部の材料では、軌跡722に追随する電子が材料704を通過することで、その電子はエネルギーを失う。カメラ底部730によって後方散乱された電子は、再度材料704へ入り込んで通過する。このとき電子が十分なエネルギーを失うことで、ほとんどの電子が検出器体積732に到達しなくなる。

図8は、図5の実施例と図6の実施例の結合を有するカメラ800を図示している。図8のカメラは、チャネル608を有するセンサ604を含む。センサ604の下方には、チャネル508を画定する多数の垂直フィン506を有するカメラ底部504が設けられている。カメラ底部504又はセンサ602はまた、後方散乱電子を減少させる材料−たとえば図7で説明した材料−をもチャネル内部に有して良い。

図5及び図6で説明したように、検出器604を通過して軌跡822のうちの一に追随する一次電子820は跳飛して、チャネル608と508内で吸収される。

図9A及び図9Bは、薄いセンサから下流での電子の後方散乱を減少させる構造に係る追加実施例を図示している。図9Aは、角度がつけられたフィン906aを複数有する構造900aを図示している。構造900aは、角度がつけられたフィン906aの間に空間908aを有する。フィン906aの角度は、電子がカメラ底部914aに直接衝突するのを防止するのに十分であることが好ましい。センサを通過する電子は、角度がつけられたフィン908aの面から散乱されて、構造900a内で実効的に捕獲される。角度がつけられたフィン906aの上部は、前記センサの底面に対して角度がつけられていることで、フィンの上部からの後方散乱を防止することができる。図9Bの構造900bは図9Aの構造と類似しているが、角度がつけられたフィン906bの高さは変化する。構造900aでは、センサを通過する電子は、角度がつけられたフィン906b間の空間908b内で捕獲される。

図10は、本発明を実施する透過型電子顕微鏡1000の単純化されたブロック図を示している。顕微鏡1000は、電子源1002と、試料1006に高エネルギー電子ビームを集束させる集束鏡筒1004を有する。試料1006を通過する電子は、カメラ1010の薄いセンサ1008によって検出される。構造1012は、センサ1008へ戻るように後方散乱される電子が、カメラ床部1014から散乱されるのを防止することによって、検出分解能を改善する。構造1010の考えられ得る一部の実施例は上の図3-8で説明した。透過型電子顕微鏡には多くの既知の構成が存在する。本発明は、薄いセンサを有する任意の顕微鏡で使用することができる。たとえば本発明の実施例は、エネルギー損失分光用又はエネルギーがフィルタリングされた像の生成用のエネルギーフィルタを有する顕微鏡と併用されて良い。

複数の実施例が別個に記載されているものの、当業者は、後方散乱を減少させる様々な構造が、本発明の原理から逸脱することなく、後方散乱を減少させるように組み合わせることが可能であることを理解する。たとえばカメラ底部の表面は、後方散乱を減少させるため、上述した規則的な幾何学パターンの代わりに不規則で粗い表面を有して良い。滑らかな表面からのずれは後方散乱を減少させる。「カメラ底部」とは、センサ下流のカメラの一部分を意味し、底部真空チャンバ又は特定の部材に限定されるものではない。上述した実施例における全ての寸法は例として与えられている。後方散乱を防止する様々な構造の寸法は、各カメラの特性−たとえばセンササイズ−に依存して変化する。現在の製造技術を原因として、一部の実施例においては「背面薄削された」センサが参照されたが、本発明は任意の薄いセンサに対して適用可能であり、本来厚くて背面から薄削されたセンサに限定されるものではない。本発明は、CMOSを用いたAPSだけではなく、任意の種類の薄いセンサ−たとえばシリコン片検出器又はアバランシェフォトダイオード若しくは現在開発されていることが知られている他の薄いセンサを用いたマトリックス検出器−に対して適用可能である。これらには、半導体に基づくセンサも含まれる。

102 一次電子
104 シリコンセンサ
106 軌跡
108 基準線
110 感受性を有する上部層
116 軌跡
202 カメラ底部
204 背面薄削された検出器
206 基板
208 感受性を有する検出器体積
210 電子
220 軌跡
222 軌跡
300 カメラ
302 軌跡
304 カメラ床部
305 距離
306 軌跡
400 カメラ
402 センサ
404 カメラ底部
406 傾斜面
408 軌跡
410 溝
412 軌跡
414 カメラ側壁
420 一次電子
430 壁構造
432 フィン
434 一次電子
436 軌跡
500 カメラ
502 センサ
504 カメラ底部
506 フィン
508 チャネル
510 一次電子
512 軌跡
514 平坦部
600 カメラ
604 センサ
606 フィン
608 チャネル
610 一次電子
614 軌跡
616 カメラ底部
624 検出器体積
626 軌跡
630 支持端部
700 カメラ
702 センサ
704 材料層
720 一次電子
722 軌跡
730 カメラ底部
732 検出器体積
800 カメラ
820 一次電子
822 軌跡
900a 構造
906a フィン
908a 空間
914a カメラ底部
900b 構造
906b フィン
908b 空間
914b カメラ底部
1000 透過型電子顕微鏡
1002 電子源
1004 集束鏡筒
1006 試料
1008 薄いセンサ
1010 カメラ
1012 構造
1014 カメラ床部

Claims (15)

1. 透過型電子顕微鏡用カメラであって、
   当該カメラは：
   100μm未満の厚さを有する、半導体に基づくセンサ；
   前記センサの下方に設けられた構造；
   を有し、
   前記構造は、後方散乱されて前記センサへ向かう電子の少なくとも一部を防止することで、前記後方散乱電子からのノイズを減少させるように備えられる、
   ことを特徴とするカメラ。
2. 前記センサは、基板及び検出体積を有するCMOSを用いたアクティブピクセルセンサを含み、
   前記のセンサの下方に設けられた構造は、前記基板を通過する電子が、前記基板へ再度入り込み、かつ前記検出体積へ到達するのを防止する、
   請求項1に記載のカメラ。
3. 前記のセンサの下方に設けられた構造は、前記センサの底面の実質的に全面から下方に向かってある距離まで延在する何もない空間を供し、
   前記距離は、前記センサの一次元最大寸法の少なくとも4倍で、それにより前記センサ下方の材料から後方散乱される電子によって引き起こされる前記センサの信号が減少する、
   請求項1に記載のカメラ。
4. 前記センサは50μm未満の厚さを有し、かつ
   当該カメラの底部は、前記のセンサの底面から少なくとも200μmに設けられる、
   請求項3に記載のカメラ。
5. 前記のセンサの下方に設けられた構造は複数のフィンを有し、
   前記フィンは、前記センサを通過する電子を偏向及び吸収する、
   請求項1に記載のカメラ。
6. 前記のセンサの下方に設けられた構造は複数の高アスペクト比のチャネルを有する、
   請求項1に記載のカメラ。
7. 前記複数の高アスペクト比のチャネルは前記センサに向かって開いている、請求項5に記載のカメラ。
8. 前記複数の高アスペクト比のチャネルは前記センサから離れて開いている、請求項5に記載のカメラ。
9. 前記のセンサの下方に設けられた構造は、電子の後方散乱を減少させるため、シリコンの原子番号よりも小さな平均原子番号を有する材料を含む、請求項1に記載のカメラ。
10. 高エネルギー電子源；
    前記電子を試料へ案内する集束鏡筒；
    前記試料を通過した電子からの電子像を記録する請求項1乃至9のうちいずれか一項記載のカメラ；
    を有する透過型電子顕微鏡。
11. 透過型電子顕微鏡で試料を観察する方法であって：
    高エネルギー電子ビームを試料へ向けて案内する工程；
    電子が通過する、半導体に基づく薄いセンサを用いることによって前記試料を通過する電子を検出する工程；
    前記センサを通過した電子が、前記センサへ戻るように散乱されて、誤った信号を生成するのを防止する構造を前記薄いセンサの下方に供する工程；
    を有する方法。
12. 前記の構造を前記薄いセンサの下方に供する工程が、複数の高アスペクト比のチャネルを有する構造を供する工程を有する、請求項11に記載の方法。
13. 前記の構造を前記薄いセンサの下方に供する工程が、電子が検出器体積に到達するのを防止するように電子を偏向させる複数の傾斜面を有する構造を供する工程を有する、請求項11に記載の方法。
14. 前記の構造を前記薄いセンサの下方に供する工程が、電子が検出器体積に到達するのを防止するように低い後方散乱係数を有する構造を供する工程を有する、請求項11に記載の方法。
15. 前記の構造を背面薄削された半導体センサの下方に供する工程が、前記センサ下方から材料を分離するギャップを有する構造を供する工程を有し、
    前記材料は、前記センサの一次元最大寸法の少なくとも4倍の距離に設けられる、
    請求項11に記載の方法。

Images