(57)【要約】【課題】飛躍的な小型化が可能な信号電子検出器を提供することにより、電子顕微鏡全体の小型化に寄与し、ひいては電子顕微鏡の設置自由度や利用自由度を向上させる。【解決手段】中央に貫通させた電子線通過孔２を通過した電子線ＥＢが試料Ｗに照射された際に放出される信号電子ＳＥを検出するものであって、  試料Ｗ側を向く一端面に信号電子ＳＥの検出面３ａが形成されるようにＰ型半導体とＮ型半導体とを直接あるいは真性半導体を介して接合した盤状をなす検出器本体３と、前記検出器本体３に一体的に取り付けたパッケージ４とを備えてなり、そのパッケージ４を少なくとも前記検出器本体３の側周面の外側に配置するとともに、前記パッケージ４の外面の一部又は全部を電極４２で形成した。【選択図】図１ 
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央に貫通させた電子線通過孔を通過した電子線が試料に照射された際に放出される信号電子を検出するものであって、
試料側を向く一端面に信号電子の検出面が形成されるようにＰＮ接合又はＰＩＮ接合構造を有した半導体基板からなる検出器本体と、前記検出器本体に一体的に取り付けたパッケージとを備えてなり、そのパッケージを少なくとも前記検出器本体の側周面の外側に配置するとともに、前記パッケージの外面の一部又は全部を出力信号を取り出すための電極で形成したことを特徴とする信号電子検出器。
【請求項２】
前記パッケージが、絶縁体で形成したパッケージ本体と、その外側に設けた前記電極とを備えたものである請求項１記載の信号電子検出器。
【請求項３】
前記パッケージの外面の一部又は全部を互いに絶縁された２つの電極で形成し、それら電極を前記検出器本体を形成するＰ型及びＮ型半導体にそれぞれ接続するようにしている請求項１又は２記載の信号電子検出器。
【請求項４】
パッケージが、前記検出器本体の側周面及び反検出面側の端面を略覆うものであって、一方の電極の少なくとも一部が当該パッケージにおける反検出面側の端面の少なくとも一部を形成し、他方の電極の少なくとも一部が当該パッケージにおける側周面の少なくとも一部を形成するようにしている請求項３記載の信号電子検出器。
【請求項５】
パッケージが、前記検出器本体の側周面及び反検出面側の端面を略覆うものであって、各電極の少なくとも一部が、当該パッケージにおける反検出面側の端面の少なくとも一部をそれぞれ形成し、又は当該パッケージにおける側周面の少なくとも一部をそれぞれ形成するようにしている請求項３記載の信号電子検出器。
【請求項６】
パッケージの外面に一方の電極のみを形成し、前記検出器本体の外面に接合した第２導電体に他方の電極の役割を担わせている請求項１又は２記載の信号電子検出器。
【請求項７】
Ｎ型又はＰ型いずれか一方の半導体上に他方の半導体を薄く形成してこれを前記検出面とするとともに、前記他方の半導体を複数に区成するように線状をなす電導部材を接触配置し、この電導部材を前記いずれかの電極に接続するようにしている請求項１、２、３、４、５又は６記載の信号電子検出器。
【請求項８】
前記検出面にＮ型及びＰ型半導体を交互にそれぞれ露出させ、前記一方の半導体の表面に空乏層が形成されるようにしている請求項１、２、３、４、５又は６記載の信号電子検出器。
【請求項９】
前記他方の半導体が線状をなし、前記検出面に略亘って網目状に配置されている請求項８記載の信号電子検出器。
【請求項１０】
検出器本体が、Ｐ型半導体とＮ型半導体とを真性半導体を介して接合したＰＩＮ構造をなすものであって、前記電子通過孔の内周面を、所定の電位に固定した金属被膜で覆っている請求項１、２、３、４、５、６、７、８又は９記載の信号電子検出器。
【請求項１１】
前記検出面を互いに独立した複数のセグメントに分割している請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９又は１０記載の信号電子検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電子、反射電子など一次電子に対応して放出された信号電子を検出して試料の顕微分析を行う電子顕微鏡等の電子線分析装置に好適に用いられる信号電子検出器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の電子線分析装置としては、電子顕微鏡（ＳＥＭ）や電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）、オージェ電子分析装置（ＡＥＳ）、反射型高エネルギー電子線回折装置（ＲＨＥＥＤ）、低エネルギー電子線回折装置（ＬＥＥＤ）などが知られている。これらは、電子銃から発生した電子線を数十V程度から数十kVの電圧で加速すると共に電磁レンズなどで細く絞って試料表面に照射し、このとき試料から含まれる元素に応じて発生した特性Ｘ線や反射電子、二次電子などを検出しデータ処理を施すことによって、試料に含まれる元素の種類や含まれる濃度、化合形態や結晶状態などさまざまな分析を行えるようにしたものである。
【０００３】
このうち試料から放出される電子にはエネルギの低い二次電子と、入射電子が試料内部でエネルギを失う前に再び真空中に飛び出したエネルギの高い反射電子がある。
【０００４】
一般にＳＥＭで形態観察を行う際には二次電子を検出して画像（二次電子像）を作成する。但し、この二次電子像では、試料表面のなだらかな凹凸を捉えにくく、凹凸の大きな試料表面には、反射電子を検出し画像を作成することが行われている。また、この反射電子は試料の組成に依存した信号でもあるので、二次電子とは異なり、組成に依存した画像を得ることができる。
【０００５】
一方、これら二次電子や反射電子を検出するための検出器として、従来は、特許文献１の段落００１９等に示されているように、MCP(Micro Channel Plate)やシンチレータが主に用いられている。
【０００６】
前記MCPやシンチレータは比較的大型のものであるが、従来のこの種の電子顕微鏡等は、それ自身が大型のものであり、また試料を収容するための専用のチャンバーに取り付けられるようにしてあるため、前記MCPやシンチレータを配置するための十分なスペースの確保が容易である。
【特許文献１】特開２００２−３１０９５９公報
【特許文献２】特開２００２−９３８７３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、他の分析装置や半導体製造プロセス装置等の既存の装置に後付で前記電子顕微鏡等の電子線分析装置を組み込むといった用途を考えると、電子線分析装置そのものを小型化して汎用的に取り付けられるようにしておくことが好ましい。
【０００８】
しかしながら、従来のものは、前述したように、二次電子や反射電子等の信号電子検出器として構造上小型化に限界のあるMCPやシンチレータを用いており、しかも前記特許文献１、２に示されているように、この種の信号電子検出器は試料の側方あるいは斜め側方に配置する必要があることから、これらの点が電子顕微鏡等を小型化しようとした際のボトルネックとなる。
【０００９】
そこで本発明は、飛躍的な小型化が可能な信号電子検出器を提供することにより、電子顕微鏡等の電子線分析装置全体の小型化に寄与し、ひいてはその設置自由度や利用自由度を向上させることをその主たる所期課題としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわち本発明に係る信号電子検出器は、中央に貫通させた電子線通過孔を通過した電子線が試料に照射された際に放出される信号電子を検出するものであって、試料側を向く一端面に信号電子の検出面が形成されるようにＰＮ接合又はＰＩＮ接合構造を有した半導体基板からなる検出器本体と、前記検出器本体に一体的に取り付けたパッケージとを備えてなり、そのパッケージを少なくとも前記検出器本体の側周面の外側に配置するとともに、前記パッケージの外面の一部又は全部を信号を取り出すための電極で形成したことを特徴とする。
【００１１】
また、電極の好ましい態様としては、前記パッケージの外面の一部又は全部を互いに絶縁された２つの正負電極で形成し、それら電極を前記検出器本体を形成するＰ型及びＮ型半導体にそれぞれ接続するようにしているものを挙げることができる。
【００１２】
ハンドリングを考慮した場合、パッケージが前記検出器本体の側周面及び反検出面側の端面を略覆うように構成しておくことが好ましく、外部への検出信号の取り出しに対する利便性を考慮した場合、一方の電極の少なくとも一部が当該パッケージにおける反検出面側の端面の少なくとも一部を形成し、他方の電極の少なくとも一部が当該パッケージにおける側周面の少なくとも一部を形成するようにしているものが好ましい。
【００１３】
もちろん、各電極がパッケージにおける同じ面にそれぞれ形成してあってもよい。すなわち各電極の少なくとも一部が、当該パッケージにおける反検出面側の端面の少なくとも一部をそれぞれ形成し、又は当該パッケージにおける側周面の少なくとも一部をそれぞれ形成するようにしても構わない。
【００１４】
その他に、パッケージの外面に一方の電極のみを形成し、前記検出器本体の外面に接合した第２導電体に他方の電極の役割を担わせるようにしてもよい。
【００１５】
小型化を図りつつも検出精度を維持するには、効率的に信号電子を電流信号に変換することが必要である。そのためには、Ｎ型又はＰ型いずれか一方の半導体上に他方の半導体を薄く形成してこれを前記検出面とするとともに、前記他方の半導体を複数に区成するように線状をなす電導部材を接触配置し、この電導部材を前記いずれかの電極に接続するようにしているものが望ましい。この検出器では、Ｎ型及びＰ型半導体の境界部分にできる空乏層に信号電子が入射し、その信号電子が電子・正孔対を生成し、その電子及び正孔がそれぞれ各電極に到達し前記電流信号として取り出されるが、前記他方の半導体の厚みが薄いため、これを通過して前記空乏層に効率よく信号電子が入射するとともに、電導部材が検出面上に網目状に配置されることから電流信号も大きな抵抗無く電導部材に到達できるからである。特に前記電導部材が細い線状をなし、検出面に略亘って配置されているものであれば、検出面の面積を大きく阻害することなく、効率的に電流信号を取り出せる。
【００１６】
その他の実施態様としては、前記検出面にＮ型及びＰ型半導体を交互にそれぞれ露出させ、例えば当該検出面において一方の半導体を他方の半導体が複数に区成するように構成したものが挙げられる。このようなものであれば、各半導体の境界部分に形成される空乏層が検出面に露出することから、より効率よく信号電子を捕獲できる。
【００１７】
その効果をより顕著にするには、前記他方の半導体が線状をなし、前記検出面に略亘って網目状に配置されているものが好ましい。
【００１８】
応答速度を向上させるためには、検出器本体をＰＩＮ構造にすることが好ましい。ところがこのように構成した場合、なんら処置を施さなければ、Ｉ層に生じる傾斜電界の影響で、電子線通過孔にも電界が生じ、ここを通過する照射電子線の軌道に悪影響を及ぼす。これを無理なく防止するには、前記電子通過孔の内周面を、所定の電位に固定した金属被膜で覆うようにすればよい。
【００１９】
信号電子から得られた試料に係る情報をより多面的に分析できるようにするには、前記検出面を互いに独立した複数のセグメントに分割し、各セグメントから電流信号を得られるようにしておくことが望ましい。例えば信号電子が反射電子である場合、このような構成にすることにより、試料表面の組成だけでなく、凹凸情報等をも得ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
したがって、本発明によれば、検出器本体が半導体からなりフォトリソグラフィ等の方法によって形成可能であるため、大幅な小型化が可能である。
【００２１】
また、このように小型化するとハンドリング等に難を生じがちであるが、検出器本体側周面の外側にパッケージが一体的に取り付けられているため、ハンドリングが極めて容易となる。さらに、パッケージの外面そのものが電極となるため、ワイヤ配線を極力減らせるなど、小型であるにも拘わらず作業簡単化や外部への検出信号の取り出しの自由度を向上させることができる。
【００２２】
もちろん、中央に電子線通過孔を貫通させていることから、照射電子線の軸上にこの信号電子検出器を配設することができるため、電子顕微鏡等の電子分析装置全体としてみた場合に照射電子線の軸に対するラジアル方向の小型化を図ることができる。
【００２３】
このように信号電子検出器の小型化やハンドリング等の容易化が図れるため、ひいては電子顕微鏡全体の小型化に寄与でき、その設置自由度や利用自由度を大きく向上させることができるようになる。
【００２４】
具体的なパッケージの実施態様としては、前記パッケージが、絶縁体で形成したパッケージ本体と、その外側に設けた前記電極とを備えたものを挙げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
＜第１実施形態＞
以下に本発明の第１実施形態について図面を参照して説明する。
【００２６】
本実施形態にかかる信号電子検出器１は、電子顕微鏡（ＳＥＭ）や電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）の構成要素として用いられるものであって、図３に示すように、電子銃（図示しない）から射出された電子線ＥＢが試料Ｗに照射された際に放出される信号電子である二次電子ＳＥを、その量に応じた電流に変換し測定可能に出力するものである。
【００２７】
具体的にこのものは、図１、図２に示すように、中央に貫通させた電子線通過孔２を有するもので、直径が３０００〜１００００μｍ、厚みが２００〜５００μｍの円盤状をなし、一端面に二次電子ＳＥの検出面３ａを形成した検出器本体３と、前記検出器本体３に対しその側周面及び反検出面側の端面を略覆う位置に一体的に取り付けたパッケージ４とを備えている。
【００２８】
各部を詳述すると、電子線通過孔２は、この孔２を通過する照射電子線ＥＢ（図３に示す）の出口側と入口側とで形状が異なり、出口側のおおよそ半分が一定の直径（約１００μｍ）を有し、入口側のおおよそ半分が、入口に向かうにつれ断面積の大きくなる四角錐状をなすような形状を有する。
【００２９】
検出器本体３は、中央に電子線通過孔２を形成した円盤状乃至薄い円柱状をなすもので、Ｎ型半導体で形成したＮ層３１と、その一端面をほぼ覆うように形成したＰ型半導体で形成した薄いＰ層３２とを備えたＰＮ接合構造をなすものである。かかる検出器本体３は例えばフォトリソグラフィを利用して形成している。ここで「薄い」とは１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下程度の厚みのことをいう。またこのＰ層３２の不純物濃度は１０１８／ｃｍ３以上１０２０／ｃｍ３以下程度にしてあり、そのシート抵抗は１ｋΩ／ｓｑ以上１０ｋΩ／ｓｑ以下程度である。
【００３０】
前記Ｎ層３１の他端面には、図示しない金属層（Ａｕ層）が成膜してあって、後述するパッケージ４にこの金属層が密着するようにしている。
【００３１】
一方、前記Ｐ層３２の表面には、これを複数に区成するようにある程度の幅を有した細い線状の金属製電導部材５（例えばシート抵抗０．０２Ω／ｓｑ以上０．０５Ω／ｓｑ以下程度）を網目状に接触配置し、前記Ｐ層３２の露出する表面を二次電子ＳＥの検出面３ａとしている。図中符号Ｘ１は、Ｎ層３１の一端面が露出しないようにこれを覆う絶縁層である。
【００３２】
なお、本実施形態における前記電導部材５は、図２に示すようにＰ層３２の表面外周部と内周部とをそれぞれ周回するように覆うリング部５１と、これらリング部５１間に跨るように放射状にかつ間欠的に設けた放射部５２とからなるものとしているが、この態様に限られたものではない。
【００３３】
パッケージ４は、パッケージ本体４１と、そのパッケージ本体４１の表面の一部に密着させて設けた薄膜状の金属製（例えばＡｕやＡｌ）電極４２とを備えている。パッケージ本体４１は、円形状の底板４１１とこの底板４１１の周縁部から起立する側周板４１２とからなる一端面を開口させたカップ状のもので、セラミックや樹脂等の絶縁体で形成してある。電極４２は、互いに離間させることにより絶縁した正負の２つからなり、一方の電極４２（ａ）は、前記パッケージ本体４１における一端面（側周板４１２の開口側先端面）の略全部、側周面の略全部、及び他端面の外周縁部を覆うように連続させて設けてある。また他方の電極４２（ｂ）は、前記パッケージ本体４１における他端面の内周縁部、底板４１１に設けた電子線通過孔２の内周面、及び前記底板４１１の上面を覆うように電気的に連続させて設けてある。
【００３４】
そして、このパッケージ４の開口から検出器本体３をその検出面３ａが前記開口側を向くように挿入して、前記Ｎ層３１の他端面を被覆する金属層（Ａｕ層）を前記他方の電極４２（ｂ）に密着接合させる一方、前記電導部材５を前記一方の電極４２（ａ）にＡｕワイヤＴを介して接続している。
【００３５】
このように構成した信号電子検出器１は、図３に示すように、試料Ｗに検出面３ａを一定距離離間させて対向させるとともに、その軸を電子銃から射出される電子線ＥＢの中心軸線に一致させて配設する。このとき同図に示すように、検出面３ａの電位を試料Ｗの電位に比べて高く設定するとともに、電極には逆バイアス電圧を印加しておく。
【００３６】
しかして、前記電子線通過孔２を通過した電子線ＥＢが試料Ｗに照射されると、二次電子ＳＥや反射電子が放出されるが、このうち二次電子ＳＥが検出面３ａに、試料Ｗとの間の電位差で引き寄せられ入射する。なお、前記反射電子は大きなエネルギを有するため、前記電位差の影響をほとんど受けず、発散しながら直進する。したがって本実施形態では、検出面３ａと試料Ｗとの離間距離を一定以上にして、試料Ｗから見込まれる前記検出面３ａの立体角を小さなものとし、反射電子が前記検出面３ａにほとんど入射しないように構成している。
【００３７】
このようにして検出面３ａに入射した二次電子ＳＥのエネルギーによって、ＰＮ接合の境界の空乏層に電子・正孔対が形成されると、その空乏層での電界により電子、正孔はそれぞれ両側のＰ層３２、Ｎ層３１に分離し、再結合による損失なく電極４２（ａ）、４２（ｂ）から信号電流として取り出される。
【００３８】
なおこのように取り出した信号電流は、図示しないが周知のごとく、その値と電子線ＥＢの試料Ｗへの照射位置とを関係付けることにより試料Ｗの表面形状として映像化される。
【００３９】
したがって本実施形態に係る信号電子検出器１は、検出器本体３に半導体を用い、フォトリソグラフィで形成しているため、大幅な小型化が可能である。また、その側周面及び反検出面側の端面を略覆うように、パッケージ４を検出器本体３に一体的に取り付けているため、ハンドリングが極めて容易となり、さらに、パッケージ４の外面そのものが電極となるため、ワイヤ配線を極力減らせるなど作業簡単化や外部への検出信号の取り出しの自由度を向上させることができる。
【００４０】
もちろん、中央に電子線通過孔２を貫通させていることから、照射電子線ＥＢの軸上にこの信号電子検出器１を配設することができるため、電子顕微鏡全体としてみた場合に照射電子線ＥＢの軸に対するラジアル方向の小型化を図ることができる。
【００４１】
また、Ｐ層３２を極力薄くして、前記空乏層に電子・正孔対が効率的に生成されるようにしていることに加え、Ｐ層３２上を複数に区成するように線状に電導部材５を接触配置して、この電導部材５が、電流を集めやすくなおかつ二次電子ＳＥの検出面３ａへの進入を可及的に阻害しないように構成しているため、小型でありながらも、効率的に二次電子ＳＥを電流信号に変換して検出精度を維持することができる。
【００４２】
なお、この第１実施形態に係る信号電子検出器を、二次電子の検出のみならず、その他の信号電子を検出する目的に用いることも可能である。例えば反射電子を検出する場合には、検出面３ａと試料Ｗとを同電位とすればよい。
【００４３】
＜第２実施形態＞
次に第２実施形態について、図面を参照して説明する。なお、この実施形態において、前記第１実施形態に対応する部材については同様の符号を付すこととする。
【００４４】
この実施形態では、検出器本体３のＰ層３２及び電導部材５の態様が前記第１実施形態と異なる。
【００４５】
すなわち、図４、図５、図６に示すように、Ｐ層３２が、Ｎ層３１の表層部を複数に区成するように線状に形成してあり、そのＰ層３２の上面（試料Ｗ側の面）に、若干これより小さい面積で金属製電導部材５を配置してある。この実施形態では、Ｐ層３２を、同心円状に複数配置したリング部と、これらリング部間に跨るように放射状にかつ間欠的に設けた放射部とからなるものとしているが、この配置に限られたものではない。なお、この場合のＰ層３２は、０．５μｍ以上３μｍ以下程度の厚さが好ましく、不純物濃度は１０１８／ｃｍ３以上１０２０／ｃｍ３以下程度である。
【００４６】
このようなものであれば、Ｐ層３２が若干表面に露出する他、Ｎ層３１がＰ層３２間で表面に露出することとなってこれらが検出面３ａとなる。そして特に露出したＮ層３１の部分は、図５に示すように、電極４２に電圧を印加することでが空乏層ＤＲ（ハッチで示す）となり、その空乏層ＤＲに直接的に二次電子ＳＥが到達することとなるため、その空乏層ＤＲに発生している電界によって電子・正孔対が再結合することなく分離し、極めて効率よく信号電流を取り出せることとなる。例えば不純物濃度１０１３／ｃｍ３の基板で１Ｖのバイアスをかければ空乏層は６〜８μｍ広がる。
【００４７】
なお、この第２実施形態に係る信号電子検出器を、第１実施形態同様、二次電子の検出のみならず、その他の信号電子を検出する目的に用いることも可能であるが、本実施形態に係るものであれば前述したように効率よく信号電流を取り出せることから、特に二次電子のようにエネルギの低い信号電子に適用してその効果が顕著なものとなる。
【００４８】
＜第３実施形態＞
次に第３実施形態について、図面を参照して説明する。なお、この実施形態において、前記第１、第２実施形態に対応する部材については同様の符号を付すこととする。
【００４９】
この実施形態では、図７に示すように、Ｎ層３１上にある程度の厚みを有した真性半導体であるＩ層（Ｎ−層）３３を形成し、さらにそのＩ層３３上に薄くＰ層３２を形成して、検出器本体３をＰＩＮ構造にしている。
【００５０】
またパッケージ４を、検出器本体３の側周面における検出面３ａ側の略半部を覆うものとし、前記第１、第２実施形態のように検出器本体３の反検出面側の端面は覆わないようにしている。このパッケージ４において、パッケージ本体４１は酸化膜（ＳｉＯ2）で形成してあり、その外側にＰ層３２にのみ接続された負電極４２を設けている。その一方で、検出器本体３の反検出面側の端面をＡｕ膜等の第２導電体６で覆ってこれを正電極としている。
【００５１】
一方、電子線通過孔２の内周面にも、前記第２導電体６に連続するように金属被膜であるＡｕ膜７を成膜している。なお、符号Ｘ２は、前記Ａｕ膜７によって各層３１、３２、３３が電気的に接続されることを防止する絶縁膜である。
【００５２】
しかしてこのようなものであれば、Ｉ層３３による電極間容量減少効果で、応答速度を向上させることができる。一方、Ｉ層３３に生じる傾斜電界の電子線通過孔２への影響は、電子線通過孔２の内周面を覆うＡｕ膜７で防止されるため、ここを通過する照射電子線ＥＢの軌道が狂うことはない。
【００５３】
もちろん、この第３実施形態に係る信号電子検出器を、第１、第２実施形態同様、二次電子の検出のみならず、反射電子等その他の信号電子を検出する目的に用いることも可能である。
【００５４】
なお、本発明は、前記各実施形態に限られるものではない。
【００５５】
例えば、図８に示すように、拡散する二次電子ＳＥをより効率的に検出面３ａに導くための信号電子収集体８をさらに備えるようにしてもよい。この信号電子収集体８は、検出面３ａから試料Ｗ側に所定距離離間させて配置した信号電子収集板８１を備えている。この信号電子収集板８１は、同図に示すように、検出面３ａに臨む部位に１又は複数の貫通孔８１ａを設けたもので、試料Ｗよりも高い電位に保持してあり、検出面３ａは前記信号電子収集板８１よりもさらに高い電位に保持してある。そして、拡散する二次電子ＳＥは、この信号電子収集板８１と試料Ｗとの間の電位差で、当該信号電子収集板８１に向かって付勢され、その後、さらに高電位にある検出面３ａに前記貫通孔８１ａを通過して導かれるように構成している。
かかる構成の信号電子収集体８は、もちろん反射電子等他の信号電子を検出する場合にも用いることができるし、図４や図６、あるいは後述する図９に示すような検出器本体３及びパッケージ４等、他の構成のものに用いることもできる。
【００５６】
また、例えば、パッケージの外側にさらに１又は複数のパッケージを設けるようにしても構わない。その一例を図９に示す。この図示例では、第３実施形態におけるパッケージ４の外側に、さらに第２のパッケージ４Ａを設けた構成にしている。なお、この第２のパッケージ４Ａは、第１実施形態のパッケージと同様のものであり、セラミックで形成したパッケージ本体４１Ａとその外側の一部を覆う電極４２Ａとからなるものであるが、これに限られないのは言うまでもない。
【００５７】
さらに、電導部材は金属線に限られず、不純物濃度がより高く電気抵抗の小さい高濃度不純物半導体（例えばＰ＋＋）を用いるようにしてもよい。この場合の高濃度とは、不純物が１ｘ１０１９／ｃｍ３以上３ｘ１０２０／ｃｍ３程度のものをいい、なかでも１ｘ１０２０／ｃｍ３程度のものがより好ましい。
例えば、前記第１実施形態に対応した一例としては、図１０に示すように、この高濃度不純物半導体５を、前記Ｐ層３２と連続して、かつより深く形成したものを挙げることができる。
また、前記第２実施形態に対応した一例としては、図１１に示すように、Ｎ層３１の表層部を複数に区成するように、この高濃度不純物半導体５を線状に形成したものが挙げられる。この場合、この高濃度不純物半導体５が、前記Ｐ層３２である低濃度不純物半導体層としての役割をも果たすため、同図に示すように、低濃度不純物半導体層（Ｐ層３２）を設けなくともよい。
【００５８】
加えて、前記信号電子から得られた試料に係る情報をより多面的に分析できるようにするには、前記検出面を互いに独立した複数のセグメントに分割し、各セグメントから電流信号を得られるようにしておくことが望ましい。
【００５９】
具体的には、例えば図１２に示すように、一方の半導体（例えばＮ層３１）上に、他方の半導体（例えばＰ層３２）を複数、互いに離間させて配置し、それらをセグメントとしている。なお、各Ｐ層３２上には、前記実施形態同様、線状をなす電導部材５を配設して電極４２とワイヤＴにより接続している。
【００６０】
このようなものであれば、各セグメントからの電流信号の強度の違いにより、さらに詳細な試料の情報を得ることができる。例えば信号電子が反射電子である場合、このような構成にすることにより、試料表面の組成だけでなく、凹凸情報等をも得ることができる。
【００６１】
さらには、例えばＰＮ接合構造を有する検出器本体に大きな逆バイアスをかけたアバランシェ構造としてもよい。
その他、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１実施形態における信号電子検出器の内部構造を示す概略縦断面図。
【図２】同実施形態における信号電子検出器の平面図。
【図３】同実施形態における信号電子検出器の動作状態を示す動作状態図。
【図４】本発明の第２実施形態における信号電子検出器の内部構造を示す概略縦端面図。
【図５】同実施形態における信号電子検出器の平面図。
【図６】図５の部分拡大図。
【図７】本発明の第３実施形態における信号電子検出器の内部構造を示す概略縦端面図。
【図８】本発明のさらに他の実施形態における信号電子検出器の内部構造を示す概略縦端面図。
【図９】本発明のさらに他の実施形態における信号電子検出器の内部構造を示す概略縦端面図。
【図１０】本発明のさらに他の実施形態における信号電子検出器の内部構造を示す概略縦端面図。
【図１１】本発明のさらに他の実施形態における信号電子検出器の内部構造を示す概略縦端面図。
【図１２】本発明のさらに他の実施形態における信号電子検出器の内部構造を示す概略縦端面図。
【符号の説明】
【００６３】
１…信号電子検出器
２…電子線通過孔
３…検出器本体
３１…Ｎ型半導体（Ｎ層）
３２…Ｐ型半導体（Ｐ層）
３３…真性半導体（Ｉ層）
３ａ…検出面
４…パッケージ
４１…パッケージ本体
４２…電極
５…電導部材
６…第２導電体
７…金属被膜（Ａｕ膜）
ＥＢ…電子線
Ｗ…試料
ＳＥ…信号電子（二次電子）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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