[发明专利]制造带电粒子检测器的方法

说明书

本发明涉及一种制造带电粒子检测器的方法，其包括以下步骤：提供诸如有源像素传感器（APS）之类的传感器设备。所述传感器设备至少包括衬底层和敏感层。该方法进一步包括以下步骤：提供机械支撑层并且将所述机械支撑层连接到所述传感器设备。在连接之后，敏感层位于所述衬底层与所述机械支撑层之间。通过连接机械支撑层，有可能减薄所述衬底层以用于形成所述带电粒子检测器。机械支撑层形成制造的检测器的一部分。该检测器可以被用于带电粒子显微镜，诸如用于进行直接电子检测的透射电子显微镜。

技术领域

本发明涉及制造带电粒子检测器的方法，其中，所述带电粒子检测器包括具有衬底层和敏感层的传感器设备。

背景技术

带电粒子显微术是一种用于对微观对象成像（特别是以电子显微术的形式）的公知且越来越重要的技术。在历史上，电子显微镜的基本属经历了到数个公知装置种类（诸如透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）以及扫描透射电子显微镜（STEM））、以及还到各种子种类中的变革，该子种类诸如是所谓的“双束”装置（例如，FIB-SEM），其附加地采用“机械加工的”聚焦离子束（FIB），从而例如允许诸如离子束铣削或离子束诱变沉积（IBID）之类的支持性活动。技术人员将熟悉带电粒子显微镜的不同种类。

在SEM中，通过扫描电子束对样本的辐照促成了来自样本的“辅助”辐射的散发，以二次电子、背向散射电子、X射线和阴极发光（红外、可见和/或紫外光子）的形式；可以检测到该散发辐射的一种或多种成分，并且将其用于样本分析。

在TEM中，电子的射束透射通过样品，以根据射束透射通过样品时电子与样本的相互作用来形成图像。然后将图像放大并聚焦到成像设备（诸如荧光屏、照相胶片层）或传感器（诸如附接到电荷耦合设备（CCD）的闪烁器）上。闪烁器将显微镜中的一次电子转换为光子，使得CCD能够检测到它。

TEM的最新发展包括使用直接电子检测器。这些直接电子检测器能够在不使用闪烁器的情况下直接检测显微镜中的成像电子。直接电子检测器基于传感器技术，在这种技术中，电子直接撞击在轻掺杂的硅外延层上，该轻掺杂的硅外延层被支撑在更高掺杂的硅衬底上。钝化层位于外延层的顶部，并且包括重掺杂的阱以及用于读出的电子器件和互连。在具有这种直接电子检测器的情况下，已经可以获得改善的分辨率、信噪比（SNR）和灵敏度（McMullan，Faruqi和Henderson，2016年）。这种有利的SNR比、与高速CMOS电子器件相结合，使得能够对个体一次电子进行计数。

发明内容

一个目的是提供一种改善的带电粒子检测器，特别是改善的直接电子检测器，以及用于制造这样的检测器的方法。

为了这个目的，提供了一种制造如权利要求1所限定的带电粒子检测器的方法。本文中限定的方法包括：提供诸如有源像素传感器（APS）之类的传感器设备的步骤，其中，所述传感器设备包括衬底层和敏感层。具有敏感层的传感器设备能够检测传入的带电粒子，并且特别是被布置成用于检测传入的电子。例如，衬底层可以是高掺杂的硅衬底。敏感层可以包括外延层。诸如APS之类的传感器设备也可以在所述敏感层的顶部上包括钝化层。在那种情况下，敏感层可以被夹在所述钝化层与所述衬底层之间。钝化层可以包括重掺杂的阱以及用于读出的电子器件和互连。

根据本文中限定的方法，该方法包括以下步骤：提供机械支撑层，并且以下面这样的方式将所述机械支撑层连接到所述传感器设备，该方式为敏感层位于所述衬底层与所述机械支撑层之间。可以以下面这样的方式提供机械支撑层，该方式为敏感层直接与所述机械支撑层相邻。在诸如APS之类的传感器设备包括钝化层的其他实施例中，钝化层位于敏感层与机械支撑层之间。

根据本文中限定的方法，该方法包括随后的步骤，该步骤为使所述衬底层减薄以用于形成所述带电粒子检测器。