[发明专利]用于电子衍射图样分析的改进相机

权利要求书

1.用于检测菊池衍射图的装置，该装置包括：

电子柱，其适于在使用中提供指向样品的电子束，所述电子束具有在2keV至50keV范围内的能量，以及；

成像探测器，其用于接收和计数由于所述电子束与所述样品的相互作用而来自所述样品的电子，所述探测器包括像素阵列并且对于每个像素具有每秒至少2,000个电子的计数率能力，其中：

所述成像探测器适于提供接收电子的电子能量滤波，以便对代表所述衍射图样的接收电子进行计数，以及

粒子探测器，其在所述电子朝向所述探测器的有源区进入的表面上具有惰性层，其中所述惰性层分散20keV入射电子的检测能量，所述20keV入射电子具有小于3.2keV的半峰全宽的能散。

2.根据权利要求1所述的装置，其中各个像素处的电子放大器引入半峰全宽小于2keV且优选小于1keV的电子噪声能量当量。

3.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述粒子探测器包括电路，所述电路用于检测和校正像素之间会发生的单个入射粒子的电荷共享。

4.根据权利要求3所述的装置，其中所述电路实现如下：

将在给定像素中收集到的电子信号与在相邻像素中收集到的电子信号求和；

对求和得到的电子信号进行电子能量滤波，以计数代表所述衍射图样的接收粒子；以及

将计数后的粒子分配给单个像素。

5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述粒子探测器输出在每个像素中捕获的信号的到达时间和幅度，并且计算机算法用于：

识别单个入射粒子在多个像素中产生一致电子信号的情况；

对由单个入射粒子产生的多个像素中收集的多个电子信号求和；

对求和得到的电子信号进行能量滤波，以计数代表所述衍射图样的接收粒子；以及

将计数后的粒子分配给单个像素。

6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中比值(有源层传感器厚度)/(像素与像素间距)小于5。

7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中在图样采集期间每个像素计数的电子数被读出为6比特或更小的数据单元。

8.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中相机传感器阵列具有可配置的像素放大器，其适于允许实现多个脉冲长度以适应不同的像素计数率和能量分辨率要求。

9.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述电子能量滤波适于区分具有更能代表所述衍射图样的能量的接收粒子和具有更能代表背景的能量的接收粒子。

10.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中入射电子束以相对于样本表面平面45°至90°范围内的角度入射。

11.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述惰性层分散的20keV入射电子的检测能量小于通过1500nm惰性硅传输引起的能散。

12.一种检测菊池衍射图的方法，该方法包括：

使用电子柱提供指向样品的电子束，所述电子束具有在2keV至50keV范围内的能量，以及；

使用成像探测器接收和计数由于所述电子束与所述样品的相互作用而来自所述样品的电子，所述探测器包括像素阵列并且对于每个像素具有每秒至少2,000个电子的计数率能力，

其中所述探测器适于提供接收电子的电子能量滤波，以便对代表所述衍射图样的接收电子进行计数，且其中，

粒子探测器在所述电子朝向所述探测器的有源区进入的表面上具有惰性层，其中所述惰性层分散20keV入射电子的检测能量，所述20keV入射电子具有小于3.2keV的半峰全宽的能散。

13.一种使用根据权利要求1至11中任一项所述的装置用于检测菊池衍射图的方法。