，这是因为其允许在光电阴极与光电二极管之间的小间隙，因此随着电子花费更少时间穿越所述间隙而加速PMT的响应时间。此外，在光电阴极与光电二极管400之间的低电压差最小化可由高能量电子导致的对纯硼层406及ρ掺杂型半导体层404的溅射及损害。
[0044]纯硼层406的质量对于光电二极管的最佳性能至关重要。在纯硼层的沉积之前应从P掺杂型半导体层404的表面清除污染物及原生氧化物。可在萨鲁比(Sarubbi)等人的“用于受控纳米深度Ρ+_η结形成的a-硼层在娃上的化学气相沉积Chemical vapordeposit1n of a—boron layers on silicon for controlled nanometer-deep p+_njunct1n format1n”(《电子材料杂志(J.Electron.Material))))第 39 卷第 162-173页，2010年)中找到关于硼沉积的更多细节。在优选实施例中，光电二极管400经反向偏置(即，阳极相对于阴极稍微为负)操作以便具有快速响应及低暗电流。
[0045]图5说明示范性电子轰击图像传感器系统501。在此实施例中，整个组合件可包含于密封管505(例如，实质上类似于标准图像增强器及电子轰击CCD(EBCCD)装置的密封管)中。管505的顶面507可包含在所关注的波长下是透明的窗。对于UV敏感性电子轰击图像传感器，此窗优选地包括高纯度等级的石英、熔融硅石或氧化铝(蓝宝石)。在一些优选实施例中，窗的外侧表面涂布有UV抗反射涂层。此涂层可包括具有低折射率材料(例如MgF2)的单层或可包括多层涂层。
[0046]光电阴极504涂布于窗的内部表面上或放置成紧邻所述内部表面。光电阴极材料可实质上类似于在技术中已知用于光倍增器、图像增强器或现有技术的EBCCD检测器中的任何光电阴极材料。在优选实施例中，光电阴极504可包括一或多个碱金属(例如铯)及/或可包括半导体(例如GaN、GaAs或娃)。光电阴极504可相对于固态图像传感器502保持在负电压503下，固态图像传感器502定位于密封管505的底面附近。在一些实施例中，负电压503可为约500伏特；在其它实施例中，其可为几百伏特或约1000伏特。在优选实施例中，负电压503在100伏特与1500伏特之间。
[0047]固态图像传感器502可为薄化CXD或CMOS图像传感器，其经定向以使电子首先撞击其背侧表面。固态图像传感器502的背侧包含直接沉积于图像阵列的外延生长层上的硼层。在一些实施例中，导电材料(例如耐火金属)的薄(几纳米)层经沉积于硼层上，以防止传感器表面的充电。与非耐火金属相比，耐火金属(例如，钛、钨、钽、铑、钌、钒或铬)具有优势，这是因为耐火金属的硬度使其抵抗电子的溅射，且其在室温下相对抗氧化。在一些实施例中，固态图像传感器502为延时积分(TDI)CXD。在一些实施例中，固态图像传感器502包括电子敏感元件的线性阵列。在其它实施例中，固态图像传感器502包括电子敏感元件的二维阵列。在一些优选实施例中，固态图像传感器502保持接近于接地电势(所展示)。
[0048]当光510入射于电子轰击图像传感器系统501上时，从光电阴极504发射一或多个光电子520。在实质上所有方向上发射这些光电子，但其通过光电阴极504与固态图像传感器502之间的电势差而朝向固态图像传感器502加速。在优选实施例中，光电阴极504与固态图像传感器502之间的间隙小于I毫米。在一些实施例中，间隙为约500微米。
[0049]并入具有在本文中描述的结构中的一者及/或根据在本文中描述的任何方法制造的固态图像传感器502使得电子轰击图像传感器系统501能够凭借在光电阴极504与固态图像传感器502之间的低电势差操作，且仍具有高增益，因为与穿透二氧化硅层相比，电子更容易能够穿透(图像传感器502的)硼层。由于硼掺杂型硅、硅化硼及硼均至少部分导电，因此最小化或避免在电子轰击下的表面的充电。可通过在硼层的顶部上的导电层或金属层进一步降低对充电的敏感性，如在本文中所描述。
[0050]在现有技术的EBCXD传感器中，在光电阴极与图像传感器之间的间隙通常为1-2毫米。归因于电子从光电阴极出现时的能量，当电子从光电阴极行进到图像传感器时，此大间隙允许电子的显著横向运动。由于光电阴极与图像传感器之间的大电势差(通常约2000伏特或更大)，1-2毫米或更大的间隙是必要的。降低光电阴极与图像传感器之间的电势差允许使用更小间隙。此外，电子的更低能量意味着在固态图像传感器内所产生电子的更少扩展。
[0051]到达图像传感器502的电子的低能量意味着从图像传感器502的表面烧蚀原子的概率低到零。此外，到达固态图像传感器502的电子的能量不足以从硅产生X射线，由此避免在图像传感器502的附近像素中产生伪信号。
[0052]与高能量电子相比，低能量电子与在密封管505中建立的真空中的残余气体原子的碰撞将产生更少离子。此外，归因于光电阴极504与图像传感器502之间的低电势差，当所述离子撞击光电阴极时，所述离子将具有更少动能且将烧蚀更少光电阴极材料。
[0053]可在2013年3月10日申请且在2013年10月10日公开的标题为“带有硼层的背照式传感器(Back-1lluminated sensor with boron layer) ”的美国公开申请案2013/0264481中找到图像传感器系统501的更多细节。可在2012年12月10日申请且在2013年6月13日公开的标题为“电子轰击电荷耦合装置及使用EBC⑶检测器的检验系统(Electron-bombarded charge-coupled device and inspect1n systems using EBCCDdetectors) ”的美国公开申请案2013/0148112中找到可并入到图像传感器系统501中的电子轰击图像传感器的额外细节。这些申请案皆以引用的方式并入本文中。
[0054]图6说明适用于图像传感器系统501 (图5)中的示范性后薄化图像传感器600的横截面。在一个实施例中，外延生长(epi)层602形成于衬底601的前侧上。在一个实施例中，衬底601为ρ+(即，高ρ掺杂型)衬底，且外延生长层602为p-(即，具有低浓度的ρ掺杂剂的层)外延生长层。一或多个栅极电介质层(例如，栅极氧化层603及氮化硅(Si3N4)栅极层604)可形成于外延生长层602上。应注意，取决于图像传感器技术的类型，栅极电介质层中的每一者可包括一个、两个或三个层。前侧电路元件605可形成于栅极层604上。形成前侧电路元件605可包含植入或掺杂外延生长层602的前侧的部分且可涉及图案化栅极层603及604。前侧金属(即，互连件)607可形成于前侧电路元件605上。
[0055]如在图6中所展示，从衬底601的后侧表面(至少在某些区域中)薄化衬底601，以使电子可直接撞击在外延生长层602上。在一个实施例中，纯硼层606 (例如，厚约2纳米与约20纳米之间)形成于薄化衬底601上及外延生长层602的暴露部分上。在一些实施例中，覆盖层608可形成于纯硼层606上。覆盖层308可包含薄导电膜，此层为厚度在约I纳米与约20纳米之间的金属或半金属。
[0056]可在2013年3月10日申请的标题为“带有硼层的背照式传感器(Back-1lluminated sensor with boron layer) ”的美国专利申请案 13/792，166 中找到图像传感器600的更多细节及替代实施例以及制造图像传感器600的方法。
[0057]图7A及7B说明适合于使用本文中描述的PMT或图像传感器的具有多个收集系统的示范性暗场检验系统。
[0058]图7A说明示范性表面检验设备700，其包含照明系统701及收集系统710以用于检验样品表面711的区域。如在图7A中所展示，激光系统720引导光束702穿过透镜703。透镜703经定向使得其主要平面实质上平行于表面711且因此照明线705在透镜703的焦点平面中形成于表面711上。另外，以相对于表面711的非正交入射角度引导光束702及聚焦光束704。特定来说，可以与相对于表面711的法线方向成约I度与约85度之间的角度引导光束702及聚焦光束704。以此方式，照明线705实质上处于聚焦光束704的入射平面中。
[0059]收集系统710包含用于收集从照明线705散射的光的透镜712及用于将从透镜712射出的光聚焦到装置714上的透镜713。装置714可包含光敏感检测器的阵列(例如，PMT的阵列)或电子轰击图像传感器。在优选实施例中，PMT或电子轰击图像传感器包括硼涂布检测器(例如，硼涂布光电二极管)或硼涂布图像传感器，如在本文中所描述。在优选实施例中，PMT或图像传感器可进一步包括GaN或硅光电阴极，如在本文中所描述。在装置714内的检测器的线性阵列可经定向以平行于照明线715。在一个实施例中，可包含多个收集系统，其中收集系统中的每一者包