离子检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能够谋求到检测精度的提高以及结构的单纯化的离子检测装置。检测正离子的离子检测装置（1A）具备：设置有使正离子进入的离子进入口（3）的腔室（2）、被配置于腔室（2）内并且被施加负电位的转换倍增极（9）、被配置于腔室（2）内并具有与转换倍增极（9）相对并且入射从转换倍增极（9）释放出来的二次电子的电子入射面（30a）的雪崩光电二极管（30）；电子入射面（30a）在被接地的腔室（2）中相对于支撑雪崩光电二极管（30）的定位部（14）而言位于转换倍增极（9）一侧。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及检测正离子的离子检测装置、检测正离子以及负离子的离子检测装置。
技术介绍
作为现有的离子检测装置众所周知具备:由离子冲撞而释放出二次电子的转换倍增极(conversion dynode)、由转换倍增极释放出来的二次电子的入射而进行发光的闪烁器、检测由闪烁器发出的光的光检测器(例如，日本特开平10-188878号公报、日本特开昭63-276862号公报、日本特许第4639379号公报)。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利申请公开平10-188878号公报专利文献2:日本专利申请公开昭63-276862号公报专利文献3:日本专利第4639379号公报专利文献4:日本专利第4608572号公报
技术实现思路
然而，关于以上所述那样的离子检测装置除了要提高检测精度之外还要求结构的单纯化。特别是在由闪烁器(荧光体)进行的二次电子变换过程中所生成的余辉(afterglow)对于提高检测精度来说会成为一个大的技术问题。因此，本专利技术的目的在于提供一个能够谋求到检测精度提高以及结构单纯化的离子检测装置本专利技术一个观点的离子检测装置是一种检测正离子的离子检测装置，且具备:设置有使正离子进入的离子进入口的框体、被配置于框体内并且被施加负电位的转换倍增极(conversion dynode)、被配置于框体内并具有与转换倍增极相对并且入射从转换倍增极释放出来的二次电子的电子入射面的半导体电子检测元件；电子入射面在被接地的框体中相对于支撑半导体电子检测元件的部分位于转换倍增极一侧。在该离子检测装置中因为不使用闪烁器(荧光体)所以不会产生余辉。于是，在该离子检测装置中如果正离子通过离子进入口而进入到框体内，则该正离子朝着被施加负电位的转换倍增极行进并冲撞到转换倍增极。如果由该正离子的冲撞而从转换倍增极释放出二次电子，则该二次电子入射到半导体电子检测元件的电子入射面并被半导体电子检测元件检测。在此，电子入射面因为是相对于支撑半导体电子检测元件的部分而位于转换倍增极一侧，所以转换倍增 极与电子入射面之间的距离更加被缩短。因此，能够提高从转换倍增极释放出来的二次电子的会聚性。再有，因为二次电子的会聚性提高所以变得能够缩小用于接受二次电子的电子入射面面积，并且能够使半导体电子检测元件小型化。通过使半导体电子检测元件小型化，从而就能够提高半导体电子检测元件的响应特性并且能够谋求到低噪音化。因此，根据该离子检测装置，能够谋求到检测精度的提高。另外，本专利技术的离子检测装置进一步具备被配置于框体内并具有从转换倍增极行进到半导体电子检测元件的二次电子所通过的电子通过口的覆盖电极；半导体电子检测元件也可为雪崩光电二极管(avalanche photodiode)。在该离子检测装置中，如果正离子通过离子进入口行进到框体内，则该正离子朝着被施加负电位的转换倍增极行进并冲撞到转换倍增极。如果由该正离子的冲撞而从转换倍增极释放出二次电子，则该二次电子通过覆盖电极的电子通过口入射到雪崩光电二极管的电子入射面并被雪崩光电二极管检测。这样，因为通过使用雪崩光电二极管，从而变得不需要将二次电子变换成光的闪烁器和将该光导光到例如光电子倍增管的光导等，所以能够谋求到结构的单纯化。而且，雪崩光电二极管与例如光电子倍增管相比，因为相对来说倍增波动少且能够检测的离子数多，所以能够谋求到信噪比(以下称之为“SN比”)的提高以及动态范围(以下称之为“D范围”)的扩大。因此，根据该离子检测装置，能够谋求检测精度的提高以及结构的单纯化。 在此，电子入射面在从转换倍增极与电子入射面相对的方向进行观察的情况下可以包含电子通过口。根据该结构，二次电子冲撞到半导体电子检测元件中的电子入射面以外的部分从而半导体电子检测元件发生劣化的情况能够被抑制。还有，在进一步具备覆盖电极并且半导体电子检测元件为雪崩光电二极管的情况下，二次电子冲撞到雪崩光电二极管当中的电子入射面以外的部分从而半导体电子检测元件发生劣化的情况能够被抑制。另外，覆盖电极可以是容纳半导体电子检测元件的外壳(package)的一部分。根据该结构，能够将外壳的一部分作为覆盖电极来作有效利用，从而能够进一步谋求到结构的单纯化。另外，覆盖电极可以与被接地的框体电连接。根据该结构，能够谋求到框体以及覆盖电极的电气稳定化。另外，在离子进入口可以张设有被施加负电位的第I网状物。根据该结构，则能够抑制对离子进入口内形成正电场并且能够提高转换倍增极上的正离子的入射效率。此时，在离子进入口以相对于第I网状物位于外侧的形式张设有第2网状物，在第2网状物上可以以绝对值小于被施加于第I网状物的电位的形式施加正电位。根据该结构，能量比较低的正离子被逐回从而变成只有能量比较高的正离子通过离子进入口。此时，负离子由被施加负电位的第I网状物逐回。成为噪音的正离子的能量与应该被检测出的正离子的能量相比因为多数相对较低，所以通过防止能量比较低的正离子的向框体内的进入，从而就能够提高离子检测装置的SN比。另外，成为与框体相同电位的一对电极构件被配置为，在框体内可以相对于转换倍增极以及电子入射面而位于离子进入口一侧，并且在从离子进入口一侧进行观察的情况下在与转换倍增极和电子入射面的相对方向大致相垂直的方向上夹持离子进入口。根据该结构，例如即使离子进入口被形成为，具有将一对电极构件的相对方向的方向作为长边方向的截面形状，也能够会聚朝向转换倍增极的正离子轨道，并且能够提高转换倍增极上的正离子入射效率。另外，本专利技术一个观点的离子检测装置是一种检测正离子以及负离子的离子检测装置，且具备:设置有使正离子以及负离子进入的离子进入口的框体、被配置于框体内并且被施加负电位的转换倍增极、被配置于框体内并具有与转换倍增极相对并且入射从转换倍增极释放出来的二次电子的电子入射面的半导体电子检测元件、被配置于框体内并具有从转换倍增极行进到半导体电子检测元件的二次电子所通过的电子通过口的覆盖电极；至少在覆盖电极上施加正电位并且电子入射面在被接地的框体中相对于支撑半导体电子检测元件的部分位于转换倍增极一侧。在该离子检测装置中因为不使用闪烁器(荧光体)，所以不会产生余辉。于是，在该离子检测装置中如果正离子通过离子进入口而进入到框体内，则该正离子朝着被施加负电位的转换倍增极行进并冲撞到转换倍增极。如果由该正离子的冲撞而从转换倍增极释放出二次电子，则该二次电子入射到半导体电子检测元件的电子入射面并被半导体电子检测元件检测。另外，如果负离子通过离子进入口而进入到框体内，则该负离子朝着被施加正电位的覆盖电极行进并冲撞到覆盖电极。由该负离子的冲撞而从覆盖电极释放出正离子，并且该正离子朝着被施加负电位的转换倍增极行进并冲撞到转换倍增极。如果由该正离子的冲撞而从转换倍增极释放出二次电子，则该二次电子入射到半导体电子检测元件的电子入射面并被半导体电子检测元件检测。在此，电子入射面因为是相对于支撑半导体电子检测元件的部分而位于转换倍增极一侧，所以转换倍增极与电子入射面之间的距离更加被缩短。因此，能够提高从转换倍增极释放出来的二次电子的会聚性。再有，因为二次电子的会聚性提高所以变得能够缩小用于接受二次电子的电子入射面面积，能够使半导体电子检测元件小型化。通过使半导体电子检测元件小型化，从而就能够提高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离子检测装置，其特征在于：是检测正离子的离子检测装置，具备：框体，设置有使所述正离子进入的离子进入口；转换倍增极，被配置于所述框体内并且被施加负电位；以及半导体电子检测元件，被配置于所述框体内并具有与所述转换倍增极相对并且入射从所述转换倍增极释放出的二次电子的电子入射面，所述电子入射面在被接地的所述框体中相对于支撑所述半导体电子检测元件的部分而言位于所述转换倍增极一侧。

【技术特征摘要】
2012.01.25 JP 2012-013067;2012.01.25 JP 2012-01301.一种离子检测装置，其特征在于: 是检测正离子的离子检测装置， 具备: 框体，设置有使所述正离子进入的离子进入口； 转换倍增极，被配置于所述框体内并且被施加负电位；以及 半导体电子检测元件，被配置于所述框体内并具有与所述转换倍增极相对并且入射从所述转换倍增极释放出的二次电子的电子入射面， 所述电子入射面在被接地的所述框体中相对于支撑所述半导体电子检测元件的部分而言位于所述转换倍增极一侧。2.如权利要求1所述的离子检测装置，其特征在于: 进一步具备覆盖电极，其被配置于所述框体内并具有从所述转换倍增极行进到所述半导体电子检测元件的所述二次电子所通过的电子通过口， 所述半导体电子检测元件为雪崩光电二极管。3.如权利要求2所述的离子检测装置，其特征在于: 在从所述转换倍增极与所述电子入射面相对的方向进行观察的情况下，所述电子入射面包含所述电子通过口。4.如权利要求2或者3所述的离子检测装置，其特征在于: 所述覆盖电极是容纳所述半导体电子检测元件的外壳的一部分。5.如权利要求2 4中任意一项所述的离子检测装置，其特征在于: 所述覆盖电极与被接地的所述框体电连接。6.如权利要求1 5中任意一项所述的离子检测装置，其特征在于: 在所述离子进入口张设有被施加负电位的第I网状物。7.如权利要求6所述的离子检测装置，其特征在于: 在所述离子进入口以相对于所述第I网状物位于外侧的形式张设有第2网状物， 在所述第2网状物上以绝对值小于被施加于所述第I网状物的电位的形式施加正电位。8.如权利要求1 7中任意一项所述的离子检测装置，其特征在于: 成为与所述框体相同电位的一对电极构件被配置为，在所述框体内相对于所述转换倍增极以及所述电子入射面而位于所述离子进入口一侧，并且在从所述离子进入口一侧进行观察的情况下在与所述转换倍增极和所述电子入射面相对的方向大致相垂直的方向上夹持所述离子进入口。9.一种离子检测装置，其特征在于: 是检测正离子以及负离子的离子检测装置， 具备: 框体，设置有使所述正离子以及所述负离子进入的离子进入口 ； 转换倍增极，被配置于所述框体内并且被施加负电位； 半导体电子检...

【专利技术属性】
技术研发人员：小林浩之，须山本比吕，小谷政弘，大村孝幸，
申请(专利权)人：浜松光子学株式会社，
类型：发明
国别省市：