研究目的
设计、制造并测试一台用于扫描透射电子显微镜（STEM）的能量色散X射线光谱仪（EDS）系统的探测器头，使其满足能量分辨率和计数率的要求。
研究成果
探测器头满足了STEM-EDS系统的能量分辨率和计数率要求，证明了超导倒装芯片键合技术在减少引线键合数量方面的有效性。
研究不足
倒装芯片键合的良率并不完美，该方法需要谨慎操作以避免因线性热膨胀系数不同而在凸点处产生应力。
用于扫描透射电子显微镜-能量色散X射线光谱系统的X射线TES探测器头组件及其性能
DOI：10.1007/s10909-018-2013-1
期刊：Journal of Low Temperature Physics
出版年份：2018
更新时间：2025-09-04 15:30:14
摘要：
设计、制造并测试了一种用于扫描透射电子显微镜（STEM）的能量色散X射线光谱仪（EDS）探测器头。该探测器头搭载了64像素的TES X射线微热量计和64路SQUID阵列放大器（SAAs），整体冷却至约100毫开尔文。探测器头主体为横截面积约1平方厘米、长度10厘米的铜棒，底部设有3立方厘米的立方结构。TES微热量计安装在铜棒顶端，SAAs则分布于立方结构的四个侧面。为减少键合线数量，SAAs采用倒装芯片键合技术。针对SAAs芯片与安装面线性热膨胀系数差异导致的键合应力问题，我们将SAAs及连接室温电子器件的连接器集成于蓝宝石电路板，并通过超导倒装芯片键合技术进行安装。随后将TES与蓝宝石电路板共同固定于铜棒上，通过铝制键合线将其与铜棒多面体表面制作的超导印刷电路连接。此举将键合线数量从768根降至256根。倒装芯片键合良率虽非完美但保持较高水平。将该探测器头安装至STEM EDS系统后，确认其能量分辨率与计数性能达到要求（能量分辨率ΔE<10电子伏特，计数率5千计数/秒）。
作者：
Tasuku Hayashi，Haruka Muramatsu，Keisei Maehisa，Noriko Y. Yamasaki，Kazuhisa Mitsuda，Akira Takano，Shota Yoshimoto，Keisuke Maehata，Mutsuo Hidaka，Hirotake Yamamori，Toru Hara
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