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聚焦离子束溅射(FIB)
来源: | 作者:vpichina | 发布时间: 2018-09-06 | 7172 次浏览 | 分享到:
聚焦离子束溅射(FIB)


带电以后,离 子可被加速、聚集或被电场控制。
他们较高的质量能诱导溅射效应的发生。
加速电压使离子在接地点加速,加速电压越 高,离子移动速度越快 2.1仪器 基本的单波束仪器由液态金属离子源、一个离子柱、样品载台、真空腔组成。
典型的离子束显微镜包括液态金属离子源及离子引出极、预聚焦极、聚焦极所用的高 压电源、电对中、消像散电子透镜、扫描线圈、二次粒子检测器、可移动的样品基座、真空 系统、抗振动和磁场的装置、电路控制板和电脑等硬件设备。
2.2离子束剖面与直径 对于离子束剖面以及离子强度分布的分析是一个基本的条件。
离子束剖面通常被看作是圆截面上的高斯分布。
离子强度分布是高斯分布的远程拖延 并满足如下方程: 其中,I=离子束总强度, ,J(x,y)=点(x,y)处的离子流量密度。
2.3溅射原理 FIB可以用于直接和无掩模的图案衬底制作上。
衬底的材料可以是硅、钨、钢或者任何 其他的晶体材料。
被质子轰击和被溅射的离子分别称作初级和次级离子。
在逐行扫描的过程 中,离子束停留在一个特定的点上并持续一段时间,然后移至下一个像素点。
两个像素点之 间的距离称作“像素距离” ,当一行中的所有位点都被扫描完成之后,离子束将移动至下一 行。
当整个溅射区域都被扫描完成以后, 离子束将重新开始扫描直到它用完所的离子剂 量。
外加电场于液态金属离子源,可使液态镓形成细小尖端,再加上负电场牵引尖端的镓, 而导出镓离子束。
在一般工作电压下,尖端电流密度约为10-SMem: ,以电透镜聚焦,经过 可变孔径光阑,决定离子束的大小,再经过二次聚焦以很小的束斑轰击样品表面,利用物理 碰撞来达到切割的目的,离子束到达样品表面的束斑直径可达到7纳米。
从表面逸出的各种 1 粒子来自不同的物理过程,带有丰富的表面信息。
比较重要的有以下几种:○散射离子,在 表面或表层弹性散射或非弹性散射的入射离子, 它们的能量分布和角分布反映了表面原子的 2 信息;○二次离子,从表面溅射出的离子中,有一部分是以正负离子的形式出现的,它们来 3 自固体表面,对它们的能量和质量进行分析,可以直接得到表面组分的信息;○二次电子, 发射的电子可能来自表面,也可能来自比较深层。
如果入射离子在表面发生中和,则可产生 电子发射,但在表面下层是固体原子受激或电离时,也会有电子放出,这些电子都带有表面 -4-
聚焦离子束(FIB)溅射 4 的信息;○x射线及光发射,可能来自表面及表层,各种退激发及离子中性化过程都可以导 致光发射,离子诱导产生的光发射常常带有表面化学成分及化学态的信息。