知识星球里的学员问:聚焦离子束显微镜是运用镓(Ga)金属来做为离子源,为什么?摘要:FIB,全名Focused Ion Beam,聚焦离子束,在芯片制造中十分重要。主要有四大功能:结构切割,线路修改,观察,TEM制样等。
什么是FIB?FIB,全名Focused Ion Beam,聚焦离子束,在芯片制造中十分重要。主要有四大功能:结构切割,线路修改,观察,TEM制样等。为什么用金属镓做离子源?
镓的熔点为 29.76°C,在室温稍高的条件下即为液态,这使其非常适合操作。液态镓的蒸汽压非常低(表面张力高,可以稳定地形成 Taylor cone,从而精确地提取离子。亮度高,束斑尺寸小,通常小于 10 nm,加工精度高。等等镓离子束是如何产生的?如上图,液态镓存储在储存器(Ga Reservoir)中,通过线圈(heater wires)加热,使镓保持液态。液态镓通过毛细作用流向 W针尖(W needle) 的表面,在钨针尖和提取电极之间施加数十千伏的强电场,电场会集中在针尖处,使液态镓受到电场力拉伸。
液态镓在电场的作用下被拉伸成一个非常小的曲率半径的锥形(Taylor cone),在Taylor cone的尖端,液态镓的原子被强电场游离,形成镓离子,离子以初始发射角约为 50°的角度射出,经过下游的电磁透镜聚焦,最终形成一个高亮度、高精度的高斯分布束斑(Gaussian Profile),即聚焦离子束。
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来源:小徐的科学讲堂
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