液态镓离子源的研制与性能研究

微细加工是振兴我国电子工业、发展超大规模集成电路的一种关键技术,而聚焦亚微米离子束又是实现这一技术的最有前途的手段之一。高亮度液态金属离子源的出现为聚焦亚微米束研究开创了新的道路。本文叙述了为亚微米离子束装置研制的三种类型发射体的镓金属离子源,並对研制成的液态镓离子源进行了性能测试,给出了此源的Ⅰ—Ⅴ     

液态金属离子源聚焦离子束系统在微米/纳米技术中的应用

随着微米／纳米科学技术的发展,微细加工微区分析所用的主要技术之一－聚焦离子束技术引人注目。本文简述了具有液态金属离子源的聚焦离子束技术的主要功能,着重报道了近来该技术下述领域中的应用。     

液态金属离子源发射尖的制备工艺与技术

发射尖是液态金属离子源的关键部件之一,其性能的优劣直接影响到整个离子源的工作稳定性。本文通过对源尖腐蚀的多次实验,开发了一套发射尖腐蚀装置,该装置可以对发射尖插入腐蚀液的深度加以控制,并能在腐蚀完成后自动切断回路电流,实现了发射尖腐蚀工艺的重复性和可靠性,从而为液态金属离子源以及聚焦离子束系统的研制开发提供了一个有效的辅助工具。     

液态金属离子源发射尖的制备工艺与技术

发射尖是液态金属离子源(LMIS)的关键部件之一，其性能的优劣直接影响到整个离子源的工作稳定性。通过对系统软件和硬件的设计，开发了一套发射尖自动腐蚀装置，该装置可以对发射尖腐蚀过程中的速度和深度以及腐蚀电压进行控制，实现发射尖腐蚀工艺的重复性、可靠性，从而为液态金属离子源以及聚焦离子束系统的研制、开发提供了一个有效的辅助工具。     

聚焦离子束装置用的镓液态金属离子源的研制

本文介绍一种可供聚焦离子束装置用的镓液态金属离子源。该离子源的亮度高、发射源尺寸极小、发射电流稳定、调节方便、没有气体负载,适用于各种超高真空装置,是进行微离子束技术和表面分析技术开发性研究的关键部件之一。     

液态金属离子源与亚微米离子束技术

本文介绍一种新型的高亮度离子源——液态金属离子源。具体述及它的结构特点、主要原理及发展近况。同时介绍利用液态金属离子源的各种亚微米离子束装置的主要构成、性能以及目前几种主要用途。     

镓液态金属离子源的制备

镓液态金属离子源广泛应用于聚焦离子束技术 ,本文介绍了一种利用电子轰击的方法制备镓液态金属离子源的工艺和设备 ,测试了源的 I- V发射特性曲线 ,d I/ d V≈ 0 .0 5 ( μA/ V) ,进行了新旧工艺下电流发射稳定度的比较 ,最佳源发射稳定度大于 95 % ,寿命大于 1 0 0 0小时。     

聚焦离子束(FIB)中的离子光学问题

本文简要讨论了聚焦离子束中的离子光学问题，包括液态金属离子源的发射机制和发射特性，如虚源、角电流强度，能量分散、伏安特性，束流起伏，聚焦限制，离子束中的化学成分及源的寿命，讨论了离子光学柱体的组成与特征，束流一束径关系，束中电流密度分布，以及空间电荷效应等，回顾了静电透镜的历史以及它在离子光学系统中的重要意义。     

液态金属离子源发射系统的电场计算

针对液态金属离子源的发射系统属于轴对称系统的特点,采用动态喷流柱模型,利用模拟电荷法对液态金属离子源发射系统的电场进行了计算,结果表明,该方法计算精度高,非常适合于电子束、离子束系统发射极附近电场的计算.     

用于微细加工的聚焦离子束技术

1、前言本文述及的聚焦离子束是指从极小区域发射通过透镜系统实现聚焦的离子束。最近,聚焦离子束技术引起人们的关注大概是因为与半导体器件的高集成化直接相关。目前成批生产中的曝光技术是以缩小投影曝光为主,其加工极限为1～2μm左右下一步预计要用电子束曝光,其加工极限约为0.5μm,更进一步将用X射线曝光,或用离子束曝光,其加工极限可望达到0.1μm,但X射线曝光的束源和光学系统尚有问题,而离子束曝光由于液态金属离子源用于聚焦离子束技术,所以尽管光学系统用磁透镜还有困难,但是带电粒子光学是基本成熟的技术,所以与X射线曝光相比实现离子束曝光的可能性也许更大。     

亚微米聚焦离子束溅射刻蚀的实验研究

简要介绍了自制的聚焦离子束（ＦＩＢ）系统中束着靶点的飘移现象，分析引起飘移的原因及所采取降低飘移的措施。用此ＦＩＢ进行了一些基本图形的刻蚀研究，讨论了束流密度分布对溅射刻蚀线条宽度的影响。最后介绍了用ＦＩＢ制作光电集成电路的谐振腔面和耦合腔的一些经验。     

聚焦离子束组合装置及应用

聚焦离子束技术是一种集形貌观测、定位制样、成分分析、薄膜淀积和无掩膜刻蚀各过程于一身的新型微纳加工技术。对电子离子双束纳米工作站,聚焦离子束、扫描电镜和Ar离子束构成的“三束”显微镜系统的原理和应用作了详细介绍,同时也对聚焦离子束-分子束外延组合装置、聚焦离子束与二次离子质谱仪(SIMS)的组合装置以及单轴聚焦离子/电子束(FIEB)装置作了简单介绍。     

三轴离子束抛光系统驻留时间算法

在光学离子束抛光工艺中,驻留时间求解是一个关键问题。多数驻留时间求解算法要求离子束在工件表面的材料去除速率在加工过程中保持不变。然而,离子束在工件表面的材料去除速率与离子束入射角度有关。为此,在加工曲面工件时,通常采用精密五轴联动运动平台对离子源的运动及姿态进行实时控制,使得在加工曲面工件时离子束相对工件表面的入射角度始终保持不变,从而保证去除函数在整个离子束抛光过程中保持不变。提出了一种基于仿真加工的迭代驻留时间求解算法,在求解驻留时间的过程中考虑到入射角度带来的去除速率变化,从而使得在离子束抛光系统中只需采用三轴运动控制平台对离子源的运动进行控制,而不再需要对离子源的姿态进行实时控制。入射角度与去除速率曲线可以事先通过实验测得。与五轴运动平台相比,三轴平台更稳定、经济且易于控制。仿真结果表明,算法在三轴离子束抛光系统中具有较好的适用性。     

Ionic liquid ion sources for silicon reactive machining

In this article the authors report on ionic liquid ion sources (ILISs) for silicon reactive machining and direct microfabrication of silicon structures. The authors have developed a specific source geometry using the ionic liquid EMI-BF4 to obtain stable emission currents up to the 10 μA regime. ILIS EMI-BF4 engraving properties were then investigated in low and high current regime showing very different etching characteristics. The results and the chemical analysis of the patterned substrates suggest that reactive ion species can be generated from ILIS. This possibility is of major interest to allow decisive advances in the field of focused ion beam applications.     

全方位离子注入技术

等离子体离子注入(PII)是一种用于材料表面改性的新型离子注入技术。PII分为两类,用于金属表面改性时称为等离子体源离子注入技术(PSII),用于半导体材料表面改性时称为等离子体浸没离子注入(PIII)。本文介绍一种新的PII技术,称为全方位离子注入(All Orientation Ion Implantation),采用横磁瓶电子迴旋共振等离子体源,样品上的负高压可以是直流、交流或脉冲方式,本装置可以工作在离子注入和动态离子束混合两种模式。     

带电粒子束的自动聚焦技术

现代聚焦电子束、聚焦离子束装置大都采用自动聚焦、自动消象散技术，本文对目前常用的几种自动聚焦、自动消象散技术加以总结，介绍了其原理及实现方法。     

薄膜加工用考夫曼离子源的几个问题

近十年来,我国采用离子束刻蚀进行微细加工以及离子束辅助镀膜在电子和光学工业中获得了广泛应用。采用离子束增强镀膜制造超导膜、贮氢合金膜以及离子束注入表面改性等都得到了广泛的研究及应用。在这些先进的工艺中基本上都使用了考夫曼离子源,考夫曼离子源是在空间电推进技术基础上发展起来的,由于要用于空间推进,它必然要具备低气耗、低能耗、高效率、高稳定、长寿命等优点,此外它必须能产生大面积、均匀、强流的离子束。