我国第一台可供实用的镓液态金属离子源和金—硅共晶合金离子源研制成功

我国第一台可供实用的镓液态金属离子源和金—硅共晶合金离子源最近在电子工业部长沙半导体工艺设备研究所研制成功,电子工业部元器件管理局于今年一月二十五日在该所对这两项科研成果进行了局级技术鉴定。 这两种离子源都属新型的高亮度场致发射离子源。这类离子源在国外也是最近几年才研制成功的。它具有亮度高、发射尺寸极小、发射束流稳定、寿命长等特点。是实现     

液态金属离子源及其工作模型

一、引言 随着超大规模集成电路工业的发展,单位面积硅片上的集成度越来越高,电路图形的线宽已达到亚微米级。对微细加工技术也提出了越来越高的要求。曾经蓬勃发展的电子束曝光技术在亚微米级加工方面遇到了难以逾越的障碍,这就是所谓的电子束“邻近效应”。电子进入光刻胶或硅片内发生大角度散射,尤其是反向散射,产生一个很大的模糊区域。尽管电子束可以很容易地被聚焦到小于50nm的直径,但由于反向散射而产生的弥散区可达几个μm以     

液态金属离子源的流体力学分析

一、引言 近年来,液态金属离子源(Liquid—metal ion source,以下简称LMIS)在离子束超微细加工,离子束无掩膜注入以及二次离子质谱、扫描离子显微镜等方面得到广泛应用。它具有高亮度、点发射、无气体负载、结构简单、长寿命等一系列优点。从七十年代末以来,国外对LMIS进行了大量的实验研究,已经出现多种单质源与合金源。但相比之下,对LMIS的理论研究一直处于探索之中。先后提出了一些理论分析方法,都尚未能对LMIS的工作过程给出圆满解释,而某些观点至今仍在争议之中。     

液态金属离子源理论模型研究新进展

本文论述了近两年来在液态金属离子源理论模型研究中争议较大的两个问题,分析了争论双方的观点,阐述了作者的看法,并介绍了作者本人在液态金属离子源理论模型方面的研究工作及结果。     

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。     

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.     

液态金属离子源发射特性的研究

本世纪初已观察到微粒从液体表面发射出来的现象。然而对液态金属离子源的研究,仅仅是近几年才有了较大地深入,并已对它产生了很大兴趣。1964年,Taylor为使电能成为表面能量,将液体处在一个强电场状态中工作,通过实验他指出存在一个圆锥形稳定平衡的锥体(Taylor圆锥)。接近Taylor圆锥尖端的发射区约为100A左右。从而能在0.4(sr)的立体角内发射出1μA到几百μA的离子束流。故源的亮度很高,约为10~7A/cm~2·sr,这正是离子光学研究中感兴趣的。     

压阻加速度计的Au-Si共晶键合

通过将压阻加速度计上帽与结构片的键合 ( 36 5℃保温 10min) ,再进行下帽与结构片的键合 ( 380± 10℃保温2 0min) ,成功进行了三层键合 .测得的键合强度约为 2 30MPa.硅片 基体 /SiO2 /Cr/Au层和硅片之间键合时 ,SiO2 溶解而形成CrSi2 硅化物 .共晶反应因Cr层而被推迟 ,键合温度高出共晶温度 2 0℃左右 ,从而避免了由于Au元素向硅中扩入而造成的污染 ,进而避免可能造成的对集成微电子器件性能的影响 .试验还证明硅基体 SiO2 /Cr/Au/Poly Si/Au键合层结构设计模型也遵循这一键合过程中的原子扩散理论.     

压阻加速度计的Au-Si共晶键合

通过将压阻加速度计上帽与结构片的键合(365℃保温10min),再进行下帽与结构片的键合(380±10℃保温20min),成功进行了三层键合.测得的键合强度约为230MPa.硅片-基体/SiO2/Cr/Au层和硅片之间键合时,SiO2溶解而形成CrSi2硅化物.共晶反应因Cr层而被推迟,键合温度高出共晶温度20℃左右,从而避免了由于Au元素向硅中扩入而造成的污染,进而避免可能造成的对集成微电子器件性能的影响.试验还证明硅基体-SiO2/Cr/Au/Poly-Si/Au键合层结构设计模型也遵循这一键合过程中的原子扩散理论.     

液态金属离子源发射尖端模型的研究

将电磁场理论与流体力学理论相结合,从理论上推导得到液态金属离子源发射尖端所应满足的电流体力学方程。从电磁流体力学方程出发,可以合理地解释液态金属离子源在不同工作状态下的实验现象。     

用电荷模拟法计算液态金属离子源发射系统

本文介绍用电荷模拟法计算液态金属离子源发射系统,此方法具有计算精度高,节省机时和程序编制简单且通用性强等优点。使用动态喷嘴状模型,对液态金属离子源发射系统进行了计算,得到了有益的结果。     

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。     

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。     

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。     

液态金属离子源刻蚀离子枪的特性及应用

本文介绍一种应用镓(Ga)或金(Au)液态金属离子源的刻蚀离子枪。该枪由轴针型、长寿命液态金属离子源和显象管的三圆筒 Einzel 透镜及-对静电偏转型偏转系统组成。结构简单而紧凑,产生离子束时,真空系统无需充入惰性气体,可以产生束能1～5kV、束流1×10~(-6)A～1×10~(-8)A 的 Ga~+或 Au~+离子束。束斑大小在500μm～5mm 范围内可调,既可作大面积均匀刻蚀,也可作小束斑局部刻蚀或扫描刻蚀。采用多孔钨作为液态金属料池,贮料多、在高温下不与工作物质产生化学反应,因而束流稳定性可以达到±1.7%/3小时。     

石墨烯压力传感器Au-Si共晶键合的气密性封装

针对石墨烯压力传感器的高气密性封装要求,设计了一种应用于石墨烯压力传感器的Au-Si键合工艺。采用Au-Si键合工艺只需要在传感器的密封基板表面生长一层100 nm的SiO₂,并在生长的SiO₂表面溅射金属密封环,密封环金属采用50 nm/300 nm的Ti/Au。使用倒装焊机在380℃以及16 kN的压力环境下保持20 min完成传感器芯片与基板的键合,实现石墨烯压力传感器的气密性封装。键合完成后对键合指标进行表征测试,平均剪切力可达19.596 MPa,平均泄露率为4.589×10^-4 Pa·cm³/s。通过对键合前后石墨烯传感器芯片电阻检测,电阻输出平均值变化了3.36%,键合前后电阻输出相对稳定。对传感器进行静态压力检测,其灵敏度>0.3 kΩ/MPa,非线性<1%FS。实验结果表明,石墨烯压力传感器采用Au-Si键合工艺进行气密封装不仅工艺简单,且强度高。     

用Monte Carlo法模拟计算液态金属离子源的发射特性

本文运用Monte Carlo方法模拟计算液态金属离子源的发射特性.通过随机抽样确定离子发射的初始位置和速度,考虑离散的空间电荷效应,用四阶自动变步长Runge-Kutta方法计算离子的运动轨迹。为加速Poisson场收敛,本文用恒定的总束流进行每轮迭代,并提出以维持总发射束流恒定所需引出电压的变化作为衡量Poisson场收敛的判据。通过对大量离子的统计计算,获得了角电流强度、虚源的大小和位置、离子束能量散度和束斑大小等离子源的特性参量。     

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。