天游线路检测中心 FIB 处理特性：蚀刻速率

简介

FIB（聚焦离子束装置）因其加工精度高、加工速度快而被广泛用于制备TEM（STEM）薄膜样品。本节介绍FIB的各种处理特性。

嘎^＋离子溅射特性及其特性

Ar^＋离子和 Ga^＋用离子蚀刻样品的原理可以通过图1所示的溅射现象来解释。入射离子进入样品，在表面被中和，并向样品原子传递能量。接收到能量的样品原子发生位移。这种现象称为连锁反应。这种重复的碰撞称为级联碰撞，在此过程中样品原子被喷射出真空的现象称为溅射。当这种溅射连续发生时，样品被离子蚀刻。使用相同原理，也可以使用聚焦 Ga+ 离子束对样品进行溅射处理。
那时，离子注入和构成样品的原子位置的位移可能会导致损坏，并且在某些情况下可能会妨碍对所获取数据的解释。图2～图5是通过实验得到的Ga^＋显示离子束的溅射特性。图2为Ga^＋离子束剂量：nC/(μm)²之间的关系并显示蚀刻速率（蚀刻深度）。可以看出，随着剂量的增加，刻蚀深度几乎呈线性增加（样品：硅单晶）。图3显示了剂量和处理时间之间的关系。

图1 溅射原理图 示出了溅射现象的原理图。

图2 蚀刻深度与剂量的关系（JEM-9320FIB，30kV样品：Si单晶）

增加剂量几乎线性地增加蚀刻深度。

图3 剂量与加工时间的关系（计算值：JEM-9320FIB，30KV）

增加剂量会线性增加蚀刻时间（该值是自动计算的）。

图4是Ga^＋离子束对样品的入射角（法线方向为0°）和剂量：10nC/(μm)²显示每单位蚀刻深度之间的关系。使用的样品是多晶Cu和单晶Si。与 Ar 离子的情况一样，Ga^＋可以看出，在离子束入射角为65°时蚀刻深度最大。
图5是每种元素的单位剂量：1nc/(μm)²周围的蚀刻深度除 Si 之外的所有样品都是多晶的。可以看出，蚀刻深度根据元素的不同而变化很大。

图4 Ga^＋离子入射角与蚀刻深度之间的关系（JEM-9320FIB，30kV）

蚀刻深度通过改变离子照射角度而改变。在照射角度65°（法线方向0°）附近蚀刻深度达到最大。这是阿尔^＋它与Aeon具有相同的趋势。

图5 Prime单位剂量1nC/(μm)²每单位蚀刻深度（JEM-9320FIB，30kV）

按元素显示蚀刻深度。除Si外的所有值均为多晶值。

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