聚焦离子束工艺参数对单像素线刻蚀的影响

单像素线刻蚀是制备微纳米器件中的基本单元及加工其他复杂结构的基础,对聚焦离子束(FIB)加工具有重要的意义。通过改变离子束流的大小、驻留时间、扫描步长百分比及离子剂量等参数,对硅表面进行单像素线刻蚀的研究。结果表明,在聚焦离子束加工中,离子剂量与刻蚀线条宽度和深度之间呈正相关,与宽深比之间呈负相关;离子束流大小的变化对刻蚀深度影响不明显,但刻蚀宽度和宽深比随离子束流的增大而增大。此外,随着离子束流驻留时间增加,刻蚀宽度增大而深度减小;随着扫描步长百分比的增大,刻蚀深度增大,刻蚀宽度减小,分析结果表明这些变化与加工过程中再沉积作用有关。本研究成果为后续复杂图形的精密加工提供了重要参考依据。

聚焦离子束显微镜技术在锂离子电池领域的研究进展

电极材料作为锂离子电池的关键结构组成部分,其结构稳定性直接决定着锂离子电池的电化学性能。由于电极材料具有对空气、水分敏感,不耐电子束辐照等特性,且在充放电过程中,电极本身及其所处化学环境不断变化,表征其微观组织形貌和结构具有挑战性。聚焦离子束-扫描电子显微镜作为重要的微纳米尺度精细加工设备,是制备透射样品的重要手段,已广泛应用于半导体、生物等领域。本文通过对近年来相关文献的探讨,综述了聚焦离子束基于锂离子电池领域的解决方案,着重阐述了聚焦离子束在三维重构、冷冻加工、构建单颗粒电池方面的最新进展,采用三维重构技术可以获取电极材料中的孔隙网络、多相结构、体积变化等三维特征信息,进行定量评估,建立微观结构模型对电池性能进行预测。基于冷冻加工技术,将液态电解质、Li金属等束流敏感材料冷冻,保持其原始形貌和化学性质,可以有效表征Li金属阳极以及固液界面的本征信息。构建单颗粒微型电池可以实现原位观察单粒子循环过程中的微观结构演化,避免黏结剂、导电添加物等对材料本征性能的影响,确定电极材料的内在特性。本文详细介绍了聚焦离子束在这3个方面的加工过程,并分析加工过程中存在的不足,提出目前面临的主要挑战。本文从锂离子电池材料特性和聚焦离子束实验方法出发,为该领域科研人员提供便利。

基于聚焦离子束注入的微纳加工技术研究

提出了聚焦离子束注入(focused ion beam implantation,FIBI)和聚焦离子束XeF2气体辅助刻蚀(gas assisted etching,GAE)相结合的微纳加工技术。通过扫描电镜观察FIBI横截面研究了聚焦离子束加工参数与离子注入深度的关系。当镓离子剂量大于1.4×1017ion/cm2时,聚焦离子束注入层中观察到均匀分布、直径10～15nm的纳米颗粒层。以此作为XeF2气体反应的掩膜,利用聚焦离子束XeF2气体辅助刻蚀(FIB-GAE)技术实现了多种微纳米级结构和器件加工,如纳米光栅、纳米电极和微正弦结构等。结果表明该方法灵活高效,很有发展前途。

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，着重报道了近年来该技术在下述领域中的应用：（1）半导体大规模集成电路器件的集成、失误诊断和修复．（2）光电子集成技术中量子阱激光器和光纤相位掩模的制备及量子效应研究．（3）超导器件和真空微电子器件的研制．（4）二次离子质谱分析和透射电子显微镜样品的制备．

高性能聚焦离子束(FIB)系统及其在材料科学领域的应用

采用液态镓作为离子源的FIB系统在材料科学研究领域可以起非常重要的作用。离子束聚焦于样品表面,在不同大小、束流及通入不同辅助气体的情况下,可分别实现图形刻蚀、绝缘和金属膜的沉淀,扫描离子成像等功能。该系统有三大用途:形貌观察,分辨率高达5nm;微刻蚀以及微沉淀。本文介绍了FIB技术的应用。

聚焦离子束技术及其在微纳加工技术中的应用

聚焦离子束(FIB)技术是一种集形貌观测、定位制样、成份分析、薄膜淀积和无掩模刻蚀各过程于一身的新型微纳加工技术。它突破了只能对表层成像和分析的局限,可以对样品进行三维的、表面下的观察和分析,也可以对样品材料进行切割研磨和沉积特定材料,用它可以获得以前无法得到的样品信息。从而为研究人员和制造人员提供了一种对多种样品在纳米尺度进行修改、制作和分析的有效工具。

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。

高性能聚焦离子束技术的应用

叙述了采用液态镓作为离子源的高性能聚焦离子束系统(FIB)在材料科学研究领域中的作用。该系统有三大用途:形貌观察;分辨率高达5nm;微刻蚀以及微沉淀。详细地介绍了利用FIB进行形貌观察、制备TEM样品和表面刻蚀的过程及实验结果。

新一代微细加工的手段聚焦离子束技术及组合系统

随着现代微电子工业的迅猛发展,电子元器件的尺寸越来越小、电路的集成度越来越高。尤其是近几年,由于制造工艺和手段的日趋成熟,使得高性能、高质量的新一代集成电路层出不穷。20世纪90年代发展起来的聚焦离子束技术是一种集形貌观测、定位制样、成份分析、薄膜淀积和无掩模刻蚀各过程于一身的新型微纳加工技术。它大大提高了微电子工业上材料、工艺、器件分析及修补的精度和速度,目前已经成为微电子技术领域必不可少的关键技术之一。

聚焦离子束制样条件对TEM样品形貌的影响

聚焦离子束(FIB)因其制样成功率和效率高,可定点精确制样等特点已经成为半导体失效分析领域重要的透射电子显微镜(TEM)制样方法。利用双束FIB系统针对TEM样品制备条件对样品形貌的影响进行了分析和研究。通过控制变量法等方法分析了FIB的电子束或离子束等制样条件可能对样品带来的损伤。通过实验发现,FIB的离子束能量对TEM样品热损伤影响较小,电子束的电压和电流是引起样品损伤的主要因素。实验证明,在电子束辅助沉积保护层时适当降低电子束的电压和电流,可有效改善样品的微观形貌。

聚焦电子/离子束技术的原理及应用

总结近几年来聚焦电子/离子束双束技术的发展概况和主要应用领域,主要对双束系统的结构、原理及其在刻蚀、沉积、离子注入、显微成像和能谱分析等几方面的应用发展进行介绍,讨论双束技术未来发展的趋势。

聚焦离子束技术在常温生物样品三维重构方面的方法探讨

聚焦离子束连续切片扫描电镜(focused ion beam serial block face scanning electron microscopy,FIB-SEM)技术,目前已被广泛应用于小体积细胞或组织样品的三维重构,具有自动化程度高、Z轴分辨高等优点。本文从包埋块样品准备与处理、样品区域选定、软件设置前准备、软件参数(离子束加工和电子束扫描)设置、软件运行与图像采集和图像处理等多个方面,详细介绍应用FIB-SEM技术对常温生物包埋块样品进行三维重构的流程和细节,并对某些关键性参数展开讨论。

聚焦离子束加工技术及其应用

1．聚焦离子束简介 聚焦离子束（focused ion beam，FIB）与聚焦电子束从本质上讲是一样的，都是带电粒子经过电磁场聚焦形成细束。但聚焦电子束不同于聚焦离子束。区别在于它们的质量，最轻的离子为氢离子也是电子质量的1840倍。离子束不但可以像电子束那样用来曝光，而且重质量的离子也可以直接将固体表面的原子溅射剥离，因此聚焦离子束更广泛地作为一种直接微纳米加工工具。

聚焦离子束刻蚀性能的研究

对聚焦离子束 (FIB)的基本刻蚀性能进行了实验和研究 .通过扫描电镜对 FIB刻蚀坑的观测 ,给出了在不同材料上 (硅、铝和二氧化硅 ) FIB的刻蚀速率及刻蚀坑的形貌同离子束流大小的关系 .由于不同材料的原子结合能、原子量及晶体结构等因素对离子束溅射产额的影响 ,从而影响着离子束的刻蚀速率 ;随着离子束流的增大 ,刻蚀速率并非线性增加 ,且刻蚀坑的形貌越来越不均匀 。

我国基于聚焦离子束技术构建三维纳米结构研究获进展

作为信息社会进步基础的微电子器件与电路的发展历程突出表现为小型化、高密度和多功能化的趋势。当平面器件的发展遇到技术与理论上的瓶颈时,三维立体器件与电路成为必然的发展方向。三维器件与电路不仅体积小、集成度高,更重要的是三维结构的引入使之具有更优越的性能、更新颖的效应,以及更广泛的功能。

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。

电子束、离子束、光子束纳米微细加工技术的进展

简要评述电子束、离子束、光子束纳米微细加工技术的进展状况与新方法的探索。

聚焦离子束光学系统中高压电源稳定度对获得亚微米束斑影响的研究

介绍了应用于亚微米微细加工的２级透镜聚焦离子束系统，从象差和散焦的角度利用理论分析和模拟计算，研究了决定光学系统性能的离子源、离子引出极、预聚焦极、聚焦极等高压电源的稳定度对离子束径的影响，得到了束径小于０．２μｍ时电源必须达到的稳定度（纹波系数小于１０－５），最后提及了所研制的高稳定度高压电源。

微粒检测用微孔的聚焦离子束加工及其验证平台搭建

库尔特原理是微粒检测的一种标准技术,而微纳尺度微孔的制造是库尔特原理的关键部分.本文采用聚焦离子束(FIB)技术进行固态微孔的加工,并自行设计搭建基于FPGA的测试平台对加工出的微孔进行检测.测试结果表明:采用该技术加工的固态微孔能够产生基准电流信号,但是基准信号会随时间变化,且随着输入电压的变化呈非线性变化.

聚焦离子束装置的发展及趋势

综述了聚焦离子束装置的发展状况,包括各个年代、不同地区和国家的研究方向及特点。通过几台典型机描术透镜系统及其内部透镜的性能。介绍几种联机系统。最后阐明我国研究和开发聚焦离子束装置及其应用技术的必要性。