聚焦离子束技术

把离子流给聚在亚微米乃至纳米尺度上，是微纳米加工里的关键一步。通过精密的偏转和加速手段，离子流就能像扫描电子显微镜那样在样品表面来回跑，既能检测图形、分析形貌，也能不依赖掩模直接做结构。液态金属镓物理性能好，常拿来当离子源。 这种技术在修复掩模、改电路、查故障原因、备TEM样本和写三维立体物上都很管用。它在微纳米加工里效率高又灵活。 一个完整的系统得有离子源、电子透镜、扫描电极、二次粒子探测器、多轴多向移动台和真空系统。这些东西凑在一块儿，就能捕获二次电子或离子信号，画出样品表面的详细样子。 跟扫描电镜比起来，聚焦离子束技术激发的信号不光能反映表面形状，还跟样品的原子质量和晶体学取向有关，能给出更全面的信息。它还能分析薄膜的层厚成分。 刻蚀和切割是它的核心本领。靠精确控制路径和区域，就能按设计图把结构刻出来。虽然大部分溅射出来的颗粒会被抽走，但还是会有部分颗粒重新沉积在旁边影响邻居。所以做多个相邻结构时，通常都要并行处理来减少这一现象。 加工中可能会碰到侧壁倾斜、窗帘效应和底面不平这几种情况。因为离子流本身是高斯分布的，直接打在样品上会让截面变尖。为了让截面垂直，可以倾斜样品或者侧向入射。窗帘效应就是截面上出现的竖直条纹，通常是因为侧壁不垂直造成的，给样品敷个保护层或者换个方向就能好点。对于多晶材料或混合物来说，因为晶粒方向不同导致的刻蚀速度差异就会让底面不平，适当延长在一点上的停留时间就能改善。 聚焦离子束辅助沉积技术就是用高能离子流诱导局部发生化学反应进行沉积。这种技术把刻蚀和沉积结合了起来，能提高速度、减少再沉积、把深宽比的极限往上提。 在微电子工艺里决定刻蚀好坏的参数有速率、抗刻蚀比、各向异性、深宽比、粗糙度还有均匀性这些。离子束刻蚀是纯物理过程虽然能用所有材料做但受到选择比限制没法做太深的坑。后来人们把化学反应机制引进去了比如反应离子刻蚀和化学辅助离子束刻蚀这样结合起来就把速度和选择比都提上去了高深宽比的图形也就成了现实。 聚焦离子束技术凭着高精度和多功能在微纳米领域越来越重要了以后在科学研究和工业应用中估计还会有更关键的角色等着它去演。