聚焦离子束FIB双束系统的原理和应用.PDFVIP

聚焦离子束（FIB） 双束系统的原理和应用 MOI 夏娟 什么是FIB ，FIB能做些什么?  Focused 3 nm spot size at 1pA  Ion 500 V-30 kV Ga+  Beam 1pA to 20 nA • FIB 是聚焦离子束显微镜 当离子束打到样品表面上的时候，会产 生一些二次离子信号，二次电子信号等，FIB通过对这些信号进行采集 和处理形成显微图像。 • FIB 是一台加工的机器. 这种加工是定位加工，镓离子(Ga+) 束打到样品的表面可以使样品上的原子被轰击去除，从而达到切割加工 的作用。 • FIB 可以进行材料沉积和化学增强刻蚀 通过注入特殊的化学气 体，离子束可以沉积一些材料形成亚微米的结构，气体化学系统结合离 子束可以形成化学刻蚀来进行选择性切割。 2 + 电子与 Ga 离子比较  离子是带正电的原子核，其质量和动量分 配权大于电子(360 倍于电子)，这使得FIB 具有材料切割，成像和微观沉积的功能  同样束流能量下其他参数有很大差别：  质量: Ga+ Ion = 128,000 倍于电子  速度: Ga+ Ion = 1/360 倍于电子  动量: Ga+ Ion = 360 倍于电子 3 FIB 能做而SEM 不能做的…… 去除/沉积材料 显示材料衬度的二次离子图像 通道衬度 进行TEM样品制备 同时对样品进行加工和观察 离子束与样品的相互作用区比电子束小，一般是5 nm 到40 nm ，在30 kV 的能量下。 4 离子镜筒与电子镜筒的差别  和电子镜筒相比，离子镜筒具有自清洁的功能，几乎可以自动清 除各种颗粒和污染，终生几乎不需要什么清理，而电子束则不然 。  镓离子源是冷源，不需要一直加热，不用时可以关掉。  离子镜筒的透镜全是静电场透镜，几乎不产生热量。  离子镜筒的光阑易损，需要经常更换。 5 镓离子源和离子镜筒  镓离子源形成的 TYLOR锥  电荷被拉出 6 FIB 镜筒与SEM 镜筒对比 7 双束：FIB做加工，沉积，SEM观察，缺一不可 SEM SEM FIB Gallium Manipulators FIB Gas Injection Electrons Detectors