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每天學(xué)一點:FIB聚焦離子束
來源:本站 時間:2022-09-23 20:56:16 瀏覽:15191次


FIB基礎(chǔ)知識



FIB即聚焦離子束,具有兩大功能,一是將液態(tài)金屬離子源產(chǎn)生的離子束經(jīng)加速、聚焦后用于轟擊樣品表面,使之產(chǎn)生二次電子信號以獲得樣品表面的電子像(類似于SEM);二是利用強電流離子束對表面原子進行剝離,以完成微、納級別表面形貌加工。若在物理濺射的方式上搭配化學(xué)氣體反應(yīng)系統(tǒng),則可實現(xiàn)有選擇性的剝離金屬,氧化硅層或沉積金屬層。


FIB的原理示意圖及雙束系統(tǒng)FIB的工作示意圖


樣品和電子束、離子束的幾何學(xué)關(guān)系示意圖



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活動時間:2022年10月19日——2022年10月28日


FIB的三大工作模式分別為:a成像、b切割、c沉積/增強刻蝕,見下圖。




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FIB的應(yīng)用



在雙束系統(tǒng)中,可以在離子束加工的同時,利用電子束實時監(jiān)控加工的全過程。利用電子束成像分辨率高的特點(可達0.7nm),原位觀察樣品截面和表面信息;利用電子束激發(fā)的特征X射線,對樣品的截面和表面進行化學(xué)成分分析。利用電子束產(chǎn)生的背散射電子直接進行晶體取向分析。


(1)形貌和成分分析FIB可以對納米顆粒材料表面進行形貌觀察,還可以精準(zhǔn)的切出橫截面,結(jié)合能譜即可對顆粒截面成分進行分析。


通過FIB實現(xiàn)對微球材料的表面、截面形貌和EDS線掃分析


(2)制備TEM、3DAP、EBSD樣品FIB因其樣品制備精度高、速度快已經(jīng)成為特殊樣品制備、精細結(jié)構(gòu)加工的重要方法。其中制備TEM截面樣品就是其中重要用途。FIB制備的TEM樣品厚度在100nm以下,且成功率很高,所以經(jīng)常用來制備薄膜、陶瓷等塊體的TEM樣品。此外,電子束無法穿透的微米級顆粒,也可用FIB制備一個薄截面樣品再進行TEM測試。


制備TEM樣品步驟:a定位需加工區(qū)域;b取出切斷樣品;c移動并傳輸?shù)絋EM專用銅網(wǎng)上;d最終減薄

制備好TEM薄片樣品可以固定在專用銅網(wǎng)做紅色標(biāo)記的位置。

專用銅網(wǎng)示意圖


FIB制備原子探針樣品


(3)微納圖形制備采用電子束在光刻膠上曝光(EBL),然后刻蝕獲得所需圖形,或用用聚焦離子束直接刻出或在與氣體注入系統(tǒng)(GIS)結(jié)合后沉積出所需圖形,或用戶利用專業(yè)軟件設(shè)計好圖形,在雙束??芍苯幼R別這些圖形并自動加工完成。


FIB加工的測試狗LOGO


利用離子束沉積的鉑金(Pt)彈簧


FIB-Pt沉積出的探針GaN NW 設(shè)備的SEM圖像及I-Beam 圖像


FIB刻蝕不同間距Poly-Si上面的納米光柵結(jié)構(gòu)


(4)三維表征技術(shù)(FIB-HIM)在掃描電鏡中可以獲得觀察區(qū)域的表面形貌、化學(xué)成分、晶體取向等信息。三維重構(gòu)(3D)允許從各個角度觀察樣品,尤其當(dāng)樣品中有一些網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),不同的相交織在一起,利用FIB三維成像可將它們內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)清晰的表征出來,甚至重構(gòu)樣品里小缺陷(<100nm)的三維形狀和尺寸。 

超導(dǎo)材料三維EDS分析和多孔陶瓷材料BaTiO3碎石紋理的表面可視分析


FIB-HIM方法獲得的BaTiO3樣品的孔徑分布(與壓汞法數(shù)據(jù)基本吻合)


(5)連用加工、沉積、刻蝕等功能實現(xiàn)集成線路修改或微納實驗板制作


a 指定區(qū)域刻蝕將Cu暴露出來;b 將暴露出的Cu切斷;c 沉積Si氧化物實現(xiàn)電氣絕緣


將FIB打的孔、FIB-Pt沉積的點和線用于GaN生長的研究



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全部 3小時前 四川
文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具?,F(xiàn)代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產(chǎn)生書面文字,很多小語種,有語言但沒有文字。文字的不同體現(xiàn)了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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