離子束加工：聚焦離子束加工中的主要缺點(diǎn)

? 聚焦離子束加工（FIB）是一種微納加工技術(shù)。 它的基本原理類似于掃描電子顯微鏡（SEM）。 離子源發(fā)出的離子束作為入射束被加速并聚焦，高能離子與固體表層上的原子碰撞。 在此過(guò)程當(dāng)中，固體原子會(huì)被濺射掉。 因此，FIB被更多地用作直接處理微納米結(jié)構(gòu)的工具。 結(jié)合氣體注入系統(tǒng)（GIS），FIB可以幫助化學(xué)氣相沉積，位置誘導(dǎo)的沉積以及微納米材料和結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)，或者有助于挑選性增強(qiáng)特定材料和結(jié)構(gòu)的蝕刻。

??在聚焦離子束加工以產(chǎn)生微納結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用中，由于FIB本身和待加工材料的特性，加工后的結(jié)構(gòu)有時(shí)會(huì)產(chǎn)生缺點(diǎn)。 這些缺點(diǎn)主要包括：

??傾斜的側(cè)壁

??在聚焦的束斑中，離子呈現(xiàn)高斯分布特征，并且離束斑的中心越近，離子的相對(duì)數(shù)量越大。 如果離子束在單個(gè)像素點(diǎn)蝕刻和轟擊樣品，則將形成具有錐形橫截面輪廓的孔。 隨著蝕刻深度的增加，該部分的錐度將逐漸減小直至飽和。 由于材料和晶體取向的不同，橫截面通常具有1.5至4°的錐度。

??為了獲得完全垂直于樣品表層的橫截面，通常將樣品傾斜特定角度以補(bǔ)償橫截面和離子束入射角之間的偏差。 另外，還可以以橫向入射的方式進(jìn)行切割，并且可以通過(guò)限定蝕刻圖案來(lái)控制橫截面與表層之間的角度，并且可以形成具有更復(fù)雜形狀的三維微納米結(jié)構(gòu)。 靈活處理。

??窗簾結(jié)構(gòu)

??當(dāng)用聚焦離子束處理樣品的橫截面時(shí)，另一個(gè)要注意的問(wèn)題是橫截面的平坦度。 有時(shí)在橫截面上會(huì)出現(xiàn)垂直條紋，這稱為幕簾結(jié)構(gòu)。 幕簾結(jié)構(gòu)的形成與聚焦離子束切割的固有傾斜側(cè)壁密切相關(guān)。 當(dāng)樣品表層具有起伏或成分差異時(shí)，將發(fā)生蝕刻速率的差異，并且將形成簾幕結(jié)構(gòu)。

??對(duì)于由表層形貌引起的幕簾結(jié)構(gòu)，解決方案通常是使用FIB輔助化學(xué)氣相沉積法在樣品表層上生長(zhǎng)保護(hù)層以使表層平坦。 它也可以改變離子束的入射方向，避免表層不平整。 開(kāi)始切割以避免其影響。 對(duì)于由成分差異引起的幕簾結(jié)構(gòu)，離子束可以以多個(gè)角度入射以通過(guò)擺動(dòng)和切割將其消除。