Решетка на източниците на йонно лъчево разпръскване

Източник на йонни лъчи е плазмен източник, оборудван с мрежа и способен да извлича йони. Източникът на йонни лъчи OIPT (Oxford Instruments) се състои от три основни компонента: разрядна камера, мрежа и неутрализатор.

Схематичната диаграма на работата на решетката на източниците на йонно лъчево разпръскване

● Изпускателната камерае кварц или алуминиева камера, заобиколена от радиочестотна антена. Ефектът му е да йонизира газ (обикновено аргон) чрез радиочестотно поле, което произвежда плазма. Полето за радиочестотни действия възбужда свободните електрони, причинявайки разделянето на газовите атоми на йони и електрони, което от своя страна произвежда плазма. Крайното напрежение на RF антената в разрядната камера е много високо, което има електростатичен ефект върху йоните, което ги прави високо енергийни йони.

● Ролята на решеткатаВ йонния източник е да се дисектира йоните и да ги ускори до необходимата енергия. Решетката на източника на йонни лъчи OIPT се състои от 2 ~ 3 решетки със специфичен модел на оформление, който може да образува широк йонен лъч. Дизайнерските характеристики на мрежата включват разстояние и кривина, които могат да се регулират според изискванията на приложението за контрол на енергията на йоните.

● неутрализаторе източник на електрони, използван за неутрализиране на йонния заряд в йонния лъч, намаляване на дивергенцията на йонния лъч и предотвратяване на зареждане на повърхността на чипа или целта за разпръскване. Оптимизирайте взаимодействието между неутрализатора и други параметри, за да балансирате различните параметри за желания резултат. Дивергенцията на йонния лъч се влияе от няколко параметъра, включително разсейване на газ и различни параметри на напрежение и ток.

Процесът на източника на йонни лъчи OIPT се подобрява чрез поставяне на електростатичен екран в кварцовата камера и приемането на структура с три мрежи. Електростатичният екран предотвратява влизането на електростатичното поле в източника на йони и ефективно предотвратява отлагането на вътрешния проводим слой. Структурата с три мрежи включва екранираща решетка, ускоряваща мрежа и забавяща мрежа, която може точно да определи енергията и да задвижва йоните за подобряване на колимацията и ефективността на йонния йон.

Фигура 1. Плазмен вътрешен източник при напрежение на лъча

Фигура2. Плазмен вътрешен източник при напрежение на лъча

Фигура 3. Схематична диаграма на системата за офорт и отлагане на йонни лъчи

Техниките за ецване основно попадат в две категории:

● Офорт на йонни лъчи с инертни газове (IBE): Този метод включва използване на инертни газове като аргон, ксенон, неон или криптон за офорт. IBE осигурява физическо офорт и позволява обработката на метали като злато, платина и паладий, които обикновено са неподходящи за ецване на реактивни йони. За многослойните материали IBE е предпочитаният метод поради неговата простота и ефективност, както се вижда от производството на устройства като магнитна памет за произволен достъп (MRAM).

● Офорт на реактивен йон (RIBE): RIBE включва добавянето на химични реактивни газове като SF6, CHF3, CF4, O2 или CL2 към инертни газове като аргон. Тази техника повишава скоростта на офорт и селективността на материала чрез въвеждане на химическа реактивност. RIBE може да бъде въведен или чрез източника на офорт, или чрез среда, заобикаляща чипа на платформата на субстрата. Последният метод, известен като химически асистиран йонен лъч ецване (CAIBE), осигурява по -висока ефективност и позволява контролирани характеристики на офорт.

Йонно лъчево ецване предлага набор от предимства в областта на обработката на материали. Той превъзхожда способността си да ецва различни материали, като се простира дори до тези, които традиционно представляват предизвикателство за техниките за плазмено ецване. Освен това, методът позволява оформянето на профилите на страничните стени чрез накланяне на пробата, повишавайки прецизността на процеса на ецване. Чрез въвеждане на химически реактивни газове, ецването с йонен лъч може значително да повиши скоростта на ецване, осигурявайки средство за ускоряване на отстраняването на материала. 

Технологията също така предоставя независим контрол върху критични параметри като ток на йонен лъч и енергия, улеснявайки персонализирани и прецизни процеси на ецване. Трябва да се отбележи, че ецването с йонен лъч може да се похвали с изключителна оперативна повторяемост, осигурявайки постоянни и надеждни резултати. В допълнение, той показва забележителна равномерност на ецването, което е от решаващо значение за постигане на последователно отстраняване на материала през повърхностите. Със своята широка гъвкавост на процеса, ецването с йонен лъч е многофункционален и мощен инструмент в приложенията за производство на материали и микрофабрикации.

Защо полупроводниковият графитен материал Vetek е подходящ за приготвяне на решетки на йонни греди?

● Проводимост: Графитът показва отлична проводимост, която е от решаващо значение за решетките на йонните лъчи за ефективно насочване на йонните лъчи за ускоряване или забавяне.

● Химическа стабилност: Графитът е химически стабилен, способен да се съпротивлява на химическата ерозия и корозия, като по този начин поддържа структурна цялост и стабилност на ефективността.

● Механична якост: Графитът притежава достатъчна механична якост и стабилност, за да издържа на силите и налягането, които могат да възникнат по време на ускорението на йонния лъч.

● Температурна стабилност: Графитът демонстрира добра стабилност при високи температури, което му позволява да издържа на високотемпературни среди в оборудване с йонен лъч без повреда или деформация.

VeTek Semiconductor Ion Beam Sputter източници мрежови продукти: