Сетка источников ионно-лучевого распыления

Источник ионного пучка — это источник плазмы, снабженный сеткой и способный извлекать ионы. Источник ионного пучка OIPT (Oxford Instruments Plasma Technology) состоит из трех основных компонентов: разрядной камеры, сетки и нейтрализатора.

Схематическая схема сетки Источника Ионного луча Работа

● Камера выпискипредставляет собой кварцевую или алюминиевую камеру, окруженную радиочастотной антенной. Его эффект заключается в ионизации газа (обычно аргона) посредством радиочастотного поля с образованием плазмы. Радиочастотное поле возбуждает свободные электроны, заставляя атомы газа расщепляться на ионы и электроны, что, в свою очередь, образует плазму. Сквозное напряжение РЧ-антенны в разрядной камере очень велико, что оказывает электростатическое воздействие на ионы, делая их ионами высокой энергии.

● Роль сеткив источнике ионов заключается в рассечении ионов и ускорении их до необходимой энергии. Сетка источника ионного пучка OIPT состоит из 2–3 сеток с определенной схемой расположения, которые могут формировать широкий ионный пучок. Конструктивные особенности сетки включают расстояние и кривизну, которые можно регулировать в соответствии с требованиями применения для контроля энергии ионов.

● Нейтрализаторпредставляет собой источник электронов, используемый для нейтрализации ионного заряда в ионном пучке, уменьшения расходимости ионного пучка и предотвращения заряда на поверхности чипа или мишени для распыления. Оптимизируйте взаимодействие между нейтрализатором и другими параметрами, чтобы сбалансировать различные параметры для достижения желаемого результата. На расходимость ионного пучка влияют несколько параметров, включая рассеяние газа и различные параметры напряжения и тока.

Процесс источника ионного луча OIPT улучшается путем размещения электростатического экрана в кварцевую камеру и принятия трех сетевой структуры. Электростатический экран предотвращает въезд электростатического поля в источник ионов и эффективно предотвращает осаждение внутреннего проводящего слоя. Структура с тремя сети включает в себя экранирующую сетку, ускорительную сетку и замедленную сетку, которая может точно определить энергию и стимулировать ионы для улучшения коллимации и эффективности ионов.

Рисунок 1. Плазма внутри источника при напряжении пучка

Рисунок 2. Внутренний источник плазмы при напряжении луча

Рис. 3. Принципиальная схема системы ионно-лучевого травления и осаждения.

Методы травления в первую очередь делятся на две категории:

● Ионно-лучевое травление инертными газами (IBE).: Этот метод предполагает использование для травления инертных газов, таких как аргон, ксенон, неон или криптон. IBE обеспечивает физическое травление и позволяет обрабатывать такие металлы, как золото, платина и палладий, которые обычно непригодны для реактивного ионного травления. Для многослойных материалов IBE является предпочтительным методом из-за его простоты и эффективности, как это видно при производстве таких устройств, как магнитное запоминающее устройство с произвольным доступом (MRAM).

● Реактивное ионное лучевое травление (RIBE): RIBE предполагает добавление химически активных газов, таких как SF6, CHF3, CF4, O2 или Cl2, к инертным газам, таким как аргон. Этот метод повышает скорость травления и селективность материала за счет введения химической реактивности. RIBE может быть введен либо через источник травления, либо через среду, окружающую чип на платформе подложки. Последний метод, известный как химически ассистированное ионно-лучевое травление (CAIBE), обеспечивает более высокую эффективность и позволяет контролировать характеристики травления.

Ионно-лучевое травление предлагает ряд преимуществ в области обработки материалов. Он превосходно справляется с травлением различных материалов, включая те, которые традиционно сложны для методов плазменного травления. Кроме того, этот метод позволяет формировать профили боковых стенок путем наклона образца, что повышает точность процесса травления. Вводя химически активные газы, ионно-лучевое травление может значительно повысить скорость травления, обеспечивая возможность ускорения удаления материала. 

Технология также дает независимый контроль над критическими параметрами, такими как ток ионного луча и энергия, облегчая индивидуальные и точные процессы травления. Примечательно, что травление ионного луча может похвастаться исключительной эксплуатационной повторяемостью, обеспечивая последовательные и надежные результаты. Кроме того, он демонстрирует замечательную однородность травления, что имеет решающее значение для достижения последовательного удаления материала на поверхностях. Благодаря широкому процессу гибкости ионового луча стоят как универсальный и мощный инструмент в изготовлении материалов и применениях микропроводности.

Почему полупроводниковый графитный материал Vetek подходит для изготовления ионных сетей луча?

● Проводимость: Графит обладает превосходной проводимостью, что имеет решающее значение для решеток ионных пучков, позволяющих эффективно направлять ионные пучки для ускорения или замедления.

● Химическая стабильность: Графит химически стабилен, способен противостоять химической эрозии и коррозии, сохраняя тем самым структурную целостность и стабильность рабочих характеристик.

● Механическая прочность: Графит обладает достаточной механической прочностью и стабильностью, чтобы противостоять силам и давлению, которые могут возникнуть во время ускорения ионного пучка.

● Температурная стабильность: Графит демонстрирует хорошую стабильность при высоких температурах, что позволяет ему выдерживать высокотемпературные условия в ионно-лучевом оборудовании без повреждений или деформации.

Продукты VeTek Semiconductor для ионно-лучевого распыления: