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聚焦離子束FIB測試用途以及注意事項

來源：測試GO 時間：2022-08-30 14:19:38 瀏覽：7367次

聚焦離子束技術(shù)（Focused Ion beam，F(xiàn)IB）是利用電透鏡將離子束聚焦成非常小尺寸的離子束轟擊材料表面，實現(xiàn)材料的剝離、沉積、注入、切割和改性。FIB利用高強(qiáng)度聚焦離子束對材料進(jìn)行納米加工，配合掃描電鏡（SEM）等高倍數(shù)電子顯微鏡實時觀察，成為了納米級分析、制造的主要方法。

FIB制樣流程

（1）找到目標(biāo)位置，表面噴上Pt進(jìn)行保護(hù)；

（2）將目標(biāo)位置前后兩側(cè)挖空，剩下目標(biāo)區(qū)域；

（3）通過機(jī)械納米手將薄片取出，進(jìn)行離子束減薄；

（4）減薄到理想厚度后停止；

（5）將樣品焊到銅網(wǎng)上的樣品柱上。

FIB應(yīng)用

聚焦離子束系統(tǒng)除了具有電子成像功能外，經(jīng)過加速聚焦后還可對材料和器件進(jìn)行蝕刻、沉積、離子注入等加工。

離子束成像：

聚焦離子束轟擊樣品表面，激發(fā)二次電子、中性原子、二次離子和光子等，收集這些信號，經(jīng)處理顯示樣品的表面形貌。

離子束刻蝕：

高能聚焦離子束轟擊樣品時，其動能會傳遞給樣品中的原子分子，產(chǎn)生濺射效應(yīng)，從而達(dá)到不斷刻蝕，即切割樣品。其切割定位精度能達(dá)到5nm級別，具有超高的切割精度。

離子束沉積薄膜：

利用離子束的能量，激發(fā)化學(xué)反應(yīng)來沉積金屬材料和非金屬材料。通過氣體注入系統(tǒng)將一些金屬有機(jī)物氣體噴涂在樣品需要沉積的區(qū)域，當(dāng)離子束聚焦在該區(qū)域時，離子束能量使有機(jī)物發(fā)生分解，分解后的金屬固體成分被沉積下來，而揮發(fā)性有機(jī)物成分被真空系統(tǒng)抽走。

離子注入：

FIB另一個重要應(yīng)用就是可以無掩模注入離子。利用聚焦離子束技術(shù)的精確定位和控制能力，就可以不用掩模板，直接在半導(dǎo)體材料和器件上特定的點(diǎn)或者區(qū)域進(jìn)行離子注入，精確控制注入的深度和廣度。

透射電鏡樣品制備：

通常透射電鏡的樣品厚度需控制在0.1微米以下。傳統(tǒng)方法是通過手工研磨和離子濺射減薄來制樣，這費(fèi)時且無法精確定位。而FIB在制作透射電鏡樣品時，不但能精確定位，還能做到不污染和損傷樣品。

FIB送樣注意事項

（1）粉末樣品至少5微米以上尺寸，且無磁性；薄膜/塊體樣品最大不超過2cm，高度不超過3mm，可以有磁性；強(qiáng)磁樣品的盡量讓尺寸更??；

（2）樣品需導(dǎo)電，不導(dǎo)電樣品必須能噴金增加導(dǎo)電性。

（3）切割深度必須小于50微米。

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