聚焦離子束（FIB）微納加工工作站
聚焦離子束(Focused Ion beam, FIB)的系統(tǒng)是利用電透鏡將離子束聚焦成非常小尺寸的顯微切割儀器,。目前商用系統(tǒng)的離子束為液相金屬離子源,，金屬材質(zhì)為鎵(Ga)，因?yàn)殒壴鼐哂械腿埸c(diǎn),、低蒸氣壓及良好的抗氧化力,；典型的離子束顯微鏡包括液相金屬離子源、電透鏡,、掃描電極,、二次粒子偵測(cè)器、5 - 6軸向移動(dòng)的試片基座,、真空系統(tǒng),、抗振動(dòng)和磁場(chǎng)的裝置、電子控制面板和計(jì)算機(jī)等硬設(shè)備，外加電場(chǎng)(Suppressor)于液相金屬離子源可使液態(tài)鎵形成細(xì)小,，再加上負(fù)電場(chǎng)(Extractor) 牽引的鎵,，而導(dǎo)出鎵離子束，以電透鏡聚焦,，經(jīng)過一連串變化孔徑可決定離子束的大小,，再經(jīng)過二次聚焦至試片表面，利用物理碰撞來達(dá)到切割之目的,。 將掃描電子顯微鏡與FIB集成為一個(gè)系統(tǒng),，可充分發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，加工過程中可利用電子束實(shí)時(shí)監(jiān)控樣品加工進(jìn)度可更好的控制加工精度,。
原位電性能測(cè)試
微操縱儀(德國Kleindiek Nanotechnik MM3A,，國內(nèi)代理上海溪拓科學(xué)儀器有限公司)具有納米級(jí)的步進(jìn)精度，X軸和Y軸的轉(zhuǎn)動(dòng)量為120度,，于水平進(jìn)退（X軸）,、水平轉(zhuǎn)動(dòng)（Y軸）以及垂直轉(zhuǎn)動(dòng)（Z軸）方向，的位移精度分別為2,、2.5,、0.2nm。MM3A微操縱儀由壓電馬達(dá),、針尖組件,、控制單元和外圍支架組成。壓電馬達(dá)由定子和滑塊組成,。壓電馬達(dá)由伸長(zhǎng)量為1um的壓電陶瓷實(shí)現(xiàn)高精度位移,，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電壓為-80v~+80v，驅(qū)動(dòng)模式分為精調(diào)模式和粗調(diào)模式各三檔,，采用一個(gè)12位數(shù)模轉(zhuǎn)換器,，將X、Y和Z方向的步進(jìn)分成4096步,，從而實(shí)現(xiàn)納米級(jí)的位移,。本系統(tǒng)多可獨(dú)立加載三路電壓。
芯片電路修改
在各類應(yīng)用中,，以線路修補(bǔ)和布局驗(yàn)證這一類的工作具有大經(jīng)濟(jì)效益,，局部的線路修改可省略重作光罩和初次試作的研發(fā)成本,這樣的運(yùn)作模式對(duì)縮短研發(fā)到量產(chǎn)的時(shí)程有效，同時(shí)節(jié)省大量研發(fā)費(fèi)用,。封裝后的芯片,，經(jīng)測(cè)試需將兩條線路連接進(jìn)行功能測(cè)試，此時(shí)可利用聚焦離子束系統(tǒng)將器件上層的鈍化層打開,，露出需要連接的兩個(gè)金屬導(dǎo)線,，利用離子束沉積Pt材料,，從而將兩條導(dǎo)線連接在一起，由此可大大縮短芯片的開發(fā)時(shí)間,。
樣品原位加工
可以想象,，聚焦離子束就像一把只有數(shù)十納米的手術(shù)刀。離子束在靶材表面產(chǎn)生的二次電子成像具有納米級(jí)別的顯微分辨能力,，所以聚焦離子束系統(tǒng)相當(dāng)于一個(gè)可以在高倍顯微鏡下操作的微加工臺(tái),，它可以用來在任何一個(gè)部位濺射剝離或沉積材料。圖1是使用聚焦離子束系統(tǒng)篆刻的數(shù)字,；圖2則是在一個(gè)納米帶上加工的陣列孔；圖3是為本課題組加工的橫向存儲(chǔ)器單元陣列,。
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