聚焦離子束電鏡通過結合相應的氣體沉積裝置,納米操縱儀,各種探測器及可控的樣品臺等附件成為一個集微區(qū)成像、加工、分析、操縱于一體的分析儀器。其應用范圍也已經(jīng)從半導體行業(yè)拓展至材料科學、生命科學和地質(zhì)學等眾多領域。
聚焦離子束電鏡的工作原理:
典型的離子束顯微鏡包括液態(tài)金屬離子源及離子引出極、預聚焦極、聚焦極所用的高壓電源、電對中、消像散電子透鏡、掃描線圈、二次粒子檢測器、可移動的樣品基座、真空系統(tǒng)、抗振動和磁場的裝置、電路控制板和電腦等硬件設備。
外加電場于液態(tài)金屬離子源,可使液態(tài)鎵形成細小,再加上負電場牽引的鎵,而導出鎵離子束。在一般工作電壓下,電流密度約為10-8A/cm2,以電透鏡聚焦,經(jīng)過可變孔徑光闌,決定離子束的大小,再經(jīng)過二次聚焦以很小的束斑轟擊樣品表面,利用物理碰撞來達到切割的目的,離子束到達樣品表面的束斑直徑可達到7納米。
聚焦離子束電鏡的技術特點:
1、最高束流可以達到100nA,且加工性能優(yōu)異??梢詫崿F(xiàn)快速切割和納米加工。
2、最高分辨率小于3nm,可以實現(xiàn)精細加工,并顯示優(yōu)異的FIB成像質(zhì)量。
3、電壓范圍在500V-30KV可調(diào),可以實現(xiàn)精細拋光,降低樣品表面非晶層厚度。
4、離子源比較穩(wěn)定,使用壽命長。
5、與SEM鏡筒配合,可以實現(xiàn)FIB加工過程中可以利用SEM進行實時觀察。