使用FIB-SEM中的Ga离子束在材料表面制作细小特征图案
材料科学
2024-08-07 v1
摘要
由于离子束是其他材料表面图案技术（如电子束）的可行替代方案，因此对在Si和SrTiO3晶片表面使用Ga离子束制作的图案线的结构、组成和尺寸进行了研究。对图案化线施加了顶视SEM和横截面STEM成像以及EDX光谱的组合，结果表明总离子剂量(DI)是影响图案线特性的关键参数，该参数可通过调整相邻衍射点之间的重叠程度、每个衍射点的驻留时间以及每个束大小和电流的束经过次数进行调整。观察到离子剂量与图案线尺寸之间存在强烈依赖关系，并对其进行量化。在较高的离子剂量(DI > 10^15离子/cm^2)时，Ga离子会移除暴露区域的部分材料，创建由无定质区域包围的通道；而在较低的离子剂量时，仅发生无定质化，形成晶片表面的脊状物。进一步地，要制作相同尺寸的图案线，可能需要在不同材料中使用一个数量级不同的离子剂量，正如在Si和SrTiO3之间的情况所示。对线尺寸的量化表明，本方法可在材料表面可靠地制作出约10 nm的图案线，通常在10^14-10^15离子/cm^2的较低离子剂量范围内。
引用
@article{arxiv.2408.02995,
title = {Patterning of Fine Features on Material Surfaces Using a Ga Ion-Beam in a FIB-SEM},
author = {Supriya Ghosh and K. Andre Mkhoyan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.02995},
year = {2024}
}