新一代高精度低温铯离子源FIB系统是由zeroKNanotech公司于2020年推出的。它使用了曾获诺贝尔奖的激光冷却技术,并基于低温铯离子源(Cs+ LoTIS)开发了FIB:ZERO系统以及FIB:RETRO离子源升级配件。采用低温技术能够减少离子束中的随机运动,使得FIB:ZERO中的离子束斑具有更高的亮度、更小的尺寸和更低的能量散失,同时还可以产生更多的二次离子,获得更清晰的成像。
在一系列测试中,发现新一代的FIB:ZERO(Cs+ LoTIS)与传统的液态金属镓离子源(Ga+ LMIS)FIB系统相比,具有更高的微纳加工精度、更清晰的成像对比度和景深。而其加工速度与传统FIB基本一致,在低离子束流能量条件下有着更优异的表现。与氦(He+)、氖(Ne+)离子源FIB相比,FIB:ZERO拥有高一个数量级的加工速度和对样品更少的加工损伤。
FIB:ZERO主要参数:Cs+离子束在10keV下具有2nm分辨率,1pA至10+nA束电流,2keV至18keV的束能量,并且兼容大多数附件的动态SIMS。与同类产品相比,采用Cs+低温离子源(LoTIS)的SIMS:ZERO聚焦电子束SIMS平台,能够以更高的分辨率分析更大的样本。SIMS:ZERO产品特点具有纳米分辨率的Cs+离子束,10+nA束电流(Cs+),功能齐全的FIB系统,以及高分辨率的SIMS。
总的来说,FIB:ZERO系统具有更高的亮度、更小的离子束斑尺寸和更小的能量散失,可应用在纳米级精细加工、芯片线路修改和失效分析、微纳机电器件制备、材料微损伤磨削加工以及微损伤透射电镜制样等领域。
加工损伤范围对比SRIM(The Stop and Range of Ions in Matter)模拟离子束在加工硅的过程中对材料的影响范围,图从左至右分别为Ne+10KV,Ga+30KV,Cs+10KV。
从图可以看出,Cs+离子源对被加工材料的损伤范围小。
成像效果对比景深成像对比
左图为Ga+离子源FIB系统对120μm高的样品成像结果,右图为ZeroKNanotechFIB:ZERO对同一样品的成像结果。
成像对比度比较
左图为Ga+离子源FIB对GaAs/AlGaAs/GaAs层状结构的成像结果,右图为ZeroKNanotechFIB:ZERO对同一样品的成像结果。
成像清晰度比较
左图为Ga+离子源FIB系统对芯片横截面的成像结果,右图为ZeroKNanotechFIB:ZERO对同一截面的成像结果。
发表文章
1.Steele,A.V.,A.Schwarzkopf,J.J.McClellandandB.Knuffman(2017)."High-brightness Csfocusedionbeamfromacold-atomic-beamionsource." NanoFutures1:015005.
2.Knuffman,B.,A.V.SteeleandJ.J.Mcclelland(2013)."Coldatomicbeamionsourceforfocusedionbeamapplications." JournalofAppliedPhysics114(4):191.
用户单位TU Kaiserslautern
FIB-SEMzeroK NanoTechFIB:ZERO,FIB:ZERO
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