شبكة مصادر رش الشعاع الأيوني

مصدر شعاع الأيونات هو مصدر بلازما مزود بشبكة وقادر على استخلاص الأيونات. يتكون مصدر شعاع الأيونات OIPT (تقنية البلازما من Oxford Instruments) من ثلاثة مكونات رئيسية: غرفة التفريغ، والشبكة، والمعادل.

الرسم التخطيطي لشبكة مصادر الشعاع

● غرفة التفريغعبارة عن غرفة من الكوارتز أو الألومنيوم محاطة بهوائي الترددات الراديوية. تأثيره هو تأين الغاز (عادةً الأرجون) من خلال مجال الترددات الراديوية، مما يؤدي إلى إنتاج البلازما. يثير مجال التردد الراديوي الإلكترونات الحرة، مما يؤدي إلى انقسام ذرات الغاز إلى أيونات وإلكترونات، والتي بدورها تنتج البلازما. الجهد الكهربي من طرف إلى طرف لهوائي التردد اللاسلكي في غرفة التفريغ مرتفع جدًا، مما له تأثير كهروستاتيكي على الأيونات، مما يجعلها أيونات عالية الطاقة.

● دور الشبكةفي مصدر الأيونات يتم تشريح الأيونات وتسريعها إلى الطاقة المطلوبة. تتكون شبكة مصدر شعاع الأيونات OIPT من 2 إلى 3 شبكات بنمط تخطيط محدد، والتي يمكن أن تشكل شعاعًا أيونيًا واسعًا. تشمل ميزات تصميم الشبكة التباعد والانحناء، والتي يمكن تعديلها وفقًا لمتطلبات التطبيق للتحكم في طاقة الأيونات.

● مُعادلهو مصدر إلكترون يستخدم لتحييد الشحنة الأيونية في شعاع الأيونات، وتقليل انحراف شعاع الأيونات، ومنع الشحن على سطح الشريحة أو هدف الاخرق. قم بتحسين التفاعل بين المُعادل والمعلمات الأخرى لموازنة المعلمات المختلفة للحصول على النتيجة المرجوة. يتأثر انحراف الحزمة الأيونية بعدة عوامل، بما في ذلك تشتت الغاز ومعلمات الجهد والتيار المختلفة.

تم تحسين عملية مصدر شعاع الأيونات OIPT عن طريق وضع شاشة إلكتروستاتيكية في غرفة الكوارتز واعتماد هيكل ثلاثي الشبكات. تمنع الشاشة الكهروستاتيكية المجال الكهروستاتيكي من الدخول إلى مصدر الأيونات وتمنع بشكل فعال ترسب الطبقة الموصلة الداخلية. يشتمل الهيكل ثلاثي الشبكات على شبكة حماية وشبكة تسريع وشبكة تباطؤ، والتي يمكنها تحديد الطاقة بدقة ودفع الأيونات لتحسين موازنة الأيونات وكفاءتها.

الشكل 1. البلازما داخل المصدر عند جهد الشعاع

الشكل 2. البلازما داخل المصدر عند جهد الشعاع

الشكل 3. مخطط تخطيطي لنظام الحفر والترسب للأيون

تنقسم تقنيات النقش في المقام الأول إلى فئتين:

● النقش بالشعاع الأيوني بالغازات الخاملة (IBE): تتضمن هذه الطريقة استخدام الغازات الخاملة مثل Argon أو Xenon أو Neon أو Krypton للحفر. يوفر IBE الحفر المادي ويسمح بمعالجة المعادن مثل الذهب والبلاتين والبلاديوم ، والتي عادة ما تكون غير مناسبة للحفر الأيوني التفاعلي. بالنسبة للمواد متعددة الطبقات ، فإن IBE هي الطريقة المفضلة بسبب بساطتها وكفاءتها ، كما هو موضح في إنتاج أجهزة مثل ذاكرة الوصول العشوائي المغناطيسي (MRAM).

● حفر شعاع الأيونات التفاعلية (ريبي): Ribe يستلزم إضافة الغازات الكيميائية التفاعلية مثل SF6 أو CHF3 أو CF4 أو O2 أو CL2 إلى غازات خاملة مثل الأرجون. هذه التقنية تعزز معدلات النقش وانتقائية المواد من خلال إدخال التفاعل الكيميائي. يمكن إدخال Ribe إما من خلال مصدر الحفر أو من خلال بيئة تحيط بالرقاقة على منصة الركيزة. توفر الطريقة الأخيرة ، والمعروفة باسم حفر شعاع الأيونات المدعوم كيميائيًا (CAIBE) ، كفاءة أعلى وتسمح بخصائص الحفر التي يتم التحكم فيها.

يوفر Eon Beam Entching مجموعة من المزايا في عالم معالجة المواد. إنه يتفوق في قدرته على حفر مواد متنوعة ، ويمتد إلى أولئك الذين يمثلون تحديًا تقليديًا لتقنيات حفر البلازما. علاوة على ذلك ، تتيح الطريقة لتشكيل ملامح الجدار الجانبي من خلال إمالة العينة ، مما يعزز دقة عملية الحفر. من خلال إدخال غازات تفاعلية كيميائية ، يمكن أن يؤدي نقش شعاع الأيونات إلى زيادة معدلات الحفر بشكل كبير ، مما يوفر وسيلة لإعالة إزالة المواد. 

وتمنح هذه التقنية أيضًا تحكمًا مستقلاً في المعلمات المهمة مثل تيار الشعاع الأيوني والطاقة، مما يسهل عمليات النقش المخصصة والدقيقة. ومن الجدير بالذكر أن الحفر بالشعاع الأيوني يتميز بتكرار تشغيلي استثنائي، مما يضمن نتائج متسقة وموثوقة. بالإضافة إلى ذلك، فإنه يعرض تجانسًا رائعًا للحفر، وهو أمر ضروري لتحقيق إزالة متسقة للمواد عبر الأسطح. بفضل مرونة العملية الواسعة، يعتبر النقش بالشعاع الأيوني بمثابة أداة قوية ومتعددة الاستخدامات في تطبيقات تصنيع المواد والتصنيع الدقيق.

لماذا تعد مادة الجرافيت Vetek Semiconductor مناسبة لصنع شبكات الشعاع الأيوني؟

● الموصلية: يُظهر الجرافيت موصلية ممتازة، وهو أمر بالغ الأهمية لشبكات الحزم الأيونية لتوجيه الحزم الأيونية بشكل فعال للتسارع أو التباطؤ.

● الاستقرار الكيميائي: الجرافيت مستقر كيميائيا، وقادر على مقاومة التآكل والتآكل الكيميائي، وبالتالي الحفاظ على السلامة الهيكلية واستقرار الأداء.

● القوة الميكانيكية: يمتلك الجرافيت قوة ميكانيكية وثباتًا كافيين لتحمل القوى والضغوط التي قد تنشأ أثناء تسارع الشعاع الأيوني.

● استقرار درجة الحرارة: يوضح الجرافيت الاستقرار الجيد في درجات حرارة عالية ، مما يمكّنه من مواجهة بيئات درجات الحرارة العالية داخل معدات شعاع الأيونات دون فشل أو تشوه.

Vetek Semiconductor Ion Beam Sputter Sources Grid Products: