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知識(shí)星球（星球名：芯片制造與封測(cè)技術(shù)社區(qū)，星球號(hào)：63559049）里的學(xué)員問(wèn)：聚焦離子束顯微鏡是運(yùn)用鎵（Ga）金屬來(lái)做為離子源，為什么？
什么是FIB？
FIB，全名Focused Ion Beam，聚焦離子束，在芯片制造中十分重要。主要有四大功能：結(jié)構(gòu)切割，線路修改，觀察，TEM制樣等。
為什么用金屬鎵做離子源？
鎵的熔點(diǎn)為 29.76°C，在室溫稍高的條件下即為液態(tài)，這使其非常適合操作。液態(tài)鎵的蒸氣壓非常低（<10^（-13） Torr），即使在高真空環(huán)境下也能保持穩(wěn)定，不易揮發(fā)而污染真空腔。
表面張力高，可以穩(wěn)定地形成 Taylor cone，從而精確地提取離子。
亮度高，束斑尺寸小，通常小于 10 nm，加工精度高。等等
鎵離子束是如何產(chǎn)生的？
液態(tài)鎵存儲(chǔ)在儲(chǔ)存器（Ga Reservoir）中，通過(guò)線圈（heater wires）加熱，使鎵保持液態(tài)。液態(tài)鎵通過(guò)毛細(xì)作用流向 W針尖（W needle） 的表面，在鎢針尖和提取電極之間施加數(shù)十千伏的強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)會(huì)集中在針尖處，使液態(tài)鎵受到電場(chǎng)力拉伸。
液態(tài)鎵在電場(chǎng)的作用下被拉伸成一個(gè)非常小的曲率半徑的錐形（Taylor cone），在Taylor cone的尖端，液態(tài)鎵的原子被強(qiáng)電場(chǎng)游離，形成鎵離子，離子以初始發(fā)射角約為 50°的角度射出，經(jīng)過(guò)下游的電磁透鏡聚焦，最終形成一個(gè)高亮度、高精度的高斯分布束斑（Gaussian Profile），即聚焦離子束。
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