Nutzung fein fokussierter Ionenstrahlen

Fein fokussierte Ionenstrahlen (Focused Ion Beam = FIB) sind ein sehr nützliches Instrument in der Mikro- und Nanotechnologie und Analytik. Charakteristische Eigenschaften sind der Submikrometer-Strahldurchmesser, der Energiebereich zwischen 200 keV und einigen eV (low energy FIB), eine hohe Stromdichte sowie eine große Vielfalt an verfügbaren Ionen. In FIB Systemen werden Flüssigmetallionenquellen für reine Metalle oder auch Legierungen eingesetzt. FIB-Anlagen sind computergesteuert und gestatten, eine Struktur beliebiger Form bis in den Nanometerbereich hinein zu bearbeiten (siehe Bild: Detektor-Teststruktur aus CoSi₂ mit einer Stegbreite von 2 µm).

Die wichtigsten Anwendungsgebiete dieser Anlagen liegen in der Nanotechnologie. Dazu gehören die Raster-Ionenstrahl-Mikroskopie, die maskenlose Ionen-Implantation zur Dotierung und Materialmodifizierung, die Ionenstrahlzerstäubung zur Herstellung von 3D Mikrostrukturen, die Inspektion und Probenpräparation für Untersuchungen der Rasterelektronenmikroskopie (REM) und die Transmissionselektronenmikroskopie (TEM), die selektive ionenstrahlgestützte Abscheidung und Ätzung sowie die Ionenstrahl-Lithographie.

Charakteristik des FIB-Systems:

• Energiebereich: 10-30 keV (einfach geladen)
• Ionenarten: Ga, Co, Nd, Ge, Au, Si, Er, Ni, Fe, Cr, B, In ...
• Strahlstrom: 0.001 - 22 nA
• Spotdurchmesser: min. 14 nm (Ga)
• Stromdichte: bis über 10 A/cm²
• Mit Laserinterferometer gesteuerter x-y Probentisch 160 x 160 mm²
• Scanfeld max. 500 x 500 µm² (energieabhängig) für größere Strukturen: stitching
• Möglichkeit der Probenheizung, -kühlung, -rotation, in-situ Messungen
• Daten Input - Format: ASCII, AutoCAD

Außerdem werden Halbleiter-Präparationsprozesse für Silizium und andere Halbleitermaterialien, wie SiC und Diamant, durchgeführt.