FIB為什么要用液態(tài)鎵來做離子源？

知識星球（星球名：芯片制造與封測技術社區(qū)，星球號：63559049）里的學員問：聚焦離子束顯微鏡是運用鎵（Ga）金屬來做為離子源，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：結構切割，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)鎵存儲在儲存器（Ga Reservoir）中，通過線圈（heater wires）加熱，使鎵保持液態(tài)。液態(tài)鎵通過毛細作用流向 W針尖（W needle） 的表面，在鎢針尖和提取電極之間施加數(shù)十千伏的強電場，電場會集中在針尖處，使液態(tài)鎵受到電場力拉伸。

液態(tài)鎵在電場的作用下被拉伸成一個非常小的曲率半徑的錐形（Taylor cone），在Taylor cone的尖端，液態(tài)鎵的原子被強電場游離，形成鎵離子，離子以初始發(fā)射角約為 50°的角度射出，經(jīng)過下游的電磁透鏡聚焦，最終形成一個高亮度、高精度的高斯分布束斑（Gaussian Profile），即聚焦離子束。

也可以加入Tom的半導體制造與先進封裝技術社區(qū)，在這里會針對學員問題答疑解惑，上千個半導體行業(yè)資料共享，內(nèi)容比文章豐富很多很多，適合快速提升半導體制造能力，介紹如下：? ? ?《歡迎加入作者的芯片知識社區(qū)！》