A Micromachined Ionic Liquid Ion Source with Flow-Controlled Segmented Annular Channels
A Micromachined Ionic Liquid Ion Source with Flow-Controlled Segmented Annular Channels
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具有流量控制分段环形通道的微机械离子液体离子源
DOI：
10.1109/transducers.2019.8808471
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Kuwano Hiroki
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chinh Nguyen-Van;Minh Le-Van;Ono Takahito;Kuwano Hiroki
在这项工作中，我们提出了一种用于纳米/微加工应用的微机械氟离子源（IS）。我们提出的结构是由一个面外的硅微发射器组成，周围是四个分段的环形微通道。采用分段通道控制提供给尖端发射器的离子液体流动，从而扩大了工作范围，克服了传统离子液体离子源中存在的液滴发射问题。用1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（EMIM-BF4） IL制备反应性氟基离子。ILIS能够在2.8千伏至5千伏的宽电压范围内发射无液滴的氟基离子。离子源对Si结构的最大刻蚀速率为150 μm3.μA-1.min-1。
In this work, we present a micromachined fluorine-based ion source (IS) for nano-/micro-processing applications. Our proposed structure is composed of an out-of-plane Si micro-emitter surrounded by four segmented annular micro-channels. The segmented channels were implemented to control the ionic liquid (IL) flow supplied to the tip emitter, enabling to broaden the working regime and overcome the droplet emission which was observed in the conventional ionic liquid ion source (ILIS). The 1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate (EMIM-BF4) IL was used to produce reactive fluorine-based ions. The ILIS enabled to emit the fluorine-based ions without droplets for a wide range of voltage supply from 2.8 kV to 5 kV. The ion source was demonstrated for patterning a Si structure with the maximum etching rate of 150 μm3.μA-1.min-1.
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