Study of multi focused ion beam using ion species generated from ion liquid

利用离子液体产生的离子种类进行多聚焦离子束的研究

• 批准号: 21H01777
• 负责人: 桑野 博喜
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01777/
• 关键词: 集束イオンビーム; MEMS; イオン液体; マルチイオンビーム; マルチ集束イオンビーム; 半導体微細加工

イオン源アレイの安定動作およびイオンビーム電流最大化について検討した。本イオン源のイオン放出メカニズムは以下のように考えられる。先端半径数10nmの極めて微細なエミッタ先端に強力な電界を印加した場合、その電界によりイオン液体に加わる引張力とイオン液体の表面張力が釣り合った時にTaylor coneが形成され、これによりイオン放出が為される。そこでエミッタ先端半径制御とイオン液体供給法がキー技術として重要となる。現状で本イオン源からのイオンビーム電流は1～2μAと必ずしも大きなものでは無い。この原因としてエミッタ先端半径制御およびエミッタ先端へのイオン液体の供給法が律速しておるものと考えた。エミッタ先端半径の違いによるエミッタ先端の電界計算により、エミッタ先端半径40nmが最適であることを明らかにした。そこで各種先端半径のエミッタをマイクロマシニングにより作製し、最適である先端半径40nmとなるようにマイクロファブリケーションを最適化した。本申請ではエミッタ先端におけるイオン供給法を従前の我々のものとは異なり、新しくイオン供給流路をエミッタ先端に向けて形成しマイクロチャンネルとすることを試みた。本申請では、半導体微細加工を用いたＭＥＭＳ技術によりエミッタ裏側にイオン液体リザーバを設置し、マイクロチャンネルを通じてエミッタ先端に供給することによりエミッタからのイオンビーム電流発生を確認し、少なくとも数十分程度は安定にイオンビームをhさ出出来ることを明らかにした。

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项目成果

マイクロマシニングを用いたイオン源の作製

使用微机械加工制造离子源

EMIM-BF4 multi-ion sources of micromachined Si external wetted emitters with fluidic feeding-flow confinement: from microfabrication to Si etching evaluation

具有流体供给流限制的微机械硅外部润湿发射器的 EMIM-BF4 多离子源：从微加工到硅蚀刻评估

• 发表时间: 2022
• 作者: Le Van Minh;Nguyen Van Chinh;Hiroki Kuwano
• 通讯作者: Hiroki Kuwano