离子束加工：聚焦离子束加工中的主要缺点

  聚焦离子束加工（FIB）是一种微纳加工技术。 它的基本原理类似于扫描电子显微镜（SEM）。 离子源发出的离子束作为入射束被加速并聚焦，高能离子与固体表层上的原子碰撞。 在此过程当中，固体原子会被溅射掉。 因此，FIB被更多地用作直接处理微纳米结构的工具。 结合气体注入系统（GIS），FIB可以帮助化学气相沉积，位置诱导的沉积以及微纳米材料和结构的生长，或者有助于挑选性增强特定材料和结构的蚀刻。

  在聚焦离子束加工以产生微纳结构的实际应用中，由于FIB本身和待加工材料的特性，加工后的结构有时会产生缺点。 这些缺点主要包括：

  倾斜的侧壁

  在聚焦的束斑中，离子呈现高斯分布特征，并且离束斑的中心越近，离子的相对数量越大。 如果离子束在单个像素点蚀刻和轰击样品，则将形成具有锥形横截面轮廓的孔。 随着蚀刻深度的增加，该部分的锥度将逐渐减小直至饱和。 由于材料和晶体取向的不同，横截面通常具有1.5至4°的锥度。

  为了获得完全垂直于样品表层的横截面，通常将样品倾斜特定角度以补偿横截面和离子束入射角之间的偏差。 另外，还可以以横向入射的方式进行切割，并且可以通过限定蚀刻图案来控制横截面与表层之间的角度，并且可以形成具有更复杂形状的三维微纳米结构。 灵活处理。

  窗帘结构

  当用聚焦离子束处理样品的横截面时，另一个要注意的问题是横截面的平坦度。 有时在横截面上会出现垂直条纹，这称为幕帘结构。 幕帘结构的形成与聚焦离子束切割的固有倾斜侧壁密切相关。 当样品表层具有起伏或成分差异时，将发生蚀刻速率的差异，并且将形成帘幕结构。

  对于由表层形貌引起的幕帘结构，解决方案通常是使用FIB辅助化学气相沉积法在样品表层上生长保护层以使表层平坦。 它也可以改变离子束的入射方向，避免表层不平整。 开始切割以避免其影响。 对于由成分差异引起的幕帘结构，离子束可以以多个角度入射以通过摆动和切割将其消除。