رسوب ناشی از پرتو الکترونی ( EBID ) فرآیندی است که در آن مولکول های گازی توسط یک پرتو الکترونی تجزیه می شوند که منجر به رسوب قطعات غیرفرار بر روی یک لایه مجاور می شود. پرتو الکترونی معمولاً توسط یک میکروسکوپ الکترونی روبشی ارائه می شود که منجر به دقت فضایی بالا ( به طور بالقوه زیر یک نانومتر ) و امکان تولید ساختارهای سه بعدی مستقل می شود.
معمولاً از پرتو الکترونی متمرکز میکروسکوپ الکترونی روبشی ( SEM ) یا میکروسکوپ الکترونی عبوری روبشی ( STEM ) استفاده می شود. روش دیگر، رسوب ناشی از پرتو الکترونی ( IBID ) است که در آن یک پرتو یون متمرکز به جای آن اعمال می شود. مواد پیش ساخته معمولاً مایع یا جامد هستند و قبل از رسوب به گاز تبدیل می شوند، معمولاً از طریق تبخیر یا تصعید، و با نرخ ( سرعت ) دقیق کنترل شده به محفظه خلاء بالای میکروسکوپ الکترونی وارد می شوند. از طرف دیگر، پیش سازه های جامد را می توان توسط خود پرتو الکترونی تصعید کرد.
هنگامی که رسوب در دمای بالا رخ می دهد یا شامل گازهای خورنده می شود، از یک محفظه رسوب دهی خاص استفاده می شود. [ ۱] از میکروسکوپ جدا می شود و پرتو از طریق روزنه ای به اندازه میکرومتر وارد آن می شود. دهانهٔ کوچک فشار دیفرانسیلی را در میکروسکوپ ( خلاء ) و محفظه رسوب ( بدون خلاء ) حفظ می کند. چنین حالت رسوب گذاری برای EBID الماس استفاده شده است. [ ۱] [ ۲]
در حضور گاز پیش ساخته، پرتوی الکترونی روی لایه اسکن می شود و در نتیجه مواد رسوب می کنند. اسکن معمولاً توسط کامپیوتر کنترل می شود. نرخ رسوب به پارامترهای مختلف فرایند، مانند فشار جزئی پیش ساخته، دمای لایه، پارامترهای پرتو الکترونی، چگالی جریان اعمال شده و غیره بستگی دارد. معمولاً در حد ۱۰ نانومتر بر ثانیه است. [ ۳]
انرژی های الکترون اولیه در SEM یا STEMها معمولاً بین ۱۰ تا ۳۰۰ کیلو الکترون ولت هستند، جایی که واکنش های ناشی از برخورد الکترون اتفاق می افتاد، یعنی تفکیک پیش ساخته، سطح مقطع نسبتاً کمی دارند. اکثر تجزیه از طریق برخورد الکترون با انرژی کم اتفاق می افتد: یا توسط الکترون های ثانویه کم انرژی، که از سطح مشترک زیرلایه - خلاء عبور می کنند و به چگالی کل جریان کمک می کنند، یا الکترون های پراکنده غیرالاستیک ( پس پراکنده ) . [ ۳] [ ۴] [ ۵]
الکترون های S ( T ) EM اولیه را می توان در نقاطی به کوچکی ۰٫۰۴۵ نانومتر~ متمرکز کرد[ ۶] در حالی که کوچک ترین سازه هایی که تاکنون توسط EBID رسوب گذاری شده اند، رسوبات نقطه ای به قطر ~ ۰٫۷ نانومتری هستند، [ ۷] رسوبات معمولاً اندازه جانبی بزرگتری نسبت به اندازه لکه پرتو دارند. دلیل آن به اصطلاح اثرات مجاورتی است، به این معنی که الکترون های ثانویه، پراکنده عقب و پراکنده رو به جلو ( اگر پرتو روی مواد از قبل رسوب شده، ساکن باشد ) در رسوب گذاری نقش دارند. از آنجایی که این الکترون ها می توانند زیرلایه را تا چندین میکرون دورتر از نقطه برخورد پرتوی الکترونی ( بسته به انرژی آن ) ترک کنند، رسوب مواد لزوماً محدود به نقطه تابش شده نیست. برای حل این مشکل، می توان از الگوریتم های جبران استفاده کرد که برای لیتوگرافی پرتو الکترونی معمول است.
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلفمعمولاً از پرتو الکترونی متمرکز میکروسکوپ الکترونی روبشی ( SEM ) یا میکروسکوپ الکترونی عبوری روبشی ( STEM ) استفاده می شود. روش دیگر، رسوب ناشی از پرتو الکترونی ( IBID ) است که در آن یک پرتو یون متمرکز به جای آن اعمال می شود. مواد پیش ساخته معمولاً مایع یا جامد هستند و قبل از رسوب به گاز تبدیل می شوند، معمولاً از طریق تبخیر یا تصعید، و با نرخ ( سرعت ) دقیق کنترل شده به محفظه خلاء بالای میکروسکوپ الکترونی وارد می شوند. از طرف دیگر، پیش سازه های جامد را می توان توسط خود پرتو الکترونی تصعید کرد.
هنگامی که رسوب در دمای بالا رخ می دهد یا شامل گازهای خورنده می شود، از یک محفظه رسوب دهی خاص استفاده می شود. [ ۱] از میکروسکوپ جدا می شود و پرتو از طریق روزنه ای به اندازه میکرومتر وارد آن می شود. دهانهٔ کوچک فشار دیفرانسیلی را در میکروسکوپ ( خلاء ) و محفظه رسوب ( بدون خلاء ) حفظ می کند. چنین حالت رسوب گذاری برای EBID الماس استفاده شده است. [ ۱] [ ۲]
در حضور گاز پیش ساخته، پرتوی الکترونی روی لایه اسکن می شود و در نتیجه مواد رسوب می کنند. اسکن معمولاً توسط کامپیوتر کنترل می شود. نرخ رسوب به پارامترهای مختلف فرایند، مانند فشار جزئی پیش ساخته، دمای لایه، پارامترهای پرتو الکترونی، چگالی جریان اعمال شده و غیره بستگی دارد. معمولاً در حد ۱۰ نانومتر بر ثانیه است. [ ۳]
انرژی های الکترون اولیه در SEM یا STEMها معمولاً بین ۱۰ تا ۳۰۰ کیلو الکترون ولت هستند، جایی که واکنش های ناشی از برخورد الکترون اتفاق می افتاد، یعنی تفکیک پیش ساخته، سطح مقطع نسبتاً کمی دارند. اکثر تجزیه از طریق برخورد الکترون با انرژی کم اتفاق می افتد: یا توسط الکترون های ثانویه کم انرژی، که از سطح مشترک زیرلایه - خلاء عبور می کنند و به چگالی کل جریان کمک می کنند، یا الکترون های پراکنده غیرالاستیک ( پس پراکنده ) . [ ۳] [ ۴] [ ۵]
الکترون های S ( T ) EM اولیه را می توان در نقاطی به کوچکی ۰٫۰۴۵ نانومتر~ متمرکز کرد[ ۶] در حالی که کوچک ترین سازه هایی که تاکنون توسط EBID رسوب گذاری شده اند، رسوبات نقطه ای به قطر ~ ۰٫۷ نانومتری هستند، [ ۷] رسوبات معمولاً اندازه جانبی بزرگتری نسبت به اندازه لکه پرتو دارند. دلیل آن به اصطلاح اثرات مجاورتی است، به این معنی که الکترون های ثانویه، پراکنده عقب و پراکنده رو به جلو ( اگر پرتو روی مواد از قبل رسوب شده، ساکن باشد ) در رسوب گذاری نقش دارند. از آنجایی که این الکترون ها می توانند زیرلایه را تا چندین میکرون دورتر از نقطه برخورد پرتوی الکترونی ( بسته به انرژی آن ) ترک کنند، رسوب مواد لزوماً محدود به نقطه تابش شده نیست. برای حل این مشکل، می توان از الگوریتم های جبران استفاده کرد که برای لیتوگرافی پرتو الکترونی معمول است.
