Buffl

VL 11-14

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by enzo K.

wie funktioniert ion beam etching

1. Erzeugung des Ionenstrahls:

• Das Verfahren beginnt mit der Erzeugung eines Ionenstrahls in einer Entladekammer, die bei einem niedrigen Druck (ca. 10⁻³ mbar) betrieben wird. In dieser Kammer werden Ionen (häufig aus einem Edelgas wie Argon) durch eine Anode und eine beschleunigende Elektrode beschleunigt.

• Die Ionen werden durch ein starkes elektrisches Feld beschleunigt, um eine hohe Energie zu erreichen, in der Größenordnung von 0,1 bis 1 kV.

2. Separierung von Plasma und Substrat:

• Im Gegensatz zu anderen Ätzverfahren sind das Plasma und das Substrat räumlich voneinander getrennt. Dies ermöglicht eine präzisere Steuerung des Ionenstrahls und verhindert unerwünschte Wechselwirkungen zwischen dem Plasma und dem Substrat.

• Das Substrat wird in einer Vakuumkammer bei hohem Vakuum gehalten (weniger als 10⁻⁴ mbar), was eine präzise Steuerung der Ioneninteraktionen ermöglicht.

3. Ionentransport und -lenkung:

• Der erzeugte Ionenstrahl wird durch magnetische Felder und elektrische Felder gesteuert, um gezielt auf die Oberfläche des Substrats zu treffen. Dabei bleibt der Elektronenfluss unverändert, was für die Stabilität des Ionenstrahls entscheidend ist.

• Die Substratkammer ist dreh- und neigbar, was es ermöglicht, den Strahl unter verschiedenen Winkeln auf das Substrat zu lenken. Dadurch kann die Ätztiefe und -richtung präzise gesteuert werden.

4. Materialabtrag:

• Wenn die hochenergetischen Ionen auf das Substrat treffen, übertragen sie ihren Impuls auf die Atome der Substratoberfläche, wodurch diese herausgeschlagen werden. Dieser physikalische Materialabtrag ist anisotrop, das heißt, er erfolgt bevorzugt in einer bestimmten Richtung.

• Die Kontrolle über die Dichte, Energie und den Auftreffwinkel der Ionen ermöglicht es, äußerst präzise Strukturen in das Material zu ätzen.

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enzo K.

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