聚焦离子束（FIB）在材料分析的应用

FIB是聚焦离子束的简称，由两部分组成。一是成像，把液态金属离子源输出的离子束加速、聚焦，从而得到试样表面电子像（与SEM相似）；二是加工，通过强电流离子束剥离表面原子，从而完成微，纳米级别的加工。

 

FIB主要功能

 

1.微纳米级截面加工

 

FIB可以精确地在器件的特定微区进行截面观测，同时可以边加工刻蚀、边利用SEM实时观察样品。截面分析是FIB最常见的应用。这种刻蚀断面定位精度极高，在整个制样过程中样品所受应力很小，制作的断面因此也具有很好的完整性。

 

2.制备TEM薄片样品

 

透射电子显微镜（TEM）具有极高的分辨率，其对样品制备有着极高的要求。通常情况下，样品厚度需要小于100nm，才可以被电子束穿透，用于观测。金鉴实验室在进行试验时，严格遵循相关标准操作，确保每一个测试环节都精准无误地符合标准要求。FIB由于具有精密加工的特性，是用来制备TEM样品的良好工具。

 

3.电子线路编辑、芯片修复、刻蚀加工

 

在IC设计中，需要对成型的集成电路的设计更改进行验证、优化和调试。当发现问题后，需要将这些缺陷部位进行修复。运用FIB的溅射功能，可将某一处的连线断开，或利用其沉积功能，可将某处原来不相连的部分连接起来。即直接在芯片上修正错误，降低研发成本，加速研发进程。

 

FIB应用领域

 

1.电子信息行业

 

半导体电子器件和集成电路技术的迅速发展，器件和电路结构日趋复杂，对微电子芯片的工艺诊断，失效分析，异物分析等提出了更高要求。对于PCB&PCBA中的缺陷定位后的截面分析，FIB的应用尤为广泛。

 

2.新能源行业

 

在锂离子电池材料的研发进程中，FIB起到了至关重要的作用，如正负极材料&极片的包覆分析、工艺逆向分析，新型储能材料的性能研究等等。

 

3.新型显示行业

 

从材料科学角度看，FIB可以实现近乎无应力条件下的超精细加工且对材料要求不高，所以首先被应用于光刻胶、即半导体、显示面板等领域。当出现LED烧电极问题，质量争议最多的是芯片和电源。近些年，FIB越来越多地应用于LED/液晶材料表征与失效分析中。