5 nm Ion implantation 정밀도
AFM Tip 기반 이온주입 기술
Nano analytik 사의 AFM Tip 기반 이온주입 기술은 5 nm 위치 정밀도로 원하는 위치에 Ion implantation 을 가능하게 합니다.
아래의 그림 3에서는 Single Ion Implantation 의 핵심인 5 nm hole 이 뚫린 AFM tip 장치의 구성도 입니다.
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Highly charged 된 이온들이 이온소스에서 나오면 double focusing 분석 마그넷을 통과한 후에 target station에 도달합니다.
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Implant station에는 beam을 pre-collimator 를 통해서 5 nm hole 이 뚫린 AFM tip까지 포커싱 해주는 deflector와 electrostatic lens 등이 장착되어 있습니다.
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아래의 그림은 pre-collimator (5), AFM tip (1) 과 5 nm hole (2), 고 분해능 sample stage (3) 및 2차 전자 검출기 (4) 로 구성되어 있습니다.
아래의 그림 4 C는 FIB를 이용해 30 keV Ga+ beam으로 100 nm hole을 drilling 한 사진이고 A는 AFM tip B는 hole이 뚫린 피라미드 구조를
보여줍니다. 여기에 FIB로 약 100 nm hole을 뚫습니다.
그림 5 는 STEM (Scanning Transmission Electron Microscope)으로 Pt X-ray의 강도를 line scan 한 그래프로 FIB로 100 nm hole을 가공한 후에
백금을 박막증착하여 (in situ ion beam assisted Pt deposition) 최종 hole 사이즈를 100 nm에서 5 nm로 줄였습니다.
5 nm hole이 있는 AFM tip을 이용해서 이온주입을 원하는 영역을 AFM 스캔으로 이미지를 측정하고 여기에서 원하는 이온주입 지점을 찾은 후에
그 지점에 5 nm 정밀도를 갖고 정밀 이온주입을 할 수 있습니다. 여기에서 중요한 점은 AFM 스캔, 이미지측정 그리고 ion implantation 을
하나의 동일한 AFM tip을 갖고 시행하는 것입니다. 동일한 tip 사용으로 추가적인 위치 및 측정오류가 없어서 정밀 이온주입에 꼭 필요한 기술입니다.
5 nm Ion Implantation 정밀도의 AFM tip을 사용한 장비는 아래와 같이 AFM 기반 Implantation 과 1000°C 이상의 열처리를 한번에 할 수 있는 장비를 구성할 수 있습니다.
(29Si Ion source 장착가능)
(Sample preparation chamber, Implant chamber, Thermal treatment chamber 등으로 구성)
