液態鎵離子源是一種液態金屬離子源(LMIS),可產生鎵離子束。
離子源是用于生成轟擊樣品離子流的裝置,分為液態金屬離子源、雙等離子體離子源、氣態場發射離子源、電子轟擊離子源等類型,其中液態金屬離子源是最常用的離子源,原理是容器中的金屬被加熱成液態后,液體在發射針尖的發射端電離形成離子束發射。
根據使用金屬不同,液態金屬離子源分為液態鎵離子源、液態銅離子源、液體鋁離子源等多種類型。鎵具有低熔點、低蒸汽壓、抗化學腐蝕性優異、高表面張力、電氣穩定性高、發射期間能量擴散小等特點,是液態金屬離子源的理想材料。
液態鎵離子源能夠產生高亮度、高精度鎵離子束,廣泛應用在聚焦離子束(FlB)系統中。FlB系統是材料科學、高精度加工、微電子器件制造領域不可或缺的工具,2024年全球FlB系統市場規模達6.6億美元,市場集中在歐美地區,生產廠商主要包括美國FEI(現屬賽默飛世爾)、日本Hitachi High-Technologies(日立集團下屬)、卡爾·蔡司集團等。
近年來,隨著半導體、微納加工等領域發展,我國FlB系統應用需求不斷釋放。但我國FlB系統研究起步較晚,高端市場嚴重依賴進口。根據新思界產業研究中心發布的《
2025-2029年中國液態鎵離子源行業市場供需現狀及發展趨勢預測報告》顯示,離子源是FlB系統的關鍵部件,直接影響著FlB系統的技術指標和性能,液態鎵離子源是FlB系統應用最廣泛的離子源,占比達80%以上,FlB系統國產化發展,需優先解決液態鎵離子源國產化問題。
液態鎵離子源精度要求嚴格、研發難度大,我國主要研制企業包括大束科技(北京)有限責任公司、納斯凱半導體科技有限公司等。大束科技成立于2018年,成功研制了熱場發射電子源、液態鎵離子源等產品,在多家客戶的裝機測試中,其自研液態鎵離子源顯示出與進口產品相當的性能和壽命。目前大束科技可穩定批量生產液態鎵離子源,憑借高性價比、反應速度快、可定制化生產等優勢,大束科技正加速推進液態鎵離子源及FlB系統國產化進程。
新思界
行業分析人士表示,液態鎵離子源是FlB系統中應用最廣泛的液態金屬離子源,隨著FlB系統在半導體、微納加工等領域應用,液態鎵離子源市場空間將不斷擴大。近年來,我國逐漸實現了液態鎵離子源國產化研制,進一步增強了FlB系統行業自主創新能力和國際競爭力。
關鍵字: