芯片制造过程有极其复杂的工艺,其中离子注入是一道重要的工序,该工作原理如图所示:离子经加速后沿水平方向进入速度选择器,离子在速度选择器中做匀速直线运动,然后通过磁分析器,选择出特定比荷的离子,经偏转系统后注入到水平面内的晶圆(硅片)处。速度选择器中匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外,匀强电场场强大小为E,方向竖直向上;磁分析器截面是内外半径分别为R1和R2的四分之一圆环,其两端中心位置M和N处各有一个小孔,磁分析器中匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外;偏转系统中电场和磁场的分布区域是同一棱长为L的正方体,底面与晶圆所在的水平面重合,偏转系统中匀强磁场的磁感应强度大小为B、匀强电场场强大小为E,它们的方向均垂直纸面向外;从磁分析器N处小孔射出的离子自偏转系统上表面的中心射入,当偏转系统不加电场及磁场时,离子恰好竖直注入到晶圆上的O点。以O点为坐标原点,偏转系统中B的方向为x轴正方向,水平向左为y轴正方向,建立平面直角坐标系。整个系统置于真空中,不计离子重力,打到晶圆上的离子经过电场和磁场偏转的角度都很小,而当α很小时,有以下近似计算:sinα≈α,1-cosα≈α22。求:
(1)离子的电性及通过速度选择器后的速度大小;
(2)从磁分析器出来的离子的比荷;
(3)偏转系统同时加上电场和磁场时,离子注入晶圆的位置坐标。

1
-
cosα
≈
α
2
2
【答案】(1)离子带正电;通过速度选择器后的速度大小为;
(2)从磁分析器出来的离子的比荷为;
(3)偏转系统同时加上电场和磁场时,离子注入晶圆的位置坐标为(,)。
E
B
(2)从磁分析器出来的离子的比荷为
2
E
(
R
1
+
R
2
)
B
2
(3)偏转系统同时加上电场和磁场时,离子注入晶圆的位置坐标为(
L
2
R
1
+
R
2
L
2
R
1
+
R
2
【解答】
【点评】
声明:本试题解析著作权属菁优网所有,未经书面同意,不得复制发布。
发布:2024/12/29 20:30:1组卷:67引用:5难度:0.6
相似题
-
1.如图1所示,在xOy坐标系中,两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称,极板长度和板间距均为l,紧靠极板的右边缘的有界匀强磁场区域由ΔAB0和矩形0BCD构成,其中∠OAB=60°,OD=OA.磁场方向垂直于xOy平面向里,D、A位于y轴上。位于极板左侧的粒子源沿x轴向右接连发射质量为m,电荷量为+q、速度相同的带电粒子,现在0~3t0时间内两板间加上如图2所示的电压,已知t=0时刻进入两板间的粒子,在t0时刻射入磁场时,恰好不会从磁场边界射出磁场区域且圆心在x轴上,上述l、m、q、t0为已知量,U0=
,不考虑P、Q两板电压的变化对磁场的影响,也不考虑粒子的重力及粒子间的相互影响,求:ml2qt02
(1)t=0时刻进入两板间的带电粒子射入磁场时的速度;
(2)匀强磁场的磁感应强度的大小及磁场区域的面积;
(3)t=t0时刻进入两板间的带电粒子在匀强磁场中运动的时间。发布:2024/12/30 0:0:1组卷:89引用:2难度:0.7 -
2.如图,半径为d的圆形区域内有磁感应强度为B的匀强磁场,磁场垂直圆所在的平面。一带电量为q、质量为m的带电粒子从圆周上a点对准圆心O射入磁场,从b点折射出来,若α=60°,则带电粒子射入磁场的速度大小为( )
发布:2025/1/6 0:30:5组卷:272引用:2难度:0.6 -
3.如图所示,三角形ABC内有垂直于三角形平面向外的匀强磁场,AB边长为L,∠CAB=30°,∠B=90°,D是AB边的中点。现在DB段上向磁场内射入速度大小相同、方向平行于BC的同种粒子(不考虑粒子间的相互作用和粒子重力),若从D点射入的粒子恰好能垂直AC边射出磁场,则AC边上有粒子射出的区域长度为( )
发布:2025/1/3 0:30:3组卷:304引用:1难度:0.5