11. 在芯片制造过程中,离子注入是其中一道重要的工序。如图所示是离子注入工作原理示意图,离子经加速后沿水平方向进入速度选择器,然后通过磁分析器,选择出特定比荷的离子,经偏转系统后注入处在水平面内的晶圆(硅片)。速度选择器和磁分析器中的匀强磁场的磁感应强度大小均为
B,方向均垂直纸面向外;速度选择器和偏转系统中的匀强电场场强大小均为
E,方向分别为竖直向上和垂直纸面向外。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;偏转系统中电场的分布区域是一边长为
L的正方体,其底面与晶圆所在水平面平行,间距为2
L。当偏转系统不加电场时,离子恰好竖直注入到晶圆上的
O点。整个系统置于真空中,不计离子重力。求:
(1)离子通过速度选择器的速度大小
v和磁分析器选择出来离子的比荷
;
(2)偏转系统加电场时,离子从偏转系统底面飞出,注入到晶圆所在水平面的位置到
O点的距离
x。