22. 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,离子经加速后沿直线
进入速度选择器,然后垂直于
平面进入偏转系统后注入处在水平面内的晶圆(硅片)。速度选择器和偏转系统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。偏转系统中电场、磁场分布在一个边长为
l正方体区域内,其底面与晶圆所在水平面平行,间距也为
l。当偏转系统不加电场时,离子恰好竖直注入到晶圆上。整个系统置于真空中,偏转系统底面中心
O位于晶圆中心
正上方,离子的电荷量为
q,不计离子重力。求:
(1)离子通过速度选择器的速度大小
v和离子质量;
(2)偏转系统磁感应强度调整为
时,不加电场带电离子在偏转系统中的运动时间;
(3)偏转系统磁感应强度调整为
后,同时给偏转系统加上电场,离子从偏转系统底面飞出,注入到晶圆所在水平面的位置的坐标。