在芯片制造過程中,離子注入是其中一道重要的工序。如圖,是離子注入工作原理示意圖,正離子質(zhì)量為m,電荷量為q,經(jīng)電場(chǎng)加速后沿水平方向進(jìn)入速度選擇器,然后通過磁分析器,選擇出特定比荷的正離子,經(jīng)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)后注入處在水平面上的晶圓硅片。速度選擇器、磁分析器和偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)中勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B,方向均垂直紙面向外;速度選擇器和偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)中勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小均為E,方向分別為豎直向上和垂直紙面向外。磁分析器截面是內(nèi)外半徑分別為R1和R2的四分之一圓弧,其兩端中心位置M和N處各有一小孔;偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)中電場(chǎng)和磁場(chǎng)的分布區(qū)域是一棱長為L的正方體,晶圓放置在偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)底面處。當(dāng)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)不加電場(chǎng)和磁場(chǎng)時(shí),正離子恰好豎直注入到晶圓上的O點(diǎn),O點(diǎn)也是偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)底面的中心。以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn)建立xOy坐標(biāo)系,x軸垂紙面向外。整個(gè)系統(tǒng)處于真空中,不計(jì)正離子重力,經(jīng)過偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)直接打在晶圓上的正離子偏轉(zhuǎn)的角度都很小,已知當(dāng)α很小時(shí),滿足:sinα=α,cosα=1-12α2。
(1)求正離子通過速度選擇器后的速度大小v及磁分析器選擇出的正離子的比荷;
(2)當(dāng)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)僅加磁場(chǎng)時(shí),設(shè)正離子注入到顯上的位置坐標(biāo)為(x,y),請(qǐng)利用題設(shè)條件,求坐標(biāo)(x,y)的值。
1
2
α
2
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:119引用:3難度:0.5
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1.如圖為質(zhì)譜儀的原理示意圖,電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子從靜止開始經(jīng)過電勢(shì)差為U的加速電場(chǎng)后進(jìn)入粒子速度選擇器,選擇器中存在相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E、方向水平向右.已知帶電粒子能夠沿直線穿過速度選擇器,從G點(diǎn)垂直MN進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng),該偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是一個(gè)以直線MN為邊界、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng).帶電粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)后,最終到達(dá)照相底片的H點(diǎn).可測(cè)量出G、H間的距離為l.帶電粒子的重力可忽略不計(jì).求
(1)粒子從加速電場(chǎng)射出時(shí)速度ν的大?。?br />(2)粒子速度選擇器中勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的大小和方向.
(3)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大?。?/h2>發(fā)布:2024/9/14 5:0:10組卷:365引用:19難度:0.5 -
2.質(zhì)譜儀的基本構(gòu)造如圖所示。質(zhì)量為m (待測(cè)的)、帶電量為q的離子束由靜止經(jīng)加速電場(chǎng)后,進(jìn)入速度選擇器,速度選擇器中有相互垂直的電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),之后進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B′的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
(1)若該離子的偏轉(zhuǎn)距離為l,求離子的質(zhì)量m;
(2)求加速電場(chǎng)的電壓;
(3)在一次實(shí)驗(yàn)中16O離子的偏轉(zhuǎn)距離為29.20cm,另一種帶電量相同的氧的同位素離子的偏轉(zhuǎn)距離為32.86cm。已知16O離子的質(zhì)量為16.00u(u為原子質(zhì)量單位),求另一種同位素離子的質(zhì)量(保留兩位小數(shù),用原子質(zhì)量單位u表示)。發(fā)布:2024/11/7 8:0:2組卷:49引用:2難度:0.5 -
3.甲、乙、丙、丁四幅圖分別是回旋加速器、磁流體發(fā)電機(jī)、速度選擇器、霍爾元件的結(jié)構(gòu)示意圖,圖丁中元件的導(dǎo)電粒子是自由電子。下列說法中正確的是( ?。?br />
發(fā)布:2024/9/29 0:0:1組卷:164引用:2難度:0.5
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