21.
(2023高二下·富阳月考)
离子注入是芯片技术中的一道重要工序。如图所示是离子注入工作原理示意图,离子经电场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
![](//math.21cnjy.com/MathMLToImage?mml=%3Cmath+xmlns%3D%22http%3A%2F%2Fwww.w3.org%2F1998%2FMath%2FMathML%22%3E%3Cmi%3EB%3C%2Fmi%3E%3C%2Fmath%3E)
, 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
![](//math.21cnjy.com/MathMLToImage?mml=%3Cmath+xmlns%3D%22http%3A%2F%2Fwww.w3.org%2F1998%2FMath%2FMathML%22%3E%3Cmi%3EE%3C%2Fmi%3E%3C%2Fmath%3E)
, 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
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和
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的四分之一圆环,其两端中心位置
![](//math.21cnjy.com/MathMLToImage?mml=%3Cmath+xmlns%3D%22http%3A%2F%2Fwww.w3.org%2F1998%2FMath%2FMathML%22%3E%3Cmi%3EM%3C%2Fmi%3E%3C%2Fmath%3E)
和
![](//math.21cnjy.com/MathMLToImage?mml=%3Cmath+xmlns%3D%22http%3A%2F%2Fwww.w3.org%2F1998%2FMath%2FMathML%22%3E%3Cmi%3EN%3C%2Fmi%3E%3C%2Fmath%3E)
处各有一个小孔;偏转系统中电场的分布区域是一边长为
![](//math.21cnjy.com/MathMLToImage?mml=%3Cmath+xmlns%3D%22http%3A%2F%2Fwww.w3.org%2F1998%2FMath%2FMathML%22%3E%3Cmi%3ER%3C%2Fmi%3E%3C%2Fmath%3E)
的正方体,其底面与晶圆片所在水平面平行。当偏转系统不加电场时,离子恰好竖直注入到晶圆片上的
![](//math.21cnjy.com/MathMLToImage?mml=%3Cmath+xmlns%3D%22http%3A%2F%2Fwww.w3.org%2F1998%2FMath%2FMathML%22%3E%3Cmi%3EO%3C%2Fmi%3E%3C%2Fmath%3E)
点。整个系统置于真空中,不计离子重力。求:
![](//tikupic.21cnjy.com/2023/04/28/91/43/91430d7614e76068daee6c927a247893.png)