journal article·2014-11-12Open access

Cryogenic Electron Beam Induced Chemical Etching

Aiden A. Martin, Milos Toth

Abstract

Cryogenic cooling is used to enable efficient, gas-mediated electron beam induced etching (EBIE) in cases where the etch rate is negligible at room and elevated substrate temperatures. The process is demonstrated using nitrogen trifluoride (NF3) as the etch precursor, and Si, SiO2, SiC, and Si3N4 as the materials volatilized by an electron beam. Cryogenic cooling broadens the range of precursors that can be used for EBIE, and enables high-resolution, deterministic etching of materials that are volatilized spontaneously by conventional etch precursors as demonstrated here by NF3 and XeF2 EBIE of silicon.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Semiconductor materials and devices · Silicon and Solar Cell Technologies · Advanced Electron Microscopy Techniques and Applications

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

School of Physics and Advanced Materials, University of Technology, Sydney, 15 Broadway, Ultimo, New South Wales 2007, Australia

Funding

FEI Company

References (43)

Show source-provided references
1. Utke I. · 2012
2. Randolph S. J. · Crit. Rev. Solid State Mater. Sci. · 2006 · 31 · 5510.1080/10408430600930438 ↗
3. 10.1007/s00339-014-8596-810.1007/s00339-014-8596-8 ↗
4. Rack P. · Appl. Phys. Lett. · 2003 · 82 · 232610.1063/1.1565696 ↗
5. Winters H. F. · Surf. Sci. Rep. · 1992 · 14 · 16110.1016/0167-5729(92)90009-Z ↗
6. Flamm D. L. · Pure Appl. Chem. · 1990 · 62 · 170910.1351/pac199062091709 ↗
7. Brannon J. H. · J. Vac. Sci. Technol., B · 1987 · 5 · 139910.1116/1.583623 ↗
8. Bruno G. · J. Vac. Sci. Technol., A · 1994 · 12 · 69010.1116/1.578854 ↗
9. Tasaka A. · J. Vac. Sci. Technol., A · 2002 · 20 · 125410.1116/1.1481044 ↗
10. Haaland P. D. · Chem. Phys. Lett. · 2001 · 340 · 47910.1016/S0009-2614(01)00450-X ↗
11. Miotto R. · Surf. Sci. · 2000 · 454 · 15210.1016/S0039-6028(00)00163-1 ↗
12. Junker K. H. · Surf. Sci. · 1997 · 382 · 6710.1016/S0039-6028(97)00099-X ↗
13. Rzeźnicka I. I. · Surf. Sci. · 2006 · 600 · 449210.1016/j.susc.2006.07.014 ↗
14. Walczak M. · J. Vac. Sci. Technol., A · 1988 · 6 · 67510.1116/1.575151 ↗
15. Utke I. · J. Vac. Sci. Technol., B · 2008 · 26 · 119710.1116/1.2955728 ↗
16. Huth M. · Beilstein J. Nanotechnol. · 2012 · 3 · 59710.3762/bjnano.3.70 ↗
17. Lassiter M. G. · Nanotechnology · 2008 · 19 · 45530610.1088/0957-4484/19/45/455306 ↗
18. Smith D. A. · Small · 2008 · 4 · 138210.1002/smll.200701133 ↗
19. Fowlkes J. D. · ACS Nano · 2010 · 4 · 161910.1021/nn901363a ↗
20. Randolph S. · Appl. Phys. Lett. · 2011 · 99 · 21310310.1063/1.3662928 ↗
21. Bishop J. · Phys. Rev. Lett. · 2012 · 109 · 14610310.1103/PhysRevLett.109.146103 ↗
22. Martin A. · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2013 · 5 · 800210.1021/am402083n ↗
23. Matsui S. · Appl. Phys. Lett. · 1987 · 51 · 149810.1063/1.98614 ↗
24. Vanhove N. · J. Vac. Sci. Technol., B · 2010 · 28 · 120610.1116/1.3504594 ↗
25. Roediger P. · J. Appl. Phys. · 2010 · 108 · 12431610.1063/1.3525587 ↗
26. Roediger P. · Nanotechnology · 2010 · 21 · 28530610.1088/0957-4484/21/28/285306 ↗
27. Danilatos G. D. · Adv. Electron. Electron Phys. · 1988 · 71 · 10910.1016/S0065-2539(08)60902-6 ↗
28. Thiel B. L. · J. Appl. Phys. · 2005 · 97 · 05110110.1063/1.1861149 ↗
29. Thiel B. · Rev. Sci. Instrum. · 2006 · 77 · 03370510.1063/1.2183082 ↗
30. Lobo C. J. · Nanotechnology · 2012 · 23 · 37530210.1088/0957-4484/23/37/375302 ↗
31. Bresin M. · J. Mater. Res. · 2011 · 26 · 35710.1557/jmr.2010.59 ↗
32. Bresin M. · Nanotechnology · 2013 · 24 · 03530110.1088/0957-4484/24/3/035301 ↗
33. King G. M. · Nano Lett. · 2005 · 5 · 115710.1021/nl050405n ↗
34. Gardener J. A. · Nanotechnology · 2012 · 23 · 18530210.1088/0957-4484/23/18/185302 ↗
35. Perentes A. · J. Vac. Sci. Technol., B · 2007 · 25 · 223310.1116/1.2798746 ↗
36. Li J. · Appl. Phys. Lett. · 2008 · 93 · 02313010.1063/1.2959112 ↗
37. Jansen H. · J. Micromech. Microeng. · 1999 · 6 · 1410.1088/0960-1317/6/1/002 ↗
38. Vanhove N. · Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. · 2009 · 79 · 03530510.1103/PhysRevB.79.035305 ↗
39. Vugts M. J. M. · J. Vac. Sci. Technol., A · 1996 · 14 · 276610.1116/1.580198 ↗
40. Hills M. M. · Appl. Surf. Sci. · 1994 · 78 · 16510.1016/0169-4332(94)00019-0 ↗
41. Kastenmeier B. E. E. · J. Vac. Sci. Technol., A · 1998 · 16 · 204710.1116/1.581309 ↗
42. Toth M. · Nano Lett. · 2007 · 7 · 52510.1021/nl062848c ↗
43. Mattausch H. J. · J. Vac. Sci. Technol., B · 1983 · 1 · 1510.1116/1.582534 ↗