Les ingénieurs du CNST NanoFab ont développé une nouvelle technique de gravure plasma du silicium qui améliore la vitesse de gravure, la sélectivité du masque, et le profil de la paroi latérale en optimisant l'ajout d'argon au flux de processus. Les structures en silicium de petite et grande proportion peuvent désormais être fabriquées plus facilement et plus rapidement dans le NanoFab en utilisant la chimie du plasma fluoré qui est intrinsèquement isotrope.

L'ajout direct d'argon à un plasma SF6/C4F8 typique provoque principalement une dilution et réduit la vitesse de gravure. En alternant l'étape de gravure avec une étape d'argon uniquement, à la fois une sélectivité élevée et des vitesses de gravure élevées ont été obtenues tout en maintenant une gravure anisotrope.

Dans une gravure profonde au silicium, C4F8 est utilisé pour protéger les parois latérales Si et SF6 est utilisé pour graver. Le mélange d'argon avec les gaz de gravure apporte une amélioration très limitée ou nulle de la vitesse de gravure en raison de la dilution.

Cependant, l'alternance d'étapes de bombardement de surface à l'argon avec les étapes de gravure chimique entraîne une multiplication par quatre de la vitesse de gravure du silicium tout en maintenant des parois latérales verticales.

La vitesse de gravure du silicium augmente avec le temps de pas d'argon, indépendant du temps de pas du SF6, et l'étape de bombardement à l'argon est déterminante pour la vitesse. Il influence le taux de gravure, ainsi que la sélectivité et le profil de gravure.

Les ingénieurs postulent que le bombardement de surface par l'argon rend les couches atomiques supérieures du silicium amorphes, puis le fluor en phase gazeuse peut réagir avec et éliminer le silicium. Avec les longs temps de gravure associés à la gravure en tranchée profonde de silicium, ce processus plus rapide est susceptible de devenir largement utilisé.