电子束诱导沉积

电子束诱导沉积（EBID）是一个通过电子束分解气体分子的过程，导致非挥发性碎片沉积到附近的基底上。电子束通常由扫描电子显微镜提供，这导致了高空间精度（可能低于一纳米）和产生独立的三维结构的可能性。

扫描电子显微镜（SEM）或扫描传输电子显微镜（STEM）的聚焦电子束是常用的。另一种方法是离子束诱导沉积（IBID），即用聚焦离子束代替。

前驱体材料通常是液体或固体，在沉积前被气化，通常是通过汽化或升华，并以精确控制的速度引入电子显微镜的高真空室。另外，固体前体也可以由电子束本身升华。

当沉积发生在高温或涉及腐蚀性气体时，需要使用一个特殊设计的沉积室；它与显微镜隔离，电子束通过一个微米大小的孔口被引入其中。

小孔的尺寸保持了显微镜（真空）和沉积室（无真空）中的压力差。这种沉积模式已被用于钻石的EBID。

在前体气体存在的情况下，电子束在基底上扫描，导致材料的沉积。扫描通常是由计算机控制的。沉积率取决于各种加工参数，如部分前驱体压力、基片温度、电子束参数、应用电流密度等。

SEM或STEM中的主要电子能量通常在10到300keV之间，由电子冲击引起的反应，即前体解离，具有相对较低的截面。

大部分的分解都是通过低能量的电子撞击发生的：要么是低能量的二次电子，它穿过基底-真空界面并对总电流密度有贡献，要么是无弹性散射（背向散射）电子。

初级S（T）EM电子可以被聚焦到小至0.045纳米的点。虽然到目前为止，EBID沉积的最小结构是直径约0.7纳米的点状沉积，但沉积物的横向尺寸通常比光束光斑尺寸大。

其原因是所谓的邻近效应，也就是说，次级、后向散射和前向散射（如果光束停留在已经沉积的材料上）的电子有助于沉积。

由于这些电子可以离开离电子束冲击点几微米远的基体（取决于电子束的能量），材料的沉积不一定局限于被照射点。为了克服这个问题，可以采用补偿算法，这是电子束光刻的典型做法。

截至2008年，EBID沉积的材料范围包括Al、Au、非晶碳、金刚石、Co、Cr、Cu、Fe、GaAs、GaN、Ge、Mo、Nb、Ni、Os、Pd、Pt、Rh、Ru、Re、Si、Si3N4、SiOx、TiOx、W，并且正在扩大。限制因素是要有适当的前体，气态的或具有低升华温度。

最受欢迎的元素固体沉积前体是Me(CO)x结构的金属碳酰或茂金属。它们很容易获得，然而，由于从CO配体中加入了碳原子，沉积物往往表现出低金属含量。金属卤素络合物（WF6等）导致更清洁的沉积，但更难处理，因为它们是有毒和腐蚀性的。

复合材料是由专门制作的奇异气体沉积而成的，例如，用于氮化镓的D2GaN3。

• 在沉积形状和组成方面非常灵活；电子束是由光刻技术控制的，并且有许多潜在的前体可用
• 所生产的结构的横向尺寸和沉积的准确性是前所未有的
• 沉积的材料可以在沉积期间或之后立即使用电子显微镜技术（TEM、EELS、EDS、电子衍射）进行表征。原位电学和光学表征也是可能的。

• 序列材料沉积和低沉积率通常限制了产量，从而限制了大规模生产
• 控制元素或化学沉积成分仍然是一个主要挑战。因为前体分解途径大多是未知的
• 接近效应可能导致意外的结构拓宽

离子束诱导沉积（IBID）与EBID非常相似，主要区别是使用聚焦离子束，通常是30 keV的Ga+，而不是电子束。