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  技术动态    
两步等离子体刻蚀工艺可实现MEMS大规模生产
作者:cmh        来源:北方科技信息研究所 
日期:2018-04-01    阅读次数:434
副标题:

       据 白子龙 综合报道,微机电系统(MEMS)是结合了机械和电气元件特性的微型设备。其应用领域广泛,可从安全气囊系统和显示屏到喷墨墨盒。然而,目前的制造技术成本较高,且制造具有微米级和亚微米级特征器件的精度不够。MEMS的小型化极具挑战性,限制了其预期潜力。近日,新加坡科研机构A * STAR的研究人员开发出了一种多功能、低成本的工艺,用于制造精度和可靠性更高的器件,该技术有望在生物技术和医疗应用领域得到推广。        
        MEMS 正在追随电子产品小型化的大趋势,设备的尺寸从几十微米缩小到一微米甚至更小,但在制造微米和亚微米级尺寸器件时,采用的顶部金属触点的技术成本高昂且可靠性差。目前用于形成沟道的方法,称为通孔,可在 MEMS 中生成 5μm 或更小尺寸的锥形侧壁,但可靠性较差。由于通孔底部的宽度显著缩小,因此侧壁聚合钝化的蚀刻方法不适合。 另一种方法是将光刻胶表面转移到蚀刻层中, 但却限制了由于光刻胶掩模的过度损失而导致的最大通孔深度, 导致侧壁粗糙度超出可接受范围。        
       A * STAR 微电子研究所开发的这种多功能、低成本的工艺,制造的 MEMS 尺寸是前所未有的。研究人员开发了两步等离子刻蚀工艺。首先,使用 Ar/O2/CF4 为反应气体,将光刻胶外形从垂直变为锥形进行等离子体刻蚀。 SiO2 蚀刻的第二步是在C4F8/H2 气体加入惰性气体,并使用双重机制进行光刻胶图案转移,与此同时,蚀刻副产物重新沉积在侧壁上。其侧壁对光刻胶具有更好选择性。可以得到最小尺寸为 1.5μm 的通孔,并且具有约 70° 的光滑侧壁。        
       研究人员表示,在该项研究中单独采用加速角膜溅射和侧壁聚合钝化两种蚀刻工艺通常是不利的。将两个工艺组合成两步法可以更好地控制蚀刻工艺,并可以生成具有光滑锥形壁的微米尺寸孔。           
       通过将通孔的侧壁角度最小化,制造出的器件金属触点可以得到更好保护,其性能也大大提高。        
       对侧壁角度的精确控制应用广泛, 也是该技术下一步的研究方向。研究人员目前计划制造磁性功能存储单元,需要侧壁具有特定角度的磁性材料支撑。
       

    
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