制造越来越小的微机电系统(MEMS)已经被证明非常具有挑战性，限制了它们的预期潜力。现在，A*STAR的研究人员已经开发出一种多功能和成本效益高的技术，用于制造精度和可靠性更高的设备，用于生物技术和医疗应用。
MEMS应用范围从安全气囊系统和显示屏，到喷墨墨盒。它们是结合了机械和电气部件的微型设备。然而，目前的制造技术非常昂贵，而且缺乏制造具有微米和亚微米级特征的器件的精度。
这使得来自A*STAR微电子研究所的Vladimir blznetsov和他的同事们开发了一种多功能且低成本的方法，以以前不可能的尺寸制造MEMS，从而接近于批量生产更小、更可靠的设备，用于一系列新的应用。
“MEMS顺应了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或更小，”布里兹涅佐夫说。“但用于制造这种微观尺寸的设备的顶级金属触头的技术成本昂贵，而且不可靠。”
目前在MEMS中使用5微米或更小尺度的锥形侧壁来创建通道(称为通孔)的方法并不可靠。的蚀刻侧壁聚合法由于通孔底部宽度大幅缩小，不适合采用。另一种方法是转移光致抗蚀剂蚀刻层的剖面，由于光刻胶掩模的过度损耗，导致无法接受的粗糙侧壁，限制了通孔的最大深度。
为了克服这些限制，研究人员开发了一种两步等离子刻蚀工艺。这一方法首先结合了光刻胶的逐渐变细，将光刻胶从垂直形状修改为锥形形状，然后采用氧化蚀刻和侧壁聚合，对光刻胶具有更好的选择性。这使得通孔尺寸最小可达1.5微米，侧壁光滑，角度约为70度。
“我们结合了蚀刻过程中通常有害的两种效应——加速角溅射和侧壁聚合，”blznetsov解释道。
将这些过程合并为两个步骤方法实现对蚀刻过程的更好控制，并生产具有光滑、锥形壁的微米级通孔。通过最小化通孔的侧壁角度，可以制造出更好的保护和更可靠的金属接触装置，大大提高其性能。
布里兹涅佐夫说:“精确控制侧壁角度在许多应用中都有应用，我们现在计划制造功能性磁记忆电池，这需要有特定角度侧壁的磁性材料柱。”
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