双梁式热驱动可调谐滤波器及其制作方法技术

本申请提供一种双梁式热驱动可调谐滤波器及其制作方法，该可调谐滤波器包括：衬底1，在所述衬底1中形成有凹槽2和围绕所述凹槽2的台阶部2a；下层复合膜3，其形成为至少覆盖所述凹槽2的底部和侧壁；上层复合膜5，其与所述下层复合膜3隔开设置；红外吸收板9，其形成于所述第一部5a和所述第二部5b的表面；金属环8，其形成于所述第三部5c的表面；以及条形金属层7，其形成于所述第四部5d和所述第五部5e的表面；其中，在所述下层复合膜3和所述上层复合膜5之间形成为空腔11。根据本申请，实现了一种满足高选择性、低串扰、低损耗且成本低廉的可调谐滤波器。

【技术实现步骤摘要】
双梁式热驱动可调谐滤波器及其制作方法
本申请涉及半导体
，尤其涉及一种双梁式热驱动可调谐滤波器及其制作方法。
技术介绍
在这个科技高速发展的时代，可调谐滤波器运用非常广泛，如光纤通讯，天文学，遥感测量等领域。其中，在高速和高密度WDM光通讯领域中，为了解决日益严重的系统带宽问题，主要采用高选择性、高透过率、低串扰、低损耗的分频滤光片区分各个信道。以往这种器件采用分立式的结构，对每个波长分别滤波。随着信道数目的增加，滤光器件也增加。一个高质量的滤光器本来就价值不菲，如此使整个系统的成本大大提高。固定波长的滤波器随时间增加，受环境湿度及温度影响，极易产生中心波长漂移，使信号变差。应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的
技术介绍
部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
技术实现思路
本申请采用MEMS微加工技术制作一种双梁式热驱动可调滤波器，通过吸收红外热辐射来热驱动处于双梁上的滤波器上层发生位移，利用法布里-珀罗干涉仪的原理，使得滤波器上下两层的空腔高度发生改变，从而改变滤波器的透过波长，实现了一种满足高选择性、低串扰、低损耗且成本低廉的可调谐滤波器。根据本申请实施例的一个方面，提供一种双梁式热驱动可调谐滤波器的制作方法，该方法包括：在衬底1中形成凹槽2和围绕所述凹槽2的台阶部2a；形成至少覆盖所述凹槽2的底部和侧壁的下层复合膜3；在所述下层复合膜3的表面形成填充所述凹槽2的牺牲层4；在所述牺牲层4的表面，以及所述台阶部2a的表面形成上层复合膜5；在所述上层复合膜5的表面形成条形金属层7、金属环8和红外吸收板9，其中，所述红外吸收板9设置于位于所述上层复合膜5的中央部13的两侧的第一部5a和第二部5b的表面，所述金属环8与所述台阶部2a的位置对应并覆盖所述上层复合膜5的第三部5c，所述条形金属层7覆盖连接于第一部5a和所述中央部13的所述上层复合膜5的第四部5d表面，以及连接于所述第二部5b和所述中央部13的所述上层复合膜5的第五部5e表面；刻蚀所述上层复合膜5，以保留所述中央部13、所述第一部5a、所述第二部5b、所述第三部5c、所述第四部5d、所述第五部5e，以及悬浮梁14，其中，所述悬浮梁14用于将第一部5a和第二部5b连接于所述第三部5c；释放所述牺牲层4，形成空腔11。根据本申请实施例的另一个方面，其中，所述条形金属层7沿直线延伸或具有折弯结构。根据本申请实施例的另一个方面，其中，所述第一部5a和所述第二部5b位于所述中央部13的沿第一方向的两侧，所述悬浮梁14沿第二方向延伸，所述第二方向垂直于所述第一方向。根据本申请实施例的另一个方面，其中，并排设置的悬浮梁14之间连接有加强筋。根据本申请实施例的另一个方面，提供一种双梁式热驱动可调谐滤波器，包括：衬底1，在所述衬底1中形成有凹槽2和围绕所述凹槽2的台阶部2a；下层复合膜3，其形成为至少覆盖所述凹槽2的底部和侧壁；上层复合膜5，其与所述下层复合膜3隔开设置，所述上层复合膜5具有中央部13、位于中央部两侧的第一部5a和第二部5b、位于所述台阶部2a表面的第三部5c、连接于所述第一部5a和所述中央部13的条形的第四部5d、连接于所述第二部5b和所述中央部13的条形的第五部5e、以及用于将所述第一部5a和所述第二部5b与所述第三部5c连接的悬浮梁14；红外吸收板9，其形成于所述第一部5a和所述第二部5b的表面；金属环8，其形成于所述第三部5c的表面；以及条形金属层7，其形成于所述第四部5d和所述第五部5e的表面；其中，在所述下层复合膜3和所述上层复合膜5之间形成为空腔11。根据本申请实施例的另一个方面，其中，所述条形金属层7沿直线延伸或具有折弯结构。根据本申请实施例的另一个方面，其中，所述第一部5a和所述第二部5b位于所述中央部13的沿第一方向的两侧，所述悬浮梁14沿第二方向延伸，所述第二方向垂直于所述第一方向。根据本申请实施例的另一个方面，其中，并排设置的悬浮梁14之间连接有加强筋15。根据本申请实施例的另一个方面，其中，所述下层复合膜3和所述上层复合膜5均为3层以上。根据本申请实施例的另一个方面，其中，所述下层复合膜3和所述上层复合膜5厚度相同或不同。本申请的有益效果在于：该可调谐滤波器具有高选择性、低串扰、低损耗且成本低廉等优点。参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。附图说明所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1是本申请实施例的双梁式热驱动可调谐滤波器的一个器件结构俯视图；图2是本申请实施例的双梁式热驱动可调谐滤波器的一个器件结构的纵向剖视图；图3是本申请实施例的双梁式热驱动可调谐滤波器的另一个器件结构俯视图；图4是本申请实施例的双梁式热驱动可调谐滤波器制作方法的一个流程示意图；图5A-图5K是本申请实施例的双梁式热驱动可调谐滤波器制作方法的每一步对应的器件结构剖示图。具体实施方式参照附图，通过下面的说明书，本申请的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中，具体公开了本申请的特定实施方式，其表明了其中可以采用本申请的原则的部分实施方式，应了解的是，本申请不限于所描述的实施方式，相反，本申请包括落入所附权利要求的范围内的全部修改、变型以及等同物。在本申请中，为了说明方便，将该衬底的形成凹槽的面称为“上表面”，将该衬底的与该“上表面”相对的面称为“下表面”，由此，“上”方向是指从“下表面”指向“上表面”的方向，“下”方向与“上”方向相反，并且，将“上”方向与“下”方向统称为“纵向”，将与该衬底的“上表面”平行的方向称为“横向”。需要说明的是，在本申请中，“上”和“下”的设定是相对而言，仅是为了说明方便，并不代表具体使用或制造该可调谐滤波器的方位。实施例1本申请实施例1提供一种双梁式热驱动可调谐滤波器。图1是该可调谐滤波器的一个器件结构的俯视图，图2是该可调谐滤波器的一个器件结构的纵向剖视图。如图1、图2所示，该可调谐滤波器100包括衬底1、下层复合膜3、上层复合膜5、红外吸收板9、金属环8和条形金属层7，其中，在该下层复合膜3和该上层复合膜5之间形成为空腔11。在本实施例中，在所述衬底1中形成有凹槽2和围绕所述凹槽2的台阶部2a；下层复合膜3形成为至少覆盖凹槽2的底部和侧壁；上层复合膜5与下层复合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双梁式热驱动可调谐滤波器的制作方法，该方法包括：在衬底(1)中形成凹槽(2)和围绕所述凹槽(2)的台阶部(2a)；形成至少覆盖所述凹槽(2)的底部和侧壁的下层复合膜(3)；在所述下层复合膜(3)的表面形成填充所述凹槽(2)的牺牲层(4)；在所述牺牲层(4)的表面，以及所述台阶部(2a)的表面形成上层复合膜(5)；在所述上层复合膜(5)的表面形成条形金属层(7)、金属环(8)和红外吸收板(9)，其中，所述红外吸收板(9)设置于位于所述上层复合膜(5)的中央部(13)的两侧的第一部(5a)和第二部(5b)的表面，所述金属环(8)与所述台阶部(2a)的位置对应并覆盖所述上层复合膜(5)的第三部(5c)，所述条形金属层(7)覆盖连接于第一部(5a)和所述中央部(13)的所述上层复合膜(5)的第四部(5d)表面，以及连接于所述第二部(5b)和所述中央部(13)的所述上层复合膜(5)的第五部(5e)表面；刻蚀所述上层复合膜(5)，以保留所述中央部(13)、所述第一部(5a)、所述第二部(5b)、所述第三部(5c)、所述第四部(5d)、所述第五部(5e)，以及悬浮梁(14)，其中，所述悬浮梁(14)用于将第一部(5a)和第二部(5b)连接于所述第三部(5c)；释放所述牺牲层(4)，形成空腔(11)。...

【技术特征摘要】
1.一种双梁式热驱动可调谐滤波器的制作方法，该方法包括：在衬底(1)中形成凹槽(2)和围绕所述凹槽(2)的台阶部(2a)；形成至少覆盖所述凹槽(2)的底部和侧壁的下层复合膜(3)；在所述下层复合膜(3)的表面形成填充所述凹槽(2)的牺牲层(4)；在所述牺牲层(4)的表面，以及所述台阶部(2a)的表面形成上层复合膜(5)；在所述上层复合膜(5)的表面形成条形金属层(7)、金属环(8)和红外吸收板(9)，其中，所述红外吸收板(9)设置于位于所述上层复合膜(5)的中央部(13)的两侧的第一部(5a)和第二部(5b)的表面，所述金属环(8)与所述台阶部(2a)的位置对应并覆盖所述上层复合膜(5)的第三部(5c)，所述条形金属层(7)覆盖连接于第一部(5a)和所述中央部(13)的所述上层复合膜(5)的第四部(5d)表面，以及连接于所述第二部(5b)和所述中央部(13)的所述上层复合膜(5)的第五部(5e)表面；刻蚀所述上层复合膜(5)，以保留所述中央部(13)、所述第一部(5a)、所述第二部(5b)、所述第三部(5c)、所述第四部(5d)、所述第五部(5e)，以及悬浮梁(14)，其中，所述悬浮梁(14)用于将第一部(5a)和第二部(5b)连接于所述第三部(5c)；释放所述牺牲层(4)，形成空腔(11)。2.如权利要求1所述的可调谐滤波器的制作方法，其中，所述条形金属层(7)沿直线延伸或具有折弯结构。3.如权利要求1所述的可调谐滤波器的制作方法，其中，所述第一部(5a)和所述第二部(5b)位于所述中央部(13)的沿第一方向的两侧，所述悬浮梁(14)沿第二方向延伸，所述第二方向垂直于所述第一方向。4.如权利要求1所述的可调谐滤波器的制作方法，其中，并排设置的悬浮梁(14)之间连接有加强...

【专利技术属性】
技术研发人员：费跃，王旭洪，张颖，
申请(专利权)人：上海新微技术研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31