微机电(MEMS)法布里-珀罗干涉仪、其制造装置和方法制造方法及图纸

一种微机电(MEMS)法布里‑珀罗干涉仪(100)，包括透明基板(110)；第一金属镜结构(120)，其位于透明基板(110)上，包括第一金属层(121)和第一支撑层(122‑123)；第二金属镜结构(130)，考虑到透明基板(110)，该第二金属镜结构(130)位于第一金属镜结构(120)的相对侧上，在第一金属镜结构(120)上方，第二金属镜结构(130)包括第二金属层(131)和第二支撑层(132‑133)，其中第一支撑层(122‑123)和第二支撑层(132‑133)平行并且包括氧化铝或二氧化钛中的至少一种；法布里‑珀罗腔(140)，其位于第一支撑层(122‑123)与第二支撑层(132‑133)之间，其中法布里‑珀罗腔(140)通过在第一镜结构(120)上提供绝缘层(141)并且在提供第二镜结构(130)之后至少部分移除绝缘层(141)而形成；电极(150‑151)，其用于提供到第一金属层(121)和第二金属层(131)的电接触。

MEMS Fabry Perot interferometer, its manufacturing device and method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微机电(MEMS)法布里-珀罗干涉仪、其制造装置和方法
本申请一般涉及一种半导体装置。具体但非排他地，本申请涉及一种法布里-珀罗干涉仪(FPI)、法布里-珀罗干涉仪(FPI)的生产方法和装置。更具体地，本申请涉及用微机电(MEMS)技术生产的电可调谐法布里-珀罗干涉仪(FPI)。
技术介绍
本节图示了有用的背景信息，而无需本文中所描述的代表现有技术的任何技术的许可。例如，法布里-珀罗干涉仪(FPI)通常用作光学滤波器和光谱传感器。法布里-珀罗干涉仪(FPI)基于平行镜，其中(法布里-珀罗)腔被形成到镜之间的间隙中。法布里-珀罗干涉仪(FPI)的通带波长可以通过调整镜之间的距离(即，间隙的宽度)来控制。通常以电子方式做出调谐。微机电技术可以被用于生产电可调谐法布里-珀罗干涉仪(FPI)。微机电干涉仪的现有技术结构通常包括硅层，其中导电层和反射层被掺杂。通过移除牺牲二氧化硅层来提供可移动镜，该牺牲二氧化硅层最初已经被形成在两个镜层之间。可移动镜的位置通过对被包括在镜结构中的电极施加电压来控制。微机电生产技术允许批量生产干涉仪。然而，存在与用于生产干涉仪和干涉仪部件的现有技术解决方案有关的一些缺点。已知解决方案利用法布里-珀罗干涉仪(FPI)内的镀银镜。此外，由于可移动释放镜，干涉仪的切割、包封和运输需要特殊处理。释放镜对环境应力(诸如物理压力、温度或湿度改变、污染等)敏感。由于干涉仪的生产成本相对较高，所以不可能在成本要求严格的批量产品应用中使用它们。已知解决方案的另一缺点涉及不能为镜之间的短距离提供间隙。这是由于提供狭窄间隙的湿法蚀刻工艺是困难的。此外，当生产针对可见光和紫外光的法布里-珀罗干涉仪(FPI)时，光学层需要很薄。薄膜通常是不连续的，并且包括针孔。这种膜在湿法蚀刻期间容易损坏。因此，现有技术不适合用于生产针对诸如可见光和紫外线范围的短波长的电可调谐法布里-珀罗干涉仪(FPI)。本专利技术的目的是提供一种减轻例如现有技术的上述问题的方法和装置。
技术实现思路
在权利要求中阐明了本专利技术的示例的各个方面。根据本专利技术的第一示例方面，提供了一种微机电(MEMS)法布里-珀罗干涉仪，其包括：透明基板；第一金属镜结构，其位于透明基板上，包括第一金属层和第一支撑层；第二金属镜结构，考虑到透明基板，该第二金属镜结构位于第一金属镜结构的相对侧上，在第一金属镜结构上方，第二金属镜结构包括第二金属层和第二支撑层，其中第一支撑层和第二支撑层平行，并且包括氧化铝或二氧化钛中的至少一种；法布里-珀罗腔，其位于第一支撑层与第二支撑层之间，其中法布里-珀罗腔通过在第一镜结构上提供绝缘层并且在提供第二镜结构之后至少部分移除绝缘层而形成；以及电极，其用于提供到第一金属层和第二金属层的电接触。在实施例中，微机电(MEMS)法布里-珀罗干涉仪还包括：第一氧化铝层，其布置在透明基板的下方；以及第二氧化铝层，其布置在透明基板上方，其中第二氧化铝层是第一金属镜结构的第一支撑层的一部分。在实施例中，微机电(MEMS)法布里-珀罗干涉仪还包括：下绝缘层，其布置在第一氧化铝层下方，其中下绝缘层包括原硅酸四乙酯。在实施例中，第一金属镜结构的第一金属层被布置在第二氧化铝层上方。在实施例中，微机电(MEMS)法布里-珀罗干涉仪还包括：第三氧化铝层，其布置在第一金属层上方，其中第三氧化铝层是第一金属镜结构的第一支撑层的一部分。在实施例中，微机电(MEMS)法布里-珀罗干涉仪还包括：第一电接触，其被布置为与第一金属层(121)连接，其中通过湿法蚀刻移除第三氧化铝层在第一电接触与第一金属层之间的一部分。在实施例中，微机电(MEMS)法布里-珀罗干涉仪还包括：绝缘层，其布置在第三氧化铝层上方，其中绝缘层包括原硅酸四乙酯。在实施例中，微机电(MEMS)法布里-珀罗干涉仪还包括：第四氧化铝层，其布置在绝缘层上方，其中第四氧化铝层是第二金属镜结构的第二支撑层的一部分。在实施例中，第二金属镜结构的第二金属层被布置在第四氧化铝层上方。在实施例中，微机电(MEMS)法布里-珀罗干涉仪还包括：第五氧化铝层，其布置在第二金属层上方，其中第五氧化铝层是第二金属镜结构的第二支撑层的一部分。在实施例中，微机电(MEMS)法布里-珀罗干涉仪还包括：第二电接触，其被布置为与第二金属层连接，其中通过湿法蚀刻移除第五氧化铝层在第二电接触与第二金属层之间的一部分。在实施例中，第二金属镜结构包括用于移除绝缘层的至少一部分的通孔，以在第一金属镜结构和第二金属镜结构之间提供可调谐法布里-珀罗腔。在实施例中，透明基板包括熔融石英玻璃或熔融石英玻璃；氧化铝包括Al2O3；以及二氧化钛包括TiO2。在实施例中，至少一层包括原子层沉积(ALD)生长的氧化铝层或等离子体增强化学气相沉积(PECVD)层。根据本专利技术的第二示例方面，提供了一种半导体装置，其包括第一方面的法布里-珀罗干涉仪。根据本专利技术的第三示例方面，提供了一种用于制造微机电(MEMS)法布里-珀罗干涉仪的方法，该方法包括：提供透明基板；在透明基板上沉积第一金属镜结构，该第一金属镜结构包括第一金属层和第一支撑层；考虑到透明基板，在第一金属镜结构的相对侧上，在第一金属镜结构上方沉积第二金属镜结构，该第二金属镜结构包括第二金属层和第二支撑层，其中第一支撑层和第二支撑层平行，并且包括氧化铝或二氧化钛中的至少一种；在第一支撑层与第二支撑层之间形成法布里-珀罗腔，从而通过在第一金属镜结构上提供绝缘层并且在提供第二金属镜结构之后至少部分移除绝缘层来形成腔；以及形成用于提供与第一金属层和第二金属层的电接触的电极。前面已经说明了本专利技术的不同的非约束性示例方面和实施例。前面的实施例仅用于解释可以在本专利技术的实现方式中利用的选定方面或步骤。可以仅参考本专利技术的某些示例性方面来呈现一些实施例。应当领会，对应实施例还可以应用于其他示例方面。附图说明为了更完整地理解本专利技术的示例实施例，现在，参考以下结合附图进行的描述，其中图1图示了根据本专利技术的实施例的微机电系统(MEMS)法布里-珀罗干涉仪的示意图；图2图示了根据本专利技术的实施例的微机电系统(MEMS)法布里-珀罗干涉仪的另一示意图；图3图示了根据本专利技术的实施例的电可调谐法布里-珀罗干涉仪(FPI)的示例性生产过程阶段；图4图示了根据本专利技术的实施例的方法的流程图；以及图5图示了根据本专利技术的实施例的包括微机电系统(MEMS)法布里-珀罗干涉仪的装置的另一示意图。具体实施方式在实施例中，公开了一种微机电(MEMS)法布里-珀罗干涉仪。例如，微机电(MEMS)法布里-珀罗干涉仪技术还可以被用于具有混合集成有源电路的多芯片模块技术的集本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微机电(MEMS)法布里-珀罗干涉仪(100)，包括：/n透明基板(110)；/n第一金属镜结构(120)，位于所述透明基板(110)上，包括第一金属层(121)和第一支撑层(122-123)；/n第二金属镜结构(130)，考虑到所述透明基板(110)，所述第二金属镜结构(130)位于所述第一金属镜结构(120)的相对侧上，在所述第一金属镜结构(120)上方，所述第二金属镜结构(130)包括第二金属层(131)和第二支撑层(132-133)，其中所述第一支撑层(122-123)和所述第二支撑层(132-133)平行并且包括氧化铝或二氧化钛中的至少一种；/n法布里-珀罗腔(140)，在所述第一支撑层(122-123)与所述第二支撑层(132-133)之间，由此所述法布里-珀罗腔(140)通过在所述第一镜结构(120)上提供绝缘层(141)并且在提供所述第二镜结构(130)之后至少部分移除所述绝缘层(141)而被形成；以及/n电极(150-151)，用于提供与所述第一金属层(121)和所述第二金属层(131)的电接触。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170703 FI 201756411.一种微机电(MEMS)法布里-珀罗干涉仪(100)，包括：
透明基板(110)；
第一金属镜结构(120)，位于所述透明基板(110)上，包括第一金属层(121)和第一支撑层(122-123)；
第二金属镜结构(130)，考虑到所述透明基板(110)，所述第二金属镜结构(130)位于所述第一金属镜结构(120)的相对侧上，在所述第一金属镜结构(120)上方，所述第二金属镜结构(130)包括第二金属层(131)和第二支撑层(132-133)，其中所述第一支撑层(122-123)和所述第二支撑层(132-133)平行并且包括氧化铝或二氧化钛中的至少一种；
法布里-珀罗腔(140)，在所述第一支撑层(122-123)与所述第二支撑层(132-133)之间，由此所述法布里-珀罗腔(140)通过在所述第一镜结构(120)上提供绝缘层(141)并且在提供所述第二镜结构(130)之后至少部分移除所述绝缘层(141)而被形成；以及
电极(150-151)，用于提供与所述第一金属层(121)和所述第二金属层(131)的电接触。


2.根据权利要求1所述的微机电(MEMS)法布里-珀罗干涉仪(100)，还包括：
第一氧化铝层(111)，被布置在所述透明基板(110)的下方；以及
第二氧化铝层(122)，被布置在所述透明基板(110)上方，其中所述第二氧化铝层(122)是所述第一金属镜结构(120)的所述第一支撑层(122-123)的一部分。


3.根据权利要求2所述的微机电(MEMS)法布里-珀罗干涉仪(100)，还包括：
下绝缘层(112)，被布置在所述第一氧化铝层(111)下方，其中所述下绝缘层(112)包括原硅酸四乙酯。


4.根据权利要求2或3所述的微机电(MEMS)法布里-珀罗干涉仪(100)，其中所述第一金属镜结构(120)的所述第一金属层(121)被布置在所述第二氧化铝层(122)上方。


5.根据权利要求4所述的微机电(MEMS)法布里-珀罗干涉仪(100)，还包括：
第三氧化铝层(123)，被布置在所述第一金属层(121)上方，其中所述第三氧化铝层(123)是所述第一金属镜结构(120)的所述第一支撑层(122-123)的一部分。


6.根据权利要求5所述的微机电(MEMS)法布里-珀罗干涉仪(100)，还包括：
第一电接触(150)，被布置为与所述第一金属层(121)连接，其中通过湿法蚀刻移除所述第三氧化铝层(123)在所述第一电接触(150)与所述第一金属层(121)之间的一部分。


7.根据权利要求5或6所述的微机电(MEMS)法布里-珀罗干涉仪(100)，还包括：
所述绝缘层(141)，被布置在所述第三氧化铝层(123)上方，其中所述绝缘层(141)包括原硅酸四乙酯。


8.根据权利要求7所述的微机电(MEMS...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·萨里，郭斌，A·里萨南，
申请(专利权)人：芬兰国家技术研究中心股份公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI