一种制作电热式MEMS驱动臂的方法及电热式MEMS驱动臂技术

一种制作电热式MEMS驱动臂的方法，包括如下步骤：1）、选择高阻硅作为衬底；2）、在衬底上进行图形化，形成预先设计的导电回路图形的掩模；3）、使用注入法或扩散法对衬底进行掺杂，形成导电回路，该导电回路作为加热电阻层；4）、在加热电阻层上制作绝缘材料作为绝缘层；5）、在绝缘层上制作高热膨胀系数的材料作为第一结构层；6）、刻蚀衬底的底部，留下设定厚度的高阻硅作为第二结构层；7）、在衬底的上部按照预先设计的MEMS驱动臂形状进行正面图形化刻蚀；最终完成该电热式MEMS驱动臂的制作。优点：硅既作为结构层的同时，由作为加热电阻层，免除了还要做加热电阻层的麻烦，简化了电热式MEMS驱动臂的加热电阻层的工艺步骤，提供了效率。提供了效率。

【技术实现步骤摘要】
一种制作电热式MEMS驱动臂的方法及电热式MEMS驱动臂


[0001]本专利技术涉及的是一种制作电热式MEMS驱动臂的方法及电热式MEMS驱动臂，属于微机械电子系统领域。

技术介绍

[0002]基于热双层材料（Bimorph）结构的电热式MEMS驱动臂通过对导电回路层（加热电阻层）施加电压产生的焦耳热对器件结构进行驱动，具有大转角、大位移、低驱动电压等优点。现有电热MEMS器件加热电阻层的制作工艺（如CN106066535A、CN104020561B）只能在Bimorph结构层中生长导电金属薄膜层并对导电金属薄膜层进行绝缘包裹，该工艺需要累积制备多层薄膜，引入了多层薄膜的应力、厚度、氧化、扩散等不可控因素，增加了制作器件的工艺难度，恶化了器件的工艺一致性和结构稳定性。

技术实现思路

[0003]本专利技术创造所要解决的技术问题是如何简化制作电热式MEMS驱动臂的加热电阻层工艺，提高加热电阻层工艺一致性和稳定性的技术问题。
[0004]本专利技术创造的技术方案：一种制作电热式MEMS驱动臂的方法，该电热式MEMS驱动臂至少包括加热电阻层4、第一结构层6、第二结构层7、第一结构层6与第二结构层7之间的绝缘层5，其特征在于包括如下步骤：步骤1）、选择高阻硅作为衬底1；步骤2）、在衬底1上进行图形化，形成预先设计的导电回路图形3的掩模；步骤3）、使用注入法或扩散法对衬底1进行掺杂，形成导电回路，该导电回路作为加热电阻层4；步骤4）、在加热电阻层4上制作绝缘材料作为绝缘层5；步骤5）、在绝缘层5上制作高热膨胀系数的材料作为第一结构层6；步骤6）、刻蚀衬底1的底部，留下设定厚度的高阻硅作为第二结构层7；步骤7）、在衬底1的上部按照预先设计的MEMS驱动臂形状进行正面图形化刻蚀；最终释放该电热式MEMS驱动臂，完成该电热式MEMS驱动臂的制作，其中步骤6）和步骤7）可以互换。
[0005]一种制作电热式MEMS驱动臂的方法，该电热式MEMS驱动臂至少包括加热电阻层4、第一结构层6、第二结构层7，其特征在于包括如下步骤：步骤1）、选择高阻硅作为衬底1；步骤2）、在衬底1上进行图形化，形成预先设计的导电回路图形3的掩模；步骤3）、使用注入法或扩散法对衬底1进行掺杂，形成导电回路，该导电回路作为加热电阻层4；步骤4）、在加热电阻层4的上层制作高热膨胀系数的绝缘材料作为第一结构层6；步骤5）、刻蚀衬底1的底部，留下设定厚度的高阻硅作为第二结构层7；
步骤6）、在衬底1的上部按照预先设计的MEMS驱动臂形状进行正面图形化刻蚀；最终释放该电热式MEMS驱动臂，完成该电热式MEMS驱动臂的制作，其中步骤5）和步骤6）可以互换。
[0006]一种制作电热式MEMS驱动臂的方法，该电热式MEMS驱动臂至少包括加热电阻层4、第一结构层6、第二结构层7、第一结构层6与第二结构层7之间的绝缘层5，其特征在于包括如下步骤：步骤1）、选择高阻硅作为衬底1；步骤2）、使用注入法或扩散法对衬底1表面进行P型离子重参杂，形成深硅刻蚀阻止层8作为第二结构层7；步骤3）、在深硅刻蚀阻止层8上进行掩模并光刻，留出N型离子参杂区；步骤4）、将N型离子按照预先设计的导电回路图形3参杂到P型离子参杂区的内部，形成N型硅作为加热电阻层4；步骤5）、去除掩模，在加热电阻层4的上制作绝缘材料作为绝缘层5；步骤6）、在绝缘层5上制作高热膨胀系数的材料作为第一结构层6；步骤7）、刻蚀衬底1的底部至深硅刻蚀阻止层8；步骤8）、在衬底1的上部按照预先设计的MEMS驱动臂形状进行正面图形化刻蚀；最终释放该电热式MEMS驱动臂，完成该电热式MEMS驱动臂的制作，其中步骤7）和步骤8）可以互换。
[0007]一种制作电热式MEMS驱动臂的方法，该电热式MEMS驱动臂至少包括加热电阻层4、第一结构层6、第二结构层7、第一结构层6与第二结构层7之间的绝缘层5，其特征在于包括如下步骤：步骤1）、选择高阻硅作为衬底1；步骤2）、使用注入法或扩散法对衬底1表面进行P型离子重参杂，形成深硅刻蚀阻止层8，该深硅刻蚀阻止层8既作为第二结构层7，同时也作为加热电阻层4；步骤3）、去除掩模，在加热电阻层4的上制作绝缘材料作为绝缘层5；步骤4）、在绝缘层5上制作高热膨胀系数的材料作为第一结构层6；步骤5）、刻蚀衬底1的底部至加热电阻层4；步骤6）、在衬底1的上部按照预先设计的MEMS驱动臂形状进行正面图形化刻蚀；最终释放该电热式MEMS驱动臂，完成该电热式MEMS驱动臂的制作，其中步骤5）和步骤6）可以互换。
[0008]一种制作电热式MEMS驱动臂的方法，该电热式MEMS驱动臂至少包括加热电阻层4、第一结构层6、第二结构层7，其特征在于包括如下步骤：步骤1）、选择高阻硅作为衬底1；步骤2）、使用注入法或扩散法对衬底1表面进行P型离子重参杂，形成深硅刻蚀阻止层8作为第二结构层7；步骤3）、在深硅刻蚀阻止层8上进行掩模并光刻，留出N型离子参杂区；步骤4）、将N型离子按照预先设计的导电回路图形3参杂到P型离子参杂区的内部，形成N型硅作为加热电阻层4；步骤5）、在加热电阻层4的上层制作高热膨胀系数的绝缘材料作为第一结构层6；
步骤6）、刻蚀衬底1的底部至深硅刻蚀阻止层8；步骤7）、在衬底1的上部按照预先设计的MEMS驱动臂形状进行正面图形化刻蚀；最终释放该电热式MEMS驱动臂，完成该电热式MEMS驱动臂的制作，其中步骤6）和步骤7）可以互换。
[0009]一种制作电热式MEMS驱动臂的方法，该电热式MEMS驱动臂至少包括加热电阻层4、第一结构层6、第二结构层7，其特征在于包括如下步骤：步骤1）、选择高阻硅作为衬底1；步骤2）、使用注入法或扩散法对衬底1表面进行P型离子重参杂，形成深硅刻蚀阻止层8，该深硅刻蚀阻止层8既作为第二结构层7，同时也作为加热电阻层4；步骤3）、在加热电阻层4的上层制作高热膨胀系数的绝缘材料作为第一结构层6；步骤4）、刻蚀衬底1的底部至加热电阻层4；步骤5）、在衬底1的上部按照预先设计的MEMS驱动臂形状进行正面图形化刻蚀，最终释放该电热式MEMS驱动臂，完成该电热式MEMS驱动臂的制作。
[0010]其中，步骤2）形成的深硅刻蚀阻止层8可采用外延的方式，生长在衬底1的上层。
[0011]一种电热式MEMS驱动臂，该电热式MEMS驱动臂一端连接衬底1，另一端连接被驱动单元9，该电热式MEMS驱动臂包括第一结构层6和第二结构层7，其特征在于还包括在第二结构层7的部分或整体进行掺杂形成的加热电阻层4。
[0012]该电热式MEMS驱动臂还包括绝缘层5，该绝缘层5位于加热电阻层4的上方。
[0013]所述第一结构层6是金属铝或聚合物，所述第二结构层7是高阻硅或P型硅或N型硅。
[0014]所述被驱动单元9是微镜镜面或微结构平台。
[0015]所述电热式MEMS驱动臂是折叠梁结构，该折叠梁结构的第一结构层6被分成三段，分别位于该折叠梁结构的三段梁上。
[0016]所述电热式MEMS驱动臂是U形梁结构或带弯曲的梁结构。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制作电热式MEMS驱动臂的方法，该电热式MEMS驱动臂至少包括加热电阻层（4）、第一结构层（6）、第二结构层（7）、第一结构层（6）与第二结构层（7）之间的绝缘层（5），其特征在于包括如下步骤：步骤1）、选择高阻硅作为衬底（1）；步骤2）、在衬底（1）上进行图形化，形成预先设计的导电回路图形（3）的掩模；步骤3）、使用注入法或扩散法对衬底（1）进行掺杂，形成导电回路，该导电回路作为加热电阻层（4）；步骤4）、在加热电阻层（4）上制作绝缘材料作为绝缘层（5）；步骤5）、在绝缘层（5）上制作高热膨胀系数的材料作为第一结构层（6）；步骤6）、刻蚀衬底（1）的底部，留下设定厚度的高阻硅作为第二结构层（7）；步骤7）、在衬底（1）的上部按照预先设计的MEMS驱动臂形状进行正面图形化刻蚀；最终释放该电热式MEMS驱动臂，完成该电热式MEMS驱动臂的制作，其中步骤6）和步骤7）可以互换。2.一种制作电热式MEMS驱动臂的方法，该电热式MEMS驱动臂至少包括加热电阻层（4）、第一结构层（6）、第二结构层（7），其特征在于包括如下步骤：步骤1）、选择高阻硅作为衬底（1）；步骤2）、在衬底（1）上进行图形化，形成预先设计的导电回路图形（3）的掩模；步骤3）、使用注入法或扩散法对衬底（1）进行掺杂，形成导电回路，该导电回路作为加热电阻层（4）；步骤4）、在加热电阻层（4）的上层制作高热膨胀系数的绝缘材料作为第一结构层（6）；步骤5）、刻蚀衬底（1）的底部，留下设定厚度的高阻硅作为第二结构层（7）；步骤6）、在衬底（1）的上部按照预先设计的MEMS驱动臂形状进行正面图形化刻蚀；最终释放该电热式MEMS驱动臂，完成该电热式MEMS驱动臂的制作，其中步骤5）和步骤6）可以互换。3.一种制作电热式MEMS驱动臂的方法，该电热式MEMS驱动臂至少包括加热电阻层（4）、第一结构层（6）、第二结构层（7）、第一结构层（6）与第二结构层（7）之间的绝缘层（5），其特征在于包括如下步骤：步骤1）、选择高阻硅作为衬底（1）；步骤2）、使用注入法或扩散法对衬底（1）表面进行P型离子重参杂，形成深硅刻蚀阻止层（8）作为第二结构层（7）；步骤3）、在深硅刻蚀阻止层（8）上进行掩模并光刻，留出N型离子参杂区；步骤4）、将N型离子按照预先设计的导电回路图形（3）参杂到P型离子参杂区的内部，形成N型硅作为加热电阻层（4）；步骤5）、去除掩模，在加热电阻层（4）的上制作绝缘材料作为绝缘层（5）；步骤6）、在绝缘层（5）上制作高热膨胀系数的材料作为第一结构层（6）；步骤7）、刻蚀衬底（1）的底部至深硅刻蚀阻止层（8）；步骤8）、在衬底（1）的上部按照预先设计的MEMS驱动臂形状进行正面图形化刻蚀；最终释放该电热式MEMS驱动臂，完成该电热式MEMS驱动臂的制作，其中步骤7）和步骤8）可以互换。
4.一种制作电热式MEMS驱动臂的方法，该电热式MEMS驱动臂至少包括加热电阻层（4）、第一结构层（6）、第二结构层（7）、第一结构层（6）与第二结构层（7）之间的绝缘层（5），其特征在于包括如下步骤：步骤1）、选择高阻硅作为衬底（1）；步骤2）、使用注入法或扩散法对衬底（1）表面进行P型离子重参杂，形成深硅刻蚀阻止层（8），该深硅刻蚀阻止层（8）既作为第二结构层（7），同时也作为加热电阻层（4）；步骤3）、去除掩模，在加热电阻层（4）的上制作绝缘材料作为绝缘层（5）；步骤4）、在绝缘层（5）上制作高热膨胀系数的材料作为第一结构层（6）；步骤5）、刻蚀衬底（1）...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏，黄兆兴，谢会开，
申请(专利权)人：无锡微奥科技有限公司，
类型：发明
国别省市：