MEMS光栅调制器及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种MEMS光栅调制器及制备工艺。MEMS光栅调制器主要由栅条层、键合层，绝缘层和基底层组成，所述栅条层的固定栅条和可移动栅条排布方式有两种：其一为沿栅条周期方向交错排布，其二为沿栅条长度和宽度方向交错排布。可移动栅条由周期排列的若干可动单元组成，可动单元由铰链和栅条实体构成。本发明专利技术通过新颖的栅条排布方式能够实现高工作频率和大尺寸的MEMS光栅调制器，另外本发明专利技术提出的MEMS光栅调制器制备工艺，采用了贯穿对准标记提高了光刻的加工精度，保证了器件的结构尺寸。寸。寸。

【技术实现步骤摘要】
MEMS光栅调制器及制备方法


[0001]本专利技术涉及一种MEMS光栅调制器及加工方法，属于一种光电技术和MEMS加工


技术介绍

[0002]MEMS光调制器广泛应用于航空航天、军事装备、机车车辆，投影系统等工程领域。为适应和满足特定应用场景的需求，要求MEMS光调制器应具有较高的光效率、消光比、工作频率，较大的器件规模和较长的使用寿命。现有的MEMS光调制器主要有以下两种。
[0003]其一是基于光反射原理的偏转型光调制器。典型的为美国德州仪器公司设计生产的DMD器件，通过控制每一个DMD镜面单元的偏转，控制光束的反射方向从而达到光调制的目的。制备DMD器件的工艺流程复杂，成本高；另外，由于采用表面牺牲层工艺，器件表面存在释放孔，降低了光效率。
[0004]其二是基于光衍射效应的光调制器，典型的为Silicon Light Machine公司的光栅光阀和Boston Micromachines Corporation公司的光栅光调制器。
[0005]光栅光阀一般由可动栅条和固定栅条组成，可动栅条在静电力驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MEMS光栅调制器，主要包括从下而上依次设置的基底层、绝缘层、键合层和栅条层；其特征在于：所述栅条层主要包括若干固定栅条和可移动栅条，其排布方式为以下两种方式之一：方式一：固定栅条和可移动栅条沿栅条周期方向交错排布，所述的可移动栅条由多个独立的可动单元沿其长度或宽度方向一维阵列排布组成；方式二：所述固定栅条和可移动栅条分别为独立的固定单元和可动单元，固定栅条和可移动栅条沿栅条长度和宽度方向交错排布形成类似“棋盘”的结构；在上述任一种排布方式中，可移动栅条可在静电力的驱动下发生垂直于栅条层表面方向的平动，或发生绕栅条周期或长度方向的轴向偏转；在上述任一种排布方式中，所述可动单元包括栅条实体和铰链；所述铰链厚度小于栅条实体厚度，所述栅条实体通过铰链连接在与其相邻的固定栅条上；所述铰链可为多种形状的组合梁结构；在上述任一种排布方式中，固定栅条和可移动栅条的宽度相等或不等。所述键合层位于固定栅条和绝缘层之间，形成“三明治”夹层结构，键合层具有和固定栅条相应排布的形式。2.一种如权利要求1所述的MEMS光栅调制器，其特征在于，所述栅条实体厚度在沿栅条周期和/或长度方向不相等，呈网格状凹凸分布。3.一种如权利要求1所述的MEMS光栅调制器，其特征在于，所述基底层上设有排气通道。所述的排气通道贯通基底层和绝缘层，连通光栅调制器外部空间与其绝缘层和可移动栅条之间的空腔。排气通道位于可动栅条的下方；排气通道横截面小于可动栅条的面积；排气通道的横截面为圆形、矩形等形状。4.一种如权利要求1所述的MEMS光栅调制器，其特征在于，所述的栅条层上表面是金属反射层。5.一种如权利要求1所述MEMS光栅调制器的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在基底层上沉积绝缘层，在绝缘层上沉积键合层。2)去除部分面积的键合层，去除部分面积的绝缘层。3)在SOI晶圆器件层沉积键合层，去除部分面积的键合层。4)刻蚀SOI晶圆器件层的对准标记。所述对准标记位于SOI晶圆器件层对应面；所述对准标记是凹槽，凹槽深度大于或等于SOI晶圆器件层厚度。5)在SOI晶圆器件层进行数次刻蚀，得到器件层中不同深度的结构区域。6)将绝缘层与SOI晶圆器件层通过其上的键合层键合在一起。7)刻蚀去除SOI晶圆的底硅层和埋氧层。8)运用S...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎永前，惠大泰，丁嘉谦，乔大勇，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：