一种MEMS微镜阵列的制备方法及微镜技术

本发明专利技术提供了一种MEMS微镜阵列的制备方法，包括如下步骤：S1、在读出电路板表面设置基板；S2、在基板表面沉积牺牲层，并在牺牲层表面刻蚀通孔；S3、在牺牲层表面沉积与读出电路板连接的镜面，得到MEMS微镜；S4、刻蚀MEMS微镜得到阵列化排布的微镜单元；S5、去除牺牲层，得到MEMS微镜阵列。本方法通过读出电路板与每个微镜单元的独立连接实现了其阵列化设置，每个微镜单元均能够独立控制其偏转，可在较小的静电驱动力作用下满足所需的偏转角度，提高了产品的使用灵活程度及效果，此外，本方法通过牺牲层的设置制备出扭转刚度较小的微镜阵列，并提高了镜面的填充率，使微镜单元可呈现出更佳的成像效果。成像效果。成像效果。

【技术实现步骤摘要】
一种MEMS微镜阵列的制备方法及微镜


[0001]本专利技术涉及半导体制造
，具体指一种MEMS微镜阵列的制备方法及微镜。

技术介绍

[0002]MEMS微镜是基于微机械加工工艺制备的芯片级光学器件，当 MEMS 微镜阵列用于光交换时，它既有机械微镜阵列开关的低损耗、低串扰、低偏振敏感性和高消光比的优点，又有波导开关的高开关速度、小体积、易于大规模集成等优点，由此 ，MEMS 微镜阵列开关交换技术已广泛应用于骨干网或大型交换网等领域。
[0003]MEMS微镜是一种镜面可沿扭转轴发生偏转的微型器件，微镜常见的驱动方式包括静电驱动、电磁驱动、电热驱动以及压电驱动。其中，静电驱动的MEMS微镜是利用静电力来实现镜面的偏转，因其制作工艺相对简单、成本低等优势吸引着诸多科研人员不断对其研究并创新。
[0004]随着科技的快速发展，消费市场对MEMS微镜的提出了更高发展要求，尤其在成像显示等领域中MEMS微镜具有巨大的发展空间。常见的MEMS微镜主要分为一维和二维微镜，一维微镜广泛应用于光通信等领域、二维微镜在成像显示等领域具有广阔的应用市场，随着人们对数据传输效率的不断提高，MEMS微镜的市场需求将继续增大。
[0005]目前常见的MEMS微镜主要通过体微机械加工工艺制备，但是该工艺方法制备的微镜通常难以阵列化布局，而且由于扭转梁刚度较大，所以需要较多的梳齿来保证足够大静电力，从而满足微镜的偏转，此种设计一方面具有较高的加工难度及加工成本，另一方面，微镜偏转时所需的静电驱动力大、偏转角度小，并且每个微镜单元之间无法独立偏转，因此大大限制了其适用范围，此外，常规加工技术难以保证镜面填充率，因此不可避免地影响镜面成像效果。

技术实现思路

[0006]为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中体微加工工艺制备的MEMS微镜所需静电驱动力大、偏转角度小、每个微镜单元不可独立控制偏转的问题，提供一种MEMS微镜阵列的制备方法及微镜。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种MEMS微镜阵列的制备方法，包括如下步骤：S1、在读出电路板表面设置基板；S2、在所述基板表面沉积牺牲层，并在所述牺牲层表面刻蚀沉积通孔；S3、在所述牺牲层表面沉积与所述读出电路板连接的镜面，得到MEMS微镜；S4、刻蚀所述MEMS微镜得到阵列化排布的微镜单元；S5、去除所述牺牲层，得到所述MEMS微镜阵列。
[0008]在本专利技术的一个实施例中，步骤S1具体包括如下步骤：S11、在所述读出电路板表面沉积第一导电金属膜；S12、在所述第一导电金属膜表面沉积第一硅层，所述读出电路板通过所述第一导电金属膜将电信号传递至第一硅层，得到所述基板。
[0009]在本专利技术的一个实施例中，在步骤1中对所述第一硅层和所述第一导电金属膜均
进行图案化处理。
[0010]在本专利技术的一个实施例中，所述牺牲层为有机材料。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，在所述牺牲层表面刻蚀桶状通孔。
[0012]在本专利技术的一个实施例中，步骤S3具体如下：在所述牺牲层表面沉积第二硅层后刻蚀所述第二硅层直至暴露出所述读出电路板，之后依次沉积第二导电金属膜、应力调节层以及反射层，其中，所述读出电路板连接所述第二导电金属膜并将电信号传递至所述第二硅层。
[0013]在本专利技术的一个实施例中，所述应力调节层包括依次沉积于所述第二导电金属膜表面的二氧化硅层以及氮化硅层。
[0014]在本专利技术的一个实施例中，所述反射层基材为金属。
[0015]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种微镜，采用上述MEMS微镜阵列的制备方法制备，所述读出电路板上依次设置基板及镜面，所述镜面包括主体部及至少两个连接部，其中，所述主体部与所述基板间隔设置，所述连接部与所述读出电路板连接。
[0016]在本专利技术的一个实施例中，所述连接部包括扭转梁及锚柱，所述锚柱接触所述读出电路板。
[0017]本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：本专利技术所述的MEMS微镜阵列的制备方法，通过读出电路板与每个微镜单元独立连接实现了其阵列化设置，同时每个微镜单元均能够独立控制其偏转，拓宽了其适用范围，结合其特殊的结构设置能够实现在较小的静电驱动力作用下增加其偏转角度，减低了其操作复杂性，进一步提高了本MEMS微镜的使用灵活程度及效果，使其具备可观的使用前景，此外，本MEMS微镜阵列的制备方法通过牺牲层的设置制备出扭转刚度较小的微镜阵列，梳齿式镜面排布增加了镜面填充率，较高的微镜反射率和大量的微镜单元可呈现更佳的成像效果。
附图说明
[0018]为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明。
[0019]图1是本专利技术优选实施例中微镜的立体示意图；图2是图1中微镜的主视图；图3是图1中微镜的左视图；图4是镜面层结构分布示意图；图5是锚柱层结构分布示意图；图6是图5中A处放大示意图；图7是基板层结构分布示意图；图8是本专利技术实施例中多个微镜的阵列图；图9是图1中微镜表面位移程度示意图。
[0020]说明书附图标记说明：100、镜面；110、主体部；120、连接部；121、扭转梁；122、锚柱；130、第二硅层；140、第二导电金属膜；150、应力调节层；151、二氧化硅层；152、氮化硅层；160、反射层；200、基板；210、第一硅层；220、第一导电金属膜；230、第一基板；240、第二
基板；300、读出电路板；
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。
实施例一
[0021]本实施例提供一种MEMS微镜阵列的制备方法，本方法通过读出电路板与每个微镜单元独立连接实现了其阵列化设置，同时，本方法制备的微镜对于每个微镜单元均能够独立控制其偏转，拓宽了其适用范围，使其具备可观的使用前景，此外，本MEMS微镜阵列的制备方法通过牺牲层的设置制备出扭转刚度较小的微镜阵列，结合其特殊的结构设置能够实现在较小的静电驱动力作用下满足所需的偏转角度，减低了其操作复杂性，进一步提高了MEMS微镜的使用灵活程度及效果。
[0022]本实施例中主要包括如下步骤：S1、在读出电路板表面设置基板，具体地，其包括如下步骤：S11、在读出电路板表面依次沉积第一导电金属膜和第一硅层，进一步地，此过程中需要对第一硅层和第一导电金属膜进行图案化处理以便形成电极隔离；S12、在第一导电金属膜表面沉积第一硅层，得到基板，读出电路板通过第一导电金属膜将电信号传递至第一硅层。本实施例中，读出电路板表面沉积的第一导电金属膜基材为钛，第一硅层优选为单晶硅，在沉积第一硅层后需要在其表面进行图案化光刻处理以便于后续操作。
[0023]S2、在基板表面设置牺牲层，并在牺牲层表面刻蚀通孔，本实施例中，牺牲层为聚酰亚胺（PI）层，所涂覆的牺牲层厚度与微镜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MEMS微镜阵列的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：S1、在读出电路板表面设置基板；S2、在所述基板表面沉积牺牲层，并在所述牺牲层表面刻蚀通孔；S3、在所述牺牲层表面沉积与所述读出电路板连接的镜面，得到MEMS微镜；S4、刻蚀所述MEMS微镜得到阵列化排布的微镜单元；S5、去除所述牺牲层，得到所述MEMS微镜阵列。2.根据权利要求1所述的MEMS微镜阵列的制备方法，其特征在于：步骤S1具体包括如下步骤：S11、在所述读出电路板表面沉积第一导电金属膜；S12、在所述第一导电金属膜表面沉积第一硅层，所述读出电路板通过所述第一导电金属膜将电信号传递至所述第一硅层，得到所述基板。3.根据权利要求2所述的MEMS微镜阵列的制备方法，其特征在于：对所述第一硅层和所述第一导电金属膜均进行图案化处理。4.根据权利要求1所述的MEMS微镜阵列的制备方法，其特征在于：所述牺牲层基材为有机材料。5.根据权利要求1或4所述的MEMS微镜阵列的制备方法，其特征在于：在所述牺牲层表面刻蚀桶...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亚雷，温赛赛，仇旭萍，张裕华，
申请(专利权)人：苏州亿波达光电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：