一种压电厚膜驱动的横向MEMS微驱动器及其制作方法

摘要

本发明涉及一种压电厚膜驱动的横向MEMS微驱动器及其制作方法，属于智能材料与结构技术领域。该微驱动器包括由衬底形成的“T”形截面悬臂梁和两个PZT压电厚膜驱动层；两个压电厚膜驱动层位于“T”形截面悬臂梁的上表面并呈对称分布，其中PZT压电厚膜驱动层的厚度大于1μm。本发明的微驱动器结构简单，无额外运动转换机构，易于高压电性能PZT厚膜的集成；采用体硅加工工艺制作，结构释放难度小，制作可靠性高；压电式横向MEMS微驱动器的所有制作工艺与MEMS工艺兼容，具有集成化、批量化制造的潜力，可广泛用于微纳操纵、微纳机械运动行走、电磁信号/微纳流体的开关/截止阀、振动式传感器等领域。

主权项

压电厚膜驱动的横向MEMS微驱动器的制作方法，所述的压电厚膜驱动的横向MEMS微驱动器包括由衬底形成的“T”形截面悬臂梁和两个PZT压电厚膜驱动层；两个压电厚膜驱动层位于“T”形截面悬臂梁的上表面并呈对称分布，其中PZT压电厚膜驱动层的厚度大于1μm；其特征在于具体步骤如下：1)在Si基片双面生长一层SiO2，并刻蚀背面SiO2形成方形刻蚀窗口；运用深硅干法刻蚀技术刻蚀Si基片背面窗口并达到所需深度，形成深槽；2)运用溶胶‑凝胶法在图形化电极的Pt/Ti/SiO2/Si基片正面制备厚度大于2μm的PZT压电厚膜，经过PZT厚膜的湿法刻蚀技术形成两个压电厚膜驱动层结构图形；3)利用溅射和剥离工艺在PZT压电厚膜表面制作Pt/Ti双层金属上电极及引线；4)利用干法刻蚀技术刻蚀Si基片正面，刻蚀深度即为压电悬臂梁结构层厚度；5)利用光刻工艺，在Si基片背面深槽中形成两个对称刻蚀窗口，窗口之间距离即为“T”形截面悬臂梁垂直侧壁结构的宽度；运用深硅干法刻蚀技术刻蚀Si基片背面两个窗口并与正面深槽穿通完成悬浮结构释放，最终形成压电厚膜驱动的“T”形截面悬臂梁式横向MEMS微驱动器。