一种基于SOI晶圆双掩膜刻蚀的垂直梳齿驱动微扭转镜及其制作方法

摘要

本发明公开了一种基于SOI晶圆双掩膜刻蚀的垂直梳齿驱动微扭转镜及其制作方法，属于微机电系统领域及微细加工领域。该微扭转镜为单边梳齿驱动，具有三层相同结构的可动部分和固定部分。通过给不同的梳齿对施加电压信号，微扭转镜可工作在静态方式或动态方式。该垂直梳齿驱动微扭转镜的制作方法，特征在于采用单片SOI硅片加工，不需要多层薄膜的淀积或键合工艺；整个工艺过程只需要两张掩膜板；上下垂直梳齿利用一张掩膜刻蚀完成，不存在梳齿的对准偏差问题；工艺过程中不需要HF腐蚀，可以有效避免液体环境导致的梳齿间粘附。该制作方法具有精度高、成本低、应力小、成品率高、工艺简单、可重复性好、易批量生产等优点。

主权项

一种基于SOI晶圆双掩膜刻蚀的垂直梳齿驱动微扭转镜，其特征在于，依次包括具有相同结构的器件层(1)、绝缘层(2)、基底层(3)；所述器件层(1)包括互相分离的可动部分和固定部分，可动部分和固定部分被器件层绝缘槽(230)隔开，可动部分由器件层镜面(31)、器件层扭转梁(220)、器件层锚点区(14)和器件层可动梳齿(210)组成，所述的器件层镜面(31)通过两端的器件层扭转梁(220)分别与两侧的器件层锚点区(14)连接，同时，器件层镜面(31)和器件层扭转梁(220)的同侧排布有一组器件层可动梳齿(210)；固定部分为分离排布在可动部分四周的部分，包括器件层无梳齿锚点(29)、器件层固定梳齿锚点(30)和器件层固定梳齿(200)，所述器件层固定梳齿(200)固定在器件层固定梳齿锚点(30)上，且与器件层可动梳齿(210)相应以构成一组梳齿结构；绝缘层(2)上包括分别与器件层镜面(31)、器件层扭转梁(220)、器件层锚点区(14)、器件层可动梳齿(210)、器件层无梳齿锚点(29)、器件层固定梳齿锚点(30)、器件层固定梳齿(200)位置形状相应的上下镜面绝缘区(22)、绝缘层扭转梁(32)、上下锚点绝缘区(19)、绝缘层可动梳齿(260)、无梳齿锚点绝缘层(34)、固定梳齿锚点绝缘层(33)、绝缘层固定梳齿(270)；基底层(3)上包括分别与器件层镜面(31)、器件层扭转梁(220)、器件层可动梳齿(210)、器件层固定梳齿(200)位置形状相应的基底层镜面(27)、基底层扭转梁(35)、基底层可动梳齿(290)、基底层固定梳齿(280)；所述器件层镜面(31)、绝缘层镜面(22)和基底层镜面(27)组成整体镜面；所述器件层扭转梁(220)、绝缘层扭转梁(32)和基底层扭转梁(35)组成整体扭转梁；基底层(3)背部具有一方形基底层背腔(7)，该基底层背腔(7)使得基底层镜面(27)、基底层扭转梁(35)和基底层可动梳齿(290)形成为一个悬置在基底层支撑块(24)的组合结构，同时，基底层固定梳齿(280)也因为基底层背腔(7)形成悬置；基底层(3)上有一基底层焊盘(28)，器件层(1)和绝缘层(2)上分别有一贯通相应层的与基底层焊盘(28)位置形状一致的器件层焊盘孔(18)和绝缘层焊盘孔(23)。