一种MOEMS微镜的制备方法与流程

一种moems微镜的制备方法
1.技术领域：本发明涉及微光机电技术领域，具体地说就是一种moems微镜的制备方法。
2.

背景技术：
moems微镜是集成制造的微型光学元件和mems执行器，通过控制moems微镜偏转可以实现光束扫描、指向等，在激光雷达、光通信、投影显示、医疗成像等应用中具有巨大市场前景。
3.moems微镜常见的驱动方式包括静电驱动、热驱动、压电驱动及电磁驱动。本发明提出的是一种不等高梳齿静电驱动结构的moems微镜的制备方法。常见的平面梳齿驱动结构无法实现准静态控制，其只能应用在谐振式光束扫描中，而本发明所述的不等高梳齿驱动结构可以使得moems扫描镜进行大角度准静态控制， 可以实现光束的光栅式扫描和指向控制，是静电驱动moems微镜驱动结构的主要实现方式，但由于其加工难度大，其制备方法是急需解决的技术问题。
4.

技术实现要素：
本发明就是为了克服现有技术中的不足，提供一种moems微镜的制备方法。
5.本申请提供以下技术方案：一种moems微镜的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤（1）取第一soi硅片，所述第一soi硅片其包括第一顶层硅、第一埋氧层和第一衬底层，在第一顶层硅上通过光刻、硅刻蚀、去胶，制作设有槽体，在槽体内生长、而后再光刻腐蚀在槽体内形成氧化层；（2）取第二soi硅片，所述第二soi硅片其包括第二顶层硅、第二埋氧层(b2)和第二衬底层(b3)，将第二顶层硅与第一顶层硅键合在一起；（3）通过机械减薄、湿法腐蚀，去除第二埋氧层和第二衬底层；（4）在第二顶层硅上通过光刻、深硅刻蚀、去胶形成第二梳齿结构；（5）取双抛硅片，在双抛硅片上通过热氧化制备出第二氧化层，而后再将剩余的第二氧化层与第二顶层硅键合在一起；（6）通过机械减薄、湿法腐蚀，去除第一埋氧层和第一衬底层；（7）在第一顶层硅上进行光刻、深硅刻蚀、去胶制成有二组第一通孔从而形成第一梳齿结构，第一梳齿结构与二梳齿结构为错位分布； （8）通过vhf腐蚀或干法刻蚀去除刻蚀氧化层；（9）在第一顶层硅上设置有设有焊盘金属层和镜面金属。
6.在上述技术方案的基础上，还可以有以下进一步的技术方案：在所述的双抛硅片上设有槽体。
7.发明优点：本发明的有益效果是，通过上下梳齿层之间设置浅腔和阻挡氧化层，可以精确控制上下梳齿垂直高度间隙、梁结构厚度、镜面结构质量等关键器件结构属性，保证器件性能精度和一致性，可以实现moems微镜的高良率批量生产。
8.附图说明：图1是完成步骤（1）后的结构示意图；图2是完成步骤（2）后的结构示意图；图3是完成步骤（3）后的结构示意图；图4是完成步骤（4）后的结构示意图；图5是完成步骤（5）后的结构示意图；图6是完成步骤（6）后的结构示意图；图7是完成步骤（7）后的结构示意图；图8是完成步骤（8）后的结构示意图；图9是本发明实施例1完成后的结构示意图；图10是完成本发明实施例2完成步骤（5）后的结构示意图；图11是完成本发明实施例2完成后的结构示意图。
9.具体实施方式：如图1-9所示，一种moems微镜的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤（1）取一片soi硅片作为第一soi硅片a，所述第一soi硅片a其包括第一顶层硅a1、第一埋氧层a2和第一衬底层a3。在第一顶层硅a1上通过依次光刻、硅刻蚀、去胶工序制作出槽体2，在槽体2内生长形成出氧化层3。所述氧化层3的厚度要小于槽体2的厚度。
10.（2）取一片soi硅片作为第二soi硅片b，所述第二soi硅片b包括第二顶层硅b1、第二埋氧层b2和第二衬底层b3。而后将第二顶层硅b1与第一顶层硅a1键合在一起。
11.3）依次通过机械减薄、湿法腐蚀，去除第二衬底层b3和 第二埋氧层b2。仅保留第二顶层硅b1。
12.（4）在第二顶层硅b1上依次通过光刻、深硅刻蚀、去胶设置一个中心孔a，在中心孔两侧分布设置一组通孔b，中心孔a和通孔b贯通第二顶层硅b1后停止，从而在第二顶层硅b1上形成第二梳齿结构4。
13.（5）取一片双抛硅片c，在双抛硅片c上表面上通过热氧化制备出第二氧化层c1，将第二梳齿结构4下方区域的第二氧化层c1去除，而后再进一步在下方的双抛硅片c上依次通过光刻、腐蚀、深硅刻蚀、去胶在双抛硅片c上设置出槽体c2。再将槽体c2两侧剩余的氧化层c1与第二梳齿结构4两侧的第二埋氧层b2 键合在一起。
14.（6）依次通过机械减薄、湿法腐蚀，去除第一埋氧层a2和第一衬底层a3，只保留第一顶层硅a1。
15.（7）在第一顶层硅a1上依次进行光刻、深硅刻蚀、去胶制成有两组第一通孔6从而形成第一梳齿结构5。所述的第一通孔6与通孔b为错位分布，使得所述第一梳齿结构5与所述第二梳齿结构4为错位分布。
16.（8）通过第一通孔6采用vhf腐蚀或干法刻蚀去除起到保护作用的氧化层3去除。
17.（9）在两组第一通孔6之间的第一顶层硅a1上通过掩模溅射或蒸发的方法制备有镜面金属8，在每组第一通孔6外侧的第一顶层硅a1上分别通过掩模溅射或蒸发的方法制备有焊盘金属层7。焊盘金属层7用来封装打线的，镜面金属8则用来对光信号进行反射，从而形成momes微镜结构。由于第二梳齿结构4和第一梳齿结构5相互错位，形成moems微镜梳齿结构驱动器。此外c2也为第二梳齿结构4的大幅振动提供了振动的空间。此外，在moems微镜
工作时角度变化较大时，第一梳齿结构5可能会运动到第二梳齿结构4的下方，槽体c2就位为应对这种情况设置，为第一梳齿结构5的运动提供空间。
18.实施例2：如图10和11所示，实施例2在进行到实施例1的步骤（5）时没有在双抛硅片c上设置出槽体c2。由于两个实施例的区别仅此而已所以这里不再对相同的步骤再次赘叙。


技术特征：
1.一种moems微镜的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤（1）取第一soi硅片（a），所述第一soi硅片（a）其包括第一顶层硅（a1）、第一埋氧层(a2)和第一衬底层(a3)，在第一顶层硅（a1）上通过光刻、硅刻蚀、去胶，制作设有槽体（2），在槽体（2）内生长、而后再光刻腐蚀在槽体（2）内形成氧化层（3）；（2）取第二soi硅片（b），所述第二soi硅片（b）其包括第二顶层硅（b1）、第二埋氧层(b2)和第二衬底层(b3)，将第二顶层硅（b1）与第一顶层硅（a1）键合在一起；（3）通过机械减薄、湿法腐蚀，去除第二埋氧层(b2)和第二衬底层(b3)；（4）在第二顶层硅（b1）上通过光刻、深硅刻蚀、去胶形成第二梳齿结构（4）；（5）取双抛硅片（c），在双抛硅片（c）上通过热氧化制备出第二氧化层（c1），而后再将剩余的第二氧化层（c1）与第二顶层硅（b1）键合在一起；（6）通过机械减薄、湿法腐蚀，去除第一埋氧层(a2)和第一衬底层(a3)；（7）在第一顶层硅（a1）上进行光刻、深硅刻蚀、去胶制成有二组第一通孔（6）从而形成第一梳齿结构（5）； （8）通过vhf腐蚀或干法刻蚀去除氧化层（3）；（9）在第一顶层硅（a1）上设置有设有焊盘金属层（7）和镜面金属（8）。2.根据权利要求1中所述的一种moems微镜的制备方法，其特征在于：所述第一梳齿结构（5）与所述第二梳齿结构（4）为错位分布。3.根据权利要求1或2中所述的一种moems微镜的制备方法，其特征在于：在步骤（5）中在所述的双抛硅片（c）上设有槽体（c2）。

技术总结
本发明提供一种MOEMS微镜的制备方法，其特征在于它包括以下步骤取第一SOI硅片（A）在第一SOI硅片（A）上设有槽体（2），在槽体（2）内形成氧化层（3），在第一SOI硅片（A）上键合有第二SOI硅片（B），在第二顶层硅（B1）上形成第二梳齿结构（4），在第二顶层硅（B1）上键合有双抛硅片（C），在取第一SOI硅片（A）上第一梳齿结构（5），除刻蚀保护氧化层（3），在第一顶层硅（A1）上设置有焊盘金属层（7）和镜面金属（8）。本发明步骤简易、制备方便，保证器件性能精度和一致性，可以实现MOEMS微镜的高良率批量生产。以实现MOEMS微镜的高良率批量生产。以实现MOEMS微镜的高良率批量生产。


技术研发人员：陈博 王文婧 何凯旋 王鹏 郭立建
受保护的技术使用者：华东光电集成器件研究所
技术研发日：2021.12.07
技术公布日：2022/3/3