[發明專利]一種具有階梯結構底電極的靜電扭轉微鏡及其制作方法

有效

• 申請號: 01139287.8
• 申請日: 2001-12-29
• 公開（公告）號: CN1359017A
• 公開（公告）日: 2002-07-17
• 發明（設計）人: 李鐵;楊藝榕;王躍林
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: G02B26/08
• 分類號: G02B26/08
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 潘振甦

1.一種具有階梯結構底電極的靜電扭轉微鏡，包括微鏡(1)、扭梁(2)，其特征在于驅動電極呈多級階梯底電極結構；階梯結構底電極由臺階高度h、臺階寬度l、臺階數n三個參數表征。

2.按權利要求1所述的具有階梯結構底電極的靜電扭轉微鏡，其特征在于臺階數n至少大于或等于2，其數目由工藝條件決定；階梯底電極與微鏡的角度由高度h和寬度l的比值控制。

3.按權利要求1或2所述的具有階梯結構底電極的靜電扭轉微鏡，其特征在于通過X方向和Y方向分別設置扭梁并進行二維嵌套，擴展為二維轉動微鏡。

4.一種具有階梯結構底電極的靜電扭轉微鏡的制作方法，其特征在于階梯底電極和微鏡或用無掩模各向異性腐蝕，或用DRIE干法刻蝕，或用這兩種方法組合制作，然后將階梯電極和微鏡對準、安裝。

5.按權利要求4所述具有階梯結構底電極的靜電扭轉微鏡的制作方法，其特征在于無掩模各向異性腐蝕法制作階梯電極具體步驟是：

(1)將(100)單晶硅片或SOI材料氧化，氧化層厚度為0.5-1.5微米；

(2)光刻、腐蝕SiO₂，形成多級階梯的掩模圖形；

(3)生長Si₃N₄層，厚度介于200-400納米；

(4)采用TMAH腐蝕劑，濃度為20-40％(重量比)，溫度為80-90℃，或采用KOH腐蝕劑，濃度為40-80％(重量比)，溫度為40-90℃，腐蝕0.6-0.9微米；

(5)光刻、腐蝕SiO₂，去除部分掩模；

(6)采用TMAH或KOH再腐蝕至結構完成。

6.按權利要求4所述具有階梯結構底電極的靜電扭轉微鏡的制作方法，其特征在于無掩模各向異性腐蝕法制作微鏡工藝步驟是：

(1)將(100)單晶硅片或SOI材料氧化，氧化層厚度0.5-1.5微米；

(2)生長50-150納米Si₃N₄層；

(3)光刻、腐蝕Si₃N₄和SiO₂層，形成微鏡及扭梁的掩模圖形；

(4)反面光刻硅腔掩模；

(5)采用TMAH腐蝕劑，濃度為20-40％(重量比)，溫度為80-90℃，或采用KOH腐蝕劑，濃度為40-80％(重量比)，溫度為40-90℃，腐蝕0.6-0.9微米；

(6)在HF中去除SiO₂層；

(7)微鏡表面蒸金、鋁，厚度在0.1-1微米。

7.按權利要求4所述具有階梯結構底電極的靜電扭轉微鏡的制作方法，其特征在于干法刻蝕階梯電極的具體步驟是：

(1)在單晶硅或SOI材料上氧化0.5-1.5微米；

(2)光刻、采用濕法腐蝕SiO₂層，形成第一級臺階的掩模圖形；

(3)干法刻蝕1.5-3微米；

(4)依此類推，直至所需結構。

8.按權利要求4所述具有階梯結構底電極的靜電扭轉微鏡的制作方法，其特征在于干法刻蝕制作微鏡的具體步驟是：

(1)在單晶硅或SOI材料上氧化0.5-1.5微米；

(2)生長80-120納米Si₃N₄層；

(3)光刻、刻蝕Si₃N₄及SiO₂層，形成微鏡及扭梁的掩模圖形；

(4)正面干法刻蝕1.5-3微米；

(5)將硅片重新氧化或正面生長Si₃N₄；

(6)反面光刻硅腔掩模；

(7)采用TMAH腐蝕劑，濃度為20-40％(重量比)，溫度為80-90℃，或采用KOH腐蝕劑，濃度為40-80％(重量比)，溫度為40-90℃，腐蝕0.6-0.9微米；

(8)微鏡表面蒸金、鋁，厚度在0.1-1微米。