[發明專利]集成鐵電微鏡式光開關

無效

• 申請號: 02125400.1
• 申請日: 2002-07-31
• 公開（公告）號: CN1389749A
• 公開（公告）日: 2003-01-08
• 發明（設計）人: 任天令;劉理天;徐楊
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G02B6/35
• 分類號: G02B6/35;G02B6/28;H04J14/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.集成鐵電微鏡式光開關，其特征在于：它含有鐵電薄膜懸臂梁以及與該梁做成一體的微反射鏡。

2.根據權利要求1所述的集成鐵電微鏡式光開關，其特征在于：所述的懸臂梁結構是絕緣層①/金屬②/鐵電材料③/金屬④/絕緣材料⑤/襯底層⑥構成的多層膜結構。

3.根據權利要求1所述的集成鐵電微鏡式光開關，其特征在于：所述的懸臂梁結構中的絕緣①層是SiO₂或Si₃N₄介質。

4.根據權利要求1所述的集成鐵電微鏡式光開關，其特征在于：所述的懸臂梁結構中的金屬②是Pt或Au金屬或其合金。

5.根據權利要求1所述的集成鐵電微鏡式光開關，其特征在于：所述的懸臂梁結構中的鐵電材料③是PZT或PT或其復合。

6.根據權利要求1所述的集成鐵電微鏡式光開關，其特征在于：所述的懸臂梁結構中的金屬④是Pt或Ti或Au金屬或其合金。

7.根據權利要求1所述的集成鐵電微鏡式光開關，其特征在于：所述的懸臂梁結構中的絕緣材料⑤是SiO₂或Si₃N₄介質。

8.根據權利要求1所述的集成鐵電微鏡式光開關，其特征在于：所述的懸臂梁結構中的襯底層⑥是Si或GaAs或GaN或InP半導體材料或它們的復合材料。

9.根據權利要求1或2所述的集成鐵電微鏡式光開關，其特征在于：所述懸臂梁的尺寸范圍是(500～5000)μm×(20～5000)μm×(3～300)μm，鐵電材料(如PZT)層厚(0.2～200)μm，鏡面的尺寸范圍是(50～1000)μm×(1～100)μm×(50～1000)μm。

10.根據權利要求1所述的集成鐵電微鏡式光開關，其特征在于：所述的懸臂梁是單層或雙層或多層鐵電膜層的任何一種。

11.根據權利要求1或2所述的集成鐵電微鏡式光開關所提出的制造方法，其特征在于，它含有以下典型的加工工藝：

(1)用(110)晶向的雙拋硅片，雙面生長熱氧后淀積氮化硅；

(2)背面光刻氮化硅窗口，后漂去露出的熱氧；

(3)利用KOH各向異性體硅腐蝕形成垂至于(110)面的(111)面作為光開關的反射鏡面，其高度約為150μm；

(4)漂背面的SiO₂后，繼續進行腐蝕，直至剩下(50～100)μm的硅作支撐層；

(5)光刻下電極窗口，正膠剝離出下電極Pt/Ti；

(6)用sol-gel(溶膠—凝膠)法制備PZT后快速退火；

(7)光刻上電極窗口，正膠剝離出Pt上電極并干法刻蝕PZT；

(8)再淀積低溫氧化層(LTO)，刻接觸孔，濺鋁并刻出鋁引線，然后用TMAH(一種化學腐蝕液)進行體硅腐蝕，減薄梁的厚度并徹底釋放出懸臂梁結構；

(9)將鏡面蒸金形成高反射率表面。

12.根據權利要求1或2所述的集成鐵電微鏡式光開關所提出的制造方法，其特征在于，它含有以下典型的加工工藝：

(1)用(110)晶向的雙拋硅片，雙面生長熱氧后淀積氮化硅；

(2)背面光刻氮化硅窗口，后漂去露出的熱氧；

(3)利用KOH各向異性體硅腐蝕形成垂至于(110)面的(111)面作為光開關的反射鏡面，其高度約為150μm；

(4)漂背面的SiO₂后，繼續進行腐蝕，直至剩下(50-100)μm的硅作支撐層；

(5)光刻下電極窗口，正膠剝離出下電極Pt/Ti；

(6)用sol-gel(溶膠—凝膠)法制備PZT后快速退火；

(7)光刻上電極窗口，正膠剝離出Pt上電極并干法刻蝕PZT；

(8)再按上法制備一層PZT后快速退火，正膠剝離上電極并干法刻蝕PZT；

(9)再淀積低溫氧化層(LTO)，刻接觸孔，濺鋁并刻出鋁引線，然后用TMAH(一種化學腐蝕液)進行體硅腐蝕，減薄梁的厚度并徹底釋放出懸臂梁結構；

(10)將鏡面蒸金形成高反射率表面。

(11)把懸臂梁處的硅襯底、二氧化硅都去掉(也可以保留薄的二氧化硅層)，微反射鏡處除外。