[發明專利]抗震裝置及其制備方法

有效

• 申請號: 201010199631.2
• 申請日: 2010-06-08
• 公開（公告）號: CN101880022A
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發明（設計）人: 陳慶華;吳文剛;杜博超;張海霞;郝一龍
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: B81B3/00
• 分類號: B81B3/00;B81C1/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術領域

本發明涉及微電子電路芯片及微電子機械系統(Micro?ElectroMechanical?systems，MEMS)可動器件技術領域，尤其涉及一種抗震裝置及其制備方法。

背景技術

近年來，隨著半導體加工技術的日益提高，MEMS得到了快速發展，特別是具有高性能、高集成和高智能等特點的光MEMS應用日趨活躍，逐步涵蓋了全光通訊、圖像顯示、慣性檢測、紅外傳感器、圖像探測器、生物檢測等重要領域。

在光MEMS器件中，高精度關鍵部件對光進行精密機械運動操作發揮著至關重要的作用。目前，光MEMS器件對關鍵部件的運動精度要求達到微米/亞微米級，乃至納米級(＜10nm)。這不僅要求微致動器具有高精確定位、高可靠性，更要求其在實際工作環境中能有效克服如力、熱、聲、光、磁乃至化學等因素的影響，具有良好的抗干擾能力。通常采用光MEMS封裝技術來達到抗干擾的目的這種技術不僅有利于屏蔽外部環境的干擾、防止器件的意外損壞，也可以提高器件的穩定性及可靠性。然而，光MEMS封裝技術除存在成本高等缺點外，更重要的是，對外部環境振動引入的沖擊擾動-特別是瞬態振動引起的擾動，尚缺乏有效的解決方法。事實上，即使微弱的瞬態也可能對器件的性能造成顯著的影響，甚至導致器件失效。例如，當納光運算器件中的關鍵運算部件-納懸臂梁受到瞬態擾動時，光脈沖對偶氮苯分子的操作將受到干擾，使運算的準確度受到干擾。又例如，瞬態擾動可使微鏡產生振動，而微鏡的位置是準確定向光束傳播的決定性因素之一，因此，光信號在器件中的檢測、傳播、處理等都將受到嚴重的影響，甚至發生信號翻轉和誤操作。特別地，當微鏡工作在臨界角附近時，瞬態擾動更可能引發“吸合(Pull-in)”效應而導致器件的失效。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是：提高微電子電路芯片級MEMS可動器件對外部環境振動引入的沖擊擾動-特別是瞬態振動引起的擾動的抵抗能力，以及降低抗擾動裝置的成本。

(二)技術方案

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案。

一種抗震裝置，該裝置包括：基體，上表面設置有抗震平臺、以及若干一端與所述抗震平臺固定連接且保持與所述基體上表面不接觸地延伸的抗震懸臂梁；器件載體，上表面用于承載待保護器件，下表面設置有凹槽，所述器件載體與所述抗震懸臂梁相連，且所述凹槽與所述抗震平臺不接觸。

其中，所述抗震平臺為正方體，所述抗震懸臂梁一端固定連接于所述抗震平臺的四個側面，另一端與所述器件載體鍵合。

其中，所述抗震平臺通過其底部的二氧化硅埋氧層與所述基體上表面連接。

其中，所述凹槽的面積大于所述抗震平臺的面積，所述凹槽的深度大于所述抗震平臺的高度。

一種上述抗震裝置的制備方法，該方法包括步驟：

S1.選取器件載體，并在其下表面形成掩膜后刻蝕出凹槽；

S2.選取絕緣體上硅硅片作為基體，包括載體硅層、埋氧層以及體硅層；

S3.在載體硅層上形成掩膜，光刻、刻蝕獲得抗震懸臂梁以及抗震平臺，使所述抗震平臺的高度小于凹槽的深度，抗震平臺的面積小于凹槽的面積；

S4.將器件載體與抗震懸臂梁鍵合；

S5.對埋氧層進行腐蝕或刻蝕，去掉抗震懸臂梁下方的埋氧層，獲得所需要的抗震裝置。

(三)有益效果

本發明的抗震裝置及其制備方法適用于微電子電路芯片及MEMS可動器件在振動環境下的保護等應用，具有極強的應用性；使用物理方式實現抗振功能，無需高精度控制電路，從而降低系統成本；本發明的制備方法可以采用常規MEMS工藝設備，實現大批量制造，且工藝過程簡單，與多種類型的MEMS器件工藝兼容，可用于實現功能更廣泛、更強大的微電子系統。

附圖說明

圖1為依照本發明一種實施方式的抗震裝置立體透視圖；

圖2為依照本發明一種實施方式的抗震裝置立體圖；

圖3為依照本發明一種實施方式的抗震裝置基體立體圖；

圖4為依照本發明一種實施方式的抗震裝置器件載體立體圖；

圖5(a)-5(e)為依照本發明一種實施方式的抗震裝置的制備過程示意圖。

具體實施方式

本發明提出的抗震裝置及其制備方法，結合附圖和實施例詳細說明如下。