[發(fā)明專利]一種基于電鍍工藝的靜電驅(qū)動式微型扭轉(zhuǎn)器件及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310098953.1
• 申請日: 2013-03-26
• 公開（公告）號: CN103197414A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李志宏;劉坤
• 申請（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號: G02B26/08
• 分類號: G02B26/08
• 代理公司: 北京市商泰律師事務(wù)所 11255
• 代理人: 毛燕生

1.一種基于電鍍工藝的靜電驅(qū)動式微型扭轉(zhuǎn)器件，其特征在于：所述微型扭轉(zhuǎn)器件包括硅襯底（1），依次生長于硅襯底（1）上并進(jìn)行了圖形化刻蝕的氧化硅層（2）、氮化硅層（3），生長于硅襯底（1）以及氮化硅層（3）表面并進(jìn)行了圖形化腐蝕的金屬鋁層（4），依次生長于硅襯底（1）、氮化硅層（3）以及金屬鋁層（4）表面的金屬Cr層（5）、金屬Cu層（6），經(jīng)光刻定義圖形區(qū)域后電鍍生長于金屬Cu層（6）上的金屬Ni層（7）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型扭轉(zhuǎn)器件，其特征在于：所述硅襯底（1）為4-8寸晶向?yàn)椋?00）的硅片，其厚度為400-900μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型扭轉(zhuǎn)器件，其特征在于：所述氧化硅層（2）由熱氧化生長，厚度為100-400nm，氮化硅層（3）由LPCVD生長，其厚度為100-200nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型扭轉(zhuǎn)器件，其特征在于：所述氧化硅層（2）和氮化硅層（3）構(gòu)成復(fù)合材料層，經(jīng)圖形化刻蝕后形成KOH濕法腐蝕的掩模，其刻蝕圖形尺寸邊長為600μm-1mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型扭轉(zhuǎn)器件，其特征在于：所述金屬鋁層（4）厚度為200-600nm，經(jīng)圖形化腐蝕后作為釋放可動扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的犧牲層。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型扭轉(zhuǎn)器件，其特征在于：所述金屬Cr層（5）和金屬Cu層（6）由濺射工藝生長，其厚度分別為10-40nm和50-200nm，作為電鍍工藝的種子層。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型扭轉(zhuǎn)器件，其特征在于：所述金屬Ni層（7）生長前先由光刻定義生長圖形區(qū)域，然后由電鍍工藝生長于金屬Cu層（6）之上，為微鏡器件的主體結(jié)構(gòu)，其圖形特征為微鏡鏡面尺寸長和寬300μm-1mm，扭轉(zhuǎn)梁寬度2-5μm，扭轉(zhuǎn)梁長度400-1mm，電鍍金屬Ni層（7）厚度1-4μm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型扭轉(zhuǎn)器件，其特征在于：所述硅襯底（1）由KOH溶液進(jìn)行各項(xiàng)異性的濕法腐蝕，腐蝕深度250-350μm，以釋放扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。

9.權(quán)利要求1所述微型扭轉(zhuǎn)器件的制作方法，其特征在于，包括如下步驟：

第一步，襯底準(zhǔn)備，硅襯底（1）；

第二步，在所述硅片襯底的上表面依次生長氧化硅層（2）和氮化硅層（3），形成復(fù)合材料層；

第三步，對所述復(fù)合材料層進(jìn)行圖形化刻蝕，形成后續(xù)KOH深腐蝕工藝的掩模；

第四步，在所述硅片襯底及復(fù)合層表面淀積金屬鋁（4），并對其進(jìn)行圖形化腐蝕，作為后續(xù)扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)釋放的犧牲層；

第五步，在第四步所述硅片（1）和復(fù)合層以及圖形化的金屬鋁（4）表面濺射金屬Cr（5），再濺射金屬Cu（6），形成后續(xù)電鍍工藝的種子層；

第六步，在第五步所述金屬種子層上用光刻定義電鍍圖形區(qū)域，電鍍Ni（7）形成微型扭轉(zhuǎn)器件的主體結(jié)構(gòu)；

第七步，以第六步中的電鍍Ni（7）圖形為掩模，去除第五步中濺射的種子層Cu（6）和Cr（5）；

第八步，用濕法腐蝕的方法去除第四步中淀積的金屬鋁（4）；

第九步，采用KOH各向異性腐蝕的方法對第八步中露出的硅襯底（1）進(jìn)行深腐蝕，釋放微鏡結(jié)構(gòu)，完成靜電驅(qū)動式微鏡微型扭轉(zhuǎn)器件的制備。