[發明專利]一種微型的橋式結構及其制備方法

有效

• 申請號: 201310215152.9
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN103345057A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 蒙慶華;陳四海;賴建軍;黃光;呂超鴻;黃鷹
• 申請（專利權）人: 華中科技大學;廣西師范學院;中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: G02B26/00
• 分類號: G02B26/00;G03F7/00;B81C1/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 朱仁玲

技術領域

本發明屬于微機電系統技術領域，更具體地，涉及一種微型的橋式結構及其制備方法。

背景技術

在微機電系統(Micro?Electro?Mechanical?Systems，MEMS)中，微型可調諧F-P腔濾波器是一種通帶可調諧的光濾波器件，具有體積小、重量輕、插入損耗低，響應快，調諧范圍廣，精細度高等優點，廣泛用于星載、機載紅外成像光譜分析濾波上，在軍事、民用上有重要應用，目前受到國內外研究機構的廣泛重視。同時光通信領域中，微型F-P腔可調諧濾波器可用作密集型波分復用(Dense?Wavelenth?Division?Multiplexing，DWDM)的解復用，信號解調；在光纖傳感領域中，可作為位移、應變傳感器件，還可以作為光纖光柵傳感器的波長解調器件，發揮著重要的作用。此外，在光纖激光器等領域，微型F-P可調諧濾波器也有重要的應用。

現在，基于微F-P腔的可調諧濾波器技術正在由近紅外發展到中紅外和遠紅外光譜。技術發展的方向是實現器件的寬光譜范圍、高分辨率、低功耗、低成本和高度集成化。相信在不久的未來，微F-P腔可調諧濾波器技術可以大規模的商業化，廣泛應用于各種行業。

德國的Infra?Tec?GmbH公司采用的是體硅工藝，把兩塊硅片用SU-8膠進行黏合，制備出單個的微型F-P腔可調諧濾波器，器件與探測器進行集成，用于紅外探測。美國加州大學圣克魯茲分校的Dmitry?A.Kozak等人也開始這方面的研究。現在還只是完成了設計工作，實際的工藝制備還在進行中。他們也是準備采用體硅工藝來制備較大的濾波單元結構。

制作微型F-P腔可調諧濾波器，關鍵工藝是F-P腔的平行度，以及器件的可調諧范圍，F-P腔的平行度，直接影響濾波效果，F-P腔懸臂梁的變化范圍，影響器件的調諧范圍，以及可探測到光譜范圍窄，達不到廣泛調諧的目的。

體硅工藝鍵合做成的F-P腔，是兩片集成，調諧范圍受限，制作設備要求高。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明提供了一種微型的橋式結構，旨在解決現有技術中微型F-P腔的可調諧范圍小以及F-P腔的平行度不好的問題。

本發明提供了一種微型的橋式結構，包括四個懸臂梁，金屬橋面，四個金屬橋墩和襯底；每一個懸臂梁均為L型結構，懸臂梁的一端與一個金屬橋墩垂直固定連接，另一端與金屬橋面連接；金屬橋面為正方形，金屬橋面與懸臂梁位于同一個平面，四個懸臂梁將金屬橋面懸掛于襯底上并在金屬橋面的下底面與襯底之間形成空腔結構。

更進一步地，所述懸臂梁的材料為金屬彈性形變材料。

通過本發明所構思的以上技術方案，與現有技術相比，由于制備的橋式結構工藝簡單，對設備要求不高，不需要做RIE反刻工藝，解決了F-P腔空腔高度不夠高，調諧范圍不夠大，F-P腔平行度不夠好，兩個分離鍵合集成制備F-P腔的問題。

本發明還提供了一種微型的橋式結構的制備方法，包括下述步驟：

S1：在潔凈的襯底表面制備金屬橋墩；

S2：在形成有所述金屬橋墩的襯底表面涂覆犧牲層；所述犧牲層的高度等于所述金屬橋墩的高度；

S3：對所述犧牲層進行光刻處理后將金屬橋墩頂部的犧牲層去除并露出金屬橋墩的頂部；

S4：對犧牲層進行固化處理；

S5：在固化后的犧牲層上制備金屬橋面；

S6：去除所述金屬橋面底部的犧牲層并形成橋式結構。

更進一步地，步驟S1具體為：

S11：在潔凈的襯底表面涂覆一層光刻膠形成光刻膠薄膜；并對光刻膠薄膜進行光刻處理形成橋墩孔；所述橋墩孔的深度大于等于金屬橋墩的高度；

S12：用金屬填充橋墩孔；

S13：采用剝離工藝對橋墩孔填充金屬后的光刻膠薄膜進行剝離并形成金屬橋墩。

更進一步地，在步驟S2中犧牲層采用光敏型聚酰亞胺。

更進一步地，步驟S5具體為：

S51：在固化后的犧牲層上涂覆一層光刻膠形成光刻膠薄膜，并對光刻膠薄膜進行光刻處理形成橋面結構圖形；所述橋面結構圖形的厚度大于等于金屬橋面的厚度；

S52：用金屬填充橋面結構圖形；

S53：采用剝離工藝對橋面圖形填充有金屬的光刻膠薄膜進行剝離并形成金屬橋面。

本發明能夠取得橋式結構中橋的高度高，可調諧范圍大，橋的平行度好的效果，并且是高度集成的效果。并解決了F-P腔彈性懸臂梁形變后，平行度的問題，能很好的保持F-P腔的平行度，達到可調諧的濾波效果。

附圖說明