[發明專利]微反射鏡的制造方法

有效

• 申請號: 201710684330.0
• 申請日: 2017-08-11
• 公開（公告）號: CN109387892B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 張學敏;孫天玉;付思齊;俞挺;王逸群;張寶順
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: G02B5/124
• 分類號: G02B5/124;G03F1/76;G03F1/80
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產權代理有限公司 44304
• 代理人: 孫偉峰

本發明提供一種微反射鏡的制造方法，制造方法包括步驟：提供一(100)晶面的硅襯底；在硅襯底的頂面和底面分別生長一介質層；對硅襯底頂面的介質層進行刻蝕，以在硅襯底的頂面形成第一掩模圖案，第一掩模圖案包括多個第一掩模，每個第一掩模與硅襯底的[110]晶向的夾角為45°；對形成有第一掩膜圖案的硅襯底進行濕法腐蝕，以在硅襯底的表面形成多個45°的V型槽或梯形槽；利用等離子體刻蝕技術對形成有多個45°的V型槽或梯形槽的硅襯底進行干法刻蝕，以獲得微反射鏡樣材；對微反射鏡樣材進行劃片切割，以獲得多個45°的微反射鏡。本發明提供的微反射鏡的制造方法，能夠提高了反射效率、簡化工藝以及降低成本。

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種微反射鏡的制造方法。

背景技術

在硅基體微加工中，許多器件需要通過硅刻蝕來實現MEMS結構。目前，硅各向異性刻蝕包括干法刻蝕和濕法刻蝕，干法刻蝕通常廣泛用于深寬比較大的器件制作中，但是對于某些需要釋放或懸空的結構，干法刻蝕僅能從一面刻蝕，而且價格比較昂貴，會對器件造成一定的損傷。相比之下，低成本且操作簡單的硅各向異性濕法腐蝕更適合。硅各向異性濕法腐蝕可以在改變腐蝕液的情況下，得到各種形狀的MEMS結構，另外還有精確的結構釋放。硅的各向異性濕法腐蝕可以僅在某一參數發生很小變動的情況下得到完全不同的結果。硅的各向異性濕法腐蝕是硅片微機械加工的重要技術之一，它被廣泛地應用于在硅襯底上加工各種各樣的微結構，如膜結構、凹槽結構、懸臂梁等，近年來也被用于很多光學結構的制造。

隨著光學系統向小結構體積方向發展，光學系統中的器件微型化成為光學器件的一個重要研究課題。在半導體激光器的封裝結構中，通常用到微反射鏡結構，它的作用是改變半導體激光器的光路從而縮小封裝尺寸。

在硅的各向異性濕法腐蝕技術中，較常用的制作硅基微反射鏡的方法是利用硅在KOH或四甲基氫氧化銨(TMAH)溶液中(100)晶面和(111)晶面的腐蝕速率差異得到54.7°的角度，也有通過帶一定偏角的硅片使(100)晶面和(111)晶面呈一定角度，但是以上兩種方法制作的得到的硅基微反射鏡不能形成光纖的90°反射，反射效率較低，不用于半導體激光器的封裝。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出一種微反射鏡的制造方法，能夠實現光路90°反射、提高反射效率、簡化工藝以及降低成本。

本發明提出的具體技術方案為：提供一種微反射鏡的制造方法，所述制造方法包括步驟：

提供一(100)晶面的硅襯底；

在所述硅襯底的頂面和底面分別生長一介質層；

對所述硅襯底頂面的介質層進行刻蝕，以在所述硅襯底的頂面形成第一掩模圖案，所述第一掩模圖案包括多個第一掩模，每個所述第一掩模與所述硅襯底的[110]晶向的夾角為45°；

對形成有所述第一掩模圖案的硅襯底進行濕法腐蝕，以在所述硅襯底的表面形成多個45°的V型槽或梯形槽；

利用等離子體刻蝕技術對形成有所述多個45°的V型槽或梯形槽的硅襯底進行干法刻蝕，以獲得微反射鏡樣材；

對所述微反射鏡樣材進行劃片切割，以獲得多個45°的微反射鏡。

進一步地，所述多個第一掩模沿直線等間隔設置，相鄰兩個所述第一掩模之間的間隔為200～500微米；和/或所述第一掩模為長方體，所述第一掩模的寬度為50～200微米。

進一步地，利用等離子體刻蝕技術對形成有所述多個45°的V型槽或梯形槽的硅襯底進行干法刻蝕之后，所述制造方法還包括：

在干法刻蝕后的硅襯底的表面沉積一反射膜，以獲得所述微反射鏡樣材。

進一步地，在所述硅襯底的頂面和底面分別生長一介質層步驟之前，所述方法還包括步驟：