[發(fā)明專利]一種多層平面電磁線圈驅(qū)動的MEMS變形鏡及其制作方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201711115538.7 | 申請日： | 2017-11-13 |
| 公開（公告）號： | CN107907991B | 公開（公告）日： | 2023-09-05 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 謝海忠;孔慶峰;彭效冉 | 申請（專利權(quán)）人： | 明德之星（北京）科技有限公司 |
| 主分類號： | G02B26/08 | 分類號： | G02B26/08 |
| 代理公司： | 北京華旭智信知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 11583 | 代理人： | 李麗 |
| 地址： | 100086 北京市海淀區(qū)中*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 多層 平面 電磁 線圈 驅(qū)動 mems 變形 及其 制作方法 | ||
本發(fā)明提供一種多層平面電磁線圈驅(qū)動的MEMS變形鏡及制作方法，包括:硅襯底；在硅襯底上形成的多層線圈，每個線圈具有墊點和中心點；覆蓋所述多層線圈的介電層；及在所述硅襯底上封裝所述多層線圈的變形鏡面，其中所述變形鏡面包括：反射鏡層，在反射鏡層下表面上形成的介電層；在介電層的下表面的周邊區(qū)域中形成Si層；以及在介電層的下表面的中心區(qū)域中形成的永磁性材料層；其中所述多層線圈的各層之間通過墊點和中心點進行接觸，使得從硅襯底起由下而上依次排序，所述多層線圈的奇數(shù)層與偶數(shù)層之間通過中心點接觸，偶數(shù)層與奇數(shù)層之間通過墊點接觸；在第一層線圈的墊點上以及最后一層線圈的墊點或中心點上形成有與外部互聯(lián)的兩個焊點。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于微光機電系統(tǒng)及自適應光學領(lǐng)域，更具體涉及一種多層平面電磁線圈驅(qū)動的MEMS變形鏡及其制作方法。
背景技術(shù)
在自適應光學領(lǐng)域，微機電系統(tǒng)(MEMS)變形鏡由于具有重量低、成本低、緊湊、工藝穩(wěn)定、易集成為變形鏡陣列等優(yōu)點，成為近來變形鏡制作的一個重要領(lǐng)域。電磁驅(qū)動的MEMS變形鏡具有控制電壓低，約1伏，變形鏡變形量大，達到50微米，線性控制等優(yōu)點，因而在自適應光學系統(tǒng)中有廣泛應用。主要面向空間光通信、顯微鏡、天文望遠鏡次級鏡、光束整形和人眼視網(wǎng)膜成像等應用領(lǐng)域及其他需要低電壓、微小型、大形變量的場合。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)的變形鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。現(xiàn)有的電磁驅(qū)動MEMS變形鏡，由于電磁線圈采用單層線圈，線圈內(nèi)部墊點(pad)將很難與電極正負極很難相連，只能將線圈制作在下基板，通過通孔工藝引出，需要通孔刻蝕，濺射等技術(shù)，工藝較復雜。制備線圈時，采用LIGA或準LIGA工藝，以此達到80微米以上的單層線圈厚度，來降低電流密度。這需要同步輻射X射線或其他較高能量的曝光設(shè)備，工藝要求較高，增加制作成本。因此，對新的MEMS變形鏡以及其制備工藝存在需求。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種多層平面電磁線圈驅(qū)動的MEMS變形鏡及其制作方法，可降低工藝難度，減少制作成本。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種多層平面電磁線圈驅(qū)動的MEMS變形鏡，包括:
硅襯底11；在硅襯底11上形成的多層線圈14，每個線圈具有墊點和中心點；覆蓋所述多層線圈14的介電層15；以及在所述硅襯底11上封裝所述多層線圈14的變形鏡面；
其中，所述變形鏡面包括：反射鏡層21，在反射鏡層下表面上形成的介電層25；在介電層25的下表面的周邊區(qū)域中形成Si層；以及在介電層25的下表面的中心區(qū)域中形成的永磁性材料層22；
其中，所述多層線圈的各層之間通過墊點或中心點進行接觸，使得從硅襯底起由下而上依次排序，所述多層線圈的奇數(shù)層與偶數(shù)層之間通過中心點接觸，偶數(shù)層與奇數(shù)層之間通過墊點接觸；在第一層線圈的墊點上以及最后一層線圈的墊點或者中心點上形成有與外部互聯(lián)的兩個焊點。
例如，如果形成4層線圈，則從硅襯底起算的第一層線圈(奇數(shù)層)與第二層線圈(偶數(shù)層)之間通過中心點接觸；第二層線圈(偶數(shù)層)與第三層線圈(奇數(shù)層)之間通過墊點接觸；第三層線圈(奇數(shù)層)與第四層線圈(偶數(shù)層)之間通過中心點接觸；在第一層線圈的墊點上形成與外部互聯(lián)的一個焊點(也即，第一層線圈的墊點生長成一個與外部互聯(lián)的接線柱)，在第四層線圈的墊點上形成與外部互聯(lián)的另一個焊點。注意，如果形成奇數(shù)層例如3層線圈，則在第三層線圈的中心點上形成與外部互聯(lián)的另一個焊點。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，其中所述多層線圈由選自Cu，Au，Ag，Al，多晶硅中的材料制成。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，其中所述介電層由聚酰亞胺等有機材料或SOG等無機材料制成。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，其中所述多層線圈的層數(shù)為偶數(shù)層，例如可以為2層，4層和6層等等。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種多層平面電磁線圈驅(qū)動的MEMS變形鏡的制作方法。該方法包括如下步驟：
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