[發明專利]一種旋轉結構及其制備方法

有效

• 申請號: 201910505918.4
• 申請日: 2019-06-12
• 公開（公告）號: CN110217754B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 焦繼偉;劉京;費躍;陳思奇
• 申請（專利權）人: 上海芯物科技有限公司
• 主分類號: B81B7/02
• 分類號: B81B7/02;B81C1/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

本發明實施例公開了一種旋轉結構及其制備方法，旋轉結構的制備方法包括采用離子束刻蝕工藝制備斜坡單元，所述斜坡單元包括獨立設置的第一斜坡面和第二斜坡面；在所述第一斜坡面和所述第二斜坡面分別制備第一電極；在所述斜坡單元一側制備可旋轉單元；制備第二電極，所述第二電極與所述可旋轉單元電連接，所述可旋轉單元用于根據所述第一電極和所述第二電極之間的靜電力進行旋轉。采用上述技術方案，通過采用離子束刻蝕工藝制備斜坡單元，斜坡單元制備簡單，解決現有技術中通過多次光刻工藝制備斜坡單元工藝復雜的技術問題；同時采用離子束刻蝕工藝制備斜坡單元時，斜坡單元的傾斜角度可以做到很小，提升斜坡單元的制備靈活度。

技術領域

本發明實施例涉及微機電系統技術領域，尤其涉及一種旋轉結構及其制備方法。

背景技術

在微機電系統領域，旋轉結構可以應用于自適應光學的波陣面校正、空間光調制、光學元件對準、顯微操縱器、光開關、光衰減器和光學多路復用器等方面

按照旋轉結構的驅動方式不同，主要分為：電磁驅動、電熱驅動、壓電驅動和靜電驅動等。電磁驅動是利用電磁體或者永磁體產生的磁場力作為驅動力，該驅動方式的驅動電流大，能量消耗較大，且磁性薄膜的制造和外磁場的施加非常困難；電熱驅動是利用驅動電流使材料受熱膨脹產生驅動力，因此響應速度低，功耗大，且受環境溫度影響較大，精度較低；而現有技術中，MEMS壓電制造工藝還不成熟，制造難度大，性能不穩定，使得MEMS壓電驅動器件還未能在市場上得到成熟的應用；靜電驅動是目前研究最多的一種，一般在結構中引入一對或多對電極，通過電極間的靜電力驅動運動，該驅動方式需要較高的工作電壓(≥50V)，而工作電壓高不利于器件與電路的一體化集成。

使用靜電驅動的旋轉結構主要使用梳齒驅動和平板驅動兩種方式，梳齒驅動通過制作固定梳齒和可動梳齒，可動梳齒或懸于固定梳齒上方或與固定梳齒成一定角度，通過驅動不同方向的梳齒亦可以實現二維旋轉。但是由于梳齒及其縫隙尺寸一般在微米級別，一旦有灰塵顆粒掉入其中就可能導致結構卡死，器件無法正常工作，所以對封裝環境及封裝都需要特別注意微小顆粒的影響。平行板驅動結構中，由于靜電力大小和距離的平方成反比，同時為了防止上下電極產生吸合效應導致結構損壞，上下極板間需要很大的電極距離，這導致平行板驅動需要很高的驅動電壓(如超過200V)。

基于此，現有技術中得到性能穩定，無需較高驅動電壓的靜電驅動旋轉結構比較困難。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供一種旋轉結構及其制備方法，實現靜電驅動的旋轉結構性能穩定，制備工藝簡單的技術效果。

第一方面，本發明實施例提供了一種旋轉結構的制備方法，用于制備靜電驅動的旋轉結構，所述旋轉結構包括斜坡單元和可旋轉單元；

所述制備方法包括：

采用離子束刻蝕工藝制備斜坡單元，所述斜坡單元包括獨立設置的第一斜坡面和第二斜坡面；

在所述第一斜坡面和所述第二斜坡面分別制備第一電極；

在所述斜坡單元一側制備可旋轉單元；

制備第二電極，所述第二電極與所述可旋轉單元電連接，所述可旋轉單元用于根據所述第一電極和所述第二電極之間的靜電力進行旋轉。

可選的，采用離子束刻蝕工藝制備斜坡單元，包括：

提供襯底結構，所述襯底基板包括依次設置的襯底層、絕緣層以及第一半導體層；

提供掩膜板，并將所述掩膜板設置于所述第一半導體層遠離所述襯底層的一側；

根據所述掩膜板，對所述第一半導體層的第一區域進行M次離子束刻蝕，得到包括M級臺階的第一斜坡面；M≥2且M為整數；

根據所述掩膜板，對所述第一半導體層的第二區域進行N次離子束刻蝕，得到包括N級臺階的第二斜坡面；N≥2且N為整數；