專(zhuān)利名稱(chēng)：基于soi的連續(xù)薄膜式微變形鏡及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微變形鏡及其制備方法，J4于t]適應(yīng)光學(xué)及微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS) 領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
作為自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的核心部件，變形鏡在軍事和民用領(lǐng)域擁有廣泛的應(yīng)用前景。 使用MEMS技術(shù)制造的微變形鏡由于其體積小、成本低、響應(yīng)快及集成度高等特點(diǎn)， 已成為變形鏡研究的重要方向，而制造具有高光學(xué)效率的微變形鏡已成為研究的重點(diǎn) 和熱點(diǎn)。
絕緣體上硅(Silicon on Insulator, SOI)材料提供了 -種"Si鄰rSi (硅一二氧化
硅一硅)"三層結(jié)構(gòu)，其中的Si02層可作為深硅刻蝕的停止層，從而使得到高表面質(zhì)
量的體硅薄膜成為可能。并且利用陽(yáng)極鍵合技術(shù)將SOI片與玻璃基底鍵合得到鏡面與 電極間空腔，可以極大的提高鏡面的變形量，擴(kuò)大變形鏡調(diào)制波長(zhǎng)的范圍。
參照?qǐng)D2，文獻(xiàn)Semicond. Sci. Technol, 1994. 9 157C-1572. ((Flexible reflecting membranes micromachined in silicon》介紹了由荷蘭Delft大學(xué)白勺Gleb Vdovin禾卩Lina Sarro共同提出了氮化硅薄膜微變形鏡；氮化硅薄膜微變形鏡首先在硅片的兩面都淀積 一層厚500納米的氮化硅薄膜，然后在硅片背面以反應(yīng)離子刻蝕方法(RIE)刻蝕氮 化硅得到后續(xù)濕法腐蝕窗口，用濃度33%的氫氧化鉀(KOH)溶液在85"C下刻蝕體 硅，當(dāng)刻蝕到正面的氮化硅層時(shí)停l匕。之后在硅片背面濺射一層厚200納米的鋁以提 高其反射性，最后用粘合劑將鏡面層與帶有金屬電極的基底層粘合。該結(jié)構(gòu)利用氮化 硅薄膜作為體硅刻蝕的停止層及鏡面，氮化硅薄膜在淀積時(shí)會(huì)留下很大的殘余應(yīng)力， 影響鏡面的平整度，也限制了鏡面的大小和厚度，無(wú)法作出具有大反射面積的微變形 鏡。而且氮化硅本身的機(jī)械性能不如體硅，在去掉驅(qū)動(dòng)電壓后薄膜恢復(fù)初始形狀有一 定的遲滯，對(duì)微鏡的響應(yīng)頻率影響較大；粘合劑的涂抹厚度誤差較大，會(huì)造成鏡面至 電極距離不一致，影響微變形鏡性能。
參照?qǐng)D3，文獻(xiàn)United States Patent, 6,108,121， (Aug. 22, 2000)《Micromachined high reflectance deformable mirror》介紹了由美國(guó)Stanford大學(xué)的Justin D. Mansell禾H Robert L.Byer共同提出了柱狀電極薄膜微變形鏡；首先在經(jīng)過(guò)拋光的硅片正面制作一層復(fù)合反射層，然后從硅片背面以濕法腐蝕刻蝕體硅，留下厚度10 40微米體硅薄膜及柱狀 電極分別作為鏡面及上電極，之后與已制作了驅(qū)動(dòng)電極及通氣孔的基底粘合。該結(jié)構(gòu) 采用了以體硅工藝加工的單晶硅薄膜作為鏡面，避免了淀積式薄膜所固有的殘余應(yīng)力 等缺陷。但是其體硅刻蝕釆用濕法腐蝕方法，在刻蝕深度達(dá)到兒百微米的情況下很難 精確控制刻蝕深度，因而鏡面厚度誤差大，制造重復(fù)性差；柱狀電極的采用增加了鏡 面的質(zhì)量，降低了這種微變形鏡的響應(yīng)速度，且柱狀電極在鏡面上形成了一塊剛性區(qū) 域，造成鏡面變形的不連續(xù)，給電極的尺寸設(shè)計(jì)帶來(lái)許多限制。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于SOI的連續(xù)薄膜式微變形鏡及其
制備方法，避免了現(xiàn)有技術(shù)中淀積式薄膜所帶來(lái)的殘余應(yīng)力等缺陷，并且解決了體硅
工藝在深硅刻蝕中刻蝕深度的控制問(wèn)題，利用SOI獨(dú)特的三層結(jié)構(gòu)，可以方便的得到
具有高表面質(zhì)量的懸浮休硅薄膜。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所釆用的技術(shù)方案足包括SOI硅片的基底(Handle)層 1、絕緣層2和器件層3，以及變形鏡的鏡面4、鏡面至驅(qū)動(dòng)電極的空腔5、驅(qū)動(dòng)電極6 和玻璃基底7。其中，Handle層l、絕緣層2和器件層3為一張SOI硅片的三層結(jié)構(gòu)， Handle層1處于結(jié)構(gòu)最上方，向下依次為絕緣層2和器件層3。對(duì)器件層3進(jìn)行刻蝕 后余下的體硅薄膜作為微鏡鏡面4，鏡面形狀可設(shè)為圓形或方形，而刻蝕的凹槽在SOI 硅片與玻璃基底鍵合后形成鏡面至驅(qū)動(dòng)電極的空腔5，鏡面上方的Handle g 1和絕緣 )乂2則以與器件層3刻蝕凹槽相同的形狀和位置作穿透刻蝕，使鏡面露出，其中絕緣 層2在被刻蝕之前作為Handle層1的深硅刻蝕停止層。驅(qū)動(dòng)電極6分布在鏡面至驅(qū)動(dòng) 電極的空腔5中，由濺射在玻璃基底7丄:的金屬經(jīng)過(guò)刻蝕得到，電極形狀可設(shè)為圓形 或六邊形，分布規(guī)律可以根據(jù)不同要求設(shè)計(jì)為正交型排列或磚型排列?？稍谧冃午R鏡 面4上濺射一層金屬作為反射層以提高器件的反射效率。
采用SOI硅片厚度為350 400微米，其中絕緣層2厚度在數(shù)百納米到數(shù)微米之 間，可根據(jù)需要向供應(yīng)商定制， 一般情況下厚的絕緣層可更好地起到刻蝕停止層的作 用；器件層3厚度在幾微米到幾十微米之間，也可以根據(jù)具體要求向供應(yīng)商定制，但 其厚度應(yīng)等于變形鏡鏡面4的厚度與鏡面至驅(qū)動(dòng)電極的空腔5距離之和；變形鏡鏡面 4的厚度在2微米以上，但不宜高于40微米；鏡面至驅(qū)動(dòng)電極空腔5的距離應(yīng)在30微米以下，但大的空腔距離能提供更大的鏡面變形量。其中變形鏡鏡面4的厚度及鏡面 至驅(qū)動(dòng)電極空腔5的距離應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求綜合考慮。
作為一種優(yōu)選尺寸方案，所述的SOI硅片厚度400微米，其中絕緣層2厚300納 米，器件層3厚20微米，對(duì)器件層刻蝕15微米，鏡面4厚5微米，形狀設(shè)為圓形， 直徑1.2厘米，并且不在鏡面制作其他反射層。玻璃基底7采用硅酸鹽玻璃Pyrex7740， 驅(qū)動(dòng)電極6材料選用鋁，濺射厚度0.4微米，電極形狀設(shè)為圓形，直徑500微米，電 極中心距1000微米，采用9X9正交形排列并去除12個(gè)單元，即在四角各去除最頂點(diǎn) 單元以及距離該單元最近的兩個(gè)單元。
本發(fā)明還提供該薄膜式微變形鏡的制作方法，包括以下步驟
1) 清洗，對(duì)SOI硅片進(jìn)行去有機(jī)物和去金屬離子清洗；
2) 光刻，在器件層上涂覆光刻膠，厚度l微米以上，經(jīng)曝光顯影，得到器件層刻 蝕的掩膜；
3) 淺硅刻蝕，采用感應(yīng)耦合離子刻蝕方法(ICP)對(duì)器件層進(jìn)行干法刻蝕，由控 制刻蝕時(shí)間來(lái)控制刻蝕深度；
4) 清洗，再次對(duì)SOI硅片進(jìn)行去有機(jī)物和去金屬離子清洗；
5) 光刻，在Handle層上涂覆光刻膠，厚度7微米以上，經(jīng)曝光顯影，得到Handle 層刻蝕的掩膜；
6) 深硅刻蝕，采用感應(yīng)耦合離子刻蝕方法(ICP)對(duì)Handle層進(jìn)行干法刻蝕，直 至將其刻透，絕緣層完全露出。當(dāng)刻蝕進(jìn)行到絕緣層時(shí)，由于該刻蝕工藝對(duì)于絕緣層 幾乎沒(méi)有刻蝕作用，因而絕緣層下方的硅被保護(hù)不受刻蝕工藝破壞；
7) S,02亥iJ蝕，采用反應(yīng)離子刻蝕方法(RIE)干法刻蝕或氫氟酸(HF)溶液去除 絕緣層；
8) 金屬濺射，在硅酸鹽玻璃(Pyrex7740)基底上濺射一層鋁；
9) 光刻，在鋁上涂覆光刻膠，厚度l微米以上，經(jīng)曝光顯影，得到金屬層的刻蝕 掩膜；
10) 金屬刻蝕，對(duì)鋁進(jìn)行濕法刻蝕，得到驅(qū)動(dòng)電極陣列，刻蝕液采用磷酸(H3P04): 硝酸(HN03):冰醋酸(CH3COOH):去離子水(H20)按照體積比50: 2: 10:
9的比例配成溶液；ll)硅玻鍵合，應(yīng)用陽(yáng)極鍵合技術(shù)將玻璃基底與SOI硅片進(jìn)行鍵合，其鍵合強(qiáng)度 高，且能保持鏡面至電極距離在鍵合前后的一致性。
該薄膜式微變形鏡的制作方法還可以采用以下步驟
1) 清洗，對(duì)SOI硅片進(jìn)行去有機(jī)物和去金屬離子清洗；
2) 光刻，在器件層上涂覆光刻膠，厚度1微米以匕紓曙光品影，得到器件層刻 蝕的掩膜；
3) 淺硅刻蝕，采用感應(yīng)耦合離子刻蝕方法(ICP)對(duì)器件層進(jìn)行干法刻蝕，由控 制刻蝕時(shí)間來(lái)控制刻蝕深度；
4) 金屬濺射，在硅酸鹽玻璃(Pyrex7740)基底上濺射一層鋁；
5) 光刻，在鋁上涂覆光刻膠，厚度l微米以上，經(jīng)曝光顯影，得到金屬層的刻蝕 掩膜；
6) 金屬刻蝕，對(duì)鋁進(jìn)行濕法刻蝕，得到驅(qū)動(dòng)電極陣列，刻蝕液采用磷酸(H3P04): 硝酸(HN03):冰醋酸(CH3COOH):去離子水(H20)按照體積比50: 2: 10:
9的比例配成溶液；
7) 硅玻鍵合，應(yīng)用陽(yáng)極鍵合技術(shù)將玻璃基底與SOI硅片進(jìn)行鍵合，其鍵合強(qiáng)度 高，且能保持鏡面至電極距離在鍵合前后的一致性。
8) 光刻，在Handle層上涂覆光刻膠，厚度7微米以上，經(jīng)曝光顯影，得到Handle 層刻蝕的掩膜；
9) 深硅刻蝕，采用感應(yīng)耦合離子刻蝕方法(ICP)對(duì)Handle層進(jìn)行千法刻蝕，直 至將其刻透，絕緣層完全露出。當(dāng)刻蝕進(jìn)行到絕緣層時(shí)，由于該刻蝕工藝對(duì)于絕緣層 幾乎沒(méi)有刻蝕作用，因而絕緣層下方的硅被保護(hù)不受刻蝕工藝破壞；
10) Si02刻蝕，采用反應(yīng)離子刻蝕方法(RIE)干法刻蝕或氫氟酸(HF)溶液去除 絕緣層。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明所提出的薄膜式微變形鏡是以體硅工藝方法制作的 體硅薄膜作為鏡面，避免了以往淀積式薄膜所固有的殘余應(yīng)力等問(wèn)題造成的表面質(zhì)量 缺陷；采用SOI材料解決了深硅刻蝕中刻蝕深度控制問(wèn)題，鏡面厚度得到有效的控制。 而且，鏡面可到達(dá)的最大變形量由刻蝕體硅的深度決定，不再受限于犧牲層淀積厚度，大幅度的提高了變形鏡可調(diào)制光波波長(zhǎng)的范圍。同時(shí)，該結(jié)構(gòu)的鏡面反射面沒(méi)有經(jīng)過(guò) 刻蝕工藝，保留了原材料所具有的高表面質(zhì)量。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是本發(fā)明所述微變形鏡的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是現(xiàn)有氮化硅薄膜微變形鏡的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是現(xiàn)有柱狀電極薄膜微變形鏡的結(jié)構(gòu)小怠閣； 圖4是本發(fā)明l:l休^施例i的l.藝流乇V圖
圖5是本發(fā)明其休實(shí)施例2的i:藝流程閣 '
圖中，l一SOI硅片Handle層，2 — SOI硅片絕緣層，3 — S0I硅片器件層，4一鏡 面，5 —鏡面至驅(qū)動(dòng)電極空腔，6 —玻璃基底，7 —驅(qū)動(dòng)電極。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施例1:
參閱圖l，本實(shí)施例提供的基于SOI的薄膜式微變形鏡，包括鏡面層和基底層兩 部分。其中鏡面層由一張SOI硅片經(jīng)過(guò)三次刻蝕完成，依次包括器件層3刻蝕、Handle 層1刻蝕及絕緣層2刻蝕。SOI硅片各層厚度可根據(jù)需要定制，器件層3厚度應(yīng)為鏡 面至驅(qū)動(dòng)電極空腔5及鏡面4厚度之和，絕緣層2應(yīng)能提供足夠的抵抗ICP刻蝕時(shí)間， 以保證其下方器件層3體硅不被破壞，本實(shí)施例中釆用的SOI硅片規(guī)格為白:徑K)O ^ 米，總厚400微米，其中器件層3厚20微米，絕緣層2厚0.3微米。器件層3的刻蝕 深度即鏡面至驅(qū)動(dòng)電極空腔5距離由變形鏡調(diào)制光波最大波長(zhǎng)決定，本實(shí)施例中器件 層3刻蝕深度為15微米，采用感應(yīng)耦合離子刻蝕方法(ICP)，其在淺硅刻蝕中刻蝕 深度可以得到有效的控制，變形鏡鏡面4厚度誤差小。Handle層1刻蝕深度一般在300 微米以上，采用ICP干法刻蝕，當(dāng)進(jìn)行到絕緣層2時(shí)刻蝕停止，保護(hù)其下方的變形鏡 鏡面4不被破壞。絕緣層2刻蝕可用反應(yīng)離子刻蝕(RiE)或氫氟酸(HF)溶液濕法 刻蝕，本實(shí)施例中采用的為RJE干法刻蝕；基底層包括玻璃基底7及驅(qū)動(dòng)電極6，驅(qū) 動(dòng)電極由淀積在玻璃基底上的金屬層經(jīng)過(guò)刻蝕完成，本實(shí)施例中電極金屬為鋁，采用 濕法刻蝕，刻蝕溶液為磷酸+硝酸溶液。電極形狀為圓形，排布形式采用正交形排列。
參閱圖4，本實(shí)施例中薄膜式微變形鏡的制作方法包括如下步驟1 )清洗，對(duì)SOI硅片進(jìn)行去有機(jī)物和去金屬離子清洗，分別釆用濃硫酸(H2S04): 雙氧水(H202)按照體積比4: 1的比例配成溶液和鹽酸(HC1):雙氧水(H202):
去離子水(H20)按照體積比l: 1: 6的比例配成溶液；
2) 光刻，在器件層上涂覆光刻膠BP212，厚度1.3微米，經(jīng)曝光顯影，得到器件 層刻蝕的掩膜；
3) 淺硅刻蝕，采用感應(yīng)耦合離子刻蝕方法(ICP)對(duì)器件層進(jìn)行刻蝕，刻蝕深度
15微米；
4) 清洗，再次對(duì)SOI硅片進(jìn)行清洗，歩驟參照l(shuí);
5) 光刻，在Handle層上涂覆光刻膠SU8，厚度10微米，經(jīng)曝光顯影，得到Handle 層刻蝕的掩膜；
6) 深硅刻蝕，采用ICP對(duì)器件層進(jìn)行刻蝕，當(dāng)進(jìn)行到絕緣層時(shí)刻蝕停止；
7) Si02刻蝕，采用反應(yīng)離子刻蝕(RIE)去除絕緣層；
8) 金屬濺射，在Pyrex7740玻璃基底上濺射一層鋁，薄膜濺射厚度約400納米；
9) 光刻，在鋁上涂覆光刻膠BP212，厚度1.3微米，經(jīng)曝光顯影，得到金屬層的 刻蝕掩膜；
10) 金屬刻蝕，對(duì)鋁進(jìn)行濕法刻蝕，刻蝕液釆用磷酸(H3P04):硝酸(HN03): 冰醋酸(CH3COOH):去離子水(H20)按照體積比50: 2:. 10: 9的比例配成溶液;
11) 硅玻鍵合，應(yīng)用陽(yáng)極鍵合技術(shù)將玻璃基底與SOI硅片進(jìn)行鍵合。 具體實(shí)施例2:
參閱圖l，本實(shí)施例提供的基于SOI的薄膜式微變形鏡，包括鏡面層和基底層兩 部分。其中鏡面層由一張SOI硅片經(jīng)過(guò)三次刻蝕完成，依次包括器件層3刻蝕、Handle 層1刻蝕及絕緣層2刻蝕。SOI硅片各層厚度可根據(jù)需要定制，器件層3厚度應(yīng)為鏡 面至驅(qū)動(dòng)電極空腔5及鏡面4厚度之和，絕緣層2應(yīng)能提供足夠的抵抗ICP刻蝕時(shí)間， 以保證其下方器件層3體硅不被破壞，本實(shí)施例中采用的SOI硅片規(guī)格為:宵徑U)()徵 米，總厚400微米，其中器件層3厚20微米，絕緣層2厚0.3微米。器件層3的刻蝕 深度即鏡面至驅(qū)動(dòng)電極空腔5距離由變形鏡調(diào)制光波最大波長(zhǎng)決定，本實(shí)施例中器件 層3刻蝕深度為15微米，采用感應(yīng)耦合離子刻蝕方法(ICP)，其在淺硅刻蝕中刻蝕 深度可以得到有效的控制，變形鏡鏡面4厚度誤差小。Handle層1刻蝕深度380微米左右，采用ICP干法刻蝕，當(dāng)進(jìn)行到絕緣層2時(shí)刻蝕停止，保護(hù)其下方的變形鏡鏡面 4不被破壞。絕緣層2刻蝕可用反應(yīng)離子刻蝕(RIE)或氫氟酸(HF)溶液濕法刻蝕， 本實(shí)施例中采用的為濕法刻蝕，刻蝕溶液為氫氟酸(HF)溶液；基底層包括玻璃基底 7及驅(qū)動(dòng)電極6，驅(qū)動(dòng)電極由淀積在玻璃基底上的金屬層經(jīng)過(guò)刻蝕完成，本實(shí)施例中電 極金屬為鋁，采用濕法刻蝕，刻蝕溶液為磷酸+硝酸溶液。電極形狀為六邊形，其內(nèi) 切圓直徑500微米，電極中心距1000微米，排布形式采用磚形排列。 參閱圖5，本實(shí)施例中薄膜式微變形鏡的制作方法包括如下步驟
1) 清洗，對(duì)SOI硅片進(jìn)行去有機(jī)物和去金屬離子清洗，分別采用濃硫酸(H2S04): 雙氧水(H202)按照體積比4: l的比例配成溶液和鹽酸(HC1):雙氧水(H202): 去離子水(H20)按照體積比l: 1: 6的比例配成溶液
2) 光刻，在器件層上涂覆光刻膠BP212，厚度1.3微米，經(jīng)曝光顯影，得到器件 層刻蝕的掩膜；
3) 淺硅刻蝕，采用感應(yīng)耦合離子刻蝕方法(ICP)對(duì)器件層進(jìn)行刻蝕，刻蝕深度 15微米；
4) 金屬濺射，在Pyrex7740玻璃基底上濺射一層鋁，薄膜濺射厚度約400納米；
5) 光刻，在鋁上涂覆光刻膠BP212，厚度1.3微米，經(jīng)曝光顯影，得到金屬層的 刻蝕掩膜；
6) 金屬刻蝕，對(duì)鋁進(jìn)行濕法刻蝕，刻蝕液采用磷酸(H3P04):硝酸(HN03):
冰醋酸(CH3COOH):去離子水(H20)按照體積比50: 2: 10: 9的比例配成溶液；
7) 硅玻鍵合，應(yīng)用陽(yáng)極鍵合技術(shù)將玻璃基底與SOI硅片進(jìn)行鍵合。
8〉光刻，在Handle層上涂覆光刻膠SU8，厚度10微米，經(jīng)曝光顯影，得到Handle 層刻蝕的掩膜；
9) 深硅刻蝕，采用ICP對(duì)器件層進(jìn)行刻蝕，當(dāng)進(jìn)行到絕緣層時(shí)刻蝕停止；
10) Si02刻蝕，采用氫氟酸(HF)水溶液(HF: H20體積比為50: 1)去除絕緣層。
權(quán)利要求
1、基于SOI的連續(xù)薄膜式微變形鏡，包括SOI硅片的基底層、絕緣層和器件層，以及變形鏡的鏡面、鏡面至驅(qū)動(dòng)電極的空腔、驅(qū)動(dòng)電極和玻璃基底，其特征在于所述的基底層、絕緣層和器件層為一張SOI硅片的三層結(jié)構(gòu)，基底層處于結(jié)構(gòu)最上方，向下依次為絕緣層和器件層；對(duì)器件層進(jìn)行刻蝕后余下的體硅薄膜作為微鏡鏡面，而刻蝕的凹槽在SOI硅片與玻璃基底鍵合后形成鏡面至驅(qū)動(dòng)電極的空腔，鏡面上方的基底層和絕緣層則以與器件層刻蝕凹槽相同的形狀和位置作穿透刻蝕，使鏡面露出，驅(qū)動(dòng)電極分布在鏡面至驅(qū)動(dòng)電極的空腔中，由濺射在玻璃基底上的金屬經(jīng)過(guò)刻蝕得到。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于SOI的連續(xù)薄膜式微變形鏡，其特征在于所 述的鏡面形狀為圓形或方形。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于SOI的連續(xù)薄膜式微變形鏡，其特征在于所 述的電極形狀為圓形或六邊形，分布規(guī)律為正交型排列或磚型排列。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的基于SOI的連續(xù)薄膜式微變形鏡，其特征在于所 述的變形鏡鏡面上濺射一層金屬作為反射層。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的基于SOI的連續(xù)薄股式微變形鏡，其特征在于所述的SOI硅片厚度400微米，其中絕緣層厚300納米，器件層厚20微米，對(duì) 器件層刻蝕15微米，鏡面厚5微米，形狀設(shè)為圓形，直徑1.2厘米，玻璃基底 采用硅酸鹽玻璃Pyrex7740，驅(qū)動(dòng)電極材料選用鋁，濺射厚度0.4微米，電極形 狀設(shè)為圓形，直徑500微米，電極中心距1000微米，采用9X9正交形排列并 去除12個(gè)單元，即在四角各去除最頂點(diǎn)單元以及距離該單元最近的兩個(gè)單元。
6、 一種權(quán)利要求1所述基于SOI的連續(xù)薄膜式微變形鏡的制備方法，其特征 在于包括下述步驟(a) 對(duì)SOI硅片進(jìn)行去冇機(jī)物和去金屬離了-潔洗;(b) 在器件層上涂覆光刻膠，厚度1微米以上，經(jīng)曝光顯影，得到器件層刻蝕 的掩膜；(c) 采用感應(yīng)耦合離子刻蝕方法對(duì)器件層進(jìn)行干法刻蝕；(d) 再次對(duì)SOI硅片進(jìn)行去有機(jī)物和去金屬離子清洗；(e) 在Handle層上涂覆光刻膠，厚度7微米以上，經(jīng)曝光顯影，得到基底層刻蝕的掩膜；(f) 采用感應(yīng)耦合離子刻蝕方法對(duì)基底層進(jìn)行干法刻蝕，直至將其刻透，絕緣 層完全露出；(g) 采用反應(yīng)離子刻蝕方法干法刻蝕或氫氟酸溶液去除絕緣層；(h) 在硅酸鹽玻璃基底上濺射一層鋁；(i) 在鋁上涂覆光刻膠，厚度1微米以上，經(jīng)曝光顯影，得到金屬層的刻蝕掩 膜；(j)對(duì)鋁進(jìn)行濕法刻蝕，得到驅(qū)動(dòng)電極陣列，刻蝕液采川磷酸硝酸冰醋酸 去離子水按照體積比50: 2: 10: 9的比例配成溶液；'(k)應(yīng)用陽(yáng)極鍵合技術(shù)將玻璃基底與SOI硅片進(jìn)行鍵合。
7、一種權(quán)利要求1所述基于SOI的連續(xù)薄膜式微變形鏡的制備方法，其特征 在于包括下述步驟(a) 對(duì)SOI硅片進(jìn)行去有機(jī)物和去金屬離子清洗；(b) 在器件層上涂覆光刻膠，厚度1微米以上，經(jīng)曝光顯影，得到器件層刻蝕 的掩膜；(C)采用感應(yīng)耦合離子刻蝕方法對(duì)器件層進(jìn)行干法刻蝕，山控制刻蝕時(shí)間來(lái)控 制刻蝕深度；(d) 在硅酸鹽玻璃基底上濺射一層鋁；(e) 在鋁上涂覆光刻膠，厚度1微米以上，經(jīng)曝光顯影，得到金屬層的刻蝕掩 膜；(f) 對(duì)鋁進(jìn)行濕法刻蝕，得到驅(qū)動(dòng)電極陣列，刻蝕液采用磷酸硝酸冰醋酸 去離子水按照體積比50: 2: 10: 9的比例配成溶液；(g) 應(yīng)用陽(yáng)極鍵合技術(shù)將玻璃基底與SOI硅片進(jìn)行鍵合；(h) 在基底層上涂覆光刻膠，厚度7微米以上，經(jīng)曝光顯影，得到基底層刻蝕 的掩膜；(i) 采用感應(yīng)耦合離子刻蝕方法對(duì)基底層進(jìn)行干法刻蝕，直至將其刻透，絕緣 層完全露出；(j)采用反應(yīng)離子刻蝕方法干法刻蝕或氫氟酸溶液去除絕緣層。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于SOI的連續(xù)薄膜式微變形鏡及其制備方法，基底層、絕緣層和器件層為一張SOI硅片的三層結(jié)構(gòu)，基底層處于結(jié)構(gòu)最上方，向下依次為絕緣層和器件層；對(duì)器件層進(jìn)行刻蝕后余下的體硅薄膜作為微鏡鏡面，而刻蝕的凹槽在SOI硅片與玻璃基底鍵合后形成鏡面至驅(qū)動(dòng)電極的空腔，鏡面上方的基底層和絕緣層則以與器件層刻蝕凹槽相同的形狀和位置作穿透刻蝕，使鏡面露出，驅(qū)動(dòng)電極分布在鏡面至驅(qū)動(dòng)電極的空腔中，由濺射在玻璃基底上的金屬經(jīng)過(guò)刻蝕得到。本發(fā)明避免了表面質(zhì)量缺陷，鏡面厚度得到有效的控制，大幅度的提高了變形鏡可調(diào)制光波波長(zhǎng)的范圍，保留了原材料所具有的高表面質(zhì)量。
文檔編號(hào)G02B26/10GK101446682SQ20081023647
公開(kāi)日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2008年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月25日
發(fā)明者喬大勇, 李曉瑩, 斌 燕, 力 田, 苑偉政 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)