本發(fā)明屬于傳感技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于MEMS波長可調(diào)諧FP光纖濾波器及其制備方法。

背景技術(shù)：

可調(diào)諧光纖濾波器(TOFF)是一種波長選擇器件，在光纖通信和光纖傳感領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用：在光纖通信領(lǐng)域，TOFF用于半導(dǎo)體激光器或光纖激光器的的反射腔鏡和窄帶濾波、復(fù)用/解復(fù)用器、光放大器中的噪聲抑制、波長選擇器、波長轉(zhuǎn)換器、色散補(bǔ)償器以及光性能監(jiān)測等；在光纖傳感領(lǐng)域尤其是光纖光柵和波長型法布里-珀羅光纖傳感領(lǐng)域，TOFF是實(shí)現(xiàn)光纖傳感網(wǎng)絡(luò)波分解復(fù)用和波長信號(hào)解調(diào)的核心部件，其性能指標(biāo)和器件成本是波長型光纖傳感器大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的直接決定因素之一。

FP(Fabry-Perot)可調(diào)諧光濾波器是研究較多的TOFF類型，主要通過控制FP腔腔長或腔體的光折射率實(shí)現(xiàn)可調(diào)諧濾波，具有調(diào)諧速度快、調(diào)諧范圍廣、精細(xì)度高、串聯(lián)接入式光路便于構(gòu)建波長可調(diào)諧激光器等優(yōu)點(diǎn)，在光纖傳感應(yīng)用領(lǐng)域尤其具有技術(shù)優(yōu)勢，但由于用作波長調(diào)諧的FP腔對(duì)兩個(gè)腔鏡的表面光潔度、光學(xué)反射率和相對(duì)移動(dòng)過程中的平行度要求極高，制作工藝復(fù)雜、難度大、成本高，僅有極少的國外公司掌握該技術(shù)。

目前，F(xiàn)P可調(diào)濾波器的發(fā)展現(xiàn)狀如下：

1)啁啾光纖光柵FP濾波器

FP腔由兩個(gè)線性啁啾的光纖光柵組成，每個(gè)光柵有一樣的啁啾系數(shù)和相同的折射率調(diào)制深度，它們分別作為一個(gè)反射鏡，反射率和反射譜帶寬由光柵的折射率調(diào)制強(qiáng)度，啁啾參數(shù)和光柵的長度決定。由兩個(gè)啁啾光纖光柵構(gòu)成的FP腔中總的響應(yīng)和由兩個(gè)部分透射的平板反射鏡組成的FP諧振腔相似。雖然啁啾光纖光柵FP濾波器有三種結(jié)構(gòu)，但不是最小腔長受光纖布拉格光柵長度的限制，或者制作過程太復(fù)雜，就是相當(dāng)高的偏振損耗。

2)波導(dǎo)FP濾波器

通過波導(dǎo)的兩端拋光后鍍上反射率為89％的絕緣反射膜，濾波器的中心波長是通過在波導(dǎo)上加電壓由電光效應(yīng)來調(diào)節(jié)的。級(jí)聯(lián)的波導(dǎo)濾波器可以有效地抑制噪聲信號(hào)，并且可以用于12.5GHz間隔的128個(gè)信道的密集波分復(fù)用技術(shù)，促進(jìn)了大范圍的光學(xué)視頻路由網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。但是由于體積大，不便于集成。

3)液晶光調(diào)諧濾波器

液晶光調(diào)諧濾波器的原理就是FP腔的濾波特性。一般為多層結(jié)構(gòu)，中間為液晶，兩邊為玻璃體，在玻璃體的內(nèi)側(cè)鍍上透明電極(一般為Indium Tin Oxide Electrode)，然后再鍍上多層介質(zhì)高反膜構(gòu)成FP腔，其調(diào)諧由改變兩電極間的電場，從而引起液晶分子晶向排列的變化，從而改變其折射率來完成。屬于塊狀結(jié)構(gòu)，不利于與光纖的輸入輸出耦合，偏振態(tài)敏感；液晶存在散射損耗與吸收。

4)光纖FP濾波器

基本機(jī)構(gòu)為光纖兩端面直接鍍高反膜，光纖本身構(gòu)成F-P諧振腔，通過壓電陶瓷拉伸光纖來調(diào)節(jié)腔長。但其插入損耗較大。

5)MEMS型FP濾波器

MEMS型可調(diào)諧F-P濾波器在無線電通訊和光信號(hào)處理中有著較為廣泛的應(yīng)用。它可調(diào)諧范圍大，精細(xì)度高，自由光譜區(qū)寬，當(dāng)與活性激光媒介結(jié)合時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)可調(diào)諧激光器的諸多特性。最常見的MEMS型濾波器整體為一浮橋結(jié)構(gòu)，F(xiàn)P腔由兩個(gè)光學(xué)反射鏡組成，一個(gè)反射鏡位于在硅底層上，另一個(gè)位于浮橋上。其腔長的調(diào)節(jié)方式是在頂端和底端兩個(gè)電極上加一個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓通過靜電力的作用來調(diào)節(jié)所需要的透過波長。由于只通過靜電來調(diào)節(jié)腔長，所以現(xiàn)在大多數(shù)的該類MEMS型F-P濾波器無法在腔長和驅(qū)動(dòng)電壓之間尋求平衡。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種尺寸小、初始腔長可調(diào)、低成本，封裝簡單，可廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域的基于MEMS波長可調(diào)諧FP光纖濾波器及其制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種基于MEMS波長可調(diào)諧FP光纖濾波器的制備方法，包括以下步驟：

1)提供半導(dǎo)體基底，所述半導(dǎo)體基底包括相對(duì)的第一表面及第二表面，在所述半導(dǎo)體基底的第一表面形成第一凹槽及第二凹槽，所述第二凹槽位于所述第一凹槽的外側(cè)，并與所述第一凹槽相隔有間距；

2)提供鍵合基底，所述鍵合基底包括相對(duì)的第一表面及第二表面，在所述鍵合基底的第一表面形成第三凹槽；所述第一凹槽位于所述第三凹槽對(duì)應(yīng)區(qū)域內(nèi)，所述第二凹槽位于所述第三凹槽外側(cè)，且與所述第三凹槽的邊緣相隔有間距；

3)將所述半導(dǎo)體基底與所述鍵合基底鍵合，所述半導(dǎo)體基底的第一表面及所述鍵合基底的第一表面為鍵合面，以在所述半導(dǎo)體基底與所述鍵合基底之間形成由所述第三凹槽構(gòu)成的空腔結(jié)構(gòu)；

4)在所述鍵合基底內(nèi)對(duì)應(yīng)于所述第三凹槽的區(qū)域形成貫通所述第三凹槽的光纖安裝孔，且所述光纖安裝孔對(duì)應(yīng)于所述第一凹槽之間的區(qū)域；

5)在所述半導(dǎo)體基底的第二表面對(duì)應(yīng)于所述光纖安裝孔的位置形成光學(xué)增透膜；

6)依據(jù)所述第二凹槽刻蝕所述半導(dǎo)體基底，以形成貫穿所述半導(dǎo)體基底的通孔，所述通孔暴露出所述鍵合基底的第一表面；

7)在所述通孔底部的所述鍵合基底的第一表面形成第一電極，并在所述半導(dǎo)體基底的第二表面形成第二電極，所述第二電極位于所述通孔與所述第一凹槽之間；

8)依據(jù)所述第一凹槽刻蝕所述半導(dǎo)體基底，以釋放可動(dòng)質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)，所述可動(dòng)質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)包括：中心質(zhì)量塊、位于所述中心質(zhì)量塊上表面的光學(xué)增透膜及將所述中心質(zhì)量塊與所述半導(dǎo)體基底相連接的懸臂梁；

9)在所述中心質(zhì)量塊的下表面對(duì)應(yīng)于所述光學(xué)增透膜的位置形成光學(xué)高反膜。

作為本發(fā)明的基于MEMS波長可調(diào)諧FP光纖濾波器的制備方法的一種優(yōu)選方案，步驟1)中，所述第一凹槽的寬度大于所述第二凹槽的寬度。

作為本發(fā)明的基于MEMS波長可調(diào)諧FP光纖濾波器的制備方法的一種優(yōu)選方案，步驟1)中，所述半導(dǎo)體基底為SOI氧化硅片，所述SOI氧化硅片由下至上依次包括襯底氧化層、襯底硅層、中間氧化層、頂層硅層及頂層硅氧化層；所述第一凹槽及所述第二凹槽貫穿所述頂層硅氧化層并延伸至所述頂層硅層內(nèi)。

作為本發(fā)明的基于MEMS波長可調(diào)諧FP光纖濾波器的制備方法的一種優(yōu)選方案，步驟4)中，在所述鍵合基底內(nèi)對(duì)應(yīng)于所述第三凹槽的區(qū)域形成貫通所述第三凹槽的光纖安裝孔包括以下步驟：

4-1)將步驟3)得到的結(jié)構(gòu)進(jìn)行減薄處理，去除所述襯底氧化層及所述襯底硅層；

4-2)采用深反應(yīng)離子刻蝕工藝在所述鍵合基底內(nèi)形成所述光纖安裝孔；

4-3)去除所述中間氧化層及位于所述空腔結(jié)構(gòu)上方的所述頂層硅氧化層。

作為本發(fā)明的基于MEMS波長可調(diào)諧FP光纖濾波器的制備方法的一種優(yōu)選方案，步驟8)中所述懸臂梁至少對(duì)稱地分布于所述中心質(zhì)量塊相對(duì)的兩側(cè)，且一端與所述半導(dǎo)體基底相連接，另一端與所述中心質(zhì)量塊相連接。

作為本發(fā)明的基于MEMS波長可調(diào)諧FP光纖濾波器的制備方法的一種優(yōu)選方案，所述懸臂梁為蛇形彎折梁。

作為本發(fā)明的基于MEMS波長可調(diào)諧FP光纖濾波器的制備方法的一種優(yōu)選方案，步驟9)之后還包括：

10)提供光纖準(zhǔn)直器，所述光纖準(zhǔn)直器包括準(zhǔn)直透鏡、輸入光纖及輸出光纖，所述準(zhǔn)直透鏡、所述輸入光纖及所述輸出光纖通過光學(xué)樹脂封裝在一殼體內(nèi)；

11)將步驟9)得到的結(jié)構(gòu)中的所述光學(xué)高反膜與所述光纖準(zhǔn)直器對(duì)準(zhǔn)，并將步驟9)得到的結(jié)構(gòu)與所述光纖準(zhǔn)直器共同封裝在所述殼體內(nèi)。

本發(fā)明還提供一種基于MEMS波長可調(diào)諧FP光纖濾波器，所述基于MEMS波長可調(diào)諧FP光纖濾波器包括：

半導(dǎo)體基底，包括相對(duì)的第一表面及第二表面；所述半導(dǎo)體基底內(nèi)形成有上下貫通的通孔；所述半導(dǎo)體基底為環(huán)形結(jié)構(gòu)；

鍵合基底，包括相對(duì)的第一表面及第二表面，所述鍵合基底的第一表面形成有凹槽，所述鍵合襯底內(nèi)形成有上下貫通所述凹槽的光纖安裝孔；所述鍵合基底鍵合于所述半導(dǎo)體基底的第一表面，所述半導(dǎo)體基底的第一表面及所述鍵合基底的第一表面為鍵合面；

可動(dòng)質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)，包括中心質(zhì)量塊、光學(xué)增透膜及懸臂梁；其中，所述中心質(zhì)量塊位于所述半導(dǎo)體基座內(nèi)側(cè)，且位于所述凹槽的上方，所述中心質(zhì)量塊與所述半導(dǎo)體基底及所述鍵合基底均相隔有間距；所述光學(xué)增透膜位于所述中心質(zhì)量塊上表面對(duì)應(yīng)于所述光纖安裝孔的位置處；所述懸臂梁位于所述中心質(zhì)量塊與所述半導(dǎo)體基底之間，一端與所述中心質(zhì)量塊相連接，另一端與所述半導(dǎo)體基底相連接，所述懸臂梁的底部與所述鍵合基底相隔有間距；

光學(xué)高反膜，位于所述中心質(zhì)量塊的下表面對(duì)應(yīng)于所述光學(xué)增透膜的位置處；

第一電極，位于所述通孔底部的所述鍵合基底的第一表面；

第二電極，位于所述半導(dǎo)體基底的第二表面，且位于所述通孔與所述可動(dòng)質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)之間。

作為本發(fā)明的基于MEMS波長可調(diào)諧FP光纖濾波器的一種優(yōu)選方案，所述半導(dǎo)體基底包括頂層硅層及位于所述頂層硅層表面的頂層硅氧化層。

作為本發(fā)明的基于MEMS波長可調(diào)諧FP光纖濾波器的一種優(yōu)選方案，所述懸臂梁至少對(duì)稱地分布于所述中心質(zhì)量塊相對(duì)的兩側(cè)。

作為本發(fā)明的基于MEMS波長可調(diào)諧FP光纖濾波器的一種優(yōu)選方案，所述懸臂梁為蛇形彎折梁。

作為本發(fā)明的基于MEMS波長可調(diào)諧FP光纖濾波器的一種優(yōu)選方案，還包括光纖準(zhǔn)直器，所述光纖準(zhǔn)直器包括準(zhǔn)直透鏡、輸入光纖及輸出光纖；所述半導(dǎo)體基底、所述鍵合基底、所述可動(dòng)質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)、所述光學(xué)高反膜、所述第一電極及所述第二電極與所述光纖準(zhǔn)直器共同封裝在一殼體內(nèi)，且所述光學(xué)高反膜與所述光纖準(zhǔn)直器對(duì)準(zhǔn)。

本發(fā)明的一種基于MEMS波長可調(diào)諧FP光纖濾波器及其制備方法具有以下有益效果：本發(fā)明的基于MEMS波長可調(diào)諧FP光纖濾波器通過在鍵合基底上設(shè)置光纖安裝孔，可以在降低驅(qū)動(dòng)電壓的同時(shí)，極大地增加在靜電驅(qū)動(dòng)模式下FP光纖濾波器腔長變化與電源選擇之間的靈活性；所述基于MEMS波長可調(diào)諧FP光纖濾波器可以使用在光通信等場合，具有小型化、低成本、可批量制作及使用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，采用MEMS技術(shù)制作，有利于器件的批量化生產(chǎn)，降低器件成本。

附圖說明

圖1顯示為本發(fā)明實(shí)施例一中提供的基于MEMS波長可調(diào)諧FP光纖濾波器的制備方法的流程圖。

圖2至圖16顯示為本發(fā)明實(shí)施例一中提供的基于MEMS波長可調(diào)諧FP光纖濾波器的制備方法各步驟中的結(jié)構(gòu)示意圖。

元件標(biāo)號(hào)說明

10 半導(dǎo)體基底

101 第一凹槽

102 第二凹槽

103 襯底氧化層

104 襯底硅層

105 中間氧化層

106 頂層硅層

107 頂層硅氧化層

108 通孔

11 鍵合基底

111 第三凹槽

112 光纖安裝孔

12 第一電極

13 第二電極

14 可動(dòng)質(zhì)量塊

141 中心質(zhì)量塊

142 光學(xué)增透膜

143 懸臂梁

15 光學(xué)高反膜

16 準(zhǔn)直透鏡

17 輸入光纖

18 輸出光纖

19 殼體

20 光學(xué)樹脂

201 密封膠

202 粘結(jié)膠

21 準(zhǔn)直器金屬套管

22 金屬底座

具體實(shí)施方式

以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實(shí)施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。

請(qǐng)參閱圖1至圖16。需要說明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，雖圖示中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。

實(shí)施例一

請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明提供一種基于MEMS波長可調(diào)諧FP光纖濾波器的制備方法，所述基于MEMS波長可調(diào)諧FP光纖濾波器的制備方法包括以下步驟：

1)提供半導(dǎo)體基底，所述半導(dǎo)體基底包括相對(duì)的第一表面及第二表面，在所述半導(dǎo)體基底的第一表面形成第一凹槽及第二凹槽，所述第二凹槽位于所述第一凹槽的外側(cè)，并與所述第一凹槽相隔有間距；

2)提供鍵合基底，所述鍵合基底包括相對(duì)的第一表面及第二表面，在所述鍵合基底的第一表面形成第三凹槽；所述第一凹槽位于所述第三凹槽對(duì)應(yīng)區(qū)域內(nèi)，所述第二凹槽位于所述第三凹槽外側(cè)，且與所述第三凹槽的邊緣相隔有間距；

3)將所述半導(dǎo)體基底與所述鍵合基底鍵合，所述半導(dǎo)體基底的第一表面及所述鍵合基底的第一表面為鍵合面，以在所述半導(dǎo)體基底與所述鍵合基底之間形成由所述第三凹槽構(gòu)成的空腔結(jié)構(gòu)；

4)在所述鍵合基底內(nèi)對(duì)應(yīng)于所述第三凹槽的區(qū)域形成貫通所述第三凹槽的光纖安裝孔，且所述光纖安裝孔對(duì)應(yīng)于所述第一凹槽之間的區(qū)域；

5)在所述半導(dǎo)體基底的第二表面對(duì)應(yīng)于所述光纖安裝孔的位置形成光學(xué)增透膜；

6)依據(jù)所述第二凹槽刻蝕所述半導(dǎo)體基底，以形成貫穿所述半導(dǎo)體基底的通孔，所述通孔暴露出所述鍵合基底的第一表面；

7)在所述通孔底部的所述鍵合基底的第一表面形成第一電極，并在所述半導(dǎo)體基底的第二表面形成第二電極，所述第二電極位于所述通孔與所述第一凹槽之間；

8)依據(jù)所述第一凹槽刻蝕所述半導(dǎo)體基底，以釋放可動(dòng)質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)，所述可動(dòng)質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)包括：中心質(zhì)量塊、位于所述中心質(zhì)量塊上表面的光學(xué)增透膜及將所述中心質(zhì)量塊與所述半導(dǎo)體基底相連接的懸臂梁；

9)在所述中心質(zhì)量塊的下表面對(duì)應(yīng)于所述光學(xué)增透膜的位置形成光學(xué)高反膜。

在步驟1)中，請(qǐng)參閱圖1中的S1步驟及圖2及圖3，提供半導(dǎo)體基底10，所述半導(dǎo)體基底10包括相對(duì)的第一表面及第二表面，在所述半導(dǎo)體基底10的第一表面形成第一凹槽101及第二凹槽102，所述第二凹槽102位于所述第一凹槽101的外側(cè)，并與所述第一凹槽101相隔有間距。

作為示例，如圖2所示，所述半導(dǎo)體基底10為SOI氧化硅片，所述SOI氧化硅片由下至上依次包括襯底氧化層103、襯底硅層104、中間氧化層105、頂層硅層106及頂層硅氧化層107；其中，所述頂層硅層106為晶向?yàn)?100)的單晶硅，所述頂層硅層106的厚度可以為但不僅限于40μm，所述襯底氧化層103的厚度可以為但不僅限于3μm，所述中間氧化層105的厚度可以為但不僅限于2μm，所述頂層硅氧化層107的厚度可以為但不僅限于2μm，所述襯底硅層104的厚度可以為但不僅限于380μm。

作為示例，可以通過光刻、深反應(yīng)離子刻蝕(DRIE)工藝形成所述第一凹槽101及所述第二凹槽102，所述第一凹槽101及所述第二凹槽102貫穿所述頂層硅氧化層107并延伸至所述頂層硅層106內(nèi)；所述第一凹槽101及所述第二凹槽102深度可以為但不僅限于10μm；所述第一凹槽101的寬度大于所述第二凹槽102的寬度。

在步驟2)中，請(qǐng)參閱圖1中的S2步驟及圖4，提供鍵合基底11，所述鍵合基底11包括相對(duì)的第一表面及第二表面，在所述鍵合基底11的第一表面形成第三凹槽111；所述第一凹槽101位于所述第三凹槽111對(duì)應(yīng)區(qū)域內(nèi)，所述第二凹槽102位于所述第三凹槽111外側(cè)，且與所述第三凹槽111的邊緣相隔有間距。

作為示例，所述的鍵合基底11為雙拋硅片，晶向?yàn)?100)的單晶硅。

作為示例，可以通過光刻、深反應(yīng)離子刻蝕(DRIE)工藝形成所述第三凹槽111；所述第三凹槽111的深度可以為但不僅限于10μm。

在步驟3)中，請(qǐng)參閱圖1中的S3步驟及圖5，將所述半導(dǎo)體基底10與所述鍵合基底11鍵合，所述半導(dǎo)體基底10的第一表面及所述鍵合基底11的第一表面為鍵合面，以在所述半導(dǎo)體基底10與所述鍵合基底11之間形成由所述第三凹槽111構(gòu)成的空腔結(jié)構(gòu)。

作為示例，所述鍵合基底11可以為但不僅限于硅基底，可以采用高溫鍵合工藝將所述半導(dǎo)體基底10與所述鍵合基底11進(jìn)行硅-硅鍵合，鍵合面為所述半導(dǎo)體基底10的所述頂層硅氧化層107及所述鍵合基底11的第一表面。

在步驟4)中，請(qǐng)參閱圖1中的S4步驟及圖6至圖8，在所述鍵合基底11內(nèi)對(duì)應(yīng)于所述第三凹槽111的區(qū)域形成貫通所述第三凹槽111的光纖安裝孔112，且所述光纖安裝孔112對(duì)應(yīng)于所述第一凹槽101之間的區(qū)域。

作為示例，步驟4)包括以下步驟：

4-1)將步驟3)得到的結(jié)構(gòu)進(jìn)行減薄處理，去除所述襯底氧化層103及所述襯底硅層104；優(yōu)選地，采用BOE溶液腐蝕去除所述襯底氧化層103，采用KOH溶液腐蝕去除所述襯底硅層104，腐蝕到所述中間氧化層105時(shí)自動(dòng)停止，如圖6所示；

4-2)采用深反應(yīng)離子刻蝕工藝在所述鍵合基底11內(nèi)形成所述光纖安裝孔112，如圖7所示；

4-3)去除所述中間氧化層105及位于所述空腔結(jié)構(gòu)上方的所述頂層硅氧化層107，如圖8所示。

在步驟5)中，請(qǐng)參閱圖1中的S5步驟及9，在所述半導(dǎo)體基底10的第二表面對(duì)應(yīng)于所述光纖安裝孔112的位置形成光學(xué)增透膜142。

作為示例，所述光學(xué)增透膜142可以為但不僅限于多層介質(zhì)薄膜，優(yōu)選地，所述光學(xué)增透膜142可以為采用蒸發(fā)工藝在所述頂層硅層106表面對(duì)應(yīng)位置多次交替沉積二氧化硅與五氧化二鉭。

在步驟6)中，請(qǐng)參閱圖1中的S6步驟及圖10，依據(jù)所述第二凹槽102刻蝕所述半導(dǎo)體基底10，以形成貫穿所述半導(dǎo)體基底10的通孔108，所述通孔108暴露出所述鍵合基底11的第一表面。

作為示例，采用深反應(yīng)離子刻蝕工藝依據(jù)所述第二凹槽102刻蝕所述半導(dǎo)體基底10，以形成貫穿所述半導(dǎo)體基底10的通孔108。

在步驟7)中，請(qǐng)參閱圖1中的S7步驟及圖11，在所述通孔108底部的所述鍵合基底11的第一表面形成第一電極12，并在所述半導(dǎo)體基底10的第二表面形成第二電極13，所述第二電極13位于所述通孔108與所述第一凹槽101之間。

作為示例，在所述頂層硅層106表面涂覆光刻膠(未示出)，通過光刻工藝定義出所述第一電極12及所述第二電極13的位置與形狀。

作為示例，可以通過蒸發(fā)或磁控濺射的方式形成所述第一電極12及所述第二電極13，優(yōu)選地，所述第一電極12及所述第二電極13通過磁控濺射工藝在相應(yīng)位置濺射金屬電極。

作為示例，所述第一電極12及所述第二電極13可以為金或鋁，優(yōu)選地，所述第一電極12及所述第二電極13采用金屬鋁作為電極結(jié)構(gòu)。

在步驟8)中，請(qǐng)參閱圖1中的S8步驟及圖12及圖13，其中，圖12為截面結(jié)構(gòu)示意圖，圖13為圖12的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；依據(jù)所述第一凹槽101刻蝕所述半導(dǎo)體基底10，以釋放可動(dòng)質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)14，所述可動(dòng)質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)14包括：中心質(zhì)量塊141、位于所述中心質(zhì)量塊141上表面的光學(xué)增透膜142及將所述中心質(zhì)量塊141與所述半導(dǎo)體基底10相連接的懸臂梁143。

作為示例，所述中心質(zhì)量塊141的四周均與所述半導(dǎo)體基底10具有一定間距，且所述中心質(zhì)量塊141的底部與所述鍵合基底11的第一表面具有一定間距。

作為示例，所述懸臂梁143至少對(duì)稱地分布于所述中心質(zhì)量塊141相對(duì)的兩側(cè)，且一端與所述半導(dǎo)體基底10相連接，另一端與所述中心質(zhì)量塊141相連接。所述懸臂梁143的數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)定，優(yōu)選地，本實(shí)施例中，所述懸臂梁143的數(shù)量可以為但不僅限于八個(gè)，所述懸臂梁143對(duì)稱地分布于所述中心質(zhì)量塊141的四周，如圖14所示。

作為示例，所述懸臂梁143的形狀可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)定，優(yōu)選地，本實(shí)施例中，所述懸臂梁143為蛇形彎折梁。將所述懸臂梁143設(shè)計(jì)為蛇形彎折梁，可以最大程度降低驅(qū)動(dòng)電壓。

在步驟9)中，請(qǐng)參閱圖1中的S9步驟及圖14，在所述中心質(zhì)量塊141的下表面對(duì)應(yīng)于所述光學(xué)增透膜142的位置形成光學(xué)高反膜15。

作為示例，所述光學(xué)高反膜15可以為但不僅限于金屬反射膜或多層介質(zhì)薄膜。

作為示例，可以通過所述光纖安裝孔112采用蒸發(fā)工藝在所述中心質(zhì)量塊141的下表面對(duì)應(yīng)于所述光學(xué)增透膜142的位置形成所述光學(xué)高反膜15。

需要說明的是，圖14對(duì)應(yīng)的俯視圖與圖13中所示的結(jié)構(gòu)相同。

作為示例，如圖15及圖16所示，步驟9)之后還包括：

10)提供光纖準(zhǔn)直器，所述光纖準(zhǔn)直器包括準(zhǔn)直透鏡16、輸入光纖17及輸出光纖18，所述準(zhǔn)直透鏡16、所述輸入光纖17及所述輸出光纖18通過光學(xué)樹脂20(包括密封膠201及粘結(jié)膠202)封裝在一殼體19內(nèi)，所述殼體19為以金屬封裝套管，所述準(zhǔn)直透鏡16與所述殼體19之間設(shè)有準(zhǔn)直器金屬套管21；

11)將步驟9)得到的結(jié)構(gòu)中的所述光學(xué)高反膜15與所述光纖準(zhǔn)直器對(duì)準(zhǔn)，并將步驟9)得到的結(jié)構(gòu)固定于一金屬底座22上之后與所述光纖準(zhǔn)直器共同封裝在所述殼體19內(nèi)。

需要說明的是，圖16中位于所述金屬底座22上的結(jié)構(gòu)應(yīng)為步驟9)得到的結(jié)構(gòu)，為了便于顯示，圖16中僅以所述可動(dòng)質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)14予以示意。

作為示例，可以采用基于微機(jī)電表面工藝技術(shù)或微機(jī)電體硅加工技術(shù)來制備上述基于MEMS波長可調(diào)諧FP光纖濾波器，基于微機(jī)電表面工藝技術(shù)或微機(jī)電體硅加工技術(shù)為本領(lǐng)域人員所熟知，此處不再累述。

實(shí)施例二

請(qǐng)繼續(xù)參閱圖13及圖14，本發(fā)明還提供一種基于MEMS波長可調(diào)諧FP光纖濾波器，所述基于MEMS波長可調(diào)諧FP光纖濾波器為實(shí)施例一中所述的制備方法制備而成，所述基于MEMS波長可調(diào)諧FP光纖濾波器包括：半導(dǎo)體基底10，所述半導(dǎo)體基底10包括相對(duì)的第一表面及第二表面；所述半導(dǎo)體基底10內(nèi)形成有上下貫通的通孔(即實(shí)施例一中所述的通孔108)；所述半導(dǎo)體基底10為環(huán)形結(jié)構(gòu)；鍵合基底11，所述鍵合基底11包括相對(duì)的第一表面及第二表面，所述鍵合基底11的第一表面形成有凹槽(即實(shí)施例一中所述的第三凹槽111)，所述鍵合襯底11內(nèi)形成有上下貫通所述凹槽的光纖安裝孔112；所述鍵合基底11鍵合于所述半導(dǎo)體基底10的第一表面，所述半導(dǎo)體基底10的第一表面及所述鍵合基底11的第一表面為鍵合面；可動(dòng)質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)14，所述可動(dòng)質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)14包括中心質(zhì)量塊141、光學(xué)增透膜142及懸臂梁143；其中，所述中心質(zhì)量塊141位于所述半導(dǎo)體基座10內(nèi)側(cè)，且位于所述凹槽的上方，所述中心質(zhì)量塊141與所述半導(dǎo)體基底10及所述鍵合基底11均相隔有間距；所述光學(xué)增透膜142位于所述中心質(zhì)量塊141上表面對(duì)應(yīng)于所述光纖安裝孔112的位置處；所述懸臂梁143位于所述中心質(zhì)量塊141與所述半導(dǎo)體基底10之間，一端與所述中心質(zhì)量塊141相連接，另一端與所述半導(dǎo)體基底10相連接，所述懸臂梁143的底部與所述鍵合基底11相隔有間距；光學(xué)高反膜15，所述光學(xué)高反膜15位于所述中心質(zhì)量塊141的下表面對(duì)應(yīng)于所述光學(xué)增透膜142的位置處；第一電極12，所述第一電極12位于所述通孔底部的所述鍵合基底11的第一表面；第二電極13，所述第二電極13位于所述半導(dǎo)體基底10的第二表面，且位于所述通孔與所述可動(dòng)質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)14之間。

作為示例，所述半導(dǎo)體基底10包括頂層硅層106及位于所述頂層硅層106表面的頂層硅氧化層107。所述頂層硅層106為晶向?yàn)?100)的單晶硅，所述頂層硅層106的厚度可以為但不僅限于40μm，所述頂層硅氧化層107的厚度可以為但不僅限于2μm。

作為示例，作為示例，所述的鍵合基底11為雙拋硅片，晶向?yàn)?100)的單晶硅；所述凹槽的深度可以為但不僅限于10μm。

作為示例，所述光學(xué)增透膜142可以為但不僅限于多層介質(zhì)薄膜，優(yōu)選地，所述光學(xué)增透膜142可以為采用蒸發(fā)工藝在所述頂層硅層106表面對(duì)應(yīng)位置多次交替沉積二氧化硅與五氧化二鉭。

作為示例，所述中心質(zhì)量塊141的四周均與所述半導(dǎo)體基底10具有一定間距，且所述中心質(zhì)量塊141的底部與所述鍵合基底11的第一表面具有一定間距。

作為示例，所述懸臂梁143至少對(duì)稱地分布于所述中心質(zhì)量塊141相對(duì)的兩側(cè)，且一端與所述半導(dǎo)體基底10相連接，另一端與所述中心質(zhì)量塊141相連接。所述懸臂梁143的數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)定，優(yōu)選地，本實(shí)施例中，所述懸臂梁143的數(shù)量可以為但不僅限于八個(gè)，所述懸臂梁143對(duì)稱地分布于所述中心質(zhì)量塊141的四周，如圖14所示。

作為示例，所述懸臂梁143的形狀可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)定，優(yōu)選地，本實(shí)施例中，所述懸臂梁143為蛇形彎折梁。將所述懸臂梁143設(shè)計(jì)為蛇形彎折梁，可以最大程度降低驅(qū)動(dòng)電壓。

作為示例，所述第一電極12及所述第二電極13可以為金或鋁，優(yōu)選地，所述第一電極12及所述第二電極13采用金屬鋁作為電極結(jié)構(gòu)。

作為示例，所述基于MEMS波長可調(diào)諧FP光纖濾波器還包括光纖準(zhǔn)直器，所述光纖準(zhǔn)直器包括準(zhǔn)直透鏡16、輸入光纖17及輸出光纖18，所述準(zhǔn)直透鏡16、所述輸入光纖17及所述輸出光纖18通過光學(xué)樹脂20(包括密封膠201及粘結(jié)膠202)封裝在一殼體19內(nèi)，所述殼體19為以金屬封裝套管，所述準(zhǔn)直透鏡16與所述殼體19之間設(shè)有準(zhǔn)直器金屬套管21；所述半導(dǎo)體基,10、所述鍵合基底11、所述可動(dòng)質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)14、所述光學(xué)高反膜15、所述第一電極12及所述第二電極13固定于一金屬底座22上之后與所述光纖準(zhǔn)直器共同封裝在所述殼體19內(nèi)，且所述光學(xué)高反膜15與所述光纖準(zhǔn)直器對(duì)準(zhǔn)。

需要說明的是，圖16中位于所述金屬底座22上的結(jié)構(gòu)應(yīng)為實(shí)施例一中步驟9)得到的包括所述半導(dǎo)體基,10、所述鍵合基底11、所述可動(dòng)質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)14、所述光學(xué)高反膜15、所述第一電極12及所述第二電極13結(jié)構(gòu)，為了便于顯示，圖16中僅以所述可動(dòng)質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)14予以示意。

綜上所述，本發(fā)明提供一種基于MEMS波長可調(diào)諧FP光纖濾波器及其制備方法，所述基于MEMS波長可調(diào)諧FP光纖濾波器的制備方法包括以下步驟：1)提供半導(dǎo)體基底，所述半導(dǎo)體基底包括相對(duì)的第一表面及第二表面，在所述半導(dǎo)體基底的第一表面形成第一凹槽及第二凹槽，所述第二凹槽位于所述第一凹槽的外側(cè)，并與所述第一凹槽相隔有間距；2)提供鍵合基底，所述鍵合基底包括相對(duì)的第一表面及第二表面，在所述鍵合基底的第一表面形成第三凹槽；所述第一凹槽位于所述第三凹槽對(duì)應(yīng)區(qū)域內(nèi)，所述第二凹槽位于所述第三凹槽外側(cè)，且與所述第三凹槽的邊緣相隔有間距；3)將所述半導(dǎo)體基底與所述鍵合基底鍵合，所述半導(dǎo)體基底的第一表面及所述鍵合基底的第一表面為鍵合面，以在所述半導(dǎo)體基底與所述鍵合基底之間形成由所述第三凹槽構(gòu)成的空腔結(jié)構(gòu)；4)在所述鍵合基底內(nèi)對(duì)應(yīng)于所述第三凹槽的區(qū)域形成貫通所述第三凹槽的光纖安裝孔，且所述光纖安裝孔對(duì)應(yīng)于所述第一凹槽之間的區(qū)域；5)在所述半導(dǎo)體基底的第二表面對(duì)應(yīng)于所述光纖安裝孔的位置形成光學(xué)增透膜；6)依據(jù)所述第二凹槽刻蝕所述半導(dǎo)體基底，以形成貫穿所述半導(dǎo)體基底的通孔，所述通孔暴露出所述鍵合基底的第一表面；7)在所述通孔底部的所述鍵合基底的第一表面形成第一電極，并在所述半導(dǎo)體基底的第二表面形成第二電極，所述第二電極位于所述通孔與所述第一凹槽之間；8)依據(jù)所述第一凹槽刻蝕所述半導(dǎo)體基底，以釋放可動(dòng)質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)，所述可動(dòng)質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)包括：中心質(zhì)量塊、位于所述中心質(zhì)量塊上表面的光學(xué)增透膜及將所述中心質(zhì)量塊與所述半導(dǎo)體基底相連接的懸臂梁；9)在所述中心質(zhì)量塊的下表面對(duì)應(yīng)于所述光學(xué)增透膜的位置形成光學(xué)高反膜。本發(fā)明的基于MEMS波長可調(diào)諧FP光纖濾波器通過在鍵合基底上設(shè)置光纖安裝孔，可以在降低驅(qū)動(dòng)電壓的同時(shí)，極大地增加在靜電驅(qū)動(dòng)模式下FP光纖濾波器腔長變化與電源選擇之間的靈活性；所述基于MEMS波長可調(diào)諧FP光纖濾波器可以使用在光通信等場合，具有小型化、低成本、可批量制作及使用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，采用MEMS技術(shù)制作，有利于器件的批量化生產(chǎn)，降低器件成本。

上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。