一種垂直大位移MEMS微鏡及加工工藝制造技術

本發明專利技術涉及一種垂直大位移MEMS微鏡及加工工藝，其中裝置包括微鏡邊框（1）、鏡體（2）和驅動臂（3），鏡體（2）邊緣通過驅動臂（3）與微鏡邊框（1）相連接；所述驅動臂（3）包括兩根直梁（4）和與之相對應的三個雙層膜Bimorph結構連接件（5），雙層膜Bimorph結構連接件（5）上設置數個加熱電阻（7）；驅動臂（3）上還設置有與加熱電阻（7）相連接的第一導電走線；本發明專利技術設計的垂直大位移MEMS微鏡使鏡體（2）相對于微鏡邊框（1），處于垂直大位移的位置，能夠擴大鏡體（2）的運動軌跡，提高MEMS微鏡的工作效率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種垂直大位移MEMS微鏡及加工工藝。
技術介紹
微型化，高性能，低成本，大批量是當今器件制造的追求目標。微機電系統技術此時應運而生，被廣大制造制造商廣泛應用。使用微機電系統技術制造的器件主要可分成兩大類，其一就是單純微型化傳統器件，如微型光學平臺，其優點集中體現在可以拓展微型化的系統的使用范圍；其二使用革新原理制造出傳統方法無法制作的器件，如地磁傳感器。MEMS微鏡作為微機電系統(MEMS)的杰出代表，其種類豐富，性能優良。MEMS微鏡的大力發展當然也離不開市場對MEMS微鏡的急切需求。現今，MEMS微鏡的應用領域有微型投影掃描，醫療成像中的光學掃描探頭，光通信中的光開關，光可變衰減器，微型光譜儀坐坐寸寸ο其中MEMS微鏡的驅動結構常用的有四大類:靜電驅動，電磁驅動，壓電驅動和電熱驅動。其中每一種驅動結構都有自己的優點，如靜電驅動型驅動電壓高，功耗低，但是轉角小，比較適合光可變衰減器；電磁驅動型驅動電壓低，掃描頻率低，旋轉角度大，適合微型投影儀；壓電驅動型由于制作材料的性能有限，使得微鏡的旋轉角度小，使用范圍有限；電熱驅動型研究的最徹底，使用范圍也最廣泛，同時由于其驅動電壓低，微鏡的旋轉角度大，掃描頻率低的特點，適合大范圍低頻率如體內光學成像掃描。但是現有MEMS微鏡，由于其驅動臂的結構單一，使MEMS微鏡中鏡體與微鏡邊框之間的高度差幾乎為零，這樣在實際應用過程當中，就會大大限制了 MEMS微鏡中鏡體的運動軌跡，對于MEMS微鏡來說，鏡體的運動軌跡變小，就直接意味著此類MEMS微鏡的工作效果，進而影響到MEMS微鏡的工作效率。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種使鏡體相對于微鏡邊框，處于垂直大位移的位置，能夠擴大鏡體運動軌跡的MEMS微鏡。與此相應，本專利技術所要解決的技術問題是提供一種應用MEMS工藝技術，實現批量生產，用于加工本專利技術中設計的垂直大位移MEMS微鏡的加工工藝。本專利技術為了解決上述技術問題采用以下技術方案:本專利技術設計了一種垂直大位移MEMS微鏡，包括微鏡邊框、鏡體和驅動臂，鏡體邊緣通過驅動臂與微鏡邊框相連接，驅動臂上設置有第一導電走線，所述驅動臂包括兩根直梁和與之相對應的三個雙層膜雙層膜Bimorph結構連接件,雙層膜Bimorph結構連接件上設置數個加熱電阻,第一導電走線與加熱電阻相連接；各根直梁之間、直梁與微鏡邊框之間、直梁與鏡體邊緣之間均通過雙層膜Bimorph結構連接件進行連接，使鏡體相對于微鏡邊框處于垂直大位移的位置。作為本專利技術的一種優選技術方案:還包括分別設置在鏡體表面上和雙層膜Bimorph結構連接件上的熱敏電阻。作為本專利技術的一種優選技術方案:所述熱敏電阻為Pt或者多晶硅材料。作為本專利技術的一種優選技術方案:所述設置在鏡體表面上的熱敏電阻采用蛇形分布的方式設置在鏡體表面上。作為本專利技術的一種優選技術方案:所述驅動臂上還設置與所述熱敏電阻相連接的第二導電走線。作為本專利技術的一種優選技術方案:所述第一導電走線、第二導電走線為Al材料。作為本專利技術的一種優選技術方案:所述加熱電阻為金屬或者多晶娃材料。作為本專利技術的一種優選技術方案:所述雙層膜Bimorph結構連接件上的數個加熱電阻通過串連或并連的方式相互連接。作為本專利技術的一種優選技術方案:所述直梁為Al或者SiO2材料。本專利技術所述一種垂直大位移MEMS微鏡采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果: (I)本專利技術設計的垂直大位移MEMS微鏡中,鏡體相對于微鏡邊框，處于垂直大位移的位置，能夠擴大鏡體運動軌跡，提高MEMS微鏡的使用效率； (2 )本專利技術設計的垂直大位移MEMS微鏡中，在鏡體表面上設置熱敏電阻，能夠實時監測鏡體表面的溫度，有助于在實際應用過程當中，對鏡體的移動軌跡進行控制； (3)本專利技術設計的垂直大位移MEMS微鏡中，在雙層膜Bimorph結構連接件上設置熱敏電阻，能夠實時監測雙層膜Bimorph結構連接件的溫度，有助于在實際應用過程當中，對加熱電阻的熱功率進行控制； (4)本專利技術設計的垂直大位移MEMS微鏡中，針對加熱電阻和熱敏電阻，設置第一導電走線和第二導電走線分別進行連接，能夠更加有效的保證各電子元器件的工作效率； (5)本專利技術設計的垂直大位移MEMS微鏡中，第一導電走線和第二導電走線為Al材料，加熱電阻為金屬或者多晶硅材料，熱敏電阻為Pt或者多晶硅材料，這樣能夠有效保證本裝置在使用過程中的穩定性以及精確度。與此相應，本專利技術為了解決上述技術問題采用以下技術方案:本專利技術設計了一種垂直大位移MEMS微鏡的加工工藝，所述微鏡采用SOI硅片，SOI硅片包含兩層硅，且兩層硅之間為一層二氧化硅，包括如下步驟: 步驟1.對SOI硅片進行雙面標準清洗； 步驟2.采用Al在SOI硅片的其中一表面進行圖形化處理； 步驟3.采用二氧化硅對步驟2中所述SOI硅片上的加工面繼續進行圖形化處理； 步驟4.對SOI硅片的另一面進行硅深反應離子刻蝕； 步驟5.對步驟4所述的SOI硅片的加工面裸露的二氧化硅埋層進行圖形化處理； 步驟6.對步驟3所述的SOI硅片的加工面進行硅深反應離子刻蝕； 步驟7.對步驟6所述的SOI硅片的加工面進行硅各向同性刻蝕，并進行冷卻本專利技術所述一種垂直大位移MEMS微鏡的加工工藝采用以上技術方案與現有技術相t匕，具有以下技術效果: 本專利技術設計的垂直大位移MEMS微鏡的加工工藝，采用MEMS加工工藝，保證了產品的成品率，而且實現了批量生產。附圖說明圖1是本專利技術設計的一種垂直大位移MEMS微鏡的半邊結構示意圖。其中，1.微鏡邊框，2.鏡體，3.驅動臂，4.直梁，5.雙層膜Bimorph結構連接件，6.熱敏電阻，7.加熱電阻。具體實施例方式下面結合說明書附圖對本專利技術的具體實施方式作進一步詳細的說明。如圖1所示，本專利技術設計了一種垂直大位移MEMS微鏡，包括微鏡邊框1、鏡體2和驅動臂3，鏡體2邊緣通過驅動臂3與微鏡邊框I相連接，驅動臂3上設置有第一導電走線，所述驅動臂3包括兩根直梁4和與之相對應的三個雙層膜Bimorph結構連接件5，雙層膜Bimorph結構連接件5上設置數個加熱電阻7，第一導電走線與加熱電阻7相連接；各根直梁4之間、直梁4與微鏡邊框I之間、直梁4與鏡體2邊緣之間均通過雙層膜Bimorph結構連接件5進行連接，使鏡體2相對于微鏡邊框I具有垂直大位移。本專利技術設計的垂直大位移MEMS微鏡中,鏡體2相對于微鏡邊框I,處于垂直大位移的位置，能夠擴大鏡體2運動軌跡，提高MEMS微鏡的使用效率。作為本專利技術的一種優選技術方案:還包括分別設置在鏡體2表面上和雙層膜Bimorph結構連接件5上的熱敏電阻6。作為本專利技術的一種優選技術方案:所述熱敏電阻6為Pt或者多晶硅材料。作為本專利技術的一種優選技術方案:所述設置在鏡體2表面上的熱敏電阻6采用蛇形分布的方式設置在鏡體2表面上。本專利技術設計的垂直大位移MEMS微鏡中，在鏡體2表面上設置熱敏電阻6，能夠實時監測鏡體2表面的溫度，有助于在實際應用過程當中，對鏡體2的移動軌跡進行控制。本專利技術設計的垂直大位移MEMS微鏡中，在雙層膜Bimorph結構連接件5上設置熱敏電阻6，能夠實時監測雙層膜Bimorph結構連接件5的溫度，有助于在實際應用本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種垂直大位移MEMS微鏡，包括微鏡邊框（1）、鏡體（2）和驅動臂（3），鏡體（2）邊緣通過驅動臂（3）與微鏡邊框（1）相連接，驅動臂（3）上設置有第一導電走線，其特征在于：所述驅動臂（3）包括兩根直梁（4）和與之相對應的三個雙層膜Bimorph結構連接件（5），雙層膜Bimorph結構連接件（5）上設置數個加熱電阻（7），第一導電走線與加熱電阻（7）相連接；各根直梁（4）之間、直梁（4）與微鏡邊框（1）之間、直梁（4）與鏡體（2）邊緣之間均通過雙層膜Bimorph結構連接件（5）進行連接，使鏡體（2）相對于微鏡邊框（1）處于垂直大位移的位置。

【技術特征摘要】
1.一種垂直大位移MEMS微鏡，包括微鏡邊框(I)、鏡體(2)和驅動臂(3)，鏡體(2)邊緣通過驅動臂(3)與微鏡邊框(I)相連接，驅動臂(3)上設置有第一導電走線，其特征在于:所述驅動臂(3)包括兩根直梁(4)和與之相對應的三個雙層膜Bimorph結構連接件(5)，雙層膜Bimorph結構連接件(5)上設置數個加熱電阻(7)，第一導電走線與加熱電阻(7)相連接；各根直梁(4 )之間、直梁(4 )與微鏡邊框(I)之間、直梁(4 )與鏡體(2 )邊緣之間均通過雙層膜Bimorph結構連接件(5 )進行連接，使鏡體(2 )相對于微鏡邊框(I)處于垂直大位移的位置。2.根據權利要求1所述一種垂直大位移MEMS微鏡，其特征在于:還包括分別設置在鏡體(2)表面上和雙層膜Bimorph結構連接件(5)上的熱敏電阻(6)。3.根據權利要求2所述一種垂直大位移MEMS微鏡，其特征在于:所述熱敏電阻(6)為Pt或者多晶硅材料。4.根據權利要求2所述一種垂直大位移MEMS微鏡，其特征在于:所述設置在鏡體(2)表面上的熱敏電阻(6)采用蛇形分布的方式設置在鏡體(2)表面上。5.根據權利要求2所述一種垂直大位移MEMS微鏡，其特征在于:所述驅動臂(3)上還設置與所述熱敏電阻(6)相連接的第二...

【專利技術屬性】
技術研發人員：丁金玲，謝會開，陳巧，
申請(專利權)人：無錫微奧科技有限公司，
類型：發明
國別省市：