[发明专利]长波长微机械可调谐滤波器的结构和制作方法

权利要求书

1.一种长波长微机械可调谐滤波器的结构，其特征在于，该结构包括：

一衬底，该衬底为n型砷化镓衬底；

一缓冲层，该缓冲层制作在衬底上；

一下布拉格反射镜，该下布拉格反射镜制作在缓冲层上，是滤波器的下反射镜；

一n型欧姆接触层，该n型欧姆接触层制作在下布拉格反射镜上，用来制作下电极；

一空气腔，该空气腔制作在n型欧姆接触层上，用于调谐波长；

一四臂固支梁，该四臂固支梁制作在空气腔上；

一上布拉格反射镜，该上布拉格反射镜制作在四臂固支梁上，是滤波器的上反射镜；

一p电极，该p电极制作在四臂固支梁的上面；

一n电极，该n电极制作在n型欧姆接触层的上面。

2.根据权利要求1所述的长波长微机械可调谐滤波器的结构，其特征在于，其中所述的下布拉格反射镜由23对组合材料组成，每一对组合材料包括砷化镓和铝镓砷；铝镓砷与砷化镓之间的晶格失配小，在砷化镓衬底上生长砷化镓/铝镓砷布拉格反射镜应力小。

3.根据权利要求1所述的长波长微机械可调谐滤波器的结构，其特征在于，其中所述滤波器结构只需要一个空气腔。

4.根据权利要求1所述的长波长微机械可调谐滤波器的结构，其特征在于，其中所述四臂固支梁厚度小于1微米，这样使调谐系数高，调谐电压低。

5.根据权利要求1所述的长波长微机械可调谐滤波器的结构，其特征在于，其中所述上布拉格反射镜由3对组合材料组成，每一对组合材料包括二氧化硅和硅；二氧化硅和硅有高的反射带宽，可以覆盖整个上布拉格反射镜的带宽，不会导致上下布拉格反射镜对不准。

6.根据权利要求1所述的长波长微机械可调谐滤波器的结构，其特征在于，其中所述n型欧姆接触层是n型，四臂固支梁掺硅成为p型，这样两者之间就构成了一个PN结；如果给器件加反偏电压，那么由于静电吸引，四臂固支梁的中心就会向下弯曲，缩短空气腔，从而可以调谐透射波长。

7.一种长波长微机械可调谐滤波器结构的制造方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(1)在砷化镓衬底上依次生长缓冲层、下布拉格反射镜、n型欧姆接触层、制作空气层所需的铝镓砷腐蚀牺牲层和四臂固支梁；

(2)通过光刻工艺形成四臂固支梁的初始图形，用腐蚀液腐蚀出一定深度的台面；

(3)采用选择腐蚀液，选择腐蚀腐蚀牺牲层的铝镓砷而不腐蚀砷化镓，露出底下的n型欧姆接触层；

(4)在片子表面涂光刻胶，然后利用光刻版在四个支柱上和台面下的砷化镓光刻出p电极和n电极所需的窗口；在片子表面蒸铬金，然后带胶剥离，形成p电极和n电极；

(5)在片子表面涂光刻胶，然后利用光刻版在四臂固支梁中心光刻出上布拉格反射镜所需的窗口；在片子表面电子束蒸发介质膜，接着带胶剥离，形成上布拉格反射镜；

(6)对片子背面进行减薄，抛光；

(7)采用选择腐蚀液，选择腐蚀铝镓砷而不腐蚀砷化镓，最后经二氧化碳临界点干燥仪干燥，从而形成悬空的四臂固支梁。

8.根据权利要求7所述的长波长微机械可调谐滤波器结构的制作方法，其特征在于，其中步骤(3)和(7)采用的腐蚀液盐酸∶水＝2∶1，具有选择腐蚀性，可以选择腐蚀铝镓砷而不腐蚀砷化镓。

9.根据权利要求7所述的长波长微机械可调谐滤波器结构的制作方法，其特征在于，其中步骤(5)中的上布拉格反射镜介质膜，是带光刻胶进行电子束蒸发后剥离而成。

10.根据权利要求7所述的长波长微机械可调谐滤波器结构的制作方法，其特征在于，其中步骤(7)采用二氧化碳超临界干燥法干燥，从而形成无粘连的四臂固支梁。