[发明专利]一种MEMS结构及其制作方法

说明书

技术领域

本发明属于微机械系统（MEMS）领域，涉及一种MEMS结构及其制作方法。

背景技术

微机电系统（MEMS）技术的发展开辟了一个全新的技术领域和产业，采用MEMS技术制作的微传感器、微执行器、微型构件、微机械光学器件、真空微电子器件、电力电子器件等在航空、航天、汽车、生物医学、环境监控、军事以及几乎人们所接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。

本发明中提到的可控变形部件，可以是一种Bimorph结构。这种结构已被应用到多个领域，文章“Developmentandapplicationsofhighfill-factor，smallfootprintmemsmicromirrorsandmicromirrorarrays”（文章为UniversityofFlorida的KemiaoJia博士论文．2009）中描述了多种Bimorph结构热驱动器的应用。但Bimorph结构热驱动器存在一个缺点是不能够长期的保持某个状态，从而不能够保证被热驱动器悬挂的部件位置一点都不变；针对某些特殊应用需要将被悬挂部件保持在某个位置永远不变，本发明即可解决该难题。例如：在微光学器件装配过程中，经常会遇到一些光路的对准和微小光学元件的精确安装，目前只是依靠精密的机械结构来进行调整，但精密机械结构价格昂贵，但又不能很有效的解决微光学器件装配中存在的问题。本发明可以很有效的解决该技术难题。

目前市场上MEMSswitch、MEMSVOA主要以静电高低梳齿作为驱动器，在制作工艺上均是由2片wafer通过键合技术粘接在一起，从而实现高低梳齿驱动器。存在的缺点是对工艺能力要求非常高，在键合过程中如果键合对位有一点偏差即会影响整个产品的成品率。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是：针对上述技术问题，提供一种MEMS结构及其制作方法，将具有可控变形部件的MEMS结构，通过可控变形部件带动被悬挂部件抬升，再被粘接剂固定。

一种MEMS结构，包括衬底、可控变形部件、被悬挂部件，其中，被悬挂部件通过至少一个可控变形部件与衬底连接，还包括设置在所述被悬挂部件上的第一连接部及设置在所述衬底上的第二连接部。

进一步的，所述被悬挂部件为镜面结构、梳齿结构或质量块结构中的一种。

进一步的，所述可控变形部件为两个，两个所述可控变形部件对称设置在所述被悬挂部件的两侧。

进一步的，所述衬底材料为单晶硅、多晶硅、碳化硅或玻璃材料。

本发明还公开了一种所述MEMS结构的制作方法，包括以下几个步骤：

步骤一、所述可控变形部件为两种或两种以上不同膨胀系数材料叠放而成的结构；通过外整个MEMS结构加热或制冷来控制可控变形部件的变形，从而改变被悬挂部件的悬挂高度或角度；

步骤二、当步骤一中被悬挂部件的悬挂高度或角度达到设定要求后，通过粘结材料将被悬挂部件上第一连接部与衬底上的第二连接部连接固定。

进一步的，所述粘结材料为UV胶、光刻胶、高分子胶、无机胶、环氧树脂胶、银浆、金属薄膜、非金属薄膜中的任意一种。

进一步的，通过点胶、喷胶、薄膜生长工艺或者丝网印刷工艺对第一连接部和第二连接部部位进行粘接固定。

进一步的，所述可控变形部件上内嵌有电阻加热层，所述衬底上连接有电引线，所述电阻加热层与所述电引线连接；通过对加热引线进行通电，实现对可控变形部件进行微调。

进一步的，所述被悬挂部件上设有磁性材料层或线圈形状的金属薄膜层，所述衬底的底部设有磁性驱动器；通过磁性驱动器实现被悬挂部件的高度的辅助调节。

本发明的有益效果：

第一、本发明在制作工艺上明显优于传统的高低梳齿工艺，并且对工艺能力要求低，成品率高。

第二、本发明利用可控变形部件MEMS结构与粘接材料相结合，来固定MEMS可动结构。在MEMS领域装配工艺过程中，实现了精密，准确，可靠的固定方式。

第三、本发明可以应用在微光学光路调节、MEMSswitch、MEMSVOA、MEMSMirror、MEMS陀螺等应用。

第四、本发明还可以做类似推广应用于光通信MEMS、加速度、陀螺等领域。

附图说明

图1为本发明方法还未粘接结构的立体示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1的侧视图；

图4为图2AA方向的剖视图；

图5为图1点胶后MEMS的结构示意图；

图6为图5的俯视图；

图7为图5的侧视图；