[发明专利]一种使用SOI圆片制作MEMS驱动臂的方法

说明书

一种使用SOI圆片制作电热式MEMS驱动臂的方法，包括如下步骤：步骤1）、选择SOI圆片作为衬底1；步骤2）、对顶硅层1‑3进行离子掺杂形成低阻硅，作为加热电阻层4；步骤3）、在加热电阻层4上制作绝缘材料作为绝缘层5；步骤4）、在绝缘层5上制作高热膨胀系数的材料作为第一结构层6；步骤5）、刻蚀衬底1的底部至氧埋层1‑2；步骤6）、在衬底1的上部按照预先设计的MEMS驱动臂形状进行正面图形化刻蚀；最终完成该电热式MEMS驱动臂的制作，其中步骤5）和步骤6）可以互换。优点：硅既作为结构层的同时，又作为加热层，免除了还要做加热层的麻烦，采用离子注入的方法制作加热层，简化了电热式MEMS驱动臂的加热层的工艺步骤，提供了效率。

技术领域

本发明涉及的是一种使用SOI圆片制作MEMS驱动臂的方法及电热式MEMS驱动臂，属于微机械电子系统领域。

背景技术

基于热双层材料（Bimorph）结构的电热式MEMS驱动臂通过对导电回路层（加热层）施加电压产生的焦耳热对器件结构进行驱动，具有大转角、大位移、低驱动电压等优点。现有电热MEMS器件加热层的制作工艺（如CN106066535A、CN104020561B）只能在Bimorph结构层中生长导电金属薄膜层并对导电金属薄膜层进行绝缘包裹，该工艺需要累积制备多层薄膜，引入了多层薄膜的应力、厚度、氧化、扩散等不可控因素，增加了制作器件的工艺难度，恶化了器件的工艺一致性和结构稳定性。

现有电热式MEMS驱动臂的结构主要包括四层结构，从上到下一次是第一结构层、绝缘层、加热层和第二结构层，制作上述MEMS驱动臂较为复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何简化制作电热式MEMS驱动臂的加热层工艺，提高加热层工艺一致性和稳定性的技术问题。

本发明采用的技术方案：一种使用SOI圆片制作电热式MEMS驱动臂的方法，该电热式MEMS驱动臂包括加热电阻层4、第一结构层6、第二结构层7、第一结构层6与第二结构层7之间的绝缘层5，其特征在于包括如下步骤：

步骤1）、选择SOI圆片作为衬底1，该SOI圆片包括底硅层1-1、氧埋层1-2和顶硅层1-3；

步骤2）、对顶硅层1-3进行离子掺杂形成低阻硅，作为加热电阻层4，该加热电阻层4同时作为第二结构层7；

步骤3）、在加热电阻层4上制作绝缘材料作为绝缘层5；

步骤4）、在绝缘层5上制作高热膨胀系数的材料作为第一结构层6；

步骤5）、刻蚀衬底1的底部至氧埋层1-2，再去除氧埋层1-2；

步骤6）、在衬底1的上部按照预先设计的MEMS驱动臂形状进行正面图形化刻蚀；

最终释放该电热式MEMS驱动臂，完成该电热式MEMS驱动臂的制作，其中步骤5）和步骤6）可以互换。

步骤1）中所述SOI圆片的顶硅层1-3是低阻硅。

一种使用SOI圆片制作电热式MEMS驱动臂的方法，该电热式MEMS驱动臂包括加热电阻层4、第一结构层6和第二结构层7，其特征在于包括如下步骤：

步骤1）、选择SOI圆片作为衬底1，该SOI圆片包括底硅层1-1、氧埋层1-2和顶硅层1-3；

步骤2）、对顶硅层1-3进行离子掺杂形成低阻硅，作为加热电阻层4，该加热电阻层4同时作为第二结构层7；

步骤3）、在加热电阻层4上制作高热膨胀系数的绝缘材料作为第一结构层6；

步骤4）、刻蚀衬底1的底部至氧埋层1-2，再去除氧埋层1-2；

步骤5）、在衬底1的上部按照预先设计的MEMS驱动臂形状进行正面图形化刻蚀；

最终释放该电热式MEMS驱动臂，完成该电热式MEMS驱动臂的制作，其中步骤4）和步骤5）可以互换。