[发明专利]高精度反对称式双晶片结构的形状记忆合金及制备方法

权利要求书

1.一种高精度反对称式双晶片结构的形状记忆合金，其特征在于包括底部双晶片式形状记忆合金薄膜，顶部双晶片式形状记忆合金薄膜和驱动电极；驱动电极与底部双晶片式形状记忆合金薄膜通过支撑梁固定连接，驱动电极固定在硅片上，底部与顶部双晶片式形状记忆合金薄膜结构互为反对称，且两部分仅通过锚点上下固定连接，除了锚点，上下双晶片式形状记忆合金薄膜无任何接触点，具有间隙，且底部形状记忆合金薄膜与硅片也不接触并具有间隙。

2.一种制备权利要求1所述高精度反对称式双晶片结构的形状记忆合金的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：利用1号掩膜，通过旋涂负的光刻胶并对其进行曝光显影后，使用电子束蒸镀方法在硅片上沉积应力层材料，最后通过光刻胶剥离(Lift-off Resist)的方法得到底部双晶片式结构的第一层结构以及所连接的电极，所述1号掩膜为一系列具有相同圆心相同弧度但半径不同的扇形圆弧曲线以及驱动电极轮廓，使得该层结构的图案为一系列具有相同圆心相同弧度但半径不同的扇形圆弧曲线与底层驱动电极轮廓；

步骤2：利用2号掩膜，在经过步骤1后的硅片上旋涂负的光刻胶并对其进行曝光显影后，使用电子束蒸镀方法在硅片上沉积底部双晶片式结构的第二层材料即形状记忆合金材料，而后通过光刻胶剥离的方法得到底部双晶片式结构的第二层结构，其中一部分沉积在第一层材料所在的圆弧部分，另一部分沉积在硅片表面；所述2号掩膜为与第一层结构中的扇形圆弧曲线同心的具有多孔结构的扇形，使得该层结构的图案为与第一层结构中的扇形圆弧曲线同心的具有多孔结构的扇形；

步骤3：在步骤2完成后的整个硅片表面沉积牺牲层材料；

步骤4：在步骤3完成后的整个硅片表面旋涂正的光刻胶，使用3号掩膜对其进行曝光显影，露出底部与顶部双晶片式形状记忆合金薄膜相连接的锚点部分；

步骤5：通过二氟化氙干刻蚀的方法将露出的锚点部分的牺牲层材料进行刻蚀，从而露出锚点处的底部双晶片形状记忆合金薄膜材料；

步骤6：利用2号掩膜，在经过步骤5处理之后的整个牺牲层上旋涂负的光刻胶，使用电子束蒸镀方法在牺牲层上沉积顶部双晶片式结构的第一层材料即形状记忆合金材料，而后通过光刻胶剥离的方法得到顶部双晶片式结构的第一层结构，此时由于锚点部分的牺牲层材料被刻蚀，该层材料会塌陷并与步骤2所得到的材料在锚点部分相连接；

步骤7：利用4号掩膜，通过旋涂负的光刻胶并对其进行曝光显影后，使用电子束蒸镀方法在硅片上沉积应力层材料，最后通过光刻胶剥离的方法得到顶部双晶片式结构的第二层应力层材料，所述4号掩膜为一系列具有相同圆心相同弧度但半径不同的扇形圆弧曲线，使得该层结构的图案为一系列具有相同圆心相同弧度但半径不同的扇形圆弧曲线；至此整体形成了反对称式双晶片结构；

步骤8：旋涂负的光刻胶，利用5号掩膜曝光显影硅片上反对称式双晶片结构所在区域；所述5号掩膜为硅片上所有反对称式双晶片结构所在区域；

步骤9：采用二氟化氙干刻蚀的方法，将露出区域的牺牲层材料以及底部硅材料进行刻蚀，从而在顶部与底部双晶片式结构中形成空隙分离彼此，同时整体结构除电极外脱离硅片，形成自由结构，通过电极连接在硅片上；

步骤10：将制造完成的二维反对称式双晶片结构放入真空熔炉进行退火处理，形成的反对称式双晶片形状记忆合金自动变形为锥形三维结构，保持大于20分钟后进行自然降温，从而使反对称式双晶片结构完成自动变形并记忆该三维锥形结构。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述应力层材料和电极材料采用导电材料。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述牺牲层材料采用能够被二氟化氙干刻蚀的材料。

5.根据权利要求2或4所述的方法，其特征在于：所述牺牲层材料采用硅材料。

6.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于：所述应力层材料采用铝。