[发明专利]一种静电梳驱动的MEMS微镜制备方法及MEMS微镜、光谱仪

权利要求书

1.一种静电梳驱动的MEMS微镜的制备方法，其特征在于，具体步骤包括：

S1:在第一硅晶圆上刻蚀出深方形的活动凹槽作为镜面的转动空间，在活动凹槽前后侧壁上刻蚀出梳齿结构作为静梳齿电极；

S2:沿着活动凹槽两侧的静梳齿电极的对称轴方向，将活动凹槽侧壁对称热氧化出一定宽度的绝缘层，让两侧的静梳齿电极相对绝缘；

S3:将第一硅晶圆的上表面或第二硅晶圆的下表面进行热氧化，形成热氧化层，充分清洗表面后利用键合工艺将两片硅晶圆的氧化层粘合在一起，第二硅晶圆位于第一硅晶片的上方；

S4:在第二硅晶圆上蚀刻出位于中部的光栅镜面，并在光栅镜面的两端蚀刻出扭力梁，在和扭力梁垂直的光栅镜面两端蚀刻出梳齿结构状的动梳齿电极，所述动梳齿电极位于相邻静梳齿电极之间空隙的正上方，且相邻静梳齿电极之间空隙宽度大于动梳齿电极宽度；

S5:在光栅镜面的上表面蚀刻出若干组相互平行的光栅刻线；

S6:利用光刻胶作为掩膜，通过磁控溅射方式在光栅镜面的上表面沉积铝金属层，移除光刻胶。

2.根据权利要求1所述的一种静电梳驱动的MEMS微镜的制备方法，其特征在于：所述第一硅晶圆和第二硅晶圆进行刻蚀处理时所采用的刻蚀方法为深硅刻蚀技术。

3.根据权利要求1所述的一种静电梳驱动的MEMS微镜的制备方法，其特征在于：所述第一硅晶圆的厚度为200μm，所述步骤S3中将两片硅晶圆的氧化层粘合在一起后，将第二硅晶圆减薄至75μm。

4.根据权利要求1所述的一种静电梳驱动的MEMS微镜的制备方法，其特征在于：所述步骤S5中所蚀刻的光栅刻线方向和扭力梁取向保持相同。

5.根据权利要求1所述的一种静电梳驱动的MEMS微镜的制备方法，其特征在于：所述步骤S6中利用磁控溅射方式同样在静梳齿电极和动梳齿电极的表面沉积铝金属层，且光栅镜面、静梳齿电极和动梳齿电极的表面沉积的铝金属层的厚度为300nm。

6.一种静电梳驱动的MEMS微镜，其特征在于：所述静电梳驱动的MEMS微镜由权利要求1-5任一项所述的制备方法制备，包括：

第一硅晶圆层，所述第一硅晶圆层包括一体连接的第一边框、静梳齿电极和绝缘层，所述第一边框对称设置有两组，且通过绝缘层相连接，第一边框的内侧设置有静梳齿电极；

第二硅晶圆层，所述第二硅晶圆层包括一体连接的第二边框、动梳齿电极、光栅镜面和扭力梁，所述第二边框的中部设置有光栅镜面，所述光栅镜面的两侧通过扭力梁与第二边框内侧连接，所述光栅镜面的两侧设置有与扭力梁垂直的动梳齿电极，相邻静梳齿电极之间空隙宽度大于动梳齿电极宽度，光栅镜面设置有若干组相互平行的光栅刻线；

氧化层，所述氧化层由第一硅晶圆的上表面或第二硅晶圆的下表面热氧化构成，所述第一硅晶圆层和第二硅晶圆层通过键合工艺和氧化层粘合在一起，且所述动梳齿电极位于相邻静梳齿电极之间空隙的正上方；

金属层，所述金属层为铝金属层，沉积在光栅镜面上表面。

7.一种静电梳驱动的MEMS微镜，其特征在于：所述第一硅晶圆层的厚度为200μm，第二硅晶圆层的厚度为75μm。

8.一种静电梳驱动的MEMS微镜，其特征在于：所述光栅刻线方向和扭力梁取向保持相同。

9.一种静电梳驱动的MEMS微镜，其特征在于：所述静梳齿电极和动梳齿电极的表面同样沉积有铝金属层，且光栅镜面、静梳齿电极和动梳齿电极的表面沉积的铝金属层的厚度为300nm。

10.一种光谱仪，其特征在于：所述光谱仪包括光纤、准直镜、光栅微、聚焦镜和光电探测器，所述光纤发出的光线通过准直镜反射至光栅微镜，通过光栅微镜分光后反射至聚焦镜，通过聚焦镜聚焦后反射至光电探测器，所述光栅微镜采用权利要求6-9任一项所述的一种静电梳驱动的MEMS微镜。