Processo de união silício-vidro com máscara dupla e alturas desiguais para alcançar micromirrors MEMS de baixa tensão e pequeno porte

LI Runlong ,  

SUN Zhiyu ,  

DU Chenzhe ,  

LU Wenjuan ,  

ZHAO Qiancheng ,  

摘要

Os micromirrors eletrostáticos baseados na tecnologia de Silício Sobre Isolante (Silicon On Insulator, SOI) enfrentam desafios como etapas de processo complexas, alto custo de fabricação e limitações na liberdade de design. Para isso, propõe-se um micromirror MEMS eletrostático miniaturizado baseado em um processo de união silício-vidro (Spin On Glass, SOG) com alturas desiguais. O design utiliza máscara dupla e técnica de gravação em etapas para fabricar uma estrutura vertical em forma de pente com diferença de altura, realizando um acionamento eletrostático eficaz na direção vertical. O tamanho do chip do micromirror é de apenas 1,7 mm × 1,7 mm, o diâmetro da superfície do espelho é de 0,82 mm e a espessura de 450 μm, com estrutura compacta e boa compatibilidade de processo. Testes experimentais mostram que, com uma tensão de acionamento de 10 V, o micromirror pode atingir um ângulo de deflexão mecânica de 0,52° e tempo de resposta de aproximadamente 14 ms. O processo de união silício-vidro com alturas desiguais adotado simplifica significativamente o fluxo de fabricação e reduz o custo de produção, assegurando o desempenho do dispositivo, oferecendo uma solução técnica eficiente para sistemas de comunicação óptica com restrições estritas de consumo e tamanho.

关键词

acionamento eletrostático; micromirrors MEMS; processo de alturas desiguais; máscara dupla

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