一种压阻式角度反馈传感器MOEMS微镜制备方法与流程

一种压阻式角度反馈传感器moems微镜制备方法1.技术领域：本发明涉及微光机电技术领域，具体地说就是一种集成压阻式角度反馈传感器的静电驱动moems微镜制备方法。2.背景技术：moems微镜是利用微纳加工技术将微型光学镜面与mems执行器进行集成制造，形成高动态光学元件，可实现光束在空间中的快速操控，从而产生了革命性的动态光学，形成了一系列创新性的应用，如光通信领的可调谐光衰减器、光开关、可调光滤波器等，投影显示领域的扫描微镜等。3.moems微镜按照驱动模式可分为静电驱动、电磁驱动、电热驱动和压电驱动四种，其中，静电驱动moems微镜具有体积小、功耗低、工艺相对简单等优点，促进了静电驱动moems微镜的快速发展，并实现了大量的应用。4.为了更好的实现静电驱动微镜偏转角度的精确控制，通常需要集成角度反馈功能，从而实现角度的闭环控制。5.角度反馈传感器一般分为电容式检测和压阻式检测原理，传统的静电驱动微镜一般采用电容式反馈传感器，例如中国北京理工大学徐立新等人申请的发明专利cn109814251a中提出了一种基于电容检测反馈控制的mems微镜，中国西安知象光电科技有限公司李欢欢等人申请的发明专利cn111348618a中提出了一种降低静电式微镜角度检测传感器耦合干扰的方法，也采用了电容式检测原理，电容式检测传感器与静电驱动微镜工艺兼容性好，但是对处理电路要求高，控制电路复杂，检测精度不高，并且在大偏转角的情况下，检测电容梳齿处于非交叠状态，无法进行全过程的角度检测。压阻式检测方案精度高，处理电路简单，但传统的压阻方案是通过pn结与衬底隔离，在电磁驱动扫描镜中应用广泛（例如cn109160481a），而静电驱动微镜衬底一般需要连接高电位，容易导致pn结隔离失效，因此在静电驱动微镜中通常无法使用压阻式检测方案。6.技术实现要素：本发明就是为克服现有技术中的不足，提供一种压阻式角度反馈传感器moems微镜制备方法。7.本技术提供以下技术方案：一种压阻式角度反馈传感器moems微镜制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：（一）衬底层制作，它包括在硅片上设置有二氧化硅层,在硅片上设有凹槽；（二）soi层制作，将若干晶体硅片通过隔离层叠加键合在一起，在其中一个晶体硅的下方通过隔离层键合有衬底硅层，在另一个晶体硅上刻蚀有一组盲孔结构，从而得到一组第一梳齿，所述刻蚀至下一层的晶体硅停止；（三）键合晶圆制作，将所述另一个晶体硅与二氧化硅层键合在一起，使得所述的一组第一梳齿与凹槽对应分布，而后去除衬底硅层，在隔离层上设置一组压敏电阻，在压敏电阻与隔离层上设置钝化层、在钝化层上设置与压敏电阻对应配合的引线孔，在引线孔和钝化层上设置有金属引线，在钝化层上向下刻蚀有一组通孔结构，从而得到一组第二梳齿。8.在上述技术方案的基础上，还可以有以下进一步的技术方案：所述的晶体硅为单晶硅片，所述隔离层为二氧化硅。9.在所述（二）soi层制作的步骤中通过隔离层将三片晶体硅从上向下依次键合有上、中、下三层晶体硅且下层晶体硅的厚度小于其它两层的晶体硅。10.在所述（二）soi层制作的步骤中通过隔离层将两片晶体硅从上向下依次键合有上、下两层晶体硅。11.所述（三）键合晶圆制作步骤中所述一组压敏电阻通过对下层晶体硅上依次进行光刻和刻蚀得到。12.所述（三）键合晶圆制作步骤中在所述下晶体硅上的隔离层生成出多晶硅层，而后上依次通过光刻和刻蚀多晶硅层制备出一组压敏电阻。13.所述的压敏电阻的数量小于第二梳齿的数量，压敏电阻均位于第二梳齿（9)上。14.在所述（三）键合晶圆制作中所述的一组第二梳齿与一组第一梳齿为错位分布。15.发明优点：本发明步骤简单，操作方便可实现静电驱动微镜与介质隔离压阻式反馈传感器集成制造，可以将压敏电阻的漏电流降低到几个na量级以下，大幅提高角度检测传感器稳定性。16.附图说明：图1是本发明完成（一）衬底层制作步骤后的结构示意图；图2是实施例1完成（二）soi层制作步骤后的结构示意图；图3是实施例1（三）键合晶圆制作步骤中soi层与衬底层键合后的结构示意图；图4是实施例1（三）键合晶圆制作步骤中暴露下层晶体硅后的结构示意图；图5是实施例1（三）键合晶圆制作步骤中制备压敏电阻后的结构示意图；图6是实施例1（三）键合晶圆制作步骤中制备引线孔后的结构示意图；图7是实施例1（三）键合晶圆制作步骤中制备金属引线后的结构示意图；图8是实施例1（三）制成后的结构示意图；图9是实施例2完成（二）soi层制作步骤后的结构示意图；图10是实施例2（三）键合晶圆制作步骤中soi层与衬底层键合后的结构示意图；图11是实施例2（三）键合晶圆制作步骤中制备多晶硅层后的结构示意图；图12是实施例2（三）键合晶圆制作步骤中制备压敏电阻后的结构示意图；图13是实施例2（三）键合晶圆制作步骤中制备引线孔后的结构示意图；图14是实施例2（三）键合晶圆制作步骤中制备金属引线后的结构示意图；图15是实施例2（三）制成后的结构示意图。17.具体实施方式：实施例1：如图1-8所示，一种压阻式角度反馈传感器moems微镜制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：（一）衬底层制作，它包括硅片1，在硅片1上、下表面上热生长0.5μm到2μm二氧化硅层2,而后在硅片1上向下采用和深硅刻蚀工艺制作出凹槽3的深度一般为几百微米量级。18.（二）soi层制作，通过隔离层5将三片所述的晶体硅为单晶硅片从上向下依次键合有上、中、下三层晶体硅4a、4b、4c且下层晶体硅4b的厚度小于其它两层的晶体硅，而上、中晶体硅4a、4b的厚度在10-100微米。在下层晶体硅4b的底面上通过隔离层5再间隔有衬底硅层6。所述隔离层5为二氧化硅厚度在0.5μm到2μm之间，所述的晶体硅为单晶硅片，在上层晶体硅4a上采用光刻工艺获得设置图形掩模，而后再通过深硅刻蚀有一组盲孔结构10，从而在上层晶体硅4a上得到一组第一梳齿7，所述刻蚀至下中层的晶体硅4b停止。19.（三）键合晶圆制作，将上层晶体硅4a倒扣在二氧化硅层2上并调整位置，使得第一梳齿7与凹槽3对应分布，而后将上层晶体硅4a和二氧化硅层2键合在一起。20.而后再去除衬底硅层6以及衬底硅层6与下层晶体硅4b之间的隔离层5，而后在下层晶体硅4b上表面上依次通过光刻和硅刻蚀工艺形成一组压敏电阻8，所述压敏电阻8为间隔分布，所述压敏电阻8均位于中晶体硅4b的应力集中区域且与所述的盲孔结构10对应分布。在中晶体硅4b上表面的隔离层5上设置覆盖压敏电阻8的钝化层14。在钝化层14上设置与压敏电阻8对应配合的引线孔15，在引线孔15上设置有金属引线16，在中晶体硅4b上表面的隔离层5两端端部也设有金属引线16。21.在钝化层14上还向下刻蚀有一组通孔结构11，从而在中晶体硅4b上得到一组第二梳齿9。所述的一组第二梳齿9与一组第一梳齿7为错位分布，所述的压敏电阻8分别位于对应的第二梳齿9上。所述的通孔结构11与所述的盲孔结构10连通，使得通孔结构11、盲孔结构10以及凹槽3相互连通。22.实施例2：如图9-15和图1所示，一种压阻式角度反馈传感器moems微镜制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：（一）衬底层制作，它包括硅片1，在硅片1上、下表面上热生长0.5μm到2μm二氧化硅层2,而后在硅片1上向下采用和深硅刻蚀工艺制作出凹槽3的深度一般为几百微米量级。23.（二）soi层制作，通过隔离层5将三片所述的晶体硅为单晶硅片从上向下依次键合有上、下两层晶体硅14a、14b，上、下两层晶体硅14a、14b的厚度在10-100微米。在下层晶体硅14b的底面上通过隔离层5再间隔有衬底硅层6。所述隔离层5为二氧化硅厚度在之间，所述的晶体硅为单晶硅片，在上层晶体硅14a上采用光刻工艺获得设置图形掩模，而后再通过深硅刻蚀有一组盲孔结构10，从而在上层晶体硅4a上得到一组第一梳齿7，所述刻蚀至下中层的晶体硅4b停止。24.（三）键合晶圆制作，将上层晶体硅14a倒扣在二氧化硅层2上并调整位置，使得第一梳齿7与凹槽3对应分布，而后将上层晶体硅14a和二氧化硅层2键合在一起。25.而后再去除衬底硅层6，保留衬底硅层6与下层晶体硅4b之间的隔离层5 ，而后在该隔离层5上，利用lpcvd工艺沉积出多晶硅层12。而后在多晶硅层12通过上表面上的依次通过光刻和硅刻蚀工艺形成一组压敏电阻8，所述压敏电阻8为间隔分布，所述压敏电阻8均位于中晶体硅4b的应力集中区域且与所述的盲孔结构10对应分布。在中晶体硅4b上表面的隔离层5上设置覆盖压敏电阻8的钝化层14。在钝化层14上设置与压敏电阻8对应配合的引线孔15，在引线孔15上设置有金属引线16，在中晶体硅4b上表面的隔离层5两端端部也设有金属引线16。26.在钝化层14上向下刻蚀有一组通孔结构11，从而在中晶体硅4b上得到一组第二梳齿9。所述的一组第二梳齿9与一组第一梳齿7为错位分布，所述的压敏电阻8分别位于对应的第二梳齿9上。所述的通孔结构11与所述的盲孔结构10连通，使得通孔结构11、盲孔结构10以及凹槽3相互连通。27.实施例1和2中由于第二梳齿9和第一梳齿7相互错开，且厚度比较小，所以第二梳齿9和第一梳齿7具有上、下颤动的能力。所以实现镜面的转动，改变光束的方向，而压敏电阻8与第二梳齿9之间有起到隔离作用的二氧化硅（隔离层5）可有效避免静电驱动结构中压阻与衬底pn结隔离失效问题，消除衬底电位的耦合干扰，从而使得整体方案实现了介质隔离器件的制造。