CN114843726A - 一种可调滤波器及可调滤波器的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种可调滤波器及可调滤波器的制造方法,可调滤波器包括第一基底、第二基底及多个压电薄膜电极;其中,第一基底具有相对设置的第一表面及第二表面,第一表面上设有第一凹槽,第一凹槽内底面设有第一高反膜层,第二表面上设有第一减反膜层;第二基底具有相对设置的第三表面及第四表面,第四表面键合在第一表面上,第四表面上设有环形凹槽,环形凹槽内底面上设有一浮岛块,浮岛块上设有第二高反膜层;第三表面上设有第二凹槽,第二凹槽的内底面设有第二减反膜层;第三表面上且位于第二凹槽周围设有刻蚀槽以形成与浮岛块连接的悬臂梁;多个压电薄膜电极设于第三表面上且位于悬臂梁。本申请极大地提升了可调滤波器的滤波性能。
Description
技术领域
本申请涉及光传感技术领域,特别涉及一种可调滤波器及可调滤波器的制造方法。
背景技术
可调滤波器是一种波长选择器件,在光通信和光传感领域具有广泛应用。可调滤波器可以根据需要从密集波分复用信号中选择特定波长通道的光信号作为检测对象,可用于光纤光栅传感器的波长解调模块中。FP(Fabry-Perot)腔可调滤波器是研究较多的一种,FP腔滤波器即为在滤波器中存在一FP腔,通过调节FP腔的腔长,改变滤波器的自由光谱范围(FSR),从而决定滤波器的波长选择情况。当腔长越小时,滤波器的自由光谱范围越大。具体的,在FP腔中存在一对反射镜,两反射镜之前的间距即为FP腔的腔长,可以通过改变两反射镜之间距离,调节FP腔的腔长。
MEMS型FP滤波器因其具备可调范围大、扫描频率高和易于集成的优点,近些年来在无线电通信和光信号处理领域得到了广泛的应用。MEMS型FP滤波器中FP腔结构为一浮岛结构,FP腔的两个反射镜分别位于可动硅膜和基底上。如图1所示,在MEMS型FP滤波器中,通常通过静电驱动的方式改变两反射镜之间的距离,进而实现改变滤波器的自由光谱范围。
然而,当FP腔的腔长较小时,两反射镜之间会出现静电吸合效应,使得FP腔的腔长最小值受限,限制了自由光谱范围的进一步增大,极大地影响了滤波器的滤波性能。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种可调滤波器及可调滤波器的制造方法,用于提升可调滤波器的滤波性能。
一方面,本申请提供了一种可调滤波器,包括第一基底、第二基底及多个压电薄膜电极;其中,第一基底具有相对设置的第一表面及第二表面,第一表面上设有第一凹槽,第一凹槽内底面设有第一高反膜层,第二表面上设有第一减反膜层;第二基底具有相对设置的第三表面及第四表面,第四表面键合在第一表面上,第四表面上设有环形凹槽,环形凹槽内底面上设有一浮岛块,浮岛块上设有第二高反膜层;第三表面上设有第二凹槽,第二凹槽的内底面设有第二减反膜层;第三表面上且位于第二凹槽周围设有刻蚀槽以形成与浮岛块连接的悬臂梁;多个压电薄膜电极设于第三表面上且位于悬臂梁上;其中,在压电薄膜电极的驱动下,悬臂梁发生变形以使浮岛块浮动。
在一实施例中,第一凹槽、第二凹槽及环形凹槽的轴线重合,第一凹槽直径大于浮岛块的直径,第二凹槽的直径小于浮岛块的直径。
在一实施例中,第一高反膜层、第一减反膜层、第二高反膜层及第二减反膜层的轴线重合。
在一实施例中,第一凹槽内底面且位于第一高反膜层处设有第一曲面凹槽;第一高反膜层具有第一弧形部和第一外连接部,第一弧形部设于第一曲面凹槽中,第一外连接部与第一弧形部连接,且第一外连接部设于第一凹槽内底面上。
在一实施例中,浮岛块上且位于第二高反膜层处设有第二曲面凹槽;第二高反膜层具有第二弧形部和第二外连接部,第二弧形部设于第二曲面凹槽中,第二外连接部与第二弧形部连接,且第二外连接部位于浮岛块上。
在一实施例中,压电薄膜电极包括第一过渡层、第一导电层、第二导电层、第二过渡层、驱动层、第三导电层及第四导电层;其中,第一导电层设于第一过渡层上;第二导电层设于第一导电层上;第二过渡层设于第二导电层上;驱动层设于第二过渡层上;第三导电层设于驱动层上;第四导电层设于第三导电层上;驱动层为压电陶瓷,第一过渡层及第二过渡层为氧化物。
在一实施例中,第一基底及第二基底为SOI晶圆硅片,第一基底包括第一硅层、第一氧化物层及第二硅层,第二基底包括第三硅层、第二氧化物层及第四硅层;其中,第一氧化物层设于第一硅层上;第二硅层设于第一氧化物层上;第三硅层键合在第二硅层上;第二氧化物层设于第三硅层上;第四硅层设于第二氧化层上;其中,第一凹槽贯穿第二硅层及第一氧化物层,第二凹槽贯穿第二氧化层及第四硅层,环形凹槽贯穿第三硅层及第二氧化物层。
另一方面,本申请还提供了一种可调滤波器的制造方法,包括:
提供第一基底,具有相对设置的第一表面及第二表面,在第一表面刻蚀形成第一凹槽,在第一凹槽内底面形成第一高反膜层;提供第二基底,具有相对设置的第三表面及第四表面,在第三表面形成压电薄膜层;在第四表面刻蚀环形凹槽以形成浮岛块;在浮岛块上形成第二高反膜层;将第四表面键合在第一表面上;在第三表面上刻蚀压电薄膜层以形成多个压电薄膜电极,在第三表面上刻蚀形成第二凹槽;在第三表面上刻蚀形成位于压电薄膜电极下的悬臂梁;其中,悬臂梁连接浮岛块;在第二凹槽内底面形成第二减反膜层;在第二表面形成第一减反膜层。
在一实施例中,在第一表面刻蚀形成第一凹槽,在第一凹槽内底面形成第一高反膜层,包括:在第一表面刻蚀形成第一曲面凹槽,在第一表面且位于第一曲面凹槽处形成第一凹槽,在第一凹槽内底面形成第一高反膜层;其中,第一高反膜层具有第一弧形部和第一外连接部,第一弧形部设于第一曲面凹槽中,第一外连接部与第一弧形部连接,且第一外连接部设于第一凹槽内底面上。
在一实施例中,在第四表面刻蚀环形凹槽以形成浮岛块,在浮岛块上形成第二高反膜层,包括:在第四表面刻蚀环形凹槽以形成浮岛块,在浮岛块上刻蚀形成第二曲面凹槽,在浮岛块上形成第二高反膜层;其中,第二高反膜层具有第二弧形部和第二外连接部,弧形部设于第二曲面凹槽内,第二外连接部与第二弧形部连接,且第二外连接部设于浮岛块上。
本申请中,通过在可调滤波器中设置压电薄膜电极,使浮岛块能够在压电薄膜电极的驱动下发生浮动,以实现改变可调滤波器中FP腔的腔长,从而实现改变可调滤波器的自由光谱范围。有效避免了可调滤波器中的静电吸合效应,使得FP腔的腔长最小值不会受到限制,从而不会限制自由光谱范围的进一步增大,极大地提升了可调滤波器的滤波性能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本申请一实施例提供的可调滤波器的示意图;
图2为本申请实施例一提供的可调滤波器的结构示意图;
图3为本申请实施例一提供的刻蚀槽的示意图;
图4为本申请实施例一提供的可调滤波器的结构示意图;
图5为本申请实施例一提供的压电薄膜电极的结构示意图;
图6为本申请实施例二提供的可调滤波器的结构示意图;
图7为本申请实施例三提供的可调滤波器的制造方法的流程示意图;
图8-图17为本申请实施例三提供的可调滤波器的制造方法中各步骤的结构示意图;
图18-图19为本申请实施例四提供的可调滤波器的制造方法的流程示意图;
图20-图24为本申请实施例四提供的可调滤波器的制造方法中各步骤的结构示意图。
附图标记:10-第一基底;11-第一表面;111-第一硅层;112-第一氧化物层;113-第二硅层;12-第二表面;13-第一凹槽;131-第一曲面凹槽;14-第一高反膜层;141-第一弧形部;142-第一外连接部;15-第一减反膜层;20-第二基底;21-第三表面;211-第三硅层;212-第二氧化物层;213-第四硅层;22-第四表面;23-环形凹槽;24-浮岛块;241-第二曲面凹槽;25-第二高反膜层;251-第二弧形部;252-第二外连接部;26-第二凹槽;27-第二减反膜层;28-刻蚀槽;281-悬臂梁;30-压电薄膜电极;301-第一过渡层;302-第一导电层;303-第二导电层;304-第二过渡层;305-驱动层;306-第三导电层;307-第四导电层;31-压电薄膜层;1000-可调滤波器。
具体实施方式
术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,并不表示排列序号,也不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外,术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂,而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平,并不是表示该结构一定要完全水平,而是可以稍微倾斜。
在本申请的描述中,需要说明的是,术语“内”、“外”、“左”、“右”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。
下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例一
请参照图2,其为本申请实施例一提供的可调滤波器1000的结构示意图。如图2所示,可调滤波器1000包括第一基底10、第二基底20及多个压电薄膜电极30。具体的,本申请中的可调滤波器1000可应用于光纤光栅传感器的解调模块中。
第一基底10具有相对设置的第一表面11及第二表面12,第一表面11上设有第一凹槽13,第一凹槽13内底面设有第一高反膜层14,第二表面12上设有第一减反膜层15。第二基底20具有相对设置的第三表面21及第四表面22,第四表面22键合在第一表面11上,第四表面22上设有环形凹槽23,环形凹槽23内底面上设有一浮岛块24,浮岛块24上设有第二高反膜层25;第三表面21上设有第二凹槽26,第二凹槽26的内底面设有第二减反膜层27;第三表面21上且位于第二凹槽26周围设有刻蚀槽28以形成与浮岛块24连接的悬臂梁281。多个压电薄膜电极30设于第三表面21上且位于悬臂梁281上。
其中,第一凹槽13为FP腔,第一高反膜层14及第二高反膜层25之间的距离即为FP腔的腔长。
在一实施例中,可调滤波器1000可实现中心波长为1550nm约250nm的波长调谐范围。
在一实施例中,第一高反膜层14、第二高反膜层25、第一减反膜层15及第二减反膜层27为SiO2/Ta2O5复合介质膜、SiO2/TiO2复合介质膜或SiO2/Si3N4复合介质膜。
于一操作过程中,一束准直光束通过第二减反膜层27入射到可调滤波器1000中,当光束经过第一凹槽13时发生谐振,其中一部分波长的光从第一高反膜层14透射出去,其余波长的光从第二高反膜层25反射回去。当可调滤波器1000需要更换透射波长选择时,压电薄膜电极30在压电驱动下发生横向变形,进一步的,悬臂梁281在压电薄膜电极30的驱动下也会发生变形,最终使得浮岛块24在悬臂梁281的带动下发生向上或向下的浮动。当浮岛块24浮动时,FP腔的腔长改变,使得FSR改变,最终实现改变可调滤波器1000的波长选择。
本申请方案中,通过在可调滤波器中设置压电薄膜电极,使得浮岛块能够在压电薄膜电极的驱动下发生浮动,以实现改变可调滤波器中FP腔的腔长,从而最终实现改变可调滤波器的自由光谱范围,有效避免了可调滤波器中出现的静电吸合效应,使得FP腔的腔长最小值不会受到限制,从而不会限制自由光谱范围的进一步增大,极大地提升了可调滤波器的滤波性能。
在一实施例中,第一凹槽13、第二凹槽26及环形凹槽23的轴线重合,第一凹槽13的直径大于浮岛块24的直径,第二凹槽26的直径小于浮岛块24的直径。
在一实施例中,第一高反膜层14、第一减反膜层15、第二高反膜层25及第二减反膜层27的轴线重合。
请参照图3,其为本申请实施例一提供的刻蚀槽的示意图。为便于描述,图3中仅示意性的描述出悬臂梁281及刻蚀槽28的结构,并未示意出可调滤波器1000的其余组成部分。如图3所示,第二基底20的第三表面21上设有多个刻蚀槽28,可以通过在第三表面21且位于第二凹槽26的周围刻蚀出刻蚀槽28,加工出悬臂梁281。参见图3,多个悬臂梁281绕浮岛块24的圆心呈现圆周阵列分布。
请参照图4,其为本申请实施例一提供的可调滤波器1000的结构示意图。参见图4,第一基底10及第二基底20均为SOI晶圆硅片。第一基底10包括第一硅层111、第一氧化物层112及第二硅层113;第一氧化物层112设于第一硅层111上;第二硅层113设于第一氧化物层112上。第二基底20包括第三硅层211、第二氧化物层212及第四硅层213;第三硅层211键合在第二硅层113上;第二氧化物层212设于第三硅层211上;第四硅层213设于第二氧化物层212上。其中,第一凹槽13贯穿第二硅层113及第一氧化物层112,第二凹槽26贯穿第二氧化物层212及第四硅层213,环形凹槽23贯穿第三硅层211及第二氧化物层212。第一氧化物层112及第二氧化物层212的材质为SiO2。
请参照图5,其为本申请实施例一提供的压电薄膜电极30的结构示意图。参见图5,压电薄膜电极30包括第一过渡层301、第一导电层302、第二导电层303、第二过渡层304、驱动层305、第三导电层306及第四导电层307;第一导电层302设于第一过渡层301上;第二导电层303设于第一导电层302上;第二过渡层304设于第二导电层303上;驱动层305设于第二过渡层304上;第三导电层306设于驱动层305上;第四导电层307设于第三导电层306上。
其中,驱动层305为压电陶瓷,第一过渡层301及第二过渡层304为氧化物。
在一实施例中,第一导电层302及第三导电层306的材质为Ti、第二导电层303及第四导电层307的材质为Pt、第一过渡层301的材质为SiO2、第二过渡层304的材质为LNO(镍酸锂)、驱动层305的材质为PZT(锆钛酸铅压电陶瓷)。
于一操作过程中,压电薄膜电极30在压电驱动下,驱动层305驱动压电薄膜电极30发生横向变形,进一步的,悬臂梁281在压电薄膜电极30的驱动下也会发生变形,最终使得浮岛块24在悬臂梁281的带动下发生向上或向下的浮动。
实施例二
请参照图6,其为本申请实施例二提供的可调滤波器1000的结构示意图。如图6所示,实施例二与实施例一的区别在于,第一凹槽13内底面且位于第一高反膜层14处设有第一曲面凹槽131;浮岛块24上且位于第二高反膜层25处设有第二曲面凹槽241。第一曲面凹槽131与第二曲面凹槽241轴线重合。
此时,第一高反膜层14具有第一弧形部141及第一外连接部142,第一弧形部141设于第一曲面凹槽131中,第一外连接部142与第一弧形部141连接,且第一外连接部142设于第一凹槽13内底面上。第二高反膜层25具有第二弧形部251及第二外连接部252,第二弧形部251设于第二曲面凹槽241中,第二外连接部252与第二弧形部251连接,且第二外连接部252位于浮岛块24上。
通过上述措施,本申请中通过设置第一曲面凹槽131及第二曲面凹槽241,从而减少第一高反膜及第二高反膜的平行度误差对可调滤波器1000的滤波性能的影响。
实施例三
请参照图7,其为本申请实施例三提供的可调滤波器1000制造方法的流程示意图。该方法用于制造上述实施例一中提供的可调滤波器1000。该方法包括如下步骤S110-步骤S180。
步骤S110:提供第一基底10,具有相对设置的第一表面11及第二表面12,在第一表面11刻蚀形成第一凹槽13,在第一凹槽13内底面形成第一高反膜层14。
如图8所示,第一基底10具有相对设置的第一表面11及第二表面12,且第一基底10包括第一硅层111、第一氧化物层112及第二硅层113。
本步骤中可以通过DRIE(深硅刻蚀)的方式在第一表面11上刻蚀出第一凹槽13。示例性的,当第一基底10为上述实施例一中的SOI晶圆硅片时,如图9所示,可以通过DRIE(深硅刻蚀)的方式去除第二硅层113的部分材料,并通过添加腐蚀试剂的方式去除第一氧化物层112的部分材料,使得最终在第一基底10的第一表面11上加工出第一凹槽13。示例性的,腐蚀试剂可以为HF(氟化氢)。
加工出第一凹槽13后,可以通过蒸镀的方式在第一凹槽13的内底面生成第一高反膜层14。
步骤S120:提供第二基底20,具有相对设置的第三表面21及第四表面22,在第三表面21形成压电薄膜层31。
如图10所示,第二基底20具有相对设置的第三表面21及第四表面22,本步骤中可以通过磁控溅射的方式在第二基底20的第三表面21上形成压电薄膜层31,从而便于后续生成压电薄膜电极30。
步骤S130:在第四表面22刻蚀环形凹槽23以形成浮岛块24,在浮岛块24上形成第二高反膜层25。
本步骤中可以通过DRIE的方式在第四表面22刻蚀出环形凹槽23,从而使得环形凹槽23的内底面生成一浮岛块24。示例性的,如图11所示,当第二基体为上述实施例一中提供的SOI晶圆硅片时,可以通过DRIE的方式去除第三硅层211的部分材料,从而使得环形凹槽23的内底面生成一浮岛块24。
形成浮岛块24后,如图12所示,可以通过蒸镀的方式在浮岛块24上生成第二高反膜层25。具体的,第二高反膜层25位于浮岛块24的下表面上。
步骤S140:将第四表面22键合在第一表面11上。
在生成第一凹槽13及环形凹槽23后,可以将第二基底20键合到第一基底10上,具体的,可以将第二基底20的第四表面22键合在第一基底10的第一表面11上。
如图13所示,当第二基底20键合在第一基底10上时,第一凹槽13即为FP腔,第一高反膜层14与第二高反膜层25之间的垂直距离即为FP腔的腔长。
步骤S150:在第三表面21上刻蚀压电薄膜层31以形成多个压电薄膜电极30,在第三表面21上刻蚀形成第二凹槽26。
本步骤中,可以通过刻蚀的方式去除压电薄膜层31的部分材料,即通过对压电薄膜层31进行图像化处理,从而在第三表面21上形成多个压电薄膜电极30。其中,压电薄膜电极30环绕在环形凹槽23内底面所在区域内。在形成压电薄膜电极30后,可以通过DRIE的方式在第二基底20的第三表面21上刻蚀出第二凹槽26。示例性的,如图14所示,当第二基底20为上述实施例中提供的SOI晶圆硅片时,可以通过DRIE的方式去除第四硅层213的部分材料,使得在第二基底20的第三表面21上加工出第二凹槽26。
通过上述措施,通过对压电薄膜层31进行图形化处理,使得第二基底20的第三表面21露出,从而便于加工出第二凹槽26。
步骤S160:在第三表面21上刻蚀形成位于压电薄膜电极30下的悬臂梁281;其中,悬臂梁281连接浮岛块24。
在生成压电薄膜电极30及第二凹槽26后,可以通过DRIE的方式加工出位于压电薄膜电极30下的悬臂梁281。具体的,可以在第二凹槽26周围且位于压电薄膜电极30下的第三表面21上刻蚀出多个刻蚀槽28(如图3所示),从而使得第三表面21上生成多个悬臂梁281(如图3所示)。
示例性的,如图15所示,当第二基底20为上述实施例一中提供的SOI晶圆片时,可以通过DRIE的方式去除第四硅层213的部分材料,从而在第三表面21上加工出悬臂梁281结构。进一步的,如图16所示,可以通过添加腐蚀试剂的方式去除环形凹槽23内底面的第二氧化物层212,及去除第二凹槽26内底面的氧化物层,从而实现释放悬臂梁281及浮岛块24结构。
如图3及图16所示,当浮岛块24释放成功后,悬臂梁281位于第二凹槽26内底面所在区域内,且压电薄膜电极30位于悬臂梁281上。
步骤S170:在第二凹槽26内底面形成第二减反膜层27,在第二表面12形成第一减反膜层15。
如图17所示,当浮岛块24释放成功后,可以通过蒸镀的方式在第二凹槽26内底面生成第二减反膜层27。同时,可以通过蒸镀的方式在第一基底10的第二表面12上生成第一减反膜层15。
实施例四
请参照图18及图19,其为本申请实施例四提供的可调滤波器1000的制造方法的流程示意图。该方法用于制造上述实施例二提供的可调滤波器1000。实施例四与实施例三不同之处在于,此时步骤S110还包括以下步骤S111-步骤S113,步骤S130还包括以下步骤S131-步骤S133。
步骤S111:在第一表面11刻蚀形成第一曲面凹槽131。
其中,此时第一基底10的材料可以为硅材料。
如图20所示,本步骤中可以通过选择性化学抛光的方式在第一表面11上形成第一曲面凹槽131。
步骤S112:在第一表面11且位于第一曲面凹槽131处形成第一凹槽13。
如图21所示,在加工出第一曲面凹槽131后,可以通过DRIE的方式在第一表面11且位于第一曲面凹槽131处加工出第一凹槽13。
在一实施例中,第一凹槽13与第一曲面凹槽131的轴线重合,第一曲面凹槽131的最大深度大于第一凹槽13的深度,第一曲面凹槽131的最大直径小于第一凹槽13的直径。
步骤S113:在第一凹槽13内底面形成第一高反膜层14。
如图22所示,形成第一凹槽13后,可以通过蒸镀的方式在第一凹槽13的内底面形成第一高反膜层14。具体的,此时,第一高反膜层14具有第一弧形部141及第一外连接部142,第一弧形部141位于第一曲面凹槽131中,第一外连接部142与第一弧形部141连接,且第一外连接部142位于第一凹槽13内底面上。
步骤S131:在第四表面22刻蚀环形凹槽23以形成浮岛块24。
本步骤中可以通过DRIE的方式在第四表面22刻蚀出环形凹槽23,从而使得环形凹槽23的内底面生成一浮岛块24。
步骤S132:在浮岛块24上刻蚀形成第二曲面凹槽241。
如图23所示,在形成环形凹槽23后,可以通过选择性化学抛光的方式在浮岛块24上生成加工出第二曲面凹槽241。
其中,第二曲面凹槽241的最大直径小于浮岛块24的直径,第二曲面凹槽241的最大深度小于浮岛块24的深度。
步骤S1333:在浮岛块24上形成第二高反膜层25。
如图24所示,在形成第二曲面凹槽241后,可以通过蒸镀的方式在浮岛块24上形成第二高反膜层25。具体的,此时,第二高反膜层25具有第二弧形部251及第二外连接部252,第二弧形部251位于第二曲面凹槽241中,第二外连接部252与第二弧形部251连接,且第二外连接部252位于浮岛块24上。
以上仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种可调滤波器,其特征在于,包括:
第一基底,具有相对设置的第一表面及第二表面,所述第一表面上设有第一凹槽,所述第一凹槽内底面设有第一高反膜层,所述第二表面上设有第一减反膜层;
第二基底,具有相对设置的第三表面及第四表面,所述第四表面键合在所述第一表面上,所述第四表面上设有环形凹槽,所述环形凹槽内底面上设有一浮岛块,所述浮岛块上设有第二高反膜层;所述第三表面上设有第二凹槽,所述第二凹槽的内底面设有第二减反膜层;所述第三表面上且位于所述第二凹槽周围设有刻蚀槽以形成与所述浮岛块连接的悬臂梁;
多个压电薄膜电极,设于所述第三表面上且位于所述悬臂梁上;
其中,在所述压电薄膜电极的驱动下,所述悬臂梁发生变形以使所述浮岛块浮动。
2.根据权利要求1所述的可调滤波器,其特征在于,所述第一凹槽、所述第二凹槽及所述环形凹槽的轴线重合,所述第一凹槽直径大于所述浮岛块的直径,所述第二凹槽的直径小于所述浮岛块的直径。
3.根据权利要求2所述的可调滤波器,其特征在于,所述第一高反膜层、所述第一减反膜层、所述第二高反膜层及所述第二减反膜层的轴线重合。
4.根据权利要求2所述的可调滤波器,其特征在于,所述第一凹槽内底面且位于所述第一高反膜层处设有第一曲面凹槽;所述第一高反膜层具有第一弧形部和第一外连接部,所述第一弧形部设于所述第一曲面凹槽中,所述第一外连接部与所述第一弧形部连接,且所述第一外连接部设于所述第一凹槽内底面上。
5.根据权利要求2所述的可调滤波器,其特征在于,所述浮岛块上且位于所述第二高反膜层处设有第二曲面凹槽;所述第二高反膜层具有第二弧形部和第二外连接部,所述第二弧形部设于所述第二曲面凹槽中,所述第二外连接部与所述第二弧形部连接,且所述第二外连接部位于所述浮岛块上。
6.根据权利要求2所述的可调滤波器,其特征在于,所述压电薄膜电极包括:
第一过渡层;
第一导电层,设于所述第一过渡层上;
第二导电层,设于所述第一导电层上;
第二过渡层,设于所述第二导电层上;
驱动层,设于所述第二过渡层上;
第三导电层,设于所述驱动层上;
第四导电层,设于所述第三导电层上;
其中,所述驱动层为压电陶瓷,所述第一过渡层及所述第二过渡层为氧化物。
7.根据权利要求2所述的可调滤波器,其特征在于,所述第一基底及所述第二基底为SOI晶圆硅片,所述第一基底包括:
第一硅层;
第一氧化物层,设于所述第一硅层上;
第二硅层,设于所述第一氧化物层上;
所述第二基底包括:
第三硅层,键合在所述第二硅层上;
第二氧化物层,设于所述第三硅层上;
第四硅层,设于所述第二氧化物层上;
其中,所述第一凹槽贯穿所述第二硅层及所述第一氧化物层,所述第二凹槽贯穿所述第二氧化物层及所述第四硅层,所述环形凹槽贯穿所述第三硅层及所述第二氧化物层。
8.一种可调滤波器的制造方法,其特征在于,包括:
提供第一基底,具有相对设置的第一表面及第二表面,在所述第一表面刻蚀形成第一凹槽,在所述第一凹槽内底面形成第一高反膜层;
提供第二基底,具有相对设置的第三表面及第四表面,在所述第三表面形成压电薄膜层;
在所述第四表面刻蚀环形凹槽以形成浮岛块,在所述浮岛块上形成第二高反膜层;
将所述第四表面键合在所述第一表面上;
在所述第三表面上刻蚀所述压电薄膜层以形成多个压电薄膜电极,在所述第三表面上刻蚀形成第二凹槽;
在所述第三表面上刻蚀形成位于所述压电薄膜电极下的悬臂梁;其中,所述悬臂梁连接所述浮岛块;
在所述第二凹槽内底面形成第二减反膜层,在所述第二表面形成第一减反膜层。
9.根据权利要求8所述的可调滤波器的制造方法,其特征在于,所述在所述第一表面刻蚀形成第一凹槽,在所述第一凹槽内底面形成第一高反膜层,包括:
在所述第一表面刻蚀形成第一曲面凹槽;
在所述第一表面且位于所述第一曲面凹槽处形成第一凹槽;
在所述第一凹槽内底面形成所述第一高反膜层;
其中,所述第一高反膜层具有第一弧形部和第一外连接部,所述第一弧形部设于所述第一曲面凹槽中,所述第一外连接部与所述第一弧形部连接,且所述第一外连接部设于所述第一凹槽内底面上。
10.根据权利要求8所述的可调滤波器的制造方法,其特征在于,所述在所述第四表面刻蚀环形凹槽以形成浮岛块,在所述浮岛块上形成第二高反膜层,包括:
在所述第四表面刻蚀环形凹槽以形成所述浮岛块;
在所述浮岛块上刻蚀形成第二曲面凹槽;
在所述浮岛块上形成所述第二高反膜层;
其中,所述第二高反膜层具有第二弧形部和第二外连接部,所述弧形部设于所述第二曲面凹槽内,所述第二外连接部与所述第二弧形部连接,且所述第二外连接部设于所述浮岛块上。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116088080A (zh) * | 2023-04-07 | 2023-05-09 | 欧梯恩智能科技(苏州)有限公司 | 光强调制芯片及其制造方法、光学传感器与定位系统 |
Citations (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5550373A (en) * | 1994-12-30 | 1996-08-27 | Honeywell Inc. | Fabry-Perot micro filter-detector |
US20030032293A1 (en) * | 2001-08-07 | 2003-02-13 | Korean Institute Of Science And Technology | High sensitive micro-cantilever sensor and fabricating method thereof |
CN1456923A (zh) * | 2003-05-26 | 2003-11-19 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 压电驱动法布里-珀罗腔可调光学滤波器件及制作方法 |
JP2005031326A (ja) * | 2003-07-11 | 2005-02-03 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光フィルター |
US20050094297A1 (en) * | 2003-09-22 | 2005-05-05 | Akihiro Murata | Optical tunable filter and method for manufacturing the optical tunable filter |
CN101806961A (zh) * | 2010-02-08 | 2010-08-18 | 浙江大学 | 一种制备中空透射型法布里-珀罗腔滤波器的方法 |
US20130140156A1 (en) * | 2011-12-02 | 2013-06-06 | Taiyo Yuden Co., Ltd. | Piezoelectric actuator and method for manufacturing same |
JP2013225546A (ja) * | 2012-04-20 | 2013-10-31 | Konica Minolta Inc | 圧電素子およびその製造方法 |
JP2015125381A (ja) * | 2013-12-27 | 2015-07-06 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 波長可変光フィルタ |
CN206248914U (zh) * | 2016-11-21 | 2017-06-13 | 苏州大学 | 电容反馈型可调谐法布里珀罗滤波器 |
CN107134707A (zh) * | 2017-06-02 | 2017-09-05 | 苏州光之羽光电科技有限公司 | 一种短腔可调的光纤法布里‑珀罗谐振腔结构及可调激光器 |
CN107247331A (zh) * | 2017-08-14 | 2017-10-13 | 太仓宏微电子科技有限公司 | 一种基于mems技术的法布里‑珀罗腔可调光滤波器 |
CN107532879A (zh) * | 2015-05-15 | 2018-01-02 | 特鲁塔格科技公司 | 压电致动的法布里‑珀罗干涉仪的制造和组装方法 |
US20180287045A1 (en) * | 2015-09-11 | 2018-10-04 | Sumitomo Precision Products Co., Ltd. | Piezoelectric Element and Method for Manufacturing Piezoelectric Element |
CN110989161A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-04-10 | 华中科技大学鄂州工业技术研究院 | 一种fp腔可调滤波器 |
DE102018220451A1 (de) * | 2018-11-28 | 2020-05-28 | Robert Bosch Gmbh | Optische Filtereinrichtung und Verfahren zum Herstellen einer optischen Filtereinrichtung |
DE102019215209A1 (de) * | 2019-10-02 | 2021-04-08 | Robert Bosch Gmbh | Fabry-Pérot-Interferometer |
WO2021184138A1 (zh) * | 2020-03-14 | 2021-09-23 | 华南理工大学 | 具有柔性绝缘衬底的薄膜体声波谐振器制备工艺及其电路 |
CN114019673A (zh) * | 2021-10-21 | 2022-02-08 | 西北工业大学宁波研究院 | 一种电磁驱动珐珀滤波芯片及其圆片级制作工艺 |
CN114509393A (zh) * | 2022-03-04 | 2022-05-17 | 深圳市迪安杰智能识别科技有限公司 | 检测系统和检测方法 |
-
2022
- 2022-06-07 CN CN202210636710.8A patent/CN114843726A/zh active Pending
Patent Citations (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5550373A (en) * | 1994-12-30 | 1996-08-27 | Honeywell Inc. | Fabry-Perot micro filter-detector |
US20030032293A1 (en) * | 2001-08-07 | 2003-02-13 | Korean Institute Of Science And Technology | High sensitive micro-cantilever sensor and fabricating method thereof |
CN1456923A (zh) * | 2003-05-26 | 2003-11-19 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 压电驱动法布里-珀罗腔可调光学滤波器件及制作方法 |
JP2005031326A (ja) * | 2003-07-11 | 2005-02-03 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光フィルター |
US20050094297A1 (en) * | 2003-09-22 | 2005-05-05 | Akihiro Murata | Optical tunable filter and method for manufacturing the optical tunable filter |
CN101806961A (zh) * | 2010-02-08 | 2010-08-18 | 浙江大学 | 一种制备中空透射型法布里-珀罗腔滤波器的方法 |
US20130140156A1 (en) * | 2011-12-02 | 2013-06-06 | Taiyo Yuden Co., Ltd. | Piezoelectric actuator and method for manufacturing same |
JP2013225546A (ja) * | 2012-04-20 | 2013-10-31 | Konica Minolta Inc | 圧電素子およびその製造方法 |
JP2015125381A (ja) * | 2013-12-27 | 2015-07-06 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 波長可変光フィルタ |
CN107532879A (zh) * | 2015-05-15 | 2018-01-02 | 特鲁塔格科技公司 | 压电致动的法布里‑珀罗干涉仪的制造和组装方法 |
US20180287045A1 (en) * | 2015-09-11 | 2018-10-04 | Sumitomo Precision Products Co., Ltd. | Piezoelectric Element and Method for Manufacturing Piezoelectric Element |
CN206248914U (zh) * | 2016-11-21 | 2017-06-13 | 苏州大学 | 电容反馈型可调谐法布里珀罗滤波器 |
CN107134707A (zh) * | 2017-06-02 | 2017-09-05 | 苏州光之羽光电科技有限公司 | 一种短腔可调的光纤法布里‑珀罗谐振腔结构及可调激光器 |
CN107247331A (zh) * | 2017-08-14 | 2017-10-13 | 太仓宏微电子科技有限公司 | 一种基于mems技术的法布里‑珀罗腔可调光滤波器 |
DE102018220451A1 (de) * | 2018-11-28 | 2020-05-28 | Robert Bosch Gmbh | Optische Filtereinrichtung und Verfahren zum Herstellen einer optischen Filtereinrichtung |
DE102019215209A1 (de) * | 2019-10-02 | 2021-04-08 | Robert Bosch Gmbh | Fabry-Pérot-Interferometer |
CN110989161A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-04-10 | 华中科技大学鄂州工业技术研究院 | 一种fp腔可调滤波器 |
WO2021184138A1 (zh) * | 2020-03-14 | 2021-09-23 | 华南理工大学 | 具有柔性绝缘衬底的薄膜体声波谐振器制备工艺及其电路 |
CN114019673A (zh) * | 2021-10-21 | 2022-02-08 | 西北工业大学宁波研究院 | 一种电磁驱动珐珀滤波芯片及其圆片级制作工艺 |
CN114509393A (zh) * | 2022-03-04 | 2022-05-17 | 深圳市迪安杰智能识别科技有限公司 | 检测系统和检测方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
MACIEJ SOBOCINSKI等: "A piezoelectric active mirror suspension system embedded into low-temperature cofired ceramic", 《IEEE TRANSACTIONS ON ULTRASONICS, FERROELECTRICS, AND FREQUENCY CONTROL》, 22 September 2012 (2012-09-22) * |
向民: "基于MEMS技术的Fabry-Perot腔可调光学滤波器研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库 (博士) 信息科技辑》, 15 March 2005 (2005-03-15) * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116088080A (zh) * | 2023-04-07 | 2023-05-09 | 欧梯恩智能科技(苏州)有限公司 | 光强调制芯片及其制造方法、光学传感器与定位系统 |
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