CN115308897A - 一种具有线圈堆叠结构的电磁驱动微镜及生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及微光机电技术领域，具体公开了一种具有线圈堆叠结构的电磁驱动微镜及生产工艺，包括衬底层、键合层、第二介质层、器件层、线圈组层、第一介质层和金属组层，键合层设置于衬底层的上方，第二介质层设置于键合层的上方，器件层设置于第二介质层的上方，线圈组层设置于所述器件层的表面，第一介质层设置于器件层的上方，金属组层设置于第一介质层的上方，且金属组层与线圈组层局部相互接触。以上结构的设置，实现了高密度的线圈排布，在相同的范围排布双倍的线圈，使线圈密度加倍，从而增大驱动力，降低电流幅值和磁场强度的要求，有利于实现低功耗、大扫描角度的高性能电磁驱动微镜。
Description
技术领域
本发明涉及微光机电技术领域，尤其涉及一种具有线圈堆叠结构的电磁驱动微镜及生产工艺。
背景技术
目前微镜的主要驱动方式包括静电驱动、电磁驱动、电热驱动和压电驱动，微镜产品通常采用上述一种或几种驱动方式实现光学扫描。
现有技术中，通过在线圈层之间设置聚亚酰胺介质层，实现多层线圈堆叠，增大了单位面积内的线圈密度，但是该技术方案无法解决由于材料的热膨胀系数差异引起的器件可靠性问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有线圈堆叠结构的电磁驱动微镜及生产工艺，旨在解决现有技术中的无法解决由于材料的热膨胀系数差异引起的器件可靠性问题和驱动力较弱的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的一种具有线圈堆叠结构的电磁驱动微镜，包括衬底层、键合层、第二介质层、器件层、线圈组层、第一介质层和金属组层，所述键合层设置于所述衬底层的上方，所述第二介质层设置于所述键合层的上方，所述器件层设置于所述第二介质层的上方，所述线圈组层设置于所述器件层的上下表面，所述第一介质层设置于所述器件层的上方，所述金属组层设置于所述第一介质层的上方，且所述金属组层与所述线圈组层局部相互接触。
其中，所述具有线圈堆叠结构的电磁驱动微镜还包括可动镜面、可动框架、第一扭转轴、第二扭转轴和固定框架，所述第一扭转轴与所述可动镜面和所述可动框架连接，所述第二扭转轴与所述可动框架和所述固定框架连接，且所述第一扭转轴与所述第二扭转轴正交排布。
其中，所述线圈组层包括第一线圈层和第二线圈层，所述第一线圈层嵌于所述器件层的内部，并位于所述器件层的下端，所述第二线圈层嵌于所述器件层的内部，并位于所述器件层的上端，且所述第一线圈层与所述第二线圈层的局部相互接触。
其中，所述线圈组层包括第一线圈层、第二线圈层、第三线圈层和第四线圈层，所述第一线圈层设置于所述器件层的下端，所述第二线圈层设置于所述器件层的上端，所述第二介质层设置于所述第一线圈层的下端，所述第三介质层设置于所述第二线圈层的上端，所述第三线圈层设置于所述第二介质层的下端，所述第四线圈层设置于所述第三介质层的上端，所述第一线圈层与所述第二线圈层局部接触，所述第一线圈层与所述第三线圈层局部接触，所述第二线圈层与所述第四线圈层局部接触。
其中，所述金属组层由第一金属层和第二金属层组成，所述第一金属层设置于所述可动镜面的上方，所述第二金属层设置于所述第一介质层的上方，且所述第二金属层与对应的所述第二线圈层局部接触。
其中，所述衬底层和所述器件层均采用单晶硅，所述衬底层厚度为：100μm～1mm，所述器件层厚度为：10μm～300μm。
其中，所述第一线圈层和所述第二线圈层均采用电学性能良好的材料，优选为铜。
其中，所述第一金属层和所述第二金属层均采用金，厚度均为50nm～1000nm。
本发明还提供一种具有线圈堆叠结构的电磁驱动微镜的生产工艺，应用于上述所述的一种具有线圈堆叠结构的电磁驱动微镜，包括如下步骤：
准备第一圆片，并对所述第一圆片进行预处理；
在器件层的第一主面制备第一线圈层；
在所述第一圆片上形成第二介质层；
在所述第一圆片上形成第一键合体；
准备第二圆片，并对所述第二圆片进行预处理；
在所述第二圆片上形成第二键合体；
将所述第一键合体和所述第二键合体采用键合工艺进行键合，形成所述键合层；
对第一键合体进行减薄，去除所述第一圆片的衬底层，并对所述第一介质层进行圆形化；
在所述器件层的第二主面制备所述第二线圈层；
淀积第一金属层和第二金属层；
通过刻蚀工艺，在所述器件层上形成微镜装置的主要器件结构；
使用刻蚀工艺，在所述衬底层上形成空腔结构；
通过氢氟酸刻蚀介质层，释放可动结构。
本发明的一种具有线圈堆叠结构的电磁驱动微镜及生产工艺，提供了多种集成高密度线圈的电磁驱动微镜结构，通过在所述器件层正反两面分别设置线圈层，实现了高密度的线圈排布，本发明可在不改变线圈线径等基本参数的前提下，在相同的范围排布双倍的线圈，使线圈密度加倍，从而增大驱动力，降低对电流幅值和磁场强度的要求，有利于实现低功耗、大扫描角度的高性能电磁驱动微镜，集成有线圈层的所述可动框架，在结构层次上具有对称性，可基本消除因材料热膨胀系数差异而引起的热应力问题，减少工艺过程导致的器件内部的残余应力，减少工作时环境温度变化引起的热应力，提高器件的可靠性，不需要再为可动框架设置背部加固结构，减轻了器件的可动结构的质量，即振子质量，依据公式
可知，可动结构的质量减轻后，转动惯量J随之减小，若保持谐振频率f不变，则劲度系数k等比例缩小，实现相同偏转角度所需的驱动力也随之减小，在相同驱动条件下，可实现更大的光学扫描角度，同时，由于谐振频率f保持不变，器件的机械可靠性并不会因扭转轴的劲度系数减小而劣化，若保持劲度系数k不变，则谐振频率f升高，提升了器件的机械可靠性，在面对振动、冲击等常见机械问题时的表现更好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的第一实施例的结构示意图。
图2是本发明的第二实施例的局部结构示意图。
图3是本发明的二种具有线圈堆叠结构的电磁驱动微镜的俯视图。
图4是本发明的二种具有线圈堆叠结构的电磁驱动微镜的仰视图。
图5是本发明的第二实施例的结构示意图。
图6为本发明的步骤a的结构示意图。
图7为本发明的步骤b的结构示意图。
图8为本发明的步骤c的结构示意图。
图9为本发明的步骤d的结构示意图。
图10为本发明的步骤e的结构示意图。
图11为本发明的步骤f的结构示意图。
图12为本发明的步骤g的结构示意图。
图13为本发明的步骤h的结构示意图。
图14为本发明的步骤i的结构示意图。
图15为本发明的步骤j的结构示意图。
图16为本发明的步骤k的结构示意图。
图17为本发明的第三实施例的结构示意图。
图18为本发明的步骤A的结构示意图。
图19为本发明的步骤B的结构示意图。
图20为本发明的步骤C的结构示意图。
图21为本发明的步骤D的结构示意图。
图22为本发明的步骤E的结构示意图。
图23为本发明的步骤F的结构示意图。
图24为本发明的步骤G的结构示意图。
图25为本发明的步骤H的结构示意图。
图26为本发明的步骤I的结构示意图。
图27为本发明的步骤J的结构示意图。
图28为本发明的步骤K的结构示意图。
图29为本发明的步骤L的结构示意图。
图30为本发明的步骤M的结构示意图。
图31为本发明的步骤N的结构示意图。
图32为本发明的第四实施例的结构示意图。
图33为本发明的第五实施例的结构示意图。
图34为本发明的一种具有线圈堆叠结构的电磁驱动微镜的生产工艺的步骤流程图。
图35为本发明的一种具有线圈堆叠结构的电磁驱动微镜的线圈电互联区域的局部示意图
101-衬底层、102-键合层、103-器件层、104-第一线圈层、105-第二线圈层、106-第一介质层、107a-第一金属层、107b-第二金属层、108-第二介质层、109-背部加固结构、110-可动框架、111-可动镜面、112-第三线圈层、113-第三介质层、114-第四线圈层、115-第一扭转轴、116-第二扭转轴、310-第一圆片、311-单晶硅衬底层、312-二氧化硅掩埋层、313-单晶硅器件层、315-第一键合体、320-第二圆片、321-第二键合体、334-背腔结构、511-空腔结构、601-TSV结构。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
实施例1，请参阅图1，本发明提供了一种具有线圈堆叠结构的电磁驱动微镜，包括衬底层101、键合层102、第二介质层108、器件层103、线圈组层、第一介质层106和金属组层，所述键合层102设置于所述衬底层101的上方，所述第二介质层108设置于所述键合层102的上方，所述器件层103设置于所述第二介质层108的上方，所述线圈组层设置于所述器件层103的上下表面，所述第一介质层106设置于所述器件层103的上方，所述金属组层设置于所述第一介质层106的上方，且所述金属组层与所述线圈组层局部相互接触。
所述具有线圈堆叠结构的电磁驱动微镜还包括可动镜面111、可动框架110、第一扭转轴115、第二扭转轴116和固定框架，所述第一扭转轴115与所述可动镜面111和所述可动框架110连接，所述第二扭转轴116与所述可动框架110和所述固定框架连接，且所述第一扭转轴115与所述第二扭转轴116正交排布。
所述线圈组层包括第一线圈层104和第二线圈层105，所述第一线圈层104嵌于所述器件层103的内部，并位于所述器件层103的下端，所述第二线圈层105嵌于所述器件层103的内部，并位于所述器件层103的上端，且所述第一线圈层104与所述第二线圈层105的局部相互接触。
所述金属组层由第一金属层107a和第二金属层107b组成，所述第一金属层107a设置于所述可动镜面111的上方，所述第二金属层107b设置于所述第一介质层106的上方，且所述第二金属层107b与对应的所述第二线圈层105局部接触。
所述衬底层101和所述器件层103均采用单晶硅，所述衬底层101厚度为：100μm～1mm，所述器件层103厚度为：10μm～300μm。
所述第一线圈层104和所述第二线圈层105均采用电学性能良好的材料，优选为铜。
所述第一金属层107a和所述第二金属层107b均采用金，厚度均为50nm～1000nm。
请参阅图34，本发明还提供一种具有线圈堆叠结构的电磁驱动微镜的生产工艺，应用于上述所述的一种具有线圈堆叠结构的电磁驱动微镜，包括如下步骤：
S1：准备第一圆片，并对所述第一圆片进行预处理；
S2：在器件层的第一主面制备第一线圈层104；
S3：在所述第一圆片上形成第二介质层108；
S4：在所述第一圆片上形成第一键合体；
S5：准备第二圆片，并对所述第二圆片进行预处理；
S6：在所述第二圆片上形成第二键合体；
S7：将所述第一键合体和所述第二键合体采用键合工艺进行键合，形成所述键合层102；
S8：对第一键合体进行减薄，去除所述第一圆片的衬底层，并对所述第一介质层进行圆形化；
S9：在所述器件层的第二主面制备所述第二线圈层105；
S10：淀积第一金属层107a和第二金属层107b；
S11：通过刻蚀工艺，在所述器件层上形成微镜装置的主要器件结构；
S12：使用刻蚀工艺，在所述衬底层上形成空腔结构511；
S13：通过氢氟酸刻蚀介质层，释放可动结构。
步骤a，如图6所示，准备第一圆片310，并对其进行常规的预处理，包括清洗与干燥，第一圆片310可采用单层SOI圆片，也可以是包括单晶硅圆片在内的其它类型的圆片，本实施例以SOI圆片为例进行说明，第一圆片310包括单晶硅衬底层311、二氧化硅掩埋层312和单晶硅器件层313，三层结构依次堆叠，其中，所述单晶硅衬底层311的厚度在100μm～1mm之间，二氧化硅掩埋层312的厚度在0.1～3μm之间，单晶硅器件层313的厚度在10～300μm之间，以此形成所述器件层103；
步骤b，如图7所示，在所述器件层103内形成所述第一线圈层104，通过刻蚀工艺在器件层103上形成刻蚀槽，然后通过电镀工艺，在带有所述介质层的刻蚀槽内填充线圈材料，材料优选铜或其它电学性能优良且制备工艺成熟的材料，最后进行研磨抛光，去除表面多余的线圈材料，形成所述第一线圈层104，再通过CVD或热氧化工艺在器件层103表面沉淀一层介质层；
步骤c，如图8所示，通过CVD工艺，在带有所述线圈层的器件层表面淀积所述第二介质层108。通过PVD或CVD工艺，淀积第一键合体315，第一键合体315的材料取决于后续的采用的键合工艺，若采用直接键合，则所述第一键合体315的材料为二氧化硅；若采用低温金属键合，则所述键合层102的材料为金、铟等低温金属键合材料；
步骤d，如图9所示，准备第二圆片320，并进行常规预处理，包括清洗、干燥等，第二圆片320可以是单晶硅圆片，也可以是包括SOI圆片在内的其他类型的圆片，本案以单晶硅圆片为例进行说明；
步骤e，如图10所示，在第二圆片320上表面淀积第二键合体321，第二键合体321的材料与第一圆片310上的第一键合体315相匹配；
步骤f，如图11所示，采用键合工艺，第一键合体315和第二键合体321进行键合，形成所述键合层102；
步骤g，如图12所示，对键合片进行减薄，去除原第一圆片310的所述单晶硅衬底层311，并对所述二氧化硅掩埋层312进行图形化形成所述第一介质层106；
步骤h，如图13所示，在所述器件层103内形成第二线圈层105，以图形化的所述第一介质层106为掩膜，先通过刻蚀工艺，在所述器件层103形成刻蚀槽；再通过CVD或热氧化等工艺，在所述器件层103表面淀积介质层；然后通过电镀工艺，在带有介质层的刻蚀槽内填充线圈材料，材料优选铜或其他电学性能良好且制备工艺成熟的材料；最后进行研磨抛光，去除表面多余的线圈材料，形成所述第二线圈层105，所述第二线圈层105的材料可依照设计需求选择与第一线圈层104相同或不同的材料；选择不同的材料可以补偿因研磨抛光差异而导致的框架翘曲；
步骤i，如图14所示，通过溅射或蒸发工艺，淀积所述第一金属层107a和所述第二金属层107b，所述第一金属层107a为电性连接层，所述第二金属层107b为镜面的金属反射层；
步骤j，如图15所示，通过刻蚀工艺，在所述器件层103上形成微镜装置的主要器件结构，包括所述可动镜面111、所述第一扭转轴115、所述第二扭转轴116、所述可动框架110和所述固定框架；
步骤k，如图16所示，通过刻蚀工艺，在所述衬底层101上形成背腔结构334和背部加固结构109，所述背腔结构334为可动结构提供运动空间，其整体轮廓取决于正面的可动器件结构，在背腔结构334的范围包含所有的可动结构，所述背部加固结构109用于加固镜面，减小镜面运动时的动态变形；
通过氢氟酸刻蚀介质层，释放可动结构。
本实施例所采用的线圈排布方法，可在保持单位长度的线圈电阻不变的条件下，使线圈排布的密度翻倍，从而实现高密度线圈集成，增大驱动力，降低对电流幅值和磁场强度的要求，有利于实现低功耗、大扫描角度的高性能电磁驱动微镜。
实施例2，请参阅图2至图5，本发明基于实施例1的基础上提供了一种具有线圈堆叠结构的电磁驱动微镜，还包括背部加固结构109，所述背部加固结构109设置于所述可动镜面111和可动框架110的下方，且所述背部加固结构109上依次设置有所述键合层102和第二介质层108。
采用本实施例的技术方案，在所述可动镜面111和可动框架110的下方设置所述背部加固结构109，可用于抑制结构振动时因惯性导致的动态变形，所述背部加固结109构用于加固所述可动镜面111，减小所述可动镜面111运动时的动态变形。
实施例3，请参阅图17，本发明基于实施例1的基础上提供了一种具有线圈堆叠结构的电磁驱动微镜，还包括第三线圈层112、第四线圈层114和第三介质层113，所述第二介质层108和所述第三介质层113分别设置于所述器件层103的上下两端，所述第三线圈层112设置于所述第二介质层108的下端，所述第四线圈层114设置于所述第三介质层113的上方，所述第一线圈层104和所述第二线圈层105的局部通过所述器件层103的开口接触，所述第三线圈层112通过所述第二介质层108的开口与所述第一线圈层104接触，所述第四线圈层114通过所述第三介质层113的开口与所述第二线圈层105接触。
本实施例所采用的线圈排布方法，线圈排布的密度是传统单层线圈方案的四倍，且不改变单位长度的线圈电阻，可实现高密度线圈集成，增大驱动力，降低对电流幅值和磁场强度的要求。有利于实现低功耗、大扫描角度的高性能电磁驱动微镜。另外，集成有线圈层的所述可动框架，在结构层次上具有对称性，可基本消除因材料热膨胀系数差异而引起的热应力问题，减少工艺过程导致的器件内部的残余应力，减少工作时环境温度变化引起的热应力，提高器件的可靠性。
请参阅图18至图31，以下步骤为该实施例的一种具有线圈堆叠结构的电磁驱动微镜的生产工艺：
步骤A，如图18所示，准备第一圆片310，并进行常规预处理，包括清洗、干燥，第一圆片310可以是单晶硅圆片，也可以是包括单层SOI圆片或玻璃在内的其他类型的圆片，本案以单晶硅圆片为例进行说明，第一圆片310的厚度在100μm～1mm之间；
步骤B，如图19所示，通过刻蚀工艺，在第一圆片310形成空腔结构511；
步骤C，如图20所示，通过热氧化工艺，在第一圆片310表面形成第一介质层106，可选的，可根据后续的键合工艺，通过PVD或CVD工艺，选择在第一介质层106局部形成键合层102。此处以直接键合工艺为例进行说明，故图22所示实施例不需要额外设置键合层。
步骤D，如图21所示，准备第二圆片320，并进行常规预处理，包括清洗、干燥等。所述第二圆片320可以是单层SOI圆片，也可以是包括单晶硅圆片在内的其他类型的圆片，本案以单层SOI圆片为例进行说明，所述第二圆片320由所述单晶硅衬底层311、所述二氧化硅掩埋层312和所述单晶硅器件层313，三层结构依次堆叠，其中，所述单晶硅衬底层311的厚度在100μm～1mm之间，二氧化硅掩埋层312的厚度在0.1～3μm之间，单晶硅器件层313的厚度在10～300μm之间；以单晶硅器件层313作为器件层103；
步骤E，如图22所示，在器件层103上形成第一线圈层104，先通过刻蚀工艺，在器件层103上形成刻蚀槽，再通过CVD或热氧化工艺，在第二圆片320的器件层103表面形成一层介质层，然后通过电镀工艺，在器件层103上的刻蚀槽内填充线圈材料，形成嵌入式的第一线圈层104，并通过CMP去除表面多余的线圈材料，优选地，线圈材料为铜；
步骤F，如图23所示，通过PVD或CVD工艺，淀积第二介质层108，并在第一线圈层104的局部进行图形化，形成开口区；
步骤G，如图24所示，在器件层103表面旋涂光刻胶，然后通过光刻和电镀工艺，在器件层103表面形成第三线圈层112，通过第二介质层108开口区，所述第三线圈层112与第一线圈层104相互接触；
步骤H，如图25所示，将第一圆片310与第二圆片320进行键合；
步骤I，如图26所示，通过减薄工艺，去除键第二圆片320的衬底层，并对二氧化硅掩埋层312进行图形化，形成第三介质层113；
步骤J，如图27所示，重复上述所示工艺步骤，形成第二线圈层105和第四线圈层114，其中，第一线圈层104与第二线圈层105在局部形成接触，通过介质层开口区，所述第二线圈层105与第四线圈层114相互接触；
步骤K，如图28所示，通过溅射或蒸发工艺，淀积形成金属层，金属层包括镜面反射结构和电互联结构，所述电互联结构包括焊盘、导线等；
步骤L，如图29所示，通过刻蚀工艺，形成器件层103结构，包括所述可动镜面111、所述可动框架110、所述扭转轴；
步骤M，如图30所示，翻转键合片，按照空腔结构的轮廓，通过刻蚀工艺，形成空腔结构；
步骤N，如图31所示，通过氢氟酸刻蚀介质层，打开空腔结构511，共同构成器件的背腔结构334，同时释放可动结构。
实施例4，请参阅图32，本发明基于实施例1的基础上提供了一种具有线圈堆叠结构的电磁驱动微镜，本实施例的所述第一线圈层104与所述第二线圈层105均设置于所述器件层103的上下两端外部，并非嵌于所述器件层103的内部，以此为凸起式线圈结构，同时凸起式线圈结构需要单独设置TSV结构601，以实现所述第一线圈层104与所述第二线圈层105的电互联，且所述TSV结构601贯穿所述器件层103。本实施例采用凸起式线圈结构，避免了线圈侧壁与器件层的接触，进一步减小了温度变化时因材料热膨胀系数差异而产生的应力。
所述TSV结构601可以是圆片上预先制备的，也可以是在工艺过程中制备。
实施例5，请参阅图33，本发明基于实施例1的基础上提供了一种具有线圈堆叠结构的电磁驱动微镜，本实施例的刻蚀槽的刻蚀深度相对于实施例1更深，所述第一线圈与所述第二线圈的局部依旧通过所述器件层103的开口进行接触，同时其余接触部分通过介质层进行隔绝。
所述介质层可以是氧化硅，也可以采用抗压性能更好的绝缘材料。
请参阅图35，a为并联结构，b为线圈间的信号串联结构，c为下层线圈的信号导入串联结构，本发明所示的线圈堆叠方案，上层线圈和下层线圈可以采用串联或并联的方式与外接形成电互联。
若采用并联的形式，在线圈的起始和终点处设置局部的宽线圈，利用刻蚀的loading效应控制刻蚀深度，从而实现上下线圈层的电互联。再通过上层线圈表面的介质层开口和金属层，将外部电路产生的驱动信号导入堆叠的线圈结构。介质层未在俯视图中显示。
若采用串联的形式，在下层线圈的起始和终点处设置宽线圈，下层线圈的起始与上层线圈的终点存在重合，从而将上层线圈的电流信号导入下层线圈。下层线圈的终点处设置有TSV结构601，用于将电流信号由下层线圈重新导入器件上表面。
以上所揭露的实施例，可动框架均设置在固定框架内侧，但在实际设计时，设计者可根据实际需求，将可动框架设置在固定框架外侧。包括可动框架与固定框架的相对位置关系在内，本发明所述微镜装置的器件层结构均可依据实际需求进行调整。
以上所揭露的仅为本发明多个较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
Claims (9)
1.一种具有线圈堆叠结构的电磁驱动微镜，其特征在于，
包括衬底层、键合层、第二介质层、器件层、线圈组层、第一介质层和金属组层，所述键合层设置于所述衬底层的上方，所述第二介质层设置于所述键合层的上方，所述器件层设置于所述第二介质层的上方，所述线圈组层设置于所述器件层的上下表面，所述第一介质层设置于所述器件层的上方，所述金属组层设置于所述第一介质层的上方，且所述金属组层与所述线圈组层局部相互接触。
2.如权利要求1所述的一种具有线圈堆叠结构的电磁驱动微镜，其特征在于，
所述具有线圈堆叠结构的电磁驱动微镜还包括可动镜面、可动框架、第一扭转轴、第二扭转轴和固定框架，所述第一扭转轴与所述可动镜面和所述可动框架连接，所述第二扭转轴与所述可动框架和所述固定框架连接，且所述第一扭转轴与所述第二扭转轴正交排布。
3.如权利要求1所述的一种具有线圈堆叠结构的电磁驱动微镜，其特征在于，
所述线圈组层包括第一线圈层和第二线圈层，所述第一线圈层嵌于所述器件层的内部，并位于所述器件层的下端，所述第二线圈层嵌于所述器件层的内部，并位于所述器件层的上端，且所述第一线圈层与所述第二线圈层的局部相互接触。
4.如权利要求1所述的一种具有线圈堆叠结构的电磁驱动微镜，其特征在于，
所述线圈组层包括第一线圈层、第二线圈层、第三线圈层和第四线圈层，所述第一线圈层设置于所述器件层的下端，所述第二线圈层设置于所述器件层的上端，所述第二介质层设置于所述第一线圈层的下端，所述第三介质层设置于所述第二线圈层的上端，所述第三线圈层设置于所述第二介质层的下端，所述第四线圈层设置于所述第三介质层的上端，所述第一线圈层与所述第二线圈层局部接触，所述第一线圈层与所述第三线圈层局部接触，所述第二线圈层与所述第四线圈层局部接触。
5.如权利要求3或4任一项所述的一种具有线圈堆叠结构的电磁驱动微镜，其特征在于，
所述金属组层由第一金属层和第二金属层组成，所述第一金属层设置于所述可动镜面的上方，所述第二金属层设置于所述第一介质层的上方，且所述第二金属层与对应的所述第二线圈层局部接触。
6.如权利要求5所述的一种具有线圈堆叠结构的电磁驱动微镜，其特征在于，
所述衬底层和所述器件层均采用单晶硅，所述衬底层厚度为：100μm～1mm，所述器件层厚度为：10μm～300μm。
7.如权利要求6所述的一种具有线圈堆叠结构的电磁驱动微镜，其特征在于，
所述第一线圈层和所述第二线圈层均采用电学性能良好的材料，优选为铜。
8.如权利要求7所述的一种具有线圈堆叠结构的电磁驱动微镜，其特征在于，
所述第一金属层和所述第二金属层均采用金，厚度均为50nm～1000nm。
9.一种具有线圈堆叠结构的电磁驱动微镜的生产工艺，应用于如权利要求8所述的一种具有线圈堆叠结构的电磁驱动微镜，包括如下步骤：
准备第一圆片，并对所述第一圆片进行预处理；
在器件层的第一主面制备第一线圈层；
在所述第一圆片上形成第二介质层；
在所述第一圆片上形成第一键合体；
准备第二圆片，并对所述第二圆片进行预处理；
在所述第二圆片上形成第二键合体；
将所述第一键合体和所述第二键合体采用键合工艺进行键合，形成所述键合层；
对第一键合体进行减薄，去除所述第一圆片的衬底层，并对所述第一介质层进行圆形化；
在所述器件层的第二主面制备所述第二线圈层；
淀积第一金属层和第二金属层；
通过刻蚀工艺，在所述器件层上形成微镜装置的主要器件结构；
使用刻蚀工艺，在所述衬底层上形成空腔结构；
通过氢氟酸刻蚀介质层，释放可动结构。
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| GR01 | Patent grant | ||
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