TW526338B - MEMS optical cross-connect switch - Google Patents

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本發明大體上係關於光學開關及其製造方法，更明確地 說，本發明係關於微機電單模光纖跨接開關及其製造方法。 董背景 薄膜技術的進展已使得複雜的積體電路能夠被製造出來 。此種先進的半導體技術亦已被用來幫助創造MEMS (微電 子機械系統）結構。MEMS結構一般而言皆能夠移動或施加 力1。已有許多不同的MEMS裝置被創造出來，包括微感測 器、微齒輪和其它微工程裝置。MEMS裝置被開發用在廣泛 的應用上，因爲它們能夠提供低成本、高可靠度和極小的 尺寸等優點。由於有這種能力，因此MEMS技術已被應用在 開I用於單模光纖的自由更間開關（free-Space switch)上。 與電纜比較之下，光纖具備許多優點，包括高頻寬、低 損失、重量輕、不會發生電流突增以及可以忽略的電磁干 擾量。大規模地使用光纖網路已被廣泛接受，而且已被電 信工業所支援而成爲其中一種高速區域網路（LANs)的國際 標準。光纖開關在網路中被用來重新組織網路及/或提高整 體可靠度。例如，光學旁通開關已被用來繞過網路内故障 的節點。 . 製造光纖開關可利用自由空間（free_Space)或波導 (waveguide)法。自由空間法提供許多較傳統的波導法好的 "k點。關於傳統波導方法的例子，請參見L a Fieid等人於 1995 年 6 月在 International Solid-State Sensors and Actuators Conference - Transducers 1995 ^ Stockholm, Sweden 25-29 -4- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 l·---^丨訂---------Φ. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 297公釐） 526338 A7 B7 五、發明說明（2 ) 頁中所發表之標題爲「微機械加工之1 X 2光纖開關」的技 術發表。自由空間法具有較低的聯結損失及最小的干擾。 然而，傳統的自由空間光纖開關採用大體積的光學元件， 而且製造成本通常很高。MEMS技術使自由空間光纖開關的 性能得以改善，而且能夠以相當低的成本製造。關於此種 自由空間MEMS開關的例子，請參見H. Toshiyoshi等人於 1996 年 8 月在 Digest IEEE/LEOS 1996 Summer Topical Meetings，6j-64頁所發表之「利用碎微機械加工之扭力鏡片 的光學跨接」以及C. Marser等人於1997年在Tenth IEEE international MEMS Workshop 349-354頁所發表之「利用反 應性鐵蝕刻所製造之用在光學切換應用上的垂直鏡片」等 技術發表。 大部份基本形式的MEMS光纖開關能夠將來自一單根光纖 的輸入以一定的路徑接到（routing) —根或可能兩根輸出光纖 。以光纖爲基礎的電信工業需要一種能夠整合多個開關元 件成爲一個陣列的微電子開關架構。設計此種陣列的一個 關鍵重點是必須能夠建立無阻礙、可一對一操作的開關陣 列，使得設定一個開關來決定一光纖的路線不會影響到爲 了定出其它輸入光纖的路線而對其它開關元件所作的設定 ΰ建立規模上可調整的架構，讓眾多的輸入光維能構按照 應用上的要求以一定的路徑接到（routing)輸出光纖，也是很 重要的需求。光纖開關在設計上必須要提供一穩固的反射 狀態讓光纖能夠以可靠的方式重新導向，以限制插入損失 (insertion loss)的量。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · n I n i n n n 一口，I ϋ n m ·ϋ ϋ ϋ I . 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 526338 A8 B8 C8 _____D8 六、申請專利範圍 反射結構或鏡片正確地從非反設狀態驅動到反射狀態的 能力是目前微電子光學開關的另一個重點。使用磁場來驅 動叙片已經在成功的邊緣。大部份的作法是使用在鏡片之 非反射和反射狀態之間的中點位置具有最大扭矩的固定磁 %。扭矩在中點位置一達到最大値就會逐漸減小，直到鏡 片到達反射狀態變成低扭矩値。此低扭矩效應有礙鏡片穩 固地達所需的反射狀態。 因此，雖然已有一些自由空間光纖跨接開關被開發出來 ’但就使插入損失達到最小、得到能夠無阻礙且_對一操 作的開關陣列、提供大小可調整的開關陣列、能夠穩固驅 動以及符合效益的製造成本等而言，還是有需要開發其它 型式之能夠更可靠地運作的光學跨接開關。因此，這些 MEMS光學跨接開關可適用於更廣泛的電信應用上。眾多的 電信方面的應用，例如光纖網路，將受益於具有這些改善 的屬性的MEMS光學跨接開關。 發明概述 本發明提供一種能夠將光纖從一輸入光纖切換成一或二 或更多輸出光纖的微機電結構。在一具體實施例中，mems 光纖跨接開關包含一第一個表面上裝有一彈起式鏡片的微 電子基材及一鄰近於該第一個基材安裝之用以提供該彈起 式鏡片驅動力的旋轉磁場源。該旋轉磁場源可含有一個能 夠使扭矩在整個驅動期間皆達到最大的可變控制磁場。該 可變控制磁場可包含一對磁軸大致上正交的線圈。可改變 施加於該（等）線圈的電流而在驅動期間調整該可變控制磁場 ___ - 6 _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公爱）—---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------

526338 五、發明說明（4 ) 源，以使彈起式鏡片從非反射狀態移動到反射狀態的整個 期間皆有最大磁力扭矩並產生最佳的驅動力。此外，可在 第二個微電子基材附近安裝一磁極塊（magnetlc pole plece) 以進一步提供該彈起式鏡片磁性吸力。 此外，此一具體實施例可包含至少一個作爲停止閘的定 位結構’用以將該彈起式鏡片固定在一反射狀態。該定位 結構可包括一個從位在相對於該第一個微電子基材之一固 定位置處之第二個微電子基材延伸過來柱狀結構。可經由 一個連接到該第二個基材的電壓源，以電力驅動該定位結 構，使孩彈起式鏡片「鎖」在「直立」的反射狀態。此外 ，此一 MEMS光纖跨接開關之具體實施例可包括一個繫鍊 (tether)裝置，該繫鍊裝置連接到該第一個基材，藉此提供 一向下壓制的電壓至該彈起式鏡片而以電力加以驅動，使 該彈起式鏡片成爲俯臥非反射狀態。 在本發明之另一具體實施例中，該MEMS光學跨接開關包 含一個在表面上裝有一彈起式鏡片的第一個微電子基材及 一鄰近於該第一個基材安裝之用以提供該彈起式鏡片驅動 力的旋轉磁場源。該定位結構的作用是在該鏡片被驅動到 一反射狀態時用來定位該彈起式鏡片。該定位結構可包括 一個從位在相對於該第一個微電子基材之一固定位置處之 第一個微電子基材延伸過來柱狀結構。可經由一個連接到 該第二個基材的電壓源，以電力驅動該定位結構，使該彈 起式鏡片「鎖」在「直立」的反射狀態。此一具體實施例 之驅動機構可包括一磁場源。此外，該此場源可爲一個能 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝— T -H· ϋ ϊ ， n Βϋ n ϋ n 1 1 I · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 526338 A7 B7 五、發明說明（5 請 先 閱 讀 背 面 夠k:化地加以控制的磁場源。此外，可在該第二個微電子 基材内或附近裝一個磁極塊以確保具有足夠的扭矩使該鏡 片達到需要的完全「直立」的反射狀態。 在本發明之另一具體實施例中，尚有提供一種在一微電 子裝置中跨接切換光學訊號的方法，該方法包括步驟：在 一光學路徑上接收一輸入訊號；產生一旋轉磁場將一彈起 式鏡片從一非反射狀態驅動到一反射裝態；以及，反射該 輸入訊號，使之離開該彈起式鏡片，到另一個光學路徑上 。此外，方法尚可包括步驟：使用一定位結構來限制彈 起式鏡片的移動，使它維持在反射狀態的位置。另一可行 的步驟是利用施加電壓於相關的定位結構而以電力將該彈 起式鏡片壓制在一反射狀態。 在一微電子裝置中跨接切換光學訊號尚有另一種的方法 :該方法包括步驟：在—光學路徑上接收—輸人訊號；以 磁力將彈起式鏡片從一非反射狀態驅動到一反射狀態；使 该弹起式鏡片維持在一反射狀態的位置；以及，反射該輸 入Λ唬，使之離開該彈起式鏡片，到另一個光學路徑上。 :維持位置的步驟可進一步包括使用最少一個例如從一微 電子基材延伸過來的定位結構來限制該彈起式鏡片的驅動 :㈣用磁力驅動的步驟可包括產生一旋轉磁場將該彈起 式鏡片從一非反射狀態驅動到一反射狀態。 二:卜，本發明尚實作於一包含一第一個微電子基材的光 W:關陣列中，該第-個微電子基材的表面上具有至 /兩個洋起式鏡片’而且有_旋轉磁場源配置於該微電子

本纸張尺錢財θ — X 8- 526338 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 發明說明（6 基㈣附近。該跨接開關陣列可包含至少兩個位在 個微電子基材之-固定位置之定位結構，用」 作起式鏡片定位在-反射狀態的。該等定位結包: 右干個從位在相對於該第—個 匕3 # I何 < 一固疋位署々 -弟二個微點子基材延伸過來的柱狀結構。一般而二〈 :列包含晴及_的彈起式鏡片及與之對應配£又的二位: 構，而形成-個無阻礙、一對一的切換矩ρ車。 人在本發明另一具體實施例t，—光學跨接開關陣列可包 3-個表面上裝有至少兩個彈起式鏡片的第—個基材及一 個位在相對於該第—個微電子基材之—固定位置之第二個 H «二個基材上具有至少兩個朝向該第一個 基材延伸的定位結構。該等定位結構的作用是限制彈起式 鏡片的進-步移動，以防止其超越反射狀態的位置。可利 用=如旋轉磁場的磁場源來驅動該彈起式鏡片陣列。一般 而言’該陣列包含晴^列的彈起式鏡片及與之對應配置 的足位結構，而形成-個無阻礙、-對-的切換矩陣。 在本發明〈另一具體實施例中，一光學跨接開關陣列可 包含-個表面上裝有至少兩個彈起式鏡片的第一個基材及 一個位在相對於該第一個基材之一固定位置之第二個微電 :基材。此外，此一具體實施例尚包括—個順著該第一個 微電子基材方向之與該至少二個彈起式鏡片發生交互作用 勺兹場，以及至少二個配置在該第二個微電子基材附近之 用以k供琢彈起式鏡片進—步磁性吸力的磁極塊。 本發明尚實作於一個具有—第一個微電子基材、至少一 -9 本紙張尺度賴巾國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公- AWI ^---r----t---------Awl. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制农 526338 A7 B7______ 五、發明說明（7 ) 個裝在該第一個微電子基材週邊之光纖輸入和二個光纖輸 出、至少一個裝在該第一個微電子基材附近之彈起式鏡片 以及將該等彈起式鏡片從一非反射狀態驅動至一反射狀態 之旋轉磁場源的MEMS光學跨接交換系統中。一MEMS光學 跨接交換系統可包含一第一個微電子基材、至少一個裝在 該第一個微電子基材週邊之光纖輸入和二個光纖輸出及一 個位在相對於該第一個基材之一固定位置之第二個微電子 基材。該第二個微電子基材上具有至少一個朝向該第一個 微電子基材延伸的定位結構。該定位結構的作用是限制該 彈起式鏡片的進一步移動，以防止其超越反射狀態的位置 〇 本發明之MEMS光學跨接開關的一個優點是具有一個作爲 驅動機構的旋轉磁場源。利用這種方式，可完全且反複地 使該彈起式鏡片從非反射狀態驅動至反射狀態。在另一具 體實施例中，本發明採用定位結構，例如柱狀的結構，作 爲該等彈起式鏡片在達到個別的反射狀態位置時的停止閘 (stop-gates)。此外，可通過該定位結構施加一個電壓將該 彈起式鏡片「鎖定」在反射狀態的位置。該定位結構之獨 特設計使該開關陣列能夠設定成以無阻礙、一對一的方式 操作，使得設定一個開關元件來定出一輸入光纖的路徑不 會干擾到爲了定出其它輸入光纖的路徑而對其它開關元件 所作的設定。此外，本發明提供可調整陣列大小的架構， 允許眾多的輸入光纖視應用上的需要，以設定的路徑接 (_te)到若干條輸出光纖上。本發明之自由空間廳紹技術 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------IAWI --------訂·-------I · (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 526338 A7 B7 五、發明說明（8 ) 的光纖開關藉由提供一個穩固的反射狀態使光纖能夠可靠 地重新導向而限制插入損失的量。 圖示簡單説明 圖1爲一 MEMS光學跨接開關之透視圖，圖示爲按照本發 明之一具體實施例之位在非反射狀態位置之彈起式鏡片和 定位結構之間的位置關係。 圖2爲一 Μ E M S光學跨接開關之透視圖，圖Tjr爲按照本發 明之一具體實施例之位在反射狀態位置之彈起式鏡片和定 位結構之間的位置關係。 圖3爲一按照本發明之一具體實施例之MEMS彈起式鏡片 及相關的繫鍊裝置和基材錨定的上視圖。 圖4A-4C爲一 MEMS光學跨接開關的侧視剖面圖，圖示爲 按照本發明之一具體實施例，將彈起式鏡片從一平躺的非 反射狀態驅動到一直立的反射狀態的磁力驅動程序。 圖5爲磁力扭矩對鏡片角度之關係的圖形，特別強調只使 用固定磁場源之具體實施例和按照本發明之一具體實施例 同時使用一固定磁場源及一磁極塊所產生磁力扭矩的差異。 圖ό爲一 MEMS光學跨接開關的側視剖面圖，圖示爲按辟 本發明之一具體實施例，使用可變控制磁場達成將彈起式 鏡片驅動至完全直立的位置。 圖7Α-7Β爲一 MEMS光學跨接開關的透視圖，圖示爲按照 本發明之一具體實施例之一個具有多個彈起式鏡片之睁列 的切換性能。 圖8 Α-8Ι爲製造本發明之光學跨接開關的方法中，製造其 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格mo X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · 1_| ·ϋ n n n n I 麵►、 · * I I wa aw ·證 \ 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印制衣 526338 A7 B7__________—— 五、發明說明（9 ) 上具有定位結構之該第二個微電子基材的步驟的各個製造 階段的剖面圖。 圖9 A-9E爲製造本發明之光學跨接開關的方法中，製造其 上具有彈起式鏡片之該第一個微電子基材的步驟的各個製 造階段的剖面圖。 發明詳細説明^ 以下將參考本發明較佳具體實施例之附圖，更詳細地說 明本發明。然而，本發明可以用各種不同的形式實作，並 不限於本文所述的具體實施例；提供這些具體實施例的目 的是爲使本發表更爲透徹及完整，並能完全地將本發明的 範圍傳達給熟知此技藝者。各圖中相同的代號代表相同的 元件。 圖1及圖2爲按照本發明之一較佳具體實施例之微機電 (MEMS)光學跨接開關的透視圖。跨接開關1〇包含一個表面 平整的第一個微電子基材12。該微電子基材可由矽組成， 但也可以使用其它適合的半導體材料來形成該第一個微電 子基材。一彈起式鏡片14裝在第一個微電子基材的表面上 。圖1中’該彈起式鏡片係位在與平行於該第一個微電子基 材表面的平面上。本文稱彈起式鏡片之此一方位爲非反射 狀悲，光學訊號可通過此鏡片構造而不會被改變或反射。 圖2中，該彈起式鏡片係位在垂直於該第一個微電子基材表 面的平面上。本文稱彈起式鏡片之此一方位爲反射狀態， 在圖2中以箭號16代表的光學訊號會與彈起式鏡片的表面i 8 接觸並改變方向。 -----------. —„—^ 訂·-----—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -12- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 526338 A7 s-~—----- 五、發明說明（1〇 ) 孩光學跨接開關尚可包括一個裝在相對於該第一個微電 子基材之一固定位置的第二個微電子基材。圖i和圖2的透 視簡圖並未畫出該第二個微電子基材；但在圖4A_4C的側視 剖面圖和圖7的透視圖中有晝出該第二個微電子基材2〇。在 相對於该第一個微電子基材和該彈起式鏡片的位置，有裝 置一或多個定位結構，用來防止該彈起式鏡片移動超越要 求的反射狀態。在圖4A-4C和圖7的具體實施例中，定位結 構22爲從該第二個微電子基材朝向該第一個微電子基材延 伸的柱狀結構。在這些具體實施例中，該等定位結構通常 很靠近該第一個微電子基材，但不會與之接觸，以確保第 一個微電子基材和第二個微電子基材之間的電性隔離。亦 可在該第一個微電子基材上或定位結構的端部裝上一絕緣 層，如此可允許定位結構和該第一個微電子基材接觸。熟 知此技藝者將了解，定位結構亦可裝在相對於該第一個微 電子基材爲固定的其它位置上，並不超出本文所揭示之發 月概怎的範圍。忒相對的固定位置應使定位結構在彈起式 鏡片被驅動到反射狀態的位置時能夠限制該彈起式鏡片的 進一步移動。該第二個微電子基材和該等定位結構可由 <11 〇>結晶矽構成，但亦可使用其它適合的半導體材料來形 成孩第二個微電子基材和該等定位結構。被選擇用來構成 琢第二個半導體基材的材料最好具備定位結構所需之精準 表面的特性。 在圖1和圖2所示的具體實施例中，該等定位結構22朝向 遠第一個基材的平整表面延伸但不與之接觸。因此，該等 -13- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 526338

五、發明說明（11 定位結構並不能使該第一個基材和該第 固定的t置關係、，因此，通常在該第-個微電子基材2 的外絲上如圖π示的支撑結構24。t撑結構的作用是提 供第一和第二個微電子基材之間的固定位置關係。 此外，在圖2所示的具體實施例中，係以二 來限制彈起式鏡心作進—步移動。在此—具體實中2 ，裝在彈起式鏡片一側的定位板25將會與每一定位結構之 一精準面的一邊接觸，以限制彈起式鏡片的移動。該等定 位結構亦可做成使該彈起式鏡片只接觸到一個定位結構並 被其所限制，此亦在本文所揭示之發明概念的範圍之内。 在以單一定位結構定位的具體實施例中，在彈起式鏡片的 侧面只需貼附一個將與定位結構接觸的定位板。此外，也 可以使用定位結構的其它面來限制彈起式鏡片的移動。定 位結構可做成使彈起式鏡片以頂緣（亦即，離鏡片與基材連 接點最遠的一邊）來限制彈起式鏡片的進一步移動。在此_ 具體實施例中，定位板可貼附在彈起式鏡片的頂緣。相反 地，定位結構也可以做成使彈起式鏡片以底緣（亦即離鏡片 與基材連接點最近的一邊）來限制彈起式鏡片的進一步移動 。在這種具體實施例中，該定位板可貼附在彈起式鏡片的 底緣。本發明之定位結構亦可做在該第二個微電子基材下 側的凹處中。在這種具體實施例中，可在彈起式鏡片的頂 緣貼附一個定位板。當彈起式鏡片達到反射狀態時，該定 位板會與該凹處的内面接觸而限制彈起式鏡片的進一步移動 0 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 526338 A7 ____B7__ I、發明說明（12 ) ~' 圖3的上視圖更詳細地畫出彈起式鏡片丨4的構造。彈起式 鏡片裝在第一個微電子基材12的平整表面上，彈起式鏡片 在成型時所採用犧牲層（sacriflclai layenng)製程使鏡片離開 該第一個基材表面上並平躺在第一個基材中的一個淺凹槽 30上面。該凹槽的作用是提供彈起式鏡片和基材之間的^ 性隔離，以及減輕在裝置之製造及使用期間，彈起式鏡片 頂到（熟知此技蟄者一般稱之爲「戳刺力」）基材所衍生的問 題。亦可將彈起式鏡片的底面、基材或兩者的表面都做成 輕微凹溝陣列的樣式。具有輕微凹溝的表面可減少鏡片和 基材之間的接觸面積。在彈起式鏡片驅動時用以限制其^ 一步移動的定位板25靠在基材上未被驅動的位置，將彈起 式鏡片支撑於凹溝的上方。該定位板可導電，使得施加於 定位板上的電壓可將彈起式鏡片鎖定在驅動後的反射位置 或尚未驅動的非反射位置。 利用一繫鍊裝置32來移動彈起式鏡片以及提供一導電路 徑以便將電壓傳導到彈起式鏡片的定位板。如圖3所::繫 鍊裝置可包含一個長橢圓形的繫鍊，一般稱之爲髮夾型繫 鍊（halrpin tether)。這種繫鍊構形是強勃且富彈性的構造’，、 使用它能做出可靠的彈起式鏡片。圖示之繫鍊裝置（更明確 的説法是髮夹型繫鍊）係爲説明而舉的例子。亦可使用其它 冨彈性之鉸鍊機構來移動裝在它上面的彈起式鏡片。爲了 表達上的明確，圖i、圖2和圖未晝出繫鍊裝置或鉸 鍊機構。繫鍊機構裝在基材的錯座34上。施加該錯座的外 邵靜電源（未示於圖3中）經過繫鍊裝置傳到定位板。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝--------訂---------^一^ -15- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 526338 五、發明說明（13 ) :疋供驅動繫鍊裝置所需的能量。繫鍊裝置在作用的狀 =下可輸出使彈起式鏡片維持在制的非反射㈣（亦即大 j基材平行）所需要的力量。在此-具體實施例中，該髮 夫土繫鍊在被驅動後會使該擴圓形繫鍊產生彎曲及/或扭轉 。一旦轉不再通過繫鍊裝置，繫鍊就會回到釋放的狀態 因此淨起式鏡片不再受拘束而可繞著繫鍊的轴自由旋轉。 繫鍊裝置32、錨座34、定位板25和彈起式鏡片之下的底 板（圖3並未晝出）可由相似的材料做成，例如聚碎物質 ㈣ys山eGn)。亦可以使用其它富彈性的導電材料來形成該 繫、柬來置32釦座34、定位板25和底板。當繫鍊裝置32、 知、足位板25和底板是以相同的材料（聚矽物質）做成時 ，則述結構可以在單-的製程中完成。彈起式鏡片的反射 面18可以使用金或其它適合的反射性材料做成。圍繞該反 射面週圍的邊框結構26可由經過電鍍的鎳做成。彈起式鏡 片的邊框提供彈起式鏡片構造的整體剛性，以及，在一些 具體實施例中，作爲磁性作用材料。亦可使用其它具備相 似特性的材料來形成該框架結構。 在本發明之一具體實施例中，該彈起式鏡片係利用產生 於该第一個及第二個微電子基材之間的磁場加以驅動。當 一磁場施加於該第一個和第二個微電子基材之間時，會隨 磁性作用的彈起式鏡片會順著磁場的方向調整位置。如前 述，可施加一電場於該彈起式鏡片上而使鏡片維持在一穩 固的非反射位置（亦即與該第一個基材平行）。若有使用磁場 ’則電場的強度必須足以蓋過磁場。一旦電場消失，磁場 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ·1·----------0 裝----^---—訂---------# (請先閱讀背面之*!意事項再填寫本頁} 526338 A7 —-------------B7 —_ 五、發明說明（14 ) ^ ~ 就成爲主要力量並提供驅動彈起式鏡片所需的力量。在一 利用磁場驅動的具體實施例中，邊框可作爲彈起式鏡片之 磁乍用兀件。磁場的來源可爲永久磁鐵、電磁鐵或任何 其它能夠產生所需磁場的裝置。 在本發明之-具體實施例中，該光學跨接開關可採用一 個與該第-個基材表面大致平行的外部磁場。這種磁場可 利用永？兹鐵或電磁鐵來產生。所需的磁場強度通常在 200 500河斯左右。圖4A-4C爲本發明之一具體實施例，此 J之兹昜大致與邊第一個基材平行。圖4 A中，彈起式鏡片 14 (更明確的說法是，磁性作用元件)上的磁性扭矩從低扭 力狀態開始，此時壓制電壓（clamp d〇wn v〇itage)&解除且 彈起式鏡片u是在與第一個基材12平行之初始位置。一電 :兹鐵40仏於该第_個基材的表面之下，產生與該第一個和 第個微私子基材大致垂直的磁場。此磁場會使彈起式鏡 片々兹f生元件順磁場的軸線排列，產生反抗繫鍊裝置扭力 的扭矩。使用電磁鐵是爲了説明而舉的例子。亦可使用其 b 3L式的磁場產生斋（例如永久磁鐵）來產生需要的磁場。此 外，圖示的磁場產生器也是爲了説明而舉的例子。磁場產 生的心'置由所需的磁場強度和方向來決定。 如圖4Β所不，彈起式鏡片在大約離第一個基材平行之初 始位置大約45度角時，亦即與磁場方向夾45度角時，通過 最大扭矩的階段。彈起式鏡片一超過該最大扭矩階段，扭 矩就開始減小，直到低扭矩的第二個階段出現，此時彈起 式釦片與初始位置大約差9〇度角，亦即與該第一個基材垂 -17- 本紙張尺度適用中_冢標準（CNS)A4規格d_1G X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ·1!1111. 參 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 526338 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（15 ) 直。圖4C所示爲該低扭矩之第二階段。在大部份的應用中 ’反射狀態一般而言係與初始位置大約相差90度角或與第 一個基材垂直。該位在9〇度位置之低扭矩的第二個階段使 彈起式鏡片無法完全迅速地到達穩固位置或可靠地在起始 的平行位置和完全直立的反射位置之間來回移動。發生此 問的原因是彈起式鏡片在接近完全直立的位置時，繫鍊 衣置對彈起式鏡片的反抗作用恢復力所造成。要減輕此問 題’可在本發明之第二個微電子基材内裝置一個磁極塊42 (如圖4C所示）。該磁極塊可由例如鐵氧基的磁性材料做成 。孩磁極塊通常裝在該第二個微電子基材内，以便在該低 扭矩的第一個階段提咼磁力扭矩。加入該磁極塊可在彈起 式鏡片達到完全直立位置時有效地增加磁場的強度。由於 磁場強度增加，彈起式鏡片的定位板25會與定位結構22之 面的一個邊接觸而使彈起式鏡片維持在穩固的反射狀態。 圖5爲使用一磁性板及一磁極塊之具體實施例以及只使用 一磁性板之具體實施例的磁力扭矩對彈起式鏡片角度之曲 線的比較圖。此例中，磁極塊偏離彈起式鏡片之完全直立 的反射位置一段距離，類似圖4所示的位置。必須 ， 於只使用磁性板的具體實施例而言，最大扭矩發生在例口 5〇度之間，當扭矩在超過5G度錢“時，料式鏡片要 達到完全直立的位置就會有困難。相反地，在同時使用磁 極塊及磁性板的具體實施例中，彈起式鏡片在大約8〇到85 度時達到最大扭矩，而且在彈起式鏡片接近完全直立的9〇 度時仍維持需要的扭矩値。 ^ Γ ttmmm mme§ II «ϋ ϋ— ϋ·— mmmmmmw n n —Bi ,1^ ^ 1> temmm i n 1^1 I— I 11 1_1 ·ϋ I n_i Mmmm§ Hi I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -18-

)仏338 五、發明說明（μ 、卜在本發明之另一具體實施例中，可使用可變控制 石兹立^ 二 旋轉磁場，使得整個驅動期間中，施加於彈 勹$妩片的磁力扭矩皆達到最大。此一可變控制磁場源可 匕。單或成對的線圈型電磁鐵，例如Helmholtz線圈、分 趴二隙螺、、、糸官（Spllt_gaP solen〇ids)、「馬鞍」形線圈或類似 、二、把技術碗鐵。亦可使用鐵氧心磁鐵來產生可變的控 制磁場，炊而 夕壬 二 …、 夕重的磁力返回路徑和和包裝的限制可能 會妨礙到要求的效能特性。在一使用成對線圈的具體實施 例中，$等線圈對通常是裝在靠近光學跨接開關之處，以 產生大把上王正叉的磁場分量。在這樣的配置下，所產生 的第-個磁場會大致與該第一個和第二個基材垂直。第二 產生的磁場會大致與該第一個和第二個微電子基材平行 且大致與繫鍊裝置的旋轉軸或鉸鍊結構垂直。 如圖6之剖面圖所示，一第一個可變控制線圈圍繞並包 圍第一個微電子基材以下及第二個微電子基材以上的區域 纏繞。線圈50產生一個大致垂直於第一個和第二個基材表 面的磁場。一第一個可變控制線圈52圍繞並包圍該第一個 微電子基材及第二個微電子基材的兩側纏繞。線圈52產生 一個大致平行於該第一個和第二個基材表面的磁場。在這 樣的配置下，該等線圈會整個把該第一個和第二個微電子 基材包起來。圖示爲該等線圈對之位置的一個例子。此外 ，使用線圈對也是爲了説明而舉的例子，亦可使用單一線 圈來產生可變控制磁場。 該等線圈對亦可配置於靠近該第一個和第二個基材之預 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝--------訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -19 526338 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（ 先決疋的位置，使最初之合成磁場的磁軸54偏離第一個基 材的表面大約45度角。藉由改變通過第一個線圈之電流量 與通過第二個線圈之電流量的比値，可以控制磁場的大小 和方向。例如，藉由在彈起式鏡片驅動步驟的期間改變通 過該等線圈白勺電流量，彳使磁場在該預定期@内旋轉大約 90度角，有效地使彈起式鏡片在整個驅動過程的期間皆獲 得最大的磁力扭矩。因此，當彈起式鏡片接近完全直立的 反射狀態時，磁場在最後會具有與第一個基材的表面夹大 約135度角的磁軸56。磁場作此旋轉所需的時間視許多因素 而足’包括彈起式鏡片行進的速度。磁場的大小及方向可 以控制，以使彈起式鏡片在整個驅動的過程中皆可獲得固 定的最大磁力扭矩。利用可變控制的磁場源，可以使彈起 式鏡片可靠地達到完全直立的反射狀態，保持與至少一個 定位結構22之一面的一邊接觸。 一般而言，使用可變控制磁場可降低整體磁場的功率， 亦即’電流可以降低。例如，可使用磁場強度爲删高斯的 電磁鐵，藉由使施加到這些電磁鐵的電流從丨安培變 化到3安培，可將彈起式鏡片驅動到完全直立的反射狀態。 此外，在許多應用中，使用旋轉磁場可以比較不需要在第 二個微電子基材中使用磁極塊。使用可變控制磁場使磁場 方向軸在整個360度半徑内都可以控制，因此可以不需要磁 極塊。由於省去了磁極塊的使用，因此簡化了光學跨接哭

整體的製程。 W 必須説明’使用可變控制磁場來建立旋轉磁場並不限於 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 了 m I n I f 、I -n an i I n ϋ I _ 20- 526338 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（18 ) 用在以機械構形的定位結構來限制彈起式鏡片的進一步驅 動（亦即，將彈起式鏡片定位在反射狀態）上。同樣地，可變 控制磁場的觀念也可以用在任何需要利用磁力來驅動的光 學開關中，而且此等具體實施例亦在本發明之範圍内。雖 然以上的討論和説明是針對本發明之具有定位機構的具體 實施例，但可變控制磁場可以用在任何具有可限制開關進 一步移動之適合裝置的其它開關上。 再次參考圖i和圖2，圖中係使用定位結構22來限制已被 驅動到可反射光學訊號之彈起式鏡片的進一步移動。一旦 屯壓不再通到繫鍊裝置上，彈起式鏡片就不會再被電力限 制在躺平的位置。磁場變成主控的力量，使彈起式鏡片的 兹丨生作用元件犯夠順著磁場的方向排列。當彈起式鏡片到 達要求的反射狀態時，必須使彈起式鏡片維持在穩定或「鎖 在疋位」的位置，使得被反射的光學訊號可以按照非常均 勾义要求的路徑行進。此外，可使用例如柱狀結構之定位 結構以電力將彈起式鏡片鎖定到完全直立的反射狀態。一 旦彈起式鏡片14的定位板25接觸到至少一個定位結構之一 面的一邊，電壓就會從一外部電源通過第二個基材而傳到 该2位結構。此一電力可將彈起式鏡片鎖定在直立的反射 狀怎。该電力鎖疋位置最好在光學訊號的整個反射期間都 能維持，以確保最少的訊號損失，以及可重複的光學訊號 路k。一旦光學訊號已經反射或反射狀態已不再需要，即 可解除施加在定位結構的壓制電壓，使彈起式鏡片被驅動 到與罘一個基材平行的躺平位置。單獨使用繫鍊裝置 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------^--------- -21 - )26338 五、發明說明（19 ) ㈣足以將彈起式鏡片驅動到平躺的位置。 來提供釋放彈起式鏡片所+六θ /古、，去 常宋、口構 ή所而力！使&相非反射之平躺位 =“中，可以使用如上述的作法，而不需要產生反向 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此外’本發明尚實作於構成—陣列形式之多個彈起式鏡 片中。圖17轉使用按照本發明之—具體實施例之彈起式 鏡片14和定位結構22之光學跨接開關睁列㈣透視圖。該 光學開^車列70包括一第一個具有平整表面的微電子基材 12。孩帛一個微電子基材可由石夕做成，但亦可由其它合適 的半導體材料做成。該第—個微電子基材的周圍圍繞:有 透鏡的光纖（Lensed flber)，它們的光學軸與基材的平面平 仃。一彈起式鏡片陣列14配置於第一個基材上，位於光纖 •^列和行的交叉處，且方向與輸入光纖72夾45度角。輸入 透鏡74產生直徑大約150微米的平行光束16 ,這些光束會通 過彈起式鏡片（在俯臥的非反射狀態），或是被彈起式鏡片 (在直乂的反射狀悲）反射。在光束通過一行的所有彈起式鏡 片的情況中，離開的光束會到達位在鄰近該行的輸出透鏡 76並進入相關的光纖78中。在光束被彈起式鏡片反射的情 況中，光束會沿著一個列的路徑離開而到達一鄰近該列之 輸出透鏡80並進入相關的輸出光纖82中。陣列中的每—個 彈起式鏡片皆可獨立編址（addressable)，因此任何的輸入光 纖皆能夠無阻礙地通過或被反射而重新導向到任何一根與 一行或列相關的輸出光纖。 圖7A-7B所示爲開關陣列的一個例子。由於需要將多重開 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 526338 五、發明說明（2〇 ) 關元件（即，彈射鏡）整合成η χ n或m χ n開關陣列， 所以規定基材上的彈射鏡架構，其中〇1和11為2到256之間的 整數，取好是在2到128之間。該陣列必須能夠無妨礙地一 對一操作；亦即，設定一個開關以決定光纖A的路徑不應干 擾光纖B的設定。對於一每一彈起式鏡片係利用兩個定位結 構擋住（stop-gated)的具體實施例中，該η χ n開關陣列會進 一步包括（n2+n+(n-丨））個排列成n+丨行及n+丨列的定位結構， 其中η為一大於1的整數。 訂 操作時，可藉由施加電力到彈起式鏡片上使其維持在一 平躺的非反射位置。如前述，此一電力可由一個經由錨座 與鏡片導電連接之外部電源供應器所產生。該導電連接係 經由一個將錨座元件連接到基材的接觸器84達成。彈起式 鏡片與基材是電性隔離的。在彈起式鏡片和第一個基材之 間施加一電壓以產生足夠反抗反向磁場所引起之扭矩的電 力。-旦壓制電壓解除，磁場就會將彈起式鏡片驅動到一 反射狀態。磁場（圖7Α-7Β並未畫出）係配置於靠近跨接開關 之處，可包括一脈衝式磁場、一可變控制磁場或任何立它 $合的磁場產生器。彈起式鏡片當到達完全直立的反射狀 態時，會與定位結構22接觸。 濟 部 智 慧 財 產 局 員 X 消 費 社 印 製 如圖7Α-7Β之剖面圖所示，定位結構從一第二個微電子基 材20向第一個微電子基材延伸，但不與之接觸。該第二個 基材配置於相對於該第一個基材之一固定的位置。此一在 第一個基材和第二個基材之間的固定相對位置可利用裝在 第-個基材的表面並與該第二個基材連接的支撐結構麟 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 χ 297公釐） -23- 526338 五、發明說明（21 ) 持。孩等定位結構作爲彈起式鏡片之定位板25的停止閘， 並提供靜電壓制力使彈起式鏡片固定在其直立的反射狀態 田彈起式鏡片被驅動到直立的狀態時，定位板2 5的一面 έ接觸到一或多個定位結構的一個面。較好作法是，彈起 式鏡片與兩個定位結構接觸。在定位結構和彈起式鏡片之 間犯以電壓，將彈起式鏡片壓制在要求之穩固的反射狀態 、。位置-鏡子重疊與電壓的結合必須提供足夠抵抗繫鍊裝置 之載重的電力。 在另-具體實施例中’該第—和第二個基材可維持接地 電壓，、陣列中每個鏡片在躺平的非反射狀態時維持一固定 的電位能。要使鏡片從躺平的位置移動到直立的反射狀態 ’土必須突然停止壓制電壓，讓磁場驅動彈起式鏡片。要使 鏡片從直立的位置移動到躺平的位置，要再次突然停止壓 制電壓，、來自繫鍊裝置的力量會使彈起式鏡片作必要的向 下運動（亦即，不需要磁場）。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ϋ ϋ n n —ϋ ϋ ϋ 1 ϋ I · ϋ n (請先閱讀背面之注音心事項再填寫本頁) 圖7Β中’在第二個基材中有一磁極塊陣列。磁極塊陣列 42^常對應於彈起式鏡片邮/或定位結構η所形成的陣列 。使用磁極塊的目的是要提供彈起式鏡片更大的磁力扭矩 ^力口入純塊可有效地增加彈起式鏡片相完全直立位置 I6 。利用增強磁場’彈起式鏡片的定位板25將會盘 疋位、、.口構22〈一面的_邊接觸，幻吏彈起式鏡片固 固的反射狀態上。該等磁極塊可爲插人到第 ^ 之以磁性材料做成的塞子（如圖7β所示卜 、土、凹处 陣列可由任何能夠在彈起式鏡片 ；，茲磁極塊 ^ J 直互位置時增加磁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公£ -24 526338 五 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 A7 __________B7 發明說明（22 ) %強度的材料結構所構成。 如圖7 A和7 B所示，梯形斷面形狀的定位結構使該等結構 能作爲停止閘，而不會阻礙光學訊號的反射或非反射路徑 。亦可使用其它斷面形狀的定位結構，只要它能作爲彈起 式鏡片的停止閘，且不會阻礙光學訊號的反射或非反射路 徑。 圖8A-8I及圖9A-9G爲按照本發明之另一具體實施例之跨 接開關之製造方法的各個階段的剖面圖。圖8A-8I爲用於構 成本發明之第二個微電子基材的剖面圖。圖8 A爲第二個微 電子基材20，其平面上形成做成圖案的氧化物結構1〇〇。該 第二個基材可由單晶 1〇>矽或任何其它能夠達到定位結構 所要求之精準表面的基材材料做成。基材的厚度通常爲7〇〇 微米。該氧化物結構通常爲二氧化矽（Si02)，其厚度大約2 微米，被做成構成定位結構的架構的圖案，並作爲後續反 應離子蝕刻製程的掩蔽。 圖8B爲在一氮化物層ι〇2已沉積且完成不等向性蝕刻而產 生一精確狹槽104之後的第二個基材。該氮化物層通常爲氮 化矽（Smj ,其厚度大約〇3微米，係利用傳統的電漿增強 化學瘵氣沉積（pECVD)技術做成。該氮化物層係作爲後續 不等向性蝕刻製程的蝕刻掩蔽以及供後續該基材之選擇性 氧化之用。利用不等向性蝕刻製程（通常使用氫氧化鉀 (KOH)作爲蝕刻劑）形成該第二個基材中的狹槽。在該第二 個基材中的狹槽，其深度一般而言約爲4〇〇微米。不等向性 蝕刻最好在故個階段進行，因爲可以得到明確的邊界而在 •25- 本紙張尺度適用中國國豕標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公愛） -----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 526338 A7

五、發明說明（23 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第二個基材形成精準的面106。形成於定位結構侧面的精準 面會與在反射狀態的彈起式鏡片接觸。 現在請參考圖8C，II示爲已從該第二個基材背面去除該 氮化物層且該第二個基材的所有露出區域皆已經被氧化。 從該第二個基材背面纟除該氮化物層的方法是使用傳統的 剝除程序。氧化物層1〇8一般而言是把基材放在高溫的氧空 氣環境下而形成。在該精準狹槽中形成氧化層的目的是要 在後續的反應離子蝕刻製程中保護定位面。的氧化層厚度 通常約爲2微米。 & 圖8D爲該第二個基材背面的氧化層1〇8已做成圖案以作爲 後續第二次反應離子蚀刻製程的掩蔽，且其前面的氮化物 層已經去除。該背面氧化層圖案係用於在第二個基材中有 磁極塊的跨接開關的具體實施例中。在未使用磁極塊的具 體：施例中，可以不需要背面氧化層圖案。將氮化層從基 材前面去除的方法通常是使用傳統的剝除程序。剝除前面 的氮化層之後，對基材的前面進行第一次的深反應離子蝕 刻（RIE)製程。深RIE是廣爲熟悉此技藝者所熟知的製程。 如圖8E所示，基材前面未被氧化層保護的區域已完全被蝕 刻。該第一次深反應離子蝕刻製程得到矽定位結構ιι〇及一 層餘留下來繼續保護定位結構表面的氧化保護壁112。 如圖8F所示，在該第二個基材的背面進行第二次的深反 應離子蝕刻製程，使基材產生一個貫穿的開孔114。深反應 離子蝕刻製程會使所有未被氧化層保護的表面發生蝕刻: 該第二個基材背面的開孔可讓磁極塊（圖8並未晝出）從這裡 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） Ψ —：----------裝—_----訂---------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 526338

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（24 ) 放進去。關於使用磁極塊來增大定位結構附近之磁性拉力 的細節’前面已有說明。對於不使用磁極塊的具體實施例 而占’可不必進行第二次的rIE製程。 4參考圖8G ’此圖中，剩下的氧化層和氧化保護壁已經 利用對整個基材進行溼蚀刻製程加以去除。典型的溼钱刻 製秸疋使基材浸到氟化物槽中一段預先決定的時間。氧化 保濩壁一去除’就對整個晶圓進行再氧化製程，如圖8H所 不。再氧化製程使所有露出的矽表面形成厚度大約2微米的 氧化層1 16。如圖81所示，製程的最後一步是去除背面的氧 化層，並沿基材背面形成一層金屬層丨18。可以使用傳統的 乾式反應離子蝕刻製程來去除背面的氧化層。該金屬層通 苇是至，係利用標準的蒸發技術形成。該金屬層係作爲引 線接合（wnrebonding)，讓電壓可以提供至定位結構。 圖9A-9D爲製造第一個微電子基材12的各個步驟的剖面圖 ^孩第一個微電子基材係供本發明之一具體實施例所述之 單（式鏡片及繫鍊裝置形成之用。該第_個基材可由石夕做 成但亦可使用例如石英或玻璃等其它適合的半導體料做 成圖9A所7^爲表面已形成一介電膜130且該介電膜已做成 ::並被蝕刻而形成一基材通道132之該第一個基㈣。該 介電膜可由氮化矽做成，通常是利用傳統的低壓化學蒸氣 /几積（LPCVD)技術形成，其厚度通常約爲Q5微米。此底部 介電層使彈起式鏡片與該第-個基材電性隔離。該基材通 通形成於介電層中，<共後續形成之接觸器對基材的連接之 用。孩接觸器提供使彈起式鏡片維持在躺平的非反射狀熊 I------I------------·1111111» .Avi (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -27- 526338 A7

所需要的壓制電壓。 現在請爹考圖9B，圖示爲該第一個基材在基材表面已步 成一層犧牲離形層（sac rifi cal release layer) 13 4且該犧牲離^ 層已做成圖案並被蝕刻而形成基材通道Π2和錨座136的情 況。該離形層可由低溫氧化物做成，通常是以傳統的 LPCVD技術形成，厚度通常約爲i微米。該離形層在後續的 製程中會被去除，該離形層的作用是使彈起式鏡片和相關 的繫鍊裝置能夠從第一個基材的表面取下。該錨座通道做 在離形層中，供後續形成之連接彈起式鏡片和繫鍊裝置到 基材之錯座對介電層的連接之用。 如圖9C所示，形成離形層並將它做成圖案之後，在該第 一個基材上形成一層元件層，並將該元件層做成圖案且加 以蝕刻而形成錨座140、繫鍊裝置142、彈起式鏡片板和定 位板144及接觸器146。該元件層通常是以強韌且富彈性的 材料（例如聚矽物質）以傳統的1^(：〇技術形成，其厚度大約 爲2微米。該錨座和繫鍊裝置以介電膜13〇和該第一個基材 %性隔離。一反射層148形成於該彈起式鏡片板上成爲鏡面 。該反射層可由例如金的金屬材料做成，通常是利用傳統 的蒸發技術形成，其厚度約爲〇1到1〇微米。 圖9D爲已在彈起式鏡片上形成一框架層15〇之㈣一個基 材。該框架層通常是由例如鎳的磁性作用材料做成，形成 於反射層148的週邊，以便作爲彈起式鏡片構造之鏡面邊框 。該框架層可利用標準的電鍍技術做成，且厚度可大約爲 10到50微米，逋常是30微米。框架層的厚度提供彈起式鏡 -28- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱"7 f靖先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁} Μ--------- ·1111111. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 526338 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（26 ) 片構造的整體勁度。框恕M AA二，& 木層的磁性作用是以磁場將彈起式 片從非反射狀態驅動到反私 、 射狀悲·^具fa κ施例所需要的特 性。 請參考圖9Ε，圖示爲去除了犧牲離形層m (圖9Ε並未* 出）因而使料式鏡片和繫鍊裝置從基材表面上被移除的; 。该_形層係以傳統的乾式蝕刻製程去除。接觸器⑷爲 對基材整體之導電接1¾，R 士 '' ^ 且在一個使用彈起式鏡片陣列的 具體實施例中，用來遠拉&古aA ?时+二、A，丄 +逑接所有的弹起式鏡片。該錨座裝置 140經由接在基材背面的電線（圖9E並未畫出）與接觸哭道泰 連接。 寸％ 涊第-個基材和第二個基材以固定的位置關係配置，該 第二個基材的定位結構作爲停止問，並作爲該第一個基材 之彈起式鏡片的鎖定機構。該第一個和第二個基材的定位 可利用圖1和圖7所示的支撑結構24達&。該支撑結構24可 做在該第一個基材上，而且通常位於基材的週邊。該支撑 結構可以和彈起式鏡片同時_起製造，因此包含用以製造 彈起式鏡片的材料層。該第一個基材的支撑結構可利用傳 統的黏結技術連接到該第二個基材上。或者，該支撑結構 可爲分開製造的黏結墊，在個別的彈起式鏡片和定位結構 製造好以後，把它們黏結在該第一個基材和第二個基材的 表面。可以使用例如金的金屬材料來製造該支撑結構。 從可面所作的説明及相關的附圖，熟知此技藝者當能作 出有關於本發明之許多修改及其它具體實施例。因此，應 了解’本發明並不限於本文所揭示之特定的具體實施例， -29- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱 -L----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁}

Claims (1)

1. 526338 A8 B8 C8 申請專利範圍 •:種微機電系統光學跨接開關，該光學跨接開關包含一 $ 一微電子基材（12)，該微電子基材具有一第一面，該 微機電系統光學跨接開關之特徵為： 一彈起式鏡片（14)裝在該第一面（12)上；及 一用以驅動該彈起式鏡片的旋轉磁場源（4〇)緊接於該 第一微電子基材配置。 2 ·如申凊專利範圍第1項之微機電系統光學跨接開關，其中 孩旋轉磁場源用於將該彈起式鏡片從一非反射狀態驅動 到一反射狀態。 3 ·如申請專利範圍第1項之微機電系統光學跨接開關，該微 機系統光學跨接開關進一步包含至少一個裝在該第一 Μ %子基材之用以使该彈起式鏡片定位在一反射狀態的 定位結構（22)。 4 ·如申睛專利範圍第1、2或第3項之微機電系統光學跨接開 關，該微機電系統光學跨接開關進一步包含一位在相對 於該第一微電子基材一固定位置之第二微電子基材（2〇)。 5·如申請專利範圍第4項之微機電系統光學跨接開關，該微 機電系統光學跨接開關進一步包含： 一圍繞該第一及第二微電子基材配置之磁場源，啟動 該磁場源可將該彈起式鏡片驅動至一使該彈起式鏡片能 夠被電力壓制在至少二個定位結構上的位置。 6·如申請專利範圍第4項之微機電系統光學跨接開關，該微 機電系統光學跨接開關進一步包含： 至少二個緊接該第二個微電子基材配置的磁極塊（42) -31· 本紙張尺度朗巾® ®家料(CNS) A4祕(210 X 297公董)

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   ，其中該等至少二個磁極塊（42)提供該彈起式鏡片進一 步的磁性吸力。 7·如申請專利範圍第5項之微機電系統光學跨接開關，該微 機電系統光學跨接開關進一步包含： 至少一個緊接該第二微電子基材配置的磁極塊（42)， 其中該等至少二個磁極塊（42)提供該彈起式鏡片進一步 的磁性吸力。 8· 一種用於在一微電子裝置中切換光學訊號的方法，包括 從一第一光學路徑接收一個輸入訊號，該方法之特徵為： 產生一旋轉磁場，用以將一彈起式鏡片從一非反射狀 態驅動到一反射狀態；及 反射該輸入訊號，使之離開該彈起式鏡片，到一第二 光學路徑上。 9·如申請專利範圍第8項之方法，該方法進一步包括步騾： 使該彈起式鏡片維持在反射狀態的位置。 1 〇·如申請專利範圍第9項之方法，其中該維持位置的步騾進 一步包括使用至少一個定位結構來限制該彈起式鏡片被 驅動的量。 11·如申請專利範圍第8、9或第10項之方法，該方法進一步 包括步驟：藉由施加電壓到至少一個定位結構上，以電 力將該被驅動之彈起式鏡片壓制在該反射狀態的位置上。 -32- 本紙張尺度適财_家鱗(CNS)纟4規格(21GX297公釐)