MEMS-DMs設(shè)計(jì)與工藝技術(shù)研究.pdf

1、本論文設(shè)計(jì)的項(xiàng)目主要從校正光線穿過大氣、光學(xué)設(shè)備時(shí)產(chǎn)生的波前畸變出發(fā)，分析自適應(yīng)光學(xué)校正方法，提出自適應(yīng)光學(xué)波前校正系統(tǒng)中的核心執(zhí)行器件DMs的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和制造方法。 隨著小型化趨勢(shì)的發(fā)展，和空間光學(xué)器件對(duì)體積、質(zhì)量的要求，質(zhì)量輕，體積小的DMs是本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)，也是本項(xiàng)目的難點(diǎn)所在。本文采用基于MEMS技術(shù)的工藝流程, 提出一種新型大有效面積的連續(xù)變形反射鏡的結(jié)構(gòu)。通過體硅工藝進(jìn)行制造以獲得更為平整的反射鏡面和更多的自由度，

2、通過創(chuàng)新的在鏡面后面附加小型臺(tái)柱來減小驅(qū)動(dòng)電極與鏡面之間的距離，這種設(shè)計(jì)使變形反射鏡的驅(qū)動(dòng)工作電壓大大減少。設(shè)計(jì)階段，深入研究了有限元力學(xué)－電學(xué)耦合方法，列出分析方程。通過Ansys軟件多次進(jìn)行了有限元耦合分析，確定了最佳的變形反射鏡，包括其各個(gè)部分，的尺寸。 在制造流程設(shè)計(jì)和北大微電子所的實(shí)際制造過程中，分析MEMS制造過程中可能遇到的大面積腔體深腐蝕中凸角腐蝕，硅－玻璃鍵合過程中容易出現(xiàn)的小空隙粘合，鏡面崩塌等關(guān)鍵問題，從最

3、基本的原理進(jìn)行了闡述和分析，實(shí)施了T形條凸角補(bǔ)償，延長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)線以獲得電荷平衡，貫通淺槽以保持腔體氣壓平衡和靜電鍵合中的面陰極來保護(hù)鏡面等解決方案；同時(shí)在掩模中加入了監(jiān)控、對(duì)準(zhǔn)等標(biāo)記，這樣能很好的控制了腐蝕，掩模對(duì)準(zhǔn)的精度，對(duì)提高整個(gè)制造過程的效率起到了關(guān)鍵性的作用。在最后部分給出了設(shè)計(jì)的整個(gè)MEMS工藝流程單，并對(duì)流程中每一步進(jìn)行的詳細(xì)解釋，提供了數(shù)據(jù)以供閱讀者參考。最后成功制造出有效反射面積30 30 mm2，最大變形量1.2μm，49