MEMS-DMs設(shè)計與工藝技術(shù)研究.pdf

1、本論文設(shè)計的項目主要從校正光線穿過大氣、光學(xué)設(shè)備時產(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)計結(jié)構(gòu)和制造方法。 隨著小型化趨勢的發(fā)展，和空間光學(xué)器件對體積、質(zhì)量的要求，質(zhì)量輕，體積小的DMs是本項目設(shè)計的創(chuàng)新點，也是本項目的難點所在。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柱來減小驅(qū)動電極與鏡面之間的距離，這種設(shè)計使變形反射鏡的驅(qū)動工作電壓大大減少。設(shè)計階段，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，包括其各個部分，的尺寸。 在制造流程設(shè)計和北大微電子所的實際制造過程中，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、基本的原理進行了闡述和分析，實施了T形條凸角補償，延長驅(qū)動線以獲得電荷平衡，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鏡面等解決方案；同時在掩模中加入了監(jiān)控、對準(zhǔn)等標(biāo)記，這樣能很好的控制了腐蝕，掩模對準(zhǔn)的精度，對提高整個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)計的整個MEMS工藝流程單，并對流程中每一步進行的詳細(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