微反射镜和光纤自对准V型槽的制作.pdfVIP

第4 期 微细加工技术 No. 4 2002 年12 月 MICROFABRICATION TECHNOLOGY Dec. , 2002 : 100 O82 1 (2002) 04O0066O04 微反射镜和光纤自对准V 型槽的制作 董 玮, 阮圣平, 张歆东, 刘彩霞, 张 龙, 纪 平, 潘建旋, 贾翠萍, 陈维友 ( 吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点实验室, 长春 1 002 ) :用纯KOH 水溶液和KOH+ IPA 混合水溶液在( 100) 硅片上沿 100 方向上 腐蚀所暴露的平面是不同的。纯KOH 水溶液中总是能暴露与衬 垂直的{100}面, 在KOH+ IPA 溶液中, 随着KOH 的浓度不同将暴露{110}和{100}面。使用KOH 浓度为50% 的KOH+ IPA 溶液, 在( 100)硅片上一次掩模制作微反射镜和光纤自对 准V 型槽, 微镜的表面粗糙度低于10nm。 :KOH 溶液;KOH + IPA 溶液;微反射镜; 表面粗糙度 :TN25;TN929# 11 :A 1 EDP 溶液对硅进行各向异性腐蚀, 依靠硅晶 体中晶向的依赖关系腐蚀出微反射镜。硅平 MEMS 光开关由于具有插入损耗和串 面微机械加工的微反射镜大多是采用铰链技 话小、消光比高、便于集成、透明性和可扩展 术, 这种方法制作出的多晶硅微反射镜需要 性好等一系列的优点可能成为光交换器件的 人工组装成三维结构, 多晶硅在淀积过程中 [ 1] 主流 。MEMS 光开关的开关功能实现的 有残余应力使得镜面的平整性不易控 方法有:光路遮挡、微反射镜移动或转动改变 制[ 5- 8] 。本文介绍了光开关制作的新方法, 光的传输方向、微透镜移动改变光传输方向、 用KOH+ IPA 混合液在( 100) 硅片上一次掩 改变全反射条件等, 其中微反射镜移动或转 模沿3 1004 方向和3 1104方向同时制作出微反 动改变光传输方向是目前应用最多的工作方 射镜和光纤自对准V 型槽, 微镜面和光轴的 式。微反射镜的制作有体硅微机械加工和硅 垂直度以及镜面与光纤之间的对准是靠晶向 平面微机械加工两种方法。体硅微机械加工 之间固有角度保证的。 又可分为干法刻蚀和湿法刻蚀, 干法刻蚀主 要是用DRIE(深层反应离子刻蚀) 或ICP(感 2 应耦合等离子体) 刻蚀在硅衬底上刻蚀出微 反射镜[2- 4] ; 湿法腐蚀通常是使用KOH 或 在( 100)硅片上进行各向异性腐蚀时, 能 :2002O07O18 : 国家自然科学基金资助项目( 699 7010) ; 吉林省科学计划发展项目(20010 19) ; :董玮( 197 - ) , , 黑龙江省富锦市人, 讲师, 在职博士, 主要从事MEMS光通信器件的研究。 第4 期 董玮等:微反射镜和光纤自对准 V 型槽的制作 67 暴露垂直的{100}面、倾角为45b 的{110}面和 之间角度的自对准。 倾角为 54. 74b 的{111}面。{111}面是沿着 3 1104 方向形成的, {100}和{110}面是沿着 3 3 1004 方向形成的, 见图1。{111}面是硅的自 所有实验均用n 型( 100) 硅片, 电阻率4 ~ 68# cm, 用LPCVD(低压化学汽相淀积)法