[发明专利]圆片集成微透镜光学系统制作方法及该器件结构

权利要求书

1.一种圆片集成微透镜光学系统制作方法，其特征在于，所述制作方法包括以下步骤：

1）提供一硅衬底，在其上下表面沉积腐蚀掩膜层；通过光刻、刻蚀制作出腐蚀窗口图形；

2）自所述腐蚀窗口腐蚀硅衬底；形成腐蚀腔体，同时形成悬浮薄膜；

3）利用悬浮薄膜的塑性形变形成悬浮薄膜微结构；从而形成微透镜结构；

4）将所述微透镜结构与光学系统进行圆片级键合组装，形成密封腔体。

2.根据权利要求1所述的圆片集成微透镜光学系统制作方法，其特征在于，所述步骤3）中利用悬浮薄膜的塑性形变形成悬浮薄膜微结构是指采用力载荷或温度使悬浮薄膜发生塑性形变。

3.根据权利要求1所述的圆片集成微透镜光学系统制作方法，其特征在于，该方法进一步包括步骤5），去除所述悬浮薄膜微结构两侧的硅衬底。

4.根据权利要求1所述的圆片集成微透镜光学系统制作方法，其特征在于，所述步骤1）中的制作出腐蚀窗口图形是指在硅衬底的下表面制作腐蚀窗口图形。

5.根据权利要求4所述的圆片集成微透镜光学系统制作方法，其特征在于，在所述步骤2）中形成悬浮薄膜后；与一支撑衬底键合，将腐蚀腔体密封；利用悬浮薄膜的塑性形变形成下凹的悬浮薄膜微结构，从而形成微透镜结构；然后去除所述支撑衬底；最后，将所述微透镜结构反过来与与光学系统进行圆片级键合组装，形成密封腔体。

6.根据权利要求1所述的圆片集成微透镜光学系统制作方法，其特征在于，所述步骤1）中制作出腐蚀窗口图形是指在硅衬底的上下两个表面制作腐蚀窗口图形。

7.根据权利要求6所述的圆片集成微透镜光学系统制作方法，其特征在于，在所述步骤2）中自所述上下两个表面分别制作的腐蚀窗口腐蚀硅衬底；形成上下两个腐蚀腔体，同时形成悬浮薄膜；形成悬浮薄膜后；利用圆片级键合将悬浮薄膜和光学系统组装，并在圆片级键合过程中同时实现悬浮薄膜的塑性形变形成上凸的悬浮薄膜微结构，从而形成微透镜结构；，形成密封腔体。

8.根据权利要求1所述的圆片集成微透镜光学系统制作方法，其特征在于，所述步骤1）中的硅衬底在沉积腐蚀掩膜层之前还包括抛光的步骤。

9.根据权利要求1所述的圆片集成微透镜光学系统制作方法，其特征在于，所述光学系统包括器件衬底以及形成于该器件衬底上的光学器件；所述微透镜结构和光学器件的间距通过控制悬浮薄膜在硅衬底上的位置进行控制。

10.一种根据权利要求1-9任意一项制作方法制备的圆片集成微透镜光学系统器件结构，所述光学系统的视场是由微透镜结构周围的硅衬底确定的。