[发明专利]一种大行程MEMS探针器件及其制作方法

权利要求书

1.一种大行程MEMS探针器件，其特征在于所述MEMS探针器件包括上下贴合的上衬底（1）和下衬底（2），其中所述下衬底（2）包括电极（5）、弹性折叠梁（6）和探针（7），所述电极（5）通过绝缘层固定于下衬底（2）上，所述探针（7）通过弹性折叠梁（6）与所述电极（5）相连接，悬浮于所述下衬底（2）之上；所述上衬底（1）和下衬底（2）之间形成容纳探针的探针通道（3）、容纳弹性折叠梁（6）的驱动腔体（4），其中所述探针通道（3）与驱动腔体（4）保持连通；所述探针（7）的一端暴露于驱动腔体（4）内，另一端暴露于驱动腔体（4）之外的工作环境中；上衬底（1）具有与电极（5）和/或驱动腔体（4）对应的通孔，上衬底（1）和下衬底（2）之间注入有工作介质。

2.根据权利要求1所述的大行程MEMS探针器件，其特征在于所述探针通道（3）的尺寸略大于被其所包围的探针外形尺寸。

3.根据权利要求2所述的大行程MEMS探针器件，其特征在于所述工作介质为气体或液体，或者气体与液体的混合。

4.根据权利要求2所述的大行程MEMS探针器件，其特征在于所述探针（7）和折叠梁（6）的宽度范围均可在数微米到数千微米，所述折叠梁（6）的宽度可根据驱动源的压力调整，且所述折叠梁（6）的厚度与探针（7）一致。

5.根据权利要求1所述的大行程MEMS探针器件，其特征在于所述电极（5）材料为高掺杂的硅、或导电金属或金属合金。

6.根据权利要求1-4任一项所述大行程MEMS探针器件的制作方法，其特征在于包括以下步骤：

1)形成下衬底（2）的步骤：

a.在SOI硅片上刻蚀器件层，

b.腐蚀绝缘层，释放弹性折叠梁（6）和探针（7）；

2)形成上衬底（1）的步骤：

a.在SOI硅片上刻蚀器件层，形成能与下衬底（2）对应的容纳探针的探针通道（3）和容纳弹性折叠梁的驱动腔体（4），

b.在SOI硅片的背面对应电极（5）和/或驱动腔体（4）的位置刻蚀，形成通孔；

3)将上衬底（1）和下衬底（2）以器件层对器件层的方式对准贴合，并密封。

7.权利要求1-4任一项所述大行程MEMS探针器件的制作方法，其特征在于包括以下步骤：

1)形成下衬底（2）的步骤：

a.在SOI硅片上浅刻蚀器件层，

b.深刻蚀器件层，制作探针（7），

c.腐蚀氧化硅层，释放探针（7）和弹性折叠梁（6）结构；

2)形成上衬底（1）的步骤：在衬底上对应电极（5）和/或驱动腔体（4）的位置制作通孔；

3)将制作了通孔的上衬底（1）和下衬底（2）的器件层对准贴合或键合，并密封。