[发明专利]一种压电驱动的真空密封微镜

权利要求书

1.一种压电驱动的真空密封微镜，其特征在于：所述真空密封微镜由自下而上依次连接的基板、背腔板、隔离层、结构层以及前腔板构成；所述背腔板是环状结构或框架结构；所述隔离层是环状结构或框架结构；所述结构层是环状结构或框架结构，所述前腔板的底部设置有凹型结构；所述基板、背腔板、隔离层、结构层以及前腔板围成的区域形成一个真空腔体；

所述结构层由单轴微镜和外框构成，该单轴微镜设置在真空腔体内部；所述单轴微镜由反射镜、第一驱动臂、第二驱动臂构成；所述的反射镜两侧分别通过第一驱动臂和第二驱动臂与外框连接；第一驱动臂和第二驱动臂共同驱动反射镜绕第一转轴振动；该第一转轴与第一驱动臂和第二驱动臂的连线平行；

或者：

所述结构层由双轴微镜、动框以及外框构成，该双轴微镜和动框设置在真空腔体内部；所述的双轴微镜由反射镜、第一驱动臂、第二驱动臂、第三驱动臂、第四驱动臂构成；所述反射镜两侧分别通过第一驱动臂和第二驱动臂与动框连接，动框两侧分别通过第三驱动臂和第四驱动臂与外框连接；其中第一驱动臂和第二驱动臂的连线与第三驱动臂和第四驱动臂的连线垂直；第一驱动臂和第二驱动臂共同驱动反射镜绕第一转轴振动；第三驱动臂和第四驱动臂共同驱动动框绕第二转轴振动；其中第一转轴与第一驱动臂和第二驱动臂的连线平行，第二转轴与第三驱动臂和第四驱动臂的连线平行；即反射镜具有绕两个相互垂直的转轴振动的工作方式。

2.根据权利要求1所述的真空密封微镜，其特征在于，所述的第一驱动臂、第二驱动臂由衬底和设置在衬底上表面的自下而上依次叠加的绝缘层、下电极、压电层以及上电极构成。

3.根据权利要求1所述的真空密封微镜，其特征在于，所述的第一驱动臂、第二驱动臂、第三驱动臂、第四驱动臂由衬底和设置在衬底上表面的自下而上依次叠加的绝缘层、下电极、压电层以及上电极构成。

4.根据权利要求1所述的真空密封微镜，其特征在于，所述的反射镜由镜体和覆盖在镜体上表面的镜面构成。

5.根据权利要求2、3或4所述的真空密封微镜，其特征在于，所述单轴微镜和双轴微镜都采用压电驱动。

6.一种真空密封的压电驱动微镜，其特征在于，制备方法包括如下步骤：

(1)备片：准备绝缘层上硅SOI，用于单轴微镜或双轴微镜制备；SOI由底硅，氧化埋层以及顶硅构成；

(2)背腔刻蚀：在SOI底硅进行刻蚀，形成背腔；

(3)诱导物填充：在第(2)步形成的背腔中填充诱导物，用于后续激光诱导散热；

(4)基板键合：在SOI底硅下表面键合基板，形成内部充满诱导物的密闭空腔；

(5)镜面制作：在SOI顶硅表面沉积图形化的金属层，作为反射镜的镜面；

(6)绝缘层制作：在SOI顶硅表面沉积图形化的氧化硅层，作为绝缘层；

(7)下电极制作：在第(6)步完成的绝缘层上表面沉积金属层作为下电极；

(8)驱动层制作：在第(7)步完成的下电极的上表面沉积图形化的压电材料，作为驱动层；

(9)上电极制作：在第(8)步完成的驱动层的上表面沉积图形化的金属层，作为上电极；

(10)顶硅刻蚀：对SOI的顶硅进行光刻与刻蚀，形成镜体、驱动臂、外框；

(11)氧化埋层刻蚀：对第(9)步完成后的SOI刻蚀后的被刻蚀顶硅下方的氧化埋层进行刻蚀；

(12)释放：去除背腔上方的氧化埋层；

(13)诱导物去除：采用低温低压升华方式去除背腔内的诱导物；

(14)前腔板制作：选用一块晶圆，在其下表面刻蚀出前空腔；

(15)真空键合：在真空环境中实施前腔板与SOI顶硅的键合，前腔板下表面与SOI顶硅上表面重合，形成密封的真空腔室。