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MOEMS阵列光开关的制作与性能测试

作　者: 王丹
导　师: 陈维友
学　校: 吉林大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: MOEMS 光开关驱动电压开关时间
分类号: TN256
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

微光机电系统(Micro-opto-electro-mechanical System, MOEMS)是微光学、微机械、微电子技术的融合,由于采用了集成工艺制作技术,具有体积小,响应快,集成定位精确,具有大规模生产能力,价格低廉的特点。它的出现为光开关、光衰减器以及滤波器等光纤通信器件的微小型化、大阵列化和低成本化提供了技术上的可能性。因此微光机电系统(MOEMS)是微电子机械系统(MEMS)的一个很有前途的应用领域。文章首先介绍了基于微光电子机械系统(MOEMS)技术的MEMS光开关的应用范围、研究现状和一些典型的光开关结构。然后在文中详细叙述了一种基于(110)硅片的8×8微光机械阵列光开关产品的结构设计、实验工艺,并进行了产品的封装及性能测试。所研制的阵列光开关单元的pull-in电压为67.2V,插入损耗小于5dB,开关的下降和恢复时间分别为4.2ms和5.4ms,串话小于-50dB。

全文目录

内容提要  4-7
第一章绪论  7-18
  1.1 引言  7-9
  1.2 微光机电系统(MOEMS)的相关制造工艺  9-10
  1.3 微光机电系统的应用及产业化前景  10
  1.4 光开关的应用及研制的必要性  10-11
  1.5 光开关的类型  11-17
    1.5.1 热光效应光开关  12
    1.5.2 电光效应光开关  12-13
    1.5.3 声光开关  13-14
    1.5.4 液晶光开关  14
    1.5.5 磁光开关  14-15
    1.5.6 全息光开关  15
    1.5.7 机械式光开关  15-16
    1.5.8 微机械式光开关（MOEMS）  16-17
  1.6 本课题的主要研究内容及其研究意义  17-18
第二章 8×8MOEMS 阵列光开关的结构设计  18-34
  2.1 光开关的结构和工作原理  18-20
  2.2 驱动结构的动力学分析  20-28
    2.2.1 平面下电极的扭臂驱动结构的分析  21-24
    2.2.2 倾斜下电极的扭臂驱动结构的分析  24-28
  2.3 驱动电压的研究  28-31
  2.4 开关时间的计算  31-33
  2.5 总结  33-34
第三章 8×8MOEMS 阵列光开关的制作  34-45
  3.1 MOEMS 光开关的基本制作工艺  35-41
    3.1.1 掩膜材料的制作  35-36
    3.1.2 光刻工艺  36-38
    3.1.3 反应离子刻蚀（RIE）工艺  38-40
    3.1.4 湿法刻蚀工艺  40-41
    3.1.5 磁控溅射工艺  41
  3.2 8×8MOEMS 阵列光开关的制作工艺流程  41-43
  3.3 下电极的制作  43-44
  3.4 器件封装  44-45
第四章 MOEMS 光开关的性能测试  45-50
  4.1 MOEMS 光开关的性能指标  45-46
  4.2 驱动电压的测试  46-47
  4.3 开关时间的测试  47-49
  4.4 光学性能的测试  49-50
第五章全文总结  50-52
  5.1 本文的主要工作和取得的主要成果  50-51
  5.2 本文论述课题在实施过程的主要创新点  51
  5.3 结论  51-52
参考文献  52-56
摘要  56-58
ABSTRACT  58-61
致谢  61

MOEMS阵列光开关的制作与性能测试

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