整合SOI與SU-8之微光學平台製作

Abstract

近年來在半導體產業的發展之下，微機電製程技術有許多重大的發展。對於要求更輕更小的光學資料儲存系統，針對微型化與輕量化的研究也如火如荼的進行著。而微光機電技術(Micro Optical Mechanical System)正是提供製造更小更輕的光學資料儲存系統的一個好方法。 利用微光機電技術所製造的微光學讀取頭是實現微型化以及輕量化的一個方向。此微光學讀取頭是由微光學平台以及可控制的聚焦透鏡所組成。本論文主要探討的是如何完成微光學讀取頭中的微光學平台。 此微光學平台是以數個三維微鏡面結構所組成。採用應力幾乎為零且結構較厚的SOI(Silicon On Insulator)基板製作微鏡面，以避免一般利用多晶矽製作時可能發生的翹曲現象。並且整合SU-8以作為應力臂來抬升微鏡面以及作為栓鎖結構以提供鏡面旋轉的機制。另外嘗試採用SU-8作為光學元件如grating 以及Fresnel lens檢視其作為光學元件的成效。 在組裝上是利用探針翻轉元件至預定角度並且利用卡榫機制將其固定。另外為了避免在人工方式的組裝過程中可能產生的風險，也對於自組裝的方法做了嘗試。利用錫球熔融狀態下的表面張力作為組裝時的動力來源以完成組裝的目的，另外錫球尚可作為傳導光電流的導體使用。 在本論文中的製程有別於一般常用的多晶矽製程，採用類似面型微加工製程，藉由整合SU-8與SOI來減少製程步驟。並且在利用錫球自組裝的方式之下將可再次的簡化製程。