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DE60000565T2 - Mikro-Elektromekanische Optische Vorrichtung - Google Patents

Mikro-Elektromekanische Optische Vorrichtung

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Publication number
DE60000565T2
DE60000565T2 DE60000565T DE60000565T DE60000565T2 DE 60000565 T2 DE60000565 T2 DE 60000565T2 DE 60000565 T DE60000565 T DE 60000565T DE 60000565 T DE60000565 T DE 60000565T DE 60000565 T2 DE60000565 T2 DE 60000565T2
Authority
DE
Germany
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optical device
substrate
micro
engagement plate
layers
Prior art date
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Application number
DE60000565T
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English (en)
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DE60000565D1 (de
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Vladimir Anatolyevich Aksyuk
David John Bishop
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Nokia of America Corp
Original Assignee
Lucent Technologies Inc
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Publication date
Application filed by Lucent Technologies Inc filed Critical Lucent Technologies Inc
Application granted granted Critical
Publication of DE60000565D1 publication Critical patent/DE60000565D1/de
Publication of DE60000565T2 publication Critical patent/DE60000565T2/de
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    • G02B26/0816Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
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    • G02B26/0866Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD the reflecting means being moved or deformed by thermal means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B81B3/00Devices comprising flexible or deformable elements, e.g. comprising elastic tongues or membranes
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Description

    1. Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich allgemein auf optische Kommunikationssysteme und insbesondere auf mikro-elektromechanische optische Geräte.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Optische Kommunikationssysteme umfassen normalerweise eine Anzahl von optischen Geräten (z. B. Lichtquellen, Fotodetektoren, Schalter, Schwächungsglieder, Spiegel, Verstärker und Filter). Die optischen Geräte übertragen, ändern oder erfassen optische Signale in optischen Kommunikationssystemen. Einige optische Geräte sind mit mikro-elektromechanischen Strukturen (z. B. thermischen Betätigungsgliedern) gekoppelt, wobei ein mikro-elektromechanisches optisches Gerät gebildet wird. Der Ausdruck mikro-elektromechanische Struktur, wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf eine Struktur, die unter der Steuerung eines elektrischen Signals mechanisch antreibt. Die mikro-elektromechanische Struktur bewegt optische Geräte aus einer ersten Stellung in eine zweite Stellung.
  • Normalerweise werden die mikro-elektromechanische Struktur und das optische Gerät hergestellt, indem einer Anzahl von auf einem Substrat ausgebildeten Materialschichten ein Muster erteilt wird. Der normale Bewegungsbereich für das optische Gerät senkrecht zum Substrat ist jedoch auf die Dicken der Materialschichten eingeschränkt. Insbesondere beschränkt ein solcher eingeschränkter Bewegungsbereich für die optischen Geräte auch die Größe des optischen Geräts, den Drehwinkel des optischen Geräts oder beide.
  • Daher werden weiterhin Verfahren zur Steigerung des Bewegungsbereiches eines optischen Geräts gesucht.
  • Zusammenfassende Darstellung der Erfindung
  • Die Erfindung ist auf ein Verfahren zum Schwenken eines optischen Geräts um eine oder mehrere Achsen desselben gemäß Anspruch 1 gerichtet. Bei einer Ausführungsform der Erfindung koppeln Federn das optische Gerät mit der mikro- elektromechanischen Struktur. Die mikro-elektromechanische Struktur hebt das optische Gerät über die Ebene der Substratoberfläche. Die mikro-elektromechanische Struktur umfasst eine Eingriffsplatte. Ein erstes Ende jeder Feder ist mit der Eingriffsplatte gekoppelt. Ein zweites Ende jeder Feder ist mit dem optischen Gerät gekoppelt.
  • Ein Teil der Feder nahe dem zweiten Ende wird wahlweise an der Eingriffsplatte mit einer oder mehreren Verstrebungen gehalten. Die Verstrebungen bestehen aus einem oder mehreren Materialstreifen. Das Halten des Teils jeder Feder an der mikro-elektromechanischen Struktur mit Verstrebungen verhindert, dass sich das optische Gerät in einer Verschiebungsrichtung bewegt, wenn dieses optische Gerät sich schwenkt.
  • Nach dem Anheben des optischen Geräts über die Ebene der Substratoberfläche wird ein elektrostatisches Feld zwischen dem angehobenen optischen Gerät und der Substratoberfläche erzeugt. Das elektrostatische Feld wird erzeugt, indem eine Vorspannung zwischen dem optischen Gerät und einem Teil der Substratoberfläche angelegt wird.
  • Das elektrostatische Feld verschwenkt das optische Gerät, indem es eine Kante desselben gegen die Substratoberfläche biegt. Das optische Gerät schwenkt sich um eine durch die Federn definierte Achse. Die Biegestrecke des optischen Geräts hängt von der Größe der angelegten Vorspannung ab.
  • Sowohl das Substrat als auch das optische Gerät sind vorzugsweise leitend, so dass die Vorspannung daran angelegt werden kann. Wenn entweder das Substrat oder das optische Gerät ungenügend leiten, um dieses optische Gerät gegen die Trägeroberfläche zu biegen, werden wahlweise leitende Schichten (z. B. Elektroden) auf Bereichen desselben gebildet.
  • Die Eingriffsplatte wird wahlweise mit einer oder mehreren Zwischenstrukturen gekoppelt, die dann mit dem optischen Gerät gekoppelt werden. Die eine oder mehrere Zwischenstrukturen sind sowohl mit der Eingriffsplatte als auch mit dem optischen Gerät durch Federn gekoppelt. Die eine oder mehrere Zwischenstrukturen gestatten eine mehrachsige Drehung des damit gekoppelten optischen Geräts. Eine Anzahl von Elektroden sind wahlweise auf der Substratoberfläche nahe den Zwischenstrukturen als auch des optischen Geräts angeordnet, um eine im Wesentlichen unabhängige Drehung des optischen Geräts um die mehrfachen Achsen zu ermöglichen.
  • Andere Ziele und Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung hervor, wenn sie in Verbindung mit den Figuren betrachtet werden. Es ist jedoch klar, dass die Figuren lediglich zur Erläuterung und nicht zur Einschränkung der Erfindung dienen, wobei diese in den nachfolgenden Ansprüchen niedergelegt ist.
  • Kurze Beschreibung der Figuren
  • Es zeigt:
  • Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Substrat, wobei ein optisches Gerät mit einer mikro-elektromechanischen Struktur durch Federn gekoppelt ist;
  • Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht des Bereiches 10 in Fig. 1;
  • Fig. 3 eine Ausführungsform der in Fig. 1 gezeigten mikro- elektromechanischen Struktur;
  • Fig. 4 eine Seitenansicht der in Fig. 3 gezeigten Struktur nach dem Anheben des optischen Geräts über die Ebene der Substratoberfläche; und
  • Fig. 5 eine andere Ausführungsform der in Fig. 1 gezeigten mikro-elektromechanischen Struktur mit mehrachsiger Drehung.
  • Ausführliche Beschreibung
  • Die Erfindung ist auf ein mikro-elektromechanisches optisches Gerät gerichtet, das für die Verwendung in optischen Kommunikationssystemen geeignet ist. Aus Fig. 1 ist zu sehen, dass das mikro-elektromechanische optische Gerät eine mikro- elektromechanische Struktur 15 umfasst und ein optisches Gerät 17 auf einer Oberfläche eines Substrats 13 angeordnet ist. Die mikro-elektromechanische Struktur 15 ist mit dem optischen Gerät 17 gekoppelt. Die mikro-elektromechanische Struktur 15 hebt das optische Gerät über die Ebene der Substratoberfläche 13.
  • Fig. 2 ist eine vergrößerte Ansicht des Bereiches 10 gemäß Fig. 1. Eine Feder 30 koppelt das optische Gerät 17 mit der mikro-elektromechanischen Struktur 15.
  • Ein Teil der Feder 30 wird wahlweise an der mikro- elektromechanischen Struktur 15 durch eine oder mehrere Verstrebungen 35 gehalten. Die Verstrebungen 35 bestehen aus einem oder mehreren Materialstreifen. Das Halten des Teils der Feder 30 an der mikro-elektromechanischen Struktur 15 durch die Verstrebungen 35 verhindert, dass das optische Gerät sich in Verschiebungsrichtung bewegt, wenn das optische Gerät sich um eine Achse 1-1' schwenkt.
  • Aus Fig. 3 ist zu ersehen, dass die mikro-elektromechanische Struktur 15 eine Anzahl von Trägern 19, 26 umfasst. Das erste Ende 22 der Träger 19 ist mit Platten 20 gekoppelt, die an der Substratoberfläche 13 angelenkt sind. Die angelenkten Platten enthalten eine v-förmige Kerbe. Die angelenkten Platten 20 sind mit einer Eingriffsplatte 25 gekoppelt. Die Eingriffsplatte 25 ist ebenfalls mit dem optischen Gerät 17 durch ein Paar von Federn 30 gekoppelt. Ein erstes Ende der Träger 26 ist mit der Eingriffsplatte 25 gekoppelt. Ein zweites Ende der Träger 26 ist mit der Substratoberfläche 13 gekoppelt. Vor der Montage liegen die Träger 19, 26, die angelenkten Platten 20, die Eingriffsplatte 25 und das optische Gerät 17 flach auf der Trägeroberfläche 13.
  • Die Eingriffsplatte 25 hat eine Anzahl von v-förmigen Kerben. Die v-förmigen Kerben an der Eingriffsplatte 25 entsprechen den v-förmigen Kerben an den angelenkten Platten 20.
  • Aus Fig. 4 ist zu sehen, dass die ersten Enden 22 der Träger 19 sich nach oben im Wesentlichen, in einem Bogen über die Ebene der Substratoberfläche bei Ausübung einer Aktivierungskraft anheben. Wenn die ersten Enden 22 der Träger 19 über die Ebene der Substratoberfläche angehoben werden, drehen sie die angelenkten Platten 20 aus der Ebene des Substrats heraus.
  • Wenn die angelenkten Platten 20 aus der Ebene des Substrats herausgedreht werden, heben die Träger 26 die Eingriffsplatte 25 sowie das optische Gerät über die Ebene des Substrats. Wenn die Eingriffsplatte über die Ebene des Substrats angehoben wird, gleitet das Paar von v-förmigen Kerben an der Eingriffsplatte 25 in die v-förmige Kerbe an der angelenkten Platte 20. Wenn die Eingriffsplatte 25 angehoben wird, beendet sie die Drehung der angelenkten Platte 20, die durch die Träger 19 begonnen wird, so dass die angelenkten Platten etwa 90º aus der Ebene des Substrats liegen. Die Höhe der vförmigen Kerbe an der angelenkten Platte 20 begrenzt die Höhe, in die das optische Gerät angehoben wird, und hält dasselbe in einer festen, genau definierten Lage.
  • Eine Anzahl von Aktivierungskräften kann auf die mikro- elektromechanische Struktur ausgeübt werden, um die ersten Enden 22 der Träger 19, 26 anzuheben. Geeignete Aktivierungskräfte umfassen thermische Ausdehnung, innere Spannung, Scratch-Antriebe und elektromagnetische Kräfte. Beispielhafte mikro-elektromechanische Strukturen auf der Basis von Wärmeausdehnung werden beschrieben in William D. Cowan et al "Vertical Thermal Actuators for Micro-Opto-Electro-Mechanical Systems", SPIE, Band 3226, Seiten 137-146 (1997), innere Spannung wird beschrieben in einer gleichzeitig anhängigen Anmeldung, Scratch-Antriebe werden beschrieben in T. Akiyam et al. "A Quantitative Analysis of Scratch Drive Actuator Using Buckling Motion", Proceedings 8.IEEE International MEMS Workshop, Seiten 310-315 (1995), und elektromechanische Strukturen auf der Basis von elektromagnetischen Kräften werden erläutert in I. J. Busch-Vishniac "The Case for Magnetically Driven Microactuators", Sensors and Actuators A,A33, Seiten 207-220 (1992).
  • Nach dem Anheben des optischen Geräts 17 durch die elektromechanische Struktur 15 über die Ebene des Substrats ist das angehobene optische Gerät 17 in Abhängigkeit von einem elektrostatischen Feld bewegbar, das zwischen dem optischen Gerät 17 und der Substratoberfläche 13 angelegt wird. Das elektrostatische Feld wird erzeugt durch Anlegen einer Vorspannung zwischen dem optischen Gerät 17 und einem Teil, der Substratoberfläche 13.
  • Aus Fig. 3 ist zu ersehen, dass bei Erzeugung des elektrostatischen Feldes zwischen dem optischen Gerät 17 und dem Substrat 13 dieses elektrostatische Feld das optische Gerät 17 um eine Achse 1-1' verschwenkt, welche den Achsen der Federn entspricht. Wenn die Verstrebungen 35 wahlweise eine Feder an einem Teil der Eingriffsplatte halten, verhindern diese Federn, dass sich das optische Gerät 17 in einer Verschiebungsrichtung wesentlich bewegt.
  • Sowohl das Substrat als auch das optische Gerät sind vorzugsweise leitend, so dass die Vorspannung daran angelegt werden kann. Wenn entweder das Substrat oder das optische Gerät nicht ausreichend leiten, um das optische Gerät gegen die Substratoberfläche zu biegen, werden leitende Schichten (z. B. Elektroden) wahlweise in Bereichen derselben ausgebildet. Gemäß Fig. 3 werden Elektroden 50, 52 an der Substratoberfläche unter dem optischen Gerät 17 zur Erzeugung des elektrostatischen Feldes verwendet.
  • Statt dessen wird gemäß Fig. 5 das optische Gerät 17 mit einer Zwischenplatte 70 gekoppelt, die mit der Eingriffsplatte 25 gekoppelt ist. Die Zwischenplatte 70 ist sowohl mit dem optischen Gerät 17 als auch mit der Eingriffsplatte 25 durch eine Anzahl von Federn 30 gekoppelt. Verstrebungen 35 halten wahlweise Teile der Federn sowohl an der Zwischenplatte 70 als auch an der Eingriffsplatte 25. Elektroden 54, 55, 56 und 57 werden verwendet, um die Zwischenplatte 70 sowie das damit gekoppelte optische Gerät 17 um die Achse 5-5' zu drehen. Elektroden 50, 52 werden verwendet, um das optische Gerät 17 um die Achse 7-7' zu drehen.
  • Das optische Gerät 17, die Zwischenplatte 70 und die Eingriffsplatte 25 sind in Fig. 5 mit rechteckiger oder quadratischer Form dargestellt. Andere geeignete Formen für das optische Gerät, die Zwischenplatte und die Eingriffsplatte sind kreisförmig. Die Elektrodenformen sind normalerweise so geschnitten, dass der Kippwinkel des optischen Geräts maximal wird.
  • Das erfindungsgemäße mikro-elektrooptomechanische Gerät wird hergestellt, indem ein Substrat vorgesehen wird, das geeignet bearbeitet (d. h. in geeigneter Weise dotiert) und gereinigt wird. Geeignete Substratmaterialien umfassen Gläser, die mit Silizium, Galliumarsenid, Indiumphosphid, Germanium oder Indiumzinnoxid (ITO) beschichtet sind.
  • Eine Anzahl von Materialschichten wird in einer ebenen Anordnung auf einer Oberfläche des Substrats ausgebildet. Beispiele für geeignete Materialschichten umfassen Polysilizium, Siliziumnitrid und Siliziumdioxid.
  • Nachdem alle Materialschichten der Anzahl von Materialschichten auf dem Substrat ausgebildet sind, wird jede Materialschicht so gemustert, dass eine mikro-elektromechanische Struktur sowie ein optisches Gerät gebildet wird. Beispielsweise wird das elektrooptomechanische Gerät gemäß Fig. 3 mit einem Spiegel 17 sowie Trägern 19, 26 durch ein Multi-User- MEMS-Verfahren (MUMPS) hergestellt, das durch das MCNC MEMS Technology Application Center, MCNC, Research Triangle Park, North Carolina (siehe Smat MUMPs Design Handbook at mems,mcnc.org.) geliefert wird.
  • Beim MUMPS-Verfahren werden die mikro-elektromechanische Struktur und der optische Spiegel in Polysiliziumschichten, Oxidschichten (z. B. Phosphorsiliziumglas) gebildet und ergeben Opferschichten, und Siliziumnitrid isoliert elektrisch die mikro-elektromechanische Struktur und den optischen Spiegel vom Substrat. Die mikro-elektromechanische Struktur und der optische Spiegel werden in den Polysiliziumschichten durch mehrfache photolithographische Schritte ausgebildet.
  • Photolithographie ist ein Verfahren, welches das Beschichten einer oder mehrerer Polysiliziumschichten und Phosphorsilizium-Glasschichten mit einem Photoresist (d. h. einem energieempfindlichen Material), Belichten des Photoresists mit einer geeigneten Maske und Entwickeln des belichteten Photoresists umfasst, um die gewünschte Ätzmaske für die folgende Musterübertragung in eine oder mehrere der darunterliegenden Polysiliziumschichten und Phosphorsilizium-Glasschichten zu erzeugen. Das im Photoresist definierte Muster wird in eine oder mehrere darunterliegende Polysiliziumschichten und Phosphorsilizium-Glasschichten beispielsweise durch Ätzen in einem reaktiven Ionenätz(RIE)-System übertragen.
  • Das folgende Beispiel dient zur Erläuterung einer bestimmten Ausführungsform der Erfindung.
  • Beispiel 1
  • Ein mikro-elektromechanisches optisches Gerät mit der in Fig. 3 dargestellten Struktur wurde vom MEMS Technology Application Center, MCNC, Research Triangle Park, North Carolina erhalten. Das mikro-elektromechanische optische Gerät wurde auf einer Oberfläche eines Siliziumsubstrats angeordnet. Das Siliziumsubstrat hatte einen spezifischen Widerstand von etwa 1-2 Ohm·cm. Eine mehrschichtige ebene Anordnung von abwechselnden Polysiliziumschichten (POLY0, POLY1 und POLY2) und Phosphorsilizium-Glasschichten (0X1 und 0X2), die über einer 600 nm (Nanometer) dicken Siliziumnitridschicht gebildet wurden, wurde auf dem Siliziumsubstrat ausgebildet.
  • Die Polysiliziumschichten POLY0, POLY1 und POLY2 hatten Dicken von etwa 0,5 um (Mikrometer), 2,0 um bzw. 1,5 um. Die Phosphorsilizium-Glasschichten OX1 und OX2 hatten Dicken von etwa 2 um bzw. 1,5 um. Eine 0,5 um dicke Schicht von Cr/Au wurde auf der Schicht POLY2 gebildet.
  • Die Siliziumnitridschicht, die Polysiliziumschichten (POLY0, POLY1 und POLY2), die Phosphorsilizium-Glasschichten (OX1 und OX2) und die Cr/Au-Schicht wurden auf dem Siliziumsubstrat unter Anwendung von Niederdruck-Aufdampfverfahren gebildet.
  • Gemäß Fig. 3 wurden die elektromechanische Struktur 15 und das optische Gerät 17 in der mehrschichtigen ebenen Anordnung unter Anwendung von photolithographischen Verfahren ausgebildet. Die elektromechanische Struktur umfasste zwei Träger 19, 26, die jeweils mit einer Kante einer Platte 20 gekoppelt waren, die am Substrat angelenkt war. Die Träger 19 hatten jeweils eine Breite von 50 um und eine Länge von etwa 300 um. Die Träger 26 hatten eine Breite von etwa 100 um und eine Länge von etwa 500 um. Die Träger wurden in den Schichten PO- LY1 und POLY2 gebildet. Auf die Träger 19, 26 wurde auch eine Cr/Au-Schicht aufgebracht, um innere Spannungen zu erzeugen, um dieselben sich aufwölben zu lassen und die Struktur zu bilden.
  • Die angelenkten Platten 20 hatten eine Breite von etwa 500 um und eine Höhe von etwa 75 um. Die v-förmige Kerbe hatte eine Kerbenhöhe von etwa 50 um. Die angelenkten Platten 20 wurden in den Schichten POLY2 und POLY1 gebildet.
  • Die Eingriffsplatte 25 hatte eine Länge von etwa 500 um und eine Breite von etwa 500 um. Jede v-förmige Kerbe hatte eine Kerbenhöhe von etwa 75 um. Die Eingriffsplatte 25 wurde in den Schichten POLY1 und POLY2 gebildet.
  • Das optische Gerät war ein Spiegel mit Abmessungen von etwa 400 um · 400 um. Das optische Gerät wurde in den Schichten POLY1, POLY2 und in der Cr/Au-Schicht gebildet.
  • Eine Kante des optischen Geräts wurde mit der Eingriffsplatte durch Federn 30 gekoppelt. Die Federn wurden in den Schichten POLY1 und POLY2 gebildet. Die Federn wurden an der Eingriffsplatte durch Verstrebungen 35 verstrebt, die in den Schichten POLY1 und POLY2 ausgebildet wurden.
  • Die Elektroden 50, 52 waren etwa 200 um lang und etwa 100 um breit und wurden unter Verwendung von POLY0 gebildet.
  • Jeder der oben erwähnten Herstellungsschritte wurde im MEMS Technology Application Center, MCNC, Research Triangle Park, North Carolina durchgeführt.
  • Nach Ausbildung der elektromechanischen Struktur und des optischen Geräts in den Schichen POLY0, POLY1, POLY2, 0X1, OX2 und Cr/Au wurden die elektromechanische Struktur und das optische Gerät von der Oberfläche des Siliziumsubstrats durch Ätzen der Phosphorsilizium-Glasschichten in einem Bad aus 49%iger HF bei Zimmertemperatur etwa 1 bis 2 Minuten abgelöst.
  • Nach der Entfernung der Phosphorsilizium-Glasschichten drehten die Träger die angelenkte Platte und hoben die Eingriffsplatte sowie das optische. Gerät von der Substratoberfläche ab. Das optische Gerät wurde auf eine Höhe von etwa 50 um oberhalb der Substratoberfläche angehoben.
  • Eine. Spannung von etwa 100 Volt wurde zwischen dem optischen Gerät und einem Kissen 50 auf der Substratoberfläche angelegt. Nach dem Anlegen der Spannung zwischen dem optischen Gerät und dem Kissen 50 schwenkte sich das optische Gerät um die Achse 1-1' (Fig. 3), so dass das optische Gerät sich unter einem Winkel von etwa 5º bezüglich der Substratoberfläche befand.
  • Beispiel 2
  • Es wurde ein mikro-elektromechanisches optisches Gerät mit der in Fig. 5 dargestellten Struktur hergestellt. Das elektromechanische optische Gerät wurde auf einer Oberfläche eines Siliziumsubstrats gebildet. Das Siliziumsubstrat hatte sechs 0,5 um dicke POLYG-Kissen 50, 52, 54, 55, 56 und 57 in Bereichen desselben. Das mikro-elektromechanische optische Gerät wurde mit den in Beispiel 1 beschriebenen Herstellungsschritten gebildet. Das optische Gerät wurde über die Oberfläche des Substrats in eine im Wesentlichen ebene Orientierung bezüglich der Substratoberfläche angehoben, wie in Beispiel 1 beschrieben.
  • Eine Spannung von etwa 100 Volt wurde zwischen dem optische Gerät und den Kissen 50, 55 und 56 angelegt, die unter dem optischen Gerät 17 auf der Substratoberfläche lagen. Beim Anlegen der Spannung zwischen dem optischen Gerät und den Kissen 50, 55 und 56 verschwenkte sich das optische Gerät um die Achse 7-7' und die Achse 5-5' (Fig. 5), so dass das optische Gerät um einen Winkel von etwa 5º bezüglich der Substratoberfläche gekippt wurde, wodurch die mit 100 bezeichnete Ecke der am nächsten an der Substratoberfläche liegende Punkt wurde.

Claims (14)

1. Verfahren zum Schwenken eines optischen Geräts, das folgende Schritte umfasst:
Vorsehen eines Substrats (13), das auf einer seiner Oberflächen ein optisches Gerät (17) und eine mikro-elektromechanische Struktur aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die mikro-elektromechanische Struktur angelenkte Platten (20), eine Eingriffsplatte (25) und Träger (19, 26) umfasst, wobei das optische Gerät (17) mit der Eingriffsplatte (25) über eine Anzahl von Federn (30) gekoppelt ist;
Betätigen der Träger (19, 26) zur Drehung der angelenkten Platten (20) und zum Anhebender Eingriffsplatte (25) weg von der Substratoberfläche und dadurch Anheben des optischen Geräts (17) über die Ebene der Substratoberfläche (13); und
Verschwenken des angehobenen optischen Geräts (17) um wenigstens eine seiner Achsen durch Erzeugung eines elektrischen Feldes zwischen dem optischen Gerät (17) und dem Substrat (13).
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem ein entsprechender Teil der Feder (30) an der mikro-elektromechanischen Struktur über eine oder mehrere Verstrebungen (35) befestigt ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei welchem jede Verstrebung (35) eine oder mehrere Materialschichten umfasst.
4. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das optische Gerät ein optischer Spiegel ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem jede angelenkte Platte (20) wenigstens eine v-förmige Kerbe enthält, bei welchem die Eingriffsplatte (25) wenigstens ein Paar von v-förmigen Kerben aufweist, bei welchem jedes Paar von v-förmigen Kerben an der Eingriffsplatte (25) sich innerhalb der Kerbe der angelenkten Platte (20) befindet, und bei welchem die Träger (19, 26) die Eingriffsplatten (25) über die Ebene der Substratoberfläche (13) in Abhängigkeit von der erregenden Kraft anheben.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei welchem jeder Träger der Anzahl von Trägern (19, 26) eine oder mehrere Materialschichten umfasst.
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem eine erste Materialschicht gekennzeichnet ist durch einen ersten Wärmeausdehnungskoeffizienten und eine zweite Materialschicht gekennzeichnet ist durch einen zweiten Wärmeausdehnungskoeffizienten, der sich vom ersten Wärmeausdehnungskoeffizienten unterscheidet.
8. Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem wenigstens eine der einen oder mehreren Materialschichten eine innere Spannung besitzt.
9. Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem wenigstens eine oder mehrere Materialschichten einen Spannungsgradienten besitzt.
10. Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem die eine oder mehrere Materialschichten aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Siliziumnitrid, Polysilizium, Siliziumdioxid und Metall besteht.
11. Verfahren nach Anspruch 10, bei welchem das Metall eine Chrom-/Gold-Mehrfachschicht ist.
12. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das elektrische Feld durch Anlegen einer Vorspannung zwischen dem optischen Gerät und wenigstens einem Teil der Oberfläche des Substrats erzeugt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das elektrische Feld durch Anlegen einer Vorspannung zwischen dem optischen Gerät und wenigstens einer Elektrode auf der Oberfläche des Substrats erzeugt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12, bei welchem die zwischen dem optischen Gerät und dem Substrat angelegte Spannung weniger als etwa 1000 V beträgt.
DE60000565T 1999-09-03 2000-08-21 Mikro-Elektromekanische Optische Vorrichtung Expired - Lifetime DE60000565T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/390,580 US6265239B1 (en) 1997-12-22 1999-09-03 Micro-electro-mechanical optical device

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DE60000565T2 true DE60000565T2 (de) 2003-08-14

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Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60000565T Expired - Lifetime DE60000565T2 (de) 1999-09-03 2000-08-21 Mikro-Elektromekanische Optische Vorrichtung

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US (1) US6265239B1 (de)
EP (1) EP1093003B1 (de)
JP (1) JP2001117029A (de)
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