应用于激光雷达的二维静电微镜设计*
2021-03-05单亚蒙任丽江沈文江
传感器与微系统 2021年2期
单亚蒙,任丽江,沈文江
(1.中国科学技术大学 纳米技术与纳米仿生学院,安徽 合肥230026;2.中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 纳米器件与应用重点实验室,江苏 苏州215123;3.西安交通大学 电子科学与工程学院,陕西 西安710049)
0 引 言
基于微纳制造技术所制备的微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)微镜,具有重量轻、体积小、成本低等优点,其作为光学应用系统的核心器件,已在激光投影显示、条形码扫描及自聚焦微型显微镜等方面广泛应用[1~3]。如今,伴随着无人驾驶概念的提出,MEMS激光雷达走入视野。传统宏观机械式雷达的光束操纵是利用马达来偏转反射镜,系统尺寸和重量大,而MEMS激光雷达,不仅体积小,且只需要一束激光光源,经过MEMS二维微振镜扫描反射光束,形成二维平面投射到物体上,通过信号对比,利用飞行时间(time of flight,TOF)技术从而达到对目标物体进行距离定位目的[4]。
根据现有技术,MEMS微镜有四种方式驱动:静电驱动、电磁驱动、压电驱动及热电驱动。相比于其他驱动方式,静电驱动微镜制备工艺简单、体积小、功耗低且容易与其他工艺兼备等等。梳齿结构静电驱动MEMS微镜国内外研究甚多,西北工业大学、台湾OPUS、Microvision公司等[5,6]。
静电二维MEMS微镜要在水平方向和垂直方向分别实现偏转,微镜的快轴驱动和慢轴驱动需要利用沟槽实现电隔离。大多数制备工艺都要先经过深硅刻蚀出隔离沟槽,再进行氧化硅和多晶硅的填充实现结构连接,还要进行化学机械平抛光工艺(chemical mechanical polishing,CMP)[7~9]。本文设计的二维……
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