Двунаправленный тепловой микромеханический актюатор и способ его изготовления

1. Микромеханический актюатор, выполненный в виде сформированной в меза-структуре упруго-шарнирной консольной балки, состоящей из
параллельных трапециевидных вставок из монокристаллической кремниевой подложки p-типа с ориентацией [100], расположенных
перпендикулярно основной оси консольной балки и соединённых
полиимидными прослойками, образованными полиимидной пленкой,
нагревателя и
электропроводящих шин, образующих омический контакт с кремнием, отличающийся тем, что
трапециевидные вставки выполнены на противоположных сторонах упруго-шарнирной консольной балки и образуют,
по меньшей мере, две зоны деформации.
2. Микромеханический актюатор по п. 1, отличающийся тем, что между зонами деформации располагается кремний-полиимидная электроизолирующая гибкая прослойка.
3. Микромеханический актюатор по п. 1, отличающийся тем, что каждая из зон деформации снабжена нагревателем, электрически не связанным с другими аналогичными нагревателями.
4. Микромеханический актюатор по п. 1, отличающийся тем, что электропроводящие шины расположены с различных сторон упруго-шарнирной консольной балки.
5. Микромеханический актюатор по п. 4, отличающийся тем, что электропроводящие шины включают
объёмные кремниевые элементы, разделённые полиимидным слоем и электрически не связанные с кремниевой подложкой.
6. Микромеханический актюатор по п. 4, отличающийся тем, что электропроводящие шины включают металлизированные отверстия в полиимиде.
7. Способ изготовления микромеханического актюатора по любому из пп. 1-6, предусматривающий
формирование методами объемной микрообработки и тонкопленочной технологии в кремниевой монокристаллической подложке с ориентацией [100]
параллельных трапециевидных вставок из монокристаллического кремния, нагревателя, электропроводящих шин, полиимидной плёнки, образующей полиимидные прослойки, меза-структуры и
разделение кремниевой подложки на чипы, отличающийся тем, что
трапециевидные вставки формируют последовательно:
жидкостным анизотропным травлением меза-структуры и канавок в кремнии в предполагаемой области трапециевидных вставок, по меньшей мере, на одной из сторон подложки,
формированием полиимидного слоя, по меньшей мере, на одной из сторон подложки и последующим
плазмохимическим травлением всей поверхности подложки, по меньшей мере на одной из сторон, до проявления полиимидных прослоек.
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что электропроводящие шины формируются последовательно:
вскрытием окон в полиимиде на одной из сторон подложки,
формированием слоя металлизации на этой стороне и
формированием омического электрического контакта между слоем металлизации и нагревателями при температуре от 350 до 400°С.
9. Способ по п. 7, отличающийся тем, что электропроводящие шины формируют последовательно:
жидкостным анизотропным травлением в кремнии с двух сторон подложки областей, разделяющих объёмные кремниевые элементы («островки») электроповодящих шин от кремниевой подложки;
формированием на этой стороне подложки полиимидного слоя;
плазмохимическим травлением с обратной стороны до проявления полиимида;
формированием на этой стороне подложки полиимидного слоя;
травлением полиимида с двух сторон подложки в области внутри границ объёмного кремниевого элемента («островка»);
последующим формированием слоёв металлизации с двух сторон подложки и
формированием омического электрического контакта между слоями металлизации и нагревателями при температуре от 350 до 400°С.
10. Способ по п. 7, отличающийся тем, что электропроводящие шины формируют последовательно:
жидкостным анизотропным травлением в кремнии с двух сторон подложки областей, где будут формироваться отверстия в полиимиде;
формированием на этой стороне подложки полиимидного слоя;
плазмохимическим травлением с обратной стороны до проявления полиимида;
формированием на обратной стороне подложки полиимидного слоя;
формированием на обратной стороне подложки слоя металлизации;
травлением с другой стороны подложки отверстий в слое полиимида, с последующим нанесением слоя металлизации с этой же стороны подложки,
формированием топологического рисунка электропроводящих шин с двух сторон пластины,
формированием омического электрического контакта между слоями металлизации и нагревателями при температуре от 350 до 400°С.
11. Способ по п. 7, отличающийся тем, что микромеханический актюатор формируют методами односторонней и/или двусторонней литографии.