|
تكنولوژي سليكون براي سيستمهاي ميكرو-الكترومكانيك (MEMS) نوري
دانشگاه كمبريج، دپارتمان مهندسي، كمبريج، انگلستان
سيستمهاي ميكرو-الكترومكانيك (MEMS)
قطعاتي كه بواسطه تكنولوژيهاي نوظهور سيستمهاي ميكرو-الكترومكانيك (MEMS)
ساخته شدهاند، در كاربردهايي كه داراي سنسورها و راهاندازها يا
آكچوايتورهاي فزايندهاي ميباشند مورد استفاده قرار گرفتهاند. رشد
سريعي در سيستمهاي نوري در زمينه ارتباطات راه دور فراهم آمده است كه
بر اساس آن سعي شده است تا به نيازهاي فزاينده روزمره در خصوص پهناي
باند، شبكههاي نوري، ظرفيتهاي ترابايت در ارتباطات فيبري و همچنين
ملزومات شبكههاي محلي (LAN) پاسخ داده شود. برخي از كاربردها نيازمند
برخورداري از خصيصههاي دقيق انطباق نوري ميباشند، در حالي كه
كاربردهاي ديگر شامل حركت دقيق قطعات نوري كوچك ميباشند كه به منظور
تحصيل عملكرد پيشرفته بكار گرفته ميشوند. در ديدگاه سيستمميكرو
الكترومكانيك، اتصالات نوري بسيار دقيق، همراه با خصيصه از دست رفتگي
اندك، ميبايست بين اجزاي نور موج هدايت شده بوجود آيد، كه شامل
فيبرها، موجبر و ليزرها ميباشد.
مكانيزمهايي كه اجازه ميدهند تا حركت و ساختارهاي وابسته به آن داراي
محركهاي الكتريكي گردند در سيستم ميكرو الكترومكانيك نوري (MOEMS )
تركيب مي گردند. بسياري از اجزاي MOEMS نور را در پرتوهاي نوري فضاي-
آزاد مينياتوري پردازش نموده و بر اين اساس قوانين مقياس دهي عملكرد
آنها معمولا متمايز از سيستمهاي نوري موج هدايت شده ميباشد. اين
مقاله سيستمهاي ميكرو الكترومكانيك را مورد بررسي قرار داده و بر اين
اساس بر روي چالشهاي برجسته متخصصين فيزيك و مهندسين تاكيد مينمايد.
در اين تحقيق، سيليكون و ديگر مواد و تكنولوژيها كه بمنظور ساخت ادوات
سيستمهاي ميكرو الكترومكانيك مورد استفاده قرار ميگيرند، با جزئيات
مربوط بدانها، بعنوان كاربردهاي نمونه در پكيجينگ، نظير كانكتورهاي
ثابت و متحرك و روشهاي مجتمع هيبريد يا تركيبي، مورد بررسي قرار گرفتهاند.
تكنولوژيهاي ساخت براي سيستمهاي ميكرو الكترومكانيك
دياگرامهاي مقاطع عرضي نشان داده شده در شكل 1 دو فرآيند اصلي بكار
رفته در ميكرو ماشينكاري را نشان ميدهند. اولين فرآيند محقق شده در
اين زمينه، ميكروماشينكاري حجمي سيليكون ميباشد كه با استفاده از
محلولهاي قليايي بدست ميآيد كه داراي نرخ خوردگي بسيار كمتري (111)
سطح كريستالوگرافي يا بلورشناسي در Si ، در مقايسه با ديگر سطوح ميباشند.
در اين فرآيند، يك ماسك يا پوشش خاصي در ابتدا با قرارگيري بر روي يك
لايه سطح مقاوم در برابر خوردگي نظير SiO2 يا N4 Si3 تهنشست شده،
همانند آنچه در رديف 1 شكل 1 نشان داده شده است، و بصورت الگويي شكل ميپذيرد.
پس از آن سيليكون بر روي آن حك ميگردد. از آنجايي كه صفحات (111) آرامترين
حالت حك شدگي را دارند، شيارهاي V-شكلي با استفاده از استاندارد حكاكي
(100) حاصل ميگردد. اين شيارها را ميتوان براي قرار دادن دقيق
فيبرهاي نوري، همانگونه كه در شكل 2 نشان داده شده است، بكار گرفت. اين
خصيصهها ميتوانند تا صدها ميكرومتر عمق داشته باشند و بصورت دقيقي با
استفاده از سطح اوليه فرآيند ليتوگرافي مشخص شوند. حتي شيارهايي كه
داراي اشكال لوزي شكلي ميباشند و بصورت مقطع عرضي قرار گرفتهاند نيز
ميتوانند بوجود ميآيند، با وجود آنكه محدوده اشكال قابل تحصيل با
خصيصههاي فرآيند حكاكي محدود ميشود. ساختارهاي كپسوله شده بوسيله
پيوند انتشار شيشه به ويفرهاي حجيم ميكرو ماشين بوجود آمده و ساختارهاي
چندلايه نيز با استفاده از پيوند چندين ويفر سيليكون ساخته ميشوند.
ميكروماشينكاريو ميكروماشينكاري پليسيليكون براي سيستمهاي
ميكروالكترومكانيك
ميكروماشينكاري سطح پليسيليكون، موارد متفاوت بين پليسيليكون تهنشست
شده و لايههاي سيليكات را مورد بررسي قرار داده...
بسته بندي يا پكيجينگ سيستمهاي
ميكرو الكترومكانيك در آپتي الكترونيك...
(تكنوژي مربوط به مجتمع سازي دانش
نور و الكترونيك)
اين امر به خوبي شناخته شده است كه خصيصههاي تنظيم غيرفعال براي اتصال
فيبرهاي نوري با مد واحد را ميتوان با استفاده از حكاكي بصورت
ناهمسانگرد با كريستال واحد
Si ، تحصيل نمود....
ادوات سيستمهاي
ميكروالكترومكانيك
كاربردهاي MOEMS در
ارتباطات راه دور در حقيقت الهامي ميباشد از ظهور ابزاري موفق در
رشتهاي متمايز كه همانا دستگاه سيستم نمايش پروژكشن ميكروميرور ميباشد....
پيش بينيهاي آينده
اين مطالعه تكنولوژي كنوني را در
خصوص سيستمهاي ميكروالكترومكانيك بر پايه سيليكون و برخي از كاربردهاي
ارتباطات راه دور آينده را مورد بررسي قرار داده است.
...
 |
