基于圖形化SOI襯底的氮化鎵微驅動器的研究.pdf

1、光微機電系統(tǒng)（MOEMS）由于其微型化、可集成化、可批量生產(chǎn)等優(yōu)點成為21世紀研究的熱點，廣泛應用于光通信系統(tǒng)、光學顯示、光電子器件等領域，推動了通信、醫(yī)療、軍事、航空航天等事業(yè)的快速發(fā)展。作為MOMES的驅動單元，靜電梳齒結構微驅動器的研究具有巨大的現(xiàn)實意義。另外，第三代寬半導體材料氮化鎵具有寬直接禁帶、發(fā)光性能優(yōu)異，在高溫、高頻、大功率工作條件下性能優(yōu)越等優(yōu)點，成為MOEMS的理想材料。氮化鎵的生長基片主要是藍寶石、碳化硅、硅/SO

2、I基片。由于SOI基片上可以生長出較大面積的氮化鎵薄膜，且與硅的微加工技術兼容，SOI基氮化物的新型集成器件可能成為一個有發(fā)展前途的研究方向。
　　因此，本文對基于圖形化SOI襯底的氮化鎵靜電梳狀微驅動器進行了研究。本文利用COMSOL有限元軟件對硅基GaN靜電驅動器進行了建模仿真，分析了結構參數(shù)對靜電梳狀微驅動器性能的影響。對硅基GaN靜電驅動器的前六階模態(tài)的本征頻率與振型進行了分析，得到一階模態(tài)和三階模態(tài)。
　　在硅基G

3、aN靜電驅動器研究的基礎上，設計了基于SOI襯底的氮化鎵可動微光柵，該光柵利用靜電梳狀驅動器，在水平和垂直方向實現(xiàn)正交運動。利用導模共振理論對光柵進行了仿真，得到共振峰在25.742μm的光柵設計。從理論上對水平與垂直位移進行了公式推導，然后用COMSOL軟件仿真優(yōu)化，并對氮化鎵可動微光柵進行了模態(tài)分析。器件設計完成后，在圖形化SOI襯底上采用分子束外延生長氮化鎵從而完成該器件的制備。
　　最后，通過實驗測試了微光柵在驅動器帶動下