一种热式单波长光开关及其制作方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及半导体技术领域，尤其涉及一种热式单波长光开关及其制作方法。
【背景技术】
[0002]光纤通信技术的问世和发展给通信业带来了革命性的变革，目前世界大约85%的通信业务经光纤传输，长途干线网和本地中继网也已广泛使用光纤。特别是近几年，以IP为主的Internet业务呈现爆炸性增长，这种增长趋势不仅改变了 IP网络层与底层传输网络的关系，而且对整个网络的组网方式、节点设计、管理和控制提出了新的要求。
[0003]一种智能化网络体系结构--自动交换光网络(Automatic Switched Optical
Networks, ASON)成为当今系统研宄的热点，它的核心节点由光交叉连接(OpticalCross-connect, OXC)设备构成，通过OXC可实现动态波长选路和对光网络灵活、有效地管理。OXC技术在日益复杂的DWDM网中是关键技术之一，而光开关作为切换光路的功能器件，则是OXC中的关键部分。
[0004]光开关矩阵是OXC的核心部分，它可实现动态光路径管理、光网络的故障保护、波长动态分配等功能，对解决目前复杂网络中的波长争用，提高波长重用率，进行网络灵活配置均有重要的意义。随着光传送网向超高速、超大容量的方向发展，网络的生存能力、网络的保护倒换和恢复问题成为网络关键问题，而光开关对光层的保护倒换和恢复起到了更为重要的作用。
[0005]应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的【背景技术】部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
【发明内容】
[0006]本申请采用MEMS微加工技术制作一种热式单波长光开关，通过接受外界红外热辐射从而产生热量导致光开关的两个悬臂梁发生不同的形变，由此使法布里-珀罗干涉仪的上层复合膜的中央部发生倾斜，使得其参考单波长的透过率减弱，达到光关断的效果，因此，只需一小型可控热辐射光源，无需其他外部电路的设计就可以对光开关进行控制，大大降低了光开关的使用成本，并且，通过MEMS微加工技术来制作该热式单波长光开关，成本较低。
[0007]根据本申请实施例的一个方面，提供一种热式单波长光开关，包括:
[0008]衬底1，在所述衬底I中形成有凹槽2和围绕所述凹槽2的台阶部2a ;
[0009]下层复合膜3，其形成为至少覆盖所述凹槽2的底部和侧壁；
[0010]光反射层4，其形成于所述下层复合膜3的表面，并且，所述光反射层4具有露出所述下层复合膜3的通孔5 ;
[0011]上层复合膜7，其与所述光反射层4隔开设置，所述上层复合膜7具有中央部12、位于中央部两侧的第一部7a和第二部7b、连接于所述第一部7a和所述中央部12的条形的第三部7c、连接于所述第二部7b和所述中央部12的条形的第四部7d、位于所述台阶部2a上的第五部7e、以及用于将所述第一部7a和所述第二部7b分别与所述第五部7e连接的悬浮梁14 ；
[0012]红外吸收板11，其形成于所述第一部7a和所述第二部7b的表面；以及
[0013]条形金属层9，其形成于所述第三部7c和所述第四部7d的表面；
[0014]其中，在所述光反射层4和所述上层复合膜7之间形成为空腔15。
[0015]根据本申请实施例的另一个方面，其中，所述条形金属层9为直线形状或具有折弯结构。
[0016]根据本申请实施例的另一个方面，其中，所述悬浮梁14为直线形状或具有折弯结构。
[0017]根据本申请实施例的另一个方面，其中，所述第一部7a和所述第二部7b位于所述中央部12的沿第一方向的两侧，所述悬浮梁14用于在第二方向上将所述第一部7a和所述第二部7b分别与所述第五部7e连接，所述第二方向垂直于所述第一方向。
[0018]根据本申请实施例的另一个方面，其中，当形成于所述第一部7a和所述第二部7b的表面的红外吸收板11分别接收不同强度的红外辐射时，所述中央部12相对于所述衬底I的表面倾斜。
[0019]根据本申请实施例的另一个方面，其中，当形成于所述第一部7a和所述第二部7b的表面的红外吸收板11接收相同强度的红外辐射时，所述中央部12相对于所述衬底I的表面倾斜。
[0020]根据本申请实施例的另一个方面，其中，形成于所述第一部7a和所述第二部7b的表面的红外吸收板11面积不同，
[0021]或者，形成于所述第三部7c和所述第四部7d的表面的条形金属层9的长度不同、厚度不同、宽度不同和/或材料不同。
[0022]根据本申请实施例的另一个方面，其中，所述下层复合膜3和所述上层复合膜7厚度相同或不同。
[0023]根据本申请实施例的另一个方面，提供一种热式单波长光开关的制作方法，该方法包括:
[0024]在衬底I中形成凹槽2和围绕所述凹槽2的台阶部2a ;
[0025]形成至少覆盖所述凹槽2的底部和侧壁的下层复合膜3 ;
[0026]在所述下层复合膜3的表面形成光反射层4，所述光反射层4具有露出所述下层复合膜3的通孔5 ；
[0027]在所述光反射层4的表面形成填充所述凹槽2和所述通孔5的牺牲层6 ；
[0028]在所述牺牲层6的表面，以及所述台阶部2a的表面形成上层复合膜7 ;
[0029]在所述上层复合膜7的表面形成条形金属层9和红外吸收板11，其中，所述红外吸收板11设置于位于所述上层复合膜7的中央部12的两侧的第一部7a和第二部7b的表面，所述条形金属层9覆盖连接于所述第一部7a和所述中央部12的所述上层复合膜7的第三部7c表面，以及连接于所述第二部7b和所述中央部12的所述上层复合膜7的第四部7d表面；
[0030]刻蚀所述上层复合膜7，以保留所述中央部12、所述第一部7a、所述第二部7b、所述第三部7c、所述第四部7d、以及悬浮梁14，其中，所述悬浮梁14用于将第一部7a和第二部7b与位于所述台阶部2a上的所述上层复合膜7的第五部7e相连接；
[0031]释放所述牺牲层6，形成空腔15。
[0032]根据本申请实施例的另一个方面，其中，所述条形金属层9为直线形状或具有折弯结构。
[0033]本申请的有益效果在于:该热式单波长光开关只需一小型可控热辐射光源，无需其他外部电路的设计可以满足光开关效果，使用方便且成本低廉。
[0034]参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。
[0035]针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
[0036]应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
【附图说明】
[0037]所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请