用于基于MEMS的致动器的叉合垂直阻尼器的制作方法

文档序号:15926165发布日期:2018-11-14 01:09阅读:173来源:国知局

本申请涉及用于基于mems的致动器的叉合垂直阻尼器。

背景技术

微机电系统(mems)镜在光束转向装置中具有广泛的应用。电压和/或电流的施加可以控制mems镜的位置,并且因此使光束在期望的方向上转向。然而,当镜子重新定位时,它可能会在其新位置安顿下来之前“振铃”一段时间。



技术实现要素:

至少一个方面涉及微机电系统(mems)镜组件。该mems镜组件包括限定腔的基底基板和从该腔的底部向上延伸的多个第一特征。mems镜组件包括耦接到基底基板并限定mems致动器和mems镜平台的镜基板。mems致动器的致动将mems镜平台从第一位置状态移动到第二位置状态。mems镜平台在mems镜平台的面向基底基板的一侧上限定多个第二特征,所述多个第二特征的尺寸、形状和位置被设定为使得当镜平台处于第二位置状态时,所述多个第二特征延伸到分隔多个第一特征的空间中。mems镜组件包括设置在mems镜平台的远离基底基板的一侧上的反射材料。

至少一个方面涉及一种制造微机电系统(mems)镜阵列的方法。该方法包括提供限定腔阵列的基底基板,每个腔具有从腔的底部向上延伸的多个第一特征。该方法包括提供限定mems致动器阵列和mems镜平台的镜基板。每个mems镜平台限定mems镜平台的第一侧上的多个第二特征,所述多个第二特征的尺寸、形状和位置被设定为使得所述多个第二特征可以纳入分隔所述多个第一特征的空间中,所述多个第一特征在基底基板中从对应的腔延伸。该方法包括将镜基板耦接到基底基板,使得每个mems镜平台的第一侧面对基底基板中的对应腔,并且每个mems致动器的激活使对应的mems镜平台从第一位置状态移动到第二位置状态。所述多个第二特征延伸到在第二位置状态分隔多个第一特征的空间中。该方法包括提供设置在每个mems镜平台的与mems镜平台的第一侧相对的第二侧上的反射材料。

下面详细讨论这些和其他方面和实现。前述信息和以下详细描述包括各个方面和实现的说明性示例,并且提供用于理解所要求保护的方面和实施方式的性质和特征的概述或框架。附图提供了说明和对各个方面和实现的进一步理解,并且被合并在本说明书中并构成其一部分。

附图说明

附图不旨在按比例绘制。在各个附图中相同的附图标记和标识表示相同的元件。为了清楚起见,并非每个部件都会在每个附图中标注。在附图中:

图1是根据说明性实施方式的光电路交换(ocs)的框图;

图2a是根据说明性实施方式的微机电系统(mems)镜的图;

图2b是根据说明性实施方式的mems镜阵列的图;

图3是根据说明性实施方式的mems镜的横截面图;

图4是根据说明性实施方式的具有镜平台特征和基底基板特征的mems镜的横截面的示意图,其中镜平台特征和基底基板特征在镜平台静止时交错;

图5是根据说明性实施方式的具有基底基板特征的mems镜的截面图,其中基底基板特征相对于限定在基底基板中的腔的底部具有不同的高度;

图6a至6c是根据说明性实施方式的示例镜平台特征和基底基板特征的图;

图7a至图7d是根据说明性实施方式的制造mems镜阵列的示例方法的流程图;和

图8a至8i示出了根据说明性实施方式的用于制造mems镜阵列的示例过程的步骤。

具体实施方式

本公开大体上涉及用于光束转向的微机电系统(mems)镜的阻尼器。mems镜面光束转向在例如光学电路开关(ocs)中是有用的。在一些实施方式中,ocs是全光学3d切换矩阵可通过改变二维mems镜阵列中的镜的位置而将来自任何输入光纤n的光定向至任何输出光纤m。ocs允许在光域中切换而不将光信号转换为电信号并再次转换回。这减少了延迟、保持了业务更安全并使得关于编码和数据速率方面的开关不可知。

ocs中的mems镜可以通过在施加到耦接至镜的致动器的模拟电压的控制下旋转来路由光信号。然而,镜的位置并不是二元的,镜会在驱动一段时间后倾向于“振铃”,这取决于镜的共振频率及其支撑,以及致动器和镜周围的机械和流体阻尼量。在振铃期间,镜可能无法将光信号定向至其预定目的地。振铃因此导致开关延迟,在此期间开关不能在振铃镜上传输光信号。振铃的数量取决于装置的品质因数(q),高q与振铃更多相关联。目前在ocs中使用的mems镜典型为q大于10。通过包括根据本公开的阻尼器,在一些实施方式中,q可以显著减小。在一些情况下,q可以减小一个数量级。在一些情况下,q应低于10。

mems镜可以包括在基底上的镜平台。阻尼器可以分别采取在镜平台底部和基底顶部的互补特征的形式。这些互补特征可以彼此交错(interleave),使得流体(例如干燥空气)在一个表面的间隙中被压缩,而相反表面上的尖齿或柱移动到间隙中。当流体穿过特征以逃离间隙时,其沿着特征的边缘产生与预期致动方向不同相(phase)的剪切力,由此产生大的阻尼力。

根据所需的阻尼量,互补特征可以采取各种形状。某些形状可以提供附加的好处。例如,蚀刻到镜平台下侧的插座或腔状特征的紧密堆积的结构(close-packedstructure)可以减小镜的质量。减小的镜平台质量可以增加共振频率以及已经存在的流体阻尼机构的影响。

明显欠阻尼(高q值)mems镜可以在足够稳定以允许光学信号传输之前振铃许多周期(10s至100s)。在一些实施方式中,根据本公开的添加阻尼器可以将振铃减少到仅几个周期,从而允许更快的切换。此外,阻尼器可以减小镜对外部激发事件(如冲击或振动)引起的运动敏感度。

图1是根据说明性实施方式的光电路交换(ocs)100的框图。在一些实施方式中,ocs100可以将来自任何输入光纤n的光信号路由到任何输出光纤m。ocs100包括准直器105a和105b(统称为“准直器105”),镜阵列110a和110b(统称为“镜阵列110”),镜115a-115c(统称为“镜115”),发射器120a和120b(统称为“发射器120”)以及相机130a和130b(统称为“相机130”)。ocs100可以接收光纤电缆125a和125b(统称为“光纤电缆125”)。ocs100的功能可以由控制器140控制。

ocs100可以是无方向开关,意味着它可以在电缆125a和125b之间沿任一方向路由光信号,包括光信号在光纤中在两个方向上行进的双向链路。包括诸如“输入”、“输出”、“进入”或“退出”之类的方向性语言的ocs100操作的描述仅用于说明目的,而不旨在限制。

在示例操作中,光信号135可以经由第一光纤电缆125a进入ocs100。第一准直器105a可以从第一光纤电缆125a接收光信号135,并通过第一镜115a将其定向到第一mems镜阵列110a。在一些实施方式中,第一mems镜阵列110a的中每个镜可以对应于第一光纤电缆125a的特定光纤,并且第一准直器105a用作将来自光纤的光信号135定向至第一mems镜阵列110a中的对应镜。

第一mems镜阵列110a可以将光学信号135从第二镜115b定向至第二mems镜阵列110b。第二mems镜阵列110b可以将光学信号135从第三镜115c定向出并定向入第二准直器105b。第二准直器105b可以将光信号输送至第二电缆125b。

ocs100可以包括自我监视和自我诊断能力。ocs100可以包括用于监视镜阵列110的状态的发射器120和相机130。发射器120可以在镜阵列110处定向激光145。相机130可以接收反射的激光145并且确定镜阵列110的每个镜的位置。相机130可以检测镜在重新定位之后是否仍然振铃。基于来自发射器120和摄像机130的镜状态信息,控制器140可以控制光学信号路由。控制器140可以保持关于每个镜和每个信号路径的状态的信息。控制器140可以监视振铃镜,镜故障或其他信号路径障碍。控制器140可以发送警报,包括通知以暂停特定光纤上的业务,直到交换路径稳定或者直到可以建立另一交换路径。

图2a是根据说明性实施方式的微机电系统(mems)镜组件200的图。mems镜阵列110可以包括许多mems镜组件200。mems镜组件200包括三个主要部件:镜平台205,万向节210和镜基板215。镜平台205,万向节210和镜基板215设置在基底基板(未图示)的上方。镜平台205包括在其上侧的反射表面。mems镜组件200包括用于移动部件的致动器。在图2a所示的实施方式中,mems镜组件200可以以二维方式致动。致动器220a和220b(统称“致动器220”)可以相对于万向节210移动镜平台205,致动器225a和225b(统称为“致动器225”)可以相对于镜面基板215移动万向节210和镜平台205。

在一些实施方式中,致动器220和225可以将扭矩施加到它们的内部部件。例如,致动器220可施加扭矩来旋转镜平台205以造成在x-z平面中(即绕y轴)的旋转,并且致动器225可施加扭矩来旋转万向节210以造成在y-z平面中(即绕x轴)的旋转。以这种方式,致动器220和致动器225可以分别绕第一轴线和第二轴线移动镜平台205,其中轴线基本彼此正交。在一些实施方式中,致动器220和225可以在其内部部件上施加垂直(z向)力。例如,致动器220可以在y-z平面中旋转镜平台205,并且致动器225可以在x-z平面中旋转万向节210。在这些实施方式中,镜平台205可以在二维中定位。

在一些实施方式中,致动器220和225可以是垂直梳形驱动静电致动器。每个致动器220和225可以具有第一部分和第二部分;例如,如图中定向的,致动器220可以具有左侧和右侧,并且致动器225可以具有顶侧和底侧。施加到致动器的第一部分的第一电压可致使致动器沿第一方向移动镜平台205。在一些实施方式中,第一方向可以是绕镜平台205的运动轴线的旋转方向。施加到致动器的第二部分的第二电压可以致使致动器沿与第一方向相反的第二方向移动镜平台。例如,第一电压可以使得镜平台205绕轴线顺时针移动,并且第二电压可以使得镜平台205绕轴线逆时针移动。

在一些实施方式中,mems镜组件200的致动器220和225以及可移动部件(即镜平台205和万向节210)可以表现为弹簧质量系统。由于柔性安装部或支撑可移动部件的梁的材料特性以及围绕可移动部件的任何流体(例如气体或液体),mems镜组件200可以具有一些固有阻尼。然而,该系统可能欠阻尼,使得可移动部件在诸如物理冲击或振动之类的扰动或者在正常操作中重新定位镜平台205之后振荡或振铃。镜平台205的这种不希望的移动可以使得mems镜组件200在移动消退并且镜平台205达到平衡之前不能用于定向光学信号。因此,可能有益的是增加系统的阻尼直至其更接近临界阻尼,使得镜平台205在达到平衡之前仅振荡几个周期。在一些实施方式中,mems镜组件200可以是临界阻尼或过阻尼。下面参照图3-5和图6a-6c更详细地描述用于阻尼mems镜组件200的阻尼器的实施方式。

图2b是根据说明性实施方式的mems镜阵列110的图。mems镜阵列110可以包括多个mems镜组件200a-200c(统称为“mems镜组件200”)。在一些实施方式中,mems镜可以布置成如图2b中所示的偏移栅格、方形栅格或同心圆或螺旋的图案。在一些实施方式中,mems镜阵列110中的mems镜组件200的分布将对应于准直器105的配置,使得进入或离开准直器105的每个光信号束被定向至mems镜阵列110的相应mems镜组件200或从相应mems镜组件200离开。在一些实施方式中,mems镜阵列110可以包括铜或其他导电材料的信号迹线(未示出),该信号迹线携带对致动器220和225的开关电压。开关电压可以从控制器140或与控制器140相关联的数模转换器发出,该数模转换器可以将来自控制器140的切换命令转换成用于致动mems镜组件200的模拟电压。在一些实施方式中,mems镜阵列110可以包括用于每个mems镜组件200的四个信号迹线。四个信号迹线可以包括将使镜平台205在第一方向上绕第一轴线移动的电压携带到致动器220a和220b的第一信号迹线,将使镜平台205在第二方向上绕第一轴线移动的电压携带到致动器220a和220b的第二信号迹线,将使镜平台205和万向节210在第三方向上绕第二轴线移动的电压携带到致动器225a和225b的第三信号迹线,以及将使镜平台205和万向节210在第四方向绕第二轴线移动的电压携带到致动器225a和225b的第四信号迹线。

在一些实施方式中,每个mems镜组件200的镜平台205,万向节210和镜基板215可以由键合到基底基板(即,第二硅晶片)上的镜基板215的组合(例如,双重绝缘体上硅(dsoi)晶片)制造。下面参照图7a-7d描述制造mems镜组件200的示例方法。以下参照图8a-8i描述制造mems镜组件200的过程的示例步骤。

图3是根据说明性实施方式的mems镜组件300的截面图。mems镜组件300由键合到基底基板315的镜基板310构成。镜平台305由镜基板310制造,并且从镜基板310释放,使得它可以绕轴线325旋转。镜平台305具有沉积或以其他方式施加到顶表面的反射表面320。

基底基板315限定腔340和从腔340的底部向上延伸的特征345的阵列。镜平台305的底表面限定腔330阵列和特征335阵列。特征335阵列的尺寸、形状和位置使得特征345阵列可以在镜平台305从其静止状态移动时延伸到分隔特征335阵列的空间中。在一些实施方式中,特征335阵列限定腔330阵列,当镜平台305从其静止状态移动时,特征345阵列延伸到腔330阵列中。在一些实施方式中,特征345阵列限定腔330阵列,当镜平台305从其静止状态移动时,特征335阵列延伸到腔330阵列中。

当特征335和345交错时,镜平台305和基底基板315之间的流体必须推动其通过特征335和345。流体抵靠特征335和345的侧表面的摩擦产生沿与镜平台305的致动方向不同相的特征的侧表面的剪切力。这产生了阻尼力。在任何后续的振铃运动中,剪切力可以继续阻尼镜平台305的运动。特征335和345之间的间隙可以被配置为促进期望的摩擦量,同时允许足够的活动(play)以防止由于在制造和/或镜平台305的旋转运动期间的公差造成的机械干扰。在一些实施方式中,间隙可以是当mems镜平台305处于静止状态时,在平行于基底基板315的顶表面的方向上,在特征335和345的相邻侧之间测量的大约0.1-20μm。在一些实施方式中,间隙可以是大约5-10μm。间隙可以根据mems镜平台305的位置状态而变化。

在一些实施方式中,镜平台305中的腔330的存在可以减小镜平台305的旋转质量并且因此增加mems镜组件300系统的共振频率。共振频率的增加使流体阻尼机制的影响增加。

在一些实施方式中,镜平台305可以安装到万向节。万向节可以促进二维旋转运动。在这种配置中,镜平台可以在第一维度上独立于万向节旋转,但在第二维度与万向节一致。因此,该系统可以具有对于一维相对于另一维移动更大的惯性矩。在一些实施方式中,阻尼特征可以被分布以便为每个旋转维度提供尽可能多的阻尼。在一些实施方式中,阻尼特征可以被分布以在系统具有较大刚度或惯性矩的维度上提供更大的阻力,由此在两个维度上阻尼近似相等。在一些实施方式中,附加特征可以被限定在万向节的下侧以及万向节下方的基底基板区域中。

下面参照图6a-6c描述镜平台305和基底基板315特征的示例配置。

图4是根据说明性实施方式的mems镜组件400的横截面的示意图,其具有在镜平台405静止时交错的镜平台特征435和基底基板特征445a和445b(统称为“基底基板特征445”)。mems镜组件400类似于上述mems镜组件300,除了镜平台特征435或基底基板特征445中的一个或多个相对于镜基板410和基底基板415之间的界面450伸长(elongated)。在这种配置中,当镜平台405在接近其静止位置的位置之间移动时,mems镜组件400可以经历更多的阻尼。

在一些实施方式中,基板特征445可以包括特征445a的第一子集和特征445b的第二子集。至少当镜平台405处于第一位置状态时,特征445a的第一子集可以延伸到分隔镜平台特征435的空间中。至少当镜平台405处于第二位置状态时,特征445b的第二子集可延伸到分隔镜平台特征435的空间中。以这种方式,特征445的至少一部分延伸到在每个镜平台位置405状态下分隔镜平台特征435的空间中。

图5是根据说明性实施方式的mems镜组件500的横截面图,其具有相对于限定在基底基板515中的腔540的底部具有不同高度的基底基板特征545a和545b(统称为“特征545”)。mems镜组件500类似于上述mems镜组件300,除了特征545a和545b相对于彼此的相应高度可以被配置为允许镜平台505的更大范围的旋转运动。在一些实施方式中,特征545a的第一子集位于距镜平台505的旋转轴535第一距离处,特征545b的第二子集位于比镜平台505的旋转轴535第一距离大的第二距离处,并且特征545a的第一子集比特征545b的第二子集从腔540的底部向上延伸得更远。这种配置可以在特征545b的顶部接触镜平台505中的腔530的底部之前允许更多的空隙(clearance)。

图6a-6c是根据说明性实施方式的示例镜平台605,635和665特征以及基底基板620,650和680特征的图。在每个图中,白色代表相对于视图视角为凹陷的区域,例如腔的底部,而黑色代表相对于视图视角为凸起的组件的区域,例如,特征的顶部或镜平台的底表面。在一些实施方式中,图案可以颠倒;例如在镜平台605,635和665上具有突起以及在基底基板620,650和680中具有腔。

图6a示出了实例镜平台605及基底基板620的图。镜平台605的特征包含围绕三角形腔610的阵列的壁。腔610延伸到镜平台605的底表面615中。在一些实施方式中,腔610的阵列可以形成紧密堆积结构。这种性质的紧密堆积结构允许去除相对大量的质量,同时留下保持镜平台605的结构完整性的壁格。这种类型的结构还提供镜平台605特征的大表面积用于与基底基板620特征相互作用。

基底基板的特征包括从基底基板620中的腔630的底部向上延伸的三角形突起625的阵列。突起625和腔610被配置为允许它们当镜平台605相对于基底基板620移动时彼此交错。腔610和突起625的尺寸可以被配置为从流体摩擦产生期望量的阻尼,同时具有允许镜平台605的期望移动量的足够的空隙。

图6b示出了示例镜平台635和基底基板650的图。镜平台635的特征包括围绕圆形或圆柱形腔640的阵列的壁。腔640延伸到镜平台635的底表面645中。在一些实施方式中,腔640阵列可以形成紧密堆积的结构。这种性质的紧密堆积结构允许去除相对大量的质量,同时留下保持镜平台635的结构完整性的壁格。这种类型的结构还提供镜平台635特征的大表面积用于与基底基板650特征相互作用。

基底基板的特征包括从基底基板650中的腔660的底部向上延伸的圆柱形突起655的阵列。突起655和腔640被配置为允许它们当镜平台635相对于基底基板650移动时彼此交错。腔640和突起655的尺寸可以被配置为从流体摩擦产生期望量的阻尼,同时具有允许镜平台635的期望移动量的足够的空隙。

图6c示出了示例镜平台665和基底基板680的图。镜平台665的特征包括围绕矩形腔670的阵列的壁。腔670延伸到镜平台665的底表面675中。在一些实施方式中,腔阵列670可以形成在两个不同维度上纵向延伸的矩形。这种配置可以在每个维度上提供阻尼,该阻尼大致等于另一个维度中的阻尼。该配置还提供镜平台665特征的大表面积用于与基底基板680特征相互作用。

基底基板的特征包括从基底基板680中的腔690的底部向上延伸的矩形突起685的阵列。突起685和腔670被配置为允许他们在镜平台665相对于基底基板680移动时彼此交错。腔670和突起685的尺寸可以被配置为从流体摩擦产生期望量的阻尼,同时具有允许镜平台665的期望移动量的足够的空隙。

在一些实施方式中,除了固定宽度的边缘或边界之外,镜平台特征可以形成横跨镜平台605,635和/或665的基本上全部底表面的矩阵或晶格。基底基板620,650和/或680可以包括基底基板特征,该基底基板特征被配置为在镜平台旋转期间与镜平台特征交错。然而,基底基板620,650和/或680可能不包括由于邻接边缘或边界而与具有不规则形状的任何镜面平台特征交错的特征。

图7a-7d是制造mems镜阵列的示例性方法700的流程图,图8a-8i示出了根据说明性实施方式的通过方法700制造mems镜阵列的示例过程的步骤。以下参照图8a-8i的制造步骤描述方法700并且同时描述图8a-8i的制造步骤。方法700包括提供限定腔阵列的基底基板,每个腔具有从腔的底部向上延伸的多个第一特征(阶段710)。方法700包括提供限定mems致动器阵列和mems镜平台的镜基板,其中每个mems镜平台在mems镜平台的第一侧上限定多个第二特征,该第二特征的大小、形状和位置使得多个第二特征可以纳入分隔从基底基板中的对应腔向上延伸的多个第一特征的空间中(阶段720)。方法700包括将镜基板耦接到基底基板,使得每个mems镜平台的第一侧面对基底基板中的对应腔,并且每个mems致动器的激活将对应的mems镜平台从第一位置状态移动到第二位置状态,其中多个第二特征在第二位置状态中延伸到分隔多个第一特征的空间中(阶段730)。方法700包括提供设置在与mems镜平台的第一侧相对的每个mems镜平台的第二侧上的反射材料(阶段740)。在一些实施方式中,方法700可以包括在镜基板上提供导电迹线,以便向mems镜阵列的每个mems镜组件的致动器提供致动电压(阶段750)。

方法700包括提供限定腔阵列的基底基板,每个腔具有从腔的底部向上延伸的多个第一特征(阶段710)。基底基板可以具有分别与图3,4,5,6a,6b和6c中所示的基底基板315,415,515,620,650和/或680中的一个或组合相似的配置。在一些实施方式中,阶段710可以包括图7b中所示的附加阶段。如图7b所示,阶段710可以包括如图8a所示提供基底基板800(阶段711)。阶段710可以包括将腔802蚀刻到基底基板800中(阶段712)。如图8b所示,腔802被蚀刻以留下从腔802的底部向上延伸的第一特征804阵列。在一些实施方式中,蚀刻工艺可以包括深度反应离子蚀刻(drie)工艺。在一些实施方式中,特征804的高度使得当镜基板处于静止位置时它们将与镜基板的特征交错,例如在上面关于图4描述的基底基板415中。在一些实施方式中,可以通过在底部soi叠层中增加另一层,然后使用蚀刻工艺来制造增高特征804,蚀刻工艺在除了增高特征804之外的区域停止在该层下方。在一些实施方式中,氢氧化钾或四甲基氢氧化铵蚀刻可以用于形成一系列步骤,这些步骤变成可以与镜基板的特征交错的增高特征804。在一些实施方式中,可以蚀刻基底基板800,使得特征804中的一些具有不同高度,例如在上面关于图5描述的基底基板515中。在一些实施方式中,特征804之间的高度差可以是通过执行一个或多个附加的蚀刻步骤来创建,在该步骤期间仅掩蔽特征804的子集。

方法700包括提供限定mems致动器阵列和mems镜平台的镜基板,其中每个mems镜平台在mems镜平台的第一侧上限定多个第二特征,该多个第二特征的大小、形状和位置使得多个第二特征可以纳入分隔从基底基板中的相应腔向上延伸的多个第一特征的空间中(阶段720)。镜基板可具有分别类似于图3,4和5中所示的镜基板310,410和/或510中的一个或多个的配置,并且具有镜平台,该镜平台具有类似于图3,4,5,6a,6b和6c中分别示出的镜平台305,405,505,605,635和/或665中的一个或组合的配置。在一些实施方式中,阶段720可以包括图7c中所示的附加阶段。如图7c所示,阶段720可以包括提供包括如图8c所示的处理层816的双重绝缘体上硅(dsoi)叠层806(阶段721)。dsoi堆叠806可以包括多个层,包括致动器层808,第一绝缘体层810,镜层812,第二绝缘体层814和处理层816。在一些实施方式中,致动器层808,镜层812和处理层816可以包括硅。这些层的硅可以是本征或掺杂的、结晶的或无定形的。在一些实施方式中,处理层816可以包括玻璃。在一些实施方式中,绝缘体层810和814可以是氧化硅或其他电介质氧化物。在一些实施方式中,绝缘体层810和814可以包括诸如聚酰亚胺、kapton或抗蚀剂的有机或聚合物材料。阶段720可以包括蚀刻dsoi叠层806的致动器层808以限定第二特征818的阵列(阶段722)。在一些实施方式中,第二特征818可以包括镜平台305,405,505,605,635和/或665的特征和/或腔中的一个或组合。在一些实施方式中,蚀刻阶段722可以包括增加或减少一些或全部特征818的高度的附加步骤。

方法700包括将镜基板耦接到基底基板,使得每个mems镜平台的第一侧面对基底基板中的对应腔,并且每个mems致动器的激活将对应的mems镜平台从第一位置状态到第二位置状态,其中多个第二特征在第二位置状态中延伸到分隔多个第一特征的空间中(阶段730)。在一些实施方式中,阶段730可以包括图7d中所示的附加阶段。如图7c所示,阶段730可以包括将包括镜基板的dsoi叠层806熔合键合(fusionbond)到包括如图8d所示的基底基板的基底基板800(阶段731)。dsoi叠层806和基底基板800被键合,使得特征804与特征818之间的空间对齐。在一些实施方式中,可以使用硅-硅熔合或等离子体引发的键合的工艺来形成在界面820处的dsoi叠等806与基底基板800之间的键合。在一些实施方式中,可以使用阳极键合来键合硅以外的基板材料。阶段730可以如图8e所示包括移除处理层816和第二绝缘层814(阶段732)。移除处理层816和第二绝缘体层814暴露出镜层812并且留下镜基板822仍然键合到基底基板800。在一些实施方式中,使用一个或多个蚀刻步骤移除处理层816和第二绝缘体层814。在一些实施方式中,使用一个或多个加工或刨平步骤移除处理层816和第二绝缘体层814。在一些实施方式中,可以使用多个过程的组合或系列来移除这些层。例如,研磨和抛光操作可以将该层减小到可以用湿氢氧化钾或四甲基氢氧化铵方法更容易地蚀刻的厚度。这种多阶段工艺的优点是可以同时用于多个晶片。在一些实施方式中,可以使用基于drie的工艺。但是,drie工艺可能仅在一次在单个晶圆上实施时是实际的。如图8f所示,阶段730可以包括蚀刻顶层装置特征(阶段733)。该阶段暴露第一绝缘体层810并且开始释放致动器、万向节和镜平台的部分的过程。如图8g所示,阶段730可以包括包括蚀刻第一绝缘体层810以暴露致动器层808(阶段734)。如图8h所示,阶段730可以包括蚀刻穿过镜平台824周围的镜层812,第一绝缘体层810和致动器层808(阶段735)。该阶段可以完成致动器、万向节和镜平台824的释放。在一些实施方式中,镜平台824在被释放时可以围绕轴线826自由旋转。当镜平台824围绕轴线826旋转时,特征804可以纳入分隔特征818的空间中,以实现镜平台824移动的期望阻尼。

方法700包括提供设置在每个mems镜平台824的与mems镜平台的第一侧相对的第二侧上的反射材料828,如图8i所示(阶段740)。在一些实施方式中,反射材料828可以包括纯金属或合金,包括金、镍、铝、铬、钛或其一些组合。在一些实施方式中,反射材料828可以包括调谐为反射一个或多个目标波长的基于电介质的膜。可以使用溅射、薄膜或厚膜沉积技术沉积或施加反射材料828。

在一些实施方式中,方法700可以包括在镜基板上提供导电迹线,以便为mems镜阵列的每个mems镜组件的致动器提供致动电压(阶段750)。每个mems致动器可以具有第一部分和第二部分。方法700可以包括在镜基板上提供多个第一导电迹线。每个第一导电迹线可以被配置为将第一致动电压输送到mems致动器的对应的第一部分以在第一方向上移动对应的mems镜平台。方法700可以包括在镜基板上提供多个第二导电迹线。每个第二导电迹线可以被配置为将第二致动电压输送到mems致动器的对应的第二部分以在与第一方向相反的第二方向上移动对应的mems镜平台。

尽管本说明书包含许多具体的实现细节,但是这些不应该被解释为对任何发明或可以要求保护的范围的限制,而是作为对特定发明的特定实施方式特定的特征描述。在本说明书中在分开的实施方式的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施方式中组合实现。相反,在单个实施方式的上下文中描述的各种特征也可以在多个实施方式中分开地或以任何合适的子组合来实施。此外,虽然特征可以在上面描述为在某些组合中起作用并且甚至最初如此要求保护,但是来自所要求保护的组合的一个或多个特征在一些情况下可以从组合中分离,并且所要求保护的组合可以针对子组合或子组合的变化。

类似地,尽管在附图中以特定顺序描述了操作,但是这不应该被理解为这些操作需要以所示的特定顺序或以依次执行,或者需要执行所有所示的操作以实现期望的结果。在某些情况下,多任务和并行处理可能是有利的。此外,上述实施方式中的各种系统部件的分离不应该被理解为在所有实施方式中都需要这种分离,并且应该理解,所描述的程序部件和系统通常可以一起集成在单个软件产品中或者封装到多个软件产品。

对“或”的提及可以被解释为包含性的,从而使用“或”描述的任何术语可以指示单个、多于一个和全部所述术语中的任何一个。标签“第一”、“第二”、“第三”等等不一定意味着指示排序并且通常仅用于区分相同或相似的项目或元素。

对本领域技术人员而言,对本公开中所描述的实施方式的各种修改可能是显而易见的,并且在不脱离本公开的精神或范围的情况下,可将本文中定义的一般原理应用于其他实施方式。因此,权利要求不旨在限于本文所示的实施方式,而是应被赋予与本公开、本文公开的原理和新颖特征一致的最宽范围。

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